科创板将再迎重量级选手,功率“大哥”华润微8年后回归A股!

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华润微电子有限公司(以下简称“华润微电子”)首次公开发行股票并在科创板上市申请获受理。

招股书显示,华润微电子本次拟公开发行不超过2.93亿股,公开发行股份数量不低于本次发行后已发行股份总数的25%,拟募集资金30亿元,用于传感器和功率半导体等项目。

作为国内领先的功率器件厂商,华润微在经过8年的之后,即将再度拥抱资本市场,这无疑是让人期待和兴奋。目前华润微仅提交了招股说明书,还未进入问询环节,未有更多的信息细节披露。但是通过招股说明书的内容,不妨让我们先行了解这家富有传奇色彩的中国半导体功率器件领头羊。

根正苗红的华润微电子

华润是一家赋有传奇色彩的公司,是由伟大的中国社会主义经济建设的开创者和奠基人之一的陈云一手主持建立起来。华润两字中的“华”代表中国,“润”取自***的字“润之”,蕴含“中华大地,雨露滋润”的美好寓意,因此被誉为是根正苗红的“红色企业”。

根据招股说明书披露,华润微电子有限公司是华润集团半导体投资运营平台。华润微电子被华润集团(微电子)有限公司100%控股;华润集团(微电子)有限公司又被华润(集团)有限公司100%控股;中国华润有限公司间接持有华润集团的100%股权,国务院国资委持有中国华润100%的股权,因此国务院国资委是华润微电子的实际控制人。

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目前华润微电子旗下包括多家子公司,包括华润半导体、无锡华润上华、华润芯功率、华润矽威、矽磐微电子、润科投资、迪思微电子、重庆华微、重庆润芯微、华润安盛、华润赛美科、华润华晶、华润矽科、华晶综服等多家全资、控股子公司。如果按历史沿革算,下属相关经营主体曾改建并运营中国第一条4英寸晶圆生产线(原742厂和永川合并后后改名华晶电子并从德国西门子引入2-3微米的CMOS型4英寸线、1988年)、第一条完全自主的6英寸晶圆生产线(无锡华晶“908”工程、1995年),特别是无锡华晶,算的上当代中国半导体制造的“黄埔军校”,目前半导体行业内数百位杰出人物都曾在华晶工作过。

华润微电子的发展历程可追溯至1999年。据招股书介绍,1999年陈正宇博士与中国华晶合作设立无锡华晶上华半导体有限公司(后改名为无锡华润上华半导体有限公司)以运营一家6英寸MOS晶圆代工厂。2002年,华润集团间接收购中国华晶全部股权,与陈正宇博士等人共同经营前述晶圆代工厂。 

2003年,华润集团和陈正宇博士为实现无锡华润上华半导体等半导体资产在香港上市,经过一系列重组将无锡华润上华半导体等境内公司权益置入CSMC(即发行人的前身),并以CSMC作为上市主体向香港联交所申请上市。

于香港上市期间,华润集团取得华润微电子控制权并将自身下属的半导体资产和业务整合并入。后出于各种原因,华润微电子于2011年11月从香港联交所私有化退市,直至8年后的现在,华润微电子借着科创板的东风,欲再创辉煌。 

20年的时间,华润微电子已经成为一家拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化经营能力的半导体企业,成为“中国芯”的一支重要力量。目前产品线聚焦于功率半导体、智能传感器与智能控制领域,为客户提供丰富的半导体产品与系统解决方案。

中国领先的功率器件企业

华润微电子作为国内功率半导体的一支重要力量,也为“中国芯”做出了巨大的贡献,是国内领先的功率器件厂商。

功率器件,又称为电子电力器件,是半导体领域内最基础最重要的一个应用场景。功率器件是电子装置的电能转换与电路控制的核心;主要用途包括变频、整流、变压、功率放大、功率控制等。

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通俗理解,人类通过各种功率器件对电能的控制、管理、利用等。

比如我们的日常用电是220V的,但是手机充电器是5V的,这中间就有一个降压过程;同样,为了远距离输送电,需要高压输电,这里就有升压的过程。此外因为应用端的需要,还有交直流电互相转变过程,此外通过功率器件实现小电压控制大电流等,这些都要依靠功率器件才能实现。

可以说,所有有电的地方,就有功率器件,人类对电能控制、利用和管理,就是功率器件的发展历史。

招股说明书上披露:根据中国半导体协会统计的数据,以销售额计,华润微电子在 2017 年中国半导体企业中排名第九,是前十名企业中唯一一家以 IDM 模式为主运营的半导体企业。以 2017年度销售额计,发行人是中国规模最大的功率器件企业。

不知道是不是笔误,笔者实际查到是第6。

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排在华润微电子前面的5家公司中,三星(中国)主要为存储芯片,中芯国际为纯代工厂,SK海力士为存储芯片,英特尔(大连)为存储芯片,华虹为纯代工厂,只有华润微是一家生产功率为主,毫无疑问华润微电子确实是国内功率器件制造第一。

注:由于闻泰科技旗下的安世半导体,主要生产环节都在国外,未将产能、知识产权等转移到国内,因此行业统计数据中并未统计。

从技术水平来看:

在功率器件领域,华润微电子均掌握了一系列具有自主知识产权、技术水平国内领先的核心技术,如MOSFET、IGBT、SBD、FRD等产品的设计及制备技术、BCD工艺技术及MEMS工艺技术、功率封装技术等,多项产品的性能及工艺居于国内领先地位。

其中,MOSFET 是华润微电子最主要的产品之一,是国内营业收入最大、产品系列最全的MOSFET 厂商。是目前国内少数能够提供 -100V 至 1500V 范围内低、中、高压全系列 MOSFET 产品的企业,也是目前国内拥有全部主流 MOSFET 器件结构研发和制造能力的主要企业,生产的器件包括沟槽栅 MOS、平面栅 VDMOS 及超结 MOS 等,可以满足不同客户和不同应用场景的需要。根据 IHS Markit 的统计,以销售额计,华润微在中国 MOSFET 市场中排名第三,仅次于英飞凌与安森美两家国际企业,是中国最大的 MOSFET 厂商。

同时华润微电子还表示已经掌握了Trench-FS(沟槽场截止型)型结构的IGBT工艺技术,这是第六代技术的IGBT。

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这已经是代表了中国最先进的IGBT技术。第7代IGBT技术 为Channel-stop型,出现时间为2012年,主要专利都还掌握在国际巨头手中,国内厂商基本还未掌握。

从专利情况看:

截至2019年3月31日,华润微电子境内专利申请共计2383项,境外专利申请共计277项;其已获得授权的专利共计1274项,包括境内专利共计1130项,境外专利共计144项。

从产能来看:

目前华润微电子晶圆工厂共有3条6英寸线,和2条8英寸线,以及封装测试厂。

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根据产能计算,6英寸247万片为等效8英寸约139万片,外加133万片的8英寸,合计等效8英寸272万片的产能,远超国内其他竞争对手,在国内功率器件领域已经无人出其左右。

产品线、工艺水平、产能、专利情况、以及产值情况来看,国内功率器件第一确实实至名归。

做功率必须是IDM?

从商业模式上看,华润微电子是典型的IDM企业,即设计、制造、封测均为自主完成。不光是华润微电子,国内的华微电子、中车时代、士兰微、扬杰科技、苏州固锝,捷捷微电;国外的英飞凌、罗姆、德州仪器、安森美、三菱、瑞萨等均为自主设计,自主制造的IDM模式。

虽然这个行业也有“IC设计+晶圆代工”的组合比如国内功率设计公司龙腾和华虹,但是绝大多数均为IDM模式,这是由行业特点所组成的。

1、功率半导体需求数量巨大,产能决定市场地位。

由于功率半导体都有标准的参数和性能,属于标准型产品,而每个月代理商提货量,以数十万、数百万颗计,大规模统一生产的情况下,自家有工厂,产能才能有更多保障,产品够丰富才能大举开拓市场。此外有工厂才有可能不断优化产品线,和调整工艺。如果没有工厂,产品性能、差异化工艺、产能都将受到掣肘,在市场竞争中不容易占据优势。

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不少大功率器件为垂直型器件,其显著特征就是漏端(D)不在源端(S)和栅极(G)的同一平面上

2、工艺特殊性

功率半导体,特别是大功率器件基本多为垂直型器件,工艺也五花八门,包括bipolar、DMOS等。DMOS下又分LDMOS、VDMOS等,和平面型的数字电路采用的CMOS完全不同。

每家公司对功率器件理解不一样,所以会造出五花八门的结构的器件。每家给出的掺杂区域和浓度,超级结深度、宽度,都完全不一样,因此也决定了标准的工艺不能满足每家公司的诉求。

因此制造工艺成了每家功率半导体的护城河。比如英飞凌的CoolMOSTM系列产品的超级结区是采用的是外延堆积法,这是英飞凌的独门秘籍,并申请了专利保护,别人就是知道也不能用,国内的公司生产类似的SJ-MOSFET多采用的深槽法,做出类似的产品。

华润微电子募投项目是落后工艺?

目前华润微电子主力生产线是6英寸和8英寸,而募投项目也是8英寸。线宽也仅仅是0.35-0.11um。有人不禁要问了,现在都是7nm时代,为什么还要投资这些比较落后的工艺?

功率器件和数字电路对线宽的需求完全不一样!

数字电路追求单位面积内的晶体管密度,以追求更强的性能来打败对手,因此线宽越做越小,集成度越做越高,目前已经有超过百亿门的芯片诞生。

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功率器件正好相反,功率器件在工作中,需要耐高压、耐大电流,因此不能把线宽做太小,反而应该做的更粗更宽,才能更好的承受大电流和高电压的冲击,不被大电压和大电流击穿,确保功率芯片保持稳定性。因此华润微电子还是以6英寸、8英寸产线为主,最线宽也仅仅是0.35um-0.11um而已,这些生产数字电路是没有优势的,但是做功率半导体,刚好对口。

从材料工艺角度而言,垂直型器件需要长厚外延层,而且目前只有6英寸和8英寸可以生长较厚的外延层(150um以上),而12英寸外延层一旦做厚,容易卷边导致无法使用,因此8英寸线刚刚好。

从经济角度而言,目前8英寸一条线较为经济的建设方案也就20-30亿元的投入,5-7年能收回投资成本;但一条12英寸线至少要100亿元甚至更高的投入,至少要7-10年才能收回成本,相较之下12英寸线的运营压力和风险远远大于8英寸,所以不管国内外,功率器件主流厂商依然是押注8英寸,而非盲目扩充12英寸。

募投项目成色如何?

根据招股书披露,这次申请科创板上市,华润微电子拟募集资金30亿元,扣除发行费用后将投资于8英寸高端传感器和功率半导体建设项目、前瞻性技术和产品升级研发项目、产业并购及整合项目、补充营运资金。

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其中第三、第四个项目,补充运营资金和产业并购整合,属于非定向,我们无从判断。

前两项募投项目,还是可以好好分析一番。

8英寸高端传感器和功率半导体建设项目是此次主要募投项目,华润微电子表示,募投项目主要聚焦功率半导体以及智能传感器的战略布局,通过完成基础厂房和动力设施建设推进工艺技术研发,提升8英寸BCD工艺平台的技术水平并扩充生产能力;同时建立8英寸MEMS工艺平台,完善外延配套能力,保持技术的领先性。

该项目总投资额为23.11亿元,拟投入募集资金金额15亿元,项目将在无锡现有的8英寸晶圆厂区和厂房内进行扩充实施。首期项目投产后,华润微电子计划每月增加BCD和MEMS工艺产能约16000片。

品利基金判断,而且对于项目表示一定的谨慎和疑虑。

首先23亿投入仅16000片产能,略低于行业水准,偏少的产能会拉长项目投入回报周期,一定时期内不利于的公司业绩表现。

其次、目前多数8英寸的主力生产设备早在十多年前便已停产,市面上只能买到二手设备,但是由于欧美的8英寸产线近十年来并没有大规模淘汰过,因此市面上的二手设备非常难得,凑齐一条线也颇为不易,国产虽然有替代,但是目前还不能提供全套产线所需设备方案。存在“有钱,但是搞不到设备”的情况,这也是不利于未来公司的业绩表现的。

但是从产品角度而言,还是不错的。BCD工艺是一种主流的工艺,所生产的产品销路基本不愁。

除了功率半导体之外,华润微电子也将发力MEMS 领域。但是很遗憾,目前列出的压力传感器、烟雾检测传感器、均属于成熟市场、成熟产品,只有光电传感器属于较前端的产品。

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在中国实施的TPMS(轮胎压力监测系统)相关法规影响下,将有利于压力传感器的增长,但是目前整个汽车行业进入寒冬,量价齐跌的情况下,不利于汽车电子产业链发展。虽然汽车的电气化、电子化、电动化是未来汽车发展的方向,整车将不断提升“硅的含量”,但是短期内的行业周期低谷期内,压力传感器存在一定压力,中长期可能才会慢慢好转。

另外一个募投项目前瞻性技术和产品研发项目,华润微电子表示将要投资6个亿,重点支持碳化硅(SiC),氮化镓(GaN)等第三代半导体。SiC和GaN作为新一代半导体材料。在功率领域,SiC和GaN优势非常明显(GaN还能用于光电和5G通讯),从下图中可以看出,从智能电网到高铁、到工业机电、新能源汽车、消费电子领域,采用SiC/GaN功率模组的情况下,明显比硅基功率产品更省电、更低损耗、更节能、更小体积、更好的可靠性,优势十分明显。

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采用SiC/GaN 材料做成的功率器件,对比硅器件的具有明显的提效、节能优势

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Yole 2017年统计,全球第三代半导体市场规模仅3亿美金,但是行业增速可能会超过40%预测到2025年能达到35亿美金以上,相当可观,所以未来还是值得期待的。

但是想要将技术转化为商业成果,预计还要再投入5-10亿建设化合物半导体厂,这也是一笔不小的支出,同样短期内无法令公司业绩增色,中长期看好。

业绩水平低于同行?

招股说明书披露:在报告期内,2016-2018年,华润微电子的资产总额分别为74.11亿元、96.21亿元、99.02亿元,分别实现营业收入43.97亿元、58.76亿元、62.71亿元,分别实现归母净利润分别为-3.03亿元、7028.29万元、4.29亿元。制造及服务业务的毛利率分别为9.91%、16.33%、18.57%,呈现持续上升的趋势,但是同行业可比公司平均值分别为22.16%、24.31%、33.45%,均低于同行业可比公司平均值,2018年甚至只有同业公司的一半。

品利基金认为:半导体产业,特别是实体重资产投入的生产型项目,一直存在回本周期长,回报慢,前期亏损较大的特点。深究其原因,是因为前期的资本投入后产生的巨额的折旧。同时投产后,产能在初期处于爬坡阶段,无法迅速达到满产规模,因此前期的摊销和折旧费用像一座大山一样压着公司。这种情况一直要等到若干年后完成设备折旧以及产能爬坡完成后,利润水平才能慢慢恢复到正常状态,这是行业特征

正常的情况下,8英寸产线一般第5年才能达到盈亏平衡,第6年开始盈利,前提还必须是产能爬坡顺利,良率水平良好,同时赶上行业景气周期。如果以上几个条件有一条不满足,盈利期就要往后推。不过幸运的是,华润微电子在的功率半导体方面已经耕耘多年,又是扩产成熟的产品,无需担心工艺,良率等问题,只要不出大差错,一般几年后都能顺利进入盈利期,确定性还是比较高的。

华润微电子也解释当前利润水平较低是因为前期投入大。综合判断,未来完成设备折旧期后,应该能提升到行业平均水平,值得期待。

警惕行业风险

由于2019经济增长存在的不确定性。国际半导体机构预测都较为悲观,普遍看低整个市场的表现水平,普遍预测2019年增长应该超过-10%。因此无论是世界巨头,还是中国领先企业,都感觉到丝丝凉意。

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幸运是的华润微电子主业聚焦于功率半导体领域,这块领域的波动,小于其他存储器件,逻辑、处理器等产品市场。因此还是看好华润微电子能顺利渡过行业冷周期。

未来的行业增长点,还是在900V以上的高压市场。这点对于掌握第6代IGBT技术的华润微电子而言,是值得期待的。

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全球及中国大陆功率分立器件市场规模分析(来源:Yole、IHS、Gartner、中国半导体协会、赛迪顾问,单位:亿美元)

正视差距,努力追赶

作为中国功率半导体的龙头企业,在国内已经属于“大哥”,但是拿到国际上和国外大公司相比,华润微电子则属于“小弟”。

英飞凌、罗姆、德州仪器、瑞萨、恩智浦、意法半导体、安森美、三菱、ABB、富士等无论是产品水平、产能都远超国内公司,几乎垄断了高压大功率的IGBT、MOSFET、以及IPM和功率模组高端市场。

如消费领域为西门子、安森美的天下;中等电压的工业级市场基本被ABB、英飞凌、三菱电机所把持;而在3300V以上高电压领域,更是被英飞凌、ABB、三菱电机三家所垄断;在大功率沟槽技术方面,也为英飞凌、三菱电机等垄断。

包括华润微电子在内的国内厂商还停留在中低压的中小功率领域,少有高端产品面世。

另外一块MEMS领域,华润微电子未来也存在较大的竞争压力。光学MEMS的德州仪器是无可争议的老大;射频MEMS的博通独霸全球市场;惯性MEMS和压力MEMS的世博和博通,意法半导体打的火热,华润微电子在这个领域还只是一个新手,短期内难言大发展。

正视差距,厚积薄发,努力追赶,这是作为“根正苗红”的中国功率半导体的龙头公司华润微电子所肩负的使命,中国需要一家技术、产能、产品足以抗衡国外功率巨头的公司,保证不被国外公司“卡脖子”。在中国逐渐成为全球最大的半导体市场情况下,华润微电子如能发挥主场作战优势,兑现自身的成长性,还是值得期待的。

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