
作者: 曹辉 陈杭
《整合智能卡产业链,切入FPGA新赛道》
深度报告:陈杭 S1250519060004
前序报告:
华为的终局 l 头条的终局 l 阿里的飞轮 l 阿里的终局
半导体周期 l 互联网框架 l 小米的飞轮 l 半导体框架
19Q2纪要 l 全球科技巨头:
ASML l Broadcom l Micron l TSMC l Microsoft
AMD l Tesla l Intel l TI l LGD l Xilinx l Cadence
Nanya l hynix l Towerjazz l Winbond l Macronix
Apple l Samsung l Sony l Amkor l ST l QUALC


下文来自外发报告《整合智能卡产业链,切入FPGA新赛道》
研究要点
业务涵盖五大赛道,营收持续高速增长:紫光国微是智能安全芯片、高稳定存储器芯片、FPGA、功率半导体器件、超稳晶体频率器件等领域的国内领军企业。近五年公司年均复合增长率22%,2018年公司营业收入为24.58亿元,同比增长34.3%,主要受益于智能安全芯片产业的复苏以及存储业务的快速增长。紫光国微的营收结构中毛利率较高业务占比逐渐提高,核心业务已从晶体元器件全面转向芯片设计业务。
业务结构持续优化,盈利能力有望增强:
1.智能安全芯片:公司作为智能安全芯片领域的龙头企业,在SIM卡、eSIM、金融IC方面长期保持着领先优势地位。随着国产化替代加快,公司未来业绩预期较好。
2.存储芯片:受制于下游代工产能限制,存储业务短期内无法达到规模经济,净利润为负,已影响到正常持续经营,因此,紫光国微拟将子公司西安紫光国芯100%股份转让给紫光集团子公司紫光存储,这既有利于减轻紫光国微资金投入压力,改善紫光国微毛利率下降的现状,又能给予存储业务充足的资金支持。
3.特种集成电路:紫光国微的特种集成电路业务在特种微处理器、特种FPGA、特种存储器等处于行业领先地位,随着我国军费的稳步提高,该业务的成长潜力巨大。
FPGA研发进展良好,未来前景广阔:FPGA的可编程灵活性高、开发周期短、并行计算效率高的特性,使得其在AI、5G、汽车电子、云计算方面大有可为。紫光国微是国内FPGA领先企业,受到了政府补助的大力支持,其高性能Titan 系列FPGA已量产,采用完全自主产权的体系结构和主流先进制造工艺,带有DDR3和PCIe接口,是国内少有的千万门级FPGA。
收购紫光联盛,实现智能安全芯片上下游整合:2019年5月31日,紫光国微拟以35.51元的价格发行股份向紫光神彩、紫锦海阔、紫锦海跃、红枫资本和鑫铧投资购买其合计持有的北京紫光联盛科技100%股权,初步约定收购价格为180亿元,估值溢价为5-6%。
通过此次收购,紫光国微的智能安全芯片业务将从智能安全芯片设计延伸到RFID天线,完成“芯片设计-微连接器制造-模块组装-RFID嵌体和天线”的IC卡制造关键产业节点布局,实现“芯片设计-微连接器生产-模组生产”的三位一体。
盈利预测与投资建议。预计2019-2021年EPS分别为0.7元、0.9元、1.1元。考虑到智能卡芯片国产化替代全面加速、民用FPGA开始量产以及紫光联盛收购完成后对智能安全芯片业务的协同作用,给予公司2019年84倍估值,对应目标价58.8元,首次覆盖给予“买入”评级。
风险提示:短期内存储芯片毛利率水平过低问题难以得到解决的风险;FPGA、功率半导体业务尚未实现大规模量产的风险;并购紫光联盛不及预期的风险。
1
国内芯片设计领军企业,安全芯片、存储芯片龙头标的
1.1 公司规模飞速增长,产品结构走向高端
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的半导体行业上市公司,专注于集成电路芯片设计开发业务,是领先的集成电路芯片产品和解决方案提供商,产品及应用遍及国内外,在智能安全芯片、高稳定存储器芯片、安全自主FPGA、功率半导体器件、超稳晶体频率器件等核心业务领域已处于领先的市场地位。
紫光国微通过并购和内生发展不断提高自身技术水平与扩充自身产品结构,其公司名称共更换过四次,分别为晶源电子、同方国芯、紫光国芯、紫光国微,其发展过程为:
晶源电子时期:2001年,晶源电子成立,该公司是国内压电晶体元器件领域的领军企业。2005年,晶源电子在深交所正式挂牌上市,成为同行业第一家上市公司。
同方国芯时期:2010年同方股份收购晶源电子的25%股份,并成为第一大股东。2011年晶源电子发行股份收购北京同方微电子(现称为:北京紫光微电子)100%股份,布局智能安全芯片领域。2012年8月,公司名称由“晶源电子”更改为“同方国芯”,于该年12月,同方国芯发行股份收购深圳国微电子100%股份,进军特种集成电路领域。
2013年同方国芯的子公司深圳国微电子成立全资子公司同创国芯(现称为:紫光同创),布局FPGA领域。2014年同方国芯的子公司北京同方微电子公司成立全资子公司无锡同方微电子(现称为:无锡紫光微电子),布局功率半导体领域。2015年,同方国芯收购西安华芯半导体(现称为:西安紫光国芯),布局存储器芯片业务。
紫光国芯时期:2016年紫光集团收购同方国芯36.7%的股份,成为公司的实际控制人,先将同方国芯更名为“紫光国芯”,后将紫光国芯更改为“紫光国微”。

目前,紫光集团有限公司旗下*藏西**紫光春华投资有限公司拥有30.7%股份成为公司实际控制人,自此,除紫光集团外,不存在其他公司或个人持股比例高于5%。

1.2 五家子公司齐发力,五大业务齐增长
紫光国微通过多次战略并购,拓展了集成电路业务和存储业务,其五大芯片业务(智能安全芯片、特种集成电路、存储器芯片、FPGA、半导体功率器件)分别由五家子公司承担。
智能安全芯片:北京同方微电子承担紫光国微的智能安全芯片业务。北京同方微电子成立于2001年,是同方股份与清华控股发起成立的专业集成电路设计公司,是国内智能安全芯片领域的龙头企业,是清华大学微电子学研究所的长期战略合作伙伴。
北京同方微电子公司主要从事集成电路的设计、开发和销售,并提供系统解决方案。目前致力于身份识别、电信运营、金融交易、防伪及物流等领域智能卡和RFID电子标签的核心芯片开发,已经拥有相关专利技术五十余项。公司产品已广泛应用于身份识别、公共交通、小额支付和电子票务等众多领域,产品累计出货已经超过5亿颗。
特种集成电路:深圳国微电子承担紫光国微的特种集成电路业务。深圳国微电子成立于1993 年,主要从事特种集成电路研发、生产与销售。产品涵盖高性能微处理器、高性能可编程器件、存储类器件、总线器件、接口驱动器件、电源芯片六大系列,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,是首家启动的国家“909”工程的集成电路设计公司。
公司研发团队具有丰富的芯片设计经验,拥有28nm以上芯片设计能力;在齐备EDA工具和高性能硬件平台上,基于当今先进的芯片设计流程,公司已开发了200余款产品,产品覆盖了航空、航天、电子、船舶等各行业需求,并与国内多家行业内重点企业建立了战略合作伙伴关系,赢得了广泛的市场认同和声誉。
存储器芯片:西安紫光国芯半导体承担紫光国微的存储器芯片业务。2003年,西安紫光国芯半导体作为德国英飞凌科技存储器事业部在西安成立,产品覆盖消费电子、车用电子相关的DRAM芯片与模组,同时还提供IP服务设计以及Memory测试服务业务,是国内唯一拥有国际主流DRAM设计水平与团队的公司。
FPGA:深圳紫光同创电子承担紫光国微的FPGA业务。紫光同创专业从事可编程逻辑器件(FPGA、CPLD等)研发与生产销售工作,产品市场覆盖通信网络、信息安全、人工智能、数据中心、工业物联网等领域。
紫光同创的Titan系列可编程系统芯片(FPGA)产品PGT180H的应用软件、IP核、解决方案等设计服务内容持续提升完善,产品已经成功导入国内知名通信系统厂商,并进入多个领域客户的项目方案;Logos系列FPGA新产品研发进展顺利,预计年内完成工业和消费电子领域样品的开发。
半导体功率器件:无锡紫光微电子承担紫光国微的半导体功率器件业务。无锡紫光微电子是一家专注于先进半导体功率器件和集成电路的设计研发、芯片加工、封装测试及产品销售的集成电路设计企业。
公司开发和生产的SJ MOSFET、DT MOSFET、HV VDMOS、IGBT、IGTO、Half Bridge Gate Driver等先进半导体功率器件以及相关的电源管理集成电路等产品广泛应用于节能、绿色照明、风力发电、智能电网、混合动力\电动汽车、仪器仪表、消费电子等领域。

1.3 营业收入稳步增长,营收结构不断优化
自2014年,紫光国微的营业收入一直保持着稳定的增长。但是,2016年的营业收入增速表现出了一定程度的下降,这主要是由于两个原因:
第一,智能安全芯片业务的国内市场产品同质化严重,在中端产品市场上形成激烈的竞争市场竞争激烈导致产品毛利率出现明显下降。
第二,石英晶体市场需求持续低迷,产品售价持续下跌,紫光国微的产品订单严重不足,产品的销量及收入较大幅下降。
2017-2018年,紫光国微的营收增速较快,依次为28.9%、34.4%,这主要是由于三个原因:
第一,在智能安全芯片业务方面,由于东南亚、拉美和非洲市场4G网络升级的需求推动,紫光国微的SIM卡业务表现持续上升;金融IC的国产化芯片替代全面加速,紫光国微已经在各主要商业银行实现了规模供货,市场份额不断攀升。
第二,在石英晶体业务方面,随着物联网的广泛应用以及通讯与网络设备、汽车电子、工业控制等领域的需求成长,石英晶体产品市场需求逐步回暖,紫光国微订单饱满,产品销量大幅增长,销售收入同比稳定增长。
第三,在2017Q1-2018Q3,存储器芯片市场需求旺盛,但国际大厂处于制程转换过程,紫光国微的产品良率逐步提升,导致产品供不应求,存储芯片价格高位运行。


2017年,在营业收入提升情况下,紫光国微的归母净利润有较大下降,这主要是由于紫光国微的毛利率水平下降,而公司的三费率保持基本不变。紫光国微的毛利率降低的核心原因有两点:
第一,存储芯片的毛利率从2016年的18.3%下降到2017年的7.1%,子公司西安紫光国芯只是个Fabless厂,没有晶圆制造能力,该阶段存储芯片行情火爆,各大厂争先抢夺晶圆产能,造成晶圆制造厂大幅提价,紫光国微因为产能有限而议价能力较差,导致营业成本压力过大;
第二,存储芯片占紫光国微营收结构的权重逐渐提高,从14%(2016)上升到了26%(2018),导致其毛利率下降对公司整体毛利率的影响被放大。


从营收结构来看,2014-2015年,紫光国微的营收结构中毛利率较高的产品(智能卡芯片、集成电路)占比逐步提高,核心业务已经从晶体元器件全面转向芯片设计业务;
2016-2018年,由于存储芯片业务的加入以及存储芯片的营收增速较快,存储器芯片的总营收占比大幅度提升,集成电路业务呈现营收持续提高而总营收占比处于下降的态势,智能安全芯片业务营收占比基本保持稳定。
从各产品毛利率来看,特种集成电路业务的毛利率持续提高,这主要是紫光国微依托其特种微处理器、特种FPGA、特种存储器领域的技术优势,在航天、特种装备、雷达等应用方面持续保持着领先地位;智能卡芯片的毛利率持续下降,主要是由于安全芯片领域技术门槛不高、市场竞争愈发激烈。


紫光国微的研发费用保持稳步增长趋势,由于紫光国微2017-2018年的营收增速过快,导致研发费用占营收比重略有下降。紫光国微的三费占营业收入比重基本稳定,其中,2016年管理费用占比突然上升主要是源于2016年营业收入的下降。


2
三大并购业务齐发力,市场前景广阔
2.1 智能安全芯片领军地位明显,eSIM卡带来无限机遇
智能卡又称集成电路卡,即IC卡,它将集成电路芯片镶嵌于塑料基片中,封装成卡的形式,能实现数据的存储、传递、处理等功能,广泛应用于电信SIM卡、移动支付、居民健康卡、金融IC卡、社保卡、城市一卡通等。
IC卡出现之前主要使用磁条卡,与磁条卡的主要区别在于,磁条卡通过卡面表面的磁性记录介质记录信息,而IC卡则通过卡内的集成电路存储信息,具有更好的保密性与更大的储存容量,能实现更多的功能。


紫光国微的智能芯片业务由子公司北京同芯微电子有限公司负责,其产品分为智能卡芯片和智能安全芯片两种,其中,智能卡芯片分为接触式芯片、双界面芯片,智能终端芯片分为读卡机具芯片、USB-KEY芯片。

自2014年,智能安全芯片业务的营业收入一直保持着稳定增长的趋势,但是,2016年的营业收入增速表现出了较明显的下降,主要是由于智能安全芯片市场竞争激烈导致产品价格有所下降,使得智能安全芯片的营收和毛利率水平下降。
进一步而言,在行业内IC卡平均售价持续上升的情况下,智能安全芯片的毛利率水平却保持着持续下降趋势,表现出智能安全芯片市场竞争的激烈程度,但在2017-2018年紫光国微的智能安全芯片业务的营收表现优异,反映出了紫光国微应对激烈竞争的能力。


同芯微电子一直以来都是国内智能安全芯片领域的领军企业,其在SIM卡、二代身份证读写、居民健康卡、金融IC方面长期保持着领先优势地位。
2003年,同芯微电子成为中国首家第二代居民身份证专用芯片合作企业;2005年,同芯微电子的非接触CPU卡芯片大规模应用于沈阳公交;
2008年,同芯微电子的SIM卡芯片市场占有率达到中国第一,并在北京奥运会中独家负责电子门票芯片、电子证件芯片和读写器射频芯片;
2009年,同芯微电子的身份证读写器芯片市占率超过70%;2012年,同芯微电子成功助力国家居民健康卡和社保卡的首发;
2016年,同芯微电子成为国内首家获得国际CC EAL5+认证的公司,在金融安全芯片上占据了较大优势;
2019年,同芯微电子通过eSIM测试,将在5G、物联网时代大有可为。

随着国家信息化进程的加速发展,人们对信息消费的需求量日益增长,IC卡对传统磁条卡的替代将继续推进,未来IC卡的多功能应用将是未来智能卡技术发展的方向,推进IC卡“一卡多用”及“多功能卡”成为当今信息社会发展中不容忽视的环节。
前瞻产业研究院指出,目前IC卡的下游产业如银行、通信、交通等行业均保持较快发展,随着这些行业信息化要求的不断提高,其对IC卡的需求也将持续增长,并有加快之势。据初步预测估算,至2022年,IC卡市场规模将超过320亿元。


在《金融IC卡行业一卡多用应用规范》等金融行业标准的推动下,银行IC卡芯片国产替代化进程加快,并已逐步实现批量商用。
2016年,人力资源和社会保障部在《“互联网+人社”2020行动计划》中提到“一人一卡”和“信息汇聚”,对芯片卡需求以及信息安全保护提出了更高的要求。随着我国核心芯片设计技术和生产能力的不断增强,以紫光国微为代表的国产智能安全芯片企业将占据更加主动的竞争地位。
eSIM卡,即Embedded-SIM,嵌入式SIM卡。eSIM卡的概念就是将传统SIM卡直接嵌入到设备芯片上,而不是作为独立的可移除零部件加入设备中,用户无需插入物理SIM卡。据智能卡芯片全球第一厂商(英飞凌)所述,嵌入式安全芯片是未来趋势。
目前,eSIM尚未在国内普及,然而,随着物联网的崛起,同芯微电子所掌握的国内独有的eSIM卡技术,将在未来移动通信业务中扮演越来越重要的角色,承担起鉴权、加密、传输等多种功能。


2.2 协同紫光集团布局存储业务,剥离存储业务优化盈利结构
紫光国微的存储芯片业务由子公司西安紫光同芯有限公司负责。
2003年,西安紫光国芯的前身——德国英飞凌科技存储器事业部在西安成立;2006年,随着英飞凌科技的全球拆分,西安英飞凌科技存储器事业部开始独立运营,并更名为奇梦达科技;
2009年,浪潮集团收购奇梦达科技,并将其更名为西安华芯半导体有限公司;2015年和2017年,紫光国微合计收购西安华芯100%股份。受下游制造代工产能等方面的限制,西安紫光国芯短期内无法达到规模经济,净利润为负,已影响到其正常持续经营。
因此,2018年10月,紫光国微拟将全资子公司西安紫光国芯半导体100%股份转让给紫光集团下属全资子公司北京紫光存储科技有限公司,这有利于减轻紫光国微资金投入压力,摆脱存储业务毛利率过低的影响,改善公司毛利率下降的现状。(截止到2019Q1尚未完成转让,仍并入紫光国微的合并财务报表中)

西安紫光同芯的产品分为DRAM、ECC DRAM、DRAM模组、DRAM KGD、NAND FLASH五种,其中DRAM与ECC DRAM主要应用于工控、汽车电子、计算机等,DRAM KGD主要针对高品质的晶圆级客户,NAND FLASH可应用于手机、笔记本和数码相机。

自2015年完成对西安紫光国芯的收购以来,存储器业务营业收入保持着良好的增长趋势。然而,2017年开始,存储器的毛利率发生了大幅度下降且2018年仍未改变毛利率过低的现状,这主要是2016-2017年DRAM市场价格上升,设计厂商的代工需求旺盛,一方面,在市场上DRAM代工厂较少且均为国外厂商的情况下,各大设计厂商争先抢夺晶圆产能,晶圆制造厂大幅度提价;另一方面,紫光国微的存储芯片业务由于生产规模有限,市场占有率非常小,不利于产品成本控制。


DRAM产业的发展需要较低的晶圆制造成本,需要代工厂的良好协同。国际领先的DRAM厂商均采用IDM经营模式,如三星、SK 海力士、美光。为了改善紫光国微的财务状况并保障存储业务的健康发展,紫光国微拟将存储业务转让给紫光集团的子公司紫光存储,这是一个既能有利于缓解紫光国微的资金压力,又能给予存储业务充足的资金支持的明智之举。当前,紫光集团的存储产业布局为三个部分:存储芯片、存储器、下游产品。
紫光集团的存储芯片布局可分为三个环节:存储芯片设计、制造、封测。
在存储芯片设计方面,紫光集团拥有国内唯一主流的DRAM研发团队,成功量产了DDR4,进一步缩短了与国际领先水平的距离;
在存储芯片制造方面,2016年紫光集团控股武汉长江存储有限公司,并在成都、南京陆续签约落地总投资额近1000亿美元的存储芯片与存储器制造工厂,其中长江存储3D NAND月产能可达30万片,成都和南京的晶圆厂将生产3D NAND和DRAM,未来月产将达20万片;
在存储芯片封测方面,紫光集团控股上海宏微、持有矽品科技(苏州)30%的股份,布局集成电路的封测领域。
紫光集团的存储器布局可分为两个环节:存储器制造、硬件系统。在存储器制造方面,紫光集团子公司紫光存储在NAND颗粒、嵌入式存储、SSD、安全存储方面处于行业领先地位;紫光集团控股苏州光建专注于SSD的研发、制造。在硬件系统方面,紫光西部数据在动态海量存储系统、全供应闪存系统、分布式云存储系统位于行业领先地位。
紫光集团的下游产品布局可分为两个个环节:
下游产品研发、云方案。在下游产品的研发方面,新华三以“云网融合”为技术战略,在全系列服务器、存储、网络、安全、超融合系统和IT管理系统等关键技术领域持续创新,在路由器、交换机、家庭存储、网络操作系统等方面处于国内领先地位。
在云方案方面,紫光工业云发挥新华三集团云计算解决方案能力和紫光云数的运营优势,构建了工业物联网平台、工业大数据平台、工业应用使能平台。
自此,紫光集团的存储业务构成了从“存储芯片”到“紫光工业云”的产业闭环,具有较强的技术优势、成本优势和协同优势。

2.3 国产化替代加速,特种集成电路毛利率节节攀升
紫光国微的特种集成电路业务由子公司深圳国微电子负责,其产品包括:特种微处理器、特种可编程器件、特种存储器、特种总线及接口、特种电源电路、特种SoPC和定制芯片等几大类。深圳国微电子的产品覆盖航空、航天、电子、船舶等领域,对性能要求高、客户黏性强、行业进入门槛高,在特种FPGA、特种存储芯片方面处于国内领先地位。



2013-2018年,深圳国微电子的集成电路业务保持着较快上升趋势,由于前几年营收增速较快,2017年营收增速放缓,这属于健康发展状态。
国家一直大力支持紫光国微特种集成电路业务的发展,在2014-2018年,给予特种集成电路的政府补助占紫光国微当年新增的政府补助总额的30%以上,其中,2015年占比高达93.8%。


由于我国加快推进自主可控替代计划、构建安全可控的信息技术体系,特种集成电路作为国家核心战略资源,未来市场潜力巨大。我国军费稳步增长,2018年军费总额较2017年增长8.1%,超出预期,但与发达国家相比,我国军费增长仍存巨大空间。
尽管从总量上看,我国军费支出逐年稳步攀升,军费支出排名已位列世界第二,但国民人均国防经费、军费占GDP比重等人均及相对指标仍处于较低水平。
以2015年数据为例,我国军费支出占GDP比例仅为1.3%,远低于美国的3.3%、英国的1.9%以及法国的2.1%,与亚太周边国家和地区相比,我国的军费占比也有着很大的增长空间,2015年韩国军费支出占GDP比例为2.6%。
在这样的局势下,美国仍在主张提高军费,北约也强调要将每个成员国军费占GDP的比例提高到2%左右,因此从横向对比看,中国的经济规模及世界趋势为我国的军费增长提供了现实可能性,这也将给特种集成电路产业带来无限的机会。


3
两大内生发展项目潜力巨大
3.1 FPGA种类覆盖完全,发展潜力巨大
为了进一步推动FPGA芯片的发展,紫光国微于2017年8月决定通过增资扩股的方式为紫光同创注资1.5亿元。自此,紫光同创中紫光国微的持股比例下降为36.5%,不再并入紫光国微的合并报表,但仍受紫光国微重大影响。
FPGA,即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的,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。
FPGA具有三大优势:
第一,可编程灵活性高。FPGA属于半定制电路,理论上,如果FPGA提供的门电路规模足够大,通过编程可以实现任意ASIC和DSP的逻辑功能。
第二,开发周期短。FPGA无需布线、掩模和定制流片等,芯片开发流程简化。传统的ASIC和SoC设计周期平均是14到24个月,用FPGA进行开发时间可以平均降低55%。
第三,并行计算效率高。FPGA属于并行计算,一次可执行多个指令的算法。虽然普遍主频较低,但对部分特殊的任务,大量相对低速并行的单元比起少量高效单元而言效率更高。

全球FPGA市场呈现“两大两小”格局。“两大”是赛灵思和Altera,主要布局5G以及AI,主打可编程逻辑器件,带有软件工具的可编程逻辑技术、知识产权(IP)和技术服务,合计占87%的市场份额;“两小”是指Lattice和Microsemi,其中Lattice主要面向IoT市场,而Microsemi主要聚焦航空航天和军工市场。
目前国际龙头企业的工艺技术已达7nm、10nm级,可实现4到5亿门器件规模。随着5G、工业互联网、智能汽车、数据中心、AI智能等下游需求的爆发,未来FPGA市场规模将迎来高速增长。


紫光国微的可编程系统芯片业务由子公司紫光同创电子有限公司负责,其产品根据客户需求分为三个系列:高性能的Tian系列FPGA、高性价比的Logos系列FPGA、超低功耗的Campact系列CPLD,并且还有自主研发的支持千万门级FPGA器件设计开发的FPGA开发软件。(紫光同创的FPGA产品目前出货量较小,处于试用阶段)
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,它采用了完全自主产权的体系结构和40nm主流工艺,可编程逻辑资源最高达18万个,拥有创新的可配置逻辑单元(CLM)、专用的18Kb存储单元(DRM)、算术处理单元(APM)、高速串行接口模块(HSST)、多功能高性能IO以及丰富的片上时钟资源等模块,支持PCIE 1.0/2.0、DDR3、以太网等高速接口。它可广泛应用于通信网络、视频图像、信息安全等市场领域。
Logos系列芯片是公司推出的高性价比FPGA产品,采用完全自主产权的体系结构和先进工艺,是目前全球40nm工艺下集成度最高的FPGA产品,拥有15K~50K的可编程逻辑单元,内嵌DDR3硬核,支持1.25Gbps LVDS、MIPI D-PHY等接口,支持RAM软错误检测与纠错功能。它可应用于工业控制、物联网、消费电子等领域,是消费类产品、LED控制卡及工业自动化应用中高级桥接应用的理想选择。
Compact系列产品是公司推出的CPLD产品,采用Flash工艺下完全自主产权的体系结构制造实现,专门为了满足低功耗、低成本设计客户需求以加快客户产品上市速度,拥有1K~7K可编程逻辑单元,支持MIPI、LVDS、I2C、SPI、OSC、RAM、PLL等丰富接口,支持RAM软错误检测与纠错功能,功能丰富、竞争力强,替代业界现有的所有3.3V CPLD、低功耗FPGA产品。它主要用于通信、工业与物联网、消费电子等市场领域。
Pango Design Suite是公司基于10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,支持工业界标准的开发流程,可实现从RTL综合到配置数据流生成*载下**的全套操作。

国家大力支持紫光国微FPGA的发展,2016-2017年,给予FPGA的政府补助占紫光国微当年新增的政府补助总额的60%。

在AI领域, FPGA在推断阶段占据主导地位。目前人工智能市场主要来自于“训练”的需求,不过,自2019年开始来自“推断”(包括数据中心和边缘端)的需求将会持续快速爆发式增长,而“训练”的需求增长将会逐渐放缓,并趋于停滞。到2021年来自“推断”的市场规模将会首次超过“训练”,之后2023年将达到“训练”市场的三倍左右。
在无线通信领域,FPGA是5G基站RRU的主芯片,主要实现数字中频处理。不同国家/地区、不同运营商分配的频谱资源不同,RRU需满足不同应用需求。随着通信技术在持续升级发展,对数字中频带宽的要求也越来越高,要求RRU具备一定的灵活性,相较ASIC,FPGA的可重新“编程”特性更能胜任RRU的需求。


3.2 功率半导体国外高度垄断,国内市场广阔
电力电子器件,又称为功率半导体器件,用于电能变换和电能控制电路中的大功率(通常指电流为数十至数千安,电压为数百伏以上)电子器件。它可分为半控型器件、全控型器件和不可控型器件,其中晶闸管为半控型器件,承受电压和电流容量在所有器件中最高;电力二极管为不可控器件,结构和原理简单,工作可靠;还可以分为电压驱动型器件和电流驱动型器件,其中GTO、GTR为电流驱动型器件,IGBT、电力MOSFET为电压驱动型器件。


随着对节能减排的需求迫切,功率半导体的应用领域已从工业控制和4C领域,进入新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多市场。从2017年全球功率半导体市场来看,工业应用市场占比为34%,全球工业功率半导体市场规模一直处于稳步增长的趋势。


全球功率半导体巨头主要集中美国、欧洲、日本三个地区。中国、台湾地区厂商主要集中在二极管、晶闸管、低压MOSFET等低端功率器件领域,IGBT、中高压MOSFET等高端器件主要由欧美日厂商占据。
中国大陆以扬杰科技、华微电子、士兰微为代表的功率半导体龙头企业市场占有率非常低,进口替代的空间巨大,其产品主要在通讯、图像、家电市场。以MOSFET市场为例,国内主要依赖进口,基本被国外欧美日企业垄断。2016年,中国大陆市场份额前五均为外资企业,合计占比达到65.0%,其中,市场份额占比最高的是英飞凌,达到28.5%;安森美其次,占比为17.1%。


紫光国微的功率半导体业务由子公司无锡紫光微电子有限公司负责,其产品专注于电压驱动型器件IGBT、MOSFET,主要有超结功率MOSFET、TRENCH MOSFET沟槽式金属氧化物半导体场效应管、VD MOS、DT MOS、IGBT、IGTO,广泛应用于节能、绿色照明、风力发电、智能电网、混合动力\电动汽车、仪器仪表、消费电子等领域。
超结功率MOSFET(Super Junction MOSFET)是一种新型功率器件,采用基于电荷平衡的器件结构,导通电阻明显下降。在应用中可减小系统功率损耗并提高其转换效率,目前是电源领域最有生命力的功率器件,国际上Infineon、Fairchild、ST等为此器件的领军企业。
无锡紫光微电子有限公司致力于成为中国先进的SJ MOSFET供应商,目前在开发的产品包括500V/600V/650V/700V/800V/900V等系列。其可应用于PFC、PWM、Adapter、LCD&PDP TV、UPS、太阳能等。
TRENCH MOSFET沟槽式金属氧化物半导体场效应管这种新型垂直结构器件在VDMOS的基础上发展起来,和VDMOS相比,Trench MOS拥有更低的导通电阻和栅漏电荷密度,因而拥有更低的导通和开关损耗及更快的开关速度。
同时由于Trench MOS的沟道是垂直的,故可进一步提高其沟道密度,减小芯片尺寸,降低导通电阻。并且其具有MOS器件的一切优点,如:开关速度快、驱动功率小等。并联的元胞具有负的温度系数,有利于大电流和更宽的安全工作区的实现。其可应用于锂电保护、交流/直流电源的同步整流、电机驱动。
VD MOSFET兼有双极晶体管和普通MOS器件的优点,具有较低的导通电阻和栅电荷,主要应用于电机调速、逆变器、不间断电源、电子开关、高保真音响、汽车电器和电子镇流器等。无锡紫光微电子可以提供技术先进的高中低压MOSFET,覆盖电压范围40V~1000V。其可应用于开关电源、不间断电源、硬开关和高频电路。
DT MOSFET能够大幅度降低电流传导过程中的导通功率损耗。同时,电流在芯片元胞当中的流通会更加均匀稳定,其有效降低了栅极电荷(Qg),尤其是栅极漏极间的电荷(Qgd),从而在快速开关过程中降低开关功率损耗。通过采用这些先进的技术手段,DT MOSFET的FOM(Qg*Rdson)得以实现行业内的领先水平,其可应用于不间断电源、逆变器、交流/直流电源的同步整流、电机驱动。
IGBT(绝缘栅双极型晶体管),是由BJT(双极型三极管)和MOSFET(绝缘栅型场效应管)组成的电压驱动式高压大功率电力电子器件,兼有MOSFET高输入阻抗和双极器件低导通压降两方面的优点。
IGBT主要应用于交流电机、电动汽车、变频器、牵引传动、风能和太阳能等工业领域,是目前电力电子和绿色能源的主力功率器件。
无锡紫光微电子有限公司以IGBT实际应用为设计基础,使用先进的NPT(非穿通型)和沟槽型FS(场终止型)IGBT技术为大功率应用客户提供优质可靠的系统解决方案。其可应用于交/直流驱动、不间断电源、电磁炉、通用逆变器、开关和共振模式电源供给等。
大功率集成发射极可关断晶闸管(IGTO)是无锡紫光微电子开发的满足1MW以上大功率应用的新型大功率电力电子器件,其具有大电流无吸收关断能力、低门极驱动功耗、过流保护功能、光纤触发输入及状态回馈、适合较高频率工作(大于1kHz)的特点,可广泛适用于冶金、电力、交通等行业。

4
拟收购紫光联盛,实现安全芯片上下游整合
2019年5月20日,紫光国微正在筹划以发行股份的方式收购紫光集团子公司紫光联盛100%股权。2019年5月31日,紫光国微拟以35.5元的价格发行股份向紫光神彩、紫锦海阔、紫锦海跃、红枫资本和鑫铧投资购买其合计持有的北京紫光联盛科技100%股权,初步约定收购价格为180亿元(相对于紫光联盛收购Linxens的22亿欧元,估值溢价为5-6%)。
由于紫光国微的收购价格为紫光国微2018年末资产总额(57.2亿元)的3.1倍,达到了国家关于重大资产重组的认定标准(50%以上),因此,紫光国微的此次收购构成了重大资产重组。
紫光联盛成立于2018年5月21日,注册资本为180亿元,股东皆为紫光集团控股或参股的公司,故而,此次紫光国微收购紫光联盛实质上是紫光集团内部的战略调整。2018年12月28日,紫光联盛以22亿欧元间接收购Linxens100%的股权。

Linxens成立于1979年,是智能安全芯片微连接器、RFID嵌体及天线和超轻薄柔性LED灯带方面的国际领军企业。自公司成立以来,Linxens已经向市场提供了超过900亿个连接器,每年生产大约8亿个RFID转发器,这是全球中RFID行业的最大生产能力。2018年,Linxens实现了4.3亿欧元的营业收入。

Linxens主要客户为智能卡生产商、芯片生产商及模块生产商,广泛应用于SIM卡、银行卡、交通卡等产品,涉及电信、交通、酒店、金融服务、电子政务和物联网等领域。
微连接器业务:微连接器又称载带或条带。在微连接器领域,Linxens向客户提供接触式、非接触式以及双界面的智能安全芯片微连接器,并帮助客户定制微连接器解决方案。
RFID嵌体及天线业务: Linxens可根据客户标准(材料类型、安全、耐久性)将电子电路印刷在各种材料上,并制成预层压板,应用于放大器天线、双接口嵌体和电子护照封面等领域。Linxens可利用智能卡的安全连接及识别技术制成白卡,应用于公共交通、非接触式支付、门禁控制和身份识别等场景。


本次收购完成后,紫光国微的智能安全芯片业务将从智能安全芯片设计延伸到RFID天线,完成“芯片设计、微连接器制造、模块组装、RFID嵌体和天线”的智能卡的关键产业节点布局,实现“芯片设计-微连接器生产-模组生产”的三位一体,达成四个方面的协同作用:
(1)实现联动共赢,拓展智能安全芯片产业链。紫光国微的智能安全芯片业务与Linxens的智能安全芯片微连接器业务属于产业链上下游,具有很强的协同效应。本次收购完成后,紫光国微将实现上下游整合,可同时提供智能安全芯片和微连接器的设计,并制造出自主可控的智能安全芯片模组。
(2)增加技术储备,提升产品竞争力。Linxens的动态密码和指纹识别技术,具有提升银行卡的安全性的作用,将其融入紫光国微智能安全芯片,有望大幅提高各类身份识别卡、金融支付卡的安全、可靠程度。
(3)加强业务协同,扩大经营规模。由于Linxens已建立了国际化的销售网络、研发中心和生产基地,通过此次收购,紫光国微将获得新的业绩增长点和销售渠道。
(4)减少关联交易,降低制造成本。2018年度,紫光国微向Linxens采购智能安全芯片微连接器、委托制作模组等业务构成关联交易。通过此次收购,紫光国微将能更好地控制微连接器和制作模组的采购成本。

(全文完)