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存储芯片行业之东芯股份研究本土SLCNA [复制链接]

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(报告出品方/作者:中信建投证券,刘双锋、章合坤)

一、存储为长期高成长赛道,利基市场需求高增

1.1存储是长期高成长赛道,利基型存储空间广阔

存储芯片是长期高成长的赛道。只要有数据就离不开存储,新型终端或应用的诞生及爆发,拉动数据存储需求不断增长。复盘历史,存储器市场出现过多轮新终端或应用驱动的成长周期,如90年代PC的渗透,年代功能机的渗透及iPod等推出,年代智能机的渗透及云计算的爆发,未来存储器需求将在5G、AI以及汽车智能化的驱动下步入下一轮成长周期。

存储芯片市场规模维持长期增长,在半导体市场的占比波动上行。全球存储芯片市场于波动中保持上升趋势,市场规模从年的亿美元增至年的亿美元,复合增速达5.6%,ICInsights预计年全球存储芯片市场规模将同比增长22%,年将超过亿美元。存储芯片在整个半导体中的占比年在10%出头,到上一轮景气度高点年,达到33.1%,整体处于波动上行的状态。年和年,由于存储器周期下行,该比例有所下降,年该比例约为27%。

从结构上看,DRAM和NANDFlash为存储芯片的核心品类。根据IDC,DRAM和NANDFlash两者自年以来一直占据存储芯片市场的大部分份额,两者合计占比达75%,年该份额上升至96%。

5G手机、服务器、PC等下游需求驱动,存储芯片市场规模快速扩张。年DRAM下游市场中,计算、无线通讯、消费和工业分别占45.9%、36.5%、9.6%、4.5%,而NANDFlash下游市场中,计算、无线通讯、消费和工业分别占54.8%、34.1%、6.1%、2.6%。智能手机5G升级,带动智能手机单机容量提升,云计算和AI发展,推动存储需求不断上行。另外,年至今新冠疫情带来的工作、生活方式的转变,远程服务的诸多应用持续带动服务器需求,而平板、笔记本电脑等也因远程办公、教学需求,出货量大幅增长。下游市场发展将带动DRAM和NANDFlash快速发展。

从产品分类看,存储芯片可分为随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两大类,RAM可进一步分为DRAM、DRAM、MRAM、RRAM等,ROM可进一步分为Flash、EEPROM等,其中Flash包括NANDFlash和NORFlash。从市场规模看,存储芯片包括DRAM、NANDFlash和NORFlash三大类,其余存储芯片市场规模较小。根据IDC统计,年全球存储芯片市场中,DRAM是存储芯片最大细分市场,占整体市场的53%,NANDFlash占43%,NORFlash占2%,其余占2%。

东芯股份的产品主要为SLCNAND、NORFlash和利基型DRAM,合计市场空间可达亿美金,占整体存储市场的9.3%。具体地,NANDFlash按结构可分为2D和3D,按存储密度可分为SLC、MLC、TLC、QLC等(SLC:即每单元可存储1比特数据,性能优、寿命长、擦写次数多、容量小),公司的产品主要为2DSLCNAND,属于中小容量利基型,对应年的市场空间约21亿美金。NORFlash可分为SPI和PPI两种接口,公司两种产品均有布局,对应年的市场空间约34亿美金。DRAM可分为主流DRAM和利基型DRAM,公司主要布局利基型DRAM,对应年的市场空间约84亿美金。

1.1.1SLCNAND:物联网、5G通讯、汽车等新兴需求支撑,市场规模稳定增长

SLCNAND拥有中低容量,应用于5G通信设备、安防监控、可穿戴设备。NANDFlash具有存储容量大、写入/擦除速度快等特点,被广泛应用于电子资料存储、通讯设备、消费电子、汽车电子等领域,年其市场规模接近亿美元。从竞争格局来看,中大容量NAND市场已经高度集中,三星电子、SK海力士、美光、西部数据/铠侠等合计占据90%以上的市场份额,新厂商入局较难。相对资金投入巨大的中高容量存储,SLCNAND为中小容量,目前主要应用于对可靠性要求要高的领域,如5G通信设备、安防监控、可穿戴设备等,竞争格局相对分散,尚未形成垄断。

物联网、5G通讯、智能汽车等新兴需求支撑,市场规模稳定增长。根据Gartner,年SLCNAND全球市场规模达到16.71亿美元,年受行业周期影响略有下降,年开始保持增势,达到21亿美元。未来,在原有刚性需求和新兴应用(物联网、5G通讯、智能汽车)不断出现的支撑下,预计SLCNAND市场将继续保持增长态势,年市场规模达到23.24亿美元,-年复合增速达6%。

(1)物联网领域:随着传统家居向智能家居方向发展,搭载物联网模块的智能家居也将成为未来消费电子市场的重要发展方向。同时传统通讯领域随着5G、WiFi6等技术的运用,类似PON、路由器、机顶盒等通讯设备同步在升级换代,对SLCNAND的市场需求形成支撑。

(2)5G通讯:5G通讯设备需要高速且稳定可靠的存储芯片作为各类数据站点。以5G宏基站为例,其部署环境复杂恶劣,且需要全天候工作,中小容量SLCNAND在性能稳定性上具有明显的优势。-年,中国5G基站建设迎来高峰期,预计共计新增5G基站万站。5G基站大规模建设及其衍生的5G应用迅速拓展,带来SLCNAND需求的快速增长。

(3)汽车电子:在汽车系统中,复杂的汽车应用需要高容量的闪存,成本考量愈发重要。SLCNAND相比NORFlash单位成本具有优势,同时满足车规芯片要求的耐高温、耐冲击、抗电磁干扰等特性,在ADAS系统、仪表盘、车载娱乐、行车记录仪等系统有广泛应用。根据Gartner的数据显示,年全球ADAS系统的NANDFlash存储消费2.2亿GB,同比增长%,预计至年,全球ADAS系统的NANDFlash存储消费将达41.5亿GB,-年复合增速达79.8%。(报告来源:未来智库)

1.1.2NORFlash:可穿戴、显示、5G基站、汽车等新兴需求拉动,NORFlash市场蓬勃发展

NORFlash是代码存储型芯片,在小规模存储领域对比SLCNAND有一定优势。NORFlash的特点是高读取速度和低待机功耗,主要用来存储代码及部分数据,应用于手机、PC、DVD、TV、USBKey、机顶盒、物联网设备等代码闪存领域。NANDFlash的特点是大容量存储、高写入/擦除速度、相当擦写次数低成本,应用于大容量数据存储,例如智能手机、平板电脑、U盘、固态硬盘等领域。而SLCNAND属于NANDFlash的当中的利基型产品,适合小规模数据存储。在小规模数据存储应用中,NORFlash由于其代码存储、芯片内运行、低成本、高性能等优势,占领了相当一部分SLCNAND的应用市场,两者应用部分重叠。

可穿戴、AMOLED/TDDI、5G基站和汽车电子等需求拉动,NORFlash蓬勃发展。-年NORFlash市场随着功能机数量减少而逐年萎缩,但近年来随着可穿戴设备、AMOLED/TDDI、5G基站和汽车电子等需求增长,NORFlash行业自年以来恢复增长。根据CINNOResearch,年全球NORFlash市场规模为31亿美元,预计年达到34亿美元。

1.1.3DRAM:利基型DRAM应用广泛,市场规模保持较快增长

利基型DRAM应用广泛,市场规模保持较快增长。DRAM广泛用于智能手机、服务器、PC、笔电、汽车等领域,根据ICInsights,在全球存储芯片市场中,DRAM市场规模达亿美元,占比53%,是存储芯片最大的细分品类。中小容量DRAM属于利基型产品,终端产品包括数字机顶盒、PON等通讯设备、功能手机、行车记录仪、安防监控、智能家居等,应用较为分散。根据Trendforce统计,年全球利基型DRAM市场规模约84亿美元,同比增长31.5%。未来,随着下游各类应用的稳定发展,利基型DRAM市场规模将保持增长趋势。

1.2利基型存储格局分散,中国厂商迎来替代机遇

利基型存储格局分散,海外大厂正逐步退出,中国厂商迎来替代机遇。海外大厂,如三星电子、美光、西部数据、Cypress(被英飞凌收购)等,都保留了一部分利基型存储的业务,包括2DNAND、NORFlash、DRAM(指DDR3以及前代产品),但业务重心均在大容量存储产品,正在逐步退出利基市场。利基型存储主要厂商分布在中国大陆及中国台湾,规模较大的厂商包括华邦电子(中国台湾)、旺宏电子(中国台湾)、兆易创新、北京君正、普冉股份、东芯股份等,近年来规模持续扩大,逐步替代头部厂商空出的市场。

分产品看:(1)SLCNAND方面:除NAND大厂外,中国台湾华邦电子、旺宏电子均有布局,中国大陆有兆易创新、北京君正和东芯股份,目前东芯股份为大陆SLCNAND龙头,工艺制程达到19nm,处于国际领先地位;兆易创新和北京君正的NAND规模尚小。目前SLCNAND代工资源包括中芯国际、台湾力晶等。

(2)NORFlash方面:领先厂商包括华邦电子、旺宏、兆易创新、Cypress、美光等,普冉股份、东芯股份也形成了一定规模,此外国内还有恒烁半导体、珠海博雅、芯天下等厂商。国内NORFlash厂商产品各有优势,如兆易创新强在产品丰富度、大容量、中高端应用,普冉股份强在工艺特色(SONOS工艺)、低成本,东芯股份强在工艺制程、低成本。目前NORFlash的代工资源包括武汉新芯、中芯国际、华力微、台湾力晶等。

(3)DRAM方面:国际大厂包括三星电子、美光、SK海力士,均将重心放在(LP)DDR4、(LP)DDR5、GDDR6等产品上,逐步退出DDR3及前代等利基市场。利基DRAM方面,规模较大的为华邦电子、旺宏;兆易创新依托合肥长鑫的代工资源,19nmDRAM正在快速放量,即将推出17nm产品,目前聚焦于利基市场;北京君正采用台湾力晶、南亚的25nm工艺平台,聚焦于车规、工业、医疗等中高端市场,也属于利基市场。此外,紫光国芯、东芯股份等均有DRAM产品,最新工艺制程均为25nm,其中紫光国芯已有DDR4产品,东芯股份正在研发LPDDR4X。

二、东芯股份:本土SLCNAND龙头,聚焦利基型存储

2.1本土SLCNAND龙头,哈勃、大基金、上汽集团入股

聚焦中小容量存储芯片,本土SLCNAND龙头。公司聚焦中小容量通用型存储芯片,是国内少数可同时提供NAND、NOR、DRAM等存储芯片完整解决方案的厂商,其中SLCNAND销售规模居国内第一,为国内龙头。经过多年的经验积累和技术升级,公司打造了以低功耗、高可靠性为特点的多品类存储芯片,产品不仅在高通、博通、联发科、中兴微、瑞芯微、东芯股份、恒玄科技、紫光展锐等知名平台获得认证,同时已进入三星电子、海康威视、歌尔股份、传音控股、惠尔丰等国内外知名客户的供应链体系,被广泛应用于通讯设备、安防监控、可穿戴设备、移动终端等终端产品。

收购韩国Fidelix并整合其核心技术,获得华为哈勃、上汽集团、国家大基金二期等投资。公司前身东芯有限于年成立,后在中芯国际的工艺平台上开始SLCNAND的研发。年6月,东芯有限以受让韩国Fidelix公司核心经营团队安承汉等15.88%股份并增资的方式,合计持有Fidelix25.28%的股份,成为其控股股东、实际控制人,并获得其NAND、NOR、DRAM及MCP(多芯片封装存储器)等技术。年,东芯有限整体变更为股份公司,并引入中电基金、海通创投等股东,年进一步引入华为哈勃、国开科创、青浦投资等知名投资机构。年公司进行IPO前战略配售,获得上汽集团、国家大基金二期等战略入股,12月公司于科创板成功上市。

Fidelix公司专注于利基型存储的研发,主要产品为DRAM和MCP,也可研发NAND和NORFlash,客户包括三星、LG、瑞萨、飞索半导体、京瓷电子等。Fidelix创始人安承汉曾就职于SK海力士DRAM事业部,拥有超过30年研发经验,后成为东芯股份的核心研发人员之一。公司收购Fidelix后,东芯负责SLCNAND和NOR的研发,并推进对Fidelix相关知识产权的整合,而Fidelix品牌独立运营,继续从事DRAM和MCP的研发和升级。

控股股东为东方恒信,股权结构稳定。目前,公司的控股股东为东方恒信,其直接持有东芯半导体43.18%的股份,公司实际控制人为董事长蒋学明、董秘蒋雨舟。其他重要股东有聚源聚芯(8.46%)、齐亮(8.46%)、东芯科创(6.78%)、中金锋泰(5.87%)、哈勃科技(4.00%)、上汽集团、国家大基金二期、中电基金等。公司拥有一家分公司东芯深圳分公司、三家全资子公司东芯香港、东芯南京及Nemostech,其中Nemostech为公司的海外研发技术中心,主要从事NAND的研发。

2.2SLCNAND渐成拳头产品,产品打入头部客户供应链

公司聚焦利基型存储,在三大产品线上不断开发新品。(1)NAND:公司的SLCNAND分SPI和PPI两种接口,SPINAND容量覆盖Mb~4Gb,PPINAND容量覆盖1Gb~8Gb,未来公司将陆续推出1XnmNAND、车规级NAND、DTRNAND(双倍传输速度)。(2)NOR:目前主要为SPINOR,容量覆盖32Mb~Mb,未来将推出更大容量的NOR及车规级NOR。(3)DRAM:目前拥有LPDRAM、DDR3、PSRAM、SDRAM等产品,其中DDR3容量覆盖1Gb~4Gb,LPDDR1/2容量覆盖Mb~2Gb,未来将推出LPDDR4X。

(1)SLCNAND:产品容量、接口、电压丰富,应用于5G通讯模块、安防、可穿戴、移动终端等。公司聚焦平面型SLCNAND,采用浮栅型工艺结构,存储容量覆盖1Gb~8Gb,可选择SPI或PPI接口,搭配3.3V/1.8V电压,可实现数据的存储及快速改写。公司产品广泛应用于如5G通讯模块和高集成度终端系统运行模块,也可用于安防、可穿戴、移动终端等,已获得联发科、瑞芯微、中兴微、博通等行业内主流平台厂商的验证认可,被主要应用于5G通讯、企业级网关、网络智能监控、数字录像机、数字机顶盒和智能手环等终端产品,终端客户包括中兴通讯、烽火通信、海康威视、大华股份、创维数字、航天信息等。

核心技术优势明显,可靠性向车规级迈进。公司的SPINAND采用了业内领先的单颗集成技术,将存储阵列、ECC模块与接口模块集成在同一芯片内,节约芯片面积,降低产品成本,在耐久性、数据保持特性等方面表现稳定,可靠性从工业级标准向车规级标准迈进。

(2)NORFlash:目前聚焦中小容量NORFlash,用于手机、CCM、TWS耳机等。公司SPINOR存储容量覆盖2Mb~Mb,支持多种数据传输模式,主要用于存储代码程序,如功能手机中用于存放通信数据交换时的启动程序、智能手机摄像头模组中用于存放校正图像分辨率的指令代码、TWS耳机的蓝牙模组中存放启动时的引导程序,终端客户包括三星电子、LG、传音控股、歌尔股份等。

(3)DRAM:产品迭代至DDR3和LPDDR1/2,可用于通讯设备、移动终端、可穿戴等。公司研发的DDR3系列具有高带宽、低延时等特点,在通讯设备、移动终端等应用广泛。同时,公司针对移动互联网和物联网的低功耗需求,自主研发LPDDR系列,适合在智能终端、可穿戴设备等使用。目前公司的客户包括LG、瑞萨、索喜、惠尔丰、伟创力等。

MCP合封自研DRAM与外购NAND,通过主流4G模块平台认证。公司MCP产品集成闪存芯片(外购自SK海力士)与DRAM(自研,力晶代工),已在紫光展锐、翱捷科技、联发科的4G模块平台通过认证,应用于功能手机、MIFI、网络电话、POS机等产品,获得TCL科技、日海智能、捷普等客户的认可。

2.3产品结构持续优化,盈利能力显著提升

收入规模快速扩大,盈利能力显著提升。收入方面,终端市场旺盛需求、国产替代持续推进,叠加产品线不断完善,客户结构不断优化,公司产品出货量年增长率在30%以上,年实现营收11.39亿元,同比增长45.3%,近三年复合增速达30.7%。利润方面,在年扭亏后,年公司实现归母净利润2.62亿元,同比增长.8%,净利率约23%,实现扣非归母净利润2.55亿元,同比增长.5%。

SLCNAND渐成拳头产品,收入占比逐年提升。公司可提供NAND、NOR、DRAM等存储芯片完整解决方案,此外通过自研DRAM及外购SK海力士的NAND,也可提供MCP产品。经过多年的产品研发和市场开拓,公司SLCNAND销售占比逐步提升,年上半年销售占比达到51.3%,NOR、DRAM和MCP的销售占比分别为18.8%、6.9%和20.8%,呈逐年下降趋势。

需求强劲叠加产能紧缺,主力产品均价提升。NAND价格方面,年NAND出现行业周期性波动,市场价格大幅下降,叠加终端应用通讯设备的主控搭配从PPINAND转变为SPINAND,使公司价格略低的低容量1GSPINAND销量明显增加,拉低NAND均价。年受中大容量NAND占比的提高和市场需求回暖,NAND均价上升。年上半年,市场需求强劲,晶圆产能紧张,NAND均价继续上升。NORFlash、DRAM和MCP的均价相对稳定。

供需紧张叠加产品结构优化,综合毛利率上升。-年上半年,公司综合毛利率分别为22.24%、14.91%、22.04%、33.96%。年毛利率较年下降7.33%,主要系受市场供需关系影响,各产品线价格出现不同程度的下降,主力产品NAND价格下降明显。-年上半年,各产品线毛利率均呈上升趋势,其中NAND毛利率上升明显,因市场需求回暖、产能紧张带来提价、大容量高毛利产品占比提升。随着综合毛利率提升,公司净利率也显著提升,Q1-Q3净利率达到20.6%,全年有望达到23%。

随着销售规模的扩大,期间费用率呈下降趋势。销售费用:-年上半年公司销售费用分别为万元、万元、万元和万元,占营收的比例分别为3.27%、3.87%、2.60%和2.59%,销售费用随公司收入规模增长而增长,但占比有所下降。管理费用:-年上半年公司管理费用分别为万元、万元、万元和万元,略有上升;管理费用率受规模效应影响有所下降,分别为7.85%、8.67%、5.80%和5.02%。财务费用:-年上半年分别为万元、-15万元、万元和-71万元。年受人民币升值影响,汇兑损失较大,财务费用率达到3.91%,其余各年度财务费用较少。

研发人员多为资深人员,研发投入占比随销售规模扩大而下降。研发人员方面,截至年上半年,公司拥有研发人员75人,占总数的42.61%,其中10年以上资历的共63人。研发投入方面,-年上半年公司研发投入分别为万元、万元、万元和万元,研发投入占比分别为9.84%、9.44%、6.06%和6.86%。-年研发投入占比与行业水平相当,年以来,随着公司收入规模的快速扩大,研发投入占比有所下降。

2.4工艺制程引领国内先进水平,追赶国际领先水平

自年以来,公司依靠中芯国际和台湾力晶的工艺平台,将产品工艺逐步提升至行业领先水平。其中,SLCNAND从38nm演进至19nm,NORFlash从90nm演进至48nm,DRAM从63nm演进至25nm。目前,公司的SLCNAND和NORFlash工艺处于国际领先水平,DRAM工艺接近国内领先水平。

SLCNAND方面,新产品向更高制程和大容量迭代,将带来显著的性能和成本优势。年收购Fidelix后,公司整合其工艺技术,开始在中芯国际38nm的工艺平台上进行SLCSPINAND的研发,年10月正式流片1Gb容量产品。年公司尝试研发大容量MLCNAND,但鉴于良率、工艺问题,转回聚焦SLCNAND。年,公司顺利量产基于38nm工艺制程的SLCNAND(容量2Gb),采用SPI接口。随后,公司分别在年和年量产24nmNAND(PPI接口,容量2~8Gb,国内首颗工业级SLCNAND)和28nmNAND(SPI接口,容量2Gb)。目前,公司正在研发19nmSPINAND,19nm工艺相较于老产品将显著提升产品性能,并大幅降低成本。我们认为新产品将进一步提升公司SLCNAND出货量,并提升盈利能力。

NORFlash方面,工艺制程达到国际领先水平,向中高容量挺进。公司收购的Fidelix公司可提供90nmNORFlash,收购后公司将工艺推进至65nmNORFlash。年,公司开始在力积电48nm工艺平台上设计生产低功耗NORFlash,工艺达到领先水平。目前公司NORFlash容量最高达到Mb,属于中小容量,未来将在48nm工艺基础上迭代至Mb和1Gb等中大容量规格,向中高端市场挺进。

DRAM方面,LPDDR4X研发进行中,将用于高端数据模块。公司最早于年设计生产63nmLPDDR1,-年先后推出38nm2GbLPDDR2、38nm1GbDDR3和25nm2GbDDR3,后者采用力晶最先进的工艺制程。未来,公司将基于力晶的25nm工艺平台,继续推出中等容量8GbLPDDR4X产品。(报告来源:未来智库)

2.5募投资金加码研发,新品打开成长空间

公司IPO募集资金拟投向于lXnm闪存产品研发及产业化项目、车规级闪存产品研发及产业化项目、研发中心建设项目和补充流动资金项目,募投项目合计投资金额为7.5亿元。其中:(1)2.31亿元投入1XnmNAND的研发,将提升芯片性能及容量,同时单片晶圆产出更多芯片,产品竞争力提高;(2)1.66亿元投入车规级存储项目,基于38nm工艺平台研发SLCNAND,可用于智能辅助驾驶、仪表盘、车载娱乐系统等相关平台,产品向高性能、高附加值的方向发展;(3)0.58亿元投入研发中心建设,开发中的新品包括:存算一体化芯片、LPDDR4X、DTRNANDFlash,25nm4GbLPDDR4X将进一步打开公司的成长空间。

三、盈利预测

公司聚焦中小容量存储芯片,目前已形成NAND+NOR+DRAM的完整存储产品线,产品在性能、工艺、成本等方面具备领先优势,客户涵盖网络通讯、安防监控、可穿戴、移动终端、工控、通讯模块等领域的大部分头部客户,并获得华为哈勃、国家大基金、上汽集团的投资入股。-年,公司的19nmSLCNAND、LPDDR4X、车规级存储都有望逐步量产,扩大收入规模,优化产品结构,提升盈利水平。公司为国产中小容量NAND核心标的,具备稀缺性、高成长性,质地优秀。

(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。)

精选报告来源:。

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