芯联集成机构调研纪要

芯联集成机构调研报告 调研日期:2024-07-21 绍兴中芯集成电路制造股份有限公司(中芯集成,SMEC)成立于2018年3月,总部位于浙江绍兴,是一家专注于功率、传感和传输应用领域,提供模拟芯片及模块封装的代工服务的制造商。公司以晶圆代工为起点,向下延伸到模组封装,为国内外客户提供一站式代工解决方案,为功率、传感和传输等领域的半导体产品公司提供完整生产制造平台,支持客户研发以及大规模量产。中芯集成的业务面向全球,除了浙江绍兴总部,公司在中国上海,日本东京、欧洲瑞士都设有销售和市场办公室。中芯集成与众多国内外客户建立广泛战略合作,在支持客户规模量产的基础上持续合作开发技术领先的产品。 2024-07-22 财务负责人、董事会秘书王韦,芯联动力董事长袁锋 2024-07-212024-07-21 分析师会议线上会议 嘉实基金 基金管理公司 - 易方达基金 基金管理公司 - 招商基金 基金管理公司 - 中信证券 证券公司 - 中信建投 证券公司 - 一、中国新能源汽车产业概览 近几年,中国的新能源汽车行业取得了显著的发展成果。中国不仅在汽车销量上成为全球第一,占据全球60%的市场份额,而且在汽车出口方面也成为第一大出口国。自主品牌的新能源汽车正在崛起,同时,新能源零部件领域也取得了突破,特别是在电动化上半场,全球前十大电池厂中有六家是中国企业。中国的零部件企业和车企正在积极走向国际市场。 尽管中国新能源汽车行业在业务规模上蓬勃发展,但与海外头部车企相比,仍存在一定差距。例如,丰田去年的利润比中国18家上市公司的利润总和还要高,这在一定程度上反映了新能源产业链仍处于初期阶段,尚未像传统燃油车那样成熟。 在中国新能源汽车行业,单纯的价格竞争并不是最关键的。中国新能源汽车行业需要在产品定义能力、技术积累、品牌建设和客户运营等 方面做得更好,以增强产品竞争力并走向全球市场。 技术方面,智能网联技术在下半场竞争中变得越来越重要。而上半场竞争中,动力电池技术虽然已接近理论极限,但行业仍在探索下一代技术,如固态电池和燃料电池,以及电驱电控系统的集成化发展(从三合一到六合一甚至12合一)。碳化硅材料因其高能量转换效率和低损耗特性,在中国主流车企中有广泛的应用,主要优势①在提高电动汽车效率方面具有显著优势,800V平台使用碳化硅可以使整体效率提升约6%。②轻量化优势。 从宏观角度来看,中国汽车产业在全球范围内的地位正在提升。在传统燃油车时代,全球TOP10中没有中国车企,但在新能源汽车时代,去年全球前十的品牌中有6家是本土车企。不光汽车整车,汽车产业的发展带动了零部件产业的发展,近十年来,越来越多的中国企业进入全 球汽车零部件百强榜。随着汽车和零部件产业的发展,中国的汽车电子产业也有望随之崛起。在上一代汽车发展中,欧洲和日本的产业链形 成了稳定的市场格局,有大众、博世、英飞凌、丰田、电装等车企、零部件企业。随着中国新能源汽车和零部件产业的崛起,公司也在思考怎么帮助本土产业链发展,也在探索如何使汽车电子产业形成竞争力。所以芯联集成致力于在汽车芯片领域提供中国新能源的核心竞争力 、提供最底层的技术支撑。二、公司业务介绍 芯联集成自2018年成立后,聚焦于新能源汽车芯片的研发和生产。从生产传感器芯片,到功率器件芯片,再到高压模拟芯片,芯联集成现在的工艺平台能覆盖一台新能源智能网联汽车芯片的70%。 在2023年的公司收入结构中,汽车芯片业务占据了公司接近50%的比例;在工控方面,公司主要集中在国家电网的高压输配电和光伏 逆变器这两个重要领域,其业务收入也约占公司总收入的30%。综合来看,公司有超过3/4的收入来自于新能源领域,芯联集成是中国唯一一个成规模的、以汽车、新能源为主要收入来源的晶圆厂。 与此同时,芯联集成与大部分终端客户有着深入的合作关系。最近,公司陆续与多家车厂签署了战略合作协议或长期供货协议。从设计阶段开始,芯联集成就与车企进行紧密合作,参与下一代平台的开发。这种合作模式被称为"designwin",意味着企业在下一代产品开发中已经将芯联集成纳入其供应链,共同进行产品开发。目前,芯联集成已经累计获得了超过20个"designwin"项目。 分业务来看: 传感器业务:随着汽车智能化的发展,L2级和L2+级的智能驾驶功能逐渐成为新能源汽车的标准配置。芯联集成作为中国最大的传感器 工厂(收入第一),最初以手机和消费电子市场为主,逐步将激光雷达、惯导、压力传感器、光学传感器、力学传感器等车规传感器都纳入了公司的生产范围。公司的传感器业务有一个非常快速的发展。 功率器件:今天,公司每月出货11万片等效8英寸的IGBT,这些全部在新能源领域。公司用5年时间迭代了四代产品,最新一代的产品已经跟国际上最领先的企业在同一水平线上,甚至能比它更早三个月在国内的重要客户当中去量产。 碳化硅:公司上半年公碳化硅的收入同比增长了300%+。公司是中国唯一一个能把碳化硅器件做到车主驱里面的企业。从技术水平上来说,公司的第1.7代产品也达到了国际一流水平。良率方面,公司的CP良率能超过85%,应该达到了全球第一的水平。与此同时,公司 的官网也公布了,芯联集成是全球第二个真正碳化硅8英寸生产线通线。预计今年下半年公司参考过8英寸的器件就可以给公司送样,明年8英寸的产品就可以大规模量产。公司预计今年全年的碳化硅器件的销售收入超过10亿。 高压模拟IC:在汽车中,模拟芯片的品类是最多的,如果一台车使用超过1,000颗芯片,模拟芯片可能占到接近一半的份额。然而,中国 在汽车高压模拟IC的国产化率非常低,还不到5%,与功率器件超过60%的国产化率相比,模拟芯片领域几乎还没有实现国产化。在过去 三年中,芯联集成致力于打造高压模拟IC的平台,已经成功建立了12个高压模拟IC的平台。这使得公司每月都能吸引大量客户导入其产品 。预计随着这些车规级平台的搭建完成,高压模拟IC在未来三年将迎来爆发式的增长,这将更好地帮助中国汽车行业解决芯片国产化的问题 。 模块业务:公司的模块业务实际上从2022年第四季度才开始建立工厂,这意味着在不到两年的时间里,模块业务实现了非常快速的增长 。模块业务涵盖了灌封、塑封、HBD以及碳化硅等多种类型,所有这些业务都集中在汽车和新能源领域。 三、中国汽车半导体如何能够站在世界舞台上 目前,中国新能源汽车芯片的国产化率并不高,大约在10%到15%左右,这意味着还有很大的提升空间。 最重要的一点是抓住终端。芯联集成已经完整地打造了一个一站式解决方案的平台。公司从生产制造能力开始,当目前具备每月24万片(等效8寸)的产能,都是车规级的数字平台、eflash平台、BCD平台和功率平台。在质量体系上具备所有与汽车相关的认证。与此同时,公司还建立了一个非常完善的IP库,确保了高压模拟芯片设计的公司在芯联集成的平台上能够更快速地推出他们的产品。 汽车模拟IC国产化率之所以较低,是因为汽车行业与消费电子行业存在显著差异。汽车行业特点是少量多样,并且验证周期非常长,开发难度极大。由于这些因素,许多设计公司过去并不愿意承担如此大的风险,投入长时间的周期去开发、验证产品,因此他们不愿意涉足这一领 域。然而,芯联集成通过搭建汽车基础IP,为设计公司提供了便利,使得在公司平台上推出产品变得更加迅速。公司结合自身的设计服务和 生态圈,共同推出了控制器、MCU、模拟芯片、功率开关等产品。此外,芯联集成与中国绝大多数汽车企业和风光储企业达成了战略合作,成为战略级的芯片国产化合作伙伴,可以与这些企业共同开发产品组合。这种产品组合不再是简单的一对一替代,而是将控制器、模拟芯片和功率开关等集成成一个系统方案,将这些器件集成在一颗SoC(系统级芯片)上。这样的集成有助于中国新能源企业降低成本,提升产品竞争力。 能够成为系统方案的解决者,这是芯联集成自2018年从中芯国际剥离出来时就设定的目标。公司的竞争对手不仅仅是芯片的提供商,海 外的竞争对手实际上也是系统方案的解决者。为了达到成为系统方案解决者的目标,芯联集成每年都会投入大量资源进入研发领域。具体来说,公司每年将销售收入的20%到35%投入到研发上。这一投入比例在全行业中是最高的。 分业务增长展望:芯联集成自2017年开始MEMS业务,随后在2018年扩展到硅基的功率器件。2019年,公司进一步发展模组业务 ,到了2020年,公司开始涉足高压模拟IC、碳化硅以及激光雷达的MCU。公司每年都会进入一个新的领域,并在进入新领域后的两到三年内,通过产品迭代,不断提升产品质量,直至达到国际一流水平,这也是汽车行业对芯片的严格要求。展望2024年到2026年,模拟IC 预计将成为公司业务增长最快的部分,其次为模组业务。在碳化硅领域,公司在2024年已经展现出明显的领先优势,当国内还未开始碳化硅主驱出货时,公司预计今年将有10亿的碳化硅主驱出货量。再次为传感器业务,得益于汽车智能化的趋势。此外,公司还将保持现有的硅基功率IGBT和MOS业务的稳定发展。 四、汽车架构的集中化发展以及汽车逆变系统一体化趋势(1)汽车架构的集中化发展——公司开发集成化单芯片方案 汽车架构正从传统的分布式结构向更集中化的区域控制器和中央计算平台发展。在早期,汽车的控制是分散的,各个不同的节点和区域负责控制不同的功能,例如自动驾驶可能涉及6到7个不同的控制区域。随着技术的进步,汽车逐渐转变为由区域控制器和中央计算平台组成的结构,所有的算力集中到这些区域。目前,典型的汽车由三个主要的区域控制器构成:车身、自动驾驶和座舱。在这种结构中,末端的执行 器件,如ECU,变得更加重要。 芯联集成正是基于这种汽车结构的变化,与国内头部车企合作,致力于将末端执行器件标准化。过去,末端可能包含80到100个不同的节点,每个节点负责控制不同的功能,如车窗控制、雨刮器、空调、冷泵、热泵、门窗等。这些节点需要400多颗芯片,涉及超过200个品类的芯片。芯联集成的目标是将这些芯片和器件标准化,以适应汽车行业向更集中化控制结构的转变。 而芯联集成与国内车企合作,采用集成化方案将汽车的每个控制节点转化为单一芯片。具体来说,公司将原本分散的四颗芯片—MCU、电源管理芯片、通信芯片和驱动芯片—集成到一颗芯片上。在某些情况下,甚至将五颗芯片,包括MOS和功率器件,集成在一起。这种集成方案使得车企车身的控制单元ECU从原先需要几百颗产品减少到只需四颗产品。例如,车身的每个控制节点现在只需对应一颗集成芯片。 芯联集成的这种集成方案已经在国内头部车企中实现量产。预计未来在各个系统中会出现更多种类的集成方案,这是芯联集成加强自身优势、做长板的方法之一。芯联集成在座椅控制、车灯控制等各个领域都在推行这种集成方案,以帮助中国新能源汽车企业实现成本降低和性能提升。 (2)汽车逆变系统一体化——公司不止做单个芯片,还做整个系统 以汽车逆变器系统为例,其成本中约60%是功率器件,而这部分芯联集成已经涉足。剩下的20%多是控制和驱动电路板,包括相关的软 件。芯联集成计划以系统化的方法进入这些领域,确保与竞争对手在同一竞争层面。芯联集成提供的不仅是单一芯片或芯片品类,而是整个系统解决方案。公司与客户合作,参与从当前一代到下一代领先方案的设计,确保产品不仅是海外客户的PINtoPIN替代品,而是通过技术创新实现降本。驱动加控制部分占整个车主区逆变器成本的22%,公司也会做其中的每一颗芯片、软件和系统,是下一步的发展目标。 (3)汽车供应链变短的趋势 与此同时,芯联集成注意到越来越多的车企由于市场竞争压力,希望去除中间环节,直接与芯片供应商合作。这在一些车企中已经成为现实 。过去车企和汽车电子供应商各自专注于自己的领域,但现在越来越多的车企希望与芯片供应商直接合作,从产品研发阶段就紧密配合,共同定义产品并进行技术驱动和降本。 芯联集成的目标是与这些车企紧密合作,从研发阶段就参与其中,提供技术支持和系统解决方案,帮助车