智能车时代的车芯投资版图——汽车芯片全景报告
持续了两年之久的“缺芯潮”正逐渐褪去,但结构性缺芯仍在持续,如汽车芯片依然紧缺。
据媒体报道,丰田汽车公司9月22日表示,由于半导体短缺,计划在10月份在全球范围内生产约80万辆汽车,比其平均月产量计划少约10万辆。另据报道,大众汽车董事会采购主管Murat Aksel日前表示,预计芯片短缺不会在2023年结束,大众汽车正在为供应链中断的“新常态”做准备。
“业内预测2023年汽车缺芯会缓解,但形势还是比较严峻。”中国电动汽车百人会常务副秘书长刘小诗近日在第四届全球新能源与智能汽车供应链创新大会上表示。
汽车半导体厂商芯驰科技董事长张强在接受采访时也称,“汽车单车应用芯片数量远远超过手机,是手机的二三十倍。汽车芯片从2020年8月份开始短缺,到现在为止是逐步放缓的状态。MCU、电源芯片和SerDes接口芯片依然短缺,预计会持续到明年。”
随着汽车成为近年半导体需求增速最快的领域,“上车”也成为国内芯片厂商追逐的增长新动力。
打开汽车电子市场将给产业带来怎样的成长机会?第一财经今年来展开“掘金汽车电子”系列研究,梳理汽车存储芯片、MCU、功率半导体、SoC芯片、模拟芯片、摄像头、车载网关等细分领域机遇与挑战,并以此为基础形成本篇《汽车芯片全景报告》。
全文篇幅较长,主要包括以下八部分内容:
一、存储芯片
1.1存储已成为增长最快的细分市场
1.2国产厂商展开差异化竞争
1.3车用存储高增长,多家企业布局
二、MCU
2.1 MCU供应仍然偏紧
2.2车载MCU量价齐升
2.3国内厂商加速进军高端车载市场
三、功率半导体
3.1从燃油车到BEV,功率半导体单车价值量增长最大
3.2 MOSFET和IGBT是车用主要功率器件
3.3车规功率半导体紧缺依旧
3.4国产功率陆续完成车规认证
四、模拟芯片
4.1车载模拟增长迅速,新能源车提升需求
4.2国产化率持续提升
五、SoC芯片
5.1智能座舱芯片
5.1.1“一芯多屏”实现量产
5.1.2国内厂商加速布局
5.2自动驾驶芯片
5.2.1更高的安全与算力需求
5.2.2国产芯片已开始量产交付
六、车载摄像头
6.1 五年CAGR30%的高增长赛道
6.2主要硬件结构拆解
6.2.1图像传感器
6.2.2车载镜头及模组封装
七、车载网关
7.1 2025年国内车载网关替换需求可达150亿元
7.2车载网关市场集中度高
八、结语
一、存储芯片
存储芯片是汽车计算和感知的粮仓,主要分为闪存和内存,闪存包括EEPROM、NAND FLASH和NOR FLASH,内存主要为DRAM。
DRAM在汽车上主要应用于液晶仪表、导航中控、娱乐信息以及自动驾驶等需要高内存带宽的系统;NAND Flash 主要用于液晶仪表、行车记录仪、自动驾驶等大容量存储需求的系统;NOR FLASH多用于显示系统、ADAS(高级驾驶辅助系统)系统等对启动速度要求较高的设备;EEPROM主要用于显示屏、 摄像头、BMS、智能座舱等需要低功耗、高擦写次数存储的设备。
作为全球第二大DRAM市场,我国存储芯片国产化空间巨大。除了在EEPROM、NOR Flash等领域与海外巨头展开差异化竞争外,本土存储厂商也正大力拓展高增长的汽车芯片市场。
1.1存储已成为增长最快的细分市场
半导体行业是典型的大市场强周期性行业。
WSTS数据显示,2021年全球半导体市场规模达到5531亿美元,同比增长26%,预计2022年将继续增长,市场规模有望达6284亿美元,同比增长14%,2023年市场规模达到6632亿美元,同比增长6%。
“半导体虽然近年来发展得非常快,但它还是一个周期性行业,只是这次是一个长周期,可能还有8-10年的高增长期。”至纯科技董事长蒋渊此前在接受第一财经专访时表示。
据悉,从1980年开始,全球半导体产业历经了八轮周期,从2019年开始处于第9轮周期,目前处于上行阶段,近几轮周期一般持续3-4年,本次周期被新冠疫情打乱节奏,周期时间拉长。
存储是半导体第二大细分市场。2019-2021年,全球存储市场规模为1064亿、1175亿、1534亿美元,占半导体规模的比例分别为26%、27%、28%。
中泰证券研究发现,存储的周期性与全球半导体整体周期性走势一致,但波动性远大于其他细分品类。这也是在半导体上行周期下,存储成为半导体增长最快细分的原因之一。
2002-2021年、2011-2021年、2016-2021年,全球存储年复合增长率(CAGR)分别为9.5%、9.7%、14.9%,均为半导体成长性最优细分产品。值得注意的是,近五年14.9%的增速,较此前两个五年,有较大幅度提升。
财报显示,2021年A股存储行业整体营收共计214.49亿元,同比增长91%,为近五年最高增速;归母净利润共计50.58亿元,同比增长112%,增速较2020年提升74个百分点。2022年一季度,存储板块营业收入同比增长36.65%,归母净利润同比增长120.28%,仍为半导体产业增长最迅速的细分领域。
为什么存储能成为国内半导体增长最快的细分领域?
主要是需求的高速增长。消费电子、计算机及周边、工业控制、白色家电、通信等传统应用领域,智能手机摄像头、汽车电子、可穿戴设备等新兴市场,均有较大数据存储需求。
“存储芯片的工艺难度没有那么高,中国这几年在投的几个大型存储项目现在已经进入了量产阶段,加上国内的基础需求支撑,所以存储放量是比较自然的一件事情。”某私募基金经理对第一财经表示。
IDC预测,全球数据存储需求总量将从2019年的41ZB增长至2025年的175ZB,增幅将超过4倍。IC Insights预测,2021-2023年全球存储芯片的市场规模将分别达到1552亿、1804亿及2196亿美元,增幅分别达到22.5%、16.2%和21.7%。
国内市场方面,根据世界半导体贸易统计协会数据,预计2023年国内存储芯片市场规模将达6492亿元。
1.2国产厂商展开差异化竞争
目前DRAM和NAND Flash占据了存储芯片95%以上的市场份额,IC Insights数据显示,DRAM销售额在2020年约占整个存储市场的53%,闪存的比重约达到45%,其中NAND Flash为44%,NOR Flash为1%。
从竞争格局来看,存储芯片全球大部分市场被韩系、美系厂商占据。2021年,三星、海力士、美光三巨头全球DRAM市场合计市占率高达94%;NAND Flash前六大厂商2021年合计市占率高达93%。
中国是全球第二大DRAM市场,仅次于美国,但2021年本土DRAM厂商市场份额仅4%,其中合肥长鑫DRAM市场份额为3%。
合肥长鑫2016年在合肥成立,规划三期产能共36万片/月。2019年19nm 8Gb DDR4投产,2022年预计将试产17nm DDR5。
相比大容量的DRAM等易失性存储,EEPROM、NOR Flash等小容量非易失性存储芯片技术壁垒和毛利相对较低,海外巨头逐步退出。对于中国企业而言,聚焦这部分产品可有效放大自身比较优势,实现和海外大容量存储巨头的差异化竞争。
目前EEPROM和NOR Flash领域我国存储企业已具备具备一定实力。2020年,兆易创新(603986.SH)在NOR Flash的市占率达16%,排名全球第三,中泰证券预计其2021年市占率达19%。从销售额看,聚辰股份(688123.SH)在EEPROM领域占据全球第三和中国第一的位置。
2022年上半年,聚辰股份业绩大超预期,实现营业收入达4.42亿元,同比增长67.05%;实现归母净利润1.48亿元,同比增长125.73%;实现扣非净利润1.65 亿元,同比大增436.97%。
据悉,公司与澜起科技(688008.SH)合作开发了配套新一代DDR5内存条的SPD EEPROM产品,是其业绩增长的主要动力。澜起科技是目前全球可以提供DDR5内存接口及模组配套芯片全套解决方案的两家供应商之一。
“DDR5承载了更多的功能,价值含量有所上升,正处于一个放量的过程。”上述私募基金经理对第一财经表示,DDR5是产业趋势比较明确,所以澜起和聚辰会有一个业绩增速,这是他们本身产品周期带来的。
1.3车用存储高增长,多家企业布局
在汽车智能化升级、算力演进提升下,不断增长的数据量要求汽车存储芯片具有更快的数据处理速度、更大的数据存储量,以及更高的稳定性。未来十年,汽车将成为存储增长最快的市场之一。
根据中国汽车报数据,2021年,一部手机的平均存储容量为105GB,而一辆汽车仅为34GB。不过到2026年,单车的存储容量将达483GB、甚至512GB,而手机仅350GB左右。
搜狐汽车研究室预计,全球汽车存储芯片市场规模将从2019年的36亿美元增长至2025年的83亿美元,其间CAGR为14.94%。其中,LPDDR和NAND Flash等高性能存储器件成为重点需求,2018-2025年预计保持16%和21%的年均复合增长。
相比消费级存储芯片,汽车存储的工作电压和工作温度跨度较大,对可靠性和使用寿命有着严格的要求。进入汽车主流供应链,需要通过AECQ100、TS16949可靠度标准认证和ISO26262、ISO21434等安全认证。
汽车存储市场目前主要玩家有三星、海力士、美光等海外厂商,国内企业兆易创新、东芯股份(688110.SH)和北京君正(300223.SZ)亦有布局。
广发证券认为,多以55nm、130nm等为主流制程的EEPROM和NOR Flash或成为本土存储厂商现阶段突破的重点领域。
兆易创新的GD552G大容量产品已通过车规AECQ-100认证,SPI NOR Flash车规级产品容量已全线铺齐,GD25车规级存储全系列产品已实现在多家汽车企业批量采用。2022年,公司旗下全国产化的38nm SPI NAND Flash—GD5F全系列(覆盖1Gb-4Gb容量)通过AECQ100车规级认证,实现了从SPI NOR Flash到SPI NAND Flash车规级产品的全面布局。
北京君正并购的ISSI深耕存储领域三十余年,专注于汽车及工业领域,根据Omdia统计,2020年其SRAM、DRAM、NOR Flash产品收入在全球市场中分别位居第二位、第七位、第六位,处于国际市场前列。
此外,东芯股份的SLC NAND Flash、NOR Flash等存储产品在陆续进行车规级认证,未来上车可期。聚辰股份从消费级 EEPROM 起家,切入汽车领域,其汽车级EEPROM产品于上半年大批量供货。
普冉股份(688766.SH)EEPROM 产品也完成了AEC-Q100标准考核,今年一季度已在车身摄像头和车载中控上对海外客户批量交付。
二、MCU
在过去两年的缺芯潮中,MCU尤其是汽车MCU,短缺情况最为严重。目前来看,MCU芯片供应仍然偏紧。
MCU,即微控制单元,是把微处理器的频率和规格适当缩减,并将内存、闪存、计数器、A/D转换、串口等集成到单一芯片上形成的芯片级计算机。MCU广泛应用于各类电子产品,车用电子、工控、消费电子、医疗健康的应用占比分别约为35%、24%、18%和14%。
作为MCU最大的下游应用领域,汽车从车身至主控环节广泛使用MCU。不过,目前车规级MCU市场主要被海外巨头垄断,国内厂商正在奋力追赶,目前部分企业已能够实现量产。
2.1 MCU供应仍然偏紧
由于供应紧张,MCU在2021年的ASP(平均销售价格)上涨12%,据IC Insights,这是近25年来最大上涨。
今年第二季度,意法半导体(ST)再度上调包括MCU、电源管理芯片等所有产品线的价格,原因系产品短缺短期内无好转迹象。此前ST在2022年1月底的财报电话会议上表示,其积压的订单能见度约18个月,远高于规划的2022年产能。
Yole预计,MCU价格将于2022年维持涨势,且部分产品单价维持高位或将持续到2026年。
2.2车载MCU量价齐升
事实上,在汽车电动化和智能化趋势下,汽车MCU市场正迎来量价齐升。
从量的维度,根据中国市场学会汽车营销专家委员会研究部的数据,普通传统燃油汽车平均单车搭载ECU(电子控制单元)70个;豪华传统燃油汽车平均单车搭载150个ECU,新增的ECU主要用于提升乘驾体验(座椅按摩、中控娱乐)、车身稳定性与安全性等;智能汽车平均单车搭载300个ECU,新增的ECU主要用于自动驾驶相关硬件控制。每个ECU都需要至少一颗MCU作为核心控制芯片。
电动车对MCU需求的提升主要体现在电池管理系统(BMS)的主控面板和从控面板都各需要一颗MCU,相较燃油车增加的整车控制器(VCU)需要配备32位高阶MCU芯片,此外,电动车的逆变器控制MCU会替代燃油车的引擎控制器、MCU控制芯片替换了燃油车的变速箱控制器。
价格维度看,汽车MCU主要包含8、16、32位三种,位数越多越复杂,处理能力越强,价格大致分别在0~1、1~5、5~10美元区间,部分高端产品单价在10美元以上。随着汽车电子电控功能日趋复杂,车载MCU中32位占比提高,将带动整体ASP提升。
同时,汽车电子电气架构的变革也对车载MCU的性能和安全性提出了更高的要求。“以前车内有七八十个小的MCU控制器,未来会变成二三十个高性能、高功能安全的MCU,来做小区域控制,或者是单个应用,比如BMS电池管理、底盘域控、电子后视镜、车身,车的整体控制。这些控制都会对高性能、高功能安全MCU需求非常大。”张强介绍,原来小的控制器会变成执行控制单元,执行控制单元变成非常小的MCU,再加上驱动。
IC Insights数据显示,2021年全球MCU销售额达196亿美元,同比增长23%,预计未来五年CAGR(年复合增长率)为6.7%,2026年销售额将达到272亿美元。其中车载MCU销售额约占总销量的40%,未来五年CAGR预计为7.7%。
2021年国内MCU销售额为46亿美元,同比增长8.3%,全球占比23.3%,前瞻产业研究院预计未来五年CAGR为8.5%,2026年销售额将达到69亿美元,全球占比提升将至24.8%。 其中,汽车MCU销售额预计将以5.3%的年均符合增速增长,2026年销售额将增至8.8亿美元。
2.3国内厂商加速进军高端车载MCU市场
全球汽车MCU市场长期呈寡头垄断格局,瑞萨、恩智浦、微芯科技、英飞凌、意法半导体、德州仪器六家海外企业市占率长期超过80%,国内企业产品目前主要应用在车灯、雨刮器、空调等低阶领域。
“国内70%~80%的MCU市场目前还是被国际厂商占据。”某上市公司MCU业务部负责人此前对第一财经表示,单从技术上来看,目前终端客户的需求70%~80%的国内产品都能满足,但出于成本、供应链的原因,或是对于产品稳定性、可靠性的顾虑,客户不敢往前跨越。
车规级芯片对稳定性、一致性、使用寿命等参数要求苛刻,认证门槛极高,获得客户认可的难度也更大。“车规级产品需要经历长周期验证,在两年左右,且替代周期也较长,要求保证至少5~10年的稳定供货周期。”华安证券电子行业首席分析师胡杨此前对第一财经表示。
在缺芯潮之下,由于MCU缺货严重,国内厂商迎来良机,加速进入高端车载MCU市场。某券商电子行业研究员告诉第一财经,“兆易创新、杰发科技、比亚迪半导体这些企业,在国内车规MCU领域做得最好。”
兆易创新拥有320款MCU产品,今年9月20日,兆易创新发布首款基于Cortex®-M33内核的GD32A503系列车规级微控制器,正式进入车规级MCU市场。
比亚迪半导体的车规级8位MCU芯片自2018年开始量产,主要应用于车灯、车内按键等汽车电子控制场景;其车规级32位MCU芯片依照ISO26262安全等级标准要求设计,可应用于电动车窗、电动座椅、雨刮、车灯、仪表等汽车电子控制场景。
杰发科技是四维图新(002405.SZ)全资子公司,其第二代车规级MCU进入量产出货阶段,并实现在汽车电子市场及高端工业市场大量出货;新一代具备ISO26262功能安全的车规级MCU芯片已进入研发阶段,预计2022年将导入客户产品开发。
此外,复旦微电(688385.SH)的车规级MCU于去年11月通过AEC-Q100认证,据内部人士透露目前已经上车,主要应用于座舱域,以及车身控制域等。
2021年,芯海科技(688595.SH)高性能32位MCU已实现批量出货,首颗车规级信号链MCU已通过AEC-Q100认证,并通过可转债募集2.94亿元用于投资汽车MCU芯片研发及产业化项目。
未上市公司中,芯驰科技的MCU E3“控之芯”系列产品可应用于线控底盘、制动控制、BMS等系统,据悉可靠性标准达到AEC-Q100 Grade 1级别,功能安全标准达到ISO 26262 ASIL D级别。
三、功率半导体
功率半导体是目前半导体领域最受关注的细分领域之一,被视为半导体优质赛道。
一方面,功率半导体是电能转换与电路控制的核心,几乎用于所有需要电能处理和转换的场景,随着新能源汽车、新能源发电的快速增长,其需求存在长期提升空间;另一方面,功率半导体为特色工艺产品,不必遵循摩尔定律,不依赖先进制程。
功率半导体主要分为功率IC和功率器件。
功率IC是把控制电路和大功率器件都集成在同一块芯片上的高度集成电路,主要产品有电源管理IC、AC/DC以及DC/DC;功率器件包括二极管、晶闸管、晶体管等产品,其中晶体管又可以分为IGBT、MOSFET和双极型晶体管(BJT)等。
3.1从燃油车到BEV,功率半导体单车价值量增长最大
根据HIS Markit数据,2021年全球功率市场规模将增长至441亿美元,年化增速为4.1%。中国市场预计约为159亿美元,占全球市场的36.1%,为全球最大的功率半导体消费国。
从下游应用领域的占比来看,汽车是功率半导体最主要的下游应用领域,而功率半导体也是单车价值量增长最多的细分领域。
根据英飞凌的数据,从燃油车到BEV(纯电动汽车),单车半导体价值量将从457美元提升至834美元,单车价值量增长最大的排序依次为:功率半导体>传感器>MCU(主控)。
华安证券电子行业首席分析师胡杨对第一财经表示,根据功率半导体在车用半导体中所占比例来测算车载功率半导体的单车价值量,预计单车的价值量会从71美元上升至355美元。
3.2 MOSFET和IGBT是车用主要功率器件
MOSFET、IGBT是半导体功率器件最主要的细分市场。
MOSFET,即金属氧化物半导体场效应管,是一种广泛使用在模拟与数字电路的场效应晶体管,在汽车上主要应用于车载中低压领域。
根据Yole数据,因为辅助系统的采用和电气化的增加,包括EV(电动汽车)在内的汽车对硅功率MOSFET的需求将大幅提升,其中辅助电机驱动器提升低压MOSFET需求,而电气化则提升DC/DC转换器或车载充电器系统中所包含的高压MOSFET的需求,这两个细分市场2020年占MOSFET市场的21%,预计到2026年比例将增加到32%,市场规模达到30亿美元,全球MOSFET市场将达到94亿美元。
IGBT,即绝缘栅双极型晶体管,是能源交换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的“CPU”,能够把直流电变为交流电。IGBT分为IGBT芯片和IGBT模块,其中IGBT模块是由IGBT芯片封装而来,具有参数优秀、最高电压高、引线电感小的特点,是IGBT最常见的应用形式,常用于大电流和大电压环境。
在汽车应用上,IGBT适宜中高压领域,是当前新能源车中应用最广的功率器件。从不同动力类型的新能源汽车来看,随着动力性要求增强,使用的IGBT组件个数激增,以特斯拉为例,其三相交流异步电机共使用96个IGBT。根据EVtank数据,预计2025年中国车规IGBT市场规模将达165亿元。
3.3车规功率半导体紧缺依旧
胡杨对第一财经表示,全球缺芯潮已逐渐演变为结构性缺芯。汽车芯片,尤其是车规功率半导体的缺货和涨价仍在持续。
根据知名电子元器件分销商富昌电子的数据,2022年二季度,海外龙头MOSFET、IGBT的交期已达40~50周以上,且仍有延长态势,其价格同样也有增长的趋势;晶体管的交期/价格同样也有延长/上涨的态势。
具体来看,2020年三季度英飞凌IGBT产品的交期为18-20周,而2022年二季度已拉长至39-50周,是正常交期的2倍以上。2022年1-3月英飞凌积压订单超过370亿欧元,是2021财年营收的3.3倍。
据悉,安森美表示其车用IGBT订单已满且不再接单,2022-2023年产能已全部售罄。ST意法半导体发布涨价通知,宣布于今年二季度提高所有产品线价格。
恩智浦表示下游汽车、工业等领域在未来4~5个季度仍然相当紧缺,渠道库存下降到1.5个月,持续低于预期的2.4~2.5个月,2022年年内无法解决该失衡问题。
瑞萨公司及渠道库存均低于目标水平,且周转天数还在下降。截至去年四季度,公司累计未完成订单超过1.2万亿日元(2021年全年营收9944亿日元),并且难以在2022年全部交付,主要受限于供应链限制和疫情的不确定性。
东北证券认为,在海外功率厂商提价和行业供需失衡加剧的背景下,国内厂商也有望提价抬升利润率,叠加国内功率IDM厂商和代工厂的产能释放,有望提升功率半导体企业的全年经营业绩。
据悉,上半年士兰微(600460.SH)、新洁能(605111.SH)的部分产品渠道价格有所上涨。
3.4国产功率陆续完成车规认证
全球功率半导体行业集中度高,欧美厂商占据第一梯队。不过,功率半导体需求大、难度相对较低、海外大厂产能紧缺给国内厂商导入打开了时间窗口。随着技术逐步突破,国内功率半导体产品陆续完成车规认证。
通常,功率半导体厂商进入车载市场需要获得AEC-Q100等车规级认证,认证时长约为12~18个月,通过认证门槛后,IGBT厂商还需与汽车厂或Tier1供应商进行2~3年的车型导入测试认证。
当前国内IGBT制造商(IDM)主要有士兰微、闻泰科技(600745.SH)、比亚迪半导体、时代电气(688187.SH)、华润微(688396.SH)等,设计厂商中斯达半导(603290.SH)业务规模领先。
2021年上半年,士兰微基于自主研发的V代IGBT和FRD的电动汽车主电机驱动模块已在国内多家客户通过测试,并对部分客户开始批量供货。截至2022年8月,公司已具备月产7万只汽车级功率模块的生产能力。
华润微部分MOSFET和IGBT产品已经应用在汽车领域,实现销售收入;时代电气的750V和1200VIGBT已应用至新能源汽车,客户包括一汽、长安等;比亚迪半导体掌握车规级IGBT和FRD设计及工艺、车规级功率模组设计及封装等技术。
斯达半导上半年车规级IGBT模块合计配套超50万辆新能源汽车,其中A级及以上车型超过 20 万辆。同时应用于乘用车主控制器的车规级 SiC MOSFET 模块开始大批量装车应用。
东北证券预计,中国IGBT市场的国产化率将从2021年的31%提升至2025年的73%,结合中国IGBT市场21%的行业增速,预计2021-2025年中国IGBT企业国内收入增速有望达到56%。
MOSFET方面,中国产业信息网数据显示,国内市场份额排名前十的全是海外巨头,国内厂商中士兰微排名最高,为第十一名,市占率2%。
此外,新洁能(605111.SH)12英寸SGT-MOS平台产品已成功进入新能源汽车头部企业;东微半导(688261.SH)的高压超级结MOSFET已用于新能源汽车车载充电器,中低压屏蔽栅MOSFET用于新能源汽车电机控制;闻泰科技拥有车规级二极管、三极管、MOSFET,2022年3月公司公告称IGBT流片成功,仍需经过客户验证,后续量产计划具有不确定性。
环旭电子(601231.SH)用于新能源汽车电机系统逆变器的IGBT Power Module(功率模块) 2022年下半年开始量产。环旭电子董秘史金鹏告诉第一财经,车用电子是公司当前成长最快的业务板块,预计2024年公司汽车电子业务收入将跨过十亿美元的规模。
四、模拟芯片
模拟芯片是连接物理现实世界和数字世界的桥梁,主要是指由电阻、电容、晶体管等组成的用来处理连续函数形式模拟信号(如声音、光线、温度等)的集成电路。
作为处理外界信号的第一关,模拟芯片广泛应用于消费电子、通讯、工控、医疗、汽车等各下游终端。按功能划分,模拟芯片分为电源管理芯片(PMIC)和信号链芯片。
据第一财经了解,目前74%的芯片短缺来自于汽车驱动芯片、汽车主控芯片以及电源芯片,剩余的则为信号链CAN/LIN等通信芯片。
4.1车载模拟增长迅速,新能源车提升需求
根据WSTS数据,2021年全球集成电路市场规模达4630.02亿美元,模拟芯片占比16.01%。
细分应用领域来看,汽车电子领域增长迅猛,已成为模拟芯片第二大下游应用场景。据Oppenheimer统计,模拟电路在汽车芯片中占比29%,其中53%为信号链芯片,47%为电源管理芯片。
从下游产品的平均单机价值量来看,也数汽车最高。根据IC Insights数据,预计2022年全球车载模拟芯片市场规模将达到137.75亿美元,同比增长17%,将成为模拟芯片所有下游应用领域中增速最快的方向。
新能源汽车在充电桩、电池管理、车载充电、动力系统等方面对模拟芯片均有新的需求,带动车载模拟芯片需求进一步提升。天风证券预计,到2030年国内模拟芯片市场总规模有望达到332亿元。
具体来看,电动汽车“三电”系统中的电控系统由电池管理系统和控制系统构成,因此电源管理芯片对汽车电动化进程至关重要,汽车也成为其增长最快的领域。
另一方面,汽车的自动化也拉动了对电源管理芯片的需求。Yole预计,到2026年,预计所有乘用车和80%的小型商用车至少配备Level1 ADAS,这也增加了对多通道电源管理芯的需求。
信号链芯片的需求增长则主要来源于电池管理系统(BMS),这是电动汽车最重要的核心技术,负责管理控制电池的状态,防止电池出现过充电和过放电的状况,以延长电池使用寿命。BMS芯片是AFE(电池采样芯片)、MCU(微控制处理单元)、ADC(模拟数字转换器)、数字隔离器等产品的统称。
新能源车是BMS最常见的应用领域。Frost&Sullivan预计,2020-2025年,国内新能源汽车用BMS市场规模将以16.6%的复合增速继续增长。
4.2国产化率持续提升
与数字芯片相比,模拟芯片更注重满足现实世界的物理需求和实现特殊功能,追求高信噪比、高稳定性、高精度和低功耗等特性,其性能并不随着线宽的缩小而线性提升,因此模拟芯片不追逐先进制程,更注重稳定和成本。目前,模拟芯片产能主要在8英寸晶圆,制程大多在28nm以下。
根据IC Insights发布的最新研究报告,2021年,全球前十大模拟IC供应商合计占模拟销售额的68%,德州仪器凭借141亿美元的模拟销售额和19%的市场份额保持模拟IC供应龙头地位,排名第二的是ADI,第三Skyworks,英飞凌、意法半导体、恩智浦等跻身前十。
中国半导体行业协会的数据显示,我国模拟芯片自给率近年来不断提升,2017年至2020年从6%提升至12%,但总体仍处于较低水平。根据测算,2021年中国模拟芯片自给率仍不足12%,仍有非常广阔的国产化空间。
国内公司目前规模尚小。2021年,艾为电子(688798.SH)、晶丰明源(688368.SH)、圣邦股份(300661.SZ)收入分别为23.27亿、23.02亿和22.38亿元,与海外龙头在收入体量上尚有一定差距。
从产品种类上看,圣邦股份和思瑞浦(688356.SH)在信号链和电源管理领域布局较为完善,芯朋微(688508.SH)、英集芯(688209.SH)、赛微微电(688325.SH)、希荻微(688173.SH)和力芯微(688601.SH)等主要以电源管理产品为主。
车载芯片方面,圣邦股份部分车用高效低功耗驱动芯片已小批量生产,产品综合性能品质达到国际先进水平。上海贝岭(600171.SH)2021年车规级LED驱动芯片获客户认可,正在持续销售;LDO产品实现批量出货。另有多款车规级电源管理产品开始立项研发。
雅创电子(301099.SZ)是国内车规级电源管理芯片领先的设计产商,相关产品成功已导入吉利、长城、长安、比亚迪、现代、一汽、起亚、克莱斯勒、大众、小鹏等国内外知名汽车厂商量产。
信号链产品方面,思瑞浦产品已导入车用市场,首颗汽车级高压精密放大器(TPA1882Q)已实现批量供货;力芯微信号链芯片深入研发及产业化项目在研,主要面向车载高频或微弱信号等领域。
五、SoC芯片
随着汽车的智能化发展,尤其是智能座舱和自动驾驶的兴起,传统的功能芯片逐渐无法满足汽车对算力越来越高的要求,主控芯片SoC应运而生。
SoC,即系统级芯片,具备底盘域、动力域、座舱域、驾驶域等全域所需的数千T算力,存算一体(CIM)的应用技术,同时内置可信和功能安全内核,常用于ADAS、座舱IVI、域控制等。汽车SoC芯片主要分为智能座舱芯片和自动驾驶芯片。
IHS预计,2025年全球汽车SoC市场规模将达到82亿美元,并且L3级别以上自动驾驶预计2025年之后开始大规模进入市场,配套高算力、高性能SoC芯片将会带来极高附加值,有望带动主控芯片市场快速扩容。
5.1智能座舱芯片
5.1.1“一芯多屏”实现量产
智能座舱主要涵盖座舱内饰和座舱电子领域的创新与联动,是从消费者应用场景角度出发而构建的人机交互(HMI)体系。近年来座舱厂商纷纷发力“一芯多屏”的座舱方案,并且实现量产。
“一芯多屏”即车内所有电子单元(除自动驾驶控制单元外)统一都由一块芯片来控制,整合多个屏幕显示(中控、仪表、抬头等)。“CPU+GPU+XPU”的多核SoC芯片是目前智能座舱芯片厂商的主流技术路线。未来车内“一芯多屏”技术的发展将依赖于智能座舱SoC,芯片本身也将朝小型化、集成化、高性能化的方向发展。天风证券预计,智能座舱SoC芯片渗透率将不断提升,到2030年将接近9成。
从算力需求来看,座舱芯片需要的算力也在逐年提升。据HIS Markit,预计2024年座舱NPU算力需求将是2021年的十倍,CPU算力需求是2021年的3.5倍。
据国际电子商情,预计全球智能座舱市场在2022年将达到438亿美元,年复合增长率约9%。整个供应链规模和增量也都非常大。从华为、高通、NXP智能座舱解决方案,到大陆、博世、哈曼国际、电装,再到北汽、WEY、蔚来、小鹏、理想、吉利、领克、福特、凯迪拉克等车厂,整条产业链几乎处于ALL-IN的状态。
盖世汽车预计,智能座舱的演进过程带动着上游芯片快速发展,2030年有望达千亿规模,其中芯片复合增长率最高达28%,单车价值链将显著提升。
5.1.2国内厂商加速布局
智能座舱功能的落地不涉及底盘控制,安全压力小,技术实现难度低、成果易感知,有助于迅速提升产品差异化竞争力。因此,相比自动驾驶芯片,智能座舱芯片挑战相对较低,国内OEM(原始设备制造商)在等待自动驾驶关键技术成熟的档口,开始逐步将精力转移到智能座舱的落地。
目前,全志科技(300458.SZ)、晶晨股份(688099.SH)、瑞芯微(603893.SH)、富瀚微(300613.SZ)等国内厂商正在加速布局汽车智能座舱芯片。
其中全志科技T系列产品应用于智能座舱、辅助驾驶、智慧工业等场景,案例包括佛吉亚中控车机、长安汽车智能驾舱、一汽全景泊车、上汽荣威全景泊车等。
上汽集团入股了晶晨股份,后者芯片产品主要用于车载信息娱乐系统,当前已收到部分海外高价值客户订单;瑞芯微PX系列产品已应用于部分汽车电子产品,2021年公司推出首颗通过AEC-Q100车用可靠性标准测试的芯片RK3358M,面向智慧汽车电子领域;富瀚微重点布局车载视觉芯片,并已通过AECQ100 Grade2认证,进入汽车前装市场。
芯驰科技的智能座舱芯片“舱之芯”X9可支持“一芯十屏”,同时覆盖仪表、中控、电子后视镜、娱乐、DMS、360环视+APA、语音系统等所有座舱功能,已在上汽、奇瑞等多个项目实现量产上车。
此外,寒武纪(688256.SH)子公司行歌科技执行总裁王平在2022年3月举办的中国电动车百人会上提到正在研发SoC芯片,该芯片采用7nm制程,算力250TOPS。这款芯片预计于2022年推出,于2023H2通过各种车规的认证,并在车上实现SOP。
5.2自动驾驶芯片
5.2.1更高的安全与算力需求
自动驾驶芯片则面临着更高的要求。
一方面,自动驾驶芯片需要满足更高的安全等级,另一方面,随着自动驾驶等级的提升,需要更高的算力支持,未来自动驾驶芯片会往集成“CPU+XPU”的异构式SoC(XPU包括GPU/FPGA/ASIC等)方向发展。
黑芝麻智能首席市场营销官杨宇欣对第一财经表示,自动驾驶芯片涉及到车身控制,所以对整个芯片设计的安全等级要求很高,这就会让前期芯片架构设计时间以及芯片验证的流程变得更长。同时,因为自动驾驶现在是一个全新的技术栈,全球还没有特别成熟的标准和案例,所以需要芯片企业配合车企需求一起来打磨,这也是一个难点。“围绕芯片以及芯片完整的软硬件系统的开发,难度是比较大的。”
算力的提升可以更直观地体现出来。NPU算力快速提升,从2020年的0.5TOPS提升为2022年的6.2TOPS;GPU算力从2020年的200GFLPOS提升为2022年的700GFLPOS;CPU算力从2020年的40KDMIIPS提升为2022年的80KDMIIPS。
以Tesla为例来看车载芯片主控CPU算力需求分布,座舱仪表需要大约60.000DMIPS、车身电子约10.000DMIPS、ePower Train约15.000DMIPS、底盘大约15.000DMIPS、半自动驾驶约35.000DMIPS、网联约20.000DMIPS。张强认为,2025年之前,大算力芯片会大规模批量使用。
5.2.2国产芯片已开始量产交付
目前,自动驾驶芯片市场处于快速发展时期,东吴证券测算,智能驾驶芯片市场将从2021年的19亿美元增长到2025年的54亿美元,2021~2025的年复合增长率(CAGR)为30%。
从竞争格局看,当前多家头部自动驾驶芯片企业实现L2-L5级自动驾驶全覆盖,英伟达在算力方面更加领先,超过1000tops。国内地平线、黑芝麻等企业能耗比更好。
杨宇欣对第一财经表示,从技术水平来讲,国内自动驾驶芯片在技术上并没有落后于海外厂商太多,还处于相互赛跑的阶段,且目前国内厂商已经有对应的产品了,正在量产交付过程中。
地平线是自动驾驶芯片领域实现大规模上车的唯一中国厂商。其从算法出发,进行芯片自研,第三代车规级产品征程5已落地,搭载的比亚迪车型计划2023年中上市。征程5面向L4自动驾驶,单颗算力高达128 TOPS,是业界第一款集成自动驾驶和智能交互于一体的全场景整车智能中央计算芯片。
黑芝麻拥有NeuralI QISP图像信号处理器和高性能深度神经网络算法平台Dynam AINN引擎两大核心算法IP,已经与一汽南京联合打造了包含域控制器硬件平台、软件平台、人工智能与视觉算法平台的红旗“芯算一体”自动驾驶平台,未来将服务红旗旗下的量产车型。
青桐资本认为,相比国外公司,国内企业具备开放性的软硬件平台,不仅提供芯片,还能与国内车企共同定制开发独有的生态系统;同时国内厂商还能够提供本土化服务,而国外厂商难以进行二次调试。
芯驰科技副总裁陈蜀杰介绍,公司预计今年年底会推出60到200TOPS算力的高算力智能驾驶芯片,能够满足L3级及以上的智能驾驶。”
寒武纪董事长陈天石在2022世界人工智能大会芯片主题论坛上透露,寒武纪行歌在研3款自动驾驶芯片,覆盖L2-L4级,可满足10-1000 TOPS不同算力需求。
六、车载摄像头
在手机等消费电子需求疲软的背景下,有着“自动驾驶之眼”之称的车载摄像头,给传统摄像头厂商带来了全新增长空间。
一方面,车载摄像头价值量远高于手机摄像头,另一方面,当前平均单车摄像头搭载量仅1~2颗,而L4/5级自动驾驶单车摄像头数量将增加至10~20颗,长期看车载市场规模可媲美手机领域。
市场格局来看,在占据车载摄像头20%成本的镜头端,国内厂商占约半壁江山;在约占52%成本的图像传感器领域,国内厂商豪威科技位列全球前三。
6.1 五年CAGR30%的高增长赛道
作为智能驾驶的重要载体,ADAS的普及是未来实现汽车自动驾驶的前提条件。
在ADAS L0-L5六个等级中,L0-L2为辅助驾驶范畴,L3-L5为自动驾驶范畴,目前ADAS正由L2向L3迈进。
ADAS传感器包括车载摄像头、激光雷达、毫米波雷达、红外传感器等多种类别。相比于毫米波雷达和激光雷达,车载摄像头成本低、硬件技术相对成熟,能识别物体内容(如辨别指示牌与道路标识),因此成为率先装车的核心传感器。根据Yole数据,2020年车载摄像头市场规模为35亿美元,占ADAS感知层传感器市场的41%。
摄像头按安装位置不同可分为前视、环视、侧视、后视和内置五大类。一般情况下,前视和侧视往往优先搭载感知类ADAS摄像头,环视和后视一般为成像类,但随着自动驾驶等级的提升可能升级为感知类ADAS摄像头。
2020年全球汽车平均搭载摄像头数量约为2.3颗,中泰证券认为,随着ADAS逐渐升级和加速渗透,叠加各车企硬件配置冗余性高,车载摄像头的量增将超预期,2025年平均单车搭载量有望达到4.9颗。
价格方面,由于车载摄像头以驾驶安全为目的,对防磁、耐温、稳定性等要求都高于消费级产品,对应价值量也更高。
据第一财经了解,普通车载摄像头模组价值量在150-200元/颗,ADAS车载摄像头模组价值量则在300-500元/颗,而手机摄像头单价仅几元至几十元。
中信证券测算,L1/2级车摄像头单车价值量约1500元;L3级总体摄像头数量达到约8颗,单车价值量约3000元;L4/5级总体摄像头数量增加至10~20颗,单车价值量可达约5000元。中金公司测算, 2025年国内车载摄像头市场规模将达到227亿元,2020-2025年CAGR为30%。
6.2主要硬件结构拆解
车载摄像头主要硬件结构包括光学镜头、图像传感器、图像信号处理器ISP、串行器、连接器等器件。从成本结构看,图像传感器成本占比达52%,是车载摄像头模组最主要的成本组成;镜头组和模组封装占比分别为20%和19%,三者均处于产业链中游。
6.2.1图像传感器
图像传感器主要分为CCD和CMOS两类。相比于CCD感光元件,CMOS的成像质量略逊一筹,但成本低、更省电,在像素要求不高的车载摄像头领域广受青睐。因此目前CIS(CMOS图像传感器)是目前车载摄像头的主流成像芯片。
车载CIS领域,韦尔股份全资子公司豪威科技为全球第二大供应商,2021年市场份额为29%,仅次于安森美(45%)。
受益于需求增长,韦尔股份2021年车载CIS实现营业收入约23亿元,较2020年增长约85%,占全部CIS芯片业务营收(约187亿元)的12.3%。
晶方科技(603005.SH)聚焦CIS芯片封装,与韦尔股份深度绑定。该公司2014年开始布局汽车电子领域,封装技术于2018年通过客户认证,2020年开始规模化量产。
6.2.2车载镜头及模组封装
在车载镜头领域,舜宇光学(02382.HK)龙头地位稳固,其车载镜头出货量已连续9年稳居世界第一,2020年市占率32%,与第二名份额拉开较大差距。
车载镜头通常需要与图像传感器组合接受下游厂商的审核验证,与CIS类似,认证周期通常为2-3年。长认证周期带来较为稳定的合作关系。目前舜宇光学客户主要以Tier1厂商为主,包括博世、麦格纳、法雷奥、大陆等,与Mobileye等算法厂商合作密切。
车载镜头模组封装的市场格局则较为分散。根据ICV Tank数据,2020年全球前三分别为麦格纳(11%)、松下(9%)和法雷奥(7%),全球CR6约44%,国内厂商市占率较低,仅舜宇光学和联创电子(002036.SZ)等镜头厂商因工艺经验丰富,有足够的技术实力承接封装业务,作为Tier0.5厂商直接给车企供应车载镜头模组。
舜宇光学2009年以1.7亿元收购无锡为森13.96%股权,持有为森股份增至60.07%,正式切入车载镜头模组领域。后者作为舜宇的专业车载镜头模组子公司,已通过日本电装认证。目前该公司已实现800万像素前视ADAS车载模组、DMS及OMS车载模组的量产交付,环视摄像头模组已获Tier1厂商Denso认可并实现量产交付。
联创电子的核心竞争力在于模造玻璃技术,已实现模造玻璃镜片100%自制,相比于镜片外购厂商具有明显成本优势。目前,日本豪雅和联创电子是全球唯二实现模造玻璃大规模量产的公司。
在车载镜头领域,联创电子2017年开始供货特斯拉Model系列车型,同时蔚来ET7、ET5的7颗8M镜头及模组均由联创供应;全球知名ADAS方案商Mobileye Eye Q5的8M镜头中,联创认证通过了8颗;同时也是英伟达的独家战略合作供应商;联创还中标了华为多款高端车载镜头,并占据较大份额;该公司与法雷奥、安森美、麦格纳、采埃孚、大陆等Tier1厂商也有合作。中泰证券认为,未来3-5年联创有望成为全球车载镜头及模组全球龙二。
七、车载网关
作为整车网络的数据交互枢纽,汽车网关正在汽车新三化(电动化、智能化、网联化)推动下快速发展。
汽车网关是用于车内多个网络间进行数据转发和传输的电子控制单元,其在异构车载网络(CAN、LIN、MOST、FlexRay、以太网等网络)之间提供无缝通信,同时与外部网络之间建立桥梁,并解决数据带宽和安全性问题。汽车网关主要分为三类,CAN网关、以太网网关以及新一代的混合网关。
随着“软件定义汽车”的发展,网关承担的不仅仅是车内网络通讯总线的路由功能。对内,网关是车内大数据的中枢大脑;对外,互联车辆从云端接收无线(OTA)更新。从架构出发,网关非常适合用于管理固件远程OTA更新。因此,网关正从以硬件为中心的传统模型逐步过渡到基于软件、以服务为中心的模型。
7.1 2025年国内替换需求可达150亿元
下一代网关需求一方面来自于对现有汽车网关的替换。
据国信证券,2020年国内新车上险搭载独立网关为1767.76万辆,搭载率为92%;2021年独立网关的上险量为2004.86万辆,渗透率为99.5%,上险量同比增长13.4%,因此市场增长主要来源于存量替换,假设替换率达到20%,以映翰通(688080.SH)正在孵化的智能车联网系统研发项目的预估ASP(平均单价)2500元/台估算,则预计2025年国内市场规模可达150亿元(对应3000万辆汽车,据中汽协预测)。
另一方面,汽车新三化也将带动汽车网关需求增长。
芯驰科技相关技术人员对第一财经表示,以前一辆车一个网关,主要就是数据转发,现在的趋势是网关上会集成越来越多功能和服务。随着中央计算架构的发展,一辆车会有4个、6个或者更多的区域控制器(Zonal Controller)或者区域网关(Zonal Gateway),然后中央网关会和中央计算单元集成在一起。
据统计,2020年全球车载以太网关市场规模约为36亿元,业界预计2027年将达到125亿元,期间年复合增长率为19.46%。
7.2车载网关市场集中度高
目前网关供应商主要包括传统独立网关厂商和上游芯片厂商。
据高工智能汽车研究院数据,2020/2021年前十一月,中国新车前装独立网关CR10均超过90%,大陆、博世、迈隆等几家海外公司占据主要份额,市场集中度高,
国内公司中,映翰通的商用车车载网关已落地,其基于边缘计算网关开发的车载无线通讯网关已在欧洲等海外高端市场商用,产品已发布了多种型号,覆盖从工程车辆、民用大巴到特种车辆的交通智能化需求,支持AzureIoT等数种云平台的对接。
我国商用车年销量超过500万台,国信证券以ASP 2500元/台测算,每年商用车车载系统市场空间达至少125亿元,市场空间巨大。
网关芯片位于产业链上游,过去一般采用MCU,但随着服务型网关处理能力、网络性能等方面的提升,MCU+SoC成为发展趋势。
网关芯片供应商海外主要有恩智浦(NXP)、意法半导体(ST)、瑞萨、德州仪器(TI)、英飞凌等,国内厂商则有芯驰科技等。
芯驰科技副总裁徐超介绍,芯驰提供两类车内网关,一类是核心服务型网关(Service-Oriented Gateway);另一种是Zonal网关(域控网关),它分布在车的不同区域,能取代以往大量离散MCU。据悉,芯驰的中央网关芯片G9在2021年底成为国内首批获得国密认证的车规芯片。
八、结语
类似于手机从功能机到智能机,汽车也正从“功能车”变为“智能车”,这是一个巨大的转折,也是一个新时代的开始。
芯片厂商纷纷摩拳擦掌切入汽车领域,以寻求新的增长。
在业内看来,“目前国内厂商在座舱芯片、智能驾驶、中央网关和高性能MCU等芯片方面和海外的差距已经越来越小,在某些领域可以比肩甚至超过海外厂商。”
但这仅仅是一个开始。国产芯片产业要与汽车产业的发展和变革协同,是一件长期主义的事情,不仅需要厂商自身持之以恒加大研发力度,还需要产业链上下游的精诚合作。而当下,或许就是不错的时机。
本文不构成任何投资建议,投资者据此操作,一切后果自负。市场有风险,投资需谨慎。
汽车缺芯带来确定性上涨,智能驾驶与物联网驱动兆易创新活力
(报告出品方/分析师:浙商证券研究所 程兵)
作为国内 MCU 产商的领先公司,兆易创新将直接受益于 MCU 国产化,强化其领先地位,扩宽其成长潜力。全球汽车缺芯带来公司估值的上涨,智能驾驶与物联网带来全新的创新方向,国产化扩宽公司的成长潜力。
1. 确定性与创新性是公司估值扩张最有力的保障
半导体行业库存结构性紧张带来确定性的估值上涨。 半导体存货紧张引起供应不足,带来市场的高景气。汽车电子市场需求旺盛,产业链冲击的持续与消费电子等芯片市场产能挤压共同影响,汽车芯片产能释放不及时,存货市场将带来公司估值确定性扩张。
围绕最具活力的创新性方向扩张其估值。 创新性是估值扩张的因子, 智能驾驶、物联网作为最具潜力的创新方向,为公司未来注入全新的创新力,随着兆易创新在汽车及工业控制领域开拓,或将进一步扩张其估值。
芯片国产化扩宽其成长潜力。 受益于全球市场缺芯,国产 MCU 厂商获得与各大车厂更深入的直接沟通与合作机会,完成国产芯片的导入。作为国内 MCU 产商得领先公司,兆易创新将直接受益于 MCU 国产化,固其领先地位,扩宽其成长潜力。
1.1. 半导体存货结构性紧张带来估值确定性扩张
半导体市场发展具有明显的周期性,存货紧张引起供应不足,带来市场的高景气,行业估值的扩张;市场从热转冷,存货充裕导致需求不足,导致市场的增速放缓,带来估值的下降。
由于疫情的影响及新型产业芯片的需求,2020-2021 年出现了罕见的全球性缺芯现象,存货持续走低,半导体行业景气度迎来高涨,行业估值持续递增。受益于代工厂产能释放,2022 年缺芯现状得到缓和,半导体存货上涨,估值缓慢下降。
产业链冲击的持续, 消费电子等芯片市场产能挤压,汽车缺芯现状没有得到根本性的解决。芯片平均交货周期持续增加,汽车市场的复苏,导致汽车芯片存货市场依旧紧张,汽车缺芯将带来公司估值确定性扩张。
由于火灾、暴风雪及疫情的影响,车载芯片的供应受到影响。 2021 年 3 月,瑞萨日本工厂出现火灾;2021 年 2 月初,冬季风暴影响恩智浦和英飞凌在奥斯汀工厂;2021年年中,意法半导体在马来西亚的工厂由于疫情加剧,停产数周。这些均对汽车产业芯片造成一定的影响。
消费市场的挤压与产能释放不及时,汽车缺芯现状或将持续。 由于车载芯片毛利率相对消费电子较低且要求严格,疫情期间消费电子需求陡增,抢占了部分汽车芯片产能。据麦肯锡报告,5G 等与汽车芯片制程类似的射频芯片挤占了部分汽车芯片的排产。台积电等代工厂虽然宣布了各自的扩产计划,但是由于车载芯片产能释放周期很长,现在扩产的产能也只能在 2023 年之后才能释放
汽车电子需求旺盛,订单积压严重。 据盖世汽车报导,英飞凌首席营销官 HelmutGassel 表示,2022 年英飞凌积压订单已达到 370 亿元,是公司 2021 年营收的三倍之余,这些订单中有超五成是汽车相关产品,75%的订单在未来 12 个月内才能交付。
1.2. 创新是公司活力的源泉,智能驾驶与物联网带来全新的创新方向
智能化与电动化驱动汽车产业升级,智能汽车作为汽车产业未来的发展方向。智能驾驶其核心的推动因素,或将带来一系列新硬软件架构,并且自上而下重塑产业链。汽车芯片作为汽车智能化的核心,直接受益于智能汽车发展。
汽车电动化程度越高,科技配置越多,控制器数量越多。汽车电动化、智能化与网联化趋势推动下,汽车电子的整体市场规模增长迅速,汽车芯片价格和数量直接受益。
物联网采用传感器、通信网络、软件、控制系统等将物品和其他物品进行连接和互通,实现世界数字化和自动化,其将深远的影响生产生活的每个方面,带来一场技术重塑革命,公司产品将直接受益于物联网行业的推进。
智能汽车与物联网得协同驱动,扩宽公司市场空间。受益于汽车电子、工业物联网、医疗设备、AIOT、安防监控、消费电子等领域实现良好增长,MCU 市场将继续保持较好的增长态势。
根据 IHS 与前瞻产业研究院数据统计,近五年中国 MCU 市场年平均复合增长率(CAGR)为 7.2%,是同期全球 MCU 市场增长率的 4 倍,2019 年中国 MCU 市场规模达到 256 亿元。
由于中国物联网和新能源汽车行业等领域快速增长,下游应用产品对 MCU 产品需求保持旺盛,中国 MCU 市场增长速度继续领先全球。前瞻产业研究院预计,2021-2026 年,我国 MCU 市场规模将保持 8%的速度增长,其中 2021 年约为 365 亿元,至 2026 年我国 MCU 市场规模将达到 513 亿元。
公司作为全球 NOR Flash 前三的企业,进军汽车与工业领域,依靠自身优势,完善 NOR Flash、SLC Nand Flash 和利基型 DRAM 产业结构,成功打开百亿级别存储市场空间。
根据 IC Insights 预测,2021 年全球 NOR Flash 市场规模约占整个存储市场的 2%(约 31 亿美元)。
根据 Gartner 数据预测,2019 年至 2024 年 SLC NAND Flash 全球市场份额预计复合增长率将达到 6%,其中 2021 年约为 21.37 亿美元。
根据 Trendforce 统计,2021 年全球利基型 DRAM 市场 (消费、工控等)规模约 90 亿美元。
1.3. 芯片国产化带来新的机遇
芯片的核心竞争力牵扯了全球竞争力,美国频繁地对中国技术禁运,暴露了中国在半导体(芯片)领域的巨大短板,芯片自给率的重要性得到高度重视。布局国产芯片,进行芯片国产替代,凸显重要。
MCU 应用市场的迅猛发展,市场对 MCU 产品的整体需求量不断蹿升。海外MCU 供应短缺、价格上涨,给了中国国产 MCU 发展的机会。作为国内 MCU产商得领先公司,直接受益于 MCU 国产化,并稳固其领先地位。
中国疫情逐步得到控制,一些以前被国外 MCU 厂家垄断的客户,由于国外品牌芯片的交期无限期延长,国产化 MCU 顺势完成了产品导入,实现了国产化替代,成为了新的增量应用。
今年的缺货行情给了国产 MCU 更多导入机会,也让国产 MCU 厂商和各大车厂有了更深入的直接沟通与合作,某些对国产 MCU 接受不是特别高的行业也纷纷对国产 MCU 打开了大门,进行国产芯片的导入验证,并已批量生产。
本次缺货行情,不仅是给国产 MCU 的销售带来发展机遇,更重要的是让行业及资本意识到提高芯片自给率的重要性。
经过多年发展,国产芯片厂商逐渐变强,不再选择在“狭窄”的领域闯出一点天地,开始用自有资产进行并购扩充产品线,通过自研的方式来扩充边界,甚至是投资抱团。国产化进程的推进,将促进国产芯片企业做大做强,比肩国际大厂。
2. 半导体行业强景气,汽车与工业领域或带来超额受益
2.1. 市场强景气带来业绩快速增长
作为市场更为青睐高确定性的行业之一,2021 年,半导体行业景气度迎来高涨,缺芯成为行业的热词,这个现状在全球疫情反复、国际关系紧张之下并无多大的改变。
受益于智能化的不断提升,芯片的的需求持续增长;受地缘政治和全球疫情影响,全球半导体供应链受冲击,密集性备货加剧波动;晶圆厂对成熟工艺制程的扩产意愿不强,造成供应不足。
全球蓬勃发展的智能化进程、碳中和等趋势,以及中国半导体产业国产化替代等,给中国半导体产业带来良好发展机遇,中国已经成为全球最大的集成电路贸易市场和半导体全球供应链体系中的重要组成部分。
根据海关总署统计,2021 年我国集成电路进口数量达 6354.81 亿颗,同比增长16.9%,金额达 27,934.8 亿元人民币,同比增长 15.4%。
中国半导体行业协会预测, 2021 年中国集成电路产业销售收入预计增长 18%左右,中国集成电路产业销售收入将首次突破万亿元规模,成为万亿元人民币产业。
受益于 2021 年半导体行业高景气,公司产品市场高景气,2021 营收大比例增长,同比增长 89.25%,对比归母净利润同比增长 165.33%。2018-2022Q1,公司业绩稳步增长,营收及归母净利润稳步增长。
2.2. 国内 32bit MCU 产品领导厂商,直接受益于市场扩张
2.2.1. 精准定位 32 位 MCU,直接受益于汽车智能化、电动化与网联化发展
随着汽车电子化和智能化的发展,汽车 MCU 数量出现显著增长,车载是 MCU 的占有率最大与增速最快的市场。
现代汽车由于功能增加,每辆车平均有 40-70 个 MCU,占汽车中所用半导体器件数量中的 30%,并且整体需求增长也在不断加速。
车载是全球 MCU 占比最大的应用市场,2021 年市场占比为 40%,预计未来五年汽车 MCU 销量将以 7.7%的复合年增长率增长,远远高于其他领域。
MCU 位数越多,计算能力越强,可以实现的功能更多更复杂。考虑到汽车智能化对MCU 算力的需求,未来 32 位 MCU 或将成为主流。
根据 IC Insights 数据,未来五年,32 位 MCU 的销售额预计将以 9.4% 的复合年增长率增长,到 2026 年达到 200 亿美元。预计 4/8 位 MCU 的销售额在未来五年内不会出现增长,到 2026 年仍停留在约 24 亿美元。预计 16 位 MCU 的收入在 2021-2026 年期间将以 1.6%的复合年增长率增长到 2026 年的 47 亿美元。
汽车电动化程度越高,科技配置越多,控制器数量越多。汽车电动化、智能化与网联化趋势推动下,汽车电子的整体市场规模增长迅速,车载 MCU 价格和数量直接受益。
据前瞻产业研究院统计,2017-2020 年,中国汽车电子市场规模持续增长,在 2020年达到 8085 亿元,较上年增长 12.29%。
据广汽研究院预测,传统汽车控制器数量为 40-70 个,芯片数量为 400-700 个,预计新能源汽车控制器数量为 45-80 个,芯片数量为 500-800 个。
根据中国汽车工业协会统计数据显示,2014-2020 年,我国新能源汽车销量从 7.5 万辆上升至 136.7 万辆,实现了跨越式发展。
车规级 MCU 芯片认证难度大,公司汽车市场格局已打开。兆易创新 MCU 产品正稳步进入车载市场,公司产品除在汽车后装市场的已有应用外,正在积极推进 40nm车规级 MCU 产品量产,现已流片并进入客户测试。
汽车电子所采用的车用 MCU 要求和难度要远高于商业级 MCU 与工业级 MCU,仅次于军工级,在环境、运行稳定、可靠性、一致性、产品生命周期与良率上有着更高的要求。
2.2.2. 工控与智能物联网双轮驱动,扩宽 MCU 市场空间
MCU 芯片是工控领域的核心部件,在众多工业领域均得到应用,市场规模逐年上涨,随着中国制造 2025 的稳步推进,MCU 规模持续提升,带来更大的市场增量。
MCU 芯片能实现数据收集、处理、传输及控制功能,下游应用包括自动化控制、电机控制、工业机器人、仪器仪表类应用等。
据前瞻产业研究院, 2015 年开始,工控行业 MCU 产品的市场规模呈现波动上升趋势。截至 2020 年,工控对 MCU 产品需求规模达到 26 亿元,预计至 2026 年,工业控制 MCU 市场规模达约 35 亿元。
作为 2018 年兴起的概念,智能物联网(AIoT)链接了人工智能与物联网,促使二者共同作用于实体经济,实现产业升级、体验优化,在智能家居、建筑人居、工业制造、智慧城市等领域均有较强的应用潜力,备受资本关注。
AIoT 对实体经济的融合赋能,使 AIoT 整体业务享有十万亿级市场空间。据艾瑞咨询称,2019 年,中国 AIoT 市场规模突破 3000 亿大关直指 4000 亿量级,或将在 2022年达到 7509 亿元规模,AIoT G 端市场占比也将从 2018 年 17%到 2022 年的 51%。
作为 IoT 核心产业链中的一环,MCU 芯片进一步提升其在安全、低功耗等方面的性能后,也将反作用推动 IoT 市场释放出更大活力。
2021 年,兆易创新便先于业界率先推出了 GD32W515 系列 Wi-Fi MCU,正式进军无线 IoT 市场,藉由在 32 位通用 MCU 产品的技术积累和成熟生态,为业界打造具有出色射频性能、增强处理能力和安全可信的无线 SoC 应用方案。
22 年 3 月 31 日兆易创新和全球化 IoT 开发平台服务商涂鸦智能,双方在无线智能物联网(IoT)应用领域开展合作,为涂鸦智能提供智能家居、智能楼宇、智能酒店、工业物联网等多种应用场景创新方案,公司智能物联网市场格局就此打开
兆易创新竞逐 IoT 细分赛道,全新电源管理芯片瞄准亿级 TWS 市场,推出电源管理芯片 GD30WS8805,因获得了 TWS 行业客户的广泛关注,一些行业头部客户已经开始导入并实现量产,后续或将给公司贡献较为显著的营收。
兆易创新产品实现充电盒电池、耳机电池以及 MCU 供电管理三合一,完成对 TWS电源管理系统的智能化控制功能,减少方案的整体开支,产品优势显著。据公司官网,2020 年全球品牌 TWS 耳机出货量约为 2.5 亿副,预计到 2024 年,全球品牌 TWS 耳机出货量达 5.51 亿副,年复合增长率达到 19.8%。随着市场开阔,或将掀开公司“数字+模拟”策略新序幕。
2.2.3. 缺芯潮带来国产化机遇,产能释放或将稳固市场地位
在微控制器 MCU 领域,从行业竞争格局来看,全球主要供应商仍以国外厂家为主,行业集中度相对较高,国内 MCU 芯片厂商仅在中低端市场具备较强竞争力。
全球 MCU 厂商主要为瑞萨电子(日本)、恩智浦(荷兰)、得捷电子(美国)、英飞凌(德国)、微芯科技(美国)、三星电子(韩国)、意法半导体(意法)、赛普拉斯(美国)。
根据 IHS 数据,2020 年中国 MCU 行业市场规模约为 269 亿元。根据国内 MCU 龙头企业中颖电子、兆易创新、乐鑫科技的 MCU 业务营收规模来看,上述企业的国内市场份额分别为 3.5%、2.8%与 1.6%。
目前国内 MCU 的稳定性和可靠性都得到了大量的验证,在实际产品使用效果上也不输国外品牌。缺货行情给了国产 MCU 带来了证明自己的机会,在配合客户项目导入过程中,完成产品的验证,提高国产 MCU 的认可度与竞争力。
汽车芯片景气的持续,国内芯片制造企业积极扩充产能,随着产能释放,公司产品出货量或将持续增加,增加与下游企业的粘性,稳定公司 32 位 MCU 的竞争力。
中芯国际目前开展两部分产能扩充计划,一部分是在我们现有的老厂扩产,第二部分是新建工厂,新建的工厂一个是在北京,一个在上海,还有一个是深圳,都是 12 寸厂。
2.3. 传感器业务稳定推进,推进头部客户份额占比
随着生物识别、人工智能等技术的发展,生物识别市场规模稳步增长,预计 2022年全球生物特征识别技术市场规模约为 340 亿美元。指纹识别因综合性优势市占率最高,占比达 56%。
近年来,生物识别技术日趋成熟,应用场景不断拓展,市场规模持续扩张。在市场需求和技术发展的双重推动下,生物识别技术在全球范围取得了快速的发展,全球生物识别市场规模从 2016 年的 126 亿美元上升至 2021 年的 286 亿美元,年均复合增长率为 17.8%。
未来,随着人工智能市场的加速发展,生物识别技术的应用领域将逐步扩大,进入大规模应用阶段。中商产业研究院预计 2022 年市场规模将达 340 亿美元。
不断推进业务扩展,兆易创新传感器业务目前在 LCD 触控、电容指纹、光学指纹市场有广泛的应用,并不断扩展器市场应用场景。
兆易创新深耕移动终端侧边指纹,推出了系列化的电容侧边指纹产品,适用于高中低端的手机;经过强化的自研算法,为用户提供更加系统化的传感器解决方案。
兆易创新 LCD 触控产品在行业应用广泛,即将推出的 OLED 触控产品和新一代LCD 触控产品处于行业领先地位,将用以满足消费电子、车载等市场需求。
兆易创新布局 AI 和超声领域产品,例如 ToF、3D 图像和血压监测等,旨在满足手机、可穿戴、移动医疗、IoT 等领域需求,并做好各产品线业务协同。
作为全球指纹识别芯片出货的领先企业,随着触摸屏技术在手机、平板电脑、PMP、导航仪等电子设备中的应用的突飞猛进的发展 ,指纹识别市场的扩张带来兆易创新业绩的增长。
在传感器业务领域,全球电容触控芯片出货量主要集中在敦泰、晨星、汇顶科技、兆易创新和新思等五家企业,全球指纹识别芯片出货量主要集中在 FPC、汇顶科技和兆易创新、神盾等企业。
2016 年以来,指纹识别芯片于智能手机市场快速渗透。根据旭日大数据预测,2020年全球指纹识别智能手机市场渗透率预计提升至 88%,其中国内指纹识别智能手机渗透率将达到 91%。
兆易创新持续升级指纹产品,推进 OLED TP、dToF 开发,持续探索非手机领域触控和指纹的应用机会。在传感器产品上,提升头部客户份额占比,开拓产品在物联网、工业等领域的应用机会。
3. 国内 NOR Flash 龙头企业,优化存储结构提升市场潜力
3.1. NOR Flash:产品升级与市场拓展,市场占有率或将进一步提升
NOR Flash 市场竞争较为激烈,行业集中度高,龙头占据主要市场份额。2021年全球 NOR Flash 主要市场份额由华邦、旺宏、兆易创新等国内外大型厂商占据。其中兆易创新占比 23.2%,排第三。
兆易创新不断优化产品结构,拓展应用领域,中大容量 NOR Flash 客户群和覆盖面不断扩大,需求持续稳定,并有望进一步提升,汽车和工业方向正在成为公司NOR Flash 增长最快的应用领域。
兆易创新 SPI NOR Flash 车规级产品通过 AEC-Q100 认证,产品已在国内外多家知名汽车企业批量采用,可为车载辅助驾驶系统、车载通讯系统、车载信息及娱乐系统、电池管理系统、DVR、智能驾舱、T-BOX 等应用提供大容量、高可靠性、性能优异的产品及解决方案。公司丰富完善的 Flash 产品组合,可满足不同客户各种应用场景需求。
NOR Flash 市场竞争较为激烈,行业集中度高,龙头占据主要市场份额,海外大厂聚焦汽车电子、工控、航空航天等高端市场,逐渐退出消费电子市场,随着公司进入车载市场,或将进一步提升自身在 NOR Flash 的竞争力。
智能驾驶技术对基础设施的核心要求之一便是能够快速且稳定的对海量数据进行采集和处理,由于车联网及智能座舱的共同作用,对存储设备的数量及质量提出了新的要求,为存储芯片带来新的市场空间。
海量数据存储: 汽车智能化与电动化的发展,传感器与处理器带来海量数据,对存储器的存储容量及性能提出了更高的要求。
高昂的储存成本: 高性能读写+永久保存的数据带来高昂的存储成本,如何平衡性能于成本是未来继续解决的问题。
驾驶系统于存储系统相融合: 未来电动车将逐渐取代燃油车,成为一个轮子上的智能手机,如何实现存储系统于驾驶系统相融合,实现存储按定义分享将是新的存储模式。
5G 基站、微基站加速推动了工业物联网、车联网、自动驾驶、边缘计算的发展,要求 NOR Flash 具有“高容量+高性能+高可靠”的特性,为公司带来了更大的市场空间。
以 5G 基站为例,需要应对冰冻、酷暑、暴晒、潮湿等各种复杂的天气情况,并需要 7×24 小时不间断运作、持续运行数年,这对电子元器件的可靠性和使用寿命均提出了更高的要求。
5G 基站的数据量比 4G 基站有大幅度提升,程序也更复杂,5G 基站要求 NOR Flash 的存储容量有明显提升,5G 基站对 NOR Flash 的容量需求在 512Mbit 及以上。
3.2. SLC Nand Flash:推进产品完善,完成车规级认证进军汽车市场
兆易创新 Nand Flash 产品属于 SLC Nand Flash,不断完善产品结构,可广泛应用于手机、机顶盒、数据卡、网通产品、通讯设备等消费类产品,并逐步拓展应用领域至汽车市场。
兆易创新 SLC Nand Flash 产品方面,产品覆盖从 1Gb 至 8Gb 主流容量,电压涵盖1.8V 和 3.3V,提供传统并行接口和新型 SPI 接口两 个产品系列。
兆易创新 SLC Nand Flash 产品 38nm、24nm 工艺节 点实现量产,兆易创新不断优化产品结构,拓展应用领域,在 PC、 服务器、车载、穿戴领域等实现了较好的增长。
车规产品方面,兆易创新 GD25/55、GD5F 全系列产品 通过 AEC-Q100 车规级认证,实现了从 SPI NOR Flash 到 SPI NAND Flash 车规级产品的全面布 局,为车载应用的国产化提供丰富多样的选择。
相对于其他 Nand Flash 产品,SLC Nand Flash 具有性能好、寿命长且可经受 10 万次编程/擦写循环的特点,可以在恶劣环境下长期稳定可靠运行,被广泛应用于电子资料存储、通讯设备、消费电子、汽车电子等领域。
物联网领域: 随着物联网的兴起,终端产品趋于小型化、对元器件的尺寸要求越来越高,市场体量大的消费类电子产品成本压力也越来越大,SLC Nand Flash符合物联网领域小尺寸、大容量、低成本和高稳定性需求
5G 通讯: 5G 通讯设备需要高速且稳定可靠的存储芯片作为各类数据站点,其部署环境复杂恶劣,且需要全天候工作,中小容量 SLC NAND 在性能稳定性上具有明显的优势。
汽车电子: SLC NAND 相比 NOR Flash 单位成本具有优势,同时满足车规芯片要求的耐高温、耐冲击、抗电磁干扰等特性,在 ADAS 系统、仪表盘、车载娱乐、行车记录仪等系统有广泛应用。
目前 SLC Nand Flash 保持稳步增长,华邦电子和旺宏电子占据了较高的市场份额,公司通过差异化产品需求切入该细分领域市场,以实现局部应用领先,并拓展应用领域至汽车市场。
兆易创新小容量 SPI NAND Flash 产品,可广泛应用于手机、机顶盒、数据卡、网通产品、通讯设备等消费类产品,兆易在技术、产品以及市场应用方面都处于领先地位,随着公司车规级 SLC NAND Flash 的量产,将更一步拓展应用领域至汽车市场。
根据 Gartner 数据统计,受益于原有刚性需求的支撑和下游不断出现的新兴应用领域的影响下,2019 年至 2024 年 SLC Nand Flash 全球市场份额预计复合增长率将达到 6%,其中 2021 年约为 21.37 亿美元,2022 年约为 23.63 亿美元。
3.3. DRAM: 长鑫存储深度合作伙伴,产能释放有保障
DRAM 即动态随机存取存储器,在计算系统中占据核心位置,随着 5G、云计算、AIoT、智能驾驶的快速发展,DRAM 的需求量有望保持高速增,目前任然是境外企业 DRAM 高度垄断的时代,国内仍处发展阶段。
在 DRAM 领域,主要的 DRAM 厂商包括韩国的三星电子、SK 海力士和美国的美光科技,占据全球 90%以上的市场份额。排名其后的多为中国台湾地区的企业,如南亚科、华邦科技、晶豪科技,主要从事利基型 DRAM 产品,目前中国大陆 DRAM产业技术仍处发展阶段。
DRAM 芯片市场方面,根据闪存市场(CHINA FLASH MARKET,CMF)预测,2021年全球 DRAM 市场规模约 945 亿美元。根据 Trendforce 统计,2021 年全球利基型DRAM 市场(消费、工控等)规模约 90 亿美元。
兆易创新不断提升 DRAM 产品,目前公司第一颗自有品牌的 DRAM 产品(19nm,4Gb)已于 2021 年 6 月量产,公司规划中的 DRAM 产品包括 DDR3、DDR4、LPDDR4,制程在 1Xnm 级(19nm、17nm),容量在 1Gb~8Gb。
兆易创新新提供的高品质与高性价比的 DDR3,支持从网络通讯到多媒体和安防等各种解决方案。它拥有比 DDR2 SDRAM 更高的数据带宽,最高读写速率达 2133Mbps,满足大部分消费电子应用需求。
瞄准先进工艺制程,兆易创新致力于为客户提供更高可靠性和更低功耗的产品。兆易创新 DDR4 产品采用 1.2V 低电压供电,读写速率为 2666Mbps,最高可达3200Mbps,满足消费电子应用主流需求。
兆易创新推出的 DDR 产品,面向机顶盒、电视、监控、网络通信、平板电脑、智慧家庭、车载影音系统等诸多领域,充分满足消费电子产品的主流需求,为客户提供从设计、流片、到封测、验证全国产化的产品选择。
兆易创新与长鑫存储的紧密合作关系,为 DRAM 产品提供稳定产能保障。同时,依托于多年积累的、完善的销售网络和技术团队,兆易创新能够为客户提供快速的本地化服务响应和技术支持。
兆易创新与长鑫存储产品定位不同,并无冲突,长鑫定位在 PC、服务器,对手是三星、海力士等国际大厂,公司定位在利基型,竞争对手为台湾的华邦电与南亚科等。
目前中国大陆 DRAM 产业技术仍处发展阶段,公司继续推进与合肥长鑫的DRAM 业务合作,在量产 19nm DDR4 产品的基础上,积极推进 17nm DDR3产品的量产。
4. 全球 NOR Flash 领先公司,“控制+存储+传感”业绩布局促进公司成长
4.1. “控制+存储+传感”业务布局已成
兆易创新作为全球 NOR Flash 芯片领先公司,积极布局控制领域,2013 年 4 月,发布国内首颗 ARM Cortex™-M3 的 32 位单片机,同步扩展存储领域市场,2021 年6 月,发布首颗自有品牌的 DDR4。
董事长为兆易创新实际控制人,国家大基金持股。 董事长朱一明为兆易创新的实际控制人,截至 2021 年 5 月 25 日,董事长朱一明(6.86%),与其一致行动人香港赢富得(3.74%)、联意(3.30%)共同持股 13.90%。国家集成电路产业投资基金股份有限公司持股 3.11%。
股权激励常态化。 作为一个2016年上市的公司,兆易创新在分别于2016、2018、2020 与 2021 年执行了 4 次股权激励,其中最近一次股权激励是 2021 年 7 月完成,股票期权 346.31 股,限制性股票 194.43 股,涉及 407 人。
管理层技术背景亮眼。 公司董事长朱一明本科曾任 iPolicy Networks Inc.资深工程师;代总经理何卫曾任北京微电子技术研究所集成电路部副主任、中芯国际北京销售部副处长;副董事长舒清明历任 Oak Technology 高级电路设计工程师、Monolithic System 高级设计工程师和项目经理。
4.1.1. 国际 NOR Flash 领先企业,存储产品推陈出新
兆易创新持续在 NOR Flash 市场发力,中大容量 NOR Flash 客户群和覆盖面不断扩大,需求持续稳定,并有望进一步提升,针对不同应用市场需求分别提供高性能、低功耗、高可靠性、高安全性等多个系列产品。
兆易创新 NAND Flash 产品为移动设备、机顶盒、数据卡、电视等设备的多媒体数据存储应用提供所必需的大容量存储和性能,38nm SLC NAND Flash 车规级产品已经推出,搭配车规级 SPI NOR Flash,为进入车用市场提供更多机会。
兆易创新 DRAM 产品 2021 年实现自有品牌突破,量产首款 4Gb DDR4(19nm 制程)产品,广泛应用在消费电子(包括机顶盒、电视、智能家居等)、工业安防、网络通信等领域。同时,兆易创新 17nm DDR3 产品正在按计划有序推进中。
4.1.2. 国内 32bit MCU 产品领导厂商,完成工业+车载的多领域布局
兆易创新产品支持广泛的应用,如工业控制、用户接口、电机驱动、电源监测、警报系统、消费电子和手持设备、汽车导航、T-BOX(Telematics Box)、汽车仪表、汽车娱乐系统、无人机、物联网、太阳能光伏控制、触控面板、个人电脑外设等。
国内 MCU 厂商领先公司,兆易创新 MCU 产品已成功量产 35 个系列约 400 种型号,满足高、中、低端各种市场的需求,广泛的应用于工业(包括工业自动化、电力、新能源等)、安防监控、汽车、家电等领域。
4.1.3. 传感器业务广泛应用于电容指纹、光学指纹领域
传感器市场逐步拓展。公司传感器业务目前在 LCD 触控、电容指纹、光学指纹市场有广泛的应用,特别是在电容指纹领域,2021 年实现了显著的营收增长,市场占有率有所扩大。
4.2. NOR Flash 市场稳步增长,MCU 产品业绩增速最快
兆易创新持续在 NOR Flash 市场发力,中大容量 NOR Flash 客户群和覆盖面不断扩大,需求持续稳定,并有望进一步提升。公司 MCU 产品已经成为业绩增长最快的产品线。
兆易创新存储器业务收入增加约 21.68 亿元,较上年度增幅 66.04%;微控制器业务增加约 17.01 亿元,较上年度增幅 225.36%;传感器业务收入增加约0.96 亿元,较上年度增幅 21.36%。
兆易创新 MCU 产品已经成为业绩增长最快的产品线,2021 年实现营业收入 24.56亿元,同比增长 225.36%。2021 年 MCU 产品在工业领域销售占比持续增长,有望在 2022 年与消费类应用持平,成为公司 MCU 产品第一大营收来源。
兆易创新 MCU 出货量长期保持高速增长,2021 年 MCU 产品出货量近 4 亿颗,相比 2020 年近 2 亿颗的出货量,连续 2 年持续翻倍,并保持着连续 7 年在中国 32 位MCU 市场本土排名第一位的记录。
海内外收入共同增长,看好未来国内市场需求。目前兆易创新车规级 Flash 产品已在国内外多家知名汽车企业批量采用,公司丰富完善的 Flash 产品组合,可满足不同客户各种应用场景需求。
目前 Flash 业务超过一半以上的营收是源自于海外。MCU 这两年特别是去年,在海外的拓展非常迅速,现在 MCU 业务里海外营收的增长率远远超过整个事业部的平均增长率,欧洲地区的国际知名大客户业务拓展进展非常迅速。
受益于终端智能化需求和供应链本土化趋势,产品市场需求持续旺盛,兆易创新积极开拓新市场、新客户,优化产品和客户结构,2021 年存储器营收实现了显著提升。
2021 年其中存储器业务收入增加约 21.68 亿元,较上年度增幅 66.04%,2021存储器芯片销售量增加 6.02 亿颗,同比增长 22.43%。
研发费用率稳定,兆易创新一直以来高度重视研发团队建设及研发过程管理,保持较高水平研发投入;在产品力的 打造和研发上,坚持产品创新、技术创新和技术微创新,更好贴近市场需求,面向多样化应用场 景,提升和满足客户使用体验。
5. 报告总结与估值
5.1. 盈利预测
兆易创新持续深化产能战略布局,多个产品分别由中芯国际、华虹半导体(无锡)有限公司与长鑫存储等企业代工,2021 年末存货较年初增加约 7.1 亿元。我们认为公司存货及代工厂产能释放有效的保证了未来产品的如期交付,促进公司营收的稳步增长。
2021 年 1 月 9 日,据芯智讯报告,兆易创新 55nm 工艺的 NOR Flash 产品已经开始在华虹无锡 12 英寸晶圆厂下单生产,华虹无锡于 2021 年底建成的 12 英寸月产能有6.5 万片,2022 年的增资扩产计划有 2.95 万片。
据中芯国际报道,公司目前开展两部分产能扩充计划,一部分是在现有的老厂扩产,第二部分是新建工厂, 24 万片是新增工厂的产能,就是北京的新厂 10 万片,上海临港 10 万片,深圳 4 万片。
据新浪财经报道,2021 年 6 月 28 日,长鑫项目二期开工建设,以一期项目为基础,扩建一座存储器晶圆研发制造厂,长鑫项目共分为三期建设三座12寸DRAM存储器晶圆厂,打造集研发、生产和销售于一身的存储器 IDM 国产化基地,预计三期满产后产能可达 36 万片/月。
作为国内 32bit MCU 产品领导厂商,兆易创新 MCU 产品齐全,满足不同客户的需求。受益于缺芯带来的机会,兆易创新 MCU 产品成功进军车载与工控领域,并成为业绩增长最快的产品线。
考虑到芯片代工厂产能扩张存在着滞后芯,及代工厂能释带来更大的竞争格局的同时或将稳定公司市场地位并完成市场扩张,公司 MCU 产品市场不断开拓,汽车与工控市场扩展带带来产品结构的改善。
参考 2021 年的存货与增量市场开拓的共同驱动,我们认为 2022-2024 年 MCU 销售量的增量均在 2 亿颗左右;车载与工控市场扩展带来均价的改良,均价保持稳步增长,2022-2024 年增速分别在 13%、12%与 6%左右。我们预测 2022-2024 年公司 MCU产品营收分别为 41.89、63.46、81.53 亿元,对应增长率分别为 70.54%、51.51%、28.48%,。
公司 MCU 产品市场包括消费、车载及工控市场,受益于车载于工控市场开拓有效提升公司产品毛利率,考虑到未来消费市场复苏给公司带来更多营收与市场竞争或将导致公司产品单价下降。预测 2022-2024 年公司 MCU 产品毛利率分别为 58.39%、55.33%、52.11%。
兆易创新存储产品包括 NOR Flash、SLC Nand Flash 和利基型 DRAM, NORFlash 市场占有率全球第三。随着公司进军汽车和工业领域,NOR Flash 与 SLCNand Flash 营收或将持续提升。与长鑫存储合作密切,兆易创新受益于长鑫存储产品代销及自研产品推出,DRAM 或将迎来快速增长。
公司 SLC Nand Flash 营收占比相对较小,NOR Flash 在存储产品营收中占比较大。据前瞻产业研究院,2021-2024 年,NOR Flash 市场规模有望从 27 亿美元增长到 42亿美元,复合增长率达到 9.25%。
参考 2021 年的增量,考虑到半导体行业的周期性,我们认为 2022-2024 年存储芯片销售量的增量为 6、4、3 亿颗左右,均价受益于产品结构的改善保持稳步增长,2022-2024 年增速分别在 13%、6%与 11%左右。我们预测 2022-2024 年存储业务收入为71.36、84.25、100.12 亿元,对应增长速度为 30.92%,18.06%与 18.84%,毛利率参考之前数据,分别为 37.87%、37.53%与 38.37%。
兆易创新作为全球指纹识别芯片出货的领先企业,传感器业务目前在 LCD 触控、电容指纹、光学指纹市场有广泛的应用,并不断扩展器市场应用场景,受益市场拓展,传感器业务或将保持稳定增长。
参照 2019-2021 年公司传感器业务表现,我们发现公司传感器业务营收增速与毛利率有收窄趋势。考虑到传感器业务市场空间周期性与公司产品的市场规模,我们认为 2022-2024 年增量为 0.4、0.4、0.1 亿颗左右,均价保持在 3.3 元左右。2022-2024年公司传感器产品分别为 6.80、7.90、8.30 亿元,对应营收增长率分别为 24.52%、16.18%、5.07%,对应毛利率为 37.13%、32.75%、31.34%。
公司其他业务占比少,2022-2024 年营收设置为固定值 0.03、0.04、0.04 亿元,对应毛利分别为 63.87%、59.89%、60.68%。
我们预计公司 2022-2024 年营收分别为 120.08/155.65/190.0 亿元,同比增长41.10%/29.62%/22.07%,对应归母净利润分别为 32.71/41.67/48.23 亿元,同比增速分别为 39.99%/27.38%/15.76%。对应 EPS 为 4.90/6.24/7.23 元,对应 PE 分别为 25.83X、20.28X、17.52X。
6. 风险提示
下游需求不及预期: 不断持续优化产品结构、客户结构和市场应用,兆易创新在工业与车载领域取得了较好的突破,工业与车载领域业务拓展不急预期给能给公司营收带来压力。
产能释放不急预期: 与国内多个芯片代工企业合作关系密切,兆易创新在制造端产能紧张的情况下依然能拿到相应产能,但是不排除芯片代工产能释放不急即使进而影响公司产品的出货。
疫情反复影响产品交付: 兆易创新海外产品占据较大比例,由于疫情反复可能导致公司产品生产及运输受限,进而影响公司产能正常交付。
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