制造技术全球领先，聚焦MEMS，赛微电子：深耕外延扩大成长空间

老范说评 / 2022-01-21 13:15 发布

1. 全球 MEMS 制造领先企业，深耕外延持续拓展

1.1. 聚焦半导体业务，致力 MEMS 与 GaN 制造/研发

战略转型聚焦半导体业务，内生外延持续拓展。公司成立于2008年，自成立以来，以传感终端应用为起点，通过内生发展及外延并购成功将业务向产业链上游延伸拓展。目前，MEMS 芯片的工艺开发及晶圆制造已成为公司的主要核心业务。

基于对 MEMS 和 GaN 产业发展前景的判断，且受囿于复杂的国际政治经济环境，公司对长期发展战略做出重大调整，已陆续剥离航空电子、导航及其他非半导体业务，以形成以半导体为核心的业务格局。

公司主要业务包括 MEMS 与 GaN 生产制造。

公司以半导体业务为核心，面向物联网与人工智能时代，一方面重点发展 MEMS 工艺开发与晶圆制造业务，一方面积极布局 GaN 材料与器件业务。目前，公司的主要产品及业务包括 MEMS 芯片的工艺开发及晶圆制造、GaN 外延材料生长与器件设计，下游应用包括通信、生物医疗、工业科学、消费电子等。

MEMS 业务以晶圆制造为主，以工艺开发为辅。

公司 MEMS 业务包括晶圆制造与工艺开发两类。

其中，MEMS 晶圆制造业务是指在完成 MEMS 芯片的工艺开发、实现产品设计固化、生产流程固化后，为客户提供批量晶圆制造服务；而 MEMS 工艺开发业务则根据客户提供的芯片设计方案，以满足产品性能，实现产品“可生产性”以及平衡经济效益为目标，利用工艺技术储备及项目开发经验，进行产品制造工艺流程的开发，为客户提供定制的产品制造流程。

目前，公司 MEMS 业务以晶圆制造为主，1H21，公司 MEMS 晶圆制造营收达到 2.55 亿元，占 MEMS 业务总营收的 71%。此外，公司 MEMS 工艺开发营收于 1H21 达到 1.06 亿元，占 MEMS 业务总营收的 29%。

公司 GaN 业务包括外延材料与芯片设计两大环节。

公司 GaN 业务主要可以分为 GaN 外延材料与 GaN 芯片设计。

其中，GaN 外延材料业务基于自主掌握的工艺诀窍、根据既定技术参数或客户指定参数，通过 MOCVD 设备生长并对外销售 6~8 英寸 GaN 外延材料；而 GaN 芯片设计业务则基于技术积累设计开发 GaN 功率及微波芯片，向下游客户销售并提供相关应用方案。

公司股权结构稳定，国家大基金助力公司成长。

公司控股股东为杨云春，截至 2022 年 1 月 10 日，杨云春直接持有公司 27.54%股份。同时，公司于 2016 年战略引入北京集成电路制造和装备股权投资中心。

根据 Wind 数据，北京集成电路制造和装备股权投资中心在公司的持股比例为 1.04%。此外，公司还于 2019 年引入战略股东国家集成电路产业投资基金股份有限公司。

截至 2022 年 1 月 10 日，国家集成电路产业投资基金股份有限公司在公司的持股比例达到 12.10%。

2021 年限制性股票激励计划，吸引并留住海内外人才。

公司为进一步建立、健全公司长效激励机制，吸引和留住优秀人才，充分调动公司（含子公司）董事、高级管理人员、中层管理人员及/或核心技术/业务人员的积极性，有效地将股东利益、公司利益和核心团队个人利益结合在一起，使各方共通关注公司的长远发展，公司于 2021 年 11 月推出《2021年限制性股票激励计划》。

该激励计划拟向激励对象授予权益总计不超过 1459.96 万股，约占该激励计划草案公告时公司股本总额的 2%，首次授予的激励对象共计 159 人，包括董事、高级管理人员、中层管理人员以及核心技术/业务人员。

外延并购拓展业务，积极进行产业投资布局。

公司围绕主要业务开展了一系列产业投资布局，直接或通过产业基金对产业链相关企业进行参股型投资。目前，公司主要子公司包括 Silex Microsystems AB、SMI（Silex Microsystems Inc.）、SSA（Silex Securities AB）、运通电子有限公司、北京赛莱克斯国际科技有限公司、北京微芯科技有限公司以及赛莱克斯微系统科技（北京）有限公司等。

同时，公司延续发展战略重大调整，资源聚焦半导体业务的需要，继续剥离剩余部分导航业务，出售耐威时代 100%股权、对中测耐威进行减资。

此外，公司根据发展需求，投资新设业务子公司，继续实施针对企业与基金的相关产业投资，如投资设立聚能国际、对爱集微进行增资、参投设立火眼基金等。

全资子公司瑞典 Silex 拟收购德国 ELMOS 汽车芯片制造产线相关资产，拓展汽车电子领域。

公司为将核心主业传感器和芯片工艺制造的业务范围进一步拓宽至汽车电子领域、迅速提升可兼容 MEMS 与 CMOS 芯片集成工艺制造的境外产能，提高公司在全球范围内的综合竞争实力，公司全资子公司瑞典 Silex 拟以 8450 万欧元收购德国 ELMOS 的汽车芯片制造产线相关资产。

Elmos 成立于 1984 年，该制造产线于 2009 年，主营业务为开发、制造和销售各类 CMOS 及传感器芯片。公司产品范围涵盖汽车高速网络通信接口芯片、电源稳压芯片、光学红外传感芯片、电机驱动系统微控制芯片、MEMS 等。

透过此次收购，公司有望拓展至汽车电子类应用，Elmos 将在产线交割时提供工艺技术许可，特别是支持产线 350nm 工艺流程的产品开发套件，但若涉及具备战略价值的汽车领域中的特定应用市场，需要获得德国 Elmos 的批准同意；此外本次交易需要遵守欧盟和德国的相关法律法规，并符合法定的交割条件能否获得批准以及获得批准的时间存在不确定性。

1.2. 发展规划清晰，促进盈利能力增强

坚持自主创新，持续围绕主营业务进行深入系统研究。公司坚持自主创新战略，研发团队围绕 MEMS、GaN 业务的关键技术进行了深入系统研究，自主研发并掌握了相关工艺核心技术及相关产品的软硬件设计核心技术。

近年来，公司一直保持着较高的研发投入水平和强度，2018~2020 的研发费用分别为 0.54、1.10、1.95 亿元，占当年营收比例分别为 7.58%、15.32%、25.49%。3Q21，公司继续大力推进 MEMS 工艺开发技术，MEMS晶圆制造技术、GaN 外延材料生长工艺技术、GaN 芯片及应用设计技术等的研发，研发费用达到 1.95 亿元，占营收的比重达到 33.39%。

同时，公司具有专业的技术团队，截至 1H21，公司拥有博士 37 名，硕士 162 名，合计占公司总人数的 31.94%；且公司研发及技术人员合计 270 人，占公司总人数的 43.34%。

凭借技术优势，公司已吸引众多优质客户。

目前，在 MEMS 领域，公司服务的客户包括国际知名的 DNA/RNA 测序仪、光刻机、计算机网络及系统、硅光子、红外、可穿戴设备、新型医疗设备、汽车电子等巨头厂商以及细分行业的领先企业。

在 GaN 领域，公司已成为全球 GaN 功率器件及 PD 快充领域的头部供应商之一，服务下游知名消费类、工业级客户。

公司业务快速发展，业绩持续提升。

公司主营业务 MEMS 工艺与晶圆制造具备全球竞争优势，拥有业内顶级专家与工程师团队以及持续扩张的 8 英寸成熟产能，较好地把握了下游生物医疗、通讯、工业汽车、消费电子等应用领域的市场机遇，瑞典 MEMS 产线保持了强劲的盈利能力。同时，公司加快 GaN 业务布局，已签署批量订单。

3Q21，公司实现营收 5.84 亿元，同比增长 9.21%；归母净利润达到 0.88 亿元，同比增长 18.49%。

毛利率维持高位，净利率同比有所增长。

近年来，公司毛利率持续保持稳定增长态势。2018~2020，公司毛利率分别为 40.73%、44.21%以及 45.48%；净利率分别为 13.21%、14.67% 以及 24.50%。

3Q21，公司由于业务发展需要，研发投入与财务费用均有所增长，影响了公司盈利水平，导致公司 3Q21 毛利率达到 46.36%，但净利率为 9.03%。

新增设备导致折旧摊销费用增长。

公司新建晶圆厂引入新设备后，导致新增设备的折旧摊销金额以及固定资产修理费用增加，从而使得 MEMS 制造费用增长 94.97%。

在产线折旧摊销方面，公司严格按照财政税务部门的相关政策和行业惯例执行，机器设备方面公司目前选择按 10 年进行折旧，厂房按照 20 年进行折旧，北京 MEMS 产线的相关资产已从 2020 年 10 月转固并按会计准则规定计提折旧。根据 FAB3 截至 2020 年末的资产情况（不考虑新添设备），静态预计每年归母折旧金额约在 6000~7000 万元区间。随着后续产能的扩张建设，该金额将相应增长。

2. 下游需求广阔+产能爬坡助力公司持续业绩提升

2.1. MEMS 需求旺盛，海外龙头占据主要市场份额

MEMS 采用机械结构，是当下传感器主要发展方向之一。MEMS 微电机系统，将半导体技术的多功能性与机械结构的功能相结合，以微米或纳米级别的结构，应用在包括 MEMS 麦克风、MEMS 压力传感器、MEMS 陀螺仪、MEMS 湿度传感器等。

MEMS 可应用在惯性、压力、声学、磁力、温/湿度、气体等不同类型的应用领域，通常 MEMS 采用机械结构，通过感测到的外部型号来控制运动方向，进而改变电容之间的距离；透过机械装置所发生的物理变化，转换成电子信号并数据化，完成数据采集后就可以传送至后端的运算芯片进行计算。MEMS 组成包含有微传感器、微结构、微电子、微致动器等，包含微电子、物理等技术。

MEMS 具有多种优势，可被用于制造多种器件。

MEMS 器件体积小，一般单个 MEMS 传感器的尺寸以毫米甚至微米为计量单位，同时，微型化以后的机械部件具有惯性小、谐振频率高、响应时间短等优点。

MEMS 器件采用硅基加工工艺，可兼容传统 IC 生产工艺。

由于 MEMS 具有多种优势，MEMS 被用于制造多种器件。根据技术原理，MEMS 器件可分为传感 MEMS、生物 MEMS、光学 MEMS 和射频 MEMS。

MEMS 器件工艺技术不断升级迭代，正向小尺寸、高性能发展。

为满足如智能手机、平板电脑及可穿戴设备等消费电子的应用需求，MEMS 正向小尺寸发展。同时，航天航空类的高端应用也推动 MEMS 器件向高性能发展。

2000~2020，MEMS 芯核尺寸已由 10 mm²缩小至 1~2 mm²；功耗由 0.1mW 降至 0.05mW 以下；平均单价也从 3 美金以上降至 0.5 美金左右。

多种应用趋势推动 MEMS 市场规模持续增长。

MEMS 下游应用主要包括消费电子、工控、通讯、汽车、医疗等领域。其中，消费电子是 MEMS 产品的核心市场，市场份额约占 60%。

MEMS 市场具有多种应用趋势，包括老产品新应用（如传统的压力传感器、MEMS 麦克风等产品总量随着新兴终端产品应用不断增加）、新领域新挑战（如 5G、自动驾驶等加大了 MEMS 器件需求量）、老行业新需求（如手机中的 5G 射频元件 BAW、汽车中的红外线传感器等需求快速增长），这些趋势都促进了 MEMS 市场的增长。

根据 Yole 数据，2020 年全球 MEMS 市场规模为 121 亿美元，2026 年预计增长至 182 亿美元，年复合增长率约为 7.2%。

MEMS OIS、MEMS 麦克风将成为市场增速最快的 MEMS 产品。

移动终端是 MEMS 的重要增长点，除了传统的惯性传感器、MEMS 麦克风、压力传感器的普及和组合化趋势外，气压传感器、摄像头光学防抖 OIS 陀螺仪渗透率也快速提升。

预计 2020~2026，MEMS OIS 市场年复合增长率约达到 214%，MEMS 麦克风市场规模年复合增长率约 100%。

全球 MEMS 制造商业模式主要分为 IDM、纯 MEMS 代工、集成电路代工三类。

全球 MEMS 代工主要可 IDM、纯 MEMS 代工、集成电路代工。其中，纯 MEMS 代工不提供任何设计服务，企业根据客户提供给的 MEMS 芯片设计方案，进行工艺制程开发以及代工生产服务，代表企业包括 TeledyneDalsa、IMT 等。

IDM 模式为自己设计自行生产，在满足自身晶圆制造需求后，也会将剩余产能外包出去，提供 MEMS 代工服务。

传统集成电路 MEMS 代工则为传统集成电路（主要为 CMOS）代工企业以原有的 CMOS 产线为基础，嵌套部分特殊的生产 MEMS 工艺技术，将旧产线转化为 MEMS 代工线，代表企业包括台积电、Global Foundries 等。

MEMS 由海外厂商垄断，赛微电子控股的 Silex 在纯 MEMS 代工厂全球排名第一。

MEMS 产业由海外企业占据主要市场，2018 年全球代工业务规模前十厂商均建立在欧美地区。

从 2018 年 MEMS 代工业务规模来看，ST 是全球第一大 MEMS 代工厂，已开展 MEMS 代工业务 20 余年。

Silex Microsystems AB 在 2019 年、2020 年在纯 MEMS 代工厂排名第一，并已于 2016 年被赛微电子全资收购。

国内 MEMS 产业积极追赶，已建立多家 MEMS 代工厂。

当前国内 MEMS 行业发展主要面临企业规模偏小、高端产品依赖进口、技术总体水平偏低、产业配套不足等问题。

近年来，为加强国内 MEMS 产业竞争力，已有多家企业建立了 MEMS 工艺服务平台，为 Fabless 厂商提供了技术研究和开发平台。

未来，随着产能向国内转移、市场需求增长、以及国内政策扶持，本土 MEMS 发展将逐渐趋于成熟与完善。

根据赛迪智库数据，2018~2021 年预计国内 MEMS 市场规模将从 504 亿元增长至 851 亿元，年复合增长率达到 19.06%。

2.2. 公司 MEMS 制造技术业内领先，产能爬坡持续增长

公司已成为全球排名第一的 MEMS 纯代工厂，制造技术业内领先。

公司长期保持在全球 MEMS 纯晶圆代工第一梯队，2019 及 2020 年排名第一，代表着业内主流技术水平。

自 2000 年至今，公司参与了 400 余项 MEMS 工艺开发项目，代工生产了包括微镜、光开关、片上实验室、微热辐射计、硅麦克风等在内的多种 MEMS 产品。

目前，公司拥有覆盖 MEMS 领域的全面工艺技术储备，关键技术已成熟并经过多年的生产检验，TSV、TGV、SilVia、MetVia、DRIE 及晶圆键合等技术模块行业领先。

硅通孔技术是公司熟练掌握的 MEMS 制造技术之一。

由于 MEMS 应用场景及产品种类的多样性，对 MEMS 制造工艺的需求也体现出高度的定制化与复杂性。

在 MEMS 制造工艺中，公司熟练掌握硅通孔（TSV）和玻璃通孔（TGV）工艺技术。其中，硅通孔技术是一项高密度封装技术，正在逐渐取代目前工艺比较成熟的引线键合技术，被认为是第四代封装技术。

硅通孔技术可以通过垂直互连减小互联长度、减小信号延迟、降低电容/电感，实现芯片间的低功耗、高速通讯、增加宽带和实现器件集成的小型化。

产能持续爬坡，推动公司 MEMS 业务营收进一步增长。

公司子公司瑞典 Silex 产能持续扩充，FAB1&FAB2 通过添购关键设备继续提升产线的整体产能。同时，公司控股子公司赛莱克斯北京“8 英寸 MEMS 国际代工线”（北京 FAB3）一期规模产能（1 万片/月）已正式启动量产，二期规模产能（2 万片/月）已启动建设。伴随公司产能爬坡，营收有望持续增长。

公司与武汉敏声展开战略合作，助力公司持续成长。

公司子公司赛莱克斯北京于 2021 年 8 月与武汉怡格敏思科技有限公司、武汉敏声新技术有限公司签署《战略合作框架协议》，决定在射频滤波器芯片的 8 英寸晶圆代工领域开展长期战略合作，共同建设能够充分满足射频滤波器芯片产品代工制造需求的定制化专用产能。

随着 MEMS 终端设备的广泛拓展应用以及相关产品需求的不断增长，公司业绩有望持续提升。

3. 积极拓展 GaN 市场，不断完善产业链布局

3.1. GaN 市场逐渐成长，产业链整合成为重要竞争力

GaN 材料特性具备耐高温、高频等特性，应用前景广阔。

GaN 作为第三代半导体具有宽带隙（3.4 eV）、击穿场强大（3.3 MW / cm）、电子饱和漂移速度高（2.7 * 107 cm / s）等物理结构优势。

在以往的半导体材料中，Si 是目前集成电路及半导体器件的主要材料，但其带隙窄，击穿电压低，在高频高功率器件的应用上效果不佳。

以 GaAs 代表的第二代半导体材料由于电子迁移速率高，抗辐射等优点在微波通信领域有着重要的应用价值，是目前通信用半导体材料的基础。然而，GaAs 的带隙和击穿电压仍难以满足高频高功率器件的要求。

而 GaN 相较前两代半导体材料具有更大的禁带宽度和击穿电压，同时化学稳定性高，能够耐高温，耐腐蚀，因此在光电器件以及高频高功率电子器件应用上具有广阔的前景。

GaN 物理特性相较于 Si 在工作频率、抗高温和抗高压具备较强的优势。

半导体材料领域至今经历了多个发展阶段，相较而言，第三代半导体在工作频率、抗高温和抗高压等方面更具优势。

第一代半导体材料主要包括硅（Si）和锗（Ge），于 20 世纪 40 年代开始登上舞台，目前主要应用于大规模集成电路中。但硅材料的禁带宽度窄、电子迁移率低，且属于间接带隙结构，在光电子器件和高频高功率器件的应用上存在较大瓶颈，因此其性能已难以满足高功率和高频器件的需求。

5G 市场率先打开 GaN 商用空间。

因为 GaN 材料及芯片具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子速率等优点，所以在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面具有广阔的前景。

5G 对 GaN 的需求增长十分明显，5G 基站所需的射频功率放大器为 GaN 带来了绝佳的市场机遇。

在 5G 的关键技术 Massive MIMO 应用中，基站收发信机上使用大数量（如 32/64 等）的阵列天线来实现了更大的无线数据流量和连接可靠性，这种架构需要相应的射频收发单元阵列配套，所以射频器件的数量将大为增加，器件的尺寸大小很关键，利用 GaN 的尺寸小、效率高和功率密度大的特点可实现高集化的解决方案。

同时，在 5G 毫米波应用上，GaN 的高功率密度特性在实现相同覆盖条件及用户追踪功能下，可有效减少收发通道数及整体方案的尺寸，实现性能成本的最优化组合。随着 5G 的普及，GaN 产品的应用数量也将不断上涨，推动 GaN 市场快速成长。

快充产品加速市场对于 GaN 的需求提升。

GaN 是目前全球最快的功率开关器件，并可以在高速开关的情况下仍保持高效率水平，能够应用于更小的元件，应用于充电器可有效缩小产品尺寸。

GaN 的高频高速使得大功率 USB PD 充电器可以以小巧的体积实现大功率输出，满足了传统功率开关无法满足的需求，所以其使用率也在不断提升。2020 年，全球快充下游智能终端出货量超过 31 亿个。

随着 GaN 在快充市场的使用率提升以及快充产品出货量的增长，GaN 市场有望进一步扩大。

LiDAR 应用增长，促进 GaN 市场规模扩大。

除 5G 与快充市场外，GaN 也被应用于 LiDAR 中。

氮化镓场效应晶体管相较 MOSFET 器件而言，开关速度快十倍，使得 LiDAR 系统具备优越的解象度及更快速的反应时间，优良的性能也推动了LiDAR应用增长。

根据Yole数据，2019~2025 年预计全球 LiDAR 市场将从 16 亿美元增长为 38 亿美元，年复合增长率达到 19%。随着 LiDAR 市场的扩大，GaN 产品市场也将持续成长。

GaN 市场成长空间广阔，市场规模有望随下游需求提升而迅速增长。

随着 5G 时代的到来，5G 基站与数据中心的建设将大幅带动 GaN 射频与功率器件市场，GaN 在快充、LiDAR 等方面的应用也将成为新需求增长点。

根据 Yole 数据，2020 年全球 GaN 功率器件市场规模为 4600 万美元，预计将于 2026 年增长至 11 亿美元，年复合增长率达到 70%。

GaN 产品生产难点在于衬底与外延材料的匹配。

GaN 同质衬底指衬底和外延都采用 GaN 材料。氢化物气相外延（HVPE）方法是目前研究生产 GaN 衬底的主流。

大多数可以商业化方式提供的 GaN 均匀衬底都以这种方式生产。该技术具有设备简单、生长速度快、可控性强等优点，已成为同质外延生长器件结构的衬底。

由于 GaN 在高温生长时 N 的离解压很高，很难得到大尺寸的 GaN 单晶材料，当前大多数商业器件是基于异质外延的，即选择蓝宝石、AIN、SiC 和 Si 材料衬底来替代 GaN 器件的衬底。

制备异质衬底上的外延 GaN 膜已成为研究和生产 GaN 材料和器件的主要手段。然而，这些衬底材料和 GaN 之间的晶格失配和热失配非常大。

因此，外延材料中存在较大的应力和较高的位错密度，不利于器件性能的提高。所以，GaN 在晶圆材料制造方面具有一定难度。

GaN 产业链各环节多点竞争。

GaN 器件产业链各环节依次为：GaN 单晶衬底（或 SiC、蓝宝石、Si）到 GaN 材料外延到器件设计到器件制造。其中，GaN 衬底主要由日本公司主导；GaN 外延片相关企业主要有比利时的 EpiGaN、英国的 IQE、日本的 NTT-AT、国内的赛微电子、苏州晶湛等；GaN 器件设计厂商包括 EPC、MACOM、Dialog 等。

目前，全球 GaN 器件产业以 IDM 为主，但随着材料技术不断成熟及市场需求增长，垂直分工模式也在逐渐兴起。

3.2. 持续布局 GaN 产业链，积极推进 GaN 业务发展

拓展 GaN 业务，扩大公司成长空间。公司 GaN 业务以 6~8 英寸硅基氮化镓（GaN-on-Si）、碳化硅基氮化镓（GaN-on-SiC）等新型材料与芯片技术为基础，以专业技术及生产团队为条件，通过向 GaN 芯片设计、制造厂商研发、生产并销售外延材料，向通讯设备、数据中心、新型电源、智能家电等厂商研发、设计并销售 GaN 芯片获得销售收入。

GaN 作为新兴领域，涉足企业相对较少。通过拓展 GaN 市场，公司成长空间有望进一步扩大。积极推进 GaN 业务发展，公司已取得多项突破。

公司积极推动 GaN 业务发展。在 GaN 外延材料方面，公司基于自身掌握的业界领先的 8 英寸硅基 GaN 外延与 6 英寸碳化硅基 GaN 外延生长技术，积极展开与下游全球知名晶圆制造厂商、半导体设备厂商、芯片设计公司以及高校、科研机构等的合作并进行交互验证，开始签订 GaN 外延晶圆的批量销售合同并陆续交付；在 GaN 芯片方面，公司已陆续研发、推出不同规格的功率芯片产品及应用方案，且已推出数款 GaN 功率芯片产品并进入小批量试产，并与知名电源、家电及通讯企业展开合作，进行芯片系统级验证和测试，开始签订 GaN 芯片的批量销售合同并陆续交付。