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存储与MCU双龙头企业兆易创新研究报告

发布时间:2023/3/8 16:48:03   
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(报告出品方/作者:中国银河证券,傅楚雄、王恺)

一、公司是国内存储与MCU双龙头企业

(一)专注半导体研发设计,形成存储、控制与传感闭环业务布局

公司成立于年,是国内领先的半导体设计公司。公司致力于开发先进的存储器技术和IC解决方案,于年8月在上海证券交易所成功上市,之后扩展公司边界,逐渐丰富其全方位布局,携手合肥长鑫实现DRAM国产替代,收购思立微进军指纹识别芯片市场。当前,公司的业务主要包括存储芯片、微控制器和传感器三个部分。

公司的主要营收来自存储芯片,NORFlash是最主要产品。年,存储芯片销售收入占公司总营收的73.02%,其中的NORFlash和NANDFlash由公司自主研发。公司研发NORFlash的历史较长,保持着技术和市场的领先,提供从Kb至2Gb的系列产品,涵盖了NORFlash市场的绝大部分容量类型,电压覆盖1.8V、2.5V、3.3V以及宽电压产品,类型丰富;产品工艺处于行业内主流技术水平,工艺节点主要为65nm,同时全面推出55nm工艺节点产品。在NANDFlash方面,公司的成熟工艺节点为38nm,正在稳步推进24nm制程,产品容量覆盖1Gb至8Gb,电压包括1.8V和3.3V,并且提供传统并行接口和新型SPI接口两个产品系列。

与合肥长鑫签署合作协议,进军DRAM领域。公司在年与合肥长鑫达成初步合作框架协议,年正式开始为合肥长鑫提供代销服务,预计年代销金额达到3亿美元。另一方面,公司也在推进自身的利基型DRAM芯片研发及产业化项目,于年6月3日宣布自研4GbDDR4产品实现量产,该部分产品将由合肥长鑫代工。同时,公司与合肥长鑫就一些产品进行联合开发。

MCU业务主要基于ARM内核,并在年首推RISC-V架构MCU。公司是国内最大通用MCU企业,在32bitMCU居于领导地位,其生产的GD32MCU已经拥有余个产品型号、24个产品系列及12种不同封装类型,推出了全球首个基于RISC-V内核的32位通用MCU产品,拥有入门级、主流型、高性能3条产品线供客户选择,覆盖nm、nm、55nm、40nm工艺制程,正积极推进“MCU百货商店”计划,为客户提供一站式服务。

收购思立微,公司成功进入传感器市场、加强IoT布局。公司提供的产品类型包括嵌入式生物识别传感芯片,电容、超声、光学模式指纹识别芯片以及自、互容触控屏控制芯片。同时,公司近期透露正布局新的产业线,将会在年底或明年推出包括TFT和一些光器件、超声系列产品。另外,年是思立微业绩承诺的最后一年,由于受第一大客户的特殊情况以及疫情的影响,年的业绩没有达到预期,在Q4商誉减值了1.28亿,但思立微原股东由于未完成业绩承诺对公司进行补偿税后收益1.92亿,对公司整体不会产生较大的负面影响。传感器是IoT的重要一环,对思立微的收购之后,公司可提供的产品拓展为存储、MCU和传感器芯片及其相应算法与解决方案的集合,成功在IoT领域形成闭环,能更好的利用客户资源,具备极大的长期发展潜力。

从经营模式来看,公司属于Fabless模式。作为IC设计企业,公司专注于集成电路设计及最终销售环节,将晶圆制造、封装和测试环节外包给专门的晶圆代工、封装和测试厂商,主要合作伙伴有中芯国际、台积电、联华电子、华虹集团等。从销售模式看,公司的销售主要为直销与经销两种,客户包括英特尔、三星、佳能等国际一线厂商。

(二)大股东控制力强,股权激励绑定核心骨干

公司股权较为分散,大股东拥有较强的控制力。根据年年度报告,董事长朱一明先生是公司实际控制人,直接持股8.54%,与香港赢富得有限公司、联意(香港)有限公司是一致行动人关系,实际对公司16.76%的股份拥有控制权。公司的众多大股东,如国家集成电路产业投资基金股份有限公司、陕国投、葛卫东、讯安投资有限公司,均与公司签订了协议,许诺不主动谋求上市公司的控制权。另外,朱一明先生产业经验丰富,曾在美国半导体产业工作多年,且兼任合肥长鑫的董事长及首席执行官,所以,虽其直接持股比例不高,但对公司拥有较强的控制力。根据年年报,公司拥有1家分公司、7家全资二级子公司、10家全资三级子公司、2家全资四级子公司,下属子公司数目不多、便于管理。

发布新一期股权激励计划,以-年营业收入均值为基数,-年营业收入增长率分别不低于50%、60%、70%、75%。公司曾在年和年发布股票期权与限制性股票激励计划,分别向激励对象授予权益万股和万股。年12月29日,兆易创新发布《年股票期权与限制性股票激励计划(草案)》,拟向激励对象授予.86万股股票期权,约占股本总额的0.72%,行权价格为.81元/股;拟向激励对象授予.79万股公司限制性股票,约占股本总额的0.68%,授予价格为.91元/股。

公司此次股权激励计划设定的业绩考核目标为:以-年营业收入均值为基数,-年营业收入增长率分别不低于50%、60%、70%、75%。除公司层面的业绩考核外,公司也对各业务单元、部门和个人设置了绩效考核体系,能够在充分调动员工积极性的同时,对其做出较为准确、全面的综合评价。自上市以来,公司三次发布股权激励计划,充分体现公司始终处于上升期,对未来发展充满信心。

(三)公司业绩稳步增长,研发投入持续增强

公司营收与利润保持快速增长。公司在年顺利完成对思立微的全资收购,在业务上进入传感器领域,形成在IoT领域的闭环布局,产品种类的丰富让公司能够更好地满足各类用户的需求。年-年Q3,公司的营收和归母净利润始终保持快速增长,年受行业周期下行的影响,增速稍有下降,但在年并入传感器业务之后又回归快速增长。根据年年度报告,尽管面临疫情和贸易摩擦的双重压力,公司在实现营收44.97亿元实现归母净利润8.81亿元,同比增长40.40%和45.11%。Q3公司经营情况良好,市场需求持续旺盛,公司产品供应量增加,公司收入和净利润同比增长99.45%和.92%。

专注于设计和销售环节,公司的毛利率和净利率始终处于较高水平。年及之前年度,公司的业务主要为存储芯片和MCU销售,且存储芯片所占比例较高,由于存储芯片在年毛利率实现从24.25%至37.61%的大幅增长,公司的毛利率和净利率在该年度有明显跃升;年,存储芯片和MCU的毛利率均稍有下降,致使公司的毛利率与净利率有小幅下滑。年,公司新添毛利率较高的传感器业务,公司整体毛利率水平进一步提升。年,公司导入的DRAM产品还处于起步阶段,并且传感器产品销售结构因价格战产生变动,导致公司的毛利率同比有所下滑,但净利率仍然同比增长0.68%。随着公司产品结构的升级,以及受益于年MCU、NorFlash等产品涨价,公司Q3的毛利率和净利率分别上升至44%和26%,并且下半年有望继续提升。

公司具备较强的盈利能力。公司核心盈利指标ROE高于可比公司平均数,通过对比可知,其总资产周转率与销售净利率均较高,权益乘数略低。由于毛利率和净利率较高,公司的销售净利率今年始终处于一个较高的水平;资产周转率也稍高于可比公司平均数。权益乘数始终较低,主要原因是公司举债较少、资产负债率较低。

销售费用保持稳定,研发费用维持在较高水平。公司的销售费用占营收比例始终保持在为3%~5%,近两年略有上升但涨幅不大。早期公司的管理费用率较高,但年之后公司将研发费用从管理费用中剥离,进行单独列示,故其管理费用率在年实现大幅下滑。从披露的数据来看,公司重视研发投入,其研发费用率常年高于10%并且持续上升。财务费用率多数情况下为负,偶有异常正值的原因为美元变动幅度较大,导致的汇兑损失。总体来看,公司的四项费用率表现较为合理,符合公司的发展趋势。

公司财务状况良好,举债较少,风险较低。总体来看,公司的资产负债率始终保持在较低水平。年公司资产负债率为33.68%,之后一直处于较低水平,Q3年公司资产负债率为13.89%。始终低于行业平均水平(40%以上)。除此之外,公司的风险意识较强,趋向于举借长期借款,财务风险较小。未来,公司有较大潜力借助财务杠杆的作用,实现更快发展。

二、储存市场前景广阔,公司三管齐下深度布局

储存器的种类有很多,随着技术的进步,价格的下降,半导体储存读写速度快,体积小,功耗低等优势凸显出来,逐渐成为储存的主流产品。根据运行时过程的不同,半导体储存器可以分为只读储存器(ReadOnlyMemory,ROM)和随机读写储存器(RandomAccessMemory,RAM)。又根据电源关闭后是否可以保存数据,ROM被称为非易失性存储器,RAM被称为易失性存储器。现在市场上广泛使用的ROM存储器包括NORFlash,NANDFlash,RAM存储器包括DRAM和SRAM,其中市场产值最大的为DRAM和NANDFlash。

公司的存储器产品包括NORFlash,NANDFlash和DRAM。作为全球领先的NORFlash公司之一,公司拥有广泛的NORFlash产品,适用于PC主板、数字机顶盒、路由器、家庭网关、安全监控产品、人工智能、物联网、可穿戴设备、汽车电子等领域。公司在NORFLASH的全球市场占有率排名第三并且不断提升。除了NORFLASH公司还通过自主研发推出SLCNANDFLASH,广泛用于网络通信、语音存储、智能电视、工业控制、机顶盒、打印机、可穿戴设备等领域。除此之外,公司与合肥产投合作开发合肥长鑫DRAM项目,并且自主研发利基DRAM,于年6月3日宣布4GbDDR4产品实现量产,主要面向消费类、工业控制类及车规等市场。公司在储存器的三个方面深度布局,前景广阔。

(一)应用场景不断拓展,NORFlash度过低迷重回增长

NORFLASH作为EPROM和EEPROM存储器的替代品出现后,因为其更经济、更方便的复写功能而成为主流。在功能手机时代,因为手机功能简单,无需储存大量数据,写入和擦除的次数也较少,NORFLASH成为了最常用的储存芯片。到了智能手机时代,手机的功能大大增强,各类应用和程序也增加了对存储空间的需求,手机的存储空间迅速增长。此时,NANDFLASH凭借其高密度存储的优势成为了手机的新宠儿。NORFLASH随着功能手机市场空间的减少而逐年缩小,并于年达到低点18.57亿美元。(报告来源:未来智库)

由于新兴领域的蓬勃发展,NORFLASH迎来新的发展机会,市场空间的下降已经成为历史。由IoT、可穿戴设备、AMOLED、TDDI、5G基站建设和车载电子设备等下游领域驱动,NORFLASH将进入新的增长期。根据CINNO预测,年全球NORFlash市场规模将达到37.2亿美元,-复合增速约10%。

IoT井喷式发展,NORFLASH重新打开增长空间。近年来,随着科技的发展和技术的进步,将普通的设备接入到互联网已经成为主流趋势,无论是传统家电或是新兴智能设备,都将成为IoT的下游应用。根据IHSMarkit预测,到年,全球IoT设备的数量将从年的亿台增长到亿台,复合年增长率超过12%。根据小米集团的招股说明书,预计到年,中国的消费级IoT市场将达到亿美元。而在每一个IoT设备中至少需要一颗FLASH芯片。而因其系统简单,数据处理需求少的特性,NORFLASH的高可靠性、快速读取以及芯片内执行的特点使其比较NANDFLASH更适合成为IoT的储存方案。

可穿戴设备带来巨大NORFLASH市场增量,TWS率先杀出重围。可穿戴设备主要包括智能手表、手环、TWS耳机等,根据IDC数据,年第一季度可穿戴设备出货量约为1.05亿个,同比增长34.4%。根据Gartner预计,-年可穿戴设备市场的总规模分别为.99/.58亿美元,继续保持快速增长趋势。

TWS耳机由苹果与年率先推出,随后市场逐渐扩大,安卓市场紧随其后,出货量也逐渐提升。根据前瞻产业研究院数据,-年TWS耳机出货量分别为万/万/万副,每年销量都几乎呈现翻番的趋势。在容量方面,目前苹果AirPods采用MNORFLASH,若在21年推出新款则有可能采用MNORFLASH,AirPodsPro则以及采用MNORFLASH;而安卓产品在高端市场也采用MNORFLASH如SONY降噪豆,BOSENC,在中低端市场则普遍采用64MNORFLASH比如华为、漫步者等。

高端市场主要被苹果占据,并且随着苹果以及安卓品牌的进一步市场运作,我们认为市场将继续增长。而中低端市场由安卓TWS占据,并且还有较大增长空间,年非苹果品牌TWS耳机出货量为0万余副,年达到将近0万副,年更是达到1.6亿副,-市占率分别为21.7%、45.1%以及69%,安卓端通过价格优势渗透中低端市场并且逐渐占有更大市场份额,我们预计年TWS为NORFLASH带来新增市场规模可以达到2.63亿美元。

AMOLED广泛应用推动NORFLASH市场。OLED可以自发光,比传统的LCD屏幕轻薄、色彩细腻、对比度高、响应速度快而被各大手机品牌广泛应用。而OLED分为AMOLED和PMOLED,AMOLED因其更薄、电压更低、像素可独立驱动发光等特点被更广泛应用,根据前瞻产业研究院数据AMOLED屏幕渗透率有望在年达到50%以上。

然而由于AMOLED面板的技术问题,常常会出现显示电流和亮度不一致的问题,需要进行外部计算补偿,这一过程通过外挂一颗8-32MNORFLASH来实现。根据CINNOResearch,/年AMOLED智能机面板出货量为4.6/4.3亿片,根据TrendForce,这一数字在年将上涨至5.36亿。随着AMOLED屏幕市场的增长,小容量NORFLASH的需求也会增加。我们预测年,AMOLED屏幕搭载的NORFlash的市场空间在万美元左右。

TDDI进一步促进NORFLASH市场增长。TDDI(TouchandDisplayDriverIntegration)是将触摸屏控制器集成在DDIC中的技术,最早由新思科技提出,随着全面屏的普及,TDDI提供了更简化的设计工作,有助于新设备更快上市;同时由于集成触控和显示功能,制造商可以设计出更薄、更亮、边框更窄的显示屏。因此,自5年TDDI技术被提出后,出货量增长迅速,出货量迅速增加,年出货量超过4亿件,根据TrendForce预计到年将达到7.60亿,3年复合增长率23.9%。而TDDI方案均需外挂一颗NORFLASH储存触控功能的分位编码,TDDI市场的快速增长就为NORFLASH市场带来了增量。

5G基建急速发展带来NORFLASH新增量。根据工信部数据,年我国新建成5G基站超58万个,假设全球基站数是国内基站数量的1.5倍,我们预计/年全球新增5G基站90/万座。FPGA(FieldProgrammableGateArray)和SoC(Systemonachip)在5G基站上得到了广泛的应用。NORFLASH因为其工作温度范围广、功耗低、可靠性高等特性成为配置FPGA和SoC的最佳选择。每座基站需要5-6颗M/1G的NORFLASH。我们预计-年NORFlash在5G基站市场的总规模分别为0.9、1.9亿美元。

汽车智能化为NORFLASH带来增量。随着车载功能的逐渐发展,汽车电子系统的应用逐渐增多,数据存储和处理的需求均大量增加。在日益增多、变大的车载屏幕、仪表盘等交互系统对车内电子系统要求的提高下,NORFLASH以其响应时间短、性价比高、芯片内执行等优势成为车载电子芯片的最佳选择。同时,ADAS(高级辅助驾驶系统)近期的爆发式增长,也为NORFLASH提供了未来的巨大增量。

ADAS是自动驾驶发展的基础,对其搭载芯片的响应速度以及数据完整性有着较高的要求,NORFLASH在这些方面都具有其他芯片没有的优势。因此对于每一个ADAS系统,根据功能的不同,均需要搭载一颗或多颗32M-1G的NORFLASH芯片。我们预计到年ADAS带动NORFlash的增量市场规模将达到8亿美元。兆易创新已依据AEC-Q标准认证了GD25全系列产品,是目前唯一的全国产化车规闪存产品,已经成功率先进入了智能汽车市场。

(二)NORFlash具有独特优势,行业景气度将维持高位

在目前主流的ROM中,NORFLASH和NANDFLASH均拥有其各自的优缺点。相对于NANDFLASH,NORFLASH虽然拥有较慢的写入和擦除速度,但是读取速度要更快,而且在相对较小的存储要求下性价比更高,同时具备了芯片内执行的能力,满足存储与运行的要求,并且还具备NANDFLASH没有的长期供货能力,因此在物联网、智能穿戴设备、TWS等领域具有其独特的优势。

AIoT、5G等工业的迅速发展导致信息量呈爆炸式增长,这种趋势必然带来对具有更高容量、读写时间更快的储存器的需求,因此,诸如MRAM(磁阻随机存取存储器)、FRAM(铁电随机存取存储器)、RRAM(电阻式随机存取存储器)和PCRAM(相变随机存取存储器)之类的新兴储存器层出不穷。然而这些新兴技术虽然拥有各自的优势,但仍需进行大量的、长周期的研发和测试,以确保性能并且降低成本。我们认为新兴技术在短期内无法取代现有市场的主导地位。

NORFlash的行业趋势可以从全球前两大龙头公司旺宏和华邦电看出,旺宏将近50%的营收来自NORFlash,而华邦电60%的Flash营收中也有54%的NORFlash收入。旺宏和华邦电在年的营收屡创新高,而两家公司的毛利率同时也呈现环比上升的趋势。旺宏董事长吴敏求表示Q2环比上涨受益于产品涨价,并预测明后年缺货行情将持续,产品价格会持续上涨,响应带动营收和毛利率的持续上行。

在渠道端,NORFlash也相同的展现出交期延长和价格上涨的趋势。根据富昌电子,21年全年货期环比都将呈现延长趋势,价格也将保持上行态势。并且在产能有限的情况下,全球NOR龙头企业并无大量扩产的计划。而华虹表示21Q2由于NORFlash的需求增长,65/55nm营收同比增长较高,独立非易失性储存营收万美元,同比增长近5倍。并且华虹计划于年底扩大12寸厂产能至6.5万片每月,其中4.7万片每月用于NORFlash、CIS及嵌入式内存。

(三)行业集中度高,公司市占率不断提升

欧美厂商逐渐退出,公司份额不断提升。NORFLASH的全球市场集中度非常高,全球前五名供应商占据了90%以上的市场份额,主要由中国台湾,美国和中国大陆垄断,并且这些公司的市场份额继续增长。同时,面对之前不断缩小的市场空间,三星于0年退出NORFLASH市场,产能将集中在具有相对较高的市场规模和繁荣的DRAM和NAND闪存市场。从那以后,主要的国际存储器制造商相继宣布减少NORFlash的生产:年,美光取消了8英寸生产线;年,Cypress在布卢明顿出售了一家生产NORFlash的晶圆厂。

美光和均逐步退出中小型消费品和PC市场,专注于工业控制,汽车和其他市场。这不仅为剩下的龙头公司留下了发展空间,产能的减少也给改善了市场的供需关系。-Q1,旺宏、华邦电两家企业一直占据前二位置,而兆易创新的市占率在稳步提升,并于19Q3成为全球第三大供应商。

公司NORFLASH产品齐全,工艺制程从65nm向55nm演进。兆易创新提供了从Kb至2Gb1的系列产品,涵盖了NORFlash市场的大部分容量范围,电压涵盖1.8V、2.5V、3.3V以及宽电压产品。年度,公司推出国内首款容量高达2Gb、高性能NORFlash—GD25/GD55B/T/X系列产品,提供Mb至2Gb的容量选择,支持高速4通道以及兼容JEDECxSPI和Xccela规格的高速8通道,主要面向需要大容量存储、高可靠性与超高速数据吞吐量的工业、车载、AI以及5G等相关应用领域,代表了SPINORFlash行业的最高水准。

同时,于年度推出的2Gb大容量高性能SPINORFlashGD55LB02GE产品,获得国内多项奖项。公司NORFlash产品工艺处于行业内主流技术水平,随着华虹无锡12寸新增产能逐渐释放,公司55nm工艺节点全系列产品均已量产,和65nm工艺节点一起成为公司的主要工艺节点,考虑到华虹无锡12寸新增产线的爬产周期,产能增量将在21H2有明显释放。

公司NORFLASH产品通过车规级认证,应用场景不断丰富。公司针对车规级市场推出了车规级3.0v、1.8v的SPINOR产品。年3月,兆易创新宣布其GD25全系列SPINORFlash产品已完成AECQ认证,GD25NORFlash车规级产品已被国内外车厂采用,包括日本和韩国地区的汽车厂商,2Gb大容量GD55也已通过车规级AEC-Q认证,车规级SPINOR实现2Mb-2Gb全容量覆盖,随着车载电子系统的快速发展,公司未来有望在车规级NORFlash产品中占据重要市场份额。

此外,公司是苹果AirPods系列的主要供应商之一,根据DigiTimes,年公司成为AirPods唯一NORFlash供应商;同时在安卓TWS的市场份额也在持续增加。在其他IoT市场,公司在高中低端市场上均有供货。同时,随着高容量产品的研发成功和持续供货,公司在5G基站等领域也预期会有大量供货。

(四)SLCNANDFlash协同发展,公司持续扩大市场

NANDFlash应用广泛,市场需求逐步提升。NANDFlash作为ROM的另一主要市场,最小读写单位是Page(页),内部采用非线性宏单元模式,读写速度快,为使用大容量内存提供了价格低廉、运行高效的解决方案。NANDFlash内部结构较为简单,成本低、体积小,主要应用场景是大容量的存储,如SSD(固态硬盘),闪盘等。年全球对NANDFlash产品的需求开始回升,全年市场整体供不应求,价格持续升高,根据ICInsights,年全球NANDFlash市场总营收为.54亿美元,同比增长25%。

公司主营SLC2DNANDFlash,全球市场规模稳健增长。NANDFLASH按容量分为两大类:大容量NANDFlash主要为MLC、TLC2DNAND或3DNAND,擦写次数从几百次至数千次,多应用于大容量数据存储;小容量NANDFlash主要是SLC2DNAND,可靠性更高,擦写次数达到数万次以上。

长期来看,2DNAND相较3DNAND有可靠性更高、稳定性更强等优势,将大量用于网络通讯、智能电视、可穿戴设备、基站等应用,无法被3DNAND取代。而2DNAND中的SLCNAND虽然储存单元存储数据少,但具有数据保留时间长、读写次数多、读取速度快等优点,主要应用在小容量、对寿命、稳定性要求高的领域如网络通讯、语音存储、智能电视、工业控制、机顶盒、打印机、穿戴式设备等。根据PrudourPvt.Ltd.预测,年,全球SLCNAND市场规模约为11.8亿美元,未来将继续保持稳健增长的趋势。

从38nm向24nm切换,SLCNANDFlash技术水平不断提升。公司在NANDFLASH领域主要瞄准利基市场,自主研发SLCNANDFLASH等产品。目前SLCNAND主流工艺结点38nm,公司成熟工艺节点为38nm,同时24nm工艺节点的产品也已经实现量产。目前正在量产的产品容量从1Gb至8Gb覆盖主流容量范围,电压涵盖1.8V和3.3V,提供传统并行接口和新型SPI接口两种产品类型。年,24nm将成为公司SLCNAND主要工艺节点之一。

公司的4GbSPINANDFlash产品—GD5F4GM5系列,实现了从设计研发、生产制造到封装测试所有环节的纯国产化和自主化,标志着国内SLCNANDFlash产品正式迈入24nm先进制程工艺时代。这些创新技术产品有助于进一步丰富公司的存储类产品线,为客户提供更优化的大容量代码存储解决方案。NANDFlash与NORFlash的协同发展将持续扩大公司在该领域的市场份额。

(五)瞄准DRAM利基赛道,自研产品顺利推出

DRAM(DynamicRandomAccessMemory)即动态随机存取存储器,是当前市场中最为重要的系统内存,在计算系统中占据核心位置,广泛应用于服务器、移动设备、PC、消费电子等领域。年市场规模为亿美元。根据ICInsights预测,年DRAM市场规模将达亿美元。DRAM按下游需求可分为PC端DRAM、服务器DRAM、移动端DRAM、图形DRAM和利基型DRAM等。其中,利基型DRAM主要用于液晶电视、数字机顶盒、播放机、智能手机、智能手表等消费电子与网络通讯等相关产品上,约占总DRAM市场规模的8%。根据TrendForce数据显示,21Q1利基型DRAM价格上涨10%-20%,并会持续上涨,我们预计年利基型DRAM全球市场规模将达到50亿美元左右。

因极高的技术和资金壁垒,DRAM领域市场处于高度集中甚至垄断态势。目前,DRAM芯片的市场格局是由三星、SK海力士和美光统治,三大巨头市场占有率合计在95%,而三星一家公司市占率就超过40%。根据集邦咨询数据,Q1三星与SK海力士相加的全球市场份额达到71%,与基本持平,产值规模在全球遥遥领先,远超位列其后的中国台湾、日本、美国等地区的市占率。TrendForce数据显示,当前手机和移动设备是DRAM最大的应用领域,占比达39.6%;未来随着更多的计算和存储向云端转移,服务器将逐步成为DRAM最大的应用方向,预计年服务器应用占比将增长至48%。服务器应用将带来DRAM未来的最大增量。

国产DRAM需求强烈,合肥长鑫带来希望。寡头垄断的市场导致我国企业对DRAM芯片控制力极低,长鑫存储的DRAM技术成为了国产DRAM的希望。长鑫存储的DRAM技术来源于破产的奇梦达公司,长鑫通过授权获得了奇梦达的堆叠式相关技术后通过自身的研发将工艺由46nm推进至20nm以内,实现技术突破。年6月20日,长江存储的国家存储器基地项目二期在武汉东湖高新区开工,规划产能20万片/月;合肥长鑫当前已经启动8万片/月的建设目标,预计在年完成一期三阶段建设,产能预计达到12万片/月,并完成17nm技术研发。

目标总共建设三期,每期产能为12万片/月,全部建成后达到36万片/月。虽然长鑫目前存储工艺节点仍然落后三星、美光、海力士约两代,但其打破了国外企业对我国DRAM市场的垄断,是我国存储器市场里程碑式的进步。

携手长鑫,切入DRAM赛道。年10月,兆易创新与合肥产投签署合作协议,开展工艺制程19nm存储器的12英寸晶圆存储器(含DRAM等)的研发,正式进军DRAM领域。年,公司与合肥产投、合肥长鑫集成电路签署《可转股债权投资协议》,约定以可转股债权方式对项目投资3亿元,并继续研究商讨后续合作方案。年4月,公司与合肥长鑫签署了《框架采购协议》、《代工服务协议》及《产品联合开发平台合作协议》日常交易框架协议。兆易从年开始销售合肥长鑫DRAM产品,同时,公司持续推进合肥12英寸晶圆存储器研发项目合作。

通过签署《框架采购协议》等系列协议,推进双方在DRAM产品销售、代工及联合开发工程端的紧密业务合作。年,兆易创新顺利完成非公开发行进行DRAM芯片自主研发并且根据合作协议,长鑫优先为兆易创新DRAM产品代工,为设计的产品流片提供支持。与长鑫面对的服务器、PC、手机等大客户不同,兆易自研DRAM属于利基DRAM,面向机顶盒、路由器等小客户,不存在直接竞争关系,并与公司NORFlash、NANDFlash等产品共享客户渠道,为公司带来独特优势。目前,公司已基本建立代销DRAM的销售、运营体系,客户数量与业绩逐步增长。

自研DRAM产品顺利推出,公司产品具有制程优势。年6月3日,公司顺利完成DRAM芯片自主研发及产业化项目及补充流动资金之非公开发行股票事项,共募集资金43.24亿元,着手研发1Xnm级(19nm、17nm)工艺制程下的DRAM技术,设计和开发DDR3、LPDDR3、DDR4、LPDDR4系列DRAM芯片。年,公司已在IPTV、手机、TV、信创等领域,获得了DRAM客户的订单和信任,为后续长期合作打下了坚实基础。

公司于年6月3日宣布19nmDDR4产品实现量产,主要面向IPC、TV等消费类利基市场,17nmDDR3正在研发。利基型DRAM的规格和下游应用十分丰富,具有少量多样的特点,毛利率相较标准型DRAM更高。目前行业内利基型DRAM主流工艺节点为3Xnm-20nm,公司产品的工艺节点是17-19nm,具有较强的竞争力。(报告来源:未来智库)

三、市场缺口巨大,MCU业务迎快速增长

MCU是MicrocontrollerUnit的缩写,也被称为微控制器、单片微型计算机,俗称单片机,是将CPU的频率及规格适当缩减后,集成RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口于单一芯片上的计算机。MCU的下游应用极其广泛,包括手机、PC外围等消费电子,各类智能电子、工业控制和汽车电子等领域。

(一)市场需求持续提升,MCU价格大幅上涨

新兴技术快速发展,推动MCU规模快速扩大。受益于物联网快速发展带来的联网节点数量增长、汽车电子的渗透率提升以及工业4.0对自动化设备的旺盛需求等各产业升级因素影响,MCU的下游应用在持续的扩张,在汽车电子、AI、IoT、消费电子、通信等行业均有大量应用,导致近年全球MCU出货数量和市场规模保持稳定增长。根据ICInsights预测,年全球MCU市场规模达亿美元,年将达亿美元,3年CAGR达到6.19%。

中国MCU市场发展迅速。据IHS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,年中国MCU市场规模达到亿元。由于中国物联网、汽车电子等行业的增速领先全球,年虽受疫情影响,中国MCU市场规模仍超过亿元。根据IHS数据预测,年中国MCU市场规模将达到亿元。

供不应求,MCU价格持续上涨。自上半年以来,由于疫情、自然灾害等事件影响,MCU在全球一直处于供不应求的状态,原厂价格不断上调,经销商也不断上调MCU价格,年1月,海外大厂ST、NXP、Microchip纷纷发布MCU涨价函,继ST领涨之后,中国台湾MCU厂商盛群21年产品继续涨价,新唐、松翰等厂商也表示会与客户协调成本上升问题。Q1、Q2多数MCU货期呈现延长趋势,价格也在持续上涨。虽然目前渠道端MCU价格略有松动,但原厂价格、交期仍在进一步上涨和延长。由于公司自21年初以来多次上调产品价格并且进行产品结构调整,预计年公司MCU的价格同比会有30%-40%上涨,并且由于6月份的显著提价,Q3营收预计将有可观增长。

(二)公司是国内最大通用MCU企业,32位MCU应用广泛

海外龙头主导,行业集中度高。在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,根据前瞻产业研究院统计,年全球前5大MCU生产厂商为瑞萨电子、NXP、得捷电子、英飞凌以及微芯科技,合计占比83%。全球市场以汽车电子和工控为主。

与全球市场不同,我国MCU市场下游需求以消费电子为主。国内MCU大部分份额被海外巨头占据,根据CSIA数据,年瑞萨电子MCU市场销售份额为17.10%居首,飞思卡尔则以14.50%的市场份额位列第二,意法半导体则上升较快,以8.5%的市场份额位列第三,大量市场份额长期被国外厂商占据并且涉足汽车等高端领域。而国内大部分厂商则集中在中低端领域,8位MCU占据主要份额。

MCU供不应求,国产替代迎来良机。在年全球缺货并且价格上行的背景下,许多国内终端厂商纷纷开始寻求国产替代。MCU按用途可分为通用型和专用型,按位数可分为1、4、8、16、32、64位。在大量数据运算与图像影音处理等方面,以32位MCU为主;在控制类应用方面,进入市场较早的8位MCU产品则具备诸多竞争优势。而随着技术的发展和工艺的进步,32位与8位的差价在不断缩小,加上需求侧对性能和处理能力要求的提升,32位的MCU逐渐成为市场主流。目前市场主流为基于第三代ARM构架的Cortex-M系列,其中M3/M4兼顾性能与价格所以应用最为广泛。

公司领军国产32位MCU,车规级MCU已流片,预计明年实现量产。3年公司切入MCU赛道,目前兆易创新的MCU产品为基于ARMCortex-M系列32位通用MCU产品,以及于年8月推出的全球首颗基于RISC-V内核的32位通用MCU产品。GD32作为中国32位通用MCU领域的主流产品,拥有28个系列余款产品。

由于公司产品优异的性价比,一经推出便广受欢迎,从3年的几百万,增长至年的4.44亿元。依据IHSMarkit报告,在国内ARMCortex-M市场,公司年销售额排名为第三位,市场占有率9.4%,为国内龙头厂商。年MCU销售接近2亿颗。同时,公司MCU产品已在汽车后装市场有所应用,最新的MCU车规产品已经成功流片,该产品主要用于车身域的控制,预计年实现量产。

(三)抢占RISC-V全球先机,公司MCU业务空间巨大

RISC-V架构是新兴的第四代MCU构架,是基于RISC原理建立的免费开放指令集架构(ISA)。虽然暂不具备ARM完善的生态系统,与ARM架构相比,RISC-V更加简洁开放,自主控制程度更高。与封闭的指令集构架ARM不同,RISC-V是完全开源的构架,基本指令简洁明了,并且其模块化可以让用户根据自己需求配置不同的指令集,在应用广泛的物联网市场具有更加灵活的优势,并且RISC-V免费授权的特性避免了ARM存在的专利和构架授权的问题。目前RISC-V主要在可穿戴设备中应用广泛,我们认为在IoT等新兴领域,RISC-V拥有ARM没有的独特优势,将在未来占据可观的市场份额。

公司前瞻布局,发布全球首颗基于RISC-V架构的32位通用MCU产品。在全球技术竞争与封锁的大环境下,公司年前瞻性布局开源免费的RISC-VMCU并于年8月联合芯来科技成功推出全球首个基于RISC-V内核的GD32V系列32位通用MCU产品,在提供高性能的同时兼具低功耗,并提供了种类丰富的外设。并且在年继续推进GD32V的研发,提供从芯片到程序代码库、开发套件、设计方案等完整工具链支持并且加强RISC-V开发生态的建设。

四、收购思立微,储存控制传感协同发展

(一)指纹识别市场快速增长

随着全面屏的流行,现在的主流手机都基本采用了屏下指纹识别技术。相比于传统的电容指纹识别技术,新兴的屏下指纹识别技术主要分为光学指纹识别和超声波指纹识别。光学指纹识别依靠光线反射来读取指纹特征。光学指纹识别的基本原理是利用OLED屏幕像素间的间隔透过光线,照亮用户的指纹,其反射光线则返回到屏下的传感器上,最后将形成的图像于数据库进行比对。光学指纹识别的优势在于抗环境干扰能力强,但是面对手指上有杂质或水分的时候表现不佳。

超声波指纹识别则是利用传感器向手指发射超声波,再对回波进行分析,利用了手指皮肤与空气的密度差异来计算出一个3D模型,之后与数据库进行比对。超声波指纹识别的优势是超声波穿透性较强,能够抵抗污渍的干扰,支持活体检测,并且3D模型安全性更高。缺点则是运算速度较慢。超声波指纹识别的主要供应商是Qual

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