十年积淀,峰岹科技:自主 IP+三核心技术,打造芯片设计独门绝技
(报告出品方/分析师:民生证券 方竞 李少青)一、峰岹科技:十年积淀,专注BLDC电机驱动控制芯片
1.1 技术过硬,产品实现电机驱动控制芯片全覆盖
峰岹科技成立于2010年,是一家专业的电机驱动芯片公司。
公司围绕电机控制需求,提供专用性的驱动和控制芯片产品,并相适配的架构算法以及电机结构设计方案,实现BLDC电机控制系统多样性的控制需求及电机整体性能的提升与优化。
公司自主研发ME芯片架构,实现算法硬件化与器件集成化,打造出有别于同行的差异化产品。
公司专注于高性能BLDC电机驱动控制芯片设计,产品覆盖了电机驱动控制的全部关键芯片,包括电机主控芯片MCU/ASIC、电机驱动芯片HVIC、电机专用功率器件MOSFET等,公司 MCU/ASIC、HVIC、MOSFET 芯片,通常按照 1:3:6 比例,共同组成 BLDC 电机驱动控制的核心器件体系,此外公司还有智能功率模块IPM产品。
公司芯片广泛应用于家电、电动工具、计算机及通信设备、运动出行、工业与汽车等领域,在高速吸尘器、直流变频电风扇、无绳电动工具等领域已具有重要行业地位。
公司产品质量可靠、高性价比高,在境内外积累了良好的客户资源,已广泛应用于美的、小米、大洋电机、海尔、方太、华帝、九阳、艾美特、松下、飞利浦、日本电产等境内外知名厂商的产品中,为我国高性能BLDC电机驱动控制专用芯片的国产替代做出了贡献。
1.2 业绩高速增长,毛利稳步提升
营业收入方面,公司2018-2021年分别实现营收0.91亿元、1.43亿元、2.34亿元、3.3亿元,四年CAGR为53.46%,2022年Q1实现营收0.87亿元。公司营收快速增长主要受益于BLDC电机市场持续高速发展,且公司电机驱动控制芯片具有性能好、高性价比等差异化竞争优势,逐步实现进口替代。
净利润方面,公司2018-2021年归母净利润分别为0.13亿元、0.35亿元、0.78亿元、1.35亿元,四年CAGR高达116.20%,2022年Q1归母净利润为0.38亿元。公司毛利率不断提高,但各项费用率保持相对稳定,促使净利润快速增长。
分业务结构来看,公司主要产品可分为电机主控芯片MCU/ASIC,电机驱动芯片HVIC,功率器件MOSFET,以及智能功率模块IPM。
公司近四年主营业务收入85%以上来自MCU和HVIC,其中MCU 2021年实现收入2.15亿元,占主营业务收入比例从2018年的43.08%提高至2021年的65.19%;HVIC 2021年实现收入0.73亿元,占主营业务收入比例从2018年的44.79%下降至2021年的22.25%。
公司的MCU产品具备高集成度、多功能和高拓展性,高度契合了下游应用场景高速扩展,带来营收的高速增长,MCU收入的高速增长造成HVIC收入占比被动下降。
2021年ASIC实现营收0.29亿元,占主营业务收入比例为8.65%,该业务基数小但成长速度较快。2021年MOSFET、IPM分别实现收入948万元,337万元,对营收影响较小。
毛利率方面,作为营收主要来源的MCU及HVIC产品的毛利率提高推动了公司整体毛利率的提高,2018-2021年公司毛利率分别为44.66%、47.61%、50.27%、57.44%,呈逐步上升趋势。
分产品来看,MCU、HVIC、ASIC、MOSFET、IPM产品2021年毛利率分别为 61.16%、50.27%、56.97%、30.61%、47.24%。近四年来MCU产品毛利率出现显著提升,主要由于规模效应及低成本产品销售占比提高带来单位成本下降,并且产品具有差异化优势使得销售均价相对稳定;HVIC产品毛利率在2021年显著提升7.74pct,主要由于高售价产品占比提高及上下游供需关系紧张带动产品价格调整。
费用端来看,公司2018-2021年销售费用、管理费用、财务费用合计分别为0.11亿元、0.13亿元、0.18亿元、0.24亿元,占营收比例分别为12.48%、9%、7.51%、7.30%,其中2021年销售费用为843.37万元,管理费用为1510.16万元,财务费用为58.62万元,占当年营收比例分别为2.55%、4.57%、0.18%。
公司销售模式和管理模式成熟稳定,经营费用精细化管控,促使各期销售费用、管理费用及财务利息支出规模整体水平较低且较为稳定,并未随着业绩快速增长而同步增长。
1.3. 公司股权结构稳定
公司的实际控制人为BI LEI(毕磊)、 BI CHAO(毕超)和高帅,毕磊和毕超是同胞兄弟关系,毕磊和高帅是夫妻关系,毕磊和毕超间接控制峰岹科技50.75%的股份表决权,高帅持有芯运科技100%的股权,通过芯运科技控制峰岹科技1.95% 的股份表决权。实际控制人毕磊、毕超和高帅合计控制公司52.7%的股份表决权,且三人互为一致行动人。
峰岹科技及其子公司股权结构如下:
1.4. 高度重视研发,自主IP内核彰显技术实力
研发投入持续增加。2018-2021年公司研发费用分别为0.19亿元、0.25亿元、0.3亿元和0.41亿元。研发费用率分别为20.46%、17.75%、12.71%、12.41%。为及时满足下游不同领域及产品应用需求,保障公司技术水平处于行业前列,近四年公司持续加大研发投入。
公司营收的迅速增长使得研发费用率呈下降趋势。
研发人员占比高,核心技术人员稳定。截至2021年6月30日,公司员工总数为134人,其中研发人员90人,占员工比重67.16%。
公司共有核心技术人员三人,分别为公司董事长、CEO BI LEI(毕磊)、公司CTO BI CHAO(毕超)博士和公司首席系统架构官SOH CHENG SU(苏清赐)博士。
公司核心技术团队分为芯片设计团队、电机驱动架构团队和电机技术团队,芯片设计团队由毕磊担任技术牵头人,其在芯片设计领域有超过 20 年的产业化经验;电机驱动架构团队由苏清赐担任技术牵头人;电机技术团队由毕超担任技术牵头人。核心技术人员均为公司实际控制人或间接股东,核心研发团队稳定。
当前大多数电机驱动控制芯片厂商采用ARM内核架构,而公司底层架构上将芯片设计、电机驱动架构、电机技术三者有效融合,用算法硬件化的技术路径在芯片架构层面实现复杂的电机驱动控制算法,形成自主知识产权的电机驱动控制处理器内核,不受 ARM 授权体系的制约,不需要支付IP授权费用。
截至2021年Q2公司及控股子公司拥有已获授权专利 97 项,其中境内授权专利 89 项,境外授权专利 8 项,其中境内授权发明专利共计 43 项;软件著作权 9 项,集成电路布图设计专有权 46 项。公司具有电机驱动双核芯片架构等14项核心技术,所有核心技术均为自主研发。公司于 2021 年被广东省科学技术厅认定为“广东省高性能电机驱动控制芯片工程技术研究中心”。(报告来源:远瞻智库)
二、家电核芯驱动、汽车引擎加速
2.1.BLDC电机性能优异,市场前景广阔
电机俗称马达,是一种利用电和磁的相互作用实现电能与机械能转换和传递的电磁机械装置。电机在日常生活中应用场景广泛,其能够产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源,如风扇、吹风机、无人机、电动车等都可以由电机驱动运转。
电机分类方式复杂,根据有无电刷可分为有刷电机和无刷电机。有刷电机中,线圈在转子上,通过对磁场中的线圈施加电流,线圈会被一侧的磁极排斥,同时被另一侧磁极所吸引,在这种作用下不断旋转。在旋转过程中令通向线圈中的电流反向流动,使其持续旋转,电流方向的变化需要通过改变电刷的位置实现。
在BLDC电机(直流无刷电机)中,线圈在定子上,转子是永磁体,通过改变周围的线圈所产生的磁场的方向使转子旋转。通过控制通向线圈的电流方向和大小来控制转子的旋转,由于无需向转子通电,所以无需电刷。与有刷电机相比,BLDC电机效率高,控制性好,运转过程中噪音小且不产生火花,成本相对也更高。
与其他电机相比,BLDC电机具有以下特点:
1)BLDC 电机在较宽的速度段上较其他传统电机拥有较高的电机效率;
2)BLDC 电机基于应用场景的不同,可以选择方波、SVPWM、FOC 等各种电机驱动控制方式,实现多样化的控制需求;
3)BLDC 电机控制用到的参数较多且互为关联,驱动控制算法比较复杂。与其他类型电机相比,其驱动控制算法难度较高。
BLDC 电机具备高可靠性、低振动、高效率、低噪音、节能降耗的性能优势,并可在较宽调速范围内实现响应快、精度高的变速效果,充分契合终端应用领域对节能降耗、智能控制、用户体验等越来越高的要求,BLDC 电机下游应用市场广泛且不断扩展,目前广泛应用于汽车电子、白色家电、风机、电动车、电动工具等领域。
BLDC电机下游需求持续旺盛,受制于起步较晚和成本较高,当前BLDC电机市场渗透率较低,随着技术的成熟和成本的降低BLDC电机未来会对传统电机持续形成替代,根据Grand View Research数据,预计BLDC电机全球市场规模将从2018年的153.6亿美元增长到2023年的210亿美元,年复合增长率为6.45%。
根据Frost & Sulivan预测,2018 年至 2023 年期间中国 BLDC 电机市场规模年均增速有望达到 15%。
2.2. 家电市场为基,汽车空间远大
BLDC 电机的下游应用极其广泛,下游需求持续旺盛,并且当前 BLDC 电机的市场渗透率较低,未来市场需求空间较大。当前, BLDC 电机驱动控制芯片行业尚未出现全领域型竞争实力厂商,在有限的资本实力、研发精力等情况下,各厂商大多选择优先攻克重点领域,再布局其他应用领域的战略。
公司芯片产品在下游部分应用领域产品中已取得显著市场地位。
目前下游主要应用领域中BLDC 电机的市场渗透率仍处于较低水平,如2020 年采用 BLDC 电机的吸尘器和家用电扇的比例分别为15.25%、8.33%;公司BLDC 电机驱动控制芯片凭借高性能优异、性价比高的特点获得了较高的增速,促使公司芯片产品在 2020 年 BLDC 电机应用领域的高速吸尘器和家用电扇领域市占率达到78%左右。下游行业的发展及BLDC 电机渗透率的提高,带动公司BLDC 电机驱动控制芯片需求持续旺盛,市场空间较大。
2.3 小家电:普及度逐渐提高,BLDC电机渗透天花板高
随着国家经济水平不断提升以及生活水平的提高,包括家用电扇、家用吸尘 器、油烟机、洗碗机、吹风筒、料理机、筋膜枪等电器在内的小家电已广泛应用 于家庭生活,而技术的成熟使得智能家居概念逐渐在人们生活中所普及,互联网大厂也开始在小家电领域布局。
按照用途,小家电一般可分为厨房小家电、家居小家电、个人生活小家电。
随着居民消费能力的提升,过去传统的家电已经不能满足消费需求,更加智能化、功能专业化的小家电开始受到人们的追捧。根据前瞻产业研究院数据,2020年电饭煲、吸油烟机、饮水机作为传统刚需小家电产量同比下滑-29.81%、-2.19%和-2.65%,而电热烘烤、吸尘器作为享受型小家电同比大增35.5%和19.33%。
小家电增速水平优于家电全行业。根据前瞻产业研究院数据,中国小家电市场规模由2012年的1673亿增长至2020年的4608亿元,CAGR达13.5%。
BLDC 电机拥有节能降耗、较好控制性能、运行平稳等优点,在小家电市场 的渗透率不断提升。根据奥维云网数据,目前在油烟机、洗碗机、干衣机、吸尘器、空气净化器中,BLDC 电机的占比不足10%,而渗透率天花板在70%以上,还存在较大提升空间,市场发展空间广阔。
2.4 白色家电:变频家电异军突起
白色家电包含冰箱、空调、洗衣机等,经过多年的发展已经成为了较为稳定的成熟市场,随着人们对生活品质要求的提高,变频家电成为了白色家电中新的增长点。
从细分领域看,近年来我国空调市场销量增速出现明显下滑,空调在城市普及度已足够高,而农村市场增量不足。
根据前瞻产业研究院数据,我国空调销量由2015年的1.07亿台波动增长至2020年的1.41亿台,但销量增速由2017年高点的31%下滑至2020年的-6.1%,在房地产降温的背景下叠加疫情影响,未来我国空调市场可能会处于低增长区间。
电冰箱市场增速近年来呈先降后升的态势,随着冰箱普及度的提高及“家电下乡”等政策的退潮,冰箱销量一度受到冲击,但随着近年来技术的创新及高端化、智能化的升级,电冰箱行业开启了新的发展周期。
根据前瞻产业研究院数据,我国电冰箱销量由2015年的0.73亿台增长到2020年的0.84亿台,其中2020年受疫情影响,人们居家办公需要冰箱储存食物,电冰箱需求旺盛;叠加海外疫情严重造成冰箱生产减少,大量订单转向国内带动了电冰箱出口,造成2020年销量增速较快,达到9.2%。
洗衣机销量增速近年来呈缓慢下降趋势。全国洗衣机保有量接近户均一台,已经进入销量相对平稳的阶段。
根据前瞻产业研究院的数据,我国洗衣机销量由2015年的0.56亿台波动增长至2020年的0.63亿台,其中受疫情影响,2020年销量下滑-4.6pct。目前我国洗衣机市场以波轮洗衣机为主,未来性能更加优异的滚筒洗衣机和洗烘一体机渗透率会不断提高,随着洗衣机智能化及新功能的推出会迎来新的替换需求。
近年来,随着人们消费能力的提高,对白色家电的要求也不仅限于家电基本功能,而变频技术带来的低噪音、低耗能特性成为了消费者新的关注点,以变频空调、变频冰箱和变频洗衣机为代表的高端白色家电销量逐年上升。BLDC电机可以通过控制给定子施加的电流来实现调速,是性能优异的变频电机,拥有稳定、寿命长等特点。
随着技术的成熟和成本的下降,BLDC电机已经成为绝大多数变频家电的选择。根据产业在线数据,变频空调、变频冰箱、变频洗衣机的销量从2015年的3946万、507万、1116万增长到2020年的7485万、2507万、2627万,CAGR分别达到 13.66%、37.66%和 18.67%,大幅超过传统白色家电,变频家电市场的火热带动BLDC电机渗透率不断提升。
2.5 电动汽车:从智能座舱到四轮驱动
电机驱动系统是电动汽车三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行驶中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成。
除电机驱动控制系统外,电机在汽车中的应用非常丰富,根据NXP统计,传统燃油车上电机平均用量超过30个,随着汽车电动化和智能化渗透加速,车用电机数量仍在不断增长,且带控制器的电机数量也在不断增加。
按照电机类型来看,车用电机主要可以分为直流有刷电机、步进电机、直流无刷电机、永磁同步电机。其中直流无刷电机主要应用在EPS、雨刮、油泵、水泵、SCR、冷却风扇、鼓风机、变速箱等场景。
整体而言,车用电机的发展朝着更高的安全性、智能化、高效性、集成度、无刷等趋势发展,同时新能源车也为电机带来更多发展机会。尤其是车上小功率电机,呈现从有刷到无刷的发展趋势,如水泵、油泵、鼓风机、冷却风扇、车窗、天窗控制等应用。且新能源汽车也带来很多电机控制的机会,如逆变器、电子水泵EWP、空调压缩机等。
随着新能源车的渗透率不断提升以及部分电机从有刷到无刷转变,我们预计车用电机尤其是BLDC电机的应用场景将不断丰富,市场需求将保持持续增长。目前车用电机控制市场仍主要由ST、ADI、TI、英飞凌、NXP等国际厂商占据,国产厂商替代空间巨大。
2.6 电动自行车:多样化便捷出行
电动自行车是以车载蓄电池作为辅助能源,具有脚踏骑行能力,能实现电助动或电驱动功能的两轮自行车。现阶段我国电动车铅酸电池为主,铅酸电池具有安全性好、技术成熟的特点,在低温下性能表现相对较好,一直以来被广泛应用于电动两轮车。
锂电池本身具有质量轻、循环寿命长的特点,随着技术的进步,其安全性也在不断改善,为了将会逐步取代铅酸电池成为两轮电动车新的增长点。
根据艾瑞咨询数据,锂电池在近年来渗透率呈加速提升趋势,由2016年的2.3%预计提升至2022年的23.1%。
随着共享电动车的普及、外卖快递的兴起,以及人们消费水平的提高,两轮电动车市场规模快速扩大。
根据艾瑞咨询数据,预计中国两轮电动车市场规模将从2016年的700.3亿元增长至2022年的1443亿元,CAGR达到15.56%。
2020 年,中国电动两轮车总产量为 4,834 万辆,同比增长约 27.2%,增长动力主要来自于新国标下对存量市场的替代。
在电动出行领域,电动平衡车及电动滑板车因具有便携、易上手的特点成为新的增长点。
根据智研资讯数据,2020年我国电动平衡车年产量已达1755万台,近年来保持增长态势。根据恒州博智,2020年我国电动滑板车产量为364万辆,占全球总产量的85.52%。
过去BLDC电机因为技术不成熟导致故障率高,加之成本较高,因此早期的电动自行车多采用有刷电机。随着技术的进步及成本的降低,BLDC电机能耗低、寿命长的优势得以显现,渗透率不断提高。电动出行市场的持续增长及BLDC电机渗透率不断提高带动了驱动控制芯片的发展。
2.7 电动工具:欧美为主要市场,国内市场未来可期
电动工具是依靠电力驱动的各种通用建造用具,常用产品种类有电钻、角磨机、电扳手、电锯和电锤等。相比手动工具,电动工具极大提高了工作效率,减轻劳动负担,近年来市场规模呈上升趋势。根据Grand View Research数据,受疫情影响2020年全球电动工具市场出现小幅下降,但规模仍将达307亿美元。
我国是电动工具出口大国,也是世界主要的电动工具生产基地,每年生产的电动工具产品中,约有80%出口到其他国家和地区。欧洲和北美为最主要的下游消费市场,从使用场景上看主要应用于商业建筑、工业建筑、装修改造、DIY等。
疫情以来,得益于财政刺激法案和货币宽松政策,美国成屋销售和新建住房销售首句于疫情后有明显中枢上移,2022年3月建筑业PPI相比2020年1月增长18pct,而欧盟建筑业PMI指数也自2021年开始持续走高。欧美作为主要市场的旺盛需求带动电动工具市场火爆。
电动工具按使用场合可分为工业用电动工具和家用电动工具,目前工业用电动工具占比较大。工业用电动工具技术含量高,对工艺精度要求严格,具有功率大,能够长时间作业的特点,目前广泛应用于港口、矿山、机械等领域。
受益于新基建及新技术的应用,我国工业用电动工具市场增速较快,根据前瞻产业研究院数据,我国工业用电动工具销售收入将由2015年的434亿元有望提高至2025年的1223亿元,年复合增长率达10.92%。
相比工业用途,家用电动工具对精度要求不高,持续作业时间不长,随着房地产行业的迅速发展,房屋装修、维护等方面对家用电动工具起到了推动作用,而人们消费水平的提高及生活质量的改善,使得更多的家用电动工具进入到手工、模型等享受型消费当中。
根据前瞻产业研究院数据,我国家用电动工具销售收入预计由2015年的289亿元提高至2025年的815亿元,年复合增长率同为10.92%。
与传统电动工具相比,无绳电动工具优势突出。无绳电动工具对BLDC电机的能耗、功率、噪音和使用寿命等方面要求更高。电动工具行业无绳率从 2011 年的30%增长到 2019 年的 52.9%,无绳产品渗透率迅速提升,其中公司重要终端客户TTI(创科实业)无绳率已经远超行业平均水平。
根据史丹利百得数据,截至2020年,TTI 电动工具占据市场份额超过12%,排全球第二,近十年CAGR 达到 13.8%,远高于行业整体和可比公司增长水平,其 90% 产品均为无绳化产品,从而带来旺盛的上游电机及芯片相关需求。(报告来源:远瞻智库)
2.8. 终端需求带动电机驱动芯片发展,无感FOC算法、全集成成为趋势
终端需求的增加促使 BLDC 电机驱动控制芯片需求迅速发展。随着消费者生活水平的提升以及消费市场的消费升级,终端市场对电机控制性能提出了更高的要求,不仅限于电机开关或简单变档的控制,还需要电机能够实现高效率、低噪音、多功能的复杂控制任务,例如变频冰箱、变频空调的比例逐年上升,料理机、洗碗机等厨电均有了多种多样的功能供消费者选择,吹风机、吸尘器等小家电在追求高转速的同时追求低噪音、低振动的控制效果,以上更高的性能要求均需要控制芯片予以实现,随着电机控制任务不断增加且越来越复杂,高性能电机驱动控制专用芯片面临较好市场机遇。
无感 FOC 控制算法成为主流趋势。BLDC 电机控制中,算法的优劣直接影响电机的控制性能。算法自身随着技术的发展不断进行迭代更新,从方波控制向有感SVPWM、FOC 方向发展,伴随控制性能不断提升,算法复杂度也随之提升,对控制芯片的计算量和计算速度的要求也越来越高。
各种控制算法均有各自的优缺点,具体的选择需要依据最终应用领域而定,无感FOC控制算法最为先进,能够最大程度上实现高效率、低振动、低噪音以及高响应速度等控制目标,因此逐渐成为主流趋势。但无感FOC算法复杂,调试参数较多,对算法设计团队有极高要求。
单芯片、全集成是主流趋势。
就电机驱动控制专用芯片而言,如果单颗芯片能集成更多的器件和功能,可极大简化外围电路、减少外围器件,更好地满足应用需求,在帮助客户降低成本的同时,提升整体方案的可靠性。公司的电机主控芯片 MCU 集成电机控制内核(ME)和通用内核,双核架构极大提升了芯片的集成度,提高运算速度和稳定性。
BLDC电机的的高速增长带动驱动控制芯片需求持续旺盛,公司测算BLDC电机驱动控制芯片全球市场规模将从2018年的197.48亿人民币增长到2023年的269.99亿人民币,年复合增长率为6.45%。(报告来源:远瞻智库)
三、核心技术加持,BLDC电机驱动控制芯片差异化竞争
3.1. 自主IP+三核心技术,打造芯片设计独门绝技
峰岹科技有三方面的核心技术,包括芯片设计、电机驱动架构算法与电机技术,三者之间相互合作、共同作用下,为终端客户提供系统级综合方案。
在芯片设计方面,大多数MCU厂商选择ARM的Cortex-M作为通用架构,该架构较为成熟,厂商只需在该内核架构和软件控制程序的基础上进行二次开发。该模式下IP内核数据位数固定(如Cortex-M系列内核为32位),可修改程度较低,且需要向ARM公司支付授权费用。
通用MCU芯片主要基于运行软件程序实现电机控制要求,内核架构须包含运算器、控制器、存储器、输入与输出 5 个主要部件,控制算法须通过复杂的软件编程实现,运算速度主要依赖于MCU工作主频。
公司自主研发了电机专用ME内核,可以在设计阶段根据BLDC电机控制场景要求选择最适合数据位数(包括16位、24位、32位等),可以实现 BLDC 电机驱动控制效率、成本、性能等诸多维度的最优平衡。从实际运行效果看,在电机驱动控制领域,公司电机主控芯片 MCU 主要性能指标已达到甚至超越 32 位通用 MCU 标准。
使用ME内核的专用MCU芯片采用硬件方式实现电机控制算法。公司将电机控制算法拆分成位置估算器、PI 调节、SVPWM、Clark 变换、Park 变换等多个具体步骤,用硬件逻辑门电路将各个运行步骤设计成为算法硬件模块,组合搭配实现电机控制。实现FOC算法时,6~7us 即可完成一次 FOC 运算,无感 FOC 控制方案的电周期转速可高达 270,000RPM,在相同主频下比通用内核的算力高。
在自研ME内核的基础上,公司电机主控芯片 MCU 采用“电机专用ME内核+通用内核”的“双核” 结构。由公司自主研发的 ME 内核专门承担复杂的电机控制任务,通用 MCU 内核用于参数配置和日常事务处理,更好的承担“双核” 架构中对外交互等辅助任务。双核并行的工作方式实现各种高性能电机控制。
电机驱动架构算法方面,公司在当前主流的无感算法和电机矢量控制算法上进行了前瞻性研发布局,针对不同领域开发了不同的驱动控制算法,帮助下游产业客户解决诸如无感大扭矩启动、静音运行和超高速旋转等行业痛点难题,扩大高性能电机的应用领域。
电机技术方面,基于对电机电磁原理的深入了解,公司可以针对客户的电机特点提出特定的驱动方式,并且能够支持客户在成本控制的前提下对电机产品的电磁结构进行优化,使电机系统的性能达到最佳。对电机技术的深入理解使得公司能够从芯片、电机控制方案、电机结构三个维度为客户提供全方位系统级服务,帮助客户解决电机设计、生产和测试中的问题。
相较于其他芯片设计公司,峰岹科技不单单提供电机主控芯片、电机驱动芯片与功率器件,而是从终端客户需求出发,分析设计所需的电机结构及与之相匹配的控制算法,并通过芯片层级的算法硬件化,让电机主控芯片与电机、控制算法高度匹配,提高可靠性的同时,极大提升了运算速度,从芯片层级支持电机团队、电机驱动架构团队的设计需求;三个团队相互支持、相互验证、相互合作,为客户提供了包括驱动控制芯片、电机驱动控制整体方案及电机优化在内的系统级整体方案,能够让电机驱动控制专用芯片的性能得到最大程度的发挥,以达到高性能、高稳定性、多目标的 BLDC 电机驱动控制效果。
3.2. 产品布局完善助力实现高集成度芯片设计,电机驱动控制方案性价比高
公司产品布局涵盖电机驱动控制的全部关键芯片,包括电机主控芯片MCU/ASIC、电机驱动芯片HVIC、电机专用功率器件 MOSFET 等。
MCU/ASIC、 HVIC、MOSFET 芯片,通常按照 1:3:6 比例,共同组成 BLDC 电机驱动控制的核心器件体系,其中:MCU/ASIC 芯片属于控制系统大脑,实现电气信号检测、电机驱动控制算法及控制指令生成等;由于主控芯片难以直接驱动大功率的 MOSFET,需要 HVIC 作为驱动芯片,起到高低压隔离和增大驱动能力的功能。在三大核心器件共同作用下,给 BLDC 电机提供高压、大电流的驱动信号,产生 U、 V、 W 三相控制电压,使 BLDC 电机按照控制指令工作。
为提高电机控制芯片的可靠性、控制性能,降低控制系统体积以适应 BLDC 电机小型化、定制化的发展趋势, BLDC 电机驱动控制架构由完全分立逐步向全集成模块发展。
公司已经实现从集成运放、比较器到集成预驱动(pre-driver)到集成电源与功率器件 MOSFET,具备完整产品线布局,与国际知名厂商发展趋势相符。
高集成度有效降低整体方案成本。高集成度芯片产品可有效降低后续应用方案的设计难度,便于终端客户使用与开发;外围器件的减少有效降低控制系统体积,提高了控制器的稳定性与可靠性,便于用于对体积有明确要求的应用场景。
3.3. 公司产品当前渗透率低,国产替代方兴未艾
电机驱动控制芯片领域,长期由德州仪器(TI)、意法半导体(ST)、英飞凌(Infineon)、赛普拉斯(Cypress)等国际大厂主导,国内企业起步较晚,市场占有率较低。峰岹科技通过设计自主知识产权电机控制处理器内核架构,走出一条与国内大多数厂商不同的发展路径,在产品性能上达到国外大厂的标准。
近年来,公司产品被国内外知名厂商所接受,逐步替代国外厂商的市场份额,实现了国产替代。
在电机驱动控制领域,公司产品在性能、技术参数等方面已具备与上述大厂进行竞争的实力,但因为公司历史较短、经营规模较小、全球市场占有率仍处于较低的水平。
根据公司测算,公司在全球BLDC电机驱动控制芯片的市场占有率在2018-2020年分别为0.46%,0.68%和1.06%,市场占有率迅速提升,面对广阔的市场空间,公司发展前景广阔。
从细分领域来看,公司产品主要应用于小家电领域。公司抓住小家电市场发展的机遇,通过高性价比、高性能的竞争优势,市场占有率及销售规模的快速提升。2018-2020年公司在小家电领域销售收入分别为0.38亿元、0.78亿元、1.43亿元,三年CAGR为94.31%。
在运动出行领域,受益于终端客户雅迪、台铃、小牛电动车销售的持续增长,2018-2020年公司销售收入分别为 1429 万元、2248 万元以及 3016万元,三年CAGR为 45.28%,呈现高速增长态势。
在电动工具领域,受益于TTI、东成、宝时得等重点客户市场占有率及出货量的逐年增长,2018-2020 年,公司销售收入分别为 834 万元、1630 万元以及 2828 万元,三年CAGR为 84.09%。
在白色家电领域,尽管该领域整体市场规模已趋于稳定,但鉴于该领域市场规模较大,且当前国外厂商如TI、ST具有强大竞争力,公司未来有很大的国产替代空间。2018-2020 年,公司芯片产品应用于白色家电领域的销售收入分别为 87万元、456万元以及 839万元,收入规模较低但年均增长率较高,达到210.54%。
在工业与汽车领域,随着汽车电动化和智能化的推进,BLDC电机在车身的应用也越来越广泛。公司推出了车规级BLDC电机控制专用芯片FU6832N1,可应用于汽车散热水泵、座椅通风、玻璃升降控制等场景,该产品已于近期通过AEC-Q100车规认证。
2018-2020年,公司芯片产品应用于工业与汽车领域的销售收入分别为642万元、680万元、768万元,随着车规认证的通过,预计未来将持续放量。
3.4. 导入知名终端客户,上游供应稳定
2021年上半年,公司前五大客户合计占比64.37%,其中上海知荣电子有限公司、无锡知荣电子有限公司、南京知荣电子科技有限公司合计为公司第一大客户,占公司销售金额比例为30.65%。深圳市瑞辰易为科技有限公司和瑞辰易为科技有限公司合计为公司第二大客户,占公司销售金额比例为15.69%。
作为系统级服务提供商,公司技术团队结合 BLDC 领域的技术优势,根据客户提出的电机控制需求,提供针对性架构算法以及芯片产品,组成有效电机驱动控制整体解决方案,向客户提供驱动控制芯片、电机驱动控制整体方案、电机系统优化等系统级服务。经销模式下,公司采用相类似的营销模式,即积极配合经销商向终端客户提供技术支持与电机驱动控制解决方案,为终端客户提供满足其应用需求的芯片产品,当终端客户认可公司芯片产品后,通过经销商进入销售流程。
终端客户方面,公司芯片已广泛应用于美的、小米、大洋电机、海尔、方太、华帝、九阳、艾美特、TTI、小天鹅、TCL、飞利浦、松下、飞利浦、日本电产等境内外知名厂商的产品中。
公司采用Fabless经营模式,在晶圆生产厂商上选择了位于全球工艺前端的格罗方德、台积电作为主要合作伙伴,主要通过进口的形式采购晶圆。
在封装测试方面,公司与华天科技、长电科技、日月光等封装工艺成熟的封装厂商保持长期稳定的合作关系,各环节供应商集中度较高。随着全球晶圆产能的日趋紧张,为保证上游晶圆供应稳定,公司与某主要晶圆供应商签订《产能保留协议》,解决晶圆供应后顾之忧。
四、募投分析
公司本次发行价为82元/股,发行数量为2309万股,占发行后总股本的25%,公司募集资金总额为18.93亿元,扣除发行费用后预计募集资金净额为17.28亿元。
本次首次公开发行股票所募集的资金主要围绕主营业务进行,将投资于以下3个项目:高性能电机驱动控制芯片及控制系统的研发及产业化项目、高性能驱动器及控制系统的研发及产业化项目、补充流动资金项目。
高性能电机驱动控制芯片及控制系统的研发及产业化项目:本项目主要建设内容为高性能电机驱动控制芯片 MCU 的持续研究开发。项目拟对电机主控芯片 MCU 进行升级迭代,由 RISC-V 指令集架构取代8051架构,实现“ME(电机主控)+RISC-V”双核芯片架构。
在芯片集成度上,项目将继续加强对控制与驱动集成技术的研发投入,持续提升芯片产品的集成度。此外,项目将持续加大对应用系统级控制方案、电机技术的研发投入,以引领下游产业领域的升级换代 。
高性能驱动器及控制系统的研发及产业化项目:公司将对高性能电机驱动芯片 HVIC 进行下一阶段的产品研发,以期生产出适应汽车电子应用领域需求的电机驱动芯片,积极拓宽产品下游应用领域,优化公司产品结构,扩大公司产品销售规模。
公司对高性能智能功率模块的技术研发,旨在实现电机驱动芯片的高集成度,提升芯片产品和功率模块的集成度、散热性、稳定性、可靠性等性能参数,以便更好的响应下游应用领域的电机驱动控制需求,为公司保持技术国际水平提供有力的支撑。
五、盈利预测
5.1. 业务拆分
我们预计公司2022-2024年整体营收为4.74亿元、6.46亿元和8.69亿元,同比增速分别为44%、36%和35%,毛利率分别为55.7%、54.8%和54.7%。分业务来看:
电机主控芯片MCU产品:该产品为公司主要收入来源,该产品下游适用于不同的电压段、功率段、速度段等场景要求,充分契合下游电机控制应用领域高效稳定、节能降耗、高集成度、低成本控制等多样化需求。
该产品主要应用于小家电、白色家电、电动工具、运动出行等下游应用领域。由于产品性价比高、下游需求旺盛,我们预计公司电机主控芯片MCU产品2022-2024年营收分别为3.15/4.36/5.85亿元,同比增速分别为46.7%/38.4%/34.2%。毛利率方面,预计2022-2024年产品毛利率分别为59%/58%/58%。
电机主控芯片ASIC:该产品为应对特定电机控制场景需求而设计的电机主控专用芯片,应用控制场景相对专一、控制效果相对特定,具备体积小、集成度高、性价比高等优点。
随着电扇类、扫地机器人、泵类、筋膜枪、散热风扇等多个领域需求的迅速增长,预计公司电机主控芯片ASIC产品2022-2024年营收保持快速增长,分别为0.37/0.46/0.58亿元,同比增速30%/25%/25%。
毛利率方面,预计2022-2024年产品毛利率分别为55%/54%/54%。
电机驱动芯片HVIC:该产品具备性能优异、降低能耗、系统高效等竞争优势,主要适用于电机驱动的各类应用场景,如电动车、平衡车、电动工具、航模等多个领域。考虑到下游应用领域的旺盛消费需求,预计公司电机驱动芯片HVIC产品2022-2024年营收分别为1.05/1.41/1.97亿元,增速分别为43%/35%/40%。
毛利率方面,综合考虑产品结构的持续优化和上下游供需关系的变化,预计2022-2024年毛利率分别为49%/48%/48%。
功率器件MOSFET及智能功率模块IPM:功率器件MOSPET具备良好的开关性能和反向恢复特性,有助于降低系统整体发热,实现高效率与低损耗的驱动。
智能功率模块IPM将高低压功率器件和高低压驱动芯片集成,具有可靠性高、尺寸小等优点,适用于内置电机应用和紧凑安装场景。这两款产品占营收比重较小,预计2022-2024年二者合计营收分别为0.17/0.21/0.27亿元。
5.2. 费用率预测
随着公司销售模式和管理模式趋于成熟,预计未来公司各费用率水平保持相对稳定,预计2022-2024年公司销售费用率、管理费用率分别保持在2.50%、4.5%左右。公司持续加大研发投入,随着公司经营规模的扩大,预计2022-2024年研发费用率保持在12.5%左右。
5.3. 估值分析
峰岹科技专注BLDC电机芯片设计,公司自研的MCU专用内核具有一定的技术壁垒,芯片、算法、电机技术三方核心技术具有协同效应,应具有一定的估值溢价。选取具有相似电机控制芯片产品的中颖电子、兆易创新、芯海科技作为可比公司,可比公司2022-2024年PE均值分别为36/27/23倍。
我们预计峰岹科技2022-2024年营收分别为4.74亿元、6.46亿元和8.69亿元,归母净利润分别为1.76亿元、2.52亿元、3.53亿元,对应当前市值的PE分别为38/27/19倍,考虑到BLDC电机市场渗透率不断提升,公司在BLDC电机控制芯片领域拥有核心技术、产品性价比高,有望保持高速增长。
六、风险提示
1)经营业绩难以持续高速增长的风险。若下游需求增长放缓,或竞争对手提出更具针对性竞争策略,或公司所处行业的产业政策发生重大不利变化,或公司技术研发难以满足客户需求等,公司经营业绩高速增长将面临难以持续的风险。
2)下游 BLDC 电机需求不及预期风险。公司芯片产品专用于 BLDC 电机驱动控制,产品需求与 BLDC 电机在下游终端领域的横向拓展、BLDC 电机对传统电机的纵向渗透率提升等密切相关。若未来 BLDC 电机在公司重点发展的终端领域渗透率增长未达预期,或公司在其他终端领域,如:汽车电子、工业控制等的横向拓展未达预期,将对公司持续经营能力造成不利影响。
3)电机控制专用芯片技术路线风险。公司竞争对手大多采用通用 MCU 芯片的技术路线,一般采用 ARM 公司授权的 Cortex-M 系列内核;公司则坚持专用化芯片研发路线,形成完全自主知识产权的芯片内核 ME。公司与竞争对手共同受益于下游行业旺盛需求所带来的商机。若竞争对手利用其雄厚技术及资金实力、丰富客户渠道、完善供应链等优势,亦加大专用化芯片研发力度,公司可能面临产品竞争力下降、市场份额萎缩等风险。
4)供应商集中风险。公司产品的晶圆制造和封装测试等生产环节均由境内外行业领先的晶圆制造和封装测试厂商完成,各环节供应商集中度较高。若上游晶圆厂商,受地缘政治或其他未公开说明的原因等因素影响,不按照市场化的商业规则要求向公司提供晶圆,公司将面临无法及时按约向下游客户交付芯片产品的履约风险。
5)研发风险。由于公司采用专用芯片设计路线,市场上没有与之相匹配的成熟可靠的 IP内核与软件库可以直接授权使用,需要研发团队长时间的自主研发与经验积累。BLDC 电机驱动控制芯片基础研发难度较大,研发周期较长,开发成本较高。芯片设计研发能力建立在不同应用场景电机智能控制需求、对应电机控制算法、电机技术等三者结合的深度理解,需要芯片设计、算法架构、电机技术三方面研发力量深度融合,对复合型研发人才以及三方面技术力量协调融合提出了较高的要求;若公司无法对研发团队、研发人员、研发力量进行有效整合管理,导致无法顺应市场需求及时推出新的芯片产品,将对公司持续创新研发、产品迭代更新造成不利影响。
6)售价或毛利率波动风险。随着市场竞争加剧,公司必须根据市场需求不断进行技术升级创新。若公司未能判断下游需求变化,或公司技术实力停滞不前,或公司未能有效控制产品成本,或公司产品市场竞争格局发生变化等导致公司发生产品售价下降、产品收入结构向低毛利率产品倾斜等不利情形,公司产品售价或毛利率存在下滑风险。
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