旁压传感器(成长中的MEMS代工龙头,赛微电子:产能释放在即,市场空间广阔)
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篇首语:千磨万击还坚劲,任尔东西南北风。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了旁压传感器(成长中的MEMS代工龙头,赛微电子:产能释放在即,市场空间广阔)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
旁压传感器(成长中的MEMS代工龙头,赛微电子:产能释放在即,市场空间广阔)
(报告出品方/分析师:华安证券 张天 胡杨)
1 赛微电子:成功转型为半导体企业,Silex是MEMS纯代工领域龙头
赛微电子深耕MEMS微系统领域,通过收购瑞典 Silex 逐渐转型为 MEMS 技术开发服务和纯代工厂商。
赛微电子前身耐威科技成立于2008年,于2015年在创业板上市,主要从事导航业务和航空电子业务。
2016年通过全资收购瑞通芯源获得全球领先的 MEMS 纯代工领域龙头瑞典公司 Silex 控股权,同年公司在北京开始筹划建设 FAB3 8 英寸 MEMS 代工厂。
2019年公司完成非公开发行引入战略股东国家集成电路产业基金,2021年公司再度完成非公开发行募资23亿元表明了加码进军MEMS本土制造的决心。
自2020年初开始,公司逐步剥离非半导体业务,至2022年一季度已基本完成。
目前公司主营业务分为 MEMS 工艺开发、MEMS 代工制造、氮化镓外延材料和功率器件。
1.1 Silex 深耕 MEMS 领域 20 年,竞争力领先赛微电子全资子公司
Silex 在 MEMS 工艺开发和代工领域深耕 20 年,MEMS 营收排名连续多年全球第一。公司的快速发展主要得益于独特的技术组合能力,适应了爆发式的传感器革命时代带来的代工需求。
公司自 2012 年起,在全球纯 MEMS 代工厂商排名中稳居前五,2019/2020/2021 年 MEMS 纯代工领域分别以 8000 万美金、1.03 亿美金和 1.23 亿美金连续三年营收排名全球第一。
赛微电子定位中游代工环节,工艺开发能力强。
MEMS行业存在产品品类多、工艺非标准化的特点,无法通过单一工艺支持整个产品世代。
针对每个单独产品采取不同的工艺策略,面对每个客户高度定制化的属性,代工厂需要不断进行工艺开发,因此工艺平台的 Knowhow 和生产的管理需要长期经验积累。
公司全资子公司 Silex 拥有 164 项国内/国际 MEMS 核心专利,同时具备多项目并行开发的能力,满足客户多样化多批次需求。
1.2 公司产品管线丰富,客户群体优质
赛微电子产品覆盖领域广泛,具备全球性的销售渠道、坚实的客户基础,市场储备良好。
公司 MEMS 产品包括消费电子领域的硅基麦克风、工业生产领域的惯性传感器、汽车和光通信领域的微镜、生物医学领域的微流控/芯片实验室、无线通信领域的射频芯片,以及光通信领域的硅光子等。
公司客户遍及全球各个行业,包括全球 DNA/RNA 测序仪龙头、光刻机巨头、新型超声设备巨头、网络通信和应用巨头以及工业和消费细分行业的领先企业等。
1.3 公司股权结构稳定,创始人及团队行业背景深厚
赛微电子股权结构稳定,国家大基金作为公司第二大股东,与公司合作深度布局 MEMS 代工。公司实控人是杨云春博士,持股比例 26.82%。
国家集成电路产业投资基金2019年定增进入公司,目前是最大机构投资者,另外还直接持有塞莱克斯微系统北京公司 30%股权。
公司于2016年以发行股份方式 7.5 亿人民币全资收购瑞通芯源(Silex 国际),目前全资控股 Silex 瑞典 FAB1&2 产线(Silex 瑞典),拥有北京 FAB3 产线(Silex 北京)70% 股权。
GaN 业务板块主要由聚能创芯(主要产品包括功率器件和快充)和聚能创芯全资子公司聚能晶源(负责提供氮化镓外延材料)构成,此外聚能创芯参股公司聚能国际布局 GaN 代工业务,未来有望形成 IDM 优势。
公司通过子公司微芯科技参与产业投资,并直接投资武汉光谷信息、湖北北斗产业创投、青岛海丝民合半导体基金等。
实控人和核心研发人员具备深厚的行业背景,研发实力积淀深厚。
实控人杨云春先生毕业于美国加州大学河滨分校,电子工程博士,主要研究领域为惯性导航、卫星导航及组合导航技术。
参与国家科技部创新基金资助项目“MEMS 惯导的姿态测量系统”,同时作为课题组长和负责人负责国家“863”计划中多个课题,2008 年至今历任公司执行董事兼总经理、董事长。
在 MEMS 领域公司拥有多位超 20 年研发经验骨干,首席科学家沈勇博士、陆原博士先后在美国多家著名半导体公司担任重要职务,具备超过 20 年先进微电子研发经验。
GaN 领域核心研发人员具有参与领导国家 “973”、“863”计划重点项目经验,发布和开发了国内首例 8 英寸 GaN 功率器件产品,以及国内首款 8 英寸高可靠性硅基 GaN 外延晶圆产品。
公司践行全球化产能布局,目前已形成瑞典+北京双产线,并继续通过投资、收购布局远期产能。北京 FAB3(8 英寸 MEMS 产线)定位为量产线,总投资为 25.97 亿元,于2021年 6 月正式投产。
其中一期设计为月产能 10000 片,截至半年报有效产能 5000 片;二期设计月产能 20000 片,目前已完成超净间建设,设备陆续订购到位;公司计划 能在 2022 年底实现 Fab3 一期 100%有效产能,并在 2024/2025 实现 3 万片/月产能。
瑞典 Fab1&Fab2 定位为中试+小批量产线,目前产能为 84000 片每年,由于工艺 开发业务占比较高,产能利用率还有较大提升空间。
此外,为解决北京客户重新导入需要重跑工艺开发的痛点,公司在怀柔规划建设独立自主的 MEMS 中试线&晶圆级封测量产线 Fab7,年初已和怀柔经信局签订《合作协议》。
在境外,基于 Silex 成熟的中试线,公司正计划收购 Elmos 位于德国的汽车芯片产线,可迅速扩容兼容 MEMS 产能,目前正在政府审批流程中。
长期来看,公司拟规划在合肥建设 12 寸 MEMS 制造线,总投资 51 亿元,达产后将形成 2 万片月产能和 30 亿年收入。
1.4 MEMS 收入稳步增长,公司积极投入未来量产潜力巨大
MEMS 是公司主营业务,收入体量稳步提升。
MEMS 业务从2016年完成对于瑞典 Silex 收购后,收入稳步提升,从2017年的 3.19 亿元提升至2021年 8.16 亿元,年复合增长率为 26.42%。
截止2021年底,MEMS 占比公司营收的 88%,截至2022年第一季度原有航空电子业务、惯性导航业务已完成彻底剥离,尚余部分卫星及组合导航业务,公司从以军用导航设备和航空电子为主营的企业,转变为以 MEMS 晶圆代工为核心业务的企业,未来公司还将持续拓展 GaN 业务。
公司紧扣 MEMS 市场规模最大主力赛道,未来成长天花板高。
根据知名咨询机构 YOLE 预测,2026年全球 180 亿美金 MEMS 芯片市场中,前四大市场分别是射频 MEMS(滤波器)40.5 亿美元、压力传感器 23.6 亿美元、惯性器件 IMU 21.3 亿美元以及硅麦 18.7 亿美元。
基于瑞典 Silex 长期积累客户优势和对于设备选型、工艺流程的经验,北京 Silex 前期量产工艺主要为硅麦、电子烟开关、FBAR/BAW 滤波器,目前已公告的战略合作客户包括硅麦的通用微、滤波器的武汉敏声以及国际头部 Lidar 客户等。
随着 5G 的普及以及向 IoT 的渗透,MEMS 滤波器需求量快速上升,目前我国具有芯片设计能力的公司只有武汉敏声、开元通信等,同时符合要求的代工产能屈指可数。此外,VR/AR 的出货量快速增长、汽车 L2+ ADAS 以及军用精确制导等也将拉动对 IMU 器件的需求。
而在微振镜领域,MEMS 扫描成为 Innoviz、Luminar、图达通、速腾聚创等主流 Lidar 公司首选,微振镜低成本、国产化产能需求急迫。
而在蓬勃发展的 MEMS 新赛道,如超声波传感器(用于医疗检测、屏下指纹等)、微型扬声器(TWS 耳机)等,北京已有产品处于风险试产阶段。
瑞典产线目前贡献主要业绩,北京产线还处于工艺导入和小批量试产期。
目前公司 MEMS 主要业绩来自瑞典 Silex,2020年底,公司完成了瑞典产线由 6 寸线向 8 寸线的切换,在原有场地上实现了产能的大幅提升。
2019-2021,瑞典 silex 分别贡献了 5.4 亿、6.8 亿、7.7 亿营收,同时毛利率持续保持在 40%-50%。
北京目前产能利用率较低,一方面由于工艺开发占据了部分有效产能和人力(后续将逐步向 Fab7 等中试线转移),一方面由于终端消费电子景气度下滑,客户量产订单有所延迟。
从项目进展来看,北京目前生产良率达到 76.9%,未来有望实现收入的快速突破。目前北京硅麦、电子烟开关已实现量产,BAW 滤波器正在进行小批量试产,加速度计、气体、振镜、微流控、压力、微扬声器、硅光子、光刻机透镜部件等正积极从工业开发向验证试产推进。
公司 MEMS 业务稳步向前,工艺开发服务价值量高,带动毛利率持续攀升。
2017-2021 年 MEMS 业务总体收入 CAGR 26% 远高于全球 MEMS 市场增速的 5%,我们认为主要来自瑞典 Silex 收购后扩产以及竞争力的提升,根据我们测算,silex 2021 在全球 MEMS 纯代工市场份额为 17.1%,稳居龙头。
其中 MEMS 晶圆制造收入从 2017 年的 1.8 亿增至 2021 年的 5.16 亿,复合增速 29%,随着北京 FAB3 产线投入量产,规模效应将不断凸显,未来晶圆制造毛利率也有望逐步提升;MEMS 工艺开发依托强劲的开发实力和高价值量客户,收入从 2017 年的 1.37 亿增至 2021 年的 3 亿,由于近年来具有合格工艺的中试线愈加紧缺,客户项目价值量有所提升,公司工艺开发毛利率提升至 2021 年的 81%。
公司持续加大研发投入,攻关 MEMS 工艺开发,为未来北京 FAB3 量产奠定基础。
公司研发人员比例在 2020 年之前基本维持在 50%左右,随着非半导体业务被逐步剥离,生产人员增加,研发人员占比略有下降,但研发投入持续增加,自 2018 年起,公司研发投入占比从 7.62%提升至 2021 年的 29%。公司通过引进高水平人才,进一步提高 MEMS 代工领域技术壁垒,巩固竞争优势。
2 MEMS 传感器产业政策持续支持,国产替代空间大
2.1 物联网时代到来,MEMS 迎来高景气发展机遇
MEMS 传感器模拟和扩展人类感官,具备微型化优势,是物联网时代获取信息的关键节点技术。
MEMS 是利用半导体生产工艺构造的集微传感器、信号处理和控制电路、微执行器、通讯接口和电源等部件于一体的微米至毫米尺寸的微型器件或系统,具备微型化优势。
通过接收运动、光、热、声、磁等信号,信号再被转换成电子系统能够识别、处理的电信号,当今在物联网蓬勃发展的背景下,移动设备中大量使用各类 MEMS 传感器。
物联网终端连接规模庞大,带动 MEMS 全球市场空间不断提升。
根据 IDC 的数据,预计到 2025 年物联网总连接数达到 102.7 亿,中国物联网规模占比全球 26%,5 年复合增速 17.8%。
物联网需求带动 MEMS 市场规模不断提升。根据半导体权威机构 Yole Development 的数据,预计到 2026 年,全球 MEMS 市场规模将达到 183 亿美金。
按照应用场景分类,消费电子市场是 MEMS 第一大市场,稳定占比 MEMS 市场份额的 60% 以上。
按照产品应用分类,2020 年 MEMS 市场规模前三名分别为射频传感器(20.5 亿,占比 17%,CAGR 12%)、压力传感器(17.68 亿,占比 14.7%,CAGR 4.9%)和 MEMS 惯性(15.03 亿,占比 12.47%,CAGR 5.2%)。
2.2 MEMS 国内需求强劲,国产替代空间大
MEMS 产品应用领域广泛,国内市场空间大。MEMS 应用领域广泛,包括智能汽车、智能家居、智能工厂、健康医疗、智慧社区等多个领域。
根据赛迪咨询的数据,2019 年中国 MEMS 整体市场规模达到 597.8 亿元(包括设计、代工、封测),同比增长 18.3%。
中国是世界主要的电子器件消费大国,每年消耗近一半的 MEMS 器件,未来国产替代空 间大,MEMS 代工自主可控重要性将愈发凸显。
未来随着工业互联网、智能制造、人工智能等战略的实施,将加速推动智慧城市建设、智能制造、智慧医疗,将为 MEMS 市场及企业带来高景气发展机遇。
国内 MEMS 产能包括纯代工厂、承接代工业务的 IDM 厂、IDM 厂和中试线,其中 IDM 模式是主流。
拥有 MEMS 产能的纯代工厂包括自建北京 FAB3 产能的赛微电子、一期规划 10 万片 8 英寸产能的中芯集成(绍兴)、转型 MEMS 代工设计月产能 3000 片的上海先进和拥有 6 英寸 MEMS 产线的浙江芯动科技。
IDM 厂如华润微、华虹宏力、睿创微纳、罕王微等在满足自己供应的基础上提供代工服务。其次国内还拥有像苏州纳米城、淄博高新区、中科院微电子所上海微技术工研院等院所背景的多条中试线,但相对能够覆盖的工艺平台种类有限、客户群体有限。
我们认为,虽然国内布局 MEMS 产能的厂商众多,但真正有能力提供大批量量产,具有相关经验的产能相当稀缺,目前国内 MEMS 产能自给率估计不到 20%(不包括 IDM 公司)。
国内 MEMS 设计企业数量快速增长,MEMS 代工需求强烈,纯代工厂在技术保密性&成本优势更为凸显。
根据 YOLE 数据,目前全球纯 MEMS 代工厂市场份额仅有 5%,大量的产能掌握在 IDM 公司手里。
一方面由于 MEMS 大部分市场集中于射频滤波器、硅麦等消费电子领域以及压力、惯性、加速度计、IMU 等汽车领域,传统欧洲 IDM 厂商已占有先发优势;另一方面 MEMS 不用产品、不同客户之间工艺差别较大,需要摸索模块化的工艺 IP 复用和多产品平行管理,代工厂较难实现盈利。但是展望未来,随着 MEMS 市场需求逐渐增多,未来垂直分工模式的行业空间将进一步提升。
由于国产替代大势下,近年来 MEMS 设计初创公司快速增加,对于国内中试&流片产能具有刚需,而 IDM 厂商由于自身也销售产品,设计公司寻求 IDM 厂商合作存在技术泄密风险。
此外,纯代工厂通过工艺经验积累,能帮助设计公司迅速实现商业化,这对于传感器仍在从传统机械/化学向 MEMS 升级的国内 MEMS 产业至关重要。
2.3 国家政策持续支持国内 MEMS 传感器的国产化和自主能力
国家产业政策聚焦并大力支持智能传感器 MEMS 的发展。
国家颁布了多项鼓励支持集成电路行业的产业政策及措施,2014 年提出的《国家集成电路产业发展推动纲要》,2016 年提出的《“十三五”国家科技创新规划》、2018 年《战略性新兴产业分类》将集成电路制造列为战略性新兴产业,纳入关键制造装备研发项目,提出提升核心装备自主能力。
2017,2020 和 2021 年的《智能传感器产业三年行动指南》和《工业强基重点产品、工艺“一条龙”应用计划和示范项目》中,兼顾 MEMS 技术,针对关键环节重点基础产品工艺,推动相关重点项目建设和技术突破。
《加快推进传感器产业发展行动计划》提出到 2025 年重点领域满足战略新兴产业,工业互联网、国防等领域需求,涉及国防等重点领域高端产品和服务市场占有率提高到50%以上,解决行业主干产品智能化,可靠性和安全性等关键问题,迈入世界先进行列。
3 公司产能释放在即,产品市场空间广阔
3.1 Silex 工艺开发积淀深厚,瑞典、北京产线优势互补
Silex 深耕 MEMS 领域 20 年,历经量产考验,在 MEMS 领域工艺技术储备全面,经验丰富。
公司熟练掌握 SilVia TSV、MetVia TSV、MetVia TGV 等国际领先的核心工艺模块,在三维集成电路中实现多层芯片互联,实现堆叠度最大而外形尺寸最小,提升芯片速度和低功耗性能。
其中 SilVia TSV 具备 15 年量产经验,是世界最成熟的大批量生产通孔解决方案。公司代表性产品除了 MEMS 硅基麦克风之外,主流产品如压力传感器、片上实验室(Lab on chips)、微流控传感器、微镜等均使用 Sil-Via TSV 技术进行开发生产。
公司在材料创新方面,掌握压电材料、磁性材料 MagMEMS、聚合物材料 Polymer 等业内领先技术的核心模块。
公司开发基于锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)薄膜微系统器件,实现机械能(应力、形变)和电能(电荷、电压、电流)之间的双向能量转换,通过微型的压电式能量收集器,具备小型无线传感器自供电功能,避免外接电源和断电等问题发生。
MEMS 客户定制化程度高,公司通过可复用 SmartBlock 工艺模块优化开发流程,实现工艺标准化和规模量产定制化的有机结合。
Silex 通过 400 余项 MEMS 工艺开发项目,积累提炼可反复使用的工艺制程模块,以标准化工艺模块为集成基础,对关键工艺进行定制化开发和优化,并整合进客户产品,实现工艺标准化和规模量产定制化结合。
3.2 瑞典产线(FAB1 & FAB2):工艺开发服务和小规模量产
有机结合的精品 MEMS 产线瑞典产线依托长期工艺开发经验获得大客户青睐,下游市场需求持续爆发,工艺开发业务高景气势头有望延续。
瑞典 FAB1&FAB2 以 6 英寸产线主攻工艺开发,8 英寸产线主攻量产的方式,在瑞典 Fab 工厂同步运行。
代表性产品包括新型 MEMS 惯性器件(用于 AR/VR 等领域)、MEMS 硅光器件、新型 MEMS 医学器件(微流控)和传统医学压力传感器。
2021 年公司来自 AR/VR、硅光、光刻机三家厂商收入占比工艺开发 的 63%,收入 1.88 亿元,三家客户的平均毛利率近 70%。
AR/VR 需求激增带动工艺开发营收大幅提升,是公司工艺开发第一大应用领域。
公司 2021 年工艺开发总收入中 25.06% 来自 AR/VR 客户贡献,主要来自对 MEMS 惯性器件的开发,较上年同期增长 30 倍。随着 AR/VR 市场需求的增长,未来对工艺技术开发的迭代和需求有望持续。
根据 IDC 的数据,AR VR 设备出货量将从 2021 年的 1120 万台,提升至 2026 年的 5050 万台,复合增速为 35%。
AR/VR 设备的持续放量,将带动 MEMS 器件的迭代开发,未来有望继续保持在该领域的增长势头。
硅光需求强劲,公司和硅光子领域新兴公司开发高度通用的第三代硅光子学平台。
硅光芯片在保持光器件高灵敏度的基础上兼具低成本、低功耗、高速、超小型化和超轻超薄等独特优势。
主要应用领域涉及电信、数据中心、超级计算等领域。
硅光芯片增长强劲来自数据中心对高速光模块需求。根据 Gartner 的数据,到 2025 年,基于硅光芯片的应用规模将达到 26.15 亿美金,2020-2025 年复合增速达到 38%。
到 2025 年,硅光模块总和市场规模将达到 18.91 亿美金,占据硅光芯片应用的近 72.3%。同时硅光技术在光模块中的总体应用占比将从 2020 年的 5.7% 提升至 2025 年的 15% 以上。
硅光需求持续增长,未来有望带动 MEMS 硅光工艺开发持续放量。
光刻机是芯片制造核心设备,公司是全球领先的高端光刻机厂商核心部件供应商。
根据公司 2020 年度创业板定向增发募集说明书中披露,公司主要为该公司提供高端光刻机中核心透镜系统零部件,该光刻机客户为目前全球绝大多数半导体厂商提供光刻机设备。
以 ASML 为例,ASML 在 2021 年合计出货 309 台,占比全球出货量的 65%,在全球高端光刻机 EUV 方面,ASML 为独家供应商占比 100%。未来随着晶圆厂扩产,对光刻机需求会进一步提升,公司有望持续完成该龙头企业微镜技术开发迭代任务。
MEMS医疗压力传感器微型化实现对患者术中术后监测需求,公司产品曾获得FDA 认证。
Silex 开发的经 FDA 认证的医学压力传感器通过导管和导丝的结合,植入疑似病变的血管中,用于术中或术后长期压力监测。
与传统血压监测系统相比,使用 MEMS 压力传感器成本低。MEMS 压力传感器的微尺寸(0.1x0.1x1.3 毫米)满足细血管和复杂的狭窄病变对压力传感器微型化的需求,占用较少空间且不会阻挡医生的视线。
MEMS 压力传感器通过周围流体的压力对组织类型和位置进行分类,拾取电信号来识别,提供外科医生在手术过程中所需的实时反馈数据,监测患者的生命体征。
MEMS 压力传感器是 MEMS 医学应用第一大市场,占比医疗 MEMS 市场的 37.4%。
根据 Yole 的数据 MEMS 医学电子市场将从 2018 年的 6.7 亿美金,提升至 2025 年的 10.95 亿美金。19-26 年复合增速为 7.5%。
预计 2022 年 MEMS 压力传感器为 MEMS 医疗应用第一大市场,占比 37.4%。
从商业价值来看,医疗电子上的 MEMS 器件附加值较高,平均售价高于其它 MEMS 领域。
MEMS微流控是医疗 MEMS领域第二大应用,是公司新兴医学器件工艺开发产品,公司和全球龙头合作未来市场空间广阔。
随着市场对基因组学和 DNA 测序需求的不断增长,MEMS 微流控领域持续增长,DNA 测序通过对活体生物进行全面分析,有助于了解其功能和特性,具有开发个性化药物的潜力。
未来在农业种业领域,基因测序也有巨大市场空间。随着检测成本的持续下降,未来将实现广泛的办公室和居家测试。
公司 2021 年在微流控代工领域实现营收近 1900 万美元,市场占比近 5%。Silex 微流控产品主要布局 DNA 测序领域,下游客户是该领域龙头企业。
DNA 测序领域门槛高,以 Oxford Nanopore(ONT)为例,其是第一个也是仅有唯一一家实现纳米孔测序商业化的公司,专利申请数量在欧美市场占比高达 49%。
根据 Yole 的数据统计和预测,预计到 2024 年 ONT 的测序机器装机量将达到 2.8 万台,占全球测序设备的 43%,排名全球第一。
未来随着 DNA 测序设备持续放量,MEMS 微流控需求有望显著提升。基因测序供应商进入壁垒高、客户粘性强,公司产品已成功导入全球主流 DNA 测序厂商,同时也参与客户新一代产品研发。
3.3 北京产线:未来有望以大规模量产为驱动的量产
MEMS 产 线 北京 Fab3 产线产能逐步释放,主要涵盖 MEMS 麦克风和射频滤波器。
尽管 ISP 否决了瑞典继续向北京工厂提供技术,但北京产线最终仍完成了工艺技术积累并完成开发系列产品、服务客户等既定目标。
北京产线以实现量产为目标导向切入 MEMS 领域最大市场消费电子领域,目前进入量产和试生产的产品,涵盖 MEMS 麦克风、电子烟开关、射频滤波器等。MEMS 麦克风性能优异,应用领域广泛,也是高端智能手机标配。
MEMS 麦克风具备体积小轻薄、硅基材料性能稳定,抗射频电磁干扰,逐步替代 ECM 麦克风,广泛应用于智能手表、智能眼镜、智能家居和车辆语音控制等场景。同时 MEMS 麦克风也是高端智能手机标配。
根据 Yole 数据统计,智能手机使用麦克风的数量从 2007 年 iphone 初代麦克风的 2 颗,增至 iphone 11 的 5 颗,单个麦克风聚焦一个功能控制,包括语音采集、噪音消除和语音识别。
MEMS 麦克风市场,耳机和音箱是未来主要增量应用。
一台智能音箱的 MEMS 麦克风搭载量约为 4~8 颗,一副 TWS 无线耳机的 MEMS 麦克风数量则达 4~6 颗,随着智能手机的不断成熟,TWS 二级和智能音箱渗透率的不断提升,MEMS 硅基麦克风的市场将从 2018 年的 10.77 亿增至 2024 年的 15.08 亿,其中第一大市场为智能手机占比 50%;
到 2024 年智能音箱将成为 MEMS 麦克风领域第二大市场,市场占比 15.5%,复合增速 25%;无线耳机将成为 MEMS 麦克风领域第三大市场,市场占比 14.7%,市场复合增速为 8%,两者复合增速超过 MEMS 麦克风总体增速。将成为 MEMS 麦克风主要驱动因素。
公司披露和通用微战略合作协议,未来硅基麦克风和电子烟 MEMS 开关有望实现批量出货。
公司 2021 年 6 月公告北京 FAB3 代工厂生产的首批 MEMS 麦克风芯片通过客户通用微认证,FAB3 芯片性能和良率达到设计指标并与瑞典同类产品相当。
今年 7 月,通用微公众号披露其 MEMS 电子烟开关实现批量出货,未来随着赛微产能逐步释放和技术成熟度的提升,有望进一步实现客户多品种横向拓展。
滤波器是射频MEMS市场核心器件,公司布局BAW滤波器领域已进入试生产阶段。
滤波器是射频前端重要器件,手机射频市场主要采用声学滤波技术。
声学滤波器可分为声表面波滤波器(Surface Acoustic Wave,SAW)和体声波滤波器(Bulk Acoustic Wave,BAW)两大类。滤波器使信号中特定频率成分通过而极大衰减其他频率成分,从而提高信号的抗干扰性及信噪比。
BAW 滤波器插损低,性能优秀,适用于 5G 高频滤波。公司 BAW 滤波器经过多项技术验证,性能和良率达到设计指标和国际射频巨头的同类产品指标相当。目前客户已签署试生产订单,北京 FAB3 启动首批 BAW 滤波器 8 英寸晶圆小批量生产。
滤波器市场空间巨大,国产替代空间大。
根据 Yole 的数据显示,BAW 滤波器(BAW-SMR 和 FBAR)从 2021 年的 23.13 亿将增至 2026 年的 36.44 亿,BAW 的营收占比也将从 2021 年的 35%,提升至 2026 年的 44%。在高频通信时代,供应链安全使得下游客户对滤波器国产替代需求迫切,随着本土厂商技术不断积累,未来有望打破日美厂商垄断的市场格局。
武汉敏声与赛微电子共建的 BAW 滤波器生产线持续加速推进,预计年底实现 BAW 滤波器规模量产。
赛微电子于 2021 年 8 月与武汉敏声签署射频滤波器 8 英寸晶圆代工战略合作协议。今年 6 月公司公告 BAW 滤波器验证通过已启动试产,并于 7 月顺利搬入首台核心设备。预计年底赛微电子与武汉敏声共建德 8 英寸 BAW 滤波器生产线将在年底前实现通线生产。
激光雷达市场空间广阔,公司与国际知名激光雷达公司签署战略合作协议框架。
根据 Yole 的数据,激光雷达市场空间将从 2019 年的 16 亿美金,增至 2025 年的 38 亿美 金,年复合增速 19%。
MEMS 激光雷达主要应用于汽车自动驾驶领域,2021 年使用 MEMS 微振镜作为技术路径的激光雷达占比 17%,国内厂商中有镭射智能、速腾聚创,国外厂商包括法雷奥、AEye 和 Velodyne 等知名企业。
赛微电子北京 FAB3 厂与国际知名激光雷达厂商及其子公司签署战略合作框架协议,将在应用于汽车雷达 MEMS 微镜产品的 8 英寸晶圆代工领域展开长期战略合作,赛微电子将依据合作客户提供的工艺需求建立并维护 MEMS 微镜产品的 8 英寸晶圆生产线。
3.4 青岛产线:GaN 外延材料产能逐步释放,功率器件紧抓千 亿规模移动充电市场
第三代半导体 GaN 器件相比硅基材料优势显著。GaN 功率器件具有禁带宽度大、热导率高、耐高温、抗辐射、耐酸碱、高强度和高硬度等特性。
与传统硅器件相比导通电阻式硅器件的近 1/1000,极大降低了导通损耗,开关频率是硅器件的 10 余倍,减小设备体积和贵金属材料损耗,同时耐高温抗辐射属性提升系统可靠性,在能源转换领域技术优势明显,应用价值显著。
通过控股子公司聚能创芯布局 GaN 器件。
聚能创芯在已开发成功 650 V GaN HS 功率器件平台的基础上,推出系列 GaN 功率器件产品。为客户提供高紧凑性、高效率、高速度的快充体验,研制并发布了 65 W QR、65 W ACF、120 W PFC/LLC 等多型 GaN PD 快充方案,支持主流品牌智能手机和新型笔记本电脑。
聚能创芯全资子公司聚能晶源为客户提供大尺寸、高性能 GaN 外延解决方案和材料。公司掌握业界领先的 8 英寸 GaN-on-Si、6 英寸 GaN-on-SiC 外延技术,产品线包括 AlGaN/GaN-on-Si、P-cap AlGaN/GaN-on-Si、GaN-on-HR Si、GaN-on-SiC,覆盖 GaN 功率与微波器件应用。
公司 GaN 产品深度布局移动充电市场,移动快充领域是未来 GaN 功率器件主流应用,市场空间巨大。移动充电市场空间广阔,使用 GaN 移动快充渗透率将逐步提升。
根据 Yole 的报告预测显示,从 2019 年开始,GaN 功率器件市场进入快速增长期,复合增速高达 91%,而从 2019 年开始,充电市场规模将是 GaN 功率器件中规模最大的市场,达到 2220 万美金,占比 30%。
而到 2022 年,GaN 功率器件应用于充电市场的规模将达到 2.42 亿美金,复合增速 124.5%,高于 GaN 功率器件整体增速,占 GaN 功率器件应用的比例将达到 52%。
4 盈利预测与估值
我们认为公司瑞典产线资产优质、业务稳定、盈利能力好,北京产线正处于大规模量产前的工艺导入、中试以及规模量产前期。
作为国内稀缺的纯 MEMS 代工厂商,公司具有业内最完整的 MEMS 工艺平台,填补了国内相关产能稀缺的产业现状。
未来瑞典、北京有望形成优势互补,长期来看,公司拟通过投资、并购等方式扩大产能规模,目标定位国际一流的特色工艺代工厂。
我们对于公司的盈利预测基于核心假设如下。
1)瑞典产线定位于特色工艺开发+小批量量产线,未来工艺开发仍将是重要收入来源,公司目前储备了大量优势客户,汽车电子、医疗检测、硅光、消费电子等领域均可以看到客户未来长期的 MEMS 技术演进需求。
量产方面,现有大客户每年订单稳定,公司将通过持续提升现有产能利用率实现营收稳步增长。根据公司 2021 年限制性股票激励计划目标,瑞典 Silex 2022、2023 营收目标值分别为不低于 8.2 亿、9.6 亿元。
2)北京产线定位于量产线,由于瑞典 ISP 对于技术出口合作的否决,北京需自行摸索生产工艺流程,原有的客户也延长了量产导入时间。
公司此前已公告了与武汉敏声、某 MEMS 激光雷达厂商的战略合作协议,值得注意的是与武汉敏声的合作采用合作投资模式,并且 BAW 滤波器工艺已通过客户验证,未来有望加速上量。
3)公司已公告了对于中试线 Fab7 的投资计划,未来 Fab3 工艺开发任务有望逐步转移,从而有利于 Fab3 产能利用率的快速爬坡。
4)根据公司 2021 年限制性股票激励计划目标,北京塞莱克斯 2022/2023 营收目标分别为 3.5 亿、8-10 亿元。
由于下游消费电子需求周期下滑,北京主要大客户的订单执行周期相应延后,但明年有望快速爬坡。
5)北京产线一期+二期的总体设计产能为 36 万片每年,我们假设到 2025 年基本达产,同时产能利用率为按照年底产能计算的当年平均值。
6)MEMS 业务毛利率主要取决于直接材料、直接人工、制造费用等,直接材料受到大宗商品、国际形势等多方面影响,预计上升后趋于平稳;直接人工增加与产能利用率有关,但会有边际递减效应;制造费用需要考虑产线转固进度。
随着产能利用率逐步爬坡,北京 MEMS 业务毛利率将显著回升,带动公司整体毛利率回升。
7)GaN 业务分为 GaN 外延片和 GaN 器件收入,随着更多客户导入以及自销需求的增加,外延片目前 10000 片/年产能利用率将有效提升。
GaN 器件目前主要受制于合作代工产能不足,随着合作厂商扩产释放有望形成更多销售,同时公司参股公司亦积极布局自有产能,未来可能形成 IDM 模式。
8)费用率方面,剔除股权激励摊销影响,随着公司收入提升,管理费用率、销售费用率将显著下降;公司还将持续引入人才投入工艺开发,研发费用未来保持在较高水平,参考中芯国际经验,2024 年回到 20%左右。
9)暂不考虑 Fab5(德国 Elmos)收购、Fab6(合肥拟投)、Fab7(怀柔中试线)或有业绩贡献。
我们预测公司 2022-2024 营收分别为 10.7 亿、16.1 亿、23.5 亿元,归母净利 润分别为 0.55 亿、1.2 亿、2.8 亿元,当前股价对应市盈率分别为183/84/36。
目前公司 PB(TTM)为 1.96,而台积电(美股)、格罗方德(美股)、中芯国际(A 股)、华虹半导体(H 股)的 PB(TTM)分别为 4.5、3.3、3.0、1.1,随着公司业绩显著改善,估值也有望修复为行业平均水平。
5 风险提示
1)由于专项出口许可被瑞典 ISP 否决,北京产线自行摸索工艺 knowhow 导致量产和客户导入进度慢于预期。
2)由于下游消费电子短期需求下滑,瑞典 Silex 产能利用率下降,导致收入增速和毛利率下滑风险。
3)新增 MEMS 代工产能无法消化导致资产闲置的风险:半导体产能具有反周期、投入大、门槛高的特点,公司需要提前建设产能,才能争取大规模量产订单,短期内北京产线存在产能利用率较低风险。
4)新建产能资本开支较大,在尚未形成规模收入前可能存在现金流或财务成本风险。
5)北京产线在研项目包括惯性器件、射频滤波器、微振镜、自由振膜 MEMS 硅麦等,技术壁垒高、工艺难度大,可能存在客户导入低于预期风险。
6)德国 Fab5(Elmos)收购正在德国政府审批过程中,若收购失败公司进入车规市场可能需要花费更多时间。
7)核心研发人员流失的风险:MEMS 领域需要多学科复合人才,具备该条件的工程师非常稀缺。
8)补助具有不确定性风险,可能显著影响当期业绩。
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