2023年恒烁股份研究报告 以NOR为基,聚焦“存储+控制”,持续保持高研发属性

  • 来源:方正证券
  • 发布时间:2023/04/04
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恒烁股份(688416)研究报告:OR Flash + MCU + AI,恒久发展烁动我芯.pdf

恒烁股份(688416)研究报告:ORFlash+MCU+AI,恒久发展烁动我芯。以NOR为基,聚焦“存储+控制”。公司自2015年成立以来深耕NORFlash,并积极研发基于Arm®Cortex®-M0+内核架构的通用32位MCU芯片和基于NOR闪存技术的存算一体终端推理AI芯片。公司已掌握高可靠性、高速、低功耗65/50nmNORFlash,且已经积累杰理科技与乐鑫科技等诸多大客户,进入小米、360以及星网锐捷等终端用户供应链体系;2018至2021年公司NORFlash全球市占率由0.61%攀升至2.51%。进军200亿美金MCU宽阔赛道,开启第二...

进入高速增长期,持续保持高研发属性

公司进入高速增长期,2021年营收5.76亿元,同比+129%

营收和归母净利润:受益于消费电子、物联网 及通信等领域的发展对芯片产品需求的增加、 公司产品的结构优化及市场认可度的提升, 2019-2021年公司主要产品NOR Flash芯片和 MCU芯片量价齐升。

公司2022E营收及归母净利润有不同程度的下 滑,主要原因为:1)2022年,公司主营产品 NOR Flash主要销往消费电子等领域,由于消 费电子景气度低迷以及疫情对物流等的不利影 响,公司主营产品量价有所下滑;2)2022年 度晶圆代工价格较高;3)公司持续加码研发 ,2022年研发投入同比增长约34%~43%。

公司产品主要应用于消费电子和物联网领域

NOR Flash:报告期内主要采用65nm和50nm制程。 32-128Mb中容量NOR Flash:主要用于数字电视 机顶盒、金融支付终端、安防监控和网通等领域,受 益于景气度提升及公司不断拓展其应用领域,中容量 产品销量增长较快;中容量产品一般很少用合并封装 ,主要以封装片形势对外销售。 32Mb以下小容量NOR Flash:受益于蓝牙耳机等消 费电子领域迅速发展,需求持续扩大。 MCU:报告期内采用55nm制程;公司的通用32位 MCU具有宽电压范围、超低动态功耗、低待机电流、 高集成度外设和高性价比等特点,在消费电子如智能 家居和工业控制等领域均获得客户认可。

规模效应逐步凸显;持续保持高研发属性

随着毛利率相对较高的中容量NOR Flash销 售占比的提升,2019-2021年公司综合毛 利率呈上升趋势,2021年实现综合毛利率 40.83%。2022年前三季度受行业景气度以 及新冠疫情反复的影响,公司主要产品单价 回落,叠加晶圆代工价格尚未发生明显回落 ,公司毛利率同比下滑较大。2019-2022前三季度公司的销售/管理/财务 费用率基本呈下降趋势,规模效应凸显;截 至2021年12月31日,公司研发人员占比 60.36%,公司持续加码研发,以铸就技术 护城河。

供应商稳定,终端客户主要为白牌客户

由于集成电路行业的特殊性,重资产 企业晶圆厂和封测厂市场集中度很高 ,掌握先进工艺的厂商数量更少;单 一的集成电路设计公司出于工艺稳定 性和批量采购成本优势等方面的考虑 ,往往仅选择个别晶圆厂和封测厂进 行合作,因此公司的供应商较集中。

股权激励彰显管理层信心,调动员工积极性

公司2023年1月实施股票期权激励计划,以20元/股的授予价格向符合授予条件的68名激励对 象首次授予限制性股票160万股。本激励计划的实施有利于建立、健全公司、股东与员工之间的利益共享机制,吸引和留住优秀 人才,充分调动公司员工的工作积极性和创造性,进一步巩固和提升公司的人才竞争优势,为 公司的发展奠定良好的人力资源基础。

以NOR为基,聚焦“存储+控制”

MCU原理

MCU芯片通常包括三大主要部分:运算内核、嵌入式存储器和各种外设。当前32位的运算内 核主要是基于Arm® Cortex®-M内核架构,由于其良好的生态以及极佳的可拓展性,逐渐成 为全球消费电子和工业电子产品的核心。 存储器则包含嵌入式SRAM和NOR Flash,它们的容量和速度直接决定了MCU的程序 存储量和运行速度。 各种外设包括各类通讯接口、传感器、时钟、定时器和模数转换(ADC)模块等,它们 决定了外接设备数量和种类。

公司目前销售32位M0+内核的通用MCU

ARM® Cortex®-M0+处理器是最新一代的嵌入式32位 RISC处理器,该处理器引脚数少、功耗低,能够提供满足 MCU实现需要的低成本平台,同时提供卓越的计算性能和先 进的中断系统响应;全面支持Keil、IAR等调试器,包含一个 硬件调试电路,支持2线式的SWD调试接口。

公司目前销售的CX32L003系列MCU产品系32位 M0+内核 的通用MCU芯片,引脚少,宽工作电压范围(2.5-5.5V)。 内部集成12位1MSPS采样率的高精度ADC、UART、SPI及 I2C等丰富的通讯外设接口,具有高集成度和高可靠性特点。

由于采用M0+内核,配合业内成熟的Keil MDK软件等集成 开发环境,使得用户可以很方便进行开发和产品更新。硬件 兼容性好,在不更换硬件的情况下,基于产品提供的底层软 件驱动库(SDK)进行部分软件修改调整即可实现替代,省 去更改硬件的步骤,可帮助客户缩短产品研发周期。

公司在售的CX32L003系列产品采用55nm eFlash工艺

MCU 制程需要嵌入式 Flash(eFlash)技术,国 内 晶 圆 代 工 厂 可 以 提 供 130nm 至 40nm 的 不 同 eFlash制程。目前大部分 国内M0+系列MCU所采用 的制程为8英寸130nm、 110nm和90nm,仅发行 人等少数企业采用12英寸 55nm制程生产。公司在售 的CX32L003系列产品采 用55nm eFlash工艺,具 有功耗低和芯片面积小等 特点,在存储容量和外设 提升的情况下,成本较低 ,客户认可度较高。

核心技术:存算一体化人工智能芯片

传统冯·诺伊曼架构:传统的人工推理芯片解决方案是将训练好的权重值存储在外部的存储器 DRAM中,CPU或GPU在做推理运算时不停地调用DRAM中的数据,并将中间数据实时存回。 由于数据在CPU或GPU中频繁高速传递,这种架构的功耗很高; 同时由于外部DRAM的运行速度远远小于CPU或GPU的运算速度,冯·诺依曼架构也受到传输 带宽瓶颈的限制(常称:存储墙瓶颈),系统的运算效率大打折扣。 因此传统的AI推理芯片需要采用28nm以下的先进制程以及配置大量高速DRAM。公司研发的 存算一体AI技术将有效解决上述高功耗和存储墙瓶颈。

国产替代+消费复苏+存算一体,NOR+MCU+AI大有可为

存储器芯片行业概览

2019年受整个集成电路行业规 模下滑影响,全球存储器芯片市 场规模降至1104亿美元。随着 下游应用领域的复苏及芯片涨价 因素影响,IC Insights预测, 2023年全球存储芯片的市场规 模将达到2196亿美元。 我国是全球最主要的存储芯片消 费市场之一,数据显示,我国存 储 芯 片 市 场 规 模 的 CAGR2015- 2021E为16%,远超同期全球的 CAGR(12%)。

MCU市场规模增长驱动力:车规级MCU国产替代需求旺盛

根据IHS Markit的数据,2020年全球车规级MCU市场的CR7达到98%。由于车规级MCU研发 周期长,认证要求远高于消费和工业级MCU,中国仅几家企业能够实现中低端品类的量产, 国产渗透率很低。车规级MCU的制程普遍在40nm以下,不同MCU来自不同供应商,通常为 代工模式,台积电占所有汽车MCU约70%的市场份额;功率类制程在90nm以上,生产模式以 IDM为主,在部分产品逐步开始国产替代。

MCU市场规模增长驱动力:物联网通信+MCU集成

通信方案主要有两种:单芯集成协议MCU 和双芯MCU+通信芯片。 单芯方案主要用于智能灯泡、智能插座等比 较简单的控制电路; 双芯片方案主要用于智能摄像头、智能音响 等运算要求高的电路。双芯结构会增加设计 和生产过程中的复杂性和安全风险,例如存 储在闪存中的网络安全密钥容易受到网络攻 击、需要对不同软件开发工具进行更多投入 、系统级应用没有技术支持等。 物联网发展呈现通信协议+MCU集成趋势。


(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。)

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