(報告出品方/分析師:平安證券 付強 張晶 徐勇 徐碧雲)
一、 從存儲到 MCU,前瞻性布局迎來風口
1.1 另辟蹊徑,穩步前行邁入行業前列
兆易創新成立于2005年4月,總部設于中國北京,並于2016年8月在上交所主板上市,是一家集先進的存儲器、MCU和傳感器解決方案于一體的半導體設計公司。
經過十余年的發展,公司已經成長爲國內出貨量第一的無晶圓廠NOR Flash 供應商,市場占有率在 SPI NOR Flash 領域排名全球第三;與此同時,公司還在國內 32位 Arm通用型 MCU市場排名第一,在國內指紋識別傳感器領域排名第二。
公司避開與三星、美光、海力士等巨頭的正面競爭,在巨人忽視的市場中尋求生存之道,專注于利基型存儲市場;同時堅持走多元化布局,前瞻性地布局了MCU産品,打通了物聯網邊緣端“存儲-控制-感知”的關鍵環節,實現了從單一産品類型到平台化的跨越,具體來看,公司的整個發展曆程經曆了三個階段:
(1)在利基型存儲市場尋求生存之道(2005-2013年):
2005年4月,兆易創新在北京成立,同月,公司發布了國內第一顆 SRAM 進軍存儲,相比當時需要6個晶體管的主流 SRAM,該芯片的每個存儲單元只需要兩個晶體管,可以大幅縮減成本;
但 SRAM 的應用不夠廣泛,于是公司將目光轉向用途更廣且不容易被取代的 NOR Flash 領域,與海外存儲芯片巨頭錯位競爭;
2008年 5 月,發布國內第一顆 180nm SPI NOR Flash,打破了國外技術壟斷;由于功能手機市場萎縮,智能手機崛起,NAND 憑借容量大、成本低慢慢取代了 NOR 的市場,2007-2016年,NOR Flash 市場規模逐年下降,金融危機後,飛索半導體宣布破産,行業兼並收購潮不斷;
2011年,公司量産 1.8V 90nm NOR Flash 産品。
(2)站穩基本盤,拓展産品品類(2013-2016年):
2013年 4 月,發布國內第一顆Arm Cotex-M3 內核的 32 位 MCU 和全球第一顆 SPI NAND Flash;同年 65nm NOR Flash實現量産;2014年 12月,公司的 SPI NOR Flash年發貨量超 10億顆;2016年 6月,發布國內第一顆 Arm Cotex-M4內核的 32位 MCU;2016年 8 月,公司在上交所上市,當年公司存儲芯片營收大幅增長 93.7%至近 13億元。
(3)AIoT版圖持續擴張,存儲龍頭乘風起舞(2017-至今):
2017美光、賽普拉斯退出中低端 NOR市場,TWS 耳機等新應用興起帶動 NOR市場供不應求,公司拿下蘋果 AirPods 訂單,切入蘋果 TWS 耳機産業鏈,毛利率明顯提高,市場份額 也進一步提升;
2017年9月,國家大基金入股;2017年10月,聯手合肥産投切入 DRAM 市場,開展 19nm DDR4 研發;
2018年10月,發布國內第一顆 Arm Cotex-M23內核的 32位 MCU;2019年3月,SPI NOR Flash通過車規 AEC-Q100 認證;
2019年5月,完成對指紋識別芯片龍頭思立微的收購,入局傳感器業務,至此公司初步形成“存儲+控制+傳感”的三駕馬車;
2019年8月,發布全球首顆基于 RISC-V 內核的 32位通用 MCU;2020年,55nm SPI NOR Flash和 24nm 4Gb SPI NAND Flash量産;
2020年7月,發布國內第一顆 Arm Cotex-M33內核的 32位 MCU;2021年6月,發布首款自有品牌 DRAM(19nm 4Gb)。
公司股權結構較爲分散,實控人爲公司創始人兼長鑫存儲的董事長。
公司實際控制人朱一明直接持有6.86%公司股份,同時與香港贏富得簽訂了一致行動協議,因此可控制的股權比例爲10.6%。
朱一明先生是公司創始人兼董事長,清華大學本科、碩士,美國紐約州立大學石溪分校碩士,曾任 iPolicy Networks Inc.資深工程師,Monolithic System Technologies Inc 項目主管,美國技佳總經理,2010年獲得“海外高層次人才”的榮譽,並入選國家“千人計劃”,被授予“特聘專家”和“國家特聘專家”稱號。
此外,國家大基金持股3.11%,知名投資人葛衛東持股3.28%,新加坡政府投資持股1.53%。
睿力集成旗下全資子公司長鑫存儲是中國大陸 DRAM 規模最大、技術最先進的 IDM 企業,公司通過增資睿力集成發力 DRAM 業務,且朱一明同時擔任睿力集成及長鑫存儲的董事長。
1.2 多産品線穿越周期考驗,MCU 漸成主力
公司業務是多賽道多産品線的組合布局,核心産品線主要是存儲器、微控制器和傳感器三大類:存儲器包括 SPI NOR Flash、SLC NAND Flash和 DRAM 等産品;微控制器包括 ARM 核和 RISC-V 開源內核的32位通用型産品;傳感器包括觸控和指紋識別芯片;新擴展的産品線 PMU則包括 LDO、PMIC 和電機控制芯片。
公司産品廣泛應用于手機及平板電腦等手持移動終端、消費類電子産品、物聯網終端、個人電腦及周邊、工業控制設備、汽車電子、通信設備、醫療設備、辦公設備等領域,下遊應用領域覆蓋消費電子、工業、汽車、新能源發電、通信、計算、物聯網等行業的客戶,下遊典型客戶包括蘋果、三星、華爲、OPPO、海康威視、西門子、聯發科等。
在存儲市場的周期性波動下,公司多年來依然實現了業績的穩步增長:
2011-2021年,營業收入從 3.22 億元升高至 85.1 億元,營收年複合增速達 38.74%;歸母淨利潤從 0.18億元升高至23.37億元,淨利潤年複合增速高達 62.68%。
其中,自2020年下半年以來,得益于半導體行業下遊需求的回暖、MCU 市場缺貨漲價、供應鏈本土化趨勢,以及公司快速應對市場供需變化,拓展新産品、新市場、新客戶,公司的營收和淨利潤實現了高速增長,2021年實現營業收入85.10億元,同比增長89.25%,實現歸母淨利潤23.37億元,同比增長 165.33%。
據2022年中報業績快報,公司預計2022H1實現歸母淨利潤15.20億,同比增長93.46%,主要是源于公司持續優化産品結構、客戶結構,繼續提升工業、汽車等領域營收貢獻,並通過多元化供應鏈布局了克服疫情的影響。
從營收結構上來看,近年來公司主動提高高毛利率的 MCU 業務占比,從而能夠獲得更多的利潤。
其中存儲芯片爲公司第一大業務板塊,2021年存儲芯片實現營業收入 54.51 億元,同比增長 66.04%,營收占比從2017年的 84.53%降至2021年的 64.05%;MCU 實現營業收入 24.56 億元,2021年同比增長225.36%,營收占比大幅提升至28.86%;2019 年收購的思立微傳感器業務占比爲個位數。
從毛利結構來看,MCU 對利潤的貢獻也越來越大,2021年在毛利中的占比已超過了41%。
分地區來看,海外是主要市場,業務收入占比保持在 80%左右,說明了公司的産品性能優、可靠性高且具備一定的品牌優勢。
從基本財務指標來看,公司近三年都實現了較好的增長,其中公司2021年的利潤增速大幅超過營收增速,主要是源于毛利率的大幅提升和期間費用率的下降,淨利率從原先的近20%提高至27.46%,也帶動 ROE 顯著提升至將近20%,說明公司的盈利能力顯著提升。
固定資産占比在個位數,資産負債率、杠杆率也不高與公司 fabless 的輕資産運營模式相符,結合 21 年財務費用率爲負數,同時也說明公司對資金的需求不高,經營性現金流淨額高于淨利潤也佐證了這一點,揭示了公司現金流較好,盈利質量較高。
從期間費用率結構來看,研發費用率在期間費用中占比最大,說明産品技術門檻較高,需要持續高強度的研發投入。雖然三費的投入都在增加,但是由于21年營收增幅顯著,期間費用率仍然有一定程度的減少。
公司的應收賬款占比極低,淨營業周期也不高,說明公司對上下遊有一定的話語權,結合公司前五大客戶營收占比維持在22%左右,大客戶風險並不高。
1.3 緊握機遇,盈利能力大幅提升
公司的毛利率和淨利率近幾年來處于較爲穩定的狀態,2021年由于 MCU 等産品的缺貨漲價潮以及公司高毛利産品占比的提升,毛利率和淨利率大幅提升,2021年公司毛利率和淨利率均創下曆史新高,分別達到 46.54%(+9.16pct YoY)和 27.46%(+7.88pct YoY),同時營收體量大幅增加産生的規模效應使得期間費用率進一步降低。
2021年,公司的銷售費用率、管理費用率、財務費用率、研發費用率均穩中有降,分別爲 2.60%、4.60%、-1.42%、9.89%。
細分産品來看,2021 年存儲器/微控制器/傳感器的毛利率分別爲 39.71%/66.36%/24.13%。
其中毛利率最高的是 MCU 業務,由于需求持續旺盛、行業供需緊張帶來的價格調漲及應用市場結構的調整,2021 年 MCU 的毛利率同比顯著提升了18.75pct,創下曆史新高;存儲業務的 NOR Flash需求穩中有升,中大容量、55nm 産品占比提升,同時自研 DRAM 開始 貢獻營收,帶來 2021 年毛利率有所回升;由于行業競爭激烈引發的價格戰,傳感器業務毛利率從 2019 年的 50.26%下降至 2021 年的 24.13%。
1.4 管理層出身清華系,公司技術水平領先同行
在人才方面,公司核心管理層均在半導體行業內從業達10年以上,擁有豐富的半導體産業鏈經驗積累,産業背景深厚,具備良好的國際化視野。公司董事長朱一明,管理層舒清明、程泰毅、何衛、胡洪等人均畢業于清華大學,研發經驗深厚,能引領公司走在行業技術水平前沿。
在人才方面,公司高度重視研發團隊和人才梯隊建設,不斷引進、培養人才,研發團隊在不斷壯大,人才結構持續優化。
2021 年末,研發人員數量增長至 854 人,研發人員占比63.6%,技術人員占比爲70.59%,同時員工學曆結構持續提升,其中碩士及以上學曆占比超過53%,爲公司技術水平的提升奠定了良好的基礎,也爲公司産品研發和技術先進性提供了必要保障。
作爲頭部設計企業,擁有穩定的高素質管理及技術團隊,對公司保持行業領先地位至關重要。爲此,自 2016年上市以來,公司多次對高級管理人員、中級管理人員及核心技術人員實施股權激勵,2021 年公司再次新增實施了股權激勵計劃從而提升員工的積極性和創新性,吸引和激勵優秀人才與公司共同發展、互相成就。
在研發投入方面,公司一直以來高度重視研發過程管理,持續加大高水平研發投入。
2021 年,公司研發投入達到 9.4 億元,同比增長 73.77%,占營業收入的比重爲 11.05%,近年來公司的研發投入也穩定在 10%左右。未來公司將積極應對市場環 境變化,持續加大技術和産品研發投入,以確保公司能保持技術先進性和提升創新能力,推進産品和技術創新,更好滿足市場和客戶需求。
公司注重知識産權的開發、積累和保護,尤其是豐富且多樣化的專利組合,在建立技術優勢並取得良好業績回報的同時,通過專利布局形成深厚的技術壁壘和市場壁壘,爲技術創新構築了知識産權護城河。截止 2021 年底,公司已獲得 834 項 授權專利,其中包含 787 項中國專利、30 項美國專利、9 項歐洲國家專利。
2021 年公司共新申請 136 項國內外專利(其中發明專利占比 71%),新獲得 136 項專利授權(發明專利占比 80%)。此外,公司還擁有 104 項商標、20 項集成電路布圖,37 項軟件著作權,以及11 項非軟件的版權登記。
二、專注利基型存儲,塑造差異化競爭優勢
半導體存儲器,又稱存儲芯片,是以半導體電路作爲存儲媒介的存儲器,具有體積小、存儲速度快等特點。
存儲芯片一方面存儲程序代碼以處理各類數據,另一方面存儲數據處理過程中産生的中間數據、最終結果,是各類電子系統的核心零部件,廣泛應用于內存、U盤、SSD、消費電子、智能終端等領域。
存儲芯片屬于通用型集成電路,是集成電路中規模占比最大的細分産品之一。根據 WSTS 的統計數據,2021 年全球集成電路市場規模爲 4608 億美元,其中存儲芯片的市場規模爲 1538 億美元,占比約 33.38%,在集成電路産業中舉足輕重。
在存儲器市場中,占比最大的仍是 DRAM 和 NAND Flash,2021 年全球 DRAM 市場規模約占整個存儲市場的 56%,NAND Flash約占 41%,NOR Flash約占 2%(約 31億美元),其他存儲芯片(EEPROM、EPROM、ROM、SRAM 等)合計占比爲 1%。
存儲芯片根據斷電後是否保留存儲的信息可分爲易失性存儲芯片(斷電後信息丟失)和非易失性存儲芯片(斷電後信息保留)。
易失性存儲芯片需要維持通電狀態才能保存數據,爲操作系統或其他運行中的程序提供運算時中間代碼及數據的臨時存儲,主要包括 DRAM 和 SRAM,如用于電腦內存芯片的 DRAM;非易失性存儲芯片在斷電後亦能持續保存代碼及數據, 可分爲閃存(Flash)與只讀存儲器(ROM)。
在非易失性存儲芯片中,Flash 是主流。
Flash 根據存儲技術的不同,主要可分爲 NOR Flash 及 NAND Flash 兩類。由于 采用的存儲單元結構和原理的差異,NAND Flash 存儲單元尺寸更小,存儲密度更高,單位容量成本更低,塊擦/寫速度快,具有更長的壽命,多應用于大容量數據存儲,如智能手機、PC、平板電腦、U 盤、固態硬盤、服務器等領域。
而 NOR Flash 讀取速度更快,具備可在芯片內執行程序(XIP)的特點,在傳輸效率、穩定性和可靠性方面更具優勢,通常用于小容量數據存儲,適宜中等容量代碼存儲(通常在 1Mb~1Gb),用于如計算機、消費電子(智能手機、TV、TWS 耳機、可穿戴設備)、安防設備、汽車電子(ADAS、車窗控制、儀表盤)、5G 基站、工業控制(智能電表、機械控制)及物聯網設備等領域。
其中的 NAND Flash根據存儲單元堆疊形式不同又可分爲 2D NAND Flash及 3D NAND Flash。在 2D結構中,根據每個存儲單元可存儲位數不同分爲 SLC NAND Flash(1bit)、MLC NAND Flash(2bit)、TLC NAND Flash(3bit)及 QLC NAND Flash(4bit)。
隨著每個存儲單元存儲的數據量逐步增加,存儲單元出現翻轉錯誤及壞塊的頻率增加,導致存儲信息的穩定性、可靠性將有所下降。
根據存儲信息類型的不同,Flash還可分爲代碼型及數據型,其中代碼型閃存芯片主要用于存儲操作系統及其啓動與運行過程中的代碼信息,對穩定性、可靠性要求較高,而數據型閃存芯片主要用于存儲系統運行過程中大容量的數據信息,對容量和成本要求較高。
因此,代碼型閃存芯片主要包括追求高穩定性及可靠性的 NOR Flash及 SLC NAND Flash,而數據型閃存芯片則主要包括追求高容量和低成本的 MLC/TLC/QLC NAND Flash 及 3D NAND Flash 産品。
通常下遊客戶會從終端應用産品需求出發,結合 NOR 和 SLC NAND 的性能特點,綜合考慮容量、可靠性、成本等因素進行選擇。
一般而言,NOR 的容量範圍爲 1Mb-1Gb,讀取速度較快、讀取功耗及待機功耗較低,通常用于中小容量代碼的存儲和快速讀取,如系統開機時啓動固定程序的導入和運行等。由于電路結構的限制,NOR 向更高容量升級時,在芯片成本方面會逐步失去優勢。
SLC NAND的容量範圍一般爲 1Gb-8Gb,通常用于大容量代碼的存儲和快速擦寫,但是外圍電路 更爲複雜、面積更大。
因此存儲容量需求在 1Gb 及以上的應用場景才會傾向于選擇單顆芯片的成本顯著低于 NOR Flash 的 SLC NAND Flash,但 5G基站、汽車電子等對可靠性要求非常高的應用場景還是會選擇較大容量的NOR Flash。
公司的核心産品爲代碼型閃存芯片及小容量內存,包括 NOR Flash、SLC NAND Flash及利基型 DRAM。其中 NOR Flash 産品系列覆蓋 512Kb-2Gb容量,SLC NAND Flash産品系列覆蓋 1Gb-8Gb容量,豐富完善的 Flash 産品組合,可滿足不同客戶各種應用場景需求。
2.1. Nor Flash 應用領域擴展,基本盤有望穩健增長
NOR Flash的各存儲單元通過並聯方式組成存儲陣列,允許系統直接從 NOR Flash存儲單元中讀取代碼執行應用程序,不必把代碼讀到系統內存中運行,這一特點使得它在需要快速啓動應用系統、運行程序時更具優勢。
電子産品因內部指令執行、系統數據交換等功能需要,必須配置中小容量的代碼存儲器,尤其是對于開機響應時間、可靠性等要求較高的電子設備。因此 NOR Flash是電子産品中不可或缺的重要元器件,市場需求始終存在。
根據接口的不同,NOR Flash可以分爲串行和並行兩種結構,SPI 結構相對簡單、成本更低,逐步成爲主要系統方案商的首選。
近年來,TWS 耳機、AMOLED 屏幕及 TDDI 觸控芯片以及智能手環等可穿戴式設備、智能家居、汽車電子 ADAS 系統、安防監控、5G基站、物聯網等新興應用領域的興起已經逐漸成爲 NOR Flash市場拓展的主要驅動力。
根據 CINNO的數據,2021 年 NOR Flash市場規模達到約 31億美元,預計到 2022年將達到 37.2億美元。
未來隨著下遊終端市場需求的不斷開 拓,NOR Flash的市場空間有望穩定增長。
從細分容量來看,32Mb 以下的小容量能夠實現簡單的代碼執行功能,在 PC 主板、機頂盒、路由器、藍牙耳機、AMOLED、TDDI、可穿戴設備和安防監控等領域有廣泛應用;32Mb-128Mb的中容量能夠實現較爲複雜的代碼執行功能,如 TWS 耳機采用 128Mb NOR Flash用于存儲藍牙模組的啓動引導程序以及主動降噪、語音識別、入耳檢測等主流功能所需的代碼;128M 以上的大容量則適用于功能需求更複雜以及需要快速啓動的場景,主要用于工業設備、5G 基站、車載電子等對操作頻率、數據傳輸速率和可靠性要求較高的工業、汽車電子市場。
存儲芯片市場整體集中度較高,美日韓頭部企業憑借先發優勢長期占據主導地位,中國台灣企業也占據了一席之地。
鑒于 NOR Flash 市場規模較小且競爭日趨激烈,以及 DRAM、NAND Flash 市場的增長,在價格經曆周期性的調整後,海外存儲器龍頭紛紛縮減相關業務,退出中低端 NOR Flash 市場,將産能優先分配給高毛利大容量的車用和工業控制領域或轉向 DRAM 和 NAND Flash 業務。
美光和賽普拉斯于 2017 年開始退出中低端 NOR Flash 市場,轉向高端 NOR Flash 和 NAND Flash。 根據 CINNO 的數據,2020 年全球 NOR Flash 主要市場份額由華邦、旺宏、兆易創新、賽普拉斯以及美光等占據,CR5 達到 78%以上。
其中,中國台灣的華邦和旺宏占據了較高的市占率,市場份額分別爲 25.4%、22.5%。
隨著國際龍頭退出消費類 NOR Flash市場以及我國持續加大對集成電路産業支持力度,國內本土廠商競爭力不斷增強,市場份額逐步提升,兆易創新的市占率從 2018 年的 10.7%明顯提高到 2020 年的 15.6%,而賽普拉斯、美光的市場份額則逐步縮小。
公司持續在 NOR Flash 市場發力,保持技術和市場的領先,針對不同應用市場需求分別提供大容量、高性能、低功耗、高可靠性、高安全性等多個系列産品。
NOR Flash 産品廣泛應用于物聯網、工業及汽車電子、穿戴式設備、人工智能、網絡通信、安防監控産品、PC 主板、移動設備、數字機頂盒、路由器、家庭網關等領域。
基于下遊客戶的産品功能需求,公司的 NOR Flash不斷在産品性能和工藝制程上實現了技術升級和産品叠代。例如傳統藍牙耳機只需 2M-16M 的 NOR Flash來實現開機快速啓動、調節音量等簡單功能,但隨著 TWS 耳機的興起和功能的複雜化,語音識別、主動降噪等複雜功能推動藍牙耳機對存儲容量的需求升級到 32Mb-128Mb,蘋果的 AirPods 産品中就采用了公 司 128Mb的 NOR Flash方案。
在存儲容量方面,經過多年技術與市場沉澱,公司可提供 512Kb至 2Gb大容量的全系列多 種容量規格 SPI NOR Flash 産品,其中 512Mb、1Gb、2Gb 大容量 NOR Flash 産品填補了國産空白,且中大容量 NOR Flash 客戶群和覆蓋面不斷擴大,需求持續穩定。
此外,在工藝制程升級方面,從 90nm 發展到目前市面上主流産品使用的 65nm、55nm 制程,行業內頭部廠商正在研發並逐步量産 50nm 或 55nm 制程産品以滿足下遊客戶低功耗、小型化要求同時降低生産成本,同時在繼續推進 40nm 及以下工藝制程從而進一步降低産品功耗。
公司 55nm 工藝節點已全線量産,2021 年末 55nm NOR Flash 出貨量占比超過 40%,且正在推進 45nm 制程工藝研發。
在汽車應用上,公司 GD25産品全系列以及 GD55 的 2G大容量産品已滿足車規級 AEC-Q100認證,SPI NOR Flash車規級産品 2Mb-2Gb容量已全線鋪齊,可爲市場提供全國産化車規級閃存産品。
2.2 SLC Nand 與 NOR 互補搭配,全面進軍車用市場
NAND Flash 的各存儲單元通過串聯方式組成存儲陣列,以“頁”爲單位進行讀寫操作,以“塊”爲單位進行擦除操作,因此具有存儲容量大、寫入/擦除速度快等特點。
相比于 MLC/TLC,SLC NAND 每個存儲單元僅儲存一位數據,因此讀寫算法更簡單、速度更快、數據可靠性更高,通常用于大容量代碼的存儲和快速擦寫。在終端應用中,SLC NAND Flash 通常用于存儲操作系統代碼以及産品運行過程中的日志和配置信息,廣泛應用于消費電子、網絡通訊、物聯網、工業與醫療等領域。
SLC NAND市場空間雖不算大,但 22年以後較爲平穩根據。根據 Gartner數據統計,2019年 SLC NAND全球市場規模受到行業周期性影響略有下降,約 16.71 億美元,從 2020 年開始將保持增長趨勢,2019 年至 2024 年的 CAGR 約 6%,預 計 2024 年達到 23.63 億美元。
根據 Omdia的數據,2020年全球 NAND Flash市場由三星電子、铠俠、西部數據、美光、SK 海力士、英特爾六家公司主導,其中存儲巨頭三星電子憑借先發優勢、規模效應和在終端市場品牌優勢占據領先地位,全球市場份額約 34%。
由于 SK 海力士已完成收購英特爾 NAND Flash業務的第一階段,新設立的公司將命名爲“Solidigm”,預計全球 NAND Flash市場會進一步集中。
SLC NAND Flash的市場格局與 NOR Flash市場類似,美日韓及中國台灣企業占據大部分市場份額,國內廠商如兆易創新、東芯股份等處于快速發展階段。
與上述存儲 IDM 廠商不同的是,公司專注于中小容量存儲市場,且采用 fabless 模式,無需巨大的資金投入。
公司通過 NOR Flash、SLC NAND 産品切入存儲領域,實現了部分産品的國産替代。
與大容量存儲産品追求單位存儲密度的發展趨勢不同,SLC NAND 目前主要應用對可靠性要求要高的相關領域,如 5G 通信設備、安防監控、可穿戴設備等。
公司的 SLC NAND産品提供傳統並行接口和新型 SPI接口兩個産品系列,電壓涵蓋 1.8V 和 3.3V,38nm、24nm 工藝節點已實現量産,覆蓋 1Gb~8Gb主流容量,爲移動設備、機頂盒、數據卡、電視等多媒體數據存儲應用提供所必需的大容量存儲。
目前,公司全國産化的 SPI NAND Flash——GD5F 全系列已通過 AEC-Q100 車規級認證,覆蓋 1Gb~4Gb 容量,從設計研發、生産制造到封裝測試所有環節,均采用國內供應鏈,填補了國産大容量車用存儲器的空白,在 2019年就已通過車規驗證的 GD25 SPI NOR Flash 車載産品基礎上進一步擴容,可爲車載網關、DVR、智能駕艙、Tbox 等應用提供大容量、 高性價比的解決方案。
2.3 利基型 DRAM 切入更大空間,長鑫助力技術和産能保障
DRAM 是動態隨機存取存儲器,主要原理是利用電容內存儲電荷的多少來代表二進制 0 或 1,是市場上主要的易失性存儲産品,具備運算速度快、掉電後數據丟失的特點,常應用于對系統中的指令和數據進行處理,廣泛用于手機、移動設備、PC 和服務器等領域。
由于半導體存儲芯片需求量大、通用化程度較高、用戶粘性較弱,在價格上呈現較強的周期性漲跌。
根據 TrendForce統計,2019 年 DRAM 全球市場規模從 2018年大幅下降 36.6%至 632.25億美元,根據 TrendForce預測,2022年全球 DRAM 市場規模約 915.44億美元,與 2021 年基本持平。
因極高的技術、資金、專利壁壘,全球先進 DRAM 市場處于高度集中甚至壟斷態勢,三星、海力士和美光等主要供應商占據了超過 95%的市場份額。
在技術發展路徑方面,由于存儲芯片的標准化程度較高,工藝制程升級是存儲器芯片公司之間競逐的重要方向之一。
制程會影響與單位芯片面積和芯片功耗,相同存儲容量下,制程越小,芯片功耗越低,芯片單位面積成本越低,因此能夠有效的提升産品的競爭優勢。
行業龍頭三星電子于 2014 年率先實現 20nm 制程量産(4Gb DDR3),此後 DRAM 制程每隔兩年就會實現一次突破,從 1X nm(16nm-19nm)到 1Y nm(14nm-16nm)到 1Z nm (12-14nm)。
2021年1月,美光科技率先宣布量産 1α nm(接近 10nm)DRAM 産品標志著技術競爭開始進入 1α nm 制程階段。目前原廠持續轉向 1Z nm 及以下高端制程的 DDR4X/5 及 LPDDR4X/5,而國內起步晚,技術基礎薄弱,仍處于追趕狀態。
相較于先進制程不斷演進的 DRAM 市場,中小容量的利基型 DRAM 市場相對穩定,根據 TrendForce 統計,2021 年全球利基型 DRAM 市場規模約 90億美元,是 NOR Flash市場的 3倍之多。
未來隨著下遊應用領域的穩定發展,利基型 DRAM 市場規模將繼續保持增長趨勢。利基型 DRAM 主要供應商包括南亞、華邦、北京君正(ISSI)等企業。
近年來,在國家政策的引導和大基金等市場資本的扶持推動下,半導體國産化浪潮開啓。國內在 DRAM 與 NAND Flash兩大存儲核心領域均取得關鍵技術突破,以長鑫存儲和長江存儲爲代表的國産存儲器領域的排頭兵技術實力與國際主流大廠快速縮小,在業界備受關注。合肥長鑫于 2019 年 9 月建成第一座 12 英寸晶圓廠並投産,截至 2020 年末,已能夠量産 19nm 制程下 DDR4/4X規格的 DRAM 産品,是全球第四家 DRAM 産品采用 20nm 以下工藝的廠商。長鑫的晶圓制造基地項目共分爲三期,計劃建設三座 12 寸 DRAM 存儲器晶圓廠,打造存儲器 IDM 國産化基地,預計三期滿産後産能可達 36 萬片/月。
公司通過與長鑫存儲的密切合作積極切入 DRAM 存儲器利基市場,將業務觸角延伸到了市場空間更廣闊的 DRAM 市場。
2019 年 4 月公司對長鑫存儲投資 3億元,從而與合肥長鑫在 DRAM 産品銷售、代工、技術研發方面開展合作;2019 年 9 月,合肥長鑫宣布量産 8Gb 的國産 DDR4,采用 19nm 工藝打造,繼而成爲國內首個國産內存供應商,打破國産 DRAM 內存芯片零記錄;同月,兆易創新啓動定增 43億用于 DRAM 芯片自主研發及産業化項目,規劃設計和開發的 DRAM 産品 包括 DDR3、LPDDR3、DDR4、LPDDR4 系列,制程在 1Xnm 級(19nm、17nm),容量在 1Gb~8Gb。目前公司 DRAM 業務一方面來自代銷合肥長鑫標准型 DRAM 産品,另一方面是自研利基型 DRAM 並交由長鑫代工。
根據關聯交易公告,2021 年 1-11 月公司代銷 DRAM 采購産品和自有品牌采購代工的金額(未經審計)分別爲 1.59 億美元和 0.3 億美元,預計2022年代銷業務交易額保持穩定,而自有品牌的代工采購額將有可觀的增長。
值得注意的是,公司定位于中小容量利基市場 DRAM 産品,與合肥長鑫並非位于同一競爭市場,因此可共建緊密合作模式。
公司爲長鑫提供銷售渠道,同時長鑫也爲公司 DRAM 産品提供穩定産能保障和技術支持,實乃互利互惠、合作共贏關系。公司在長鑫量産的 1Xnm 級 DRAM 産品在工藝制程上相比同類産品具有代差優勢,同時依托于多年積累的、完善的銷售網絡和技術團隊,公司能夠爲客戶提供快速的本地化服務響應和技術支持。自 2020年首次對睿力集成增資以來,雙方充分發揮各自專業優勢,在存儲器業務領域多方面合作,形成了良好的協同效應。
公司 DRAM 産品主要面向消費類、工業控制類等利基市場,應用于機頂盒、電視、監控、網絡通信、智慧家庭、平板電腦、車載影音系統等諸多領域。
公司于 2021年 6月推出的首款自有品牌 DRAM 産品 GDQ2BFAA 系列(19nm 4Gb DDR4),采用先進工藝制程,符合 JEDEC標准,讀寫速率爲 2666Mbps,最高可達 3200Mbps,主要面向利基市場,已在主流消費 類平台獲得認證,並在諸多客戶端量産使用,在消費電子(包括機頂盒、電視、智能家居等)、工業安防、網絡通信等領域取得較好進展,實現了從設計、流片到封測、驗證的全國産化。同時,17nm DDR3 産品正在按計劃積極研發和有序推進中,有望在年內推出貢獻營收。
隨著公司後續不斷豐富自研産品組合,持續提升産品品質,提高産品競爭力,自研 DRAM 産品的銷售占比將逐步提升。
綜上所述,鑒于全球擁有完善的存儲芯片産品布局且具備一定規模的廠商主要集中在海外及中國台灣地區,而公司是國內少數能同時提供自研的 NOR Flash、NAND Flash及 DRAM 産品且在代碼型存儲市場與國際龍頭公司相比肩的公司之一。
三、發力MCU賽道,工業占比快速提升
3.1 千億賽道,但由國外玩家主導
微控制單元(MCU)又稱單片機,是將CPU的頻率和規格做適當縮減,並將存儲器、定時器、計算器、驅動及各種輸入輸出接口集成在單一芯片上形成的芯片級計算機,具有性能高、功耗低、可編程、靈活度高等優點。MCU 是智能控制的核心,廣泛用于消費電子、汽車、工業、通信、計算、家電、醫療設備等領域。
MCU 通常包括三大主要部分:運算內核、嵌入式存儲器和各種輸入輸出外設,中央處理器包括運算器和控制器,用于讀取、解碼並執行指令,存儲器包含嵌入式 SRAM 和 NOR Flash,其容量和速度直接決定了 MCU的程序存儲量和運行速度,各類通訊接口、傳感器、時鍾、定時器和 ADC 模塊等外設則決定了外接設備數量和種類。
MCU 不僅需要將內部的微處理器內核與 Flash、RAM 以及 ADC 等組合起來,而且還要具備把內部各項功能通過輸入輸出接口同外部連接在一起,實現各種系統控制,此外一套便于客戶開發使用的底層軟件驅動庫(SDK)、集成開發環境(IDE)等也同樣重要。
根據 IC Insights 的數據,2021年由于供應緊張,MCU 的 ASP 上漲了 10%,創下 25 年以來的最大漲幅,與此同時全球 MCU銷售額也增長了 23%,達到 196億美元的曆史記錄,全球出貨量爲 309億顆。
根據 IC Insights 的預測,2022年全球 MCU 市場規模將繼續增長至 215 億美元,2026年將達到 272 億美元,2021-2026年的年複合增速約 6.7%。其中,32 位 MCU 的年複合增速預計爲 9.4%,2026年市場規模將超過 200 億美元。
根據前瞻産業研究院的預測,物聯網、新興醫療電子及新能源汽車等應用領域的增長速度領先全球,帶動下遊應用産品對 MCU 産品需求持續旺盛,中國 MCU 市場將繼續保持較好的增長態勢,2026年中國 MCU 市場規模將達到 513 億元。
按照處理器的位數劃分,MCU 可分爲 4 位、8 位、16 位和 32 位,位數越高,處理能力越強,支持的存儲空間越大,外設接口也越多,可以滿足不同類型的市場需求。從全球範圍內看,32 位 MCU 已經成爲主流,而當前基于 Arm Cortex-M 內核架構的 32 位運算內核由于良好的生態和及可拓展性,逐漸成爲全球消費電子和工業電子産品的主流架構。根據 Gartner 統計,2020 年全球 32 位和 8位 MCU 市場規模占比分別爲 59%和 23%。
按照應用劃分,MCU 可分爲通用型和專用型,通用型指將可開發的資源(RAM、ROM、I/O)全部提供給用戶,而專用型 MCU 的硬件和指令是爲某種特定用途而設計的,如用于智能電表、WIFI、電機驅動、TWS、快充等市場需求較大的特定垂直領域。
目前,全球 MCU 供應商以國外廠商爲主,行業集中度相對較高。
2020 年全球 MCU 市場主要被瑞薩、恩智浦、英飛淩、意法半導體及微芯科技等廠商占據,CR5 達 75.6%。
從應用領域看,國外廠商 MCU 産品種類齊全,在消費電子、汽車電子及工業控制等領域覆蓋較爲均衡,且全球市場以汽車電子和工控爲主。
汽車電子對 MCU 産品的性能要求很高,同時也是全球 MCU市場份額占比最高的應用領域。
據 Strategy Analysis 數據,全球以及國內車載 MCU市場主要由恩智浦、瑞薩、英飛淩、德州儀器、微芯科技占據,共占約 85%的市場份額。
目前我國 MCU 芯片的國産自給率偏低,且國內大部分廠商的 MCU産品主要集中在消費電子和家電等中低端領域,汽車、工業等高端領域下遊大量需求長期被國外廠商占據。
隨著國內消費電子、汽車電子、工業控制及物聯網等各應用領域對國 産 MCU 芯片的需求大幅增加,爲國內廠商開發拓展MCU 業務提供了良好的市場環境。
3.2 豐富開發生態,打造“MCU 百貨商店”公司前瞻性布局
MCU 業務並一路發展至今,除了考慮到 MCU産品市場空間廣闊,具有良好的市場發展前景且國産化率低之外,原因還在于:一方面,MCU 和存儲具有協同性,存儲芯片是 MCU 系統的重要組成部件,一顆 MCU 芯片通常需要配置一顆或多顆 Flash 工作。
NOR Flash 與 MCU 在設計研發、工藝制造、應用場景、銷售渠道及客戶資源方面的聯系有 利于公司 MCU業務的市場拓展,例如 Flash工藝、設計、良率等方面的技術積累和經驗可對 MCU中嵌入式 Flash提供借鑒,從而提高公司 MCU 産品的開發效率、縮短研發周期、提升産品性能;另一方面,公司原先的主營業務收入主要來自 NOR Flash,開發 MCU 業務有助于完善和豐富産品結構,提升抗行業周期波動風險的能力,打開更廣闊的發展空間。
作爲國內 32 位 MCU 領導者,公司相比市場同行産品類型更齊全、生態更完善,更具競爭優勢和品牌價值。
GD32 系列 MCU 産品主要爲基于 ARM Cortex-M 系列(M3、M4、M23、M33)32位通用 MCU以及于2019年 8月推出的全球首顆 基于 RISC-V 內核的 32 位通用 MCU,在提供高性能、低功耗的同時兼具高性價比和可靠性。
公司産品可廣泛應用于如工業控制、用戶接口、電機驅動、電源監測、警報系統、消費電子和手持設備、汽車導航、T-BOX、汽車儀表、汽車娛樂系統、無人機、物聯網、太陽能光伏控制、觸控面板、個人電腦外設等。
目前,GD32 客戶總數量已超過 2 萬家,以累計 10 億顆出貨量領跑中國 MCU 市場。在工藝制程上,近年來,通用 MCU主流嵌入式 eFlash工藝制程爲 110nm 和 90nm,少數廠商采用 55nm,中高端的 MCU (M3/M4/M7)則采用 5xnm 和 4xnm 的嵌入式 eFlash 工藝制程。
GD32 的設計工藝也在不斷進化並持續在行業保持領先:
2013 年推出的 GD32F103 系列采用 110nm 工藝;2016 年推出的 GD32F450 系列采用 55nm 工藝;2020 年推出 GD32E503 系列采用 40nm 工藝;如今的超高性能 MCU 研發已經采用 22nm 工藝,在行業處于領先地位,既可有效降低功耗也可縮小芯片面積,從而降低成本。
2013 年至今,公司從零起步,一步步將 GD32 産品矩陣擴充到現今的 35 個系列、450 余款産品型號,實現了對通用型、低成本、高性能、低功耗、無線連接等主流應用市場的全覆蓋,圍繞 Arm 內核成功構建起了滿足高、中、低端各種市場不同客戶需求的通用 MCU 生態體系,積累了服務通用市場的強大能力和經驗基礎。
公司入門級産品包含基于 Arm Cortex-M23/M3/M4 內核的 6 大産品系列,M4 內核産品憑借更佳主頻、更好外設、更多功能、更低成本等爲工業電機、變頻、節能應用等成本敏感型客戶帶來更高性價比;
在主流型 MCU 市場,公司同時提供 Arm 內核和 RISC-V 內核産品以滿足更加多樣化的開發選擇,Arm 內核産品基于 Cortex-M3/M4 內核提供了十大産品系列,且主流型各系列産品之間具備優良的軟硬件兼容特性,可實現客戶方案升級靈活切換;
高性能産品線則共有 13個産品系列,具備業界領先的處理能力、功耗效率、連接特性及高安全性,主要用于手持設備、圖形顯示、人機界面和工業控制、能源電力等互聯和高級應用領域。
公司基于 Cortex-M33 內核設計推出了首款無線型 MCU,實現對 IoT 雲端的連通,應用于智能家電、IoT 智能終端;同時面向主流低功耗 MCU市場推出的基于 Cortex-M23內核的 GD32L233系列采用了 40nm 超低功耗(ULP)制造技術,能優化電流效率同時兼顧處理性能和外設資源上的均衡,適用于工業表計、小型消費電子設備、便攜式醫療設備等需要低功耗、 對能效要求較高的便攜式應用場景。
從 2013年推出國內首顆 Arm Cortex-M 內核 32位通用 MCU以來,曆經 9年的發展,GD32已成爲中國最大的 Arm MCU 産品家族,市場認可度越來越高,出貨量持續攀升,已經成爲業績增長最快的産品線。
2016-2021 年 MCU 的銷售額年複合增長率達到 65.64%,銷量年複合增長率達 53.84%,可以看出公司 MCU營收並非僅依賴于 ASP 主要還靠出貨量的拉動。
2021 年 MCU市場供不應求,帶動價格大幅上漲,公司 MCU産品的 ASP 也從 2020年的 3.94元/顆提高到 6.23元/顆,同時銷量翻倍,使得當年 MCU 業務實現營業收入 24.56 億元,同比增長 225.36%。
未來,公司將不斷演進和豐富“MCU百貨商店”的定位與內涵,工業和汽車市場仍是重點看好的兩大領域。
工業市場基礎規模龐大,客戶需求相對穩定,對産品的性能、可靠性、穩定性要求也很高,一直以來就是公司持續發力的領域。2021年 MCU産品在工業領域銷售占比持續增長,工業類客戶應用的占比已接近 GD32年用量的一半,成爲公司 MCU 産品第一大營收來源。
公司也在規劃高性能 MCU,主要面向工業自動化、能源電力、安防消防等主流工業應用。
鑒于工業市場的需求將向算法和泛周邊擴展,公司會持續支持高精度強實時的工業控制及高性能數據處理,提供電機控制(MCU+驅動+信號鏈)整體解決方案,增強數字電源及儲能管理。
在汽車領域,目前,汽車電子電氣架構正在經曆從分布式架構到基于域的集中式架構再到域融合的帶狀架構的發展曆程,智能座艙、高精度地圖、車身電子等應用對MCU需求量大增。雖然一些後裝市場可以使用工業類 MCU産品,但爲了迎接汽車“新四化”帶來的巨大機遇,公司選擇了自研車規級 MCU産品。
除在汽車後裝市場的已有應用外,公司 MCU 産品正穩 步進入車規市場,積極拓展在汽車領域的應用。
此外,汽車級與工業類産品在開發工具、配套軟件等方面可兼容和複用,可以有效節省開發時間,降低開發難度。公司的第一顆 40nm 車規級 MCU 産品已流片並進入客戶送樣測試階段,目前正在積極推進中,該産品將主要面向通用車身市場,預計下半年內實現量産。
以 “硬産品力+軟實力”成爲 MCU領跑者。
客戶在選擇 MCU時,首先會衡量公司的産品力,考察産品是否具備可持續發展能力,但僅有出色的産品還遠遠不夠,服務同樣重要。原廠的産品規劃是否符合自身的應用發展方向,産品的設計和質量有無品質問題都是客戶越來越關注的重點。因此原廠的“軟”實力則是用戶看重的另一方面,包括質量體系建設、品控能力(良率、一致性、可靠性)、持續供貨保障能力、産品生命周期內的服務支持、研發投入等。
公司的 MCU 産品有四大特點:高性能、工業級別可靠性、開發簡易和系列間兼容。即使采用的內核不同,只要 MCU 的封裝相同,就可以保證系列之間的兼容性,還能與國外大廠對標、pin-to-pin兼容,同時承諾 10年的長期供貨保障。
豐富開發生態,持續打造完善的 MCU 生態系統。
作爲“生態型”産品的代表,MCU 的發展很大程度上取決于爲客戶所提供的支持和服務的力度,即生態系統的建設完善程度。
GD32以生態領先爲核心,持續強化 MCU生態系統建設,在構建包括原廠、代理商、用戶、大學、科研機構等多方在內的一個開放包容、自我更新和循環發展的生態體系,通過生態系統爲客戶提供更強大、更完善的服務支撐,最終爲産業應用服務。
公司推出了多種開發環境 IDE、開發套件 EVB、操作系統 RTOS、圖形化界面 GUI、安全組件和雲連接方案,還提供了各種系列的視頻教程供在線學習,讓用戶既能夠快速上手、移植、升級,縮短産品設計周期,加速産品上市時間,又方便的獲得開發資料、中間件、開發板、技術培訓等,從而快速解決開發過程中遇到的問題。所以說,生態壁壘的建立是 GD32 最大的産品優勢。
eFlash 和 SiP 搭配,産能保障更靈活。
目前主流的 MCU 制程通常需要嵌入式閃存(eFlash)工藝技術,而國內晶圓代工廠可以提供 eFlash 制程的産能相對有限。由于在標准 NOR Flash 方面具有多年積累,公司先將邏輯電路與閃存分別加工再采用 SiP 封裝合封,相比將邏輯電路和存儲電路制作在同一晶粒中的 eFlash,獨立外挂的 NOR 閃存芯片容量更爲靈活,可減少對 eFlash代工産能的依賴,在産能緊張的情況下可快速轉廠獲得産能彈性。
四、以物聯網爲核心,多元化布局乘風起舞
4.1 打造“感、存、算、控、聯”一體,産品持續叠代升級
公司的願景是成爲全球領先的芯片設計公司,給更多客戶提供包括存儲、MCU、傳感、邊緣計算、連接等多樣化的芯片産品,以及相應算法、軟件在內的一整套系統及解決方案。公司也正從以往所擅長的存儲、控制與傳感器三大領域,拓展爲“感、存、算、控、聯”一體的全新架構,並通過産品與應用的協同效應,實現系統融合與聯動的能力,爲客戶提供完整解決 方案。
公司致力于打造多産品聯動,不斷探索以 MCU 控制器爲核心,與傳感器、模擬外設、各類存儲器組合,爲嵌入式系統及終端提供智能化應用實例。2021年在價格飛漲、交期延長的背景下,公司 MCU 業務抓住智能化終端需求、市場緊缺和國産替代的機遇趁勢而上,不斷完善 MCU 生態協同,圍繞 MCU 周邊量産了電機驅動芯片(MOSFET 柵極驅動器,主要應用于電動工具、機器人、工業自動化三相 BLDC和 PMSM 電機)和 GD30系列電源管理芯片(目前主要應用 TWS 耳機、便攜醫療設備等)、锂電池充電管理(BMS/Charger)等模擬信號鏈 IC,意在以更全的産品布局和更細分的解決方案,打造一站式差異化的市場競爭優勢。
爲順應智能化網聯化趨勢,公司核心産品布局思路是以覆蓋通用市場的“面”結合垂直市場的“點”,依托超低功耗、無線集成、超高算力、車規級 MCU 等組成的産品矩陣,將 GD32 切入更細分的垂直市場。
公司的産品及型號也在進行叠代升級,以 GD32L233 系列低功耗 MCU、GD32W515系列 Wi-Fi MCU、GD32F310系列入門級 MCU、GD32F30x 系列主流型 MCU 爲代表的新産品、新型號陸續量産,爲進入工業表計、電池供電、儀器儀表、智能家居、AIoT 等更多細分市場賦予更多機會。
在産品供應方面,公司的供應鏈管理也采取了多元化策略,深化産能戰略布局,與全球多家知名供應商如中芯國際、華虹、格芯、聯電、台積電建立了長期良好的合作關系,采取多家晶圓廠、多家封測廠同時認證供貨的方式。
公司作爲行業內龍頭企業,有一定的規模和品牌優勢,能集合多産線資源來應對半導體市場普遍缺貨漲價的形勢,爲客戶提供産能和供應鏈長期安全保障。
4.2 迎風啓航,向汽車、工業市場轉型升級
各類智能化應用 AIoT、5G通信、智能家電、光伏儲能、新能源汽車、工業自動化、電機驅動等新興市場促進了 MCU市場的蓬勃發展,其中車載和工控領域將是 MCU 行業未來的主要增量市場。
在工業領域,MCU 是工業自動化的核心部件,如步進馬達、機械手臂、儀器儀表、工業電機等。工業級 MCU 對無線連接、環境感知、人機交互等功能不斷提出新需求,以工業機器人爲例,一般每台需使用十余顆 MCU 芯片。而隨著汽車的“新四化”帶來的技術變革,汽車電子電氣架構重構,對 MCU 的要求也會隨之發生變化,所需的 MCU 數量和單價均會提升,扮演的角色也日益重要。
大到動力總成、車身控制、電機驅動控制系統、儀表盤、車載影音娛樂系統、通信系統、高級安全系統、ADAS 系統,小到空調、車窗控制、雨刮、電動座椅、倒車雷達和車鑰匙等都需要 MCU 進行控制,一輛電動汽車上的 MCU 數量目前可達幾十顆甚至上百顆。尤其是油門控制系統、自動泊車、先進巡航控制、防撞系統等 ADAS 系統對 32 位 MCU 芯片需求量將大幅度提升。
國內汽車芯片産業發展較晚,且由于車規級 MCU 認證門檻高、認證周期長,對可靠性、安全性、一致性、壽命、良率要求很高,目前國內 MCU 廠商主要專注在不涉及功能安全的控制器內的 MCU,在車身控制方面,國産 MCU 的技術性能已經可以滿足需求,也開始國産替代了,目前已經進入前裝市場的有芯旺微、傑發科技。但在諸如底盤動力需要功能等級安 全的 MCU 方面,目前國産化率幾乎爲0,未來替代空間廣闊。
此外,當前汽車“新四化”處于快速發展態勢,汽車産業對存儲器的需求與日俱增,成爲存儲芯片中重要的新興增長點和決定市場格局的重要力量。實現汽車的智能化需要更多的環境感知,隨著傳感器和更多 MCU 集成到系統中,車載存儲的程序和處理的數據都需要更高性能、可靠性、更大容量的存儲解決方案,從而推動 DRAM 和 Flash 的市場需求持續增長,例如智能座艙帶來的大量數據交互。
公司自 2014年以來就布局涉入汽車行業,經過多年的耕耘和經驗沉澱,在車載應用領域積累了相應的技術開發基礎以及市場調研經驗。目前,兆易創新以存儲産品爲基礎,不斷拓展更加穩定可靠、高性價比的 MCU 産品以及汽車電子系統所需要的傳感器,打造獨具優勢的汽車市場布局,爲車載應用的國産化提供豐富多樣的選擇。
以車規級 MCU 爲例,兆易創新的策略是以車身電子作爲切入點,向前裝/後裝領域同步擴展,覆蓋 ADAS、汽車照明、HVAC、DCDC 車載充電、T-box、EDR、導航等應用,前裝市場預計將在年內面向 BCM 應用推出支持車規級 MCU 認證和安全標准的 MCU系列新品;汽車後裝則包括已有的車載影音、導航、OBD、EDR、新能源車身及周邊應用場景。
GD32 系列以通用車身市場爲突破口,將 Arm 架構的産品和生態持續引入汽車市場,車用 MCU 産品矩陣覆蓋車燈、車門窗、後視鏡、尾門、天窗、電動座椅、空調面板、檔位控制器等車身控制系統,多媒體信息系統,安全系統,電池管理系統,以 及 NFC 無鑰匙進入、智能座艙等先進功能,不斷豐富車用場景。
公司聚焦技術創新,進一步提升核心技術,重點拓展工業、汽車領域戰略合作及生態布局,將在現有資源基礎上持續增加對車規級産品生態的投入力度,包括提供典型的汽車應用解決方案(如座椅、後視鏡、車燈、車身電子控制)、參考設計、代碼、協助用戶通過可靠性標准 AEC-Q100 系列、質量管理標准 IATF16949 認證、功能安全標准 ISO26262 ASILB(D)車 規認證測試等,加速汽車用戶對 Arm MCU的熟悉、應用和量産。例如,公司還聯合生態合作夥伴,結合 GD Auto MCU和 Flash 套片打造了 ADAS 單目預警解決方案,其中 Flash 用于boot 功能,Auto MCU 用于 monitor。
未來幾年,車用電子電氣架構將繼續從當前的域控制走向中央集成,相應的汽車應用的高性能 MCU 需要實現高度的集成化,車載存儲的架構也會不同于傳統的 MCU。嵌入式 Flash 和 RAM 對于 MCU 的性能以及成本的優化有著至關重要的作用。
公司在存儲上的多年積累可反哺 MCU,有助于公司推動構建可升級、可配置的汽車應用生態。
對此,車規存儲産品方面,公司推出了單顆容量覆蓋 2Mb到 4Gb的 NOR 和 NAND Flash産品組合。GD25/55、GD5F全系列産品已經通過 AEC-Q100車規級認證,實現了從 SPI NOR Flash 到 SPI NAND Flash車規級産品的全面布局。
目前公司車規級 Flash 産品已在國內外多家知名汽車企業批量采用,可爲車載輔助駕駛系統、車載通訊系統、車載信息及娛樂系統、電池管理系統、DVR、智能駕艙、T-BOX等應用提供大容量、高可靠性、性能優異的産品及解決方案。
4.3 全球多元化布局,積極探索國外市場
海外市場是公司重要的業務來源,2021年在營收占比中已提高到80%以上,是未來重要的收入增長來源。對兆易創新這樣頭戴“國內第一”光環的中國頭部MCU廠商來說,未來要想從1到 N,不僅要立足國內,還要海外布局,力爭全球領先,探索更多服務海外客戶的機會,穩步走向國際市場。
事實上,近年來,公司已經在歐洲、美國、亞太等地設立了多個分支機構,營銷網絡遍布全球,可以爲客戶提供優質便捷的本地化支持服務。
海外知名企業對 GD32 産品和方案的嚴格要求使得公司相關的産品規劃、量産規模、質量體系、交付效率、技術支持、分銷網絡等國際化服務能力均得到了大幅增強,海外需求也逐年上升,越來越多的國際合作夥伴願意加入兆易創新的 MCU 生態大家庭。
而這一切的前提是 GD32 MCU 的産品質量過硬,在出廠前經曆了嚴苛的失效率測試、EMI 抗幹擾測試、三溫全功能測試,公司具備提供國際化服務的必備基礎。
未來,兆易創新將堅持全球多元化布局,持續提升産品性能表現,擴展海內外市場。例如,在 NOR産品上,鞏固消費電子戰略大客戶份額,深耕海外消費電子、車工規市場,強化全球産品影響力;在 DRAM 産品方面,豐富産品品類,實現重點 行業突破(如網通等市場領域);在 MCU 産品上,推進、加強戰略客戶和頭部客戶合作,增加市場份額,繼續開拓海外市場,提升海外營收。
五、 盈利預測及估值分析
5.1 基本假設
1)存儲芯片的收入和毛利率:
該業務是公司自成立以來的基本盤,在公司的營收占比中過半。受益于物聯網等新應用領域 的擴展,以及公司自身從原先的 NOR 拓展到互補的 SLC NAND,再切入市場空間廣闊的利基 DRAM,存儲業務實現了穩健的增長。
雖然存儲行業周期性較強,但公司深耕的利基存儲市場較爲穩定,未來隨著公司的 NOR Flash 産品市場占有率的進一步提升,以及 17nm 自研 DRAM 新産品量産在即,公司的存儲業務有望進一步打開天花板,觸及更大的市場,營業收入將繼續保持穩健增長,預計 2022-2024年收入增速分別爲 30.0%、20.0%和 20.0%;隨著公司 NOR Flash産品向中高端領域的不斷拓展,以及自研 DRAM 比例的提升,預計毛利率穩中略降,對應毛利率分別爲 38.0%、37.5%、37.0%。
2)微控制器的收入和毛利率:
該業務是公司收入的重要來源,也是未來持續重點發力的業務方向。受益于 MCU 市場供應 緊張、價格上漲,公司抓住 MCU缺貨漲價的機遇,將更多産能分配給了高毛利的 MCU,2021年公司的 MCU業務實現了 翻倍式增長,毛利率水平也大幅攀升。
雖然今年供應緊張的狀況有所緩解,價格端將有所回落,但我們認爲銷售數量上依然會實現較好的增長,且隨著公司産品從消費向工業、汽車領域的轉換,MCU 業務有望繼續保持高增長,預計 2022-2024 年收入增速分別爲 70.0%、40.0%和 32.0%,對應毛利率分別爲 60%、56%、52%。
3)傳感器的收入和毛利率:
該業務受行業市場波動的影響較大,未來該項業務占比不超過 10%。考慮到公司在布局 TOF 等新産品,我們預計 2022-2024 年收入增速分別爲 20.0%、16.0%和 14.0%,對應毛利率保持在 30%。
5.2 盈利預測
基于以上假設,預計 2022-2024年公司將實現收入119.89億元、151.80億元和 188.90億元,同比分別增長 40.9%、26.6% 和 24.4%;2022-2024年歸母淨利潤將達到 31.23億元、38.37億元、45.48億元,同比分別增長 33.6%、22.9%和 18.5%;2022-2024 年 EPS 分別爲 4.68 元、5.75 元和6.81 元。
5.3 估值分析
公司的主營業務是存儲芯片和 MCU 的設計,同公司處在類似賽道的企業包括北京君正、中穎電子、芯海科技、普冉股份、東芯股份等。其中北京君正、普冉股份、東芯股份主要從事存儲芯片設計,中穎電子、芯海科技主要從事 MCU 設計。
根 據 Wind 的盈利預測及一致預期,我們計算得到 A 股可比公司 8 月 2 日收盤價對應的 22-24 年的平均市盈率爲 32.8X、24.5X和 19.0X。公司 8月 2日收盤價對應的 22-24 年的 PE 分別爲 25.2X、20.5X和 17.3X,低于行業平均水平。
我們認爲公司作爲國內存儲和 MCU 領域排名前列的國內龍頭企業,具備先發優勢,在技術、渠道、規模上優于可比公司,存儲業務全面覆蓋 NOR、NAND、DRAM,在 MCU 方面也是國內 32 位 MCU 領跑者且車規級 MCU量産在即,因此應享有一定的估值溢價。
5.4 報告總結
公司是國內半導體領域利基型存儲和微控制器市場的龍頭設計公司,經過多年積累完成了存儲器領域的全面布局,並且切入了應用廣泛的 MCU 市場。
公司以物聯網邊緣端應用爲核心進行存儲器、微控制器、傳感器等産品和整體解決方案的布 局,産品群豐富,並且憑借技術積累、先發優勢和規模效應,成爲國內 NOR Flash 領域的佼佼者,又以“硬産品力+豐富的生態”成爲國內 32位 MCU領跑者。
公司在不斷深化現有市場和客戶的基礎上,持續優化産品結構、客戶結構和市場應用,不斷開拓新領域、新客戶,在工業自動化、新能源、安防監控、汽車等領域實現良好增長。
在國産替代的東風之下,隨著公司新産品線的進一步拓展和量産,以及在工業、汽車領域産品的持續突破,我們認爲公司産品的市場占有率將進一步提升,營收規模將進一步擴大。
我們預計,2022-2024年公司 EPS 分別爲 4.68元、5.75元和 6.81元,對應 8月 2日股價的 PE 分別爲 25.2X、20.5X和 17.3X。
5.5 風險提示
(1)下遊需求可能不及預期:智能手機等消費電子需求疲軟,疊加疫情反複等影響,可能會對公司的業務産生一定影響。
(2)市場競爭加劇:近年來由于市場需求較好,越來越多的廠商進入了存儲和 MCU 市場,市場競爭加劇。一旦公司的技術水平、産品品質、服務質量有所下滑,都可能造成公司不能獲得新客戶或丟失原有客戶,被競爭對手拉開差距,市場份額將被搶奪。
(3)新産品研發、客戶認證不及預期:DRAM 和 MCU 屬于技術和客戶認證門檻較高的市場,如果産品良率達不到預期或者客戶測試認證進展較慢導致量産節奏延緩,可能對公司的業績産生不利影響。
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