2023年普冉股份研究报告:周期复苏+强阿尔法,大容量NOR+MCU打开新空间

1、NOR Flash、EERPOM 中国大陆龙二,“存储+”打开新空间

1.1 发展历程:深耕非易失性存储行业,“存储+”战略打开新空间

立足通用性产品,NOR Flash、EEPROM 中国大陆龙二,现拓展大容 量 NOR Flash 和 MCU,打开新空间。普冉前身无锡普雅 2012 年成立, 2016 年普冉股份成立,2021 年上市。公司以 NOR Flash 和 EEPROM 为起点,NOR Flash 在业界率先使用特色 SONOS 工艺,凭借低功耗+ 高性价比优势,乘 TWS 耳机浪潮而起,在中小容量市场快速抢占份额, 成为中国大陆 NOR Flash 龙二,公司第二大产品线 EEPROM 也位居中 国大陆第二。2021 年底公司开始提出 “存储+”战略,延伸至 MCU、音 圈马达驱动芯片(VCM DRIVER)等新品,打开更大成长空间。

1)存储:①NOR Flash:2016 年与赛普拉斯签署 SONOS 技术授权协 议,在业内率先应用 SONOS 工艺于 NOR Flash 设计,目前公司 SONOS NOR Flash 覆盖 512Kb-128Mb,制程从 55nm 向 40nm 及下一代持续 迭代。针对 128M 以上市场,公司采用业界主流 ETOX 工艺, 23H1 推 出更大容量 256M 产品。②EEPROM:从 2014 年开始研发,目前覆盖 2K-4M,向工业和汽车领域拓展。从制程看,EEPROM 在 130nm 基础 上,存储单元面积从 1.26um^2-shrink 缩小到 1.01um^2-shrink,并量 产 95nm 及以下产品,不断缩小体积,制程全球领先。

2)存储+:①MCU:公司 MCU 使用特色 eflash 工艺,成本优势显著。 22H1 32 位 M0+量产出货,22 年推出近 60 颗料号,定位通用型市场, 以消费为主、部分工业类为辅,应用在蓝牙控制、小家电、电动工具、 安防应用等领域,23 年预计将推出 M4 产品。②VCM Driver:前身无 锡普雅从模拟产品起步,2013 年首颗产品 BLDC Fan Driver(Brushless Direct Current,风机传动装置)量产,2021 年公司提出“存储+”战略后 延续模拟基因,首个音圈马达驱动芯片量产交付,2022 年持续推出新品。 公司音圈马达驱动芯片与 EEPROM 摄像头模组的下游客户形成良好协 同,客户导入顺利。

1.2 股权结构:公司创始人为实控人,股权激励深度绑定核心人员

公司创始人为实控人,股权结构稳定、股权较集中。王楠先生、李兆桂 先生为公司实控人与创始人,两人已签订一致行动协议。目前王楠先生 是公司董事长,直接持股 18.73%,李兆桂先生直接持股 4.86%,同时王 楠和李兆桂先生通过员工持股平台间接持股。

1.3 主营业务:营收增长整体稳健,静待下游需求复苏

22 年行业下行、营收下滑,NOR Flash 是基本盘。1)2017-2022 营收 CAGR 为 64%。2021 年全球半导体行业高景气,公司营收破 10 亿元,达 11.0 亿元,同比+54%,2022 年半导体处于下行周期,公司收入增速放缓, 营收 9.3 亿元,同比-16%。2)存储是基本盘,“存储+”占比提升。22 年存储(NOR Flash+EEPROM)和“存储+”(MCU+VCM DRIVER)营收占比 94%/6%,22H1“存储+”占比仅 2%,占比提升迅速 。22 年存储收入 8.7 亿元,同比-21%,毛利率 30%,同比-7pct;“存储+”营收 5299 万元, 行业周期下行、营收仍强势增长 9 倍。

下游集中在蓝牙耳机、手机屏幕、摄像头模组等消费电子领域。1)NOR Flash:2020 年公司蓝牙(指蓝牙模组,主要用于蓝牙耳机)/手机屏幕 /可穿戴设备/物联网/其他的营收占比 43%/21%/12%/3%/21%,其他中包含家用电器显示屏、工业设备显示屏、PC 周边产品等。2)EEPROM:2020 年公司摄像头模组/网络设备/PC 周边/家电显示屏/工业显示屏/其他营 收占比 80%/5%/3%/6%/4%/3%,摄像头模组贡献 EERPPM 主要营收,受益 行业手机后置多摄像头推广及渗透。

NOR Flash 70%以晶圆形态出货,EEPROM 90%以成品芯片形态出货。 根据产品形态的不同,公司产品分为未封装晶圆(Known Good Die,即 KGD)和成品芯片,其中未封装晶圆直接销售给主控厂,与主控厂的芯 片进行合封(SIP 系统级封装)。1)NOR Flash:公司产品主要以未封 装晶圆形式出货,2020 年未封装晶圆占比 69%,成品芯片占比 31%。 未封装 NOR Flash 晶圆客户主要是主控原厂,产品最终应用于蓝牙耳机、 手机屏幕等领域。2)EEPROM:公司产品主要以成品芯片形式出货, 2020年成品芯片占比90%,未封装晶圆占比10%。公司未封装EEPROM 晶圆客户有主控原厂和经销商,最终用于家电领域。

发展海外市场,整体客户较为分散。1)国内占比近 9 成,发展海外市 场。过去公司客户主要来自中国大陆,目前大力推进海外业务、增长迅 速,2022 年公司实现在日本、韩国、美国等多家知名大客户导入,产品 应用领域涵盖消费、工控、光伏及车载,海外业务营收占比达 13%。2) 经销占比减少。2022 年公司经销/直销分别占比 61%/39%,公司经销占比 同期相比下降。3)公司客户较为分散。2021 年公司前五大客户营收占 比 39%,2022 年前五大客户占比 40%。

2022 年行业周期下行,公司盈利能力下滑,静待下游需求复苏。1)2022 年毛利率、净利率下滑。2021 年半导体行业高景气,公司毛利率 36%, 同比+12.44pcts,2022 年半导体处于下行周期,量价齐跌,公司毛利率 出现下滑,2022 年毛利率为 30%,同比-6pct。2022 年净利率为 9%,同 比-17pcts。2)2022 年净利润下滑。2021 年行业高景气,公司净利润达 2.9 亿,同比+239%,2022 年半导体处于下行周期,下游需求疲软,叠加 大额存货减值+费用端影响,2022 年归母净利润 0.83 亿元,同比-71%。 2022 年全年计提存货减值金额 6793 万,全年股权激励费用 1098 万(2021 年 402 万元),2021 年享受免征企业所得税的税收优惠政策,2022 年 起按 10%的优惠税率征收企业所得税,所得税费用较 2021 年增长 609 万元。

23Q1、23Q2 连续两个季度营收环增 20%+,库存自 23Q1 就已开始下降, 是财务数据最先出现明显边际变化的存储设计公司。23Q2 营收 2.65 亿 元,yoy-23%/qoq+30%,归母净利润-0.5 亿元,yoy-181%,Q1 归母净利 润-0.28 亿元;毛利率 19%,yoy-13pct/qoq-3pct;Q2 存货 4.4 亿元, 较 Q1 环比下降 21%,库存连续 2 个月下降、逐步靠拢健康水平;Q2 存货 减值 5 千万,考虑存货减值,净利润基本打平。23H1 行业价格依然面临 压力,公司 Q1 营收环增 27%,Q2 继续环增 30%,连续两个季度环增。

1.4 研发实力:管理层华虹背景,持续股权激励

管理层华虹背景,擅长工艺改善、成本优化等。公司管理层、技术人员 有华虹任职背景,如公司董事长、创始人王楠先生从 1998 年开始就在华 虹工作,代工厂经验深厚,擅长工艺制程改善、成本优化等,这是公司 能推出业内首款 SONOS NOR Flash、公司 MCU 成本优势明显的底层实力。

持续加大研发投入,保障未来核心竞争力。2022 年公司研发费用显著提 升,达 1.5 亿元,同比增长 62%。2022 年研发费用率 16%,达历史新高, 超过了兆易、聚辰。通过持续增加的研发投入,公司原有产品迭代并实 施性能优化、新产品量产,产品竞争力和覆盖面增强。

五次股权激励计划,持续激励员工。上市前公司共实行 3 次股权激励计划,激励人数总计 65 人。上市后,公司于 21 年和 22 年先后实行两次股 权激励计划,21 年股权激励覆盖员工 112 人,22 年股权激励覆盖员工 140 人。 员工人数逐年增加,人均创收行业领先。2018 年以来,员工总人数连年 增长,2021 突破 200 人,2022 年突破 300 人。

2、存储:基本盘,大容量 Nor 打开新空间

2.1 Nor Flash:中小容量成本优势显著,拓展大容量打开成长空间

存储大市场强周期,复苏量价齐升逻辑最佳。详情见 5/7 发布的专题报 告:《存储:他山为鉴,上行周期弹性俱佳》。 竞争格局:巨头落幕。DRAM 和 NAND 行业主要是三星、海力士、美光等 国际原厂角逐,NOR Flash 主要是中国台湾和中国大陆厂商。NOR Flash 行业在过去 20 年经历了数次洗牌,五强厂商变化显著,如三星电子 2010 年公告完全退出市场,美光和赛普拉斯于 2017 年退出中低端市场,近几 年旺宏和华邦电互逐榜首,兆易创新 2020 年超赛普拉斯居第三。同时中 国大陆涌现一批 Nor Flash 玩家,如普冉股份、恒烁股份等。

功能机时代的存储王者,至今仍占据重要地位。NOR Flash 曾凭借读取 速度快+稳定性高的特点,在功能机时代依靠 NOR Flash+PSRAM 架构 称霸一时,随着功能机市场萎缩,智能手机时代的到来,2005-2015 年 NOR Flash 陷低迷期,直到 2017 年开始逐渐升温,5G、IOT、汽车、 智能手机屏幕为NOR Flash带来持续增长动力,2021年全球29亿美金, 占全球存储市场 2%左右,在存储器技术历经多次变革后仍占据一席之 地。

NOR Flash 独特优势赋予其不可替代性。NOR Flash 和 NAND 属于非易失 性存储器,结构不同,呈现不同特点,互相不可替代。 1)NOR Flash:优势在于读取速度快,可芯片内执行(XIP,Execute In Place,应用程序可直接在 Flash 内运行,不必再把代码读到系统 RAM 中),由于外围电路简单,在 512Mb 以下容量具有较高成本效益。 2)NAND Flash:目前闪存中最主要的产品,优势在于高密度、低成本、 擦写速度较快,当容量达到 1GBit 以上,NAND Flash 的单位容量成本远 低于 NOR Flash,被广泛应用于服务器、手机、PC、固态硬盘等大容量领域,但由于 NAND Flash 的外围电路更为复杂、面积更大,因此在 1Gbit 以下的数据存储场景的成本优势不及 NOR Flash。

NOR Flash 大容量趋势明显。根据 Omdia 数据,受益于大容量需求的 车用及工控领域需求增长,256Mb 及以上大容量 NOR Flash 占比将从 2020 年的 24%提升至 2025 年的 41%,256M 及以上的大容量 NOR Flash 逐渐成为主流。根据旺宏的 NOR Flash 营收占比看,大容量提升 明显。

普冉在业界率先采用 SONOS 工艺结构设计 NOR Flash。 存储芯片由存储单元和外围电路组成,存储单元用于存取 1 位(bit)0/1, 是存储芯片最基础单元,外围电路决定存储芯片性能。不同存储器的存 储单元的构成有所差异,如 DRAM 存储单元是一个晶体管和一个电容器, NAND Flash/ETOX NOR Flash 存储单元是一个浮栅晶体管。 非易失性存储单元工艺结构主要分为浮栅 ETOX 和电荷俘获 SONOS 两类。 ETOX 结构是 Intel 在 1988 年提出,广泛应用于 Flash,是较为开放的底 层技术。SONOS 结构由赛普拉斯在 2001 年提出,赛普拉斯将该结构主要 应用于 SoC 或者 MCU 的嵌入式内存设计,如 PSoC 6 采用 ARM® Cortex®-M4 and Cortex®-M0+双核架构,并采用了 40nm SONOS 技术。在 NOR Flash 领 域,兆易创新、华邦、旺宏等均采用 ETOX 结构,2016 年普冉与赛普拉 斯签署 SONOS 的技术授权协议,和代工厂合作开发工艺,率先将 SONOS 结构应用于 NOR Flash,首款产品在 2017 年开始量产。

SONOS 与 ETOX 存储单元结构存在差异。SONOS 和 ETOX 差异体现在:① 存储单元的晶体管种类不同,即存储介质不同,②存储单元中的晶体管数量不同,(主流 SONOS 结构采用 2 个晶体管)③物理原理不同。具体 来看:1)ETOX 工艺,存储单元是单个浮栅晶体管(即单管单元),是 在 MOS 晶体管基础上引入绝缘多晶硅浮栅来存储电荷,通过向浮栅中注 入电子或拉出电子实现写入和擦除操作,应用的是热电子效应。因此浮 栅晶体管中有 2 个栅极,1 个是控制栅, 也就是一般意义上普通多晶硅 栅极,另一个就是多晶硅浮栅,即包裹在二氧化硅介质层里、浮空的栅 极。2)SONOS 工艺,存储单元是 2 个晶体管(即双管单元),晶体管中 的栅极的介质是用 ONO 堆栈而成,ONO 即一层隧穿氧化层、一层氮化物 及一层阻挡氧化层,SONOS 工艺使用绝缘层(如氮化硅)作为电荷存储 层,氮化物中的电荷陷阱俘获从通道注入的载流子并保留电荷,利用的 是隧道效应进行载流子的迁移,实现电荷的存储。

中小容量市场,SONOS 成本、低功耗优势明显;大容量市场,ETOX 更适 合。在汽车、工业市场,ETOX 发展多年,更受认可。SONOS 存储单元双 管结构,ETOX 单管结构,在相同制程节点下,SONOS 存储单元面积大于 ETOX,但 SONOS 所需电压小,控制电路更简单,控制电路面积小于 ETOX。 因此在中小容量领域,存储单元数量少,控制电路面积减少带来的成本 优势更大。而在大容量领域,存储单元多,存储单元面积减少带来的成 本优势更大,在大容量场景下,ETOX 更有成本优势。在性能上,SONOS 能实现更低功耗,擦除更快、耐擦写能力强,支持灵活区域结构,同时 工艺结构比较简洁、光罩层数更少,成本有优势。 1)电压:SONOS 操作电压更低,低功耗优势明显。SONOS 擦除和编程操 作所需电压显著降低。同时擦写电压下降,降低对单元结构的损耗,提 高使用寿命,同时,擦写电压下降意味更低的擦除写入功耗,实现了低 功耗、高可靠性等特点。 2)工艺复杂度:SONOS 复杂度降低,减少光罩层数,成本优势明显。ETOX 编程电压高,集成复杂,控制电路更复杂,一般需要在基本逻辑工艺基 础上再额外增加 9-12 层光罩来实现。而 SONOS 工艺处理结构更简单, 外围电路简单,一般只需要在基本逻辑工艺基础上再增加 3-5 层光罩就 可以实现。 3)ETOX 单管结构,在大容量具有一定优势。SONOS 存储单元是一个双 管(2T)单元,而 ETOX 存储单元是单管单元,在相同技术节点,ETOX 存储单元较小。在中小容量领域,采用 SONOS 能够简化外围控制电路,降低芯片尺寸和面积。大容量领域,存储单元数量多,存储单元占芯片 面积比例随容量上升而上升,存储器芯片面积大小成为决定芯片面积的 主要因素,SONOS 在大容量场景下不再有面积优势。同时在工业、汽车 等应用,ETOX 发展多年,认证壁垒更低。

中国大陆中小容量 NOR Flash 玩家众多,差异化竞争是关键,特色工艺 +先进制程是普冉特点。 公司策略:在中小容量市场,以 SONOS 工艺为主,发挥低功耗、高性价 比优势,ETOX 为辅,SONOS NOR Flash 制程从 55nm 向 40nm 迭代,夯实 制程优势;在大容量128M以上市场,采用中国大陆最先进55/50nm制程, 使用主流 ETOX 工艺,补齐工业、汽车等领域。 与中国大陆厂商对比: 1)营收:中国大陆 NOR Flash 玩家多,普冉是龙二。中国大陆所有存储 Fabless 均有 NOR Flash,NOR Flash 是兆易、普冉、恒烁、博雅科技第 一大营收来源,兆易和普冉 NOR Flash 营收体量最大,普冉营收仅次于 兆易。

2)发展路径:以 NOR Flash 为重的厂商,向 MCU 发展。NOR Flash 与 MCU 有协同,兆易早期是做 NOR Flash 后向 MCU 发展,目前普冉以 NOR Flash 为基础向 MCU 发展,恒烁以 NOR Flash 为核心向 MCU 发展,博雅全部营 收来自 NOR Flash,目前也在布局 MCU。

3)容量覆盖:普冉中小容量采用独特 SONOS 工艺,ETOX 大容量追赶中。 从容量看,中小容量产品玩家多,普冉 1M-128M 用独特的 SONOS 工艺, 低功耗优势显著,从 55nm 向 40nm 升级,制程领先,128M 以上使用主流 ETOX 工艺,50nm 和 55nm 制程,22 年推出,6 颗产品已大批量出货,应 用在可穿戴设备、安防、工控,预计 23 年推出 256M、512M,大容量占 比有望持续提升。 4)技术:普冉是业界首位采用 SONOS 工艺设计量产 NOR Flash 的厂商。 21 年普冉 NOR Flash 单价较其他厂商明显更低,一方面是因为普冉 21 年全部是中小容量出货,单价本身更低,另一方面是因普冉采用 SONOS 工艺+40nm 领先制程,成本优势大、产品价格优势明显。 5)制程:普冉制程优势明显。从中国大陆厂商采用的最先进制程看,ETOX NOR Flash 各家最先进制程包括 48nm、50nm、55nm,东芯采用中国台湾 力晶的 48nm 制程,中国大陆代工厂的 NOR Flash 最先进制程是 50nm(华 力和武汉新芯),普冉 ETOX 产品采用中国大陆最先进 NOR Flash 制程 50nm。SONOS 方面,普冉已付费购买赛普拉斯的 40nm 和 55nm SONOS 工 艺的授权,目前最新制程是40nm,博雅科技仅购买赛普拉斯的55nm SONOS 工艺的授权。

2.2 EEPROM:中国大陆第二,积极开拓车规、工业市场

EEPROM 属于非易失性存储器芯片,用于存储小规模、经常需要修改 的数据的领域。EEPROM 可以擦除已有信息、重新编程,特点是待机 功耗低、灵活性高、可靠性高,容量 1Kb~2048Kb,耐擦写性能至少 100 万次,主要用于存储小规模、经常需要修改的数据,应用包括智能手机 摄像头模组内存储镜头与图像的矫正参数、液晶面板内存储参数和配臵 文件、蓝牙模块内存储控制参数、内存条温度传感器内存储温度参数。 EEPROM 芯片在操作方式上分为串行操作和并行操作。串行 EEPROM 占据绝大部分市场份额,具备体积小、价格低、操作方便的特性。并行 EEPROM 由于价格较高、尺寸较大,日益被串行 EEPROM、闪存芯片 以及其他芯片所取代,目前主要用于部分长期应用市场。根据应用领域 不同,EEPROM 可以分为 IIC 接口系列、SPI 接口、Microwire 接口系 列、SPD/SPD+TS 接口系列等。

EEPROM 与 Nor Flash 技术有相同性,但性能有差异,不可替代,各 有所长。1)技术角度:芯片架构分成存储单元和外围电路,都有电荷泵、灵敏放大器、X-Y 译码电路等主要电路功能模块,常用接口协议基 本一致,设计理念和方法上具有一定相通性,技术转化难度不大。2)可 靠性:EEPROM 较 NOR Flash 可靠性更高,可擦写次数更高。3)成 本:EEPROM 存储单元通常为 2 个晶体管,存储单元面积较 NOR Flash 更大,在大容量场景不具备经济优势。4)容量:EEPROM 通常为 1Kb~2048Kb,NOR Flash 容量为 512Kb~1024Mb。5)功耗:EEPROM 功耗更低。6)适用领域:NOR Flash 更适合对擦写次数与数据可靠性 要求不高但对数据存储量要求较高的应用,EEPROM 是定期更新参数 的存储应用的最佳选型,更适合可穿戴设备等有低功耗需求的应用领域, 以及汽车电子、智能电表、医疗监测仪等对耐用性和可靠性要求较高的 应用领域。

EEPROM 全球 12 亿美金市场。2022 年开始受消费电子需求下降影响, 全球 EEPROM 市场规模为 11.52 亿美元,同比+4.1%,增速放缓。

分为消费级、工业级和汽车级,车规品质要求更高。汽车级 EEPROM 产品相比工业级 EEPROM 需要具有更可靠的性能、更强的温度适应能 力和抗干扰能力,因此具备更高的品控要求和开发难度。

海外厂商领跑车规级/工规级产品,中国大陆厂商追赶中。全球 EEPROM CR10 超过 90%,龙头企业包括意法半导体、微芯半导体、聚辰股份、 安森美。其中汽车和工业 EEPROM 市场主要由意法半导体、安森美等 境外企业主导,目前聚辰、普冉等厂商加速追赶,聚辰已具备 A1 及以 下产品,普冉也已通过 A1 认证。目前,手机摄像头 EEPROM 市场主要 由聚辰股份、普冉主导。

下游驱动:1)智能手机:智能手机摄像头是 EEPROM 的主要应用市场 之一,双摄、多摄逐步渗透,摄像头模组升级,拉动 EEPROM 需求量, 2018 年达 21.64 亿颗,根据赛迪顾问数据,预计到 2023 年 EEPROM 需求量达 55.25 亿颗。2)液晶面板:液晶面板的控制板需要搭配 EEPROM,用于存储液晶面板参数和配臵文件,随着高清显示、4K 需 求增加,近年来全球大尺寸液晶面板需求量保持稳步增长,根据赛迪顾 问数据,2018 年全球液晶面板需求量为 7.55 亿颗,预计 2023 年 EEPROM 需求量将达到 9.69 亿颗。3)汽车电子:随着汽车智能网联、 电动化趋势的不断发展,汽车电子产品的渗透率将快速提升,带动对 EEPROM 的需求增长,2018 年需求量达 17.29 亿颗。

公司发展 EEPROM 多年,布局车规级/工规级产品。1)容量覆盖度提 升:2014 年,公司完成首颗 256Kb、512KbEEPROM 研发和流片,2016 年,公司 2Kb-512Kb 全系列 EEPROM 量产,2022 年公司 2Mb 大容量 EEPROM 产品顺利量产出货,4Mb 大容量 EEPROM 产品开发完成, 目前已实现 2Kb-4Mb 容量产品覆盖,未来将持续推进更先进制程和更全 容量覆盖的 EEPROM 产品设计。2)下游应用拓展:2020 年,公司摄 像头模组/网络设备/PC 周边/家电显示屏/工业控制在 EEPROM 收入占 比分别为 80%/5%/2%/6%/4%,摄像头模组连年排名第一。2022 年, 持续推进 EEPROM 产品在工业控制和车载领域的应用,工业控制上应 用占比显著提升,对稳定公司毛利率起到一定作用;同时,公司车载产 品完成 AEC-Q100 标准的全面考核,在车身摄像头、车载中控、娱乐系 统等应用上实现了海内外客户的批量交付,汽车电子产品营收占比有所 提升,同时公司持续推进 EEPROM 产品全系列的车规认证。3)制程优 化、面积缩小:2014 年 EEPROM 产品系列工艺制程从 130nm 逐步升 级,2022 年实现 95nmEEPROM 产品量产,存储单元从 1.26um^2 向 更小尺寸 1.01um^2 同步迭代升级,存储单元面积持续缩小。

中国大陆龙二,汽车和工业占比提升有望提升毛利率。2021 年聚辰股份 EERPOM 营收 4.2 亿元,公司 EEPROM 营收 3.2 亿元,在中国大陆营收 体量仅次于聚辰,是中国大陆龙二。对比普冉和聚辰的毛利率和单价,聚辰 毛利率和单价更高,主要是因聚辰的汽车、工业等高附加值领域占比更高, 聚辰也已完成EEPROM全系列车规认证。预计未来普冉车和工业占比提升, 将有效提升公司 EEPROM 毛利率。

3、存储+:打开数倍成长空间,持续关注放量

3.1 MCU:22 年逆势出货成绩喜人,持续关注后续放量情况

2022 年全球市场 250 亿美金,且未来五年有望稳健增长。 2022 年全球 MCU 市场规模达 250 亿美元,2021 年市场规模 196 亿美元, 同比+27.5%,占全球半导体市场的 4%,2009-2022 年占比稳定在 4%-5%。

MCU 是电子设备的核心部件,其架构核心是 CPU,涉及数字、模拟芯片能 力。MCU 是把 CPU 的频率与规格做适当缩减,并将内存、计数器、USB、 A/D 转换等周边接口都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机。MCU 作 为一个具有处理器、存储器和外围设备的独立系统,广泛用于各类计算能力 要求不算高的电子设备中,如体温计、无线充电器和智能手环,大到数控机 床、机器人和汽车等。

按单位时间处理位数的不同,可分为 4/8/16/32/64 位产品。位数是指处理 器寄存器的大小或宽度,即数据总线宽度,较大位数的寄存器意味着可以操 作大量的数据以减少时钟周期,从而达到更好的运算效率。因为计算效率的 不同,8/16/32 的下游应用有所不同,8 位更适宜用于计算需求较小的产品,如 LCD、小家电、玩具等;32 位更适宜用于计算量稍大的产品,如汽车电 子(包括 ECU、雷达监测等)、工业领域。

32 位占比近 60%,且有望持续提升,是绝对主流。 1)从市场规模占比看:32 位 MCU 目前已是主流,2020 年占比 59%,16 位由于其不上不下的定位市场空间被明显压缩。2020 年,8/16/32 位分别占 比为 23%/18%/59%。 2)32 位市场规模不断提升的原因在于:①MCU 成本快速下降,32 位已与 8/16 位差别不大,且 MCU 本身占总生产成本比例较低,因此下游客户对价 格的敏感性一般;②产品对 MCU 的计算存储性能要求越来越高,需要 32 位 MCU 才能满足 3)8 位在性能不及 32 位情况下,仍具有一定市场的主要原因在于:①虽然 32 位比 8 位价格稍高,但是开发过程中难度更大且耗时,反而最终导致成 本更高;②8 位也具备某些硬件优势,比如静态电流更低导致功耗更低,某 些简单计算操作下速度更快。

MCU 市场经过数轮大规模并购后,CR7>80%。国外前七大厂商占据了 全球超过 80%的市场份额,头部效应显著,其中瑞萨、恩智浦 > 微芯、 意法 >其他三家。集中度较高的原因包括:1)为争夺市场份额及布局 物联网应用,MCU主要厂商之间发生数起大规模并购,包括NXP于2015 年收购飞思卡尔,进军汽车电子领域,市占率上升至 19%;Microchip 在 2015 年收购 Atmel,市场占有率上升至 14%;Cypress 在 2015 年收 购 Spansion,市场占有率达到 4%;2020 年 Cypress 被 Infineon 所收 购,合并后市占率达到 13%,跃升为排名第三的厂商。 2)MCU 下游应用通常更新迭代较慢、使用周期较长,因此倾向于能提 供稳定解决方案的供应商,较少更换供应商。

从自研内核转向外购内核是大趋势,目前 ARM Cortex M 系列占据主 流地位。从 MCU 的发展历史看,最初 MCU 厂商多自研内核,之后 随着计算要求越来越复杂,内核厂商开始出现、分工进一步细化,MCU 厂商开始使用外购内核并将主要精力投身其他部分的研发。其中目前外 购内核中占据主导地位的是 ARM Cortex M 系列,该系列由 ARM 开 发,采取 IP 授权形式,相比于 ARM 公司的其他系列产品(注:Cortex 处理器可以分为应用处理器(A 系列)、实时处理器(R 系列)和微控 制器处理器(M 系列)),Cortex-M 系列具有短流水线、超低功耗的 设计特点,专门面向 MCU 及深度嵌入系统市场。2004 年 ARM 公司 推出第一款 Cortex- M 系列处理器 M3,ST 公司抓住机遇,在短时间 内向市场推出一系列基于该内核的 32 位 MCU(STM32 系列)。此 后 Cortex-M 系列处理器迅速发展,2009 年,超低功耗处理器 M0 一 经推出,就受到了广泛的欢迎,在 9 个月内就有多达 15 家厂商与 ARM 签约。目前海外厂商几乎都从自研内核转向了使用 ARM 内核。 除此之外,近几年 RISC-V 则成为了 32 位内核市场的后起之秀,该内核诞生于伯克利大学,特点是简单且免费开源,中国大陆部分厂商也推 出了基于此架构的 MCU 产品,但整体数量偏少。

ARM 内核包括中高低端不同产品。目前 ARM 共推出 11 款 Cortex M 系列处理器,其在尺寸、功耗、性能、安全性、是否适用于 AI 应用等 指标上有着差异化定位,全面满足低、中、高端需求。其中,M0/0+/1/23 四颗为低端内核,M3/M4 为中端产品,M7/33/35P/55/85 为中高端产品。

普冉 2022 年 MCU 起步,增速亮眼、成绩喜人。2022 年“存储+”(MCU+VCM DRIVER)营收占比 6%,22H1“存储+”占比仅 2%,占比提升迅速 。22 年 “存储+”营收 5299 万元,行业周期下行、营收仍强势增长 9 倍,逆势 出货,成绩喜人。

MCU 与 NOR 有协同,普冉采用特色嵌入式 eflash 工艺,定位通用型市场。 SONOS 工艺被赛普拉斯用于 MCU 类产品,2021 年公司基于现有的 SONOS 工艺和超低功耗与高集成度自由设计的存储器优势,布局具有特色工艺 的通用型 MCU,2022 年公司基于 ARM 内核的 32 位 M0+ MCU 量产出 货。定位通用市场,需要广铺料号和丰富内核,2022 年公司 M0+系列 已推出 60 余颗产品,应用于家电、监控、通讯传输、BMS 监测保护等 领域,同时 M4 内核产品开发进展顺利。

公司 32 位产品可替代部分 8 位市场。公司 MCU 产品规划中定义了宽电 压设计指标,产品低压支持最低 1.7V 工作电压,高压支持最高 5.5V 工 作电压。既可以满足新兴市场低电压、低功耗的要求,也可以满足早期 8 位 MCU 市场 5V 应用的需求。

3.2 音圈马达驱动芯片:与 EEPROM 协同,延续“模拟基因”

音圈马达驱动芯片是实现手摄像头自动对焦的核心组件。音圈马达属于线 性直流马达,是用于推动镜头移动产生自动聚焦的装臵。音圈马达按照其功 能主要可以分为开环式马达(Open loop)、闭环式马达(Close loop)、中臵马达(Alternate)、OIS 光学防抖马达(分平移式、移轴式、记忆金 属式等)、OIS+Close loop 六轴马达等,其中开环式马达、闭环式马达和 OIS 光学防抖马达是最为常见的三种。音圈马达驱动芯片为与音圈马达匹 配的驱动芯片,主要用于控制音圈马达来实现自动聚焦功能。

开环式、闭环式、光学防抖式三大类,用于不同价位手机。开环式(Open Loop)、闭环式(Close Loop)、光学防抖式(OIS,含 SMA 技术),分 别应用于不同价位的手机,三种技术路线并存发展。开环式马达为行业内较 早产生的技术,其主要应用于中低端手机的主摄,近年来,随着多摄手机普 及,开环式马达亦成为多摄手机副摄的主要选择。之后,高端智能手机逐渐 出现,对摄像效果要求更高,闭环式马达应运而生,并逐渐应用于高端手机 的主摄。随着摄像防抖需求的产生,OIS 光学防抖马达技术随之产生,并逐 渐应用于高端手机的主摄。光学防抖式因其防抖功能表现优秀,成为高端智 能手机首选。而开环音圈马达因控制简单、良率高、价格便宜、体积小等众 多优点,成为占据市场大份额的中低端手机的优先选择。

智能手机的摄像头模组是音圈马达驱动芯片的重要应用领域。全球智能手 机需求逐步放缓,双摄多摄趋势盛行,手机摄像头模组出货量稳步提升。1) 从全球智能手机出货量看,2011-2014 年,全球智能手机市场呈现爆炸式增 长态势,2016 年后趋向饱和状态,增速放缓,2021 年出货量达 13.55 亿台, 同比增长 4.7%。2)从全球手机摄像头模组出货量看,近年来,手机摄像头 模组出货量持续上升,稳中有进,2021 年全球手机摄像头出货量约为 48.2 亿颗,同比增长 5.77%,预计 2022 年为 49.2 亿颗。3)从全球手机平均搭 载摄像头个数看,随着民众对于手机摄像需求增加,要求上升,全球手机平 均搭载摄像头数量近年逐步增长,由 2015 年的 2 颗增长至 2021 年的 4.1 颗。4)从全球智能手机各类后镜头出货占比看,2021 年全球智能手机后镜 头数量分别是一个及以下/双镜头/三镜头/四个及以上,占比分别为 20%/25%/34%/21%,未来单镜头产品将逐步淘汰,三镜头/四个及以上产 品占比将大幅提升。

2023 年音圈马达驱动芯片全球市场规模预计达 2.73 亿美元。1)从全球市 场规模看,近年来,随着智能手机市场规模扩张及双摄多摄需求增加,音圈 马达驱动芯片市场规模稳定攀升,2014-2019 年 CAGR 达 7.6%,根据 Frost&Sullivan 预测,随着多摄像头应用的增加,摄像头音圈马达驱动芯片 市场规模将进一步增长,2023 年达 2.73 亿美元。2)从出货量看,随着摄像头需求持续上升,音圈马达驱动芯片全球市场出货量持续增长,2018 至 2020 年期间出货量分别为 28 亿颗、34.51 亿颗、44.06 亿颗,未来有望保 持上升趋势。

市场份额集中度高,日韩厂商占据榜首。全球市场上的音圈马达驱动芯片供 应商主要来自日本、韩国、美国及中国大陆地区等,其中头部厂商包括韩国 动运、罗姆半导体、纪斯科技、旭化成、安森美半导体,2018 年,全球音 圈马达驱动芯片市场份额排名前五名的企业(韩国动运、罗姆半导体、纪斯 科技、旭化成、安森美半导体)合计约占总体市场份额的 75.5%,中国大陆 厂商追赶中。

中国大陆开环式技术成熟,闭环式、光学防抖仍需拓荒。海外厂商在开环、 闭环、OIS 产品布局全面,中国大陆厂商在开环式发展成熟,目前闭环、 OIS 仍在补齐中。

音圈马达驱动芯片与 EEPROM 协同,客户导入顺利。公司前身以模拟 产品起步,2013 年,公司首颗产品 BLDC Fan Driver(风机传动装臵) 研发成功并进入量产,2021 年公司提出“存储+”战略,延续模拟基因。 2022 年推出音圈马达驱动与 EEPROM 二合一的开环产品,该集成方 案大大缩小了芯片面积,适配绝大多数开环音圈马达类型,并于 2022 年上半年实现多颗产品大规模量产交付,支持高通新一代平台 1.2V 应 用音圈马达驱动芯片产品完成研发并进入客户送样和认证阶段,同时持 续研发光学防抖产品。


(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。)

相关报告