从2018年开始,多款基于氮化镓技术开发的快充充电器相继量产,氮化镓也正式开启了在消费类电源领域商用。
近日,氮化镓半导体材料被正式写入“十四五规划”中,这就意味着氮化镓产业将在未来的发展中获得国家层面的大力扶持,前景十分值得期待。
氮化镓(gallium nitride,GaN)属于第三代半导体材料,其运行速度比传统硅(Si)技术加快了二十倍,并且能够实现高出三倍的功率,用于尖端快速充电器产品时,可以实现远远超过现有产品的性能,在尺寸相同的情况下,输出功率提高了三倍。
氮化镓新技术应用领域广阔,覆盖5G通信、人工智能、自动驾驶、数据中心、快充等等,这其中快充市场发展最为迅猛,成为先进技术普惠大众的一个标杆应用,可谓是人人都能享受到新技术从实验室走向市场的便利;而快充出货量、需求量庞大,也反哺了氮化镓技术的不断迭代。快充与氮化镓,堪称天生一对。
凭借优秀的性能,两年来氮化镓技术在快充电源方面的发展一路突飞猛进,普及速度十分快,获得越来越来越多品牌客户和消费者的认可。而作为氮化镓快充的核心器件,GaN功率芯片也一直都是大家关注的焦点。
充电头网通过长期跟踪调研了解到,近两年时间里,业内GaN功率芯片供应商也从起初的一两家迅速增长至十余家。今天这篇文章就是带大家详细的了解一下当前快充领域的氮化镓功率芯片领域的主要玩家。
众多厂商入局氮化镓功率器件
面对日益增长的快充市场,全球范围内已有纳微、PI、英诺赛科、英飞凌、意法半导体、Texas Instruments、GaNsystems、艾科微、聚能创芯、东科半导体、氮矽 科技 、镓未来、量芯微、Transphorm、能华、芯冠 科技 等16家氮化镓功率芯片供应商。
值得一提的是,英诺赛科苏州第三代半导体基地在去年9月举行设备搬入仪式。这意味着英诺赛科苏州第三代半导体基地开始由厂房建设阶段进入量产准备阶段,标志着全球最大氮化镓工厂正式建设完成,同时也预示中国功率半导体步入一个崭新时代。
充电头网通过整理了解到,目前市面上合封氮化镓芯片可分为以下四种类型:
控制器+驱动器+GaN:这种方式以老牌电源芯片品牌PI为代表,其基于InSOP-24D封装,推出了十余款合封主控、氮化镓功率器件、同步整流控制器等的高集成氮化镓芯片,PowiGaN芯片获众多品牌青睐,成为了合封氮化镓快充芯片领域的领导者。
此外在本土供应商中,东科半导体率先推出两款合封氮化镓功率器件的主控芯片DKG045Q和DKG065Q, 对应的最大输出功率分别为45W和65W。这两款芯片在节约系统成本,加速产品上市方面均有着巨大的优势,并有望在2021年量产。
驱动器+GaN:这种合封的氮化镓功率芯片以纳微半导体为主要代表,其为业界首家推出内置驱动氮化镓功率芯片的厂商,凭借精简的外围设计,获得广大工程师及电源厂商青睐,在2020年底,达成芯片出货量突破1300万颗的好成绩。
驱动器+2*GaN:合封两颗氮化镓功率器件以及驱动器的双管半桥产品,其集成度较传统的氮化镓功率器件更高。这类产品应用于ACF架构,以及LLC架构的氮化镓快充产品中,可以实现更加精简的外围设计。目前纳微半导体、英飞凌、意法半导体等厂商在这类合封氮化镓芯片方面均有布局。
驱动器+保护+GaN:纳微半导体近期推出了新一代氮化镓功率芯片NV6128,集成GaN FET、驱动器和逻辑保护器件。将保护电路也加入氮化镓器件中,通过整合开关管和逻辑电路,可得到更低的寄生参数以及更短的响应时间。该芯片可以实现数字输入,功率输出高性能,电源工程师可基于此设计出更快更小更高速的电源。
氮化镓芯片品牌盘点
以下排名不分先后,仅按照品牌首字母排序,方便读者查阅。
ARK艾科微
艾科微电子专注于高功率密度整体方案开发, 并以解决高功率密度电源系统带来的痛点与瓶颈为使命, 核心团队具备超过 20 年专业经验于功率半导体产业, 我们透过不断的创新及前瞻的系统架构并深入结合功率器件及高效能封装, 来实现高品质、高效能与纯净的电源系统,以满足市场对未来的需求。
艾科微在AC/DC 快充方案上不仅推出原副边芯片, 另有自主的开发MOSFET功率器件。伴随各种应用上电子产品针对高功率密度之强烈需求,我们承诺持续投资、创新、研发并一同与我们的合作伙伴引领市场、开创未来。
Cohenius聚能创芯
青岛聚能创芯微电子有限公司成立于2018年7月,公司坐落于青岛国际创新园区,主要从事第三代半导体硅基氮化镓(GaN)的研发、设计、生产和销售,专注于为业界提供高性能、低成本的GaN功率器件产品和技术解决方案。
聚能创芯掌握业界领先的GaN功率器件与应用设计技术,致力于整合业界优势资源,打造GaN器件开发与应用生态系统,为PD快充、智能家电、云计算、5G通讯等提供国产化核心元器件支持。
背靠上市公司赛微电子(300456)与知名投资基金支持,聚能创芯建立了业界领先的管理和技术团队。在产品研发与量产过程中,始终坚持高品质与高可靠性的要求。在得到合作伙伴广泛认同的同时,逐步成为第三代半导体领域的国际知名企业。
在消费类电源领域,聚能创芯面向快充应用国产化GaN材料和器件技术解决方案,并基于现有的氮化镓功率器件推出全新65W、100W、120W氮化镓快充参考设计。
Corenergy能华
江苏能华微电子 科技 发展有限公司是由留美归国博士于2010年创建。团队汇集了众多海内外的专业人才,是一家专业设计、研发、生产、制造和销售高性能氮化镓外延、晶圆、器件及模块的高 科技 公司。
氮化镓(GaN)是新一代复合半导体的代表,江苏能华已建立了GaN功率器件生产线。项目计划总投资50个亿,分期投资。预计第一期投资超10个亿。公司于2017年搬入张家港国家再制造产业园,新厂房占地3万平方,拥有万级、千级以及百级的无尘车间,并配备有先进的生产设备以及专业的技术人员。
DANXI氮矽 科技
成都氮矽 科技 有限公司是一家专注于第三代半导体氮化镓功率器件与IC研发的 科技 型公司,专注于氮化镓功率器件及其驱动芯片的设计研发、销售及方案提供,公司两位创始人均拥有超过5年的氮化镓领域相关研发经验。
氮矽 科技 于2020年3月发布国内首款氮化镓超高速驱动器DX1001,同年4月推出国内多款量产级别的650V氮化镓功率芯片DX6515/6510/6508,搭配该公司的驱动芯片,进军PD快充行业。
值得一提的是,氮矽 科技 还推出了业内最小尺寸、最强散热能力的650V/160mΩ氮化镓晶体管,引领氮化镓产业革命。基于现有的氮化镓功率器件,氮矽 科技 推出4套国产GaN快充参考设计,丰富快充电源工程师的产品选型需求。
DONGKE东科
安徽省东科半导体有限公司于2009年成立,总部位于安徽省马鞍山市,主要从事开关电源芯片、同步整流芯片、BUCK电路电源芯片等产品研发、生产和销售;并成立深圳及无锡全资子公司和印度公司,负责全球市场销售及技术支持。
东科半导体在北京、青岛、无锡、深圳多地成立研发中心,多名海归博士主持研发 探索 ,在安徽马鞍山拥有2万平方米的封装车间和品质实验室,拥有DIP-8/SOP-8/SM-7/SM-10/TO-220等多种产品封装能力;在东科半导体总部成立的马鞍山集成电路国家实验室,具备对芯片进行开封、失效分析、中测、划片、高低温测试等多种分析能力,为公司产品品质和供货提供可靠保障。
针对快充领域的应用,东科半导体推出了业界首颗合封氮化镓功率器件的电源芯片,成为了国产氮化镓快充发展史上的里程碑。
GaN system氮化镓系统公司
GaN Systems于2008年成立于加拿大首都渥太华,创始人是前北电的资深功率半导体专家。公司专注于增强型氮化镓功率器件的开发,提供高性能、高可靠性的增强型硅基GaN HEMT功率器件。
GaN Systems拥有专利的GaN芯片设计,GaNPx 芯片级封装技术和市场上最全的650V和 100V产品系列,涵盖了从小功率消费电子到几十kW以上工业级电源应用。
GaN Systems采用无晶圆厂模式,与世界级代工厂和供应链合作。产品自2014年开始量产以来,在全球范围服务超过2000家客户。在中日韩和北美及欧洲设有销售分公司和应用支持。据了解,目前GaN Systems的氮化镓功率芯片已经进入飞利浦快充供应链。
GaNext镓未来
珠海镓未来 科技 有限公司成立于2020年10月,公司致力于第三代半导体GaN-on-Si器件技术创新和领先。通过高起点、强队伍等,实现GaN技术的国产化,推动GaN器件的技术的*,并且通过电源系统的创新设计,实现能源的绿色、高效利用。
公司创始团队由3位资深GaN-on-Si技术/产业专家构成,以深港微电子学院于洪宇教授和美国知名氮化镓公司研发VP领衔,前华为GaN产业共同创始人加盟,构建了完整的技术、制造、市场的铁三角,厚积薄发。通过成熟领先的产品,推动GaN技术国产化,依托中国巨大电源应用市场和国家第三代半导体产业政策的支持,向氮化镓产业顶峰进军,助力国家第三代半导体产业目标的突破。
GaNPower量芯微
苏州量芯微半导体有限公司是加拿大GaNPower International Inc.在中国注册成立的公司。GaNPower于2015年在加拿大成立,总部位于加拿大温哥华市。GaNPower是全球氮化镓功率器件行业的知名公司,目前产品主要为涵盖不同电流等级及封装形式的增强型氮化镓功率器件及氮化镓基电力电子先进应用解决方案。
苏州量芯微半导体公于2019年荣获苏州工业园区第十三届金鸡湖 科技 领军人才称号;《氮化镓功率器件及相关产业化应用》被列为政府重点扶持项目。公司的氮化镓功率器件产品荣获行业权威大奖:2020年ASPENCORE中国IC设计成就奖之年度功率器件奖。公司目前拥有40项美国和中国的专利及申请。
据悉,量芯微半导体已经推出650V氮化镓功率器件,适用于45W-300W快充。
Innoscience英诺赛科
英诺赛科 科技 有限公司成立于2015年12月,国家级高新技术企业,致力于研发和生产8英寸硅基氮化镓功率器件与射频器件;英诺赛科是全球最大的氮化镓功率器件IDM 企业之一, 拥有氮化镓领域经验最丰富的团队、先进的8英寸机台设备、加上系统的研发品控分析能力,造就英诺赛科氮化镓产品一流品质和性能的市场竞争优势。
自从2017年建立全球首条8英寸增强型硅基氮化镓功率器件量产线以来, 目前英诺赛科已经发布和销售多款650V以下的氮化镓功率器件,产品的各项性能指标均达到国际先进水平,能广泛应用于多个新兴领域, 如快充、5G 通信、人工智能、自动驾驶、数据中心等等。
目前,英诺赛科已经建成了全球最大的氮化镓工厂,在USB PD氮化镓快充市场,英诺赛科650V高压氮化镓功率器件已经在努比亚、魅族、MOMAX、ROCK等众多知名品牌产品中得到应用,并在近期推出第二代InnoGaN产品,性能较上一代有显著提升。
此外,英诺赛科还推出了多款低压GaN功率器件,适用于同步整流、DC-DC电压转换以及激光雷达等领域。在全球市场中,英诺赛科是少有具备氮化镓高压、低压全品类产品线的IDM芯片原厂。
infineon英飞凌
英飞凌 科技 股份公司是全球领先的半导体 科技 公司,我们让人们的生活更加便利、安全和环保。英飞凌的微电子产品和解决方案将带您通往美好的未来。2020财年(截止9月30日),公司的销售额达85亿欧元,在全球范围内拥有约46,700名员工。2020年4月,英飞凌正式完成了对赛普拉斯半导体公司的收购,成功跻身全球十大半导体制造商之一。
英飞凌电源与传感系统事业部提供应用广泛的电源、连接、射频(RF)及传感技术,让充电设备、电动工具、照明系统在变得更小、更轻便的同时,还能提升能效。新一代的硅基/宽禁带半导体解决方案(碳化硅/氮化镓)将为5G、大数据及可再生能源应用,带来前所未有的突出性能和可靠性。
高精度XENSIV 传感器解决方案为物联网设备赋予了人类的感官功能,让这些设备能够感知周遭的环境,并做出“本能”反应。音频放大器产品扩充了电源与传感系统事业部的产品线,让智能音箱及其它音频应用设备能够提供卓越的音质体验。
Navitas纳微
纳微半导体是全球领先氮化镓功率IC公司,成立于2014年,总部位于爱尔兰,拥有一支强大且不断壮大的功率半导体行业专家团队,在材料、器件、应用、系统、设计和市场营销方面,拥有行业领先的丰富经验,公司创始者拥有320多项专利。
GaNFast功率IC将GaN功率(FET)与驱动,控制和保护集成在一起,可为移动、消费电子、企业、电动交通和新能源市场提供更快的充电,更高的功率密度和更强大的节能效果。纳微在GaN器件、芯片设计、封装、应用和系统的所有方面已发布和正在申请的专利超过120项,已完成生产并成功交付了超过1300万颗GaNFast氮化镓功率IC,产品质量和出货量全球领先。
近期,纳微半导体也推出了最新一代氮化镓功率芯片NV6128,内置驱动和保护功能,适用于大功率快充产品。凭借优异的产品性能,纳微半导体已经成为小米、OPPO、联想、戴尔、LG等众多知名品牌的氮化镓芯片供应商,基于GaNFast芯片开发的产品多达百余款。
PI
Power Integrations 是一家专注于高压电源管理及控制领域的高性能电子元器件及电源方案的供应商,总部位于美国硅谷。
PI所推出的集成电路和二极管为包括移动设备、家电、智能电表、LED灯以及工业应用的众多电子产品设计出小巧紧凑的高能效AC-DC电源。SCALE 门极驱动器可提高大功率应用的效率、可靠性和成本效益,其应用领域包括工业电机、太阳能和风能系统、电动 汽车 和高压直流输电等。
自1998年问世以来,Power Integrations的EcoSmart 节能技术已节省了数十亿美元的能耗,避免了数以百万吨的碳排放。由于产品对环境保护的作用,Power Integrations的股票已被归入到由Cleantech Group LLC及Clean Edge赞助的环保技术股票指数下。
充电头网拆解了解到,PI的氮化镓芯片已被小米、OPPO、ANKER、绿联、belkin等多个品牌的快充产品采用。此外,PI还推出了全新的MinE-CAP IC,用于快充充电器时,体积可缩小40%。
ST意法半导体
意法半导体(STMicroelectronicsST)是全球领先的半导体公司,提供与日常生活息息相关的智能的、高能效的产品及解决方案。意法半导体的产品无处不在,致力于与客户共同努力实现智能驾驶、智能工厂、智慧城市和智能家居,以及下一代移动和物联网产品。享受 科技 、享受生活,意法半导体主张 科技 引领智能生活(life.augmented)的理念。意法半导体2018年净收入96.6亿美元,在全球拥有10万余客户。
目前,ST意法半导体推出了一款GaN半桥器件,内置驱动器和两颗氮化镓,并基于该芯片推出了一套推出65W氮化镓快充参考设计。
Texas Instruments德州仪器
德州仪器 (Texas Instruments)是全球领先的半导体公司,致力于设计、制造、测试和销售模拟和嵌入式处理芯片。数十年来,TI一直在不断取得进展,推出的80000多种产品可帮助约100000名客户高效地管理电源、准确地感应和传输数据并在其设计中提供核心控制或处理,从而打入工业、 汽车 、个人电子产品、通信设备和企业系统等市场。
2020年11月10日,德州仪器推出了650V和600V两款氮化镓功率器件,进一步丰富拓展了其高压电源管理产品线。与现有解决方案相比,新的GaN FET系列采用快速切换的2.2 MHz集成栅极驱动器,可帮助工程师提供两倍的功率密度和高达99%的效率,并将电源磁性器件的尺寸减少59%。
Transphorm
Transphorm公司致力于设计、制造和销售用于高压电源转换应用的高性能、高可靠性的氮化镓(GaN)半导体功率器件。Transphorm持有数量极为庞大的知识产权组合,在全球已获准和等待审批的专利超过1000多项 ,是业界率先生产经JEDEC和AEC-Q101认证的GaN FET的IDM企业之一。
得益于垂直整合的业务模式,Transphorm公司能够在产品和技术开发的每一个阶段进行创新——包括设计、制造、器件和应用支持。充电头网拆解了解到,此前ROMOSS推出的一款65W氮化镓充电器内置的正式Transphorm公司的GaN器件。
XINGUAN芯冠 科技
大连芯冠 科技 有限公司是全球领先的第三代半导体氮化镓外延及器件制造商,致力于硅基氮化镓外延与功率器件的研发、设计、生产和推广,拥有先进的外延材料与功率器件生产线,提供650V全规格的功率器件产品,电源功率的应用覆盖几十瓦到几千瓦范围。广泛应用于消费类电子(快充、大功率适配器等)、工业电子与 汽车 电子等领域。
芯冠氮化镓功率器件的特点是兼容标准MOS驱动,应用设计简单;抗击穿电压高达1500V以上,使用安心。
充电头网总结
从三年前GaN技术开始在消费类电源领域商用,到如今市售GaN快充已经多达数百款,市场发展速度可谓是突飞猛进。这一方面是借助各大手机、笔电厂商陆续入局的产生的品牌影效应,另一方面也离不开氮化镓快充生态的日趋完善。
就充电头网本次不完全统计,已经布局快充市场的氮化镓芯片供应商已经多达16家,方案多达数百款;并且涵盖了多样化的封装方式,完全可以满足当前快充电源市场对核心器件的选型需求。
相信随着国家十四五规划对氮化镓产业的大力扶持,入局氮化镓功率芯片的厂商数量将越来越多。不仅产品类型将会的得到进一步完善,更重要的是当氮化镓产业呈现规模化发展后,电源厂商开发氮化镓快充的成本将会得到优化;而氮化镓功率芯片也将成为越来越多高性能快充电源产品的首选。
(文/陈辰 编辑/尹哲)众所周知,芯片制造主要简单分为设计、制造和封装三大环节。其中,芯片制造是国内半导体被“卡脖子”最重要的环节。
近年来,随着产业发展及国际形势变化,中芯国际一度成为“全村的希望”。因此,在一路“绿灯”下,中芯国际顺利登上科创板,成为国内晶圆代工第一股。
如今,继中芯国际之后,第三大晶圆代工企业——合肥晶合集成电路股份有限公司(下称“晶合集成”)也拟进军科创板,以实现多元化发展。
5月11日,晶合集成的首次公开发行股票招股书(申报稿)已获上交所科创板受理,并于6月6日变更为“已问询”状态。
招股书显示, 公司拟发行不超过5.02亿股,募集资金120亿元,预计全部投入位于合肥的12英寸晶圆制造二厂项目。
根据规划, 募投项目将建设一条产能为4万片/月的晶圆代工生产线,主要产品包括电源管理芯片(PMIC)、显示驱动整合芯片(DDIC)、CMOS图像传感芯片(CIS)。
图源:晶合集成招股书,下同
自12英寸晶圆制造一厂投产以来,晶合集成主要从事显示面板驱动芯片代工业务,产品广泛应用于液晶面板领域,其中包括电脑、电视和智能手机等产品。
与此同时,随着产能持续抬升以及工艺不断精进,晶合集成的营业收入实现高速增长。
而在这背后, 晶合集成的经营发展也存在系列风险,其中包括产品结构较单一、客户集中度极高、盈利能力不足,以及扩产项目能否达成预期业绩等 。
因此,尽管自带“国内第三大晶圆代工企业”光环,但晶合集成未来数年发展走势如何,仍是一个尚难定论的未知数。而要实现多元化及技术突破,其还需攻坚克难、砥砺前行。
诞生与发迹“错配”
近十年来,合肥新型显示产业异军突起,加剧了“有屏无芯”的矛盾。同时,电子信息企业快速集聚,更激起地方政府打造“IC之都”的雄心。
“大约在2013年左右,家电、平板显示已经作为合肥的支柱产业,但在寻求转型升级时都遇到了同一个问题——缺‘芯’。”合肥市半导体行业协会理事长陈军宁教授曾表示。
为了解决缺芯问题,合肥市邀请了中国半导体行业的十几名专家一起参与讨论和论证,最终制定了合肥市第一份集成电路产业发展规划。
基于此,2015年,合肥建投与台湾力晶集团合作建设安徽省首家12英寸晶圆代工厂——晶合集成。
据部分媒体报道, 这一项目旨在解决京东方的面板驱动芯片供应问题。
晶合集成合肥12英寸晶圆代工厂
根据总体规划,晶合集成将在合肥新站高新技术产业开发区综合保税区内,建置四座12寸晶圆厂。其中一期投资128亿元,制程工艺为150nm、110nm以及90nm。
至于力晶达成合作的重要原因,是其当时遭遇了产能过剩危机重创,便致力于从动态存储芯片(DRAM)厂商转型为芯片代工企业。
2017年10月,晶合集成的显示面板驱动芯片(DDIC)生产线正式投产。这是安徽省第一座12寸晶圆代工厂,也是安徽省首个超百亿级集成电路项目。
随后,晶合集成的产能实现迅速爬升。招股书显示,2018年至2020年(下称“报告期内”), 公司产能分别为7.5万片/年、18.2万片/年和26.6万片/年,年均复合增长率达88.59%。
与此同时,其产品也迅速占领市场。据央视报道称,2020年占全球出货量20%的手机、14%的电视机和7%的笔记本电脑,采用的都是晶合集成的驱动芯片产品。
对于近五年实现快速发展的原因,晶合集成董事长蔡国智曾总结为,首先是“选对合作伙伴很重要”,以及公司对市场趋势判断正确、不间断的投资和新冠疫情带来的“红利”。
但稍显“遗憾”的是,报告期内, 晶合集成向境外客户销售收入分别为2.15亿元、4.68亿元和12.63亿元,占当期总营收比例为98.59%、87.69%、83.51%。
其中,鉴于公司的台湾“背景”及相关资源,晶合集成的境外客户中中国台湾地区客户占比颇高。
这也就是说,京东方并没有大量采购晶合集成的面板驱动芯片。业内数据统计,我国驱动芯片仍以进口为主。2019年,京东方驱动芯片采购额为60亿元,国产化率还不到5%,可见配套差距之大。
此外,晶合集成依赖境外市场同时,还存在客户集中度极高的问题。
报告期内, 其源自前五大客户的收入占总营收比例均约九成。其中,2019年和2020年,公司过半总营收来自第一大客户。 这显然对公司的议价能力和稳定经营不利。
国资台资加持主控
诚然,如蔡国智所言,晶合集成的快速成长的确得益于“不间断的投资”。
2015年5月12日,合肥市国资委发文同意合肥建投组建全资子公司晶合有限(晶合集成前身),注册资本为1000万元。
成立之初,晶合有限仅有合肥建投一个股东。随后,在国内半导体产业以及合肥电子信息产业迅速发展情况下,公司决定大搞建设。
2018年10月,晶合有限增资,合肥芯屏、力晶 科技 入股。具体股比上,合肥建投持股32.71%,合肥芯屏持股26.01%,力晶 科技 持股41.28%。
后来经过数次减资、增资,晶合有限于2020年11月正式整体变更设立为股份公司,即晶合集成。
截至招股书签署日, 合肥建投直接持有发行人31.14%股份,并通过合肥芯屏控制晶合集成21.85%股份,合计占有52.99%股份。而力晶 科技 的持股比例降至27.44%。
值得一提,合肥市国资委持有合肥建投100%的股权,因而为晶合集成的实际控制人。
那么,多次出现且持股一度占优的力晶 科技 是什么来头?
资料显示,力晶 科技 是一家1994年注册在中国台湾的公司。经过业务重组,其于2019年将其晶圆代工业务转让至力积电,并持有力积电26.82%的股权,成为控股型公司。
得益于力晶 科技 的较强势“助攻”,力积电的晶圆代工业务迅速实现位居世界前列。
调研机构预估,力积电2020年前三季度营收2.89亿美元左右,位列全球十大芯片代工第7名,领先另一家台湾半导体企业——世界先进一个名次。
而除了力晶 科技 和合肥市国资委之外,晶合集成还曾于2020年9月引入中安智芯等12家外部投资者。
其中, 美的集团旗下的美的创新持有晶合集成5.85%股权。而持股0.12%的中金公司则是晶合集成此次IPO的保荐机构。
不过,证监会及沪深交易所今年初发布公告显示,申报前12个月内产生的新股东将被认定为突击入股,且上述新增股东应当承诺所持新增股份自取得之日起36个月内不得转让。
鉴于晶合集成的申报稿是于2021年5月11日被上交所受理,美的创新、海通创新等12家股东均属于突击入股 ,才搭上了晶合集成奔赴上市的列车。
对此,晶合集成解释称,股东入股是正常的商业行为,是对公司前景的长期看好。
“上述公司/企业已承诺取得晶合集成股份之日起36个月内不转让或者委托他人管理在本次发行上市前直接或间接持有的晶合集成股份,也不由晶合集成回购在本次发行上市前直接或间接持有的晶合集成股份。”
经营业绩持续增长
背靠有半导体技术基因的力晶 科技 ,以及资金雄厚且自带官方背书的合肥建投,晶合集成近年来在营收方面有较明显增长。
报告期内, 晶合集成的营业收入分别为2.18亿、5.34亿和15.12亿元人民币,主营业务收入年均复合增长率达163.55%。
其中,2020年,疫情刺激全球宅经济、远距经济等需求大举攀升,而半导体作为 科技 产品的基础元件也自然受惠。因此,晶合集成的业绩同比大增达183.1%。
美国调研咨询机构Frost&Sullivan的统计显示, 按照2020年的销售额排名,晶合集成已成为中国大陆收入第三大的晶圆代工企业,仅次于中芯国际和华虹半导体。
值得注意,这一排名不包含在大陆设厂的外资控股企业,也不包含IDM半导体企业。
不过,相比业内可比公司的经营状况,晶合集成仍有不小差距。比如,2020年,中芯国际营收274.71亿元,华虹半导体营收62.72亿元,分别是晶合集成的18倍及4倍以上。
另一方面,晶合集成已经搭建了150nm至55nm制程的研发平台,涵盖DDIC(面板驱动)、CIS(图像传感器)、MCU(微控制)、PMIC(电源管理)、E-Tag(电子标签)、Mini LED及其他逻辑芯片等领域。
但公司的市场拓展及经营高度依赖DDIC晶圆代工服务,因而主营业务极为单一。
报告期内, 晶合集成DDIC晶圆代工服务收入,分别为2.18亿元、5.33亿元、14.84亿元,占主营业务收入比例分别为99.96%、99.99%、98.15%。
然而,正因如此,晶合集成预计,如果未来CIS和MCU等产品量产以及更先进制程落地,企业的收入和产能还有机会迎来新一波增长。
目前,晶合集成在12英寸晶圆代工量产方面已积累了比较成熟的经验,但工艺主要为150nm、110nm和90nm制程节点。
其中,90nm制程是业内DDIC类产品最为主流的制程之一,而提供90nm制程的DDIC产品服务也逐渐成为晶合集成的主营业务。
报告期内, 晶合集成90nm制程类产品收入年均复合增长率达652.15%,占营收比重从2018年6.52%逐年升至2020年的53.09%。 这一定程度上体现其收入结构正在优化。
此外,晶合集成正在进行55nm制程节点的12英寸晶圆代工平台研发,预计之后会在55nm制程产品研究中投入15.6亿元人民币,以推进先进制程的收入转化。
另据招股书透露,2021年,90nmCIS产品及110nmMCU产品将实现量产;55nm的触控与显示驱动整合芯片平台已与客户合作,计划在2021年10月量产。而55nm逻辑芯片平台预计于2021年12月开发完成,并导入客户流片。
基于此,晶合集成的企业版图未来确有望进一步扩充,而营业收入也势必会有不同程度的增加。
盈利毛利“满盘皆负”
虽然持续增收,但作为半导体行业新晋企业,晶合集成要实现盈利并不容易。由于设备采购投入过大,以及每年产生大量折旧费用等因素,晶合集成近年来净利润一直在亏损。
报告期内, 晶合集成归母净利润分别为-11.91亿元、- 12.43亿元和-12.58亿元。扣除非经常性损益后归母净利润分别为-12.54亿元、-13.48亿元和-12.33亿元,三年扣非净利润合计为-38.35亿元。
截至2020年12月31日, 公司经审计的未分配利润达-43.69亿元。
对此,在招股书中,晶合集成也做出“尚未盈利及存在累计未弥补亏损及持续亏损的风险”提示,并称“预计首次公开发行股票并上市后,公司短期内无法进行现金分红,对投资者的投资收益造成一定影响。”
另一方面,为满足产能扩充需求,晶合集成持续追加生产设备等资本性投入,折旧、 摊销等固定成本规模较高。这使得其在产销规模尚有限的情况下产品毛利率较低。
报告期各期, 晶合集成的产品综合毛利分别为-6.02亿元、-5.37亿元及-1.29亿元,综合毛利率则分别为-276.55%、-100.55%与-8.57%。
与行业可比公司相比,晶合集成的毛利率差距巨大,而且远低于可比公司毛利率的平均值。
值得一提,同期台积电的毛利率遥遥领先。而在大陆的半导体代工企业中,中芯国际及华润微的毛利率均低于平均值,仅有华虹半导体于2018年和2019年略高于平均值。
不过,随着产销规模逐步增长且规模效应使得单位成本快速下降,晶合集成的毛利率与可比公司均值的差距正在快速缩短。2020年,其综合毛利率已大幅改善至-8.57%。
与此同时,晶合集成各制程产品的毛利率也在持续改善。
招股书显示,2020年,公司150nm制程产品毛利已实现扭负为正,而110nm及150nm制程产品毛利率,相对优于90nm制程产品的毛利率。其主要原因为90nm制程产品工艺流程较为复杂,固定成本分摊比例较高。
晶合集成似乎对未来盈利很有信心,在招股书中称“主营业务毛利率虽然连年为负,但呈现快速改善趋势... 未来规模效应的增强有望使得公司盈利能力进一步改善。”
其实早在去年底,晶合集成就定下四大战略目标:即 在“十四五”开局之年,实现月产能达到10万片、科创板上市、三厂启动以及企业盈利。 不难看出其对实现盈利的重视。
但是,参考近三年利润总额和净利润,并未看出晶合集成的亏损有明显好转趋势。更有行业人士称,“由于每年设备折旧费用可能吃掉大部分利润,收回成本可能要历时数年。”
技术研发依赖“友商”
毋庸置疑,晶圆代工行业属于技术和资本密集型行业,除需大量资本运作外,对研发能力要求也极高。可以说,研发能力的强弱直接决定了企业的核心竞争力。
一般来说,半导体企业的研发能力,主要通过研发费用投入占总收入比例、研发人员占总人员比例、科研成果转化率等评判。
首先,在研发费用投入方面。近年来,尽管一直“入不敷出”,但晶合集成的研发投入总额依然保持着较快上涨。
报告期内, 公司研发费用分别为1.31亿元、1.70亿元及2.45亿元。 然而,鉴于营业额的更快速增长,其 研发投入占比则出现持续下滑,分别为60.28%、31.87%及16.18% 。
不过,目前晶合集成的研发费用率仍高于同行业的平均水平。这主要是因其处于快速发展阶段,收入规模较可比公司相对较低,但研发投入维持在较高强度。
其次,在研发人员投入方面。 报告期各期末, 晶合集成研发人员数量持续增长,分别为119人、207人和280人, 占员工总数比例分别为9.47%、15.16%和16.81%。
相比之下,截至2020年12月31日,中芯国际、华虹半导体、华润微研发人员分别为2335人、未知、697人,占总人员比例分别为13.5%、未知、7.7%。
由此可见,晶合集成的研发人员占比超过已知的中芯国际和华润微,但在研发人员总数量上仍逊色不少。
另招股书显示,晶合集成现有5名核心技术人员,分别为蔡辉嘉(总经理)、詹奕鹏(副总经理)、 邱显寰(副总经理)、张伟墐(N1 厂厂长)、李庆民(协理兼技术开发二处处长)。
然而,根据背景信息介绍, 5名核心技术人员全部为台湾籍人士,而且除了詹奕鹏外,其余4人均曾任职于力晶 科技 。 这说明晶合集成的核心技术研发极为依赖力晶 科技 。
另外,在科研成果转化方面。截至2020年12月31日, 晶合集成及其子公司拥有境内专利共计54项,境外专利共计44项, 形成主营业务收入的发明专利共71项 。
在行业可比公司方面,中芯国际仅2020年内便新增申请发明专利、实用新型专利、布图设计权总计991项,新增获得数1284项;累计申请数17973项,获得数12141项;
华虹半导体2020年申请专利576项,累计获得中美发明授权专利超过3600项;
华润微2020年已获授权并维持有效的专利共计1711项,其中境内专利1492项、境外专利219项。
可以看出, 中芯国际、华虹半导体、华润微拥有的专利均超过了1000项,大幅领先于不足百项的晶合集成。
当然,对成立较短的半导体企业来说,这是必然会遭遇的问题之一。但要加强技术专利的积累及实现追赶,晶合集成还有很长的路要走。
募资百亿转型多元化
近年来,随着全球信息化和数字化持续发展,新能源 汽车 、人工智能、消费及工业电子、移动通信、物联网、云计算等新兴领域的快速成长,带动了全球集成电路和晶圆代工行业市场规模不断增长。
为抓住产业发展契机及进一步争取行业有力地位,晶合集成自2020开始便积极谋划在科创板上市,预计在2021年下半年完成。而这一时程较原计划提早了一年。
具体而言,本次科创板IPO, 晶合集成拟公开发行不超过约5.02亿股,占公司发行后总股本的比例不超过25%,同时计划募集资金120亿元。据此,公司估值为480亿元。
截至6月11日,科创板受理企业总数已达575家,其中仅9家公司拟募资超过100亿元。也就是说,晶合集成的募资规模已进入科创板受理企业前十。
在用途方面,公司的募集资金将全部投入12英寸晶圆制造二厂项目。该 项目总投资约为165亿元,其中建设投资为155亿元,流动资金为10亿元。
如果募集资金不足以满足全部投资,晶合集成计划通过银行融资等方式获取补足资金缺口。
根据规划,二厂项目将建设一条产能为4万片/月的12英寸晶圆代工生产线。其中,产品包括电源管理芯片(PMIC)、显示驱动整合芯片(DDIC)、CMOS图像传感芯片(CIS)等,主要面向物联网、 汽车 电子、5G等创新应用领域。
在图像传感器技术方面,晶合集成目前已完成第一阶段90nm图像传感器技术的开发,未来将进一步将图像传感器技术推进至55nm,并于二厂导入量产;
在电源管理芯片技术方面,晶合集成计划在现有90nm技术平台基础上进一步开发BCD工艺平台,辅以IP验证、模型验证、模拟仿真等构建90nm电源管理芯片平台,并于二厂导入量产;
在显示面板驱动芯片方面,晶合集成已在现有的90nm触控与显示驱动芯片平台基础上进一步提升工艺制程能力,将技术节点推进至55nm。
招股书显示,12英寸晶圆制造二厂的项目进度为:2021年3月,洁净室开始装设;8月,土建及机电安装完成及工艺设备开始搬入;12月,达到3万片/月的产能。
此外,2022年3月,即项目启动建设一周年,达到3万片/月的满载产能。同年, 晶合集成还将装设一条40nmOLED显示驱动芯片微生产线。
未来,随着项目逐步推进建设及产能落地,晶合集成将继续坚持当前的战略规划:
依托合肥平板显示、 汽车 电子、家用电器等产业优势,结合不同产业发展趋势及产品需求,形成显示驱动、图像传感、微控制器、电源管理(“显 像 微 电”)四大特色工艺的产品线。
结语
依托台湾技术团队及合肥的国有资本等,晶合集成成立仅五年就成为了全球重要的显示面板驱动芯片代工厂商,并且剑指显示器驱动芯片代工市占率第一桂冠。
这样的成就对国内半导体企业来说,实属难能可贵。但长年押宝在“一根稻草”上,晶合集成的经营发展无疑潜在较多重大风险。同时,行业的激烈竞争及国际形势变化等外部压力也越来越大。
晶合集成董事长蔡国智,2020年上任,曾在宏碁股份、力晶 科技 和力积电等公司任职。
对此,晶合集成近年来正致力于推动企业转型,并制定了详细的三年发展计划。2020年7月,晶合集成董事长蔡国智接受问芯Voice采访时,曾透露了公司的具体战略规划:
2021年:目标是营收要倍增至30亿,公司必须开始获利赚钱,同时要完成N2建厂、产品多元化以及科创板IPO上市;
2022年:目标是N2厂正式进入量产阶段,公司营收突破50亿元大关,并维持稳定获利;
2023年:目标是单月产能要达到7.5万片,公司营收达70亿,并且开始规划N3和N4厂房的建设。
但在清晰的目标背后,晶合集成不可避免的面临一系列挑战。
比如现阶段半导体代工行业“马太效应”愈发明显,晶合集成要如何扭转劣势或突围?在现有企业规模及相关储备下,其多元化战略是否还能顺利推进并攻下市场?
此外,由于客户主要在境外,公司要如何真正提高关键国产芯片的自给率?
基于此,即便科创板上市成功,晶合集成还需要克服诸多问题及困难,其中包括改善盈利、升级工艺、募集资本、招揽人才、推进多元化及应对行业竞争等等。
至于本次募资的12英寸晶圆代工项目是否能达到预期业绩,以及相关战略未来是否能卓有成效落地,从而改善当前的系列问题,促使晶合集成进一步壮大乃至真正崛起,且拭目以待!
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