深耕NOR Flash存储器,恒烁股份:进军MCU开启第二成长曲线98
一 深耕NOR Flash存储芯片领域,进军MCU打开成长空间(一)国内领先的NOR Flash存储芯片设计公司,MCU业务蒸蒸日上 恒烁股份成立于2015年,是国内领先的NOR Flash存储芯片设计公司。产品广泛应用于TWS耳机等消费类电子、物联网终端、通信、智能电表、工业控制等领域。 公司 NOR Flash 芯片和MCU芯片均获得客户的广泛认可,与杰理科技、乐鑫科技、泰凌微电子、芯海科技、兆讯恒达、翱捷科技、上海巨微及赛腾微等客户建立了长期稳定的合作关系,多款产品进入小米、360、OPPO、星网锐捷、新大陆、中兴、联想、奇瑞汽车、江铃汽车及欧菲光等终端用户供应链体系。 借助NOR Flash的渠道和客户优势,MCU和存算一体终端推理 AI芯片业务有望实现协同发展。2022年上半年,公司NOR Flash和MCU业务分别实现2.08亿和0.57亿销售收入,占营收比重分别达到78.10%和21.54%。 随后公司于 2019 年完成第一款基于 50nm 工艺制程的 NOR Flash 产品流片并于次年实现量产销售。 2021年,公司在中芯国际完成了第一款 55nm 工艺制程的 NOR Flash 产品流片。至此,公司实现了在 65nm、55nm 和 50nm 三个工艺制程下均有产品流片或量产,较大程度上拓宽了公司的 NOR Flash 产品线。 公司的 NOR Flash 芯片产品在工艺制程和产品性能上不断升级,产品在制程、电压、功耗、频率、工作温度及产品稳定性方面均处于行业主流水平,部分产品技术水平达到行业先进水平,销售收入实现稳步增长。 CX32L003 系列 MCU 产品主要应用于消费电子和工业控制等市场领域。同时公司也开始研发基于 ARM M3 内核的相关产品,进一步布局扩展 MCU 产品线。 “恒芯1号” 在 2019 年中国半导体联盟主办的“中国芯力量”的评选中获得最具投资价值奖。根据公司招股书披露CiNOR V2 芯片(恒芯2号)正在研发过程中。 董事长XIANGDONG LU先生为公司的控股股东和实际控制人。XIANGDONG LU先生直接持股13.1%的同时通过员工持股平台合肥恒联企业管理咨询中心(有限合伙)间接持股2.02%,联合一致行动人吕轶南(持股8.31%),合计持有的股份为23.43%。其他持股超过5%的股东有合肥恒联、董翔羽、中安庐阳、天鹰合胜,主要为员工持股平台、初创期董事亲属、战略投资者,股权结构稳定。 创始人XIANGDONG LU先生具备中科大半导体专业硕士学位和美国里海大学物理学博士学位。后在硅谷从事半导体存储器设计研发、市场、销售等工作多年。 在TI、英飞凌、美光和Spansion等国际大厂参与多个DRAM和NAND重点项目的研发。具备在国际先进产业地区的丰富任职经验和先进经营管理理念。 多名核心管理和技术成员具备国内外半导体设计、制造大厂履历,技术实力扎实、市场嗅觉敏锐。截至 2021 年 12 月 31 日,公司技术人员占比超过60%。 景气度下滑业绩短期承压,产品结构优化未来可期。2022年前三季度公司实现营业收入3.50亿元,同比下滑22.72%;归母净利润0.47亿元,同比下滑61.78%。公司经营业绩和盈利能力受行业景气度以及新冠疫情反复的影响。 在公司主要下游消费电子领域客户需求波动的影响下,公司主要产品单价回落,受生产周期及市场价格变动由消费终端逐渐向上游传导,晶圆代工价格尚未发生明显回落的影响,公司2022年前三季度整体毛利率为29.44%,相比上年同期下降10.94pct。 我们预计伴随终端需求回暖、半导体景气度逐渐企稳复苏以及上游晶圆代工价格回落的有效传导,公司各项财务指标有望于2023H2实现反弹。而随着NOR Flash产品系列的不断丰富完善和MCU业务的持续拓展,公司中长期将继续保持较高速增长。 2022年前三季度公司净利率为13.33%,相比上年同期下降13.63pct,主要由于公司业务规模持续扩大,为了满足技术迭代升级和日常经营管理需要,保证公司长期发展,公司持续加大研发投入,2022年前三季度共计投入研发支出4390万元,同比增长45.61%,占营收比重达到12.55%,持续研发创新驱动公司产品力不断提高。同时公司增加了相关人员及资产,职工薪酬及摊销费用相应增加。 因此公司2022年前三季度期间费用较上年同期增加,导致净利润下降。受益于与上游供应商的良好合作关系,新产品新工艺有望按预期计划导入量产,公司各产品线供货稳定,2023年产能将保持增长,规模效应有望显著增强。而MCU业务与NOR业务在技术、渠道、市场方面具有较强的复用性,中长期维度下公司各项费用率或稳中有降。 NOR Flash业务高速成长,市占率稳步提升。公司的NOR Flash 芯片产品在工艺制程和产品性能上不断升级,目前已实现65nm、55nm、50nm等主流工艺制程的全覆盖,具有高可靠性、高性能、低功耗、宽电压范围和宽温度范围等特点,2018至2021年NOR Flash产品销售收入由0.99亿增长至4.97亿,复合增速达到71%,根据IC Insights数据,同期公司市占率由0.6%提升至2.7%。 受行业景气度以及新冠疫情反复的影响,2022H1公司NOR Flash产品实现营业收入2.08亿元,同比下滑13.65%,毛利率为30.35%。随着高性能、大容量、低功耗等多样化产品组合不断推陈出新,以及在高端消费和工业领域的持续布局,公司NOR Flash市占率有望进一步提升。 MCU产品线不断补强,步入高速发展期。公司销售的CX32L003 系列是当前国内 MCU 市场应用的一款主流产品,被主要应用在消费类电子和工业控制等细分领域,具有一定的客户基础和市场容量。 此外,L003 系列产品具有兼容性好、性价比高及功耗低等优势,自2020 年上市销售以来,公司 MCU 产品出货量快速增长,根据公司招股说明书披露,2020 年和 2021 年出货量分别为 1,272.95 万颗和 8,974.87 万颗,销售额分别为718万元和7709万元,实现爆发式增长。 2022 H1,公司MCU产品实现营业收入0.57亿元,同比增长127.40%,毛利率为38.12%。后续随着ARM M3 内核的相关产品上市,公司MCU产品线将进一步补强,相关产品对公司整体业绩的贡献比重有望持续提升。 二 NOR Flash:行业格局优化+长期需求增长,静待周期复苏(一)利基型存储产品,行业格局持续优化 存储芯片可分为易失性存储芯片(断电后数据丢失)和非易失性存储芯片(断电后数据不丢失)。 闪存芯片又分 NAND Flash和 NOR Flash 两种。NAND Flash 容量大,主要用于大容量数据存储;NOR Flash容量较小,但可以直接在芯片内执行程序代码,通常用来存储开机软件程序。ROM目前应用最多的主要为 EEPROM,存储容量更小,通常用来存取少量的程序代码。 NOR的特征为可靠度高,读取速度快,适用于代码存储和低端嵌入式应用程序,此类场景需要可靠的性能和长时间的数据保留,并且需要经常读写,适宜中等容量代码存储(通常在 1Mb~1Gb)。 应用领域较广,如计算机、消费电子(智能手机、TV、TWS 耳机、穿戴式设备)、安防设备、汽车电子(ADAS、车窗控制、仪表盘)、5G 基站、工业控制(智能电表、机械控制)及物联网设备等领域。 32M以下为小容量,能够实现简单的代码执行功能,主要应用在PC主板、机顶盒、路由器、蓝牙耳机、AMOLED、TDDI、可穿戴设备和安防监控产品等领域;32M-128M为中容量,能够实现较为复杂的程序执行功能,如苹果TWS耳机中的降噪等高级功能;128M以上为大容量,强调功能复杂性以及快速启动、可靠性的特点,主要用于5G基站、工控、汽车电子市场。 在功能机时代,NOR Flash常用于电子产品中的储存单元,但在微缩制程难以推进下,较NAND Flash出现了明显的成本劣势,因此市场份额逐渐被NAND取代。根据IC Insights数据,2021全球存储芯片中DRAM产值为最大约占56%,NAND约41%,NOR约2%。 NOR Flash 的行业集中度较高。2018 年全球约 90%的 NOR Flash 市场被旺宏、华邦、美光、赛普拉斯和兆易创新这五大厂商占据。 随着赛普拉斯和美光逐步退出占比较大的消费类 NOR Flash市场,旺宏、华邦、兆易创新逐渐占据了NOR Flash 的主要市场份额,美光和赛普拉斯的市场份额逐渐降低。 目前,全球 NOR Flash 市场主要由华邦、旺宏、兆易创新和赛普拉斯四家厂商主导,合计约占据四分之三的市场份额。在全球NOR Flash市场规模和价格经历周期性的调整后,美光NOR Flash营收连年下降,2016年美光缩减了NOR Flash业务,把产能转向DRAM和NAND Flash 存储器等产品上。 2017年,赛普拉斯出售位于美国明尼苏达布鲁明顿(Bloomington)的晶圆厂,退出了中小容量的NOR Flash市场,专注高毛利大容量的车用和工业控制领域。 智能机AMOLED渗透率提升、LCD中TDDI应用推动NOR Flash稳定增长 据CINNO Research中国市场手机销量监测数据显示,2021年中国市场智能手机AMOLED面板出货约6.68亿片,同比增长36.3%,高阶智能机搭载AMOLED 面板已经成为新的趋势,未来随着产品价格的不断下降,AMOLED屏幕将向低价手机领域渗透。 与以往的LCD屏相比,AMOLED具有功耗低、轻薄、色彩鲜艳等优势,但受限于自身存在的亮度不均和“烧屏”等问题,需要外挂NOR Flash进行光学补偿,且根据面板像素差异,所需容量不尽相同,Full HD需要8M产品,QHD则需使用16-32M产品,单价普遍在0.2至0.4美元之间。据普冉股份招股说明书披露,以AMOLED显示为下游应用的NOR Flash市场规模预计带来1亿美元的增量。 而TDDI则需要NOR Flash纪录触控功能所需的编码,每支手机也需要一颗小容量约4~16Mb的NOR Flash。根据普冉股份招股说明书数据,TDDI的增长预计能为NOR Flash带来5亿元人民币的市场增长。同时,AMOLED尚未大量采用TDDI方案,随着全面屏渗透率提升、配置TDDI的LCD全面屏的比例增多,再加上配置TDDI的AMOLED屏幕即将量产,TDDI用NOR Flash市场空间有望继续增长。 蓬勃发展的物联网为NOR Flash市场注入了一剂强心针 IOT场景所需要的功能为快速反应、低功耗,且多数场景不需要大量储存内容,与NOR Flash特性呼应,其有望在IoT设备中替代NAND Flash。例如TWS 目前一只就需要搭载64-128Mb的NOR,完成记忆指令与快速连接的功能,其他例如家庭音响、智能手表等亦有搭载NOR Flash,因此未来IOT设备数量持续增加将有利NOR厂商。 根据Counterpointresearch数据,2021年全球TWS耳机销售量为3亿副(yoy+24%),推动了超过6亿颗Flash芯片的市场需求,无论是从消费者需求,还是在技术、功能的发展空间来看,预计全球TWS耳机未来几年内依旧保持增长的趋势。 与此同时,Flash容量不断提升,例如2019年基于高通平台的TWS产品以采用32Mb NOR Flash为主,而2021年最大容量已采用128Mb NOR Flash,伴随着容量的升级芯片ASP保持增长。根据Counterpoint Research预估,2020年TWS应用带来的NOR Flash市场约2.1 亿美元,随着全球TWS渗透率进一步提升,以及安卓系品牌化进程推进,NOR Flash用量继续增长。 智能可穿戴设备同样对NOR Flash产生大量需求,这些设备需要收集用户的数据信息,比如位置信息、心率信息等;另一方面,它们也需要传输外部数据给用户,如音乐、视频、通话等,这些都离不开 NOR Flash 支持。 全球智能可穿戴设备出货量继续保持强劲增长。根据IDC最新数据显示,全球智能可穿戴设备总出货量由2016年的1.02亿台以39%的复合增速增长至2021年的5.33亿台,未来需求仍保持强劲增长态势,2025年预计出货量为8亿台,复合增速超过10%。 随着越来越多的传感器和MCU集成到系统中,汽车电子各功能单元的数据、程序存储都需要更高性能的闪存,从而对非易失性存储器件的需求形成海量增长。NOR Flash主要用于显示系统、ADAS系统等对启动速度要求较高的设备。 从车载仪表盘到高级驾驶辅助系统(ADAS),NOR Flash的需求量都很大。在ADAS系统中,每个摄像头都需要1颗NOR Flash芯片,平均容量是4/8MB,并且有往更大容量发展的趋势,集微咨询预计,车载领域NOR Flash市场空间可达8亿-12亿美元。 NOR Flash 可在 5G 设备初始响应和启动时提供更高可靠性和更低延时的启动配置支撑。 由于 5G 基站运行环境的特殊性(运行温度-40℃~105℃,至少保证10年以上寿命),应用在 5G 基站设备中的 NOR Flash 通常至少需满足工业级标准,对 NOR Flash 的要求需满足“高容量+高性能+高可靠性”。 NOR需要储存FPGA的配置过程控制、串行周边接口通讯等功能,基站AAU/BBU需搭载6-10颗512M-2GB NOR Flash,随着全球5G建设进一步推进,基站端的大容量NOR Flash需求也将呈现快速增长。 台企双雄旺宏和华邦电在2022年四季度均踩下急刹车应对疲弱市场需求。 旺宏22Q3法说会指出,随着当前大环境的经济不佳,终端市场对内存需求的减少,旺宏将2022年资本支出下修至106亿新台币,下修幅度33.8%,同时2022年第四季产能利用率也将减少20%~25%,以避免未来可能的存货跌价风险;华邦电在其22Q3法说会中亦宣布中科厂在2022年第四季度减产30%~40%,高雄厂二期1万片产能建设延后半年。 尽管市场需求尚处低位,但随着供应的急剧下降,NOR Flash季度跌价幅度维持在低个位数,2023Q2市场有望回温。 三 MCU:应用领域广泛,国产替代空间广阔(一)MCU是广泛应用的基础控制芯片,32位MCU占比逐年提高 MCU(Micro controller Unit)即微控制器,又称单片机,是把CPU的规格与频率做适当缩减,并将ROM、RAM、A/D转换、各式I/O接口以及Timer等功能整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机。不同于巨型化计算机在运算速度和处理能力的极限提升,我们生产生活中各种仪器设备在计算控制方面的需求相对简易,兼具微型化特征和全面功能的MCU应运而生。 MCU位于中枢位置,其性能参数对整个系统具有决定性作用,搭建电路通常需要以其为核心选择元器件,这使得MCU往往具有更高的使用粘性和国产替代价值。 MCU的性能随着位数的增加而提高,适用场景也更加丰富,其中8位和16位MCU主要用于一般的控制领域,使用场景不涉及操作系统,而32位MCU多用于多媒体处理、网络操作等复杂场景,一般需要使用嵌入式操作系统。 市场需求持续向好。受益于AIOT、工业控制、汽车电子等应用的蓬勃发展,全球MCU市场规模和出货量触底反弹。在行业高景气度的2021年,全球MCU出货量同比增长12%达到了近309亿颗的历史最高水平,同时受产能限制等因素影响,ASP强劲反弹10%达到0.64美元,且将保持高增态势有望于2026年突破0.75美元。 根据 IC Insights数据及预测,2021年全球MCU市场规模约196亿美元,同比增长23.4%,预计至2026年将以6.7%的复合增速达到272亿美元;2021年全球MCU的出货量约为309 亿颗,至2026年预计将达到358亿颗。 根据IHS 数据统计,2015-2020年中国 MCU 市场 CAGR 为 8.4%,同期全球市场几乎没有增长,同时该机构预计2021年中国MCU市场增长36%(高于全球市场增速的23.4%)至365亿元。 得益于国内物联网和新能源汽车市场在全球具有的高影响力和不俗增长,未来数年MCU发展将迈入一个新的台阶,IHS预测至2026年中国MCU市场规模或以约7%的CAGR提升至513亿元。 根据Omdia数据,全球竞争格局来看,MCU龙头厂商保持了较高的市占率,行业集中度相对较高。 根据Omdia统计,2021 年全球前 5 大 MCU 生产厂商分别为NXP(17.3%)、瑞萨电子(16.8%)、意法半导体(15.4%)、英飞凌(13.9%)以及微芯科技(12.6%),CR5约76%。我国 MCU 市场大部分份额同样被海外巨头占据。 根据 CSIA 数据,2019 年中国前 5 大 MCU 生产厂商分别为意法半导体(20.9%)、NXP(20.2%)、微芯科技(14.2%)、瑞萨电子(13.0%)以及英飞凌(6.2%),CR5约74%,国内厂商主要在消费和中低端工控领域竞争,汽车、高端工控等市场国产化率较低,兆易创新等企业已开始突破。 2019年全球MCU下游应用主要分布在汽车电子(33%)、工控/医疗 (25%)、计算机网络(23%)和消费电子(11%)四大领域。 2020年中国MCU市场销售额前五大领域依次为消费电子(26%)、计算机网络(19%)、汽车电子(15%)、IC卡(15%)和工控(10%),随着中国汽车和工业市场的快速发展,相关领域的MCU芯片需求将显著增长,需求结构进一步向全球靠拢。 1、汽车智能化、网联化驱动汽车MCU市场加速扩张 MCU是汽车从电动化向智能化深度发展的关键元器件之一。电动化、智能化、网联化是汽车产业转型升级的重要方向。汽车电动化对执行层中动力、制动、转向、变速等系统的影响更为直接,其对功率半导体、执行器的需求相比传统燃油车增长明显。 汽车的智能化、网联化带来的新型器件需求主要在感知层和决策层,包括摄像头、雷达、IMU/GPS、V2X、ECU 等,直接拉动各类传感器芯片和计算芯片的增长。 电动化是汽车产业从燃油车时代走向节能环保时代的基本的要求,可以视为产业转型升级的上半程,近年来已取得不俗进展,而下半程智能化是提升用户体验的核心,随着汽车半导体行业技术演进和需求升级,智能化将逐步成为相关厂商竞争的主战场,接力电动化成为重要驱动力,MCU作为核心算力芯片有望深度受益。 根据 IC Insights数据,汽车MCU市场规模在经历了2018~2020年的低迷之后,在2021年迎来了23%的爆发式上涨,销售额达到76亿美元,该机构预计2022和2023年仍然会保持16%的年复合增长率。 1)配置区域增加,应用领域由传统底盘延伸至整车,随着汽车电子化发展,ECU 逐渐占领整个汽车,遍布车身控制、座舱、动力总成、底盘安全、新能源三电、ADAS智能驾驶等域; 2)芯片算力和集成度提升,高性能MCU占比提高,产品升级驱动ASP增长。 新能源汽车MCU用量更多。 与燃油车相比,新能源汽车以电机替代了汽油发动机并增加了动力电池,电池管理系统和整车控制器应用的增加将驱动MCU用量的增长。 以BMS为例,动力电池是整车的核心部件之一,其充放电情况、温度状态、单体电池间的均衡均需要进行控制,因此电动车需额外配备一个电池管理系统(BMS),每个 BMS 的主控制器中需要增加一颗 MCU 芯片,BMS 中的 MCU 芯片起到处理模拟前端芯片(BMS AFE 芯片)采集的信息并计算荷电状态(SOC)的作用。SOC 是电池管理系统中较为重要的参数,其余参数均以 SOC 为基础计算得来,因此对 MCU 芯片的性能要求较高。 根据Gartner和国际汽车制造商协会数据,平均单车配置约25颗MCU。通过IHS拆解数据,我们可以看到部分汽车整机厂对于车规级MCU的采购情况:本田雅阁20颗,雪佛兰Equinox 27颗MCU,奥迪Q7 39颗。比亚迪燃油车F3装有12颗MCU,而其电动车型唐的MCU数量增加到了55颗,用量大幅增加。 传统汽车使用的分布式ECU架构大多基于成熟工艺的MCU芯片,靠增加ECU的数量或针对单个ECU进行MCU芯片的替代来提升汽车性能,在全球晶圆厂资本开支向高阶制程和工艺倾斜的今天,供应链安全难以得到有效保障。 为了突破ECU的性能瓶颈,博世在2015年描绘出了全新的汽车电子电气架构技术路线图,并率先提出DCU(Domain Control Unit,域控制器)这一概念,即将汽车电子部件功能由整车划分为动力总成,智能座舱和自动驾驶等几个区域,利用处理能力更强的控制器芯片相对集中地控制每个域,以取代目前分布式电子电气架构。DCU的出现,标志着以ECU为主的分布式电气架构出现本质进化。 传统架构下,ECU与所需MCU的数量基本上为1:1,在域集中架构下,DCU的算力需求显著提升,一块DCU配置的计算芯片将超过2颗,其中高性能MCU(兼具跨域功能)和各式异构SoC将蚕食过去低端MCU的市场。而在核心计算模块以外的各细分车域执行端,MCU必不可少。可以预见到的趋势是单车MCU在用量保持基本稳定的同时,高端品类占比将逐步提升,整体汽车MCU ASP稳步向上。 工业级MCU应用十分广泛,其功能主要是电机控制运算和数据采集控制等,一个完整的工业控制系统通常分为监视层、控制层、现场层三层架构,而其中位于控制层的可编辑逻辑控制器(PLC)、现场层的仪表和电机/变频器被称之为三大核心支柱,工控系统的整体性能往往伴随着上述部件的优化升级而提升,而在其中发挥核心“大脑”作用的MCU更是首要升级目标(MCU搭配FPGA、预驱、IGBT等即可构成典型工控场景电气架构中的核心控制模块),增加系统节点、提高控制精度、提升通信连接安全性、降低功耗等需求在工业控制领域具有长期可持续性,工业级MCU市场稳步向好。 工厂自动化带来生产效率和产品质量的提升,并有效解决了有限人力的困境。根据雅特力官网介绍,传统工厂升级成为智能工厂需要将老旧的机器设备进行可程序化逻辑控制器(PLC)和传感器(Sensor)对接,利用Sensor前端采集资料,可视化的设备进行数据分析,通过通讯设备将资料传输至控制器做实时监控,最后回传到云端管理,形成完整的工业联网。 从上述路径可知,用于信号撷取和驱动控制的PLC对系统处理的要求与日俱增,PLC发展趋势体现在向高速度/大容量演进、超大型场景增加、联网通信能力增强、外部故障的检测与处理能力提升,以及编程语言多样化。 MCU是电机驱动与控制应用中不可或缺的核心器件。根据国际能源署的数据,电机占全球总电力消耗的45%,因此电机驱动电子产品的可靠性和能效会对下游各种应用的舒适性、便利性和环境产生影响。电机驱动系统对控制的精准度具有极高的要求,比如控制位置、扭矩和速度都需要实时电机控制的信号处理,这对作为核心控制元器件的MCU提出了很高的要求。 与其他类型电机相比,无刷直流电机(BLDC)具有电机效率高、驱动控制方式多样化、驱动控制算法复杂、可靠性高、噪音低、能耗低等优势,可在较宽调速范围内实现快响应、高精度的变速效果,契合终端应用领域对节能降耗、智能控制、用户体验等的高要求,BLDC下游应用市场广泛且不断扩展。 根据Grandview research数据,全球BLDC市场规模预计将由2021年的179亿美元增长到2028年的263亿美元,复合增速约5.7%。 以峰岹科技招股书中对日本电产2016-2020五个会计年度平均毛利率23.82%、电机驱动控制芯片成本占 BLDC 电机成本比例25%两项数据为基础进行测算,目前全球BLDC驱动控制芯片市场规模在34亿美元左右,通用电机驱动控制系统中除主控制芯片MCU外还包含LDO、运放、比较器、预驱动,以及部分MOS,考虑到在系统中的核心地位,MCU应为价值量最大品类。 目前我国表计市场仍处于传统机械表和智能表共存的局面,MCU 芯片作为主控芯片,在智能表计中发挥控制、协调及调度的功能。 智能电表作为智能电网建设的关键终端产品之一,承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务,是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础,对于电网实现信息化、自动化、互动化具有重要支撑作用,电表对MCU要求最高,对测量精度要求严苛,可兼容的通信方式也更多,需要MCU产品具备更好的处理性能、更高精度的ADC模块和更大的存储空间。 IR46 标准在计量误差要求、功率因素、环境适应性、谐波影响、负载平衡等方面有更高要求,基于IR46 标准的智能物联电能表升级需求将成为电表市场未来扩容的主要驱动力。 据钜泉科技招股说明书中引用国电招标数据,2020至2022年,国家电网分别试点招标智能物联表1.95万只、13.05万只和 137.51万只,招标量呈快速增长趋势。 IR46 物联表设计上最大的变化是采用双芯模组方案,计量芯片升级为计量+MCU的 SoC 芯片,管理芯 MCU 从 M0 升级到 M3/4 规格,整体套片价值量显著提升。 在目前国内的MCU市场中,消费电子仍是最大的下游。MCU凭借其低功耗、性价比和稳定性高等优势在泛消费电子领域有非常丰富的应用场景,包括PC、手机、平板、智能穿戴和TWS耳机等。随着IoT技术的不断发展,在万物互联的需求推动下,各类新兴智能终端为MCU提供了成长空间。 MCU在物联网系统中扮演核心角色,在远程控制、数据收集、监控和分析方面发挥关键作用,具有传感器和网络接口的MCU可以为汽车、工业自动化、医疗和保健设备、家电、消费产品和可穿戴电子产品提供物联网连接。目前先进的物联网传感器节点整合了传感器功能,并使用8/32位MCU来运行RF协议栈。 随着物联网技术的发展、海量数据以及场景融合,更强大的计算处理能力呼之欲出,推动设备向32位高端MCU升级。 根据Iot analytics的展望,到2025年,全球将有超过300亿终端连接到物联网,人均近4台设备,较2019年这一数据实现超两倍的增长。 智能手表、手环等通常标配一颗MCU用于通讯、感知、音频DSP等功能。受制于终端产品体积,往往无法承载大容量电池和过多元器件,目前智能穿戴设备主要采取:低功耗MCU+低功耗蓝牙通讯方案+传感器+电源的集成解决方案。 该方案主要以MCU为主控芯片,控制蓝牙、传感器、电源、LED屏等器件。以用于智能手表的NXP i.MX RT 500 MCU为例,其集成了TenSilicon Fusion 1或HiFi 4 DSP,可提供高性能音频DSP功能,支持智能手表实现语音助手和语音呼叫功能;集成2D GPU以呈现图形,实现现代化的人机交互界面设计,适用于低功耗应用。 根据GlobalNewsWire数据,2020年全球智能手表市场规模约为186.2亿美元,该市场预计将以14.9%的CAGR,从2021年的220.2亿美元增长到2028年的582.1亿美元。 MCU价格跌幅趋缓。根据与非网统计数据,2022年10月份中国本土市场MCU热度榜(按近一月用户搜索次数)Top100料号中,价格上升型号数量明显增多。而根据芯片超人统计的数据,全球MCU代表ST意法、台系MCU代表新唐科技、国产MCU代表兆易创新,各类MCU的渠道价格向常态价不断靠近,跌幅收窄,走势逐步企稳。 根据富昌电子数据,在2022 Q4最新的MCU货期统计中,仅有英飞凌的汽车芯片仍呈“配货”状态,瑞萨、意法半导体、恩智浦等汽车芯片跳转至“紧缺”状态,供货环比有所缓解。 MCU紧缺与否与芯片整体行情强相关,通用、消费类及低端工业类MCU原厂价格趋于稳定,汽车、高端工控相关的MCU仍然存在紧缺情况。 主打消费类MCU的盛群2022年11月单月营收约3.28亿新台币,同比下滑49%,为历史第三大单月跌幅,仅次于2022年9月的51%和2009年1月的57%。2022年12月盛群单月营收环比微增至3.48亿新台币,同比跌幅收窄至36%。 库存方面,公司法说会披露预期将调整到2023年第三季,届时有望回到合理水位,同时考虑到下游需求疲软,下修2022Q4投片数。同时,另一MCU台企松翰亦在法说会中表示受困于需求端低迷,公司投片量已逐步调整,库存有望陆续下降。 整体来看,板块库存随着2023年H1库存状况逐步改善,叠加代工厂价格松动带来的成本优化,2023H2 MCU公司毛利率有望回温。 四 NOR Flash持续升级,MCU加速突破(一)技术实力为基,“存储+控制”双轮驱动 2021年公司NOR Flash实现营业收入4.97亿,全球市占率约为2.7%。公司自主研发的 NOR Flash采用 SPI 接口,具有高可靠性、低功耗、兼容性好和低成本等特点。公司采用ETOX工艺完成了1Mb~128Mb NOR Flash的产品布局,从工艺制程、功能和性能三个方面持续实现技术迭代,以提升产品的性价比和竞争力。 ① 在工艺架构方面,公司 NOR Flash 产品采用业界主流的浮栅工艺结构(即 Floating Gate工艺,又称 ETOX 工艺),采用ETOX工艺的NOR Flash 产品不仅具有可靠性和稳定性优势,而且在32Mb 及以上容量产品上具有显著的成本优势。 ② 在制程方面,公司在售 NOR Flash 产品采用了武汉新芯 65nm和 50nm 制程。55nm 制程产品也已在中芯国际完成流片。公司计划将现有中容量产品和新开发产品逐步导入50nm和55nm 新工艺节点。 ③ 在容量方面,从 2015 年最初研发的 16Mb 产品开始,向上拓展至128Mb,向下拓展至 1Mb,现有 NOR Flash 产品已经涵盖从 1Mb 到 128Mb 多系列产品线。目前,公司正在积极开展大容量(256Mb/512Mb/1Gb)产品的研发。公司根据不同容量的目标客户群进行精确定位,保证性能、功耗和性价比的合理匹配。 公司将 NOR Flash 产品 32Mb 以下(不含本数)划分为小容量,32Mb~128Mb划分为中容量,128Mb 以上(不含本数)划分为大容量。 2020年以来公司NOR Flash 小容量产品占比下降,主要是由于中容量产品(32Mb~128Mb)收入增速高于小容量产品增速,以及 MCU 产品实现销售且收入快速增长所致。 公司不断拓展安防监控、网通、通讯及智能穿戴等市场是中容量NOR Flash产品销售收入显著提升的主要原因,这些市场以 64Mb 和 128Mb容量需求为主。 以上三个系列产品都已实现销售,在消费电子和工业控制方面出货量不断增长。汽车电子(尤其是汽车关键部件模块)由于品质要求高、验证时间长,是公司未来主要的应用市场之一。 ⑤公司的NOR Flash产品配合最高133MHz的工作频率,在双线(Dual Mode)和四线(Quad Mode)的工作模式下,可支持高达266Mbits/s 和532Mbits/s的数据带宽,静态电流低至1μA,工作温度范围标准为-40℃~125 ℃,数据保持时间20 年,擦写次数可达10 万次。 公司目前销售的CX32L003系列产品系基于 M0+内核的通32位MCU芯片,采用55nm 超低功耗嵌入式闪存工艺,具有宽电压范围、低动态功耗、低待机电流、高集成度外设和高性价比等优势。该系列产品支持最高主频 24MHz,内置最大64KB 嵌入式 Flash 和 4KB SRAM,集成高精度 ADC、RTC、比较器、 多路 UART 等丰富的模拟及数字外设。该系列产品支持休眠和深度休眠两种低功耗工作模式。 在深度休眠模式下,3μs 即可快速唤醒。该产品动态功耗低于100μA/MHz,深度休眠模式功耗低于1μA。公司 CX32L003 系列MCU产品与同类竞品相比,主频、RAM、I/O 数量等配置相对不足,在功耗、通信接口、抗ESD能力等方面整体具有一定优势。 公司通过与武汉新芯和中芯国际等主要晶圆代工厂的持续合作,形成了长期稳定的战略合作关系,有效保证了公司产能供应。 根据公司招股书披露,2022 年1月,公司与武汉新芯签订《晶圆加工产能合作协议》,公司向武汉新芯支付一定的绑定产能资金,绑定自协议签订之日起次月至2024年12月期间的每月晶圆片产能。此外MCU 制程需要嵌入式 Flash(eFlash)技术,国内晶圆厂可以提供130nm至40nm 的不同eFlash 制程。 目前大部分国内M0+系列MCU所采用的制程为8英寸130nm、110nm和90nm,仅公司等少数企业采用12 英寸55nm 制程生产。采用先进的55nm制程可有效缩小芯片面积,同时使芯片功耗大幅下降。 ① MCU 产品具有良好的市场发展前景。根据IHS 数据统计,2021年中国MCU市场约365亿元,同比增长36%,得益于国内物联网和新能源汽车市场在全球具有的高影响力和不俗增长,未来数年MCU发展将迈入一个新的台阶,IHS预测至2026年市场规模或以约7%的CAGR提升至513亿元。 目前,我国 MCU 芯片的国产自给率偏低,伴随着发达国家对我国半导体产业发展的限制,国内消费电子、汽车电子、工业控制及物联网等各应用领域对国产 MCU 芯片的需求大幅增加,为公司开发拓展 MCU业务提供了良好的市场环境。 ② 国内 MCU 制造供应链逐渐完善。随着我国半导体行业下游需求的扩大,国内上游制造工艺水平和投资规模也不断提高,包括晶圆制造和封装测试等 MCU 制造供应链逐渐完善和提升,公司发展 MCU 业务具备了可行条件。 ③ 完善产品结构,提升公司抗风险能力和经营发展空间。在开发 MCU产品前,公司主营业务收入均来自于 NOR Flash 系列产品。近年来,随着 NOR Flash 行业景气度上升,公司营业规模的增加和盈利水平不断提高,为公司发展新的 MCU 业务提供了财务支撑;同时,公司开发 MCU 业务有助于完善和丰富公司产品结构,降低行业周期波动风险,提升公司长期经营发展空间。 ④公司存储芯片经营经验有助于 MCU 业务的开发。存储器芯片是 MCU系统的重要组成部件,一颗 MCU 芯片通常需要配置一颗或多颗 Flash 进行工作。NOR Flash 芯片与 MCU 在设计研发、工艺制造、应用场景、销售渠道的联系使公司相对其他企业能够更快更有效介入 MCU 业务领域。 ① 公司在 Flash 工艺、设计、良率等方面的技术积累和经验,对 MCU 中嵌入式 Flash 修复优化设计、完善测试方案和提升良率有指导意义,NOR Flash芯片设计中的部分低功耗设计模块和模拟模块可以在 MCU 设计中借鉴和应用,从而提高公司 MCU 产品的开发效率、缩短研发周期、提升产品性能。 ②NOR Flash 和 MCU 作为基础电子元器件,主要应用场景和客户群体相似,公司部分 NOR Flash 客户同时有 MCU 产品需求。公司拥有稳定优质的 NOR Flash 销售渠道及客户资源,有利于 MCU 业务的市场拓展。 (二)募投加码研发,业务全面升级 公司本次IPO募投项目共计投资7.54亿元,其中计划将2.03亿元投向NOR闪存芯片升级研发及产业化项目,1.77 亿元用于通用MCU芯片升级研发及产业化项目以及1.23亿元用于 CiNOR存算一体AI推理芯片研发项目,建设周期均为 3 年。 本次募集资金投资项目均围绕主业开展,其中,NOR 闪存芯片升级研发及产业化项目是在公司现有 65nm工艺制程基础上,进一步开发下一代50nm和40nm工艺制程的更低功耗及更高容量的 NOR 闪存芯片。 通用MCU芯片升级研发及产业化项目是在公司现有 M0+的 MCU 产品基础上,进一步研发高端通用 ARM M3和M4系列 MCU 产品。 CiNOR 存算一体 AI 推理芯片研发项目致力于研发基于“存算一体技术”的 AI 推理芯片产品,利用 NOR Flash 的模拟特性直接在 NOR Flash 储单元内进行矩阵卷积运算。发展与科技储备项目全部用于主业发展,将进一步增强公司资本实力,提升经营抗风险能力。 公司将围绕高容量、低功耗和高可靠性这一产品定位,采用业界主流ETOX 闪存工艺路线,着力研发基于下一代 50nm 和 40nm 技术工艺制程,容量覆盖 256Mb~1Gb,具有高可靠性和高稳定性的 NOR Flash 存储芯片。新产品广泛应用于 PC、物联网设备、消费电子、工业控制、5G 基站及汽车电子等领域。 通用 MCU 芯片升级研发及产业化项目。通用 MCU 芯片升级研发及产业化项目是基于公司 M0+内核的 32 位 MCU产品,进一步研发通用 M3 和 M4 系列 MCU 产品。产品应用涵盖智能可穿戴设备、TWS 耳机、智能电表、各类传感器、充电控制、照明、马达控制、电子游戏机、汽车电子和人工智能等领域。 CiNOR 存算一体AI推理芯片研发项目。本项目研发对象为 CiNOR 存算一体 AI 推理芯片,专注以下四种终端市场应用场景:人脸识别、语音关键词识别、心电图检测及电力设备故障声纹检测。 本项目研发的 CiNOR AI 芯片是工信部制定的《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020)》中强调的一种神经网络芯片,是贯彻落实国家对人工智能芯片发展的重要举措。根据ABI Research预计,边缘智能芯片市场规模将从2019年的26亿美元增长到2024年的76亿美元。 本项目研发的CiNOR AI推理芯片可利用NOR Flash的模拟特性直接在NOR Flash 存储单元内进行矩阵卷积运算(矩阵乘加运算),其 Flash 存储单元既可存储神经网络的权重参数,同时又可完成和此权重相关的矩阵乘加运算,从而将乘加法运算和存储融合到一个 Flash 单元里面。 相比于传统的冯·诺伊曼架构,运算效率显著提高,功耗大幅降低。公司借助长期以来在 NOR Flash 领域的技术积累,为实施 CiNOR AI 推理芯片的进一步研发奠定了基础。 第二款 CiNOR 存算一体 AI 加速芯片,其芯片的控制引擎需要一颗 MCU进行控制和调度,公司 CiNOR 可在自己 MCU 平台上进行验证和纠错,大大减少 CiNOR AI 芯片的开发周期,可为客户提供“MCU+存储器+AI”的产品解决方案。 2022年11月公司公告拟发行限制性股票激励计划,拟向68名核心技术人员及管理人员授予200万股限制性股票,约占公司股本总额的2.4%,授予价格为 20.00 元/股,首次授予日为2023年1月6日。 本次限制性股票激励计划的业绩考核目标为:以2022年营业收入为基数,2023-2026年的营业收入增长率目标值分别为28%、61%、102%、142%。本次股权激励为公司上市以来首次实行,将进一步建立、健全公司长效激励约束机制,吸引和留住优秀人才,充分调动公司核心员工的积极性,有效地将股东利益、公司利益和员工个人利益结合在一起。 五 盈利预测我们进行盈利预测的关键假设为: 1)2023H2起半导体设计行业景气度复苏,下游终端市场和渠道端库存消化顺利; 2)公司NOR Flash和MCU业务在客户和产品领域的开拓顺利; 3)国际贸易关系相对稳定,国内下游客户国产替代动力充足。具体分业务来看: 1)NOR Flash业务:2022年公司在行业下行周期逆势加大研发投入,随着募投项目展开,公司将围绕高容量、低功耗和高可靠性这一产品定位,采用业界主流ETOX 闪存工艺路线,着力研发基于下一代 50nm 和 40nm 技术工艺制程,容量覆盖 256Mb~1Gb,具有高可靠性和高稳定性的 NOR Flash 存储芯片。 后续产品核心参数指标优化显著,性能提升明显,产品单价和毛利率将逐步提升。考虑到2022H2-2023H1为下行周期,存在去库存现象,产品定价和利润率一定程度承压,我们预计2022-2024年公司NOR Flash业务销量增速为-15%/20%/15%,单价增速为-15%/10%/15%,毛利率水平为27%/29%/31%。 2)MCU业务:为公司的新兴业务,2021年贡献7709万收入,2022年虽受景气度影响价格有所下滑,但受益于持续的客户拓展产品持续放量,2022H1即取得5734万销售收入,全年预计继续保持增长态势。 随着募投项目展开,公司将进一步研发通用 M3 和 M4 系列 MCU 产品,产品和客户结构优化将持续推进,ASP和利润率长期向上趋势不变。 考虑到2022H2-2023H1为下行周期,存在去库存现象,产品定价和利润率一定程度承压,我们预计2022-2024年公司MCU业务销量增速为22%/50%/40%,单价增速为-15%/10%/10%,毛利率水平为37%/38%/40%。 3)CiNOR 存算一体AI推理芯片:公司第一代产品已成功流片,随着募投项目展开,产业化进展将加快,我们预计2023-2024年公司CiNOR 存算一体AI推理芯片业务收入为0.1/0.5亿,毛利率水平为40%/50%。 4)其他业务收入主要为向客户收取技术服务费实现的收入,后续将持续保有该业务线,我们预计该业务稳健增长,预计2022-2024年公司其他业务收入为2.1/2.3/2.6亿,毛利率水平为100%/100%/100%. 综上,我们预计2022-2024年公司的营业收入为4.4/6.2/8.8亿元,整体毛利率水平为29.2%、31.4%、34.4%,归母净利润为0.24/0.94/1.58亿元,对应EPS为0.29/1.14/1.91元。 鉴于A股公司2022年年报尚未披露,当前时点正处于半导体行业下行周期去库存阶段,可比公司均为IC设计公司,普遍具有一定的存货减值计提压力,2022及2023的Wind一致预期行业平均估值水平较真实水平偏低,根据上述情况并结合公司更高的预期复合增速,给予2023年50PE,对应目标价为57元。 六 风险提示①下游需求不及预期:2021年以来智能手机等消费类市场持续低迷,叠加新冠疫情、俄乌冲突我、通货膨胀等因素,ODM和经销商备货趋于谨慎,上游芯片厂商的库存压力增加,2022H2起产业链公司普遍进入去库存阶段,且业内普遍预期至2023H2周期复苏,但不排除下游库存去化进展不达预期,进而对公司的业绩产生不利影响。 ②新产品研发及技术迭代不及预期:半导体芯片从研发到产业化具有较高的不确定性,公司MCU产品和存算一体AI推理芯片尚处于发展早期,若产品研发进展不达预期导致产业化进程延缓,可能对公司的业绩产生不利影响。 ③晶圆产能支持不及预期:公司与核心晶圆供应商合作多年,形成了较为密切的商务关系,但近年来市场竞争加剧,不排除公司在产能获取的便利性上有所下滑,进而对公司生产和日常经营造成不利影响。 |