东微半导-688261-公司深度报告：结构创新缔造汽车工控领域功率之“芯”

证券研究报告电子行业2022年12月16日【方正电子·公司深度报告】东微半导(688261.SH)：结构创新缔造汽车/工控领域功率之“芯”三业务占比约%结性能通用型三业务占比约%结性能通用型S系列-EMI优化E系列-EMI性能平衡产品型号(含超级硅)Z系列-集成快恢复二极管(FRD)开关速度优化低Vth系列高Vth系列号超级硅MOSFET···数据中心服务器电源UPS电源和工业照明电源手机快速充电器PC电源业务占比约1%具备从专利到量产完整经验的高性能功率半导体公司适配器TV电源板 储能和光伏逆变器适配器TV电源板 储能和光伏逆变器5G基站电源及通信电源车车载充电器Wind投资要点◼深耕MOSFET十余年，延伸布局IGBT和第三代半导体器件。公司产品包括高压超级结/中低压屏蔽栅/超级硅MOSFET及TGBT，覆盖0~1350V电压及0~300A电流；下游应用聚焦在工业级和消费级领域，2016年自研的新能源汽车直流大功率充电桩用核心芯片量产，打破国际垄断；同时公司积累了全球知名的品牌客户群如英飞源、客户A、高斯宝及视源股份等。◼具备从专利到量产的完整经验，高性能功率半导体设计的技术不可替代性极强。公司的高压超级结MOSFET相比普通硅基MOSFET在性能及电压等方面技术优势明显；较普通沟槽栅VDMOSFET器件，公司的中低压屏蔽栅MOSFET的导通特性与开关损耗等更优。◼根据Omdia预测，2024E全球功率半导体522亿美元市场空间，充电桩、5G基站及新能源汽车赋能需求。功率半导体仍被国际巨头垄断，CR5达43%，但中国功率半导体市场稳步增电桩保有量、新建5G基站数量及新能源汽车销量或达967万台/80万站/405万辆，广阔的应用市场空间持续驱动MOSFET及IGBT等功率半导体的需求。收入11.3/16.1/21.8亿元，归母净利润2.8/4.0/4.9亿元，首次覆盖，给予“推荐”◼风险提示：(1)上游原材料及零部件供应短缺风险；(2)下游需求不及预期风险；(3)产品研发及产业化应用不及预期风险；(4)各项业务营收增速不及预期风险。盈利预测单位/百万20212022E2023E2024E业总收入7821130(+/-)(%)44.4642.37693(+/-)(%)430.6644.594.109.6912.2937.604.62.0133123123从专利到量产高性能功率器件的完整经验测公司发展历程：技术驱动型的功率半导体公司5推出Super-Silicon系列，进入手充电器市场微半导体登陆GreenMoS系列总有率快速推出Super-Silicon系列，进入手充电器市场微半导体登陆GreenMoS系列总有率快速东微成立推出GreenMOS高压超级结MOSFET系列2008年2015年2018年2020年推出Tri-gateIGBT系列•推出FSMOS中低压屏蔽栅MOSFET系列•GreenMos推出新一代产品SFGMOS系列进入电动车驱动◼技术驱动型的半导体技术公司：东微半导体成立于2008年，采用Fabless的经营模式，专注功率半导体技术创新，拥有多项半导体器件核心专利。◼坚持打破国外厂商的垄断：2016年东微半导自主研发的新能源汽车直流大功率充电桩用核心芯片成功量产，打破国外厂商垄断。目前是国内少数具备从专利到量产完整经验的高性能功率器件设计公司之一，在新能源领域替代进口半导体产品迈出了坚实一步，产品进入多个国际一线客户。••推出SFGMOSFETMOSFET系列•GreenMos首次进级应用2019年2016年2017年22019年2016年2017年2022年•••GreenMos系列桩应用SFGMOS迅速起量股权架构：实控人股权集中资料来源：Wind，公司招股说明书，公司年报，方正证券研究所整理6国家集成电路中芯晶元上海荣芯工芯技国家集成电路中芯晶元上海荣芯工芯技金卢万松创新%4.94%◼实控人股权集中，股权激励绑定人才红利。截至2022年2月9日，公司联合创始人王鹏飞博士和龚轶直接或间接控制及通过一致行动安排合计共同控制了公司43.51%股份，系本公司的实际控制人。公司在2018年、2019年对部分核心员工实施了三次股权激励，公司部分核心员工通过持股平台苏州高维和得数聚才间接持有公司3.32%、2.11%权益。构图上海肇芯45.09%%2.6%州工业园创业东微半导广州动能半导资料来源：Wind，公司招股说明书，公司年报，方正证券研究所整理7财务分析：产品出货量持续提升◼近三年，公司营业收入年均复合增长率达72.30%：公司主营产品广泛应用于新能源汽车充电桩、通信电源、光伏逆变器、新能源车车载充电机、数据中心服务器电源、快速充电器等领域。公司业绩的持续增长主要系受前述应用领域需求增长、产能持续扩大、新产品不断推出及产品组合结构进一步优化等因素影响。2021年收入达7.82亿元，同比增长153.28%，扣非归母净利润达到1.41亿元，同比增长588.67%。2022年上半年公司营收同◼主要产品出货量持续增长，2021年高压超结MOSFET出货量达1.88亿颗，三年复合增长率为57%，中低压屏蔽栅MOSFET出货量为0.99亿颗，三年复合增长114%。97.82876666643.0931.110.080图表：东微半导主要产品销量(单位：亿颗)20182019202020212022H12018201920202021营业总收入扣非归属母净利润高压超级结MOSFET中低压屏蔽栅MOSFET图表：东微半导营业收入拆分(单位：百万元)图表：东微半导营业收入拆分(单位：百万元)02018201920202021高压超级结MOSFET中低压屏蔽栅MOSFETMOSFETTGBT◼近三年营收增长率分别为28.22%、57.51%、153.28%。公司主要产品分为高压超级结MOSFET，中低压屏蔽栅MOSFET，超级硅MOSFET，TGBT四大类，其中前两者为公司的主要产品，二者合计占比超过98%，超级硅MOSFET和TGBT处于初期阶段，收入占比较低，但是增长趋势良好。◼公司产品的终端应用聚焦在工业级领域和消费级领域。车规级和工业级应用领域以新能源汽车直流充电桩、5G基站电源及通信电源、数据中心服务器电源和工业照明电源为主，消费电子应用领域以PC电源、适配器、TV电源板、手机快速充电器为代表。主要产品应用领域子源、光能汽车直桩心服务器电源适配器TV电源板手机快速充电器资料来源：Wind，公司年报，公司招股说明书，方正证券研究所整理8财务分析：毛利率逐渐恢复◼积极优化产品结构及技术迭代，毛利率2019年触底后持续提升。近四年，公司主营业务毛年提升10.87%，主要系受下游应用领域需求增长、产能持续扩大、新产品不断推出及产品组合结构进一步优化等因素所致。主营业务毛利率拆分35%28% 28% 16%10%201920202021总毛利率高压超级结MOSFET利率情况2018201920202021新洁能华微电子华润微扬杰科技士兰微平均值东微半导资料来源：Wind，公司年报，公司招股说明书，方正证券研究所整理9应用领域：应用领域广泛◼公司实现大规模销售的主要产品为MOSFET功率器件，包括高压超级结MOSFET及中低压屏蔽栅MOSFET等。同时，公司已开发了超级硅MOSFET及TGBT等先进功率器件产品，也已处于量产阶段。产品的电压范围0~1350V，电流从0A~300A，应用场景跨度较大。主要应用场景SFGMOSGreenMOS/超级硅/TGBT/Hybrid-FET变频及电机驱动器人变频及电机驱动器人电机电电动光伏及储能工业电源大屏幕显示电源高性能同步整流业及植物照明及高性能同步整流各种高密度电源205025050065090012006500V高压超级结MOSFET：相比普通硅基MOSFET技术优势明显特点优点更高的技术设计能力及工艺制造水平，突破型器件的性局限性关速度快级结型性高动态损耗低趋势节能减碳动超级结型小型化高压MOSFET级结型电源系统高效化平面型提升电压>400V损耗速度特点优点更高的技术设计能力及工艺制造水平，突破型器件的性局限性关速度快级结型性高动态损耗低趋势节能减碳动超级结型小型化高压MOSFET级结型电源系统高效化平面型提升电压>400V损耗速度◼超级结产品相比普通硅基MOSFET具有显著优势，公司产品GreenMOS产品系列性能先进：超级结MOSFET产品通常需要更高的技术设计能力及工艺制造水平，能够突破平面型器件的性能局限性，具备更好的静态和动态特性，可以工作于更大功率的系统之中。公司产品主要为GreenMOS产品系列，是该领域规格较完整的国内厂商之一。图表图表：高压超级结MOSFET特点基本介绍标准通用系列高性能通态损耗低的特点，各种开关电源系统的高性能功率转换领域以较低的开关速度达到更好的EMI兼容性，适用于对EMI要求较高的电源系统如LED照明、充电器、适配器以及大电流的电源系统中衡度介于标准通用系列和S系列之间Z快速的反向恢复速度以及极低的开关损耗，适用于各种半桥拓扑电路、全桥拓扑电路、马达驱动、充电桩等领域资料来源：公司招股说明书，方正证券研究所整理11资料来源：公司年报，方正证券研究所整理12高压超级结MOSFET：产品开发顺利，广泛拓展下游客户产品技术/领域关进展三代GreenMOS司第三代高压超级结MOSFET技术平台的产品规格，单晶圆产出芯片颗数四代GreenMOSMOSFET出货。公司启动第五代超级结MOSFET技术研级结技术的中低MOS车直流充电桩要的直流充电桩电源模块厂商建立了广泛深入的合作关系，持续批量出货客户优绿能等。车车载充电机货给比亚迪、英搏尔、铁城科技、英威腾等车载充电机设计制造领先企业，终端客源和基站电源A批量出货并且持续增加新的规格设计，进入其全球技术平台；对动力源、深圳雷能、麦格米特、高斯宝电气等货给通用电气、明纬电子、崧盛股份、茂硕电源。逆变、储能应用瑞瓦特、锦浪科技等。中心服务器电源气、深圳雷能、麦格米特等。适配器电源相关应用OPPO航嘉Huntkey、天宝电子、奥海科技、台和电中低压屏蔽栅MOSFET：优于普通沟槽栅VDMOS器件图表：中低压屏蔽栅MOSFET特点级结型损耗更小优点更好的导通特性且功率密度更高结构更复杂，需要更高的技术能力及制造工艺水能够突破普沟槽栅VDMOS器件的瓶颈屏图表：中低压屏蔽栅MOSFET特点级结型损耗更小优点更好的导通特性且功率密度更高结构更复杂，需要更高的技术能力及制造工艺水能够突破普沟槽栅VDMOS器件的瓶颈屏蔽栅MOSFETMOSFET沟槽栅VDMOS电压10V-300V◼中低压屏蔽栅MOSFET优于普通沟槽栅VDMOS器件：屏蔽栅MOSFET功率器件能够突破普通沟槽栅VDMOS器件的性能瓶颈，具备更好的导通特性，开关损耗更小且功率密度图表：图表：公司中低压MOSFET功率器件各系列产品列点基本介绍列低Vth高可靠性和一致性型主要应用于驱动电压较低的同输出快速充电器、大功率LED显示屏电源、服务器电源DC-DC模块等领域th高可靠性和一性主要应用于驱动电压在10V以流、电机驱动、锂电保护、逆变器等领域低功耗、高可性主要应用于对功率密度有更高DC-DC模块、开关电源等领域中低压屏蔽栅MOSFET：新一代技术已经完成研发◼相关研究进展顺利，新一代高密度屏蔽栅MOSFET已经量产，目前分别应用于电动工具、家电领域，进入海尔、美的伊莱克斯等巨头的产品中，晶圆方面的客户为东科半导体、长晶科技、芯朋微电子、无锡硅动力、扬杰电子。MOSFET关进展产品技术/领域相关进展TSGTT电源专用中低压屏蔽栅MOSFET产品FET公司新一代高密度屏蔽T开发成功，开始批量生产。公司产品批量进入宝时得、创科集团、喜利得等国内外主要的电动工具厂商电应用相关领域MOSFET集团、伊莱克斯等客户为东科半导体、长晶科技、芯朋微电子、无锡硅动力、扬杰电子等资料来源：公司年报，方正证券研究所整理14超级硅MOSFET和TGBT：销量大幅增速图表：超级硅图表：超级硅MOSFET和TGBT销量(万颗)072.43420%410%413%400%20202021MOSTGBT超级结MOSYOY◼超级硅MOSFET和TGBT都是公司最新产品，销量大幅增长：2021年公司超级硅MOSFET的销量为72.7万颗，同比增长413.06%，TBGT的销量为72.43万颗。◼公司超级硅MOSFET和TGBT具有明显技术优势：超级硅MOSFET性能对标氮化镓功率器件产品，采用硅基材料，具有工艺成熟度高、工艺成本低及高可靠性等技术特点及竞争优势。公司的IGBT产品采用具有独立知识产权的TGBT器件结构，不提高制造难度的前提下提升了功率密度，优化了内部载流子分布，调整了电场与电荷的分布，同时优化了导通损耗与开关损耗，具有高功率密度、开关损耗低、可靠性高、自保护等特点图图表：超级硅MOSFET和TGBT销量特点功率器件种类超级硅MOSFET性能对标氮化镓功率器件产品。相较于氮化镓功率器件工艺成熟度高、工艺成本低及高可靠性等技术特点及竞争优势T低导通压降系列降低至1.5V及以下不提高制造难度的前提下提升了功率密度，优化内高速系列开关频率可达100kHz超低导通压降系列1.2V以下软恢复二极管系列适用于变频电路及逆变电路V及导系列实了低导通压降与快速开关特点，适合在高压谐振超级硅MOSFET和TGBT：22年上半年TBGT销售额增长70倍产品技术/领域关进展超级硅MS品进展MOSFET器件开发成功进展批量进入中车株洲电力机车研究所有限公司、航嘉驰源、易米通科技、广州视源、富安电子、硕通电子等客户。IGBTTG品进展TGBTVHybridFET功IGBTIGBT展进展TGBT产品各领域代表性的批量使用客户包括爱士惟(光伏逆变)、汇川技术 (工业电源)、拓邦股份(储能)、视源股份(光伏逆变、UPS)、优优绿能 (充电桩模块)等。TGBT到1,710.46万元，同比增长高领域的国产替代司开发的并联SiC二极管的高速系列TGBT产品OSFET资料来源：公司年报，方正证券研究所整理16123123从专利到量产高性能功率器件的完整经验测功率半导体行业概览2020年率二极管公司产品部分应用领域431亿应用传统燃油车新能源汽车55%全球功率半导体规模21%体功率分立器件CAGR=4.9%2024年522亿桩2020年率二极管公司产品部分应用领域431亿应用传统燃油车新能源汽车55%全球功率半导体规模21%体功率分立器件CAGR=4.9%2024年522亿桩全球功率半导体厂商中国功率半导体厂商中国功率半导体厂商功率IC功率器件应用占比功率IC功率分立器件立模组图表：功率半导体分类和公司业务范围(橘红色部分)功率二极管VDMOS屏蔽栅MOSFET功率半导体功率分立器件功率MOSFET超级结MOSFET功率IC8.3%56.9%-3%-3%%意法半导体三菱东芝其他% 图表：功率半导体分类和公司业务范围(橘红色部分)功率二极管VDMOS屏蔽栅MOSFET功率半导体功率分立器件功率MOSFET超级结MOSFET功率IC8.3%56.9%-3%-3%%意法半导体三菱东芝其他% 4.6%20172018201920202021202220232024◼功率半导体可以分为功率IC和功率分立器件两大类，其中功率分立器件主要包括功率二◼中国是全球最大的功率半导体消费国,20192024年中国功率半导体市场规模达到206亿半导体等前五大国际厂商市场份额达43%。图图表：中国功率半导体的市场规模(亿美元)CAGR=3.1%CAGR=3.1%.7%.7%%%%%%183183占全球市场比例高占全球市场比例高达38%,是最大全球的市场资料来源：英飞凌年报，公司招股说明书，Omdia，方正证券研究所整理1941.6%1%英飞凌安森美意法半导体东芝瑞萨其他24.4%4%8.8%7.7%代替导致的变化41.6%1%英飞凌安森美意法半导体东芝瑞萨其他24.4%4%8.8%7.7%代替导致的变化槽器件结构改进使用宽禁带材料第三代半导体材料替代趋势域级结集成化趋势◼功率MOSFET性能提升主要包括三个方面：在制造工艺上，线宽制程从10微米缩减至0.15-0.35微米.在器件结构改进方面，功率器件经历了平面(Planar)、沟槽(Trench)、超级结(SuperJunction)等器件结构的变化，进一步提高了器件的功率密度和工作频率。在材料方面，新兴的第三代半导体进一步提升了器件的开关特性、降低了功耗，也改善了其高温特性。MOSFET的技术发展情况和演变趋势步引领VDMOS资料来源：英飞凌年报，公司招股说明书，方正证券研究所整理20图表：超级结MOSFET月出货量(万片)和应用领域约为普通硅基MOSFET功率器件左右CAGR=8.1%05G通讯新能源汽车硅基MOSFET超级结MOSFET器超级结MOSFET高压MOSFET图表：超级结MOSFET月出货量(万片)和应用领域约为普通硅基MOSFET功率器件左右CAGR=8.1%05G通讯新能源汽车硅基MOSFET超级结MOSFET器超级结MOSFET高压MOSFET中低压MOSFET向高压MOSFET的转变中，击穿电压增大导致外延层增厚、外延层导通电阻增加，降低电流的额定值中极中极N+衬底N-外延层增加P柱，在保持额定电压的低导通电阻，增大额定电流NN+层加级级传统MOSFET中低压MOSFETN+N+漏级◼超级结MOSFET：超级结MOSFET结构设计的先进技术使该结构具备更好的导通特性，可工作于更大的电流条件。Omdia与Yole的统计及预测，超级结MOSFET的晶圆月出货量由2020年的23.8万片有望增长至2025年的35.1万片，2020-2025年的CAGR为8.1%。图图表：超级结MOSFET的技术优势资料来源：英飞凌年报，公司招股说明书，Omdia，方正证券研究所整理22IGBT:市场规模提升迅速，应用领域广泛◼2019年，全球整体IGBT的市场规模为汽车和白色家电中；在1700V以上的高电压领域，应用于轨道交通、清洁发电、智能电网等重要领域。◼英飞凌、富士电机、三菱等厂商垄断IGBT立器件市场。新能源汽车压领域 (>1700V)压领域轨道交通轨道交通洁发电网网066 586154565860232422222324262017201820192020202120222023202425%20%15%10%5%0%-5%全球IGBT市场(亿美元)中国IGBT市场(亿美元)全球IGBT市场YOY中国IGBT市场YOY14.3%2.6%29.3%3.1%3.8%4.2%4.6%5.6%5.6%7.7%9.3%英飞凌富士电机三菱安森美东芝意法半导体力特瑞萨电子MagnaChip士兰微其他图表：超级结MOSFET应用于充电桩充电桩用100KW优点低导通损耗低开关损耗性高功率密度功率因数校正DC-DC辅助电源模块功率器件价值$200-300电类别图表：超级结MOSFET应用于充电桩充电桩用100KW优点低导通损耗低开关损耗性高功率密度功率因数校正DC-DC辅助电源模块功率器件价值$200-300电类别电能力增加的里程电地点意图AC或20A约4至6英里/小时家或工作场2级3.3kW(低)6.6kW(中)9.6kW(高)19.2kW(最高)208/240VAC，20A208/240VAC，20A208/240VAC，50A208/240VAC，100A约8至12英里/小时约16至24英里/小时约32至48英里/小时>60英里/小时家、工作场所或公共充电桩3级直流快速充电50~60kW440或480VAC~80%<30min公共充电桩0◼中国充电桩保有量持续上升，根据前瞻产业研究院预测，预计2027年或达2284万台，5年CAGR为35%。◼充电桩不断建设推动功率器件尤其是超级结MOSFET将迎来高速发展机遇。◼充电桩根据功率可分为三级，最高级的直流充电桩高达56~60kW，其中。高端三相交流桩主要使用三相维也纳输入整流器(PFC)，其中部分功率器件的领先解决方案使用了超级结MOSFET。22022-2027年中国充电桩保有量预测(万台)4CAGR22-27=35%2022E2023E2024E2025E2026E2027E2300-11%-18%者损耗约占总损耗的30%~80%，500-11%-18%者损耗约占总损耗的30%~80%，5G新建基站数量(万站)4G新建基站数量(万站)5G新建基站YOY集提升总体基站数量需求是4G的2-3倍G电源供应5G基站提升了68%，达到11.6KW从传统MIMO天为MassvieMIMO功率半导体价值从25美元涨至100美元(4倍)手机手机基站基站基站MassiveMIMO技术LTE-A算中心设备的增加带动MOSFET用量提升。扩容行率提升损耗通损耗级结OSFET级结MOSFET更好手机手机求G站拉动功率半导求算中心扩容MOSFET等功MOSFET等功的应用新能源汽车:汽车功率半导体在新能源浪潮中茁壮成长中功率半导体应用OBCDCDC等部件均应用功率半导体。◼功率半导体占据汽车半导体总成本的39%，根据英飞凌的估计，单车功率半导体成本达33中功率半导体应用OBCDCDC等部件均应用功率半导体。◼功率半导体占据汽车半导体总成本的39%，根据英飞凌的估计，单车功率半导体成本达330美元。◼新能源汽车销量节节攀升带动汽车功率半源汽车销量达到1200万量。充电口电力电子控制器电机控制器图表：2017年-2025年新能源汽车销量(万辆)0电池包DC/DC(高压MOSFET)辅助电源(IGBT分立器件)车载充电系统(超级结MOSFET)逆变器(IGBT模块)空调压缩机成本拆分67556067556023531505海外总体增长123123从专利到量产高性能功率器件的完整经验测盈利预测◼高压超级结MOSFET：在下游光伏、储能以及新能源汽车等需求持续放量的推动下，此类终端应用对高压超级结MOSFET的需求预计将高速增长。同时公司的高压超级结MOSFET相比普通硅基MOSFET在性能及电压等方面技术优势明显；因此我们赋予高压超级结MOSFET2022-2024各年分别40%、35%以及30%的营收增速。◼中低压屏蔽栅MOSFET：公司中低压MOSFET功率器件产品涵盖25V-200V工作电压，可广泛应用于电机驱动、同步整流等领域。同时较普通沟槽栅VDMOS器件，公司的中低压屏蔽栅MOSFET的导通特性与开关损耗等更优；叠加下游需求驱动，我们赋予中低压屏蔽栅MOSFET2022-2024各年分别30%、25%以及20%的营收增速。◼IGBT：公司基于自主专利技术开发出650V、1200V及1350V等电压平台的多种TGBT系列IGBT器件已经实现量产，批量进入光伏逆变、储能、直流充电桩、电机驱动等应用领域的多个头部客户。随着未来IGBT市场规模的迅速提升，公司的TGBT将加速放量，因此我们赋予IGBT2022-2024各年分别880%、220%以及95%的营收增速。◼超级硅MOSFET：公司的超级硅系列MOSFET产品已经研发成功并实现量产出货，同时公司新一代超级硅MOSFET开发成功，进入认证阶段，预计未来将助力放量；叠加下游新能源汽车以及5G基站等的需求提升，公司的超级硅MOSFET将持续放量，因此我们赋予超级硅MOSFET2022-2024各年分别400%、100%以及50%的营收增速。盈利预测单位：百万元单位：百万元202020212022E2023E2024E高压超级结MOSFET销售收入249569796107513970%5毛利率毛利率18%29%35%36%38%中低压屏蔽栅MOSFET0101毛利率毛利率17%28%31%31%33%IGBT06060202超级硅MOSFET0%0202433%400%037037毛利率毛利率20%32%32%33%37%销售收入3097821130160921782%4%资料来源：Wind，方正证券研究所测算28资料来源：除东微半导外的公司盈利预测来自万得一致预期，方正证券研究所测算29可比公司估值22022年12月15日 (亿元)归母净利润(亿元)市盈率(倍)TTM2022E2023E2024ETTM2022E2023E2024E605111.SH新洁能183.734.374.816.378.1842.0038.2428.8522.46688396.SH华润微748.3626.4126.0129.1534.0728.3328.7725.6721.96技15.89600460.SH士兰微531.7315.6512.2516.1621.4433.9943.4032.9124.80688688261.SH东微半导153.002.542.763.994.9360.2055.4238.3331.01均值38.2829.2123.22风险提示◼上游原材料及零部件供应短缺风险；下游需求不及预期风险；◼产品研发及产业化应用不及预期风险；◼各项业务营收增速不及预期风险。公司财务