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东微半导深度报告:中高压功率器件创新者,专注汽车、工业蓝海市场

民生电子方竞团队 千帆竞渡电子研究 2023-02-03


摘要


东微半导:国内高压MOSFET领军,四大品类齐发力:公司拥有高压超级结MOSFET、中低压屏蔽栅MOSFET、超级硅MOSFET和TGBT四大品类,MOSFET产品达1700余种,IGBT产品154款。且公司募投规划持续研发SiC器件、新型硅基高压功率器件等。据Omdia,2020年公司占全球高压超级结市场的份额为3.8%,占中国高压超级结市场份额约为8.6%,为国内龙头,且为华虹半导体高压MOSFET大客户。据业绩快报显示,2021年公司实现营收7.8亿元,同比增长153.28%。且得益于毛利率提升,以及期间费用率持续改善,公司实现归母净利润1.46亿元,同比增长429.12%。

受新能源汽车、充电桩、5G基站等需求推动,中高压功率器件持续高景气:(1)受益新能源汽车大势所趋,车用功率半导体迎来黄金机遇期。2021年全球新能源车销量达到674万辆,预计2021-2025年新能源乘用车CAGR高达38.78%,且新能源汽车功率器件单车价值量显著提升。(2)充电桩渗透率提升,带来功率半导体广阔增量。英飞凌统计,100kW的充电桩功率器件价值量可达200-300美元。(3)5G商用加速,拉动功率器件旺盛需求。据英飞凌数据,相比传统MIMO天线,Massive MIMO天线中功率器件价值量从25美金提升到100美金。

技术领先、产能保障、客户优质,铸就公司护城河:我们看好公司长期发展,凭借技术国内领先、供应商产能保障、客户资源优质等竞争优势,公司将受益于国产替代红利期。1)中高压功率器件技术水平领先。公司在高性能功率器件尤其在高压超结方面性能优势明显,其产品售价便凸显公司产品竞争力,2019年中国MOSFET功率器件平均售价为1.04元/颗,全球价格为1.25元/颗,而公司平均售价达2.19 元/颗,其中超级结MOSFET售价更达2.36元/颗;2)与国内头部晶圆厂深度合作,产能可获充分保障。公司晶圆供应商包括华虹宏力、广州粤芯和DB Hitek等,是国内较为领先在12英寸生产的功率器件厂商之一。随着华虹12英寸产线爬坡,公司有望获得较为充分的产能保障。3)客户资源优质。公司重点针对工业级市场,客户包括华为、比亚迪、英飞源等,终端企业正逐渐放开国产功率器件认证,公司将受益于行业快速发展红利。

投资建议:我们预计公司2021-2023年归母净利分别为1.46/2.35/3.48亿元,EPS为2.17/3.48/5.16元,对应PE 分别为87/54/36倍。参考可比公司22年平均PE 59倍,考虑到东微半导在中高压功率器件领域的龙头地位,且进军IGBT市场更是为公司打开充分想象空间,我们给予公司22年PE 65倍,对应目标价226.48元。首次覆盖,给予“推荐”评级。

风险因素:行业竞争加剧;下游需求不及预期;扩产不及预期。


一、东微半导:中高压MOSFET巨头,进军IGBT市场

1.技术驱动型功率半导体厂商,专注汽车工业级市场

公司成立于2008年,是一家以高性能功率器件研发与销售为主的技术驱动型半导体公司,产品主要应用于汽车及工业相关等中大功率应用领域,公司较早实现第三代产品布局,是国内在12英寸晶圆产线上较早实现功率器件量产的功率器件设计公司之一。公司主要产品包括GreenMOS系列高压超级结MOSFET、SFGMOS系列及FSMOS系列中低压屏蔽栅MOSFET,通过不断进行技术创新,进一步开发了超级硅MOSFET、TGBT等新产品。未来公司将持续开发更多新型高性能功率半导体产品,致力于成为国际领先的功率半导体厂商。

高压超级结MOSFET:产品具备动态损耗低、大限度抑制开关震荡等优势。2021H1营收2.39亿元,占比达74.55%,为主营产品,料号近千种。公司的高压MOSFET产品全部采用超级结的技术原理,具有开关速度快、动态损耗低、可靠性高的特点及优势。在节能减碳的大趋势下,电源系统正追求小型化,高效化,公司GreenMOS 系列高压超级结产品基于其高效率低阻抗的特点,特别适用于直流大功率新能源汽车充电桩、新能源、5G等应用领域。高压超级结技术领域积累了包括优化电荷平衡技术、优化栅极设计及缓变电容核心原胞结构等行业领先的专利技术,产品的关键技术指标达到了与国际领先厂商可比的水平。

中低压屏蔽栅MOSFET:工作电压覆盖25V-150V,合计超过500种型号。2021H1营收0.8亿元,占比24.96%。公司中低压MOSFET产品均采用屏蔽栅结构,主要包括SFGMOS产品系列以及FSMOS产品系列。其中,SFGMOS产品系列采用自对准屏蔽栅结构,兼备了传统平面结构和屏蔽栅结构的优点,并具有更高的工艺稳定性、可靠性及更快的开关速度、更小的栅电荷和更高的应用效率等优点。FSMOS 产品系列采用基于硅基工艺与电荷平衡原理的新型屏蔽栅结构,兼备普通VDMOS 与分裂栅器件的优点,具有更高的工艺稳定性、可靠性、较低的导通电阻与器件的优值以及更高的应用效率与系统兼容性。公司亦积累了包括优化电荷平衡、自对准加工等核心技术,产品的关键技术指标达到了国内领先水平。

超级硅MOSFET:自主研发性能对标氮化镓功率器件的高性能产品。2021H1营收占比0.41%。目前已有18 种型号进入量产。公司的超级硅MOSFET采用硅基材料,具有工艺成熟度高、工艺成本低及高可靠性等技术特点及竞争优势,特别适用于高密度电源系统,如新能源汽车充电桩、通信电源、工业照明电源、快速充电器、模块转换器、快充超薄类PC 适配器等领域

TGBT:自主研发IGBT器件结构,优化了导通损耗与开关损耗。2021H1营收占比0.07%。公司的IGBT 产品采用具有独立知识产权的TGBT 器件结构,是一种区别于国际主流IGBT的创新型器件结构,目前达到可量产水平的产品规格共有18 种。TGBT在华虹8寸和12寸同步开发,于8寸已实现量产。公司TGBT主要应用在UPS、工业电源、储能逆变器,电磁炉等。

十余载耕耘,成为功率器件知名供应商。公司2008年以超结MOSFET切入,从2014年开始量产国产化超级结系列高压大功率MOSFET,产品在2015年首次进入工业级应用,仅一年时间便进入如艾默生(电源行业“黄埔军校”)等龙头工业级客户。2016年,公司更是率先量产国内首款自主研发充电桩用功率半导体器件—GreenMOS,进入国际大厂长期垄断的工业电源应用领域。同时,公司发明的原创结构的SFGMOS实现量产,进入到新能源汽车驱动、电池保护及同步整流等应用领域。2018年推出中低压屏蔽栅MOS,进入电动车应用。2019年推出超级硅系列,该产品针对快充等应用场景,具有更高功率密度+更快开关频率等特点,对比GaN性能不差且成本相对更低。

此外,公司亦进一步研发IGBT产品,2017年公司提出和主流方案不同的创新型产品结构,,在华虹平台能够实现国际一流产品能力。2019年创新型IGBT进入量产,性能达到国际一流水平,并于2020年开始小批量出货。

公司获华为哈勃、元禾控股等多家知名机构青睐。东微半导股权较为分散,不存在控股股东,实际控制人为公司联合创始人王鹏飞和龚轶。截至2022年2月,王鹏飞直接持股12.07%;龚轶直接控股9.96%。公司自创立之初,便获知名半导体基金关注。原点创投为公司第一大PE股东,其背后资金方元禾控股先后投资东微半导体4次关注超过14年。聚源聚芯产业基金目前占股7.46%;由华为100%控股的哈勃投资于2020年7月7日入股,目前占总股本4.94%,截至目前公司为哈勃投资的唯一一家功率器件设计公司。

同时,公司高度重视员工激励,于2018 年、2019 年对部分核心员工实施了三次股权激励,部分核心员工通过持股平台苏州高维和得数聚才间接持有公司股权。


2. 下游新能源、通信大幅驱动营收高涨,产品持续优化助力毛利率提升

公司营收、净利高速增长,21年净利润同比翻四倍。2021年公司全年实现营收7.82亿元,同比增长153.28%;归母净利润1.46亿元,同比增长429.12%,远超营收增幅。具体来看,2021年业绩快速增长原因包括:下游新能源、通信等应用领域需求持续增长;且国内客户加大上游进口替代;东微半导抓住此次国产替代浪潮机遇,持续扩大产能并推出适合更多应用领域的新产品,成功实现优质客户的导入。同时,随着公司产品结构进一步优化,量价齐升助力营收净利快速增长。

费用率维持稳定,毛利率创历史新高。公司毛利率自2020年的17.85%提升至2021年前三季度达28.62%,毛利率提升主要原因包括:1)公司产品应用在5G基站电源、通信电源、新能源汽车直流充电桩、工业电源等领域的占比提升,而上述应用领域由于涉及长时间高电压、高电流的工作环境,且使用场景多为户外,对产品的耐用性和可靠性等要求较高,产品的销售单价和毛利率均相应较高。2)由于公司产量不断扩大,在原材料端有了更强的议价能力。同时,受益于营收起量后规模效应,公司费用率水平有所降低,2021年前三季度净利率达16.59%,创历史新高。

下游结构不断优化,市场定位助力长足发展。公司产品下游主要针对工业级应用设备级消费类客户,其中工业类占50%以上。具体来看,2021年H1各类工业及通信电源营收占比较2020年13.28%提高至19.10%。消费电子设备营收占比有所下滑。2020年以来工业应用营收增速开始高于消费类。原因主要系公司经营定位重点针对汽车等工业级市场,缺芯背景下公司更是重点支持汽车、工业级大客户。当下,在功率半导体景气度分化的节点,我们认为公司与工业级客户的合作关系,可保证公司订单、利润率更为稳定;且长期来看,工业和汽车客户会给供应商提供技术上的反哺,有助引导公司的技术研发。

扎根高功率MOSFET,积极拓展IGBT等产品线。高压超级结MOSFET作为公司主营产品,2021年H1营收占比达74.55%,中低压屏蔽栅MOSFET营收占比24.96%,超级硅MOSFET和TGBT分别于2019年和2021年开始小批量生产并实现销售,2019~2021H1超级硅MOSFET营收8.32/40.36/135.31万元,TGBT在2021H1营收22.95万元。公司产品持续升级,拓展IGBT有助公司整体利润率水平拔升,同时进一步拓宽了营收空间。

而从产品形态来看,公司的产品可以分为功率器件成品及晶圆两类。功率器件成品即将晶圆进行封装后的MOSFET 成品形态产品;晶圆即公司完成技术研发和产品设计流程后,与晶圆制造商进一步进行工艺开发、验证与质量测试流程后的晶圆形态产品。公司销售的产品以功率器件成品为主,2018~2021H1功率器件成品营收占比均超过80%,晶圆产品营收占比低于20%。


3. 研发团队优质,技术水平领先

研发人员占比高,自主研发专利成果显著。截至2021年H1,公司总员工68人,人均创收领先行业。公司研发人员31人,占比达45.59%,已获授权的专利53项,包括境内专利38 项,其中发明专利37 项、实用新型专利1 项,以及境外专利15 项。公司重视研发投入,2021年H1公司研发费用达1650.12万元,超2020年全年研发费用(1599.36万元),占上半年营收5.14%。

CTO曾任复旦教授,研发人员经验丰富。公司直接持股人及有关核心技术人员拥有深厚的工作资历和丰富的项目经验。CTO王鹏飞博士作为公司联合创始人之一,曾于 2013 年研制出全球首个半浮栅晶体管(SFGT,Semi-Floating Gate Transistor),文章发表在顶级学术期刊 Science 上,是我国微电子领域研究首次登上 Science。研发总监刘磊、资深研发工程师刘伟和资深研发工程师毛振东分别于2009 年、2009 年及2015 年加入东微半导体;四名核心技术人员均取得了知名院校相关专业的博士、硕士或本科学位,并在微电子行业有着丰富的研发经验;主导多项核心技术的研发、完成绝大部分公司专利的申请。且为团队激励员工,公司于上市前实施了股权激励方案,70~80%员工持有公司股份,与公司利益相绑定。

纵向迭代MOSFET、横向拓展IGBT产品线,积极布局第三代半导体功率器件。截至2021年H1,公司已进入风险试产阶段的研发项目有第三代超级结器件、超低FOM及高性能的150V SGT功率器件、12英寸大晶圆60V-100V SGT、12英寸先进工艺GreenMOS超级结MOSFET(部分电压规格);目前处于立项阶段的研发项目有超级硅功率器件、8英寸线700V及以上GreenMOS高压的超级结芯片、900V以下三栅IGBT、900V及以上三栅IGBT。2021年7月立项了第三代半导体SiC功率器件自主研发项目,主要针对以碳化硅为衬底的第三代半导体材料功率器件进行研发、IC设计。公司在主要产品方面均已具备了国内领先的核心技术,并在核心技术的基础上实现了高压超级结MOSFET、中低压屏蔽栅MOSFET 产品的量产与销售。技术创新能力是半导体企业的核心竞争力,公司将持续专注于研发高效率、高可靠性产品,致力于实现国产功率器件的自主可控。

募投项目重点支持规模扩张,同时推动产品技术迭代。首次公开发行股票合计拟募集9.39亿元,最终实际募集资金净额为20.07亿元,除科技与发展储备资金外其他项目建设周期为3年。公司超级结与屏蔽栅功率器件产品升级及产业化项目、新结构功率器件研发及产业化项目、研发工程中心建设项目、科技与发展储备资金拟投入募集资金金额分别为2.04、1.08、1.70、4.57亿元,所占比例分别为21.75%、11.47%、18.09%、48.68%。科技与发展储备资金占比较高原因系公司资金需求主要通过自身经营积累满足,随着公司业务规模扩张,产品种类不断丰富,公司预计将出现一定流动资金缺口;此外,伴随业务发展,公司亦考虑通过投资并购方式整合行业优质标的,谋求产业资源的有效协同。


二、功率器件市场空间广阔,国产替代初见成效

1. MOSFET、IGBT:功率器件的两颗“明珠”

功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心,主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等。近年来,随着国民经济的快速发展,功率半导体的应用领域已从工业控制和消费电子拓展至新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多市场,市场规模呈现稳健增长态势。半导体功率器件主要包括功率二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等。对国内市场而言,功率二极管、功率三极管、晶闸管等分立器件产品大部分已实现国产化,而功率MOSFET特别是超级结MOSFET、IGBT等高端分立器件产品由于其技术及工艺的复杂度,还较大程度上依赖进口,未来进口替代空间广阔。

MOSFET和IGBT属于电压控制型开关器件,具有开关速度快、易于驱动等优势,是最主流的功率器件之一。MOSFET和IGBT属于电压控制型开关器件,相比于功率三极管、晶闸管等电流控制型开关器件,具有易于驱动、开关速度快、损耗低等特点。

MOSFET全称是金属-氧化物半导体场效应晶体管,由栅极、源极和漏极三个引脚构成,当栅极与源极通以较低的电压时,源极与漏极间会形成可导电的沟道,使得源极与漏极间的高电压可以导通,其原理是利用掺杂后的半导体特性实现控制电压对另一个电压的导通控制。随着社会电气化程度的不断提高,功率器件的性能也需要不断提高以满足更高的要求。对于功率MOSFET 而言,技术驱动的性能提升主要包括三个方面:更高的开关频率、更高的功率密度以及更低的功耗。为了实现更高的性能指标,功率器件主要经历了工艺进步、器件结构改进与使用宽禁带材料等几个方面的演进。在制造工艺上,线宽制程从10 微米缩减至0.15-0.35 微米,提升了功率器件的密度、品质因数(FOM)以及开关效率。在器件结构改进方面,功率器件经历了平面(Planar)、沟槽(Trench)、超级结(Super Junction)等器件结构的变化,进一步提高了器件的功率密度和工作频率。在材料方面,新兴的第三代半导体功率器件采用了碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)材料,进一步提升了器件的开关特性、降低了功耗,也改善了其高温特性。

IGBT全称是绝缘栅极型功率管,是由双极型三极管(BJT)和MOSFET组成的复合全控型电压驱动式半导体功率器件,兼有MOSFET高输入阻抗和双极型三极管(BJT) 的低导通压降两方面的优点,与功率MOSFET相比,更侧重于大电流、低频应用领域。

MOSFET和IGBT由于可以用较小的电压控制较强电压,因此被广泛运用于汽车电子、光伏、航空、电力等多个领域。一般来说MOSFET可以控制的最大电压在20V到1000V左右,而IGBT可以控制1000V以上的超高电压。MOSFET一般又可以分为中低电压产品和高电压产品,中低电压产品一般以分立器件的形式出售,而高电压一般以模块的形式出售。

全球功率半导体市场空间广阔,产业政策加持下,国内年化增速略高于全球增速。根据Omdia数据,2019年全球功率半导体行业规模达到464亿美元,较2018年下降3.5%,预计至2024年市场规模将增长至522 亿美元,2019-2024 的CAGR为2.4%。,中国也是全球最大的功率半导体消费国,2019 年市场规模达到177 亿美元,增速为-3.3%,占全球市场比例高达38%。预计未来中国功率半导体将继续保持平稳增长,2024 年市场规模有望达到206 亿美元,2019-2024 年的CAGR达3.1%。

MOSFET与IGBT模块,有望成为增长最强劲产品。研究机构IC Insights指出,在各类半导体功率元件中,未来最看好的产品将是 MOSFET与 IGBT模组;预计到2024年,未来全球MOSFET 器件市场将继续保持平稳回增,市场规模达77亿美元;根据中国产业信息网数据,到2020年全球IGBT单管市场空间达到60亿美元左右,市场空间广阔。根据Omdia数据,2019 年全球功率分立器件市场规模约为160 亿美元。MOSFET器件是功率分立器件领域中占比最大的产品,全球市场份额达到52.51%;IGBT 为第三大产品,2019 年全球市场份额达到9.99%。中国市场中,MOSFET、IGBT 占2019年中国功率分立器件市场份额分别为53.98%与9.77%。

全球和中国IGBT单管市场规模保持平稳增长态势。根据Omdia数据,2017~2019年全球和中国IGBT单管市场规模CAGR分别为11.7%和19.2%,预计2020~2024年全球和中国IGBT单管市场规模CAGR分别为3.54%和1.68%,全球市场规模增速高于中国市场。预计2024年全球和中国IGBT单管市场规模分别可达16.82/6.06亿美元。


2. 行业格局一超多强,国产替代迎来加速期

海外龙头主导MOSFET器件竞争格局,国内公司正持续发力。对比2019及2020 MOSFET功率半导体全球份额前十,中国本土企业占比有所提升,国产替代带效果显著。2020年全球MOSFET 分立器件市场规模为81亿美元,英飞凌销售排名第一,市占率达24.4%,CR10达77.9%。中国本土企业中,华润微电子、安世半导体(闻泰)、士兰微进入前十,分别占比3.9%、3.8%和2.2%,合计占比9.9%。华润微份额较2019年提升0.9%,士兰微则从十名开外挺进前十。

受益下游新能源市场高景气度,IGBT国产替代空间广阔。全球IGBT器件市场中,2020年英飞凌和富士电机分别以29.3%和15.6%的市占率排名第一和第二,CR10达85.7%,市场集中度较高。中国本土企业士兰微以2.6%的市占率排名第十,相比于2019年2.2%,份额提升0.4%。国内IGBT 产业起步较晚,未来进口替代空间广阔,目前在部分领域已经实现了技术突破和国产化。此外,在新能源汽车领域,IGBT 是电控系统和直流充电桩的核心器件,随着未来新能源汽车等新兴市场的快速发展,IGBT 产业将迎来黄金发展期。

国内企业有望通过“细分产品+性价比”优势,形成自身竞争力。虽然国际大厂目前占据主要市场,但其高端产品价格高昂,无法满足国内迅速增长的市场需求,导致国内市场供求失衡。近年来在国家产业政策的鼓励和行业技术水平不断提升等多重利好因素推动下,行业内部分企业对国际先进技术的持续引进以及自主创新获快速发展,东微半导等部分企业掌握了 MOSFET、IGBT等细分品类的核心技术,凭借产品高性价比、高速率、高性能不断提高市场占有率,在与国外厂商的竞争中逐步形成了自身的竞争优势。

3.新能源汽车快速发展,功率半导体器件迎来黄金机遇期

汽车电动化提速,新能源汽车将迎来高景气度,为汽车功率半导体市场打开增长窗口。在中国、美国、德国、日本等主要新能源汽车促进国的推动下,全球新能源汽车市场进入高速成长期。2021年全球新能源车销量达到674万辆,渗透率达到2.5%。我们预计到2025年,全球新能源乘用车的销量将有望达2500万辆,2021-2025年CAGR将达到38.78%。

汽车电动化带来功率器件单车价值量的大幅度提升。汽车作为封闭系统,内部的电力输出需要通过功率MOSFET器件的转化实现,这一点在混动和新能源车型中尤其重要。相较于燃料汽车,电动车功率器件对工作电流和电压有更高要求。新增需求主要来自以下几个方面:逆变器中的IGBT 模块、DC/DC 中的高压MOSFET、辅助电器中的IGBT 分立器件、OBC 中的超级结MOSFET。功率半导体是新能源汽车价值量提升最多的部分,需求端主要为IGBT、MOSFET 及多个IGBT 集成的IPM模块等产品。

此外,新能源车引擎控制、车身控制等都需要大量功率器件芯片。根据Strategy Analytics和英飞凌统计,轻型混合动力汽车(MHEV)中功率器件的单车价值量约为90美金,高度混合动力汽车(FHEV)/插电式混合动力汽车(PHEV)中功率器件的单车价值量约为330美金。可以看出,未来汽车中的功率器件单车价值量显著提升。

4.充电桩渗透率提升,带动功率器件需求扩大

作为电动汽车重要配套设施,充电桩将成为功率器件的重要增长点。充电桩按充电能力分类,以处理不同的用例场景。充电桩一般由通信模块、开关电源模块及控制模块等构成。其中,MOSFET是开关电源模块中最核心的部分,是实现电能高效率转换,确保充电桩稳定不过热的关键器件。交流电进入充电桩后,MOSFET通过控制芯片来控制电流通断,形成脉冲电流,再通过电感耦合转换为新能源汽车需要的直流电源。当前我国新能源汽车保有量持续提升,但充电桩的增速却相对较低。随着充电桩加速建设,对MOSFET芯片和IGBT芯片的需求也将进一步提升。

国家政策支持,充电桩保有量提速飞快。2020 年,充电桩被列入国家七大“新基建”领域之一。2020 年5 月两会期间,《政府工作报告》中强调“建设充电桩,推广新能源汽车,激发新消费需求、助力产业升级”。伴随新能源汽车保有量的高速增长,新能源充电桩作为配套基础设施亦实现了快速增长。公共充电桩由政府机关等具有公共服务性质的机构置办,服务对象面向所有电动汽车车主。中商产业研究院数据显示,2016 年至2020 年,全国公共充电桩保有量由14.9 万个增长至80.7 万个,复合年增长率达到了52.5%。公共充电桩由政府机关等具有公共服务性质的机构置办,服务对象面向所有电动汽车车主。2015年我国车桩比为7.84:1, 2019年已经提升至3.50:1。车桩比虽然在不断提升,但仍远低于《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020)》规划的1∶1的指标,充电桩仍有较大的建设空间。

单体价值量高,东微超级结MOSFET 产品将迎来高速发展机遇。目前我国公共交流桩主要分为单相交流桩和三相交流桩。单相交流桩的建设更广泛,对应的充电功率分为3.5kW 和7kW,其中,公共交流桩充电功率以7kW 为主。三相交流桩的主要功率为21kW、40kW 和80kW,但整体数量较少。从2016-2019 年新增公共交流桩平均功率来看,平均功率基本保持在8.7kW 上下。高端三相交流桩主要使用三相维也纳输入整流器(Power Factor Correction ,“PFC”)。在公共直流充电桩所需的工作功率和电流要求下,其采用的功率器件以高压MOSFET 为主。超级结MOSFET 因其更低的导通损耗和开关损耗、高可靠性、高功率密度成为主流的充电桩功率器件应用产品,具体应用于充电桩的功率因数校正、直流-直流变换器以及辅助电源模块等。充电桩的快速建设将大幅利好超级结MOSFET市场。据英飞凌统计,100kW 的充电桩需要功率器件价值量在200-300 美元。预计随着充电桩的不断建设,市场规模将大幅提高。而东微半导充电桩领域产品目前覆盖范围广,技术特点有明显优势。

5.5G建设拉动功率器件需求,超级结优势明显

5G基站功耗高、天线数量多等因素拉动功率器件需求。1)从4G演进到5G,虽然单位流量的功耗大幅降低,但是5G总功耗相比4G仍然大幅增加。根据华为发布的《5G电源白皮书》显示,目前5G基站相比4G基站功耗提升了3倍以上。因此需要5G基站能够达到最高的电源效率,这也进而对基站中整流、逆变、变压等电能变换和控制过程中的MOSFET需求提升。2)由于当前5G基站普遍采用大规模天线阵列,对功率器件性能提出了更高要求,因此所使用到的功率器件价值量也有所提升。据英飞凌资料显示,相比传统MIMO天线,Massive MIMO天线中功率器件价值量从25美金提升到100美金,提升四倍之多。3)与云计算相比,雾计算所采用的架构呈分布式,更接近网络边缘。雾计算将数据、数据处理和应用程序集中在网络边缘的设备中,数据的存储及处理更依赖本地设备,本地运算设备的增加带动MOSFET 用量提升。4)5G 时代数据量大幅增加,云计算中心扩容带动功率半导体用量提升。

5G基站高密度要求下,功率器件增量可观。5G的高频特性需要数量更多的通信设备来建立网络。据中国联通2018年预测,5G基站密度为4G的1.5倍左右。截止到2021年,我国4G基站总数为590万个。因此,参考中国联通5G/4G基站密度比,可以预计我国5G宏基站建设总数至少在800万台以上。结合工信部预测,我们预计2022年我国5G宏基站建设数在65万台左右,此后将趋于缓和。不过,由于宏基站波长短,覆盖范围有限,微基站布局数量更多,约为宏基站数量的2倍。

超级结MOSFET产品可更好地满足5G 基站需求。5G通讯电源需满足更大的输出功率和更高效率。对于开关电源来说,能否高效输出更大功率,决定因素在于能否降低功率变换产生的损耗。依据拓扑的不同,功率器件的损耗约占总损耗的30%~80%,因此降低功率器件的损耗对于提高输出功率、提高效率具有决定性意义。对于开关电源中常用的功率器件MOSFET,其损耗包括开关损耗和导通损耗,只有将开关损耗和导通损耗两者都降低才可以降低器件的整体损耗。与传统MOSFET 技术相比,采用电荷平衡理论的超级结MOSFET 功率器件能够显著降低高电压下MOSFET 单位面积的导通电阻。由于导通损耗与导通电阻成正比,超级结器件在导通损耗方面具有很大的优势;同时,开关时间越短,开关过程的能量损耗就越低。超级结MOSFET 拥有极低的FOM 值,从而拥有极低的开关能量损耗和驱动能量损耗。


三、全方位蓄力,致力突破海外垄断格局1. 深入绑定优质代工厂,产能有望获得充分供应 

东微半导采用 Fabless模式,不直接从事芯片的生产和加工环节,其营业成本主要由材料成本和封测费用构成,其中材料成本以定制化晶圆成本为主,封测费用以委外封装费为主。2021H1材料成本占比83.21%,较2020年的82.41%有所增加,主要系2021年芯片原材料行业整体价格上涨所致。随着中国大陆半导体产能的扩张,以及公司销售规模增大形成的规模效应,公司有望进一步优化成本结构,提升盈利能力。

代工厂紧密合作,助力公司产能提升。东微半导晶圆代工厂商包括华虹、东部高科、广州粤芯,以华虹为主,研发合作关系紧密。封测代工厂主要包括天水华天及成都集佳科技有限公司。华虹:2018-2020年公司采购份额一直稳定在80%以上,2021H1占比达72.85%,略有下降。华虹与公司保持常年良好合作关系,技术相互支持,随着华虹12英寸产线爬坡,公司有望争取较为充分的产能保障。广州粤芯:2021H1,公司采购数量环比大幅提升,采购金额达2151.6万元,根据粤芯官网,预计到2022年,粤芯半导体一期、二期将共达到月产4万片12英寸晶圆的产能,随着粤芯产能爬坡,公司亦有望获得产能将进一步补充。


2. 下游客户优质,已为工业领域知名供应商

直销经销双管齐下。2020H1及2020年直销占比分别为35.83%/36.02%,相较2019年的 31.61%,占比有所提升。近两年直销占比提高原因主要系公司逐步建立品牌影响力,提升市场占有率,逐步获得行业龙头企业的认可并与其进行直接合作。

与下游龙头客户密切合作,助力核心器件实现国产替代。公司产品广泛应用于以新能源汽车直流充电桩、5G 基站电源及通信电源、数据中心服务器电源和工业照明电源为代表的工业级应用领域,以及以PC 电源、适配器、TV 电源板、手机快速充电器为代表的消费电子应用领域。并已在前述领域积累了全球知名的品牌客户群,已成为部分行业领先客户认证的国产供应商之一。

截至目前,公司工业和汽车等相关市场营收占比超60%,预计未来将进一步提高。公司工业级客户已导入华为、通用电气等知名品牌;消费类客户主要包括康佳、视源股份等;汽车方面,目前主要供应OBC,已经批量进入到比亚迪新能源汽车。

在手订单充足,IGBT客户资源优质。我们从公司存货情况可以看到,2020年末和2021年6月末,公司原材料账面余额占比由26.23%下降至24.3%,委托加工物资账面余额占比由42.67%上升至43.30%。原因主要系下游需求快速提升,公司在手订单充足,公司部分原材料排产,处于委外加工状态所致。同时,公司开始发力IGBT,已成功进入车载电子/光伏/储能等领域。客户包括:车载充电机领域的珠海英搏尔电气、消费电源领域的深圳市迪比科电子、光伏领域的惠州市新明海科技、储能领域的深圳拓邦股份等。


3. 定制化需求料号丰富,高性能产品占比高

产品应用定制化,满足客户应用需求。功率半导体产品具有规格丰富、定制化程度相对较高等特点,持续研发新产品并满足不同客户的应用场景需求,是公司在市场中保持竞争优势的重要手段。公司始终坚持以客户需求为导向,注重技术升级及新产品开发,功率器件产品规格丰富。截至目前,公司已自主研发了1100款高压MOSFET产品型号并覆盖500V-950V区间的工作电压;以及641款中低压MOSFET产品型号,覆盖25V-150V 区间的工作电压。此外,公司自主研发了IGBT产品154款。

持续突破海外垄断,国内市场名列前茅。市场份额方面,公司在全球MOSFET市场份额中位列中国本土企业前十,是少数能在超级结MOSFET 领域突破海外技术垄断的本土公司之一,根据Omdia,东微半导体2020 年实现的高压超级结与超级硅产品合计的销售收入约为2.5 亿元,占全球高压超级结市场的份额为3.8%,占中国高压超级结市场的份额经估算约为8.6%。公司在高性能功率器件尤其在高压超结方面性能优势明显,其产品售价便凸显公司产品竞争力,2019年中国MOSFET功率器件平均售价为1.04元/颗,全球价格为1.25元/颗,而公司平均售价达2.19 元/颗,其中超级结MOSFET售价更达2.36元/颗。

高压超级结MOSFET国内领先,中低压屏蔽栅有充足成长空间。2019年公司在国内MOSFET市占率仅0.34%,位列国内第七,拥有充足的成长空间。公司在发展路径上实现差异化竞争,是国内少数专注工业级高压超级结MOSFET领域的半导体厂商,公司的GreenMOS产品具有比常规MOSFET更快的开关速度及更柔和的开关曲线,在获得极低的动态损耗的同时大限度抑制了开关震荡,不仅可以大大提高系统效率、降低发热量,还可以简化系统EMI设计,在性能方面已接近国际先进水平。2021H1,公司高压超级结及超级硅产品营收进一步增长,营收绝对值已超2.4亿元,同比增长174%,预计在高压超级结MOSFET领域的市占率进一步提高。

此外,公司完善品类布局,在中低压屏蔽栅MOSFET领域也逐渐发力,公司2020年中低压屏蔽栅MOSFET营收5930.43万元,约占全球中低压MOSFET市场规模0.2%,占中国中低压MOSFET市场规模0.4%,市占率较小,拥有充足的成长空间。2021年上半年度,中低压屏蔽栅产品的销售收入达到8006.71 万元,同比增长292.2%,实现了销售收入的大幅增长,预计市场份额能够进一步的提升。


四、盈利预测与投资建议

1. 业绩拆分与盈利预测 

公司是国内中高压MOSFET领域领先供应商,产品包括高压超级结MOSFET、中低压屏蔽栅MOSFET、超级硅MOSFET及TGBT,主要应用在工业级领域,产品技术成熟;其中公司高压超级结MOSFET产品优势明显,早在2016年4月便率先实现充电桩用高压超级结MOSFET量产,打破了国外垄断,降低了充电桩的整体成本,也为近几年国内充电桩的快速推广提供了大量的国产化芯片。此外,公司进军IGBT市场,产品进一步跃迁。其IGBT具有独立知识产权,目前已有38款产品,未来有望逐步提升销售份额。

我们认为,公司中长期发展主要受益以下几大趋势:

1)功率半导体产能紧缺,而公司与供应商华虹宏力保持紧密合作,是华虹出货量最大的高压MOSFET厂商,有望获得较为充分的产能保障。且公司仍在积极扩充产能供应渠道。且我们认为,本轮缺芯中最核心逻辑仍在于加速国产替代,且随着国内公司技术水平的提升,终端企业正加大对国产功率器件导入力度,公司将受益于行业发展红利。

2)公司下游主要以工业类应用为主,景气度持续向好。当下新能源汽车、充电桩、5G基站、光伏储能等对功率器件需求大幅增加,且价格持续坚挺。

3)公司产品纵横布局,且进一步开发性能更优越产品。公司高压超级结MOSFET产品已经有了业界公认的先进水平,并在下游客户中取得良好口碑;伴随着新能源汽车、基站等需求,中低压屏蔽栅MOSFET亦有充足成长空间。此外,公司进一步进军IGBT,有望凭借MOSFET领域的品牌优势,得到更多客户的认可机会,销售规模进一步攀升。

针对具体产品拆分来看:

超级结MOSFET主要针对新能源汽车充电桩、新能源、5G等应用领域,受益新能源汽车爆发,充电桩市场规模高速扩张,且工业电源等需求稳定增长,我们预计2021-2023年高压超级结MOSFET营收达到6.17/8.95/11.18亿元,同比增长147.74%/45.00%/25.00%,毛利率28.50%/29.50%/30.50%。随着规模效应体现以及新品新市场的开发,毛利率有充足提升空间。

屏蔽栅MOSFET:公司产品工作电压覆盖25V-150V,合计超过500种型号,已进入电动车等应用领域,我们预计2021-2023年高压超级结MOSFET营收达到1.56/2.19/2.74亿元,同比增长163.8%/40.0%/25.0%;毛利率预计为27.0%/28.0%/29.0%。

超级硅MOSFET:超级硅MOSFET为公司自主研发性能对标氮化镓功率器件的高性能产品,应用于新能源汽车充电桩、通信电源、工业照明电源、快充等领域。前期该产品占公司营收较小,但未来几年随着下游快速成长将逐步起量,预计2021-2023年实现营收2.60/20.82/41.65百万元,毛利率为30.0%/31.0%/32.0%。

IGBT:公司创新型的IGBT于2019年量产,主要针对UPS、工业电源、储能逆变器等,当下由于行业持续紧缺,公司产品有望迎来快速放量,预计2021-2023年6.0/66.0/231.0百万元,毛利率为28.0%/31.0%/32.0%。

期间费用率及其他:我们预计未来随着公司营收规模持续扩张,理论上费用率受益于规模效应有所下降,但考虑公司持续投入研发,综合影响下费用率预将保持稳定。此外,考虑公司投资收益、其他收益等非经常性损益跟随营收同步略有增长。综上,我们预计2021/22/23年公司归母净利润分别为1.46/2.35/3.48亿元,净利增速为427.6%/60.8%/48.1%。


2. 估值分析与投资建议

我们选取斯达半导、新洁能、扬杰科技、华润微作为可比上市公司。斯达半导为国内IGBT领先供应商;新洁能主业为MOSFET及IGBT,扬杰科技主营为各类分立器件芯片、功率二极管、半导体硅片等;华润微聚焦功率半导体、智能传感器与智能控制领域。东微半导专注于超结MOSFET等高性能功率器件市场,并向屏蔽栅MOSFET和IGBT持续扩充。

我们看好公司在中高压领域技术优势,受益新能源汽车/充电桩/工业电源下游成长,公司将迎来快速放量。预计公司2021-2023年归母净利分别为1.46/2.35/3.48亿元,EPS为2.17/3.48/5.16元,对应PE 分别为87/54/36倍。参考可比公司22年平均PE 59倍,考虑到东微半导在中高压功率器件领域的龙头地位,且进军IGBT市场更是为公司打开充分想象空间,我们给予公司22年PE 65倍,对应目标价226.48元。首次覆盖,给予“推荐”评级。


五、风险提示

1)行业竞争加剧的风险。在国内厂商、国际大厂纷纷加大投入的情况下,功率半导体市场竞争变得越来越激烈。若公司不能及时开发出具有行业竞争力的产品,则将面临产销率下降的风险,影响公司销售收入及盈利。

2)下游需求不及预期的风险。功率半导体下游主要应用行业包括新能源汽车、充电桩、光伏、风电、通信等。若下游行业需求不及预期,则公司将面临产品价格压力、销售数量不及预期的风险。

3)扩产不及预期的风险。公司采用Fabless模式,由于下游市场高景气,对功率器件需求旺盛,但是目前国内8英寸晶圆产能有限,可能导致晶圆代工厂无法及时足量给公司供应晶圆。

本文源自报告:《东微半导(688261.SH)深度报告:中高压功率器件创新者,专注汽车、工业蓝海市场》| 发布时间2022年3月31日 | 发布报告机构:民生证券研究院 | 报告作者:方竞 S0100521120004

研究团队简介

方竞,民生电子首席分析师,西电本硕连读,5年半导体行业从业经验,曾于德州仪器等全球龙头企业任职。同时还是半导体创业孵化平台IC咖啡的发起人。

作为团队核心成员获19年新财富电子行业第3名;18/19年《水晶球》电子行业第2/3名;18/19年《金牛奖》电子行业第3/2名。作为首席获21年Wind金牌分析师第4名。执业证号:S0100521120004

李少青,电子行业资深分析师,武汉大学硕士,曾任职于西南证券、信达证券,2022年加入民生证券。执业证号:S0100522010001

童秋涛,电子行业研究员,复旦大学硕士,曾供职于信达证券股份有限公司,2022年加入民生证券。执业证号:S0100122010028

陈蓉芳,电子行业研究员,香港中文大学金融学硕士,南开大学国际商务学士,曾供职于国金证券股份有限公司,2021年加入民生证券。执业证号:S0100121030005

陈甲铖,电子行业研究员,香港科技大学硕士,武汉大学学士,曾任长江存储科技公司研发工程师,2022年加入民生证券。执业证号:S0100122030022

特别声明

《证券期货投资者适当性管理办法》、《证券经营机构投资者适当性管理实施指引(试行)》于2017年7月1日起正式实施。通过新媒体形式制作的本订阅号推送信息仅面向民生证券客户中的专业投资者,请勿在未经授权前进行任何形式的转发。若您非民生证券客户中的专业投资者,为保证服务质量、控制投资风险,请取消关注本订阅号,请勿订阅、接收或使用本订阅号中的任何推送信息。因本订阅号难以设置访问权限,若给您造成不便,烦请谅解!感谢您给予的理解和配合。


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