(报告出品方/作者:中信证券,徐涛、苗丰)

公司概况:计算 存储 模拟全面布局

主营业务:IC 设计领先企业,收购北京矽成成为车载存储芯片龙头

历史沿革:历经多次战略调整,2020 年收购北京矽成实现“计算 存储 模拟”布局。 公司是一家集成电路设计企业,发展历程可分为:1)2005-2011 年,业务拓展,布局多 样化终端领域:公司成立于 2005 年,专注 32 位嵌入式 CPU 芯片及配套软件平台的研发 和销售,根据“开放平台、纵横扩展”策略先后布局指纹识别、教育电子、PMP(便携式 播放器)、电子书、平板电脑等领域,2011 年登陆创业板;2)2012-2015 年,战略调整, 退出移动/教育终端,布局可穿戴、物联网:受限于 MIPS 架构软件生态,公司在平板电脑、 智能手机相关芯片上拓展受阻,原有产品亦受到移动互联终端冲击。2013 年公司退出平 板电脑、智能手机市场,进而布局可穿戴、物联网设备,2014 年由于教育电子市场容量 有限且竞争激烈,公司逐渐退出;3)2016-2019 年,恢复成长,可穿戴、物联网起量: 2016 年起,公司在可穿戴、物联网设备的长期布局受益行业需求起量实现业绩改善,产 品广泛应用于智能音箱、智能手表、智能安防等领域;2019 年,基于 XBurst2 CPU 芯片 完成投片,可应用于物联网中高端设备,智能视频新品亦在当年完成投片、量产及销售; 4)2020 年,收购北京矽成,注入新动力:公司于 2020 年收购北京矽成 100%股权并于 当年 6 月并表,通过此项收购新增存储芯片、模拟与互联芯片业务,形成“计算 存储 模 拟”的技术和产品格局,并在智能硬件、智能安防终端应用市场基础上拓展汽车电子、工 业制造、医疗设备、通讯及高端消费等领域,盈利水平大幅提升。2021 年公司营收/归母 净利润分别为 52.74/9.26 亿元,自上市以来 CAGR 分别为 41.15%/30.63%,其中营收复 合高速增长主要由于对北京矽成的收购(自 2020 年 6 月并表)。上市以来,公司多次战略 调整经历净利润由正转负并随后扭亏为盈,受益于消费类市场(可穿戴、物联网应用等) 以及行业类市场(汽车电子、工控医疗等)的双轮驱动,公司未来净利润有望高速成长。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(1)

业务结构:存储芯片为核心业务,收入占比近 70%,下游应用以汽车电子等为主。公 司为 Fabless 集成电路设计企业,原有业务包括微处理器芯片、智能视频芯片,收购北京 矽成后新增存储芯片、模拟与互联芯片业务,2021 年收入占比分别为 4%/19%/68%/8%, 其余 2%为技术服务、房租等收入。收购北京矽成后,公司产品应用领域由物联网智能硬 件、泛智能视频设备扩展至汽车、工业、医疗、通讯、高端消费等市场,亦获得优质国际 客户资源,并拥有 Ingenic、ISSI、Lumissil 三大品牌,对应微处理器芯片和智能视频芯片、 存储芯片、模拟与互联芯片业务,分业务看:

)微处理器芯片:2021 年收入占比 3.77%。产品包括 X 系列芯片、JZ 系列芯片、 M 系列芯片等,用于生物识别、二维码识别、商业设备、智能家居、智能穿戴、教育电子 等物联网智能硬件及工业控制市场,客户包括外研通、新大陆、商米、汉王、华米等。 2)智能视频芯片:2021 年收入占比 18.56%。产品包括 T 系列芯片、A 系列芯片、 C 系列芯片等,主要应用于安防监控、智能门铃、智能门锁等行业/消费类智能摄像头及泛 视频类市场,客户包括 Wyze、Anker、小米、360、萤石、国内三大电信运营商等。 3)存储芯片:2021 年收入占比 68.15%。由 DRAM、SRAM、FLASH 三种类型产品 构成,产品广泛应用于汽车电子、工业与医疗、通讯设备及高端消费电子等领域。 4)模拟与互联芯片:2021 年收入占比 7.82%。产品包括 LED 驱动芯片、触控传感 芯片、DC/DC 芯片、车用微处理器芯片、LIN、CAN、GreenPHY、G.vn 等网络传输芯片, 主要面向汽车电子、工业制造、通讯设备及高端消费电子等市场。

存储芯片、模拟与互联芯片应用以汽车电子领域为主,公司与国际知名经销商长期合 作。子公司北京矽成产品应用以汽车电子为主,2018 年在其营收中占比为 51%。北京矽 成与 Avnet、Arrow、Hakuto、Sertek、Delphi、大陆集团、奥托立夫、博世等全球知名经 销商或整机厂商建立长期稳定合作。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(2)

股权架构:创始人为实际控制人,韦尔股份再度增持

股权结构:收购矽成引入集成电路产业基金,韦尔股份计划再度增持。截至 2022 年 3 月 31 日,公司创始人、董事长兼总经理刘强先生、董事李杰先生分别直接持有公司 8.40%/4.68%股份,刘强先生通过四海君芯间接持有公司 0.88%股份,刘强先生、李杰先 生作为一致行动人合计持有公司 13.96%股份,为公司的控股股东和实际控制人。公司 2020 年通过发行股份及支付现金的方式对北京矽成实现 100%股权收购,同时引入多方股东。 截至 2022 年 3 月 31 日,集成电路产业基金屹唐投资、武岳峰集电、上海集岑、华创芯原 分别持有公司 12.57%/12.57%/11.18%/3.26%股份。截至 2022 年 5 月 20 日,韦尔股份累 计持有公司 4.96%股份,同时韦尔股份于 5 月 23 日公告拟以不超过 40 亿元继续增持公司 股份,增持后将累计持有股份不超过 10.38%,反映韦尔对公司中长期发展的看好,并有 利于进一步加强资源互补和产业协同。

子公司情况:收购矽成获得海外子公司,新设子公司强化业务布局。截至 2021 年 12 月 31 日,公司共有 28 家子公司,其中北京矽成下属公司合计 21 家,实体 ISSI 于 1988 年在美国加州成立,子公司分布在美国、韩国、日本、以色列、中国香港、中国台湾、中 国大陆等多个地区。收购北京矽成有利于公司在海外市场的拓展,结合北京君正在国内超 过 10 年的市场经验,形成海内外业务协同。公司于 2020 年 4 月设立全资子公司英瞻尼克, 主要面向汽车电子芯片技术开发。公司全资子公司合肥君正于 2020 年 7 月在北京经济技 术开发区设立全资子公司君正芯成,充分利用该区位优势,开展智能视频芯片研发与市场 推广等业务。公司于 2020 年 12 月与韦尔股份、向睿管理共同设立上海芯楷,目前各方持 股比例分别为 51%/39%/10%,该子公司主要从事面向大众消费市场的 NOR Flash 产品研 发。此外,公司通过长期股权投资及其他权益工具共计投资 13 家公司,围绕集成电路、 物联网设备等领域进行布局。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(3)

高管背景:创始人刘强先生为国内 IC 设计领军人物,董事潘建岳先生拥有丰富半导 体从业和投资经验。公司创始人、董事长兼总经理刘强先生是国内嵌入式 CPU 行业的开 拓者之一,2009 年获“中关村高端领军人才”称号,2010 年被新华社等媒体评为“中关村十 大创新创业人才”,带领团队成功研发嵌入式 XBurst CPU。公司收购北京矽成后新增董事 潘建岳先生、许伟先生以及独立董事周宁先生。潘建岳先生曾任美国新思科技(Synopsys, Inc.)中国区总裁、亚太区总裁等职位,中国 IC 设计协会副理事长,清华企业家协会(TEEC) 2015 和 2016 年度主席,现同时担任武岳峰资本创始合伙人,曾参与领导了多个跨国并购 和在亚太区的业务整合,如美国 Avant!、Magma 和中国台湾 SpringSoft 等公司,对半导 体产业生态有着深刻的理解。

财务分析:受益于下游高景气,收入利润快速提升

收入端:收购并表使营收大幅提升,存储芯片收入占比最高,海外占比亦显著提升。 分业务来看:北京矽成于 2020 年 6 月并表,自此公司新增存储芯片、模拟与互联芯片业 务,2021 年公司营收 52.74 亿元,同比 143%,其中微处理器芯片/智能视频芯片/存储芯 片/模拟与互联芯片/其他业务分别占比 3.77%/18.56%/68.15%/7.82%/1.69%。2022Q1 公 司收入 14.14 亿元,同比 32.37%,主要由于下游需求旺盛,维持强劲增长。分地区来看: 公司以往聚焦于境内市场,2019 年主营业务营收中境内/境外分别占比 60.04%/39.96%, 2021 年为 16.22%/83.78%,未来有望发挥北京矽成境内外资源与渠道及公司原有业务在 国内的本地化优势,推动不同业务在全球范围的协同发展。分客户来看:收购矽成后获得 更多客户资源,2021 年前五名客户营收占比 40.11%,同比 0.98pct。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(4)

产销情况:收购矽成驱动整体产销量、产销率大幅提升,2021 年产销率达 121%。量 的角度:历史上公司芯片产销量处于 2 千万颗水平,2020 年收购北京矽成后大幅提升, 2021 年芯片销量/产量分别为 9.94/8.20 亿颗,2021 年较 2020 年翻倍式增长主要因:1) 矽成于 2020 年 6 月并表,存在同比口径影响;2)疫情逐步可控后工控医疗、汽车电子、 可穿戴、智能视频等市场需求复苏,公司 2021 年芯片产销率达 121.24%,同比 5.60pcts。价的角度:2019 年以前,公司产品均价基本维持稳定;2020 年后,由于收购北京矽成新 增存储芯片、模拟与互联芯片业务,分产品来看均价仍维持平稳,由于产品结构发生变化 (根据公司公告,2019 年 1-5 月 DRAM、SRAM、FLASH、ANALOG 均价为 2.14/1.63/0.24 /0.40 美元,按 1 美元=6.5 元测算,分别约合 13.9/10.6/1.6/2.6 元),2020 年整体芯片产 品均价为 5.14 元,2021 年均价为 5.21 元,同比 1.47%,同比提升主要因智能视频芯片 销售占比增加。

成本端:不同产品成本结构存在差异,晶圆代工为核心成本且占比上行。公司 2021 年营业成本中,晶圆、封装、测试、其他分别占比 60%/15%/15%/9%,其中晶圆占比同 比 7pcts,反映晶圆产能紧缺导致成本上行。2020 年后,公司营业成本结构有大幅变动, 主要因收购北京矽成后新增存储芯片、模拟与互联芯片业务,营业成本结构与原有业务(微 处理器芯片、智能视频芯片)存在较大差异,且存储芯片业务在公司整体营收中占比较高。

利润端:核心芯片产品毛利率上行,资产增值摊销影响减小,净利润将不断提升。 从毛利率水平看:2021 年公司微处理器芯片、智能视频芯片、存储芯片、模拟与互 联 芯片毛 利率分 别为 56.26%/44.18%/30.40%/54.63%, 同比 提升 0.94/18.93/9.67/5.80pcts,智能视频芯片受益于需求反弹、晶圆紧缺导致价格涨价,拉动毛利率提升;存 储芯片、模拟与互联芯片 2020 年存货增值确认导致毛利率下降,剔除该影响后毛利率维 持稳定。2021 年整体毛利率为 36.96%,同比 9.83pcts;境内/境外毛利率为 46.52%/ 34.98%,主要因微处理器芯片、智能视频芯片以境内客户为主,存储芯片、模拟与互联芯 片以境外客户为主。2022Q1 公司整体毛利率为 37.41%,同比 5.27pcts,环比-1.74pcts, 较 2021 年提升 0.45pct,仍维持高位。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(5)

从净利润水平看:2016-2019 年,智能穿戴、物联网等设备开始起量,公司长期布局 得到反馈,净利润持续提升;2020 年公司收购北京矽成进一步提高盈利能力,然收购产 生了较大的存货、固定资产和无形资产等资产评估增值,其折旧与摊销致使营业成本和经 营费用同比大幅增加,一定程度上抵消净利润增幅,2020 年归母净利润为 0.73 亿元,同 比 24.79%;2021 年公司实现归母净利润 9.26 亿元,同比 1165.27%,主要由于市场需 求旺盛、收购北京矽成新增业务且收购产生的折旧摊销影响减小;公司发布业绩预告,预 计 2022H1 归母净利润 4.86~5.37 亿元,同比 36.88%~ 51.29%,虽然消费类市场需求 下滑影响本部业绩,但受益于汽车、工控等行业的高景气,ISSI 业绩保持快速提升。

从收购产生的资产增值摊销来看:公司因收购北京矽成产生了较大的存货、固定资产 和无形资产等资产评估增值,2020 年对公司损益影响金额合计为 1.21 亿元,2021 年为 1.32 亿元。未来伴随部分资产摊销年限到期,收购产生的资产增值摊销响将逐年减小,公 司净利润有望进一步提升。

费用端:营收规模效应显现,整体费率逐步下行。公司 2021 年销售费用率 4.90%, 同比-1.52pcts,管理费用率 3.03%,同比-1.48pcts,研发费用率 9.88%,同比-5.47pcts, 财务费用率-0.37%,同比 0.46pct,整体期间费用率 17.44%,同比-8.00pcts,营收大幅 提升产生的规模效应驱动费用率下降。公司 2022Q1 销售/管理/研发/财务费用率分别为 4.83%/2.70%/10.37%/-0.70%,除研发费用率较 2021 年略有提升外均有所下降,整体期 间费用率为 17.19%,较 2021 年下降 0.25pct,说明公司在加强研发的同时进一步优化整 体费率。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(6)

2021 年定增募资:推动物联网、智能视频、车规产品产业化,打开长期发展空间。 公司于 2021 年 11 月定增募资 13.07 亿元,用于芯片产品的研发与产业化,分项目看: 1)嵌入式 MPU 系列芯片的研发与产业化项目:由北京君正本部组织实施,项目建 设期为 3 年,计划总投资金额为 3.46 亿元,其中募集资金使用金额为 2.12 亿元,主要用 于面向物联网应用的三款嵌入式 MPU 芯片的研发与产业化,持续丰富产品矩阵。 2)智能视频系列芯片的研发与产业化项目:由子公司合肥君正组织实施,项目建设 期为 3 年,计划总投资金额为 5.60 亿元,其中募集资金使用金额为 3.62 亿元,主要用于 智能视频前端三款 IPC 芯片与后端三款 NVR/DVR 芯片的研发与产业化,目前首款 A1 产品已量产,公司正积极进行市场推广工作,客户应用陆续落地。 3)车载 LED 照明系列芯片的研发与产业化项目:由子公司矽恩微电子组织实施,项 目建设期为 6 年,计划总投资金额为 3.56 亿元,其中募集资金使用金额为 1.75 亿元,主 要用于智能照明驱动控制芯片、矩阵 LED 驱动芯片、彩色 LED 驱动芯片的研发与产业化, 分为基础版、升级版、高级版,加速汽车领域布局。 4)车载 ISP 系列芯片的研发与产业化项目:由子公司合肥君正组织实施,项目建设 期为 6 年,计划总投资金额为 4.22 亿元,其中募集资金使用金额为 2.37 亿元,主要用于 面向车载摄像头的三款 ISP 芯片的研发及产业化,有望将君正原有智能视频技术与矽成 在车规级市场积累的优势与资源形成协同。

收购回顾:历时近 2 年完成对北京矽成收购,贡献上市公司主要收入利润

北京矽成:运营主体为 ISSI(美国芯成),在全球存储芯片领域处于领先地位。北京 矽成于 2014 年成立,原名北京闪胜;2015 年私有化收购纳斯达克上市公司 ISSI,考虑到 运营效率、利润分配体系以及税务风险等因素,ISSI Cayman 及 SI EN Cayman 原为 ISSI 子公司,私有化完成后被调整为 ISSI 兄弟公司;2016 年北京闪胜名称变更为北京矽成。 ISSI 成立于 1988 年,主营业务为存储芯片、模拟与互联芯片等,主要面向汽车、工控、 医疗等行业类市场,业务覆盖美国、欧洲、日本、中国、亚太等地区并形成全球化布局。 根据 Omdia 统计,2020 年北京矽成 DRAM、SRAM、NOR Flash 产品收入在全球市场中 分别位居第 7/2/6 位,处于行业前列。收购前,北京矽成股权架构较为分散,股东包括上 海承裕、屹唐投资、华创芯原等;2020 年收购后,由北京君正直接及间接(通过上海承 裕)合计持有 100%股权。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(7)

收购过程:历时近 2 年完成收购,形成商誉 30.08 亿元,尚未出现减值。2018 年 11 月,公司宣布拟收购北京矽成约 53.6%股份;2019 年 5 月,交易方案改为 100%股份收购; 2019 年 8 月,公司公告交易方案草案;2019 年 12 月,证监会批复核准;2020 年 4、5 月,北京矽成 59.99%股权、上海承裕 100%财产份额分别完成过户,自此公司总共持有北 京矽成 100%股权;2020 年 6 月起,子公司北京矽成开始并表。公司收购北京矽成 59.99% 股权及上海承裕 100%财产份额对价合计 72 亿元,管理层最终确认可辨认净资产公允价值 为 42.55 亿元,因评估增值确认的递延所得税负债的综合影响金额为 0.62 亿元,最终确认 商誉为 30.08 亿元,截至 2022Q1 尚未出现减值情况。

财务表现:2021 年营收占比 77%,净利润在公司调整后净利润中占比 58%,为盈利 核心驱动力。北京矽成 2021 年实现营业收入 40.83 亿元,在公司合并报表营收中占比 77.41%,净利润为 6.08 亿元,在公司调整后净利润中占比 57.68%,未来有望持续推动 公司盈利水平提升。

业绩承诺:超额达成,反映公司发展稳健。根据收购协议,屹唐投资、武岳峰集电、 华创芯原承诺北京矽成 2019-2021 年实现扣非归母净利润 4,900/6,400/7,900 万美元, 2021 年北京矽成累计业绩承诺实现率为 117.26%,超额完成业绩承诺,反映公司稳健发 展,各业务线发展超预期。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(8)

北京矽成:存储 模拟与互联芯片,主攻车规市场

业务概况:存储芯片为核心,下游应用中汽车占比超 50%

业务拆分:存储芯片为核心业务,模拟芯片高速增长。北京矽成主要产品为存储芯片、 模拟与互联芯片(收购前主要为模拟芯片;收购后模拟芯片逐步产业化,两项产品合并为 模拟与互联芯片业务),存储芯片包括 DRAM(动态随机存取存储器)、SRAM(静态随机 存取存储器)、FLASH(闪存)三类产品。以北京矽成口径看:营收占比上,DRAM 约 60%: 2019 年 1-5 月,北京矽成 DRAM / SRAM / FLASH / ANALOG 营收占比分别为 59%/18% /13%/9%,其中 DRAM 贡献主要收入,FLASH、ANALOG 伴随客户需求提升、产品技术 升级呈高成长性,收入占比逐年提升;毛利率上,DRAM/FLASH 随成本上行而有所下降, SRAM/ANALOG 稳中有升:2019 年 1-5 月,DRAM/ SRAM/FLASH/ANALOG 毛利率分 别为 26.00%/45.62%/32.32%/56.22%,存储芯片合计为 30.82%,整体为 33.21%;DRAM 毛利率下滑主要因晶圆价格上升;SRAM 定制化需求较高,毛利率维持较高水平;FLASH 毛利率下降,主要因更高集成性产品销售占比提升使得单位成本上升;ANALOG 毛利率水 平较高且较稳定,主要系销售价格提升所致。

下游拆分:深耕专业行业领域并以汽车为主,客户以海外为主。从终端市场看,以汽 车应用为主:北京矽成主要客户均来自于专业领域行业,包括汽车、工业级医疗、通讯、 消费电子等行业。凭借行业领先的研发技术,北京矽成的产品在汽车动力和控制系统、汽 车安全系统、驾驶信息系统、信息娱乐系统中都有较强竞争力,亦在高精确度、高自动化 的工业及通讯领域受到客户的广泛认可。2018 年收入中,来自汽车/工业/消费电子/信息通 讯及其他行业的收入分别占比 51%/24%/16%/10%,2019-2020 年汽车业务受宏观波动影 响需求下滑,在北京矽成收入占比有所减小,自 2021 年以来汽车等专业行业领域重回成 长,我们测算目前汽车相关收入在北京矽成总收入中占比 30%以上;从客户地域看,以海 外为主:北京矽成下属经营实体 ISSI 成立超 20 年并已形成全球布局,主营业务覆盖了美 国、欧洲、日本、中国、亚太等全球主要国家和地区,收入同样以海外地区为主。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(9)

存储芯片:深耕车规级利基型市场,技术领先客户优质

行业概况:存储芯片在全球半导体市场规模占比近 30%,可分为 ROM(只读存储器)、 RAM(随机存储器)、新型 RAM 等,应用以 DRAM 和 NAND Flash 为主,两者合计占比 97%。根据 WSTS 数据,2021 年全球半导体市场规模为 5558.93 亿美元,其中存储芯片为 1538.38 亿美元,占比 27.67%且仅次于逻辑芯片(27.85%),在各领域有着丰富应用 并起重要作用。按性质划分:1)ROM(只读存储器):又称“非易失性存储器”,断电数 据不会丢失。ROM 最早起源于 1950 年代,目前应用以 FLASH(闪存)为主,分为 NAND Flash 和 NOR Flash,其中 NAND Flash 可以实现大容量存储、高写入和擦除速度,多用 于大容量数据存储,特别是手机、SSD 等;NOR Flash 主要用于存储代码及部分数据, 具备可靠性强、读取速度快、可执行代码等特性,多用于通讯、消费电子、汽车等。2) RAM(随机存储器):又称“易失性存储器”,分为 DRAM、SRAM(断电数据会丢失) 和新型 RAM(断电数据不会丢失)。DRAM 容量高、功耗低、成本低,主要用于移动终端、 服务器等设备内存;SRAM 容量小、速度快、成本高,主要用于 Cache(高速缓存);新 型 RAM 包括 PCM、FRAM、MRAM、RRAM 等不同类型存储芯片,但目前尚未大规模商 用,可在工控医疗、汽车电子、物联网设备、数据中心等领域作为传统存储芯片的替代品。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(10)

市场规模:存储芯片市场空间巨大,国内规模占比超 1/3。全球角度来看:根据 WSTS 数据,2021 年全球存储芯片市场规模约 1538 亿美元,同比 30.95%,主要由于:1)疫 情常态化催生宅经济,市场需求量爆发式增长;2)汽车电子、服务器、可穿戴、物联网 等新兴领域高速发展,加大对存储芯片需求;3)供应链紧张,供不应求推动价格不断上 涨。国内角度来看:根据 Yole 预测,2021 年中国存储芯片市场规模约 3383 亿元,同比 11.98%,对应在全球占比高达 34.08%(按年平均汇率测算)。伴随国内电子产业的高速 发展及相关公司的技术突破,未来我国在全球存储芯片领域的市场地位有望不断提升。

竞争格局:三星、SK 海力士、美光三大海外巨头占据近 80%份额。根据 Trendforce 数据,2020Q1-Q3 全球存储芯片市场中,三星/SK 海力士/美光份额分别为 38%/21%/17%, 较其他厂商处于绝对领先地位,CR3 高达 76%。

DRAM:三巨头垄断,公司主攻利基型市场,位列全球第 7

工作原理:适用于高容量密度应用,需要持续充电。DRAM 基本结构相比较简单,每 个比特由 1 个电容和 1 个晶体管处理,因此拥有较高的容量密度,单位存储单元成本较低。 DRAM 利用电容内存储电荷的多寡来代表一个二进制比特(bit)是“1”或“0”,由于在 现实中晶体管存在漏电电流现象,导致电容上所存储的电荷数量并不足以正确判别,因此 DRAM 需要周期性充电。DRAM 核心结构由多个内存单元组成,又分成由行和列组成的两 维阵列,工作时先寻找某行的地址,再在选定行中寻找特定列的地址。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(11)

类型划分:最新架构迭代至 DDR5,10nm 以下制程待突破。SDRAM 在 DRAM 基础 上增加了时钟信号和内存命令,实现接口到处理器的同步;DDR(双倍数据速率)SDRAM 通过提高时钟速率、突发数据及每个时钟周期传送两个数据位,提升内存数据速率性能, 随后更新迭代的2至5代架构不断提高频率以实现更高性能,GDDR(图形DDR)和LPDDR (低功率 DDR)是在 DDR 基础上针对特定场景需求进行调整设计。DRAM 电容器必须足 够大以存储可测量的电荷,然而电容深宽比会随着制程工艺升级而呈倍数增加,进而使得 电容功能失效,进入 20nm 制程后制造难度显著提升。目前头部厂商通过多代产品的开发 不断向 10nm 制程突破,包括 1Xnm(相当于 16-19nm 级别)、1Ynm(相当于 14-16nm 级别)、1Znm(相当于 12-14nm 级别);第四阶段后,三星、海力士采用字母 a、b、c 作 为 1Z 技术的延续,美光则选用α、β、γ命名。

下游应用:以移动产品、服务器为主,合计占比约 75%。根据 IC Insights 预测,2020 年全球 DRAM 市场中移动式、服务器、标准型、利基型、图形用分别占比 39.7%/34.9% /12.6%/7.8%/5.0%。其中移动式主要为手机、平板电脑、数码相机等,以 LPDDR4/5 为 主,典型容量为 4Gb/8Gb/8Gb 以上,制程在 10-30nm 之间;服务器、标准型(PC、NB) 以 DDR4/5 为主,典型容量为 8Gb/8Gb 以上,制程在 10-20nm 之间;利基型应用领域广 泛,传统利基型应用包括液晶电视、数字机顶盒、路由器、网络通讯、汽车仪表盘等,典 型架构为 SDRAM/DDR/DDR2/DDR3,制程在 20-100nm 之间,同时在智能化发展下,利 基型市场也在向新型应用升级,如汽车 IVI、汽车 ADAS 等,典型架构为 DDR4/LPDDR4,容量在 8Gb 以上;图形用 DRAM 包括游戏机、电脑图像显卡等,典型架构为 GDDR5/6, 典型容量为 8Gb/8Gb 以上,制程在 10-20nm 之间。2020 年全球 DRAM 芯片产品市场应 用中:架构方面,根据 Yole 数据,DDR4 占比超过 95%;晶片密度方面,根据 IHS 数据, 应用以 8Gb 规格为主,占比 86.3%,8Gb 以上占比 4.4%;制程工艺方面,根据 IHS 数据, 应用中以 1Xnm、1Ynm 为主,分别占比 48.4%/37.8%。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(12)

市场规模:2021 年大幅升至千亿美元,长期周期性提升。受供需关系影响,DRAM 市场规模具备一定的周期性。根据 Trendforce 数据,受全球经济波动下滑影响,2019 年 全球 DRAM 市场供过于需,市场规模大幅降至 620 亿美元,同比-37%;2020 年疫情带来 居家办公需求,一定程度上使供需关系得到优化,全球 DRAM 市场规模恢复至 677 亿美 元;随着云计算、AIoT、物联网等新兴应用高速发展,同时 DRAM 制程工艺进一步突破, 产品持续升级迭代,进一步推动市场成长,2021 年全球 DRAM 市场规模达到 961 亿美元, 同比 42%,长期预计在 DRAM 技术迭代驱动下市场规模将周期性成长。

SRAM:市场规模相对较小,公司位列全球第 2

工作原理:由晶体管组成,主要用于高速缓存。SRAM 基础结构单元由 6 个晶体管构 成,一般可分为五大部分:存储单元阵列(core cells array),行/列地址译码器(decode), 灵敏放大器(Sense Amplifier),控制电路(control circuit),缓冲/驱动电路(FFIO)。从 用途来看 SRAM 可分为独立式 SRAM 和嵌入式 SRAM(e-SRAM),其中独立式 SRAM 主要应用在板级电路中,嵌入式 SRAM 集成在芯片中。SRAM 具备高速和静态特性,通 常被用作 Cache(高速缓存)存储器,应用于网络、航空航天、汽车电子、消费电子等领 域。由于 SRAM 集成度低、功耗大、成本高,因此典型值在 Kb、Mb 级别。

竞争格局:公司在全球位列第二,仅次于赛普拉斯。根据 IHS 统计,2019H1 全球 SRAM 市场中赛普拉斯/北京矽成分别占比 33.9%/21.8%,2020、2021 年北京矽成仍维持全球第 2 名的领先地位,龙头地位稳固。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(13)

NAND Flash:三星、铠侠引领,公司差异化参与竞争

工作原理:基本存储单元采用串联形式,有利于高容量存储,无法片上执行。NAND Flash 使用浮栅场效应管(Floating Gate FET)作为基本存储单元,通过 F-N 隧道效应实 现写入和擦除,适用于频繁擦除/写入应用。8*8bit 结构示意图中,每个 Bit Line(位线) 下的基本存储单元是串联关系,进而减少了金属导线占用面积,实现更高的存储密度,适 用于大容量存储应用;但串联结构下无法进行位读取,进而不能实现存储单元的独立寻址, 无法像 NOR Flash 一样实现片上执行。

类型划分:目前应用以 MLC/TLC 型 64/96 层数为主。根据存储单元可存位数量划分, NAND Flash 可细分为单层单元(SLC)、多层单元(MLC)、三层单元(TLC)、四层单元 (QLC),生产成本、读写速度、使用寿命依次递减,适用于不同场景。根据智能计算芯 世界数据,目前应用以 TLC 为主,占比 55.6%,QLC 作为新兴产品预计将快速占领市场; 根据结构形态划分,NAND Flash 可划分为 2D NAND 和 3D NAND。为了进一步提高容量、 降低成本,2D NAND 的制程工艺不断进步(从早期 50 nm 逐步发展至 16/15nm),但与 此同时会造成 NAND 氧化层变薄,造成可靠性降低。为解决此问题,各厂商转向采用多层 单元(Multi-Level Cell,每个存储单元不只存储 1bit)实现存储单元立体化,形成 3D NAND, 又分为简单堆叠(SS)、垂直沟道(VC)、垂直栅极(VG)三种形式。根据 Yole 数据, 2021 年 3D NAND 占比达 82%,并且以 64/96/128L 为主,目前美光 200L NAND 闪存 芯片已于 2022 年 7 月实现量产,三星、SK 海力士等亦有望跟进,推动行业整体技术升级。

下游应用:以嵌入式产品、SSD 为主。根据 CFM 闪存市场数据,2020 年全球 NAND Flash 颗粒在嵌入式产品/SSD/存储卡/其他(主要为工控、通信等)领域应用中预计分别 占比 35%/50%/11%/4%,其中嵌入式产品、SSD、存储卡普遍采用 MLC、TLC 型,层数 在 64 层以上;其他领域主要为 MLC、SLC 型,层数、容量相对较低。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(14)

市场规模:短期持续扩张,长期预计周期性成长。NAND Flash 市场规模具备一定的 周期性,根据 CFM 数据,受需求趋缓、价格压力、库存压力等影响,2019 年全球 NAND Flash 市场规模约 440 亿美元,同比-32%,2020 年受数据中心、高容量 5G 手机等需求 驱动,规模提升至 570 亿美元,同比 29%;2021 年进一步成长至 680 亿美元,同比 20%。 展望未来,预计 NAND Flash 市场规模受供需关系、技术迭代等因素影响将波动上行。

竞争格局:三星、铠侠引领,海外厂商垄断,公司差异化参与市场。根据 CFM 闪存 市场统计,2021Q4 全球 NAND Flash 市场中三星、铠侠份额分别为 34%/19%,CR2 达 53%,SK 海力士、西部数据、美光、英特尔次之,CR6 达 97%。头部厂商产品不断向更 先进制程、更高层数、更多存储单元可存位数量迭代升级,预计 2022 到 2023 年 3D NAND 将进化到 200-300L,产品将以 TLC/QLC、256/512/1025Gb 为主。北京矽成 NAND Flash 产品主要应用于汽车、通讯、工业等行业类市场,与主流消费类市场相比更新迭代慢、容 量规格要求低、稳定性要求高,进而与头部巨头差异化竞争,目前产品已覆盖 SLC/MLC、 1/2/4/Gb 等规格。

NOR Flash:中国台湾及大陆厂商全球领先,公司位列全球第 6

工作原理:基本存储单元采用并联形式,可实现片上执行。NOR Flash 类似 NAND Flash,同样使用浮栅场效应管(Floating Gate FET)作为基本存储单元,通过热电子 注入实现写入,此方式效率较低,使得 NOR 闪存不适用于频繁擦除/写入应用,通过 F-N 隧道效应完成擦除。3*8bit 结构示意图中,每个 Bit Line 下的基本存储单元是并联关系, 金属导线占用很大的面积,导致存储密度较低,不适用于大容量存储应用;但并联结构 下能够实现位读取,具备片上执行特点。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(15)

下游应用:广泛用于可穿戴、物联网设备等新型智能设备,规格不断升级。NOR Flash 具备随机存储、可靠性高、读取速度快、可执行代码、快速响应等特性,在中低容量应用 时具备性能和成本上的优势。以往应用较局限(功能机、电脑 BIOS 等),近年来伴随可穿 戴、IoT 设备等新型电子产品兴起,NOR Flash 应用更加多样化,具体包括智能耳机、智 能手表、手机模组、网络通讯、数字机顶盒、安防监控、行车记录仪等。根据 Maia Research 数据,2018 年 NOR Flash 下游应用中通讯、消费电子、汽车、工业、电脑分别占比 29.5%/26.3%/18.4%/12.3%/13.5%。制程工艺方面,65/55nm 为主流,各厂商继续向 40nm 及以下工艺制程推进以满足低功耗、小型化需求;容量方面,功能丰富拉动存储容量需求, 如蓝牙耳机目前创新支持主动降噪功能,推动 NOR Flash 容量需求从 8/16Mbit 升级到 32/64Mbit,苹果 AirPods 产品更是采用了 128Mbit 方案。

市场规模:新型智能设备带动市场规模增长。2015 年之前,NOR Flash 主要应用于 功能机、电脑 BIOS 等领域,由于技术迭代缓慢、ASP 随制程成熟降低,市场规模逐步萎 缩;2016 年之后,NOR Flash 在可穿戴设备、物联网、屏幕等下游领域广泛应用,进入 新的成长期,驱动力包括:1)量的角度,可穿戴、物联网等新型智能终端产品的渗透率 提升以及品类创新;2)价的角度,功能丰富驱动产品规格升级。根据 IC Insights,2021 年全球 NOR Flash 市场规模约 29 亿美元,长期有望维持成长。

竞争格局:中国大陆/中国台湾厂商占据主导,公司位列全球第 6 名。根据 CINNO Research 数据,近年来美国厂商赛普拉斯、美光等逐步退出 NOR Flash 市场,中国大陆 /中国台湾厂商华邦、旺宏、兆易创新等逐步承接产能,2020 年全球 NOR Flash 市场中旺 宏、华邦、赛普莱斯、兆易创新、美光占比分别为 25.4%/22.5%/15.6%/10.9%/4.0%,CR5 合计为 88.4%。根据 Omdia 统计,2020、2021 年公司 NOR Flash 产品收入在全球均位 居第 6 位,产品规格不断追赶头部厂商,目前最新制程为 50nm,覆盖 256Kb-1Gb 规格, 主要应用于汽车电子、工业及高端消费等领域。

汽车存储:进入门槛高、行业增速快,公司份额全球领先

车规特点:技术门槛高,价格波动小,行业增速快

1)从技术门槛来看,车规芯片开发周期长、技术要求高。车规级芯片研发成本高、 开发周期长,需经历处理器设计和流片、车规认证和软件开发、装车测试验证等环节,具 备较高的技术门槛。由于汽车使用年限在 10 年附近,故需保证车用芯片生命周期至少 7~10 年,因此产品能否做到长期支持成为关键决策点。车规级芯片在温度、湿度、振动、冲击 等外部环境兼容性方面的技术要求远高于消费级、工业级芯片,同时要求具备高可靠性和 一致性,通过 AEC-Q100 等车规级专用测试指标。2)从价格周期情况来看,车规芯片更 新迭代慢、价格相对稳定。不同于生命周期短、更新迭代快的消费级产品,当消费级 DRAM 芯片逐步从 19nm 向 18nm、17nm 工艺演进时,车规级使用宽温区、高品质 DRAM 芯片 还在 2Xnm 工艺上演进,每一次更新换代均需要 3-5 年才能传导至终端。此外,汽车整体 销量规模相对平稳,行业需求波动小,且由于车规芯片供应体系门槛高,这也促成供应链 中上下游合作更加紧密,产品调价幅度较为保守,进而使得市场规模波动相对较小。根据 WSTS、ICVTank 统计数据,全球汽车芯片市场规模相比于整体芯片波动更小。3)从增 速情况来看,汽车电子化高速发展,ASP 持续提升:根据 WSTS、ICVTank 统计数据, 全球整体芯片/汽车芯片 2012-2020 年市场规模 CAGR 分别为 5.34%/7.71%,从量的角度 来看,根据全国乘联会数据,历年全球汽车销量约 8-9 千万辆,整体相对平稳;从价的角 度来看,汽车电子化推动单车芯片 ASP 持续增长,2012 年约 318.74 美元,2020 年升至 589.2 美元,对应 CAGR 约 8%。

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市场规模:汽车存储应用广泛,未来 5 年 CAGR 达 15%,智能化、自动化为核心驱动力

主要应用:各类存储芯片在汽车中广泛应用。存储芯片可应用于汽车中的传感器、信 息娱乐系统、仪表板、动力传动系统 ECU、ADAS CPU、黑匣子、互联等不同环节,涵 盖 NAND、LPDRAM MCP、NOR、e.MMC、UFS、SSD 等不同存储规格,其中 DRAM、 NAND 在车载信息娱乐系统(IVI)、数字仪表盘、高级驾驶辅助系统(ADAS)、连接、后 座娱乐、高清地图、事故记录等环节广泛应用。

未来增速:预计汽车存储芯片未来 5 年 CAGR 达 15%,其中 NAND、DRAM 增速最 快。根据 IHS 数据,2019 年全球汽车存储芯片市场规模约 36 亿美元,在整体汽车半导体 中占比 8%,其中 DRAM/NAND/NOR/SRAM/其他分别占比 42%/28%/22%/3%/6%,对应 单车存储芯片 ASP 约 40 美元;预计 2025 年整体规模快速提升至 83 亿美元,且在汽车半 导体中占比升至 12%,各细分产品占比分别约 46%/35%/14%/1%/3%,对应单车存储芯 片 ASP 约 83 美元(假设当年汽车出货 1 亿辆)。根据 IHS 预测,全球汽车存储芯片 2019-2025 年 CAGR 达 15%,其中 NAND、DRAM 增速最快,CAGR 分别约 19%/17%。

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核心驱动力:智能化、自动化推动汽车电子化发展,拉动存储芯片需求。车规存储芯 片需求提升主要体现在:1)智能座舱:根据产业信息网,智能座舱相关产品预计将在汽 车前装环节快速普及,其中车载信息娱乐系统渗透率预计在 2025 年达到 98%,驾驶信息 系统、HUD、流媒体后视镜等亦有望加速渗透,在此过程中各类存储芯片的数量、容量、 规格将得到提升。2)自动驾驶:根据 IDC 预测,2024 年 L1/L2/L3-L5 自动驾驶汽车出货 量将分别达 3495/1843/86 万辆,对应 CAGR 约 17%/20%/128%,自动驾驶主芯片以及超 声波雷达、毫米波雷达、激光雷达、摄像头等传感器均有存储芯片需求。

细分格局:公司在车规 DRAM、SRAM 位居全球第 2/1 名

车规 DRAM:容量需求 CAGR 超 20%,公司位居全球第二,差异竞争中低端市场。 从车规应用来看,根据 Trendforce 数据,2020 年车用信息娱乐系统、高级驾驶辅助系统、 通信/仪表盘单车平均 DRAM 用量分别为 1.7/1.3/0.3GB,合计 3.3GB,预计 2023 年为 3.5/3.0/0.5GB,合计 7.0GB,对应 CAGR 达 21%。车载信息娱乐系统中,目前主流车型 支持功能有限,容量普遍在 1~2GB,随着画质的升级、影像传输速度的提升,容量方案朝 向 4GB、8GB 迈进,规格从 DDR3 2/4Gb 向 LPDDR4 8Gb 升级;高级驾驶辅助系统中, 市面主流车型仍以 ADAS Level 1~2 为主,DRAM 用量仍低,约 1GB 左右。随着自动驾 驶等级往 Level 3 以上发展,传感器数量及捕捉信息增多,运算处理过程中需更高容量 DRAM支持,而及时响应推升DRAM频宽要求,驱动DRAM规格自DDR3、往LPDDR4/4X、 再下一步往 LPDDR5、GDDR6 演进;在通信/仪表盘中,通讯系统方面随着车对车互连与 通讯(V2V)和车联网(V2X)的必要性上升,存储器频宽将是重要考量,DRAM 规格也 将由以往的 LPDDR2 逐步导入 LPDDR4/LPDDR5,仪表盘方面 DRAM 用量仅在 2/4Gb, 数字化发展亦推升用量。从竞争格局来看,根据 IC Insights 数据,美光为全球车用 DRAM 龙头并占据 45%份额,技术路线与三星、SK 海力士(二者更加注重消费市场)同属第一 梯队,且具备地缘优势、长期与欧美 Tier1 车厂合作,DRAM 品类丰富且在高规格高容量 产品具备优势;北京矽成份额约 15%,仅次于美光,技术路线与南亚、华邦同属第二梯队, 目前最高可提供 25nm DDR4 8/16Gb、LPDDR4 4Gb 型,2022 年下半年有望推出 LPDDR4 8Gb 型;同时,公司差异化竞争中低端市场,根据产业调研,公司在 DDR2/DDR3 等多类 产品上处于客户一供地位。

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车规 SRAM:应用场景相对有限,公司车规领域位居全球第一,品类丰富满足各类需 求。从车规应用来看,同等规格和容量 SRAM 较 DRAM 有着更严格的工艺标准、更高效 的表现和更高的生产成本,导致 SRAM 使用范围相对局限,通常用于处理器二级高速缓存, 分布于引擎管理、制动、操作台、车身电子等环节,单车 ASP 约 1 美金左右。短期车规 应用迭代缓慢因此仍有市场,长期或将被 DRAM、NAND 取代。从竞争格局来看,根据 IHS 数据,公司在全球 SRAM 市场中长年位居前 2 名,2019H1 份额约 21.80%。赛普莱斯在 SRAM 领域具有丰富的行业经验,高端产品具有领先优势,且覆盖消费电子、通讯、工业、 汽车等领域;北京矽成专注行业市场,且在车规 SRAM 市场位居全球第一,同时产品类型 丰富且在不断拓展,亦凭借优质服务不断承接新客户订单,份额有望稳步提升。

车规 NAND Flash:容量、规格快速升级,三大巨头相对领先。从车规应用来看,根 据 SK 海力士预测,车载信息娱乐系统、自动驾驶是车规 NAND Flash 未来增长的两大核 心场景,车载信息娱乐系统 NAND Flash 将从 64/128GB eMMC 升级至 128/256/512 /1024GB UFS,而自动驾驶 NAND Flash 将从 eMMC 升至 UFS 再向 SSD 迈进,容量从 8~64GB 提升至 1/2TB,拥有广阔的市场空间。从竞争格局来看,高容量高规格 NAND 始 终由以三星、美光、SK 海力士三大巨头为首的国际存储芯片厂商占据,北京矽成目前布 局有限,目前可支持 eMMC 型产品,未来有望逐步向更高阶产品延伸。

公司聚焦:产品丰富、客户优质,上游供应链稳定,业绩有望稳健成长

公司优势 1:产品矩阵完善丰富,覆盖多种品类及型号,亦加强新品研发。公司存储 芯片业务由 DRAM、SRAM、FLASH 三大产品线构成,可覆盖汽车、工控、通讯、消费 电子等市场,着重布局专用型利基市场,特别是在汽车领域有着广泛应用,细分来看:

1)DRAM:规格多样,2022 年有望推出 LPDDR4 8Gb 新品。公司 DRAM 产品针对 具有较高技术壁垒的专用领域(汽车电子、工业制造以及通讯等),2018 年专用型 DRAM 在整体 DRAM 收入中占比 90.28%。公司产品涵盖 16M、32M、64M、128M 到 1G、2G、 4G、8G、16G 等不同容量、不同界面、不同功耗规格产品,具备在极端环境下稳定工作 以及节能降耗等特点。公司加强对于高速 DRAM 及不同容量的低功耗 DDR4、LPDDR4、 LPDDR2 等产品的研发,目前最高支持 25nm DDR4 8/16Gb、LPDDR4 4Gb 型产品,2022 年有望推出 LPDDR4 8Gb 型产品。

2)SRAM:品类丰富,持续加强新品研发。从传统 Synch SRAM、Asynch SRAM 到 行业前沿高速 QDR SRAM 均拥有自主研发专利,2018 年普通型 SRAM 在整体 SRAM 收 入中占比 86.01%。目前公司仍在进行不同种类、容量 SRAM 新产品的研发,同时积极推 广新客户,在高速、低功耗等不同性能需求中逐渐赢得客户认可。

3)FLASH:涵盖 NOR/NAND Flash,消费级 NOR 预计 2022 年量产销售。产品主 要为 NOR Flash 和 NAND Flash,收入以存储芯片(P-FLASH)销售为主,还包括与嵌 入式闪存专利技术相关的使用授权(P-Fusion)。NOR Flash 包含串口型和并口型结构,具备 256Kb~1Gb 等规格,最新制程为 50nm,子公司上海芯楷 2 款面向大众消费级的 NOR Flash 芯片已完成投片和样片生产,预计 2022 年量产销售;NAND Flash 主攻 1Gb~4Gb 大容量规格。公司不断加大 Flash 产品在汽车、医疗和高端消费等市场的推广,由于汽车 导入周期长,前期车规类占比较小,目前车规产品的销售占比在快速成长中。

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研发实力:核心技术人员拥有丰富工作经验,平均从业年限超 20 年。ISSI 核心技术 人员在存储芯片领域拥有多年的工作经验,多数曾就职于美光、三星、索尼、SK 海力士、 AMD、PMC、Spansion、EXEL、IDT 等国际半导体巨头厂商,亦在 ISSI 担任多年重要职 位,经历了数次行业研发技术的革新以及公司多轮产品的迭代,平均从业年限超过 20 年。

公司优势 2:客户结构多元优质,长期稳定合作,亦获得广泛好评。公司在专用领域 拥有多元化的客户结构并达成长期合作,并通过直销、经销的混合模式摆脱对单一大客户 依赖风险,综合型客户如 Avnet、Sertek、Arrow、Hakuto 等全球知名大型电子元器件经 销商,亦包括汽车电子、工控医疗、通讯电子、消费电子等细分领域领先厂商。公司于 2017 年获得“博世全球供应商奖”(来自 11 国的成千上万供应商中仅 44 家获奖,ISSI 获颁奖 项类别为创新与半导体元件),彰显公司在品质、成本、创新和物流等领域表现出众。通 过和客户直接或联合经销商一起根据客户要求对芯片做细节上的个性化设计,公司形成了 良好客户粘性并把握产品发展趋势。在汽车领域,公司主要面向 Tier1/2/3 厂商,全球绝大 部分 Tier1 厂商均为公司客户,Tier1 厂商覆盖的部分下游客户同样为公司终端客户。随着 客户业务发展,预计公司将进一步扩大销售规模、实现市场份额提升。

公司优势 3:模式适配深度定制,快速响应下游需求,上游晶圆供应稳定。下游客户 合作上,快速响应客户需求:海外龙头三星、SK 海力士、美光等厂商采用 IDM 模式,更专注于先进制程的开发及晶圆制造的投建,三星等近年亦逐渐削减传统产品产能;北京矽 成采用 Fabless 模式,集中技术及资本用于产品研发和芯片设计,专注于及时高效响应客 户需求、配合开展深度定制,定位专业市场,可提供全链条、长周期的跟进与维护(部分 长达 7-15 年)及全方位的技术支持。上游代工合作上,签订协议保障产能:北京矽成与 力积电、中芯国际、武汉新芯等晶圆代工厂商建立长期合作,北京君正收购矽成后有望协 助其与大陆供应链厂商加强合作关系。此外,公司与力积电、武汉新芯签订了晶圆供应相 关的框架合作协议,尽可能保障公司产品及服务的稳定供应。

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模拟与互联芯片:汽车 LED 驱动芯片放量在即,互联芯片打开长期空间

产品矩阵:汽车 LED 驱动芯片快速放量,GreenPHY 充电互联芯片 2022 下半年有 望迎来量产,长期看多产品线有望实现客户协同。模拟芯片:LED 驱动芯片为主,收入中 汽车占比快速提升。公司模拟芯片产品包括 LED 驱动芯片、触控传感芯片、DC/DC 芯片、 车用 MCU 等,目前收入仍以 LED 驱动芯片为主,且高端消费(智能音箱、游戏、键盘鼠 标等)占比较高,汽车占比快速提升。车规级 LED 驱动芯片下游应用包括头灯、日间行车 灯、远光灯、雾灯、转向灯、组合尾灯(位置、刹车、倒车、流水等)、牌照灯等,目前 供应商主要为全球模拟龙头,公司受益于国产替代。互联芯片:公司专注汽车领域应用, 2022H2 新品 GreenPHY 有望量产销售。公司产品包括 LIN、CAN、G.hn 等网络传输芯 片,以往主要面向通讯设备、工业制造等,未来将专注于汽车,新产品 Green PHY 充电 桩芯片预计将于 2022H2 实现量产销售。

布局回顾:10 年布局,持续向车规市场导入并形成业务协同,定增募资加速发展。 北京矽成实体 ISSI 于 2011 年 2 月收购矽恩微电子 100%股权,收购时矽恩微电子主营为 消费级 LED 驱动芯片,收购后开始向车规级市场导入;2018 年 2 月,北京矽成向纳斯达 克上市公司 Sigma Designs, Inc.收购 Sigma Designs Israel S.D.I. LTD(现已更名为 ISSI (Israel))100%股权,收购时 Sigma Designs Israel S.D.I. LTD 主要产品为家庭网络连接 类芯片,收购后向车用连接、智能电网方向战略调整,近年已完成汽车电子领域相关产品 的研发并与两家美国大型汽车厂商开始合作;2018 年 3 月,北京矽成收购武汉群茂 100% 股权,主营为光纤通信类数模混合 IC 设计,如 LIN、CAN、MCU 及光纤通信芯片等。公 司加速上述子公司在车规级、工业级等市场的产品研发,进行了多款 LED 驱动芯片、汽车 DC/DC 调节芯片、车用 LIN、CAN、G.vn 等产品的研发和投片。由于矽成在存储芯片业 务上已与多家国际知名经销商及车企形成长期稳定合作,在车规市场拥有丰富经验,预计 模拟与互联芯片业务有望在车规市场快速起量。此外,公司 2021 年定增募资部分投向车 载 LED 照明系列芯片,有助于进一步加强巩固公司车规模拟芯片优势。

竞争格局:欧美龙头主导,公司在汽车 LED 驱动芯片处于国内领先。由于模拟芯片 具有品类丰富、产品系列深等特点,全球模拟芯片市场整体呈现分散格局,单一厂商难以 占据高份额。根据 IC Insight 数据,2020 年全球第一大模拟芯片厂商德州仪器(TI)份额 为 19%,而其余厂商份额均不足 10%,CR10 份额为 62%。由于模拟芯片领域欧美厂商 起步早,凭借资金、技术、客户资源、品牌等方面的积累,目前在全球范围内仍处于领跑 地位。但伴随国产替代趋势,本土厂商有望迎来高速成长。矽成(旗下 Lumissil 品牌)是 我国最早切入汽车 LED 驱动芯片领域的厂商,且产品品类丰富,有望实现份额提升。

原有业务:消费市场短期受阻,长期维持稳健成长

业务概况:智能视频 微处理器,核心技术自主可控

主要产品:具备高性能、低功耗、高性价比优势,持续新品研发,下游应用广泛。智 能视频芯片中,公司拥有多款视频格式支持力度高、智能化处理能力强、功耗低的高性价 比智能视频芯片,包括 T40、T31、T30、T20 等,已上市产品最新制程 22nm,广泛应用 于安防监控、智能门铃、智能门锁、人脸识别设备等智能安防及视频物联领域。同时,T31 荣获 2021 年“中国芯”优秀市场表现产品奖,首款智能安防 NVR 芯片 A1、物联网超小 尺寸 MCU 芯片 C100 已量产,预计于 2022 年出货销售。微处理器芯片中,公司具备多款 高性能、低功耗的微处理器芯片,包括 X 系列、JZ 系列、M 系列及其他相关产品等,主 要面向以物联网为基础的消费电子市场,包括智能可穿戴设备、生物识别、二维码、教育 类电子产品、智能家居产品等。此外,公司于 2021 年 10 月宣布 X2000 芯片已成功移植 OpenHarmony 操作系统,积极拥抱鸿蒙开源生态,借助开源优势持续开拓 IoT 产业,目 前搭载 X2000 芯片的外研通点读笔已发布,部分型号可支持华为 HiLink 连接。

核心技术:CPU、VPU、ISP、AIE 等自主可控,具备性价比、快速跟踪需求等特点。 公司主要核心技术均为自主研发,不依赖第三方厂商,尤其在 CPU 领域,公司掌握内核 级自研能力。由于核心技术自主研发,公司在芯片设计、生产和销售等阶段的相关技术授 权费用大为降低,并可在芯片设计时根据产品的具体需要对相关模块进行裁剪,避免了设 计上的冗余,使得公司产品具有更高的性价比,也使得公司可跟进市场的变化及时进行调 整,具有更好的可持续发展性。

1)CPU 技术:内核层级自主可控,XBurst 系列性能优于竞品,继续优化自研技术。 公司创业团队多年来从事嵌入式 CPU 技术的研发,基于 32 位 MIPS 指令集架构设计了 XBurst 系列 CPU 内核,同时针对多媒体、AI 计算扩张了 DSA(Domain Specific Architecture),其主频、功耗和面积水平在同等工艺下均领先于业界现有的同类 32 位 RISC 微处理器内核,应用于微处理器芯片和智能视频芯片。同时,公司不断优化 XBurst2 CPU 内核,实现更好的性能表现,目前已应用于公司 X2000、T40 芯片。此外,公司也适时展 开基于 RISC-V 架构的 CPU 核的研发。

2)VPU 技术:自研 Helix 系列和 Radix 系列 VPU,多方面性能达到业界先进水平。 公司自主研发的视频编解码器能够支持大多数国际上主流的视频格式。Helix 是多格式高 清视频编解码器,可实时解码多种主流视频格式的高清片源,以及编码 H264 格式码流。 采用硬件共享复用及软硬件混合控制的架构,以较少的硬件资源支持多种格式,在面积和 功耗上有明显优势。Radix 是多格式 4K 视频编解码器,针对 H265 格式复杂度的增加和 4K 实时编码运算量的增加,重新设计了硬件架构。以预分析减少模式选择复杂度,对编 码关键路径采用算法优化和硬件优化结合的方式提高性能,通过精细设计的开关控制等降 低动态功耗,使整体的性能、面积、功耗达到业界先进水平。

3)ISP 技术:自研 Tiziano 图像处理器,多款芯片已落地,具备成本和性能竞争力, 2022 年将推出第四代。公司推出并在多款芯片上落地了更加符合行业需求的自有图像处 理器 Tiziano,实现了客户高画质图像的需求。同时,结合自有的 AI 处理器技术和 AI 算法 技术辅助进行降噪和细节提升,进一步提高了 Tiziano 的图像成像质量。Tiziano Features 针对安防监控和泛视频行业的特点,已经陆续推出并在多款芯片上落地了 Tiziano 1.0, Tiziano 2.0 和 Tiziano 3.0,成像质量不断的提升。得益于公司出色的 IP 设计能力和功耗 控制技术,Tiziano 的成本和性能具有强大的竞争力。此外,公司第四代 ISP 引擎预计将 在 2022 年新产品推出。

4)AIE 技术:结合自研 CPU 开发 AI 引擎,Magik 平台可降低客户开发成本、提高 效率。公司结合自身的处理器架构能力自主开发了 AI 计算引擎(AIE)及其配套的开发环 境 Magik,逐步形成了其独特的 AI 技术体系。公司 AIE 架构层面兼顾计算效能与灵活性, 在高算力的基础上衍伸了可编程能力,以适配灵活多变与快速发展的神经网络结构,低比 特量化技术则进一步强化了君正 AIE 的低功耗与低带宽 AI 计算能力。Magik AIE SDK 是 一个立足于端侧 AI 应用场景打造的集模型训练、模型优化转换、模型部署推理于一体的全 栈式深度神经网络开放平台。基于君正 Magik AIE SDK,可以将不同深度学习框架训练的 模型方便快速地部署到搭载君正 AIE 的芯片平台,降低客户研发成本,助力快速落地。君 正 AI 技术具有灵活配置能力,算力覆盖从 0.5TOPS 到 16TOPS,已经落地了 int4/int8/int16 混合量化方法论。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(21)

智能视频芯片:IPC 智能化趋势不改,公司技术处于领先地位

行业介绍:IPC SoC 集成 ISP 和编解码模块,未来升级方包括超高清和智能化。用于 网络摄像机的 IPC SoC 集成了 CPU、ISP 模块、音视频编码模块、网络接口模块、安全 加密模块和内存子系统等,部分芯片还集成了视频智能处理模块,是视频监控系统的主要 芯片之一。目前 IPC 的超高清化、智能化趋势仍在持续,叠加多摄等新趋势,驱动 IPC SoC 技术进一步向前发展。

1)超高清化:对编解码模块和内存提出更高要求。将分辨率从 1080P 提升至 4K/8K 后,IPC 单位时间产生的视频数据大小将提升 4~6 倍,对编解码效率提出更高要求,如前 期业内厂商采用的编解码算法由 H.264 向 H.265 升级,压缩效率提升近 40%;为应对 8K 视频编解码需求,以联发科为代表的相关厂商正加紧制定 H.266 标准;此外,超高清化也 对芯片的内存 RAM 提出更高要求,驱动芯片整体价值提升。

北京君正年营收(北京君正研究报告)(22)

2)智能化:ASIC 方案性价比最高,目前已基本成熟并加速 IPC 智能化。目前安防 智能化已成为行业共识,随着高性价比的 AI 芯片价格逐渐成熟,前端摄像机智能化也成为 大势所趋。目前对 IPC 智能化升级主要有三种方案,方案一:在 IPC 中加入通用 AI 芯片 作为协处理器,如海康威视早期曾在 IPC 中加入英伟达的 GPU 或 Movidius 的 VPU,可 运行各类神经网络算法实现识别分析等功能,由于成本较高主要应用于高端市场(英伟达 GPU 零售价格超 100 美金);方案二:将 AI 算法固化为 IP 集成到 IPC SoC 中,由于是 ASIC 芯片后续功能拓展性有限,但在成本和功耗方面具备优势。目前海思最新 AI 芯片产 品可将成本降至 10~20 美金,有望助力 AI 渗透率提升;方案三:无需对芯片进行升级, 通过加入智能算法可实现轻量级 AI 功能(简单的识别任务),该方案成本最低,一般适用 于对 AI 功能要求较低的场景。其中,方案二性价比最高,目前来看已成为行业主流趋势。

市场规模:短期降价或导致规模下滑,长期 IPC 加速渗透 智能化升级,IPC SoC 芯 片市场空间有望从 50~60 亿元扩张至 90~100 亿元。相比模拟摄像机,网络摄像机(IPC) 具有部署方便、便于集中管理、可实现前端智能化等优点,已逐步成为行业主流。中国、 北美、欧洲等地区的增量需求基本都会选择 IPC,根据产业调研,2020 年全球 IPC 销量 估算接近 2.1 亿颗。展望未来,传统安防需求稳增长 新兴数字化转型需求释放,预计全 球 IPC 销量仍有望维持约 10%的增长。价格方面,IPC SoC 按照高清化和智能化程度可 分为高中低三个档次,其中低端产品售价在 1~2 美金(2020 年占比约 75%),中端产品售 价在 3~4 美金(2020 年占比约 20%),高端产品售价在 10~20 美金(2020 年占比约 5%), 中长期来看,随着产业发展趋势升级,中高端产品占比有望持续提升。我们测算,需求复 苏、晶圆短缺导致均价上行,2021 年全球 IPC SoC 市场空间约 66 亿元,同比增幅接近 100%。短期来看,价格回落或将导致规模收缩,预计 2022 年为 58 亿元;长期升级趋势 不改,2024 年有望增长至 95 亿元,对应 2021~2024 年 CAGR 约 13%。

竞争格局:行业格局洗牌迎来机遇,公司产品 AI 算力领先,有望成为高端替代品。 海思此前已成功主导全球 IPC SoC 市场,海外政策冲击下被动退出市场。在 IPC 行业发 展初期,IPC 主芯片供应商为 TI、安霸、NXP 等海外大厂,2006 年起华为海思进入视频 监控芯片领域,通过快速迭代方式推出高性价比、低功耗 IPC SoC,抢占 TI 等厂商份额, 2016 年国内市占率达到 60%以上(IHS 数据),成为海康威视、大华股份等安防龙头 IPC SoC 的最大供应商(份额均在 70%以上),安霸等仅占据部分高端产品份额。在 IPC SoC 的智能化升级过程中,海思也走在行业前列,2019 年市场份额仍保持领先地位。2020 年 5 月美国政府对华为海思出口限制政策升级,从晶圆制造层面限制了海思的芯片生产,在 消耗完存货后,海思被动退出 IPC SoC 市场。

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公司聚焦:积极导入新客户,亦不断丰富产品矩阵,拓展应用领域。在消费级安防市 场,公司现有 IPC 芯片可覆盖高、中、低端各类产品的需求,得到众多客户的认可和采用, 包括 WYZE、Anker、华来、小米、乔安、360、莹石等在内的多个品牌客户,以及移动、 电信、联通等运营商体系客户,公司在消费类市场已处于行业前列。公司面向智能视觉 IoT 高端市场的新品 T40 系列芯片可达 8TOPS,正积极支持客户开发和落地。在专业级安防 市场,公司首款 NVR 型 A1 芯片已量产,算力可达 5.6TOPS。此外,公司 2021 年定增募 资部分投向 IPC、NVR/DVR、车规 ISP,丰富产品矩阵、拓展应用场景。

微处理器芯片:AIoT 行业高速发展,产品跟随需求出货放量

行业介绍:由 PC、手机到 AIoT,市场趋于碎片化,参与厂商由少变多。PC 时代, 全球设备处理器 SoC 主要供应商为英特尔和 AMD;手机时代,终端数量较 PC 有所提升 (几亿到十几亿),主要 SoC 厂商包括高通、联发科、紫光展锐、苹果、华为、三星等; 进入 AIoT 时代,终端数量达到百亿量级,市场规模由 PC、手机的千亿量级提升至万亿量 级。由于智能化渗透到生活每个角落,设备类型呈现碎片化,巨大市场机会背景下,参与 竞争的 SoC 厂商众多,如国际龙头博通、联发科,国内芯片设计厂商北京君正、全志科技、 瑞芯微、晶晨半导体等。

市场规模:需求不断提升、技术日益渗透,不同领域均保持 10%~20%复合增速。根 据 IDC 预测,全球物联网市场规模有望从 2020 年的 7420 亿美元增长至 2025 年的 11390 亿美元,CAGR 约 11%。聚焦人脸识别市场,根据 Markets and Markets 数据,全球 2020 年规模为 38 亿美元,2021 年预计成长至 45 亿美元,2025 年将达 85 亿美元,CAGR 约 17%。同时,可穿戴设备同样呈高速增长,2020 年全球出货量约 396 百万台,预计 2024 年增至 632 百万台,CAGR 约 12%。此外,智能家居市场有望迎来需求起量,根据 IDC 数据,智能家居设备 2020 年出货量为 8.54 亿台,预计 2024 年达 14.42 亿台,CAGR 约 14.0%,其中影音娱乐、家庭监控/安全、智能音箱及其他 2020 年出货量分别为 3.54/1.66 /1.34/2.00 亿台,预计 2020-2024 年 CAGR 为 6.3%/16.2%/11.1%/24.6%。

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盈利预测及

关键假设

存储芯片:汽车智能化、自动化驱动存储芯片需求上行,我们预计 2022/23 年为主流 存储价格下行周期,2024/25 年有望迎上行周期,北京君正主营业务集中于利基存储,价 格波动比主流存储较小,但整体价格及下游需求亦受到一定影响。我们预计公司 2022/23/24 年收入增速分别为 29%、22%、34%,毛利率分别为 30%、30%、30%。

模拟与互联芯片:公司车规 LED 驱动芯片等模拟芯片出货景气,车规互联芯片料将 于2022年下半年迎来量产出货。我们预计公司2022/23/24年收入增速分别为45%、40%、 30%,毛利率分别为 55%、58%、60%,毛利率提升主要因伴随芯片放量单位成本降低。

智能视频芯片:短期整体行业芯片库存仍处于高位,预计 2022 年收入同比持平、毛 利率回落;长期摄像机高清化、智能化趋势不改,有望驱动智能视频芯片量价齐升,预计 收入稳健成长、毛利率企稳。我们预计公司 2022/23/24 年收入增速分别为 0%、25%、25%, 毛利率分别为 28%、25%、25%。

微处理器芯片:短期消费需求因宏观经济波动、疫情反复、汇率波动、通货膨胀等因 素影响有所回落,预计 2022 年收入同比持平;长期受益于 AIoT 行业爆发,公司芯片产品 出货有望恢复稳健成长。我们预计公司 2022/23/24 年收入增速分别为 0%、25%、25%, 预计毛利率维持在 55%水平,主要因公司自主研发实力强有望不断降低成本,且公司产品 具备高性能、低功耗的性价比优势。

其他:主要包括北京矽成的技术授权业务、君正本部的房租收入等,我们预计公司 2022/23/24 年收入增速分别为 21%、18%、16%,毛利率维持在 95%附近。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。未来智库 - 官方网站

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