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捷捷微电研究报告进击的mosfet小巨人,跨越半导体周期

  • 作者:ispmaa
  • 2023-04-06 12:01:56
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(报告出品方/作者东兴证券,刘航)

1、晶闸管龙头,MOSFET收入占比大幅提升

捷捷微电创建于 1995 年,于 2017 年 3 月在创业板上市,公司主导产品为晶闸管、MOSFET、低结电容放 电管等各类保护器件、功率型开关晶体管等。公司恪守 “一技专长、生计无虞”专业、专注的工匠精神,打造 具有国际竞争力的功率(电力)半导体器件制造商(IDM)和品牌运营商。公司自成立以来,一直从事半导 体分立器件、电力电子器件的研发、生产和销售。企业在大力开展技术创新的同时,非常注重自主知识产权 的创造与保护工作。公司现共获得授权专利 160 项,其中发明专利 26 项,实用型新专利 133 项;外观专利 1 项。已受理发明专利 107 项,受理实用新型专利 16 项目。

公司“技-工-贸”起家,主要产品包括功率半导体芯片和封装器件。功率半导体芯片是决定功率半导体分立器 件性能的核心,在经过后道工序封装后,成为功率半导体分立器件成品。公司主导产品为晶闸管(单、双向 可控硅)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor-金属氧化物半导体场效应晶体管)、 低结电容放电管等各类保护器件、高压整流二极管、功率型开关晶体管、第三代半导体器件等。

公司是晶闸管细分领域龙头,晶闸管国内市占率约为 37%,但是随着 MOSFET 产品和客户取得突破,MOS 业务收入占比大幅提升。半导体分立器件种类多,包括功率二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT 等半导体功率器件产品;其中,MOSFET 和 IGBT 属于电压控制型开关器件,相比于功率三极管、晶闸管等电流控制型开关器件,具有易于驱动、开关速度快、损耗低等特点。在半导体分立器件中,MOSFET 和 IGBT 占比为 42%和 30%。而晶闸管占比为 3%,公司晶闸管国内市占率约为 37%。

近年来,随着公司 MOSFET(平面、沟槽、超结)产品与客户均取得突破,MOS 业务收入快速增长,收入 结构占比已提升至 3Q22 的 43%。公司掌握了独立的功率半导体技术,产品的品质以及稳定性等获得了全球一线品牌的认可,功率芯片和功率 半导体分立器件业务收入均实现快速增长,且业务毛利率保持在较高水平。公司营收和归母净利润均保持较快增长,由于下游消费电子等行业景气度下行,2022 年前三季度公司收入 增速略有下滑,我们认为随着下游逐步恢复与新产能达产,公司业绩有望维持较快增长。

2、MOSFET主要应用于汽车、消费电子和工业领域,国产化率为41.3%

MOSFET 下游的应用领域中,汽车电子、工业控制、消费电子、通等占据了主要的市场份额,其中国内 MOS 产品中汽车电子、消费电子和工业占比较高,分别占 25%、20%和 20%。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 的市场需求。在汽车电子领域,MOSFET 在电动马达辅助驱动、电动助力转向及电制动等动力控制系统,以及电池管理系统等功率变换模块领域,拥 有广泛的发展前景。

根据 Yole 数据,Si MOSFET 主要工作电压为 0-600V,全球来看主要应用于家电和消费电子,而高端产品部 分采用了 GaN 产品;而 Si IGBT 工作电压主要为 600-1700V,主要用于工业和输变电等领域。根据 Yole 数据,预计 2026 年全球 MOSFET 市场规模将达到 95 亿美元,2020-2026 年均复合增长率为 3.8%,2023 年国内 MOSFET 国产化率约为 41.3%,而全球 MOSFET 前十大都是国外厂商,国内厂商有望 把握进口替代机遇抢占市场。

3、公司竞争优势突出,资本开支行业领先

公司产品具备技术优势,积极布局 IDM 模式,产品性能和效率将大大提升。公司在功率半导体分立器件的运 作模式中采取的是以 IDM 模式为主、部分 Fabless+封测的模式,功率半导体分立器件从设计、生产制造、 封装测试都是公司独立完成。公司先进的工艺技术全面应用到芯片设计和制造、成品封装及品质监控及检测 的生产过程中,将大大提高产品的性能,运转效率大幅提升。 此外,公司产品出口至韩国、日本、西班牙和中国台湾等,并且对外出口数额逐年提高,客户优势凸显。公司生 产的中高端产品实现替代进口及对外出口上升的趋势,打破了中国电子元器件领域晶闸管、防护类器件受遏 于国外技术制约的局面。 公司营收体量相对于同行较小,毛利率水平行业居前,我们分析认为,主要是晶闸管属于利基市场,产品毛 利率较高,随着南通厂达产,公司与头部营收差距有望缩小。

公司运营效率较高,应收账款周转率和存货周转率行业领先。2022 年前三季度公司应收账款周转率为 3.99 次,存货周转率为 1.87 次,在功率半导体行业内处于领先。公司财务状况稳健,流动比率和速动比率水平相对较高,领先同行。公司资产及负债规模随着业务发展均持续扩大,随着南通厂投建,2021 年以来资产负债率逐步提升,我们 认为持续高投入,公司在下一轮景气周期中有望表现突出。2020 年末、2021 年末和 2022 年三季度末,公 司资产负债率分别为 15%,31%和 40%。

全球半导体市场保持持续增长,以 4 年为参考区间,全球半导体销售额和资本开支通常具有明显的周期特征, 但我们认为公司具备以上竞争优势,并实现积极高效扩产,有望跨越本轮半导体周期,成长为 MOSFET 龙 头公司。在 2010 年、2014 年和 2017 年全球半导体销售额加速增长的同时,当年的资本开支呈现较大增长, 全球半导体销售额在紧接着 2012 年、2015 年和 2019 年出现短暂的负增长,虽然全球半导体行业存在一定 的周期性,但半导体市场仍持续保持增长,2022 年销售额将创历史新高。

随着公司资本开支加大,有望在后续行业回暖时获取更高的市场份额,我们判断随着新产能达产,业绩弹性 大。公司目前处于投入期,购建固定资产、无形资产和其他长期资产支付的现金在行业内处于较高水平,仅 次于立昂微。

4、复盘海外功率半导体龙头成长之路,公司有望成为国内功率半导体IDM龙头

4.1、海外功率半导体龙头大部分脱胎于工业巨头,生产制造模式以IDM为主

通过研究全球功率半导体龙头企业的发展历程,我们发现大部分巨头的发展都与其下游工业和汽车客户深度 绑定,例如英飞凌、安森美、瑞萨和安世半导体等。得益于欧洲汽车工业发展,英飞凌和意法半导体成为行 业龙头。日本龙头企业多是受益于日本半导体行业的发展与政策支持,1970-1979 年,美国对日本半导体产 业进行经济封锁和技术封锁,日本五大巨头(日立、三菱、富士通、东芝和日本电器)组建大规模集成电路 研究所。

此外还有一类公司,最开始生产箔电阻或小电子零部件积累材料技术、工艺和客户,后面通过并购等方式成 功切入了功率半导体行业,例如 Vishay 和罗姆。Vishay 通过国际整流器某些分立半导体与模块产品线切入 功率半导体行业,Vishay 元件用于工业, 计算机, 汽车, 消费, 电, 军事, 航空及医疗市场的各种类型的电 子设备中。罗姆是小电子零部件生产商起家,1967 年和 1969 年逐步进入了晶体管、二极管领域和 IC 等半 导体领域。 另外,通过分析功率半导体行业龙头公司的制造模式,绝大部分公司采用 IDM 模式,主要是 IDM 模式能够 在行业紧张时不受产能的约束,满足多品类产品的定制化需求。

我们分析半导体行业 IDM 模式与 Fabless 模式形成的成因,得到结论如下当产业需求向上时,IDM 模式 占据优势,自身的产能能够有效保证下游订单的释放,且较高的产能利用率也能够提升盈利水平;在产业下 行期时,Fabless 模式可以通过拓展不同的下游领域客户来维持成长。早期的半导体芯片主要以存储和模拟 芯片为主,主要应用到电视和 PC 等领域,美光、三星、英特尔等大厂保持领先;随着智能手机、处理器等新型消费电子终端销量的不断增加,处理器芯片和射频芯片的需求快速增加,以台积电、联电等为首的大型 代工厂不断出现,高通、博通、英伟达 Fabless 模式的龙头公司快速发展起来。而传统的 IDM 大厂,则受制 于已有的固定模式、研发路径和下游品牌的选择,难以超越 Fabless 与 Foundry 模式的联手发展,最终造就 了目前的局面。

但经历了 2020 年以来的半导体景气周期,部分 Fabless 厂商考虑自建部分封测相关产能以做应对,产业整 合又在向早期 IDM 模式转变。Fabless 厂商在这一轮产能紧张的情况下,意识到产能的重要性,但迫于商业 模式和重资产投入的壁垒,越来越多的厂商通过自购设备,绑定后续订单的模式来加强自己对后续产能的控 制。Fabless 厂商为了应对后续的竞争压力和产能情况,承担一部分原 Foundry 厂商的支出,甚至开始转向 IDM 模式。

4.2、复盘全球功率半导体龙头ROHM成长之路,给我们带来了哪些启示?

我们选择全球功率半导体龙头公司罗姆(ROHM)进行复盘研究,主要原因有二① 公司主要依靠自身的技术 突破与发展,并非脱胎于老牌工业巨头公司;② 公司不断丰富产品矩阵,下游领域从家电到消费电子,再 到工业和汽车等领域,产品壁垒不断提升。

1958 年公司作为电阻生产商在京都起家的 ROHM,于 1967 年和 1969 年逐步进入了晶体管、二极管和 IC 等半导体领域。罗姆成立于 1958 年,最初主要是从电阻器的生产开始做起,于 1976 年开发出世界上最早 的矩形贴片电阻,之后不断突破陆续开发出耐高压、超低阻值、抗浪涌和大功率贴片电阻,获得很高的市场 关注度。历经半个多世纪的发展,ROHM 的生产、销售、研发网络遍及世界各地,产品涉及多个领域。 1971 年 ROHM 进入美国硅谷,在硅谷开设了 IC 设计中心,开始进军半导体领域。公司通过专注于生产控 制家电集成电路芯片取得了成功。由于利用独有的经验结合供货对象的标准设计线路,通过自主生产晶圆和 制造设备,实现了较高的利润率。

我们分析认为,ROHM公司能够实现脱颖而出,主要具有以下三大特点 ① 立足于工艺制造,一体化流程保证了工艺稳定性ROHM坚持 IDM模式60多年,产品包括LSI、大功率器件以及复合功能器件,与竞争对手最大的差异化优 势在于材料开发和工艺全程把控。罗姆的生产模式是垂直整合制造,从原材料采购、设计版图、制造工艺、 散热设计再到封装测试和测试技术,全是公司自己全程把控,保证了产品品质和供货交期。ROHM 更擅长材 料开发,加上其一直坚持的工艺全程把控,在材料、工艺参数调节等严苛技术领域中占据有利地位。

ROHM 是目前唯一能够同时实现硅锭生产、晶圆工艺到最终组装的一体化流程的 SiC 供应商,产品从 SBD、 MOS再到模块实现突破,并成功打开市场。从2010年4月批量生产SiC-SBD,同年12月批量生产SiC-DMOS, 2012 年 3 月批量生产全 SiC 模块,2016 年 6 月批量生产 SiC Trench-MOS。ROHM 从 2010 年开始量产 SiC SBD 和 SiC-DMOS 产品,2012 年量产完整的 SiC 功率模块,2016 年批量生产 SiC Trench-MOS。

② 旨在持续降低元器件功率损耗,发力晶圆级封装.公司降低分立器件的工艺中布线电阻,不断开发功率损耗更低的小型功率 MOSFET,发力晶圆级封装。随 着电子设备用电量增长,电池尺寸增加,导致元器件的安装空间越来越少。为了更有效地利用有限的电池电 量,需要减少分立器件的功率损耗。公司开发的易于小型化而且特性优异的晶圆级芯片尺寸封装的 MOSFET 已逐渐成为业界主流。ROHM 利用 IC 制造商的优势,通过改进工艺大幅降低布线电阻,开发出功率损耗更 低的小型功率 MOSFET。

罗姆致力于开发功率转换效率更高,功耗更低的产品。在模拟解决方案中,通过高效驱动电机的高精度电机 驱动器来助力降低功耗。在电源解决方案中,面向汽车核工业设备等大功率应用,通过 SiC(碳化硅)等最 尖端功率元器件为实现社会系统的节能省电和小型化做贡献。汽车电子方面,公司为降低能耗研发出世界首 个开发出双沟槽结构 SiC-MOSFET 并实现量产,且新一代的 SiC-MOSFET 开关时的损耗比 SiC-IGBT 降低 了 73%。

ROHM于2010年在全球率先开始了SiC MOSFET 的量产,不断推出高标准的车规级芯片。ROHM 很早就 开始加强符合汽车电子产品可靠性标准 AEC-Q101 的产品阵容,并在车载充电器(On Board ChargerOBC) 等领域拥有很高的市场份额。通过进一步改善 ROHM 独有的双沟槽结构,在不牺牲短路耐受时间的前提下, 成功地使导通电阻比以往产品降低约 40%。通过大幅降低栅漏电容(Cgd),成功地使开关损耗比以往产品 降低约 50%。

③ 不断丰富高技术附加值的工业和汽车产品,并持续扩产.随着ROHM公司高技术附加值的工业和汽车功率产品取得突破,消费电子占比下降到了 50%以下。罗姆在 全球设立了 12 个设计中心,公司产品在传感器、汽车电子、移动设备和模拟解决等领域成果显著。2012 年, 消费类家电市场占罗姆总体业务的72%,车载与工业设备市场只占 28%。但随着罗姆的重点市场也逐渐从 消费类转向车载与工业设备市场,2022 年,罗姆车载与工业设备业务收入比例将达到52%,其中车载业务占37%,未来将继续提高汽车和工业方面的营收占比。

在 2010 年以来罗姆的产品战略发生变化,随着日本家电制造商的减少,且半导体越来越通用化,罗姆的盈 利能力有所下降,它成功切入了工业和汽车市场,用标准化、且具有技术壁垒的产品。

我们对功率半导体龙头公司 ROHM 进行复盘研究,希望对于行业规律和公司发展路径有所借鉴,我们得到 以下结论 (1)从 SBD 到 MOS 芯片,再到模块,ROHM 始终坚持 IDM 模式严控产品质量,不断通过降低导通电阻 和寄生电容来降低功耗,发力晶圆级封装。我们认为,国内 MOS领先企业捷捷微电采用 DFN、TOLL、LFPACK、 WCSP 等封装测试技术进行 MOSFET 产品的封装测试,所形成的 MOSFET 产品重点聚焦于车规级大功率 器件,不断对公司MOSFET产品封装形式的补充和升级,有望在下一轮景气周期中脱颖而出。

(2)ROHM 发展 60 余年,从家电到消费电子,再到工业和汽车客户,通过不断开拓下游行业客户,成长 为全球功率半导体龙头。ROHM 公司从家电分立器件起家,再到消费电子,最后工业和汽车营收占比接近 50%。工业和汽车客户认证壁垒高,对应的产品价值量高,公司虽然没有工业巨头的背景,却抓住了新能源 汽车发展机遇,通过化合物半导体(SiC)大举切入汽车产业链,成长为全球功率半导体龙头公司。 我们认为,国内 MOS 下游以家电和消费电子为主,后续高产品附加值的工控和车规级芯片及模块是重要的 突破口。能够快速承接大批量多品类定制化产品的 FAB、并发力封测技术的领先企业,如捷捷微电,能够发 挥 IDM 模式最大的优势,在下一轮景气周期中将占据较高的市场份额。

5、盈利预测

功率半导体分立器件公司逆周期积极扩产,稼动率持续提升,MOSFET 业务营收占比持续提升。预计 2022-2024 年功率半导体分立器件业务收入增速分别为 2%/35%/30%,随着产能逐步爬坡,毛利率提升, 2022-2024 年毛利率分别为 43%/44%/45%。 功率半导体芯片受益于进口替代,我们预计公司功率半导体芯片业务 2022-2024 年同比增速分别为 16%/32%/28%,毛利率分别为 41%/41%/42%。 功率器件封测我们预计公司功率器件封测业务 2022-2024 年同比增速分别为 100%/197%/100%,毛利率 分别为 40%/40%/41%。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关息,请参阅报告原文。)

详见报告原文。   

精选报告来源【未来智库】


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