绝缘栅

突破海外垄断,细分市场国内领先,东微半导

发布时间:2022/8/16 13:54:55   
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(报告出品方/分析师:天风证券潘暕程如莹)

1.深耕功率器件专注创新,下游应用需求推动业绩持续向上

1.1.专注功率器件创新研发,科研成果落地有望推动公司快速发展

深耕功率器件研发,技术多年积累成为核心竞争力。

东微半导体成立于年,是一家以高性能功率器件研发与销售为主的技术驱动型半导体企业,产品专注于工业及汽车相关等中大功率应用领域。公司专注半导体器件技术创新,拥有多项半导体器件核心专利,已成为国内领先的高性能功率器件厂商之一。

自设立以来,公司采用Fabless运营模式,专注于功率器件的研发与销售,基于多年的技术积累和研发投入推动业务持续发展。

1)专注功率器件创新设计研发(-年):

年公司成立之初专注于半导体器件结构和工艺的创新和研发;年制造出世界上首个半浮栅晶体管(Semi-FloatingGateTransistor),可用于新型存储器,感光器件及功率器件等应用,该半浮栅器件技术论文并于年在美国《科学》期刊上正式发表。

2)科研成果产业化落地,自主研发产品实现量产(-年):

年开始量产国产化超级结系列高压大功率MOSFET,成为国内工业级大功率系列高压MOSFET的供应商;年4月,公司推出的GreenMOS系列超级结MOSFET产品,打破了国外厂商在充电桩功率器件领域的垄断地位;同年公司原创结构的SFGMOS实现量产,进入到新能源汽车驱动、电池保护及同步整流等应用领域。

3)下游应用需求增长+国产体替代,有望推动业绩快速增长(年-至今):

年以来,公司下游由于产品终端需求增长、国产替代持续推进等因素,进一步提高了产品的竞争力,丰富了产品结构,有望带动业绩持续增长。

1.2.公司下游覆盖新能源新型需求,创新产品量产开启公司新一轮成长

公司主要产品包含MOSFET与IGBT,主要应用领域覆盖消费、工业、通信等。公司工业级应用的收入主要来自各类工业及通信电源、新能源汽车充电桩和大功率照明电源领域等,各期收入占比在主营业务收入的50%左右。

消费类应用的收入主要来自消费电子设备和显示器电源领域等,各期收入占比在主营业务收入30%左右。年公司成为主要工业客户供应商后,开始向消费类市场开拓。

高压超级结MOSFET:产品具备动态损耗低、可靠性高等优势。

年公司高压超级结MOSFET占整体营收比例80.66%,为主营产品。

高压MOSFET功率器件通常指工作电压为V以上的MOSFET功率器件,通常包括平面型及超级结型。

公司的高压MOSFET产品全部采用超级结的技术原理,具有开关速度快、动态损耗低、可靠性高的特点及优势。

在节能减碳的大趋势下,电源系统正追求小型化,高效化,公司GreenMOS系列高压超级结产品基于其高效率低阻抗的特点,特别适用于直流大功率新能源汽车充电桩、新能源、5G等应用领域。

中低压屏蔽栅MOSFET:适用于低电压的应用场景,具备稳定性、可靠性等优势。

年公司中低压超级结MOSFET占整体营收比例19.21%。

中低压MOSFET功率器件通常指工作电压为10V-V之间的MOSFET功率器件,更加适用于低电压的应用场景,应用于如电动工具、智能机器人、无人机等领域。

公司中低压MOSFET产品均采用屏蔽栅结构,主要包括SFGMOS产品系列以及FSMOS产品系列。

其中,SFGMOS产品系列采用自对准屏蔽栅结构,兼备了传统平面结构和屏蔽栅结构的优点,并具有更高的工艺稳定性、可靠性及更快的开关速度、更小的栅电荷和更高的应用效率等优点。

超级硅MOSFET:自主研发对标氮化镓功率器件的创新型产品,目前已进入量产阶段。

超级硅MOSFET产品是公司自主研发、性能对标氮化镓功率器件产品的高性能硅基MOSFET产品,目前已有18种型号进入量产。

公司的超级硅MOSFET采用硅基材料,具有工艺成熟度高、工艺成本低及高可靠性等技术特点及竞争优势,特别适用于高密度电源系统,如新能源汽车充电桩、通信电源、工业照明电源、快速充电器、模块转换器、快充超薄类PC适配器等领域。

TGBT:自主研发IGBT创新型器件结构,目前已进入量产阶段。

IGBT全称绝缘栅双极晶体管,是由双极型三极管BJT和MOSFET组成的复合全控型电压驱动式功率器件。

公司的IGBT产品采用具有独立知识产权的TGBT器件结构,是一种区别于国际主流IGBT的创新型器件结构,目前达到可量产水平的产品规格共有18种,工作电压范围覆盖V-V,工作电流覆盖15A-A。

应用领域不断外拓,客户覆盖国内主流品牌。

公司产品需要通过较为严格的质量认证测试,一旦受到客户的认可和规模化使用后,双方将形成长期稳定的合作关系。

作为国内高性能功率器件的优质供货商,公司在全球范围内积累了众多的知名终端品牌客户,在汽车应用领域中,新能源汽车直流充电桩领域的终端用户如英飞源、英可瑞、特锐德、永联科技等,5G基站电源及通信电源领域的终端用户如华为、维谛技术、麦格米特等,以及工业电源领域的终端用户如高斯宝、金升阳、雷能、通用电气等;在消费电子领域中,公司积累了大功率显示电源领域的终端用户如视源股份、美的、创维、康佳等。

1.3.创始团队深耕功率半导体研发,产业基金参股看好公司未来发展

产业股东+员工持股平台,助力公司业务持续发展。

截至年2月,创始人王鹏飞直接持股12.07%;创始人龚轶直接控股9.96%。

公司于年、年对部分核心员工实施了三次股权激励,部分核心员工通过持股平台苏州高维和得数聚才间接持有公司权益。

此外,产业基金看好公司发展前景,由大基金占股45.09%的聚源聚芯产业基金目前占股7.46%;由华为%控股的哈勃投资于年7月7日入股,目前占总股本4.94%。

创始团队深耕半导体研发,具备海外背景经验丰富。

公司一直以来高度重视技术团队的建设,已建立起了完善的研发团队及体系,公司的核心技术人员均在功率半导体领域耕耘数十年,在不同的技术方向具有丰富的研发经验,并对行业的技术发展具备创新能力,对行业未来发展趋势具有前瞻性。

1.4.下游应用需求增长+增加研发投入有望带动公司业绩持续向上

受益于新能源、通信等应用需求增长,公司业务快速发展。

公司、、、前三季度主营业务收入分别为1.53亿元、1.96亿元、3.09亿元以及5.59亿元,保持持续快速增长;归属于母公司净利润分别为0.13亿元、0.09亿元、0.28亿元以及0.93亿元。期间内公司业绩的持续增长主要系受下游终端需求增长、进口替代等因素影响。

此外年1-9月公司营业收入分为5.59亿,同比增长为.11%,增长较快主要系受益于新能源汽车充电桩、通信电源、光伏逆变器等终端市场需求快速提升。

产品结构持续优化,盈利能力稳步向上。

公司、、、前三季度的综合毛利率分别为26.38%、14.93%、17.85%和28.62%,波动较大,主要系产品以大功率芯片为主,其成本中晶圆原材料的成本占比较高,因此晶圆代工市场短期供需关系变动对公司的影响较大,上游晶圆代工价格出现较大波动,导致公司综合毛利率相应发生较大波动。

由于公司主要产品为工业级应用且对功率半导体产品的性能和稳定性要求普遍高于消费级应用,其产品单价也较消费级应用的产品单价更高。

年中国MOSFET功率器件平均销售价格为1.04元/颗,全球价格为1.25元/颗。

相比之下,公司年度功率器件成品的整体平均销售价格为2.19元/颗,其中高压超级结MOSFET器件成品平均销售价格为2.36元/颗。

研发持续投入,技术型定位明确。

、、、前三季度公司研发支出分别为0.16、0.12、0.16、0.29亿元,研发投入整体保持稳定,随业绩攀升加大投入。

截至年6月30日,公司已获授权的专利53项,包括境内专利38项,其中发明专利37项、实用新型专利1项,以及境外专利15项。

公司在主要产品方面均已具备了国内领先的核心技术,并在核心技术的基础上实现了高压超级结MOSFET、中低压屏蔽栅MOSFET产品的量产与销售。

公司的高压超级结MOSFET产品运用了包括电容缓变技术、超低栅极电荷等行业领先的核心技术,使关键技术指标达到了与国际领先厂商可比的水平。

2.功率器件下游应用广泛,国产替代空间大

2.1.全球功率半导体市场空间近亿美元,MOSFET应用地位显著

年全球功率半导体市场规模接近亿美元。

功率半导体分为功率IC和功率分立器件,随着智能手机、平板电脑为代表的新兴消费电子市场的快速发展,以及汽车电子、工业控制、物联网等科技产业的兴起,带动了整个半导体行业规模增长。

同时,随着国民经济的快速发展,功率半导体的应用领域已从工业控制和消费电子拓展至新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多市场,国内市场规模呈现稳健增长态势。

根据Omdia数据,年全球功率半导体行业规模达到亿美元,较年下降3.5%,整体市场依旧呈现一定波动性。

所有品类中,功率二极管、功率三极管、晶闸管等分立器件产品大部分已实现国产化,而功率MOSFET特别是超级结MOSFET、IGBT等高端分立器件产品由于其技术及工艺的复杂度,还较大程度上依赖进口,未来进口替代空间大。

功率器件中MOSFET占比超过50%,开关速度快+损耗低主要应用在中小功率场景。

MOSFET全球市场份额达到52.51%;IGBT为第三大产品,年全球市场份额达到9.99%。

中国市场中,MOSFET、IGBT占年中国功率分立器件市场份额分别为53.98%与9.77%,总体比例与全球市场的情况基本一致。

MOSFET主要应用于中小功率场合如电脑电源、家用电器、工业电源、充电桩等,具有门极输入阻抗高、驱动功率小、电流关断能力强、开关速度快、开关损耗小等优点。

年全球MOSFET市场规模近75亿美元,随增新能源应用需求持续增长。

根据Omdia的统计,年全球MOSFET器件市场需求规模达到84.20亿美元,受疫情影响,预计市场规模下降至73.88亿美元,但预计未来全球MOSFET器件市场将继续保持平稳回增。

年我国MOSFET器件市场规模为33.42亿美元,年-年复合年均增长率为7.89%,高于功率半导体行业平均的增速。

在下游的应用领域中,消费电子、通信、工业控制、汽车电子占据了主要的市场份额,其中消费电子与汽车电子占比最高。在消费电子领域,主板、显卡的升级换代、快充、Type-C接口的持续渗透持续带动MOSFET器件的市场需求,在汽车电子领域,MOSFET器件在电动马达辅助驱动、电动助力转向及电机驱动等动力控制系统,以及电池管理系统等功率变换模块领域均发挥重要作用,有着广阔的应用市场及发展前景。

2.2.MOSFET国产替代空间大,国内企业在细分赛道具备优势

MOSFET全球市场主要被海外厂商垄断,国产替代空间大。

年全球MOSFET器件市场需求规模达到84.20亿美元,根据Omdia,受疫情影响预计市场规模下降至73.88亿美元,但预计未来全球MOSFET器件市场将继续保持平稳回增。

全球MOSFET器件市场基本被海外厂商占据,英飞凌排名第一,市场占有率达到24.79%,前十大公司市场占有率达到74.42%,海外厂商优势明显。

中国本土企业中,闻泰收购的安世半导体、中国本土成长起来的华润微电子、扬杰科技进入前十,分别占比3.93%、3.09%和1.80%。

东微半导体突破海外垄断,在细分产品市场中处于国内领先。

市场份额方面,公司在全球MOSFET功率器件市场份额中位列中国本土企业前十。

根据Omdia统计报告,年全球MOSFET销售额为84.20亿美元,销售额排名前列的均为海外MOSFET厂商;在中国本土厂商中,年公司的MOSFET销售收入位列第七位。

公司为国内领先的高性能功率器件厂商之一,是少数能在超级结MOSFET领域突破海外技术垄断的本土公司之一,根据Omdia,东微半导体年实现的高压超级结与超级硅产品合计的销售收入约为2.5亿元,占全球高压超级结市场的份额为3.8%,占中国高压超级结市场的份额经估算约为8.6%。

同样实现高压超级结产品销售并披露销售数据的公司包括新洁能和龙腾半导体,在该产品上年新洁能全球及中国市场占有率分别为1.7%、3.8%;年龙腾半导体高压超级结MOSFET全球、中国市场占有率分别为0.7%、1.6%。

与新洁能以及龙腾相比,东微半导体更加专注于高压超级结MOSFET产品,在此细分市场占有率方面具有一定的优势。

3.公司发挥功率器件创新技术优势,产品持续拓展

3.1.围绕功率器件进行技术储备,科研成果形成核心竞争力

自主研发不断突破,形成功率半导体自主知识产权的核心技术。东微半导体作为一家技术驱动型企业基于多年的技术积累和研发投入,在功率半导体器件领域拥有了强大自主研发能力并形成了多项专利。

截至年6月30日,公司已获授权的专利53项,包括境内专利38项,其中发明专利37项、实用新型专利1项,以及境外专利15项。

年,公司获得苏州市超级结功率器件工程技术研究中心的称号。

公司的主要产品包括GreenMOS系列高压超级结MOSFET、SFGMOS系列及FSMOS系列中低压屏蔽栅MOSFET。

同时,公司已开发了超级硅MOSFET及TGBT等先进功率器件产品。

基于多年的研发投入和技术积累,公司在MOSFET、IGBT、Hybrid-FET等领域已形成一系列具有自主知识产权的核心技术。

专注MOSFETIGBT的研发,持续立项推进产品升级迭代。

公司持续专注于研发高性能的功率半导体产品,以实现国产高性能功率器件的自主可控。

除公司已形成并广泛应用于生产经营的核心技术之外,公司已在高压超级结MOSFET、中低压屏蔽栅MOSFET及IGBT等领域形成一定的技术储备,主要包括适用于超级结MOSFET的深槽结构设计及工艺技术,与多层外延技术相比工艺难度更高,但性能更优;适用于中低压MOSFET的屏蔽栅结构设计和工艺技术,显著降低了器件导通电阻及开关损耗;IGBT产品的创新性三栅结构的设计和工艺技术;以及MOSFET功率器件在12英寸晶圆制造平台上量产的设计及工艺技术。

3.2.超级结MOSFET受益汽车电动化、高性能充电器等需求快速发展。

年公司全球及中国高压超级结市场占有率分别为3.8%、8.6%。

同样实现高压超级结产品销售并披露销售数据的公司包括新洁能和龙腾半导体,年新洁能全球及中国市场占有率分别为1.7%、3.8%;年龙腾半导体高压超级结MOSFET全球及中国市场占有率分别为0.7%、1.6%,公司在该领域优势明确,领先身位明显。

在技术水平方面,公司在高压超级结技术领域积累了包括优化电荷平衡技术、优化栅极设计及缓变电容核心原胞结构等行业领先的专利技术,产品的关键技术指标达到了与国际领先厂商可比的水平。

由于高压超级结产品应用广泛且国外厂商仍占据了较大的市场份额,公司在此领域内拥有广阔的进口替代空间,发展空间大。

下游高端市场需求旺盛,超级结MOSFET行业增速为普通硅基MOSFET的两倍左右。

随着5G通讯、汽车电动化、高性能充电器等应用领域的发展,高压超级结MOSFET将拥有更快的市场增速。

根据Omdia和Yole的统计及预测,年与年硅基MOSFET的晶圆月出货量(折合8英寸)分别为59.7万片与73.9万片,年均复合增长为4.3%。

其中,超级结MOSFET由23.8万片增长至35.1万片,年均复合增长率为8.1%,增长速度约为普通硅基MOSFET功率器件的两倍左右。

公司高压MOSFET性能对标国际领先级水平。

高压MOSFET产品性能的关键指标是导通电阻Ron与栅极电荷Qg的乘积优值FOM。

电池模块的小型化趋势要求MOSFET的开关频率进一步提升,相同导通电阻下,栅极电荷越小则优值越低,器件的动态损耗越小,整体性能越强,更加适合高频开关。

以典型的v电压平台、导通电阻为0.16Ω左右的高压MOSFET产品为例,国际品牌中英飞凌G7系列产品优值最小达到2.95Ω·nC,公司的GreenMOS系列产品优值为3.50Ω·nC仅次于英飞凌,单从性能看处于国际先进水平。

此外,公司的新型超级硅系列产品提升了优值,优值达到2.53Ω·nC,优于全部国际品牌在相同平台下临近规格的优值,包括英飞凌最新一代产品。

与国产品牌相比,公司的GreenMOS系列产品的优值处于明显优势地位,而超级硅系列产品的Ron·Qg优值则更为领先。

3.3.超级硅MOSFET性能对标氮化镓器件,有望开启第二增长曲线

公司超级硅产品成本仅为相同效用氮化镓器件的20%。

公司的超级硅MOSFET设计及其工艺技术主要包括独创的器件结构与优化的制造工艺,拥有高速开关以及低动态损耗的特性,在硅基制造工艺上进一步提升了器件的开关速度,在主流快速充电器应用中能获得接近氮化镓(GaN)功率模块的效率和功率密度,与传统的功率器件相比具有明显优势。

氮化镓高功率充电器由于其特殊的材料和生产工艺,价格也随之水涨船高,然而由于超级硅系列采用成熟的硅基材料,生产成本更低仅为同效率氮化镓器件的20%,因此公司产品在该领域更具市场竞争力。

体积价格兼顾,性能超行业平均水平。

在器件的于应用效率方面,东微的超级硅系列在软开关(ACF)拓扑中体现了优异的质量水平。

以公司65W快充的DEMO为例,公司产品相比同样是ACF拓扑结构小米10氮化镓快充拥有更小体积和更高的功率密度,功率密度达1.W/cm3。

同时,在更高频率KHz条件下效率依然与GaN一致,体现此系列产品极低的驱动损耗和开关损耗,在成本和器件性能需求同样重要的今天,公司产品经过市场验证后预计会逐渐放量成为公司在消费领域的第二增长曲线。

3.4.TGBT、Hybrid-FET等创新型器件持续推动产业化,未来发展可期

创新型器件入局IGBT领域,自主研性能达国际领先水平。

公司Tri-gate结构IGBT器件为公司原创知识产权创新型结构,具体包括载流子控制技术、原胞功率调制技术以及独创的器件结构等。

载流子控制技术优化了器件在导通时的内部载流分子分布;原胞功率调制技术使器件在大功率开关过程中功率分布更加均匀,运行更加稳定;独创的器件结构提升了产品的电场调制能力,提高了耐压性以及载流子浓度。IGBT产品的重要指标是饱和压降Vce,sat和关闭损耗Eoff。

公司V75AIGBT产品75A规格下同业对比处于国际领先水准,Vce,sat典型值为1.65V时,Eoff为0.85mJ,相较国际竞品的Eoff更低,性能更优。

全新结构器件结构待产业化,推动公司技术持续升级迭代。

Hybrid-FET器件及其工艺技术包括全新的器件结构以及电流动态调整技术。

其器件结构结合了导通电流密度高与开关速度快的特点,可实现高速关断和大电流的处理能力;采用电流动态调整技术则使器件在不同的应用工作状态下拥有不同的电学表现,具有更加宽广的安全工作区域,可提高产品的整体稳定性。

基于此核心技术,公司的Hybrid-FET器件兼具IGBT、超级结MOSFET等功率器件的优点,目前已将该技术申请专利并开始产业化,为公司业务发展的重点方向之一。

4.报告总结

公司的主要产品为MOSFET与IGBT等功率器件,其中高压超级结MOSFET产品贡献了大部分的营业收入;在应用领域方面,公司的产品以工业级应用为主,包括新能源汽车直流充电桩、5G基站电源及通信电源、数据中心服务器电源和工业照明电源等,随着下游应用需求增长带动公司业绩增长,我们预计公司~年营收分别为7.81、11.18、15.94亿元,归母净利润分别为1.43、2.02、3.01亿元。

可比公司方面,公司目前主要产品包含MOSFET、IGBT等,我们选取新洁能、斯达半导、宏微科技作为可比公司。

根据wind一致性预测,22年平均PE为76.7倍,给予公司75倍PE,对应22年2.02亿净利,市值为.2亿元,对应目标价格.4元/股。

5.风险提示

下游需求波动风险:

公司主要产品广泛应用于充电桩、快速充电器、电机驱动、光伏逆变器等下游行业,如果宏观经济波动较大或长期处于低谷,行业规模增速放缓或出现下滑,可能会发生下游需求不达预期的风险。

产品结构单一的风险:

公司实现大规模销售的主要产品为MOSFET产品,包括高压超级结MOSFET及中低压屏蔽栅MOSFET等如果下游市场短期内对MOSFET产品的需求增速放缓,产品结构单一可能会对公司盈利能力带来风险。

新产品研发不及预期的风险:

半导体行业的研发存在周期较长、工艺复杂等特点,产品技术更新迭代需要持续的资源投入,若公司未来研发资金投入不足,则可能发生新产品研发不及预期的风险。

短期内股价波动风险:

该股为次新股,流通股本较少,存在短期内股价大幅波动的风险。

市场竞争风险:

目前我国的功率半导体行业正经历快速发展阶段,行业内厂商则在巩固自身优势基础上积极进行市场拓展。在日趋激烈的市场竞争环境下,若公司不能正确把握市场动态和行业发展趋势,则公司的行业地位、市场份额等可能受到不利影响。

供应商集中度较高的风险:

公司的晶圆供应商集中度较高,若晶圆代工行业产能紧张的情况进一步加剧对公司的产品出货量以及未来的收入增长造成一定不利影响。

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