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开源刘翔团队|士兰微首次覆盖报告:坚定走IDM之路的功率半导体龙头,未来成长可期

机构研报精选   / 2021-02-05 14:12 发布

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报告摘要

领先的半导体IDM企业,发力功率半导体前景可期。公司是国内半导体领先企业,现已形成器件(主要为功率半导体器件MOSFET、IGBT、二极管等产品)、集成电路(主要包括IPM、MCU、MEMS传感器、电源管理芯片、数字音视频电路等)、LED芯片及外延片等业务板块,是国内产品线最为齐全的半导体IDM厂商。公司投产国内IDM厂商第一条12英寸功率产线,不断发力功率半导体板块,坚定走IDM之路。我们预计公司2020-2022年归母净利润为0.32/3.98/5.00亿元,每股净资产为2.59/2.87/3.22元,当前股价对应PB为8.4/7.6/6.7倍。首次覆盖,给予“买入”评级。


基本面多方位改善,业绩有望迎来拐点。公司历史上归母净利润波动较大,主要是受到LED业务利润率降低、8英寸产线折旧压力较大等因素影响。现阶段公司基本面迎改善:LED业务收入占比总体呈下降趋势,影响逐渐减小;公司资本开支已连续2年下降,随着8寸产线产能爬坡接近尾声、营收体量不断增加,公司折旧成本占营收比重也有望转而下行,折旧压力有望减小。长远来看,随着公司在功率半导体上加大投入,业务将会更为聚焦;引入大基金为公司股东,彰显国家意志,看好公司长期发展。


功率半导体国产替代空间广阔,公司布局完善、脚步坚实,有望深度受益。功率半导体市场空间广阔,据IHS数据,2019 年全球功率半导体市场规模达到 403 亿美元,新能源汽车、变频家电、AIOT等多类应用还将带动行业天花板不断提升。目前占据全球功率半导体60%市场份额的前十大厂商均为海外厂商,国产化替代空间广阔。华为、中兴等地缘政治事件影响下,半导体自主可控已成为刚需,国内企业纷纷放开对国产器件认证窗口。此外,在全球疫情反复之时,我国疫情控制良好,国内供应链安全保障优势也有望助推功率半导体国产化进程加速,公司有望凭借模式优势、产能优势和完善的产品布局充分受益。


风险提示:发行股份购买资产并募集配套资金事项尚存不确定性;产线建设和产能爬坡不及预期;需求不及预期;行业竞争加剧,毛利率下降。

目录

本文观点与部分市场观点/预期的不同之处
1  坚定走IDM之路的功率半导体巨头   

1.1、老牌半导体民企,产品线最为齐全的国产IDM厂商    
1.2、产线建设逐步升级,率先投产12英寸功率产线  
1.3、营业收入稳步增长,盈利有望迎来拐点  
1.3.1、营收持续增长,过往盈利能力受LED业务和折旧影响大  
1.3.2、公司基本面多方位改善,盈利有望迎来改善

2  功率半导体市场前景广阔,公司利用强研发率先卡位    
2.1、功率器件和模组市场大,国产替代进行中   
2.2、高强度研发投入,IGBT相关产品占据国内领先地位

3  化合物半导体基础深厚,第三代半导体布局领先   

3.1、第三代半导体材料带来功率、射频器件新机遇   
3.2、公司积极布局化合物半导体产线,由浅入深迅速实现产业化  

4  投资建议和盈利预测    

4.1、核心假设  
4.2、投资建议和盈利预测

5  风险提示 
附:财务预测摘要   

 正文     


本文观点与部分市场观点/预期的不同之处:
(1)市场预期:公司历史上业绩波动大,业绩短期难以改善
我们认为:公司过往业绩受8英寸产线产能建设、发光二极管业务低盈利两大因素拖累,目前表现出边际改善迹象:8英寸产线一期爬坡接近尾声,产能利用率不断提升,摊薄单位产品固定成本;资本开支和设备成新率已显现下行趋势,营收规模不断扩大,折旧压力有望不断减轻;公司发光二极管业务自2017年以来占营收比重不断下降,公司在建项目亦将主要资源投入功率半导体相关项目,业务更显聚焦。未来发光二极管业务对公司业绩影响有望进一步下降,结合当下行业高景气,公司业绩拐点可期。

(2)市场预期:公司产品竞争力较弱且较为低端
我们认为:公司持续高研发投入,研发费用率常年高于同行,体现公司对研发的重视。结果上来看,公司IGBT模块进入车规级客户,国内领先;白电IPM模块打破海外垄断,在知名国产家电品牌客户中销量不断上升,体现出公司产品的强大竞争力。

(3)市场预期:公司晶圆产线扩建激进,给公司带来不必要的经营压力
我们认为:公司深刻认识到IDM模式对功率半导体企业的重要意义,不惧产线建设对公司业绩带来的短期阵痛,步伐坚定且具有前瞻意识。公司作为IDM厂商,产品依赖自有晶圆产线的平台工艺,8英寸及12英寸产线的建设为公司产品结构、产品品质升级提供契机。此外,从时间窗口来说,国内客户出于供应链安全考虑,纷纷开启对国产器件厂商的认证窗口。公司凭借领先的产线布局,有望抓住契机充分受益国产替代加速,获得长足的发展。

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 坚定走IDM之路的功率半导体巨头

1.1、老牌半导体民企,产品线最为齐全的国产IDM厂商

公司成立于1997年,成立伊始主要从事集成电路的设计、封测及销售业务。公司于2001年设立士兰集成,建设一条5/6英寸兼容晶圆产线,进入硅芯片制造领域,初步建立IDM的业务模式。

公司在20余年发展的发展过程中不断扩充产品线,现已形成器件(主要为功率半导体器件MOSFET、IGBT、二极管等产品)、集成电路(主要包括IPM、MCU、MEMS传感器、电源管理芯片、数字音视频电路等)、LED芯片及外延片等业务板块,是国内产品线最为齐全的半导体IDM厂商。2019年,公司位列我国集成电路设计十大企业第九位。

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公司功率半导体业务规模快速成长,器件在2012年超越集成电路业务成为公司第一大业务板块,2020H1收入达9.21亿元,占总营收比例达54.00%。

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公司实控人为被称为“士兰七君子”的陈向东等7位自然人,7人都来自华越微电子,有着长期从事集成电路设计和制造的从业经验,其通过杭州士兰控股间接持有以及直接持有公司股份合计43.08%。公司实控人出身同源,紧密合作多年,对公司经营理念一致,股权结构稳定。

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1.2、产线建设逐步升级,率先投产12英寸功率产线

公司坚定走IDM之路,产线建设步伐长期领先于国内其他IDM厂商。公司第一条5/6英寸兼容产线于2002年投产,该条产线也是我国第一条由民营企业投资建设的6英寸晶圆制造线。公司凭借该条产线积累了功率半导体和集成电路的相关制造经验,成长为国内收入规模领先的半导体企业。

公司第一条8英寸晶圆产线于2017年投产,该条产线也是我国第一条由民营企业投资建设的8英寸晶圆制造线。截至2020年6月,公司8英寸产线已实现5万片/月的产能目标,并正在持续对该条产线进行投入扩大产能。2019年,公司8寸线二期开工建设,根据规划,达产后将形成新增年产43.2万片8英寸芯片制造能力。

公司第一条12英寸晶圆产线于2020年底投产,该条产线也是继华虹半导体Fab 7之后国内第二条投产的12英寸功率半导体晶圆产线,完全达产后将形成月产4万片12英寸晶圆的生产能力。与功率半导体专业代工企业华虹半导体不同的是,公司是以一家IDM企业的身份投产12英寸晶圆产线,体现公司对功率半导体的前瞻、坚定的布局。

公司产线建设眼光长远,步步为营,不仅为公司产能扩张打开空间,更为公司提升产品品质、扩充产品品类打下坚实的基础。从设备角度看,大尺寸晶圆线的设备更为先进、自动化程度更高,有利于提升产品性能和一致性;从效率和成本角度看晶圆面积更大,可以制作更多芯片,摊薄单只芯片成本。因此国内8英寸和12英寸产线主要用来制造MOSFET、IGBT等设计更为复杂、芯片尺寸面积更大、对性能和稳定性要求更高的功率芯片。

图片      因此在产品层面,公司过去依赖自身的5/6英寸产线进行生产,生产产品相对低端,需要在一定程度上倚赖价格优势与海外和国内同行竞争。而8英寸和12英寸产线建设为公司提升产品品质、扩充产品类别提供了契机,公司未来有望进入更优质的竞争领域,进而实现利润率的提升。从产能规模上看,公司凭借8英寸和12英寸产线建设有望成为国内晶圆产能最大的IDM企业之一,为公司持续成长打开产能空间。

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1.3、营业收入稳步增长,盈利有望迎来拐点
1.3.1、营收持续增长,过往盈利能力受LED业务和折旧影响大

公司营业收入在2012年以来保持不断增长,2012-2019年营收CAGR达到12.7%。然而公司历史上归母净利润波动较大,主要是受到LED业务拖累和产线折旧影响。受行业发展和竞争格局等因素影响,公司LED芯片业务占收入比重约为15%,利润率波动较大,且业务盈利能力从2010年至今总体呈下降趋势,对公司业绩形成一定的负面影响。此外,公司产线折旧对公司利润率亦有较大影响。公司8寸晶圆产线从2016年开始建设,一期总投资合计约20亿元,新增资产折旧对利润率造成压力:2016-2019年,公司折旧摊销前利润总体呈上升趋势,而净利润呈现下降趋势。

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1.3.2、公司基本面多方位改善,盈利有望迎来改善

随着公司8寸线一期建设接近尾声,公司固定资产成新率在经历了2017-2018年的快速增长以后于2019年开始下降,折旧与摊销占营收的比重也有望转而下降。公司8寸线二期已开启建设,后续折旧对利润率的影响预计仍将持续,但是随着公司营收规模的不断扩大,折旧影响或将小于8寸线一期对公司的影响。

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大基金拟直接持有公司股份,显示出公司在产业中的重要地位以及来自大基金对公司未来发展的支持和认可。士兰集昕为公司8寸晶圆产线运营主体,为由公司实施控制的重要非全资子公司。目前大基金直接持有士兰集昕29.34%股权,并通过集华投资间接持有士兰集昕23.05%股权,合计持有士兰集昕52.39%股权。2020年7月公司发布公告,公司拟通过发行股份方式购买大基金持有的集华投资19.51%的股权以及士兰集昕20.38%的股权。据公司2020年12月31日公告,以上资产作价合计11.22亿元,公司将发行股份8235万股来对价支付,占现有股本的6.28%。大基金通过此次“换股”将从公司子公司的股东成为公司的股东,有望对公司业务开展形成更为直接的支持。

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此外,公司LED芯片业务收入占比不断降低,对公司业绩的影响也在逐步降低。2019年公司LED业务营收占比为14%,相比2021年的21%已下降7个pct。未来公司主要资本开支和扩产项目投向主要为功率半导体、MEMS等领域,传统LED芯片扩产有限,LED芯片业务营收占比有望进一步降低,减小对公司业务的不利影响。

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 功率半导体市场前景广阔,公司利用强研发率先卡位

2.1、 功率器件和模组市场大,国产替代进行中   

功率半导体分为功率IC、功率器件及功率模组,其应用广泛,市场空间广阔。功率半导体用于对电能进行转换,主要变换形式有整流、变压、逆变和稳压等。功率器件是进行电能(功率)处理的核心器件,是弱电控制与强电运行间的桥梁;功率IC是电力电子器件技术与微电子技术相结合的产物,将功率器件及其驱动电路、保护电路、接口电路等外围电路集成在一个或几个芯片上;功率模块是功率器件按一定的功能组合封装而成的模块。

功率半导体应用极其广泛,可以说用电的地方即有功率半导体,其功率覆盖范围从几W(消费电子产品)至几GW(高压直流输电系统)。据IHS数据,2019 年全球功率半导体市场规模达到 403 亿美元。

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自上个世纪50年代功率二极管被发明以来,功率器件品种不断发展,晶闸管、功率三极管、MOSFET、IGBT等功率器件逐步面世。高频控制、低损耗的高性能全控型器件MOSFET、IGBT以及第三代半导体功率器件已成为市场发展的重心。

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展望未来,新能源汽车发展将为功率半导体的持续发展提供强劲动力。根据我们的测算,2019年全球新能源乘用车功率半导体市场约为7.5亿美元。而到2025年,新能源乘用车功率半导体市场规模有望达45亿美元,车用功率半导体市场规模2019-2025年CAGR高达35%。

此外,新能源汽车充电桩建设、5G应用不断落地、变频家电持续渗透、工业自动化及光伏/风电等新能源发电市场的不断发展亦将拉动对功率半导体的需求。

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海外厂商仍占据主要市场份额,功率半导体国产替代空间广阔。供给端看,据Omdia,占据全球60%市场份额的前十大厂商全部为海外厂。需求端看,我国功率半导体市场占全球的36%,为单一最大市场,因此功率半导体市场国产替代空间广阔,国内企业有望深度受益国产替代进程。

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地缘政治因素推动功率半导体国产化进程加速进行。功率半导体器件直接影响下游电子产品的性能、安全性和寿命,因此客户对功率半导体的价格敏感度较低,而对其可靠性要求较高。过去我国电子产品制造企业,尤其是高端产品厂商,在器件原材料选用过程中往往偏好性能更为卓越、品质更稳定的海外功率器件产品。近年来由于海外技术封锁、中美贸易摩擦、“中兴事件”、“华为制裁”等地缘政治事件影响,国内厂商开始尝试引进本土半导体供应商,为我国功率半导体厂商提供发展机遇。

2.2、 高强度研发投入,IGBT相关产品占据国内领先地位  

公司持续高强度研发投入,为公司新产品开发和技术实力不断提升打下坚实基础。2015年-2019年,公司研发费用占营收比例持续高于国内可比IDM企业。公司高研发投入一定程度上也拉低了公司净利润水平,但从长远角度看,强研发投入将有利于公司技术水平持续提升和保持竞争力,为追赶国外先进企业提供支撑。

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依赖公司的强研发投入,公司产品矩阵不断完善,并在IGBT和IPM产品取得较为明显的竞争优势。IGBT方面,公司IGBT单管及模块产品均已实现规模销售。其中公司IGBT单管较完善地覆盖600V/650/1200/1350V等中低压电压等级;另有650V/750V IGBT模块应用于新能源汽车领域,1200V IGBT模块应用于电焊机、电机逆变器、变频器等工业应用。

公司自研芯片的电动汽车主电机驱动模块已在2020上半年通过部分客户测试,并接获小批量订单。由此公司成为国内为数不多能够供应车规主驱IGBT模块的厂家之一,有望受益未来全球新能源汽车销量快速增长带来的发展契机。

公司IPM模块技术领先,已大规模供应国内一线家电厂商,销量保持快速增长。IPM模块即智能功率模块,一种将功率器件、驱动电路、完整的保护电路等集成在一起的半导体模块,主要应用于家电,是变频白色家电的核心电子元器件。

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公司于2007年开始进行高压驱动电路HVIC设计,2010年开始高压功率模块IPM封装,2012年IPM产品开始在白电工业领域推广,在短短几年内获得快速发展。2016年,公司IPM产品已开始被海信、海尔、长虹、美的、格力等国内知名品牌家电厂商大量采用并合作开发,当年销量达约100万颗,并在随后的多年内保持年均100%左右的增速,至2020年上半年,公司销售达600万个IPM模块,在国产品牌中销量领先。

然而相对于海外品牌80%以上的市场占有率,国内品牌仍有广阔的国产替代空间。公司凭借领先的销量优势和优质的客户优势,有望在IPM模块国产化替代中深度受益。

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 化合物半导体基础深厚,第三代半导体布局领先

3.1、 第三代半导体材料带来功率、射频器件新机遇  

第三代半导体材料具有显著性能优势。半导体行业经过近六十年的发展,目前已经发展形成了三代半导体材料,第一代半导体材料主要是指硅、锗元素等单质半导体材料;第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料,如砷化镓、锑化铟;第三代半导体材料是宽禁带半导体材料,其中最为重要的就是SiC和GaN(亦是化合物半导体)。和传统半导体材料相比,更宽的禁带宽度允许材料在更高的温度、更强的电压与更快的开关频率下运行。

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SiC具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高热导率等特点,使得其器件适用于高频高温的应用场景,相较于硅器件,可以显著降低开关损耗。因此,SiC可以制造高耐压、大功率的电力电子器件,如MOSFET、IGBT、SBD 等,下游主要用于智能电网、新能源汽车等行业。

与硅元器件相比,GaN具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高的电子迁移率的特点,是超高频器件的极佳选择,适用于5G通信、微波射频等领域的应用。

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未来,第三代半导体材料的成本有望随生产技术的不断提升而下降,行业有望迎来快速增长,给功率半导体行业带来新的发展机遇。

3.2、 公司积极布局化合物半导体产线,由浅入深迅速实现产业化

公司产线建设与研发并行,积极布局第三代半导体。2017年12月,士兰微电子与厦门市海沧区政府共同签署战略合作框架协议,拟投资50亿元新建一条4/6英寸兼容先进化合物半导体器件生产线,主要产品包括下一代光模块芯片、5G与射频相关模块、高端LED芯片产品,公司子公司士兰明镓为该产线的运营主体。

2019年下半年,士兰明镓的砷化镓与氮化镓芯片产品先后实现通线点亮;2020年上半年,士兰明镓已完成部分新产品的研发并进入试生产阶段;2020年6月,士兰明镓实现首批产品的销售。2020年12月,士兰微及控股子公司士兰集成、士兰明芯与其他主体共同承担的“硅基GaN器件与集成电路工艺融合技术研究”课题已通过综合绩效评价。

延续公司在硅基器件的发展思路,在发展第三代半导体时公司依旧积极建设产线。产线建设与研发并行,有望为公司在第三代半导体的发展积累一些先发优势。此外,相较于难度更高的碳化硅衬底器件,公司先从硅基氮化镓切入,能够整合公司现有硅基器件的技术积累,技术难度相对较小,有利于快速实现产业化。


4

 投资建议和盈利预测

4.1、 核心假设   

(1)受益行业景气发展、国产化替代及公司客户拓展,器件业务和集成电路收入有望获得高增速,带动公司整体收入高增长。我们预测2020-2022年公司器件收入增速分别52.5%/48.8%/25.1%;集成电路营业收入增速分别为47%/34%/20%。

(2)受益行业景气带来的量价齐升,以及折旧压力减轻可期,公司销售毛利率有望上升。我们预测2020-2022年公司器件业务毛利率分别为23.1%/29.3%/30.3%,集成电路业务毛利率分别为24.0%/27.0%/27.0%。

(3)公司12英寸产能爬坡顺利,有望为公司2021-2022年的产能提供增长弹性。

4.2、 投资建议和盈利预测  

公司是国内半导体领先企业,现已形成器件(主要为功率半导体器件MOSFET、IGBT、二极管等产品)、集成电路(主要包括IPM、MCU、MEMS传感器、电源管理芯片、数字音视频电路等)、LED芯片及外延片等业务板块,是国内产品线最为齐全的半导体IDM厂商。

公司坚定走IDM之路,在8英寸、12英寸晶圆建设中均走在国内民营IDM企业前列。目前公司迎来业绩改善契机:8英寸一期产线产能爬坡接近尾声,营收体量不断扩大,折旧压力有望减轻;LED业务占营收比重不断下降,对业绩拖累情况改善等。公司正逐步建立巩固产能规模优势,IGBT等相关功率产品获得客户认可,实现高速增长,有望深度国产化替代。

预计公司2020年归母净利润基数较低,PE估值法参考意义较小。我们选取PB估值法,将公司PB倍数与国内上市功率半导体IDM企业华润微、捷捷微电及扬杰科技进行对比,公司预测PB接近可比公司平均值。此外,功率半导体IDM企业均为重资产行业,我们参考EV/EBITDA倍数,将折旧摊销因素排除,公司2021年-2022年EV/EBITDA倍数低于行业平均值,展现出公司较强的成长能力和估值性价比。

我们预计公司2020-2022年归母净利润为0.32/3.98/5.00亿元,每股净资产为2.59/2.87/3.22元,当前股价对应PB为8.4/7.6/6.7倍。首次覆盖,给予“买入”评级。

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5

 风险提示

(1)公司发行股份购买资产并募集配套资金事项尚需经过监管审批;

(2)产线建设和产能爬坡不及预期;

(3)市场竞争加剧,毛利率下滑;

(4)客户认证进度不及预期;

(5)下游需求增长不及预期。


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