鋰電池進入萬億市場，國產(chǎn)廠商加速布局電池保護芯片，銷量出現(xiàn)高增長勢頭

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/劉靜）根據(jù)Mordor Intelligence預測，2023年至2028年全球電池管理芯片市場規(guī)模的年復合增長率有望達到8.8%。目前，全球電池管理芯片主要由TI、ADI、高通等海外龍頭企業(yè)主導，這三大廠商拿走全球近6成的市場份額。

而國內(nèi)布局電池管理芯片的企業(yè)較少，電池管理芯片市場的國產(chǎn)化率更是顯著低于電源管理芯片，電源管理芯片設(shè)計玩家眾多，它們在AC/DC、DC/DC以及驅(qū)動芯片等領(lǐng)域已率先實現(xiàn)國產(chǎn)化，而相對來說電池管理芯片市場存在較大的國產(chǎn)化空間，前景廣闊。

電池管理芯片一般包括電池保護芯片、電池計量芯片、充電管理芯片、模擬前端AFE芯片、電池均衡芯片等多種類型。下面我們重點來分析一下電池保護芯片：

2023年鋰電池行業(yè)總產(chǎn)值超1.4萬億元，未來電池保護芯片前景廣闊

今年南京“2.23”重大火災事故，讓人們更加關(guān)注電動自行車電池的安全問題。國家也開始對電池安全問題越來越重視，在2024年特地推出《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規(guī)范》，規(guī)定電動自行車企業(yè)在電池生產(chǎn)制造方面必須具備過充切斷、互認協(xié)同充電等必要檢測能力。

電池不安全、頻繁自燃發(fā)生火災，跟電池保護芯片性能有一定關(guān)系。電池保護芯片由控制IC、MOS管及周邊元器件組成，其中控制IC監(jiān)視電池電壓和電流，當有過度充電及放電狀態(tài)時控制器控制MOS管切斷和恢復電路來保護電池。如果電池保護芯片的功能失效或性能不足，可能會導致電池在異常情況下無法及時得到保護，從而增加火災的風險。

電池保護芯片的應用非常廣泛，小到耳機、手表、筋膜槍、手機，大到電動兩輪車、新能源汽車等等。但凡用到電池的電子產(chǎn)品都需要電池保護芯片，近年來我國鋰電池產(chǎn)量呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。

根據(jù)工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù)顯示，2023年我國鋰電池總產(chǎn)量超過940GWh，同比增長25%，行業(yè)總產(chǎn)值超過1.4萬億元。2021年我國鋰電池產(chǎn)量僅為324GWh，2021年至2023年市場年復合增長率高達70.33%。

一般來說，用于消費電子產(chǎn)品中的單串電池組，如手機、平板、可穿戴設(shè)備等，通常采用單節(jié)鋰電保護芯片就能保護整個電池組了。然而，用于筆記本電腦、電動工具、吸塵器、電動自行車以及智能家居等產(chǎn)品的多串電池組，則需要采用多串鋰電保護芯片來保護每個電芯。

對于更大型、更高容量的鋰電池組，如電動汽車、混動汽車等所使用的動力電池，由于需要由幾千顆電芯組成，對鋰電保護芯片的技術(shù)要求更高，需要支持10顆以上的超高串鋰電池保護芯片。

隨著新能源汽車等市場的快速發(fā)展，以及國家提倡不斷提高電動自行車電池安全等級，未來對電池保護芯片的需求數(shù)量將持續(xù)快速增長。


國內(nèi)電池保護芯片主要玩家及銷量分析

據(jù)電子發(fā)燒友網(wǎng)整理發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)做電池保護芯片設(shè)計的企業(yè)有中穎電子、圣邦股份、賽微微電、創(chuàng)芯微、比亞迪半導體、賽芯電子、微源半導體、南芯半導體、英集芯、拓爾微、思遠半導體、穩(wěn)先微、華泰半導體、富滿微等。

其中，賽芯電子的鋰電池保護芯片型號較多，達300種以上，銷量較大，市場占有率較高，在單節(jié)鋰電池保護芯片領(lǐng)域市場地位較高。賽芯電子的鋰電池保護芯片最大應用領(lǐng)域是移動電源，其次是智能穿戴設(shè)備、電子煙領(lǐng)域。

2019年-2022上半年，賽芯電子鋰電池保護芯片來自移動電源、智能穿戴設(shè)備、電子煙領(lǐng)域的收入情況如下圖所示：

2020年、2021年賽芯電子的鋰電池保護芯片在智能穿戴和電子煙領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模出貨，收入迅速增長。2020年賽芯電子鋰電池保護芯片銷售數(shù)量同比增長34.95%至8.82億顆，2021年銷量進一步突破1.1億顆，單位售價0.21元/顆，銷售收入為2.3億元。最近兩年賽芯電子又把目光瞄準手機領(lǐng)域，積極推動手機鋰電池保護芯片的落地。

圣邦股份雖然是內(nèi)地模擬芯片巨頭，但其營收大頭來自LDO、DC/DC、驅(qū)動等電源管理芯片，其鋰電池保護芯片型號數(shù)量較少，官網(wǎng)顯示僅有10種型號。

富滿微有高精度單節(jié)保護系列、普通單節(jié)保護系列、單節(jié)保護二合一系列、雙節(jié)&多節(jié)保護系列的鋰電保護芯片，型號數(shù)量達70多種。富滿微不再局限于只做低電壓的鋰電保護芯片，其已有產(chǎn)品進入36V/1A的市場，但產(chǎn)品在智能穿戴設(shè)備等細分領(lǐng)域市場占有率較低。

2023年富滿微投入1.82億元研發(fā)，同比增長19.29%。單節(jié)/多節(jié)鋰電保護類在研項目，著重降低待機功耗、休眠電流、抗干擾性的性能提升。

在智能穿戴設(shè)備領(lǐng)域出貨量較大的廠商是賽微微電、創(chuàng)芯微等。賽微微電鋰電池保護芯片種類較少，主要以多節(jié)為主，單節(jié)產(chǎn)品較少，型號數(shù)量24種。鋰電池保護芯片產(chǎn)品基本都支持過充、過放、過流、斷線、短路、溫度保護、均衡等，且具有過流保護后自動恢復功能。

賽微微電的鋰電保護芯片主要分為全功能保護系列和次級保護系列。在全功能保護系列中，產(chǎn)品支持電池串數(shù)最高為16串，例如CW1163系列產(chǎn)品就是最高支持16串鋰電池應用的保護芯片，該產(chǎn)品過充電保護是±20mV精度、過放電保護±40mV精度、放電過流保護最高精度為±3mV，休眠功耗低至6μA。在高精度、低功耗性能方面具有相對競爭優(yōu)勢。

鋰電保護芯片是賽微微電的營收大頭，也是2023年收入增速最高的產(chǎn)品線。財報顯示，2023年，賽微微電電池安全芯片創(chuàng)造1.16億元收入，同比增長58.59%，呈現(xiàn)高速增長趨勢。2023年賽微微電銷售了18160.13萬顆電池安全芯片，同比大幅增長99.20%，近乎翻倍。


目前賽微微電電池安全芯片產(chǎn)品已廣泛應用在TWS耳機等可穿戴設(shè)備、電動工具、戶外及家用移動電源、輕型電動車輛、無繩家電、智能手機等終端產(chǎn)品中。電池安全芯片主要終端客戶為史丹利百得、TTI、東成電動、九號智能、科沃斯、Dreame等等。

創(chuàng)芯微是國內(nèi)為數(shù)不多專門做電池保護芯片設(shè)計的公司，它2017年成立第一年便推出全球首顆180nm制程的單節(jié)保護IC并實現(xiàn)量產(chǎn)，即CM1002系列。這一創(chuàng)新打破了技術(shù)壁壘，為創(chuàng)芯微在電池保護芯片領(lǐng)域的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。2018年，創(chuàng)芯微進一步擴展產(chǎn)品種類，推出3-5串保護芯片CM1031~CM1051系列、業(yè)界首款單芯片6-7串次級保護芯片CM12XX系列，以及二合一保護IC系列產(chǎn)品等。

2019年，創(chuàng)芯微的電池保護芯片產(chǎn)品成功導入OPPO、傳音等供應鏈，成為國內(nèi)首家導入高端手機的廠商，進一步擴大了市場份額。在可穿戴領(lǐng)域，創(chuàng)芯微的電池保護芯片已成為智能穿戴市場的首要品牌，其聲稱可提供業(yè)界最齊全的單節(jié)&二合一保護芯片。

創(chuàng)芯微這些年持續(xù)在電池保護芯片領(lǐng)域進行創(chuàng)新和技術(shù)突破，多款電池保護芯片在行業(yè)內(nèi)性能都相對領(lǐng)先。例如，CM1004系列：應用于高端智能手機的帶檢流電阻的超高精度單節(jié)電池保護IC；CM1123/24系列：二合一電池保護IC，極低工作、休眠功耗0.65μA/10nA，過充電檢測精度±25mV，高精度、低功耗表現(xiàn)處于行業(yè)領(lǐng)先水平。


小結(jié)：

國產(chǎn)廠商電池保護芯片已經(jīng)率先在智能可穿戴領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化，而且逐漸打破智能手機細分領(lǐng)域國產(chǎn)大廠壟斷的格局。近年創(chuàng)芯微、富滿微、英集芯等廠商的電池保護芯片已經(jīng)導入高端智能手機。目前國產(chǎn)廠商電池保護芯片已發(fā)展至支持16串及以上鋰電池應用，功耗低至納安級別，IC與MOS、單芯片二合一、船運等創(chuàng)新技術(shù)持續(xù)涌現(xiàn)。