[專精特新TOP100]芯海科技:深耕信號鏈賽道 兩大核心技術平台齊發力

  出品:新浪財經上市公司研究院

  作者:鍾文

  引言:隨著中國經濟發展進入更加重視質量與創新的新時代,一批「專業化、精細化、特色化、新穎化」的企業逐漸成為中國創新的發源地。資本市場的發展也在與時俱進,北交所設立的核心目標之一就是為「專精特新」中小企業服務。為此,新浪財經推出「專精特新TOP100」系列報導,旨在挖掘一批主營業務聚焦,創新能力強,成長性高,專注於細分市場的小巨人。

  何謂「專精特新」?根據工信部的定義,專精特新「小巨人」企業是「專精特新」中小企業中的佼佼者,是專注於細分市場、創新能力強、市場佔有率高、掌握關鍵核心技術、質量效益優的排頭兵企業。

  在近5000家專精特新企業中,芯海科技是國內上市企業中唯一一家模擬信號鏈和MCU雙平台驅動的集成電路設計企業,也是國內少數能夠橫跨模擬電路、數字電路技術兩大領域信號鏈的晶元設計企業。芯海科技成立18年以來,專注於信號鏈賽道,成為細分行業的佼佼者,符合「專精特新」的特徵。同時,芯海科技基於自主研發的核心技術,打破海外企業壟斷實現進口替代,有助於解決「卡脖子」難題。

  深耕信號鏈賽道

  招股書顯示,芯海科技成立於2003年,是一家全信號鏈晶元設計企業,專注於高精度ADC、高性能MCU、測量演算法以及物聯網一站式解決方案的研發設計。

  信號鏈是電子設備實現感知和控制的基礎,是電子產品智能化、智慧化的基礎,是連接真實世界和數字世界的橋樑。一個完整信號鏈的工作原理為:從感測器探測到真實世界實際信號,如電磁波、聲音、圖像、溫度、光信號等並將這些自然信號轉化成模擬的電信號,通過放大器進行放大,然後通過ADC把模擬信號轉化為數字信號,經過MCU或CPU或DSP等處理後,再經由DAC還原為模擬信號。

完整信號鏈工作原理

  芯海科技的核心技術為高精度的ADC技術及高可靠性MCU技術,這兩項技術是公司核心競爭力所在。其中,ADC是模擬/數字轉換器,主要功能是將自然界的模擬信號轉換成數字信號,例如將溫度、壓力、聲音或者圖像等,轉換成更容易儲存、處理和傳輸的數字形式。

  ADC晶元主要看兩大指標:速度及精度。研究認為,速度代表著ADC可以轉換多大帶寬頻的模擬信,而精度則衡量轉換出來的數字信號與原來的模擬信號之前的差距。因此,ADC 晶元從特點上也可以分為高速高精度、低速高精度、高速低精度以及低速低精度四種類型。芯海科技目前的核心技術為低速高精度ADC技術(精度24bit)。

  24bit為國產ADC的最高標準。目前,32bit ADC晶元主要依賴進口。ADC行業目前為壟斷格局,市場份額主要被 ADI、TI等國外龍頭企業佔領,兩家公司合計佔據83%的市場份額(2019年數據)。加之高精度ADC位列美國出口管控的禁令名單,ADC晶元亟待實現國產自主,深耕該領域的芯海科技面臨著前所未有的歷史機遇。

  芯海科技工業測量晶元內置自主研發的24位高精度ADC,代表性產品主要是CS1232系列晶元。招股書顯示,芯海科技CS1232系列晶元與國際巨頭TI公司的ADS1232系列晶元的性能指標基本相同。芯海科技CS1232系列晶元可以適合不同的工業應用環境,可以滿足國內多數工業測量儀器需求,具備一定的國產替代價值。

  但芯海科技的 ADC尚未達到32位精度水平,與國際最先進水平仍有差距,研發32位高精度ADC晶元,是公司未來技術攻堅的重要方向。

  芯海科技以ADC技術為核心的還有AFE產品,AFE將高度集成的全信號鏈晶元應用到健康測量領域,通過體溫計、體重/體脂秤、智能手環以及人體成分分析儀等健康測量設備對人體各種生理參數進行測量,從而實現健康管理的目的。

  芯海科技CS125X系列晶元是智能健康領域最具代表性的產品,主要競品為TI公司的AFE4300系列晶元。

  招股書顯示,相比於TI公司的AFE4300系列晶元,芯海科技的CS125X系列晶元有如下優勢:①可以同時測量阻抗和相位,所用的資源要比TI少,同時外圍器件也更少;②保證測量精度和TI公司產品AFE4300處於同一級別的前提下,成本較低;③支持多頻多電極測量,準確性大幅提升,動態範圍大幅提升,使之可用於高端8電極人體成分分析儀等場景;④芯海科技的CS125X系列通過0.1ohm的高精度動態人體阻抗測量及先進的心率/HRV演算法,率先在業內支持家用體脂秤量產雙腳心率/HRV測量功能,領先於AFE4300系列;⑤芯海科技的CS125X系列支持重心、平衡度多種創新測量功能,AFE4300系列並不支持。 

  高性能MCU進一步提升競爭力

  芯海科技另一大核心技術是可靠性MCU技術。MCU晶元是微控制單元(Microcontroller Unit;MCU)的縮寫,是把中央處理器、內存、計數器、串口等周邊介面都整合在單一晶元上,形成晶元級的計算機。目前,MCU 被廣泛應用於各類電子設備上,是電子設備的控制核心,並廣泛應用於智能家居、消費電子、網路通信、工業控制等領域。

  目前中國MCU的市場仍然以國外廠家如ST、NXP的MCU為主,國內雖然也有如兆易創新、中穎電子等MCU廠家,但是總的市場佔有率僅為10%左右。從進口替代角度,國內MCU晶元設計企業具備較大的市場提升空間。根據IC Insight研究,到2022年MCU市場規模可達239億美元,芯海科技的MCU產品同樣面臨著重大歷史機遇。

  芯海科技的MCU晶元屬於通用MCU,可以應用於多個領域。代表公司最高水平的通用微控制器晶元主要是32位的CS32G020/021系列,競品主要為賽普拉斯的CCG3PA系列和ST公司的STM32G071K8系列。

芯海科技高性能MCU與精品對比情況

  芯海科技在招股書中稱,跟國外競爭對手比,公司同類MCU在性能指標基本可以與競爭對手保持同等水平。針對某些細分市場,公司的MCU在集成度及易用性方面甚至超過國外競爭對手。例如,芯海基於M0內核,內置USB PD3.0 快充協議的32位MCU CS32G020,相對於ST或者賽普拉斯的產品,集成度更高,支持的協議更全面,成本也更低。

  芯海科技坦言,公司通用微控制器晶元主要以8位為主,32位MCU佔比較小。2019年前,公司8位MCU佔比近90%。2019年起,公司32位MCU在電源快充產品實現量產,開始往中高端產品升級。2020年公司通用MCU已在工業測量、工業儀錶、電力設備、感測器、動力電池等多領域行業標杆企業處實現規模化商用。此外,車規級信號鏈MCU晶元也已通過AEC-Q100一系列車規級認證。

  隨著車規級信號鏈MCU晶元通過認證,芯海科技今年7月17日發佈公告稱,擬向不特定對象發行可轉債募資4.2億元,用於汽車MCU晶元研發及產業化項目。

  研究報告稱,芯海科技汽車MCU項目是在公司現有產品和技術上實現戰略延伸,將進一步提高公司核心競爭力。

  2020年和2021年上半年,芯海科技分別實現營業收入3.63億元和2.75億元,同比分別增長40.4%和72.26%;分別實現扣非凈利潤0.6億元和0.47億元,同比分別增長59.81%和15.72%。

  芯海科技營收、凈利潤皆大幅增長的原因固然與疫情造成的供需關係緊張、晶元國產化等大背景相關,也與公司兩大核心技術的驅動密不可分。2021年上半年,公司模擬信號鏈晶元實現銷售收0.52億元,排除紅外測溫,同比增長196.05%;MCU產品銷售收入為1.07億元,較上年同期增長了208.14%,兩大核心技術平台齊發力。

  兩大核心技術平台業務的高增長與持續的研發投入息息相關。2021年上半年,公司的研發投入額6401.58萬元,同比增長100.40%,占公司營業收入的23.31%。2021年上半年末,公司研發人員總人數為226人,較上年同期增長81人,增幅為55.86%。

  附:2021新浪財經「專精特新TOP50」榜單及海報。

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