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士蘭微研究報告:綜合性半導體IDM龍頭未來成長可期一、IDM龍頭產能優勢漸現,盈利能力出現邊際改善1.1

“從5吋到12吋”的跨越,20年沉淀鑄就行業地位杭州士蘭微電子股份有限公司成立于1997年9月,2003年3月在上交所主板上市,是國內為數不多的以IDM模式為主要發展模式的綜合性半導體產品公司。經過二十余年的發展,公司已經成長為國內規模最大的IDM半導體企業之一,產品覆蓋集成電路、功率器件、功率模塊、MEMS傳感器、光電器件和化合物芯片。尤其在功率方面,SBD、MOSFET、IGBT單管和模塊實現規模銷售,IPM模塊出貨量國內領先,構筑了核心競爭力。公司堅持走“設計制造一體化”道路,打通了“設計-制造-封裝”全產業鏈,實現了“從5吋到12吋”的跨越,持續提升特色工藝集成電路產品、功率半導體、傳感器的技術能力,具體來看,公司的整個發展歷程經歷了三個階段:(1)從純設計轉向IDM(1997-2003年):1997年9月,公司注冊成立;1997年10月,受讓杭州友旺電子有限公司40%的股權。剛成立時公司采用的是Fabless模式,為了形成核心競爭力,公司開始尋求建立自己的晶圓生產線。2001年1月,設立杭州士蘭集成,進入硅芯片制造業務,并在同年4月開始興建第一條5吋芯片生產線;2003年3月,在上交所上市募集資金用于新建一條6吋生產線。(2)產品結構逐漸完善(2004-2014年):2004年6月,公司發布第一款CD伺服芯片,應用于CD音響;2004年12月,成立杭州士蘭明芯,進入高亮度LED芯片制造業務,同時杭州濱江測試工廠建設完成;2005年7月,在美國硅谷設立研發中心;2007年1月,發布第一款采用士蘭集成BCD工藝制造的高效率功率LED驅動電路;2009年7月,杭州美卡樂光電成立,進入LED封裝業務;2010年,士蘭微投資設立成都士蘭半導體,專注半導體功率器件、功率模塊的封裝與測試業務;

2011年8月,發布第一款應用于變頻電機驅動的全部采用自主芯片的功率模塊SD20M60A;2012年11月,研發成功第一顆MEMS慣性加速度計電路SC7A30;2013年5月,推出應用于電焊機和變頻器的IGBT產品;2013年8月,推出第一顆三軸磁傳感器電路SC7M30;2014年,成都士蘭半導體的硅外延車間投入試生產;2014年11月,公司創新的LED彩屏控制/驅動電路和方案應用于APEC峰會鳥巢LED燈幕。(3)持續布局收獲成長(2015-至今):2016年,士蘭微與士蘭集成共同出資設立子公司士蘭集昕,隨后又出資設立集華投資。為建設新的8吋生產線,當年3月,士蘭微、集華投資、士蘭集昕與大基金一期共同簽署《投資協議》。在大基金一期的助力下,士蘭集昕8吋生產線一期項目于2017年6月實現投產,年底月產能達到1.5萬片。2016年8月,公司推出國內首款單芯片六軸慣性傳感器SC7I20;2017年12月,與廈門市政府戰略合作,總投資220億元用于規劃建設兩條12吋特色工藝晶圓生產線及一條先進化合物半導體器件生產線;2020年12月,12吋生產線在廈門海滄正式投產;2021年12月,12吋線產能達到4萬片/月,化合物半導體生產線產能達到7萬片/月。實控人持股比例較高,公司股權結構較為集中且穩定。陳向東、范偉宏、鄭少波、江忠永、羅華兵、宋衛權、陳國華等七位聯合創始人通過杭州士蘭控股合計持有公司36.26%的股份,是公司實際控制人。此外,七人直接持股合計1.62%,因此實際持股比例為37.88%。此外,國家大基金持股5.82%,廈門半導體持股0.71%。士蘭微七位創始人被行內稱為“士蘭微七君子”,同出自國企華越微電子。牽頭成立士蘭微的是華越微的前代理總經理陳向東,畢業于復旦大學物理電子半導體專業,曾就職于國內集成電路生產的骨干企業八七一廠在浙江紹興建立的分廠(即紹興華越微的前身)。除了陳向東外,其余幾人中范偉宏曾是華越的副總工程師兼技術質量處處長;鄭少波曾是生產管理處處長兼產品研發中心主任;江忠永曾是4吋芯片生產線車間主任;羅華兵曾任銷售科副科長、后道封裝車間主任。公司下設多個控股和參股公司,各公司的業務定位及資源配置情況如下:杭州士蘭集成、杭州士蘭集昕、廈門士蘭集科分別主要負責5&6吋、8吋、12吋晶圓制造;廈門士蘭明鎵主要從事化合物半導體制造;成都士蘭主要負責外延片生產;成都集佳負責封裝測試業務;士蘭明芯主要負責LED芯片制造;美卡樂主要從事LED封裝。1.2國內綜合性IDM龍頭,產品矩陣系列齊全公司當前被業界譽為國內IDM龍頭,擁有從芯片設計、制造到封測完整的產業鏈,主要產品包括集成電路、半導體分立器件、LED產品等三大類,其中分立器件包括MOSFET、IGBT、SBD、FRD、開關管、穩壓管、TVS管等產品;集成電路包括IPM、數字音視頻和智能語音產品、AC-DC、DC-DC、MCU、MEMS傳感器等產品;發光二極管包括LED芯片和成品。公司下游應用領域覆蓋白電、通訊、工業、光伏、新能源汽車等,為客戶提供針對性的芯片產品系列和系統性的應用解決方案。產品已經得到了VIVO、OPPO、小米、海康、大華、美的、格力、海信、海爾、比亞迪、匯川、陽光、LG、歐司朗、索尼、臺達、達科、日本NEC等全球品牌客戶的認可。公司近年來處于積累投入期,2017-2021年,營業收入從27.42億元升高至71.94億元,營收年復合增速達27.27%;歸母凈利潤從1.69億元升高至15.18億元,凈利潤年復合增速達73.12%。其中,2019年由于IDM模式帶來的高額產線折舊費用以及當年8吋子公司士蘭集昕和士蘭明芯LED芯片業務的虧損,導致當年歸母凈利潤大幅下降至0.15億元,凈利潤增速為負。自2020年下半年以來,得益于下游多重需求快速增長、行業缺貨漲價以及公司自身前期技術積累、產能的釋放疊加產品結構的調整,公司的營收和凈利潤均保持高速增長態勢,業績開始快速放量。公司2021年實現營收71.94億元,同比增長68.07%;歸母凈利潤達到15.18億元,同比增長2145.25%,主要來自于(1)收入增加和毛利率提升,降本提效;(2)子公司士蘭集昕和士蘭明芯毛利率提升,實現全年盈利;(3)公司持有的安路科技等金融資產的公允價值增值較多。但公司的扣非歸母凈利潤也達到了8.95億,經營活動現金流亦出現明顯改善。從營收結構上來看,近年來公司主動調整三大業務的比例結構,在不斷提高核心業務功率器件和集成電路的業務占比,從而能夠獲得更多的產品毛利,近年來兩塊業務占比均保持在80%以上。其中功率器件為公司第一大業務板塊,2021年功率器件實現營業收入38.13億元,營收占比從2017年的41.82%提升到了2021年的53.01%;集成電路實現營業收入22.93億元,營收占比從2017年的38.60%降至2021年的31.88%;相應的LED業務占比則從2017年的18.43%收縮到了2021年的9.84%。從毛利結構來看,2021年功率器件和集成電路在毛利中的占比也達到了92.63%,貢獻了絕大多數的利潤。從基本財務指標來看,營收增幅、歸母凈利潤增幅、凈利率、凈資產收益率的波動都較大,公司2021年的利潤增速明顯超過營收增速,主要是源于毛利率的大幅提升和期間費用率的下降,凈利率由負轉正且大幅提高至21.1%,帶動ROE顯著提升,說明公司的經營質量在轉好。結合固定資產占比和資產負債率較高以及前述指標的變動程度來看,說明作為IDM模式的公司,雖然具備產能和一體化優勢,但資產包袱也相對偏重,在外部經濟周期變化的壓力下,會在一定程度上承受經營利潤波動的壓力,盈利能力可能會受到行業景氣度的影響而有所波動。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,說明產品技術門檻較高,需要持續高強度的研發投入。雖然三費的絕對值都在增長,但是由于營收增幅更大,費用率的減少仍然較為可觀。公司的資產負債率較高且固定資產占比高說明公司對資金的需求較高,經營性現金流凈額不及凈利潤也佐證了這一點。2021年,公司的總資產增長了40%,但資產周轉率仍有所提升,說明公司對資產的運營效率有所提升。公司的應收賬款占比和凈營業周期都有顯著下降,說明公司的營運能力有所改善,結合公司前五大客戶營收占比維持在15%左右,大客戶風險并不高。1.3重整旗鼓,盈利能力持續改善公司毛利率長期保持20%以上,較為穩定,2020年第三季度之后功率器件、PMIC、MCU等的缺貨漲價潮以及公司高端產品、高端市場客戶占比提升帶來毛利率持續向上,2021年公司毛利率達新高33.19%,同時營收快速增加產生的規模效應帶來期間費用率持續降低。隨著期間費用率的進一步下降,凈利率也隨著毛利率創了歷史新高,達到21.10%。細分產品來看,2021年器件/集成電路/發光二極管的毛利率分別為32.89%/41.76%/18.04%,2021年都呈現出不同程度的上升態勢。其中毛利率最低的LED業務受行業波動影響很大,2019年、2020年由于產品價格和訂單量的“雙殺”,導致士蘭明芯和美卡樂的產能利用率較低,出現了虧損。但2021年行業逐漸回暖疊加公司加快進入汽車照明、手機背光、景觀照明等中高端芯片市場,士蘭明芯LED芯片生產線滿產、高產,實現全年盈利。從成本分析來看,集成電路和分立器件5、6吋芯片制造成本構成中,包括產線折舊的制造費用占比為28.74%,而8吋芯片制造成本構成中制造費用占比則高達44.95%。前期產線的投入也使得公司在產能釋放前承受了較長時間的業績壓力,當前8吋線仍處于擴產期,產線設備仍處于折舊高峰期,2021年的固定資產折舊約為4.65億元,在一定程度上壓制了公司的盈利能力。1.4研發投入高于同行,自研水平領先在研發方面,公司的研發工作主要可分為芯片設計與工藝技術研發兩個部分。公司注重研發的投入和技術的積累,建立了新產品和新工藝技術研發團隊,持續大幅度增加研發投入,公司的研發支出占營業收入的比重較為穩定,隨營收穩定增長,常年保持在10%以上的較高水平,高于行業內其他公司。2021年,公司研發支出達到6.28億元,同比增長29.22%,由于營收大幅增加,研發支出占比有所下降,但依然高達8.73%。此外,公司的研發團隊在不斷壯大,人才結構持續優化。2021年公司研發人員繼續升高至2675人,占所有員工人數的38.88%。在研發人員學歷結構中,本科以上學歷1815人,占比為67.85%,為公司技術水平的提升奠定了良好的基礎。公司已擁有一支超過400人的集成電路芯片設計研發隊伍、超過2,200人的芯片工藝、封裝技術、測試技術研發和產品應用支持隊伍,能引領公司走在行業技術水平前沿。二、以功率應用系統為核心,產品線多點布局2.1功率半導體下游需求多點開花,國產替代進程呈加速態勢2.1.1功率半導體應用領域廣闊,行業集中度高功率半導體又被稱為電力電子器件,是電子裝置電能轉換與電路控制的核心,其本質是利用半導體的單向導電性實現電源開關和電力轉換的功能,通過對電能的變壓、逆變、整流、斬波、變頻、變相、開關等,可以提高能量轉換效率,減少功率損失。根據WSTS的分類,半導體可劃分為四大類:集成電路、分立器件、光電器件和傳感器。功率半導體主要分為功率分立器件和功率IC兩大類,其中功率IC是由功率分立器件加上保護電路和驅動電路組成的,屬于集成電路中的模擬IC,而功率分立器件是分立器件的重要組成部分。據中國半導體行業協會統計,半導體功率器件是帶動中國半導體分立器件市場增長的主要動力。功率分立器件主要包括二極管、晶閘管、BJT、MOSFET、IGBT等產品;功率IC可分為DC/DC、AC/DC、PMIC、驅動IC等。不同的功率半導體根據其器件特性分別適用于不同的功率、頻率范圍及應用領域,MOSFET和IGBT門檻較高,也是目前市面上主流的功率半導體器件。功率MOSFET具有導通電阻低、開關損耗小、工作頻率快、驅動電路簡單、熱阻特性好等優點,適合于消費電子、5G通信、汽車電子、計算機、工業電源等領域,是中小功率應用領域的主流開關器件。IGBT驅動功率小而飽和壓降低,工作頻率相較于MOSFET低,但能承受更高的電壓和電流,成為高壓、大功率應用領域的主流開關器件,適合用于直流電壓為600V及以上的系統,廣泛應用于工業、電動汽車、軌道交通、新能源發電、智能電網等領域。從整個功率半導體市場來看,根據英飛凌的數據統計,2020年功率半導體器件與模塊全球市場規模為209億美元,英飛凌以19.7%的市場占有率占據領先地位,其次是安森美和意法半導體,CR10接近60%,全球前十大功率半導體廠商均為國外公司。從細分市場來看,2020年,英飛凌仍以24.4%的市占率位居全球功率MOSFET分立器件市場第一,CR5約58.4%;2020年IGBT分立器件全球市場,英飛凌以29.3%的市場占有率占據領先地位,CR5約67.4%;2020年IGBT模塊全球市場,英飛凌以36.5%的市場占有率占據領先地位;2020年IPM模塊全球市場,三菱以32.9%的市場占有率占據領先地位,CR5約78.3%。我國只有少數企業如斯達半導位列IGBT模塊市場第六(2.8%),士蘭微位列功率MOSFET分立器件市場第十

(2.2%)、IGBT分立器件市場第十(2.6%)、IPM模塊市場第九(1.6%),華潤微位列功率MOSFET分立器件市場第八(3.9%),具備一定的競爭優勢。從2008年開始研發IPM用600VIGBT芯片,至今公司已有十余年的IGBT研發經驗,一路穩扎穩打,憑借自主研發掌握了IGBT各類結構的設計及工藝研發核心技術,封裝也從單管、IPM逐漸拓展到大功率工業級模塊與車規級IGBT模塊。芯片生產從早期6吋晶圓工藝到8吋晶圓工藝開發再到后續的12吋晶圓工藝轉移,相應的芯片性能、質量、成本優勢也進一步提升。2020年公司的FSV代溝槽型IGBT完成研發,Q3定型,20年底即在12吋上順利實現投產。公司的逆導型RCIGBT也已開發成功且實現量產,可用于電磁爐、微波爐、電飯煲等變頻廚電,獲得了國內多家電磁爐廠商客戶的認可。2.1.2變頻家電滲透率提升,公司IPM模塊市場銷量領先變頻化已經成為未來各類家電的發展趨勢,變頻家電能將固定頻率的交流電轉化成根據家用電器負載狀況自動調節頻率的變頻電流,相比普通家電具備節能、高效、降噪、智能控制、使用壽命延長等優勢,目前主要用于空調、冰箱、洗衣機等耗電較多的家電。家電變頻化使每臺家電中的功率器件價值量顯著提升,同時隨著節能環保提效意識的普及和增強,預計變頻家電滲透率將繼續穩中有升,支撐功率半導體市場持續擴張。白電中具有變頻功能的核心控制部件是IPM模塊能使變頻家電同時兼備低功耗和高可靠性,公司正是憑借對標國外的產品質量標準一步步切入家電市場。例如,公司在推廣空調用IPM模塊的過程中,前期阻力重重,最終打動了一家國內客戶從500臺樣機開始嘗試合作。第一年客戶對試用期的反饋評價很好,但仍然非常謹慎,第二年的訂單才增至1萬臺,但到了第三年訂單升至約12萬臺,第四年約20萬臺,到2019年已超百萬臺,實現了從0到1的再到100的指數級增長。2021年,在新能源市場爆發式增長的情況下,家電等領域的IPM模塊等由于單價較低,國際大廠將更多資源分配傾斜給相關業務,造成該領域也相對以往更加缺貨。公司趁此機會拉大了在家電領域的競爭優勢,市場份額進一步提升,加速推動IPM模塊的國產化進程。目前,公司IPM模塊已廣泛應用到包括空調、冰箱、洗衣機、油煙機、風扇、水泵、電梯門機、電動工具、工業變頻器等下游家電及工業客戶的變頻產品上。國內多家主流的白電整機廠商在變頻空調等白電整機上使用了超過3800萬顆士蘭IPM模塊,同比增長110%,2021年營業收入突破8.6億元人民幣。此外,與1代相比,公司推出的2代IPM模塊具有更高的精度、效率和可靠性。得益于制程工藝的轉換,二代產品在芯片參數精度上得到了明顯提升,內置的IGBT降低器件損耗,提升功率密度,整體性能得到了優化。與此同時,新制程采用更先進的生產設備,可以提升IPM整體良率,制程效率的提升進一步為產能的提升作了貢獻,預期今后公司IPM模塊的營業收入將會繼續快速成長。2.1.3量價齊升,缺芯助力公司加速導入車企相較于燃料汽車,電動車中的功率器件對工作電流和電壓有更高要求,是新能源汽車電機驅動控制系統、整車熱管理系統、充電逆變系統等的核心元器件,在新能源汽車領域中發揮著至關重要的作用。尤其是MOSFET和IGBT,是新能源汽車電驅動系統的重要組成部分,很大程度上決定了功率密度、系統效率、可靠性和安全性,是汽車電子的核心。新增需求主要有逆變器中的IGBT模塊、DC/DC中的高壓MOSFET、輔助電器中的IGBT分立器件、OBC中的超結MOSFET等。在新能源汽車中,功率半導體量價齊升。在價方面,根據StrategyAnalytics的數據,2019年純電動汽車中的半導體成本合計金額為704美元,其中功率半導體價值量高達387美元,占比高達55%,相比傳統內燃汽車中功率半導體價值量為71美元,其單車價值量提升了近4.5倍。在量方面,2021年中國新能源汽車銷量已達352.1萬輛,呈現爆發式增長態勢。鑒于量價齊升,集邦咨詢則預測到2025年中國新能源汽車所用IGBT市場規模將達到210億元,與充電樁用IGBT合計310億元。公司可提供多樣化的汽車級IGBT模塊及分立器件,搭載自主研發最新五代IGBT和陽極發射效率控制FRD技術芯片,為混合動力汽車及電動汽車設計提供支持。其中B系列模塊產品能提供基于多種封裝的不同版本的車規級模塊,以實現電壓及功率等級拓展性的最大化,涵蓋了270A至1200A以及650V至1200V規格范圍,拓展了混動和電動汽車IGBT模塊的功率區間。2021年,公司用于電動汽車主電機驅動的PIM模塊,已在國內多家客戶通過測試。2.2PMIC應用廣、品類多,公司已切入手機、安防等領域模擬芯片指處理連續性模擬信號的集成電路芯片,包括電源管理芯片和模擬信號處理芯片,其中,電源管理芯片主要是指在電子設備系統中負責所需電能的變換、分配、檢測等管控功能的芯片。電源管理芯片可以為電子設備提供各種電能供應和管理,主要功能包括電池的充放電管理、監測和保護、電能形態和電壓/電流的轉換(包括AC/DC、DC/DC等)等,是電子設備中的關鍵器件,其性能和可靠性將直接影響整機的質量和性能。由于不同的電子設備都具有電壓調節等電源管理需求,所需的電源管理方案各有不同,因此電源管理芯片具有應用范圍廣、細分品類眾多的特點,目前已廣泛應用于消費電子、移動通信、汽車電子、家用電器、5G基站和物聯網等領域。根據Frost&Sullivan統計,2020年全球電源管理芯片市場規模約328.8億美元,2016年至2020年CAGR為13.52%,2020年中國電源管理芯片市場規模約118億美元。未來隨著5G通信、新能源汽車、物聯網等下游市場的興起,電子設備的應用市場不斷拓展,其電能管理的需求也將持續增長,拉動電源管理芯片市場空間的持續擴增。預計2025年,中國電源管理芯片市場規模將達到234.5億美元。從整個市場競爭格局來看,全球模擬芯片市場主要被歐美廠商占據,TI、ADI、Infineon等。在市場占有率方面,根據ICInsight的統計,TI、ADI、Infineon等前十大模擬芯片龍頭廠商憑借著豐富的產品品類、技術及經驗積累、大量的核心IP和優質的產品性能,形成了競爭壁壘,具備領先優勢,共占據了約62%的市場份額。根據前瞻產業研究院數據,中國模擬芯片市場的銷售規模占全球市場規模比例超過50%,其市場規模巨大,但仍主要來自TI、NXP、Infineon、Skyworks、ST等海外大廠,國產芯片自給率嚴重不足。電源管理芯片同樣如此,雖然應用范圍廣,但全球電源管理芯片市場同樣被歐美臺企占據主導地位,主要供應商包括TI、OnSemi等,市場集中度較高,國內自給率仍處于較低水平。龍頭TI公司的產品線齊全,應用領域非常廣泛,在全球電源管理芯片市場占有率排名第一。目前國內頭部廠商以Fabless模式為主,如圣邦股份、矽力杰、韋爾股份、芯朋微、力芯微、思瑞浦等。盡管國內廠商起步較晚,規模較小,技術水平與國際先進水平也存在較大差距,但近年來部分本土設計企業逐漸崛起,技術水平和國外的差距不斷縮小,加之中美貿易摩擦的升級以及國內政策的大力扶持,國內企業的產品在消費電子、家電市場在逐漸取代國外競爭對手的市場份額,國產替代空間廣闊。據TrendForce預測,由于供應材料的短缺,PMIC價格一直呈現上漲的趨勢,2021年電源管理芯片ASP將上漲10%,創下近六年最高。隨著電子、通訊、工控、汽車等下游需求的不斷增加疊加產品的更迭,全球市場對于電源管理芯片的需求量大幅增加。2021年,公司開發的針對智能手機的快充芯片組,以及針對旅充、移動電源和車充的多協議快充解決方案的系列產品,已在國內手機品牌廠商得到應用,出貨量有較大幅度提高。公司是目前國內市場上少有的同時具備移動電源快充PD、旅充快充PD、車充快充PD的套片方案供應商,多款PoE(以太網供電)芯片,包括多款DC-DC電源芯片,也可滿足安防等領域多種功率和整機應用需求。雖然目前產品以中低端的手機市場為主,但未來隨著電路工藝平臺在8吋、12吋產線上的完善和提升,也能為公司帶來成長空間。模擬IC是公司重要的產品方向,公司今后將加快在8吋集成電路芯片生產線上多個先進的電路工藝平臺的研發,積極拓展產能;加快推進12吋特色工藝半導體芯片制造生產線先進電源管理芯片工藝技術平臺的研發以及產線整體提量和擴產項目。接下來,公司的產品和技術將聚焦在先進的車規和工業級電源管理產品、車規和工業級的信號鏈(接口、邏輯與開關、運放、模數\數模轉換等)和混合信號處理電路等方面。2.3微型化、智能化帶動MEMS市場,公司多款產品加速應用拓展微機電系統(Micro-Electro-MechanicalSystems,MEMS)是一種將微電子系統與微機械結構按功能要求集成在一顆芯片上的技術,主要可以分為傳感器和執行器,特征尺寸一般在微米甚至納米量級。MEMS產品具有微型化、集成化、功耗低、可靠性高、性能好,且可批量生產、成本低等特點,可大幅度地提高系統的自動化、智能化水平,目前被廣泛應用于消費電子、汽車電子、工業控制、5G通信、生物醫療等行業。根據Yole的數據,2020年全球MEMS行業市場規模為120.48億美元,預計2026年市場規模將達到182.56億美元,2020-2026年CAGR約7.17%。從全球MEMS產品行業應用領域來看,消費電子是全球MEMS行業最大的應用領域,2020年市場規模占比為59.19%。從細分產品市場份額來看,2020年全球MEMS產品中占比最大的是MEMS射頻器件(17.01%),主要是由于5G通信的發展推動了MEMS射頻器件需求快速增長。其次分別是壓力傳感器(14.68%)、慣性組合傳感器(12.48%)、聲學傳感器

(11.46%)、加速度傳感器(9.42%)。隨著消費電子移動終端產品整機數量的增長和整機產品中硅麥克風、加速度傳感器、陀螺儀等滲透率的提升,以及近年來智能可穿戴設備、智能家居、智能音箱等物聯網新興應用領域設備對器件微型化需求的涌現,對MEMS的耗用量將不斷增加。根據Yole的數據,2020-2026年消費電子領域MEMS產品市場規模從71.31億美元增長至112.66億美元,年均復合增長率為7.92%,呈現逐年快速上升的態勢。預計到2026年,射頻MEMS細分市場規模將達40.49億美元,MEMS慣性器件細分市場規模將達40.02億美元,壓力MEMS細分市場規模將達23.62億美元,麥克風細分市場規模將達18.71億美元。MEMS慣性傳感器主要用于測量線性加速度、振動、沖擊和傾角等物理屬性,主要產品包括用于測量線性加速度的加速度計及同原理的單軸或多軸振動傳感器、測量角速度的陀螺儀以及各類慣性傳感器的組合等,主要應用于消費電子和汽車電子領域。其中MEMS加速度計能夠測量物體的加速度、傾斜、振動或沖擊,進而檢測出物體的運動狀態,目前已成為智能手機、平板電腦等消費電子產品的標配,例如幫助手機在翻轉屏幕和電子游戲控制時進行姿勢識別,在TWS耳機、手環等可穿戴設備上也有著廣泛應用,市場空間廣闊。MEMS行業技術、資金和人才等壁壘較高,導致行業集中度整體較高。根據Yole的數據,按照市場占有率排名的2020年度全球MEMS廠商前十主要是博世、博通、威訊聯合、意法半導體、德州儀器等,前十中僅歌爾微一家中國企業。與國內廠商相比,國外廠商起步較早,在體量、技術積累等方面具有一定的優勢,占據全球主要的市場份額。例如,在MEMS慣性組合傳感器市場中,博世、意法半導體和TDK三家廠商占據市場份額的76%。雖然行業集中度整體較高,但MEMS產品應用領域要求差異大,因此種類眾多,行業內企業在主要產品方向、應用領域等方面具有各自的特點,技術開發、工藝創新及新材料應用水平是影響企業核心競爭力的關鍵因素。在個別細分領域,國內廠商通過加大投入、加強自主創新,采取差異化競爭的方式謀求在某一特定產品領域或技術領域形成優勢,在全球廠商排名中位次不斷提升。自2010年開始,公司投入大量資金開發加速度傳感器、地磁傳感器、壓力傳感器等系列產品,在6吋、8吋芯片生產線上實現了批量制造能力,并建立了MEMS封測生產線,申請相關發明專利百余項:2012年11月研發成功了第一顆MEMS加速度計SC7A30;2013年8月推出第一顆三軸磁傳感器電路SC7M30;2016年推出國內首款單芯片六軸慣性傳感器SC7I20;

2019年2月推出了高性能MEMS麥克風系列產品。公司的MEMS傳感器研發取得了國家科技重大專項的支持,已經能夠覆蓋絕大部分的MEMS傳感器,可為智能手機、可穿戴設備、平板電腦、智能玩具、智能家居等物聯網應用提供全套傳感器解決方案。憑借在MEMS設計和制造領域的長期積累,公司在智能手機和智能穿戴領域積累了較多的客戶群,可以在實現優化制造成本的同時,持續為客戶提供差異化的產品和優質的服務。此外,傳感器的生產從6吋轉8吋,新設備進一步帶來傳感器性能的提升。MEMS產品工藝技術平臺的研發在士蘭集昕8吋線上加快推進,三軸加速度傳感器、三軸磁傳感器、六軸慣性單元、硅麥克風、紅外接近傳感器、空氣壓力傳感器等產品的市場推進步伐加快。2021年,由于意法半導體和博世產能供應不足,國內多家手機廠商遭遇砍單,公司借此機遇憑借優質的產品性能和良率成功導入國內幾乎所有手機終端廠商上量。2021年,公司MEMS傳感器產品營業收入突破2.6億元,同比增長80%以上。公司的加速度傳感器憑借內置的MEMS芯片出色的抗機械沖擊性能和抗回流焊沖擊性能贏得多家全球頂級品牌智能手機客戶的認可,目前已在8吋線上實現了批量產出,單月出貨量已接近3000萬只,已大批量應用在多數國內手機品牌廠商的智能手機當中。未來,公司MEMS傳感器產品除在智能手機、可穿戴設備等消費領域繼續加大供應外,還將加快向白電、工業、汽車等領域拓展,出貨量進一步增長。三、厚積薄發、順勢而為,公司即將步入收獲期3.1產能建設循序漸進,缺貨漲價潮下顯著受益公司在產線建設方面提前布局和投入,歷經積累期后產能釋放恰逢其時。2017年6月底,公司與國家集成電路大基金投資的8吋線正式投產,是國內第一家擁有8吋生產線的IDM公司,并在2019年8月啟動二期擴產項目,形成新增年產43.2萬片8吋芯片制造能力,建設周期五年;2017年12月,公司與廈門半導體投資集團共同規劃建設兩條12吋生產線,第一條12吋線總投資70億元,其中一期總投資50億元,實現月產能4萬片,已于2020年12月投產,是國內最早投產的12吋線,且于2021年上半年啟動了二期擴產項目。隨著8吋芯片生產線項目投產,12吋芯片特色工藝芯片生產線的爬坡,以及封裝生產線和化合物半導體器件生產線項目的推進,公司即將步入業績收獲期,實現經營效益的提升和持續成長。具體分產線來看,公司5、6吋集成電路芯片生產線目前實際月產出達到22萬片。2021年,士蘭集成基本處于滿負荷生產狀態,總計產出5、6吋芯片255.44萬片;根據ICInsights的數據,公司的產能在6吋及以下的芯片制造企業中排名全球第2位。2021年,士蘭集昕總計產出8吋芯片65.73萬片,實現營業收入11.5億元,同比增加39.32%。8吋線目前產能為6萬片每月,主要生產高低壓MOS管、SBD、IGBT等功率半導體以及MEMS傳感器和高壓BCD電路等產品,8吋線的持續上量為公司整體營收的增長起了積極推動作用。2021年,士蘭集科基本完成了12吋線一期產能建設目標,2021年底,士蘭集科12吋線月產芯片超過3.6萬片,全年產出芯片超過20萬片,并在12吋線上實現了多個產品的量產,包括溝槽柵低壓MOS、溝槽分離柵SGT-MOS、高壓超結MOS、TRENCH肖特基、IGBT、高壓集成電路等。二期項目《新增年產24萬片12吋高壓集成電路和功率器件芯片技術提升和擴產項目》建設進度正在加快,設備目前正在陸續到達,預計在今年4季度投產,底前實現6萬片/月的生產能力。在封測方面,成都集佳已形成年產1億只IPM、80萬只工業級和汽車級功率模塊(PIM)、10億只功率器件、2億只MEMS傳感器、4,000萬只光電器件的封裝能力,并且還在持續擴大對功率器件和模塊封裝生產線的投入,總投資為7.58億元的汽車級和工業級功率模塊和器件封裝生產線項目正在加快建設,相關設備正在陸續進入。3.2產品結構調整,突破高門檻市場頭部客戶公司積極推動產品結構調整,推陳出新,抓住契機切入高門檻市場頭部客戶。公司在穩步落實產能規劃,加快產能建設的同時,也在逐步調整產品結構,提升產品技術水平,研發新產品,并積極送樣,開展客戶合作,搶奪高端市場頭部客戶。事實上,產出結構的調整優化和高端市場客戶端的進展是相互影響、彼此作用、相輔相成的過程,可以構成正反饋和良性循環,這是因為大客戶需求也能驅使公司加快調整產品結構的節奏,發揮產能優勢,積極實現產品升級以對標國外大廠。公司原先的下游應用領域主要集中在白電、消費電子等市場,隨著產品打開局面,逐漸拓展到工業,再向新能源市場進軍。在行業缺貨的背景下,下游客戶出于供應鏈安全的考慮更愿意嘗試本土供應商的產品。在此過程中,在產品質量、性能、價格、供貨均達到要求的前提下,客戶對于公司的信任感和認可度在逐漸建立和強化。功率分立器件產品中,公司的超結MOSFET、IGBT、FRD、SGT-MOSFET等分立器件的技術平臺研發持續獲得較快進展,產品性能達到業內領先水平。分立器件和大功率模塊除了加快在白電、工業控制等市場拓展外,在新能源汽車、光伏等市場取得突破性進展,目前處于小批量供貨、測試、客戶評價階段。自主研發的V代IGBT和FRD芯片的電動汽車主電機驅動模塊已在國內多家客戶通過測試,并已在部分客戶批量供貨,IGBT單管也已在國內部分光伏客戶逐步上量,預期今后將繼續規模化上量。從產線角度去看,公司在加快資源調配和產能配置的節奏:士蘭集成通過加強成本控制,加快產品結構調整,經營利潤同比提升;士蘭集昕在保持了較高水平產出的同時,加快產品結構調整步伐,附加值較高的高壓超結MOS管、高密度低壓溝槽柵MOS管、大功率IGBT、MEMS傳感器、BCD電路等多個產品實現大批量生產,產品毛利率提高至20.70%,全年實現盈利;士蘭集科現階段主要是功率分立器件,車規IGBT、MOS管已在12吋線上量,12吋線2期產品結構還在優化,后續將加快電路平臺的導入。今后公司將加快新產品開發進度,充分利用先進的12吋線的生產能力、產品性能優勢,優化產品結構,進一步提升產量、工藝和產品平臺,改善盈利水平,持續推動滿足車規要求的功率芯片和電路在12吋線上量。在產線達產、擴產的過程中,中高端產品的導入和上量使得相應產線的ASP也提升了,8吋產線的ASP從2018年的1175元提升到了2021年的1757元,12吋產線的ASP已達到3844元。與此同時,產品從小尺寸向大尺寸的遷移為小尺寸產線產能結構的優化提供了空間,基于高端市場的進入,早已成熟的5、6吋線也得以調配產出,其ASP也從2018年的579元提升到了2021年的650元。此外,大尺寸產線的設備精度更高,產品性能更好,能保證穩定且高質量的交貨。更高等級的生產線也為公司爭取頭部客戶創造了條件,高質量等級的產品供應和充沛的產能供給能更好地滿足大客戶的需求,助力公司導入頭部大客戶,成為與客戶長久合作、共同發展的伙伴,深化在高端市場客戶端的進展。3.3打出器件和電路組合拳,配套解決方案樹立一體化優勢公司作為綜合性的半導體產品供應商,在特色工藝平臺和在半導體大框架下,形成了多個技術門類的半導體產品,一方面能夠給行業客戶提供多個配套產品,形成一站式解決方案,滿足客戶多樣化的需求和差異化的選擇。帶電機變頻算法的控制芯片、多技術門類的功率半導體芯片、IPM、汽車級和工業級大功率模塊(PIM)、化合物器件、各類MEMS傳感器等產品已經可以協同、成套進入整機應用系統。例如,公司為變頻空調提供了一整套完整的產品和變頻系統方案,可以提供幾乎覆蓋整塊空調室外系統板的十幾顆不同類型的芯片產品,將MCU與IPM、電源管理、IGBT及搭配的一些通用類模擬器件一起打包提供給客戶。另一方面,各個業務線也能協同發展,為自身提供相關的資源和產能。例如,成都士蘭可提供涵蓋5、6、8、12吋全尺寸的硅外延芯片的生產能力,且在進一步加大對12吋外延芯片的投入從而順利產出給士蘭集科;成都集佳與IDM模式緊密貼合,布局先進和特色封裝,為公司提供器件、模塊、集成電路的相關封裝產能,并啟動實施“汽車級和工業級功率模塊和功率集成器件封裝生產線建設項目一期”。此外,IDM模式也有助于公司在特色工藝和產品的研發上具有更突出的競爭優勢,強化綜合性解決方案提供商的身份優勢:

IDM模式可有效進行產業鏈內部整合,設計研發和工藝制造平臺同時發展,形成特色工藝技術與產品研發的緊密互動,以及集成電路、功率器件、功率模塊、MEMS傳感器、光電器件和化合物芯片的協同發展。公司依托IDM模式形成的設計與工藝相結合的綜合實力,加快產品研發進度、提升產品品質、加強成本控制,向客戶提供差異化的產品與服務,提高了其向大型廠商配套體系滲透的能力。例如待功率器件和模塊在大客戶端上量后,相應的電路產品也可以做配套,從而增強客戶粘性,滿足主流市場需求,以實現可持續發展。3.4聚集特色工藝,平臺趨于成熟半導體產業發展可大致分為兩個技術方向,一個方向是沿著摩爾定律的先進工藝,追求特征尺寸的不斷縮小,另一個方向是特色工藝,比拼的不完全是器件工藝線寬的減小,而是各種器件的構造,即根據不同半導體材料

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