芯联集成电路制造股份有限公司:成立于2018年,2023年上市,总部位于浙江绍兴。芯联集成是国内领先的特色工艺晶圆代工企业,主要从事功率半导体、传感信号链、连接领域,提供晶圆到模组封装及测试的垂直化一站式系统代工解决方案。

芯联集成的工艺平台涵盖超高压、车载、先进工业控制和消费类功率器件及模组,以及车载、工业、消费类传感器应用领域覆盖智能电网、新能源汽车、风力发电、光伏储能、消费电子、5G通信、物联网、家用电器等行业。

下游应用:芯联集成确立了功率、传感、连接三个应用方向,全面布局新能源、智能化、物联网三大产业。从下游应用领域来分,47%的主营收入来自车载应用领域,同比增长128.42%;29%的主营收入来自工控应用领域,同比增长26.63%;24%的主营收入来自高端消费领域, 受消费市场景气度的影响,同比有所下降。

从收入类别区分,芯联集成晶圆代工收入占比91.07%,同比增长25.73%;模组封装收入占比 7.93%,同比增长32.89%。2023年来自碳化硅代工的收入3.7亿元,模组封装的收入3.9亿元。

由于车规应用领域、工控应用领域的车载IGBT、高压IGBT等高附加值产品订单需求的提升,车载类8英寸晶圆代工产品销售数量同比增长111.75%,工控类8英寸晶圆代工产品销售数量同比增长8.23%;同时,8英寸功率器件晶圆代工产品全年平均单价较上年提升4.59%。以上产品销售数量、平均单价的双增长,直接带动了车载、工控领域晶圆代工收入同比增长158.16%。

芯联集成是目前国内少数提供车规级芯片的晶圆代工企业之一,建立了从研发到大规模量产的全流程车规级质量管理体系,通过了IS09001(质量管理体系)、IATF16949(汽车质量管理体系)、IS026262(道路车辆功能安全体系)、TISAX(信息安全评估)等认证。

1、产品结构

芯联集成面向新能源汽车、风光储和电网等工业控制、高端消费品领域等,提供从设计服务、晶圆制造、模组封装应用验证到可靠性测试的一站式芯片和模组的代工制造服务。芯联集成产品主要包括HVIC、功率、MEMS这三大领域。

①功率控制包含IGBT、MOSFET(包含 SiC)芯片及模组,中低压MOSFET产品覆盖车载、工控、消费多个领域,电压平台覆盖12V~200V,高压MOSFET多次外延及深沟槽工艺两个平台,产品应用于 OBC、充电桩、光伏等领域。持续推动IGBT晶圆产品产能上量至8英寸8万片/月,8英寸产线总产能上量至17万片/月;12英寸晶圆产品设备装机产能3万片/月(等效8英寸产能6.75万片/月);SiC MOSFET已大规模进入量产,出货至2023年年底已上量5000片/月以上,3年时间已开发三代产品,第二代芯片产品进入量产,助力国产新能源汽车快速发展。

②功率驱动HVIC(BCD)平台,从高电压、大电流和高密度三个维度,提供完整的车规代工服务。目前,已经成熟量产的0.18um BCD40/60/120v平台,满足各类驱动、电源管理、接口和AFE等产品的代工需求。独具特色的BCD 60V/120v BCD+eflash,BCD SOl 200v和0.35um IPS 40v集成代工平台,配合新能源汽车和工业4.0 的集成SoC方案,提供高可靠性和更具成本优势的工艺方案。

③MEMS等传感信号链产品包含硅麦克风、激光雷达中的振镜、压力传感等,助力汽车电动化及世界智能化的进程。2023年应用于高端消费、新能源汽车的第三代麦克风进入大批量量产,第四代双振膜麦克风完成送样;车载运动传感器验证完成,进入小批量生产阶段,消费类多轴传感器完成送样;车载激光雷达扫描件已进入产品验证,目前新客户导入已完成,并同步展开该产品新应用领域推广。

2023年芯联集成联合产业链上下游的合作伙伴,投资设立芯联动力,注册资本5亿元,深度绑定下游终端客户,同时向上游产业链进行延伸,实现产业链的生态布局。

2023年公司车规产品覆盖绝大部分新能源汽车终端客户;工控产品覆盖超八成风光储新 能源终端客户;高端消费产品覆盖七成以上的头部消费终端客户(含手机及高端白色家电);公司的超高压IGBT产品全面对标国际领先产品,成功进入国家电网智能柔性输电系统。

在新能源车方面,公司IGBT、MOSFET、SiC MOSFET等车载产品全面进入规模量产,同时推出多个高性能主驱逆变模组,持续增加新客户新产品导入;激光雷达光源VCSEL进入量产爬坡。MEMS在车载惯性导航和激光雷达上获得重大突破,开始稳定上量,成为国内这一赛道的领先者BCD技术专注高电压、大电流、高可靠性的车载应用,多个平台产能和产品数量爬坡中,客户群广泛覆盖国内外的领先芯片和系统设计公司。

在工控方面,公司实现了为风光储提供全谱系大功率产品,实现110KW、150KW、220KW、320KW功率段的全覆盖。同时,地面电站不断增长,持续带动大功率模组需求的提升,风光储客户覆盖范围进一步扩大。

在高端消费方面,超低压锂电池保护、MEMS麦克风、滤波器等产品线订单饱满。高性能MEMS麦克风产品已完成国际头部终端的认证,进入大规模量产,平台产品不断完善中。家电IPM全品类送样,终端客户覆盖主流家电厂商。

2023年,公司产品线由4个增加为7个(新增SiCMOSFET、HVIC(BCD)、VCSEL三个产品线)。新产品的不断推出,持续使公司在车载、工控、家电以及消费各大领域和市场实现多个产品的深入和全面覆盖。

2、产能情况

芯联集成已形成月产17万片8英寸硅基晶圆产线。截至2023年,芯联集成已建设完成两条8英寸硅基晶圆产线,合计达成月产17万片,其中IGBT产品月产8万片、MOSFET产品月产7万片、MEMS产品月产1.5万片、HVIC(8英寸)产品月产0.5万片。2023年公司8英寸晶圆代工产品年平均产能利用率超80%。

芯联集成从2021年起投入SiCMOSFET芯片、模组封装技术的研发和产能建设,仅用两年时间完成了3轮技术迭代,完成了应用于主驱的平面SiC MOSFET技术的突破。目前,公司最新一代的SiCMOSFET产品性能已达世界领先水平,用于车载主驱逆变器的SiC MOSFET器件和模块也于2023年实现量产。截至2023年12月,公司6英寸SiCMOSFET产线已实现月产出5000片以上,2024年公司还将计划建成国内首条8英寸SiCMOSFET实验线。

3、行业地位

根据 Chip Insights发布的《2021年全球专属晶圆代工排行榜》,芯联集成的营业收入排名全球第十五,中国大陆第五。根据Yole发布的《2023年MEMS产业现状》报告,全球主要MEMS 晶圆代工厂中,芯联集成排名全球第五。公司目前已是国内规模最大、技术最先进的 MEMS晶圆代工厂。

(1)IGBT方面,公司应用于车载及工控的核心芯片领域的IGBT产品技术已比肩国际先进水平。公司的一期、二期生产工厂均按照车规要求建设,是国内最大的车规级IGBT生产基地。同时,公司已建成的模组封装产线,提高产品的附加值,提升客户粘性。

(2)SiC MOSFET方面,公司已成为亚洲SiCMOSFET出货量居前的制造基地,是国内产业中率先突破主驱用SiC MOSFET产品的头部企业,目前已达成月产5000片以上的出货规模。同时,公司与上汽集团、小鹏汽车、宁德时代、立讯精密、阳光新能源等多汽车及能源知名企业及其下属产业投资机构联手,共同出资5亿元投资设立芯联动力,专注碳化硅业务,推动公司产业垂直整合,实现全产业链布局。

(3)BCD方面,公司立足于车规级BCD平台,并不断扩充产品品类,产品覆盖高压器件和多种高端模拟器件,主要面向新能源汽车、风光储及高端工控、物联网等应用领域。公司可为客户提供完整高压、大电流与高密度技术的电源管理芯片代工服务。

(4)模组封装方面,公司IGBT模组已全面覆盖国内头部企业,其中,车规级模组全面覆盖中国主力车厂及系统厂商;风电光伏模块系列完整,全面覆盖中国主力系统厂商,并启动头部工控模块联合开发项目:IPM全品类送样,客户覆盖主流家电厂商。公司的SiC车规级模组和单面水冷模块已实现规模量产,多家客户定点,逐步提升公司在中国车载模块的市场份额。

4、行业发展趋势

电动车对续航里程和可靠性的要求不断提升,需要功率器件具备更小的元胞尺寸、更低的比导通阻、更低的开关损耗、更好的栅氧保护能力。碳化硅以其低导通损耗、高开关频率和高工作耐压等价值得到了广泛的认可,能获得更高的系统电能转换效率。电池容量快速提升,同样要求功率器件提升功率密度,充放电整体效率开始作为考核指标,对IGBT的功率和效率提出了更高的要求,也同样给多类型的三电平拓扑以及碳化硅带来更多机会。

光伏行业,其高功率密度、高效率永远是高性能的体现。对碳化硅的需求,尤其采用硅基IGBT与SiCSBD或SiC MOSFET的混合技术模块的需求越来越多。同时行业技术的快速迭代,要求功率器件供应商能够快速响应,灵活定制。

风电行业,风机功率不断提升,高功率密度、高可靠性、高一致性、以及更恶劣环境的适应性,尤其抗湿防腐的耐用性都成为功率器件最重要的需求。同时为了系统性降本而采用的三电平拓扑应用越来越普遍,继而对产品绝缘耐压能力要求也不断提高。

家电行业,不断追求极致成本控制,通过 IPM 不断提升功率密度,电源 PFC 高频化,MCU 系统集成等技术升级迭代不断降低系统成本。

5、公司核心技术

公司确立了功率、传感信号链、数模混合高压模拟IC三大技术方向,在新能源汽车、风光储和电网等工业控制领域、高端消费品市场所需要的产品上,持续研发先进的工艺及技术。

公司产品主要包括IGBT、MOSFET、BCD为主的功率半导体,以MEMS为主的传感信号链,以及功率相关的模组封装服务。公司以产品的性能要求为主攻方向,坚持走自主研发核心技术的道路。其中高功率 BCD工艺技术、麦克风 MEMS 工艺技术、MEMS 微振镜工艺水平已达到国际领先。

2023年,公司坚持高水平的技术研发投入,持续引进高端技术人才,配备国际先进技术资源,不仅在晶圆制造工艺进行大力的研发,并向模组封装领域进行延伸,助力芯片行业的集成化发展,成功推出了新产品,获得了多个重大客户定点。2023年公司技术主要进展:

(1)汽车电子方面:

电动化方面:功率半导体特别是先进SiC芯片及模块进入规模量产;车载模拟IC推出多个国内领先、全球先进的技术平台,填补国内高压大功率数字模拟混合信号集成IC的空白。

智能化方面:激光雷达核心芯片VCSEL以及微振镜芯片进入规模量产;多个传感器项目包括高精度惯性导航传感器、压力传感器、高性能车载麦克风进入智能汽车终端,全面助力汽车智能化的发展。

(2)工业控制方面:

AI服务器、数据中心等应用方向:发布了面向数据中心服务器的55 纳米高效率电源管理芯片平台技术并获得重大项目定点。

风光储充方向:为全球风光储充头部企业提供高功率、高可靠性、高稳定性的功率半导体IGBT,SiC芯片及模块。

智能电网方向:特高压直流输电的核心器件超高压IGBT产品已实现量产

(3)消费电子方面:

手机以及可穿戴应用领域:公司传感器和电池管理保护产品已经占据市场和技术领先位置推出了高性能麦克风平台:同时推出应用于消费领域的低压40VBCD以及数模混合技术平台,实现规模量产

家电应用领域:推出全系列智能功率模块产品,实现多个重大客户突破,进入规模量产。

6、2024年公司经营策略

(1)汽车电子:在电动化方面,技术创新加精益经营推动更高性价比的产品快速迭代,进一步助力新能源汽车电动化的渗透。智能化方面,全面推进智能化产品进入汽车终端。多个应用传感器实现规模量产,高集成智能控制和电源管理产品全面发布,全车智能系统产品覆盖率大幅度提高。

-电动化方面:功率半导体特别是先进SiC芯片及模块进一步扩大市场份额。技术创新加精益经营,为市场带来更具性价比的产品。车载模拟IC推出多个国内领先和全球先进的技术平台,填补国内高压大功率数字模拟混合信号集成IC的空白。在已赢得多个重大项目定点的基础上,进一步推动汽车电源管理和智能控制的全栈解决方案。

-智能化方面:激光雷达核心芯片全面扩展客户导入和市场渗透,快速提高市占率。多个传感器项目包括高精度惯性导航传感器,压力传感器,高性能车载麦克风进入智能汽车终端,全面助力汽车智能化的发展。

(2)工业:全面推进风光储网算5个方向产品布局和市场渗透

-AI服务器、数据中心等应用方向:高效率电源管理芯片日益显现为AI和大型数据中心的核心技术。在已经发布面向数据中心服务器的55nm高效率电源管理芯片平台技术并获得重大项目定点的基础上,全面推动产品导入和市场渗透。

-风光储充方向:为全球风光储充头部企业提供高功率、高可靠性、高稳定性的功率半导体IGBT、SiC芯片及模块;大功率工商业、地面光伏、储能扩大市场占有;全面导入风电客户

-智能电网方向:2023年作为特高压直流输电的核心器件超高压IGBT产品已在多地挂网使用,2024年将展开新一代产品研发,全面支持双碳目标下的特高压直流智能电网高速建设。

(3)消费:进一步完善消费终端布局,完整覆盖四大消费终端:手机,智能穿戴,笔电以及家电;尤其AI在消费终端的兴起,给半导体在消费电子领域提出更多技术需求:包括强大的处理能力、低功耗、高集成度、安全性和可靠性等,也为半导体在消费电子领域带来巨大的机遇。公司会进一步加大相关产品的研发投入,加速产品开发速度,预计2024年有多个AI相关产品技术平台发布,全面支持AI加持的消费终端。

-手机以及可穿戴:AI大势已至,作为用户量最广、用户粘性最高的智能终端,手机会成为AI大爆炸大普及的第一载体。公司将进一步扩大已经占据市场和技术领先位置的传感器和电池管理保护产品的优势地位,同时针对 AI phone 带动的相关新技术需求加大研发投入,快速实现产品导入。

笔电:消费类产品进一步拓展至笔电终端。

家电:在已经推出系列产品和实现多个重大客户突破的基础上,推动大规模量产,扩大市场占有,同时加快新技术研发,推动家电半导体技术进步。

7、业绩情况

2023年收入49亿元,毛利率-8%,净利润为-19.58亿元,较去年同期-10.88亿元同比增亏79.92%,主要原因为:(1)受到宏观经济增速放缓和行业周期影响等多方面因素的影响,下半年市场需求有所下降,使得公司营业收入增幅未达预期;(2)公司布局碳化硅、电源管理芯片等产品方向的市场,年度研发投入超15亿元,较上年度大幅度增长;(3)公司在12英寸产线、SiC MOSFET产线、模组封测产线等方面进行了大量的战略规划和项目布局,报告期内,为购建固定资产、无形资产和其他长期资产支付的现金约为103.37亿元。报告期内折旧摊销费用合计 34.51亿元,直接影响公司净利润表现。

因市场需求的增长及公司产能的不断攀升,公司产品产出和销售量均逐年提升。但是,如在后续的扩产过程中,出现宏观环境恶化、行业周期导致下游需求不足,亦或公司未能按计划推动客户验证及客户开发进度,可能导致公司未来收入出现下滑的风险。

8、组织架构和员工情况

芯联集成组织架构如下:主要部门包括技术销售中心、运营中心、建厂项目部、支持服务中心、CFO办公室、战略发展中心。

子公司情况

芯联集成员工情况

2023年员工总数4324人,新增加员工1319人,其中博士、博士后21人,研究生712人,本科生1595人。

芯联集成以现有研发人员 662 名,占员工总数的 15%,其中硕士及以上员工占比 56%。公司重视研发投入,2021-2023 年累计投入研发 29.89 亿元。公司建立了设计服务、工艺开发、应用测试的完整研发体系,已取得授权的发明专利142项、实用新型专利149项。

截至2023年底,公司共承担了7项国家重大科技专项,包括牵头的“MEMS 传感器批量制造平台”项目以及参与的“汽车级高精度组合导航传感器系统开发及应用”项目、“微纳传感器与电路单片集成工艺技术及平台”项目、“圆片级真空封装及其测试技术与平台”项目、“面向多机协作的半导体制造智能工厂物流调度和优化软件开发”项目、“汽车安全气囊系统双轴加速度敏感元件及传感器项目、“高精度 MEMS 惯性器件的设计与开发”项目。

9、供应商质量管理

芯联集成与供应商深度配合,协同打造全链条的质量管控体系,以实现高可控、高质量的产业链集群效应。

芯联集成通过新供应商认证体系协助供应商建立及完善基本的质量体系;通过定期绩效评估体系协助供应商诊断问题并进行完善及持续提升; 通过材料 e-qualify/PPAP(材料认证及批准)管控系统协助供应商建立材料质量保证能力;通过专业过程审核认证方法(VDA6.3)协助供应商确认及完善过程质量管控,确保过程受控、稳定和提高过程能力(CPK/PPK)。

通过目标驱动管理方法及持续改善专项,Lessonlearn&Fan out(经验总结及分享)等一系列管控体系方法协助供应商建立质量问题的分析及改进,促进其持续稳步提升。通过一系列的管控体系机制并以定制开发的专有 SOM 系统(供应商质量管理 IT 系统)进行落地,保证供应商持续稳定地提供高质量、高可靠的产品,最终实现与供应商的共赢及协同发展。

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