半導體行業深度：市場空間廣闊電池管理（BMS BMIC）芯片國產替代進程加速-220519（87頁）.pdf

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1、 1 本報告版權屬于安信證券股份有限公司。本報告版權屬于安信證券股份有限公司。 各項聲明請參見報告尾頁。各項聲明請參見報告尾頁。 市場空間廣闊， 電池管理 （市場空間廣闊， 電池管理 （BMS/BMICBMS/BMIC）芯片國產替代進程加速芯片國產替代進程加速 電池管理系統（電池管理系統（BMSBMS）是電池“管家” 、電池“保姆” ，讓電池更加“安）是電池“管家” 、電池“保姆” ，讓電池更加“安全、高效、長壽命”工作。全、高效、長壽命”工作。電池管理系統（BMS）主要功能是實現電池單元的智能化管理及維護，通過狀態監測、異常故障保護等方法，監管電池狀態，延長電池使用壽命，已在各類電子電氣設備

2、中得到廣泛應用。BMS 系統涉及算法、硬件電路、軟件等，該領域長期被 TI、ADI 等國際模擬龍頭壟斷，市場空間廣闊。 多重因素利好國產多重因素利好國產 BMSBMS 產業發展，有望加速進入發展快車道。產業發展，有望加速進入發展快車道。一是消費電子領域已經取得突破，動力能源領域加大布局力度，該領域長期被歐美企業壟斷，但隨著國內企業在 BMS 領域持之以恒的研發投入和應用實踐，消費電子領域產品性能已經不遜色于歐美大廠，且技術難度更高的車規級 BMS 技術也在積極布局中。二是中國具備電子產品終端整機及電池產業鏈優勢，在發展自主品牌 BMS 方面具有較強話語權，且國內消費電子、新能源汽車產業的強勁需

3、求成為全球鋰電池產業發展的重要動力，國產電池 pack 廠在全球市場中也已經占據重要地位。三是政策積極扶持，國產替代進程加速，我國 BMS 芯片長期依賴進口，尤其是車規級 AFE、ADC、MCU、隔離等芯片，近年來國家出臺眾多政策扶持汽車電子及電池管理相關芯片行業發展，自主芯片行業有望更上一層樓。 電池管理芯片系電源管理細分賽道，主要產品形態包括電池計量（電電池管理芯片系電源管理細分賽道，主要產品形態包括電池計量（電量計） 、電池安全、充電管理等三大類芯片。量計） 、電池安全、充電管理等三大類芯片。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（SoC）和健康狀態（SoH）

4、 ，進行電池荷電狀態估算；電池安全芯片主要用于電池狀態監控和電池單體均衡，避免出現過充、過放、過流和短路等故障；充電管理類芯片用于完成電壓轉換、調節，電池充電管理以及過壓過流保護等功能。 消費電子市場： 國產芯片的產品競爭力持續提升， 市場份額快速提升。消費電子市場： 國產芯片的產品競爭力持續提升， 市場份額快速提升。消費電子領域，手機、筆記本電腦、智能穿戴（耳機、手表） 、電動工具（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，電池安全為各類電子設

5、備的必須芯片。隨著快充、5G、大容量電池等技術的普及，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，Tabl e_Ti t l e 2022 年年 05 月月 19 日日 半導體半導體 Tabl e_BaseI nf o 行業深度分析行業深度分析 證券研究報告 投資投資評級評級 領先大市領先大市-A 維持維持評級評級 Tabl e_Fi rst St oc k 首選股票首選股票 目標價目標價 評級評級 Tabl e_C hart 行業表現行業表現 資料來源：Wind資訊 % 1M 3M 12M 相對收益相對收益 3.37 -0.74 16.91 絕對收益絕對收

6、益 -0.08 -14.91 -5.91 馬良馬良 分析師 SAC 執業證書編號：S1450518060001 021-35082935 相關報告相關報告 半 導 體 設 備 企 業 一 季 度 情 況 復 盤 2022-05-06 A 股 IC 設計企業一季度情況復盤 2022-05-03 A 股功率半導體企業一季度情況復盤 2022-05-02 新能源發電持續景氣，光伏 IGBT 市場前景廣闊 2022-03-08 助力 800V高壓平臺升級， SiC 車規級應用滲透率加速提升 2021-12-31 -27%-15%-3%9%21%33%45%2021-052021-092022-01半導

7、體(中信) 滬深300 2 本報告版權屬于安信證券股份有限公司。本報告版權屬于安信證券股份有限公司。 各項聲明請參見報告尾頁。各項聲明請參見報告尾頁。 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 領域，國產芯片性能已不遜色于 TI 等產品且有趕超趨勢，且受 TI 等產品缺貨影響，國內龍頭企業產品已經導入華為、小米、Oppo、Vivo、榮耀等并加速放量，未來 1-2 年是國產化份額快速提升的窗口期，相關企業業績有望得到兌現。 新能源汽車市場：市場空間廣闊，可靠性要求極高，仍被新能源汽車市場：市場空間廣闊，可靠性要求極高，仍被 ADI/TIADI/TI 壟壟斷，國內企

8、業前瞻布局。斷，國內企業前瞻布局。根據 CleanTechnica 等數據，2021 年全球新能源乘用車累計銷量達 649.54 萬輛， 同比漲 108%； 根據工信部數據， 2021年，我國新能源汽車銷售 352.1 萬輛，同比增長 1.6 倍。據頭豹研究院和電車資源網，新能源汽車中，動力電池成本占比約 40%。動力電池中 BMS 及熱管理系統合計成本占比約 10%，車用 BMIC 涉及 AFE、MCU、主動/被動均衡電路、隔離與接口芯片等。部分國內企業已開始車用多節電池管理類產品的研發布局，但該市場仍被歐美等模擬龍頭企業壟斷，如 ADI、TI、ST、英飛凌、NXP、瑞薩、松下等。我們認為，

9、在新能源汽車領域，國內龍頭企業正從不同角度切入動力 BMS，未來 3-5 年產品及技術有望得到突破， 隨著國內新能源汽車產業鏈在全球話語權的提升，車用 BMS 業務有望成為國產鋰電管理企業的第二成長曲線。 儲能市場前景廣闊：儲能市場前景廣闊：儲能技術主要包括熱儲能、電儲能、氫儲能等，其中電化學儲能在電力系統中應用較為廣泛。通過電化學儲能技術，電能以化學能的形式存儲下來，并適時反饋回電力網絡。從技術路徑來看，電化學儲能的實現靠儲能電池實現，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為主。電池管理系統（BMS）是電化學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

10、整的電化學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%。 相關標的：模擬相關標的：模擬 ICIC 企業、數?；旌掀髽I、數?；旌?ICIC 企業及企業及 MCUMCU 企業各具特色，企業各具特色，從不同角度進軍電池管理。從不同角度進軍電池管理。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

11、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，但沒有處理器核，無法處理電流數據，一般需要配合 MCU 等實現電量計功能，這是中穎電子（模擬+MCU） 、芯?？萍迹ˋDC+MCU）等為代表的數?；旌?IC 企業切入電池計量賽 3 本報告版權屬于安信證券股份有限公司。本報告版權屬于安信證券股份有限公司。 各項聲明請參見報告尾頁。各項聲明請參見報告尾頁。 道的邏輯，同時中穎電子具備電池安全芯片產品。賽微微電則聚焦電池管理賽道，提供計量、安全及充電管理產品。以圣邦股

12、份、力芯微、希荻微為代表的領軍模擬 IC 企業，在電源管理產品技術方面有深厚積淀，產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、快充協議芯片重要供應商。以國芯科技、兆易創新、納思達（極海）等為代表的 MCU/CPU 企業，則發揮其計算、控制優勢，自研 BMS MCU，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 BMS， 實現國內主流廠商批量供貨。以比亞迪半導為代表的企業，聚焦車規產品技術研發，且具備應用場景優勢，BMS 領域進展同樣值得期待。欣旺達、德賽電池、寧德時代等作為國內領軍電池 PACK 企業， 將受益電池產業發展及國產化替代

13、。 風險提示：風險提示：研發進度不及預期，市場開拓不及預期，國產化替代不及預期。 行業深度分析/半導體 4 本報告版權屬于安信證券股份有限公司。本報告版權屬于安信證券股份有限公司。 各項聲明請參見報告尾頁。各項聲明請參見報告尾頁。 內容目錄內容目錄 1. BMS是電池產業鏈的重要組成部分是電池產業鏈的重要組成部分 . 9 1.1. 電池相關概念及產品形態 . 9 1.2. 動力電池需求高漲助推電池 pack 市場高景氣，BMS 持續受益 .11 2. BMS涉及多類型芯片，市場空間廣闊涉及多類型芯片，市場空間廣闊 . 14 2.1. BMS 系統充當電池管家、保姆角色，電池計量 IC、電池安全

14、 IC、充電管理 IC 各司其職 . 14 2.2. BMIC 芯片市場空間廣闊，國產替代前景可期 . 18 3. 消費電子：快充、消費電子：快充、5G、智能水平提升等助力、智能水平提升等助力 BMIC 快速發展快速發展 . 22 3.1. 手機：快充和 5G 趨勢盡顯，對高性能 BMIC 提出更高、更迫切需求 . 22 3.1.1. BMS 參與充放電全過程 . 22 3.1.2. 智能手機性能迭代對 BMIC 要求不斷提升，國產芯片加速替代 . 24 3.2. 筆記本電腦及平板電腦：市場規模平穩，技術難度更高. 27 3.3. 智能手表：功能多樣化催生電池管理芯片需求進一步提升 . 29

15、3.4. TWS 耳機：續航能力等性能提升增加 BMIC 芯片需求 . 31 4. 動力電源：高壓平臺對動力用動力電源：高壓平臺對動力用 BMIC 提出更高要求提出更高要求 . 32 4.1. 動力電池需要高可靠、絕對安全，市場空間更大也更具挑戰性 . 32 4.2. 動力 BMS 系統及芯片技術門檻高、認證壁壘高，國內企業加大研發布局 . 36 4.3. 汽車 BIMC 主要硬件電路：主動均衡、AFE、MCU、隔離電路等 . 43 4.3.1. AFE 模塊：實現電池信息采集、狀態監測等功能. 43 4.3.2. 電池均衡模塊：提升電池續航時間和循環壽命 . 45 4.3.3. 計算單元（M

16、CU 等） ：實現控制、計算等功能. 46 4.3.4. 隔離電路：實現高低壓模塊間電氣隔離 . 47 4.4. 供需兩端齊助推，國產 BMS 前景可期 . 48 4.4.1. 供給端：整車廠、電池企業、第三方 BMS 廠商共同參與 . 48 4.4.2. 需求端：受新能源車滲透率快速提升， BMS 行業“水漲船高” . 50 5. 儲能設備：儲能設備：BMS是儲能系統核心組件是儲能系統核心組件 . 54 5.1. 儲能電池產業鏈概述 . 54 5.2. 儲能電池 BMS 是電化學儲能系統的核心組件 . 55 6. BMS芯片相芯片相關公司關公司 . 57 6.1. 中穎電子（300327.S

17、Z） ：深耕鋰電池管理芯片，業務有望持續增長 . 58 6.2. 芯?？萍迹?88595.SH） ：全信號鏈芯片設計龍頭，ADC+MCU 雙輪驅動. 60 6.3. 賽微微電（688325.SH） ：國內少數覆蓋電池管理芯片全系列的企業 . 62 6.4. 圣邦股份（300661.SZ） ：國產模擬芯片龍頭，核心技術積累深厚 . 64 6.5. 力芯微（688601.SH） ：專注電源管理，消費電子市場業務領先 . 65 6.6. 希荻微（688173.SH） ：DC/DC 領先企業，充電管理芯片持續發展. 67 6.7. 英集芯（688209.SH） ：國內電源管理芯片、快充協議芯片重要供應

18、商 . 68 6.8. 納芯微（688052.SH） ：國內數字隔離器芯片領先企業，汽車電子持續布局 . 70 6.9. 上海貝嶺（600171.SH）: 聚焦電源管理新賽道，國產模擬電路領先者 . 72 6.10. 兆易創新（603986.SH） ：國產 MCU 龍頭，MCU 系列芯片適用于 BMS . 74 6.11. 納思達（002180.SZ） ：國產打印龍頭，非打印機芯片發展進入快車道. 76 6.12. 國芯科技（688262.SH） ：國產 CPU 領軍者，汽車電子 MCU 領先. 78 6.13. 欣旺達（300207.SZ） ：鋰離子電池模組龍頭，動力電池進入高速發展期 .

19、80 6.14. 德賽電池（000049.SZ） ：深耕鋰電池技術，儲能及 SiP 打開成長空間 . 82 行業深度分析/半導體 5 本報告版權屬于安信證券股份有限公司。本報告版權屬于安信證券股份有限公司。 各項聲明請參見報告尾頁。各項聲明請參見報告尾頁。 6.15. 比亞迪半導體（擬上市） ：國內汽車巨頭擬分拆上市，車規技術具備優勢. 84 圖表目錄圖表目錄 圖 1：不同電池形態. 9 圖 2：動力電池包拆解 . 9 圖 3：電池 pack 行業發展歷程 .11 圖 4：電池 pack 產業鏈 . 12 圖 5：2017-2022 年中國動力電池裝機量（GWh） . 13 圖 6：2008-

20、2021 年國內鋰電池月產量（億只） . 14 圖 7：2014-2023 年我國電池 pack 行業市場規模（億元） . 14 圖 8：電池管理系統細分功能模塊. 14 圖 9：電源管理芯片、電池管理芯片分類 . 15 圖 10：TI 典型電池包（使用分立電量計）. 16 圖 11：TI 典型電池包（使用集成保護功能的電量計） . 16 圖 12：TI 電量計系統框圖 . 17 圖 13：TI pack-side 和 system-side 電量計框圖 . 17 圖 14：充電管理芯片的環路控制 . 17 圖 15：典型的鋰離子電池充電曲線. 17 圖 16：BMS 產業鏈. 18 圖 17

21、：BMIC 配備 MCU 和 AFE 芯片 . 20 圖 18：MCU 和 AFE 芯片高集成解決方案 . 20 圖 19：瑞薩電池管理芯片產品架構. 20 圖 20：全球 BMS 市場規模（億美元）. 21 圖 21：全球電池管理芯片市場規模（億美元） . 21 圖 22：電源管理芯片在手機上的應用 . 23 圖 23：榮耀 9i 充電速度曲線 . 24 圖 24：五款高端手機快充對比. 25 圖 25：HMOV 手機快充參數 . 25 圖 26：安卓快充線內部結構 . 25 圖 27：小米充電器部分產品 . 26 圖 28：2021 年全球智能手機出貨量和增長（百萬） . 27 圖 29：

22、20192023 年全球 5G 手機出貨量（億部） . 27 圖 30：2020 年全球快充市場格局 . 27 圖 31：2021 年 75 款新機充電功率分布 . 27 圖 32：筆記本電腦鋰電池充電四個階段. 28 圖 33：典型筆記本電腦電池的連接. 28 圖 34：2016-2025 年全球筆記本電腦出貨量（億臺） . 29 圖 35：2016-2025 年全球平板電腦出貨量情況（億臺） . 29 圖 36：智能手表結構拆解. 30 圖 37：智能手表六大應用領域. 30 圖 38：2022 年中國智能手表常用功能 . 30 圖 39：2018-2021 年全球智能手表出貨量（萬臺）

23、. 31 圖 40：2021 年全球智能手表出貨量 top9 品牌占比 . 31 圖 41：2018-2021 年全球智能手表出貨量（萬臺） . 31 行業深度分析/半導體 6 本報告版權屬于安信證券股份有限公司。本報告版權屬于安信證券股份有限公司。 各項聲明請參見報告尾頁。各項聲明請參見報告尾頁。 圖 42：TWS 耳機結構拆分 . 31 圖 43：2018-2020 年中國 TWS 耳機出貨量（萬副） . 32 圖 44：全球 TWS 耳機出貨量及所需電池管理芯片數. 32 圖 45：2020 年我國電動車起火原因及電池故障因素 . 33 圖 46：特斯拉純電動平臺. 33 圖 47：新能

24、源汽車鋰電池監控拓撲圖 . 35 圖 48：全球鋰電池每 kWh 成本下降趨勢 . 35 圖 49：汽車 BMS 常見系統架構 . 36 圖 50：鋰電池使用范圍受限 . 37 圖 51：汽車鋰電池管理 ISO SPI 架構. 39 圖 52：汽車鋰電池管理菊花鏈架構. 39 圖 53：TI 無線 BMS 解決方案 . 40 圖 54：ADI 無線 BMS 解決方案. 40 圖 55：TI 無線 BMS CC2662R-Q1 系統框圖 . 40 圖 56：我國汽車 BMS 行業發展歷程 . 41 圖 57：BMS 產業五大壁壘 . 42 圖 58：ADI 典型 12 節 BMIC-AFE 芯片

25、電路圖（芯片型號 MAX17843）. 43 圖 59：車規級 AFE 典型企業、產品圖譜及關鍵指標. 45 圖 60：ADI 主動均衡電路框圖 . 46 圖 61：ADI 48V 油電混合 BMS 系統框架圖 . 47 圖 62：納芯微高壓儲能 BMS 隔離產品示意圖 . 47 圖 63：2020 年國內 BMS 裝機量競爭格局. 48 圖 64：2021 年我國 BMS 裝機量 top10 . 48 圖 65：新能源汽車成本占比 . 49 圖 66：電動汽車、插電式混合動力汽車電池成本占比. 49 圖 67：新能源汽車結構組成 . 50 圖 68：2021 年全球新能源汽車銷量（輛） .

26、51 圖 69：中國 2016-2025 年新能源汽車滲透率. 51 圖 70：CTP 與傳統電池包對比. 52 圖 71：磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的正負極材料對比. 53 圖 72：2021 年磷酸鐵鋰與三元電池裝車量（GWh） . 53 圖 73：2020-2025 年中國新能源汽車 BMS 市場規模（億元）. 54 圖 74：儲能模式分類. 54 圖 75：儲能電池下游典型應用場景. 55 圖 76：電化學儲能系統結構示意圖. 56 圖 77：儲能系統成本構成. 56 圖 78：儲能 BMS 主要功能 . 56 圖 79：中穎電子 2018-2021 年營收結構（百萬）. 58 圖 80

27、：中穎電子 2018-2021 年歸母凈利潤及毛利率（百萬） . 58 圖 81：中穎電子主要產品. 58 圖 82：中穎電子電池管理系列芯片. 58 圖 83：中穎電子動力電源系列產品. 59 圖 84：芯?？萍?2018-2021 年營收和凈利潤（百萬）. 60 圖 85：芯?？萍?2018-2021 年毛利率 . 60 圖 86：芯?？萍夹盘栨溞酒瑧?. 60 行業深度分析/半導體 7 本報告版權屬于安信證券股份有限公司。本報告版權屬于安信證券股份有限公司。 各項聲明請參見報告尾頁。各項聲明請參見報告尾頁。 圖 87：芯?？萍既螽a品線 . 60 圖 88：芯?？萍?BMS 電量計芯片

28、六大核心優勢. 61 圖 89：芯?？萍?CHIPSEA 電量計應用框圖 . 61 圖 90：賽微微電 2018-2021H1 營收結構（百萬）. 62 圖 91：賽微微發展歷程 . 63 圖 92：圣邦股份 2018-2021 年營收和毛利率（百萬）. 64 圖 93：圣邦股份 2018-2021 年歸母凈利潤（百萬） . 64 圖 94：圣邦股份鋰電池充電管理系列芯片 . 64 圖 95：力芯微 2018-2020 年營收和毛利率結構（百萬） . 65 圖 96：力芯微 2018-2021 年歸母凈利潤（百萬）. 65 圖 97：力芯微產品及應用領域演變情況. 65 圖 98：力芯微主要產

29、品及技術參數. 66 圖 99：希荻微 2018-2021 年營收結構（百萬） . 67 圖 100：希荻微 2018-2021 年毛利率. 67 圖 101：希荻微主要產品在終端設備上的應用. 67 圖 102：英集芯芯片產品主要應用領域 . 68 圖 103：英集芯主要品牌客戶 . 68 圖 104：英集芯 2018-2021H1 營收結構（百萬） . 68 圖 105：英集芯移動電源方案高集成. 69 圖 106：英集芯移動電源芯片演進 . 69 圖 107：英集芯快充協議芯片演進 . 69 圖 108：納芯微主要產品 . 70 圖 109：納芯微產品應用布局 . 70 圖 110：納芯

30、微 2018-2021H1 營收結構（百萬） . 70 圖 111：納芯微數字隔離芯片信號處理圖示. 71 圖 112：納芯微數字隔離芯片在新能源汽車上的應用 . 71 圖 113：上海貝嶺 2017-2021 年營業收入（億元） . 72 圖 114：上海貝嶺 2017-2021 年歸母凈利潤（億元） . 72 圖 115：上海貝嶺智能電表產品方案 . 72 圖 116：兆易創新 2018-2021 年營收結構（百萬） . 74 圖 117：兆易創新主要產品 . 74 圖 118：兆易創新 GD32L233 系列 Cortex-M23 內核低功耗 MCU . 75 圖 119：兆易創新 GD

31、32L233 系列 MCU 產品組合 . 75 圖 120：納思達旗下業務模塊及概況. 76 圖 121：納思達 2018-2021 年營業收入及毛利率（億元） . 76 圖 122：極海半導體發展歷程 . 77 圖 123：國芯科技 2018-2021 年營業收入（億元）. 78 圖 124：國芯科技 2018-2021 年歸母凈利潤（億元） . 78 圖 125：國芯科技三大業務板塊. 78 圖 126：欣旺達 2017-2021 營收結構（億元）. 80 圖 127：欣旺達 2017-2021 凈利潤（億元） . 80 圖 128：欣旺達產業布局 . 81 圖 129：德賽電池發展歷程.

32、 82 圖 130：德賽電池 2017-2021 年營業收入（億元）. 82 圖 131：德賽電池 2017-2021 年歸母凈利潤（億元） . 82 行業深度分析/半導體 8 本報告版權屬于安信證券股份有限公司。本報告版權屬于安信證券股份有限公司。 各項聲明請參見報告尾頁。各項聲明請參見報告尾頁。 圖 132：德賽電池 2021 年營收結構. 83 圖 133：比亞迪半導體 2018-2021H1 營收結構（百萬）. 84 圖 134：比亞迪半導體 2018-2021H1 毛利率 . 84 圖 135：比亞迪車規級半導體在新能源汽車中的應用 . 85 表 1：部分電池包典型產品及參數概覽.

33、10 表 2：電池分類.11 表 3：國內電池 pack 主要應用及市場狀況概覽 . 12 表 4：國內電池 pack 行業主要參與企業 . 13 表 5：三種電池管理芯片典型產品功能拆分. 15 表 6：充電 IC 細分種類及主要功能 . 18 表 7：動力電源、消費電子細分領域 BMS 芯片種類、技術及下游銷量概覽. 19 表 8：全球主要模擬集成電路十大廠商. 21 表 9：BMS 行業相關政策梳理 . 22 表 10：四種充電方式比較. 24 表 11：蘋果與華為手機相關參數及充電情況梳理 . 26 表 12：2021 年全球前五大筆記本電腦供應商出貨量及市場份額 . 29 表 13：

34、汽車動力電池和手機電池比較 . 32 表 14：動力電池 Cell、Module、Pack 定義. 34 表 15：部分新能源車高低配電池包參數. 34 表 16：整車企業和電芯企業展開深度合作 . 36 表 17：電池狀態估計概覽. 37 表 18：BMS 均衡技術分類 . 37 表 19：國內外主流 BMS 供應商技術參數對比 . 38 表 20：BMS 集中式、分布式、半集中式結構比較 . 38 表 21：BMS 主動均衡和被動均衡比較. 39 表 22：有線 BMS 和無線 BMS 比較 . 40 表 23：BMS 精度要求 . 41 表 24：部分 AFE 芯片產品采樣通道數及價格統

35、計（截至 2022 年 4 月） . 44 表 25：車規級芯片行業壁壘較高 . 46 表 26：動力電池 BMS 主要涉及企業類型比較 . 48 表 27：BMS 芯片部分廠商產品及價格（截至 2022 年 3 月） . 49 表 28：多家車企宣布停售燃油車 . 51 表 29：“CTP 電池” VS “刀片電池” . 52 表 30：動力電池與儲能電池的不同之處. 55 表 31：BMS 相關公司及鋰電管理業務概覽. 57 表 32：南京微盟三大產品線 . 73 表 33：國芯科技 Power 指令集相關 CPU IP 產品 . 79 表 34：國芯科技在研汽車電子 MCU 產品 . 7

36、9 行業深度分析/半導體 9 本報告版權屬于安信證券股份有限公司。本報告版權屬于安信證券股份有限公司。 各項聲明請參見報告尾頁。各項聲明請參見報告尾頁。 1. BMS 是電池產業鏈的重要組成部分是電池產業鏈的重要組成部分 1.1. 電池相關概念及產品形態電池相關概念及產品形態 電池產業鏈涉及的基本概念。電池產業鏈涉及的基本概念。電池產業鏈涉及概念較多，如電芯、電池模組、電池包、pack工藝等。往往電池作為相關概念的統稱，電芯、電池模組、電池包是電池制造過程中的不同階段。電芯是電池的最小單位，也是電能存儲單元，它必須要有較高的能量密度，以盡可能多的存儲電能。當多個電芯被同一個外殼框架封裝在一起，

37、通過統一的邊界與外部進行聯系時，就組成了一個電池模組。而當多個電池模組被電池管理系統（BMS）和熱管理系統共同控制或管理起來后，這個統一的整體就叫做電池包。電池 pack 工藝，指的就是把電芯、電池模組等加工成最終電池包的工藝。電池 pack 一般也代指電池包。 電池包主要由電芯、電池包主要由電芯、BMS、連接器、熱管理組件、結構件等組成、連接器、熱管理組件、結構件等組成。電池產業鏈中，核心部分是電芯和BMS電路， 電芯封裝后再集成線束和PVC膜等構成電池模組， 再加入線束連接器、BMS 電路構成電池成品。其中，電池模組為電池包最小分組，由多個電芯串聯和并聯，電芯數量越多，電池模組可靠性越弱，

38、對電芯一致性的要求越高，因此需要通過單體電池監控管理裝臵協調，即電池管理系統、熱管理系統、電氣系統等，最終組成完整的電池 pack。在動力電池中，電池熱管理系統通過風冷、水冷、液冷和其他相變材料降低電池放電過程中的熱量釋放，確保電池在適宜溫度范圍工作，主要由電池箱、傳熱介質、監測設備等構成。電氣系統主要由高壓線束、低壓線束、繼電器等構成，高壓線束將動力電池系統的動力不斷輸送到各部件；低壓線束實時傳輸檢測信號、控制信號；繼電器起自動調節、安全保護和轉換電路等作用。 圖圖 1：不同：不同電池形態電池形態 圖圖 2：動力電池包拆解動力電池包拆解 資料來源：搜狐網，安信證券研究中心 資料來源：激光制造

39、網，安信證券研究中心 行業深度分析/半導體 10 本報告版權屬于安信證券股份有限公司。本報告版權屬于安信證券股份有限公司。 各項聲明請參見報告尾頁。各項聲明請參見報告尾頁。 表表 1：部分電池包典型產品及參數概覽部分電池包典型產品及參數概覽 品類 產品介紹 產品特點 產品外觀 廠家 手機電池 55W 超快閃充+ 4440mAh 超大電池 最大充電功率提升至 55W,雙連接器充電，轉化率高達 97%，15 分鐘，即可為 4440mAh（典型值）的電池充滿 50%。 電芯：鋰離子聚合物 容量：4400mAh 工作電壓：3.85V 終止放電電壓：3.0V 充電電壓：4.4V 充電電流：10A MAX

40、(10A MAX to 4.25V) 放電電流：4.37A MAX 尺寸：80.4*63.5*5.82mm 欣旺達 筆記本電池 ThinkPad X200，鋰離子電池 電池容量: 5200MAh 電壓: 11.1V 電芯數量：6 參考時間: 2-3 小時 尺寸：206.5*54*21.42mm ThinkPad P AD電池 電池為內臵軟包電池，容量達5100mAh， 采用雙 IC雙 MOS方案，多重保護，側邊 U型膠紙保護，提高電芯自身的抗刺破強度。 應用領域：3C智能平板 電芯：鋰離子聚合物 典型容量：5100mAh 工作電壓：3.82V 放電截止電壓：3.0V 充電電壓：4.4V 標準充

41、電電流：0.2C 標準放電電流：0.2C 尺寸：119mm*98.5mm*2.8mm 欣旺達 TWS 耳機電池 電池采用商標一體化包裹，外觀美觀，體型小巧。電池支持快速充電， 減少充電時間。 應用領域/特點： 智能穿戴類電池/藍牙耳機盒電池 電芯：鋰離子聚合物 容量：400mAh 工作電壓：3.85V 終止放電電壓：3.0V 充電電壓：4.4V 充電電流：415mA MAX 放電電流：400mA MAX 尺寸：34.6*18.5*5.55mm 欣旺達 智能手表電池 電池是雙電芯組合，電池容量大，充電一次，續航 48H。 電芯：鋰離子聚合物 容量：580mAh （MIN) 工作電壓：3.85V

42、終止放電電壓：3.0V 充電電壓：4.4V 充電電流：1000mA MAX 放電電流：580mA MAX 尺寸：28.28*30.1*5.99mm 欣旺達 手持吸塵器電池 采用 6S1P電芯組合方案，含四重保護， 搭配 MCU對溫度、電壓、電流智能實時監控，智能化管理及維護各個電池單元，防止電池出現過充電、過溫度和過放電，延長電池的使用壽命。電池的安全性佳，性能強，放電倍率高。 電池類型 鋰離子電池 組合方式 6S1P 額定容量 2500mAh 額定電壓 21.6V 充電限制電壓 25.2V 充放電倍率 0.3C/370W(14C) 尺寸 135.9*79.4*33mm 欣旺達 掃地機電池 采

43、用 4S2P電芯組合方案，四重保護，防水防震動跌落結構，安全性佳，性能強，壽命長，5200mAh 超長待機。 電池類型：鋰離子電池 組合方式：4S2P 額定容量：5200mAh 額定電壓：14.4 充電限制電壓：16.8V 充放電倍率：0.5C/1C 尺寸 43.4*142.1*44.5mm 欣旺達 資料來源：各公司官網，安信證券研究中心 行業深度分析/半導體 11 本報告版權屬于安信證券股份有限公司。本報告版權屬于安信證券股份有限公司。 各項聲明請參見報告尾頁。各項聲明請參見報告尾頁。 電池電池 pack 技術主要受下游市場需求驅動而不斷發展技術主要受下游市場需求驅動而不斷發展 ， 主要應用

44、場景包括筆記本 、 智能手機、主要應用場景包括筆記本 、 智能手機、等消費電子電池，新能源汽車等動力電池等消費電子電池，新能源汽車等動力電池。據頭豹研究院，電池 pack 可按電芯正極材料、電芯配臵方式、殼體材料、電池用途、下游應有、電池形狀等不同分類標準分為多個不同種類。其中，不同形狀的電池 pack 具有不同特征，圓柱電池 pack 主要應用于數碼產品，長時間的技術演進促使其擁有更優的良率和成本，但單體電池容量小導致電芯需要以量取勝，對BMS 要求更高；方形電池結構復雜，但更易保護電芯；軟包結構電池 pack 能量密度較高，但所使用的材料壽命較短。我國鋰電池行業的不斷發展推動電池 pack

45、 行業的演化，中國電池 pack 行業相繼經歷筆電電池 pack 時代、手機數碼電池 pack 時代、智能手機電池 pack時代和動力電池 pack 興起，消費電池 pack 行業發展較為成熟，動力電池 pack 行業雖起步于 2012 年以后，但受益于下游汽車三化的發展，市場有望高速成長。 表表 2：電池分類電池分類 分類方法分類方法 具體類型具體類型 分類方法分類方法 具體類型具體類型 電芯正極材料 鈷酸鋰電池 殼體材料 鋁殼電池 錳酸鋰電池 鋼殼電池 磷酸鐵鋰電池 軟包電池 鎳鈷錳酸鋰三元材料電池 電池用途 一次性鋰錳電池 電芯配臵方式 單體先并聯后串聯電池 高容量電池 單體串聯成模組后

46、進行并聯電池 高倍率電池 模組并聯后再串聯電池 高溫電池 模組串聯后再并聯電池 下游應用 動力電池 電池形狀 圓柱電池 手機數碼電池 方形電池 筆記本電腦電池 軟包結構電池 其他功能類電池 資料來源：頭豹研究院，安信證券研究中心 圖圖 3：電池電池 pack 行業發展歷程行業發展歷程 資料來源：頭豹研究院，安信證券研究中心 1.2. 動力電池需求高漲助推電池動力電池需求高漲助推電池 pack 市場高景氣市場高景氣，BMS 持續受益持續受益 電芯和電芯和 BMS 是電池是電池 pack 產業鏈核心產業鏈核心。電池 pack 產業鏈涉及企業較多，上游由電池模組、BMS、電池熱管理系統等原材料供應廠

47、商組成，中游由筆電電池 pack 企業、手機數碼電池pack 企業、動力電池 pack 企業組成，下游根據應用終端類型可分為 3C 企業、新能源等車企和其他電池應用企業等。據頭豹研究院，上游電芯和 BMS 占電池 pack 成本的 72%，且生產技術含量較高，是電池 pack 的核心。BMS 自身較為復雜，涉及學科領域廣，相關人才需要掌握電池知識、整車知識等，要對電子技術、電工技術、微電子及功率器件技術、散熱技術、高壓技術、通信技術、抗干擾及可靠性技術等具備專業儲備。 行業深度分析/半導體 12 本報告版權屬于安信證券股份有限公司。本報告版權屬于安信證券股份有限公司。 各項聲明請參見報告尾頁。

48、各項聲明請參見報告尾頁。 圖圖 4：電池電池 pack 產業鏈產業鏈 資料來源：頭豹研究院，安信證券研究中心 我國我國消費電子電池產業鏈日趨成熟消費電子電池產業鏈日趨成熟，動力電池產業鏈仍處于快速成長階段動力電池產業鏈仍處于快速成長階段。筆記本電腦電池和手機數碼電池組裝過程涉及人工環節較多，偏向勞動密集型產業，我國是相應電池的重要組裝基地；動力電池注重技術和自動化，我國動力電池相關企業仍處于成長階段。據頭豹研究院，消費電子電池行業龍頭集中度較高，德賽電池、欣旺達、新普科技等龍頭公司占據全球大部分市場份額，下游筆記本電腦市場處于平穩狀態，手機數碼市場穩定發展，短期內市場競爭程度將基本維持現有水平

49、；動力電池領域市場份額主要集中于電芯企業，隨著未來中國動力電池行業規模不斷擴大，對動力電池的技術要求不斷提高，動力電池市場活力將不斷激發。 表表 3：國內電池國內電池 pack 主要應用及市場狀況概覽主要應用及市場狀況概覽 類型類型 電芯狀況電芯狀況 我國我國市場市場情況情況 參與企業類型參與企業類型 代表企業及特征代表企業及特征 筆 記 本電 腦 電池 pack 四節、六節或八節電芯 基本由臺企占據龍頭地位 基本為專業電池 pack企業，少量電芯廠商和BMS 廠商 新普、順達、加百裕、新鼎力，進入行業時間早、下游客戶資源豐富，占據顯著份額 手 機 數碼 電 池pack 單節、高能量密度電芯

50、新生產業鏈轉移至中國大陸，我國企業占據大部分市場份額 基本為專業電池 pack企業，少量電芯廠商和BMS 廠商 德賽電池、欣旺達、飛毛腿、廣州明美等電池 pack廠商采用更輕巧的軟包電池，占據大部分電池pack市場份額，其中欣旺達、德賽電池等企業生產手機數碼電池 pack 的 BMS 產品 動 力 電池 pack 上千節電芯串并聯 仍處于成長階段 電芯生產企業、整車企業和專業電池 pack 企業三股勢力市場占比分別為 60%、20%、20% 電芯生產企業：通過上游原材料延伸至中游電池 pack，寧德時代、中航鋰電、國軒高科等涉足，多采取兼顧電池 pack 和 BMS，具有全產業鏈技術優勢 整車