1.1专注电机驱动芯片,产品实现全覆盖
专注于高性能电机驱动控制芯片的平台型企业,下游应用广泛。峰岹科技成立于 2010 年,是一家专注于高性能电机驱动控制芯片设计及核心应用控制算法研发的高科技企业, 公司自主研发电机控制芯片设计技术、电机设计技术、驱动架构、传感器技术及电机矢 量控制算法等。峰岹科技芯片产品和应用方案垂直细分市场分布于消费电子、运动控制、 电动工具、IT 及通信设备、工业设备及机器人等领域。
技术领先,产品实现电机驱动控制芯片全覆盖。公司是专注于高性能 BLDC 电机驱动控制芯 片的设计公司,产品涵盖电机驱动控制的全部关键芯片,包括电机主控芯片 MCU/ASIC、电 机驱动芯片 HVIC、电机专用功率器件 MOSFET 等。公司 MCU/ASIC、HVIC、MOSFET 芯片, 共同组成 BLDC 电机驱动控制的核心器件体系,在三大核心器件共同作用下,给 BLDC 电机 提供高压、大电流的驱动信号,产生 U、V、W 三相控制电压,使 BLDC 电机按照控制指令 工作。随着公司技术发展,公司已在芯片电路设计单芯片层面实现部分集成/全集成 HVIC、 MOSFET 的高集成度电机主控芯片产品,并可提供电机驱动专用智能功率模块 IPM。
1.2业绩稳步增长,重视研发铸造技术壁垒
业绩增势明显,主营创收能力稳定。2018-2022 年,公司收入从 0.91 亿元增长到了 3.23 亿元;归母净利润从 2018 年的 0.13 亿元增长到 2022 年的 1.42 亿元,CAGR 分别为 28.83% 和 61.31%。2023 年 Q1 营业收入为 0.89 亿元,同比增长 1.86%;归母净利润为 0.4 亿 元,同比增长 4.54%。公司收入主要来源于电机主控芯片 MCU 和电机驱动芯片 HVIC 两 大业务,五年内创收均占比 80%以上。

费用率稳定,研发支出支撑公司竞争力。2018-2022 年,公司管理费用率和销售费用率稳定 在 10%以下,研发支出由 0.19 亿元涨至 0.64 亿元,主要来自员工薪酬、材料耗材支出的增 加,2022 年研发费用率达到 19.81%,为公司保持芯片产品性能领先优势以及新产品的开发 和使用场景拓展奠定基础。
1.3公司股权较为集中,管理层经验丰富
公司实际控制人为 BI LEI(毕磊)、BI CHAO(毕超)和高帅。截止 2022 底,公司控 股股东峰岹香港持有公司 38.06%股份。高帅通过芯运科技(深圳)和深圳市芯齐投资 间接持有公司 2.1%股份。毕磊和毕超通过峰岹香港实际持有公司 38.06%股份。三人合 计持有公司 27.15%股份,为公司实际控制人,其中毕磊和毕超为兄弟关系,毕超和高 帅系夫妻关系。
管理层技术背景深厚。董事长毕磊担任芯片团队技术牵头人,在芯片领域有超过 20 年 的产业经验;董事王林曾就职于三星半导体和华登投资咨询公司,相关实践经验丰富。 首席技术官毕超先生,也是公司的核心技术人员,担任电机技术团队牵头人,曾就职于 多家国际企业工程师,专业领域实践经验丰富。
2.1BLDC电机:高效+低噪音是核心优势
无刷直流电机(BLDC:Brushless Direct Current Motor)也被称为电子换向电机 (ECM 或 EC 电机)或同步直流电机,是一种使用直流电(DC)电源的同步电机。BLDC 电机是在有刷电机的基础上发展而来的,其结构上要比有刷电机结构复杂。BLDC 电机 由电机主体和驱动器组成,区别于有刷直流电机,其不使用机械的电刷装置,而是采用 方波的自控式永磁同步电机,并以霍尔传感器取代碳刷换向器。回顾 BLDC 电机的发展 历史,1955 年,美国 harrison 等人首次申请了用晶体管换向线路代替有刷直流电机机械 电刷的专利,正式标志着现代无刷直流电机的诞生,但当时没有电机转子位置检测器件, 该电机没有起动能力,直到 1962 年,TG Wilson 和 PH Trickey 发明了第一台 BLDC 电机, 他们利用了霍尔元件来检测转子位置并控制绕组电流换相,使无刷直流电机达到实用化。
电子换向器是核心,三相 BLDC 电机最为常见。BLDC 电机由于没有传统的电刷,因此 换向是电子控制的(即电子换向器),为了使电机旋转,必须顺序地给定子绕组通电,并 且必须知道转子的位置。对于定子来说,无刷直流电机通常有三种配置,即单相,两相 和三相,其中,三相 BLDC 是最常见的一种,三相绕组的定子又分为星形联结方式和三 角形联结方式两种,其中“三相星形联结的二二导通方式”最为常用。对应电子换向器 来说,通常使用霍尔传感器(根据霍尔效应原理工作)的位置传感器来检测转子的位置 并将其转换为电信号。大多数 BLDC 电机使用三个霍尔传感器,这些传感器嵌入到定子 中以检测转子的位置,通过组合三个传感器的结果,可以确定通电的确切顺序。由此, 当线圈中通过电流后,在定子上产生旋转的磁场,驱动永磁转子转动,这就是 BLDC 电 机的工作原理。
BLDC 电机优点鲜明,高效率是核心优势。相比于传统电机,BLDC 电机具备如下优点: 1)、在较宽的速度段上较其他传统电机拥有较高的电机效率;2)、BLDC 电机基于应用 场景的不同,可以选择方波、SVPWM、FOC 等各种电机驱动控制方式,实现多样化的控 制需求;3)、BLDC 电机控制用到的参数较多且互为关联,驱动控制算法比较复杂。与 其他类型电机相比,其驱动控制算法难度较高;4)、BLDC 电机具备高可靠性、低振动、 高效率、低噪音、节能降耗的性能优势,并可在较宽调速范围内实现响应快、精度高的 变速效果,充分契合终端应用领域对节能降耗、智能控制、用户体验等越来越高的要求, BLDC 电机下游应用市场广泛且不断扩展。
芯片是 BLDC 电机控制核心,集成模块化是未来趋势。BLDC 电机所需芯片包括 MCU/ASIC、HVIC、MOSFET 芯片,其中 MCU/ASIC 芯片属于控制系统大脑,实现电气 信号检测、电机驱动控制算法及控制指令生成等;由于主控芯片难以直接驱动大功率的 MOSFET,需要 HVIC 作为驱动芯片,起到高低压隔离和增大驱动能力的功能。在三大核 心器件共同作用下,给 BLDC 电机提供高压、大电流的驱动信号,产生 U、V、W 三相控 制电压,使 BLDC 电机按照控制指令工作。从未来趋势看,为提高电机控制芯片的可靠 性、控制性能,降低控制系统体积以适应 BLDC 电机小型化、定制化的发展趋势,BLDC 电机驱动控制架构由完全分立逐步向全集成模块发展是必然趋势。
2.2多行业加速渗透,BLDC控制芯片市场空间超250亿
BLDC 控制芯片市场空间超 250 亿。BLDC 电机替代效应起步较晚,渗透率仍较低,与 行业渗透率天花板之间存在较大的发展空间,因此,BLDC 电机需求将在较长时间内持 续稳定增长。从市场规模看,根据公司招股说明书数据显示,BLDC 电机 2023 年市场规 模有望达到 210 亿美元,按照日本电产最近 5 个会计年度平均毛利率、电机驱动控制系 列芯片成本占 BLDC 电机成本比例等数据对全球 BLDC 电机驱动控制芯片市场进行测算, 2023 年 BLDC 驱动控制芯片市场规模有望达到 280 亿元。
海外厂商技术领先,国内企业奋起直追。国内集成电路设计企业起步较晚,因此电机驱 动控制芯片领域长期由德州仪器(TI)、意法半导体(ST)、英飞凌(Infineon)、赛普拉 斯(Cypress)等国外厂商主导,国内企业市场占有率较低。近年来,国产芯片企业正处 努力追赶中,包括中颖电子、兆易创新、峰岹科技、芯海科技等在内的企业正在各个领 域加速国产替代。
BLDC 电机下游应用领域广泛,汽车电动化带来 BLDC 芯片旺盛需求。BLDC 电机下游 应用领域众多,包括医疗器械、家用电器、新能源汽车、电动自行车、风机、机器人、 电动工具和无人机等。随着新能源汽车市场的快速发展,BLDC 电机作为新能源汽车的 核心驱动技术,市场需求量也在不断增加。BLDC 电机主要应用于在汽车中,除了驱动 电机以外,电动助力转向系统、电子悬架系统、汽车稳定性控制系统、汽车巡航控制系 统、ABS、车身系统(比如说车窗、门锁、座椅、后视镜、雨刷、天窗等)都将会使用 到大量的电机。
一般来说,经济型燃油车会配备 10 个左右的电机,普通的汽车会配备 20 到 30 台电机,而豪华型汽车则会配备 60 到 70 台,甚至上百台电机,而新能源汽车 所需的电机将会更多。而由于 BLDC 电机的长寿命,免维护等优势,已经开始越来越多 地在汽车中得到采用。随着新能源汽车渗透率加速,BLDC 电机需求量将迎来快速增长, 与此对应的 BLDC 电机驱动控制芯片亦将迎来需求的高速增长。
2.3人形机器人的“小脑”,驱动器MCU决定运控能力
BLDC 电机在机器人领域具备效率和精度优势,技术进步加速其渗透率提升。对于电机 本身而言,其必须能够以低速产生相当大的扭矩,并且在整个负载范围内都非常高效。 它还需要一个简单的控制和驱动机制。尽管无刷直流电机(BLDC)需要更复杂的控制, 但由于其性能更好,因此正在机器人应用中找到用武之地。BLDC 使用的无传感器矢量 控制(也称为磁场定向控制,FOC)等技术,提供了良好的效率和消除传感器硬件的优 势,从而降低了成本并提高了可靠性。无传感器矢量控制实现起来很复杂,因此使用它 会延长开发时间、增加成本。
为了解决这个难题,设计人员可以求助于开发平台,例如 德州仪器的 DRV8301-69M-KIT 引擎套件,其中包括一个集成了降压稳压器和分流放大 器 DRV8301 三相栅极驱动器,以及一个基于 InstaSPIN-FOC 和 InstaSPIN-MOTION 的 Piccolo TMS320F28069M 微控制器(MCU)板。尽管设计复杂,但 BLDC 的主要优势来 自于其结构特性,其效率通常比有刷解决方案高 15%到 20%,由于采用无刷设计,因 此所需的维护较少,并且在所有额定速度下都能提供平坦的扭矩曲线。在许多应用中, 由于最近半导体技术的进步、永磁体的改进以及对更高效率的需求增加,有刷电机已被 BLDC 取代。
驱动层 MCU 决定运控能力,机器人对 MCU 有独特需求。MCU 即微控制器(Micro Controller Unit),其可以分为通用型和专用型两种,按基本操作处理的数据位数分类, 可以分为 1/4/8/16/32/64 位,其中 32 位 MCU 是市场主流。目前大多数公司通用 MCU 芯片主要基于运行软件程序实现电机控制要求。运行软件程序则必然需要运算器对软件 代码进行运算,需要存储器对软件程序进行存储,需要控制器从存储器中调取程序进行 运算,其内核架构必须包含运算器、控制器、存储器、输入与输出 5 个主要部件。
对于 机器人而言,驱动层 MCU 决定了“大脑”层面核心算法到执行层的实际效果,因此,经 过优化用于机器人的MCU通常包含多种功能,其在多种功能的要求下甚至需要多个MCU 来实现。机器人多指令的功能执行需要更高性能外设和加速器的 MCU,处理速度对于支 持机器人中电机位置、方向、速度和扭矩的高精度控制至关重要,用于机器人的高性能 MCU 包括支持伺服控制所需计算的专用加速器硬件。
特斯拉人形机器人带动产业热情,BLDC 电机芯片市场迎来新增量。2022 年 10 月 1 日, 特斯拉 AI 日活动中特斯拉人形机器人擎天柱 Optimus 原型机正式亮相,全身具有 40 个 执行器。分别为身体上 28 个结构执行器与手部 12 个执行器。现场展示了行走、挥手等 功能,并播放了该版本机器人在办公室浇水、在工厂搬运盒子与零部件的视频,展现了 基本功能实现与承重能力。而在特斯拉 2023 股东大会上,人形机器人 Optimus 发布了 最新进展,包括电机转矩控制能力、环境探索与记忆能力、基于人类动作演示的 AI 训练 方式;端到端的控制,提升复杂任务能力。除特斯拉外,微软、OpenAI、小米、腾讯等 海内外多个企业加速布局人形机器人赛道,随着产业落地的加速,机器人市场的需求将 带动电机需求量的上升。
人形机器人放量拉动 BLDC 电机驱动控制芯片需求,市场增量预计达到 6 亿元。我们按 单台机器人 40 个执行器计算(28 个关节+12 个手部),则对应 40 台 BLDC 电机用量, 根据峰岹科技招股书,公司 MCU/ASIC、HVIC、MOSFET 芯片通常按照 1:3:6 比例,共 同组成 BLDC 电机驱动控制的核心器件体系,参考其产品均价,我们假设单台 BLDC 电 机驱动控制芯片价格在 15 元左右,则单台机器人所需电机驱动控制芯片的成本在 600 元。若人形机器人未来产量达到 100 万台,则对应 BLDC 电机驱动控制芯片市场规模达 到 6 亿元。
3.1完全自主知识产权芯片技术控制体系,技术含量已达行业主流
摆脱 ARM 授权体系,开拓新兴解决方案。与大多数境外知名芯片厂商,如德州仪器(TI)、 意法半导体(ST)、英飞凌(Infineon)、赛普拉斯(Cypress),采用的 ARM 内核架构不 同,峰岹科技坚持专用化芯片研发路线,形成完全自主知识产权的芯片内核 ME,从底 层架构上将芯片设计、电动驱动构架、电机技术三者有效融合,用算法硬件化的技术路 径在芯片架构层面实现复杂的电机驱动控制算法。在成本、功耗、性能几个方案均有较 强的竞争优势。
峰岹科技通过算法硬件化与器件集成化,芯片有着更优的运算速度且 IP 内核摆脱了 ARM 公司的授权体系,在授权费用上节约了大量成本;控制芯片算法硬件化,有效提高控制 算法的运算速度和控制芯片的可靠性,为 BLDC 电机高速化、高效率和高可靠性的实现 提供有力支撑;高集成度芯片设计,降低控制系统体积以适应 BLDC 电机小型化、定制 化、节约成本、高效节能的发展趋势。
自主产权 IP 内核,主控芯片 MCU“双核”结构。峰岹科技主控芯片 MCU 采用“双核” 结构,由公司自主研发的 ME 内核专门承担复杂的电机控制任务,通用 MCU 内核用于处 理通信等辅助任务更好的承担“双核”架构中对外交互等辅助任务。竞争对手大多采用 通用 MCU 芯片,其内核架构一般采用 ARM 公司提供的 Cortex-M 系列内核。IP 内核依 赖于 ARM 公司的授权,需支付 IP 授权费用。通用 MCU 芯片发展受制于 ARM 授权体系, 芯片设计受限于处理器架构的授权,无法对内核进行针对性的修改。在费用节约和个性 化定制方面峰岹科技都有着更为明显的优势。
高集成度芯片设计,实现终端客户针对性方案定制。峰岹科技已经实现从集成运放、比 较器到集成预驱动(pre-driver)到集成电源与功率器件 MOSFET,具备完整产品线布局, 与国际知名厂商发展趋势相符。可以为终端客户针对性制定分立、半集成、全集成方案, 为不同终端应用场景的灵活化、定制化设计提供了可能。公司高集成度芯片产品可有效 降低后续应用方案的设计难度、便于终端客户的使用与开发,降低方案整体成本,提高 控制器的稳定性与可靠性,有效降低控制系统体积,便于用于对体积有明确要求的应用 场景。提供不同集成度的芯片产品及与之匹配的控制方案,有效的扩宽了公司产品应用 场景,扩展公司的市场空间与业务范围。
集成化方案大幅降低成本,带来公司性价比优势。峰岹科技电机控制专用芯片已在内部 集成了电机驱动控制方案所需外设,如高速运算放大器、比较器、LDO、预驱动,部分 芯片还集成了 MOSFET,大大减少外围器件,最大程度上精简了控制板,降低元器件所 需面积,全器件面积较传统方案相比减少 82%,增强灵活性使电路更加简洁。通过 MCU 集成驱动一般采用合封技术,使得控制系统的可靠性降低,维护成本加大,峰岹科技主 控芯片则在单一晶圆上集成了电源、驱动或攻略器件,可靠性大大提高,峰岹自主研发 的 MCU 芯片在原材料成本、开发成本、维护成本上有着大幅度降低,可以有效降低整体 方案成本。

3.2行业需求稳定增长,公司加速下游拓展
BLDC 电机驱动控制芯片市场规模持续增长,芯片需求稳定提升。BLDC 电机凭借高可 靠性、低振动、高效率、低噪音、节能降耗的性能优势及电机节能降耗国家性强制标准 的推行、BLDC 电机控制技术日益成熟、半导体组件生产制造成本逐渐降低的发展背景, BLDC 电机在智能小家电、电动工具、白色家电等下游终端领域的渗透率不断提升,以 智能小家电领域为例,BLDC 电机替代效应起步较晚,渗透率仍较低,与行业渗透率天 花板之间存在较大的发展空间。
因此,BLDC 电机需求将在较长时间内持续稳定增长, 为 BLDC 电机驱动控制芯片提供了广阔的发展空间。BLDC 电机的下游应用极其广泛,下 游需求持续旺盛,并且当前 BLDC 电机的市场渗透率较低,未来市场需求空间巨大,为 包括峰岹科技在内的 BLDC 电机驱动控制芯片设计公司提供充分商机和发展机遇,在目前 已有渗透率水平下,峰岹科技在高速吸尘器、直流变频电扇等领域保持着极高市场占有 率,是今后下游市场扩展和 BLDC 电机市场渗透率提高的获利者之一。
加速下游拓展,开拓电机驱动控制车规芯片方案。峰岹科技积极探索下游 BLDC 电机新 兴应用等可能性,提供更多符合下游电机控制需求的芯片产品与系统解决方案,不断扩 展终端应用领域与客户覆盖范围,提升在高性能电机驱动控制专用芯片这一细分领域的 竞争力与市场地位,在该领域逐步实现国产替代。电动车所需的汽车芯片数量将提升至 1600 颗/辆,而更高级的智能汽车对芯片的需求量将有望提升至 3000 颗/辆;
随着汽车 进入了电动化+智能网联的时代,为国内新进芯片企业进入汽车领域带来全新的产业机 遇。峰岹科技积极拓展新兴应用市场,加大汽车电子领域的市场拓展,公司自主设计研 发的专用 IC,正逐步在车用市场推进产品测试和应用,峰岹科技专用 MCU 芯片 FU6832N1、FU6865Q1、FU6815Q1 三款芯片已经通过 AEC-Q100 车规认证。峰岹科技于 2023 年 6 月 15 日通过 ISO 26262 功能安全管理体系认证,除了紧凑型电机控制器之 外,峰岹科技拥有包括紧凑型电机控制器、风扇类、泵类、有刷电机类在内的众多汽车 电子应用解决方案,汽车市场成长加速。
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