锂电池进入万亿市场，国产厂商加速布局电池保护芯片，销量出现高增长势头

电子发烧友网报道（文/刘静）根据Mordor Intelligence预测，2023年至2028年全球电池管理芯片市场规模的年复合增长率有望达到8.8%。目前，全球电池管理芯片主要由TI、ADI、高通等海外龙头企业主导，这三大厂商拿走全球近6成的市场份额。
 
而国内布局电池管理芯片的企业较少，电池管理芯片市场的国产化率更是显著低于电源管理芯片，电源管理芯片设计玩家众多，它们在AC/DC、DC/DC以及驱动芯片等领域已率先实现国产化，而相对来说电池管理芯片市场存在较大的国产化空间，前景广阔。
 
电池管理芯片一般包括电池保护芯片、电池计量芯片、充电管理芯片、模拟前端AFE芯片、电池均衡芯片等多种类型。下面我们重点来分析一下电池保护芯片：
 
2023年锂电池行业总产值超1.4万亿元，未来电池保护芯片前景广阔
 
今年南京“2.23”重大火灾事故，让人们更加关注电动自行车电池的安全问题。国家也开始对电池安全问题越来越重视，在2024年特地推出《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》，规定电动自行车企业在电池生产制造方面必须具备过充切断、互认协同充电等必要检测能力。
 
电池不安全、频繁自燃发生火灾，跟电池保护芯片性能有一定关系。电池保护芯片由控制IC、MOS管及周边元器件组成，其中控制IC监视电池电压和电流，当有过度充电及放电状态时控制器控制MOS管切断和恢复电路来保护电池。如果电池保护芯片的功能失效或性能不足，可能会导致电池在异常情况下无法及时得到保护，从而增加火灾的风险。
 
电池保护芯片的应用非常广泛，小到耳机、手表、筋膜枪、手机，大到电动两轮车、新能源汽车等等。但凡用到电池的电子产品都需要电池保护芯片，近年来我国锂电池产量呈现快速增长态势。
 
根据工业和信息化部数据显示，2023年我国锂电池总产量超过940GWh，同比增长25%，行业总产值超过1.4万亿元。2021年我国锂电池产量仅为324GWh，2021年至2023年市场年复合增长率高达70.33%。
 
一般来说，用于消费电子产品中的单串电池组，如手机、平板、可穿戴设备等，通常采用单节锂电保护芯片就能保护整个电池组了。然而，用于笔记本电脑、电动工具、吸尘器、电动自行车以及智能家居等产品的多串电池组，则需要采用多串锂电保护芯片来保护每个电芯。

对于更大型、更高容量的锂电池组，如电动汽车、混动汽车等所使用的动力电池，由于需要由几千颗电芯组成，对锂电保护芯片的技术要求更高，需要支持10颗以上的超高串锂电池保护芯片。
 
随着新能源汽车等市场的快速发展，以及国家提倡不断提高电动自行车电池安全等级，未来对电池保护芯片的需求数量将持续快速增长。
 
 
国内电池保护芯片主要玩家及销量分析
 
据电子发烧友网整理发现，目前国内做电池保护芯片设计的企业有中颖电子、圣邦股份、赛微微电、创芯微、比亚迪半导体、赛芯电子、微源半导体、南芯半导体、英集芯、拓尔微、思远半导体、稳先微、华泰半导体、富满微等。
 
其中，赛芯电子的锂电池保护芯片型号较多，达300种以上，销量较大，市场占有率较高，在单节锂电池保护芯片领域市场地位较高。赛芯电子的锂电池保护芯片最大应用领域是移动电源，其次是智能穿戴设备、电子烟领域。
 
2019年-2022上半年，赛芯电子锂电池保护芯片来自移动电源、智能穿戴设备、电子烟领域的收入情况如下图所示：

2020年、2021年赛芯电子的锂电池保护芯片在智能穿戴和电子烟领域实现大规模出货，收入迅速增长。2020年赛芯电子锂电池保护芯片销售数量同比增长34.95%至8.82亿颗，2021年销量进一步突破1.1亿颗，单位售价0.21元/颗，销售收入为2.3亿元。最近两年赛芯电子又把目光瞄准手机领域，积极推动手机锂电池保护芯片的落地。
 
圣邦股份虽然是内地模拟芯片巨头，但其营收大头来自LDO、DC/DC、驱动等电源管理芯片，其锂电池保护芯片型号数量较少，官网显示仅有10种型号。
 
富满微有高精度单节保护系列、普通单节保护系列、单节保护二合一系列、双节&多节保护系列的锂电保护芯片，型号数量达70多种。富满微不再局限于只做低电压的锂电保护芯片，其已有产品进入36V/1A的市场，但产品在智能穿戴设备等细分领域市场占有率较低。

2023年富满微投入1.82亿元研发，同比增长19.29%。单节/多节锂电保护类在研项目，着重降低待机功耗、休眠电流、抗干扰性的性能提升。
 
在智能穿戴设备领域出货量较大的厂商是赛微微电、创芯微等。赛微微电锂电池保护芯片种类较少，主要以多节为主，单节产品较少，型号数量24种。锂电池保护芯片产品基本都支持过充、过放、过流、断线、短路、温度保护、均衡等，且具有过流保护后自动恢复功能。
 
赛微微电的锂电保护芯片主要分为全功能保护系列和次级保护系列。在全功能保护系列中，产品支持电池串数最高为16串，例如CW1163系列产品就是最高支持16串锂电池应用的保护芯片，该产品过充电保护是±20mV精度、过放电保护±40mV精度、放电过流保护最高精度为±3mV，休眠功耗低至6μA。在高精度、低功耗性能方面具有相对竞争优势。
 
锂电保护芯片是赛微微电的营收大头，也是2023年收入增速最高的产品线。财报显示，2023年，赛微微电电池安全芯片创造1.16亿元收入，同比增长58.59%，呈现高速增长趋势。2023年赛微微电销售了18160.13万颗电池安全芯片，同比大幅增长99.20%，近乎翻倍。

 
目前赛微微电电池安全芯片产品已广泛应用在TWS耳机等可穿戴设备、电动工具、户外及家用移动电源、轻型电动车辆、无绳家电、智能手机等终端产品中。电池安全芯片主要终端客户为史丹利百得、TTI、东成电动、九号智能、科沃斯、Dreame等等。
 
创芯微是国内为数不多专门做电池保护芯片设计的公司，它2017年成立第一年便推出全球首颗180nm制程的单节保护IC并实现量产，即CM1002系列。这一创新打破了技术壁垒，为创芯微在电池保护芯片领域的发展奠定了坚实的基础。2018年，创芯微进一步扩展产品种类，推出3-5串保护芯片CM1031~CM1051系列、业界首款单芯片6-7串次级保护芯片CM12XX系列，以及二合一保护IC系列产品等。
 
2019年，创芯微的电池保护芯片产品成功导入OPPO、传音等供应链，成为国内首家导入高端手机的厂商，进一步扩大了市场份额。在可穿戴领域，创芯微的电池保护芯片已成为智能穿戴市场的首要品牌，其声称可提供业界最齐全的单节&二合一保护芯片。

创芯微这些年持续在电池保护芯片领域进行创新和技术突破，多款电池保护芯片在行业内性能都相对领先。例如，CM1004系列：应用于高端智能手机的带检流电阻的超高精度单节电池保护IC；CM1123/24系列：二合一电池保护IC，极低工作、休眠功耗0.65μA/10nA，过充电检测精度±25mV，高精度、低功耗表现处于行业领先水平。
 
 
小结：
 
国产厂商电池保护芯片已经率先在智能可穿戴领域实现国产化，而且逐渐打破智能手机细分领域国产大厂垄断的格局。近年创芯微、富满微、英集芯等厂商的电池保护芯片已经导入高端智能手机。目前国产厂商电池保护芯片已发展至支持16串及以上锂电池应用，功耗低至纳安级别，IC与MOS、单芯片二合一、船运等创新技术持续涌现。