家电半导体行业研究变频+智能化双轮驱动家电“芯”迎来新时代

家电半导体行业研究-变频+智能化双轮驱动家电“芯”迎来新时代1、芯片需求驱动：家电需求回暖，变频+智能化渗透1.1、行业Beta：家电细分需求回暖，如空调/冰箱/洗衣机/扫地机器人与手机出货量对比，我们认为家电消费具备刚性。2H22国内手机出货量同比增速为-21.7%，下降幅度高于家电行业出货量（同比增速为-9.6%）；按月份来看，22年1-6月国内冰箱、空调出货量数据整体表现优于手机行业。伴随消费环境的逐步改善以及家电相关促消费政策的催化，有望推动家电更新需求的逐步释放。社会零售商品零售额为38742.5亿元，同比上升3.10%。2022年第二季度，城镇居民人均可支配收入累计值为25003元，同比增长3.64%。数据显示，消费环境逐步改善，而家电和经济环境具有高相关性。消费政策持续加码，多次出台政策刺激家电消费与更新，我们判断家电板块在下半年需求有望逐步回暖。2021年中国空调市场处于低基数下恢复不达预期且量额双降的状态，但市场预期向好。1）2017-2019年空调销量逐年增长，17年增速达23.1%。经历2020-2021年销量连续下滑。据奥维云网（AVC）推总数据，21年零售额为1527亿元，同比下降1.2%；零售量4689万台，同比下降8.7%。2）2022年空调销量有望在低基数下、在供应端和需求端双重推动下、在品牌企业和渠道商联动激活市场的前提下触底回升。据奥维云网（AVC）预测数据，2022年空调市场的零售额将达到1665亿元，同比增长9.0%；销量达4703万台，同比增长0.3%。6月空调线上销量回暖，渠道库存位于较低水平。1）根据天猫月度数据，22年6月空调线上销量223.1万台，同比增长34.48%；实现销额70.17亿元，同比增长51.62%；

由于近期国内大部地区出现高温天气，终端需求已有所提升，后续有望传导至出货端。据奥维云网数据，22年8月1日-8月7日，国内空调线下市场销售额同增15.89%，销量同增8.04%；线上市场销售额同增46.9%，销量同增54.33%。2）截至2022年4月底，空调累计库存4607万台，其中工业库存2138万台，渠道库存2407万台，渠道库存同比-5.02%，仍低于15年至今的平均水平（2820万台）。冰箱零售额整体稳步上升。根据中怡康GFK数据，近几年我国冰箱市场零售额一直保持在900-1000亿元，目前零售量基本是换新，市场趋近饱和。2021我国冰箱市场零售额为971亿元，同比增长7.9%；预计22年零售额达980亿元，同比增加0.9%。据中怡康数据，下半年冰箱市场将有起色，量额同比分别增长7.7%和6.7%。2021年洗衣机零售规模逐步恢复至疫情前，22年行业零售规模趋稳。根据奥维云网数据，2021年中国洗衣机零售额达766亿元，同比增长7.3%；零售量为3718万台，同比增长0.8%。其中线上零售额408亿元，同比增长18.1%，线下零售额358元，同比下滑2.9%。受疫情影响较大的线下渠道已经逐步恢复，总体上已经恢复至疫情前的节奏和水平，市场整体的不确定性正在降低。根据奥维云网预测，2022年洗衣机市场零售额为780亿元，同比增长1.8%；零售量为3724万台，同比增长0.2%，22年行业零售规模总体稳定。据奥维云网数据，2022年第30周（2022.7.18-2022.7.24）洗衣机线下销额同比下降6.66%，销量同比下降16.63%；线上销额同比增加41.82%，销量同比增加38.32%。2013-2017年，我国雾霾天气逐渐增加，空气净化器开始迅速发展。2017年后，空气净化器市场规模持续萎缩：1）空气质量改善导致需求下降；2）空气净化器并不是家用电器中的必需品。但随着行业不断调整，空气净化器应用场景更为丰富，产品智能化发展趋势明显，预计空气净化器市场规模有望触底回升。中怡康GFK预测，2022年空气净化器市场规模触底回升，零售额达69.7亿元，同比增长3%；零售量达342万台，同比增长2%。中国扫地机器人规模稳步提升。根据奥维云网数据，21年扫地机器人零售额达120亿，同比增长28%。随着居民生活水平的提高及消费观念持续升级，预计22年中国扫地机器人市场规模将达138亿元。吸尘器市场呈“V“型回升态势，22年上半年在整体家电低迷大环境中保持14%增速。根据中怡康数据，1H22吸尘器市场零售额达145亿元，同比增速为14.0%；零售量1008万台，同比下降2.8%，整体表现亮眼。1.2、芯片Alpha：家电变频+智能化升级，拉动家电整机芯片ASP随着家电渗透率逐渐接近饱和，行业需求更多来自于存量更新。奥维云网数据显示，2021年家电零售额为7603亿元，仍未恢复至疫情前的水平，较19年同期下降7.4%。但家电中高端需求蓬勃增长。2021年新风空调零售额增速达67%，万元以上冰箱零售额增速为40%。变频家电是白色家电中新的增长点。随着人们对生活品质要求的提高以及消费能力的提升，变频技术带来的低噪音、低耗能特性成为了消费者新的关注点，以变频空调、变频冰箱和变频洗衣机为代表的高端白色家电销量逐年上升。以变频空调为例，变频空调选用变频专用压缩机，增加了变频控制系统。通过调节压缩机转速实现空调制冷量的调节，这正是直流或交流变频空调变频能量调节的原理。变频家电渗透率不断提升。相较于传统的定频家电，变频家电的压缩机不会频繁开启，驱动电机的核心半导体元件主要由IGBT、IPM、二极管等组成的电路构成，并由处理器和驱动芯片进行控制，整体具备寿命长、高能效、静音等优点。在节能减排的环保趋势及消费者需求升级下，我国变频家电渗透率不断提升，空冰洗变频产品占比由2012年的42.4%/4.0%/8.9%提升至2020年的71.9%/47.9%/50.9%。智能化是家电发展必经之路，是行业存量升级的重要方向。空气净化器从“手控“到”

全托管“的进化；扫地机器人智能化解放双手（2019-2021CAGR达26%）；智能冰箱实现娱乐保鲜两不误等都是家电智能化的重要表现：1）智能冰箱能够对食材进行识别，并做到营养保鲜的追踪及管理，同时具备超大屏幕实现影音娱乐功能，可以满足人们边做菜边看剧/视频的多样需求。2）空气净化器从运用APP控制发展到语音交互控制到现在的智能托管，做到真正解放双手，通过内置高精度传感器，可以准确判断室内空气质量等级，自动净化空气。根据奥维云网数据，2021年智能空调渗透率达65.7%（17年为31.7%）。中怡康GFK数据显示，2021年1-10⽉，线上市场家电各品类智能产品的渗透率进⼀步提升。其中，彩电的渗透率达98%，扫地机器⼈的渗透率达86%，空气净化器的渗透率达60%，空调的渗透率也达到50%。变频+智能化升级，拉动家电整机芯片用量提升。1）变频家电渗透率上升，驱动IPM功率芯片、MCU智能控制芯片高增长。根据2019年空调供应链零部件出货量数据，变频转子压缩机增长16.5%、IPM芯片增长15.4%、MCU芯片增长4.4%。2）由于智能化的提升，家电实现不同的电能管理职责需使用多颗不同类型的电源管理芯片，家电产品电源管理芯片价值量有望不断提高。2、家电半导体核心价值量拆分2.1、家电半导体核“芯”五块分析：功率/模拟/MCU/WiFi、蓝牙/传感器家电中核心使用的半导体是功率模块、模拟芯片、MCU、Wifi/蓝牙及传感器五大部分。功率半导体可分为功率IC和功率器件两大类别。1）功率器件主要包括二极管、晶闸管和晶体管，主要用于电能变换和电能控制电路，主要功能为逆变、整流、变压和变频。家电中常见的MOSFET、IGBT等属于晶体管系列。2）功率IC是进一步封装了驱动、控制、保护、接口、监测等外围电路，具有电源管理、驱动电路、电能变换和控制等功能。2021年中国功率半导体市场规模达183亿美元，增速为6.4%，根据Omdia预测，2024年中国功率半导体市场规模破200亿美元。模拟芯片按功能可以分为信号链IC和电源管理IC。1）信号链IC主要用于对自然界中的实际信号进行采集、放大、传输、处理，进而转换为数字信号，主要包括运算放大器、接口、数据转换器等产品。2）电源管理IC是在电子设备系统中承担对电能变换、分配、检测以及其他电能管理职责的模拟芯片。根据Frost&Sullivan数据，2020年电源管理芯片约占全球模拟芯片市场规模的61%。根据功能主要可以分为直流开关稳压器（DC/DC）、交流/直流转换器（ACDC）、电池管理IC（电池充电器和电量计）、线性稳压器（LDO）、电压基准、PMIC(多通道电源管理IC)、电源开关（负载开关）、复位芯片、LED驱动器等。其中，AC/DC转换器将交流变换为直流，主要用于电源适配器；DC/DC转换器主要包括电感式DC/DC转换器和线性稳压（LDO）。单一家电至少使用1颗AC-DC芯片，其余包括DC-DC芯片（用于二次升降压或电池管理转换）、栅驱动芯片（GateDriver，用于IGBT驱动或马达驱动）等。中国模拟芯片市场规模大，在全球范围占比达50%以上，是全球最主要的模拟芯片消费市场，且增速高于全球模拟芯片市场整体增速。根据Frost&Sullivan数据，中国模拟芯片市场规模2016-2020年年复合增长率达5.8%，2021年市场规模达2731亿元。由于国产替代空间大，预计2022年将达2956亿元。MCU是家用电器的大脑。其主要用于电机控制、模拟传感器测量、前面板键盘控制以及在LED/LCD上显示结果、自我诊断功能、过流保护等功能。目前国内MCU市场规模较小，但增速较快。根据IHS数据，2020年中国MCU芯片市场规模达269亿元。随着汽车电子和物联网领域发展，预计2025年中国MCU芯片市场规模有望达到483亿元。WiFi作为物联网最重要的连接方式之一，物联网的高速发展推动着WiFi芯片市场规模的快速增长，预计2023年市场规模达264亿元，增速在10%以上。在物联网芯片应用方面，WiFiMCU主要应用分布于智能家居中的家用电器设备、家庭物联网配件(例如电灯和插座)、工业物联网等。蓝牙技术是智能家居、互联家居的核心。蓝牙技术在智能家电应用不断增加，2020年蓝牙智能家居设备出货量增长至7.6亿，预计到2024年达到11.5亿。传感器是连接物理世界和数字世界的桥梁，指能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号的器件或装置。传感器是智能化家电的五官，各类传感器引入，增加家电使用舒适度、减少能耗和耗水、清洗方便、降低噪声和振动、提高使用质量、实现复杂的智能控制功能。根据前瞻产业研究院数据，2021年中国传感器市场规模达2952亿元，同比增长17.6%。随着社会的不断进步，传感器在物联网赋能下，预计2022年中国传感器市场规模将进一步增至3150亿元。2.2、细分家电半导体价值量拆解根据瑞萨官网，空调主要有3个功能模块：遥控器模块、内机模块及外机模块，三个功能模块的核心是MCU，总计数量约为3-4个。遥控器模块主要负责电源和模式切换，内机模块主要负责风扇控制、外机控制及遥控器配套控制，外机模块主要负责压缩机及风扇控制。除MCU产品以外，根据德州仪器官网可知，空调内机部分还会使用多个传感器（空气，光敏等），ACDC芯片，DCDC芯片，接口芯片，wifi/蓝牙类芯片，MOSFET/IGBT，电机驱动芯片，模拟前端，电流检测芯片，功率驱动芯片等多种类芯片，其中电机驱动芯片，功率驱动芯片，ACDC和DCDC芯片等在空调产品内较为重要，是影响空调性能的核心芯片类产品。根据德州仪器官网，空调外机与空调内机整体架构类似，外机包含多个传感器（空气，光敏等），ACDC芯片，DCDC芯片，接口芯片，wifi/蓝牙类芯片，MOSFET/IGBT，电机驱动芯片，模拟前端，电流检测芯片，功率驱动芯片等多种类芯片；与空调内机相比，部分外机内部包含1-2个MCU，同时部分使用2个MCU的外机设备内部会多一组用于MCU监控的监控类芯片。根据瑞萨官网，冰箱主要有3个功能模块：界面模块、系统控制模块及压缩控制模块，各自使用3个MCU。界面模块主要负责语音识别及按键输入，系统控制模块主要负责制冷制热、风扇控制，压缩控制模块主要负责压缩机逆变器控制及故障检测。根据德州仪器官网，冰箱内部包含多个传感器（空气，光敏等），ACDC芯片，DCDC芯片，接口芯片，wifi/蓝牙类芯片，MOSFET/IGBT，电机驱动芯片，模拟前端，电流检测芯片，功率驱动芯片，监控芯片，隔离芯片等多种类芯片，其种类数可达30种，最终使用数量约为20-30个左右。根据瑞萨官网，洗衣机主要有3个功能模块：界面模块、系统运作模块及控制模块，各自使用3个MCU。界面模块主要负责语音识别及按键输入，系统运作模块主要负责密钥处理及显示处理，控制模块主要负责电动机、压缩机逆变器控制；其中压缩机、电动机控制的MCU要求相对较高。根据德州仪器官网，洗衣机还包含多个传感器（空气，光敏等），ACDC芯片，DCDC芯片，接口芯片，wifi/蓝牙类芯片，MOSFET/IGBT，电机驱动芯片，模拟前端，电流检测芯片，功率驱动芯片，监控芯片，隔离芯片等多种类芯片。与空调，冰箱类似，电机驱动芯片，功率驱动芯片，ACDC和DCDC芯片等在洗衣机产品内较为重要，同样是影响洗衣机性能的核心芯片类产品。根据瑞萨官网，吸尘器主要有两个功能模块：屏幕显示控制和电机控制，需要使用2个MCU；电机控制模块主要用于实现电机的控制，屏幕显示模块用来显示相关指令，按钮，用于完成对吸尘器的指令控制和输入。根据德州仪器官网，吸尘器包括充电管理芯片，电池保护芯片，MOSFET/IGBT，DCDC，传感器，功率驱动，接口芯片，模拟前端等芯片，共计20多个种类，对应20-30颗使用数量。根据瑞萨官网，扫地机器人内部结构包括充电模块，wifi链接模块，电机控制模块，激光定位模块等，其使用MCU数量约为4个左右；根据德州仪器官网，除MCU产品外，扫地机器人同时包括马达驱动，电源管理芯片，传感器等不同种类芯片，整体种类约为30-40种，使用数量约为30-40个。根据瑞萨官网，空气净化器有1个功能模块，即控制、显示模块，使用1个MCU。控制、显示模块主要负责密钥处理及显示处理。根据德州仪器官网，空气净化器除MCU外，还包括电源管理芯片，接口芯片，各类传感器，马达驱动类芯片，保护类芯片，MOSFET，隔离芯片等多种不同类型芯片。根据德州仪器官网，烤箱内部包含有2个MCU，源管理芯片，接口芯片，各类传感器，马达驱动类芯片，保护类芯片，MOSFET，隔离芯片等多种不同类型芯片。3、重点企业分析3.1、芯朋微：专注电源管理IC，汽车与工业级芯片为第二成长曲线芯朋微专注于开发以电源管理集成电路为主的功率半导体产品，于2005年成立，2014年挂牌新三板，2020年登陆科创板。根据公司2021年年报，目前有效的电源管理芯片共计超过1200个型号。2017-2020年规模稳步增长，2021年随着公司适配于白电、快充、工控领域的电源及驱动芯片快速放量业绩加速增长。21年营收及归母净利润同比增速分别为75.4%、101.8%，家用电器类及工控功率类芯片销售量同比增速分别达56.05%、81.39%。公司研发了家用电器类、标准电源类和工控功率类三大应用系列产品线（21年占主营收入比例分别为46%、35%、16%），广泛应用于家用电器、手机及平板的充电器、机顶盒及笔记本的适配器、车载充电器、智能电表、工控设备等领域。2018-2021年，公司毛利率与净利率水平整体呈上升趋势，1Q22有所回落。2021年综合毛利率为43.13%，其中工控功率类芯片毛利率增加11.54pct达55.01%。研发费用稳步提升，2021年研发费用率达17.5%，主要系研发人员薪酬、股权激励费用，以及研发项目直接投入掩膜版、晶圆增加所致。2017-2021年经营现金流为正，21年达2.57亿元，主要系公司加大对客户账期管理力度，降低银行承兑汇票回款比例，收到客户现金回款增加。3.2、必易微：国产优质电源管理企业必易微主营业务为电源管理芯片的设计和销售，目前公司在产的电源管理芯片规格型号700余款，产品广泛运用于LED照明、通用电源、家电及IoT领域，已成为主要的全方案电源管理芯片供应商。公司主要产品包括电源管理芯片和中测后晶圆，电源管理芯片收入占比稳步提升，21年达78.26%。2018-2021年必易微营收及归母净利润稳步提升，2021年实现大幅上涨。受下游终端市场规模的持续增长以及产品结构优化、产品迭代升级等因素驱动，2021年公司电源管理芯片销量实现了较大幅度增长（LED照明驱动控制芯片增长贡献率达56.5%，通用电源管理芯片增长贡献率达29.66%）。2018-2021年，公司毛利率与净利率水平整体呈上升趋势，1Q22有所回落。2018-2020年，公司成品芯片（驱动IC和AC-DC）毛利率持续上升；2021年毛利率快速上升主要系：1）下游市场需求旺盛，上游晶圆产能受限，产品供不应求，公司议价能力提升；

2）公司产品结构持续优化，高毛利率产品收入占比提升。研发费用稳步提升，2021年研发费用达0.87亿元。2017-2021年经营现金流为正，21年达1.8亿元，主要系销售商品、提供劳务收到的现金大大增加，达8.9亿元（21年为2.4亿元）。3.3、中颖电子：本土MCU小而美，BMIC接力成长中颖电子创立于1994年，2002年起由联咏旗下消费部门改组成立，开始专注于自有品牌的芯片设计事业，2012年A股创业板上市。公司主要产品为工业控制级别的微控制器芯片和OLED显示驱动芯片。公司微控制器系统主控单芯片主要用于家电主控、锂电池管理、电机控制、智能电表及物联网领域。OLED显示驱动芯片主要用于手机和可穿戴产品的屏幕显示驱动。规模稳步增长，2020年后随着储备产品的快速放量业绩加速增长。自2012年上市后公司营收及归母净利润增幅虽有波动，但逐年稳步增长，2012-2021年营收CAGR为21.2%。其中2015-2017年业绩增速主要为电机主控芯片、锂电池管理芯片和家电主控芯片拉动。2020年公司储备项目快速放量，即使在疫情影响下AMOLED显示驱动芯片销售成长逾2倍，锂电池管理芯片销售成长逾5成。2021年供应链普遍性的产能紧张，导致公司产品供不应求，销售增长实际受限于能取得的上游产能，但依然实现了较大幅度增长，公司当年实现营收14.9亿同比增长47.6%，归母净利润3.7亿同比增长77.5%，其中AMOLED显示驱动芯片销售同比成长数倍，锂电池管理芯片销售同比成长逾2倍，其他主要产品线并计则同比平稳增长。2022年一季度淡季不淡，同比保持高速增长。经营质量逐年提升。2012年上市以来，公司毛利率较为稳定，16年后保持在40%以上，净利率相比毛利率提升更大，2021年为24.8%，1Q22继续上升趋势，公司也策略性放弃了一些低价和低毛利率的产品市场。其中2018-2020年公司毛利率略有下滑主要一方面因产能紧张导致8寸晶圆成本上升，另一方面公司AMOLED显示驱动收入占比逐渐提升，其特性为单一产品量大，毛利率偏低。注重研发创新。公司研发费用一直维持较高比例，2021年研发投入同比增长53.02%，达2.64亿元，占营业收入17.7%，主要系员工股权激励费用增加。公司研发基本全部为费用化支出，用于家电主控、OLED显示驱动、锂电管理与智能电表等领域。3.4、晶丰明源：LED驱动芯片龙头晶丰明源是国内领先的电源管理驱动类芯片设计企业之一，主营业务为模拟半导体电源管理类芯片的设计、研发与销售。公司现有产品包括LED照明驱动芯片、电机驱动芯片、AC/DC电源芯片、DC/DC电源芯片等，其中LED照明驱动芯片包括通用LED照明驱动芯片、智能LED照明驱动芯片；

AC/DC电源管理芯片包括内置AC/DC电源芯片及外置AC/DC电源芯片。2018-2021年晶丰明源营收稳步增长，2021年营收及归母净利润实现大幅上涨。受下游市场规模的持续增长以及产品结构优化等因素驱动，2021年公司在保持通用LED照明驱动芯片市场份额稳定的同时，提高了智能LED照明驱动芯片的交付优先级，智能LED照明驱动芯片收入同比增速达162.17%，占主营收入比例为46.2%。2021年公司毛利率及净利率大幅提升。21年上游产能紧张，下游需求旺盛，公司对产品价格进行了调整，单价提升带动综合毛利率提升22.48pct达47.93%，其中通用LED照明驱动芯片毛利率提升23.63pct，智能LED照明驱动芯片毛利率提升15.65pct。重视研发投入，但经营活动现金流不稳定。1）为拓展AC/DC及DC/DC电源管理芯片领域，持续加大相关领域的研发和推广投入。1Q22公司人数较上年同期增加32.26%，净增加职工110人（其中，新增研发人员72人）。由于职工薪酬及股份支付费用的增加，1Q22研发费用同比增加66.57%，研发费用率达28.6%。2）1Q22经营现金流净额为负主要系销售收入下降以及生产经营支付的购买商品、员工职工薪酬增加。3.5、峰岹科技：国产替代，BLDC电机龙头峰岹科技长期从事BLDC电机驱动控制专用芯片的研发、设计与销售业务，提供专用性的芯片产品、相适配的架构算法以及电机结构设计方案，实现电机控制系统多样性的控制需求及电机整体性能的提升与优化。公司产品广泛应用于家电、电动工具、计算机及通信设备、运动出行、工业与汽车等领域，积累了良好的品牌美誉度和优质的客户资源，公司芯片已广泛应用于美的、小米、大洋电机、海尔、方太、华帝、九阳、艾美特、松下、飞利浦、日本电产等境内外知名厂商的产品中。2018-2021年公司营业收入及归母净利润快速提升。受益于下游市场需求的快速增长，同时公司芯片产品具备强劲的市场竞争优势，2021年营收及归母净利润分别为3.3、1.35亿元。2018-2021年，公司毛利率与净利率水平稳步提升，2021年净利率上升7.5pct达40.9%（20年净利率为33.5%）。公司主营业务收入主要来源于电机主控芯片MCU和电机驱动芯片HVIC产品的销售收入，2021年合计贡献87.5%的主营业务收入。研发费用稳步提升，2021年研发费用达0.41亿元。2017-2021年经营现金流为正，21年达1.39亿元，销售回款及时，经营现金流质量高，主要系公司对销售客户采用“款到发货”的货款结算方式，当期销售货款基本全部收回。3.6、四方光电：气体传感器龙头，车载业务快速放量四方光电是一家专业从事气体传感器、气体分析仪器研发、生产和销售的高新技术企业，形成了气体传感器、高端气体分析仪器两大类产业生态、百余种不同产品，广泛应用于空气品质、环境监测、工业过程、安全监控、医疗健康、智慧计量等领域。营收利润实现高增长。2019-2021年，受益于环境电器领域市场份额的快速提升及新应用场景的拓展，公司营收利润实现快速增长。2021年营收达5.47亿元，同比增速为77.8%；

归母净利润为1.8亿元，同比增速为112.7%。毛利率和净利率近年保持在稳定的水平，1Q22毛利率为48.3%，净利率为32.3%。2021年气体传感器占主营业务收入的89.3%，气体分析仪器占8.4%。公司加大研发投入，2021年研发费用达0.44亿元，研发人员数量同比增长34.88%。2017-2021年公司经营现金流为正，2021年达1.34亿元，主要系营业收入增加、销售回款增加。3.7、士兰微：国内功率IDM龙头杭州士兰微电子股份有限公司成立于1997年9月，是专业从事集成电路芯片设计以及半导体微电子相关产品生产的高新技术企业。公司于2003年3月在上海证券交易所上市，是第一家在中国境内上市的集成电路芯片设计企业。公司是国内功率IDM龙头，主要产品包括集成电路、半导体分立器件、发光二极管三大类。其中，分立器件包括MOSFET、IGBT