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国内FPGA龙头,复旦微电:专注技术自主研发,多元产品助力稳增长

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楼主
发表于 2023-5-19 09:22:02 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
2023-05-18 07:30·远瞻智库
(报告出品方/分析师:国元证券 杨为敩 马捷)
1 国内领先IC设计公司,盈利能力持续提升
1.1 深耕行业数十年,专注技术自主研发
上海复旦微电子集团股份有限公司是国内从事超大规模集成电路的设计、开发、生产(测试)和提供系统解决方案的专业公司。


公司于1998年7月创办,并于2000年在香港上市,2014年转香港主板,是国内成立最早、首家上市的股份制集成电路设计企业。2021年登陆上交所科创板,形成“A+H”资本格局。


1.2 公司股权结构分散,无实际控制人
公司股份结构较为分散,亦无实际控制人。
复旦微电股东包括复旦复控、复芯凡高、上海政本、上海政化等众多投资者,股权结构相对比较分散。
截至2023年第一季度,公司第一大股东为复旦复控,占比13.42%,其实控人为上海市国资委;公司的第二大股东为复芯凡高,持有公司13.07%的股份,其实际控制人为教育部。
目前公司拥有深圳复旦微电子等多家子公司,及复控华龙、复旦科技园等多家参股公司,各子公司之间分工合作业务协同。


1.3 背靠国内外高校,技术实力雄厚
管理层及核心技术团队均出自国内外高校,履历背景优异。公司管理层与核心技术人员均毕业于海内外一线院校,且均具有十年以上的科技公司管理经验。


1.4 高端产品占比提升,盈利能力显著增强
受益于部分下游景气度提升及公司对于产品矩阵的灵活把控能力,公司实现营业总收入稳定增长,2019年到2022年期间,复合增长率达34%。
2020年,公司在下游需求疲软的情况下仍维持了一定增长,得益于非挥发存储器齐全的产品线布局和供应链管理优势。
2022年,公司产品的下游应用领域需求出现分化,虽然消费电子产品为代表的部分芯片需求呈下滑趋势,公司仍通过加大在工业级产品、高可靠等应用场景的市场开拓,加强新产品与新客户的拓展,实现集成电路设计业务各产品线收入持续增长。


公司前五大供应商集中度较高,前五大客户较为分散,经销模式收入占比稳步提升。
由于晶圆制造、封装测试均为资本及技术密集型产业,行业集中度较高,相应地公司供应商集中度也较高。
2019-2022年公司前五大客户占营收的比重分别为24.58%、21.01%、21.86%及32.86%,客户结构相对分散,不存在单一客户依赖度较高的情况。同时根据不同产品的特性及下游客户集中度,公司采取了不同的销售战略。
其中,直销对应安全与识别芯片、非挥发存储器中的 NOR Flash 存储器、FPGA 及其他芯片与集成电路测试服务;智能电表芯片、非挥发存储器中的 EEPROM 存储器与 SLC NAND Flash 存储器则以经销为主。


随着公司高端化战略布局的优势显现,公司毛利率与净利率水平均有较好表现。
2019年,由于存储器行业景气度回落,非挥发存储器产品均价出现下滑,当年公司出现短期亏损。2020年,随着高端产品线FPGA芯片均价及收入占比提升,公司毛利率及净利率水平明显改善,其中净利率于当年扭亏为盈,到2022年稳步提升至64.67%、31.57%。


公司费用率控制良好,研发投入持续增长。
2019年-2022年,公司期间费用率呈下降趋势,占总营业收入的比重从15.75%下降至10.00%,经营效率不断提升。同期,研发费用率虽有所下降,但均值达29%,研究投入水平相对较高,绝对值亦呈增长趋势,年复合增长率约10%。


2 公司产品矩阵丰富,行业周期触底回升
2.1 芯片设计及测试:“轻装上阵”,聚焦集成电路设计
2.1.1芯片设计与测试环节规模超千亿,国产化需求成重要推动力
集成电路全产业链包括IC设计、晶圆生产、封测及芯片销售等环节。
和传统制造业类似,半导体产业链中不同环节的盈利能力亦呈现“微笑曲线”的特征,其中IC设计环节属于轻资产行业,核心竞争优势在于研发能力,遵循“人是最重要的资产,毛利相对较高。


晶圆生产环节属于重资产行业,不同工艺制成对制造技术的要求差异较大,先进制程的晶圆代工厂具有较强定价权,可以获得较高毛利。同时基于摩尔定律,这类厂商也具有较强先发优势。
封测环节也属于重资产行业,技术变化速度慢,毛利较低,是相对容易进入的环节,目前已达到较高国产化程度。
未来随着制程的不断缩小,设计与制造的复杂程度呈指数型加大,难度骤升,价值量将继续流入设计及制造环节。


从半导体产品的角度,FPGA属于逻辑芯片中的可编程器件(PLD),目前仅占逻辑芯片的5%。
半导体产品可以分为集成电路(模拟芯片、逻辑芯片、处理器、存储芯片)、分立器件、光电子和传感器四大类,其中集成电路是最大的市场。
根据WSTS的数据,在集成电路(IC)中,模拟芯片负责处理时间和幅值都连续的模拟信号,2022年全球市场规模达到890亿美元;而数字芯片(处理器、存储及逻辑芯片)负责处理以高低电平代表1-0的数字信号,市场规模3849亿美元,占半导体市场近70%,是半导体中最大的市场。


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沙发
 楼主| 发表于 2023-5-19 09:22:44 | 只看该作者
2.1.2 公司主体聚焦芯片设计,子公司在第三方测试行业中规模领先
公司采用垂直分工模式,专注于集成电路设计业务,将晶圆制造、封装和测试等环节分别委托给晶圆制造企业、封装和测试企业代工完成。
根据招股书中的信息,公司晶圆代工厂包括GLOBAL FOUNDRIES、上海华虹(集团)有限公司、中芯国际等;封装测试 厂包括长电科技、华天科技等。


复旦微电通过控股子公司华岭股份为客户提供从芯片验证分析、晶圆测试到成品测试的集成电路测试服务整体解决方案,集成电路测试的具体内容包括晶圆测试及成品测试,华岭股份是国内第三方测试企业中规模最大的三家内资企业之一。
测试能力广泛覆盖移动智能终端、信息安全、数字通信、FPGA、CIS、金融 IC 卡、汽车电子、物联网 IoT 器件、MEMS 器件、三维高密度器件以及新材料、新结构等众多产品领域。


2019-2022年,公司集成电路测试服务收入整体呈上升趋势,毛利率相对稳定。
2022年,公司测试服务收入价格增速放缓,主要系智能手机、电脑、家用电器等市场需求由暖转冷,终端企业下单意愿明显减弱,产业链从供不应求进入去库存下行周期;毛利率下降,主要系扩大生产经营,新增测试设备折旧增加、人工薪酬上升,使得营业成本上升,毛利率下降。


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板凳
 楼主| 发表于 2023-5-19 09:23:37 | 只看该作者
2.2 FPGA:技术实力领先,生成式语言类大模型加速市场扩容
2.2.1 FPGA芯片下游应用广泛,人工智能或成为重要驱动因素
(一)人工智能领域
FPGA由于其可以更好的平衡处理效率及灵活性,可以更好兼顾AI对。
从性能的角度看,FPGA与GPU相比,FPGA具备明显的能效优势,即相同性能下FPGA的单位能耗更低;与ASIC相比,ASIC的灵活性不足,而AI神经网络演进的速度较快,ASIC无法跟上算法的迭代更新。
具体来说,一方面,AI应用对硬件平台的算力提出了极高的需求,又同时要求硬件架构兼顾高能效、低延时、高吞吐、可伸缩等一系列特性。
另一方面,AI应用和算法层出不穷,对训练和推断任务的系统需求也不尽相同。这样一来,就急需拥有强大处理能力、有极强灵活性的硬件,以满足AI应用的需求。而FPGA恰恰由于其可以动态的改变不同模块的运行功能,从而有更高的并行灵活性及处理效率。从成本的角度看,如果具体的应用场景或算法发展得太快,或者硬件规模太小,以致开发和使用ASIC的成本过于高昂时,也可以继续使用FPGA作为实现平台。
(对客户而言,由于FPGA方案无需支付高额的流片成本,也不用承担流片失败风险,对于小批量多批次的专用控制设备,FPGA方案的成本低于ASIC等方案,具有成本优势。)当应用规模逐渐扩大时,就可以在合适的时机,选择将这些已经成熟的定制化硬件设计直接转化成定制化芯片,以提高它们的稳定性,并降低功耗和平均成本。


在国内外生成式预训练语言类大模型陆续发布的大背景下,FPGA市场将受到较高更快拉动。根据Semico Research的数据,人工智能领域的FPGA全球市场规模2023年有望达52亿美元,五年复合增速有望达38.4%。
国内方面,根据Frost & Sullivan数据,2020年应用于该领域的FPGA芯片中国销售额将达到5.8亿元,占中国FPGA芯片市场份额的3.9%,2021年至2025年年均复合增长率将达到16.9%。
2022年11月以来,随着Chatgpt-3&4、“文心一言”、“盘古大模型”等国内外语言类大模型陆续发布及开放测试,对AI芯片市场预计将产生较强拉动。其中,FPGA由于其在人工智能领域处理效率及灵活性方面的显著优势,将优先受益于AI芯片市场增长。


(二)数据中心领域
FPGA相比ASIC,FPGA芯片在性能、灵活性、同构性、成本和功耗等五个方面可以达到出色的平衡。相比于CPU,FPGA芯片由于其无指令、无需共享内存的体系结构,能够同时提供强大的计算能力和足够的灵活性;相比GPU,FPGA芯片在数据中心领域具有低延迟及高吞吐的优势。
FPGA芯片在数据中心领域主要用于硬件加速,并被广泛应用于2016年后发布的云计算模型中。由于数据中心使用FPGA芯片代替传统的CPU方案后,处理其自定义算法时可实现显著的加速效果,从而后续在微软Azure、亚马逊AWS、阿里云的服务器中,FPGA芯片都得到了广泛部署。因此在云计算大面积应用的背景下,未来随着数据中心对芯片性能的要求将进一步提高,预计更多数据中心将采纳FPGA芯片方案。
根据Frost & Sullivan数据显示,2020年应用于数据中心领域的FPGA芯片中国销售额将达到16.1亿元,占中国FPGA芯片市场份额的10.7%,2021年至2025年年均复合增长率将达到16.6%。


(三)通信领域(5G)
FPGA由于其具有可编程的灵活性以及低延时性,在通讯协议经常变化和升级的情况下具有独特优势。
由于5G通讯对基站射频芯片的连接速度、低延时、连接密度、频谱带宽的要求更高,且新增Massive MIMO(大规模天线整列)技术、云RAN、新的基带和RF架构等5G关键技术,拥有较长的迭代升级过程和较大的技术不确定性。
这使得市场很难快速推出成熟的5G ASIC芯片,从而为FPGA在5G领域的运用提供了较长的时间窗口。因此,在整个5G系统方案稳定运行前,FPGA是更加理想的解决方案。
FPGA在通信领域的市场规模将随着5G基站建设数量、单基站FPGA用量及芯片单价的提高而增长。
根据Market Research Future的数据,2018年电子通讯领域FPGA全球市场规模达25亿美元左右,约占FPGA全球总市场规模的40%。
其中国内方面,根据Frost & Sullivan数据显示2020年应用于该领域的FPGA芯片中国销售额将达到62.1亿元,占中国FPGA芯片市场份额的41.3%,2021年至2025年年均复合增长率将达到17.5%。增长主要来源于5G基站数量的增长及单基站FPGA用量的提高。
数量方面,据工业信息部统计,到2023年2月我国5G基站总数达238.4,较2022年末净增7.21万个。预计到“十四五”末,将需要建成360万个5G基站(每万人26个),2022-2025复合增长率为15%。
单基站用量方面,FPGA数量有望从4G基站的2-3块增长至5G基站的4-5块,带动通信市场中的FPGA扩容。
单价方面,由于FPGA主要用在收发器的基带中,5G时代由于通道数的增加,计算复杂度增加,所用FPGA的规模将增加,由于FPGA的定价与片上资源正相关,未来单价有望进一步提高。


(四)特种集成电路领域
FPGA由于其具有可靠性高、布线复杂度低及后期设计修改灵活性高的特点被广泛应用于特种集成电路领域。
可靠性高即经过特殊处理的FPGA芯片在特殊环境中可以适应高温、高压等恶劣条件;布线简单则可以减少在电路高频率运行时带来的电磁干扰,保证电路性能;后期设计灵活则有利于根据需要调整或扩展功能。
特种集成电路领域引用场景恶劣,需要芯片在特殊温度、湿度、压力及安全等环境下保持性能,同时特种领域同一批次需求量相对较小,因而经特殊处理的FPGA芯片在此应用领域具有较强性价比。

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地板
 楼主| 发表于 2023-5-19 09:23:58 | 只看该作者
2.2.2 FPGA具有可编程特性,市场规模超百亿
FPGA(Field-Programmable Gate Array)名为现场可编程门阵列,在1985年由赛灵思创始人Ross Freeman发明,是在硅片上预先设计实现的具有可编程特性的集成电路。
通俗意义上讲,FPGA芯片类似于集成电路中的积木,用户可根据各自的需求和想法,将其拼搭成不同的功能、特性的电路结构,以满足不同场景的应用需求。鉴于上述特性,FPGA芯片又被称作“万能”芯片。
FPGA的内部结构主要包括:可编程逻辑块、可编程连线和可编程I/O,其中可编程逻辑块中的LUT是FPGA实现可编程的基础,可编程连线的布局布线设计则是FPGA厂商的核心技术。可编程逻辑块负责承载主要的电路功能,主要包括LUT(查找表look-up table)、MUX和寄存器。
其中,LUT和寄存器是可编程逻辑块中最重要的“积木”,是可编程作用的核心单元。可编程连线负责以一种满足时序的约束方式联通FPGA中各个逻辑块,主要包括映射、包装和布局布线三个核心步骤。
其中,布局布线涉及到FPGA的内部具体架构,是FPGA设计公司的核心机密技术,仅在公司内部EDA上进行。可编程I/O负责和外界的交互,主要包括:IOB模块及紧邻的IO逻辑资源。


FPGA市场为百亿量级,预计国内市场未来3年内年均复合增长率高于全球平均。
根据Frost & Sullivan数据统计,全球FPGA市场规模将从2016年的约43.4亿美元增长至2020年约60.8亿美元,年均复合增长率约为8.8%。
预计未来全球FPGA市场规模将从2021年的68.6亿美元增长至2025年的125.8亿美元,年均复合增长率约为16.4%。
受到国产替代需求的推动,中国FPGA市场增速高于全球平均。中国的FPGA市场从2016年的约65.5亿元增长至2020年的约150.3亿元,年均复合增长率约为23.1%。预计到2025年,中国FPGA市场规模将达到约332.2亿元,2021至2025年年均复合增长率将达到17.1%。


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5#
 楼主| 发表于 2023-5-19 09:25:23 | 只看该作者
2.2.3 海外供应商占垄断地位,国产替代正当时
海外供应商发展较早,目前技术实力具有一定优势。FPGA厂商的技术实力主要体现在性能及开发工具两方面。
从性能角度看,工艺制程、门级规模及SerDes速率是当前FPGA产品性能的重要指标,以复旦微电为首的国内公司在SerDes速率等指标方面已与海外头部公司看齐。
开发工具方面,由于FPGA核心技术布局布线需要在EDA上完成,同时其现场可编程功能也要求FPGA公司需要自行研发适配自家硬件的EDA软件。
虽然与海外头部大厂对比,国内FPGA厂商的开发工具由于推出时间较晚,版本迭代次数相对较少,存在IP库不完善的缺陷。但随着国产化程度加深,下游国内客户广泛配套验证,这一差距将在实践经验增多逐渐缩小。


FPGA行业集中度较高:
一方面,海外大厂目前占据主要份额,国产厂商提升空间大;另一方面,较高的竞争格局往往意味着较高的行业壁垒,高客户粘性及稳定的竞争格局。
根据Frost & Sullivan统计,中国市场以出货量口径统计,2019年,市场份额排名前三的供应商合计占据了85.2%的市场份额。其中,Xilinx、Intel(Altera)和Lattice分别以5,200万颗、3,600万颗和3,300万颗的出货量位列市场前三位,市场占有率达到36.6%、25.3%和23.2%。
以销售额口径统计,2019年,市场份额排名前三的供应商合计占据了96.3%的市场份额。其中,Xilinx、Intel(Altera)和Lattice分别以71.4亿元、46.7亿元和6.7亿元的销售额位列市场前三位,市场占有率达到55.1%、36.0%和5.2%。


2.2.4 公司是国内亿门级FPGA龙头厂商,PSoc优先受益于人工智能领域增长
公司在国内FPGA芯片设计领域处于领先地位,是国内最早推出亿门级FPGA产品的厂商。
公司自2004年开始进行FPGA的研发,曾陆续推出百万门级FPGA和千万门级FPGA,2018年第二季度率先推出28nm工艺制程的亿门级FPGA产品,SerDes传输速率达到最高13.1Gbps,并在2019年正式销售。
当前,公司正在积极开展十亿门级产品的开发,确保公司在国产可编程器件领域技术上的领先地位。


公司作为国内最早推出亿门级产品FPGA产品的厂商,28nm产品性能指标已向海外头部大厂看齐。
截至2021年底,公司累计向超过300家客户销售基于28nm工艺制程的相关FPGA产品,上述客户类型包括通信领域、工业控制领域及高可靠领域客户。
2019-2022年,公司FPGA及其他芯片收入年复合增长率为78%,平均毛利超80%。


公司作为国内唯一28nmPSoc供应商,有融合架构的技术储备,将优先受益于人工智能需求推动的市场增长。
随着人工智能、特种集成电路应用领域的发展,对FPGA芯片的要求逐渐复杂化:如将外部的模拟信号转为数字信号后进行处理,或者除了进行算法处理、扮演高速协处理器以外,还要同时执行复杂控制的任务。
因此,采用CPU+FPGA+AI或者CPU+FPGA+GPU融合架构的PSoC将成为重要的发展方向。
目前公司PSoC产品已成功量产,在多个客户处取得了批量应用,同时新一代配置有APU、GPU、VPU、eFPGA、AI引擎的异构智能PSoC产品——FPAI也成功发布,将进一步丰富公司的可编程产品系列谱系,不断满足各应用领域客户的需求。


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6#
 楼主| 发表于 2023-5-19 09:25:55 | 只看该作者
2.3 MCU:智能电表MCU芯片份额第一,低功耗MCU向车规级布局
2.3.1电表MCU芯片规模为数亿级,出口需求成重要增长极
MCU芯片是指随着大规模集成电路的出现及其发展,将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种I/O接口集成在一片MCU芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。
智能电表MCU作为电能表内的主控核心芯片在智能电网中发挥着不可或缺的作用。智能电表是指以智能芯片为核心,通过运用通讯技术以及计算机技术等,能够进行电能计费、电功率的计量和计时,并且能够和上位机进行通讯、用电管理的电度表。智能电表芯片主要包括电能计量芯片、智能电表MCU和载波通信芯片等。
智能电表芯片的下游需求可以分为国网、南网的单向、三相智能电表需求及出口的三相智能电表需求:国内市场方面,规模直接受国网、南网招标计划影响,目前有望受新一轮智能电表替换周期和IR46标准发布推动。
一方面,国网智能电表在2009年开始集中招标,其使用寿命一般为10年左右,2010-2015年投入使用的智能电表目前已进入更换周期。
另一方面,在IR46新标准下,智能电表将往“双芯”模式发展。“双芯”智能电表中,计量芯片负责法制计量部分,其功能后续不作升级或调整, 以确保数据独立性、可追溯性、准确性、安全性;管理芯片负责非法制计量部分的功能拓 展,并满足各模块程序的下载与更新,在更新升级过程中,不影响计量芯正常工作。
在 “双芯”智能电表模式中,原先的单 MCU 系统将分为双 MCU 系统,对应的智能电表 MCU 需求将大幅增长,对应的智能电表 MCU 厂商也将迎来业绩上升期。
国外市场需求主要来源于亚非拉等新兴国家市场的电力基础设施建设。随着国力增强、对外影响力提升以及“一带一路”等政策的引导,我国电力设备企业纷纷 加快了海外扩张速度。
上述新兴市场国家本土电力企业技术落后,供应能力有限,进口依赖度高,缺乏关键技术、核心设备、项目经验等。
为我国电力设备企业开拓海外市场业务提供了市场机遇。根据 Markets and Markets 的预测,2017 年至 2022 年期间,全球智能电表市场将从 2017 年的 127.90 亿美元增长至 2022 年的 199.80 亿美元,期间年复合增长率达到 9.34%。


2.3.2 公司在计量MCU领域份额常年超50%,具优势地位
复旦微电在单相表计量MCU领域市场份额保持领先。目前,国内企业在电能计量芯片和智能电表MCU芯片已基本完成进口替代。
智能电表 MCU 芯片市场方面,主要参与者包括复旦微电、钜泉科技、上海贝岭、智芯微下属杭州万高科技股份有限公司以及部分外商,复旦微电凭借其在下游表厂方案的覆盖程度以及出货量,在国内统招市场占有率长年稳居第一。
电能计量芯片市场方面,供货商主要为钜泉科技和上海贝岭(及其子公司锐能微)。其中钜泉科技的三相计量芯片的出货量和市场占有率在国内统招市场稳居第一;而单相计量芯片市场份额上海贝岭更占优。


2.3.3 市场规模数百亿,汽车电动化成为行业新增长极
通用型低功耗 MCU 广泛应用于各类依赖电池供电运行的设备中。主流产品普遍集成 16KB-512KB 嵌入式闪存,4KB-128KB SRAM,并根据应用场景需要集成丰富的数字和模拟外设,如运放、SAR-ADC、Sigma-Delta ADC、各种通信接口和传感器接口等;通过超低功耗模拟电路设计、精心设计的电源管理方案和合适的工艺方案选择,实现较低的运行功耗和非常低的待机功耗,并完美支持超宽工作电压范围,以满足电池供电系统苛刻的使用寿命要求。
低功耗通用MCU应用于智能电表、智能水气热表、智能家居、物联网等众多领域,受益于汽车电动化、智能化及中高端领域的国产化率提升,低功耗MCU市场预计保持一定增长。
MCU承担汽车ECU的运算大脑,而ECU和汽车功能复杂化正相关,从防抱死制动系统、四轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统,到现在逐渐延伸到了车身各类安全、网络、娱乐控制系统等领域,ECU逐渐占领整个汽车。
未来随着人工智能与物联网的兴起,MCU 设计将向高性能、高智能,以及更低功耗、更安全、更 小尺寸和集成无线功能发展。


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7#
 楼主| 发表于 2023-5-19 09:26:25 | 只看该作者
2.3.4 海外龙头市场份额占优,国内厂商充分受益于国产化机遇
低功耗通用MCU市场较为集中,以瑞萨电子、意法半导体、恩智浦为代表的海外品牌占据绝对优势,国内厂商目前在白电、消费电子等中低端领域已具一定竞争力,并开始向汽车电子、工业控制等领域进军。
根据IC Insight,2020年全球MCU龙头企业包括瑞萨电子、NXP、英飞凌、意法半导体、微芯科技等,上述企业市场份额分别为17.1%、16.7%、14.6%、14.5%与12.7%。
国内方面,根据IHS数据,2021年MCU行业市场规模初步测算为365亿元。而根据国内MCU龙头企业兆易创新、中颖电子、乐鑫科技、国民技术和复旦微电的MCU业务营收规模来看,上述企业的国内市场份额分别为4.4%、4.1%、1.5%、1.8%和0.8%。


公司MCU芯片产品不断拓宽下游应用领域,在保持智能电表MCU市场份额持续领先的情况下积极向车规级MCU布局。
2022年,公司MCU产品完成了12寸55nm和90nm嵌入式闪存工艺平台的开发与流片,未来将实现12寸和8寸工艺平台的完整布局,拓展公用事业、工业、白色家电、汽车等重点行业市场份额,预计将在2022年下半年开始逐步推出多款基于12寸工艺平台的大容量、高可靠性、高性能工业级和车规级MCU产品。


MCU产品在收入与盈利能力当面,亦保持了较好态势。2019-2022年期间,公司智能电表MCU产品收入的年复合增速为47.6%,毛利率亦呈稳定增长态势(34%增长至64%)。


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 楼主| 发表于 2023-5-19 09:27:03 | 只看该作者
2.4 非挥发性存储器:产品应用领域广泛,客户覆盖范围广
2.4.1 存储芯片市场超千亿,逐步趋于成熟,增长速度放缓
存储芯片作为电子数字设备的主要存储部件,是现代信息产业应用最广的核心零部件。根据存储芯片的功能、读取数据的方式和数据存储的原理可分为挥发性存储器(Volatile Memory)和非挥发存储器(Non-volatile Memory)。


其中,挥发性存储器在外部电源切断后,存储器内的数据也随之消失,存储容量较小但读取速度更快,主要包括DRAM(动态随机访问存储器)、SRAM(静态随机访问存储器)、SDRAM(同步动态随机访问存储器)等;非挥发存储器在外部电源切断后仍能够保持所存储的内容,读取速度较慢但存储容量更大,主要包括EEPROM、Flash Memory(闪存芯片)、PROM(Programmable Read-Only Memory,即“可编程只读存储器”)、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory,即“可擦除可编程只读存储器”)等。


存储芯片在集成电路市场中占据极为重要的地位。
根据世界半导体贸易统计协会(WSTS)统计,2020年全球集成电路市场规模为3,612.26亿美元,其中:存储芯片和逻辑芯片不相上下,分别占据32.52%和32.78%的市场份额;模拟芯片和微处理器分别占集成电路市场份额的15.41%和19.29%。
根据赛迪顾问的数据,2018年全球EEPROM整体市场规模约7.14亿美元,同比增长5.62%。NOR Flash方面,根据市场研究机构Web Feet Research的市场资料,2019年全球Serial NOR Flash市场规模为20.09亿美元。


2.4.2 消费领域需求增长趋缓,工业控制等高可靠领域成为重要抓手
EEPROM芯片,由于其具有体积小、接口简单、高可靠性、功耗低等优点,在手机模组、消费电子、工业、通讯、医疗等应用领域需求明显。
目前,智能手机摄像头、电力电子、汽车电子已成为EEPROM市场增长的主要驱动力。在智能手机方面,随着摄像性能的提升,摄像头模组也随之升级。高分辨率传感器、多摄像头、自动对焦等技术开始广泛应用,摄像头模组内部数据的存储容量需求比之前大幅增加。
在工业控制方面,因行业应用中对于存储的可靠性及擦写次数的要求较高,国内智能电表、医疗电子和控制仪表类领域的需求持续旺盛,相应产品中的 EEPROM 需求也保持提升。
在汽车电子方面,随着汽车呈现电子化、智能化、高端化趋势,越来越多国产EEPROM产品应用至车身控制系统、仪表、BMS电池管理等各类车用电子产品中。
闪存芯片方面,其下游主要有大容量数据存储、嵌入式系统存储。前者追求更高的数据密度、更大的存储容量;后者则更注重高精度、低延迟、高可靠等性能。适用于工业控制、人机界面、电机控制、安防监控、智能家居家电及物联网等领域。嵌入式系统存储主要包括NOR Flash及NAND Flash,消费领域增长趋缓,高可靠领域成为新增长极。
下游多应用于消费领域,由于消费领域增长放缓,这部分需求增长放缓。但物联网、工业控制、智能家居、AI边缘计算为嵌入式存储芯片带来了客观的下游需求,推动中低容量(1Gbit-4Gbit)SLC NAND Flash存储芯片成为各类代码存储的主流配置,为国内Fabless厂商提供了广阔空间。
2.4.3 市场集中度高,下游国产化带动高端产品份额提升
EEPROM方面,工控领域已基本实现国产化。工业控制领域,用量巨大的智能电表领域国内供应商占据较大份额。汽车电子领域,由于过去核心厂商大部分在欧美及日本,国产存储器进入其供应链难度相对较高。近年随着国内汽车厂商的崛起,国产EEPROM芯片在车身控制系统、仪表、BMS电池管理等各类车用电子产品中得到更多应用,份额也在逐步提升。
NOR Flash,海外龙头战略布局剥离相关业务,国内厂商面临一定机遇。NOR Flash供给端方面,2017年美光科技宣布退出NOR Flash市场,并剥离旗下NOR芯片业务,转而全力发展DRAM和NAND Flash。之后,赛普拉斯也表示退出中低容量的NOR Flash市场,专注高容量的车用和工业领域。美光、赛普拉斯原为NOR Flash市场的核心供应商,随着两家企业的淡出,NOR Flash芯片的国内供应商正在面临巨大机遇。
NAND Flash,市场集中度相对较高,海外龙头占主要份额。三星电子、铠侠、西部数据、美光科技、英特尔和海力士六家企业,均为 IDM 供 应商,根据 Trend Force 的统计数据,2020 年上述六家企业在全球 NAND Flash 市场的合计份额达 98%以上。
其中,SPI SLC NAND Flash存储器国内市场的主要参与者包括华邦电子、旺宏电子、兆易创新、美光科技、东芯半导体、铠侠、复旦微电等。目前国内SPI SLC NAND Flash存储器市场尚无市场占有率的权威统计。
根据公司多方面了解的信息,在PON市场中,美光科技市场份额领先;在4G数据卡市场中,东芯半导体市场份额较高;在4G功能手机市场,华邦电子市场份额领先。

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 楼主| 发表于 2023-5-19 09:27:27 | 只看该作者
2.4.4 公司产品下游应用领域广泛,擦写次数等核心指标位行业前列
从业务模式角度看,复旦微电、兆易创新及东芯半导体均为Fabless模式,工艺制程更新速度会比较快,管理成本较低,可以在行业周期中进行逆周期操作,但产能稳定性较IDM模式低。其他主要市场参与者美光科技、华邦电子和旺宏电子均采用IDM模式,其工艺与设计协同能力较强,有条件率先试验以发展新技术,产能稳定性好,但管理成本较高,行业波谷周期中亏损风险较大。
从市场推广角度看,在目前芯片国产化的整体趋势下,公司及兆易创新、东芯半导体作为本土厂商,在中国大陆的渠道覆盖及客户关系方面相较于中国大陆以外的厂商来说有显著优势,在国内市场的成长性较中国大陆以外的市场参与者更优。
从工艺制程角度看,旺宏电子最为先进,量产制程为19nm;复旦微量产制程为38nm/40nm,研发中的下一代产品制程为28nm制程;其他典型市场参与者如兆易创新、东芯半导体、华邦电子的量产制程均为40nm左右,研发中下一代产品制程均为2Xnm。
从技术参数角度看,在产品工作电压、温度范围、工作频率、数据保持时间、ESD(静电释放)等级等关键参数方面,复旦微与各竞争对手持平。
在擦写次数方面,复旦微电可以保证10万次擦写,竞争对手一般为5-10万次,因此复旦微在一些高可靠要求较高的应用中,有一定的技术优势。


非挥发存储器产品向车规级迈进。2022年,公司EEPROM、NOR、NAND 产品车规 AEC-Q100 考核持续推进,研发、验证、考核流程持续提升,产品系列不断拓宽覆盖,为工控仪表、医疗、通讯、汽车等应用领域提供更完整的一站式方案。
向非易失存储器领域以新工艺节点、低压或宽压、高速、高可靠性(拓展工规、车规等)方向发展,进一步尝试并拓展系统级存储器产品防线,不断获得突破和领先优势。


公司产品矩阵丰富,客户覆盖范围广,在行业整体承压时期依旧呈现较强韧性,保持了稳定增长与较高盈利水平。2019-2022年,非挥发存储器产品营收由2.96亿元增长至9.4亿元,期间复合增速46.9%。毛利方面 ,在2020年短暂回落后持续增长至2022年的65%。




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 楼主| 发表于 2023-5-19 09:27:56 | 只看该作者
2.5 安全与识别芯片:核心技术占优,物联网需求高景气
2.5.1 安全与识别芯片市场超百亿,高端应用领域持续增长
RFID芯片与智能卡芯片是安全与识别芯片产品的主要形式:
RFID(射频识别技术Radio Frequency Identification),是一种无线通信技术。RFID技术主要由电子标签、读写器以及应用系统三部分组成。RFID按工作频率的不同分为低频、高频、超高频和微波频段,不同频段的RFID产品会有不同的特性。
低频段系统市场趋于成熟,超高频段市场仍有较快增长。按工作频率RFID技术通常可分为低频系统(125kHz、134.2kHz),高频系统(13.56MHz),超高频系统(860MHz-960MHz)和微波系统(2.45GHz、5.8GHz)等。经过多年的发展,13.56MHz及以下的RFID技术已相对成熟,目前业界最关注的是位于更高频段的RFID技术,特别是860MHz-960MHz(UHF超高频段)的远距离RFID技术发展最快。




智能卡芯片是指粘贴或镶嵌于卡中的内置嵌入式CPU芯片产品。智能卡内部配备有微处理器、输入/输出设备接口、存储器(如EEPROM)及芯片操作系统,可在与读卡器进行数据交换时,对数据进行加密、解密,从而确保交换数据的准确可靠。
根据Frost & Sullivan统计,随着智能卡芯片技术的进步和应用领域的扩展,预计未来智能卡芯片出货量和市场规模将持续增长,到2023年将分别达到279.83亿颗及38.60亿美元,2018年-2023年的5年复合增长率分别为12.41%及3.37%。
其中国内市场方面,据Frost & Sullivan统计,2018年-2023年的5年复合增长率分别为15.55%及6.24%,预计到2023年,中国智能卡芯片出货量将达到139.36亿颗,市场规模将达到129.82亿元。


2.5.2 “万物互联”大背景下,识别和连接应用场景将成为增长的主要驱动
RFID技术在智能化管理等众多领域得到了广泛应用。
零售方面,超高频无源 RFID 标签在服装零售行业的应用增长较快,通过追溯商品从工厂到零售的全链条动态,解决库存数据不精准、物流不精准、盘点耗时长等核心问题,从而提高运营效率。
医疗方面,RFID技术应用仍处于初级阶段,主要通过身份识别、定位跟踪及质控管理等方式解决老龄化病患的管理问题;通过RFID和传感器集成技术实现药品及疫苗的安全管理,包括检测、追溯、存储和冷链运输场景。
食品方面,通过食品溯源监控实现食品安全管理,环节由种养殖向下游消费拓展、品类由肉菜向水果、粮食、中药材、酒类、水产品、婴幼儿乳制品等拓展。同时,随着RFID 成本的下探,RFID 标签相对于二维码的市场竞争力将持续提升,替代进程也将加速。
智能卡芯片被广泛应用于金融财务、社会保险、交通旅游、医疗卫生、政府行政、商品零售、休闲娱乐、学校管理及其它领域。社保卡方面,采用高安全CPU芯片,结合安全嵌入式芯片操作系统,组成软硬件结合的微型计算机系统。
根据人社部门统计,2020年底全国社保卡持卡人数达13.35亿人。由于金融社保卡中芯片的使用年限受参保人个人卡面信息变化等原因影响,通常要求10年进行更换。
最新“第三代”社会保障卡是新一代集成电路(IC)卡,有非接触读卡需求,目前已于武汉、上海等地试点发行。
大量一代、二代社保卡将陆续进入更换周期。金融IC卡方面,由于传统银行卡磁条技术相对简单,磁条信息易被复制,而芯片银行卡具有安全性强、防伪可靠性高的优势,全面使用金融IC卡已是大势所趋(EMV迁移)。
根据Wind数据统计显示,我国金融IC卡发卡量从2011年初的0.09亿张,快速增长至2017年6月末的35.35亿张,而中国人民银行支付结算司公布的同期全国银行卡在用发卡数量为63.47亿张,据此测算金融IC卡占比达到55.70%。
金融IC卡渗透水平高于亚太地区,但和俄罗斯、欧美等发达地区仍有一定差距。但目前微信、支付宝等移动端支付手段渗透较高,可能一定程度影响金融IC卡的渗透。


2.5.3 海外厂商具有技术优势,国内厂商具有一定份额
在 RFID 与存储卡芯片产品领域,行业内竞争者包括复旦微电、聚辰股份和恩智浦等,行业龙头企业为恩智浦。聚辰股份在非接触式逻辑加密卡 芯片性能可靠稳定,已成为主流供应商。恩智浦作为 NFC 技术的发起者之一, 在该领域处于国际领先地位,具有更明显品牌优势。
在智能卡与安全芯片领域,公司的主要竞争者包括紫光同芯、中电华大科 技、国民技术、恩智浦、复旦微电等,行业龙头企业为紫光同芯、中电华大科技和恩智浦。 恩智浦在该领域处于国际领先地位,但缺乏含有商用密码算法的产 品,在国内安全市场领域的竞争力逐步降低。紫光同芯、中电华大科技由于较早 进入智能卡与安全芯片行业,具有一定的先发优势,在国内金融卡领域的市场占 有率较公司具有优势。
在智能识别设备芯片领域,公司的主要竞争者包括恩智浦、复旦微电等,行业龙头企业为恩智浦。根据上海科学技术情报研究所(系国家一级科技查新咨 询单位)出具的《查新咨询报告》(编号:20170606SH),公司 FM19/17 系列金 融 IC 卡 POS 机芯片达到了国内领先水平。恩智 浦在非接触应用领域有持续 30 年的经验,高频非接触读写芯片长期处于国际领先地位,其智能识别设备芯片支持各种非接触应用的协议更为丰富和完整。
2.5.4 布局高端技术研发,非接触逻辑加密芯片市场领先
RFID芯片方面,公司自主研发了 UHF 超高频段的远距离 RFID 识别技术,在两个频段均已有较为全面的产品布局,并开发了同时支持高频和超高频的双频芯片。
下游客户主要包括芯诚智能卡、量必达科技等卡厂以及国台酒、同仁堂等终端用户。根据公司自己的销售数据及从多个客户处了解的信息,公司在国内非接触逻辑加密芯片领域的市场占有率超过60%。
智能卡芯片方面,公司下游客户包括校园、公交地铁、证件、门禁及防伪、银行、社保等,目前非接触CPU卡芯片FM1208已覆盖数十所院校、100余个城市(城市覆盖率30%);双界面CPU卡芯片FM1280芯片已应用于70多家银行的银行卡(中国银行、建设银行、交通银行等)、10多个省市的社保卡。
其中根据2020年5月银联发布的《中国银行卡产业发展报告(2020)》,2019年国产金融IC卡订购量为4.9亿张,结合当年复旦微电金融IC卡芯片的销量,公司在金融IC卡芯片领域的市场占有率约为20%。


公司在射频和安全两大关键技术领域形成了较为明显的技术和研发优势,盈利能力持续增强。2019-2022年,安全与识别芯片产品营收,由7.02亿元增长至9.76亿元,期间复合增速11.6%。
在2020年受宏观环境短期影响,ETC需求降低,湖北客户开工率下降,有短暂回调,但很快转为增长。毛利率方面,由26.07%持续增长至54.41%。


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