深圳深愛半導(dǎo)體股份有限公司是一家深圳地方國企,公司深耕半導(dǎo)體分立器件行業(yè),是一家專業(yè)從事功率半導(dǎo)體器件及芯片的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售的高科技企業(yè),為飛利浦、陽光照明、印度蘇雅等企業(yè)提供雙極型功率晶體管、 MOSFET 器件、功率驅(qū)動(dòng) IC、肖特基二極管、 IGBT 器件、快恢復(fù)二極管、 LED 驅(qū)動(dòng)芯片及模塊、 CMOS-IC 等產(chǎn)品。
公司大部分產(chǎn)品銷往國內(nèi),產(chǎn)品可以分為兩類:芯片和成品(封裝后的芯片)。
芯片業(yè)務(wù)占四成,毛利率44%;封裝業(yè)務(wù)占比六成,毛利率26.9%。
具體產(chǎn)品包括:
?LED驅(qū)動(dòng)電路LED DRIVER Circuit,應(yīng)用于室內(nèi)照明、展示照明、景觀照明、舞臺(tái)氣氛燈、植物生長燈、交通顯示、背光燈、廣告燈、汽車燈。
LED驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的上游是晶圓制造與封裝測(cè)試供應(yīng)商,代表企業(yè)有臺(tái)積電、中芯國際、華潤微、華虹半導(dǎo)體、通富微電、長電科技、深深愛等。
中游是LED 驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)廠商,代表企業(yè)有晶豐明源、明微電子、富滿電子等。
深深愛是上游,給晶豐明源這些LED驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)服務(wù),為其進(jìn)行LED驅(qū)動(dòng)芯片的制造代工和封裝測(cè)試。
下游應(yīng)用領(lǐng)域可細(xì)分為照明和顯示屏領(lǐng)域,企業(yè)有歐普照明、陽光照明、利亞德、洲明科技等。
LED驅(qū)動(dòng)芯片從應(yīng)用上可以分為LED顯示驅(qū)動(dòng)和LED照明驅(qū)動(dòng)。
LED 顯示驅(qū)動(dòng)芯片片主要用于控制 LED 顯示屏的色彩、亮度、對(duì)比度等圖像效果,應(yīng)用于 LED 全彩顯示屏、LED 小間距顯示屏、LED 單雙色顯示屏等產(chǎn)品 2020 年全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片晶圓產(chǎn)能供給中,中國臺(tái)灣地區(qū)產(chǎn)能份額約為 61%,代表廠商包括臺(tái)積電等;中國大陸地區(qū)約為13%,代表廠商主要包括中芯國際和華虹。
顯示驅(qū)動(dòng)芯片技術(shù)附加值更高,因技術(shù)難度更大。其采取數(shù)?;旌显O(shè)計(jì)方式,以算法為主、模擬功能為輔,應(yīng)用于低電壓輸入,通過芯片內(nèi)部算法反饋數(shù)據(jù),將圖像數(shù)據(jù)以 RGB(紅、綠、藍(lán))形式還原,增強(qiáng)顯示效果。
LED 照明驅(qū)動(dòng)芯片可以使 LED 處在最合適的電壓、電流狀態(tài)中穩(wěn)定工作,具有單段或多段恒流、開關(guān)調(diào)光調(diào)色、準(zhǔn)全電壓恒流、可控硅調(diào)光調(diào)色、開關(guān)分段、恒功率控制等特點(diǎn),產(chǎn)品恒流精度高、功率因數(shù)高、系統(tǒng)效率高、結(jié)構(gòu)簡單、方案成本低,被廣泛應(yīng)用于家居照明、辦公照明、商業(yè)照明、市政照明等照明領(lǐng)域。
LED 照明驅(qū)動(dòng)芯片主要以模擬功能為主,主要應(yīng)用于強(qiáng)電輸入,如 110V 和 220V 的高壓領(lǐng)域,采用高壓或超高壓工藝,在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)恒流開和關(guān)的動(dòng)作。
從公司介紹和客戶來看,深深愛主要面向LED照明驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域,產(chǎn)品相對(duì)比較低端。
LED 被稱為第四代照明光源或綠色光源,具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各種顯示、指示、裝飾、背光源、照明和城市夜景等場景。
隨著 LED 技術(shù)成熟和燈珠成本降低、性價(jià)比逐漸提高, LED 產(chǎn)品在各種下游應(yīng)用領(lǐng)域滲透率提升,我國 LED 市場規(guī)模持續(xù)增加。
根據(jù) GGII 的數(shù)據(jù), 2020 年全球 LED 照明的市場規(guī)模達(dá) 7280 億元, 同比增長約 10%,隨著 LED 照明的持續(xù)滲透, LED 照明市場規(guī)模未來有望保持快速增長。
根據(jù) Digitimes 統(tǒng)計(jì),全球LED 照明滲透率從 2009 年的 1.5%增長至 2018 年的 42.50%, 年均復(fù)合增長率為 45.00%。而日本等發(fā)達(dá)國家 LED 照明滲透率在 70%以上。
LED 照明智能化趨勢(shì)帶動(dòng) LED 驅(qū)動(dòng)芯片需求顯著增長。伴隨家居智能化趨勢(shì)的逐步興起,未來 LED 照明產(chǎn)品有望朝智能化和高端化的方向不斷發(fā)展, 在照明產(chǎn)品智能化的過程中,照明技術(shù)與智能硬件、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨界融合, 涌現(xiàn)出許多智能照明產(chǎn)品, 促進(jìn)了 LED 照明產(chǎn)業(yè)的新興需求的增長。
配套智能 LED 照明產(chǎn)品的智能驅(qū)動(dòng)芯片在傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)芯片的基礎(chǔ)上增加了設(shè)計(jì)模組、電源、智能控制系統(tǒng)等模塊, 以飛利浦 Hue 智能燈具為例,該產(chǎn)品除需要常規(guī) LED 驅(qū)動(dòng)芯片外,還需配備 4 顆左右 PWM調(diào)光恒流驅(qū)動(dòng)芯片,智能 LED 照明產(chǎn)品對(duì)智能驅(qū)動(dòng)芯片需求成倍增加。
根據(jù) GGII 的數(shù)據(jù), 2016 年我國智能 LED 照明產(chǎn)值為 147 億元,到 2020 年產(chǎn)值規(guī)模有望達(dá) 1035 億,2016-2020 年的 CAGR 可達(dá) 62.89%。隨著智能 LED 照明產(chǎn)業(yè)的迅速起步,智能 LED 驅(qū)動(dòng)芯片具有廣闊的發(fā)展前景。
LED 照明驅(qū)動(dòng)芯片的恒流精度、高效率和可靠性直接決定了 LED 照明燈具的使用壽命、調(diào)光調(diào)色等性能指標(biāo),是 LED 照明產(chǎn)品的核心部件,未來有望充分受益于 LED 照明產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
目前,國內(nèi)LED驅(qū)動(dòng)芯片市場規(guī)模是100多億。全球 LED 驅(qū)動(dòng)芯片市場的主要廠商包括德州儀器、聚積科技、集創(chuàng)北方、 富滿電子、明微電子、晶豐明源等廠商,其中,德州儀器和聚積科技產(chǎn)品主攻海外中高端應(yīng)用市場,位居市場領(lǐng)先地位。
同時(shí), 中國是全球 LED 行業(yè)重要的生產(chǎn)和出口基地, 根據(jù) GGII 的數(shù)據(jù),全球 70%以上 LED 應(yīng)用產(chǎn)品是在中國進(jìn)行生產(chǎn)。
依托廣闊和快速發(fā)展的本土市場, 富滿電子、明微電子、晶豐明源等國內(nèi) LED 驅(qū)動(dòng)芯片企業(yè)的整體技術(shù)水平已逐步趕上國際先進(jìn)水平,相關(guān)產(chǎn)品的國際競爭力顯著提高,尤其是在高性價(jià)比方面有較大競爭優(yōu)勢(shì)。
?DMOS產(chǎn)品,應(yīng)用于電子鎮(zhèn)流器、電子變壓器、開關(guān)電源等。
相較于數(shù)字 IC 多采用 CMOS 工藝,模擬 IC 工藝種類較多,模擬 IC 的工藝類別有Bipolar、 BiCMOS、 CMOS、CD、 BCD 等工藝, 在高頻領(lǐng)域 BiCMOS 等工藝能與 SiGe 和 GaAS 工藝結(jié)合;在功率領(lǐng)域, BCD、絕緣硅( SOI)等工藝也有良好的表現(xiàn)。而數(shù)字 IC 設(shè)計(jì)者基本上不用考慮工藝問題。
數(shù)字IC多采用CMOS工藝,而模擬IC很少采用CMOS工藝。因?yàn)槟MIC通常要輸出高電壓或者大電流來驅(qū)動(dòng)其他元件,而CMOS工藝的驅(qū)動(dòng)能力很差。
此外,模擬IC最關(guān)鍵的是低失真和高信噪比,這兩者都是在高電壓下比較容易做到的。而CMOS工藝主要用在5V以下的低電壓環(huán)境,并且持續(xù)朝低電壓方向發(fā)展。
因此,模擬IC早期使用Bipolar工藝,但是Bipolar工藝功耗大,因此又出現(xiàn)BiCMOS工藝,結(jié)合了Bipolar工藝和CMOS工藝兩者的優(yōu)點(diǎn)。另外還有CD工藝,將CMOS工藝和DMOS工藝結(jié)合在一起。而BCD工藝則是結(jié)合了Bipolar、CMOS、DMOS三種工藝的優(yōu)點(diǎn)。
在高頻領(lǐng)域還有SiGe和GaAS工藝。這些特殊工藝需要晶圓代工廠的配合,同時(shí)也需要設(shè)計(jì)者加以熟悉。
DMOS與CMOS器件結(jié)構(gòu)類似,也有源、漏、柵等電極,但是漏端擊穿電壓高。DMOS主要有兩種類型,垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管VDMOSFET(vertical double-diffused MOSFET)和橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管LDMOSFET(lateral double-diffused MOSFET)。
目前的發(fā)展趨勢(shì)是BCD工藝。BCD工藝的特點(diǎn)是將硅平面工藝用到功率集成上,是一種可以將雙極、CMOS和DMOS器件同時(shí)集成到單芯片上的技術(shù)。
在功率應(yīng)用領(lǐng)域,與傳統(tǒng)的雙極功率工藝相比,BCD工藝具有顯著的優(yōu)勢(shì),最基本的優(yōu)勢(shì)就是使得電路設(shè)計(jì)者可以在高精度模擬的雙極器件,高集成度的CMOS器件和作為功率輸出級(jí)的DMOS器件之間自由選擇。
由于DMOS具有高效率(低損耗)、高強(qiáng)度(無二次擊穿)、耐高壓和固有的源漏二極管的存在(作用類似續(xù)流二極管)和高速的開關(guān)特性,因此,DMOS特別適合作為功率開關(guān)器件,而且其制造工藝可以和硅柵CMOS制造工藝兼容,從而有利于功率集成。整合好的BCD工藝可大幅降低功耗,提高系統(tǒng)性能,增加可靠性和降低成本。
這塊的競爭對(duì)手有華虹半導(dǎo)體(HK:01347)、華潤微( 688396.SH)等。其中,華潤微DMOS、BCD、MEMES等工藝的 6 英寸晶圓代工產(chǎn)能在國內(nèi)居于前列,有3條 6 英寸產(chǎn)線。
華虹半導(dǎo)體(HK:01347)旗下的華虹宏力擁有先進(jìn)的電源管理 IC 工藝平臺(tái),主要包括高集成度的 BCD(Bipolar, CMOS 和 DMOS)和CDMOS,技術(shù)制程在 0.13μ m-0.8μ m 節(jié)點(diǎn)區(qū)間,可廣泛應(yīng)用于音頻功放、室內(nèi)外照明、電源管理、工業(yè)控制、汽車電子等領(lǐng)域,特別是 DC-DC 轉(zhuǎn)換器、 AC-DC 轉(zhuǎn)化器、 LED 照明和電池管理等產(chǎn)品。公司是目前國內(nèi)出貨量最大的 LED 驅(qū)動(dòng)芯片代工廠家。
?功率雙極晶體管,應(yīng)用于節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器、電子變壓器、開關(guān)電源。
功率器件市場中,MOSFET、IGBT(絕緣柵雙極晶體管,屬于MOS 類晶體管)和雙極晶體管是最主要的三個(gè)細(xì)分市場,合計(jì)占比超過90%。其中MOSFET和IGBT隨著下游新應(yīng)用的推動(dòng),發(fā)展十分迅速。
雙極性晶體管是一種具有三個(gè)終端的電子器件,由三部分摻雜程度不同的半導(dǎo)體制成,晶體管中的電荷流動(dòng)主要是由于載流子在PN結(jié)處的擴(kuò)散作用和漂移運(yùn)動(dòng)。具體包括雙極型功率晶體管、可控硅、放電管等。
?功率二極管,分為肖特基二極管( SBD)和快恢復(fù)二極管,應(yīng)用于低壓高頻逆變電路、續(xù)流電流、保護(hù)電流。
整流類二極管, 包括肖特基二極管、快恢復(fù)二極管、硅整流二極管、整流橋等。
肖特基功率二極管作為較基礎(chǔ)的功率器件,在電路中主要是作整流二極管、續(xù)流二極管、保護(hù)二極管等,主要用在低電壓、大電流的電路中,如開關(guān)電源、變頻器、逆變器、微波通信,可應(yīng)用于太陽能電池、開關(guān)電源、汽車以及手機(jī)等領(lǐng)域。
碳化硅材料的肖特基功率二極管可廣泛應(yīng)用于新能源汽車/混合動(dòng)力汽車、不間斷電源(UPS)、風(fēng)力發(fā)電、光伏逆變器、船舶運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。立昂微(SH:605358) 的光伏專用肖特基二極管占全球 45%份額。其他競爭對(duì)手還有韋爾股份(603501) 、華潤微(688396)、士蘭微(600460.SH)、揚(yáng)杰科技(300373.SZ)等。
快恢復(fù)二極管(簡稱FRD)是一種具有開關(guān)特性好、反向恢復(fù)時(shí)間短特點(diǎn)的半導(dǎo)體二極管,主要應(yīng)用于開關(guān)電源、PWM脈寬調(diào)制器、變頻器等電子電路中,作為高頻整流二極管、續(xù)流二極管或阻尼二極管使用。
一般IGBT模塊中都含有快恢復(fù)二極管,如果是IGBT單管的話,型號(hào)編碼中電流數(shù)值后面含有“D”字母的話就代表內(nèi)含快恢復(fù)二極管。IGBT模塊中的快恢復(fù)二極管的作用是當(dāng)電感突然斷電的話,會(huì)放出很多電,沒有續(xù)流二極管的話容易燒壞回路中的IGBT,有了快恢復(fù)續(xù)流二極管其電就會(huì)通過續(xù)流二極管回路(相當(dāng)于電感短路)放電,不至于燒壞IGBT。競爭對(duì)手有斯達(dá)半導(dǎo)(603290.SH)、中芯國際、捷捷微電( 300623.SZ )等。
功率二極管技術(shù)成熟、市場進(jìn)入門檻低,注重的是生產(chǎn)流程和成本控制。目前龍頭大廠為ishay,市占 11.7%,而排名 2~7 名的市占為 5%~8%,與第一差距不是非常明顯。由于生產(chǎn)工藝技術(shù)門檻相對(duì)低,中國有人力成本優(yōu)勢(shì),因此本土企業(yè)可具一定競爭力。
?代工業(yè)務(wù),提供制造服務(wù)工藝平臺(tái)
雙極工藝:提供3um線寬Bipolar工藝,產(chǎn)品工作電壓200V-1200V;
VDMOS工藝:提供0.8um線寬平面VDMOS工藝,產(chǎn)品工作電壓100V-1000V;
CMOS工藝:0.6um線寬CMOS工藝;
第三代半導(dǎo)體:六英寸代工平臺(tái)
可見,深深愛主要是6英寸以下的功率半導(dǎo)體制造生產(chǎn)線,業(yè)務(wù)以封裝為主,主要面向LED照明領(lǐng)域,產(chǎn)品是二極管、晶閘管、晶體管,屬于低端市場,技術(shù)含量較低。公司采取IDM模式,屬于重資產(chǎn)投入。
因此,公司在2020年以前業(yè)績是很差的,營收幾乎沒增長,常年巨額虧損,毛利率和凈利率也非常低,負(fù)債率高。
但是,從2021年開始,公司迎來業(yè)績拐點(diǎn),開始爆發(fā)式增長。
因?yàn)椋?LED 驅(qū)動(dòng)芯片在2021年供需關(guān)系趨緊并出現(xiàn)大幅漲價(jià),產(chǎn)能非常緊缺。為什么呢?半導(dǎo)體企業(yè)都去搞12寸的先進(jìn)產(chǎn)線了,8寸、6寸的成熟產(chǎn)線這些年一直沒有增長。但是現(xiàn)在下游需求又高漲,導(dǎo)致嚴(yán)重供需錯(cuò)配。
可以看到,LED驅(qū)動(dòng)芯片中,大頭是晶圓代工和封測(cè)的成本。所以,在LED芯片高景氣行情中,上游的晶圓代工、封測(cè)企業(yè)產(chǎn)能最緊張,受益最大。產(chǎn)能利用率大幅提升,深深愛的規(guī)模效應(yīng)體現(xiàn)出來,單位產(chǎn)品成本得以大幅下降,從而推動(dòng)毛利率大幅上升,利潤爆發(fā):營收增長78%,但扣非凈利潤從虧損8000萬到凈賺1.1億。
但是,這種供需失衡的情況能持續(xù)多久,目前還不好判斷。從一些功率半導(dǎo)體企業(yè)的一季報(bào)預(yù)告來看,至少2022年上半年還是可以維持的。
功率半導(dǎo)體器件(Power Semiconductor Device)也稱為電力電子器件,是用于對(duì)電流、電壓、頻率、相位、相數(shù)等進(jìn)行變換和控制,以實(shí)現(xiàn)整流(AC/DC)、逆變(DC/AC)、斬波(DC/DC)、開關(guān)、放大等各種功能的半導(dǎo)體電子器件。
隨著世界各國對(duì)節(jié)能減排的需求越來越迫切,功率半導(dǎo)體器件已從傳統(tǒng)的工業(yè)控制和 4C(通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子、汽車)領(lǐng)域邁向新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)、變頻家電等諸多產(chǎn)業(yè)。國內(nèi)企業(yè)有望從低端產(chǎn)品開始進(jìn)行國產(chǎn)替代,逐步向IGBT、高壓 MOSFET、 SiC 功率器件等高端產(chǎn)品拓展。
作為國內(nèi)排名第十的功率半導(dǎo)體企業(yè)(其他是華微電子、揚(yáng)杰科技、華潤微、新潔能、立昂微等),深深愛正在研發(fā)IGBT等高端功率半導(dǎo)體,前景可期。
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