(一)国内领先的 NOR Flash 存储芯片设计公司,MCU 业务蒸蒸日上
恒烁股份成立于 2015 年,是国内领先的 NOR Flash 存储芯片设计公司。产品广泛应用于 TWS 耳机等消费类电子、物联网终端、通信、智能电表、工业控制等领域。公司聚焦“存 储+控制”领域,主营业务已由 NOR Flash 存储芯片拓展至基于 Arm® Cortex®内核架构 的通用 32 位 MCU 芯片,同时公司还在致力于开发基于 NOR 闪存技术的存算一体终 端推理 AI 芯片。公司 NOR Flash 芯片和 MCU 芯片均获得客户的广泛认可,与杰理科 技、乐鑫科技、泰凌微电子、芯海科技、兆讯恒达、翱捷科技、上海巨微及赛腾微等客 户建立了长期稳定的合作关系,多款产品进入小米、360、OPPO、星网锐捷、新大陆、 中兴、联想、奇瑞汽车、江铃汽车及欧菲光等终端用户供应链体系。借助 NOR Flash 的 渠道和客户优势,MCU 和存算一体终端推理 AI 芯片业务有望实现协同发展。2022 年上 半年,公司 NOR Flash 和 MCU 业务分别实现 2.08 亿和 0.57 亿销售收入,占营收比重分 别达到 78.10%和 21.54%。
NOR Flash 业务:公司于 2015 年 2 月成立,立足 NOR Flash 芯片的研发与销售,当年 11 月首款 3V16Mb 双线模式产品即流片成功,并于次年 8 月实现量产销售;2017 年公司 首款3V32Mb四线模式NOR Flash产品量产并销售,2018年128Mb NOR Flash产品上市, 自此在 65nm 制程上公司实现 1~128Mb NOR Flash 产品全覆盖。随后公司于 2019 年完 成第一款基于 50nm 工艺制程的 NOR Flash 产品流片并于次年实现量产销售。2021 年, 公司在中芯国际完成了第一款 55nm 工艺制程的 NOR Flash 产品流片。至此,公司实 现了在 65nm、55nm 和 50nm 三个工艺制程下均有产品流片或量产,较大程度上拓宽 了公司的 NOR Flash 产品线。公司的 NOR Flash 芯片产品在工艺制程和产品性能上不 断升级,产品在制程、电压、功耗、频率、工作温度及产品稳定性方面均处于行业主流 水平,部分产品技术水平达到行业先进水平,销售收入实现稳步增长。
MCU 业务:公司积极拓展 MCU 业务,2020 年推出首颗 32 位 M0+内核的通用 MCU 芯片(CX32L003),采用 55nm 超低功耗嵌入式闪存工艺,具有宽电压范围、低动态功 耗、低待机电流、高集成度外设和高性价比等优势。随后,进一步研发的升级产品 ZB32L030,增加了外设模块和通用接口管脚数量,并提高了主频频率等。CX32L003 系 列 MCU 产品主要应用于消费电子和工业控制等市场领域。同时公司也开始研发基于 ARM M3 内核的相关产品,进一步布局扩展 MCU 产品线。

CiNOR AI 推理芯片:2018 年起公司组建团队开始相关研究,于 2019 年成功设计出第 一版存算一体 AI 原理验证芯片(恒芯 1 号),在武汉新芯 65nm NOR Flash 制程上流片 成功。同时搭建了一套完整的 CiNOR 存算一体 AI 推理系统,可实现人脸检测、手写 识别和心电图检查(ECG)等多项的系统验证,为公司下一代 AI 芯片产品的成功研发 奠定了基础。“恒芯 1 号” 在 2019 年中国半导体联盟主办的“中国芯力量”的评选中获得 最具投资价值奖。根据公司招股书披露 CiNOR V2 芯片(恒芯 2 号)正在研发过程中。
(二)股权结构清晰,管理团队经验丰富
董事长 XIANGDONG LU 先生为公司的控股股东和实际控制人。XIANGDONG LU 先生 直接持股 13.1%的同时通过员工持股平台合肥恒联企业管理咨询中心(有限合伙)间接 持股 2.02%,联合一致行动人吕轶南(持股 8.31%),合计持有的股份为 23.43%。其他持 股超过 5%的股东有合肥恒联、董翔羽、中安庐阳、天鹰合胜,主要为员工持股平台、初 创期董事亲属、战略投资者,股权结构稳定。
管理层具有丰富的研发背景和成熟的管理理念。创始人 XIANGDONG LU 先生具备中科 大半导体专业硕士学位和美国里海大学物理学博士学位。后在硅谷从事半导体存储器设 计研发、市场、销售等工作多年。在 TI、英飞凌、美光和 Spansion 等国际大厂参与多个 DRAM 和 NAND 重点项目的研发。具备在国际先进产业地区的丰富任职经验和先进经营 管理理念。多名核心管理和技术成员具备国内外半导体设计、制造大厂履历,技术实力 扎实、市场嗅觉敏锐。截至 2021 年 12 月 31 日,公司技术人员占比超过 60%。
(三)国产替代叠加供需紧张,公司经营节奏持续向上
景气度下滑业绩短期承压,产品结构优化未来可期。2022 年前三季度公司实现营业收入 3.50 亿元,同比下滑 22.72%;归母净利润 0.47 亿元,同比下滑 61.78%。公司经营业绩 和盈利能力受行业景气度以及新冠疫情反复的影响。在公司主要下游消费电子领域客户 需求波动的影响下,公司主要产品单价回落,受生产周期及市场价格变动由消费终端逐 渐向上游传导,晶圆代工价格尚未发生明显回落的影响,公司 2022 年前三季度整体毛利 率为 29.44%,相比上年同期下降 10.94pct。我们预计伴随终端需求回暖、半导体景气度 逐渐企稳复苏以及上游晶圆代工价格回落的有效传导,公司各项财务指标有望于 2023H2 实现反弹。而随着 NOR Flash 产品系列的不断丰富完善和 MCU 业务的持续拓展,公司 中长期将继续保持较高速增长。

逆势加大研发投入利润率短期下滑,长期规模效应增强期间费用持续优化。2022 年前三 季度公司净利率为 13.33%,相比上年同期下降 13.63pct,主要由于公司业务规模持续扩大,为了满足技术迭代升级和日常经营管理需要,保证公司长期发展,公司持续加大研 发投入,2022 年前三季度共计投入研发支出 4390 万元,同比增长 45.61%,占营收比重 达到12.55%,持续研发创新驱动公司产品力不断提高。同时公司增加了相关人员及资产, 职工薪酬及摊销费用相应增加。因此公司 2022 年前三季度期间费用较上年同期增加,导 致净利润下降。受益于与上游供应商的良好合作关系,新产品新工艺有望按预期计划导 入量产,公司各产品线供货稳定,2023 年产能将保持增长,规模效应有望显著增强。而 MCU 业务与 NOR 业务在技术、渠道、市场方面具有较强的复用性,中长期维度下公司 各项费用率或稳中有降。
分产品看,在半导体行业国产替代大背景下公司整体业务呈现增长态势,基于优秀的技 术实力和客户壁垒构筑护城河,穿越周期。
NOR Flash 业务高速成长,市占率稳步提升。公司的 NOR Flash 芯片产品在工艺制 程和产品性能上不断升级,目前已实现 65nm、55nm、50nm 等主流工艺制程的全覆 盖,具有高可靠性、高性能、低功耗、宽电压范围和宽温度范围等特点,2018 至 2021 年 NOR Flash 产品销售收入由 0.99 亿增长至 4.97 亿,复合增速达到 71%,根据 IC Insights 数据,同期公司市占率由 0.6%提升至 2.7%。受行业景气度以及新冠疫情反 复的影响,2022H1 公司 NOR Flash 产品实现营业收入 2.08 亿元,同比下滑 13.65%, 毛利率为 30.35%。随着高性能、大容量、低功耗等多样化产品组合不断推陈出新, 以及在高端消费和工业领域的持续布局,公司 NOR Flash 市占率有望进一步提升。
MCU 产品线不断补强,步入高速发展期。公司销售的 CX32L003 系列是当前国内 MCU 市场应用的一款主流产品,被主要应用在消费类电子和工业控制等细分领域, 具有一定的客户基础和市场容量。此外,L003 系列产品具有兼容性好、性价比高及 功耗低等优势,自 2020 年上市销售以来,公司 MCU 产品出货量快速增长,根据 公司招股说明书披露,2020 年和 2021 年出货量分别为 1,272.95 万颗和 8,974.87 万颗,销售额分别为 718 万元和 7709 万元,实现爆发式增长。2022 H1,公司 MCU 产品实现营业收入 0.57 亿元,同比增长 127.40%,毛利率为 38.12%。后续随着 ARM M3 内核的相关产品上市,公司 MCU 产品线将进一步补强,相关产品对公司整体业 绩的贡献比重有望持续提升。
(一)利基型存储产品,行业格局持续优化
存储芯片可分为易失性存储芯片(断电后数据丢失)和非易失性存储芯片(断电后数据 不丢失)。易失性存储芯片常见的有 DRAM 和 SRAM,通常和 CPU 一起使用,为 CPU 提 供运算时中间数据的存储。非易失性存储芯片包括 Flash(闪存)和 ROM(只读存储器)。 闪存芯片又分 NAND Flash 和 NOR Flash 两种。NAND Flash 容量大,主要用于大容量 数据存储;NOR Flash 容量较小,但可以直接在芯片内执行程序代码,通常用来存储开 机软件程序。ROM 目前应用最多的主要为 EEPROM,存储容量更小,通常用来存取少 量的程序代码。
NOR 与常见的 NAND 同为非挥发性储存内存。NAND Flash 适宜大容量数据存储(通常 在 1Gb~1Tb),常用于服务器、手机闪存、U 盘、SSD 及 SD 卡等大容量产品。NOR 的特征为可靠度高,读取速度快,适用于代码存储和低端嵌入式应用程序,此类场景需 要可靠的性能和长时间的数据保留,并且需要经常读写,适宜中等容量代码存储(通常 在 1Mb~1Gb)。应用领域较广,如计算机、消费电子(智能手机、TV、TWS 耳机、穿 戴式设备)、安防设备、汽车电子(ADAS、车窗控制、仪表盘)、5G 基站、工业控制(智 能电表、机械控制)及物联网设备等领域。
根据行业惯例,将 NOR Flash 按容量大小分为 3 类。32M 以下为小容量,能够实现简单 的代码执行功能,主要应用在 PC 主板、机顶盒、路由器、蓝牙耳机、AMOLED、TDDI、 可穿戴设备和安防监控产品等领域;32M-128M 为中容量,能够实现较为复杂的程序执 行功能,如苹果 TWS 耳机中的降噪等高级功能;128M 以上为大容量,强调功能复杂性 以及快速启动、可靠性的特点,主要用于 5G 基站、工控、汽车电子市场。 在功能机时代,NOR Flash 常用于电子产品中的储存单元,但在微缩制程难以推进下, 较 NAND Flash 出现了明显的成本劣势,因此市场份额逐渐被 NAND 取代。根据 IC Insights 数据,2021 全球存储芯片中 DRAM 产值为最大约占 56%,NAND 约 41%,NOR 约 2%。

欧美厂商陆续退出,旺宏、华邦电以及兆易创新为前三大 NOR Flash 厂。NOR Flash 的 行业集中度较高。2018 年全球约 90%的 NOR Flash 市场被旺宏、华邦、美光、赛普拉 斯和兆易创新这五大厂商占据。随着赛普拉斯和美光逐步退出占比较大的消费类 NOR Flash 市场,旺宏、华邦、兆易创新逐渐占据了 NOR Flash 的主要市场份额,美光和赛普 拉斯的市场份额逐渐降低。目前,全球 NOR Flash 市场主要由华邦、旺宏、兆易创新和 赛普拉斯四家厂商主导,合计约占据四分之三的市场份额。在全球 NOR Flash 市场规模 和价格经历周期性的调整后,美光 NOR Flash 营收连年下降,2016 年美光缩减了 NOR Flash 业务,把产能转向 DRAM 和 NAND Flash 存储器等产品上。2017 年,赛普拉斯出 售位于美国明尼苏达布鲁明顿(Bloomington)的晶圆厂,退出了中小容量的 NOR Flash 市场, 专注高毛利大容量的车用和工业控制领域。
中国是消费电子的主要市场,随着国际龙头退出消费类 NOR Flash 市场,国内 NOR Flash 产业链逐年完善,本土 NOR Flash 厂商竞争力不断增强,进口替代的比例逐步提高。与 此同时,行业内其他中小厂商市占率逐年提升,由 2018 年的 8.2%提升到 2020 年的 21.6%, 这些厂商主要来自中国,包括普冉股份、东芯股份及恒烁股份等, NOR Flash 行业开始 呈现出多元竞争格局的趋势。
根据 IC Insights,2021 年 NOR Flash 整体市场约 29 亿美元(yoy+16%),出货量同比增 长 33%,在传统市场保持稳定增长的同时,NOR Flash 市场规模的增长主要得益于 TWS 耳机、智能可穿戴设备、物联网设备、智能手机、5G 以及汽车电子等行业的需求增长, 此外 Windows 11 提升最低硬件配置需求,汽车电子升级下全车含硅量大幅提升都将促进 NOR Flash 市场进一步增长,未来 5 年 NOR 市场复合增速或达 7%。
(二)容量增加+出货量增长,下游需求有望实现稳健增长
智能机 AMOLED 渗透率提升、LCD 中 TDDI 应用推动 NOR Flash 稳定增长
据 CINNO Research 中国市场手机销量监测数据显示,2021 年中国市场智能手机 AMOLED 面板出货约 6.68 亿片,同比增长 36.3%,高阶智能机搭载 AMOLED 面板已经 成为新的趋势,未来随着产品价格的不断下降,AMOLED 屏幕将向低价手机领域渗透。 与以往的 LCD 屏相比,AMOLED 具有功耗低、轻薄、色彩鲜艳等优势,但受限于自身 存在的亮度不均和“烧屏”等问题,需要外挂 NOR Flash 进行光学补偿,且根据面板像素差异,所需容量不尽相同,Full HD 需要 8M 产品,QHD 则需使用 16-32M 产品,单价 普遍在 0.2 至 0.4 美元之间。据普冉股份招股说明书披露,以 AMOLED 显示为下游应用 的 NOR Flash 市场规模预计带来 1 亿美元的增量。 而 TDDI 则需要 NOR Flash 纪录触控功能所需的编码,每支手机也需要一颗小容量约 4~16Mb 的 NOR Flash。根据普冉股份招股说明书数据,TDDI 的增长预计能为 NOR Flash 带来 5 亿元人民币的市场增长。同时,AMOLED 尚未大量采用 TDDI 方案,随着全面屏 渗透率提升、配置 TDDI 的 LCD 全面屏的比例增多,再加上配置 TDDI 的 AMOLED 屏 幕即将量产,TDDI 用 NOR Flash 市场空间有望继续增长。
蓬勃发展的物联网为 NOR Flash 市场注入了一剂强心针
IOT 场景所需要的功能为快速反应、低功耗,且多数场景不需要大量储存内容,与 NOR Flash 特性呼应,其有望在 IoT 设备中替代 NAND Flash。例如 TWS 目前一只就需要搭 载 64-128Mb 的 NOR,完成记忆指令与快速连接的功能,其他例如家庭音响、智能手表 等亦有搭载 NOR Flash,因此未来 IOT 设备数量持续增加将有利 NOR 厂商。 根据 Counterpointresearch 数据,2021 年全球 TWS 耳机销售量为 3 亿副(yoy+24%),推 动了超过 6 亿颗 Flash 芯片的市场需求,无论是从消费者需求,还是在技术、功能的发展 空间来看,预计全球 TWS 耳机未来几年内依旧保持增长的趋势。与此同时,Flash 容量 不断提升,例如 2019 年基于高通平台的 TWS 产品以采用 32Mb NOR Flash 为主,而 2021 年最大容量已采用 128Mb NOR Flash,伴随着容量的升级芯片 ASP 保持增长。根据 Counterpoint Research 预估,2020 年 TWS 应用带来的 NOR Flash 市场约 2.1 亿美元,随 着全球 TWS 渗透率进一步提升,以及安卓系品牌化进程推进,NOR Flash 用量继续增长。 智能可穿戴设备同样对 NOR Flash 产生大量需求,这些设备需要收集用户的数据信息, 比如位置信息、心率信息等;另一方面,它们也需要传输外部数据给用户,如音乐、视 频、通话等,这些都离不开 NOR Flash 支持。全球智能可穿戴设备出货量继续保持强劲 增长。根据 IDC 最新数据显示,全球智能可穿戴设备总出货量由 2016 年的 1.02 亿台以 39%的复合增速增长至 2021 年的 5.33 亿台,未来需求仍保持强劲增长态势,2025 年预 计出货量为 8 亿台,复合增速超过 10%。

高可靠度决定 NOR Flash 依然是车载优选。随着越来越多的传感器和 MCU 集成到系统 中,汽车电子各功能单元的数据、程序存储都需要更高性能的闪存,从而对非易失性存 储器件的需求形成海量增长。NOR Flash 主要用于显示系统、ADAS 系统等对启动速度 要求较高的设备。从车载仪表盘到高级驾驶辅助系统(ADAS),NOR Flash 的需求量都 很大。在 ADAS 系统中,每个摄像头都需要 1 颗 NOR Flash 芯片,平均容量是 4/8MB, 并且有往更大容量发展的趋势,集微咨询预计,车载领域 NOR Flash 市场空间可达 8 亿 -12 亿美元。 NOR Flash 可在 5G 设备初始响应和启动时提供更高可靠性和更低延时的启动配置支 撑。由于 5G 基站运行环境的特殊性(运行温度-40℃~105℃,至少保证 10 年以上寿命), 应用在 5G 基站设备中的 NOR Flash 通常至少需满足工业级标准,对 NOR Flash 的要 求需满足“高容量+高性能+高可靠性”。NOR 需要储存 FPGA 的配置过程控制、串行周边 接口通讯等功能,基站 AAU/BBU 需搭载 6-10 颗 512M-2GB NOR Flash,随着全球 5G 建 设进一步推进,基站端的大容量 NOR Flash 需求也将呈现快速增长。
(三)市场近况:上游原厂减产去库存,2023Q2 市场有望回温
台企双雄旺宏和华邦电在 2022 年四季度均踩下急刹车应对疲弱市场需求。旺宏 22Q3 法 说会指出,随着当前大环境的经济不佳,终端市场对内存需求的减少,旺宏将 2022 年资 本支出下修至 106 亿新台币,下修幅度 33.8%,同时 2022 年第四季产能利用率也将减少 20%~25%,以避免未来可能的存货跌价风险;华邦电在其 22Q3 法说会中亦宣布中科厂 在 2022 年第四季度减产 30%~40%,高雄厂二期 1 万片产能建设延后半年。尽管市场需 求尚处低位,但随着供应的急剧下降,NOR Flash 季度跌价幅度维持在低个位数,2023Q2 市场有望回温。
(一)MCU 是广泛应用的基础控制芯片,32 位 MCU 占比逐年提高
MCU(Micro controller Unit)即微控制器,又称单片机,是把 CPU 的规格与频率做适当 缩减,并将 ROM、RAM、A/D 转换、各式 I/O 接口以及 Timer 等功能整合在单一芯片上, 形成芯片级的计算机。不同于巨型化计算机在运算速度和处理能力的极限提升,我们生 产生活中各种仪器设备在计算控制方面的需求相对简易,兼具微型化特征和全面功能的 MCU 应运而生。 电路系统中枢,国产替代价值较高。MCU 具有高性能、低功耗和易扩展的特点,可以高 效提升系统的可靠性,为不同场景提供控制功能,同时得益于其优异的性价比,应用领 域十分广泛,遍及消费电子、工业控制、通信、医疗和汽车等市场。一个完整信号链的 工作原理为:传感器输入信号——输入处理器放大处理——ADC 模数转换至数字信号— —MCU 运算处理——DAC 数模转换至模拟信号——功率驱动应用场景中的各项元件。 MCU 位于中枢位置,其性能参数对整个系统具有决定性作用,搭建电路通常需要以其为 核心选择元器件,这使得 MCU 往往具有更高的使用粘性和国产替代价值。
按总线或数据处理位数:可被分为 4 位、8 位、16 位、32 位甚至 64 位 MCU。MCU 的 位数是指每次 CPU 处理的二进制数的位数,位数越多,数据有效数越多,精确度越高, 运算误差越小,在 CPU 运算速度一样的情况下,位数越多,处理速度越快,所以是衡量 MCU 性能的一个重要指标。MCU 的性能随着位数的增加而提高,适用场景也更加丰富, 其中 8 位和 16 位 MCU 主要用于一般的控制领域,使用场景不涉及操作系统,而 32 位 MCU 多用于多媒体处理、网络操作等复杂场景,一般需要使用嵌入式操作系统。
32 位 MCU 占比逐年提高。得益于低功耗、低成本和高稳定性等优势,8 位 MCU 依旧在 工控、消费电子和汽车电子等领域维持着较高的占比;随着工艺进步带来的成本下降, 32 位 MCU 的成本逐渐接近 8 位 MCU,并且拥有更高的运算能力,份额逐年提高,根据 IC Insights 预测,2022 年全球 MCU 市场中 32 位占比将达到 67%。而 16 位 MCU 的运算 性能不如 32 位产品,性价比又无法与 8 位 MCU 相比,市场份额逐步萎缩。

(二)MCU 市场需求旺盛,国产替代空间广阔
市场需求持续向好。受益于 AIOT、工业控制、汽车电子等应用的蓬勃发展,全球 MCU 市场规模和出货量触底反弹。在行业高景气度的 2021 年,全球 MCU 出货量同比增长 12% 达到了近 309 亿颗的历史最高水平,同时受产能限制等因素影响,ASP 强劲反弹 10%达 到 0.64 美元,且将保持高增态势有望于 2026 年突破 0.75 美元。根据 IC Insights 数据及 预测,2021 年全球 MCU 市场规模约 196 亿美元,同比增长 23.4%,预计至 2026 年将以 6.7%的复合增速达到 272 亿美元;2021 年全球 MCU 的出货量约为 309 亿颗,至 2026 年预计将达到 358 亿颗。
国内市场增速高于全球市场。根据 IHS 数据统计,2015-2020 年中国 MCU 市场 CAGR 为 8.4%,同期全球市场几乎没有增长,同时该机构预计 2021 年中国 MCU 市场增长 36% (高于全球市场增速的 23.4%)至 365 亿元。得益于国内物联网和新能源汽车市场在全 球具有的高影响力和不俗增长,未来数年 MCU 发展将迈入一个新的台阶,IHS 预测至 2026 年中国 MCU 市场规模或以约 7%的 CAGR 提升至 513 亿元。
海外企业占据绝对领先地位,国产替代空间广阔。根据 Omdia 数据,全球竞争格局来看, MCU 龙头厂商保持了较高的市占率,行业集中度相对较高。根据 Omdia 统计,2021 年 全球前 5 大 MCU 生产厂商分别为 NXP(17.3%)、瑞萨电子(16.8%)、意法半导体 (15.4%)、英飞凌(13.9%)以及微芯科技(12.6%),CR5 约 76%。我国 MCU 市场大 部分份额同样被海外巨头占据。根据 CSIA 数据,2019 年中国前 5 大 MCU 生产厂商 分别为意法半导体(20.9%)、NXP(20.2%)、微芯科技(14.2%)、瑞萨电子(13.0%) 以及英飞凌(6.2%),CR5 约 74%,国内厂商主要在消费和中低端工控领域竞争,汽车、 高端工控等市场国产化率较低,兆易创新等企业已开始突破。
汽车是全球 MCU 市场最大的下游应用领域。2019 年全球 MCU 下游应用主要分布在汽 车电子(33%)、工控/医疗 (25%)、计算机网络(23%)和消费电子(11%)四大领域。2020 年中国 MCU 市场销售额前五大领域依次为消费电子(26%)、计算机网络(19%)、汽车电 子(15%)、IC 卡(15%)和工控(10%),随着中国汽车和工业市场的快速发展,相关 领域的 MCU 芯片需求将显著增长,需求结构进一步向全球靠拢。

(三)汽车/工控/新兴消费驱动,MCU 行业进入高质量发展期
1、汽车智能化、网联化驱动汽车 MCU 市场加速扩张
MCU 是汽车从电动化向智能化深度发展的关键元器件之一。电动化、智能化、网联化 是汽车产业转型升级的重要方向。汽车电动化对执行层中动力、制动、转向、变速等系 统的影响更为直接,其对功率半导体、执行器的需求相比传统燃油车增长明显。汽车的 智能化、网联化带来的新型器件需求主要在感知层和决策层,包括摄像头、雷达、IMU/GPS、 V2X、ECU 等,直接拉动各类传感器芯片和计算芯片的增长。电动化是汽车产业从燃油 车时代走向节能环保时代的基本的要求,可以视为产业转型升级的上半程,近年来已取 得不俗进展,而下半程智能化是提升用户体验的核心,随着汽车半导体行业技术演进和 需求升级,智能化将逐步成为相关厂商竞争的主战场,接力电动化成为重要驱动力,MCU 作为核心算力芯片有望深度受益。根据 IC Insights 数据,汽车 MCU 市场规模在经历了 2018~2020 年的低迷之后,在 2021 年迎来了 23%的爆发式上涨,销售额达到 76 亿美元, 该机构预计 2022 和 2023 年仍然会保持 16%的年复合增长率。
单车 MCU 价值量提升核心逻辑:1)配置区域增加,应用领域由传统底盘延伸至整车, 随着汽车电子化发展,ECU 逐渐占领整个汽车,遍布车身控制、座舱、动力总成、底盘 安全、新能源三电、ADAS 智能驾驶等域;2)芯片算力和集成度提升,高性能 MCU 占 比提高,产品升级驱动 ASP 增长。
新能源汽车 MCU 用量更多。与燃油车相比,新能源汽车以电机替代了汽油发动机并增 加了动力电池,电池管理系统和整车控制器应用的增加将驱动 MCU 用量的增长。以 BMS 为例,动力电池是整车的核心部件之一,其充放电情况、温度状态、单体电池间的均衡 均需要进行控制,因此电动车需额外配备一个电池管理系统(BMS),每个 BMS 的主 控制器中需要增加一颗 MCU 芯片,BMS 中的 MCU 芯片起到处理模拟前端芯片 (BMS AFE 芯片)采集的信息并计算荷电状态(SOC)的作用。SOC 是电池管理系统 中较为重要的参数,其余参数均以 SOC 为基础计算得来,因此对 MCU 芯片的性能要 求较高。 根据 Gartner 和国际汽车制造商协会数据,平均单车配置约 25 颗 MCU。通过 IHS 拆解数 据,我们可以看到部分汽车整机厂对于车规级 MCU 的采购情况:本田雅阁 20 颗,雪佛 兰 Equinox 27 颗 MCU,奥迪 Q7 39 颗。比亚迪燃油车 F3 装有 12 颗 MCU,而其电动车 型唐的 MCU 数量增加到了 55 颗,用量大幅增加。
汽车电子电气架构(E/E)重构下 MCU ASP 有望稳步上行。传统汽车使用的分布式 ECU 架构大多基于成熟工艺的 MCU 芯片,靠增加 ECU 的数量或针对单个 ECU 进行 MCU 芯 片的替代来提升汽车性能,在全球晶圆厂资本开支向高阶制程和工艺倾斜的今天,供应 链安全难以得到有效保障。为了突破 ECU 的性能瓶颈,博世在 2015 年描绘出了全新的 汽车电子电气架构技术路线图,并率先提出 DCU(Domain Control Unit,域控制器)这 一概念,即将汽车电子部件功能由整车划分为动力总成,智能座舱和自动驾驶等几个区 域,利用处理能力更强的控制器芯片相对集中地控制每个域,以取代目前分布式电子电 气架构。DCU 的出现,标志着以 ECU 为主的分布式电气架构出现本质进化。 传统架构下,ECU 与所需 MCU 的数量基本上为 1:1,在域集中架构下,DCU 的算力需 求显著提升,一块 DCU 配置的计算芯片将超过 2 颗,其中高性能 MCU(兼具跨域功能) 和各式异构 SoC 将蚕食过去低端 MCU 的市场。而在核心计算模块以外的各细分车域执 行端,MCU 必不可少。可以预见到的趋势是单车 MCU 在用量保持基本稳定的同时,高 端品类占比将逐步提升,整体汽车 MCU ASP 稳步向上。
2、工业设备复杂度提升,MCU 需求长期量价双升
工业级 MCU 应用十分广泛,其功能主要是电机控制运算和数据采集控制等,一个完整 的工业控制系统通常分为监视层、控制层、现场层三层架构,而其中位于控制层的可编 辑逻辑控制器(PLC)、现场层的仪表和电机/变频器被称之为三大核心支柱,工控系统的 整体性能往往伴随着上述部件的优化升级而提升,而在其中发挥核心“大脑”作用的 MCU 更是首要升级目标(MCU 搭配 FPGA、预驱、IGBT 等即可构成典型工控场景电气架构 中的核心控制模块),增加系统节点、提高控制精度、提升通信连接安全性、降低功耗等 需求在工业控制领域具有长期可持续性,工业级 MCU 市场稳步向好。

电机:无刷电机驱动控制的市场不断增长。MCU 是电机驱动与控制应用中不可或缺的核 心器件。根据国际能源署的数据,电机占全球总电力消耗的 45%,因此电机驱动电子产 品的可靠性和能效会对下游各种应用的舒适性、便利性和环境产生影响。电机驱动系统 对控制的精准度具有极高的要求,比如控制位置、扭矩和速度都需要实时电机控制的信 号处理,这对作为核心控制元器件的 MCU 提出了很高的要求。与其他类型电机相比, 无刷直流电机(BLDC)具有电机效率高、驱动控制方式多样化、驱动控制算法复杂、可 靠性高、噪音低、能耗低等优势,可在较宽调速范围内实现快响应、高精度的变速效果, 契合终端应用领域对节能降耗、智能控制、用户体验等的高要求,BLDC 下游应用市场 广泛且不断扩展。根据 Grandview research 数据,全球 BLDC 市场规模预计将由 2021 年 的 179 亿美元增长到 2028 年的 263 亿美元,复合增速约 5.7%。以峰岹科技招股书中对 日本电产 2016-2020 五个会计年度平均毛利率 23.82%、电机驱动控制芯片成本占 BLDC 电机成本比例 25%两项数据为基础进行测算,目前全球 BLDC 驱动控制芯片市场规模在 34 亿美元左右,通用电机驱动控制系统中除主控制芯片 MCU 外还包含 LDO、运放、比 较器、预驱动,以及部分 MOS,考虑到在系统中的核心地位,MCU 应为价值量最大品 类。
仪表:IR46 标准推动电表 MCU 价值量迅速提升。目前我国表计市场仍处于传统机械表 和智能表共存的局面,MCU 芯片作为主控芯片,在智能表计中发挥控制、协调及调度 的功能。智能电表作为智能电网建设的关键终端产品之一,承担着原始电能数据采集、 计量和传输的任务,是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础,对于电网实现信息 化、自动化、互动化具有重要支撑作用,电表对 MCU 要求最高,对测量精度要求严苛, 可兼容的通信方式也更多,需要 MCU 产品具备更好的处理性能、更高精度的 ADC 模块 和更大的存储空间。IR46 标准在计量误差要求、功率因素、环境适应性、谐波影响、负 载平衡等方面有更高要求,基于 IR46 标准的智能物联电能表升级需求将成为电表市场 未来扩容的主要驱动力。据钜泉科技招股说明书中引用国电招标数据,2020 至 2022 年, 国家电网分别试点招标智能物联表 1.95 万只、13.05 万只和 137.51 万只,招标量呈快速 增长趋势。IR46 物联表设计上最大的变化是采用双芯模组方案,计量芯片升级为计量 +MCU 的 SoC 芯片,管理芯 MCU 从 M0 升级到 M3/4 规格,整体套片价值量显著提 升。
3、新兴应用层出不穷,消费市场欣欣向荣
在目前国内的 MCU 市场中,消费电子仍是最大的下游。MCU 凭借其低功耗、性价比和 稳定性高等优势在泛消费电子领域有非常丰富的应用场景,包括 PC、手机、平板、智能 穿戴和 TWS 耳机等。随着 IoT 技术的不断发展,在万物互联的需求推动下,各类新兴智能终端为 MCU 提供了成长空间。 MCU 在物联网系统中扮演核心角色,在远程控制、 数据收集、监控和分析方面发挥关键作用,具有传感器和网络接口的 MCU 可以为汽车、 工业自动化、医疗和保健设备、家电、消费产品和可穿戴电子产品提供物联网连接。目 前先进的物联网传感器节点整合了传感器功能,并使用 8/32 位 MCU 来运行 RF 协议栈。
根据 Grandview research 数据,2021 年物联网相关 MCU 的总销售额达到 46.9 亿美元, 同时预计至 2030 年,物联网相关 MCU 的收入将以 12.7%的复合增速达到约 122 亿美元。 随着物联网技术的发展、海量数据以及场景融合,更强大的计算处理能力呼之欲出,推 动设备向 32 位高端 MCU 升级。根据 Iot analytics 的展望,到 2025 年,全球将有超过 300 亿终端连接到物联网,人均近 4 台设备,较 2019 年这一数据实现超两倍的增长。
智能手表/手环为迅速崛起的新兴智能应用场景。智能手表、手环等通常标配一颗 MCU 用于通讯、感知、音频 DSP 等功能。受制于终端产品体积,往往无法承载大容量电池和 过多元器件,目前智能穿戴设备主要采取:低功耗 MCU+低功耗蓝牙通讯方案+传感器+ 电源的集成解决方案。该方案主要以 MCU 为主控芯片,控制蓝牙、传感器、电源、LED 屏等器件。以用于智能手表的 NXP i.MX RT 500 MCU 为例,其集成了 TenSilicon Fusion 1 或 HiFi 4 DSP,可提供高性能音频 DSP 功能,支持智能手表实现语音助手和语音呼叫功 能;集成 2D GPU 以呈现图形,实现现代化的人机交互界面设计,适用于低功耗应用。 根据 GlobalNewsWire 数据,2020 年全球智能手表市场规模约为 186.2 亿美元,该市场预 计将以 14.9%的 CAGR,从 2021 年的 220.2 亿美元增长到 2028 年的 582.1 亿美元。

(四)库存持续消化,供需改善可期
MCU 价格跌幅趋缓。根据与非网统计数据,2022 年 10 月份中国本土市场 MCU 热度榜 (按近一月用户搜索次数)Top100 料号中,价格上升型号数量明显增多。而根据芯片超 人统计的数据,全球 MCU 代表 ST 意法、台系 MCU 代表新唐科技、国产 MCU 代表兆 易创新,各类 MCU 的渠道价格向常态价不断靠近,跌幅收窄,走势逐步企稳。
货期有所缩短。进入 2022 年四季度以来,多数产品的货期缩短到两年以来新低,MCU 的货期也有所缩短,但仍处于较高水平。根据富昌电子数据,在 2022 Q4 最新的 MCU 货期统计中,仅有英飞凌的汽车芯片仍呈“配货”状态,瑞萨、意法半导体、恩智浦等 汽车芯片跳转至“紧缺”状态,供货环比有所缓解。MCU 紧缺与否与芯片整体行情强相 关,通用、消费类及低端工业类 MCU 原厂价格趋于稳定,汽车、高端工控相关的 MCU 仍然存在紧缺情况。
原厂库存持续消化,板块进入筑底期。主打消费类 MCU 的盛群 2022 年 11 月单月营收 约 3.28 亿新台币,同比下滑 49%,为历史第三大单月跌幅,仅次于 2022 年 9 月的 51% 和 2009 年 1 月的 57%。2022 年 12 月盛群单月营收环比微增至 3.48 亿新台币,同比跌幅 收窄至 36%。库存方面,公司法说会披露预期将调整到 2023 年第三季,届时有望回到合 理水位,同时考虑到下游需求疲软,下修 2022Q4 投片数。同时,另一 MCU 台企松翰亦 在法说会中表示受困于需求端低迷,公司投片量已逐步调整,库存有望陆续下降。整体 来看,板块库存随着 2023 年 H1 库存状况逐步改善,叠加代工厂价格松动带来的成本优 化,2023H2 MCU 公司毛利率有望回温。
(一)技术实力为基,“存储+控制”双轮驱动
2021 年公司 NOR Flash 实现营业收入 4.97 亿,全球市占率约为 2.7%。公司自主研发的 NOR Flash 采用 SPI 接口,具有高可靠性、低功耗、兼容性好和低成本等特点。公司采 用 ETOX 工艺完成了 1Mb~128Mb NOR Flash 的产品布局,从工艺制程、功能和性能三 个方面持续实现技术迭代,以提升产品的性价比和竞争力。
① 在工艺架构方面,公司 NOR Flash 产品采用业界主流的浮栅工艺结构(即 Floating Gate 工艺,又称 ETOX 工艺),采用 ETOX 工艺的 NOR Flash 产品不仅具有可靠性 和稳定性优势,而且在 32Mb 及以上容量产品上具有显著的成本优势。
② 在制程方面,公司在售 NOR Flash 产品采用了武汉新芯 65nm 和 50nm 制程。55nm 制程产品也已在中芯国际完成流片。公司计划将现有中容量产品和新开发产品逐步导 入 50nm 和 55nm 新工艺节点。
③ 在容量方面,从 2015 年最初研发的 16Mb 产品开始,向上拓展至 128Mb,向下拓 展至 1Mb,现有 NOR Flash 产品已经涵盖从 1Mb 到 128Mb 多系列产品线。目前, 公司正在积极开展大容量(256Mb/512Mb/1Gb)产品的研发。公司根据不同容量的 目标客户群进行精确定位,保证性能、功耗和性价比的合理匹配。公司将 NOR Flash 产品 32Mb 以下(不含本数)划分为小容量,32Mb~128Mb 划分为中容量,128Mb 以上(不含本数)划分为大容量。2020 年以来公司 NOR Flash 小容量产品占比下降, 主要是由于中容量产品(32Mb~128Mb)收入增速高于小容量产品增速,以及 MCU 产品实现销售且收入快速增长所致。公司不断拓展安防监控、网通、通讯及智能穿戴 等市场是中容量 NOR Flash 产品销售收入显著提升的主要原因,这些市场以 64Mb 和 128Mb 容量需求为主。
④ 在工作电压方面,为适应下游不同应用市场产品的工作电压和功耗要求,NOR Flash 的操作电压有三种不同等级:a)高电压系列:2.3-3.6V,用于有电源供电的设备上; b)低电压系列:1.65-2.0V,用于可穿戴设备和手机屏幕等;c)宽电压系列:1.65-3.6V, 用于 IoT 等领域。以上三个系列产品都已实现销售,在消费电子和工业控制方面出 货量不断增长。汽车电子(尤其是汽车关键部件模块)由于品质要求高、验证时间长, 是公司未来主要的应用市场之一。
⑤ 公司的 NOR Flash 产品配合最高 133MHz 的工作频率,在双线(Dual Mode)和四线 (Quad Mode)的工作模式下,可支持高达 266Mbits/s 和 532Mbits/s 的数据带宽, 静态电流低至 1μA,工作温度范围标准为-40℃~125 ℃,数据保持时间 20 年,擦写 次数可达 10 万次。
存储经验助力,MCU 持续突破。公司目前销售的 CX32L003 系列产品系基于 M0+内核 的通 32 位 MCU 芯片,采用 55nm 超低功耗嵌入式闪存工艺,具有宽电压范围、低动态 功耗、低待机电流、高集成度外设和高性价比等优势。该系列产品支持最高主频 24MHz, 内置最大 64KB 嵌入式 Flash 和 4KB SRAM,集成高精度 ADC、RTC、比较器、 多 路 UART 等丰富的模拟及数字外设。该系列产品支持休眠和深度休眠两种低功耗工作模 式。在深度休眠模式下,3μs 即可快速唤醒。该产品动态功耗低于 100μA/MHz,深度休 眠模式功耗低于 1μA。公司 CX32L003 系列 MCU 产品与同类竞品相比,主频、RAM、 I/O 数量等配置相对不足,在功耗、通信接口、抗 ESD 能力等方面整体具有一定优势。 公司通过与武汉新芯和中芯国际等主要晶圆代工厂的持续合作,形成了长期稳定的战略 合作关系,有效保证了公司产能供应。根据公司招股书披露,2022 年 1 月,公司与武汉 新芯签订《晶圆加工产能合作协议》,公司向武汉新芯支付一定的绑定产能资金,绑定自 协议签订之日起次月至 2024 年 12 月期间的每月晶圆片产能。此外 MCU 制程需要嵌入 式 Flash(eFlash)技术,国内晶圆厂可以提供 130nm 至 40nm 的不同 eFlash 制程。目 前大部分国内 M0+系列 MCU 所采用的制程为 8 英寸 130nm、110nm 和 90nm,仅公司等 少数企业采用 12 英寸 55nm 制程生产。采用先进的 55nm 制程可有效缩小芯片面积,同 时使芯片功耗大幅下降。

公司发展 MCU 业务的背景及原因主要系: ① MCU 产品具有良好的市场发展前景。根据 IHS 数据统计,2021 年中国 MCU 市场 约 365 亿元,同比增长 36%,得益于国内物联网和新能源汽车市场在全球具有的高 影响力和不俗增长,未来数年 MCU 发展将迈入一个新的台阶,IHS 预测至 2026 年 市场规模或以约 7%的 CAGR 提升至 513 亿元。目前,我国 MCU 芯片的国产自给 率偏低,伴随着发达国家对我国半导体产业发展的限制,国内消费电子、汽车电子、 工业控制及物联网等各应用领域对国产 MCU 芯片的需求大幅增加,为公司开发拓 展 MCU 业务提供了良好的市场环境。 ② 国内 MCU 制造供应链逐渐完善。随着我国半导体行业下游需求的扩大,国内上游 制造工艺水平和投资规模也不断提高,包括晶圆制造和封装测试等 MCU 制造供应 链逐渐完善和提升,公司发展 MCU 业务具备了可行条件。 ③ 完善产品结构,提升公司抗风险能力和经营发展空间。在开发 MCU 产品前,公司 主营业务收入均来自于 NOR Flash 系列产品。近年来,随着 NOR Flash 行业景气 度上升,公司营业规模的增加和盈利水平不断提高,为公司发展新的 MCU 业务提 供了财务支撑;同时,公司开发 MCU 业务有助于完善和丰富公司产品结构,降低 行业周期波动风险,提升公司长期经营发展空间。 ④ 公司存储芯片经营经验有助于 MCU 业务的开发。存储器芯片是 MCU 系统的重要 组成部件,一颗 MCU 芯片通常需要配置一颗或多颗 Flash 进行工作。NOR Flash 芯 片与 MCU 在设计研发、工艺制造、应用场景、销售渠道的联系使公司相对其他企 业能够更快更有效介入 MCU 业务领域。
公司 MCU 产品线与 NOR Flash 产品线的业务联系包括: ① 公司在 Flash 工艺、设计、良率等方面的技术积累和经验,对 MCU 中嵌入式 Flash 修复优化设计、完善测试方案和提升良率有指导意义,NOR Flash 芯片设计中的部分 低功耗设计模块和模拟模块可以在 MCU 设计中借鉴和应用,从而提高公司 MCU 产品的开发效率、缩短研发周期、提升产品性能。 ② NOR Flash 和 MCU 作为基础电子元器件,主要应用场景和客户群体相似,公司部 分 NOR Flash 客户同时有 MCU 产品需求。公司拥有稳定优质的 NOR Flash 销售 渠道及客户资源,有利于 MCU 业务的市场拓展。
(二)募投加码研发,业务全线升级
公司本次 IPO 募投项目共计投资 7.54 亿元,其中计划将 2.03 亿元投向 NOR 闪存芯片升 级研发及产业化项目,1.77 亿元用于通用 MCU 芯片升级研发及产业化项目以及 1.23 亿 元用于 CiNOR 存算一体 AI 推理芯片研发项目,建设周期均为 3 年。本次募集资金投 资项目均围绕主业开展,其中,NOR 闪存芯片升级研发及产业化项目是在公司现有 65nm 工艺制程基础上,进一步开发下一代 50nm 和 40nm 工艺制程的更低功耗及更高容 量的 NOR 闪存芯片。通用 MCU 芯片升级研发及产业化项目是在公司现有 M0+的 MCU 产品基础上,进一步研发高端通用 ARM M3 和 M4 系列 MCU 产品。CiNOR 存 算一体 AI 推理芯片研发项目致力于研发基于“存算一体技术”的 AI 推理芯片产品, 利用 NOR Flash 的模拟特性直接在 NOR Flash 储单元内进行矩阵卷积运算。发展与科 技储备项目全部用于主业发展,将进一步增强公司资本实力,提升经营抗风险能力。
NOR 闪存芯片升级研发及产业化项目。公司将围绕高容量、低功耗和高可靠性这一产 品定位,采用业界主流 ETOX 闪存工艺路线,着力研发基于下一代 50nm 和 40nm 技 术工艺制程,容量覆盖 256Mb~1Gb,具有高可靠性和高稳定性的 NOR Flash 存储芯片。 新产品广泛应用于 PC、物联网设备、消费电子、工业控制、5G 基站及汽车电子等领域。 通用 MCU 芯片升级研发及产业化项目。通用 MCU 芯片升级研发及产业化项目是基 于公司 M0+内核的 32 位 MCU 产品,进一步研发通用 M3 和 M4 系列 MCU 产品。 产品应用涵盖智能可穿戴设备、TWS 耳机、智能电表、各类传感器、充电控制、照明、 马达控制、电子游戏机、汽车电子和人工智能等领域。
CiNOR 存算一体 AI 推理芯片研发项目。本项目研发对象为 CiNOR 存算一体 AI 推理 芯片,专注以下四种终端市场应用场景:人脸识别、语音关键词识别、心电图检测及电 力设备故障声纹检测。本项目研发的 CiNOR AI 芯片是工信部制定的《促进新一代人工 智能产业发展三年行动计划(2018-2020)》中强调的一种神经网络芯片,是贯彻落实国 家对人工智能芯片发展的重要举措。根据 ABI Research 预计,边缘智能芯片市场规模将 从 2019 年的 26 亿美元增长到 2024 年的 76 亿美元。 本项目研发的 CiNOR AI 推理芯片可利用 NOR Flash 的模拟特性直接在 NOR Flash 存储 单元内进行矩阵卷积运算(矩阵乘加运算),其 Flash 存储单元既可存储神经网络的权重 参数,同时又可完成和此权重相关的矩阵乘加运算,从而将乘加法运算和存储融合到一 个 Flash 单元里面。相比于传统的冯·诺伊曼架构,运算效率显著提高,功耗大幅降低。 公司借助长期以来在 NOR Flash 领域的技术积累,为实施 CiNOR AI 推理芯片的进一 步研发奠定了基础。第二款 CiNOR 存算一体 AI 加速芯片,其芯片的控制引擎需要一 颗 MCU 进行控制和调度,公司 CiNOR 可在自己 MCU 平台上进行验证和纠错,大大 减少 CiNOR AI 芯片的开发周期,可为客户提供“MCU+存储器+AI”的产品解决方案。
(三)首发股权激励,激发核心员工活力
2022 年 11 月公司公告拟发行限制性股票激励计划,拟向 68 名核心技术人员及管理人员 授予 200 万股限制性股票,约占公司股本总额的 2.4%,授予价格为 20.00 元/股,首次 授予日为 2023 年 1 月 6 日。本次限制性股票激励计划的业绩考核目标为:以 2022 年营 业收入为基数,2023-2026 年的营业收入增长率目标值分别为 28%、61%、102%、142%。 本次股权激励为公司上市以来首次实行,将进一步建立、健全公司长效激励约束机制,吸引和留住优秀人才,充分调动公司核心员工的积极性,有效地将股东利益、公司利益 和员工个人利益结合在一起。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)