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(报告出品方/分析师:德邦证券陈海进徐巡)
1.国内隔离芯片龙头,正处于快速上升期
1.1.包括信号感知芯片、隔离与接口芯片、驱动与采样芯片三大业务
纳芯微年成立于苏州市,是国内隔离芯片龙头。
公司主要从事高性能模拟及混合信号芯片设计,产品主要包括驱动与采样芯片、隔离与接口芯片和信号感知芯片,截至年10月,公司可供销售的料号数量约余款,广泛应用于汽车电子、工业控制、信息通讯和消费电子等领域。
公司客户覆盖以上各领域龙头企业,包括中兴通讯、汇川技术、海康威视、韦尔股份等,公司车规级芯片已在比亚迪、东风汽车、上汽大通、宁德时代等终端厂商批量装车,同时进入了上汽大众、联合汽车电子等终端厂商的供应体系。
公司发展历程可分为初创期(-)、拓展期(-)及快速上升期(至今)三个阶段。
公司初创期聚焦传感器信号调理ASIC芯片和消费电子领域。公司年成立,成立之初专注于传感器信号调理ASIC芯片,下游应用领域集中于消费电子。
年,公司进入拓展期,向工业及汽车领域发展。
年推出符合AEC-Q标准面向汽车前装市场的压力传感器信号调理ASIC芯片,为了扩展公司产品在汽车中高压压力传感器领域的应用,同年入股陶瓷电容压力传感器敏感元件生产商襄阳臻芯,并于年合作推出面向中高压压力传感器市场的陶瓷电容压力传感器核心器件级解决方案。
公司在快速发展期推出隔离与接口芯片、驱动与采样芯片、集成式传感器芯片等多类产品,保障营收持续增长。
公司在年推出标准数字隔离芯片与隔离接口芯片,并于年成功推出集成电源的数字隔离芯片、隔离驱动芯片以及隔离采样芯片,形成了从信号感知、系统互联到功率驱动的产品布局。
年及之后公司进一步推出一系列非隔离芯片,包括磁传感芯片、LED驱动芯片,车载电源LDO芯片等。公司不断拓展新应用领域及推出新产品品类,为营收和利润注入新增长动力。
公司及年两次获国家高新技术企业认定,年获评中国IC设计成就奖之五大中国最具潜力IC设计公司,、和年获评中国半导体MEMS十强企业、年获得中国IC设计成就奖之最佳功率器件奖。
公司产品包括信号感知、系统互联及功率驱动三大体系。
公司产品从传感器信号调理ASIC起步,逐渐拓展并推出了集成式传感器芯片、隔离与接口芯片以及驱动与采样芯片,进而形成信号感知、系统互联及功率驱动三大产品体系。
信号感知体系包括信号调理ASIC芯片及集成式传感器芯片。传感器信号调理ASIC芯片功能为对传感器敏感元件的输出信号进行采样和处理,公司产品包括压力传感器、硅麦克风、加速度传感器、电流传感器和红外传感器信号调理ASIC芯片,应用于汽车电子、消费电子、工业控制等领域。
集成式传感器芯片是敏感元件和传感器信号调理ASIC芯片的整合,公司产品包括集成式温度传感器芯片、集成式压力传感器芯片及磁传感器芯片,应用于汽车电子、消费电子、工业控制、信息通讯等领域。
系统互联体系包括隔离与接口芯片。隔离芯片功能为保证强电和弱电电路间信号传输安全性,公司产品包括标准数字隔离芯片、集成电源的数字隔离芯片,应用于汽车电子、工业控制及信息通讯等领域。接口芯片功能为电子系统之间的信号传输,公司产品包括隔离接口芯片和非隔离接口芯片,应用于工业控制、信息通讯、汽车电子等领域。
功率驱动体系包括驱动芯片和采样芯片。驱动芯片功能为驱动MOSFET、IGBT等功率器件,采样芯片用于高精度信号采集及传输。公司驱动与采样产品应用领域包括汽车电子、工业控制和信息通讯等。
1.2.公司高管及核心研发人员多数曾供职海外模拟芯片龙头企业,行业背景深厚
王升杨、盛云、王一峰三人为公司控股股东和实际控制人。
截至年9月30日,王升杨直接持有公司10.95%的股份,为公司第一大股东,通过实际控制人持股平台瑞矽咨询间接控制公司4.61%股份对应的表决权,通过员工持股平台纳芯壹号等控制公司部分表决权;盛云直接持有公司10.2%的股份,为公司第二大股东;王一峰直接持有公司3.83%股份,三人为公司的控股股东及实际控制人。
截至年9月30日的前十大股东中,王升杨、盛云、王一峰、瑞矽咨询、纳芯壹号构成一致行动关系。
公司重要股东还包括众多私募股权基金,其中国润瑞祺持有公司8.54%股份,为公司第三大股东。
公司高管及核心技术人员多数曾供职于国际领先模拟芯片企业,具备多年行业经验,学历背景亮眼。
公司高管及核心技术人员多数曾供职于国际领先模拟芯片企业,包括全球第二大模拟芯片企业ADI及美满电子,具备模拟芯片行业10-15年经验积累,且拥有北京大学、复旦大学、浙江大学及中科院等知名院校硕士或博士学历。
公司董事长兼总经理王升杨为北京大学硕士研究生学历,曾担任ADI设计工程师、纳讯微电子研发经理,具备13年模拟芯片行业工作经验。
公司研发负责人盛云为复旦大学硕士研究生学历,曾担任ADI高级设计工程师、纳讯微研发总监,具备14年模拟芯片行业积累。
公司IC设计中心总监马绍宇拥有浙江大学博士生学历,曾担任安那络IC设计工程师、ADI高级设计工程师和芯耘光电市场总监,在模拟芯片行业深耕14年。
1.3.持续拓展产品品类助力业绩增长,盈利能力行业领先
公司产品品类持续丰富,营收及利润高速增长。
公司营收-年GAGR高达.52%,年前三季度同比增长.35%至12.76亿元。
公司年推出隔离与接口芯片,年推出驱动与采样芯片,助推公司营收持续高速增长,同时芯片国产化进程加快及下游市场增长亦对公司营收有积极推动作用。
公司近年扣非归母净利增速同样亮眼,-年CAGR为.02%,前三季度同比增长24.37%至1.88亿元。公司营收高速增长及规模效应显现使得利润水平实现较大提升。
公司新产品对营收增长起到较强支撑作用,工控、汽车及通讯是公司营收主要来源。
公司具备较强的新产品研发能力,持续推动营收增长。公司年推出隔离与接口芯片,年该类芯片在公司主营业务收入中占比达到35.14%,年增长至44.33%。
公司驱动与采样芯片于年推出,年该产品在公司主营业务收入中占比达到30.6%,H1增长至44.6%,未来更多新产品推出或将继续为公司营收带来大幅增长。
下游应用方面,工控、汽车电子及通讯领域逐渐成为公司营收主要来源,消费电子占比呈下降趋势。
年前三季度,工控在主营业务收入中占比约为60%,汽车电子占比约为20%,通讯占比约为13%,消费电子占比约为7%。
公司近年毛利率维持在50%以上,在行业中处于较高水平。
公司-Q3毛利率维持在50%以上,年毛利率为53.5%,前三季度毛利率为51%。具体产品来看,公司隔离与接口芯片、驱动与采样芯片、定制服务具有较高毛利率,信号感知芯片毛利率相对较低。
和可比公司相比,公司毛利率较高,原因主要包括以下方面:公司下游多布局在门槛较高的工业、汽车及通讯领域,消费电子领域营收占比较小;公司高集成度和小型化的产品优势使得产品具备较高附加值;公司凭借产品的高性能和高可靠性获得了较强的议价能力。
公司期间费用率持续优化,维持高强度研发投入。
公司期间费用率从年到年前三季度有所下降,销售费用率和管理费用率亦不断优化,财务费用率始终维持在较低水平。
研发投入方面,虽然公司研发费用率-年不断降低,但主要系营收增长较快所致,公司研发支出始终维持高速增长,年增长.89%至1.07亿元,前三季度增长.25%至2.5亿元。
图10:公司费用率情况图11:公司研发支出及同比
2.隔离、信号感知、驱动芯片市场稳健增长,纳芯微份额可观
2.1.中国是全球最大模拟芯片市场,国产替代空间广阔
模拟IC是由晶体管、电阻、电容等组成的模拟电路集成在一起,用来处理声音、温度、压力等连续性模拟信号的集成电路,模拟信号是所有数据的源头,模拟IC是处理外界信号的第一关。
相比之下,数字IC是对离散的数字信号(0和1组成的二进制码)进行算数和逻辑运算的集成电路。模拟IC和数字IC在处理信号、技术难度、工艺制程、生命周期等方面有所区别。
信号链IC是指拥有对模拟信号进行收发、转换、放大、过滤等处理能力的集成电路,主要包括线性产品、转换器和接口产品。
信号链的工作原理是将传感器等采集到的电磁波、光线、声音等模拟信号经过放大、滤波等,再由数模转换器转换为数字信号,供数字芯片进行存储、计算等,数字芯片处理后再经过模拟电路处理,转换成声音等模拟信号输出,信号链芯片是连接现实世界和数字世界的桥梁。
电源管理IC是在电子设备系统中承担对电能的变换、分配、检测及其他电能管理职责的芯片,其性能对于电子产品可靠性有着直接影响,是电子设备的关键器件,主要包括充电管理芯片、转换器芯片等。
电源管理芯片应用极其广泛,存在于各种电子设备中,市场规模庞大,应用场景包括通信、汽车、工业、消费电子等,不同下游应用对电源管理芯片技术难度要求不同,其中汽车和工业级对芯片要求最高。
全球模拟芯片市场增长迅速,中国是全球最大模拟芯片市场。
根据ICInsight数据,年全球模拟芯片市场规模为亿美元,较年大幅增长30%,高于半导体市场增速(26%)。
根据FrostSullivan数据,中国模拟芯片市场占全球市场比重高于50%,是全球最主要模拟芯片市场,年市场规模约为.4亿元,伴随着5G大规模建设、智能汽车、工业数字化等需求推动,年或将达到.5亿元。
全球模拟芯片市场由海外龙头主导,中国市场自给率低,国产替代空间广阔。
年全球前十大模拟芯片企业均为海外企业,TI、ADI、Skyworks为市场前三,分别占据19%、12.7%、8%市场份额,前十大模拟芯片企业共占据68.3%市场,较年62%有一定幅度上升。
据中国半导体协会统计,中国模拟芯片自给率较低,年仅为12%,仍有巨大国产替代空间。随着国内企业技术水平提升,市场份额将逐步提高。
图15:中国模拟芯片自给率
2.2.隔离及接口芯片:汽车/通信/工业驱动隔离芯片市场增长,纳芯微份额可观
隔离芯片是将输入信号转换及输出,并实现输入、输出两端电气隔离的一种安规器件。
电气隔离是指在电路中避免电流直接从某一区域流到另外一区域的方式,也就是在两个区域间不建立电流直接流动的路径。虽然电流无法直接流过,但能量或是资讯仍可以经由电容、电磁感应等方式传递。
电气隔离能够保证强电电路和弱电电路之间信号传输的安全性,如果没有进行电气隔离,一旦发生故障,强电电路的电流将直接流到弱电电路,可能会对人员安全造成伤害,或对电路及设备造成损害。
一般涉及到高电压(强电)和低电压(弱电)之间信号传输的设备大都需要进行电气隔离并通过安规认证。
隔离器件广泛应用在信息通讯、电力电表、工业控制及新能源汽车等领域。
隔离芯片可以分为光耦和数字隔离两种。
根据生产工艺、电气结构和传输原理不同,隔离器可以通过光学、电感或电容耦合技术实现隔离,进而隔离芯片分为光耦和数字隔离芯片,其中数字隔离主要为磁感隔离芯片(简称磁耦)、电容耦合隔离芯片(简称容耦)和巨磁阻隔离等类型,巨磁阻隔离的应用相对较少。
相比传统光耦,数字隔离芯片是更新一代、尺寸更小、速度更快、功耗更低、温度范围更广的隔离器件,并且拥有更高可靠性和更长寿命,未来数字隔离芯片将进一步替代光耦应用。随着信息通讯、工业控制、新能源汽车等领域的发展,数字隔离类芯片正朝着传输速度更快、传输效率更高、集成度更高,和更耐压、更低功耗、更高可靠性的方向发展。
数字隔离芯片除标准数字隔离产品外,还包括隔离电源、隔离接口芯片、隔离驱动芯片及隔离采样芯片等“隔离+芯片”,“隔离+芯片”将信号隔离功能集成于其中,能在实现芯片原有驱动、采样等功能的同时提供高低压域间的隔离保护。
全球数字隔离芯片市场将维持高速增长。根据MarketsandMarkets数据,年全球数字隔离芯片市场规模或将达到18亿美元,预计年为27亿美元,期间CAGR为8.3%。年全球数字隔离芯片下游应用中,工业占比最高,为28.58%,汽车电子第二,占比16.84%,其次是通信领域,占比14.11%。依据我们测算,年纳芯微在全球数字隔离芯片市场占有率约为10%。
我们根据纳芯微年数字隔离芯片收入及当年全球数字隔离芯片市场规模测算纳芯微在全球数字隔离芯片中的市场占比。
H1,纳芯微隔离芯片在营收中占比约为75%,我们假设该比例为全年占比。我们预测年纳芯微营业收入约为18亿元,因此得到纳芯微年隔离芯片收入约为13亿元。
根据MarketsandMarkets数据,年全球数字隔离芯片市场规模约为18亿美元,进而得到年纳芯微在全球数字隔离芯片市场中占比约为10%。
竞争格局方面,全球占比较为领先的数字隔离芯片企业包括ADI、TI、SiliconLabs、博通、Infineon、NVE公司、罗姆半导体、美信、Vicor、安森美等。除纳芯微外,国内主要隔离芯片企业还包括荣湃半导体等。
中国5G基站数量大幅提升,带动隔离芯片市场扩张。
隔离芯片在基站及其配套设施的电源模块中有广泛应用。在2G-4G时代,信号通过低频段传输,宏基站几乎能覆盖所有信号,但5G信号是通过中高频段传输,宏基站能覆盖的信号范围有限,需要增加5G宏基站及大量小基站以保障信号覆盖。
根据工信部数据,截至年7月底,我国5G基站数量为.8万个,按照工信部规划,预计年每万人拥有26个,以14亿人口推算,年国内将建成5G基站万个左右。目前每一个5G站点约有30余颗隔离IC,隔离芯片市场将伴随5G基站数量扩张而实现增长。
5G基站功耗上升,进而对隔离芯片需求增加。
5G基站通常需要32或64通道,相比之下,4G基站以4通道为主,通道数的上升直接导致功耗及功率大幅上升。
同时,传统的4G设备由RRU(射频单元)和天馈(包括天线和馈线)两部分组成,5G频段变高,通道数变多,如果继续沿用4G架构,会导致中间馈线的损耗,因此5G基站将RRU和天线集成在一起成为AAU,从原来的双面散热变成了单面,功耗显著增加。功耗增加对安全性提出更高要求,进而增加对隔离芯片需求。
5G基站特点导致小型集成化、耐高温及智能化器件更受欢迎。功耗及功率的提高对功率密度提出更高要求,更加集成化的器件将更受市场欢迎,5G设备的散热变差也要求器件的耐温能力提高,同时需要更加智能化的温度监测和管理。纳芯微产品具备高集成度和小型化、智能化、高散热性特点。
在新能源车领域,数字隔离芯片多应用于新能源汽车高瓦数功率电子设备中,包括车载充电器(OBC)、DC/DC转换器、电池管理系统(BMS)、电机控制驱动逆变器、CAN/LIN总线通讯等。
以电机驱动为例,电控单元(ECU)和电机控制器之间的CAN通讯需要隔离芯片,功率管和控制器之间需要隔离栅极驱动器,电机驱动的电流采样需要隔离ADC/隔离运放。随着电动汽车电压提高,隔离芯片的应用数量不断提高。此外,对隔离芯片的耐高压、耐高温、集成化性能亦有更高要求。
图22:新能源车中部分隔离芯片应用
电动汽车系统电压从V提升到V将带来隔离芯片量价齐升。
电动汽车系统电压从V提升至V意味着整车高压电气系统电压范围从V-V提升至-V,升压不仅可以实现充电速率的提升,还可降低热损耗、减轻整车质量、优化动力结构、提高安全性能并增强续航能力,因此,高压趋势或为未来电动车发展的主要方向之一。
系统电压的提升对隔离芯片的规格参数如隔离耐压等指标提出更高要求,参数规格越高的隔离芯片一般单价越高,因此V系统所需的隔离芯片价值量有所提升。
另外,随着系统电压的提升,之前部分采用非隔离方案的系统也需要升级为隔离方案,同时为了兼容V电压平台的汽车电子部件,部分车型需要额外配备V转V的转换器进行供电,若同时支持V和V直流快充的车型还需要配有V转V直流车载充电机转换器,以上均为隔离类芯片需求增量。
中国及全球新能源车市场高速增长,将为隔离芯片市场带来可观增量。
根据EVVolumes预测,年全球新能源车销量将达到万台,-年CAGR为51.39%,预计未来将维持高速增长。
年中国新能源车产量为.5万台,根据IDC预测,年将达到.5万台,年将达到万台,-年CAGR为38%。中国新能源车渗透率同样快速增长,但到H1渗透率仅为21.6%,仍有大幅提升空间。
根据纳芯微测算,每台新能源汽车使用数字隔离芯片约35颗,价值约为-元;其中每台新能源汽车使用隔离驱动芯片约20颗,价值约为元。假设隔离芯片单车价值量元,我们推算出年全球新能源车隔离芯片市场约为27.56亿元,同期中国市场为13.59亿元,年中国市场将为33.77亿元。
工业领域,人机交互增多的背景下,保护生产人员安全将带来更多隔离芯片需求。
工业4.0背景下,人机交互情形会随着机器设备数量增长而增多,而工业用电为V至V交流电,远超人体的安全电压36V。为了保障生产人员免受电击,必须对高低压之间的信号传输进行隔离,该类隔离需求涉及人机交互的各个节点。
工业自动化系统有多个PLC/DCS节点,每个PLC/DCS节点控制一至多个变送器、机械手、变频器、伺服等设备。每个PLC/DCS节点、变送器、机械手、变频器及伺服机分别需要10颗、1-2颗、11颗、10颗及13颗隔离芯片。
根据前瞻经济学人数据,年全球伺服电机行业市场需求量为万台,对应隔离芯片需求约为5.03亿颗。
接口芯片是基于通用和特定协议且具有通信功能的芯片,广泛应用于电子系统之间的信号传输,接口即信号输入输出的硬件接口。
信号传输需要满足相应协议标准(即数据传输规则),接口芯片满足的协议标准包括RS、RS、CAN、LVDS、LIN等。其中CAN收发器适用于新能源、汽车等需要高可靠性,高共模电压的设备中,LIN总线通信越来越多的应用于汽车压力传感器,特别是汽车空调和热管理等系统中。
全球通用型模拟芯片中接口芯片市场规模约30.3亿美元。根据ICinsights数据,年全球通用型模拟芯片中接口芯片市场规模为28.06亿美元,年预计将达到30.3亿美元,同比增长8%。年接口芯片在全球通用型模拟芯片中占比约为9%。
2.3.信号感知芯片:MEMS传感器保持较快增速,磁传感器市场可期
传感器信号调理ASIC芯片是指基于CMOS工艺制程的,用于对传感器敏感元件的输出信号进行采样和处理的高集成度专用芯片。传感器敏感元件是可以测量某种类型的物理量,如压力、声音、温度、湿度、磁场、光强等,并把这些物理量转化为电信号的一种器件。
但由于传感器敏感元件一般输出相当微弱的模拟信号,如微弱的电压、电流或电阻的变化等,不能直接用于一般的电子设备或系统,因此需要信号调理ASIC芯片对该输出信号进行放大和模数转换等。
另外,传感器敏感元件的输出信号往往存在非线性和温度系数过大等问题,也需要传感器信号调理ASIC芯片进行校准。
区别于传统的分立器件方案,纳芯微的传感器信号调理ASIC芯片将自主设计的各个电路模块集成到一颗芯片中,能够实现传感器信号的采样、放大等多种功能。
以传感器敏感元件受温度影响为例,不同温度下的输出信号存在误差,传感器信号调理ASIC芯片可以校准温度系数导致的信号误差,以便后端系统直接使用。
一个完整的传感器由前端的敏感元件和后端的信号调理ASIC芯片构成。公司的传感器信号调理ASIC芯片多配套MEMS敏感元件使用,以构成完整功能的传感器芯片。
MEMS传感器增长将带动信号调理ASIC市场扩张。
根据Yole数据,年全球MEMS传感器规模预计约为亿美元,年将增长至亿美元,-年CAGR为19.44%,随着汽车电气化及智能化、工业自动化等趋势,未来或将继续保持高速增长。
信号调理ASIC芯片作为传感器信号放大、转换、校准等处理的重要元件,其市场规模也将随着MEMS传感器的发展而不断扩大。
竞争格局方面,根据Transparencymarketresearch的数据,纳芯微传感器信号调理ASIC芯片年国内市场占有率为18.74%。
纳芯微逐渐扩大在MEMS传感器市场的覆盖规模。从纳芯
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