紫光国微最新安全芯片制造工艺 (紫光国微特种集成电路市场占有率)

(报告出品方/分析师:东北证券 王凤华 王璐)

1. 紫光国微:国内特种集成电路领航者,业绩持续高增长

1.1. 紫光集团下属核心子公司,专注集成电路设计

紫光国芯微电子股份有限公司(简称“紫光国微”,SZ002049)是紫光集团有限公司旗下核心企业,是国内最大的集成电路设计上市公司之一。

公司以智慧芯片为核心,聚焦数字安全、智能计算、功率与电源管理、高可靠集成电路等业务,是领先的芯片产品和解决方案提供商,产品广泛应用于金融、电信、政务、汽车、工业互联、物联网等领域。

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公司成立于2001年,发展历程可拆分为三个阶段。

(1)第一阶段为2001年至2009年,公司成立之初专注于石英晶体元器件业务。在此期间公司于 2005 年在深交所挂牌上市,成为同行业第一家上市公司。

(2)第二阶段为2010年至2017年,公司通过一系列内生发展和外延并购,核心业务从晶体元器件全面转向芯片设计,产品涉及智能安全芯片、特种集成电路、存储芯片、FPGA 和半导体功率器件。

(3)第三阶段为2018年至今,公司持续优化业务结构,聚焦高可靠集成电路主业。

公司接连设立紫光青藤、紫光安芯、紫光芯能等子公司完善智能安全芯片产品布局,2020 年公司完成西安紫光国芯76%股权转让,逐渐剥离亏损的存储芯片业务,战略聚焦特种集成电路和智能安全芯片两大主业。

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紫光集团重整落地,智广芯变更为公司间接控股股东。

公司控股股东为*藏西**紫光春华投资有限公司,持股比例为26%,2021年7月16日,北京一中院裁定受理公司间接控股股东紫光集团重整一案,根据北京一中院裁定批准的重整计划,由北京智路资产管理有限公司和北京建广资产管理有限公司作为牵头方组成的“智路建广联合体”为紫光集团等七家企业实质合并重整战略投资者,智路建广联合体拟通过其搭建的战投收购平台智广芯整体承接重整后紫光集团100%股权。

2022年7月11日,紫光集团已完成工商变更登记手续,其100%股权已登记至智广芯名下,智广芯变更为公司间接控股股东,公司实际控制人由中华人民共和国教育部变更为无实际控制人。

智路建广控股的企业和紫光集团业务具有很强的互补性,有望带动公司快速发展。

智路资本是一家全球化的专业股权投资机构,专注于半导体核心技术及其他新兴高端技术投资机会;建广资产专注于集成电路产业与战略新兴产业投资并购的资产管理公司,与金融、产业界筹划建立专业从事集成电路、战略新兴产业的专项基金,在产业资源、战略定位、治理结构、团队设置、项目储备等方面具有丰富的行业积淀与投管经验。

智路建广联合体作为专业投资机构,在半导体领域有着长期而又深入的投资布局,并在整合产业链上下游有着丰富运营整合经验,有望带动紫光集团及其下属公司高速健康发展。

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紫光集团深耕集成电路领域,债务风险释放在即。

紫光集团经过十多年的发展,形成了从“芯”到“云”较全的产业布局。

旗下产业公司的主要产品包括移动通信芯片、物联网芯片、存储芯片、智能安全芯片、计算机和网络基础架构及解决方案、云计算和大数据应用等。

3 月 31 日,智路建广联合体拟投入重整用于清偿债务的 600 亿元现金到位,7 月 11 日下午,紫光集团管理人已经与智路建广联合体举行了交接会,将紫光集团的章证照及经营管理事务进行全面移交。

紫光集团也向全体债权人发出邮件通知,告知债权人 7 月 12 日将一次性足额支付剩余的现金清偿款项,相应资金会于 7 月 13 日前陆续到达债权人账户,集团重整收官在即,债务风险即将得到释放。

据集团公告,智路资本实控人李滨将接替赵伟国担任紫光集团董事长兼总经理,曾任中芯国际高管,主导过多起超百亿元的大型半导体及核心技术产业的跨境并购投资与投后管理。

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1.2. 近三年业绩表现亮眼,盈利能力快速提升

公司业绩稳定增长,近三年归母净利润迅速提升。

随着集成电路下游需求不断扩张,公司营业收入、归母净利润等主要经营指标持续高速增长,2019-2021 年公司分别实现营业收入 34.3/32.7/53.4 亿元,复合增长率达 24.8%;分别实现归母净利润 4.06/8.06/19.54 亿元,复合增长率高达 119.38%,远高于营业收入复合增速,表明公司增大业务规模的同时,注重盈利能力提升。

2022Q1公司实现营业收入13.41 亿元,同比增长 40.84%,实现归母净利润 5.31 亿元,同比增长 63.91%,业绩持续高增长可期。

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近三年公司毛利率及净利率大幅上升,盈利能力明显提高。

2018年以来,公司集成电路业务规模快速增长,盈利能力随着利润水平的提升不断攀升,2019-2021年公司销售毛利率分别为35.78%/52.33%/59.48%,销售净利率分别为11.68%/24.51%/37.14%,2022Q1公司销售毛利率与销售净利率分别为63.89%与 39.77%,盈利能力实现进一步提升。

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管理费用率呈下降趋势,降本增效成效显著。

公司近几年业务规模快速增长的同时,销售费率稳定在 4%-6%之间,财务费用稳定在 1%以下,管理费率明显下降,由2018年的 9.44%下降至2021年的 4.17%,由于公司持续加大研发力度且费用化研发支出增加,研发费用逐年上升,2021年研发费率达 11.83%。整体来看,公司费用管控良好,降本增效取得明显成效。

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销售净利率迅速提升带动公司 ROE 及 EPS 明显挺高。

近几年公司 ROE 增长迅速,基本每股收益呈逐年翻倍式增长。2019-2021年公司 ROE 由 10.17%提升至 32.01%,其中资产周转率和权益乘数相对保持稳定,净资产收益率上升主要来源于销售净利率迅速攀升。

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受益于行业景气度提升,公司在手订单饱满,合同负债及存货大幅增长。

2021 年公司合同负债高达 4.71 亿元,同比大幅增长 207.84%,近几年公司合同负债增速明显高于营业收入,表明公司下游需求饱满,正处于交付爬坡阶段;同时,公司存货增幅明显,2021 年公司存货合计 13.03 亿元,同比增长 33.92%,存货稳定增长表明公司产销规模增长,再次印证行业高景气。

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公司产销规模逐年扩大。

公司集成电路产品产销量稳步上升,2021年产品销售量和生产量分别为 30.56 亿颗和 29.44 颗,分别同比增长 32.2%和 27.1%,库存量为 4.26 亿颗,同比下降 20.97%,表明公司集成电路产品需求火爆,供不应求;电子元器件产品2021年生产量和销售量分别为 6.58 亿只和 6.82 亿只,分别同比增长 34.11%和 37.91%,库存量为 0.57 亿只,同比增长 71.81%,备货充足。

公司产品产销量增长表明目前在手订单饱满,产销规模正在逐渐增大,随着产品的不断交付,公司营收规模有望持续扩张。

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公司应收账款及应付账款稳定上升,表明订单规模增加。

近五年公司应收账款及应付账款逐年提高,2021年应收账款为 23.72 亿元,同比增长 42.46%,占营业收入的 44.4%;应付账款为 9.14 亿元,同比增长 32.27%,占营业收入的 17.1%。

我们认为,应收账款快速增长可能是由于公司特种集成电路等主营业务发展较快,应收账款占营业收入的比例保持平稳表明公司对下游议价能力稳定;应付账款快速增长表明公司积极采购原材料以应对下游需求,应付账款占营业收入的比例整体上升表明公司对上游议价能力有所提高。

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公司重视研发投入,研发人员占公司总人数的40%以上。

公司在超过 20 年的芯片设计实践中,已形成深厚的芯片设计和产业化能力,曾获得国家科技进步奖一等奖、二等奖,国家技术发明奖二等奖,多次获得省部级科学技术进步奖等荣誉。公司持续加大研发投入,为产品升级及新产品的研发提供充分的保障。

2021年,公司研发投入金额达 8.66 亿元,较上年同期增加 43.42%,占营业收入的 16.21%,全年新增知识产权授权 62 项。

公司研发人员规模较大,截至2021年末,公司研发人员共计 974 人,占员工总数的 47.14%。

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公司重视人才团队建设和员工整体素质的提高。

截至 2021 年末,公司在职员工共 2066 人,其中本科学历和硕士及以上学历员工人数占比分别达到 35.48%和 26.48%。

面对集成电路行业日趋激烈的人才竞争,公司全面提高人力资源管理水平,不断完善人力资源量化管理体系和动态绩效管理机制,制定了科学、规范的薪酬管理制度。2021 年公司核心人才稳定率达 94.1%。

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1.3. 智能安全芯片稳健发展,特种集成电路驱动业绩高增长

公司为国内主要的综合性集成电路上市公司之一,以智能安全芯片、特种集成电路为两大主业。此外,公司同时布局半导体功率器件和石英晶体频率器件领域,为移动通信、金融、政务、汽车、工业、物联网等多个行业提供芯片、系统解决方案和终端产品,致力于赋能千行百业。

公司产品可分为集成电路和电子元器件两大类,其中集成电路产品包括特种集成电路、智能安全芯片、功率半导体、通用可编程器件等;电子元器件主要以石英晶体元器件为主。

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公司特种集成电路业务收入增长迅速,占营收比重快速提高。

从营业收入构成来看,特种集成电路和智能安全芯片为公司两大主业,营业收入合计占比达 94.12%。其*特中**种集成电路业务营业收入规模迅速增长,占公司整体营收的比例从 2017 年的 28.21%攀升至 2021 年的 62.97%。

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公司特种集成电路业务利润同样保持迅速增长,占公司整体利润的比重高于营业收入比重。

从毛利润构成来看,特种集成电路和智能安全芯片利润合计占比高达 98.08%,其*特中**种集成电路业务利润规模保持快速增长,占公司整体利润的比例保持较高水平,2021 年公司特种集成电路贡献毛利润占比为 81.74%。

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2. 特种集成电路:技术实力国内领先,市场规模快速扩张

2.1. 布局完善竞争力强,持续扩充产品体系

深圳市国微电子有限公司成立于 1993 年,是国家“909”工程首家启动的集成电路设计公司,主要从事特种集成电路的研发、生产、测试和销售服务。

公司产品方向涵盖微处理器、可编程器件、存储器、网络总线及接口、模拟器件、SoPC 系统器件和定制芯片等七大系列。2012年底公司与紫光国微完成重组工作,成为紫光国微的 全资子公司。

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国微电子业绩表现亮眼,营收和归母净利润实现连续快速增长。2021年国微电子实现营业收入33.65亿元,同比增长99.94%,实现净利润18.31亿元,同比增长108.8%,近五年营业收入及归母净利润复合增长率分别为 59.96%和 73.73%。

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公司特种集成电路利润率水平较高,整体呈上升趋势。

国微电子毛利率近三年保持在70%以上,2021年毛利率受业务结构变化等原因出现小幅波动,下降2.44个百分点至77.2%,净利率仍保持上升趋势,2021年净利率为54.41%,同比上升2.3个百分点。我们认为,公司特种集成电路技术壁垒较高,市场优势明显,盈利能力有望继续提升。

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公司深耕芯片设计,采用 Fabless 经营模式。

芯片设计公司通常采用两类经营模式,一类是 IDM 模式,即覆盖集成电路设计、晶圆加工、封装及测试等各业务环节的集成电路企业;另一类是 Fabless 模式,即企业只从事集成电路设计、研发和销售,而将晶圆加工、封装和测试环节分别委托给专业厂商完成。

由于集成电路产业具有产品生命周期短、投资金额巨大等特点,Fabless 模式是我国目前集成电路设计企业的主流模式。

公司专注于芯片研发、设计与销售,晶圆制造与封装由专业的外协厂商完成。同时,由于公司特种产品的高可靠性等需求,测试环节也主要由公司完成。

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公司特种集成电路产品谱系齐全,快速扩充产品线。

公司产品包括微处理器、可编程器件、存储器、网络及接口、模拟器件、ASIC/SoPC 等几大系列产品,近 500 个品种,同时可以为用户提供 ASIC/SOC 设计开发服务及国产化系统芯片级解决方案。

公司掌握高可靠微处理器的体系结构设计、指令集设计和实现技术,建立了单片及组件总线产品的设计、验证和测试平台,并以现场可编程技术与系统集成芯片相结合,成功推出具备现场可编程功能的高性能系统产品 SoPC 芯片。

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2.2. 集成电路行业保持高景气,芯片设计市场规模快速增长

集成电路是半导体产业的核心。

集成电路根据处理信号的不同通常可划分为数字集成电路和模拟集成电路两大类,其中数字集成电路包括微元件、逻辑芯片、存储芯片等,模拟集成电路包括信号链和电源管理两大类。

根据 WSTS 统计,2021年全球集成电路市场规模为 4630.02 亿元,其中微元件、逻辑芯片、存储芯片、模拟芯片占比分别为 17.33%、33.44%、33.23%、16.01%。

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全球集成电路产业保持稳定增长,下游需求饱满。

2017 年至 2021 年全球集成电路市场规模从 3431.86 亿美元提升至 4630.02 亿美元,复合增长率为 7.77%。随着 5G、物联网、人工智能、可穿戴设备等新兴下游应用领域蓬勃发展,全球集成电路产业市场规模有望保持高速增长,根据 WSTS 预测,2026 年全球集成电路市场规模将增至 5768.17 亿美元。

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我国集成电路产业快速发展,增速高于全球整体增速,其中芯片设计规模占比逐年上升。2017 年至 2021 年我国集成电路市场规模从 5411.3 亿元提升至 10458.3 亿元,复合增长率为 17.91%,高于近五年全球集成电路市场规模平均增速。

从产业链结构来看,2021 年集成电路设计产业规模占比为 45.36%,近几年呈逐年上升趋势。

我们认为,我国芯片设计行业发展迅速,公司作为专注于芯片设计的 Fabless 厂商有望在 下游需求爆发的浪潮中充分受益,实现规模快速增长。

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2021年中国集成电路产品进出口都保持较高增速,国产化率仍处于较低水平。

2021年我国集成电路进口金额 4325.5 亿美元,同比增长 23.6%,出口金额 1537.9 亿美 元,同比增长 32%,贸易逆差较高表明国产化率较低。

根据 IC insight 统计,2021 年我国的 IC 生产规模为 312 亿美元,占 IC 国内市场 1865 亿美元的 16.7%,预计 2026 年将达到 21.2%,国产率虽然呈上升趋势,但仍然位于较低水平;同时,2021 年我国制造的 312 亿美元集成电路中,我国本土厂商仅生产 123 亿美元(占比 39.4%),仅占我国 1865 亿美元 IC 市场的 6.6%,市场增长空间广阔。

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近年来,中国集成电路行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。

集成电路产业是我国国民经济和社会发展的战略性、基础性和先导性产业,国家陆续出台了多项政策支持集成电路产业长期稳健发展。我们认为,集成电路行业高景气度有望持续,公司也将充分受益于行业红利,实现高质量成长。

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3. 智能安全芯片:保持高竞争优势,物联网+汽车电子布局新增长点

3.1. 产品工艺技术领先,下游应用领域广泛

公司智能安全芯片业务由全资子公司紫光同芯微电子有限公司开展,紫光同芯是业界领先的智能安全芯片及解决方案供应商,长期致力于安全支付、身份识别、物联网、移动通信等领域的安全芯片设计。

公司智能安全芯片主要产品包括接触式 IC 卡芯片、双界面 IC 卡芯片、支付设备芯片及 SE 芯片等。

接触式 IC 卡芯片具有大容量数据存储空间,支持多种加密算法,被广泛用于移动通信领域;双界面 IC 卡芯片兼具安全性高、数据传输稳定、存储容量大和传输速度快、交易时间短等特点,覆盖金融 IC 卡、社保卡、交通、ETC、居民健康卡各类应用场景;支付设备芯片是高性能、低功耗、具有丰富的内部协处理器和对外接口的安全芯片,可应用于支付终端或者密码键盘等对信息安全有较高要求的应用场景;SE 芯片是自主研发的高性能安全芯片,能够为客户构建安全、便捷的物联网环境,适用于车联网、智能家居等领域。

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紫光同芯收入增长稳定,净利润近三年逐渐回升。

2021 年紫光同芯实现营业收入13.82 亿元,同比增长 13.37%,实现净利润 0.55 亿元,同比增长 48.65%,自 2019 年开始净利润加速回升。

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3.2. 深耕智能卡芯片,市占率领先同业

我国智能卡芯片市场规模有望持续增长。

从早期的移动通信领域,到政府与公共事业、金融支付等领域,再到人工智能、自动驾驶、大数据等创新型产业,智能卡行业应用领域不断拓展,市场规模逐步扩大。

数据显示,2014 年我国智能卡芯片市场 规模为 76.91 亿元,2020 年扩大至 106.71 亿元,年均复合增长率达 11.53%。

未来伴随着智能卡芯片技术进步以及应用领域的进一步拓展,国内市场规模将继续稳步增长。

公司智能卡芯片市占率领先行业。

国内智能卡芯片厂商规模较小,智能卡芯片市场格局较为分散,国内厂商主要集中在紫光国微、中电华大、复旦微电、国民技术和聚辰股份等企业。

从销售收入来看,紫光国微智能卡芯片市场份额占比达 12.77%,居国内厂商首位。中电华大智能卡芯片市场份额占比为 10.69%,其次为复旦微电和国民技术,市占率分别为 5.71%和 1.47%。

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3.3. 智能卡迎大规模换发,公司业务有望放量

公司在 SIM 卡市场保持行业领先地位。

紫光同芯是世界领先的 SIM 产品芯片商,覆盖全部高中低端电信卡市场,产品已成系列化,应用领域涵盖 SIM、NFC-SIM、eSIM,可用于消费电子、工业互联网、车联网等多种场景。

目前全球约 1/4 的 SIM 芯片由紫光同芯提供,稳居全球 SIM 卡三大芯片供应商之一。

伴随着全球 5G 的加速布局,SIM 卡 4G 向 5G 的转变将为 SIM 卡市场带来巨大的增量空间。紫光同芯作为国内领先的 SIM 卡芯片供应商,有望获得新的增长点。

数据显示,2016 年我国移动电话用户规模为 13.2 亿人,2021 年增长至 16.43 亿人,其中 4G 移动电话用户从 2016 年的 7.7 亿人增长到 2021 年的 10.69 亿人,占总规模超 65.07%,自 5G 商用以来,中国 4G 用户明显出现下滑,截至 2022 年上半年,我国 5G 用户达 4.55 亿户,同比增长 100.3%,占全国移动电话用户总数的 27.3%。

近年来我国 5G 基站规模快速扩张,为 4G 向 5G 转变提供基础支撑,截至 2022 年上半年末,我国累计建成 5G 基站总量 185.4 万个,占移动基站总数的 17.9%。未来随着 5G 应用的进一步拓展,SIM 卡芯片需求将进一步扩张。

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公司身份识别安全产品迎来放量期。

紫光同芯成立之初便承担起研发国家二代身份证的重任。

2003年,紫光同芯第二代身份证专用芯片首家过检;2004 年 1 月全国换发二代证工作全面展开,紫光同芯向公安部批量供货,发行总量超过 4.5 亿颗,市场占有率达 25%。

二代身份证有效期限为 10 年、20 年或长期,20 年有效期的二代证即将进入集中换发期,公司身份证专用芯片业务规模有望集中放量。

作为行业领先企业,公司有望承担起研发国家新一代身份证的重任,未来在身份证芯片领域的增长空间可观。

公司是国内银行卡芯片市场的核心供应商,近年来我国银行卡发卡量稳步增加。

我国银行卡发行规模从 2012 年的 35.34 亿张扩大至 2021 年的 92.47 亿张。其中 2012 年借记卡开始大规模发行,2013 年发行规模同比增速达 19.36%,从 2012 年 32.03 亿张增长至 2021 年 84.47 亿张。

借记卡有效期通常为 10 年,今年进入换卡周期,带来大规模银行卡芯片需求。

芯片银行卡相比传统银行卡具有安全性强、防伪可靠性高的优势,全面使用芯片银行卡已是大势所趋。

2011 年央行发布《关于推进金融 IC 卡应用工作的意见》,在全国范围内启动银行卡芯片迁移工作,数据显示,我国金融 IC 卡发卡量从 2011 年初 的 0.09 亿张,快速增长至 2021 年末的 64.5 亿张。

紫光同芯凭借领先技术优势、先进生产工艺,成为中国首家获得国际 CCEAL6+安全认证的芯片商,不仅打造了首张内置中国芯的 EMV 卡,率先将国产金融 IC 卡芯片推向国际市场,还首创系列新型金融 IC 卡,同时为金融支付设备提供高端安全芯片与解决方案。

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EMV 迁移推动金融 IC 卡市场发展,我国渗透率仍处于较低水平。

数据显示全球 EMV 卡数量从 2019 年的 98.93 亿张增加至 2021 年的 119.81 亿张,EMV 卡渗透率也逐步上升至 68.16%。亚太地区渗透率为 62.64%,低于其他地区。

截至 2021 年末,我国金融 IC 卡发行量为 64.5 亿张,占全部银行卡的比例达到 69.75%,表明我国 EMV 渗透率高于亚太地区同期水准,但较欧洲、美洲等地区尚有较大差距,未来金融 IC 卡替换的市场空间巨大。

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我国已建立起世界上规模最大的社会保障体系,三代社保卡换发带来较大业务空间。

2017 年 5 月我国社保卡持卡人数突破十亿,覆盖 72%的人口,截至 2022 年一季度,我国社保卡持卡人数增长至 13.55 亿,覆盖率达 96%。

自 2017 年人社部正式启动第三代社保卡发行应用工作以来,截止 2021 年底第三代社保卡的持卡人数为 1.38 亿,占比仅为 10.21%。

考虑到金融社保卡的芯片寿命、卡片磨损以及个人的外表变化,社保卡通常要求 10 年进行更换,因此,未来原有大量的第一、二代社保卡将陆续进入更换周期,社保卡及社保卡芯片均有较大的市场空间。

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3.4. 积极布局汽车电子领域,抢占车规级芯片国产化先机

目前我国汽车芯片自给率不足 10%、国产化率仅为 5%,供应高度依赖国外。

紫光同芯自研多款高性能安全芯片,THD89 系列产品成功通过 AEC-Q100 车规认证,是国内当前最高水平的车载芯片之一,2021 年公司车载安全芯片实现批量出货。

公司完成可转债发行工作,募集资金用于车载控制器芯片研发及产业化项目等工作。

2021 年公司顺利完成可转换公司债券发行工作,募集资金总额人民币 15 亿元,用于“新型高端安全系列芯片研发及产业化项目”、“车载控制器芯片研发及产业化项目”和补充流动资金,其中高端安全芯片中包括面向 5G 车联网 V2X 的高性能安全芯片,具有高可靠性、高可用性以及较高的容错能力,满足 V2X 安全芯片领域的市场需求,为安全芯片产品开拓 V2X 应用高端市场提供产品支撑;车载控制器芯片项目有助于打破国外厂商垄断,抢位车载芯片国产化发展先机。

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我国 MCU 市场规模稳定增长,下游需求广泛。

数据显示,近年来我国 MCU 市场规模持续扩大,2017 年为 213 亿元,2021 年达到 283 亿元,年复合增长率为 7.36%。

当前我国车规级的 MCU 芯片市场基本被国外厂商垄断,自给率较低,国内竞争格局相对分散,下游应用领域分布广泛。公司抢先布局汽车芯片领域,把握行业快速发展机遇,未来市场潜力巨大。

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4. 紫光同创:通用FPGA产品完善,5G+AI带来发展机遇

4.1. 持续高研发投入,2021年实现扭亏为盈

紫光同创是国内FPGA龙头,涵盖高中低端全系列产品。

紫光同创从事可编程系统平台芯片及其配套EDA开发工具的研发与销售,致力于为客户提供完善的、具有自主知识产权的可编程逻辑器件平台和系统解决方案,是国内领先的通用FPGA 厂商。

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紫光同创拥有高中低端全系列产品,产品覆盖通信、工业控制、图像视频、消费电子、数据中心等应用领域。

公司旗下 Logos 系列产品是公司推出的高性价比 FPGA 产品,采用先进成熟工艺和全新 LUT5 结构,集成 RAM、DSP、ADC、Serdes、DDR3 等丰富的片上资源和 IO 接口,具备低功耗、低成本和丰富的功能,广泛应用于工业控制、通信、消费类等领域,是客户大批量、成本敏感型项目的理想选择;

Titan 系列芯片是公司推出的国内第一款千万门级高性能 FPGA 产品,采用 40nm 主流工艺,广泛适用于通信网络、信息安全、数据中心、工业控制等领域;

Compact 系列产品是公司推出的 CPLD 产品,拥有 1K~7K 可编程逻辑单元,功能丰富、竞争力强,主要用于通信、工业与物联网、消费电子等市场领域;

Pango Design Suite 是紫光同创基于多年 FPGA 开发软件技术攻关与工程实践经验而研发的一款拥有国产自主知识产权的大规模 FPGA 开发软件,可以支持千万门级 FPGA 器件的设计开发。

紫光国微特种集成电路市场占有率,紫光国微最新安全芯片制造工艺

保持高研发投入,2021 年实现扭亏为盈。

2018 年紫光同创营业收入仅 973.46 万元,2021 年营收增长至 7.82 亿元,年均复合增长率高达 332%。由于研发支出较高,2018-2020 年紫光同创持续亏损。随着产品线持续拓展及下游需求高涨,2021 年紫光同创扭亏为盈,实现归母净利润 4096 万元,随着公司交付能力进一步提升,未来业绩有望保持高增长。

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4.2. FPGA 市场规模稳步增长,国产化率提升空间大

FPGA 又称现场可编程门阵列,是在硅片上预先设计实现的具有可编程特性的集成电路,作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

数据显示,2016 年全球 FPGA 市场规模为 43.3 亿美元,2020 年市场规模增至 60.8 亿美元,CAGR 达 8.86%,预计 2025 年全球市场规模达到 125.8 亿美元,CAGR 达 19.93%。

从国内市场来看,2016 年我国 FPGA 市场规模为 65.6 亿元,近几年以每年超 10%的增速持续增长,至 2020 年市场规模达到 150.3 亿元,CAGR 达 23.03%。预计 2025 年我国 FPGA 市场规模将达到 322.2 亿元,CAGR 达 21%。

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国外巨头占据绝大部分市场份额,国产 FPGA 发展空间广阔。

FPGA 市场几乎被美国公司 Xilinx、Intel、Lattice 、MicroChip 垄断,巨头厂商的全球市场占有率达到 90%以上。

国产 FPGA 起步时间较晚,国内 FPGA 厂商以紫光同创、复旦微电、安路科技、高云半导体、成都华微电子等为代表,近年来在中低密度的 FPGA 上实现一系列突破,但仍与国际领先厂商存在一定差距。

在国际贸易摩擦加剧,以及下游需求旺盛的背景下,国产 FPGA 企业有望通过寻求差异化的竞争机会缩小与国际先进水平的差距,实现业绩和规模的进一步增长。

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4.3. 下游应用场景不断丰富,5G+AI 带来新动力

FPGA 覆盖通信、网络安全、工业控制、人工智能、汽车电子、消费电子、数据中心等下游领域。

未来随着 5G 普及、人工智能、智能汽车等新兴市场领域需求增长,FPGA 凭借其灵活性、成本等方面优势能够满足这些具有频繁迭代升级周期、技术不确定性的领域的要求,市场规模预计持续提高。

全球持续推动5G布局,FPGA迎来发展机遇。

通信约占 FPGA 下游应用的 40%,是 FPGA 下游第一大市场。2017-2020 年,我国 FPGA 在通信领域的市场规模由 34.4 亿元增长至 62.1 亿元,CAGR 达 21.76%,预计 2025 年达到 140.4 亿元。

全球在通信领域不断加快 5G 发展进程,5G 通讯对基站射频芯片的连接速度、低延时、连接密度、频谱带宽的要求高,而 FPGA 的灵活性能够随时改变芯片内部的连接结构,从而实现不同逻辑功能,有效降低 5G 领域投资风险,成为 5G 领域理想的解决方案,公司 FPGA 产品有望借助 5G 发展之势实现量价齐升。

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并行性与低延时性优势助力 FPGA 在人工智能加速卡领域的应用。

人工智能领域属于加速计算的一个分支,FPGA 具有各硬件逻辑可同时并行工作的特点,能够大幅提升数据处理效率,其低延时性也能明显提升运算速度。因此 FPGA 通常与 CPU 搭 配起到 CPU 加速卡的作用,从而提升人工智能的算力水平。

数据显示,2017 年我国 FPGA 在人工智能领域的市场规模为 3.4 亿元,2020 年扩大至 5.8 亿元,CAGR 达 19.49%,预计 2025 年达到 12.5 亿元。

当前,采用 CPU+FPGA+AI 或者 CPU+FPGA+GPU 融合架构的 PSoC 芯片在人工智能领域中逐渐崭露头角,未来 FPGA 将在人工智能的不同领域,在低成本、高效能实现应用的快速部署和快速升 级方面展现更多机遇。

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5. 盈利预测与估值

特种集成电路:

公司产品包括七大类,约 500 个品种,产品图谱不断完善;2x 纳米 的 FPGA 系列产品市场地位较高,新一代更高性能产品研发有序推进,模拟产品方 面,电源芯片、电源模组、电源监控等产品的市场份额持续扩大,同时在数字电源、 高速高精度 ADC/DAC 等领域持续研发,部分型号产品已经开始销售,有望在“十 四五”期间成为公司新的增长点。

在十四五期间新老装备更新迭代、装备信息化程度及国产化率提升的背景下,我们预计公司特种集成电路 2022-2024 年营收分别为 53.8/83.5/125.2 亿元,同比增长 60%/55%/50%。

智能安全芯片:

公司证照类产品稳定供应,身份识别安全产品相关新应用项目积极推进;SIM 卡芯片海外市场份额持续提升,积极布局数字货币、数字身份等创新应用需求;国内外金融 IC 卡芯片市场份额进一步提升,10 年期银行卡进入大规模换发期;第三代社保卡发货量持续增长;终端安全芯片市场份额稳定增长,加速打造物联网和车联网解决方案;可转债募投项目高端安全芯片和车载控制器芯片的研发及产业化的相关工作进展顺利,有望为公司未来发展带来新的动力。我们预计公司智能安全芯片2022-2024年营收分别为20.0/24.6/27.3亿元,同比增长45%/23%/11%。

石英晶体元器件:

2021 年公司 5G 通信设备用小型化 OCXO 及专用 IC 研发与产业化项目完成建设并通过验收,年产 2 亿件 5G 通信网络设备用石英谐振器产业化、年产 1.92 亿件石英谐振器技改等项目建设顺利,产能提升助力未来三年业务规模增长,我们预计公司石英晶体元器件 2022-2024 年营收分别为 3.3/3.6/3.8 亿元,同比增长 20%/10%/5%。

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考虑到 2021 年公司业绩增长超预期,我们合理上调盈利预测,预计公司2022-2024年营收分别为 80.52/115.06/159.66 亿元,归母净利润分别为 28.41/40.56/57.48 亿元,对应 EPS 为 4.68/6.68/9.47 元,对应 PE51.49/36.07/25.45X。

我们选取复旦微电、景嘉微、聚辰股份三家公司作为可比公司,根据 Wind 一致预期,按照三家可比公司 2022 年预测 PE 平均值 60 倍,公司2022年目标价281元。

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6. 风险提示

产能不足:公司是采用 Fabless 模式的集成电路设计公司,集成电路产能需与晶圆代工厂和封装厂进行协调,如果下游需求进一步大幅增长,可能面临晶圆产能不足的风险。

研发不及预期:集成电路设计行业为技术密集型行业,技术壁垒高,技术升级与产品迭代速度快,如果公司在后续研发过程中进度缓慢或研发失败,可能面临被竞争对手抢占市场份额的风险。

业绩预测和估值判断不及预期:公司业绩放量基于下游需求快速增长,如果十四五期间下游装备采购金额及进度低于预期,或智能卡换发数量及进度低于预期,可能面临业绩增长低于预期且估值低于预期的风险。

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