深圳深愛半導體股份有限公司是一家深圳地方國企,公司深耕半導體分立器件行業(yè),是一家專業(yè)從事功率半導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、功率驅動 IC、肖特基二極管、 IGBT 器件、快恢復二極管、 LED 驅動芯片及模塊、 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)務占四成,毛利率44%;封裝業(yè)務占比六成,毛利率26.9%。
具體產(chǎn)品包括:
?LED驅動電路LED DRIVER Circuit,應用于室內(nèi)照明、展示照明、景觀照明、舞臺氣氛燈、植物生長燈、交通顯示、背光燈、廣告燈、汽車燈。
LED驅動芯片產(chǎn)業(yè)鏈的上游是晶圓制造與封裝測試供應商,代表企業(yè)有臺積電、中芯國際、華潤微、華虹半導體、通富微電、長電科技、深深愛等。
中游是LED 驅動芯片設計廠商,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驅動芯片設計企業(yè)服務,為其進行LED驅動芯片的制造代工和封裝測試。
下游應用領域可細分為照明和顯示屏領域,企業(yè)有歐普照明、陽光照明、利亞德、洲明科技等。
LED驅動芯片從應用上可以分為LED顯示驅動和LED照明驅動。
LED 顯示驅動芯片片主要用于控制 LED 顯示屏的色彩、亮度、對比度等圖像效果,應用于 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 年全球顯示驅動芯片晶圓產(chǎn)能供給中,中國臺灣地區(qū)產(chǎn)能份額約為 61%,代表廠商包括臺積電等;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。
顯示驅動芯片技術附加值更高,因技術難度更大。其采取數(shù)模混合設計方式,以算法為主、模擬功能為輔,應用于低電壓輸入,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)形式還原,增強顯示效果。
LED 照明驅動芯片可以使 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、開關調光調色、準全電壓恒流、可控硅調光調色、開關分段、恒功率控制等特點,產(chǎn)品恒流精度高、功率因數(shù)高、系統(tǒng)效率高、結構簡單、方案成本低,被廣泛應用于家居照明、辦公照明、商業(yè)照明、市政照明等照明領域。
LED 照明驅動芯片主要以模擬功能為主,主要應用于強電輸入,如 110V 和 220V 的高壓領域,采用高壓或超高壓工藝,在技術上實現(xiàn)恒流開和關的動作。
從公司介紹和客戶來看,深深愛主要面向LED照明驅動芯片領域,產(chǎn)品相對比較低端。
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,廣泛應用于各種顯示、指示、裝飾、背光源、照明和城市夜景等場景。
隨著 LED 技術成熟和燈珠成本降低、性價比逐漸提高, LED 產(chǎn)品在各種下游應用領域滲透率提升,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 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,全球LED 照明滲透率從 2009 年的 1.5%增長至 2018 年的 42.50%, 年均復合增長率為 45.00%。而日本等發(fā)達國家 LED 照明滲透率在 70%以上。
LED 照明智能化趨勢帶動 LED 驅動芯片需求顯著增長。伴隨家居智能化趨勢的逐步興起,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,照明技術與智能硬件、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)跨界融合, 涌現(xiàn)出許多智能照明產(chǎn)品, 促進了 LED 照明產(chǎn)業(yè)的新興需求的增長。
配套智能 LED 照明產(chǎn)品的智能驅動芯片在傳統(tǒng)驅動芯片的基礎上增加了設計模組、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 驅動芯片外,還需配備 4 顆左右 PWM調光恒流驅動芯片,智能 LED 照明產(chǎn)品對智能驅動芯片需求成倍增加。
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 1035 億,2016-2020 年的 CAGR 可達 62.89%。隨著智能 LED 照明產(chǎn)業(yè)的迅速起步,智能 LED 驅動芯片具有廣闊的發(fā)展前景。
LED 照明驅動芯片的恒流精度、高效率和可靠性直接決定了 LED 照明燈具的使用壽命、調光調色等性能指標,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驅動芯片市場規(guī)模是100多億。全球 LED 驅動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用市場,位居市場領先地位。
同時, 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 應用產(chǎn)品是在中國進行生產(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 驅動芯片企業(yè)的整體技術水平已逐步趕上國際先進水平,相關產(chǎn)品的國際競爭力顯著提高,尤其是在高性價比方面有較大競爭優(yōu)勢。
?DMOS產(chǎn)品,應用于電子鎮(zhèn)流器、電子變壓器、開關電源等。
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, 在高頻領域 BiCMOS 等工藝能與 SiGe 和 GaAS 工藝結合;在功率領域, BCD、絕緣硅( SOI)等工藝也有良好的表現(xiàn)。而數(shù)字 IC 設計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。因為模擬IC通常要輸出高電壓或者大電流來驅動其他元件,而CMOS工藝的驅動能力很差。
此外,模擬IC最關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,結合了Bipolar工藝和CMOS工藝兩者的優(yōu)點。另外還有CD工藝,將CMOS工藝和DMOS工藝結合在一起。而BCD工藝則是結合了Bipolar、CMOS、DMOS三種工藝的優(yōu)點。
在高頻領域還有SiGe和GaAS工藝。這些特殊工藝需要晶圓代工廠的配合,同時也需要設計者加以熟悉。
DMOS與CMOS器件結構類似,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,垂直雙擴散金屬氧化物半導體場效應管VDMOSFET(vertical double-diffused MOSFET)和橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管LDMOSFET(lateral double-diffused MOSFET)。
目前的發(fā)展趨勢是BCD工藝。BCD工藝的特點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器件同時集成到單芯片上的技術。
在功率應用領域,與傳統(tǒng)的雙極功率工藝相比,BCD工藝具有顯著的優(yōu)勢,最基本的優(yōu)勢就是使得電路設計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的DMOS器件之間自由選擇。
由于DMOS具有高效率(低損耗)、高強度(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)和高速的開關特性,因此,DMOS特別適合作為功率開關器件,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。
這塊的競爭對手有華虹半導體(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。
華虹半導體(HK:01347)旗下的華虹宏力擁有先進的電源管理 IC 工藝平臺,主要包括高集成度的 BCD(Bipolar, CMOS 和 DMOS)和CDMOS,技術制程在 0.13μ m-0.8μ m 節(jié)點區(qū)間,可廣泛應用于音頻功放、室內(nèi)外照明、電源管理、工業(yè)控制、汽車電子等領域,特別是 DC-DC 轉換器、 AC-DC 轉化器、 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 驅動芯片代工廠家。
?功率雙極晶體管,應用于節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器、電子變壓器、開關電源。
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細分市場,合計占比超過90%。其中MOSFET和IGBT隨著下游新應用的推動,發(fā)展十分迅速。
雙極性晶體管是一種具有三個終端的電子器件,由三部分摻雜程度不同的半導體制成,晶體管中的電荷流動主要是由于載流子在PN結處的擴散作用和漂移運動。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)和快恢復二極管,應用于低壓高頻逆變電路、續(xù)流電流、保護電流。
整流類二極管, 包括肖特基二極管、快恢復二極管、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、保護二極管等,主要用在低電壓、大電流的電路中,如開關電源、變頻器、逆變器、微波通信,可應用于太陽能電池、開關電源、汽車以及手機等領域。
碳化硅材料的肖特基功率二極管可廣泛應用于新能源汽車/混合動力汽車、不間斷電源(UPS)、風力發(fā)電、光伏逆變器、船舶運輸、鐵路運輸、智能電網(wǎng)等領域。立昂微(SH:605358) 的光伏專用肖特基二極管占全球 45%份額。其他競爭對手還有韋爾股份(603501) 、華潤微(688396)、士蘭微(600460.SH)、揚杰科技(300373.SZ)等。
快恢復二極管(簡稱FRD)是一種具有開關特性好、反向恢復時間短特點的半導體二極管,主要應用于開關電源、PWM脈寬調制器、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二極管,如果是IGBT單管的話,型號編碼中電流數(shù)值后面含有“D”字母的話就代表內(nèi)含快恢復二極管。IGBT模塊中的快恢復二極管的作用是當電感突然斷電的話,會放出很多電,沒有續(xù)流二極管的話容易燒壞回路中的IGBT,有了快恢復續(xù)流二極管其電就會通過續(xù)流二極管回路(相當于電感短路)放電,不至于燒壞IGBT。競爭對手有斯達半導(603290.SH)、中芯國際、捷捷微電( 300623.SZ )等。
功率二極管技術成熟、市場進入門檻低,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)工藝技術門檻相對低,中國有人力成本優(yōu)勢,因此本土企業(yè)可具一定競爭力。
?代工業(yè)務,提供制造服務工藝平臺
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;
第三代半導體:六英寸代工平臺
可見,深深愛主要是6英寸以下的功率半導體制造生產(chǎn)線,業(yè)務以封裝為主,主要面向LED照明領域,產(chǎn)品是二極管、晶閘管、晶體管,屬于低端市場,技術含量較低。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,負債率高。
但是,從2021年開始,公司迎來業(yè)績拐點,開始爆發(fā)式增長。
因為, LED 驅動芯片在2021年供需關系趨緊并出現(xiàn)大幅漲價,產(chǎn)能非常緊缺。為什么呢?半導體企業(yè)都去搞12寸的先進產(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,導致嚴重供需錯配。
可以看到,LED驅動芯片中,大頭是晶圓代工和封測的成本。所以,在LED芯片高景氣行情中,上游的晶圓代工、封測企業(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)模效應體現(xiàn)出來,單位產(chǎn)品成本得以大幅下降,從而推動毛利率大幅上升,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。從一些功率半導體企業(yè)的一季報預告來看,至少2022年上半年還是可以維持的。
功率半導體器件(Power Semiconductor Device)也稱為電力電子器件,是用于對電流、電壓、頻率、相位、相數(shù)等進行變換和控制,以實現(xiàn)整流(AC/DC)、逆變(DC/AC)、斬波(DC/DC)、開關、放大等各種功能的半導體電子器件。
隨著世界各國對節(jié)能減排的需求越來越迫切,功率半導體器件已從傳統(tǒng)的工業(yè)控制和 4C(通信、計算機、消費電子、汽車)領域邁向新能源、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體企業(yè)(其他是華微電子、揚杰科技、華潤微、新潔能、立昂微等),深深愛正在研發(fā)IGBT等高端功率半導體,前景可期。
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