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国金研究,华润微,的风电厂的半导体需求量是火电厂的,IDM,模式在功率半导体

2020-03-25 12:37来源:互联网编辑:小狐

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国金证券研究所

创新技术与企业服务研究中心

半导体陆行之团队

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投资逻辑

投资建议

◼首次覆盖,给予“买入评级”2019年功率半导体整体景气度有所下降,我们预计公司2019-2021年归母净利润分别为 4.0 亿元、 4.9 亿和 6.7亿元,对应 EPS 分别为0.46元、0.40元和0.55元。考虑到华润微作为国内最大的IDM模式半导体公司的龙头地位,以及产品与方案收入占比提升将改善盈利率和净资产收益率,给予公司一定的估值溢价,给予2021年95倍PE的目标估值,对应52.3元的十二个月目标价,给予“买入”评级。

风险提示

◼新冠疫情加剧的风险;产能扩张过快的风险;公司产品技术落后的风险;科创板估值波动大的风险;限售股解禁的风险

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一、四大核心优势

1.公司自身条件支持采用 IDM 模式的优势

IDM 模式适应功率半导体企业。华润微是国内最大的 IDM 模式半导体公司,也是国内额前十的半导体公司中唯一一家 IDM 模式为主的企业。相比Fabless 模式的功率半导体公司,IDM 模式拥有设计与制造环节紧密结合的优势,能缩短从芯片设计到制造所需的时间,不需要进行硅验证,不存在工艺对接问题,能加快新产品面世的时间;同时也可以根据客户需求进行高效的特色工艺定制。由于同时具备设计和制造能力,能获得更高的产品附加值。

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IDM 模式对初始资源禀赋和能力都有极高要求。对于功率半导体企业,虽然 IDM 模式有多种好处,但是同时也受限于资本投入要求大、资产较重。以华润微的 “8 英寸高端传感器和功率半导体建设项目” 募投项目为例,项目投资金额为 23 亿,巨额的资本开支需求对所有采用 IDM 模式公司提出;同时财务费用会对企业盈利产生重大影响,压制企业盈利能力。因此我们认为IDM 模式是一个门槛极高的模式,对企业初始资源禀赋和能力都有极高要求。企业只有在同时满足上述两个条件之后,才有可能通过流满足资本开支需求从而扩大规模和提升技术,实现 IDM 模式的正向循环。

华润微的规模体量和资金条件支持它采用 IDM 模式,并且已经实现 IDM模式的正向循环。我们从三个维度评价不同企业对 IDM 模式负担能力:现有营收产能规模、流负担能力和盈利承压能力。比较 A 股不同 IDM 模式,华润微在这三个维度都处于领先优势。我们认为华润微依靠股东的初始资金支持,已经建立了 IDM 模式的正向循环—营收规模和收入规模领先同业,经营流支持巨额资本开支需求,使得财务负担低于同业,盈利情况好于同业。我们认为,这样的优势在未来会持续扩大。

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2.以 MOSFET 为基,全面布局功率半导体的优势

公司在功率半导体布局全面,产品种类包括 MOSFET、IGBT、SiC、SBD和 FRD 等。公司已形成较为完整的 MOSFET 产品系列。公司是国内营业收入最大的 MOSFET 厂商,是目前国内少数能够 -100V 至 1500V 范围内低、中、高压全系列 MOSFET 产品的企业,也是目前国内拥有全部MOSFET 主流器件结构研发和制造能力的主要企业,生产的器件包括平面栅 VDMOS、沟槽栅 MOS 及超结 MOS 等,可以满足不同客户和不同应用场景的需要。

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公司在 MOSFET 上工艺技术水平领先。公司自主研发的沟槽栅 MOS 器件,在电动二轮车的电机控制器市场、电源及电池保护应用领域表现优异;其中采用屏蔽栅结构的产品可以应用在使用频率更高的领域,如同步整流等;自主研发的平面栅 VDMOS 器件已进入台达、光宝、Salcomp(赛尔康)等国际电源制造商的供应链;采用多层外延超结技术研发和生产的超结 MOS 器件产品的主要参数指标与国际标杆公司生产的第六代超结 MOS 器件产品的技术指标相当。

积极布局新一代功率半导体,SiC 有望在 2020 年实现供货。公司以 6 英寸产线为基础,进行 650V 硅基 GaN 器件、SiC JBS 器件和 SiC MOSFET 产品的设计研究和工艺技术研发工作。未来几年,SiC 和 GaN 量产将优化公司功率半导体产品组合。

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随着公司中高压 MOSFET 占比提升、IGBT 快速增长和 SiC 器件陆续出货,公司功率半导体的产品结构将得到优化,产品平均单价和占收入比例将有提升空间。

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3.特色工艺需求旺盛,打造“一站式”服务的优势

公司特色工艺晶圆代工、 IC 封装及服务等“一站式”服务。特色工艺制程在国内需求旺盛,我们认为在未来几年里,特色工艺制程都将保持良好的供需格局。而相比一般代工模式的晶圆代工和封装分开,公司能够从代工到后道封装的“一站式”服务,从而缩短供应链,更好保障客户的供应安全。

模拟电路带动特色工艺制程需求。我国模拟器件需求增速高于半导体整体需求增速。集成电路产品主要分为逻辑器件、存储器件、微处理器、模拟器件、光学器件、传感器和分立器件。2018 年全球半导体额约为 4700 亿美元,从产品结构上看,其中存储器占比为 33.7%、逻辑器件占比23.3%、模拟器件为 12.5%。模拟集成电路 2018 年全球市场规模约为 587 亿美元。根据 IC Insight 预测数字,2017-2022 年模拟集成电路产品复合增速为 6.6%,高于集成电路行业 5.1%的整体增速。

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我国对特色工艺代工潜在需求为 120 万片/月,远高于目前纯大陆工厂合计68 万片/月的有效产能供给。模拟电路依赖特色工艺。集成电路制造产业过去按照三个维度发展—尺寸依赖的先进制程工艺、非尺寸依赖的特色工艺和先进封装技术。先进制程方面,从 130nm 到 5nm 及至 3nm EUV 工艺,制程微缩是推动逻辑半导体按照摩尔定律发展的最重要动力;而对于以功率 IC、传感器、射频器件和 MEMS 器件为代表的的模拟电路产品来说,RF-COMS、SOI/RFSOI、BCD/CDMOS、MEMS 等特色工艺相比先进制程对产品性能起到更为关键的决定作用。

相比先进制程工艺,特色工艺具有工艺相对成熟,资本投入要求相对更低、产品研发投入相对较少、生命周期更长等特点。2018 年国内模拟电路额约为 238 亿美元,假设实现 50%自主供应,对应国内生产模拟电路产业产值 119 亿美元,如果以 35%毛利率计算,对应制造成本约为 77 亿美元,其中晶圆代工规模约为 58 亿美元,取 8 英寸特色工艺制程晶圆代工 ASP 约为400 美元/片,国内对特色工艺需求约为 1450 万/年,约合 120 万片/月。而2019 年,纯大陆工厂可用于模拟芯片的制造产能约为 38 万片/月,可用于功率半导体的晶圆制造产能约为 37 万片/月,合计 75 万片/月,假设有效产能为总产能 90%,即有效产能为 68 万片/月,远远低于我国对特色工艺的需求。

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8 英寸特色工艺制程产能扩张有限,供需格局良好。虽然 12 英寸相对 8 英寸效能更高,但 12 英寸产线对于工艺指标要求更高,对于原材料的要求也更高。对于 8 英寸产线,RF-COMS、SOI/RF-SOI、BCD/CDMOS 等成熟的特色工艺技术可以使尺寸较小的晶粒包含较多的模拟内容。并且大多数 8 英寸设备已经折旧完毕,固定成本低。出于经济考虑,8 英寸特色工艺制程晶圆厂扩产多采用二手设备,华润微曾先后购入 Hynix 设备、德国生产线设备等二手生产设备。而从全行业来看,二手设备相对有限,并且国际设备厂大多早已停产 8 英寸设备,因此 8 英寸厂产能扩张速度受设备制约而受限,使得 8 英寸特色工艺制程代工市场保持较好的供需格局。

当前代工产能紧张,MOSFET 出现缺货迹象。根据上述分析,CIS、电源 IC、指纹识别 IC 、MCU、IGBT、MOSFET 等代工需求强劲,而特色工艺产能供给有限,2019 年四季度,华虹 8 英寸晶圆厂产能利用率达到 92.5%,联电集团旗下 8 英寸厂和舰产能利用率维持在九成的高位水平。受疫情影响导致部分产能释放受限,MOSFET 库存水平持续消耗,正导致部分型号MOSFET 供货期延长。

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4.产品工艺技术建立起坚固壁垒的优势

高研发投入建立工艺技术优势。公司在产品与工艺的研发上进行了高强度的投入:2016 年至 2018 年,公司研发投入分别为 34,559 万元、44,742 万元和 44,976 万元,占营业收入的比例分别为7.86%、7.61%和 7.17%;截至2019 年 6 月 30 日,公司拥有 7937 名员工,其中包括 641 名研发人员,2290名技术人员,研发技术人员占员工总数的比例为 37%。无论是研发人员和研发费用的绝对数量或者占比,公司的投入相都位于行业前列。

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公司长时间的经验积累,在产品和技术工艺方面建立了领先于国内同行的壁垒。华润微超过十年来持续进行研发投入积累。在产品上形成了MOSFET、IGBT、光电烟雾检测产品、BMS、GaN 功率芯片等一系列产品线;在制造工艺方面,形成了 BCD、MEMS 工艺以及功率封装等技术平台,建立了领先国内同行的产品和制造工艺壁垒。

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公司 MOSFET 、IGBT 、 FRD 等产品的设计及制备技术及 MEMS 工艺技术、功率封装技术等,沟槽型 SBD 设计及工艺技术、光电耦合和传感系列芯片设计和制造技术及设计及工艺技术、BCD 工艺技术国际领先,上述核心技术已广泛应用于公司产品的批量生产中。

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二、功率半导体行业概况及趋势

1.行业趋势:IDM 模式是做强的必然选择

IDM 模式在功率半导体、MEMS 等特色工艺半导体产品生产中独具优势。半导体行业中主要有两种芯片生产模式:IDM 模式(集成器件制造)的自己设计兼制造,还有 Fabless (无工厂)的芯片设计再委外 Foundry 代工模式( 晶圆代工 ) 。对 于 数 字 芯 片 , 沿 着 “ 摩 尔 定 律 ” 发 展 , 追 求 先 进 制 程 ,“Fabless+Foundry”模式将晶圆制造与设计环节分开,大大降低了设计行业的准入门槛,Foundry 通过资源集中得以负担先进制程的巨大资本开支需求,这种模式近三十年来取得了快速发展。但是对于功率半导体、MEMS 器件等特色工艺半导体产品的生产,IDM 模式相比 Fabless 模式更具优势,主要原因在于:

◼ 功率半导体高度定制化,IDM 模式使得设计与制造环节协同优化,缩短产品时间:与数字芯片多为大批量的标准件不同,功率半导体等模拟器件的定制化需求高。如下图所示,即使同一种类型的功率器件,在不同应用场景中有不同的功率、频率和尺寸要求,需要针对不同客户不同定制化产品。在 IDM 厂商中,生产工艺的和设计是同步的,可以通过设计部门和制造部门协调,快速解决设计中遇到的问题,大大缩短时间。

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◼ 制造环节在功率半导体生产中起到决定作用,是构成产品附加值的核心:

由于功率半导体电路相对简单,晶圆制造和封装环节对产品最终性能影响相对较大,技术含量相对更高,因此包括前道晶圆制造和后道封装环节在内的制造环节在功率半导体中占有更高的附加值。而在数字芯片中占有较高附加值的芯片设计、IP、指令集、控制芯片架构、设计软件工具等环节在功率半导体中附加值占比相对较低。

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◼ IDM 模式有利于积累制造经验,形成技术优势:功率半导体的设计研发与制造工艺及封装工艺紧密结合,IDM 通过长时间的技术积累,建立起工艺的 IP(知识产权)壁垒。以华润微为例,自 2008 年以来,先后推出沟槽型 MOSFET 产品、平面型 VDMOS 产品、NPT-IGBT 产品、700V BCD 产品平台、700V BCD G2 技术平台、高压超结 VDMOS 产品、1200V JBS产品,IPM 功率模块量产平台、600V TRENCH FS IGBT 产品。长时间积累的产品制造工艺经验是不同产品形成差异化的核心竞争力。相比 Fabless 模式,IDM 模式的功率半导体企业具有上述优势,目前全球主要功率半导体公司均是 IDM 模式公司。

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2.功率半导体市场预计保持较高增速

功率器件是电子装置电能转换与电路控制的核心,主要用于改变电压和频率,或将直流转换为交流,交流转换为直流等的电力转换。根据 IHS Markit 预测,2018 年全球功率器件市场规模约为 391 亿美元,预计至 2021 年市场规模将增长至 441 亿美元,年化增速为 4.1%;2018 年中国市场需求规模达到 138亿美元,增速为 9.5%,占全球需求比例高达 35%。预计未来中国功率半导体将继续保持较高速度增长,2021 年市场规模有望达到 159 亿美元,年化增速达 4.8%。

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功率半导体产品可以分为功率分立器件、电源 IC 和功率模组三大类,其率分立器件又可以分为全控制器件的 IGBT/MOSFET/BJT 等、半控制器件的晶闸管和不可控器件的二极管。根据 Yole Development 的数据,2018 年全球功率半导体中分立器件/模组/功率 IC 占比 32.7%、13.3%和 54.0%。

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功率半导体器件可用于几乎所有的电子制造业,其下游应用非常广泛,包括新能源(风电、光伏、电动汽车)消费电子、智能电网、轨道交通等,根据每个细分领域性能要求的不同(频率、电压、损耗)不同的功率器件(MOSFET、IGBT、SiC 等)可以应用于不同的领域。按照下游应用领域,功率半导体器件主要可以分为五大类,包括工业控制(市场占比约为 23%)消费电子(20%)计算机(20%)汽车电子(18%)网络通信(15%)MOSFET、IGBT、整流桥是功率半导体器件中最为重要的三个细分产品,MOSFET 在功率器件中的占比达到 41%,整流桥 21%,功率模块占比 23%,IGBT 则为 7%。

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MOSFET,即金属氧化物半导体场效应管,是一种可以广泛使用在类比电路与数位电路的场效晶体管。MOSFET 器件速度极快,耐冲击性好,故障率低,电导率负温度系数,扩展性好。大功率应用时成本不敏感,因此低压大电流是MOSFET 的强项。IGBT,绝缘栅双极晶体管,它是由 BJT 和 MOSFET组成的复合全控型电压驱动式功率器件。IGBT 具有电导调制能力,相对于功率MOSFET 和双极晶体管具有较强的正向电流传导密度和低通态压降。IGBT 稳定性比 MOSFET 稍差,强于 BJT,但 IGBT 耐压比 MOSFET 容易做高,不易被二次击穿而失效,易于高压应用领域。

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新能源汽车是功率半导体增长的重要驱动力

新能源车功率半导体价值量大幅增加。新增功率器件价值量主要来自于汽车的“三电”包括电力控制,电力驱动和电池。在动力控制单元中,IGBT 或者 SiC 模块将高压直流电转换为驱动三相电机的交流电;在车载充电器 AC/DC 和 DC/DC 直流转换器中,都会用到 IGBT 或者 SiC、MOS、SBD 单管;在电动助力转向、水泵、油泵、PTC、空调压缩机等高压辅助控制器中都会用到功率分立器件或者模块;在 ISG 启停、电动车窗雨刮等低压控制器中都会用到 MOS 单管。根据 Strategy Analytics 和 Infineon 的数据,传统燃油车率器件单车价值量 71 美元,48V 轻度混动车率器件单车价值量 146美元,相比传统燃油车提升 106%;重度混动车和插电混动车率器件单车价值量 371 美元,相比燃油车提升 422%;纯电动车率器件成本为 455 美元,相比燃油车提升541%。

全球范围内新能源汽车销量快速增长,带动新能源汽车功率半导体消费量从 2018 年的 19 亿美元提升到 2025 年的 115 亿美元。2018 年全球 48V 轻混销量约为 30 万辆,重混和插电销量约为 290 万辆,纯电销量约为 170 万辆。预计到 2025 年,48V 轻混年销量将达到 2060 万辆,重混和插电销量预计达到1050 万辆,纯电销量预计达到 1020 万辆。

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充电桩伴随新能源汽车销量增长,拉动功率半导体需求。作为新能源汽车必不可少的基础配套设施,我国充电桩行业也正处于高速增长的建设期,未来市场空间广阔。Infineon 统计 100 kW 的充电桩需要的功率器件价值量在 200-300 美元。根据国际能源署(IEA)预测, 2030 年,全球可用充电桩有望达到2000 万个,相比 2019 年增加约 1900 万个,带动功率半导体消费额约为 47.5亿美元。

新能源发电是功率半导体需求新动力

光伏风力发电量快速增长,功率半导体迎新增长动力。由于新能源发电输出的电能不符合电网要求,需通过光伏逆变器或风力发电逆变器将其整流成直流电,再逆变成符合电网要求的交流电后输入并网。功率模块是光伏逆变器和风力发电逆变器的核心器件,新能源发电行业的迅速发展将成为 IGBT 模块行业持续增长的又一动力。根据富士电机的预测,2015-2025 年全球可再生能源发电量 CAGR 达到 5.9%,其中太阳能发电量 15-25 年 CAGR 为 16.4%,风能发电量 CAGR 为 8.8%。相较于火力发电,每 1MW 的风电厂的半导体需求量是火电厂的 30 倍。风力发电量的稳定增长将对功率半导体提出新的需求。而对于太阳能发电,为了有效地满足绿色能源太阳能发电及逆变并网的需求,就需要控制、驱动器和输出功率器件的正确组合,IGBT 是作为功率开关的必然之选。

化合物功率半导体崛起

相比传统的硅基功率半导体器件,以 SiC 和 GaN 为代表的第三代化合物半导体功率器件在部分应用领域具有明显优势。因为硅基材料无法低的导通电阻,因此在电能传输或者转换的过程中会产生大量能量损耗。而第三代化合物半导体材料具有更高的导热系数、更快的开关速度、导通阻抗低,加上材料具备宽带隙特性而能耐高电压和承受大电流,从而使得器件更能满足在大功率领域的耐高温高压和高能量转换效率的要求。目前硅基功率器件依然主导功率半导体市场,而 SiC 与 GaN 则将由较高规格的功率器件应用切入市场。在需要大功率和耐高压(>600V)高电流特性时,使用 SiC 组件会较为有利;而在需要高频切换和中低压环境时,使用 GaN 组件会较有利。从下游应用上来看,SiC 功率器件在高铁、新能源汽车、风电和集中式光伏等场景具有广阔发展空间,而 GaN 器件在电源和家电等领域具有替代空间。

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SiC 和 GaN 功率器件市场规模有望超过 100 亿美元。基于 SiC 和 GaN 在新能源汽车上对 IGBT 的逐渐替代,同时新能源汽车在全球销量的快速增长,车用功率器件将成为化合物半导体功率器件的重要推动力量。而充电桩、高铁、国防等领域的需求也呈现增长趋势。2018 年 SiC 和 GaN 功率半导体市场收入规模约 7 亿美元,根据 IHS 预测,到 2025 年收入规模有望超过 100 亿美元。

3.竞争格局:欧美日主导,国产有望逐步替代

中国是全球最大的功率半导体消费市场。根据 IHS Markit 预测,2018 年中国功率市场规模占全球市场规模的 35%,是全球最大的单一消费市场。根据赛迪顾问统计, MOSFET 中国市场规模占比全球为 39%,IGBT 为 43%,BJT为 49%,电源 IC 为 47%,其他如晶闸管,整流器,IGBT 模组等等产品中国市场占比均在 40%左右。

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目前全球功率半导体市场仍欧美日企业主导,其中英飞凌以 19%的市占率占据绝对领先地位。其后的安森美和三菱市占率分别为 10.0%和 7.0%。前十大公司合计市占率达到 58.9%。

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具体到 MOSFET 和 IGTB 细分领域,在中国 MOSFET 市场中,市占率前三分别是英飞凌、安森美和华润微,市占率分别为 28.4%、16.9%和 8.7%,华润微是唯一市占率进入前五的中国企业。IGBT 市场同样英飞凌一家独大,全球市占率达到 37%,其后的安森美和富士电气市占率达到 10%和 9%。

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国内厂家有望在功率半导体领域实现逐步替代。目前英飞凌无论在MOSFET、IGBT 分立器件还是 IGBT 模块上,都是市占率排名第一。中高端产品生产厂商主要集中在欧洲、美国和地区,大部分属于 IDM 厂商;中国台湾地区也是较大的功率半导体产地,厂商大多属于 Fabless 厂商,产品主要集中在中低端领域。我国半导体厂商产品主要集中在二极管、低压 MOS 器件、晶闸管等低端领域,生产工艺成熟且具有成本优势。我们认为,以下几点原因使得国内厂家有在功率半导体领域逐步实现替代:

2.国内企业与国际一流技术水平差距缩小。因为模拟电路设计和工艺制程速度相对较慢,所以国内厂商有机会拉近与一流水平的差距,以 BCD 工艺制程为例,目前量产的最先进工艺是 130nm 的第六代工艺,华润微目前量产180nm 的工艺节点,并且正在研发 110-180nm 先进模拟 BCD 技术的量产。

3.国内企业更贴近用户,便于配合客户做定制化。由于国际功率半导体企业大部分研发部门在海外,部分客户的定制化需求不能得到及时的满足。而国内功率企业研发团队更贴近客户,能更方便地满足客户针对不同场景的定制化需求。

在二极管、低压 MOSFET、晶闸管等领域,本土厂商已经开始进口替代,但市场份额占比仍然较低,未来有望依靠上述优势提升市占率。而在高压MOSFET 和 IGBT 器件等中高端领域,目前部分企业已经实现突破,未来市占率的提升需要依靠制造工艺的不断升级和设计水平的提高。

三、华润微电子:专注特色工艺的 IDM 半导体龙头

公司是国内规模最大的 IDM 模式的半导体龙头公司。业务包括集成电路设计、掩模制造、晶圆制造、封装及分立器件,形成了先进的特色工艺和系列化的产品线。

1.公司历史沿革和股权结构

公司是华润集团旗下半导体投资平台。1983 年香港华科电子公司成立,建立了中国首条 4 英寸晶圆产线;1999 年无锡上华华润半导体成立, 6 英寸 MOS 晶圆代工厂;2000 年华润微电子控股有限公司成立,全面负责华润集团微电子业务;2003 年为实现香港上市,无锡华润上华半导体等公司权益全部并入 CSMC,同时成立从事 IC 封测业务的无锡华润安盛科技有限公司;2007年启动成立 8 英寸晶圆生产线;2008 年合并华润励致旗下的华润上华和华润微电子(控股)有限公司,重组设立华润微电子有限公司;2011 年华润微电子从香港退市,2013 年华润微电子设立微电子研发中心及功率半导体研发中心,2018 年华润上华出 0.18 微米 BCD 平台;2020 年华润微电子以红筹架构登录科创板。

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公司是 A 股首家红筹架构的上市公司。公司股权由中国华润 100%合计持有,持有中国华润 100%股权。公司共有 16 家境内控股子公司,20 家境外控股子公司以及 3 家参股企业,控股子公司共有 7 家分支机构。

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2.独具特色的“IDM+代工”模式的半导体龙头

公司是中国领先的拥有芯片设计、晶圆制造、封装等全产业链一体化经营能力的半导体企业,业务分为产品与方案、制造与服务两大业务板块。公司产品与方案业务聚焦于功率半导体、智能传感器与智能控制领域,制造与服务业务主要半导体开放式晶圆制造、封装等服务。公司的产品与方案业务占主营收入比例持续提升,从 2016 年的 31%提升至 2019 年上半年的43%。

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公司的产品及方案业务主要由华润华晶、重庆华微、华润矽科、华润矽威、华润半导体等子公司。其中,华润华晶和重庆华微主要负责分立器件产品及应用的研发、设计、生产与,华润矽科、华润矽威和华润半导体主要负责 IC 产品及应用的研发、设计与。制造及服务业务中,华润上华主要负责公司晶圆制造服务,华润安盛和华润赛美科主要负责公司的封装和服务。公司拥有中国领先的晶圆制造服务能力,为国内主要的半导体特种工艺平台之一,是国内前三的本土晶圆制造企业。

通过产品与方案业务和制造及服务业务两大业务板块,公司打造了具有特色完整的涵盖半导体设计、晶圆制造、封装的产业链。

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1 领先的功率半导体与智能传感器供应商

公司的产品及方案业务主要供应供应功率半导体、智能传感器与智能控制产品。其率半导体占 2019 年上半年总营业收入比例达到 39%,在产品及方案业务中占比达到 91%,其中以功率 MOSFET 为核心产品。

◼ 功率半导体

公司功率半导体产品主要主要分为功率器件与功率 IC 两大类。其中,功率器件产品主要有 MOSFET、IGBT、SBD 及 FRD,功率 IC 产品主要有各系列电源芯片。

在功率器件中,MOSFET 是公司最主要的产品之一,公司是国内营业收入最大、产品系列最全的 MOSFET 厂商。公司是目前国内少数能够 100V 至1500V 范围内低、中、高压全系列 MOSFET 产品的企业,也是目前国内拥有全部主流 MOSFET 器件结构研发和制造能力的主要企业,生产的器件包括沟槽栅 MOS 、平面栅 VDMOS 及超结 MOS 等。公司是中国最大的 MOSFET厂商。公司在 IGBT、SBD、FRD 等功率器件上具备竞争优势:已建立国内领先的 Trench-FS 工艺平台,并具备 600V-6500V IGBT 工艺能力;SBD 产品采用先进的 8 英寸 Trench 技术;FRD 产品通过采用先进的重金属掺杂工艺。

国金研究,华润微,的风电厂的半导体需求量是火电厂的,IDM,模式在功率半导体(图32)

公司功率 IC 产品主要为各类电源 IC,广泛应用于消费电子、汽车电子、工业控制等终端领域。AC-DC 产品方面,公司目前产主要应用于充电器、适配器等消费电子应用领域;LED 驱动 IC 方面,公司自主研发了非隔离开关型 LED 恒流驱动和线性 LED 恒流驱动技术;BMS IC 方面,公司基于自主研发的锂电技术生产的产品能全面覆盖绝大多数锂电的应用需求;线性稳压 IC 方面,通用电源 IC 产品具有品质高、失效率低、适用性广、使用寿命长等综合竞争优势;无线充电 IC 方面,无线充电控制级芯片系列已成功通过无线充电联盟 WPC 的 QI 标准认证;电机驱动 IC 方面,公司产品能支持大、中、小功率应用;音频功放 IC 方面,公司产品具有双极、BCD和 CMOS 工艺技术和制造资源优势。

国金研究,华润微,的风电厂的半导体需求量是火电厂的,IDM,模式在功率半导体(图33)

◼ 智能传感器

公司智能传感器主要可分为 MEMS 传感器、烟雾传感器与光电传感产品。其中 MEMS 传感器产品主要为压力传感器。公司生产的压力传感器芯片涵盖微压、常压和高压,产品广泛应用于汽车电子、消费电子、工业控制以及医疗等领域;烟雾传感器产品线丰富,主要包括光电式、离子式和声光报警驱动等产品。光耦系列芯片的主要供应商之一,产品广泛应用于消费电子、汽车电子、工业控制等领域。

国金研究,华润微,的风电厂的半导体需求量是火电厂的,IDM,模式在功率半导体(图34)

◼ 智能控制产品

公司智能控制产品可分为人机交互 MCU、计量计算 MCU、通用型 MCU,涵盖 4 位、8 位、16 位及 32 位 CPU 内核,应用于人机交互、消费电子、工业控制、计量计算等领域。

国金研究,华润微,的风电厂的半导体需求量是火电厂的,IDM,模式在功率半导体(图35)

2 国内领先的特色半导体工艺平台

公司专注于特色化、定制化工艺的制造及服务。制造与服务业务主要包括半导体晶圆制造、封装等服务。公司为国内主要的半导体特种工艺平台之一,是国内前三的本土晶圆制造企业。在无锡拥有 1 条 8 英寸和 3 条 6 英寸半导体晶圆制造生产线。其中,8 英寸晶圆生产线年产能约为 73 万片, 6英寸晶圆生产线年产能约为 247 万片。6 英寸生产线产能在国内居于前列。公司 0.1-1 微米工艺制程的特色晶圆制造技术服务,包括硅基和 SOI 基 BCD、混合信号、高压 CMOS、射频 CMOS、 Bipolar、BiCMOS、嵌入式非易失性内存、IGBT、MEMS、硅基 GaN、SiC 等标准工艺及一系列客制化工艺平台。与遵循摩尔定律发展的标准数字集成电路制造工艺不同,公司专注于特色化与定制化晶圆制造服务,公司的 BCD 工艺技术水平国际领先、MEMS工艺技术水平国内领先。公司在重庆拥有 1 条 8 英寸半导体晶圆制造生产线,年产能约为 60 万片,目前主要服务于公司自有产品的制造,产品以功率半导体与模拟 IC 为基础,面向消费电子、工业控制、汽车电子等终端市场。

公司在无锡和深圳拥有封装生产线,年封装能力约为 62 亿颗。具有完备的半导体封装生产工艺及模拟、数字、混合信号等多类导体生产工艺。

此外,公司还掩模制造服务。公司在无锡拥有一条掩模生产线,年产能约为 2.4 万块。目前国内生产光掩模产品的主要有四家公司,分别为上海凸版光掩模公司、中芯国际、无锡中微掩模电子有限公司与华润微电子。以 2018年额计,公司掩模业务额约占国内光掩模版总额的 27%,在内资企业中市场占有率排名第一。公司是目前公司是目前国内最大的本土掩模制造企业之一。

国金研究,华润微,的风电厂的半导体需求量是火电厂的,IDM,模式在功率半导体(图36)

3 下游客户分散,国际一线客户认证

优秀的产品性能建立客户粘性。功率器件相关核心技术与专利系将器件设计与制造工艺技术紧密结合,具有门槛高、替代难度大的特点。经过长期与众多客户的磨合与积累,已建立较强的品牌知名度及客户粘性。

一线客户认证竞争实力。公司产品与方案业务业务包含直销客户和经销商业务,最终客户结构分散,主要为消费电子领域、电源领域、工业领域和电动自行车领域。消费电子领域客户包括海尔、美的、TCL、海信创维等一线企业;电源领域实现对伟创力等公司的供应;工业领域公司是博世集团供应商。制造与服务业务公司为国际一线客户代工制造。2018 年公司制造业务第一大客户MPS International 为业内领先的高品质工业应用、电信基础设施、云计算、汽车和消费电子领域产品、应用和设计服务商。Diodes Incorporated 是领先业界的高质量应用特定标准产品全球制造商与供货商,产品涵盖广泛领域,包括独立、逻辑、模拟及混合讯号半导体市场。Diodes 服务的市场包括消费性电子、计算机、通讯、工业及汽车市场;CIRRUS Logic 成立于 1984 年是一家为音频和能源市场高精度的模拟和数字信号集成电路和供应商。其客户主要包括苹果、BOSE、飞利浦、三星、索尼等客户。

国金研究,华润微,的风电厂的半导体需求量是火电厂的,IDM,模式在功率半导体(图37)

四、盈利预测与投资建议

1.营收、毛利率预测及关键假设

我们认为随着公司进一步向综合一体化的产品公司转型,公司的产品与方案业务收入占比将持续提升,从而推动公司毛利率和盈利水平改善:

半导体行业下游客户需求增加以及公司不断调整和优化产品结构,公司 2016、2017、2018、2019H1 功率半导体产品的平均单价分别为 0.14 元/颗、0.13 元/颗、0.15 元/颗、0.16 元/颗,整体呈上升趋势。随着公司产品研发投入的增大,我们预计公司将在中高端功率半导体持续突破,提升功率半导体产品组合平均单价提升,我们预计公司功率半导体单价2020-2022年变动幅度分别为+5%、+10%和+5%;公司的传感器产品逐步从以芯片为主发展至以模组为主,我们预计产品单价2020-2022年有较大增幅,预计2020-2022年变动幅度为+10%、+10%和+10%;晶圆代工价格具有明显的周期性,2019年受需求下滑影响,随着2020年新能源车等带动需求景气复苏,我们预计2020-2022年晶圆代工价格变动幅度为+1%、+5%、+3%。

由于产品毛利率高于代工毛利率,随着产品收入占比提升,将带动公司总体毛利率提升,预计2020-2022年毛利率分别为24%、26%和26%:由于公司产品结构优化,高压MOSFET等中高端产品收入占比提升带动功率半导体毛利率提升,预计2020-2022年分别为29%、32%和32%;晶圆代工毛利率与我们认为总体保持稳定,预计2020-2022年分别为19%、18%和18%。

国金研究,华润微,的风电厂的半导体需求量是火电厂的,IDM,模式在功率半导体(图38)

国金研究,华润微,的风电厂的半导体需求量是火电厂的,IDM,模式在功率半导体(图39)

2.盈利水平和估值的同业比较

选取闻泰科技、斯达半导、捷捷微电和台基股份作为同业估值比较样本由于华润微的业务分为功率半导体和制造代工,因此经营利润率和净资产收益率低于纯功率半导体同业公司。未来随着公司产品与方案业务收入占比提升,预计公司经营利润率和净资产收益率都有提升空间。

国金研究,华润微,的风电厂的半导体需求量是火电厂的,IDM,模式在功率半导体(图40)

目前华润微股价对应2020年和2021年PE分别为89.2倍和64.9倍。同业公司2020年和2021年的PE平均预测值分别为52.7倍和40.2倍。我们发现华润微和斯达半导作为IDM模式和Fabless模式功率半导体企业的龙头,享有估值溢价。

国金研究,华润微,的风电厂的半导体需求量是火电厂的,IDM,模式在功率半导体(图41)

3.公司的合理估值

我们预计公司2019-2021年的收入分别为58亿元、63亿元和76亿元,实现归母净利润分别为4.0亿元、4.9亿元和6.7亿元,考虑到华润微作为国内最大IDM模式半导体公司的龙头地位,以及随着公司向一体化的产品公司转型产品收入占比提升,将改善整体盈利水平和净资产收益率水平,给予公司一定的估值溢价,给予2021年90倍估值,对应52.3元的十二个月目标价,给予“买入”评级。

因为IDM模式企业和代工企业获利波大区间都较大,造成股价波动大,我们用过去股价的最高值和最低对应Forward P/E预测华润微2020-2023年高/低价区间如下。

国金研究,华润微,的风电厂的半导体需求量是火电厂的,IDM,模式在功率半导体(图42)

五、风险提示

1.全球新冠疫情加剧,宏观经济不确定性加大的风险

功率半导体主要下业如工业控制、新能源发电投资、新能源汽车等与宏观景气景气度高度相关,如果全球新冠疫情对工业企业利润和个人收入造成重大负面影响,企业投资和个人可选消费意愿将会下降,从而导致对功率半导体需求不及预期。

2.国内晶圆代工产能扩充过快导致行业产能过剩的风险

国内半导体国产替代需求背景下,国内新建和扩建多个成熟制程晶圆代工项目,存在短时间内多个项目投产导致晶圆代工产能过剩,价格大幅下降风险。

3.公司功率半导体产品技术落后的风险

目前以 SiC 和 GaN 作为功率半导体新材料在各个领域特别是高端领域的应用正在快速探索发展。公司如果在相关技术研发和准备落后于竞争对手,存在在下一代功率半导体竞争中失去领先地位的风险。

4.科创板估值波动较大的风险

部分科创板公司在上市初期溢价较高,估值波动幅度较大。假若宏观经济环境不确定性加大,科创板存在估值水平大幅调整的风险。

5.限售股解禁的风险

2020 年 8 月 27 日,公司 IPO 的首发一般股份和首发机构配股将解禁,共计1191 万股,占解禁前流通股份 5%。此次解禁股本占总股本比例较大,有压制股价的风险。

本文相关词条概念解析:

半导体

半导体(semiconductor),指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。

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