2024年成都华微研究报告:特种集成电路领先企业,高端ADC成长可期

  • 来源:广发证券
  • 发布时间:2024/10/25
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成都华微研究报告:特种集成电路领先企业,高端ADC成长可期。国内特种集成电路领先企业:成都华微是国内少数几家同时承接数字和模拟集成电路国家重大专项的企业之一。公司产品谱系同时覆盖了数字集成电路及模拟集成电路产品,同时建设了特种集成电路检测线,具有较为完备的集成电路成品测试能力。核心投资逻辑:(1)数字集成电路产品:公司数字集成电路产品包含FPGA、CPLD、存储、MCU等产品,公司CPLD产品近年来不断投入研发高端化系列,近来对销售收入贡献逐步提升。FPGA产品凭借其可编程、高灵活性等优势下游市场需求维持高景气,公司FPGA产品技术位于国内领先地位,具有600万门级2V、2000万门级4V和7...

一、公司简介:国内特种集成电路领先企业

成都华微专注于特种集成电路的研发、设计、测试与销售,主要产品涵盖特种数字 及模拟集成电路两大领域。公司是国家“909”工程集成电路设计公司和国家首批 连续承接国家多个重大研发专项,是国内少数几家同时承接数字和模拟集成电路国 家重大专项的企业。公司数字集成电路产品包括以可编程逻辑器件(CPLD/FPGA) 为代表的逻辑芯片、存储芯片及微控制器等,模拟集成电路产品包括数据转换 (ADC/DAC)、总线接口及电源管理等,产品广泛应用于电子、通信、控制、测 量等特种领域。

公司产品自成立以来经历了多轮迭代发展,当前形成了较为完备的产品体系。根据 公司招股说明书,公司主要产品的发展及演变主要经历了四个阶段: (1) 发展起始期(2000年至2003年):公司在成立初期便专注于集成电路的研 发与设计,通过技术方面的不断积累,受到了市场的广泛认可,并陆续通 过国家高新技术企业认证、国家首批集成电路设计企业认定。 (2) 技术积累期(2003年至2012年):伴随着技术实力的不断提升,公司集成 电路产品的产业化程度不断推进,于2004年和2005年分别推出了CPLD和 FPGA产品,较早地实现了相应产品的国产化。2009 年承接了“十一五” 国家科技重大专项,成功突破了百万门级 FPGA芯片设计技术,在 2012 年成功推出代表国内领先水平的 600 万门级 FPGA 产品。同时为了促进 公司其他产品运转效率提升及可靠性保障,公司于 2011 年开始将电源管 理产品作为独立产品类别推进研发工作,重点研发了用于实现低压差的降 压转换 LDO 以及开关电源类 DC-DC 产品。 (3) 业务拓展期(2012 年至 2018 年):下游客户对特种集成电路产品一站 式采购需求的不断提高,公司不断强化研发投入,在模拟集成电路领域亦 取得了较大突破。经过多年的技术开发,2012 年公司推出 24 位高精度 ADC,2013 年推出特殊工艺 ADC,2015 年推出国内精度最高的 31 位 高精度 ADC,缩小了与国际先进水平的差距。同时,公司基于 FPGA 产 品的研发经验,开发了配套使用的 NOR Flash 存储器产品,并拓展了 EEPROM 等产品,进一步丰富了公司的产品结构。 (4) 高速发展期(2018年至今):数字集成电路方面于2021 年推出了“奇衍” 系列 7,000 万门级产品,处于国内领先水平。同时,公司成功实现了 32 位 MCU 产品的研制。模拟集成电路方面公司进行了核心人才和团队的引 进,于 2019 年和2020 年陆续承接了高速高精度 ADC“十三五”国家科 技重大专项和国家重点研发计划,并于 2022 年收购了苏州云芯,进一步 拓展至高速高精度 ADC 产品领域。系统级芯片方面公司于2020 年承接 了智能异构可编程 SoC 国家重点研发计划。

中国电子信息产业集团为公司实控人。根据Wind,截至2024年6月30日,中国振华 共持有公司44.84%股份,为公司控股股东。中国电子信息产业集团通过中国振 华、华大半导体及中电金投共间接控制公司65.18%股权。华微共融、华微展飞、 华微同创及华微众志为公司自然人股东持股平台,共持有公司13.71%股权。根据 成都华微2024年半年报,公司下属共两家子公司,华微科技为公司全资子公司,主 要从事电子产品、电子元器件设计、开发、生产、销售及相关技术服务;控股苏州 云芯85.37%股份,苏州云芯主要从事集成电路等各类电子产品的设计、研发及销 售。

研发基因深厚,公司管理层多技术出身。根据公司招股说明书,公司管理层技术出 身比例较高,有较为丰富的集成电路领域研发工作经验。公司董事长黄晓山于2005 年-2016年先后担任振华风光部长、副总经理、总经理等职务;公司总经理王策 2011-2018年历任西安微电子技术研究所市场部及科研生产部部长等职务。此外公 司核心技术人员皆有较为丰富的集成电路行业技术研发经验,在转换器、SoC等领域拥有较为丰富的技术研发经验,有望一定程度上保证公司产品技术的领先优势。

公司现有产品涵盖数字及模拟集成电路两大领域,可满足客户一站式采购及综合解 决方案需求。根据公司招股说明书,公司现有产品涵盖了数字及模拟集成电路两大 领域,其中数字集成电路产品包括以可编程逻辑器件(CPLD/FPGA)为代表的逻 辑芯片、存储芯片及微控制器等,模拟集成电路产品包括数据转换(ADC/DAC)、 总线接口及电源管理等,覆盖了电子系统运转的多个环节,能够为下游客户提供丰 富的特种集成电路的产品,可以满足其一站式采购以及综合解决方案的需求。

公司采用Fabless模式,测试环节由公司自行完成。根据公司招股说明书,公司采 用Fabless模式,主要负责芯片研发、设计与销售,晶圆加工与封装由专业的外协 厂商完成。同时,由于公司产品应用于特种领域,下游客户对产品的可靠性要求较 高,因此公司建立了特种集成电路检测线,测试环节亦主要由公司自行完成。

受益于芯片产业自主可控趋势,公司收入利润稳步增长。根据Wind、公司招股说 明书,2018-2023年,公司营业收入从1.16亿元增长至9.26亿元,CAGR达 51.51%%;国家近年高度重视芯片产业技术自主安全,积极出台相关产业政策大 力支持集成电路产业特别是特种领域产品国产化,使得下游客户采购需求大幅提 升。根据Wind,利润端,2018-2023年公司归母净利润由0.04亿元增长至3.11亿 元,CAGR达139.62%。根据公司2023年年报,2023年公司实现营业收入9.26亿 元,同比增长9.64%;公司实现归母净利润3.11亿元,同比增长10.61%,2023年 公司新拓展用户数量增长较快,产销量稳步提升。据公司2024年半年报公告, 2024年上半年受国内特种集成电路行业需求波动影响,订单规模同比缩减,公司营 收同比下滑38.55%,为2.80亿元;归母净利润同比下滑50.22%,为0.73亿元。

公司数字集成电路与模拟集成电路营收高速增长,为公司收入的主要来源。根据 Wind、公司招股说明书,2020-2023年,公司数字集成电路营收由1.93亿元增长至 4.25亿元,主要系国内特种领域对集成电路产品的需求提升、集成电路国产化的国 家战略、公司多年研发积累、产品性能及售后服务可靠所致;模拟集成电路由1.18 亿元增长至4.48亿元,主要系国家产业政策支持、下游行业需求旺盛、公司研发成 果丰厚、产品品质可靠所致。2023年,数字集成电路营收同比下降0.47%至4.25亿 元,模拟集成电路营收同比增长38.27%至4.48亿元;模拟电路的销售收入首次超 过数字电路,随着新产品在用户中试用良好,模拟集成电路收入实现了较快增长。 2023年,数字集成电路/模拟集成电路产品占公司主营业务收入的比例为 45.90%/48.38%,合计占比超过90%,为公司收入的主要来源。2024年上半年, 公司数字集成电路/模拟集成电路分别实现营收1.43、1.20亿元,分别同比下滑 36.12%、41.80%。据公司2024年半年报,集成电路产业周期性波动明显,虽然短期内下游需求不足的影响仍然存在,但生成式AI、汽车智能化、低空经济以及数据 中心等应用场景及规模持续扩大,集成电路行业发展空间仍然极其广阔。

公司盈利能力较强,毛利率维持高位。根据Wind、公司招股说明书,2018-2023年, 净利率由3.62%增长至34.18%,2020年起随着销售收入的提升,使得公司期间费 用率大幅下降、净利率大幅提升。2018-2023年,毛利率由67.72%增长至76.15%, 主要系模拟电路板块新产品毛利率较高,及新产品占比提升所致;2023年,模拟类 产品毛利率增至79.82%,集成电路产品毛利率为75.41%。逻辑芯片是公司最重要 的收入来源,亦是毛利率贡献最大的产品类别。2021年,逻辑芯片类因产品结构的 变化,毛利率较高的高端系列产品占比提升,导致逻辑芯片类整体毛利率上升。 2024年上半年,虽然营收受下游需求收缩影响有所下滑,但公司整体毛利率为 76.94%,基本保持稳定,展现了公司较好的议价能力和成本管控能力。

公司费用率总体呈现下降趋势。根据Wind,随着公司业务规模的增长,公司2018- 2023年期间费用由0.74亿元增长至3.71亿元;公司2018-2023年期间费用率由 63.79%降至40.06%,主要系随着营业收入的快速增长,期间费用中的固定部分被 显著摊薄所致。其中管理费用率在2018-2023年由32.76%降至13.39%,降幅明显, 主要系管理费用中人工薪酬、折旧及摊销费、办公及差旅费管控效果明显,叠加公司 营 业 收 入 快 速 增 长 所 致 。 2023 年 , 公 司 销 售 / 管 理 / 财 务 费 用 率 分 别 为 4.21%/13.39%/1.08%,与上年同期相比分别同比增长-0.17pct/+2.15pct/+0.25pct。 2024年上半年,公司销售/管理/财务费用率分别为5.88%/20.79%/-0.03%,受营收 下滑影响,期间费用率有所上升。

公司注重研发投入,持续开展核心技术攻关。根据Wind,2023年公司研发费用 1.98亿元,同比增长16.75%。公司2019-2024H1研发费用率保持在20%以上,研 发投入占营业收入保持高比例。同时,公司已形成了一系列具有自主知识产权的核 心技术成果,根据公司2024年半年报,截至2024年6月底,公司共拥有境内发明专 利108项,境外发明专利5项,集成电路布图设计权203项,软件著作权29项。

公司承担国家重大科技专项或重点研发计划,相关技术处于领先地位。根据公司招 股说明书,公司共承担了6项国家科技重大专项以及国家重点研发计划,并且共有9 项正在研发的预算金额在1000万元以上的重要研发项目。研发项目主要为高性能 FPGA、高速高精度ADC、智能SoC等重点产品,其中FPGA项目已完成验收并实 现产品的产业化销售,但大部分项目尚处于研发阶段,预计将陆续于2023年至 2024年完成项目验收及产品的产业化推广。未来可编程逻辑器件FPGA和CPLD,数据转换ADC等核心产品,将成为公司发展的主要方向。

募集资金投入科技创新领域,进一步提升公司产品的研发设计和检测能力。根据公 司招股说明书、《发行人及保荐机构关于审核问询函的回复(2023年半年报财务数 据更新版)》,公司公开发行9560.00万股,募集资金扣除发行费用后将用于芯片 研发及产业化、高端集成电路研发及产业基地以及补充流动资金。其中“芯片研发 及产业化募投项目”是对公司目前产品和核心技术的升级、延伸和补充,巩固公司在FPGA领域的传统优势,继续推进公司高速高精度ADC和智能SoC领域的发展突 破。检测中心建设项目将主要定位于自身产品的检测,以满足公司生产及销售业务 对于产品检测能力的需求。未来公司将依托募投项目的实施,继续加大研发投入, 实现特种集成电路产品国产化,进一步提升公司实力。根据公司2024年2月20日投 资者问答回复,公司智能SoC芯片可以应用于人工智能领域,目前处于研发、送样 阶段。

公司前五大客户主要为特种领域大型国有集团的下属单位,合并口径客户集中度较 高。根据公司招股说明书,公司主要客户包括中国电科集团、航空工业集团、航天 科技集团、航天科工集团等。2023H1,公司前五大客户销售额占比达75.50%,其 中第一大客户为航空工业集团。央企集团下属单位数量众多,各下属单位在生产经 营等方面保持一定的独立性,公司2020-2023H1按单体口径的前十大客户合计收入 金额占营业收入的比例均在40%以上。公司凭借多年的技术积累、客户渠道拓展、 优质的产品质量和服务以及良好的品牌建设,与主要客户保持长期稳定的合作关 系。

二、特种集成电路行业信息化需求强,系统级 SoC 设 计为降本方向

(一)集成电路行业:国产化为我国战略方向,高端核心技术急需突破

电子系统的整体运作流程需要多类电子器件的综合运用。就电子系统的整体运作流 程而言,首先来自真实物理世界的信号将由传感器和各类分立器件进行采集,并经 运放、比较器等电路进行信号放大、调理等调制程序,最终转变为集成电路可以传 输及处理的模拟信号。模拟信号将进一步经模数转换器(ADC)进行处理,转化为 标准的数字信号,并输入至 FPGA等可编程逻辑器件或 CPU/MCU/DSP 等数字处 理器进行运算等处理,并借助存储芯片等实现缓存及加载的功能,最终得到运算结 果并相应进行数据存储。作为运算结果的数字信号需经数模转换器(DAC)转化为 模拟信号。

全球信息化潮流推动集成电路市场规模扩张,我国设计环节销售额较为突出。集成 电路应用领域及市场规模均实现了高速扩张,根据世界半导体贸易统计组织 (WSTS)统计,集成电路市场规模在2022年达到4799.88亿美元,其中亚太地区 拥有全球最大的集成电路产业市场。 集成电路产业全球化分工协作特征较为明显,近年来以中国为代表的发展中国家集 成电路总体需求不断提升。根据中国半导体行业协会(CSIA)统计,中国集成电 路产业销售额2022年已增长至12006.1亿元。2022年,我国集成电路设计环节销售 额达5156.2亿元,自2015年以来持续成为规模最大的细分产业环节。

战略地位突出,我国出台多项政策支持集成电路产业发展。近年来国家层面高度重 视芯片产业技术自主安全与发展,密集出台多项政策支持我国集成电路产业发展。 在财税征收、资金支持、配套建设等诸多方面建立了完善的政策支持体系。2020年 -2021年,《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》 进一步明确了基础集成电路产品的战略地位,《基础电子元器件产业发展行动计划 (2021-2023 年)》以及“十四五”相关规划也继续强调了集成电路产业链发展 对于国家安全稳定的重要意义。

高端化国产化需求迫切,我国核心技术及高端产品领域与发达国家仍存在一定差距。 根据中国海关总署数据,当前集成电路仍为我国第一大进口品类,2023年我国集成 电路行业全年进口总额为3493.77亿美元,出口总额仅为1359.74亿美元。我国集成 电路行业的发展在短时间内仍然处于追赶国际先进水平的进程中,集成电路产品特 别是技术含量较高的高端产品领域,国产化的需求较为紧迫。

模拟及逻辑市场有望成为未来增速最快的两大细分市场。根据 IC Insights 预测, 2021 年至 2026 年,整个集成电路行业增速受到下游汽车电子、5G 通信等应用 场景的带动作用,市场规模的复合增速有望维持在10.20%,其中模拟、逻辑和存 储 IC 市场增速将分别达到 11.80%、11.70%和10.80%,将成为集成电路细分市 场中复合增速最快的三个赛道。

(二)特种集成电路行业:行业需求稳增,集成化 SoC 设计为发展方向

特种集成电路是信息化装备的中枢神经,需要高可靠性及安全性。集成电路产品按 质量等级划分,通常可分为消费级、工业级(含车规级)以及特种级,其中特种级 指特种领域装备的各类应用场景,包括雷达、导航设备、火控系统、制导设备和电 子对抗设备等军事装备。特种集成电路行业由于整体行业的最终应用场景及环境特 征相较于其他领域更为复杂,对产品的性能要求更高、可靠性要求更为严格,因此 在设计理念及核心技术、生产加工环节、市场准入资质等方面相较于其他领域具有 显著的区别,主要包括产品性能及可靠性需求不同、产品设计理念及核心技术不同、 产品生产环节不同及市场准入资质不同。

当前,国际形势快速变化及我国经济发展背景下,维护国家安全需求日益凸显。近 年来,我国国防开支稳步增长,2023年3月,国防部公布2023年全国一般公共预算 安排国防支出1.58万亿元,比上年执行数增长7.2%,其中:中央本级支出1.55万亿 元,比上年执行数增长7.2%。对比来看,2022年我国军费占GDP比例为1.6%,较 美国的3.5%仍有较大的提升空间。二十大报告强调“加快把人民军队建成世界一 流军队,是全面建设社会主义现代化国家的战略要求”、“深入推进实战化军事训 练”等,军工板块的“安全资产”属性体现日益突出。国际地缘局势变化频繁,美 国、法国、日本等多国增加了2024财年国防开支预算。多重需求背景下,我国国 防建设及装备采购景气持续性有望加强。

行业具有定制化程度高、多品种小批量等特点,竞争格局分散。特种集成电路及器 件市场通常更关注产品的质量、可靠性和长期持续稳定供货能力,且具有定制化程 度较高、多品种小批量等特点,只有能够稳定提供可靠定制产品的厂商才能赢得特 种集成电路及器件领域的竞争;并且特种集成电路及器件产品门类繁多,各家厂商 各有侧重。因此,特种集成电路及器件整体市场的竞争者呈现较为分散的局面,市 场集中度不高,各大厂商往往仅在某个或某些细分品类市场占据优势。 我国特种集成电路领域参与者较少,各类壁垒较高。根据公司招股书,由于特种集 成电路领域具有投入高、准入资质复杂、产业化周期较长等特点,国内市场主要由 大型国有控股企业以及下属科研院所构成。紫光国微、复旦微电、中国电科集团第 58 所、中国电科集团第 24 所、北京微电子技术研究所以及成都华微均是国内特 种集成电路领域的主要参与者。

发为基,高研发投入带来的产品谱系扩容为特种集成电路企业的必经之路。长期 以来,特种集成电路及器件领域除关注技术指标外,也对产品可靠性、质量一致性 等提出更高要求,故特种集成电路企业通常需要较高的前期研发投入。根据 Wind,2020-2023年三季度,特种集成电路主要企业研发费用占营业收入比例始终 维持高位,成都华微2023年三季度研发费用占营业收入比例达23.99%,复旦微电 及紫光国微研发费用占营业收入比例分别达27.68%/18.51%,均维持高强度研发投 入。

设计环节向上提高集成化程度,SoC系统性设计方案可实现降本增效。异构芯片 SOC降成本思路为尽可能用一个芯片解决一个电路板的职能。据《Strategies for Deploying Xilinx’s Zynq UltraScale+ RFSoC》(Robert Sgandurra,2018年)与 《RFSoC Integrates RF Sampling Data Converters for 5G New Radio》 (Anthony Collins等,2017年),Xilinx于2017年推出RFSoC芯片,将射频ADC、 DAC、ARM、FPGA集成一体,应用在通信与雷达市场。SOC异构芯片采用系统性 方案降低成本,向上提高集成化程度。具体技术路径有:一是使用RFSoC芯片相 当于消除了射频前端部分模组,减少电路板数量,由于不同IC之间需要置放和组装 被动元件,IC越少成本越低,大约降低PCB面积50%。由于集成数据转换器的外形 尺寸与系统中的天线数量成正比,4通道ADC与DAC,可以使PCB面积节省40~ 75%。二是使用RFSoC芯片减少PCB面积,减少射频模组数量降低功耗,将外部 的ADC与DAC消除,降低了系统复杂性;减少芯片数量优化功耗,芯片需要散热, 包括冷却溶液等,RFSoC可以轻松节省30%至40%或以上的电力;三是通过消除 接口降低功耗消除连接各种IC的接口,大多数数据转换器依赖高速串行接口在转换 器与FPGA之间传递数据,但消耗了较多的功耗,消除非必要的接口可以降低功 耗。

公司已完成一款智能异构SoC原型样片研制测试,正在进行智能异构SoC量产产品 研发。根据公司2024年半年报,公司承接了智能异构可编程SoC国家重点研发计 划,同时设有SoC研发中心。在研项目方面,公司已完成一款智能异构SoC原型样 片研制和测试,突破智能加速处理器和并行大容量可编程架构设计等关键技术,正 在进行智能异构SoC 量产产品的研发,未来将应用于机器人、 无人机、车载等嵌 入 式计算平台等领域。

三、数字集成电路:新兴行业兴起叠加国产化浪潮, 市场空间不断扩容

数字集成电路主要指用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路。由 于其具有逻辑运算和逻辑处理功能,所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半 导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。 存储器是用来存储二进制数据的数字电路。与模拟电路相比,它主要进行数字信号 的处理(即信号以0与1两个状态表示),因此抗干扰能力较强。

(一)逻辑集成电路: FPGA 市场持续景气,“奇衍”系列优势明显

逻辑芯片按功能可分为四大类。根据安路科技招股说明书,逻辑芯片按功能可分为 四大类芯片:通用处理器芯片(包括中央处理芯片CPU、图形处理芯片GPU、数 字信号处理芯片DSP等)、存储器芯片(Memory)、专用集成电路芯片(ASIC) 和现场可编程逻辑阵列芯片(FPGA)。设计方法可划分为定制、半定制与可编程 设计三大类,不同的设计方法应用于不同领域的逻辑电路。

FPGA的现场可编程性为其最大特点。根据安路科技招股说明书,与其他三类集成 电路相比,FPGA芯片的最大特点是现场可编程性。无论是CPU、GPU、DSP、 Memory还是各类ASIC芯片,在芯片被制造完成之后,其芯片的功能就已被固定, 用户无法对其硬件功能进行任何修改。而FPGA芯片在制造完成后,其功能并未固 定,用户可以根据自己的实际需要,将自己设计的电路通过FPGA芯片公司提供的专用EDA软件对FPGA芯片进行功能配置,从而将空白的FPGA芯片转化为具有特 定功能的集成电路芯片。根据复旦微电招股说明书,FPGA不仅拥有软件的可编程 性和灵活性,还兼具硬件的并行性和低延时性,在上市周期、成本上也具有优势。 伴随全球新一代通信设备部署及人工智能等新兴行业发展,FPGA市场规模将持续 提高。根据复旦微电招股书,得益于FPGA独特的架构,其灵活性较高,在5G通信、 人工智能等具有较频繁的迭代升级周期、较大的技术不确定性的领域,FPGA是较 为理想的解决方案。根据华经产业研究院数据统计,预计全球FPGA 市场规模将增 长至2025年的125.80 亿美元,2021年至2026年年均复合增长率约为16.4%。随着 国产化进程的进一步加速,中国 FPGA 市场需求量有望进一步持续扩大,市场规 模亦将随之不断增长。

FPGA在特种集成电路领域具有广阔市场空间。FPGA由于其较高可靠性及灵活调 整特点,在特种集成电路领域也具有广阔的市场空间。根据Xilinx官网,世界第一 大FPGA厂商赛灵思的AIT(宇航与防务、工业与检测、测试与测量)为其最大业 务板块,2021年占其营业收入的44%。在国防及航空航天领域,FPGA可应用于雷 达、通信、飞行控制、导航遥感等领域,特种FPGA市场也有望伴随装备智能化及 航空航天行业发展而不断扩容。

国内特种FPGA参与者数量较少,公司产品处于领先地位。在FPGA领域,我国整体参与者较少,达到特种领域需求的FPGA厂商主要有成都华微、紫光国微和复旦 微电。在FPGA领域,公司连续参与了代表 FPGA 领域国内最先进技术方向的 “十一五”至“十三五”国家重大科技专项的研发工作,目前成功研制出 7,000万 门级高性能 FPGA 产品,于2021年完成了“高性能7000万门级 FPGA”的科学技 术成果鉴定,与紫光国微、复旦微电等同行业公司在产品技术方面同处于国内特种 领域领先地位。

“奇衍”系列为公司拳头系列产品,已形成完善FPGA产品体系。根据公司招股说 明书,公司已形成完善的可编程逻辑器件产品体系,并配套全流程自主开发工具。 FPGA 产品制程工艺涵盖0.22um至28nm,规模区间涵盖百万门级至千万门级, “奇衍”系列产品最高达7000 万门级;CPLD产品覆盖1.8V至5V等多种电压工作 场景,拥有国内领先的产品线布局,最新研制的HWDMIN5M系列采用0.18μm eFlash工艺,内嵌2210个逻辑单元,功耗水平进一步降低,已进入样品用户试用验 证阶段。

FPGA产品需结合相应软件协同使用。公司所提供的FPGA等产品,在发挥具体作 用及实现系统级功能的过程中,需结合相应软件协同使用。通过向专业公司采购软 件开发服务,可以进一步提升公司自主软件开发的基础和水平。公司与安路科技合 作优化公司FPGA算法,提升公司自主FPGA配套软件性能。同时公司新设立济南 研发中心,布局EDA设计工具开发,助力公司FPGA产品配套工具软件的自主开发。 公司在FPGA产品方面攻关核心技术,专利布局全面。公司在逻辑芯片方面拥有较 多核心技术,包括自主创新FPGA架构设计和工艺适配技术、高速低功耗FPGA设 计技术、FPGA高效验证技术等,在FPGA产品方面技术布局广泛。同时,截至2024年2月,公司共有8项与FPGA相关的专利布局,FPGA相关研发较为深入。

(二)存储芯片:拥有大容量 Nor Flash 设计技术,可配合 FPGA 使用

存储芯片指利用半导体等材料作为介质进行信息存储的芯片。存储芯片利用半导体 材料进行信息存储,其按照是否需要持续通电以维持数据分为易失性存储和非易失 性存储两大类,其中非易失性存储(ROM)可进一步分为Flash、Mask ROM和 PROM/EPROM/EEPROM。

存储芯片市场空间中长期将维持增长趋势。根据公司招股书,存储芯片是应用最为 广泛的核心电子元器件之一,也是数字电路重要的组成部分。未来现代电子系统对 于存储芯片的需求将快速增长。根据成都华微招股书描述,短期来看,存储芯片市 场受下游消费需求等多因素影响市场规模有所下滑,但2022年存储芯片市场规模仍达1297.67亿美元。就国内市场而言,2020年我国国内市场存储芯片销售额达 183.50亿美元,呈现持续增长发展趋势,占全球市场规模比例持续提升。

公司专注于NOR Flash及EEPROM存储器的研制,在环境适应性等方面具有显著 优势。公司NOR Flash存储器可用于FPGA配置存储器,提供完整的可编程解决方 案,亦可独立用于数据存储场景,已形成大、中、小容量三个系列产品,覆盖 512Kbit-256Mbit 等容量类型,最新研制的 1Gbit 大容量产品已进入样品用户试用 验证阶段。

公司拥有大容量Nor Flash芯片架构设计技术。公司在存储芯片领域核心技术为大 容量Nor Flash芯片架构设计技术,基于先进的大容量 Nor Flash 存储芯片设计技 术,优化存储单元布局、提升电荷泵驱动能力、提高灵敏放大器精度等手段,提升 单颗存储容量水平;基于存储芯片重叠封装技术,采用垂直封装的形式,通过布局 优化控制裸芯间走线长度,实现多片裸芯的统一封装,进一步提升封装密度,节省 硬件单板组装空间,提升存储芯片的容量水平。

(三)MCU:低功耗、高性能为核心发展方向,公司产品技术储备完善

MCU主要用作处理数字信号。根据公司招股说明书,微控制器(MCU)是一类轻 量化的计算芯片,主要用作处理数字信号。MCU将中央处理器(CPU)的频率和规格 适当缩减,将内存、闪存、计数器、数据转换、串口等集成到单一芯片,从而实现 终端控制的功能,具有性能高、功耗低、灵活度高等优点,在工业控制、通信等领域应用广泛。根据数据总线宽度,MCU可分为4位、8位、16位、32位、64位等类 别,同时运行速度以及可实现的功能指令随着位数增加而提升。 汽车电子、工业控制等下游需求提升MCU市场规模。近年来,伴随汽车电子、工 业控制等下游需求的不断提升,因为其高性能、低功耗、灵活性等特性,以 MCU 为代表的微控制器作为许多电子设备的控制核心,市场需求不断提升。根据IC Insight数据统计,全球MCU市场规模近年来持续上升,在2021年达到了196亿美元。 而我国物联网行业和新能源汽车行业增长速度领先全球,下游应用产品对MCU产 品需求保持旺盛。根据公司招股书,未来5年,随着下游应用领域的快速发展,中 国 MCU 市场将保持较好的增长态势,预计2026年我国MCU市场规模将达到513 亿元。

公司以32位MCU产品为主,以低功耗、高通用性、高性能作为发展方向。根据公 司招股说明书,MCU产品位数不同,其所应用的下游领域亦不相同。如4位MCU一 般用于较为简单的控制功能,伴随位数提升,控制的复杂程度不断提高,,如32位 MCU可用于安防监控、工作站等领域。公司以32位MCU产品为主,以低功耗、高 通用性、高性能作为发展方向,最新研制的HWD32L1等系列低功耗MCU,工作模 式功耗可低至300μA/MHz,静默模式功耗可低至1μA;HWD32F7等系列高性能 MCU工作频率可达400MHz,相关产品目前均已进入样品用户试用验证阶段。此外 公司在MCU领域拥有自研核心技术布局,分别从性能提升及低功耗角度入手对 MCU设计进行优化。

四、模拟集成电路:谱系齐全,ADC 产品国内领先

模拟芯片为处理模拟信号的集成电路。根据公司招股说明书,模拟信号主要指用连 续变化的物理量表示的信号,如声音、光线、温度等。模拟芯片按功能可以分为信 号链和电源管理两大类。其中,信号链芯片是通过对输入的信号进行判别、转换和 加工以实现对信号的处理,本质上是通过对电压、电流进行相关控制实现的:电源 管理芯片是通过对电压或电流的变换、分配和检测等方式,达到安全且精准供电的 目的。

全球模拟集成电路市场规模稳步增长,我国为最大需求国。根据公司招股说明书, 2013年至2022年,全球模拟集成电路市场规模年均复合增长率达8.58%;根据 WSTS数据统计,2022年全球模拟集成电路市场规模达到了889.83亿美元。模拟集 成电路的下游应用市场广泛,产品分散,行业增速总体较为平稳,波动相对较小。 根据公司招股书援引赛迪顾问数据统计,2020年,全球模拟芯片的市场区域主要以 我国为主,占比达到69.51%,是全球模拟集成电路需求最大的市场。

特种模拟集成电路可用于航空航天等多个特种领域。根据振华风光招股说明书,振 华风光的模拟集成电路产品可用于航空、航天、兵器、船舶、电子、核工业等高精 尖领域,为机载、弹载、舰载、箭载、车载等领域的武器装备提供配套,满足以上 领域对配套产品全温区、长寿命、耐腐蚀、抗辐照、抗冲击等高可靠要求。

(一)数据转换产品:性能接近海外先进水平,高精度产品国内领先

数据转换芯片主要包括模数转换(ADC)和数模转换(DAC)芯片。根据公司招 股说明书,ADC用于将真实世界产生的模拟信号转换成数字信号进行输入,数字集 成电路进行信号处理,然后用DAC将数字信号调制成模拟信号进行输出。其中,模 拟信号用系列连续变化的电磁波或电压信号来表示信息内容,其幅度取值具有连续 的特点,即幅值可由无限个数值表示,而数字信号用离散信号表示信息内容,幅度 的取值具有等距离散的特点,一般常用二进制数字表示。

ADC/DAC芯片转换过程核心指标为速率与转换精度。ADC/DAC芯片的转换过程主 要包括采样和量化两大环节:对采样环节而言,衡量指标是速率,单位为每秒采样 的次数(sps),指芯片可以转换何种带宽的模拟信号,带宽对应模拟信号频谱中 的最大频率。对量化环节而言,衡量指标是转换精度(即分辨率),以位数(Bits) 作为计量单位,精度越高,转换出来的信号与原信号的差距越小,精确性越高。根 据公司《发行人及保荐机构关于审核问询函的回复(2023年半年报财务数据更新 版)》衡量ADC的性能指标包括分辨率、采样率、有效位数、无杂散动态范围、全 功率带宽、功耗等。 根据行业内普遍定义,10位及以下采样精度的ADC/DAC以高速产品为主,侧重于 处理速度的保证;12位-14位采样精度的ADC/DAC以高速高精度产品为主,平衡了 对于速度和精度的需求;16位及以上采样精度的ADC/DAC为高精度产品,侧重于 采样精度的保证。

2020年全球数据转换类芯片市场规模约84亿美元。5G、人工智能、物联网、汽车 电子等新兴应用驱动市场规模,对ADC/DAC的需求形成强有力支撑。目前我国已 经在转换器自研芯片等领域取得了一定成果,自主研发ADC/DAC产品已成功应用 于通信、工业等场景。根据公司招股书援引赛迪顾问数据统计,2020 年信号链芯 片全球市场规模约为 223.20 亿美元,其中数据转换类芯片市场规模约为84亿美元, 整体市场规模广阔。 高速的ADC/DAC是实现宽带数据传输的关键器件,可广泛应用于5G通信建设及卫 星通信领域。 在 卫 星 方 面 , 根 据 Military Embedded Systems 文 章 《 高 速 ADC/DAC 和 FPGA 推动下一代卫星通信系统的设计》,其中提到许多军用卫星通信 (SATCOM) 系统在甚高频 S 频段(2 至 4 GHz)和 C 频段(4 至 8 GHz) 范围内运行。卫星通信的精确采样需要频率至少是载波频率速度的两倍,但最好是 2.5至3倍。而当前低轨卫星所广泛使用的Ku、Ka频段频率更高,对ADC/DAC的速 率提出了更高要求。在移动通信方面,根据synopsys官网文章《适用于 5G 模拟 前端的超高速数据转换器》,其中提到5G的收发器架构需要使用具有高分辨率和 低功耗的超高速(以每秒数千兆样本(GSPS))运行的模数转换器(ADC)和数 模转换器(DAC),并支持毫米波频段中可用的通道带宽,而毫米波波段是未来 5G-Advanced及6G技术体制中的核心波频。

公司高速高精度ADC产品处于国内特种领域领先地位,产品谱系齐全度略低于国 内外同业厂商。根据公司招股说明书,公司目前主要产品为采样精度在16位及以上 的高精度ADC以及12位-14位的高速高精度ADC。在高精度 ADC 领域,发行人于 2018年完成了“24~31位极高精度AD转换电路”的科学技术成果鉴定,处于国内 特种领域领先地位。在高速高精度 ADC 领域,发行人承担了代表国内领先技术水 平的“十三五国家科技重大专项以及国家重点研发计划,并承担了多项国拨研发项 目,相关产品的技术性能指标与国外主要厂商的最先进产品相比,不存在显著的代 际及产品性能差异,处于国内特种领域领先地位。

公司高速数据转换芯片研发对标国际先进水平,拟运用于卫星激光通信、通感一体化等前沿领域。根据公司2023年年报,公司已形成12位6GSPS高速高精度ADC和 8位64G超高速ADC等谱系化产品,且已实现小批量供货;单通道12位12G高速高精度 ADC已经形成初样;4通道12位16G高速高精度ADC和单通道10位128G超高速 ADDA正在研发。应用领域方面,公司主要将其运用于电磁频谱、卫星激光通信, 通感一体化,高端测控仪器仪表等领域。

(二)电源管理芯片:电子系统电能管理器件,公司专注末级芯片研制

电源管理芯片是电子系统电能管理的核心器件。电源管理芯片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关键器件,使得电压和 电流应保持在设备可以承受的规定范围内,其性能优劣和可靠性对整机的性能和可 靠性有着直接影响,功能一般包括电压转换、电流控制、电源选择、电源开关时序 控制等。 根据公司招股书援引华经产业研究院数据统计,2020年电源管理芯片全球市场规模 约为400亿美元,整体市场规模广阔。未来全球电源管理芯片市场规模仍将保持高 速增长,其中以大陆为主的亚太地区将成为未来最大成长动力,预计到2025年全球 电源管理芯片市场规模将达到525.00 亿美元。

公司专注于末级电源管理芯片的研制,主要产品包括线性电源LDO和开关电源 DC-DC等。其中LDO为低压差线性稳压器,用于实现低压差场景下的降压转换, 具有低噪声、纹波小、高精度等特征;而DC-DC可以实现降压、升压、升降压转换 等多种功能,电压及电流适用范围更广,能够实现高转换效率。目前,公司已推出 多款大电流快速瞬态响应LDO产品,输出电流能力全面覆盖1A至5A等多种规格, 超低噪声LDO输出噪声指标达到1.5μVrms;DC-DC已形成最高输入电压6V-28V的 系列化产品,输出负载电流最高可达16A。

(三)总线接口:功能部件间信息传输媒介,产品具有高 ESD 保护能力

总线接口芯片指电子系统各种功能部件之间传送信息的媒介芯片,是总线电子系统 信息输入、输出设备传递信息的公用通道。总线接口芯片使得各个部件通过总线相 连接,外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接,从而形成了复杂的硬件系 统。作为电子设备中的关键器件,其性能优劣和可靠性对整机的性能和可靠性有着 直接影响。 公司产品覆盖了主流串行通讯协议以及并行通讯电平转换类接口,广泛应用于系统 间信号传输等领域。公司在总线接口领域拥有高ESD保护设计核心技术,其可基于 可控硅和栅极接地的 N 型 MOS 管的设计架构,利用寄生效应形成低阻抗放电通 路,显著提升总线接口芯片 ESD 发生时的放电能力,提升运行可靠性。


(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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