富信科技：半导体热电制冷技术领跑者，高端领域打开天花板

1 半导体热电技术方案领跑者，全产业链布局赋能竞争力

1.1 国内半导体热电技术佼佼者

深耕半导体热电制冷技术，半导体热电技术方案领军企业。富信科技成立于 2003 年，是国内外 少数全产业链半导体热电技术解决方案及应用产品提供商之一，集半导体热电器件（TEC）、系 统及其整机应用为一体，产品广泛应用于冰箱、啤酒机、恒温酒柜、恒温床垫等通用及新兴消费 电子场景，并逐步拓宽至通信、汽车、医疗等高端应用领域。未来公司有望在需求端受益于消费 电子需求复苏，新场景、新应用打开长期增量空间；供给侧国内市场享受国产替代。供需两侧同 步向好，产能扩张产品线升级双维成长。

股权结构稳定，获行业龙头长期投资。公司实控人刘富林、刘富坤为一致行动人，分别担任公司 董事长兼总经理、副董事长职位，合计持股比例达到37.12%。工程材料和光电子器件领域的全球 领导者美国贰陆公司早在 07 年便投资富信科技，截至目前通过其全资子公司绰丰投资、联升投资 合计间接持有公司 15.15%股权。

1.2 产业链一体化布局优势显著，横向拓宽应用领域

纵向一体化拓深度，塑造成本、时效、质量等多重竞争力，创造更高的产品附加值。富信科技是 国内外少数具备上游热电材料及核心器件，中游系统研制、热管理方案设计，以及下游热电整机 应用全产业链能力的供应商之一。将储备的底层技术与客户的个性化需求相嫁接，针对不同应用 场景提出技术解决方案，最终以热电整机应用的形式向其提供，获取更高的产品附加值的同时， 在响应速度、产品可靠性及一致性、成本等方面树立壁垒。

深耕消费电子，产品矩阵不断丰富。公司产品目前主要应用于对尺寸、便携性、静音性要求较高 的小容积、小冷量制冷小家电和消费电子场景，公司小家电和消费电子收入占比超九成。目前公 司正在不断扩展产品种类和市场。公司一方面将做好现有啤酒机、恒温酒柜、恒温床垫等主要产 品技术解决方案的升级迭代工作，另一方面公司目前已开拓了手机散热背夹及水离子吹风机等新 品，未来也将加快便携式母乳冷藏包、恒温镜柜、便携式雪茄养护箱等储备产品的普及推广，持 续挖掘新的需求。

突破高端，成功进入汽车、医疗、工业等领域。传统小家电和消费电子对 TEC 的要求主要是大制 冷量，而 5G 光模组、激光雷达、医疗器件、航天军工对 TEC 微型化、超低温、高可靠性有着较 高的要求，公司成功打破技术壁垒，产品已切入通信、汽车、工业、航天国防等领域，成功实现 了用于 5G 网络中光模块温控、医疗领域 PCR、工业领域红外探测器等高性能高可靠性热电器件 的批量化生产。同时扩建了面积超过 2000 平方米特种微型热电器件生产车间，初步具备了年产 100 万片微型热电制冷器件（Micro TEC）的批量化生产能力。

1.3 业绩增长前景明朗，盈利能力突出

疫情影响渐退，新产品、新技术推动业绩反弹。20 年受疫情影响公司营收较 19 年基本持平，轻 微下滑 0.3%至 6.2 亿元，归母净利润微幅增长 3%至 0.74 亿元。依托消费电子领域需求回暖，叠 加公司新技术与新产品研发落地，业绩反弹趋势明显，21 年实现营收近 7 亿元，同比增长 12%， 归母净利润 0.88 亿元，同比增长 19%。

热电整机是公司主要利润来源，高产品附加值带来可观收益。在热电整机应用产品中，热电技术 解决方案收入占比约为 25%至 50%，但其创造的毛利占总毛利的比重约为 50%至 80%，是公司 的主要利润来源。2017-2021 年热电整机营收占比均在 55%以上，远远超过其他产品。其主要产 品为恒温酒柜、恒温床垫以及啤酒机，2020 年三者合计占热电整机营收比例近 8 成。

公司盈利能力持续提升。受供应链紧张、海运涨价等因素影响，公司 21 年毛利率小幅下滑，但得 益于公司热电制冷全产业链一体化布局，毛利率和净利率整体维持高位，毛利率由 2017 年的 23.1%稳步提升至 21 年的 26.8%；净利率也由 17 年的 5.9%逐年提升至 21 年的 12.9%。在公司 三大主营业务中，热电器件盈利水平最高，毛利率维持在 40%以上，热电整机位居次席，毛利率 近 30%。未来伴随外部环境改善以及公司自身产品结构优化，毛利率恢复向上可期。

重视研发投入，研发费用率逐年提升。公司秉承技术为先的战略理念，保持较高的研发投入水平， 重点研发高性能半导体热电器件集成及测试，并积极开拓半导体热电技术在物联网、可穿戴设备、 国防、汽车、医疗领域的应用，相关产品技术指标达到国际先进水平。 21 年公司研发费用 0.36 亿元，yoy+30%，研发费用率也由 17 年的 3.6%提高至 21 年 5.1%，创近年新高。

募投项目助力产能提升。2021 年 4 月，公司首次公开发行股票 2,206 万股，募资约 3 亿元，计划 在现有厂房内进行全面扩产，达产后将新增半导体热电器件产能 900 万片/年，热电系统产能 300 万个/年，各类整机产品产能 65 万台/年，我们测算公司热电器件/系统/整机产品产能将分别提高 68%/48%/39%，为响应日渐增长的产品需求奠定良好产能基础。

2 消费升级趋势明确，半导体热电技术需求不断涌现

2.1半导体热电技术适用性广

半导体热电技术分为半导体热电制冷技术和半导体温差发电技术两大方向。热电制冷技术利用佩 尔捷效应，通过控制电流变化实现吸热/放热，精准控温，适用于对尺寸、便捷性、静音性要求高 的小容积、小冷量场景。温差发电技术利用泽贝克效应，能利用环境中的废热，将热能转换为电 能。热电制冷技术已逐步产业化，温差发电技术仍处于起步阶段。随着碲化铋等优质热电材料得 到广泛应用，热电转换效率不断提高，半导体热电技术产业化进程不断推进，应用领域持续拓展。

半导体热电制冷技术适用性广。半导体热电制冷技术采用直流电工作，通过调节工作电压和电流 大小，即可实现冷量及温度的连续、精密的控制，同一系统在不改变结构条件下，只需调整电流 方向即可实现冷却和加热两种模式的转换。半导体热电器件没有运动部件，因此工作时无振动， 无噪音，其形状更为灵活，且更微型化。因此，半导体热电制冷技术凭借其不可替代的灵活性、 多样性、可靠性等优势，与传统的机械压缩式制冷有效互补，广泛应用于 1）对尺寸、便携性、 静音性要求较高的小容积、小冷量制冷场景：如消费电子领域啤酒机、恒温酒柜、电子冰箱、恒 温床垫、冷热型饮水机、车载冰箱，医疗领域的冷敷设备、便携式胰岛素盒等；2）需要精准控 温的微型化局部制冷场景：如通信领域的光模块，汽车领域的激光雷达、动力电池，医疗实验领域的 PCR 测试仪、仪器仪表，工业领域的 CCD 图像传感器、露点测试仪等；3）对环境适应性 要求较高的场景：如汽车领域的恒温座椅、航天国防领域的探测器和传感器的温度控制、激光系 统冷却等。

随着热电技术的进步和推广，以及其下游应用产品的不断涌现与成熟，其市场需求呈现出逐年增 长的态势。据 MarketsandMarkets 预计，全球半导体热电器件市场规模将由 2021 年的 5.93 亿美 元增至 2026 年的 8.72 亿美元，年均复合增长率 8%。（报告来源：未来智库）

2.2 半导体制冷式冷藏箱前景广阔，国内需求空间大

消费电子场景以品质生活类电器为主，市场集中于欧美发达国家。半导体制冷式家用型冷藏箱是 热电整机应用产品中的主要类别之一，包括啤酒机、恒温酒柜、电子冰箱、冻奶机等冷藏箱产品。 欧美发达国家收入水平高，消费市场成熟，品质生活类电器渗透率逐渐提升，是半导体热电制冷 整机类产品的主要市场。2016-2020 年我国半导体制冷式家用型冷藏箱（包括啤酒机、恒温酒柜、 电子冰箱、冻奶机等）出口数量由 445 万台增长至 702 万台，年均复合增长率 12%；出口总额由 1.80 亿美元增长至 2.64 亿美元，年均复合增长率 10%。2020 年出口数量及总额分别同比增长 29% 和 15%，增速呈明显加速趋势。

生活品质追求提升，国内市场有望迎来突破。随着中国人均可支配收入、人均消费支出等指标稳 健增长，在消费升级趋势下，消费者对生活品质的追求将持续提升。此外，80-95 后已成为消费 主力军，这一群体更容易尝试、接受新品类，未来品质生活类电器有望在国内市场迎来突破。

公司客户资源优质稳定，受益“消费升级+疫情后消费复苏”。知名电器品牌对供应商的选择具 有较为严格的标准，一旦通过认证，进入供应体系，不会轻易更换。公司与客户的合作关系长期 保持稳定，与美的、赛博 SEB、伊莱克斯等知名电器品牌均保持了十年以上的合作关系，并成为 相关产品的核心供应商。2020 年公司新开发日本时尚小家电品牌客户 Bruno，为其提供冰淇淋机 整机应用解决方案，同时借助 Bruno 销售渠道，拓展冰淇淋机内销市场。客户资源的广度和深度 助力公司消费电子类产品可持续发展。

啤酒机：受益啤酒家庭消费趋势，疫情后销量有望触底反弹。

啤酒机是用以储存和饮用鲜啤的机器。鲜啤是“熟啤”的对应概念，因其酒液不经过巴氏灭菌法 处理，保存了部分酵母菌而具有比瓶装熟啤更加鲜美的口感。由于鲜啤酒需要冷藏存放，过去往 往只在大型酒吧等场所供应、饭店等场所才能体验。啤酒机的出现使人们在家庭、聚会、小型酒 吧等场景下均能够饮用鲜啤。

啤酒消费量稳定增长，受益家庭消费趋势，疫情后全球销量有望触底反弹。Statista 预测， 25 年 全球啤酒销售规模将达 8,675 亿美元，19-25E CAGR 5%，家庭消费比率较 19 年上涨 3pct 至 49%。20-21 年海外疫情严重，啤酒机需求因欧美地区宵禁、社交限制等因素受到巨大冲击。我 们认为随着海外疫苗接种率提升，下游稳定向好态势不改，疫情导致的递延需求将促进啤酒机这 类用于改善啤酒饮用体验的产品稳定发展。

公司啤酒机主要客户 Groupe SEB 是法国知名家电企业，与喜力合作推出的 BeerTender 和 The Sub 两个啤酒机子品牌。目前啤酒机整体仍处于新兴市场阶段，公司有望受益于现有客户的国际 声誉和品牌效应，以及未来客户资源的进一步拓展，增长空间可观。公司啤酒机收入和毛利率有 望在疫情后回暖。

恒温酒柜：受益啤酒家庭消费趋势，疫情后销量有望触底反弹。

半导体恒温酒柜是保证葡萄酒口感品质的理想储存容器。葡萄酒因其特殊储藏温度，不易在冰箱 中与食品一并储藏，需要专门的恒温酒柜。相较于传统压缩机酒柜，采用半导体制冷技术的恒温 酒柜可以避免频繁的机械振动带来的加速成熟、沉淀物挥散等影响葡萄酒口感和品质的因素，是 家庭环境中理想的葡萄酒储存方式。

全球葡萄酒消费量及均价逐年提升，城市家庭消费升级促进恒温酒柜需求增长。过去十年，全球 葡萄酒消费量及均价逐年提高（20 年受疫情影响除外），为恒温酒柜提供有利推广条件。全球葡 萄酒主要消费国家中， 20 年美国以 3.3 亿升的消费量位居榜首。Statista 数据显示，美国城镇居 民恒温酒柜拥有率约为 8%，另有 24%的家庭有购买意愿，恒温酒柜需求具有倍数增长空间。

恒温床垫快速普及，助力公司产品放量

恒温床垫助力睡眠质量提升，认知增强加速推广。恒温床垫可以通过外置主机的半导体热电制冷 系统，利用水在床垫水道中循环，实现加热冷却，进而保持恒温。相较电热毯，恒温床垫发热不 会产生电磁辐射、无噪音、功耗低且安全性高，并可以通过遥控硬件或手机 APP 等对温度精确调 节，广泛应用于家庭、酒店、疗养院等场景。目前恒温床垫仍处于推广阶段，随着小米、A.O 史 密斯、海尔等知名品牌相继推出相关产品，恒温床垫有望加速普及，进入放量阶段。

恒温床垫量价齐升，收入快速增长。公司于 14年开始推广销售恒温床垫，在床垫产品中加入远程 WIFI 控制等功能元素，不断完善产品用户体验。经过近年市场推广，消费者认可度逐渐提升。19 年公司与客户 Kryo Inc 合作推出高端恒温床垫新品 CD-Z2B，市场反应热烈并一举成为主打产品， 带动公司恒温床垫量价齐升，收入开启高速增长，19、20年增速分别为 243%、89%。2020年恒 温床垫销售收入 0.94 亿元，在整机类产品中仅次于恒温酒柜。

消费电子横拓新品，纵拓渠道，双管齐下助力业绩新增长。一方面，公司对现有成熟技术方案开 展精准营销，加大国内市场开拓力度，针对目标客户开展精准营销。另一方面，公司不断拓展产 品矩阵，器件方面，开发有冻奶器、手机散热背夹等；美容领域有水离子吹风机、激光脱毛仪、 冷暖按摩仪等。热电系统方面，已完成新款冰淇淋机系统、啤酒机系统、冷源系统的研发工作， 并实现小批量试产。半导体整机产品方面已完成冰箱、酒柜多款不同型号产品的研产销，并通过 了美国 DOE、欧洲 ERP 能效认证，形成订单批量生产。

3 突破高端领域，通信/汽车/医疗增量可观

3.1 高性能 TEC 海外厂商把握话语权，国产替代空间巨大

小家电和消费电子领域对 TEC 的要求主要是大制冷量。 光模块、微处理器、激光雷达等电子器 件尺寸不断减小，集成度不断提高，微小面积内的功耗急剧上升，局部热流密度大幅增加，要求 TEC 朝着微型化发展。医疗、军工等领域对 TEC 超低温性质要求高。随着 5G 网络建设及汽车产 业电动化/智能化持续推进，通信领域的光模块控温，以及汽车动力电池热管理、激光雷达等场景 将给半导体热电器件的市场带来巨大增量。

高性能 TEC 海外厂商把握话语权，国产替代空间巨大。目前应用于通信、汽车、航空国防等领域 的高性能 TEC 市场，主要掌握在日本 Ferrotec、KELK Ltd.，俄罗斯 RMT，美国 Phononic、 Gentherm 等海外企业手中，在产品质量和产业规模上均具备优势。国内大部分企业起步较晚， 仍处于技术提升阶段。伴随我国下游市场的蓬勃发展，以电子制造服务产能转移等为契机，中国 已成为全球消费类热电整机应用产品制造大国，带动国内产业链上游半导体热电器件和热电系统 企业的快速发展。以富信科技为首的国内企业正凭借较强的工艺控制与成本控制能力、更贴近客 户、灵活响应等优势，做大消费电子领域，也逐渐开始向通信、汽车等领域突破。

3.2 光模块需求强劲，公司突破 Micro TEC 打开成长天花板

5G 网络建设带来强劲需求，光模块用量&性能双升。光模块（Optical transceiver）是光纤通信系 统的重要部件，负责在信号传输过程中对光信号进行放大、光/电转换和传输。根据讯石信息咨询 的预测，19-27 年我国 5G 基站建设数量将累积达到 648 万座，仅对 5G 前传光模块的需求量将 累积达到 3,888 万件。据 Yole 数据，20 年全球光模块市场规模为 96 亿美元。受益于 5G 网络及 数据中心建设带来的强劲需求，预计光模块需求将进一步扩容，26 年市场规模达到 209 亿美元， 年均复合增长率 14%。

用量增长的同时，为满足 5G 网络的高频/高速特征，高速率光模块用量增加，光模块集成度和组 装密度不断提高，其发热量也显著增加。而光模块及内部组件对温度非常敏感，需要在适宜温度 范围工作（商用级工作温度一般为 0-70℃），温度过高会导致光功率输出降低，波长出现正向漂 移。在光模块散热需求升级趋势下，采用半导体热电制冷技术对光模块进行精准的主动控温，保 持其工作在温度稳定的环境下，是目前主流的确保光模块有效工作、延长使用寿命的技术解决方 案。见炬科技数据显示，2019 年光通信市场热电器件约 7000 万枚；至 2024 年，因基站建设拉 动将增加 TEC 需求至约 3.3 亿枚，19-24E CAGR 高达 36%。

公司自研热挤压工艺，显著提升材料热电性能。性能良好的热电材料是半导体热电技术应用的关 键。热电性能优值ZT值越大，半导体热电器件的最大温差越高。公司同时掌握碲化铋基热电材料 的区熔、热压、热挤压三种制备工艺，其中热挤压技术作为相对先进的热电材料制备技术，只被 少数企业所掌握。公司在粉末热压工艺的基础上通过热挤压工艺使材料的晶体结构获得理想的取 向性，并使材料的综合热电性能显著提升。采用热挤压工艺制备的 p 型碲化铋基材料 ZT 值由区 熔工艺的 0.95 左右提升至 1.2 左右， n 型碲化铋基材料 ZT 值可达 1.0 左右。公司采用上述工艺 研制的高性能半导体热电器件最大温差可以达到 71℃以上（热端 27℃），在相同输入功率下制 冷深度和制冷量显著提升，在能效水平要求较高或光模块等极低功耗使用场景中发挥了重要作用。

高性能 micro TEC 已向客户批量供货，正在导入更多客户。传统单级热电制冷器件的冷端面积尺 寸为 40*40mm，晶粒对数 127 对，晶粒尺寸为 1.4*1.4*1.6mm。2020 年以来，公司采用热挤压 工艺制备的高性能光模块微型热电制冷器件冷端面积尺寸已经达到 1.8*2mm，晶粒对数 10 对， 晶粒尺寸为 0.26*0.26*0.3mm，在集成度、最大温差、最大制冷量等方面均处于行业领先水平， 可靠性达到国际通用标准 GR-468-CORE 和美国国防部标准 MIL-STD-883 两项国际先进测试标 准要求。目前公司已开始向全球领先的某通信设备客户批量供货，并向 2 家客户小批量供货，10 家客户完成送样并正在进行相关样品验证，成为国内少数能够生产用于光模块温控的微型热电制 冷器件厂商之一，享有规模化国产替代优势。未来，公司将根据不同客户需求研发制造更多适配 不同规格光模块、光发射器件的新型号产品，与客户建立更紧密的合作关系，满足大量的国产替 代需求。

3.3受益激光雷达规模化装车在即，车载应用空间打开

热电技术契合激光雷达小型化需求。激光雷达需要在保证探测范围，分辨率，抗干扰性和可靠性 的同时，满足量产装车对尺寸、成本的严格需求，因此面临着与通信光模块相同的光学和散热设 计挑战。微型热电制冷器件尺寸极小，可配置于各类激光雷达内部，对激光器、雪崩光电二极管 等核心元件进行双向控温，相比光通信应用，车载激光雷达对 TEC 产品本身的要求更为严苛，包 括更高的热泵，更大的工作温度范围，更大的温差性能以及极端环境下的可靠性。固态制冷和加热技术全球领导者 Phononic 认为带致冷的光学器件对于实现 200m+的探测距离和 L3 级别以上的 高性能自动驾驶应用至关重要。

激光雷达放量在即，Phononic 预计热电技术 3-5 年内大规模应用。传感器的融合与冗余是实现 高阶自动驾驶的关键，以激光雷达等传感器为核心的自动驾驶感知配置方案已渐成业内共识，激 光雷达大规模前装量产时机已接近成熟。麦肯锡预计，L3 级别自动驾驶需配置前后 2 颗长距离， L4/L5 级别则需 4 颗长距离激光雷达以及 4 颗短距离激光雷达。据沙利文研究预计，25 年全球 ADAS 激光雷达市场规模将增至 46 亿美元，19-25E CAGR 高达 84%，有望带动热电技术在车载 激光雷达加速普及。

此外，热电技术还适用于动力电池热管理、温控座椅、车载冰箱、方向盘加热等车内场景。动力 电池对工作温度要求较高，过热时易产生安全问题，过冷时续航会严重下降。通过 TEC 热电制冷 技术时刻保持动力电池最佳的工作温度成为汽车又一颇具潜力的热管理场景，在电池工作或充电 发热时热电制冷器可以为电池快速降温，而当冬天低温启动车辆时，热电制冷器又能主动为电池 升温。捷温（Gentherm）于 19 年推出业内首款基于热电技术的 48V 锂电池热管理解决方案，后 应用于奔驰 S 级轿车，帮助其缩小电池尺寸的同时，提升充电效率并改善汽车性能。（报告来源：未来智库）

3.4医疗场景需精准控温，热电技术不可替代

热电技术在医疗领域等需要精准控温的微型化局部制冷场景应用广泛， PCR 设备首当其冲。 PCR 设备包括基因扩增仪、实时荧光 PCR 仪及数字 PCR 检测仪，主要用于医院或科研场景。其 中基因扩增仪利用特异性引物进行基因变性（90℃-96℃）、退火（60℃-65℃）及延伸（70℃- 75℃）从而实现扩增。因此热电系统的快速循环和精准控温对DNA的加速扩增起到非常重要的作 用。荧光定量 PCR 检测仪等其他设备也对温度精度和升降温速度均有要求。

受益于持续的政策鼓励、认可度提升及应用范围扩大、技术更迭及产品升级，中国 PCR 设备市 场规模高速扩展。据灼识咨询数据，2015 年中国 PCR 设备的市场规模约为 5 亿元， 20 年增至33 亿元，CAGR 高达 43%；预计 2030 年将达到 113 亿元左右，20-30E CAGR 约 13%。热电技 术有望深度受益于国内 PCR 设备市场的扩张。

公司已有多款医疗热电制冷系统取得突破。公司医疗应用产品涵盖空冷、直冷、水冷等各系列产 品以满足不同的需求，在生命科学领域可应用于 DNA 扩增、CT 扫描、试剂冷却等场景，在实验 和分析仪器场景，可应用于发酵罐、数字显微镜等设备。以 PCR 扩增仪系统为例，公司热电制冷 系统应用于 PCR 扩增所需的超导循环温控模块，从而实现快速加热和制冷，加快 PCR 扩增进度。 目前公司已成功开发了华大智造、圣湘生物等多家国内外龙头企业单位，有望依托强大的研发团 队、丰富的客户定制化经验以及全产业链优势，提供国产替代控温解决方案，受益医疗行业的高 速发展，为公司未来业绩提供持续增长点。

盈利预测

我们对公司 2022-2024 年盈利预测做如下假设： 1. 收入的大幅增长主要来自于消费类热电整机产品和半导体热电系统及器件，预计 22-24 年整 体收入增速为 32.8%、26.4%、22.9%。

1) 热电整机领域，公司热电整机应用产能扩张，品类、渠道同步拓展，有望受益于疫情 影响消退后海外业务的复苏以及国内品质生活需求的提升。我们预计22-24年公司热电 整机收入分别为 4.8、5.6、6.4 亿元；毛利率有望随着海运成本及供应链紧张环境改善 而提升，我们预测 22-24 年公司热电整机毛利率分别为 25.7%、26.7%、26.7%。

2) 热电器件及系统方面，一方面公司消费类产品矩阵不断丰富，另一方面公司已切入通 信光模块、医疗、汽车等高端 TEC 领域，产品结构升级，带动收入和盈利能力的同步 提升。我们预计 22-24 年公司热电器件及系统收入分别为 3.6、5.0、6.6 亿元，毛利率 分别为 31.4%、33.8%、36.9%。

2. 随着公司收入规模的快速扩大，各项费用率有望被摊薄，我们预测 22-24 年公司销售费用率 分别为 3.1%、3.1%、3.0%；管理费用率分别为 5.6%、4.7%、4.0%。我们预计公司研发费 用率将保持稳定，22-24 年研发费用率维持在 5.1%。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）