【國金研究】華潤微:瞄準世界一流的 IDM 模式功率半導體龍頭

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國金證券研究所

創新技術與企業服務研究中心

半導體陸行之團隊

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投資邏輯

◼公司擁有四大核心優勢:一、公司產能規模、現金流負擔能力和盈利承壓能力支持採用 IDM 模式,能通過自身現金流支撐資本開支需求,擴大營收規模,實現經營的正向閉環。二、公司在功率半導體佈局全面,MOSFET 產品覆蓋低中高壓的多個產品系列;IGBT 建立了領先的工藝平臺,2018 年出貨量增長 320%,隨著更多型號量產出貨,出貨量將保持高速增長;佈局SiC 和 GaN, 2020 年 SiC 有望實現量產。三、公司提供的特色工藝代工需求旺盛。我國對特色工藝代工潛在需求為 120 萬片/月,遠高於目前純大陸工廠合計 68 萬片/月的有效產能供給。特色工藝產能擴張受限,短中期供需格局良好。公司的晶圓代工和封測的“一站式”服務,能為客戶供應鏈安全提供更好保障。四、功率/模擬器件技術工藝需要更長經驗積累,公司通過在設計和製造工藝上的投入,建立了領先國內同行的產品和製造工藝壁壘。


◼功率半導體行業趨勢:一、IDM 模式是做強的必然選擇。針對客戶定製化需求, IDM 模式能協同優化設計與製造環節,縮短產品開發時間;製造環節是產品附加值的核心,IDM 模式享受更高產品附加值;IDM 模式利於積累工藝經驗,形成核心競爭力。二、功率半導體預計保持較高增速。新能源汽車等下游應用有望推動 2021 年全球市場規模達到 441 億美元。三、國產有望實現逐步替代:下游客戶為保障供應鏈安全給予國內企業更多送樣機會;功率器件技術水平更新慢,國產技術水平與國際一流縮小;國內企業在配合客戶做定製化開發上更具優勢。


投資建議

◼首次覆蓋,給予“買入評級”。2019年功率半導體整體景氣度有所下降,我們預計公司2019-2021年歸母淨利潤分別為 4.0 億元、 4.9 億和 6.7億元,對應 EPS 分別為0.46元、0.40元和0.55元。考慮到華潤微作為國內最大的IDM模式半導體公司的龍頭地位,以及產品與方案收入佔比提升將改善盈利率和淨資產收益率,給予公司一定的估值溢價,給予2021年95倍PE的目標估值,對應52.3元的十二個月目標價,給予“買入”評級。


風險提示

◼新冠疫情加劇的風險;產能擴張過快的風險;公司產品技術落後的風險;科創板估值波動大的風險;限售股解禁的風險


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一、四大核心優勢

1.公司自身條件支持採用 IDM 模式的優勢

IDM 模式適應功率半導體企業。華潤微是國內最大的 IDM 模式半導體公司,也是國內銷售額前十的半導體公司中唯一一家 IDM 模式為主的企業。相比Fabless 模式的功率半導體公司,IDM 模式擁有設計與製造環節緊密結合的優勢,能縮短從芯片設計到製造所需的時間,不需要進行硅驗證,不存在工藝對接問題,能加快新產品面世的時間;同時也可以根據客戶需求進行高效的特色工藝定製。由於同時具備設計和製造能力,能獲得更高的產品附加值。

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IDM 模式對初始資源稟賦和運營能力都有極高要求。對於功率半導體企業,雖然 IDM 模式有多種好處,但是同時也受限於資本投入要求大、資產較重。以華潤微的 “8 英寸高端傳感器和功率半導體建設項目” 募投項目為例,項目投資金額為 23 億,鉅額的資本開支需求對所有采用 IDM 模式公司提出挑戰;同時財務費用會對企業盈利產生重大影響,壓制企業盈利能力。因此我們認為IDM 模式是一個門檻極高的模式,對企業初始資源稟賦和運營能力都有極高要求。企業只有在同時滿足上述兩個條件之後,才有可能通過運營現金流滿足資本開支需求從而擴大規模和提升技術,實現 IDM 模式的正向循環。


華潤微的規模體量和資金條件支持它採用 IDM 模式,並且已經實現 IDM模式的正向循環。我們從三個維度評價不同企業對 IDM 模式負擔能力:現有營收產能規模、現金流負擔能力和盈利承壓能力。比較 A 股不同 IDM 模式,華潤微在這三個維度都處於領先優勢。我們認為華潤微依靠股東的初始資金支持,已經建立了 IDM 模式的正向循環——營收規模和收入規模領先同業,經營現金流支持鉅額資本開支需求,使得財務負擔低於同業,盈利情況好於同業。我們認為,這樣的優勢在未來會持續擴大。


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2.以 MOSFET 為基,全面佈局功率半導體的優勢

公司在功率半導體佈局全面,產品種類包括 MOSFET、IGBT、SiC、SBD和 FRD 等。公司已形成較為完整的 MOSFET 產品系列。公司是國內營業收入最大的 MOSFET 廠商,是目前國內少數能夠提供 -100V 至 1500V 範圍內低、中、高壓全系列 MOSFET 產品的企業,也是目前國內擁有全部MOSFET 主流器件結構研發和製造能力的主要企業,生產的器件包括平面柵 VDMOS、溝槽柵 MOS 及超結 MOS 等,可以滿足不同客戶和不同應用場景的需要。


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公司在 MOSFET 上工藝技術水平領先。公司自主研發的溝槽柵 MOS 器件,在電動二輪車的電機控制器市場、電源及電池保護應用領域表現優異;其中採用屏蔽柵結構的產品可以應用在使用頻率更高的領域,如同步整流等;自主研發的平面柵 VDMOS 器件已進入臺達、光寶、Salcomp(賽爾康)等國際電源製造商的供應鏈;採用多層外延超結技術研發和生產的超結 MOS 器件產品的主要參數指標與國際標杆公司生產的第六代超結 MOS 器件產品的技術指標相當。


公司在 IGBT 也具有較強的產品競爭力。公司已建立國內領先 Trench-FS工藝平臺,並具備 600V-6500V IGBT 工藝能力。目前公司批量出貨的 IGBT 器件工作電壓範圍從 600V-1200V,集電極電流範圍從 8A-60A。2018 年公司功率半導體銷售數量為 164 億顆,其中 IGBT 同比增長 316.79%。我們預計隨著公司更多型號 IGBT 量產出貨,IGBT 未來幾年將保持快速增長。


積極佈局新一代功率半導體,SiC 有望在 2020 年實現供貨。公司以 6 英寸產線為基礎,進行 650V 硅基 GaN 器件、SiC JBS 器件和 SiC MOSFET 產品的設計研究和工藝技術研發工作。未來幾年,SiC 和 GaN 量產將優化公司功率半導體產品組合。


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隨著公司中高壓 MOSFET 佔比提升、IGBT 快速增長和 SiC 器件陸續出貨,公司功率半導體的產品結構將得到優化,產品平均單價和佔收入比例將有提升空間。

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3.特色工藝需求旺盛,打造“一站式”服務的優勢

公司提供特色工藝晶圓代工、 IC 封裝及測試服務等“一站式”服務。特色工藝製程在國內需求旺盛,我們認為在未來幾年裡,特色工藝製程都將保持良好的供需格局。而相比一般代工模式的晶圓代工和封裝測試分開,公司能夠提供從代工到後道封裝測試的“一站式”服務,從而縮短供應鏈,更好保障客戶的供應安全。


模擬電路帶動特色工藝製程需求。我國模擬器件需求增速高於半導體整體需求增速。集成電路產品主要分為邏輯器件、存儲器件、微處理器、模擬器件、光學器件、傳感器和分立器件。2018 年全球半導體銷售額約為 4700 億美元,從產品結構上看,其中存儲器佔比為 33.7%、邏輯器件佔比23.3%、模擬器件為 12.5%。模擬集成電路 2018 年全球市場規模約為 587 億美元。根據 IC Insight 預測數字,2017-2022 年模擬集成電路產品複合增速為 6.6%,高於集成電路行業 5.1%的整體增速。

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我國對特色工藝代工潛在需求為 120 萬片/月,遠高於目前純大陸工廠合計68 萬片/月的有效產能供給。模擬電路依賴特色工藝。集成電路製造產業過去按照三個維度發展——尺寸依賴的先進製程工藝、非尺寸依賴的特色工藝和先進封裝技術。先進製程方面,從 130nm 到 5nm 及至 3nm EUV 工藝,製程微縮是推動邏輯半導體按照摩爾定律發展的最重要動力;而對於以功率 IC、傳感器、射頻器件和 MEMS 器件為代表的的模擬電路產品來說,RF-COMS、SOI/RFSOI、BCD/CDMOS、MEMS 等特色工藝相比先進製程對產品性能起到更為關鍵的決定作用。


相比先進製程工藝,特色工藝具有工藝相對成熟,資本投入要求相對更低、產品研發投入相對較少、生命週期更長等特點。2018 年國內模擬電路銷售額約為 238 億美元,假設實現 50%自主供應,對應國內生產模擬電路產業產值 119 億美元,如果以 35%毛利率計算,對應制造成本約為 77 億美元,其中晶圓代工規模約為 58 億美元,取 8 英寸特色工藝製程晶圓代工 ASP 約為400 美元/片,國內對特色工藝需求約為 1450 萬/年,約合 120 萬片/月。而2019 年,純大陸工廠可用於模擬芯片的製造產能約為 38 萬片/月,可用於功率半導體的晶圓製造產能約為 37 萬片/月,合計 75 萬片/月,假設有效產能為總產能 90%,即有效產能為 68 萬片/月,遠遠低於我國對特色工藝的需求。

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8 英寸特色工藝製程產能擴張有限,供需格局良好。雖然 12 英寸相對 8 英寸效能更高,但 12 英寸產線對於工藝指標要求更高,對於原材料的要求也更高。對於 8 英寸產線,RF-COMS、SOI/RF-SOI、BCD/CDMOS 等成熟的特色工藝技術可以使尺寸較小的晶粒包含較多的模擬內容。並且大多數 8 英寸設備已經摺舊完畢,固定成本低。出於經濟考慮,8 英寸特色工藝製程晶圓廠擴產多采用二手設備,華潤微曾先後購入 Hynix 設備、德國生產線設備等二手生產設備。而從全行業來看,二手設備來源相對有限,並且國際設備廠大多早已停產 8 英寸設備,因此 8 英寸廠產能擴張速度受設備制約而受限,使得 8 英寸特色工藝製程代工市場保持較好的供需格局。


當前代工產能緊張,MOSFET 出現缺貨跡象。根據上述分析,CIS、電源管理 IC、指紋識別 IC 、MCU、IGBT、MOSFET 等代工需求強勁,而特色工藝產能供給有限,2019 年四季度,華虹 8 英寸晶圓廠產能利用率達到 92.5%,聯電集團旗下 8 英寸廠和艦產能利用率維持在九成的高位水平。受疫情影響導致部分產能釋放受限,MOSFET 庫存水平持續消耗,正導致部分型號MOSFET 供貨期延長。

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4.產品工藝技術建立起堅固壁壘的優勢

高研發投入建立工藝技術優勢。公司在產品與工藝的研發上進行了高強度的投入:2016 年至 2018 年,公司研發投入分別為 34,559 萬元、44,742 萬元和 44,976 萬元,佔營業收入的比例分別為7.86%、7.61%和 7.17%;截至2019 年 6 月 30 日,公司擁有 7937 名員工,其中包括 641 名研發人員,2290名技術人員,研發技術人員佔員工總數的比例為 37%。無論是研發人員和研發費用的絕對數量或者佔比,公司的投入相都位於行業前列。

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模擬電路的技術壁壘更加穩固。相比數字電路,模擬電路的設計輔助工具(EDA)相對較少,更多依賴設人工設計,對經驗積累要求相對更高,導致模擬電路人才團隊培養週期更長,產品研發週期更長。並且生產過程中涉及到更多非標準化工藝,使得進入壁壘更高,領先優勢一旦建立會相對比較穩固,競爭對手難以在短時間內追趕。


公司長時間的經驗積累,在產品開發和技術工藝方面建立了領先於國內同行的壁壘。華潤微超過十年來持續進行研發投入積累。在產品上形成了MOSFET、IGBT、光電煙霧檢測產品、BMS、GaN 功率芯片等一系列產品線;在製造工藝方面,形成了 BCD、MEMS 工藝以及功率封裝等技術平臺,建立了領先國內同行的產品和製造工藝壁壘。

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公司 MOSFET 、IGBT 、 FRD 等產品的設計及製備技術及 MEMS 工藝技術、功率封裝技術等,溝槽型 SBD 設計及工藝技術、光電耦合和傳感系列芯片設計和製造技術及設計及工藝技術、BCD 工藝技術國際領先,上述核心技術已廣泛應用於公司產品的批量生產中。

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二、功率半導體行業概況及趨勢

1.行業趨勢:IDM 模式是做強的必然選擇

IDM 模式在功率半導體、MEMS 等特色工藝半導體產品生產中獨具優勢。半導體行業中主要有兩種芯片生產模式:IDM 模式(集成器件製造)的自己設計兼製造,還有 Fabless (無工廠)的芯片設計再委外 Foundry 代工模式( 晶圓代工 ) 。對 於 數 字 芯 片 , 沿 著 “ 摩 爾 定 律 ” 發 展 , 追 求 先 進 制 程 ,“Fabless+Foundry”模式將晶圓製造與設計環節分開,大大降低了設計行業的准入門檻,Foundry 通過資源集中得以負擔先進製程的巨大資本開支需求,這種模式近三十年來取得了快速發展。但是對於功率半導體、MEMS 器件等特色工藝半導體產品的生產,IDM 模式相比 Fabless 模式更具優勢,主要原因在於:


◼ 功率半導體高度定製化,IDM 模式使得設計與製造環節協同優化,縮短產品開發時間:與數字芯片多為大批量的標準件不同,功率半導體等模擬器件的定製化需求高。如下圖所示,即使同一種類型的功率器件,在不同應用場景中有不同的功率、頻率和尺寸要求,需要針對不同客戶開發不同定製化產品。在 IDM 廠商中,生產工藝的開發和設計是同步的,可以通過設計部門和製造部門協調,快速解決設計開發中遇到的問題,大大縮短開發時間。

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◼ 製造環節在功率半導體生產中起到決定作用,是構成產品附加值的核心:

由於功率半導體電路相對簡單,晶圓製造和封裝環節對產品最終性能影響相對較大,技術含量相對更高,因此包括前道晶圓製造和後道封裝環節在內的製造環節在功率半導體中佔有更高的附加值。而在數字芯片中佔有較高附加值的芯片設計、IP、指令集、控制芯片架構、設計軟件工具等環節在功率半導體中附加值佔比相對較低。

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◼ IDM 模式有利於積累製造經驗,形成技術優勢:功率半導體的設計研發與製造工藝及封裝工藝緊密結合,IDM 通過長時間的技術積累,建立起工藝的 IP(知識產權)壁壘。以華潤微為例,自 2008 年以來,先後推出溝槽型 MOSFET 產品、平面型 VDMOS 產品、NPT-IGBT 產品、700V BCD 產品平臺、700V BCD G2 技術平臺、高壓超結 VDMOS 產品、1200V JBS產品,IPM 功率模塊量產平臺、600V TRENCH FS IGBT 產品。長時間積累的產品製造工藝經驗是不同產品形成差異化的核心競爭力。相比 Fabless 模式,IDM 模式的功率半導體企業具有上述優勢,目前全球主要功率半導體公司均是 IDM 模式公司。

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2.功率半導體市場預計保持較高增速

功率器件是電子裝置電能轉換與電路控制的核心,主要用於改變電壓和頻率,或將直流轉換為交流,交流轉換為直流等的電力轉換。根據 IHS Markit 預測,2018 年全球功率器件市場規模約為 391 億美元,預計至 2021 年市場規模將增長至 441 億美元,年化增速為 4.1%;2018 年中國市場需求規模達到 138億美元,增速為 9.5%,佔全球需求比例高達 35%。預計未來中國功率半導體將繼續保持較高速度增長,2021 年市場規模有望達到 159 億美元,年化增速達 4.8%。

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功率半導體產品可以分為功率分立器件、電源管理 IC 和功率模組三大類,其中功率分立器件又可以分為全控制器件的 IGBT/MOSFET/BJT 等、半控制器件的晶閘管和不可控器件的二極管。根據 Yole Development 的數據,2018 年全球功率半導體中分立器件/模組/功率 IC 佔比 32.7%、13.3%和 54.0%。

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功率半導體器件可用於幾乎所有的電子製造業,其下游應用非常廣泛,包括新能源(風電、光伏、電動汽車)、消費電子、智能電網、軌道交通等,根據每個細分領域性能要求的不同(頻率、電壓、損耗),不同的功率器件(MOSFET、IGBT、SiC 等)可以應用於不同的領域。按照下游應用領域,功率半導體器件主要可以分為五大類,包括工業控制(市場佔比約為 23%),消費電子(20%),計算機(20%),汽車電子(18%),網絡通信(15%)。MOSFET、IGBT、整流橋是功率半導體器件中最為重要的三個細分產品,MOSFET 在功率器件中的佔比達到 41%,整流橋 21%,功率模塊佔比 23%,IGBT 則為 7%。


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MOSFET,即金屬氧化物半導體場效應管,是一種可以廣泛使用在類比電路與數位電路的場效晶體管。MOSFET 器件速度極快,耐衝擊性好,故障率低,電導率負溫度係數,擴展性好。大功率應用時成本不敏感,因此低壓大電流是MOSFET 的強項。IGBT,絕緣柵雙極晶體管,它是由 BJT 和 MOSFET(組成的複合全控型電壓驅動式功率器件。IGBT 具有電導調製能力,相對於功率MOSFET 和雙極晶體管具有較強的正向電流傳導密度和低通態壓降。IGBT 穩定性比 MOSFET 稍差,強於 BJT,但 IGBT 耐壓比 MOSFET 容易做高,不易被二次擊穿而失效,易於高壓應用領域。


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新能源汽車是功率半導體增長的重要驅動力

新能源車功率半導體價值量大幅增加。新增功率器件價值量主要來自於汽車的“三電”系統,包括電力控制,電力驅動和電池系統。在動力控制單元中,IGBT 或者 SiC 模塊將高壓直流電轉換為驅動三相電機的交流電;在車載充電器 AC/DC 和 DC/DC 直流轉換器中,都會用到 IGBT 或者 SiC、MOS、SBD 單管;在電動助力轉向、水泵、油泵、PTC、空調壓縮機等高壓輔助控制器中都會用到功率分立器件或者模塊;在 ISG 啟停系統、電動車窗雨刮等低壓控制器中都會用到 MOS 單管。根據 Strategy Analytics 和 Infineon 的數據,傳統燃油車中功率器件單車價值量 71 美元,48V 輕度混動車中功率器件單車價值量 146美元,相比傳統燃油車提升 106%;重度混動車和插電混動車中功率器件單車價值量 371 美元,相比燃油車提升 422%;純電動車中功率器件成本為 455 美元,相比燃油車提升541%。


全球範圍內新能源汽車銷量快速增長,帶動新能源汽車功率半導體消費量從 2018 年的 19 億美元提升到 2025 年的 115 億美元。2018 年全球 48V 輕混銷量約為 30 萬輛,重混和插電銷量約為 290 萬輛,純電銷量約為 170 萬輛。預計到 2025 年,48V 輕混年銷量將達到 2060 萬輛,重混和插電銷量預計達到1050 萬輛,純電銷量預計達到 1020 萬輛。


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充電樁伴隨新能源汽車銷量增長,拉動功率半導體需求。作為新能源汽車必不可少的基礎配套設施,我國充電樁行業也正處於高速增長的建設期,未來市場空間廣闊。Infineon 統計 100 kW 的充電樁需要的功率器件價值量在 200-300 美元。根據國際能源署(IEA)預測, 2030 年,全球可用充電樁有望達到2000 萬個,相比 2019 年增加約 1900 萬個,帶動功率半導體消費額約為 47.5億美元。


新能源發電是功率半導體需求新動力

光伏風力發電量快速增長,功率半導體迎新增長動力。由於新能源發電輸出的電能不符合電網要求,需通過光伏逆變器或風力發電逆變器將其整流成直流電,再逆變成符合電網要求的交流電後輸入併網。功率模塊是光伏逆變器和風力發電逆變器的核心器件,新能源發電行業的迅速發展將成為 IGBT 模塊行業持續增長的又一動力。根據富士電機的預測,2015-2025 年全球可再生能源發電量 CAGR 達到 5.9%,其中太陽能發電量 15-25 年 CAGR 為 16.4%,風能發電量 CAGR 為 8.8%。相較於火力發電,每 1MW 的風電廠的半導體需求量是火電廠的 30 倍。風力發電量的穩定增長將對功率半導體提出新的需求。而對於太陽能發電,為了有效地滿足綠色能源太陽能發電及逆變併網的需求,就需要控制、驅動器和輸出功率器件的正確組合,IGBT 是作為功率開關的必然之選。


化合物功率半導體崛起

相比傳統的硅基功率半導體器件,以 SiC 和 GaN 為代表的第三代化合物半導體功率器件在部分應用領域具有明顯優勢。因為硅基材料無法提供低的導通電阻,因此在電能傳輸或者轉換的過程中會產生大量能量損耗。而第三代化合物半導體材料具有更高的導熱係數、更快的開關速度、導通阻抗低,加上材料具備寬帶隙特性而能耐高電壓和承受大電流,從而使得器件更能滿足在大功率領域的耐高溫高壓和高能量轉換效率的要求。目前硅基功率器件依然主導功率半導體市場,而 SiC 與 GaN 則將由較高規格的功率器件應用切入市場。在需要大功率和耐高壓(>600V)高電流特性時,使用 SiC 組件會較為有利;而在需要高頻切換和中低壓環境時,使用 GaN 組件會較有利。從下游應用上來看,SiC 功率器件在高鐵、新能源汽車、風電和集中式光伏等場景具有廣闊發展空間,而 GaN 器件在電源和家電等領域具有替代空間。


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SiC 和 GaN 功率器件市場規模有望超過 100 億美元。基於 SiC 和 GaN 在新能源汽車上對 IGBT 的逐漸替代,同時新能源汽車在全球銷量的快速增長,車用功率器件將成為化合物半導體功率器件的重要推動力量。而充電樁、高鐵、國防等領域的需求也呈現增長趨勢。2018 年 SiC 和 GaN 功率半導體市場收入規模約 7 億美元,根據 IHS 預測,到 2025 年收入規模有望超過 100 億美元。


3.競爭格局:歐美日主導,國產有望逐步替代

中國是全球最大的功率半導體消費市場。根據 IHS Markit 預測,2018 年中國功率市場規模佔全球市場規模的 35%,是全球最大的單一消費市場。根據賽迪顧問統計, MOSFET 中國市場規模佔比全球為 39%,IGBT 為 43%,BJT為 49%,電源管理 IC 為 47%,其他如晶閘管,整流器,IGBT 模組等等產品中國市場佔比均在 40%左右。

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目前全球功率半導體市場仍歐美日企業主導,其中英飛凌以 19%的市佔率佔據絕對領先地位。其後的安森美和三菱市佔率分別為 10.0%和 7.0%。前十大公司合計市佔率達到 58.9%。

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具體到 MOSFET 和 IGTB 細分領域,在中國 MOSFET 市場中,市佔率前三分別是英飛凌、安森美和華潤微,市佔率分別為 28.4%、16.9%和 8.7%,華潤微是唯一市佔率進入前五的中國企業。IGBT 市場同樣英飛凌一家獨大,全球市佔率達到 37%,其後的安森美和富士電氣市佔率達到 10%和 9%。

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國內廠家有望在功率半導體領域實現逐步替代。目前英飛凌無論在MOSFET、IGBT 分立器件還是 IGBT 模塊上,都是市佔率排名第一。中高端產品生產廠商主要集中在歐洲、美國和日本地區,大部分屬於 IDM 廠商;中國臺灣地區也是較大的功率半導體產地,廠商大多屬於 Fabless 廠商,產品主要集中在中低端領域。我國半導體廠商產品主要集中在二極管、低壓 MOS 器件、晶閘管等低端領域,生產工藝成熟且具有成本優勢。我們認為,以下幾點原因使得國內廠家有在功率半導體領域逐步實現替代:


1.下游廠商為保障供應鏈安全,給予國內企業更多機會參與同臺競技。功率器件在下游產成品中成本佔比較低,但是對產品性能和耐用性起到至關重要作用,因此下游廠商缺乏動力替換供應商。即使產品性能一致,國內廠商也缺乏機會進入供應鏈。而在保證供應鏈安全的需求下,國內廠商有更多機會參與送樣,實現供應鏈的突破。


2.國內企業與國際一流技術水平差距縮小。因為模擬電路設計和工藝製程更新速度相對較慢,所以國內廠商有機會拉近與一流水平的差距,以 BCD 工藝製程為例,目前量產的最先進工藝是 130nm 的第六代工藝,華潤微目前量產180nm 的工藝節點,並且正在研發 110-180nm 先進模擬 BCD 技術的量產。


3.國內企業更貼近用戶,便於配合客戶做定製化開發。由於國際功率半導體企業大部分研發部門在海外,部分客戶的定製化需求不能得到及時的滿足。而國內功率企業研發團隊更貼近客戶,能更方便地滿足客戶針對不同場景的定製化需求。


在二極管、低壓 MOSFET、晶閘管等領域,本土廠商已經開始進口替代,但市場份額佔比仍然較低,未來有望依靠上述優勢提升市佔率。而在高壓MOSFET 和 IGBT 器件等中高端領域,目前部分企業已經實現突破,未來市佔率的提升需要依靠製造工藝的不斷升級和設計水平的提高。


三、華潤微電子:專注特色工藝的 IDM 半導體龍頭

公司是國內規模最大的 IDM 模式的半導體龍頭公司。業務包括集成電路設計、掩模製造、晶圓製造、封裝測試及分立器件,形成了先進的特色工藝和系列化的產品線。


1.公司歷史沿革和股權結構

公司是華潤集團旗下半導體投資運營平臺。1983 年香港華科電子公司成立,建立了中國首條 4 英寸晶圓產線;1999 年無錫上華華潤半導體成立,運營 6 英寸 MOS 晶圓代工廠;2000 年華潤微電子控股有限公司成立,全面負責華潤集團微電子業務;2003 年為實現香港上市,無錫華潤上華半導體等公司權益全部併入 CSMC,同時成立從事 IC 封測業務的無錫華潤安盛科技有限公司;2007年啟動成立 8 英寸晶圓生產線;2008 年合併華潤勵致旗下的華潤上華和華潤微電子(控股)有限公司,重組設立華潤微電子有限公司;2011 年華潤微電子從香港退市,2013 年華潤微電子設立微電子研發中心及功率半導體研發中心,2018 年華潤上華開發出 0.18 微米 BCD 平臺;2020 年華潤微電子以紅籌架構登錄科創板。

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公司是 A 股首家紅籌架構的上市公司。公司股權由中國華潤 100%合計持有,國務院國資委持有中國華潤 100%股權。公司共有 16 家境內控股子公司,20 家境外控股子公司以及 3 家參股企業,控股子公司共有 7 家分支機構。

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2.獨具特色的“IDM+代工”模式的半導體龍頭

公司是中國領先的擁有芯片設計、晶圓製造、封裝測試等全產業鏈一體化經營能力的半導體企業,業務分為產品與方案、製造與服務兩大業務板塊。公司產品與方案業務聚焦於功率半導體、智能傳感器與智能控制領域,製造與服務業務主要提供半導體開放式晶圓製造、封裝測試等服務。公司的產品與方案業務佔主營收入比例持續提升,從 2016 年的 31%提升至 2019 年上半年的43%。

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公司的產品及方案業務主要由華潤華晶、重慶華微、華潤矽科、華潤矽威、華潤半導體等子公司運營。其中,華潤華晶和重慶華微主要負責分立器件產品及應用的研發、設計、生產與銷售,華潤矽科、華潤矽威和華潤半導體主要負責 IC 產品及應用的研發、設計與銷售。製造及服務業務中,華潤上華主要負責公司晶圓製造服務,華潤安盛和華潤賽美科主要負責公司的封裝和測試服務。公司擁有中國領先的晶圓製造服務能力,為國內主要的半導體特種工藝平臺之一,是國內前三的本土晶圓製造企業。


通過產品與方案業務和製造及服務業務兩大業務板塊,公司打造了具有特色完整的涵蓋半導體設計、晶圓製造、封裝測試的產業鏈。

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1) 領先的功率半導體與智能傳感器供應商

公司的產品及方案業務主要供應供應功率半導體、智能傳感器與智能控制產品。其中功率半導體佔 2019 年上半年總營業收入比例達到 39%,在產品及方案業務中佔比達到 91%,其中以功率 MOSFET 為核心產品。


◼ 功率半導體

公司功率半導體產品主要主要分為功率器件與功率 IC 兩大類。其中,功率器件產品主要有 MOSFET、IGBT、SBD 及 FRD,功率 IC 產品主要有各系列電源管理芯片。


在功率器件中,MOSFET 是公司最主要的產品之一,公司是國內營業收入最大、產品系列最全的 MOSFET 廠商。公司是目前國內少數能夠提供 100V 至1500V 範圍內低、中、高壓全系列 MOSFET 產品的企業,也是目前國內擁有全部主流 MOSFET 器件結構研發和製造能力的主要企業,生產的器件包括溝槽柵 MOS 、平面柵 VDMOS 及超結 MOS 等。公司是中國最大的 MOSFET廠商。公司在 IGBT、SBD、FRD 等功率器件上具備競爭優勢:已建立國內領先的 Trench-FS 工藝平臺,並具備 600V-6500V IGBT 工藝能力;SBD 產品採用先進的 8 英寸 Trench 技術;FRD 產品通過採用先進的重金屬摻雜工藝。

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公司功率 IC 產品主要為各類電源管理 IC,廣泛應用於消費電子、汽車電子、工業控制等終端領域。AC-DC 產品方面,公司目前產主要應用於充電器、適配器等消費電子應用領域;LED 驅動 IC 方面,公司自主研發了非隔離開關型 LED 恆流驅動和線性 LED 恆流驅動技術;BMS IC 方面,公司基於自主研發的鋰電管理系統技術生產的產品能全面覆蓋絕大多數鋰電系統的應用需求;線性穩壓 IC 方面,通用電源管理 IC 產品具有品質高、失效率低、適用性廣、使用壽命長等綜合競爭優勢;無線充電 IC 方面,無線充電控制系統級芯片系列已成功通過無線充電聯盟 WPC 的 QI 標準認證;電機驅動 IC 方面,公司產品能支持大、中、小功率系統應用;音頻功放 IC 方面,公司產品具有雙極、BCD和 CMOS 工藝技術和製造資源優勢。

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◼ 智能傳感器

公司智能傳感器主要可分為 MEMS 傳感器、煙霧傳感器與光電傳感產品。其中 MEMS 傳感器產品主要為壓力傳感器。公司生產的壓力傳感器芯片涵蓋微壓、常壓和高壓,產品廣泛應用於汽車電子、消費電子、工業控制以及醫療等領域;煙霧傳感器產品線豐富,主要包括光電式、離子式和聲光報警驅動等產品。光耦系列芯片的主要供應商之一,產品廣泛應用於消費電子、汽車電子、工業控制等領域。

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◼ 智能控制產品

公司智能控制產品可分為人機交互 MCU、計量計算 MCU、通用型 MCU,涵蓋 4 位、8 位、16 位及 32 位 CPU 內核,應用於人機交互、消費電子、工業控制、計量計算等領域。

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2) 國內領先的特色半導體工藝平臺

公司專注於提供特色化、定製化工藝的製造及服務。製造與服務業務主要包括半導體晶圓製造、封裝測試等服務。公司為國內主要的半導體特種工藝平臺之一,是國內前三的本土晶圓製造企業。在無錫擁有 1 條 8 英寸和 3 條 6 英寸半導體晶圓製造生產線。其中,8 英寸晶圓生產線年產能約為 73 萬片, 6英寸晶圓生產線年產能約為 247 萬片。6 英寸生產線產能在國內居於前列。公司提供 0.1-1 微米工藝製程的特色晶圓製造技術服務,包括硅基和 SOI 基 BCD、混合信號、高壓 CMOS、射頻 CMOS、 Bipolar、BiCMOS、嵌入式非易失性內存、IGBT、MEMS、硅基 GaN、SiC 等標準工藝及一系列客製化工藝平臺。與遵循摩爾定律發展的標準數字集成電路製造工藝不同,公司專注於提供特色化與定製化晶圓製造服務,公司提供的 BCD 工藝技術水平國際領先、MEMS工藝技術水平國內領先。公司在重慶擁有 1 條 8 英寸半導體晶圓製造生產線,年產能約為 60 萬片,目前主要服務於公司自有產品的製造,產品以功率半導體與模擬 IC 為基礎,面向消費電子、工業控制、汽車電子等終端市場。


公司在無錫和深圳擁有封裝測試生產線,年封裝能力約為 62 億顆。具有完備的半導體封裝生產工藝及模擬、數字、混合信號等多類導體測試生產工藝。


此外,公司還提供掩模製造服務。公司在無錫擁有一條掩模生產線,年產能約為 2.4 萬塊。目前國內生產光掩模產品的主要有四家公司,分別為上海凸版光掩模公司、中芯國際、無錫中微掩模電子有限公司與華潤微電子。以 2018年銷售額計,公司掩模業務銷售額約佔國內光掩模版銷售總額的 27%,在內資企業中市場佔有率排名第一。公司是目前公司是目前國內最大的本土掩模製造企業之一。

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3 下游客戶分散,國際一線客戶認證

優秀的產品性能建立客戶粘性。功率器件相關核心技術與專利系將器件設計與製造工藝技術緊密結合,具有門檻高、替代難度大的特點。經過長期與眾多客戶的磨合與積累,已建立較強的品牌知名度及客戶粘性。


一線客戶認證競爭實力。公司產品與方案業務業務包含直銷客戶和經銷商業務,最終客戶結構分散,主要為消費電子領域、電源領域、工業領域和電動自行車領域。消費電子領域客戶包括海爾、美的、TCL、海信創維等一線企業;電源領域實現對偉創力等公司的供應;工業領域公司是博世集團供應商。製造與服務業務公司為國際一線客戶代工製造。2018 年公司製造業務第一大客戶MPS International 為業內領先的高品質工業應用、電信基礎設施、雲計算、汽車和消費電子領域產品、應用和設計服務提供商。Diodes Incorporated 是領先業界的高質量應用特定標準產品全球製造商與供貨商,產品涵蓋廣泛領域,包括獨立、邏輯、模擬及混合訊號半導體市場。Diodes 服務的市場包括消費性電子、計算機、通訊、工業及汽車市場;CIRRUS Logic 成立於 1984 年是一家為音頻和能源市場開發高精度的模擬和數字信號集成電路開發和供應商。其客戶主要包括蘋果、BOSE、飛利浦、三星、索尼等客戶。


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四、盈利預測與投資建議

1.營收、毛利率預測及關鍵假設

我們認為隨著公司進一步向綜合一體化的產品公司轉型,公司的產品與方案業務收入佔比將持續提升,從而推動公司毛利率和盈利水平改善:


半導體行業下游客戶需求增加以及公司不斷調整和優化產品結構,公司 2016、2017、2018、2019H1 功率半導體產品的平均單價分別為 0.14 元/顆、0.13 元/顆、0.15 元/顆、0.16 元/顆,整體呈上升趨勢。隨著公司產品研發投入的增大,我們預計公司將在中高端功率半導體持續突破,提升功率半導體產品組合平均單價提升,我們預計公司功率半導體單價2020-2022年變動幅度分別為+5%、+10%和+5%;公司的傳感器產品逐步從以芯片為主發展至以模組為主,我們預計產品單價2020-2022年有較大增幅,預計2020-2022年變動幅度為+10%、+10%和+10%;晶圓代工價格具有明顯的週期性,2019年受需求下滑影響,隨著2020年新能源車等帶動需求景氣復甦,我們預計2020-2022年晶圓代工價格變動幅度為+1%、+5%、+3%。


隨著新能源車、光伏/風能發電提升功率半導體需求,及公司中高端功率新品更多推出,我們預計2020-2022年公司功率器件銷量增速為+10%、+20%和+20%,功率器件營收增速分別為+16%、+32%和+23%;智能傳感器主要由供貨芯片向供貨模組推動的ASP提升推動營收,預計2020-2022年營收增速分別為-18%、5%和8%;晶圓代工收入主要受產能和價格波動影響,預計2020-2022年晶圓代工營收增速分別為3%、10%和8%。


由於產品毛利率高於代工毛利率,隨著產品收入佔比提升,將帶動公司總體毛利率提升,預計2020-2022年毛利率分別為24%、26%和26%:由於公司產品結構優化,高壓MOSFET等中高端產品收入佔比提升帶動功率半導體毛利率提升,預計2020-2022年分別為29%、32%和32%;晶圓代工毛利率與我們認為總體保持穩定,預計2020-2022年分別為19%、18%和18%。

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2.盈利水平和估值的同業比較

選取聞泰科技、斯達半導、捷捷微電和臺基股份作為同業估值比較樣本由於華潤微的業務分為功率半導體和製造代工,因此經營利潤率和淨資產收益率低於純功率半導體同業公司。未來隨著公司產品與方案業務收入佔比提升,預計公司經營利潤率和淨資產收益率都有提升空間。

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目前華潤微股價對應2020年和2021年PE分別為89.2倍和64.9倍。同業公司2020年和2021年的PE平均預測值分別為52.7倍和40.2倍。我們發現華潤微和斯達半導作為IDM模式和Fabless模式功率半導體企業的龍頭,享有估值溢價。

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3.公司的合理估值

我們預計公司2019-2021年的收入分別為58億元、63億元和76億元,實現歸母淨利潤分別為4.0億元、4.9億元和6.7億元,考慮到華潤微作為國內最大IDM模式半導體公司的龍頭地位,以及隨著公司向一體化的產品公司轉型產品收入佔比提升,將改善整體盈利水平和淨資產收益率水平,給予公司一定的估值溢價,給予2021年90倍估值,對應52.3元的十二個月目標價,給予“買入”評級。


因為IDM模式企業和代工企業獲利波大區間都較大,造成股價波動大,我們用過去股價的最高值和最低對應Forward P/E預測華潤微2020-2023年高/低價區間如下。

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五、風險提示

1.全球新冠疫情加劇,宏觀經濟不確定性加大的風險

功率半導體主要下游行業如工業控制、新能源發電投資、新能源汽車等與宏觀景氣景氣度高度相關,如果全球新冠疫情對工業企業利潤和個人收入造成重大負面影響,企業投資和個人可選消費意願將會下降,從而導致對功率半導體需求不及預期。

2.國內晶圓代工產能擴充過快導致行業產能過剩的風險

國內半導體國產替代需求背景下,國內新建和擴建多個成熟製程晶圓代工項目,存在短時間內多個項目投產導致晶圓代工產能過剩,價格大幅下降風險。

3.公司功率半導體產品技術落後的風險

目前以 SiC 和 GaN 作為功率半導體新材料在各個領域特別是高端領域的應用正在快速探索發展。公司如果在相關技術研發和準備落後於競爭對手,存在在下一代功率半導體競爭中失去領先地位的風險。

4.科創板估值波動較大的風險

部分科創板公司在上市初期溢價較高,估值波動幅度較大。假若宏觀經濟環境不確定性加大,科創板存在估值水平大幅調整的風險。

5.限售股解禁的風險

2020 年 8 月 27 日,公司 IPO 的首發一般股份和首發機構配股將解禁,共計1191 萬股,佔解禁前流通股份 5%。此次解禁股本佔總股本比例較大,有壓制股價的風險。

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