中國三大白色家電年產能超3億台，產能在全球佔比約70%，在智能化、變頻化趨勢下白色家電芯片單機價值量將超越15%；格力、美的、海爾等家電龍頭，為了維護供應鏈穩定和提升產品競爭力，近年來積極佈局芯片國產化，家電芯片本土化配套迎來黃金時代。2019年中國家電芯片市場超500億元，但是國產化率尚不足5%；家電芯片毛利率系接近工控領域高門檻藍海。
變頻&智能化趨勢，驅動家電提升整機半導體用量；變頻家電需要2至3顆IPM模塊將提升芯片價值量約70%：此外，隨着智能化升級，高檔冰箱將使用5組或以上IPM，空調、洗衣機、洗碗機等通常使用2或3組IPM；電源管理IC將使用1至8顆；主控MCU將從8位升級至32位；通信單元新增WiFi6/藍牙協議、傳感器數量和感知精度增加等，全方位芯片技術升級。
本期的智能內參，我們推薦華西證券的報告《家電芯配套漸完善, 增存量機遇築藍海》，揭秘家電變頻、智能化趨勢下本土芯片的發展機遇。
本期內參來源：華西證券
《家電芯配套漸完善, 增存量機遇築藍海》
作者：孫遠峯 等
一、家電變頻、智能化升級帶來家電芯片機遇全球每三台白色家電，即有二台來自中國製造；中國為全球最大白電製造基地，整體產能在全球佔比60-70% ；其中，空調、冰箱和洗衣機產能全球佔比分別為80% 、52% 、37%； 2019 年中國空冰洗產量同比增速6% 、4% 、9% ；近三年空調產量持續增長，冰洗維持平穩。
2012- – 2019 年中國大陸白色家電產量（萬台）
2019 年中國白色電器產量全球佔比（ % ）
中國大陸白色家電銷售額維持平穩，銷售額在全球佔比超過 20% ； 2015- – 2019 年中國大陸白色家電銷售額從 3004 億元穩步提升至 3633億元；其中，按照空冰洗拆分，銷售額全球佔比分別為 55% 、 23% 和 21%；中國大陸家電銷售額除了外銷，大部分也供給國內龐大內需市場。
2012- – 2019 中國大陸白色家電銷售額（億元）
2019 年中國大陸白色家電銷售額全球佔比（% ）
中國大陸城鎮、農村居民平均每百户白色家電擁有量持續爬升；空調未來增長空間尚大。2013-2019年國內白色家電保有量持續提升，其中以空調為例，2018年中國城鎮居民與農村居民平均每百户擁有量分別為142台和65台，而日本居民平均每百户擁有量為272台。
中國大陸、日本白色家電保有量對比（台）：國內尚有成長空間
2013- – 2019 年中國城鎮居民平均每百户白色家電擁有量( ( 單位：台) )
2013- – 2019 年中國農村居民平均每百户白色家電擁有量( ( 單位：台) )
中國白電 CR4頭部企業集中度高，呈現寡頭壟斷格局，產業鏈本土化配套將為提升競爭力的關鍵。白電龍頭競爭格局已經趨於穩定，2020Q1中國大陸空調、冰箱、洗衣機行業CR4分別為73%、72%、73%；高附加值零部件國產化有利於降本增效和差異化，尤其是控制芯片。
2020Q1 中國大陸白色家電 CR4 集中度（ % ）
各品牌家電佔有率
根據中國科學院微電子研究所數據，中國大陸家電行業芯片市場約 500 億元人民幣，本土化配套率僅 5% ；隨着變頻& & 智能化，家電芯片市場有望持續增長，為國內急需補上的短板。
變頻家電滲透率上升，驅動 IPM 功率芯片、 MCU 智能控制芯片高增長；根據2019年空調供應鏈零部件數據，變頻轉子壓縮機增長16.5%、IPM芯片增長15.4%、MCU芯片增長4.4%。
2019 年空調供應鏈供給規模同比增長趨勢（按總銷量% ）
節能新標準政策推動，中國變頻家電（高能效）滲透率穩步提升。 2011-2019年在國家堅定推進節能環保大方針的背景下，隨着消費者觀念的轉變以及購買力的提升，在能效、性能及智能控制等方面具有優勢的高能效變頻家電產品日益受到消費者的青睞。
2011- 2019 年白色家電變頻滲透率佔比（%）：節能政策支持，向上趨勢確立
2019 年 H1 智能家電出貨量增速達 22.8%；智能化使得家電芯片價值提升，包括：功率芯片（電機驅動、電源管理）、智能控制芯片（ MCU 、 SoC ）、通信芯片（ WiFi/ / 藍牙 /Zigbee ）、AI 芯片（語音識別、圖像識別、深度學習等）、傳感器（温度/ / 濕度/ / 轉速）等。
5G/AI/IoT驅動：家電開啓新一代智能化趨勢
中國白色家電智能化滲透率高速增長
新一代智能家電：價值增量芯片及模塊
二、家電芯片價值量變頻家電就是通過變頻器模塊，改變驅動電動機的供電頻率，實現電動機運轉速率自動調節，把50Hz 固定電網頻率改為30-130Hz 變化頻率，使電源電壓適應範圍達到142—270V； 頻家電相較於傳統定頻，平均效能比提升30%，具備舒適性高、壽命長、靜音等優點。
變頻技術 : 變頻空調體感更加舒適
變頻器電路由半導體元件組成，控制電流通斷作用，驅動無刷電機按電流頻率變化運轉；無刷電機具備節能、低噪聲、優異變速等特性，為目前變頻電機主流結構，利用半導體元件實現交- 直- 交電流轉換；簡易工作流程：從傳感器接收信號，微處理器處理和分析，併發出三向正弦波的驅動信號，使變頻器按照控制改變電流頻率，驅動電機變頻運轉。
變頻家電主要採用無刷電機：從電刷換向轉變為半導體換向元件
變頻電機在家電應用越來越廣泛，使得IPM 功率模塊和變頻電機數量同比增加，帶動IGBT、 、PMIC 、二極管等功率元件需求提升。根據美的數據，高檔電冰箱可能會使用5個或以上電機，空調的室外機和室內機各使用2個，洗衣機/烘乾機、洗碗機通常也會使用2個電機。
IPM模組用量同步變頻電機數量提升，以空調變頻器為例
變頻電機不單用於空冰洗大家電，同時也應用於各類大小家電的電機、壓縮機；包括：風扇、排油煙機、洗碗機等；只要有節能增效、小尺寸、重量低、高可靠性需求均能採用。變頻家電芯片基本可分為四大模塊：變頻功率、電源管理、主控制器、通信傳感。
變頻器整機電路原理圖：二極管 /MOSFET/IGBT/PMIC 各司其職
變頻家電主要電子零部件結構拆解，以空調為例包括：(1)主 控制器/ 通信電路主板、(2)温度/ 濕度/ 壓力/ 霍爾等傳感器、(3) 壓縮機/ 風機電機的變頻電路（IPM 模塊/IGBT 等）。
變頻白色家電核心電子零部件結構
變頻家電中整機芯片成本佔比約10%~15% ；未來成本將隨着變頻&智能化性能升級同步增加。
變頻空調主板：主要芯片解決方案電路板示意圖
變頻空調：主要芯片解決方案電路圖
家用變頻空調芯片構成
家用變頻冰箱芯片構成
家用變頻洗衣機芯片構成
三、核“芯”模塊替代機會1、功率模塊功率半導體是變頻家電核心。功率模塊在家電實現二大功能：電流轉換( 交/ 直流電變換) 、電源供應( 電流升/ 降壓輸出) 。功率模塊採用方面：主要根據輸出電流大小合理選擇；通常大電流採用MOSFET 和IGBT等分立器件和模組，小電流採用PMIC 集成電路；PMIC 除了內置MOSFET 開關用作電源供應；還可集成PWM/PFM 脈衝信號調製、PFCC功率因素矯正等模塊，控制開關電路和輸入電流。
功率半導體應用種類：功率模塊、電源管理 IC
功率半導體主要種類和功能
家電用功率芯片屬於技術門檻高的藍海市場；以芯朋微為例：公司家電PMIC 毛利率近50%， ，高於消費標準電源類的30% ；白色家電一般要求在家中使用5 至10 年，產品穩定性、可靠性要求高；同時，較高集中度有利於縮小體積；此外，家電相對於汽車電子、軌交等領域產品迭代快速且驗證週期短，有利於國內芯片企業更快進行驗證，導入本土化配套。
功率半導體應用範圍：家電性能居中相對容易替代
2019 年中國大陸功率半導體應用佔比（% ）
全球功率半導體市場超400 億美元；其中 ， 集成功率IC(54%) ；分立MOSFET(16%) 、IGBT(12%)；2019 年中國大陸功率半導體市場規模145 億美元 ， 在全球佔比36% ；功率市場長期被海外企業把控 ， 但是細分領域和應用較多 ， 行業集中度較低；適合國內小規模企業單點突破逐步做大。
2014- – 2019 年全球和中國大陸功率半導體市場規模（億美元）
2019 年全球功率半導體應用佔比（% ）
2019 年全球功率半導體市場份額（% ）
中國大陸具備完整功率半導體產業鏈；IDM 和Fabless+Foundry 模式皆有 ， 上下游協同進口替代 。以IGBT為例，國內IDM企業包括華潤微、比亞迪、華微電子等；Fabless企業包括斯達半導、中國北車等；Foundry有中芯國際、華虹宏力等，OSAT封測有華天科技、長電科技等。
中國大陸功率半導體產業鏈情況：以 IGBT為例
中國大陸功率半導體公司數量豐富 ， 尤其相對集中於長三角地區 。中國大陸在IDM、設計、模組、製造等領域都具有眾多公司佈局；國內上海為核心的長三角地區是國內功率半導體產業的核心區域，相關企業數量佔比近50%，已經形成完整且優勢的產業羣聚。
中國大陸功率半導體產線分佈情況
IGBT: 高電壓/ 大電流變頻功率模塊。 IGBT 在功率模塊中可同時以IPM 模組和分立器件形式存在，主要用於逆變(DC-AC 直交流轉換)。 IGBT 結合了MOSFET 閘極控制高輸入阻抗和BJT 大電流低導通壓降的優勢，使得器件驅動功率小、開關頻率高、開關損耗小，廣泛應用於600V 以上的電源供應系統（變頻器、電機等）。
IGBT主要種類和產品類型
IGBT 結構由 BJT+MOSFET
2019 年全球IGBT 市場達到54 億美元；中國大陸為24 億美元，中國市場在全球佔比58% ，同時，2016-2022 年複合增速17% ；2018 年IGBT 應用佔比為IGBT 分立21% 、IGBT 模組50% 、IPM 模組30%。未來IGBT 將持續向高電壓、大電流和高集成度模組升級；模組和IPM 模塊應用佔比有望提升。
2016- – 2022 年全球、中國大陸 IGBT 市場規模（億美元）
2018 年 IGBT 應用佔比：分立/ 模組
IGBT 功率器件需要承受高電壓和大電流 ， 對於穩定性 、 可靠性要求最高 ， 在產品設計和工藝實現時需要考慮絕緣 、 耐壓 、 散熱 、 抗干擾 、 電磁兼容性等諸多因素；需要經過長時間研發積累逐步掌握；從1988 年至今 ， 一代IGBT 產品生命週期平均長達10年 ， 富士 、 三菱等海外企業已推出第七代IGBT， 國內領先企業已具備第六代量產能力 ， 緊跟在後 。
IGBT 性能設計要求抗衝擊、降損耗
IGBT 技術發展趨勢：逐代降本增效, 產品週期相對長
IGBT 覆蓋功率範圍廣泛 ， 通常用於600V 以上電壓；IGBT 在600V-1350V 市場佔比最大達60%，主要應用於消費電子 、 工業控制 （ 家電 、 變頻器 ） 、 新能源汽車 （ 電動車 ）。根據TrendFroce數據，2018年中國大陸汽車電子和消費電子IGBT市場規模分別為47億元和41億元。
IGBT 應用領域按照電壓區分
2018 年中國 IGBT 各應用領域市場規模（億元）
2018 年全球 IGBT 應用佔比（% ）
IPM 為變頻模塊核心(DC-AC), 組成器件包括：6 個IGBT 並內置高壓/ 低壓驅動IC 及保護電路等。 IPM 效能優勢包括：(1) 更簡化的工藝；(2) 靈敏準確可靠性；(3) 簡化外圍電路設計;(4) 散熱佳。
變頻器智能功率模塊 IPM ：內部組成元件
IPM 將持續向更高度整合發展；除了原本變頻功率模塊，更進一步集成MCU 微處理器、驅動電路、集成電源供應模組等元件；增加單位功率密度，為客户提供更好降本增效的產品。 家電類IPM 主要為600V-2000V 應用，國內華潤微、士蘭微、斯達半導均能供應IPM 模塊。
海外、國內 IGBT 企業產品分別競爭格局
2019 年中國新能源汽車 IGBT 市場份額（按銷量 /%）
MOSFET 在功率模塊中可以分立和集成形式，主要用於電源供應升降壓 (DC-DC 直流電轉換)。 MOSFET的特性在於高電壓接負載，仍然能接通和關斷負載電流，同時具備高頻開關的特性，按照工藝結構分為：溝槽型Trench ：主要低壓200V 以內；分裂柵SGT ：中低壓300V 內；超結型Super Junction ：高壓領域400V-700V ；第三代化合物材料碳化硅MOS ：800V-1700V；
MOSFET 主要工藝種類
MOSFET 產品和封裝類型
2019 年全球MOSFET 市場規模達76 億美元，2016-2023 年複合增速達5% ；中國大陸MOSFET市場規模達36 億美元，中國市場在全球佔比約48% ；MOSFET 按電壓細分應用包括：低/中 中壓 壓MOS70% 、高壓MOS23% 、SiC-MOS 模組7% ；未來主要向低壓高頻、高壓雙向發展。
2016- – 2023 年全球 MOSFET 市場規模（億美元）
2019 年 MOSFET 應用佔比：低壓 MOS/高壓
MOSFET 通過高頻開關(DC-DC 直流降壓) 將輸入的直流電壓調整至適合處理器CPU/ MCU 工作；CPU 電路主要由PWM 脈衝寬度調製器芯片，MOSFET 驅動芯片、MOSEFT 管，電感、電容5種元件組成，在家用電器中由於處理工作較為簡易，通常用單片機MCU 作為處理器。
MOSFET 低壓高頻開關特性 —— 給 CPU/MCU供電
MOSFET 下游應用領域多樣 ， 高頻特性難以被其他功率器件取代 ， 適合用於體積小電子設備。 MOSFET 將朝向兩條路徑發展 ， 低壓/ 中低壓將受益於處理器 、 智能快充 、 小家電等增量需求；高壓則受益於新能源汽車、 、5G 基站等增量需求；SiC-MOSFET在超高頻應用則快速增長。
MOSFET 應用領域按照電壓區分
低壓 MOSFET應用領域
家電類MOSFET 國內供應鏈佈局相對完善，華潤微、士蘭微、新潔能、聞泰等均達一定份額。
海外、國內 MOSFET企業產品分別競爭格局
二極管：整流/ 穩壓/保護的功臣。 二極管可組成整流橋和穩壓保護器件，整流系將交流市電轉變為直流電(AC-DC 交流轉直流)。 2019 年全球二極管市場超過39 億美元；由於二極管的工藝結構簡單、成本低，市場已充分競爭，二極管除了分立器件也常集成在功率IC 和模組，用於整流/ 穩壓/ 保護/ 開關等功能。
二極管主要工藝和類型
2016- – 2023 年全球功率二極管市場規模（億美元）
二極管整流橋工作流程：交流市電輸入220V 需先通過變壓器降壓為25V 交流電，再通過整流橋轉換為12V 直流電，經過濾波降壓後形成3V 給處理器供電，或是轉換電壓供給各個模塊。整流橋是由四個二極管組成的橋路，通過單項導通週期開關，將交流電輸出為脈動直流電壓。
二極管具有擊穿電壓高、反向漏電流小的特性：適合整流/ 保護/ 穩壓
晶閘管又稱為可控硅，作為開關元件以小電流控制大電流整流和逆變，但是開關頻率相對較低並且為半控制型元件應用較為侷限，具備温度敏感性因此被用於家電的温度控制器。 2019 年全球晶閘管市場為4.9億美元，在工業、消費電子、汽車、網通等領域均有應用。
晶閘管主要工藝和類型
2016- – 2023 年全球晶閘管市場規模（億美元）
晶閘管是一種可控制的整流器件，也稱為可控硅，分為單向、雙向、可關斷等多種類型：晶閘管在一定電壓條件下，只要觸發脈衝就可以導通，在脈衝消失後仍然維持導通狀態。 晶閘管以小電流驅動大電流高電壓，常作為電機驅動控制、調速控制、控温的控制器件：功率二極管和晶閘管為基礎元件，充分競爭下市場集中度分散，國內外企業技術差距較小。二極管市場已有眾多國內企業，例如：楊傑科技(2%) 、瑞能(3%) 、華潤微、台基、聞泰等。晶閘管為利基小眾市場，國內企業例如：捷捷微電(6%) 、瑞能(12%)。
海內外主要功率二極管企業
海內外主要功率晶閘管企業
2、電源管理芯片電源管理芯片: 電能供應指揮官。電源管理芯片(PMIC) 為高集成度數位模擬混合IC，實現電能變換、分配、檢測等管理功能。PMIC 功能種類和料號較多, 主要包括AC/DC 電源管理(PWM 脈衝頻率調製、PFC 功率因素矯正)、 DC/DC 電壓調製(Buck 、Boost 、LDO) 、Driver 驅動(LED/LCD 驅動) 、Battery Charger 充電管理等。
電源管理 IC種類和產品類型
電源管理 IC 應用領域廣泛
2019 年全球電源管理芯片市場超200 億美元；中國大陸市場為106 億美元，中國市場在全球佔比54% ，此外，2015-2020 年複合增速達8% ； PMIC 產品細分種類多，對於線寬要求較低，行業准入門檻較低，目前國內企業主要在中低端領域競爭，高端市場還有較大發展機會。
2015- – 2020 年全球、中國大陸 PMIC 市場（億美元）
2021 年電源管理 IC 細分領域份額（車用 /%）
BCD （BIPOLAR-CMOS-DMOS ）是電源管理芯片主要製造特色工藝；BCD 優勢在於結合三種工藝，使得模擬IC 可以和數字IC 混合集成為SoC 芯片，以標準化模塊發展混合定製功能； BCD 技術升級向高壓、高功率、高密度發展，技術升級路徑有別於數字IC ，要求長時間經驗積累；目前BCD 工藝從第一代的4 微米，已經升級至第十代的90nm ；主要分為高壓BCD 和高集成多功能BCD 兩條升級路徑，目前技術領先主要為海外IDM 企業，其次為一線晶圓代工廠；
BCD 工藝平台由 BJT 、 CMOS 、 DMOS 集成組成
BCD工藝平台技術升級路徑
PMIC ：控制電壓和電流輸入/ 輸出。家電終端各種環境配置，需要不同種類電源管理芯片；以3V 至4.2V 鋰電池供電情況為例：（1） 配置LDO 線性穩壓給對雜訊很敏感的無線通訊模塊供電; （2 ）配置DC/DC 的 Boost 和功率開關為5V 的USB 插槽供電; （3 ）配置DC/DC 的Buck-boost 為3.3V 傳感器升降壓供電。
鋰電池、小型電源供應器、大型工控電源供應器，需要的電源管理芯片
AC/DC 電源管理芯片用於完成AC 強電和DC 弱電間的轉換，尤其大量應用於集成度高的家電。AC/DC 的轉換可以分為四大模塊，降壓、整流、濾波、穩壓；AC/DC 電源管理芯片外掛或集成MOSFET 開關和PWM脈衝頻率調製模塊，提升交直流功率轉換效率、降低功耗、縮小體積。
AC/DC 集成電路 PMIC 逐步成為主流方案
DC/DC 電源管理芯片用於DC-DC 弱電間轉換，分為開關和線性穩壓兩種方案，應用範圍廣泛。 開關式和線性穩壓式各自具備優勢領域，按照終端需求進行配置；LDO 線性穩壓主要用於低； 噪訊還有小功率的降壓轉換； DC/DC 開關則可以靈活應用於升降壓變化，高效率功率轉換。
DC/DC ：開關方案和線性 LDO 均有優勢應用
驅動 IC ：開關柵極和 LED/LCD。 Driver 柵極驅動芯片相當於控制器（數字和模擬電路）與功率器件（MOSFET 、IGBT ）之間的接口，基本每個功率器件都需要Driver IC ，相較於分立式方案，高集成度驅動IC 成為主流： 驅動IC 主要由控制模塊、比較器、功率開關模塊組成，實現小電壓驅動大電流的功能。
MOSFET 和 IGBT 的柵極驅動 IC
LED 驅動
家用電器： PMIC 可靠性功能升級。家用電器PMIC 需求量提升：一台家電中通常內置 1-8 顆PMIC ，隨着家電功能升級，PMIC的 的使用量和性能也隨着實現不同的電能管理職責而提升；例如：AC-DC ( 內含PWM 及高壓開關晶體管) ，DC-DC 或LDO （升降壓調製給各個模塊供電）、FPC 、Gate Driver IC 等。家用電器PMIC 對質量穩定性、可靠性要求高：要求具備700V 以上BCD 工藝平台，才能達到技術門檻；此外，PMIC失效會直接導致電子設備停機甚至損毀，屬於家電關鍵芯片器件。
電源管理芯片在家用電器的配置情況
消費電子： PMIC 向高集成度升級。消費類電源管理芯片技術升級：(1) 高集成減少外圍電路;(2) 待機低功耗;(3) 啓動快速響應。以芯朋微的快充AC/DC PMIC 為例，內部集成準諧振工作的電流模式控制器和功率MOSFET， 專用於高性能、外圍元器件精簡（相較傳統方案減少10顆外圍電路）的交直流轉換開關電源。
電源管理芯片高集成度優勢：以快充電路板解決方案為例
智能手機： PMIC 受益 5G 頻段升級。5G 手機滲透率提升，包括射頻芯片新增5G 頻段、手機攝像頭從三攝升級為四攝、各種功能模塊IC 增加等，都需要更多PMIC 做電源供應；包括LDO 、DC/DC 等降壓轉換的PMIC 增加；PMIC 在智能手機的單機價值量約提升30% 至50% ；例如Galaxy10 系列PMIC 從6 顆增長至9 顆；
智能手機功能模塊持續增加，對應 PMIC 需求大幅提升
5G 對比 4G 電源管理芯片數量 (Galaxy10 型號為例)
電源管理芯片廣泛應用於家電、智能手機和平板、行動快充等領域；隨着5G/AI/IoT 等新產業發展，特定化PMIC 需求量和電子設備的數量及種類同步增長，要求功能更加精細複雜。
根據Yole 數據，2024 年全球電源管理芯片在消費通訊、工業將達到103 億美元、42億美元。
電源管理芯片 PMIC 應用幾乎無所不在
消費電子、工業為 PMIC主要成長和應用市場
2019 年PMIC 主要被海外壟斷，國內晶豐明源、芯朋微、聖邦股份開始突破AC-DC 、DC-DC 等芯片。
中國大陸、海外 PMIC企業產品、競爭格局情況
3、主控微處理器 MCU ：家用電器大腦。 微處理器MCU 為家電一般採用主控處理器，集成處理器、存儲器、I/O 結構等功能模塊。家電運算性能和功能相對簡單，因此主要採用精簡架構的MCU ，但是隨着智能設備種類持續增加，MCU 也在技術升級，按匯流排分為4/8/16/32/64 位，對應主頻和各方面性能提升。
微處理器 MCU 的產品種類和情況
微處理器 MCU種類繁多
微處理器 MCU: 市場穿越週期增長。2019 年全球微處理器MCU 市場規模達164 億美元；中國大陸市場為38 億美元，2015-2020 年複合增速達8% ；國內MCU 市場穿越週期穩定增長，2019 年應用領域佔比方面，消費電子25.6%、 計算機網路18.4% 、汽車電子16.2% 、工業控制11.2% ；其中，工業控制和汽車電子增長最快。
2017- – 2022 年全球、中國大陸 MCU 市場（億美元）
2019 年中國 MCU 應用領域佔比（% ）
家電MCU 隨着智化、變頻化滲透率逐漸提升，MCU 性能從8 位向32 位中高端產品升級；2019 年中國家電市場8 位和16 位MCU 佔比達到80% 至90% ，32 位增長空間尚大；按照全球各應用領域MCU 位來看，國內32 位MCU 佔比僅21% ，對比全球43% 還有翻倍的增長空間。
智能化家電趨勢下： 32 位 MCU將成為主流
2019 年中國 MCU BIT 分佈佔比（% ）
2019 年全球 MCU BIT 分佈佔比（% ）
微處理器MCU 在智能化趨勢下，芯片硬件模塊配置逐步升級，包括工藝節點、內核BIT 和主頻、存儲器容量、支援通信協議等；軟件方面運算數據量增加，對人工智能算法、多任務實時操作系統RTOS、先進人機交互界等需求將越來越廣泛。
MCU 芯片架構和家電需求功能
智能家電 MCU硬件升級趨勢
家電MCU 的控制算法為關鍵，要求低成本、高精度控制和功能完整的軟硬件解決方案； 以華大半導體家電用MCU 為例，在傳感端完成數據採集、傳感、檢測和輸入，通過MCU 運算數據後反饋為變頻電機運動控制；其特點在於軟件配套上強大的運算能力和非常有效率的算法。
微處理器 MCU 的算法設計為核心競爭力
智能控制器是將MCU 打包集成的智能解決方案；家電智能控制器通常由微處理器MCU 為核心，集成外圍模擬及數字電路，並且寫入適合的計算機軟件程序，實現應用智能化功能。智能控制器整合芯片硬件和計算機軟件，滿足產品功能複雜度提高、專業化分工深化需求。
微處理器：核心配套智能控制器產業鏈
全球MCU 企業超過五十家，競爭激烈；海外IDM 龍頭壟斷市場；但是近年來，國內中穎電子、華大半導體等領先突破家電、工控應用；逐步從低端消費類產品向中高端應用升級。
中國大陸、海外 MCU 企業產品和競爭格局
4、通信單元通信芯片: WiFi /Zigbee 家用主流。 家電的通信場景主要採用短距離無線通信技術，用於實現家電聯網智能化功能； 短距離通信技術以WiFi 、藍牙、Zigbee 為主，具備不同技術優勢，WiFi 用於智能設備和用户 家庭範圍之間的互聯、藍牙用於可穿戴式裝置短距離互聯，Zigbee 用於M2M 設備間互聯。
短距離通信傳輸技術比較
短距通信適合家用電器： WiFi/ 藍牙 Zigbee 為主流
WiFi 芯片和模組2019 年全球市場規模約176 億美元；其中，WiFi 芯片平均價格從2013 年的4 美元下降至1 美元以內；但是隨着IoT 設備WiFi需求量快速提升，驅動市場整體平穩增長。WiFi 芯片下游應用領域拆分，移動終端52% 、IT/ 網絡19% 、消費電子10% 、智能家居12%。
全球 WiFi 芯片/ / 模塊市場規模（億美元）
WiFi 芯片下游應用領域佔比（% ）
全球聯網設備數量持續增長（十億台）
WiFi 通信芯片方案主要為兩種：(1) 單芯片： 集成WiFi 功能MCU 的SoC 芯片；(2) 雙芯片：外掛WiFi 的SoC 芯片+MCU 主控；前者主要用於控制功能簡單的插座、照明等設備；後者適用於運算能力複雜和抗干擾能力要求較嚴格的應用；兩者各有優劣，智能家居將朝單芯片趨勢發展。
小度智能音箱2 主機板拆解：主控芯片 +WiFi 芯片
WiFi 通信芯片: 樂鑫 ESP32 為例
WiFi MCU 的SoC 芯片具備高集成度、低成本的優勢；2020 年WiFi MCU 芯片價格已經降至1.5美元至0.5 美元，預計在低端應用價格已經見底；因此，未來WiFi MCU 將中高端應用滲透，提高集成度和性能，例如：集成WiFi& 藍牙雙通信協議、主頻更高、接口更多等功能提升。
2019 年新一代WiFi6 協議802.11ax 開始導入；國內主要路由器品牌皆推出WiFi6 產品，有利於WiFi6 加速滲透；WiFi6 相較於上一代協議，具備高速率、大容量、低時延、低功耗要求高的場景尤其是對於室內智能家電的體驗升級，將推動WiFi6和萬物互聯的應用增加。
2020 年中國 WiFi6 滲透率快速提升
智能家居對於性能要求較低，通信芯片和主控制板有望朝向單芯片式WiFi MCU 發展；但是變頻家電對驅動電機控制精度高，因此會採用主控制MCU 外掛WiFi SoC ；國內樂鑫科技、博通集成在WiFi MCU 市場已有突破，未來有望持續加大家電領域滲透，並突破高端網通市場。
全球 WiFi 通信芯片各領域情況和市場競爭格局
5、信號鏈信號鏈芯片用於將自然界接收到的模擬訊號轉換為數字信號。例如洗衣機，需要實時監控温度、轉速、水位、重量、溶液質量等情況；需要信號鏈芯片進行訊號採集、放大、濾波、轉換為數字信號提供給處理器；信號鏈芯片主要分為三類：線性產品、轉換器和接口芯片。
信號鏈芯片功能：模擬信號收發、轉換
信號鏈主要種類和功能
2019 年全球信號鏈芯片市場規模約97 億美元，2016-2023 年複合增速達5% ；信號鏈芯片生命週期長且細分較多；按照代表產品拆分，線性芯片39% 、轉換器芯片37% 、接口芯片24%。
信號鏈芯片是連接數字世界與自然世界的橋樑，下游應用分佈較廣，主要應用於通信、消費電子、汽車電子、工業控制等領域，其中通信、汽車電子等領域的市場需求不斷提升。
2016- – 2023 年全球信號鏈芯片市場規模（億美元）
信號鏈芯片市場佔比（% ）
6、傳感單元傳感器用於智能家電的種類增加，各種各樣的傳感器引入可以增加家電的使用舒適度、減少能耗和耗水、清洗方便、降低噪聲和振動、提高使用質量、實現複雜的智能控制功能。傳感器在智能家電中主要用於温度控制和水平控制系統，一般採用結構型和固體型傳感器。
家用電器中需要各種傳感器
傳感器在智能化家電中的應用
2019 年全球傳感器市場達2265 億美元， 2015-2023 年複合增速達8%； ； 中國大陸市場為241億美元，國內傳感器市場穩定增長；傳感器分為結構型、固體型和智能型，用於不同場景，家電大多采用傳統的傳感器，但是隨著智能化趨勢，新一代MEMS 的需求增長。
2015- – 2023 年全球、中國傳感器市場規模（億美元）
2018 年全球傳感器細分產品佔比（% ）
2018 年傳感器應用佔比（% ）
信號鏈芯片和傳感器主要被海外企業壟斷，國內企業整體規模較小，但是在細分領域突破。 信號鏈芯片以TI 、ADI 、瑞薩等傳統大廠為主；國內思瑞浦、聖邦股份、芯海科技佔比不足1% 。傳感器產品種類眾多，整體主要為歐美廠商；國內歌爾股份、敏芯股份、士蘭微均有突破。
海外、國內信號鏈主要企業
海外、國內傳感器核心企業
這六大類芯片，對應國內的核心企業如下圖：
智東西認為，中國是家電大國，家電的銷售額早已經上萬億，但國內家電行業芯片市場僅僅約為500億元人民幣，國產化率不足5%。相比於手機、汽車、工業控制的芯片，家電芯片整體技術門檻相對較低。隨着家電智能化、節能化技術發展，芯片在家電中的應用將會拓展，市場將會進一步增大，目前對於國內相關企業來説是絕佳的機遇窗口。