深耕特种集成电路领域,产品体系持续完善
成都华微是行业领先的高新技术企业,产品覆盖多系列,具备综合解决方案能力。公司专 注于集成电路研发、设计、测试与销售,以提供信号处理与控制系统的整体解决方案为产 业发展方向,主要产品涵盖特种数字及模拟集成电路两大领域,其中数字集成电路产品包 括以可编程逻辑器件(CPLD/FPGA)为代表的逻辑芯片、存储芯片及微控制器等;模拟集 成电路产品包括数据转换(ADC/DAC)、总线接口及电源管理等。公司产品广泛应用于电 子、通信、控制、测量等特种领域,具备为客户提供特种集成电路产品一站式采购以及综 合解决方案的能力。 公司产品生产采用 Fabless 模式,主要负责芯片的研发、设计、测试与销售,晶圆加工与 封装由专业的外协厂商完成。随着集成电路的结构与设计愈发复杂,晶圆代工产线投入成 本大、维持运营费用高、工艺水平要求高,相应技术与资金的壁垒逐渐提升,因此产业结 构也进一步向专业化分工方式发展。由于公司产品应用于特种领域,下游客户对产品的可 靠性要求较高,因此公司建立了特种集成电路检测线,测试环节亦主要由公司自行完成。
公司实际控制人为中国电子信息产业集团有限公司。截至公司招股说明书签署日,中国振 华电子集团有限公司直接持有公司 52.76%股份,为公司的控股股东。中国电子信息产业集 团有限公司通过中国振华控制公司 52.76%的股份、通过华大半导体控制公司 21.38%的股 份、通过中电金投控制公司 2.55%的股份,合计控制公司 76.69%的股份,为公司的实际控 制人。公司自然人股东通过华微共融、华微展飞、华微同创、华微众志四个持股平台合计 持有公司 16.11%股份。公司下设两家子公司,分别为华微科技(全资子公司)和苏州云芯 (控股 85.37%),其中华微科技为成都华微提供芯片检测服务,苏州云芯从事 ADC/DAC 产品的研制生产。
管理层人员技术出身比例高,多位行业专家保障公司技术先进性。公司管理层技术出身比 例高,大多具备丰富的特种集成电路行业从业经验。董事长黄晓山先生历任振华风光部长、 副总经理、总经理等职务;总经理王策历任西安微电子技术研究所市场部及科研生产部部 长等职务。此外还有多位高管长期从事技术研发和集成电路设计工作,同时拥有 6 位核心 技术人员,有望保障公司在技术层面的领先性。
公司发展伴随我国集成电路从出生到走向成熟,产品谱系持续完善。公司作为国家“909” 工程集成电路设计公司和国家首批认证的集成电路设计企业,自设立以来即定位于数字集 成电路 FPGA、CPLD 等可编程逻辑类产品的研发工作,连续承担了多项国家科技重大专项 以推动产品的国产化进程。发展至今,公司产品覆盖可编程逻辑器件(CPLD/FPGA)、数 据转换(ADC/DAC)、存储芯片、总线接口、电源管理、微控制器等多系列集成电路产品, 包括数字和模拟芯片在内的十余类别、百余个具体产品型号。
目前公司集成电路产品覆盖数字和模拟两大领域,并向 SoC 系统级芯片拓展。公司除承接 国家专项/课题所研制的核心芯片外,在发展过程中陆续推出了各类通用型芯片,包括:1) 为配套 FPGA 产品使用的 NOR Flash 等存储器类产品;2)为 FPGA、ADC 等芯片提供供 电保障的电源管理类 LDO、DC-DC 类产品;3)为实现不同元器件间不同类型信号传递的 总线接口类产品。同时,公司基于自身在前述产品的设计经验,进一步拓展至微控制器(MCU) 以及系统级芯片(SoC)的产品研发,进一步丰富了高性能单芯片产品储备,并积极布局 系统级芯片的研发工作,形成了当前较为丰富的产品体系。
检测测试能力奠定特种集成电路行业核心地位,保驾护航新品研制和产品质量。公司芯片 主要下游为特种领域,特种集成电路的产品特性决定了产品需要进行全面且严苛的产品检 测,产品必须全部经过多重检测工序。公司高度重视产品从研发到交付各道环节的质量控 制,建立了特种集成电路检测线和完善的质量控制体系,拥有中国合格评定国家认可委员 会 CNAS、国防科技工业实验室认可委员会 DiLAC 认证的国家级检测中心,建有较为完备 的特种集成电路检测线,配有一批国内外先进的高端仪器设备,能够实现公司各类特种集 成电路产品的超宽温区、多功能、多参数的批产测试,完成集成电路环境可靠性试验以及 失效分析试验,满足下游客户对于集成电路产品的高标准检测需求。依托于公司完备的芯 片检测能力,公司在承接国家重大专项、新产品开发和质量控制方面具备较强的竞争优势。 公司客户下游客户主要为国内特种领域大型央企,客户粘性较高。近年来公司向前五大客 户销售占收入比重在 65%以上,主要系我国特种领域主要由包括中国电科集团、航空工业 集团、航天科技集团、航天科工集团在内的央企集团构成,上述单位也是公司前五大客户 的主体。公司凭借多年的技术积累、客户渠道拓展、优质的产品质量和服务以及良好的品 牌建设,与特种领域的大型央企集团下属单位保持长期稳定的合作关系,客户粘性较高。

聚焦芯片主业,数字和模拟芯片快速发展
自主可控需求叠加装备建设提速,公司业绩整体保持增长趋势。2018 年以来国家层面高度 重视芯片产业技术的自主安全,积极出台相关的产业政策大力支持集成电路产业特别是特 种领域产品的国产化。伴随着国内电子、通信、控制、测量等领域对特种集成电路的需求 快速增长,公司下游客户的采购需求大幅提升。借助下游客户需求快速增长的行业趋势, 公司收入和利润实现了跨越式增长,收入从 2018 年的 1.16 亿元,增长到 2022 年的 8.45 亿元,复合增速 48.75%;归母净利润从 2018 年的 0.04 亿元增长到 2022 年的 2.81 亿元, 复合增速为 131.82%。2023H1 公司实现收入 4.55 亿元,同比增长 10.21%,实现归母净 利润 1.47 亿元,同比下降 9.02%,收入增速下降和利润下滑主要系外部因素导致下游客户 采购节奏发生变化,同时公司积极开拓芯片,研发投入保持高强度所致。
模拟和数字集成电路均保持较快增长,2018 年以来收入合计占比高。2018 年以来公司数 字集成电路产品和模拟集成电路产品均保持了较快增长,数字集成电路收入由 2018 年的 0.75 亿元增长至 2022 年的 4.27 亿元,CAGR 为 41.50%,模拟集成电路由 2018 年的 0.27 亿元增长至 2022 年的 3.24 亿元,CAGR 为 64.10%。2023H1,公司数字集成电路实现收 入 2.24 亿元,同比小幅下滑 3.12%,模拟集成电路实现收入 2.06 亿元,同比增长 37.98%。 目前公司数字和模拟集成电路收入占比较高,2022 年数字集成电路收入占比为 50.57%, 模拟集成电路收入占比 38.31%,两者合计占比接近 90%,主营业务突出。
公司产品盈利能力较强,集成电路产品毛利率维持高位。近年来公司各项业务毛利率维持 高位,2019 年起整体毛利率水平超过 70%,其中数字集成电路 2022 年和 2023H1 毛利率 分别为 76.30%和 76.23%,模拟集成电路 2022 年和 2023H1 毛利率分别为 76.77 和 79.98%, 公司整体毛利率和不同业务毛利率的波动主要系产品结构变化所致。净利率方面,2021 年 以来公司净利率水平维持在 30%以上,公司整体盈利能力较强。
研发投入保持较高强度,销售和管理费用率随收入规模扩大呈下降趋势。2018 和 2019 年 公司期间费用率分别为 63.53%和 81.36%,随着公司销售规模扩大,2020 年后整体费用率 水平呈现快速下降趋势,2022 年公司期间费用率为 36.55%,其中销售费用率 4.33%,管 理费用率 11.31%,研发费用率为 20.09%。公司保持高强度研发投入,2019 年以来研发费 用率持续保持在 20%以上水平,2023H1 研发费用率为 23.09%。高强度的研发投入助力公 司在新品开拓方面持续取得成效。此外公司承接多个国家专项研制任务,实际研发强度更 大。
募投项目加码核心产品研发,进一步增强芯片检测能力
募投项目投向科技创新领域,预期全面提升公司新产品的研发能力和产品检测能力。根据 招股说明书,公司本次拟公开发行不超过 9,560.00 万股,募集资金扣除发行费用后将用于 芯片研发及产业化、高端集成电路研发及产业基地以及补充流动资金。其中芯片研发及产 业化项目是公司对目前产品和核心技术的升级、延伸和补充,巩固 FPGA 领域的传统优势, 继续推进高速高精度 ADC 领域的快速发展,积极推动智能 SoC 领域的突破。高端集成电 路研发及产业基地项目拟打造集设计、测试、应用开发为一体的产业平台,进一步提升公 司集成电路产品测试和验证的综合实力,以满足公司日益增长的产品测试需求。
继续加大研发投入,加强产业化能力。公司将以若干国家重大科技专项和重点研发计划为 牵引,在同一工艺平台建设数字和模拟集成电路统一的设计基线,打造数模混合信号高端 集成电路设计平台,重点发展高性能 FPGA、高速高精度 ADC、智能 SoC 等领域,从设计到 工艺流程全面实现特种集成电路产品的国产化,达到国内领先水平。芯片研发和产业化拟 投入资金 7.5 亿元,巩固公司在 FPGA 领域的传统优势,继续推进公司高速高精度 ADC 领域 的快速发展,积极推动公司在智能 SoC 领域的突破。 依托募投项目实施,建立高可靠性保障平台。公司将依托现有的高可靠性检测中心,通过 “高端集成电路研发及产业基地”项目的实施,进一步提升公司集成电路产品测试和验证 的综合实力,全面提升“测试、筛选、检试验和失效分析”能力,打造西南地区领先的特 种集成电路产业保障平台。高端集成电路研发及产业化基地项目拟投资 7.95 亿元,建设公 司检测中心和研发中心,打造集设计、测试、应用开发为一体的高端集成电路产业平台, 将显著提升公司集成电路产品测试和验证的综合实力,以满足公司日益增长的产品测试需 求。
市场前景广阔,国产化需求迫切
集成电路行业作为信息技术产业核心,已成为支撑国家经济增长、保障战略安全的核心枢 纽。集成电路产品广泛应用于国防军工、通信、计算机、医疗设备等多个基础性领域,其 制造研发能力关乎 5G、云计算、物联网、人工智能、智能网联汽车等新型产业增长极,也 关乎国家信息安全与产业链供应链安全。
根据 IC Insights 预测,2021 年至 2026 年,整个集成电路行业增速受到下游汽车电子、5G 通信等应用场景的带动作用,市场规模的复合增速有望维持在 10.20%,其中模拟、逻辑和 存储 IC 市场增速将分别达到 11.80%、11.70%和 10.80%,将成为集成电路细分市场中复 合增速最快的三个赛道。
我国是全球主要的电子信息制造业的生产基地,也是全球规模最大、增速最快的集成电路 市场。根据《2021 全球半导体市场发展趋势白皮书》显示,中国已经连续多年成为全球最 大的半导体消费市场,超过了美国、欧洲、日本等市场,进一步为国内集成电路产业的发 展提供了广阔的市场空间。根据中国半导体行业协会(CSIA)统计,中国集成电路产业销 售额 2021 年已增长至 10,458 亿元。同时,2021 年我国集成电路设计环节销售额达 4,519 亿元,自 2015 年以来取代封装测试环节,持续成为规模最大的细分产业环节,标志着我国 在集成电路设计行业的整体竞争实力不断提升。未来,在我国经济稳健增长的态势下,在 云计算、物联网、人工智能、国防工业等领域的发展驱动下,我国集成电路市场规模有望 持续增长。
高端产品进口比例高,我国集成电路国产替代空间大,近年来,集成电路的进出口持续呈 现逆差且整体规模较大,2021 年我国集成电路行业全年进口总额为 4,326 亿美元,出口总 额仅为 1,542 亿美元。这一数据体现出国内集成电路行业的发展在短时间内仍然处于追赶 国际先进水平的进程中。据中国海关总署发布的《2022 年全国进口重点商品量值表》,2022 年中国集成电路进口数量较 2021 年下降 15.3%,进口金额却仅下降 0.9%,意味着我国进 口的高价值集成电路比例有所增加。
我国高度重视集成电路产业的战略地位,出台多项政策驱动集成电路产业发展。国家层面 高度重视芯片产业技术的自主安全,积极出台相关的产业政策大力支持集成电路产业特别 是特种领域产品的国产化。2020 年以来,集成电路发展配套产业政策不断推出,“十四五” 相关规划等进一步明确了集成电路产业作为战略新兴产业的重要地位,为集成电路行业发 展提供财税、投融资、研发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等全方位支 持。
紧抓特种集成电路领域发展黄金时机,占据国内领先地位
特种集成电路各方面壁垒高,与常规芯片和器件差异显著。特种集成电路指在特殊使用环 境下仍具有较高的安全性、可靠性、环境适应性及稳定性的集成电路及器件,对国防安全 意义重大。基于不同应用领域对于产品环境适应性及质量可靠性等性能指标的需求,特种 集成电路产品按质量等级划分,通常可分为消费级、工业级(含车规级)以及特种级。消 费级指消费电子及家用电器等应用场景,工业级指工业控制及汽车电子等应用场景,特种 级指特种领域装备的各类应用场景,特种应用场景及环境特征相较于其他领域更为复杂, 对产品的性能要求更高、可靠性要求更为严格,因此在设计理念及核心技术、生产加工环 节、市场准入资质等方面相较于其他领域具有显著的区别。 公司专注于特种集成电路,享有更高附加值水平。芯片性能与附加值成正比是集成电路行 业的惯例,公司主要面向特种领域客户,在设计环节追求更高性能,更强稳定性,因此附 加值更高。从研制生产角度看,相较于消费级芯片,工业级、汽车级芯片对温度、湿度、 可靠性等技术要求更高,验证周期更长,产品具备更高的溢价能力,而特种级芯片需满足 更加严苛的参数要求,行业技术、资质壁垒、市场价格接受度均高于汽车级、工业级芯片。 成都华微产品在设计之初需考虑下游应用领域的特殊需求,产品技术含量高、设计难度大, 在产品研发阶段需进行大量的研发投入,产品附加值较高。此外,公司特种集成电路产品 从研发设计到推广销售,还需经历生产试制、试用验证、定型鉴定等流程,整体周期通常 需要 2-5 年左右。
我国特种集成电路行业市场前景广阔。根据前瞻产业研究院的测算,我国特种电子行业预 计未来仍将呈现增长趋势,到 2025 年市场规模有望突破 5,000 亿元,2022-2025 年年均复 合增长率将达到 9.33%。随着特种电子行业国产化水平的不断提升以及各类先进技术的不断 实现,特种集成电路作为电子行业重要组成部分以及功能实现的重要载体,有着广阔的市 场前景。随着下游需求的稳步提升、信息化水平的不断提高以及国产化的政策支持,特种 领域集成电路市场将继续呈现快速增长的态势。

特种集成电路壁垒较高,国内参与玩家有限,竞争格局较为稳定。特种集成电路领域具有 投入高、准入资质复杂、产业化周期较长等特点,因此国内市场主要由大型国有控股企业 以及下属科研院所构成。紫光国微、复旦微电、中国电科集团第 58 所、中国电科集团第 24 所、北京微电子技术研究所以及成都华微均是国内产品种类较多、销售规模较大的特种集 成电路设计企业,整体实力得到了下游特种领域客户的广泛认可,是国内特种集成电路领 域的主要参与者。其中紫光国微与复旦微电为上市公司,紫光国微特种集成电路品种较多, 特别是在数字电路方面具有较强的竞争实力,整体收入规模较大,复旦微电高可靠性集成 电路产品集中在 FPGA 和存储芯片领域。
公司技术水平领先,产品谱系相对丰富。紫光国微特种集成电路品种较多,特别是在数字 电路方面具有较强的竞争实力,整体收入规模较大,复旦微电高可靠性集成电路产品集中 在 FPGA 和存储芯片领域,但在模拟电路方面出货量较少,公司同时具备模拟与数字集成 电路产品,产品谱系丰富。在产品技术方面,公司 FPGA、CPLD、高精度 ADC 等现有核 心产品技术水平总体处于国内领先的地位,其中在FPGA和数据转换ADC等核心产品领域, 承担了国家重大科技专项或重点研发计划,取得了相应的成果鉴定意见,相关技术处于国 内或国际领先地位。
承接多项国家重大专项课题,技术先发优势明显。截至 2022 年,公司共承担了 6 项国家科 技重大专项以及国家重点研发计划,其中 FPGA 领域“十一五”至“十三五”国家重大科 技专项均已完成,相关产品均已实现了产业化市场销售。高速高精度 ADC 领域“十三五” 国家重大科技专项以及 SoC 领域国家重点研发计划已完成项目验收,相关产品于 2023 年 正式投入市场。
国内市场稳健发展,新兴领域打开成长空间
数字集成电路(简称数字 IC)为集成电路中的支柱细分产业,主要用于传递、处理和操作 数字信号,是近年来得到广泛应用并发展迅速的集成电路类别。据世界半导体贸易统计组 织(WSTS)统计,全球数字集成电路行业市场规模在 2022 年达到 3,904.35 亿美元。
根据其功能,数字集成电路可具体细分为逻辑电路、存储电路以及微型集成电路三大板块。 存储电路属于存储类,往下细分为非易失性存储(ROM)与易失性存储(RAM)两类产品; 逻辑芯片与微集成电路属于计算类,其中,逻辑电路按照通用性可分为 CPU、GPU-通用芯 片、FPGA-半定制化芯片与 ASIC-定制化芯片,微型集成电路则由中央处理器(CPU)的 微型趋势演变发展而来,可细分为微控制器单元(MCU)、数字信号处理(DSP)、SoC 芯 片(系统级芯片)等产品。
新兴行业叠加国产替代因素,我国数字集成电路保持快速发展。就我国而言,受益于汽车 智能化、工业自动化趋势方兴未艾,人工智能基础设施建设如火如荼,我国数字电路迎来 增长机遇期。数字电路传统下游应用主要集中在计算机、通信(含手机)、传统汽车电子、 存储等领域。经过几十年的发展,这些传统下游应用领域已经逐渐趋于饱和。但受益于汽 车电子、数据中心、物联网等领域的兴起,数字电路领域进入需求快速增长期。据前瞻产 业研究院统计,我国市场规模由 2017 年的 840.9 亿元增长至 2022 年的 1,889.82 亿元,2022 年较 2021 年同比增长 15.52%,复合年均增长率为 14.45%,预计未来几年内仍将保持较 快的增长趋势。特别在特种领域,国产替代需求旺盛,在装备建设提速、国产化率提升和 信息化率提升的背景下,我国特种领域数字集成电路有望实现更高增长。
逻辑集成电路:FPGA 凭借独特优势,不断拓宽应用市场
逻辑芯片主要包含了通用处理器如中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU),以及专用处 理器如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD) 几大类产品。
逻辑芯片用途广泛,技术含量高,市场份额占数字芯片最高。据世界半导体贸易统计组织 (WSTS)统计,全球逻辑芯片类产品长期占领数字芯片市场份额首位。根据 WSTS 的数 据,2011-2021 年存储芯片,逻辑芯片和微处理器的 CAGR 分别为 9.7%、7.0%以及 2.1%。 逻辑芯片和存储芯片的占比明显提升,分别从 2003 年的 22.3%、19.5%提高至 2022 年的 30.76%、22.61%。
FPGA 具备多种优势,应用场景不断拓展。FPGA 是在 PAL(可编程阵列逻辑)、GAL(通 用阵列逻辑)等可编程器件的基础上进一步发展的产物,是作为专用集成电路(ASIC)领 域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门 电路数有限的缺点,具备可编程、灵活性高、可并行、低延时等特点,相比其他逻辑芯片 更适合高速迭代,以及低时延和大量并行计算的场景,目前广泛应用于通信、工业、国防 等核心领域,需求量持续增长。根据华经产业研究院数据统计,预计全球 FPGA 市场规模 将增长至 2025 年的 125.60 亿美元,2021 年至 2025 年年均复合增长率约为 16.4%。根据 Frost&Sullivan 数据及预测,中国 FPGA 市场有望从 2019 年的 129.6 亿元增长至 2025 年 的 332.1 亿元,年均复合增速为 16.98%。
FPGA 下游应用通信和工业领域占比最高。据 Frost&Sullivan 预测数据,2022 年通信/工业 /数据中心/汽车/消费电子/人工智能在国内 FPGA 下游应用中分别占比 41.52%、31.23%、 10.54%、6.94%、5.89%以及 3.88%。 在通信领域,FPGA 的灵活性能够随时改变芯片内部的连接结构,从而实现不同逻辑功能, 成为 5G 基站建设的理想的解决方案。FPGA 在数据接入、传送、路由器、交换机、无线通 信基站和射频处理单元的多种电路板中频繁应用,实现接口扩展、逻辑控制、数据处理、 单芯片系统等各种功能。在工业和汽车领域,由于 FPGA 可以提供纳秒级的处理时延,而 CPU 通常在毫秒级,因此在汽车和工业这些需要确定低时延的场景具有较强优势。随着工 业智能化进程加快、人工智能与自动驾驶技术等新兴领域的发展,FPGA 需求持续提升。
通信、工业和汽车领域 FPGA 需求有望保持较快增长。FPGA 的多种优势促使在下游领域 的应用渗透率持续提升,叠加通信、工业和汽车等领域自身发展,预计下游对 FPGA 的需 求将保持更快增速。根据 Frost&Sullivan 预测数据,通信领域 FPGA2025 年市场规模将达 到 140 亿元,2020-2025 年 CAGR 为 14.90%;工业领域,预计 FPGA 市场规模 2025 年 将达到 101 亿元,2020-2025 年 CAGR 为 13.51%;汽车领域,预计 FPGA 市场规模 2025 年将达到 26.3 亿元,2021-2025 年 CAGR 为 17.79%。此外人工智能、数据中心等新兴应 用领域对 FPGA 的需求也有望保持较快增长。
FPGA 特种领域应用广泛,机载、弹载和星载领域配套比例高。FPGA 芯片在特种行业的 应用主要包括雷达、通信、飞行控制、电子对抗和导航等方面。随着装备的智能化和自动 化程度越来越高,FPGA 芯片的应用也将会更加广泛。此外 FPGA 在航空航天领域具有较 高的配套比例,主要包括飞行控制、导航、遥感、卫星通信等方面。 公司 FPGA 产品技术储备丰富,产品技术处于国内领先地位。国内从事 FPGA 研制生产的 单位数量有限,特种领域参与玩家数量更少。我国从事特种领域或产品性能达到特种领域 需求的 FPGA 厂商主要有成都华微、紫光国微和复旦微电。公司目前成功研制出 7,000 万 门级高性能 FPGA 产品,于 2021 年完成了“高性能 7000 万门级 FPGA”的科学技术成果鉴 定,并取得了“成果研制难度大,创新明显,达到国内领先水平”的结论意见,此外拥有多项 研发项目储备,将进一步建立完善的产品体系。目前公司与紫光国微、复旦微电均推出了 7,000 万门级高性能 FPGA 产品,其中复旦微电产品推出时间最早,三家公司最先进的量 产产品系列均为同代产品,各方面指标相当,在产品技术和销售规模方面处于国内领先。
公司已形成完善的可编程逻辑器件产品体系,并配套全流程自主开发工具。FPGA 产品制 程工艺涵盖 0.22μm 至 28nm,规模区间涵盖百万门级至千万门级,奇衍系列产品最高达 7,000 万门级;CPLD 产品覆盖 1.8V 至 5V 等多种电压工作场景,拥有国内领先的产品线 布局,最新研制的 HWDMIN5M 系列采用 0.18μmeFlash 工艺,内嵌 2,210 个逻辑单元, 功耗水平进一步降低,已进入样品用户试用验证阶段。
公司基于自主架构进行可编程逻辑器件产品的设计与开发,并针对相关工艺完成适配设计, 通过自主布局布线算法设计提升产品的等效逻辑单元规模以及路由速度,进一步实现快速 输出响应;借助差异化阈值设置等方法,将高速工作中的 FPGA 功耗保持在某一特定功耗 阈值之下,进而实现低功耗特性,最大程度提升了相关产品的性能以及可靠性。公司连续 承接的国家“十一五”、“十二五”、“十三五”FPGA 国家科技重大专项之中,相应核心技 术得到了广泛的应用,工艺技术实现了由 0.13μm 至 28nm 的制程突破,产品规模区间涵盖 百万门级至千万门级,奇衍系列产品最高规模达 7,000 万门级水平,并配套全流程自主开 发工具,相关产品设计实现了自主安全并达到国内领先水平。 此外,公司自主开发了统一化验证平台 Uniform Testbench,可实现电子系统级设计、模块 验证、集成验证、软硬件协同验证、数模混合验证、低功耗验证、FPGA 验证、时序仿真 等综合验证需求,亦可高效支撑 30 亿集成度的超大规模 FPGA 验证,进一步提升了公司的 整体设计验证水平和效率。 针对非易失可编程逻辑器件架构设计,公司采用“内嵌 Flash IP+配置 SRAM”架构,可实 现器件上电后自动加载内部配置数据,无需片外加载。该技术使可编程逻辑器件的上电方 便快捷,降低了数据读取过程中的整体功耗水平,避免板级数据读取过程中可能导致的窃 取风险,保障了存储数据的安全可靠,降低了板级设计的复杂度和成本。
存储芯片:专注于 NOR Flash 及 EEPROM,国内市场保持增长
存储芯片是指利用半导体等材料作为介质进行信息存储的芯片。按照是否需要持续通电以 维持数据分为易失性存储和非易失性存储两大类。其中非易失性存储又可进一步分为 Flsah、 Mask ROM、PROM/EPROM/EEPROM 等。存储芯片是电子系统中存储和计算数据的载体, 是应用较为广泛的核心电子元器件之一,也是数字电路的重要组成部分。
EEPROM 指带电可擦可编程只读存储器,可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息,重新 编程,可实现即插即用。EEPROM 存储器支持以“字节”(Byte)为单位的数据修改,具 备高达一百万次的擦写寿命,性能稳定,可供系统运行过程中长期频繁的重复编程,可满 足绝大多数应用的擦写要求,主要用于存储小规模、经常需要修改的数据。 Flash 存储器俗称“闪存”芯片,由 EEPROM 演变而来,主要是以“块”(Sector)为单 位进行擦除操作,擦除操作速度更快。根据存储单元组织形态及存储单元器件的不同,目 前市场以 NAND 和 NOR 为主流产品。NOR Flash 特点在于允许应用程序可直接在 Flash 内运行,而不必再读到系统 RAM 中,但其写入和擦除速度相对较慢,因此不适宜作为大容 量存储器,仅在小容量场景具有成本效益。 全球存储电路市场预计整体将在供需波动中维持长期向好趋势。未来,随着通讯、物联网、 大数据等领域的快速发展,现代电子系统对于存储的需求也将快速增长。根据 WSTS 统计, 尽管该市场短暂受贸易摩擦及全球消费需求疲软等因素影响,市场规模有所下滑,2022 年 全球市场规模达到 1,344.07 亿美元,未来整体市场规模仍将在供需波动中维持长期向好趋 势。
我国存储芯片市场规模持续增长。就国内市场而言,存储芯片为集成电路市场中份额最大 的产品类别之一,2020 年国内市场的销售额达 183.50 亿美元,增速 48.22%,并呈现持续 增长的发展趋势,占全球市场规模比例持续提升。 公司专注于 NOR Flash 及 EEPROM 存储器的研制,在环境适应性等方面具有显著优势。 公司 NOR Flash 存储器可用于 FPGA 配置存储器,提供完整的可编程解决方案,亦可独立 用于数据存储场景,已形成大、中、小容量三个系列产品,覆盖 512Kbit-256Mbit 等容量类 型。
核心技术储备丰富,产品序列持续拓展。基于先进的 Nor Flash 存储芯片设计技术,公司通 过优化存储单元布局、提升电荷泵驱动能力、提高灵敏放大器精度等技术途径,解决了单 颗存储容量增大带来的性能、可靠性及功耗问题;同时基于先进堆叠封装技术,采用垂直 封装形式,将多片裸芯实现统一封装,借助布局优化设计控制裸芯间的走线长度,进一步 提升了封装密度,节省了硬件单板组装空间,进一步提升传输信号的完整性,实现存储芯 片容量的提升。根据招股说明书,目前公司最新研制的单颗容量达 1Gbit 的产品已进入样品 用户试用验证阶段,在研 2Gbit 的大容量 NOR Flash 存储器。
微型集成电路市场:技术储备充足,产品逐步进入客户导入期
微控制器(MCU)是一类轻量化的计算芯片,主要用作处理数字信号。MCU 将中央处理器 (CPU)的频率和规格适当缩减,将内存、闪存、计数器、数据转换、串口等集成到单一 芯片,从而实现终端控制的功能,具有性能高、功耗低、灵活度高等优点,在工业控制、 通信等领域应用广泛。根据数据总线宽度,MCU 可分为 4 位、8 位、16 位、32 位、64 位 等类别,同时运行速度以及可实现的功能指令随着位数增加而提升。 MCU 需求持续提升,我国 MCU 市场规模稳健增长。近年来,伴随汽车电子、工业控制等 下游需求的不断提升,因为其高性能、低功耗、灵活性等特性,以 MCU 为代表的微控制器 作为许多电子设备的控制核心,市场需求不断提升。根据华经产业研究院数据统计,全球 MCU 市场规模近年来持续上升,在 2020 年达到了 206.92 亿美元。由于中国物联网行业和 新能源汽车行业的增长速度领先全球,下游应用产品对 MCU 产品需求保持旺盛,中国 MCU 市场增长速度继续领先全球。未来 5 年,随着下游应用领域的快速发展,中国 MCU 市场将 保持较好的增长态势,预计 2026 年我国 MCU 市场规模将达到 513.00 亿元。
MCU 产品的位数不同,其所应用的下游领域亦不相同,如 4 位 MCU 一般用于车用仪表、 儿童玩具等较为简单的控制功能,而随着位数提升,控制的复杂程度亦不断提高,如 32 位 MCU 可用于安防监控、工作站等领域。考虑其拥有较为广泛的应用场景,叠加完备的生态 环境、接口资源以及庞大的开发者群体,高位数 MCU 市场规模及占有率近些年来大幅提升。 公司 MCU 产品不断丰富,部分研制产品逐步进入市场导入期。公司以 32 位 MCU 产品为 主,以低功耗、高通用性、高性能作为发展方向,最新研制的 HWD32L1 等系列低功耗 MCU, 工作模式功耗可低至 300μA/MHz,静默模式功耗可低至 1μA;HWD32F7 等系列高性能 MCU 工作频率可达 400MHz,目前部分相关产品已进入样品用户试用验证阶段。 掌握 MCU 核心技术,产品竞争力强。公司通过优化标准单元库以及选取高阈值单元,加之 片内集成大容量存储单元片,可实现芯片工作主频提升至最高 400MHz,进一步提升具体 指令的执行效率。此外,采用大小双核搭配的架构,大核可运行运算密集型程序,小核运 行控制密集型和需要快速中断响应类程序,可实现最优能效比;借助咬尾中断技术可充分 缩短中断请求连续出现的处理周期,并为数百个中断源提供专门入口并赋予单独优先级, 进一步提升整体的运算效率。此外,通过系统级功耗管理,通过动态电压频率调整、时钟 及电源门控等方式,可以实现在非核心路径通过选取高阈值电路单元,自动实现电路结构 重构,可进一步降低相关电路的工作模式及静默模式功耗水平。
模拟芯片是连接虚拟世界与现实世界的纽带。与时间及幅值等离散的数字信号不同,模拟 信号是指时间及幅值连续变化的电信号。自然界中的信号如光、声、温度、压力等都是连 续信号,通过各类传感器转化成为连续的电信号就是模拟信号。按照功能划分,模拟芯片 产品主要分为两类:①电源管理芯片:用于电子设备系统中的电能管理,主要包括 AC/DC、 DC/DC、转换器等。②信号链芯片:用于模拟/数字信号之间的转换,主要芯片类型包括放 大器、数模转换器、传感器等。
就电子系统的整体运作流程而言,首先来自真实物理世界的信号将由传感器和各类分立器 件进行采集,并经运放、比较器等电路进行信号放大、调理等调制程序,最终转变为集成 电路可以传输及处理的模拟信号。考虑后续需要基于二进制进行较为复杂的逻辑判断与计 算存储,模拟信号将进一步经模数转换器(ADC)进行处理,转化为标准的数字信号,并输 入至 FPGA 等可编程逻辑器件或 CPU/MCU/DSP 等数字处理器进行运算等处理,并借助存储芯 片等实现缓存及加载的功能,最终得到运算结果并相应进行数据存储。 模拟芯片具有生命周期长、品类多且复杂、更看重制造工艺等特点。不同于数字芯片强调 运算性能,追求运算速度,需通过追逐先进制程来保持竞争优势,模拟芯片注重在高信噪 比、低失真、高可靠性和稳定性等其他各种参数中取得平衡,大多数模拟芯片产品一旦达 到设计目标后就具备较长的生命力,大部分产品生命周期可长达 10 年以上。由于自然界中 的模拟信号种类多样,同时模拟产品需要做到与对应的模拟信号种类匹配,因此偏定制开 发和产品种类、客户多样化是模拟芯片的另一特点。在设计端,模拟芯片对人才的要求也 很高,具有较高经验依赖度,设计者不仅需要熟悉电路设计和晶圆制造工艺流程,还要熟 知大部分元器件的电特性和物理特性。
全球模拟芯片市场规模保持增长态势,我国市场份额占比最高。根据 WSTS 统计,2013 年至 2022 年,全球模拟集成电路市场规模年均复合增长率达 8.58%,并在 2022 年达到了 895.54 亿美元。模拟集成电路的下游应用市场广泛,产品分散,行业规模总体保持向上趋 势。根据赛迪顾问数据统计,2020 年全球模拟芯片的市场区域主要以我国为主,占比达到 69.51%,远超美国、欧洲以及日本,是全球模拟集成电路需求最大的市场。

信号链和电源管理是最重要的两类模拟芯片,2021 年合计市场占比超过 95%。模拟芯片按 功能可以分为信号链和电源管理两大类。其中,信号链芯片是通过对输入的信号进行判别、 转换和加工以实现对信号的处理,本质上是通过对电压、电流进行相关控制实现的;电源 管理芯片是通过对电压或电流的变换、分配和检测等方式,达到安全且精准供电的目的。
我国模拟芯片国产化水平较低,国产替代空间较大。我国模拟芯片市场空间大且持续增长, 但行业呈现出国外企业主导的格局,根据 IC Insights 统计,2020 年全球前十大模拟芯片供 应商合计占据全市场约 63%的份额,根据中国半导体行业协会的数据显示,我国模拟芯片 自给率近年来不断提升,2017 年至 2021 年从 6%提升至 12%,总体仍处于较低水平,当 前还有较广阔的国产替代空间。
数模转换芯片:国产替代先锋,高速高精度产品技术领先
信号链芯片又可以进一步分为以 ADC/DAC 为代表的转换器产品、放大器和比较器类产品 以及总线接口类产品。其中,信号转换器是将模拟(连续)信号与数字(离散)信号进行 转换的关键,是混合信号系统中必备的器件,广泛使用在工业、通信等领域。 信号转换芯片主要包括模数转换(ADC)和数模转换(DAC)芯片。ADC 用于将真实世界 产生的模拟信号转换成数字信号进行输入,数字集成电路进行信号处理,然后用 DAC 将数 字信号调制成模拟信号进行输出。其中,模拟信号用一系列连续变化的电磁波或电压信号 来表示信息内容,其幅度取值具有连续的特点,即幅值可由无限个数值表示,而数字信号 用离散信号表示信息内容,幅度的取值具有等距离散的特点,一般常用二进制数字表示。 采样速率和采样位数是数据转换芯片的两大核心指标,可定义产品类型。ADC/DAC 芯片的 转换过程主要包括采样和量化两大环节:对采样环节而言,衡量指标是速率,单位为每秒 采样的次数(sps),指芯片可以转换何种带宽的模拟信号,带宽对应模拟信号频谱中的最 大频率。对量化环节而言,衡量指标是转换精度(即分辨率),以位数(Bits)作为计量单 位,精度越高,转换出来的信号与原信号的差距越小,精确性越高。根据行业内普遍定义, 10 位及以下采样精度的 ADC/DAC 以高速产品为主,侧重于处理速度的保证;12 位-14 位 采样精度的 ADC/DAC 以高速高精度产品为主,平衡了对于速度和精度的需求;16 位及以 上采样精度的 ADC/DAC 为高精度产品,侧重于采样精度的保证。
全球信号链芯片市场规模广阔,数据转换类芯片占比高。根据赛迪顾问数据统计,2020 年 信号链芯片全球市场规模约为 223.20 亿美元,其中数据转换类芯片市场规模约为 84.00 亿 美元,整体市场规模广阔。未来在 5G、人工智能、物联网、汽车电子等新兴应用的驱动下, 相关产品或技术对 ADC/DAC 的需求将得到强有力支撑,市场前景较为乐观。目前我国已 经在转换器自研芯片等领域取得了一定的成就,自主研发的 ADC/DAC 产品已经成功应用 于通信、工业等场景。 公司 ADC 产品种类齐全,高端领域覆盖面广。在高精度 ADC 领域,公司于 2018 年完成 了“24~31 位极高精度 AD 转换电路”的科学技术成果鉴定,并取得了“成果填补了国内空白, 达到了国际先进水平”的鉴定意见,技术具有先进性,处于国内特种领域领先地位。在高速 高精度 ADC 领域,公司承担了代表国内领先技术水平的“十三五”国家科技重大专项以及国 家重点研发计划,并承担了多项国拨研发项目,相关产品的技术性能指标与国外主要厂商 的最先进产品相比,不存在显著的代际及产品性能差异,处于国内特种领域领先地位。
高精度 ADC 方面:目前公司主要产品为高精度 ADC 产品,用于精密测量等领域。公司设 计 的 超 高 精 度 ADC 为 24 位 -31 位 系 列 产 品 , 具 有 转 换 精 度 高 的 特 点 , 采 用 0.18-0.25μmCMOS 工艺,采样率区间主要为 250sps-125Ksps,含片上增益以及偏移校准 寄存器,支持系统校准。公司于 2018 年通过了由中国电子集团组织的“24-31 位极高精度 AD 转换电路”的科学技术成果鉴定,技术具有先进性。
高速高精度 ADC 方面:公司在高速高精度 ADC 领域承担了代表国内领先技术水平的“12 位高速 ADC”十三五国家科技重大专项以及“射频直采超高速转换器”国家重点研发计划,并 承担了“超高速 8 位、10 位 ADC”、“超高速 ADC”等国拨研发项目。目前已有多款产品达到 样片阶段,相关产品的技术性能指标与国外最新量产产品相比,不存在显著的代际及产品 性能差异。公司设计的 12 位 8G 高速高精度 ADC 采用了八通道时间交织 ADC、子通道两 级流水线和动态放大、前后台通道间和通道内数字校正等技术,具备高分辨率、高采样率、 高有效位数、低功耗等特点。
超高速 ADC 方面:公司设计的 8 位 64G 超高速 ADC 采用了超高速时钟分发、超高速信号 分发、百通道子 ADC 时间交织、通道间数字后台校正、超宽带封装与电路均衡等技术,具 备超高采样率、超宽带宽、低功耗等特点。公司上述超高速 ADC 主要应用于通信相关领域, 对标产品为无线通信领域的半导体公司 Broadcom 于 2019年正式发布的国际最高性能超高 速 ADC。与上述产品相比,双方产品在采样率、分辨率、有效位数、无杂散动态范围、全 功率带宽等方面差异不大,公司产品在功耗上优于竞争公司。根据公司第一版回复函,目 前国内同行业公司尚无类似指标规格的超高速 ADC 产品。
电源管理芯片:电子系统运行基础,我国市场快速增长
电源管理芯片通过对电压或电流的变换、分配和检测,为系统安全精准供电。随着集成电 路工艺的不断发展,由于摩尔定律下晶体管的尺寸将逐渐缩减,同样面积的芯片上承载的 晶体管数量呈现快速增长的情况,这使得芯片能耗亦不断提升。电源管理芯片作为管理电 子设备能量供应的心脏,主要负责电子设备所需电能的变换、分配、检测等管控功能。电 源管理芯片的性能优劣和可靠性对电子设备的性能和可靠性有着直接影响,因此重要性也 在不断提升。电源管理芯片需要满足高稳定性、低功耗的要求,同时也需要依据下游场景 需求定制化开发,因此产品种类繁多。
电源管理芯片市场广阔,我国市场规模持续增长。根据赛迪顾问数据统计,2020 年电源管 理芯片全球市场规模约为 330 亿美元,整体市场规模广阔。根据华经产业研究院数据统计, 未来全球电源管理芯片市场规模仍将保持增长,预计到 2025 年全球电源管理芯片市场规模 将达到 525.00 亿美元,国内电源管理芯片的市场规模也将随之增长。
公司专注于末级电源管理芯片的研制,主要产品包括线性电源 LDO 和开关电源 DC-DC 等。 其中 LDO 为低压差线性稳压器,用于实现低压差场景下的降压转换,具有低噪声、纹波小、 高精度等特征;而 DC-DC 可以实现降压、升压、升降压转换等多种功能,电压及电流适用 范围更广,能够实现高转换效率。目前,公司已推出多款大电流快速瞬态响应 LDO 产品, 输出电流能力全面覆盖 1A 至 5A 等多种规格,超低噪声 LDO 输出噪声指标达到 1.5μVrms; DC-DC 已形成最高输入电压 6V-28V 的系列化产品,输出负载电流最高可达 16A,为公司 其他产品运转效率提升提供可靠保障。
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