2023年臻镭科技研究报告 焦于高性能集成电路芯片的技术攻关

  • 来源:华安证券
  • 发布时间:2023/05/11
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臻镭科技(688270)研究报告:致力于特种行业模拟芯片“自主、安全、可控”.pdf

臻镭科技(688270)研究报告:致力于特种行业模拟芯片“自主、安全、可控”。公司是国内少数能够提供终端射频前端芯片、射频收发芯片及高速高精度ADC/DAC、电源管理芯片、微系统及模组等产品整体解决方案及技术服务的企业之一。部分核心产品技术指标达到威讯联合半导体、镁可微波技术、亚德诺等外商相当的国际先进水平。公司自研产品已成为特种行业装备核心器件公司专注于集成电路芯片和微系统的开发,先后参与多家国防科工集团下属企业及科研院所的产品型号开发工作,目前公司已凭借优异的产品性能成为部分特种行业领域项目中的独家或核心供应商。持续加码研发,未来将受益下游高景气度公司持续围绕集成电...

1 臻镭科技:国家重大装备核心芯片供应商之一

浙江臻镭科技股份有限公司已建成国内一流的终端射频前端芯片、相控阵 T/R 组件及微系统设计、高密度集成封装、电性能测试和可靠性中心四大平台。浙江臻 镭科技股份有限公司成立于 2015 年 9 月,专注于终端射频前端芯片、高密度封装 微波模组和微系统,是集设计开发、研制、生产和销售为一体化的民营高新技术企 业。目前是国家高新技术企业,建有省级高新技术企业研究开发中心。公司现已成 为国内行业通信、雷达领域中射频芯片、微系统及模组核心供应商之一。

根据 2022 年年报披露,郁发新先生持有公司 21.04%股份,是公司的实际控制 人。郁发新先生作为公司技术领军人物,多年深耕以射频芯片为主的集成电路芯片 的研发工作,是国防科技卓越青年人才和国防科技创新团队牵头人,承担国家多个 重点工程项目的核心芯片研制,分别获得 2019 年国防科技进步二等奖 1 项和 2020 年军队科技进步一等奖 1 项。

1.1 无线通信终端和通信雷达系统芯片重要供应商

公司自成立以来,始终聚焦于高性能集成电路芯片的技术攻关,并已成为国内 特种领域通信、雷达领域中射频芯片和电源管理芯片的核心供应商之一。公司的产 品已应用于多个国家重大装备型号,其中终端射频前端芯片已应用于无线通信终端、 北斗导航终端和新一代电台;射频收发芯片已应用于高速跳频宽带数据链和数字相 控阵雷达系统;电源管理芯片已应用于低轨通信卫星星座,以及区域防护、预警、 空间目标监测雷达;微系统及模组已应用于通信卫星和机载载荷。公司产品作为核 心芯片应用于多个型号装备中,并亮相于 70 周年国庆阅兵的多个方阵。 无线通信终端方面,公司研制的终端射频前端芯片、射频收发芯片及电源管理 芯片可在终端设备中提供从天线到信号处理之间的完整解决方案,并应用于无线通 信终端的发射链路和接收链路。

在发射链路中,射频收发芯片接收来自基带芯片的数字基带信号, 并将 其通过数模转换、混频、滤波、放大后传输给终端射频前端芯片,终端射 频前端芯片对信号进行放大后传输给天线。 在接收链路中,终端射频前端芯片对来自天线的微弱射频信号进行放大, 并传输给射频收发芯片,射频收发芯片将射频信号放大、混频、滤波、模 数转换为数字信号,发送给基带芯片进行处理。 电源管理芯片为发射链路和接收链路中各芯片提供良好的供配电。

通信雷达系统方面,公司研制的微系统及模组等产品是其重要组成部分,具体 包括 T/R 射频微系统及模组、馈电网络、中频微系统等产品。 T/R 射频微系统及模组采用相控阵 T/R 套片研制而成,实现射频信号放大、幅相调节和收发切换等功能。 馈电网络主要由功分器和功合器等无源器件组成,实现发射信号功率分配 及接收信号功率合成的功能。 中频微系统包括射频收发芯片、高速高精度 ADC/DAC、负载点电源芯片等 芯片,实现射频信号变频、滤波、增益控制、数模转换和供配电等功能。 电源管理芯片也为 T/R 射频微系统及模组和中频微系统中各芯片提供良好 的供配电和低功耗电源管理。

1.2 主营业务增长稳健,产品结构和业务持续优化

2022 年公司实现营业收入 2.43 亿元,较上年同期增长 27.28%,归母净利润为 1.08 亿元,同比增长 8.98%。公司全年的业绩取得了较为稳定的增长,特别是在射 频收发芯片及高速高精度 ADC/DAC 芯片、电源管理芯片、微系统及模组领域均实现 了较大程度的增长。

2 自研技术,专注集成电路重点芯片

公司主营业务包括芯片产品和技术服务两类。公司主营业务产品包括终端射频 前端芯片、射频收发芯片及高速高精度 ADC/DAC、电源管理芯片、微系统及模组等, 而公司提供的技术服务主要根据客户的需求,围绕上述主营业务产品开展研发工作。

2.1 射频收发芯片及高速高精度 ADC/DAC 业务板块

2.1.1 射频收发芯片:终端通信核心模块的重要组成

软件无线电技术,可通过一颗射频芯片即可支持不同通信应用。随着通信技术 的快速发展,目前无线通信技术已经可以提供包括语音、数据传输、互联网接入、 视频和定位等多种服务。每种服务对应多种通信标准,其各自服务于不同应用领域。

软件无线电因为可以支持采用不同空中接口的多模式手机和基站,成为了第四 代移动通信技术中核心技术之一。软件无线电(Software Defined Radio,SDR) 的概念是由瑞典的 Joseph Mitola 博士于 1992 年最早提出的。当时主要运用于军 事领域, 是为了通过软件更改同一种硬件的配置,实现了单台无线电电台支持十 种不同的军用无线电协议并工作在 2MHz 至 2GHz 之间的任意频率,从而解决不同兵 种之间电台的通信功能及频段不一的问题。后来,由于软件无线电技术在灵活性和 开放性等方面上表现出来的显著优势,该技术广泛运用于民用通信领域。

软件无线电主要由三部分组成,即用于射频信号变换,位于 A/D、D/A 之前的 射频处理(含天线)前端;高速 A/D、D/A;以及数字信号处理(DSP)单元三部分。 天线一般要覆盖比较宽的频带;射频前端主要完成模拟上/下变频、滤波、功率放 大等任务; A/D 转换器要有足够的动态范围,较高的采样率, 12 位以上的分辨率, 以保证足够的动态范围;DSP 器件负责承担 A/D 数字化后的处理任务。鉴于目前 DSP 器件水平的限制,A/D 之后的数字信号可先经由专用数字下变频器处理,降低数据速率,变换到基带,再由通用 DSP 进行处理,或者采用多片 DSP 并行处理的方 法 可编程射频收发芯片为核心的软件无线电通信平台的单兵化也是不可避免的趋 势。可编程射频收发芯片能够对载波频率和信号带宽进行编程,其中的信号带宽可 编程一方面是为了满足各通信制式的需求,另一方面也是利用扫频实现信号捕获时 所必须拥有的能力。我国对于可编程 RF 的需求却非常大,应用的领域包括但不限 于数字阵列雷达、C 波段雷达收发系统、卫星通信的地面终端设备、卫星移动通信 终端设备、战术导弹系统、战场数据链、无缆化卫星通信和无人机数据链系统。

2.1.2 高速高精度 ADC/DAC:模拟电路皇冠上的明珠

A/D 转换器简称 ADC(Analog to Digital Converter),就是把输入的模拟量 转换成数字量的接口电路;D/A 转换器简称 ADC(Digital to Analog Converter), 就是吧输入的数字量转换成模拟量(电压或者电流)输出的接口电路,二者均为数 字系统中必不可少的组成部分。

模数转换器(ADC)功能是将输入的模拟信号转化为离散时间数字信号输出, 其工作过程可以大致分采样、量化和编码等三个步骤。模数转换器输入的模拟信号 首先需要通过抗混叠滤波器把输入的高频信号进行滤除,通常避免高频信号与 ADC 采样时钟混叠至带内(如果混叠至带内会导致 ADC 输出无法恢复出输入信号),通 常保证输入信号的带宽不超过 ADC 采样率的一半。ADC 由采样时钟控制对输入信号进行采样,采样后一般通过电容保持电压住然后开始量化,量化器工作完成后输 出数据,常见的输出数据格式有:温度计码、二进制码、格雷码等,需要根据不同 的应用进行选择,最常见的方式是通过编码电路将输出数据转成二进制数据输出, 完成模拟信号至数字信号的转换。

模数转换器在现代电路系统中成为模拟与数字世界沟通的桥梁。随着无线通信 系统的不断发展,模数转换器作为接收环路中模数接口的核心电路,无线通信系统 对其要求转换速度及精度越来越高。由于不同的应用场景对 ADC 的需求不同,因此 有不同种类架构的模数转换器被研究出来,目前主流的架构包括逐次逼近型 SAR ADC、全并行工作的 FlashADC,流水线形式工作的 Pipeline ADC 以及 Sigma Delta ADC,它们在速度、精度和功耗等方面有着显著的差异。在所有架构中 SAR ADC、 Pipeline ADC、Flash ADC 均为奈奎斯特类型的 ADC,其有效带宽通常为采样率的 一半,与之相对应的是采用 Noise Shaping 结合 Over Sampling 技术的 Sigma Delta ADC 其系统主要包括 Sigma Delta 调制器和 CIC 数字抽取滤波器,其主要原 理是通过调制器将带内噪声进行整形并推至带外高频处,最后通过 CIC 数字抽取滤 波器将带外噪声滤除,由于采用过采样技术,其有效带宽很低,但可以实现 16 bit 以上的分辨率,广泛应用于一些低频的仪表仪器检测、超高精度传感器等应用中。

当前高速高精度 ADC 的研究方向为分辨率大于 10 位,采样速率为 GHz 量级。 CMOS 技术的进步使数字系统朝着大规模、复杂性和鲁棒性方面不断发展,如今的趋 势更是将越来越多的信号处理功能从模拟域转移到数字域,目的是降低芯片成本和 提高其可靠性。因此,以往在模拟域中执行的许多功能现在都转为在数字域中执行, 芯片的性能也得到了极大提升。在两个领域间进行转换永远离不开关键设计模块 ADC,并且由于数字信号处理(DSP)对微电子系统核心功能的控制,推动着高性能 ADC 的不断发展。伴随着数字系统的高速发展,对 ADC 的性能也提出了越来越严格 的要求,需要 ADC 为后级的 DSP 提供更为精确的信息,这通常要求 ADC 具有更高的 速度和分辨率。

数模转换器的基本功能就是将数字信号转换成模拟信号。要被转换的数字信号 的形式通常是并行的 N 位二进制数字码,数模转换器会根据二进制数字的大小输出 对应的模拟信号。它包括二进制开关、加权网络、输出放大器和基准电压源。二进 制开关受 DAC 输入的二进制数字信号控制,加权网络则根据开关的通断以基准电压 为单位产生与输入信号成比例的电压,最后再由输出放大器增强 DAC 的带负载能力。

D/A 转换器可以分成过采样型和奈奎斯特型等两大类。过釆样型 D/A 转换器 是通过提高采样速率及量化噪声整形来实现信号带宽内的高信噪比,从而实现 16 位以上的超高分辨率,但输出信号带宽也限制在 MHz 以下,主要应用于音频系统; 奈奎斯特型 D/A 转换器则具有高转换器速率的特点,主要应用于信号处理、无线和 有线通信系统中。奈奎斯特型 D/A 转换器有很多种结构,电阻分压型、二进制权 重电阻型、R-2R 梯形结构,电容组成的电荷按比例缩放型和电流舵结构。

高速高精度 D/A 转换器是特种行业电子系统中至关重要的器件,其性能已成为 特种行业通信、雷达、电子对抗等系统的瓶颈。根据《14 位 5GSPS 高速 DAC 研 究与设计》一文,如在雷达和电子战系统发射通道中,其性能指标直接决定了无线 发射系统的频带宽度和信号质量。同时,随着数字信号处理技术在仪器仪表、视频 处理及无线通信等领域的广泛应用,在工业、民用领域,对高速高精度数模转换器 的需求也是非常迫切。然而,在需求巨大且日益增长的转换器领域,目前成熟的高 性能数模转换器产品几乎都由国外公司垄断,同时,为了遏制我国航空航天和特种 行业装备的升级换代,国际上对我国禁运 10 位 3.5GSPS、12 位 1.25GSPS 以上高性 能 D/A 转换器,导致我国国防装备与商业通讯发展均受制于人。为打破西方的技术 封锁,不再过分依赖进口,我国必须自主实现数模转换器领域的技术突破,研制具 有自主知识产权的速度在 GHz 以上、精度在 12~16 位的高速高精度数模转换器 产品显得尤为迫切和必要。

2.1.3 公司基于 SDR 理念设计,指标已媲美同业产品

公司射频收发芯片基于软件定义无线电(SDR)的理念设计,包含增益放大、 混频、滤波、模数/数模转换等功能,具有软件可配置、多模并发、快速跳频、高 集成、低功耗等特点;高速高精度 ADC/DAC 具有大带宽、高采样率、高精度、低功 耗等特点。

公司设计的射频收发芯片采用了电流复用低功耗前馈运放、噪声抵消低噪 放、数模混合跟踪校正、带温度补偿的快速自动频率校准电路等技术,具 备低噪声、高线性、快速跳频、宽温工作等优势。

公司作为射频收发芯片及高速高精度 ADC/DAC 芯片特种行业的技术引领者, 公司射频收发芯片及高速高精度 ADC/DAC 芯片产品在数字相控阵雷达、数据链和 卫星互联网的应用均取得实质进展。

2.2 终端射频前端芯片业务板块

2.2.1 终端射频前端芯片:集成电路中难度较高的技术方向

射频前端是无线通信系统中的核心部分。目前市场上的终端主要组成部分包括 芯片、存储、显示屏/触摸屏、摄像模组、电池、电路板等。每个组件领域的技术 革新和市场发展将共同制约着终端产业链的发展。其中,终端的无线通信模块主要 由芯片平台、射频前端和天线三大部分构成。其中,芯片平台包括基带芯片、射频 芯片和电源管理芯片等,基带芯片负责物理层算法、高层协议的处理和多模互操作 的实现;射频芯片负责射频信号和基带信号之间的相互转换。

射频前端模块是连接通信收发芯片(Transceiver)和天线的必经通路。它主 要包括:功率放大器(PA),滤波器(Filter)、双工器或多工器(Duplexer 或 Multiplexer)、低噪声放大器(LNA)和开关(Switch)或天线调谐模块(ASM)等。 一些终端的射频前端架构中,会在天线开关后增设双通器(Diplexer)、连接器 (Coupler)等器件。

射频前端芯片由滤波器、低噪声放大器、功率放大器、射频开关等核心元器件 构成。其中,滤波器(Filter)用于保留特定频段内的信号,而将特定频段外的信 号滤除;低噪声放大器(LNA)用于实现将接收通道的射频信号放大;功率放大器 (PA)用于实现将发射通道的射频信号放大;射频开关(RF Switch)用于实现射 频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换;双工器(由两个滤波器组成)用于 将发射和接收信号通路进行隔离,从而保证接收和发射在共用同一天线的情况下能 正常工作。

射频前端芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分。当射频部分处于接收状 态时,开关的接收支路打开、发射通道关闭,功率放大器(PA)关闭,从天线接收 到的电磁波信号转换为二进制数字信号,通过开关的接收支路到双工器,经过滤波 后传递给低噪声放大器(LNA)放大,放大后传递给收发机进行信号处理,完成信 号接收;当射频部分处于发射状态时,开关的接收支路关闭、发射支路打开,低噪 声放大器(LNA)处于关闭状态,从收发机发出的二进制信号转换成高频率的无线 电磁波信号,经过功率放大器(PA)放大,再通过滤波器(Filter)滤除杂波,通 过双工器后连接到开关的发射支路,将信号通过天线发射出去。

射频前端中最主要的耗能元件便是功率放大器芯片,于是如何降低功率放 大器芯片功耗提高其效率成为最主要的需求问题,同时作为射频前端其整 体结构尺寸也有着极大的要求,对于小型化芯片同样有着重要的需求。

低噪音放大器作为射频芯片接收通道的关键模块之一,位于射频芯片最前 端。天线接收的微弱射频信号经射频滤波器处理后,送入低噪声放大器, 其是射频芯片中接收机模块的第一个有源电路,低噪声放大器的性能对接 收机整体性能有直接且重要的影响。

2.2.2 公司自研技术,已形成了一系列高性能射频前端套片

公司终端射频前端芯片采用大宽带、高线性、高效率、高可靠性设计技术,形 成一系列高性能射频前端套片,主要应用于自组网、电台、数字对讲、导航、天通 卫星通信等无线通信终端。

核心技术方面,公司射频终端前端芯片主要核心技术为基于低通滤波器结构有 耗式匹配电路技术、带阈值跟踪和温度补偿功能的有源偏置电路技术、功放堆叠技 术及开关耐受功率提升技术。

公司设计的终端射频功率放大器采用了全通宽带有耗匹配架构、封装一体 化协同仿真等技术,具备超宽带、高线性、高效率等优势。

公司设计的终端低噪声放大器采用了带栅极补偿负载网络的改进型堆叠管 芯电路架构、有源偏置等技术,具备低功耗、宽带、增益稳定等优势。

2.3 电源管理芯片业务板块

2.3.1 电源管理芯片:应用最为广泛的关键器件

电源管理芯片的性能和可靠性对电子产品的性能和可靠性有着直接影响,是电 子设备中的关键器件,广泛应用于几乎所有的电子产品和设备。电源管理芯片 (Power Management Integrated ircuits),是在电子设备系统中担负起对电能的 变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片。其主要负责识别、控制 CPU 供电 幅值,产生相应的短矩波,推动后级电路进行功率输出。

电源管理芯片中的核心模块主要包括电荷泵、DC-DC 变换器和线性稳压源等。 电荷泵也即开关电容电压转换器,其主要模块包括比较器,开关阵列,电容阵列以 及逻辑电路,其工作方式是通过开关阵列控制电容阵列的充电与放电,从而实现电 压的升高。由于电路中不包括电感元件,电荷泵的面积较小,但驱动能力较弱,主要应用于低负载电流系统。 高效低耗化、集成化、内核数字化和智能化成为新一代电源管理芯片技术发展 的趋势。随着电子信息技术的不断发展,集成电路控制技术的安全稳定性成为现阶 段电子设备科技研发首要关注的问题。通常情况下电源管理芯片系统在启动时,流 经电路的电流会通过电阻和电容,此阶段会出现一个电压上升的过程,当电路电压 上升到开启电压时电路开始工作,在一些不稳定电源管理芯片中,此过程可能会因 电路瞬时负载电流过大而出现电压下降情况,导致整个电路关闭。对于电路而言, 在供电时若缺少稳定电压便容易造成电路的关断,若因此类问题频繁发生会对整个 电路造成不可挽回的影响。为此,设计者在开启电路上加入一种上电保护电路,以 确保电路不会在高电压下启动,同时也不会在低电压下关断。

2.3.2 公司能提供良好供配电和低功耗电源管理

公司电源管理芯片适用于 FPGA、DSP 和 CPU 等处理器的负载端供电,ADC/DAC、 射频芯片等低噪声需求的芯片供电,以及 GaAs/GaN/CMOS T/R 组件供配电领域, 具有小体积、耐辐射、高效率、高可靠、高集成等特点。

核心技术方面,电源管理芯片主要核心技术为耐辐射微型磁隔离固体电子开关 设计技术、耐辐射 T/R 组件电源管理芯片设计、可多相并联均流耐辐射负载点电源芯片设计技术及高可靠/耐辐射、高功率密度微电源模块设计技术。

公司设计的负载点电源芯片采用了抗辐射加固、高带宽电路、高阶补偿带 隙基准等技术,具备高效率、高集成、抗辐射等优势。

公司设计的线性稳压器芯片采用了抗辐射加固、高带宽电路实现、高阶补 偿带隙基准等技术,具备低压差、低噪声、高 PSRR、抗辐射等优势。

公司设计的固态电子开关芯片采用了抗辐照片上隔离驱动技术、快速短路 保护电路结构、抗辐射片上隔离信号反馈技术、固态功率开关容性负载驱 动技术、耐辐射反时限过流保护技术等技术,具备额定工作电压大、短路 保护时间短、体积小等优势。

公司电源管理芯片适用于 FPGA、DSP 和 CPU 等处理器的负载端供电,ADC/DAC、 射频芯片等低噪声需求的芯片供电,以及 GaAs/GaN/CMOS T/R 组件供配电领域, 具有小体积、耐辐射、高效率、高可靠、高集成等特点。

2.4 微系统及模组板块

2.4.1 微系统及模组:下一代应用高集成电子系统的重要方向

射频系统在电子战及 5G 通讯等方面具有广阔的应用前景,在电子设备小型化趋势推动下,射频系统在不断提升性能的同时逐步缩减体积、降低成本。

射频微系统主要针对雷达、电子战等特种行业和 5G 通信、物联网等民用领域 内一体化射频前端、有源阵面等小型化、轻量化、多功能化的应用需求,采用以微 纳加工技术为代表的微系统异质异构集成工艺技术,将射频、数字、光电、能源等 分系统进行高密度集成,实现射频系统体积与功耗大幅降低、性能与可靠性大幅提 升、通道成本与全寿命周期成本大幅降低等目的。

射频微系统典型技术主要包括射频微系统设计与仿真、射频微系统三维集成技 术、热管理技术以及检测和测试验证技术。

从全球各领域建设的现实需求来看,微系统技术正向多功能一体化、三维堆叠、 混合异构集成、智能传感等方向发展; 微系统产品也正从芯片级、部件级向复杂程 度更高的系统级应用发展。MCM、MEMS、SOC 及 SIP 等微系统技术的发展正聚集于 前沿科技创新的重要领域,尤其在特种行业,未来也将有更多的系统基于微系统技 术实现微小型化、高度集成化、智能化、轻量化,这些承载了众多高精尖技术的微 系统将会对未来产生颠覆性的变革。大力推进微系统技术在特种行业上的应用,对提升我国特种行业装备的研制能力和发展水平都具有重要的战略意义。

2.4.2 公司产品有高集成度、高效率、低噪声、高可靠等特点

公司基于低温共烧多层陶瓷和高温共烧多层陶瓷封装技术,研发出一系列覆盖 至 Ka 波段的 T/R 模组,采用垂直互联、MEMS 硅腔、TSV 硅转接板、高精度 MMIC 微 组装以及晶圆级键合等三维异构集成技术,研发了一系列覆盖至 W 波段的射频微系 统和软件定义的高集成度中频微系统。

公司微系统及模组可应用于星载、机载、舰载、车载等载荷系统中,采用多芯 片组装和先进 3D 封装技术,将功率放大器、低噪声放大器、数控移相衰减器、射 频收发芯片、混频器、滤波器、射频开关、ADC/DAC 等器件与电源管理芯片、波控 芯片、基带处理芯片进行异构集成,具有高集成度、高效率、低噪声、高可靠等特 点。

3 产品矩阵持续丰富,助力开拓下游

3.1 市场空间:下游多领域市场空间有望达到百亿美元

公司产品及技术已广泛应用于无线通信终端、通信雷达系统、电子系统供配电等 特种行业领域,并逐步拓展至移动通信系统、卫星互联网等民用领域。

射频前端芯片方面,2023 年全球市场空间将突破 300 亿美金,行业属于自主 可控领域,国内厂商有望迎来快速发展阶段。 市场空间方面,射频前端芯片主要应用于手机、基站等通信系统,随着 5G 网络的 商业化推广,射频前端芯片产品的应用领域会被进一步放大,同时 5G 时代通信设备的 射频前端芯片使用数量和价值亦将继续上升。根据 QYR Electronics Research Center 的统计数据,从 2010 年至 2018 年全球射频前端芯片市场规模以平均每年 13%的速度增 长,2018 年达 149.1 亿美元,预计 2020 年将达到 189.7 美元,2023 年达到 313.1 亿美 元,未来 5 年复合增速高达 16%。

现阶段全球射频前端芯片市场主要被美日大厂占据,市场集中度较高,国内厂商 有望挤进第一梯队,实现国产替代。Skyworks(思佳讯)、Qorvo、Broadcom(博通)、 Murata(村田)四大巨头通过并购延伸不断扩张,几乎占据着全球 85%以上的射频前端 芯片市场,长期垄断全球射频前端芯片市场的第一梯队。而我国射频前端芯片厂商依然 在起步阶段,市场话语权有限;但在自制芯片的政策鼎力支持和移动终端的庞大需求背 景下,国产射频前端芯片将迎来发展机会。

电源管理芯片方面,2025 年全球市场空间将突破 500 亿美金,国内厂商份额 提升空间大。

根据 Frost&Sullivan 数据,2020 年全球电源管理芯片市场规模约 329 亿美元, 2016 年至 2020 年年均复合增速为 13.5%。随着 5G 通信、新能源汽车、物联网等下 游市场的发展,电子设备数量及种类持续增长,从而带动全球电源管理芯片需求增 长。2020 年中国电源管理芯片市场规模达 118 亿美元,2016 年至 2020 年年均 复合增速达 8.5%,占据全球约 35.9%市场份额。未来几年,随着下游电子设备行 业发展对电源管理芯片需求增长,预计中国电源管理芯片市场规模仍将快速增长。 根据 Frost&Sullivan 数据,预计 2025 年全球电源管理芯片市场规模将达 526 亿美 元,2020 年至 2025 年年均复合增速达 9.8%,预计 2025 年中国电源管理芯片市场 规模将达 235 亿美元,2020 年至 2025 年年均复合增速达 14.8%。

雷达方面,2025 年全球市场空间将突破 300 亿美金,国内雷达市场稳步增长。

根据 Grandview Research 研究报告,2020 年全球雷达市场规模为 314 亿美元, 全球特种行业雷达市场规模为 192 亿美元,约占全球雷达市场份额的 61.15%;预计 2025 年全球雷达市场规模将达到 380 亿美元,按此比例测算,预计 2025 年全球特 种行业雷达市场规模可达到 232 亿美元。根据立鼎产业研究院数据,我国特种行业 雷达市场快速增长,相控阵雷达应用逐步普及。随着国防装备费用的持续投入,我 国特种行业雷达市场保持快速增长,预计 2025 年市场达到 573 亿元,复合增速达 到 11.5%。

卫星互联网方面,政策稳健落地推动行业成长,据 SIA 数据,2021 年中国 卫星互联网行业市场规模达到 292.48 亿元,预计 2025 年市场规模将达到 446.92 亿元,2021-2025 年复合增长率达到 11%。

无人机方面,根据蒂尔集团的报告,2019 年-2028 年全球特种行业无人机 年产值(含采购)逐年增长,到 2028 年产值预计达到 147.98 亿美元,年 产值(含采购)复合增长率约 5.36%,市场保持可持续的稳定发展。

3.2 潜在发展:五大领域核心技术储备助力新产品进展

技术端,公司仍在持续的研发投入和新产品开发,以确保在相关领域内保持有 利的市场地位。

产品端,公司仍在持续投入研发,每年均有新产品投入市场。 终端射频前端芯片领域,往年公司的终端射频前端芯片收入主要来源于某 终端项目,系该终端项目的独家射频前端芯片供应商,该项目产品可支持 天通卫星通信、自组网、电台、 LTE、数字对讲等多种模式兼容切换。 2022 年公司终端射频前端芯片团队将工作重心腾挪到新领域的拓展及新 产品的研发上,围绕新兴领域作重点突破,公司新研了两款单刀多掷开关芯片,可应用于某型终端项目;新研了两款含有旁路功能的低噪放芯片, 可应用于某型电台领域;新研了一款宽带氮化镓高线性功率放大器芯片, 可应用于某新型终端项目。

射频收发芯片及高速高精度 ADC/DAC 芯片领域,公司作为射频收发芯片及 高速高精度 ADC/DAC 芯片特种行业的技术引领者,公司射频收发芯片及 高速高精度 ADC/DAC 芯片产品在数字相控阵雷达、数据链和卫星互联网 的应用均取得实质进展。公司的旗舰产品 CX8242K/CX8242KA, ADC 采样 频率 3GSPS,精度 14bit, SFDR 70.5dBFS,接口速率 25Gbps, DAC 采 样频率 12GSPS,精度 14bit,为国内在该性能指标范围内的首款全正向 设计高速高精度 ADC/DAC 芯片产品,也是国内目前已知已量产的综合性 能指标最高的高速高精度 ADC/DAC 芯片产品。 CX8242K/CX8242KA 主要 用于数字相控阵雷达、数据链、电子对抗和一体化等领域;自 2022 年年 初定型以来,受到了行业与市场的广泛认可,该产品的销售额已占公司高 速高精度 ADC/DAC 芯片报告期全年销售额的 46%。公司研发的 CX9261S 等射频收发芯片已成功应用于数据链、数字相控阵雷达等行业中,并在部 分细分领域占据了较高的市场份额,随着国家逐年加大对数据链尤其是情 报链、武协链、指控链等的重视,公司产品有望获得更为广泛的应用。在 卫星互联网的应用方面,为推动我国卫星互联网的发展,公司获得了国家 某部委支持的地面宽带终端研制合同,将在 2023 年主导研发一款高集成 度高速高精度 ADC/DAC 芯片,应用于我国卫星互联网的地面设施建设, 该合同的签署对公司具有巨大战略意义。

电源管理芯片领域,2022 年公司获得了多家重点客户的认可,成为航天 科技集团为数不多的合格供应商,并在此基础上固化自身产品体系,已形 成了负载点电源芯片、低压差线性稳压器、逻辑与接口、 T/R 电源管理 芯片、 MOSFET/GaN 驱动器、 PWM 控制器、电池均衡器、固态电子开关 8 大电源芯片产品线以及负载点电源模块和固态电子开关模块 2 大电源 模块产品线。全年公司共开发了 37 款新产品的定型,产品具有小体积、 耐辐射、高效率、高可靠、高集成等特点,可广泛应用于相控阵雷达和各 类航天供配电系统中。其中新研的负载点电源芯片和模块,具备功率密度 高、小尺寸、高效率、耐辐射等特点,已应用于要求苛刻的航天器中 FPGA 等供电系统。新研的 T/R 电源管理芯片,具备集成度高、应用灵活、 高可靠等特点,包含电源调制、串并转换、逻辑门等功能,已大规模应用 于最新的模拟相控阵系统中。新研的固态电子开关产品,具有耐辐射、保 护功能全等优势。此外,公司研发的负载点电源芯片 C42111RHT、低压差 线性稳压器芯片 C41101RHT、电池均衡器 C41815RH 等芯片凭借着其优异 的性能,在报告期内已大量应用于卫星互联网产业中。未来公司将研发更 多具备高效率、小体积、耐辐射等优点的电源管理芯片,降本增效,助力 中国卫星互联网产业以及其他小卫星产业的发展。

微系统及模组领域,2022 年是公司微系统及模组产品落地的关键一年。 微系统及模组具备较强的定制性,因此公司与客户深度协同研发,在产品 研发伊始便深度参与论证工作。公司全年共研发了 30 余款微系统及模组 产品,其中 10 余款产品处于量产或者鉴定阶段;并基于已定型的微系统 及模组产品,新研了 5 款有源相控阵天线系统。此类新一代有源相控阵 天线系统极大地提高了相控阵天线系统的集成度,产品重量大幅缩减至传统的有源相控阵天线系统 30%以内,剖面高度仅为传统有源相控阵天线系 统剖面高度的 1/5,实现了新一代装备的小型化、轻量化、高集成、低成 本要求。公司针对卫星互联网研发的 16 通道 SIP 组件产品 CSIP-Ka-16- 03 ,尺寸仅为 14.4mm*14.4mm*3.2mm, 重量仅为 1.9g,体积重量较传 统方案均下降了 90%以上。截至 2022 年底,公司微系统事业部已服务客 户近十几家,产品可广泛应用于新一代的卫星互联网通信和目标探测雷达 等领域。未来,公司将会继续响应客户对于产品高频化、轻薄化、多功能 化的技术需求,持续布局研发异构集成的低成本射频微系统设计技术,维 持公司产品在国内乃至世界的先进性。

4 财务分析

毛利率方面,2018 年-2022 年,公司主营业务毛利率分别为 85.18%、 82.94%、88.16%、88.46%和 87.88%,毛利率较高且相对稳定。公司上述产品和服 务主要领域为无线通信终端和通信雷达系统等,特种行业与民品行业不具有可比 性,一般特种行业产品具有集成度高、结构复杂、性能参数指标严苛等特征,且 在产品销售前需经过指标论证、方案设计、初样试样研制、产品定型等多个环节, 研发所需的时间周期较长、前期投入较大,产品拥有极高的行业壁垒。在此因素 影响下,特种行业产品的毛利率显著高于民用市场产品。

营业成本方面,2018-2022 年,公司主营业务成本分别为 59.17 万元、945.95 万元、1,801.35 万元、2198.36 万元和 2940.79 万元,随收入规模一起增长,且增 长幅度基本一致。2020 年公司终端射频前端芯片成本呈现明显下降趋势,主要系 2020 年起终端射频前端芯片的原材料采购方式和内容发生变动。

三费方面,2018-2022 年,公司期间费用分别为 5,890.88 万元、3,853.47 万 元、4,760.19 万元、6472.36 万元和 8983.68 万元,占各期营业收入的比例分别为 1,475.13%、69.49%、31.29%、33.96%和 37.03%,占比整体呈下降趋势。 研发方面,2018 年-2022 年,公司研发费用分别为 1,627.12 万元、 2,323.14 万元、3,030.33 万元、4051.08 万元和 7984.52 万元,公司研发投入呈现持续增加 的趋势。占总营业收入的比例分别为 407.44%、41.90%、19.92%、21.26%和 32.92%, 研发费用率波动较大,主要系公司营业收入的快速增长、2018 年存在大额股份支付 及 2022 年公司为保持技术创新优势级产品的市场竞争力大幅增加研发投入。

5 盈利预测

关键假设 1:基于下游卫星通信等应用行业的景气度,预计公司射频收发芯片 及高速高精度 ADC/DAC 芯片、电源管理芯片、微系统及模组等业务的增速将维持高 位。 关键假设 2:成本方面,募投项目建设完毕,伴随着产能逐渐释放,规模效应 下毛利率会保持稳定。 关键假设 3:随着销售体系的完善及募投项目的稳步推进,预计费用保持相对 稳定,由于收入增速高于费用增速,整体费用率呈下降态势。 基于上述关键假设,我们对公司未来三年业绩做出预测。我们预计公司 2023 年/2024 年/2025 年的营业收入分别为 3.42/4.69/6.39 亿元,同比增速为 40.9%/37.3%/36.1%。根据 2022 年年报季 2023 年一季度报告,我们调整盈利预测, 预计公司 2023 年/2024 年/2025 年归母净利润分别为 1.45/1.98/2.74 亿元(2023 年/2024 年前值分别为 1.88/2.58 亿元),对应增速为 34.9%/36.2%/38.4%。


(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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