封装芯片电源市场——全球行业规模、份额、趋势、机遇和预测，按产品（PSiP 和 PwrSoC）、按应用（电信和 IT、汽车、消费电子、医疗设备、军事和国防）、按地区、按竞争进行细分，2019-2029F

市场概览

2023 年全球封装芯片电源市场价值为 16.7 亿美元，预计在预测期内将实现强劲增长，到 2029 年的复合年增长率为 5.21%。

关键市场驱动因素

消费电子产品的小型化和集成化趋势

封装芯片电源 (PSiP) 市场受到消费电子产品持续小型化和集成化趋势的显著推动。随着消费者对更小、更轻、更便携的电子设备的需求不断增长，对占用最小空间同时提供高性能的电源解决方案的需求也日益增加。 PSiP 芯片通过将多个电源组件（例如 DC-DC 转换器、稳压器以及有时的无源组件）集成到一个紧凑的封装中来满足这一需求。与传统的分立解决方案相比，这种集成显著减少了电源模块的占用空间，使制造商能够设计出更时尚、更节能的产品。

例如，在空间限制至关重要的智能手机、可穿戴设备和物联网设备中，PSiP 芯片通过将电源管理功能整合到一个封装中来提供可行的解决方案。这不仅节省了宝贵的电路板空间，而且还通过减少互连数量和潜在故障点来提高整体系统可靠性。由于 PSiP 芯片简化了装配和测试程序，制造商受益于简化的设计流程和更快的上市时间。

小型化趋势已从消费电子产品扩展到工业应用，例如工业自动化、机器人和汽车电子。在这些领域，紧凑型电源解决方案对于优化空间利用率和提高系统性能至关重要。PSiP 芯片使制造商能够满足严格的尺寸和重量要求，而不会影响电源效率或可靠性。随着各行各业继续采用物联网和智能制造技术，对能够以紧凑外形提供高功率密度的 PSiP 芯片的需求预计将上升，从而进一步推动市场增长。

对增强功率效率的需求

PSiP 芯片市场的另一个关键驱动因素是对电子设备增强功率效率的需求不断增长。现代电子系统，特别是高性能计算、网络设备和服务器应用中的电子系统，需要高效的电力输送解决方案，这些解决方案可以在不同的负载条件下可靠运行，同时最大限度地减少能量损失。PSiP 芯片利用先进的半导体技术和封装技术，与传统的分立解决方案相比，实现了更高的功率效率。

通过在同一封装内紧密集成功率元件，PSiP 芯片可减少电感和电阻等寄生效应，从而提高整体功率效率。这种效率意味着降低能耗、延长便携式设备的电池寿命，并降低数据中心和电信基础设施的运营成本。此外，具有增强功率效率的 PSiP 芯片有助于更有效地散热，确保即使在苛刻的环境条件下也能可靠运行。

例如，在数据中心中，能耗和散热是关键问题，而 PSiP 芯片在优化电力输送方面发挥着至关重要的作用。这些芯片使数据中心运营商能够实现更高的功率密度、降低冷却要求并提高整体能源效率，从而降低运营费用和环境影响。

先进半导体技术的应用增长

先进半导体技术的快速应用进一步推动了 PSiP 芯片市场的发展，例如 SiP（系统级封装）和扇出型晶圆级封装 (FOWLP) 等先进封装技术。这些技术可以将多种功能和组件集成到单个封装中，包括传统上由分立组件处理的电源管理功能。

SiP 和 FOWLP 技术允许在紧凑的空间内更紧密地集成各种功能，包括模拟、数字和 RF 组件以及电源管理功能。与传统方法相比，PSiP 芯片因这些进步而受益，可提供更高的性能、可靠性和成本效益。它们使半导体制造商能够提供创新的解决方案，以满足各种应用中对更高集成度、更小外形尺寸和更高功率效率的日益增长的需求。

封装电源 (PSiP) 芯片市场受到消费电子产品小型化趋势、对更高功率效率的需求以及先进半导体技术采用的增长的推动。这些驱动因素强调了市场向紧凑、高效和集成电源解决方案的发展，这些解决方案可满足消费电子产品、工业自动化、电信等领域的各种应用。随着技术的不断进步，PSiP 芯片有望在为全球下一代电子设备和系统供电方面发挥关键作用。

主要市场挑战

热管理

封装电源 (PSiP) 芯片市场面临的重大挑战之一是热管理。随着半导体器件尺寸不断缩小、复杂度不断增加，它们在更小的面积内产生更高的功率密度。PSiP 芯片将电源组件集成到单个封装中，面临着高效散热的关键挑战。热管理不善会导致过热，这不仅会影响 PSiP 芯片的性能和可靠性，还会缩短其使用寿命。

由于 PSiP 设计的紧凑性，多个电源组件（例如稳压器、电感器和电容器）密集地封装在狭小的空间内，因此会出现散热问题。高效散热对于防止热失控和保持稳定运行至关重要。由于空间限制，散热器和风扇等传统冷却方法可能并不总是可行的，或者可能无法为高功率 PSiP 应用提供足够的冷却。

现代电子设备的工作频率越来越高，对功率效率的要求越来越高，这加剧了散热挑战。随着 PSiP 芯片越来越多地应用于智能手机、平板电脑和可穿戴设备等尺寸和重量至关重要的应用中，解决热管理问题变得更加复杂。制造商必须在热设计、材料和冷却解决方案方面进行创新，以确保 PSiP 芯片在安全的温度范围内运行，而不会影响性能或可靠性。

为了缓解热挑战，材料科学的进步起着至关重要的作用。正在开发具有高导热性和低阻抗的新型热界面材料 (TIM)，以改善 PSiP 芯片与散热器或导热垫之间的热传递。此外，正在探索嵌入式热管、蒸汽室和高级冷却架构等创新封装技术，以增强散热能力，同时保持紧凑的外形尺寸。

在设计阶段使用模拟和建模工具来预测和优化热性能。这些工具允许工程师模拟 PSiP 封装内的热量产生和耗散，从而实现主动设计调整以提高热效率和可靠性。最终，克服 PSiP 芯片市场的热管理挑战需要采用多学科方法，包括材料科学、封装创新和先进的热工程策略。

电磁干扰 (EMI) 缓解

封装电源 (PSiP) 芯片市场的另一个重大挑战是缓解电磁干扰 (EMI)。PSiP 芯片将多个电源组件集成到一个紧凑的封装中，通常以高频率和开关速度运行。这可能会无意中产生电磁辐射，干扰附近的电子设备或通信系统，导致潜在的性能下降或不符合监管标准的问题。

EMI 缓解至关重要，特别是在 PSiP 芯片部署在敏感环境（例如汽车电子设备、医疗设备或航空航天系统）的应用中。监管机构对电磁辐射施加了严格的限制，以确保电磁兼容性 (EMC) 并避免干扰关键电子系统。未能满足这些标准可能会导致代价高昂的重新设计、产品认证延迟，甚至被市场拒绝。

PSiP 芯片设计人员面临着在保持高效电源转换和信号完整性的同时尽量减少电磁辐射的挑战。布局优化、屏蔽技术和滤波机制等设计考虑因素对于有效降低 EMI 水平至关重要。布局优化涉及在 PSiP 封装内仔细放置组件和信号走线，以尽量减少环路面积和信号耦合，从而减少辐射发射。

可以采用金属罐或导电涂层等屏蔽技术来控制电磁场并防止它们辐射到 PSiP 封装外。使用专用接地平面和受控阻抗走线对高频信号进行有效的接地和布线有助于缓解信号完整性问题并降低对外部电磁干扰的敏感性。

主要市场趋势

I

全球电源封装 (PSiP) 芯片市场目前正在见证一种变革趋势，即在 PSiP 设计中集成先进的数字控制和监控功能。这一趋势标志着电源技术的重大发展，其驱动力是各行各业对更智能、更高效、更可靠的电子系统的需求不断增长。

数字监控允许在电源单元内进行全面的诊断和故障检测。工程师和系统操作员可以远程监控温度、电压水平和电流消耗等关键参数，从而实现主动维护和故障排除。这种主动方法可以最大限度地减少停机时间并提高运营连续性，特别是在可靠性至关重要的关键任务应用中。

PSiP 设计的数字化趋势与人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 的更广泛行业进步相一致。通过利用数字控制功能，PSiP 芯片可以实施自适应算法，根据预测分析和历史数据实时优化电力输送。这种预测性维护方法可以预测潜在故障、延长组件使用寿命并降低电子设备和系统的整体生命周期成本。

具有先进数字功能的 PSiP 芯片的采用正在获得寻求竞争优势的制造商和系统集成商的青睐。这些芯片通过增强的性能指标、可靠性保证和对不断发展的技术要求的前瞻性来实现差异化。随着消费者对更智能、更互联设备的期望不断增长，全球市场对具有数字控制和监控功能的 PSiP 解决方案的需求预计将扩大。

在 PSiP 设计中集成先进的数字控制和监控功能代表着塑造全球电源封装芯片市场未来的关键趋势。随着技术能力的不断发展和客户期望的不断提高，配备数字智能的 PSiP 芯片将在为全球各个领域的下一波创新电子设备和系统提供动力方面发挥核心作用。

采用宽带隙 (WBG) 材料提高性能

电源封装 (PSiP) 芯片市场的另一个重要趋势是采用宽带隙 (WBG) 材料，例如碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN)，以在电源转换应用中实现更高的效率和性能。与传统的硅基半导体相比，WBG 材料具有更优异的电气性能，包括更高的击穿电压、更快的开关速度和更低的导通电阻。

采用 WBG 材料的 PSiP 芯片使制造商能够开发在更高频率和温度下工作并保持高效率的电源。这种能力在需要快速切换和高功率密度的应用中尤其有益，例如电动汽车 (EV)、可再生能源系统和工业自动化。

例如，在电动汽车中，基于 WBG 材料的 PSiP 芯片有助于开发紧凑轻便的车载充电器和 DC-DC 转换器，从而提高车辆效率并延长行驶里程。同样，在可再生能源系统中，例如太阳能逆变器和风力涡轮机，采用 WBG 材料的 PSiP 芯片可提高能源转换效率和可靠性，从而有助于提高清洁能源解决方案的整体性能和成本效益。

在 PSiP 芯片中采用 WBG 材料也符合可持续发展目标，因为它可以减少能源损失并降低电力转换过程中的碳排放。随着各行各业优先考虑能源效率和环境可持续性，利用 WBG 材料的 PSiP 芯片的需求预计将增长，从而推动电力电子领域的创新和市场扩张。

细分洞察

产品洞察

封装电源 (PSiP) 细分市场在 2023 年占据最大市场份额。

PSiP 细分市场的主要驱动因素之一是对电子设备小型化和空间效率的需求。随着消费者对更小、更轻、更便携产品的期望不断提高，制造商面临着在不影响性能的情况下减少电子元件占用空间的压力。PSiP 解决方案通过将多个电源组件整合到一个紧凑的封装中来解决这一挑战，从而减少了电路板空间并支持设计更时尚、更紧凑的设备。这种小型化趋势在移动设备、可穿戴设备和物联网设备中尤为重要，因为尺寸限制推动了集成电源解决方案的采用。

电子系统日益复杂且性能要求不断提高，推动了对增强型电源管理解决方案的需求。与分立解决方案相比，PSiP 技术提供了更高的效率、更高的功率密度和更好的热管理。通过在近距离集成电源组件，PSiP 设计可最大限度地减少寄生电感和电阻，从而提高电力传输效率并降低电磁干扰 (EMI)。这些进步支持数据中心、电信基础设施和汽车电源系统等高性能应用的开发，在这些应用中，可靠高效的电源管理至关重要。

物联网设备和边缘计算技术的快速增长推动了对能够在紧凑且通常恶劣的环境中高效运行的电源解决方案的需求。 PSiP 解决方案旨在满足物联网设备的严格要求，提供稳定的电力输送、低噪音运行以及对温度变化和振动等环境因素的适应性。这种可靠性对于部署在智能家居、工业自动化和汽车物联网应用中的传感器、执行器和通信模块至关重要，因为不间断运行至关重要。

区域见解

亚太地区在 2023 年占据了最大的市场份额。

亚太地区消费电子和电信行业的快速扩张是 PSiP 芯片的重要驱动力。中国、日本、韩国和台湾等国家是电子制造的主要中心，智能手机、平板电脑、可穿戴设备和物联网设备的市场蓬勃发展。PSiP 芯片提供紧凑、高效的电力输送解决方案，适用于这些紧凑且对功率敏感的应用。它们将电压调节、开关转换器和热管理等电源管理功能直接集成到单个封装中，从而减少了 PCB 占用空间并提高了整体系统效率。

亚太地区的汽车行业越来越多地采用 PSiP 芯片来满足现代汽车严格的电源效率和可靠性要求。随着电动汽车 (EV)、混合动力汽车和高级驾驶辅助系统 (ADAS) 的兴起，对能够在具有挑战性的汽车环境中高效运行的紧凑而强大的电源解决方案的需求日益增加。PSiP 芯片为汽车制造商提供电源转换、电池管理和热管理解决方案，有助于提高汽车性能、续航里程和安全性。

亚太地区 5G 基础设施的快速部署加速了电信设备对 PSiP 芯片的需求。5G 网络需要高速数据处理和低延迟通信能力，因此需要先进的电源管理解决方案来确保网络基础设施、基站和移动设备可靠高效地运行。 PSiP 芯片提供集成电源解决方案，帮助电信公司优化功耗、降低运营成本并提高网络性能，从而支持该地区广泛采用 5G 技术。

亚太国家对能源效率和可持续发展计划的重视，推动了 PSiP 芯片在各种工业应用中的应用。PSiP 技术可实现高效的电源转换和管理，减少制造业、交通运输业和基础设施领域的能源消耗和温室气体排放。亚太地区的政府和监管机构正在推广节能技术，以实现环境目标并减少对化石燃料的依赖，为有助于节能和可持续发展的 PSiP 芯片创造了良好的市场环境。

最新发展

• 2024 年 2 月，英特尔公司推出了英特尔代工厂，作为面向 AI 时代的可持续系统代工业务。该公司还推出了扩展的流程路线图，旨在在本世纪后半叶保持行业领先地位。此外，英特尔强调强大的客户支持以及与 Synopsys、Cadence、西门子和 Ansys 等生态系统合作伙伴的协作。

主要市场参与者

• 英飞凌科技股份公司
• 德州仪器公司
• 半导体元件工业有限责任公司
• 意法半导体国际公司
• AnalogDevices, Inc.
• 恩智浦半导体公司
• 瑞萨电子公司
• VishayIntertechnology, Inc.
• 松下公司
• Lextar Electronics Corp.