2023年安森美分析报告 专注于智能电源、传感半导体|全球热点

2023-05-17 08:42:17

来源:中信证券

安森美:全球领先电源、感知半导体厂商

公司概览:专注于智能电源、传感半导体,产品主要用于汽车与工业市场

公司发展历程:分拆自摩托罗拉,通过兼并收购不断完善业务线。1)第一阶段:拆 分自摩托罗拉。安森美(ON.O)前身是摩托罗拉集团的半导体元件部门,1999 年被拆分 为独立公司,并于 2000 年于美国纳斯达克上市,在汽车、工业和云电源半导体原件领域 具有行业领先地位。2)第二阶段:持续兼并收购扩充产品线。安森美通过不断地兼并与 收购多领域半导体公司,整合从晶圆制造到器件和模块的全产业链环节,持续践行 IDM战略,并丰富自身产品线。其中,重要收购资产包括仙童半导体、GlobalFoundries(收购其 一家晶圆厂)、GTAT(碳化硅衬底)等。3)第三阶段:向 Fab-Liter 战略转型。2020年底Hassane El-Khoury上任安森美CEO,并于 2021 年 8 月开启战略转型,从传统的IDM模式转变为 Fablite 战略,集中内部产能用于差异化技术和战略增长领域,并关闭规模较 小的晶圆厂。


【资料图】

主营业务:三大业务部门,专注于智能电源和感知技术等。根据产品功能与应用领域, 可以将公司业务分为三大部门,分别为电源方案部、智能感知部与先进方案部,专注于智 能电源、智能感知、模拟信号处理等技术领域。下游市场方面,公司致力于将自身的智能 电源与智能感知业务应用至汽车与工业领域,主要目标市场亦由原来的五大应用场景(汽 车、工业、通信、消费和计算)聚焦至汽车与工业领域:

电源方案部(PSG):提供高效、节能的智能电源解决方案,主要包括 IGBT、碳 化硅产品、MOSFET、电源模块、交流/直流转换器、门极驱动器等; 智能感知部(ISG):提供智能传感解决方案,包括 CMOS 图像传感器,图像信 号处理器,单光子探测器 SiPM 与 SPAD,以及用于自动对焦和图像稳定的驱动 器等,主要用于汽车、工业、消费等领域; 先进方案部(ASG):提供模拟和混合信号处理等解决方案,具体包括混合信号、 ASSP 和 ASIC、射频、放大器、数据转换器、传感器接口等产品。

生产制造:全球化布局,不同地区分工明确。2022 年公司持续退出低效晶圆厂,截 至 2022Q4,公司在全球多个国家和地区都建有工厂,其中包括:1)前端制造:工厂主要 分布在美国、捷克、日本、韩国和马来西亚,包括公司从 GlobalFoundries 收购的 12 英寸 晶圆厂 East Fishkill(EFK);2)后端制造:工厂主要分布在美国、中国、加拿大、马来 西亚、菲律宾和越南;3)其他工厂:公司在新罕布什尔州哈德逊的工厂生产 SiC 晶锭(收 购自 GTAT),并在捷克工厂生产供应其他工厂的硅晶圆。

财务概览:营收稳步增长,盈利能力持续改善

营收表现:汽车与工业市场推动营收增长。2010 年以来,公司营业收入在波动中逐 步增长,从 2010 年的 23.1 亿美元增长至 2022 年的 83.3 亿美元,对应 12 年 CAGR 为 11.3%。其中,2020-2022 年公司营收实现高速增长,这主要由于公司下游聚焦汽车与工 业领域,该领域 2020 年以来景气度持续提升,共同带动公司产品需求。

收入结构:各部门营收比例较稳定,汽车与工业市场占比持续提高。1)从业务部门 看,2016-2022 年,三大业务部门的收入比例较为稳定,电源方案部持续贡献超过一半的 收入。2022 年电源方案部(PSG)、智能感知部(ISG)与先进方案部(ASG)收入占比 分别为 51%、15%与 34%。2)从终端市场看,2011 年以来,受益于行业需求的快速增长,汽车和工业市场的收入占比明显提升。2022 年,汽车与工业领域分别贡献 40%与 28%的 营业收入。

盈利能力:显著提升,公司战略效果显著。2021 年 8 月,公司进行战略转型,内容 包括:1)剥离低毛利业务以聚焦汽车与工业高景气市场;2)退出规模不足的晶圆厂,巩 固大型晶圆厂产能以降低单位成本;3)投资碳化硅业务以顺应行业变革,注入业绩新动 能。在此背景下,叠加下游市场的高景气,公司盈利能力持续提升。 毛利率在 30%-40%区间波动,近年来显著提升至 49%。2010-2019 年,公司整 体毛利率主要分布在 30%-40%之间,而从 2020 年开始逐年快速上升,至 2022 年毛利率达到 49%。而从该段时间的分部门毛利率看,三大部门毛利率皆显著提 高,其中电源管理业务毛利率增长速度最为明显。我们认为,毛利率的提升主要 得益于公司的战略转型,退出低毛利的非核心业务并出售低利润晶圆厂,以及市 场供不应求带来的定价优势。

净利润快速增长,2022 年净利率显著提高至 28%。根据公司财报,公司 2022 年 Non-GAAP 净利润为 23.5 亿美元,同比增长 83%。净利率角度看,2022 年 全年 Non-GAAP 净利率 28.2%,同比增长 9.1ppts,主要来自于毛利率的增长。公司毛利率与行业龙头持平,近两年来明显改善。截至 22Q4,公司实现总体毛 利率 49%,与功率半导体器件和碳化硅器件龙头公司英飞凌、意法半导体、 Wolfspeed 相比,公司毛利率与英飞凌和意法半导体相当,且显著领先于 Wolfspeed。

市场关注点:巨头转型下的成长性

目前市场主要关注公司战略转型的落地进展,具体包括 PSG 业务中的碳化硅&IGBT 业务的成长性、ISG业务的成长性以及 12英寸产能爬坡完成对于后续毛利率提升的影响。 市场关注点 1:PSG 业务部中,市场主要关注公司的碳化硅业务进展以及 IGBT 短期 需求的问题。公司 2020 年以来股价最大涨幅超 10 倍,主要由于公司核心 IGBT 产品与碳 化硅器件皆充分受益于下游新能源汽车与工业的高景气。当前节点,IGBT 与碳化硅器件的产能供给正在经历重要转折,未来有望持续提高产量与毛利水平。对此,市场关心点主 要集中在:

碳化硅器件:碳化硅业务是公司未来业绩增量的重要来源,当前在手订单充足, 未来增长主要来自产能扩张。但由于碳化硅生产存在不小的量产与良率挑战,市 场关注公司收购 GTAT 后,衬底产能爬坡是否顺利、良率水平是否符合预期、爬 坡对毛利率影响何时消除等核心问题。 IGBT:2023 年以来,全球汽车销量增速出现局部放缓,市场关注下游汽车领域 的短期承压是否影响公司短期需求。

市场关注点 2:ISG 业务成长性分析。伴随着汽车智能化浪潮的进行,汽车对传感器 (CMOS 摄像头,激光雷达,毫米波雷达等)的需求稳步提升。安森美作为车载感知方案 的主要供应商之一,未来该业务的成长性如何,亦是市场上主要关注点之一。 市场关注点 3:公司 12 英寸产能爬坡。公司于 2023 年初完成了对 Global Foundries 12 英寸晶圆厂的收购,将大幅提升 12 英寸产能,用于生产功率器件和感知器件。工厂当 前建设情况、未来业绩影响亦为市场关注点。 为此,我们将围绕市场对公司两大核心业务重点关注的问题,对公司业务所在行业、 公司核心优势,以及核心业务进展等展开详细讨论。

行业分析:汽车+工业需求驱动全球功率、感知器件市场景气持续向上

智能电源:功率器件下游应用广阔,汽车与工业为未来主要增量

功率半导体分类:分为功率 IC、功率分立器件与功率模组,主流器件为 MOSFET、 IGBT 与碳化硅器件。随着电能应用愈加广泛,功率半导体的作用愈加体现(实现电能转 换与电路控制,例如交直流转换、改变电压与频率等),主要分为三大类:1)功率 IC:专 门用于处理功率信号的集成电路,指将功率半导体分立器件与驱动、控制、保护等电路集 成在一起的器件,可以实现高效的功率转换和管理;2)功率分立器件:用于处理功率信 号的电子元件,指被规定完成某种基本功能,且本身在功能上不能再细分的半导体器件, 主要包括二极管(Diode)、晶闸管(Thyristor)与晶体管,而晶体管又包括双极型晶体管 (BJT)、金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等;

3) 功率模块:指将功率器件、驱动电路、保护电路等组合并封装而成的、具有特定功能的模 块,以便于使用和安装,可实现高低电压、高低电流的信号转换,以驱动各种负载。

技术变迁:功率器件从二极管到 MOSFET 与 IGBT,碳化硅器件蓬勃发展。上世纪 50 年代,功率二极管出现,起初用于工业与电力系统;到 60-70 年代,以晶闸管为代表的 功率半导体凭借体积小、高节能的优势快速发展;80 年代,适用于高频场景的 MOSFET 开始发展,工作频率达到兆赫级;21 世纪,IGBT 同时实现了高功率(6500V)与高频化 (10-100kHz);当前硅基 IGBT 与 MOSFET 为主流的功率半导体,但随着汽车、轨交等 高压应用场景越来越多,耐高压、耐高温、低损耗的碳化硅器件及模组正在蓬勃发展,有 望替代当前主流产品。

市场规模&结构:IGBT 与碳化硅器件占比持续提高,主要受汽车市场驱动。1)从总 量上看:根据 Omdia 数据,全球功率器件市场规模有望从 2020 年的 209 亿美元增长至 2025 年的 281 亿美元,对应五年 CAGR 为 6.1%,整体保持较快增长速度。2)从结构上 看:①从产品类型角度,功率器件市场核心器件为 MOSFET、IGBT 与 SiC 产品,Yole 预 计 MOSFET 市场占比将从 2020 年的 41%下降至 2025 年的 35%,IGBT 市场占比维持在32%附近,而 SiC 占比将由 2020 年的 2%提升至 2025 年的 8%。②从下游领域角度,Omdia 预计,到 2025 年工业与汽车将占据大部分市场,其中汽车占比将由 2020 年的 27%提升 至 2025 年的 44%,反映功率器件增长驱动力主要来自于汽车,其中混合动力汽车市场增 长明显。

竞争格局:呈一超多强格局,英飞凌为绝对龙头。全球功率半导体的供应主要集中于 欧洲、美国与日本,且英飞凌独占接近 20%的市场份额,显著领先其他竞争对手。根据英 飞凌引用的 Omdia 数据,2021 年,全球功率分立器件&模组市场的前五大份额获得者分 别为英飞凌(19.7%)、安森美(7.5%)、意法半导体(6.6%)、三菱电机(5.2%)与富士 电机(4.3%),呈现一超多强的竞争格局。

1)IGBT 产品:适用于高压低频场景,在逆变器中广泛应用 产品类型:分为 IGBT 分立器件、IGBT 模块与 IPM 模块,其中 IGBT 模块为主要产 品。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)指绝缘栅双极型晶体管,可以根据信号指 令来调节电路中电压、电流、频率、相位等,以实现精准调控目的,主要用于电能的转换和传输。IGBT 由 BJT(双极型三极管)和 MOSFET(绝缘栅型场效应管)组成,具有高 频、高电压、大电流,易于开关等优良性能,其产品主要分为:1)IGBT 分立器件(单管): 结构较为简单,内部封装单个 IGBT 芯片,主要应用在小功率家电、分布式光伏逆变器、 小功率变频器等领域;

2)IGBT 模块:市场紧缺的 IGBT 主要指 IGBT 模块,其内部封装 多个 IGBT 芯片,与分立器件相比,能够适应更高功率的工作环境,主要应用在大功率变 频器、电焊机、新能源车、集中式光伏逆变器等领域;3)IPM 模块:即智能功率模块, 是进一步模块化、复合化的产品,同时集成了 IGBT 等功率开关器件、驱动电路与保护电 路,主要应用在白色家电中(如变频空调、变频洗衣机等)。

产品演变:从平面栅到沟槽栅,从穿通到场截止。IGBT 的技术演变主要包括器件纵 向结构和栅极结构两个方面:1)纵向结构上看:IGBT 经历了“穿通型结构(PT)→非穿 通型结构(NPT)→场截止型型结构(FS)”的变迁,其中非穿通型结构比穿通型结构具 有更高的开关速度、更低的开关损耗以及更好的可靠性与热稳定性,而场截止型结构进一 步提高了开关速度,减小了器件厚度与开关损耗。2)栅极结构上看:IGBT 经历了“平面 栅→沟槽栅”的演进,平面栅具备较高的抗冲击性与高可靠性,而沟槽栅具备更高的电流 密度,随着技术不断发展,目前已发展至微沟槽栅。

产业链:“原材料-设计-代工-测封”,龙头偏向于 IDM 模式。IGBT 产业链按分工可分 为芯片设计,晶圆制造、封装测试、终端应用,与传统半导体器件相似。目前海外龙头如 英飞凌、安森美、富士电机等,均采用 IDM 模式,垂直整合多个环节。一方面,整合全产 业链有助于保证上游产品的稳定供应,并减少价格波动带来的影响,另一方面,垂直整合 亦有利于公司产品的成本控制,持续受益于下游终端市场高景气(主要为汽车、新能源等) 带来的 IGBT 产品需求扩张。

市场规模&结构:新能源车与光伏为核心市场,2025 年二者规模合计 99 亿美元。IGBT 的下游市场广阔,根据英飞凌援引 Omdia 数据,2021 年全球 IGBT 分立器件与模组合计市场规模 64 亿美元。其中,主要增长驱动力为新能源汽车领域与光伏领域,对此,我们 对汽车与光伏两个重要市场进行了市场测算: 汽车市场测算:预计 2025 年潜在市场规模 82 亿美元。随着全球汽车销量持续 增长以及新能源车销量渗透率的逐步提高,车用 IGBT 市场亦持续增长。考虑到 不同类型的车型对 IGBT 的需求量不同,我们分别对 A 级以上 BEV、A00/A0 级 BEV、PHEV 与商用车进行测算,并假设不同级别车型的单车价值量,测算到 2025 年,全球市场规模约为 82 亿美元。

光伏市场测算:光伏装机量持续增长,预计 2025 年潜在市场规模达 14 亿美元。 光伏是 IGBT 应用的另一主要市场,根据中国光伏行业协会(CPIA)统计的光伏 装机量与不同种类光伏逆变器的占比信息,我们对不同逆变器的类型(集中逆变 器、组串逆变器、集散逆变器)市场容量进行了测算,同时基于行业招标文件披 露数据,对平均单价、行业毛利率与 IGBT 占逆变器成本比重进行假设,测算 2025 年全球光伏市场规模为 14 亿美元。

竞争格局:龙头效应显著,欧美日为主要供应商。1)分产品类型看,按照 IGBT 分 立器件、IGBT 模块与 IPM 模块进行分类,三个细分市场的竞争格局较为相似,龙头占据 30%左右的市场份额,Top 5 公司共占 60-80%的市场份额,较为集中。其中,英飞凌在 IGBT 分立器件与 IGBT 模块中占据约 30%市场份额,而 IPM 模块龙头为三菱电机。2)分电压 范围看,英飞凌、富士电机、三菱电机的在全电压范围中皆占有较大份额。安森美、意法 半导体产品在中低电压范围(≤1200V)占据较大市场份额(主要用于汽车、家电、风电、 太阳能电池等领域)。日立、中国中车产品主要在高电压(≥1700V)范围中占据较大市场 份额(主要用于轨交等领域)。

供需关系:供不应求,供货周期最高长于 50 周。根据富昌电子披露的季度数据,2023 年第一季度 IGBT 主流厂商的产品交货周期普遍为 40-50 周,供需关系依旧偏紧。其中, 最近三次的货期加长主要发生在过去三年(2020-2022)的上半年,反映下游需求的持续 旺盛与有限供给之间的缺口暂未出现缩小趋势,行业整体依旧保持高景气。

2)MOSFET 产品:适用于低压高频场景,常用于汽车与工业场景。产品类型:从平面型向屏蔽栅型演进,提高耐压性与降低损耗。MOSFET 产品类型 属于单一的分立器件,其主要技术演进过程为“平面型→沟槽型→超级结→屏蔽栅”,持 续改善器件耐压性、降低损耗和导通电阻,以适应集成电路的微缩化。MOSFET 三次技术 演进实现了不同类型的改善:从平面型到沟槽型,提高了增加单位面积上的电流容量;从 沟槽型到超级结型,降低了反向恢复时间和开关损耗;从超级结型到屏蔽栅型,进一步降 低导通电阻和开关损耗。

市场规模&结构:下游应用领域广泛,预计 2025 年全球汽车 MOSFET 市场规模达 21 亿美元。 MOSFET 作为广泛使用的功率半导体,具有广泛的下游应用领域,据华经研 究院数据,随着汽车电子化与工业系统智能化的不断推进,预计 2022 年 MOSFET 下游市 场中,汽车与工业将分别占 22%与 14%。我们基于对未来全球汽车与新能源车的销量与 预测,基于英飞凌 MOSFET 解决方案,以及 Mouser 渠道价格数据,我们对单车不同系 统的 MOSFET 用量和单价进行假设,测算出 2025 年汽车领域 MOSFET 的市场规模将达 21 亿美元,并将成为 MOSFET 整体市场的主要推动力。

供需关系:高压 MOSFET 供需偏紧,反映行业高景气度。根据富昌电子披露数据, MOSFET 的货期分为高压与低压分别统计(高压 MOSFET 主要用于电动车、工业、通讯 等产业,低压 MOSFET 大量应用在消费电子):1)高压 MOSFET:供需整体偏紧,23Q1 主流厂商交货周期主要分布在 40-50 周,部分厂商交货周期需要到 65 周,交货周期自 22Q2 延长以来整体保持稳定; 2)低压MOSFET:不同厂商交货周期差别较大,自 22Q4 开始 部分厂商交货周期开始下降,23Q1未见回升趋势,反映低压 MOSFET 需求的阶段性疲软。

3)SiC 产品:受益于新能源车需求增长,行业供给为发展瓶颈。产品分类:包括碳化硅分立器件与模组,主流产品为 SiC MOSFET。碳化硅是一种 半导体材料,用碳化硅晶圆生产的器件称为碳化硅器件。当前主流碳化硅产品分为三种: 碳化硅 MOSFET、碳化硅 SBD(肖特基势垒二极管)与碳化硅模块。目前在新能源车与 工业市场(光伏等新能源领域)中,碳化硅 MOSFET 凭借其耐高压、耐高温与低损耗特 性,在逆变器等应用领域正在逐步替代传统硅基 IGBT,有望成为下一代大规模应用的功 率器件。

产业链:行业瓶颈在于衬底,主流厂商逐渐发展为 IDM 模式。碳化硅衬底环节占据产 业链最大价值量,产量有限是行业发展的核心瓶颈。生产合作方面,碳化硅器件/模组厂商 主要来自于美国、欧洲和日本,中国厂商正在迅速崛起。在上游供给紧缺的行业背景下, 上下游企业逐渐相互渗透,下游器件厂商通过收购获得衬底供应能力,同时上游材料厂商 凭借更稳定、更优质的内部供应发展器件业务,最终主流大厂皆发展为 IDM 模式。

市场规模&结构:2022 年市场规模 19 亿美元,我们测算 2025 年新能源车 SiC 需求 达 47 亿美元。根据 Yole 数据,2022 年全球碳化硅器件的市场规模为 18.8 亿美元,我们 基于新能源车渗透率、碳化硅渗透率、双电机车型的核心假设,测算 2025 年新能源汽车 逆变器所需 SiC MOSFET 为 1.89 亿颗。同时基于 Mouser 显示的渠道价格,假设单个 2025 年 SiC MOS 市场均价由 2021 年的 55 美元下降至 25 美元,测算 2025 年全球碳化硅器件 在新能源车逆变器中的潜在市场规模为 47 亿美元,对应 CAGR 为 39%。

市场规模&结构:2022 年市场规模 19 亿美元,我们测算 2025 年新能源车 SiC 需求 达 47 亿美元。根据 Yole 数据,2022 年全球碳化硅器件的市场规模为 18.8 亿美元,我们 基于新能源车渗透率、碳化硅渗透率、双电机车型的核心假设,测算 2025 年新能源汽车 逆变器所需 SiC MOSFET 为 1.89 亿颗。同时基于 Mouser 显示的渠道价格,假设单个 2025 年 SiC MOS 市场均价由 2021 年的 55 美元下降至 25 美元,测算 2025 年全球碳化硅器件 在新能源车逆变器中的潜在市场规模为 47 亿美元,对应 CAGR 为 39%。

供需关系:供需偏紧,主流厂商平均货期 42-52 周。根据富昌电子披露数据,我们对 宽带隙 MOSFET(主要为碳化硅 MOSFET)主流厂商中的英飞凌、安森美、意法半导体、 罗姆、Littelfuse 进行交货周期统计,当前五家公司的交货周期皆为 42-52 周,自 2022 年 上半年货期延长以来一直维持高位,反映市场供需始终偏紧。

智能感知:行业发展迎来新浪潮,自动驾驶、ADAS为主要驱动力

图像感知芯片分类:主要包括四类。ADAS 环境感知传感器主要包括四种,分别为车 载摄像头、激光雷达、毫米波雷达与超声波雷达,其接收单元分别为 CMOS 图像传感器 (CMOS Image Sensor,CIS)、SPAD&SiPM、接收天线与超声波接收器。根据其工作原 理、工作特性等方面的不同被分别应用在汽车环境感知的不同场景中,从而及时收集车内 外环境数据,识别静态或动态物体等,协助驾驶者快速发现潜在危险,并有望在未来实现 自动驾驶。

1)CMOS 图像传感器:摄像头的主流图像传感器,赋能汽车视觉,产品演进:图像传感芯片为摄像头的重要组成,从 PMT 向 CMOS 演进。图像传感器 主要用于摄像头,是摄像头的主要成本来源。1)上世纪 50 年代:光电倍增管(PMT)由 RCA 公司发明,基于光电效应是将微弱光信号转换成电信号;2)上世纪 60 年代:电荷 耦合器件(CCD)出现,通过高感光度的半导体材料把光线转变成电荷,具有灵敏度高、 体积小、寿命长等优点;3)上世纪 90 年代:互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOSImage Sensor,简称 CIS)快速发展,通过感光二极管,能够在接收光线照射后产生电流 信号,并对应一个像素单元。由于每个像素单元都集成了放大器与模数转换器,因此能够 直接产生数字信号并传输至图像处理,进而具备更高的信息读取速度和更低的功耗,并逐 渐成为主流。

市场规模&结构:2021 年全球 CIS 市场规模 213 亿美元,ADAS 注入增长新动能。 根据 Yole 数据,2021 年全球 CMOS 图像传感器市场规模为 213 亿美元,预计到 2027 年 将增长至 314 亿美元,对应 CAGR 为 6.7%。从结构上看,2021 年下游应用主要集中于 智能手机领域(占据 63%的市场),但受到手机与 PC 端需求持疲软影响,随着汽车智能 化浪潮持续推进,有望向 CMOS 图像传感器的需求增长注入新动能。

竞争格局:索尼为整体 CIS 龙头,安森美为汽车领域 CIS 龙头。2021 年,全球 CMOS 图像传感器市场份额占据前三的分别是索尼(39%)、三星(23%)与韦尔股份(13%), 合计市占率为 75%。而在车载摄像头 CMOS 图像传感器的细分领域,市场份额更为集中, 安森美凭借一站式产品供应平台以及良好的自动驾驶生态(与英伟达、Mobileye 等公司在 自动驾驶方面的合作),占据行业龙头地位,2021 年市占率为 45%。豪威科技以 29%的 市场份额成为该细分领域的第二大供应商,其次为索尼(6%)、派视尔(3%)等 CMOS 传感器供应商。

2)SiPM 与 SPAD 产品:激光雷达的信号接收单元,受益于高阶自动驾驶 产品分类:光探测器为激光雷达接收单元,SPAD&SiPM 有望持续获得份额。光探测 器是光电转换器件,它将光信号转换为电信号,在车载激光雷达中常被用做接收单元,不 同光电探测器主要包括:1)光电二极管:PD(PIN Diode)在 PN 结的 P 区与 N 区之间 掺入浓度很低的 I 型半导体,在吸收光辐射时能产生光电流,进而实现光探测,但探测距 离短、增益低,在车载领域应用较少。2)雪崩光电二极管:APD(Avalanche photodiode) 是当前主流激光雷达厂商采用的光探测器,具有高增益、高灵敏度的特点,通过内建电场引起的雪崩效应实现光电转换。在车载领域广泛应用于高速、长距离的光信号传输。

3) 单光子雪崩二极管:SPAD(Single-photon avalanche diode)与 APD 是同类光探测器, 但具备更高的灵敏度与工作效率,可以实现单光子探测,备受市场关注。基于其高增益的 特点,SPAD 适合用于远距离微弱信号的探测。4)硅光电倍增器:SiPM(Silicon photomultiplier, SiPM)由多个工作在盖革模式下的 SPAD 传感器阵列组成,具备多光子 检测能力。在车载领域用于实现高精度的目标检测、定位和跟踪等功能。SiPM 具有高增 益、高探测效率和低噪声等优点,并能有效应对强光,因此通常用于高速激光雷达应用中, 如自动驾驶车辆和无人机。

市场规模:我们测算 2025 年全球 SiPM 与 SPAD 潜在市场规模 11.2 亿美元。SiPM 与 SPAD 是激光雷达的接收单元,我们通过全球汽车销量预期,基于 IDC 对 L1-L5 不同级 别自动驾驶车型占比的预测,以及半导体观察对不同级别自动驾驶车型搭载激光雷达的数 量,对 2023-2025 年激光雷达的潜在市场规模进行测算,并根据禾赛科技的行业成本占比 信息,假设接收单元约 30%的价值量占比,最终计算出 2025 年 SiPM 与 SPAD 的潜在市 场规模为 11.2 亿美元。当前节点激光雷达的应用相对有限,但随着未来 L3-L5 高级别自动 驾驶的推出与普及,用于高精度探测的激光雷达需求量有望迎来明显增长。

竞争格局:光探测器市场份额高度集中,安森美为 SiPM 主要供应商之一。该市场头 部供应商占据了大部分市场份额,其中安森美、滨松光子等是市场上的主要玩家。根据 QYResearch 数据,2020 年安森美、滨松与博通等头部厂商在 SiPM 市场的合计市占率为 83% 市场格局较为集中,其主要原因在于产品生产难度高,且业内收购较为频繁,新进 入者面临较大挑战。

公司分析:持续受益于电动化、智能化浪潮,长期成长性明确

IGBT:短期汽车需求未见放缓,后续通过扩径降低生产成本

短期关注:汽车市场短期承压,增速相较于前两年有所放缓,但公司凭借充足的在手 订单以及产品的高门槛与稀缺性,短期未见需求放缓。下游情况:全球新能源车销量增速放缓,市场关注 IGBT 的需求变化。2023 年 以来,全球新能源车市场持续受到宏观经济的压力,销量增速较前两年有所减缓。 根据 Marklines 数据,2023 年 1-3 月全球新能源乘用车销量增速分别为 4%/45%/ 34%,较去年同期的 96%/110%/65%增速有所放缓。公司作为全球领先的汽车 IGBT 供应商,其下游需求是否出现下滑、公司定价策略是否会因此出现变化, 成为市场的重点关注。

公司表现:汽车业务收入持续强劲,在手汽车相关订单充足。面对下游汽车市场 增速的放缓,公司凭借已取得的长期订单以及在汽车行业中的地位,在宏观承压 的背景下也具备较好的缓冲,主要体现在:1)交货周期:近四季度公司 IGBT 交货周期未出现下滑,始终维持在 39-52 周的较高水平,反映公司 IGBT 持续供 不应求。此外,全行业 IGBT 交货周期皆稳定保持较高水平,体现 IGBT 产品具 备高门槛与稀缺性,受宏观影响有限。2)汽车收入:IGBT 是汽车业务的核心产 品之一,在下游承压较为明显的 23Q1,公司汽车业务收入环比持平,且公司预 计 Q2 与 2023 年汽车业务将保持增长趋势,体现出其良好的业绩韧性。3)在手 订单:公司长期供应协议充足且保持环比增长,其中 23Q1 长期供应协议达 176亿美元(其中主要为汽车业务),环比增长 10 亿美元,体现出公司下游需求依旧 强劲。

中长期优势:由 8 英寸转向 12 英寸,中长期成本优势显著。1)收购 12 英寸工厂: 公司于 2023 年完成了原格芯(GlobalFoundries)位于纽约州东菲什基尔(EFK)12 英寸 晶圆厂的所有权转移,进而拥有全美国唯一的 12 英寸功率分立和图像传感器工厂,当前 正处于产能爬坡阶段。2)产能调整:公司位于韩国富川的 6&8 英寸硅工厂过去用于 IGBT 生产,随着 EFK 工厂的逐步完备,IGBT 将被转移至 EFK 工厂的 12 英寸产线进行生产, 扩径带来的成本优势将在中长期持续体现(单片晶圆面积增加近 1 倍)。

智能感知:持续受益于智能化浪潮,高分辨率感知抬升ASP

业务表现:营收毛利双提升,受益于高分辨率行业趋势。1)营业收入:智能感知部 门近年来营业收入与总营收占比持续提高,主要原因为市场需求向更高分辨率的感知器件 转变,带来更高的 ASP。2)毛利率:智能感知部门毛利率从 21Q1 的 33%提升至 23Q1 的 50%,连续 11 个季度实现增长,主要原因在于公司持续退出低利润的消费市场,当前 智能感知的产品组合 90%以上聚焦于高利润的汽车与工业市场。3)展望未来:感知业务 收入与毛利率有望持续提高,主要原因在于:一方面向高分辨率过渡的行业趋势不变,同时公司新推出 800 万像素传感器有望带来更高 ASP 与毛利率,另一方面公司低毛利业务 退出持续进行,业务结构有望进一步聚焦于高利润汽车与工业领域。

需求变化:ADAS 对感知器件提出新需求,多传感器融合为主流趋势。相比其他应用 领域,汽车感知产品提出了新的需求,除了越来越高的分辨率外,还包括以下功能性需求: 1)高动态范围(HDR):行车过程中遇到驶出隧道或迎面大灯照射等情况时,会导致车内 外光线剧烈变化,因此要求车用图像传感器拥有更高的动态范围(汽车约 120dB,其余应 用约 70dB);2)LED 闪烁抑制(LFM):交通灯等 LED 光源通常采用脉冲调制方式进行 闪烁,虽肉眼无法辨别,但有可能影响快门时间更短的 CMOS 图像传感器,进而导致 ADAS 的误判;

3)高感光度:车用 CMOS 传感器需面临多种极端环境,常见环境包括低光线的 夜间行车,在黑暗环境下捕捉高清晰度影像是车载摄像头的关键能力。4)多传感器融合: 随着智能汽车对环境感知的需求越来越高,ADAS 并不仅依靠于单一传感器,多传感器融 合方案正在成为市场主流,主要传感器类型包括雷达、摄像头与激光雷达。我们认为,能 够具备多传感器产品序列及其融合解决方案的车企,将具备颇具优势的市场竞争力。

战略优势:发展战略提供内生成长性,远期毛利率目标48%-50%

收入端战略:维持产品广阔性,易带来产品间的交叉销售。很多客户愿意同时购买安 森美的多种器件或模块,车企客户往往在采购碳化硅期间的同时选购公司的智能感知产品, 这得益于公司产品矩阵的强度与广度。公司产品组合主要包括智能电源与智能感知,以营收最大占比的汽车解决方案为例,公司为汽车电气化与智能化提供多种产品。其中,智能 电源主要涉及逆变器、车载充电器、DC-DC 转换器、HV-LV 转换器等器件,智能感知主 要涉及 ADAS、驾驶员监控、环视系统等。因此,车企在选择采购器件时,容易产生交叉 销售。比如在大众集团采购的 500 多种器件中,既包括智能电源的 IGBT、MOSFET 产品, 也包括智能感知的图像传感器产品。在向特斯拉供应 300 多个零件,亦涵盖智能电源与智 能感知两个产品组合。

成本端战略:持续优化业务结构与单位成本,长期毛利率目标 48%-50%。公司多次 在业绩会上表示长期毛利率目标为 48%-50%,且保守估计毛利率下限为 45%。高毛利率 主要来自于公司精准的市场定位与成本控制,包括巩固晶圆厂产能、产线扩径与持续专注 核心市场。上述战略主要包括:

战略 1:非核心低毛利业务加速剥离,预计到 2025 年核心业务占比 90%。1) 业务剥离规模:公司核心业务包括汽车与核心工业(新能源与医疗),自 2021 年 8 月战略开始实施至 23Q1,公司累积退出 3.41 亿美元的低毛利非核心业务 (2021-2022 年退出业务的平均毛利率约 26%)。根据 23Q1 业绩交流会信息, 公司预计2023年非核心业务将加速退出,全年退出业务收入总计将达4亿美元。 2)对毛利率的影响:低毛利非核心业务剥离对毛利率影响显著,战略开始实施 (21Q3)至今,汽车与工业领域收入占比从的 60%提升至 2023Q1 的 73%,公 司毛利率从 21Q3 的 41%最高增长至 50%(后续下降主要受到 SiC 与 EFK 工厂 爬坡、以及行业产能利用率降低影响)。

3)工厂退出情况:2021 年以来,公司共陆续退出了 6 项业务及工厂,其中 2022 年退出日本新泻工厂、美国爱达荷州 波卡特洛工厂、美国南波特兰工厂和比利时 Oudenaarde 工厂。4)后续规划: 公司将持续执行业务剥离战略,在 2021 年投资者日上,公司预计到 2025 年非 核心业务收入仅占总营收的 10%,2021-2025 年非核心业务营收 CAGR 为-15%, 核心业务营收 CAGR 为+14%。剥离非核心业务带来的产品组合优化,是公司实 现 48%-50%毛利率目标的核心支撑之一。

战略 2:产能整合至大型晶圆厂,降低单位生产成本。将产能整合至大型晶圆厂 为公司的另一核心策略,目的是进一步优化成本结构。公司计划在 2025 年通过 内部产能整合,将工厂平均产能提高至 2021 年的两倍。此外,公司在 2022 年 完成对 4 座小晶圆厂的出售后,在 2023 年 2 月完成了对格芯位于纽约州东菲什 基尔(EFK)12 英寸工厂的收购,使其成为安森美在美国最大的晶圆厂,并将原 智能电源与智能感知业务向 EFK 工厂转移,体现公司优秀的产能整合能力。该 工厂将为公司硅电源产品提供增量产能,并为智能传感业务带来 CMOS 制造能 力,尽管 EFK 工厂爬坡预计将带来每季度 40-70 个基点的毛利率拖累,长期来 看大晶圆厂将为公司带来更大的成本端受益。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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