芯海科技研究报告-智联万物“芯”辰大海

芯海科技研究报告：智联万物，“芯”辰大海1.深耕19年信号链，打造国产ADC+MCU双龙头1.1稀缺的全信号链“小巨人”，产品力卓越深耕信号链芯片19年的国家级专精特新“小巨人”。芯海科技（深圳）股份有限公司

（以下简称“芯海科技”或公司）2003年于深圳成立，是一家集感知、计算、控制于一体的全信号链芯片设计企业（Fabless模式），专注于高精度ADC、高性能MCU、测量算法以及物联网一站式解决方案的研发设计，是国内上市企业中唯一一家模拟信号链和MCU双平台驱动的集成电路设计企业。公司是国家级高新技术企业，被广东省科技厅认定为“广东省物联网芯片开发与应用工程技术研究中心”，获得国家级专精特新“小巨人”称号，其IC产品多次获得国家级大奖。2020年9月，芯海科技成功登陆科创板，2021年公司获科创板价值50强。公司核心技术为低速高精ADC、MCU、SoC/AFE，外加基于核心产品的测量算法与物联网一站式解决方案，主要应用领域为智慧健康、压力触控、智慧家居感知、工业测量等。（1）ADC芯片：ADC是模拟信号链的核心部分，公司低速高精度ADC产品可广泛应用于人体成分分析仪器、温湿度测量、电表计量、医疗检测器械、压力触控等应用领域，公司高速高精度ADC产品可应用于工业领域；（2）MCU：8位产品广泛应用小家电、电子玩具和一些中低端汽车电子产品等；32位MCU面向高端应用，占MCU产品比重快速提升；（3）SoC/AFE：主要包括压力触控SoC芯片集成了高精度AFE（模拟前端）和可编程定制算法模块。1.221年营收快增长，股份支付稀释利润21年业绩高增长，22Q1保持强劲势头。从业绩整体来看，2017至2021年，公司营收从1.64亿元增长至6.59亿元，4年CAGR达41.6%，归母净利润从0.16亿元增至0.96亿元，4年CAGR达55.5%。2021年，受益于集成电路产品供不应求，公司业绩实现高增长，营收yoy81.7%，剔除股份支付成本摊销因素后及通富微电股票投资损失后，公司实现归母净利润1.86亿元，yoy148.1%。22Q1，公司实现营收1.49亿元（yoy43.8%），归母净利润101万元，其中22Q1股份支付费用约为2477.7万元。21年公司毛利率创新高，达52.2%，因股份支付等因素净利率有所下滑。2017-2021年，公司毛利率均保持在40%以上，且整体走势向上，21年受益于行业高景气度，公司毛利率创新高，达52.2%，但受股份支付等因素影响，净利率同比下降10pct到14.5%。22Q1，公司毛利率为43.6%，同比下降1.4个pct，同期公司股份支付费用为2477万，导致期间费用率大幅增加，净利率下降至0.6%。2021年公司三大主营齐开花，MCU产品yoy达184.5%，毛利率同比提升21.9pct。（1）MCU芯片：2021年实现销售额2.95亿元，yoy184.5%，高性能32位MCU从2021年一季度开始形成规模出货，占MCU产品比例快速提升，在工业控制、锂电管理、电源快充、通信及计算机、高端消费、汽车电子等领域持续突破拓展行业标杆客户并开始批量出货，叠加21年公司MCU产品受益于行业高景气度供不应求有所涨价，导致毛利率同比大幅增长21.66pct至50.7%；（2）健康测量AIOT芯片：2021年实现销售额2.29亿元，yoy达75.4%，主要受益于智能仪表及鸿蒙生态业务发展带来的物联网智能设备接入量快速增长、个人及专业智能健康设备应用需求持续增长等因素。从业务毛利率来看，较去年上升3.0pct至50.9%；（3）模拟信号链芯片：2021年业务营收yoy-2.0%，销售成本yoy25.5%，导致毛利率同比下降9.59pct至56.2%。剔除上年度红外测温产品业绩后，实现销售额1.22亿元，同口径yoy达88.8%，主要原因为高精度ADC、AFE产品在工业测量、智能家居感知、高端消费等领域稳定增长，此外BMS产品在锂电管理领域切入行业标杆客户并快速上量。1.3实控人持股比高，多次股权激励凝心聚力实控人持股34.49%，员工持股平台海联智合持股16.54%。从公司股权架构来看，实控人卢国建先生为公司第一大股东，直接持股28.01%，并通过海联智合间接持股4.99%，另通过“中信证券芯海科技员工参与科创板战略配售集合资产管理计划”持股1.49%，直接间接合计持股34.49%。此外，公司设立海联智合作为员工持股平台，平台持股16.54%。深圳国资委通过致远创投持股2.76%，国家大基金通过深圳南山鸿泰股权投资间接持有公司0.62%的股权。创始人及核心人员均深耕数模IC多年，队伍历经磨练成熟稳定。公司创始人卢建国1993年于武汉邮电科学研究院担任系统部数模ASIC项目经理，后任职于华为担任基础研究管理部副总工程师和ASIC数模产品部总监，2003年创立芯海科技，至今在数模IC行业深耕已近30年，拥有丰富技术能力和产业链资源。核心团队也均在半导体行业深耕15年以上，且公司管理层治理稳定，核心人员自创立起无大变化，保障了公司研发效率及产品更新迭代速度。近2年多次实行股权激励，凝心聚力，同时彰显公司发展信心。公司2020、2021年共完成3次股权激励计划，分5批次实行，实施股权激励股票数量1290万股，占总股本数量12.9%，累计激励员工人数436人（有重复计算）。其中管理层、核心技术人员均已实行股权激励，帮助公司吸引及留住优秀人才，凝聚公司核心团队向心力，同时彰显公司发展信心。1.421年技术团队大扩员，研发费用超1亿2021年技术团队大幅扩员至285人，同比增加71.7%，本科及以上学历员工占比为90.3%。2021年，公司大幅扩招119位技术人员至285人，同比增加71.7%，公司员工总人数从259人增至421人，技术人员占比从20年的64.1%增至67.7%，同比提升3.6个pct。从员工学历构成来看，2021年公司本科及以上学历员工占比为90.3%，硕士及以上学历员工占比为43.5%。公司持续高研发投入，21年研发费用达1.69亿元，yoy达127.3%。作为国内高精度ADC技术与高可靠性的MCU技术的领先企业，公司历来高度重视并始终保持高水平的研发投入，坚持技术创新。2021年，公司研发费用投入1.69亿元，yoy达127.3%，占公司营业收入的25.7%，主要原因系：21年，公司研发人员大幅扩至285人，yoy71.7%，研发人员规模增加导致职工薪酬费增长，此外公司实施多期股权激励计划导致研发费用增长。2022Q1，公司研发费用继续大幅增长至0.45亿元，yoy达139.1%。1.5Fabless模式，晶圆、封测为核心成本Fabless模式，轻资产。公司属于典型的Fabless模式集成电路设计公司，即无晶圆厂生产制造，仅从事集成电路设计的经营模式，fabless模式下，公司可集中优势资源用于产品研发、设计环节，只从事集成电路的研发、设计和销售，生产制造环节由晶圆制造及封装测试企业代工完成。公司营业成本主要由晶圆、封装测试两部分构成。21年，公司原材料（晶圆）成本为1.99亿元，占营业成本比重的63.3%，较去年同期yoy78.7%，主要由于公司芯片产品销售量大幅增加所致。21年，公司封测成本为1.06亿元，占营业成本比重的33.6%，较去年同期yoy54%。公司销售分为直销和经销，均为买断式销售。（1）直销：客户群体主要为生产各类终端电子产品的厂商；经销商主要为方案商，具有一定技术开发和外围器件配套能力的企业，其采购集成电路产品经过二次开发形成整套应用方案，销售给终端客户。（2）经销：公司接受经销商订单，将产品销售给经销商，产品交付经销商并由其对质量合格的产品进行签收，除有质量问题外一般情况不予退货，属于买断式销售。产品定价原则为根据产品的类型、价格和数量综合考虑，在市场价格的基础上由买卖双方协商确定。2.横跨两大赛道，国产替代是核心逻辑2.1信号链、MCU功能核心，应用广阔信号链是使得真实世界与数字世界相连的重要媒介，是电子产品根基。信号链是电子设备实现感知和控制的基础，是电子产品智能化、智慧化的基础。模拟信号链产品主要应用于包含工业测量、汽车电子、消费电子在内的诸多物联网感知领域，包括人体参数测量、人机交互、设备参数测量及环境参数测量等。MCU（MicrocontrollerUnit）是微控制单元又名单片机，是把中央处理器、内存、计数器、串口等周边接口都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同控制功能。因此，MCU可以帮助实现多种应用场景中的信号转换，在各类产品智能化趋势中扮演重要角色。2.2信号链：百亿美元市场，核心ADC亟待国产替代2.2.1信号链中ADC是核心，应用场景广ADC是信号链IC中核心。信号链是电子设备实现感知和控制的基础，是电子产品智能化、智慧化的基础。其中，ADC是模拟/数字转换器，主要功能是将自然界的模拟信号通过放大器放大后转换成数字信号，例如将温度、压力、声音或者图像等，转换成更容易储存、处理和传输的数字形式，是信号链中核心部分。ADC芯片可用于消费电子、军工、航空航天、无线通信、汽车、工业测量、智慧家具和医疗等重要领域。衡量ADC芯片的主要指标为分辨率和采样速度。（1）分辨率/转换精度：衡量转换出来的数字信号与原来的模拟信号之间的差距，精度通常用分辨率8/12/14/16/18/24/32位表示。分辨率越高代表ADC精度越高，对模拟信号的还原越好，如8位代表模拟信号与数字信号之间的最大差距为1/（2^8）。（2）采样速度：代表ADC可转换带宽的大小，衡量指标为采样率SPS，意指芯片每秒采集模拟信号的个数，采集率越高，采集的点数越多，转换时对模拟信号的还原度越好。1KSPS表示1s内可采集1000个点。除此之外，ADC还有输出接口、功耗、信噪比等性能指标。ADC产品可分为5大类，高速高精度设计难度高。ADC芯片根据不同应用场景的使用性能需求，大致分为高速高精度（PipelineADC）、低速高精度（DTΔΣADC）、低速高精度（FlashADC）、低速中-高精度（SARADC）、低速低精度（集成化ADC）。由于分辨率与转换速度间相互制约，导致同时实现高速高精度困难度很高。2.2.2百亿美元信号链，国产替代是主旋律预测2022年全球信号链、ADC/DAC市场规模分别为139.4、55.7亿美元。根据ICInsight的报告显示，2020年全球信号链市场规模为99.2亿美元，据ICInsight预测，随着5G、工业物联网、智能汽车等领域对于信号链需求持续增长，2021年全球模拟芯片市场同比增长30.8%至728亿美元，若按相同增速测算，模拟信号链21年市场空间为129.8亿美元，22-23年若按7.4%（ICInsight预测模拟芯片市场增速）测算，信号链市场空间分别为139.4、149.7亿美元。假设转换器在放大器和比较器、转换器、接口产品三部分组成的模拟芯片中价值占比达40%，则2022年全球信号链转换器ADC/DAC市场规模达55.7亿美元。通信、汽车、工业、消费电子为模拟主阵地。根据ICInsight预测，2022年模拟芯片的下游应用领域中，通信、汽车、工业、消费电子、计算占比分别位37.5%、24.7%、19.5%、10.8%、6.5%。其中消费电子市场属于中低端ADC芯片，高端ADC市场面向有线/无线通信、汽车电子、军工、工业、航空航天、医疗器械等地。未来几年导致ADC需求增长的主要驱动因素为5G、汽车电子、通用电子等领域产品的技术革新以及需求增长。2.2.3国内ADC/DAC市场20.1亿美元，严重依赖进口预测2022年国内ADC/DAC市场规模为20.1亿美元。根据ICinsight数据，2022年全球信号链模拟芯片市场规模为139.4亿美元，而中国作为全球最大的模拟芯片市场，占全球市场比率高达36%，假设转换器占信号链芯片价值的40%，则2022年国内ADC/DAC市场规模达20.1亿美元。ADC较国外差距大，国产化率低，未来国产替代空间广阔。由于芯片设计的指标互相制约（高精度需要大电流大电容、高速需要大电流小电容、功耗低需要小电流），高性能ADC成为模拟芯片中最难制造的部分，对于核心设计人员经验要求极高，并要求较大资金投入，因此具备技术、人才、资金三大壁垒。从自给率来看，2020年国内模拟芯片严重依赖进口，自给率仅为12%，ADC作为模拟信号链中核心，壁垒高，自给率更低。长期来看，芯片产业从欧美往亚洲转移，国产替代从低端到高端的趋势不变，未来国产替代空间大。外企垄断高端市场，《瓦森纳协定》下高端产品遭遇卡脖子。ADC技术含量较高，尤其是军工类、通讯类ADC芯片对于高速高精的要求很高，目前全球ADC市场主要被以美国TI、ADI为首的几家跨国大企业所垄断。以西方为主的33个国家签署的《瓦森纳协定》规定了高科技产品和技术的出口范围和国家，其中高端ADC属于出口管制产品，而我国虽不是缔约国，但在购买技术、商品时仍受西方国家管制。供应限制倒逼国产ADC快速发展。ADC芯片作为信号链核心芯片，对于下游产业发展重要性不言而喻。在瓦森纳协议辖制下，国内崛起了一批优质ADC龙头公司，如上海贝岭/成都华微/迅芯微/臻雷科技（高速高精ADC具备技术优势）、芯海科技（高精度24位Sigma-DeltaADC

技术领先）、思瑞浦等。2.3MCU：近200亿美元市场，32位国产替代空间广阔MCU可以分为4/8/16/32位，32位应用场景更高端。多少位指CPU处理的数据的宽度，参与运算的寄存器的数据长度，处理器的位数越高，其运算速度越快，支持的存储空间越大。目前8位MCU主要应用于小家电、电子玩具和一些中低端汽车电子产品等；

32位MCU则主要面向智能家居、物联网、电机及变频控制等更高端应用。2.3.1全球近200亿美元市场，32位MCU是主流2021年MCU供给趋紧造成单价大幅提升，全球市场达196亿美元。因受到新冠肺炎疫情的影响，2020年MCU市场规模下跌2%，而2021年MCU市场规模大幅增长。根据ICInsights的数据，由于经济反弹MCU供应紧张，MCU售价的强劲反弹使其平均单价上涨10%至0.64美元，增长幅度达到25年的最高纪录。同时MCU销售额随着2021年经济复苏的强劲增长而攀升23%达到创纪录的196亿美元。预计2026年全球市场规模为272亿美元，6年间CAGR为6.7%。随着各应用领域对精度要求的不断提高，MCU产品结构不断趋向高端化，32位MCU市场迅速扩大。与此同时，32位MCU的ASP（平均单价）高于8位和16位，带动行业市场规模和ASP提高。ICInsights预测，从2021年到2026年，MCU总销售额预计将以6.7%的CAGR增长到272亿美元，ASP5年CAGR为3.5%。21-26年国内MCU市场规模将从365亿元增至513亿元，5年CAGR为7%。中国物联网和新能源汽车行业等行业快速发展，下游应用产品对MCU的需求将保持高速增长。21-26年，我国MCU市场规模间将从365亿元增至513亿元，5年CAGR为7.0%。32位MCU将成为主流且市场规模不断扩大，26年市场规模将达200亿美元，占MCU市场74%。根据ICInsights预计，21-26年，4/8位市场空间在未来五年内不会出现增长，到2026年仍会保持在24亿美元；16位MCU市场规模将会1.6%CAGR增长到2026年的47亿美元。而高性能32位MCU将不断渗透高端应用领域，市场空间持续扩大，市场规模将以9.4%CAGR增长至200亿美元，届时将占整个MCU市场约74%。2.3.221年全球CR5市占率达82%，32位MCU国产替代空间大全球：欧美日龙头企业占据主要市场，21年CR5达82%。2021年，全球MCU五大龙头恩智浦、微芯科技、瑞萨电子、意法半导体、英飞凌，市场份额分别为18.8%、17.8%、17.0%、16.7%、11.8%。相比于2016年，2021年三星、TI市场份额明显缩减，意法、英飞凌、微芯科技市场份额分别提升6.7%、4.8