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半導體行業(yè)深度分析:市場(chǎng)空間廣闊,電池管理(BMS/BMIC)芯片國產(chǎn)替代進(jìn)程加速

?■電池管理系統(BMS)是電池“管家”、電池“保姆”,讓電池更加“安全、高效、長(cháng)壽命”工作。電池管理系統(BMS)主要功能是實(shí)現電池單元的智能化管理及維護,通過(guò)狀態(tài)監測、異常故障保護等方法,監管電池狀態(tài),延長(cháng)電池使用壽命,已在各類(lèi)電子電氣設備中得到廣泛應用。BMS系統涉及算法、硬件電路、軟件等,該領(lǐng)域長(cháng)期被TI、ADI等國際模擬龍頭壟斷,市場(chǎng)空間廣闊。

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  ■多重因素利好國產(chǎn)BMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展,有望加速進(jìn)入發(fā)展快車(chē)道。一是消費電子領(lǐng)域已經(jīng)取得突破,動(dòng)力能源領(lǐng)域加大布局力度,該領(lǐng)域長(cháng)期被歐美企業(yè)壟斷,但隨著(zhù)國內企業(yè)在BMS領(lǐng)域持之以恒的研發(fā)投入和應用實(shí)踐,消費電子領(lǐng)域產(chǎn)品性能已經(jīng)不遜色于歐美大廠(chǎng),且技術(shù)難度更高的車(chē)規級BMS技術(shù)也在積極布局中。二是中國具備電子產(chǎn)品終端整機及電池產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,在發(fā)展自主品牌BMS方面具有較強話(huà)語(yǔ)權,且國內消費電子、新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的強勁需求成為全球鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要動(dòng)力,國產(chǎn)電池pack廠(chǎng)在全球市場(chǎng)中也已經(jīng)占據重要地位。三是政策積極扶持,國產(chǎn)替代進(jìn)程加速,我國B(niǎo)MS芯片長(cháng)期依賴(lài)進(jìn)口,尤其是車(chē)規級AFE、ADC、MCU、隔離等芯片,近年來(lái)國家出臺眾多政策扶持汽車(chē)電子及電池管理相關(guān)芯片行業(yè)發(fā)展,自主芯片行業(yè)有望更上一層樓。

  ■電池管理芯片系電源管理細分賽道,主要產(chǎn)品形態(tài)包括電池計量(電量計)、電池安全、充電管理等三大類(lèi)芯片。電池管理芯片屬電源管理細分賽道,電池計量芯片用于確定電池的電量狀態(tài)(SoC)和健康狀態(tài)(SoH),進(jìn)行電池荷電狀態(tài)估算;電池安全芯片主要用于電池狀態(tài)監控和電池單體均衡,避免出現過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流和短路等故障;充電管理類(lèi)芯片用于完成電壓轉換、調節,電池充電管理以及過(guò)壓過(guò)流保護等功能。

  ■消費電子市場(chǎng):國產(chǎn)芯片的產(chǎn)品競爭力持續提升,市場(chǎng)份額快速提升。消費電子領(lǐng)域,手機、筆記本電腦、智能穿戴(耳機、手表)、電動(dòng)工具(機器人、吸塵器)等均需電池管理芯片。根據IDC等數據統計,2021年手機、PC、PAD、手表、耳機等銷(xiāo)量(部/臺)分別為13億、2.7億、1.7億、1.3億、3.1億。其中,電池安全為各類(lèi)電子設備的必須芯片。隨著(zhù)快充、5G、大容量電池等技術(shù)的普及,手機、筆記本電腦、PAD、高端手表及耳機則對電池計量芯片提出更高、更迫切的需求,高精度、高可靠的電池計量功能已成為主流選型。我們認為,在消費電子BMS領(lǐng)域,國產(chǎn)芯片性能已不遜色于TI等產(chǎn)品且有趕超趨勢,且受TI等產(chǎn)品缺貨影響,國內龍頭企業(yè)產(chǎn)品已經(jīng)導入華為、小米、Oppo、Vivo、榮耀等并加速放量,未來(lái)1-2年是國產(chǎn)化份額快速提升的窗口期,相關(guān)企業(yè)業(yè)績(jì)有望得到兌現。

  ■新能源汽車(chē)市場(chǎng):市場(chǎng)空間廣闊,可靠性要求極高,仍被ADI/TI壟斷,國內企業(yè)前瞻布局。根據CleanTechnica等數據,2021年全球新能源乘用車(chē)累計銷(xiāo)量達649.54萬(wàn)輛,同比漲108%;根據工信部數據,2021年,我國新能源汽車(chē)銷(xiāo)售352.1萬(wàn)輛,同比增長(cháng)1.6倍。據頭豹研究院和電車(chē)資源網(wǎng),新能源汽車(chē)中,動(dòng)力電池成本占比約40%。動(dòng)力電池中BMS及熱管理系統合計成本占比約10%,車(chē)用BMIC涉及AFE、MCU、主動(dòng)/被動(dòng)均衡電路、隔離與接口芯片等。部分國內企業(yè)已開(kāi)始車(chē)用多節電池管理類(lèi)產(chǎn)品的研發(fā)布局,但該市場(chǎng)仍被歐美等模擬龍頭企業(yè)壟斷,如ADI、TI、ST、英飛凌、NXP、瑞薩、松下等。我們認為,在新能源汽車(chē)領(lǐng)域,國內龍頭企業(yè)正從不同角度切入動(dòng)力BMS,未來(lái)3-5年產(chǎn)品及技術(shù)有望得到突破,隨著(zhù)國內新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈在全球話(huà)語(yǔ)權的提升,車(chē)用BMS業(yè)務(wù)有望成為國產(chǎn)鋰電管理企業(yè)的第二成長(cháng)曲線(xiàn)。

  ■儲能市場(chǎng)前景廣闊:儲能技術(shù)主要包括熱儲能、電儲能、氫儲能等,其中電化學(xué)儲能在電力系統中應用較為廣泛。通過(guò)電化學(xué)儲能技術(shù),電能以化學(xué)能的形式存儲下來(lái),并適時(shí)反饋回電力網(wǎng)絡(luò )。從技術(shù)路徑來(lái)看,電化學(xué)儲能的實(shí)現靠?jì)δ茈姵貙?shí)現,儲能電池主要以鋰離子電池、鉛蓄電池和鈉基電池等儲能技術(shù)為主。電池管理系統(BMS)是電化學(xué)儲能系統的重要組成部分,主要負責電池的監測、評估、保護以及均衡等。完整的電化學(xué)儲能系統主要由電池組、電池管理系統(BMS)、能量管理系統(EMS)、儲能變流器(PCS)以及其他電氣設備構成。根據國際能源網(wǎng)等數據,儲能系統的成本構成中,電池是儲能系統最重要的組成部分,成本占比60%;其次是儲能逆變器,占比20%,EMS(能量管理系統)成本占比10%,BMS(電池管理系統)成本占比5%,其他為5%。

  ■相關(guān)標的:模擬IC企業(yè)、數?;旌螴C企業(yè)及MCU企業(yè)各具特色,從不同角度進(jìn)軍電池管理。電池計量芯片屬數?;旌闲托酒?,電池安全、充電管理芯片功能則更貼近傳統電源管理芯片。電池計量芯片的核心涉及計量算法、AFE/ADC及計算電路等,主要技術(shù)壁壘體現在計量精度、管理電池串數、平臺電壓、功耗水平等,其中AFE自帶ADC庫侖計等能測電流等數據,但沒(méi)有處理器核,無(wú)法處理電流數據,一般需要配合MCU等實(shí)現電量計功能,這是中穎電子(模擬+MCU)、芯??萍?ADC+MCU)等為代表的數?;旌螴C企業(yè)切入電池計量賽道的邏輯,同時(shí)中穎電子具備電池安全芯片產(chǎn)品。賽微微電則聚焦電池管理賽道,提供計量、安全及充電管理產(chǎn)品。以圣邦股份、力芯微、希荻微為代表的領(lǐng)軍模擬IC企業(yè),在電源管理產(chǎn)品技術(shù)方面有深厚積淀,產(chǎn)品更多覆蓋充電管理芯片或電池安全芯片。英集芯為國內電源管理芯片、快充協(xié)議芯片重要供應商。以國芯科技、兆易創(chuàng )新、納思達(極海)等為代表的MCU/CPU企業(yè),則發(fā)揮其計算、控制優(yōu)勢,自研BMSMCU,或配合自研、外采AFE芯片布局鋰電管理解決方案。納芯微隔離與接口芯片應用于汽車(chē)BMS,實(shí)現國內主流廠(chǎng)商批量供貨。以比亞迪半導為代表的企業(yè),聚焦車(chē)規產(chǎn)品技術(shù)研發(fā),且具備應用場(chǎng)景優(yōu)勢,BMS領(lǐng)域進(jìn)展同樣值得期待。欣旺達、德賽電池、寧德時(shí)代等作為國內領(lǐng)軍電池PACK企業(yè),將受益電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展及國產(chǎn)化替代。

  ■風(fēng)險提示:研發(fā)進(jìn)度不及預期,市場(chǎng)開(kāi)拓不及預期,國產(chǎn)化替代不及預期。