2022年纳芯微研究报告.docx

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1、2022年纳芯微研究报告1.信号感知芯片起家，隔离芯片接力成长纳芯微成立于 2013 年，是一家聚焦高性能、高可靠性模拟集成电路研发和销售 的集成电路设计企业，产品在技术领域覆盖模拟及混合信号芯片，广泛应用于信 息通讯、工业控制、汽车电子和消费电子等领域。公司早期业务以面向消费领域 的传感器为主，2016 年公司开始向工业及汽车领域发展，并于同年推出符合 AEC-Q100 标准、面向汽车前装市场的压力传感器信号调理 ASIC 芯片。2018 年至今，公司先后开发了隔离接口芯片、隔离驱动与采样芯片、直流有刷电机驱 动芯片等多个品类，产品布局覆盖信号感知、系统互联和功率驱动三个维度。1.1.厚积而

2、薄发，收入利润成长加速回顾公司历史，公司收入和利润成长不断加速，在 2021 年达到峰值。早期公司 收入体量较小而研发投入较大，利润体量较小，部分年份出现亏损；经过多年耕 耘，2020 年公司横跨信号感知和隔离全品类的产品组合基本成型，收入利润进 入快速增长期。根据公司招股书披露，进入 2020、2021 年，伴随客户 A、南 京基尔诺等客户放量，公司收入和利润均迎来快速成长。22H1 公司实现收入 7.94 亿元，同比+132.96%；归母净利润 1.95 亿元，同比+116.50%。毛利率维持相对稳定，净利率不断提升。22H1 公司毛利率为 50.75%，同比 -3.45pcts；净利率为

3、 20.56%，同比-5.15pcts。毛利率下降主因系公司驱动 芯片产品收入占比增加，产品结构变化导致，相应导致净利率亦承压。未来随着 公司新产品放量，产品结构不断改善，公司毛利率有望维持稳定。1.2.持续研发投入带来更强成长动能，规模增长摊薄期间费用公司持续高研发投入，不断加深技术积累，开拓产品品类。22H1 公司研发费用 达到 1.05 亿元，同比+168.96%。尽管研发费用快速增长，但由于公司收入体 量亦快速增长，且公司 2022 年 6 月 23 日才完成首次限制性股票授予，股份支 用体现暂不明显，公司研发费用率低于行业平均水平。22H1 公司销售费用 率和管理费用率分别为 3.2

4、8%、6.60%，同比-0.92pct、-0.85pct，费用率下 降主要原因系公司收入规模增长摊薄期间费用。我们预期未来随着公司收入增长， 期间费用率水平稳中有降。1.3.ADI班底打造坚实研发基础公司控股股东及实际控制人为王升杨、盛云、王一峰。其中王升杨和盛云分别于 2009-2012 年以及 2008-2011 年在亚德诺半导体技术（上海）有限公司工作， 分别担任设计工程师和高级设计工程师工作，目前王升杨任公司董事长兼总经理， 盛云任公司董事、副总经理、研发负责人。2.隔离芯片：受益新能源发展需求快速增长2.1.应用广泛的隔离芯片隔离芯片指芯片输入和输出之间具备电气隔离特性的芯片，电气隔

5、离的目的包括高低压电路绝缘、隔离噪声、匹配电平等。在高压系统或者多电路连接系统中，出于安规或者电气隔离的要求，需要用到隔离芯片。隔离芯片的典型应用包括：1）新能源汽车OBC、主驱以及充电桩中的通讯、驱动、信号采样，由于电压较高（400-800V），出于安全要求需要隔离；2）光伏发电系统中的通讯、驱动、信号采样，1500V组件电压安规要求隔离确保安全；3）服务器电源、基站电源中多机通讯互连、板级通讯、信号采样等，为了避免信号串扰需要隔离等；4）工业变频器、伺服驱动中的通讯、驱动、信号采样，亦需要通过隔离芯片实现。根据功能不同，隔离芯片可以分为数字隔离芯片、隔离驱动芯片、隔离采样芯片三 类。其中，

6、按照功能不同，数字隔离芯片又可以分为数字隔离器、隔离通讯接口（CAN、 LIN、485 等），数字隔离器主要用于将输入信号传递到与输入隔离的输出端口，隔 离通讯接口则加入了通讯协议的解析功能，可以将通讯链路上的信号转化成 MCU/SoC 易处理的格式。隔离驱动芯片又可以分为单管、半桥驱动等，主要区别 是能够同时驱动的 MOSFET/IGBT 数量不同，单管为 1 个，半桥为 2 个。隔离采 样芯片可以分为电压采样、电流采样、隔离放大器、ADC 等，电压/电流采样主要面 向信号直采，隔离放大器则应用于传感器后端信号处理，ADC 用于模数转换。根据 Markets and Markets 数据，2

7、022 年全球数字隔离芯片市场规模预计约 18 亿美元，预计到 2027 年增长至 27 亿美元，2022-2027 年 CAGR=8.45%。分下 游来看，工业和汽车电子是数字隔离芯片的两个最大应用领域，2020 年占比分别达 到 28.58%和 16.84%，预计到 2026 年达到 28.80%和 16.79%。根据 Yole 数据， 2021 年全球栅极驱动芯片市场规模约 16.78 亿美金，预期到 2027 年将达到 27.32 亿美金，2020-2030 年 CAGR=8.5%。2.2.容耦方案具备性价比优势技术方案上来讲，隔离芯片可以分为光隔离（光耦）、电容隔离（容耦）、变压器

8、隔离（磁耦）三种类型。其中光耦发明最早，但由于光电二/三极管特性限制无 法实现高频传输且功耗较大，此外常见的光耦用电介质空气和环氧树脂介电强度 有限，隔离性能较差。近年来容耦和磁耦（统称为数字隔离器），由于其传输速 度更高、绝缘性能更好（一般采用 SiO2 或 Polyimide 聚酰亚胺作为电介质）的 特点，快速替代光耦器件。相比光耦，容耦在隔离强度、速度、功耗上有较大优势；相比磁耦，容耦在成本 和 EMI（电磁干扰）上有一定优势，属于性价比较优的选择。对于第三代半导体， 由于开关速度较快，对 CMTI（表征隔离性能的参数），采用容耦或磁耦方案已 成为必须。在汽车、新能源发电、工业等成本相对

9、不敏感、同时对性能有较高要 求的领域，容耦芯片已替代掉光耦的大部分份额，光耦芯片主要应用于消费电子 等低端场景，磁耦芯片则主要应用在高端场景中。 目前光耦方案主要由博通（AVAGO）、安森美等企业供应；容耦隔离芯片领先 企业有 Silicon Labs、TI、纳芯微等；磁耦方案领先企业有 ADI、英飞凌等。2.3.分下游领域成长动能剖析2.3.1.汽车：电气化+智能化隔离芯片在汽车中有两大应用领域：一是大小三电系统中，为了隔离高压电路与 低压电路，对于高压线路的采样、检测，以及 IGBT 的驱动，都需要通过隔离芯 片进行；二是在各个电子控制模块（ECU）之间的通讯中，各个模块间往往并 没有直接

10、电气连接，为了降低噪声干扰、提升可靠性，可以采用隔离芯片进行通 信或控制。两大应用领域，对应的正是汽车电子两大发展趋势：电动化和智能化。电动化带动三电系统渗透率提升，隔离芯片受益成长。对节能环保的追求催生了 新能源汽车的发展，近年来随着电池成本的降低、电池和动力系统可靠性的提升， 新能源汽车销量快速增长。据 IEA 数据，2021 年全球新能源汽车销量达到 660 万辆，同比+121.48%。随着未来新能源汽车渗透率不断提升，预期对应的大小 三电系统隔离芯片需求将维持快速成长态势。汽车智能化带动单车 ECU 数量提升，对隔离芯片需求亦有提振。根据 NXP 数 据，传统汽车中 ECU 数量普遍在

11、 20-60 个之间，高端车型功能丰富，ECU 数 量更多。随着汽车功能复杂度的提升，汽车 ECU 数量亦维持平稳增长态势。另 一方面，近年来随着车载计算平台逐渐成熟，域控制器、高算力车载娱乐信息系 统、ADAS 系统渗透率显著提升，亦创造出了隔离芯片的增量需求。2.3.2.新能源发电：需求快速增长在新能源发电和储能系统中，隔离芯片主要用于实现逆变器、变流器、PCS 等 设备中的隔离、采样、通信等功能，是电力电子变换器不可或缺的芯片组件。此 外在储能电站的 BMS 系统中，隔离芯片亦广泛应用于板间通讯，用以隔绝高压 和信号干扰。近年各国相继提出碳达峰、碳中和目标，新能源装机需求快速成长，随着新

12、能源 装机需求成长，电网的调频、调峰能力受到挑战，储能需求亦迎来快速成长期。 未来随着新能源发电装机量和储能装机量的增长，隔离芯片需求亦将受益。2.3.3.通讯：全球基站建设仍在推进在基站中，隔离芯片主要应用于一次、二次电源系统的驱动、采样和通讯。根据 工信部数据，2021 年，中国移动通信基站总数达 996 万个，全年净增 65 万个。 其中 4G 基站达 590 万个，5G 基站为 142.5 万个，全年新建 5G 基站超过 65 万个，2022 年预计建设 5G 基站超过 60 万个。随着宏站逐步建设完成，5G 基 站建设逐步转向小站阶段，预计未来国内 5G 基站建设数量趋于平稳。全球层

13、面来看，在印度、非洲等国家和地区，5G 建设仍处于初期阶段。2022 年 8 月，印度完成了 5G 频谱的拍卖，参与拍卖的是 Reliance Jio、Bharti Airtel 和 Vodafone Idea 三家运营商和印度富翁高塔姆阿达尼（Gautam Adani）。 其中 Reliance Jio 在 700MHz 频段的拍卖中出价最高，成功获得了这一优质 频段。目前，印度三家供应商都准备在今年年底前推出 5G 网络，其中 BhartiAirtel 已经宣布与三星、诺基亚和爱立信合作，并于 22 年 8 月开始了 5G 网 络的部署。2.3.4.工业：短期或有压力，静待需求回暖在工业变

14、频器、伺服驱动、PLC 中也有隔离芯片的应用场景，隔离芯片主要应 用于 IGBT/MOSFET 驱动、通讯接口等场景。在 PLC 中，隔离芯片还可以作 为 I/O 接口，对外输出信号，并隔离外部噪声干扰。2021 年下半年开始，受到限电限产、宏观需求不景气等多方面因素影响， 工业需求承压。2022 年 7 月全国工业增加值同比增长 3.80%，增长幅度同比 -2.60pcts。长期来看，我国经济发展稳健，工业生产中机器替代人工大趋势明 确，预期工业自动化行业有望维持稳健增长状态。3.MEMS传感器：连接现实与虚拟，百亿美金大市场传感器是将现实世界的信号转化为数字世界信号的装置，是数字世界信号处

15、理的 起点。一个完整的传感器由前端的敏感元件和后端的信号调理ASIC 芯片构成， 由于敏感元件存在非线性或受温度影响较大等特点，需要信号调理 ASIC 芯片 对敏感元件输出的电信号进行调理。根据敏芯股份招股书披露数据，MEMS 传感 器芯片和 ASIC 在 MEMS 传感器芯片整体成本中的占比分别为 33.93%和 10.78%。MEMS 传感器可以分为射频、压力、声学、IMU（惯性）、陀螺仪等多个种类。 根据 Yole 数据，2020 年全球 MEMS 市场规模为 121 亿美元，预计到 2026 年增长至 182 亿美元，2020-2026 年 CAGR=7.2%。其中射频、微流体等传 感

16、器增长较快，2020-2026 年复合增速均超过 12%。分下游领域来看，根据 Yole 数据消费电子是 MEMS 传感器最大应用领域，2020 年全球消费电子规模达到 71.3 亿美元，预计 2026 年达到 112.7 亿美元， 2020-2026 年 CAGR=7.9%。汽车是 MEMS 第二大应用领域，2020 年市场 规模达到 20.3 亿美元，预计 2026 年市场规模达到 28.6 亿美元，2020-2026 年 CAGR=5.8%。国内来看，根据赛迪顾问数据，按品类区分，射频、压力 MEMS 传感器占比最 大，分别达到 25.90%、19.20%。而按下游区分，网络通信（包括手

17、机）是 MEMS 传感器最大应用市场，占比达到 31.34%；其次是汽车电子，占比达到 28.8%。展望未来，除去全球需求的增长以外，MEMS 传感器行业还呈现下游应用和产 品品类的双向扩张。例如应用端有压力传感器传统上主要应用于汽车领域，近年 来逐步向手机、可穿戴设备等市场扩展，实现气压计、室内导航等功能；MEMS 微型麦克风向工业应用扩展；光学 MEMS 传感器向汽车 AR-HUD 应用扩展等。 产品端有 MEMS 电源开关、MEMS 微扬声器等新产品。整体行业有望持续增 长，增速高于全球需求增速。4.磁传感器：在汽车领域应用广泛，市场规模快速成长磁传感器是利用电磁感应原理，对位置、速度、

18、电流、通断等变量进行检测的传 感器元件。按照技术类型，磁传感器可以分为霍尔、AMR、GMR、TMR 等类 型。其中霍尔传感器利用霍尔效应对磁场进行检测，通常由一块薄的矩形 p 型半 导体材料（如 GaAs、InSb 等）组成。AMR 传感器利用磁阻元件电阻随磁场变 化的原理，以检测磁场方向的变化。GMR 的原理基于电子自旋，利用一系列由 不同磁性和非磁性材料组成的超薄层，创造出阻值随磁场方向连续变化的传感器 件。TMR 传感器则利用隧道磁阻效应，实现电阻随磁场方向变化的传感器件。根据Yole数据，2021年全球磁传感器市场规模约26亿美元，预计到2027年市场规模达到45 亿美元，2021-2

19、027年CAGR=9%。其中，霍尔传感器因其技术成熟，且可以用 CMOS工艺制造，是目前市场主流磁传感器技术方案。根据Yole数据，按出货量口径，预计2027年Hall传感器在全球占比达到69%，AMR/GMR/TMR占比分别为13%/5%/13%。全球磁传感器主要厂家包括Allegro、英飞凌、AKM等，以收入口径计算，前三大厂家市场份额分别为16%/15%/10%。国内玩家有纳芯微、宁波时代电气、比亚迪半导体等。磁传感器在汽车领域有重要应用。磁传感器在传统燃油车和新能源汽车中均有广 泛应用，在传统燃油车中，磁传感器可以应用于汽车传动轴，泵、阀开关检测、 油门踏板位置检测、车轮速度检测等；在

20、新能源车中，磁电流传感器可以用于新 能源车主驱、OBC、DC/DC 等组件的电流传感中，磁位置传感器还可以用于 BMS 液冷系统阀门的控制。根据我们测算，在新能源汽车中单车需要约 15-30 个磁传感器。未来随着汽车功能复杂度的提升和安全要求的提升，预期汽车磁传 感器应用规模将持续增长。5.纳芯微：隔离芯片国内龙头，品类扩张不断打开成长空间5.1.国产传感器和隔离芯片细分赛道龙头，受益需求景气快速成长隔离芯片需求充分受益新能源高景气迎来快速增长。纳芯微在国内隔离芯片市场 处于龙头地位，技术积累深厚，产品得到下游客户广泛认可。公司特有的 Adaptive-OOK 调制技术，可使公司的数字隔离芯片

21、实现大于200kV/s 的 CMTI。同时，在极端环境下，该技术能够保护数字隔离芯片的内部器件在 CMTI 大于300kV/s 时不被损坏；同时，该技术解决了传统 OOK 技术信号抖动 过大的问题，可将信号抖动控制在 1ns 左右。根据 Markets and Markets 数据，公司数字隔离芯片类产品 2020 年全球市场 占有率为 5.12%。公司产品技术领先，主要产品的核心技术指标达到甚至超过 国际先进水平，在国内处于行业领先地位。目前，公司已经进入了比亚迪、五菱 汽车、长城汽车、联合汽车电子、宁德时代等主流厂商的新能源汽车供应体系， 并实现批量供货。随着我国新能源汽车、光伏发电等产业

22、的快速发展，以及公司 不断开拓完善产品种类，公司市场份额有望持续扩大。公司在 MEMS 传感器 ASIC 芯片细分赛道也有较高市场份额。根据公司招股说 明书测算，2020 年公司在国内压力传感器和加速度传感器 ASIC 芯片市场占有 率分别为 32.19%和 23.06%。随着可穿戴设备需求的快速增长以及技术迭代带 来的传感器数量增长，公司亦有望获得较好业绩成长。5.2.磁传感器市场空间广阔，卡位优质赛道打开成长曲线磁传感器在汽车、光伏等新能源领域有广泛应用，下游成长性突出。在光伏逆变 器、新能源车主驱等环节，隔离芯片与磁传感器常常搭配使用；在汽车领域，磁 传感器亦广泛应用于轴、踏板位置检测等

23、场景。磁传感器与隔离芯片下游重合度 高，具有较强协同效应。从市场体量上来看，如我们前文所述，磁传感器市场规 模约 26 亿美金，与隔离芯片（约 25 亿美金）相近，市场空间广阔。2021 年公司发布芯片级电流传感器芯片，2022 年发布霍尔效应磁角度传感器。 公司 100A 级磁电流传感器产品集成度高，无需原边供电，外围 Layout 方便， 产品性能突出，面向光伏、汽车 OBC 和 DC/DC、工业等市场。同时，公司隔 离芯片、压力传感器等产品在汽车、工业等市场已经形成批量销售，产品认可度 相对较高，客户资源丰富。布局磁传感器产品，公司有望发挥各项业务的协同优 势，快速导入客户，为公司带来收

24、入贡献。5.3.非隔离品类打开长期成长空间模拟品类众多，市场空间广阔。根据IC Insights的数据，2021年全球模拟芯片市场741亿美元，YoY+33%；预计2022年市场规模将达到832亿美元，YoY+12.28%。相比隔离芯片，非隔离芯片面向消费、通讯、汽车、工业等几 乎全部下游，应用场景更加丰富，市场规模更加广阔。分下游来看，新兴应用领 域如汽车、光伏、风电、储能、HPC、5G等领域增速最快。传统的模拟芯片市场如工业、消费预计将持续稳健增长。根据 IC Insights数据，2021-2022年模拟芯片下游中增速最快的领域分别为汽车和通讯，分别将达到 17%和14%。隔离芯片可以理解成“非隔离芯片”+“隔离通讯部分”的组合体。但隔离芯片 中的非隔离部分与普通的非隔离芯片在参数和设计细节上有所差异，两者互有相 通，而又有一定不同。除隔离芯片和传感器以外，公司亦围绕汽车、工业关键应 用布局非隔离芯片，包括 LED 驱动、电机驱动、负载开关等。随着公司产品品 类扩张，公司产品能够覆盖的单车价值量将持续上升，成长空间将被不断打开。