兆易创新研究报告：2023产品丰富度提高高端化趋势不变

  存储器起家，现形成“存储器+MCU+PMU+传感器”四大产品线，产品 阵列不断丰富。2004 年成立，存储产品起家，后发展 MCU、传感器、 PMU，目前已是大陆存储+MCU 双龙头。 1）存储器：Nor+NAND+DRAM 全覆盖，大陆存储龙头，Nor 全球第三、 大陆第一。 2006-2013 年间，公司先后实现了第一代 SRAM、Nor Flash、 SLC Nand Flash 量产，在存储领域站稳脚跟。2021 年推出首款自研 DDR4，2022 年推出自研 DDR3，存储器实现 Nor+NAND+DRAM 全线 年推出大陆首款自研 32 位 ARM-Cortex-M3 内核产品，后续陆续推出大陆首款 M4、M23、M33 内 核产品，推出全球首颗 RISC-V 内核 32 位通用 MCU，引领大陆 MCU 浪潮。

  3）PMU：2021 年新的模拟产品线。为逐渐完备 MCU 生态协同，2021 年推出 GD30 系列 PMU 系列。 4）传感器：触控芯片全球第四，指纹芯片全球第三。2019 年正式并购 思立微，产品有触控芯片（手机、平板）、指纹传感器，指纹芯片全存储贡献半壁江山，MCU 占比提升。公司主要营业业务是存储器、MCU 和传感器，其中存储器是公司基本盘，2016 年营收占比 87%，2021 年 仍贡献 64%营收，MCU 营收占比不断的提高，2021 年提升至 29%，2019 年开展传感器业务，2021 年占比 6%。

  “存储+MCU+PMU+传感器”业务布局，层层递进。 1）Nor Flash → MCU 、MCU→PMU：MCU 的基本结构可以分成 CPU 处理器内核、存储器（Nor Flash、SRAM）、总线和外设（模拟电路） 四部分，涉及数字电路技术（即CPU、存储），还涉及外设的模拟电路，其对芯片公司的综合能力有一定的要求较高。相比于绝大多数 MCU公司通过第 三方厂商购买存储单元，公司是行业内少数能在MCU采用自主生产 Flash 的企业；2021 年公司开始尝试 PMU，MCU 是控制单元，PMU是电源管理单元，可以协同工作，是对 MCU 生态的有效补充。

  2）Nor Flash→ NAND Flash、Flash→ DRAM：NOR 和 NAND 都是使 用浮栅场效应管作为基本存储单元来存储数据的，从 Nor 延伸到 NAND 有一定协同性；闪存存储单元中只有一个晶体管，DRAM 的存 储单元由一个晶体管、一个电容组成，DRAM 难度比闪存高，公司存 储向难度更高产品做延伸。 3）MCU→传感器：在 IoT 领域，传感器与 MCU 常配套使用，以指纹 芯片产品为例，目前智能指纹锁产品不仅要配备指纹识别技术，同时还 需搭载 MCU、远程控制功能和相关连接等功能，MCU 与传感器配套 能够在一定程度上帮助客户加快产品研制周期，增加便利性与选择性的同时，极大地 降低成本。

  存储器：Flash 商工车规全覆盖，自研 DRAM 打开新成长空间。 1）Flash：2019 年 Nor 通过车规认证，覆盖 512Kb-2Gb 全系列，中大容量的客 户群和覆盖面逐步扩大，汽车和工业成为增长最快的领域，在汽车应用中，公 司产品应用于 ADAS、通讯系统、车载信息及娱乐系统、电池管理系统等领域。 SLC NAND 覆盖 1Gb-8Gb 主流容量，22 年 38nm GD5F SLC NAND 通过车规认 证，应用于车载网关、DVR、智能驾舱、Tbox 等应用，成为车规 Nor 的有效补充，自此 NAND 完成商规、工规和车规全方位覆盖。 2）DRAM：定位利基，2021 年推出 DDR4，2022 年推出 DDR3，适用于机顶 盒、电视、监控、网络通信、智慧家庭等应用，同时公司也将针对电力、工业、 汽车等客户推出工业级颗粒。

  MCU：工业成为第一大营收来源，进军车规。工规和商规已发展多年，目前拓 料号、补应用，如 2021 年推出低功耗 MCU，2021 年推出首款 WiFi MCU。 2022 年工业占比持续提升、已接近一半。车规方面，2022 年 9 月首款车规 MCU 已发布，可应用于车窗、智能车锁、电动座椅、电动后备箱等车身控制系 统、车用照明系统和电机电源系统和仪表盘等智能座舱系统，也适用于部分 ADAS 辅助驾驶系统，如环视摄像头、AVAS 声学警报系统等。 PMU：进军模拟，瞄定电源链。GD30 PMU 系列专注电源链，有四大系列，产 品包括充电管理芯片、充电保护芯片、DC/DC、LDO、电机驱动、PMIC。 传感器：主要覆盖手机、平板等商规领域，开拓 AI 和超声领域。传感器产品 应用于 LCD 触控、电容指纹、光学指纹，深耕移动端侧边指纹产品，布局 AI 和超声领域，如 ToF、3D 图像和血压检查。

  根据兆易创新的产品手册，在后续章节中，我们统计了 2021、2022、 2023 年 MCU、NOR、NAND、DRAM、PMU 等产品的料号数量，将 结合市场情况，以揭示兆易创新产品丰富度的提升、产品高端化趋势， 公司依靠产品的逐渐完备持续打开新成长空间。

  Nor 发力点：制程优化、大容量占比提升、发展车规。  Nor 行业：竞争格局稳定， AMOLED、IoT、汽车等是行业驱动力， 大容量趋势明确。 1）竞争格局稳定，兆易全球第三，份额稳定提升。 2014 年兆易创新进入全球第六，市占率 6%，根据 CINNO Research ， 兆易创新从 2019 年第三季度在 NOR Flash 全球市场占有率排名跃升到第 三位，2019 年全球市占率 12.1%，2020 年提升至 15.6%，2021 年提升 至 17.7%。2）新兴应用成为主要下游驱动力。Nor Flash 应用领域广泛， 主用于消费电子、通讯、汽车电子等领域。近年来，物联网、TWS 耳 机、AMOLED、TDDI、车载电子等新兴应用领域为 Nor Flash 市场规 模的扩大提供了重要驱动力。3）256M 及以上的大容量 Nor Flash 逐渐 成为主流。根据 Omdia 数据，受益于大容量需求的车用及工控领域需 求增长，256Mb 及以上大容量 Nor Flash 占比将从 2020 年的 25%提升至 41%。

  制程：从 65nm 到 55nm 升级，占比不断提升。目前 NOR Flash 主流制程仍然停留在 55nm，全球能量产 45nm 产品的制造商屈指可数，国外 有美光、赛普拉斯，大陆有武汉新芯。旺宏已于 2019 年实现 48nm 量 产，产品正从 75/55nm 向 48nm 切换；华邦电已于 2015 年实现 46nm 量 产，产品正从 58nm 向 46nm 切换。而兆易创新目前也正从 65nm 往 55nm 切换，成功进入主流制程市场。考虑到 NOR Flash 制程微缩受限 局面将持续，兆易切入先进制程的潜力显著，市场竞争力有望进一步增 强。截止 21 年底，兆易 55nm 出货量占比超 40%，截止 6 月底占比接 近 70%。

  Nor 可分为串行（SPI）和并行（Parallel）两种结构，串行结构相对简 单、成本更低，随着工艺的进步，串行已能满足一般系统对速度及数据 读写的要求，逐步成为主要系统方案商的首选，兆易产品是 SPI Nor Flash，2021/2022/2023 年总料号数量为 153/151/140 颗，其中非车规产 品 105/111/111 颗，车规产品 48/40/29 颗。

  大容量占比明显提升，新推出超低功耗产品。 1）非车规产品：①容量覆盖：大容量应用于汽车、工业等领域，兆易 Nor 容量覆盖 512Kb-2Gb，=16Mb 为小容量，32M-64M 为中容 量，=128M 为大容量，2021/2022/2023 年小容量占比 37%/42%/34%， 中容量占比 17%/17/16%，大容量占比 46%/41%/50%，大容量占比明显 提升。②电压覆盖：Nor 和主控芯片配套使用，一般情况下，对功耗要 求不高的通用产品，选择高压存储芯片，比如 WIFI 设备，低功耗应用 的产品，较多采用低压存储芯片,比如低功耗可穿戴设备，其主控芯片 一般在低电压条件下运行。

  3. DRAM：DDR3 容量覆盖 1Gb-4Gb，料号数量增加。DDR3 容量覆盖 1Gb-4Gb，料号数量增加。瞄定利基，2021 年推出 DDR4，2022 年推出 DDR3。根据产品手册，2022/2023 年 DDR4 料号 数量 18/12 颗，DDR3 料号数量 24/26 颗，DDR4 料号数量降低，DDR3 数量提升。从容量覆盖看，2022 年 DDR3 有 2Gb、4Gb 两种容量， 2023 年新增 1Gb，DDR4 目前仅覆盖 4Gb。从下游应用看，DDR3、 DDR4 均可用于商规、工规，另外 2023 年新增 KGD/KTD 料号。 KGD：Known Good Die，确认好裸芯片，合格芯片。其表示裸片 或未封装 IC 具有与同等封装器件相同的质量和可靠性，并且可以 直接运送给客户进行组装。 KTD：Known Tested Die，全测试芯片。KTD 指与已封装产品一样 做全功能测试，但最终封装的质量和可靠性仍无法完全保障，成品 率受到一定影响。

  公司围绕通用 32 位 ARM 核 MCU，广铺产品料号，升级 MCU 内核、 应用。1）料号数量增加，增强覆盖性。2）研发新内核。3）工规已成 为 MCU 第一大营收来源，车规有序布局。 2013 年至今，兆易创新用 10 年的时间不断扩产 GD32 MCU 家族规模。 根据 2023 年产品系列手册，GD32 MCU 家族有 38 个系列，446 款料号， 覆盖中高低端，产品线布局完善，正积极拓展工控和车规产品。GD32 系列为 32 位 MCU，按内核分为 Arm 内核和 RISC-V 内核，ARM 核包 括 M3、M4、M23、M33，高性能 M7 产品在研。按照性能类型分为： 入门型、主流型、高性能、专用型四类。MCU 制程也已推进至 22nm。

  32 位是市场主流，公司基石。从全球范围内看 32 位 MCU 已慢慢的变成为 主流，16 位由于其不上不下的定位逐渐被挤出市场。2020 年，8/16/32 分别占比为 23%/17%/59%。我们认为（1）32 位市场规模不断的提高的原 因在于：①MCU 成本快速下降，32 位已于 8/16 位差别不大，且 MCU 本身占总生产成本比例较低，因此下游客户对价格的敏感性一般；②产 品对 MCU 的计算存储性能要求越来越高，需要 32 位 MCU 才能满足。 （2）8 位在性能不及 32 位情况下，仍具有一定市场的主要原因系：① 虽然 32 位比 8 位价格稍高，但是开发过程中难度更大且耗时，反而最 终导致成本更高；②8 位也具备某些硬件优势，比如静态电流更低导致 功耗更低，某些简单计算操作下速度更快。

  ARM 内核包括中高低端不同产品，使用 M7/33/35P/55 高端内核是厂 商能力的直观体现之一。目前 ARM 共推出 11 款 Cortex M 系列处理器， 其在尺寸、功耗、性能、安全性、是否适用于 AI 应用等指标上有着差 异化定位，全面满足低、中、高端需求。其中，M0/0+/1/23 四颗为低端 内核，M3/M4 为中端产品，M7/33/35P/55/85 为中高端产品。

  汽车是 MCU 第一大市场、占比近 40%，单颗价值量也最高。 1）市场规模占比：汽车是 MCU 第一大市场，2020 年汽车/工业/消费/ 通讯/电脑在 MCU 市场的占比为 38%/30%/18%/9%/4%，2010-2019 年 汽车在 MCU 占比稳定在 38%-40%，持续保持第一大应用的地位。 2）ASP：汽车 MCU 的 ASP 显著高于其他应用，2021 年达 3.1 美元； 自 2020 年以来，因供应链不稳定，不同应用的 MCU 价格都有不同程 度地上升，同时叠加智能化推动高价值 MCU 是使用，2020 年汽车 MCU 价格上涨 16%。2021 年上涨 22%，在 MCU 中价格变化幅度最大， Yole 预计汽车 MCU 的价格未来仍将处于高位。

  汽车 MCU 市场超 70 亿美金，2022-2025 年 CAGR 为 8%，高于 MCU 行业平均水平，其中 32 位是主流，占比近 80%。 1）市场规模：随着汽车电动化、智能化发展，智能座舱、高精度导航、 车身电子等应用对 MCU 需求量大增，汽车 MCU 在 2021 年经济复苏期 间大幅度增加 23%，达历史新高 76 亿美元，根据 IC Insights，2022- 2025 年汽车 MCU 市场规模的 CAGR 为 8%，高于行业整体水平。根据 IC Insights，2021 年汽车信息娱乐应用预计占汽车 MCU 市场的 10%， 较 2020 年增长 59%，其他领域占汽车 MCU 市场的 90%，较 2020 年增 长约 20%。

  2） 从 产 品 定 位 看 ，2023 年 高 端/主 流/入 门/特 定 的 料 号 数 量 为 148/204/92/2，高端产品料号较 21 年增加 45 款，主流产品增加 29 款， 入门减少 8 款，特定产品无变化；从分布看，2021 年高端/主流/入门/特 定占比 27%/46%/26%/1%，2023 年占比 33%/46%/21%/0%，2023 年高 端+主流占比 79%，2021 年为 73%，高端化趋势明确。MCU 丰富下游应用，车规是未来重点。2021 年推出低功耗 MCU，应 用在电池供电系统，如工业表计、测试类仪器等领域；2021 年推出无 线 MCU，应用于 IoT 智能终端。在车规市场，前装/后装领域同步扩展， 后装则包括已有的车载影音、导航、OBD、EDR、新能源车身及周边 应用场景，2022 年 9 月正式推出首颗前装 40nm 车规 MCU GD32A503 系列，使用 M33 内核，2023 年产品手册中有 10 款 GD32A503 系列产 品。

  车规有序布局。根据公司 Roadmap，第二款车规 MCU 计划使用 M7 内 核，功能安全等级 ASIL-D，定位安全等级更高的安全气囊、刹车等领 域，预计 2023 年推出；第三款车规 MCU 计划使用 M7 内核，功能安全 等级 ASIL-D，定位双离合器自动变速器等更高级领域，计划 2025 年推出。

  超 400 亿大市场，玩家众多，TI 实力超群。根据 Frost&Sullivan 数据， 电源链 2020 年市场规模为 329 亿美元。电源链相对信号链来说，玩家 众多、市场竞争更为激烈，其中 TI 上升势头强劲，2015 年即已占据 25%的市场份额，CR5 2015 年为 47%，低于信号链的 70%-80%的集中 度水平。

  电源链用于在负载间分配电力并提供合适的电压电流。电源链产品按 照功能包含四类产品： 1）AC/DC：位于电源侧，将市电 AC 转换为直流电； 2）电池管理 IC（BMIC）：位于电池测，对电池进行电量的计量、充 电保护等， 主要包括以下五类： ①电池计量 IC（Gauge)：可以测量电池生命周期内各种化合 物（如锂离子、磷酸铁锂和镍氢）的荷电状态和健康状态。②电池充电管理 IC（Charger)：可以将外部电源转换为适合电 池充电的电压，起到充放电管理的功能。

  ③电池检测和平衡 IC（AFE/Monitor、Balancer）：可以监测电 池电压、温度和电流数值。 ④电池输入保护 IC：分为电池超压保护(BOVP）和输入超压 保护(OVP),可以对检测单节和多节电池是否出现过压、欠压、 放电过流和短路状况，保护输入端口及电池终端不受电压浪涌 冲击，延长电池的使用寿命。 ⑤协议芯片：手机系统和充电头要实时进行通信，使用协议芯 片可以进行电压/电流的精准调整和实时监控，帮助实现电荷 泵的快充过程。

  3）DC/DC、LDO：位于负载测，由于一个设备内部的不同子系统所需 的工作电压可能不同，因此需要 DC/DC 转换器对直流电电压进行升压、 降压；分为隔离式和非隔离式，非隔离式 DC/DC 转换器包括线性稳压 器（LDO 等）和开关稳压器两种（即狭义的 DC/DC）： 4）LED 驱动器等：位于负载侧，为特殊负载提供合适的电源，包括 LED 驱动、删驱动（即电机驱动）、以太网电源管理、射频电源等。

  PMIC 集成电源链四大类芯片中的数种，常用于小型设备。电源管理 IC (Power management multi-channel IC，PMIC)，其集成以上四大类芯 片中的数种，此外还可能集成监控功能器件（UVLO 低电压故障预防、 WDT 看门狗定时器等）、保护功能器件（TSD 热关断等）、控制电路器 件（I2C 串行 I/F、INTC 中断控制、GPIO 通用 I/O 等）、RTC 实时时钟 等。高集成有利于减小面积，因此经常用于为小型供电设备供电。

  PMU 高度集成，针对便携式应用的电源管理方案，大部分情况下等同 于 PMIC。PMU 全称 Power Management Unit，中文为电源管理单元， 其集成以上四大类芯片中的数种，如 LDO、DC/DC 等，整合在单个封 装内，以实现更高的电源转换效率和更低功耗，及更少的组件数以适应 缩小的板级空间，PMU 更多与消费电子（手机、MP4、GPS、PDA 等） 的特定主芯片配套使用。 根据 Yole Development 数据，电源链芯片中，PMIC 和 DC/DC 需求最 大，另外随着便携式产品和新能源汽车的快速发展，BMIC 需求也在迅 速增长，预计五年内将接近 DC/DC 产品市场规模。

  兆易布局电源链产品，目前产品有充电管理 IC、电池保护 IC、LDO、 DC/DC、电机驱动和 PMIC。兆易自 2019 年开始投入研发、启动电源 链产品布局。2021 年 4 月第一颗电源管理芯片 GD30WS8805 正式量产， 6 月推出首颗马达驱动产品 GD30DR8306，11 月首款超低噪声 LDO GD30LD330x 上市。2022 年 5 月，兆易创新已经有多款充电管理 IC 产 品陆续量产上市。

  目前初步形成四大类电源链产品。1）高性能电源：主要以通用 DCDC 和 LDO 为主，应用通信/网卡、工业、安防等领域。2）电机驱动： 覆盖从家电、电动工具到智能机器人、工业自动化等丰富应用，可搭配 GD32 MCU，形成灵活、完整的系统解决方案提供给客户。3）专用电 源管理芯片：PMIC，主要应用于 TWS 耳机充电盒、助听器、便携式医 疗设备等。4）锂电池管理芯片（BMIC）：目前以通用型电池充电芯片 （Charger）为主，在公开资料中还有电池保护芯片（Protector） GD30SP 系列。 拓展品类、增加料号数量。2022 年产品手册首次出现 GD30 PMU 系列， 对比 2023 年产品手册，2023 年四大系列产品料号均明显增加，其中 DC/DC 系列 GD30DC 在 2023 年产品手册中首次出现。

  2019 年收购上海思立微布局传感器业务。思立微是全球排名前三的指 纹芯片供应商，2019 年兆易收购，目前兆易传感器产品主要是电容触 控芯片和指纹芯片。 1）触控芯片：包含自容和互容两大品类，下游是手机和平板，公司 LCD 触控产品在行业应用广泛，顺应行业趋势，即将推出 OLED 触控 产品。 2）指纹传感器：方案分为电容指纹和光学指纹，2014 年推出第一款电 容指纹，2018 年推出第一款 OLED 屏下指纹，为多款旗舰到中阶智能 手机提供指纹识别方案。除此之外，指纹传感器也可应用在智能门锁、 笔记本等产品，未来也会提供更多服务于物联网、工业、车载等场景的 精准、安全、可靠的指纹软硬方案。

  2023 新增电容式指纹传感器料号。2023 年，手机触控芯片 4 款，平板 触控芯片 8 款，电容指纹识别传感器 11 款，光学指纹传感器 3 款。相 比 2022 年，电容指纹识别传感器新增 4 款，包括 3 款侧边指纹芯片和 1 款用于 PC 的指纹芯片。其余类型芯片无变化。

  公司在产品布局上采用层层递进策略，从 Nor 顺利发展至 NAND、DRAM， MCU 内有存储和模拟，公司从 Nor 延伸至 MCU，目前又从 MCU 拓展至模拟电 源链产品，同时在应用上从商规工规拓展至车规，产品矩阵持续丰富，高 端化趋势明确。我们大家都认为公司目前已出色完成第一块拼图（Nor Flash，全 球第三），第二块拼图（MCU）即将完成，凭借强管理能力、强执行力，未 来将循序完成利基 DRAM、模拟、车规等拼图。纵观全球，国际 MCU 厂商和 模拟厂商高度重合，“国际大厂”的冰山一角已揭开，站在当下时点，短期 公司将受益 23 年下游需求复苏带来的业绩恢复，长期期待公司成为提供 “存储+MCU+传感器+模拟”一体化解决方案的国际大厂。21 年底半导体开 始进入下行周期，消费电子需求疲软，下游进入去库存状态，调整 2022/2023/2024 年纯利润是 21.3/17.6/23.7 亿元，对应 PE 估值为 33/41/30 倍。

  （本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）