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港股公司深度研究聚焦氮化镓的第三代半导体领军企业
国金证券· 2025-05-09 08:30
报告公司投资评级 - 首次覆盖给予公司“买入”评级 [4] 报告的核心观点 - 报告研究的具体公司是全球首家实现量产 8 英寸硅基氮化镓晶圆的企业,在氮化镓领域具备成本、产能、客户和技术三大核心优势,未来有望受益于 GaN 渗透率提升,预计 25 - 27 年营收增长显著,27 年实现盈利,给予 2025 年 35xPS,目标价 52.55 港币 [2][3][4] 根据相关目录分别进行总结 一、推动氮化镓功率半导体行业创新的全球领军企业 - 报告研究的具体公司是全球首家量产 8 英寸硅基氮化镓晶圆且唯一具备全电压谱系产品量产能力的公司,2015 年英诺珠海成立提供研发基础,2017 年苏州成立扩大产能,2024 年 12 月港交所上市,2025 年 3 月入选恒生综合指数成分股纳入港股通 [15] - 公司股权结构稳定,实际控制人 Weiwei Luo 持股 32.70%,创始人及高管从业经验丰富 [17] - 公司采用 IDM 模式,产业链自主可控,产品涵盖 15V - 1200V 的 GaN 工艺节点 [20][21] 二、氮化镓是拥有稳定晶体结构的宽禁带半导体材料,具备高频、高效的特性 2.1 氮化镓材料的物理特性优异 - 氮化镓是坚硬稳定的 III/V 族直接带隙半导体,可在多种基材生长,在 Si 上生长可利用现有硅制造基础设施,在高频应用场景优势显著,与 SiC 是不同特性和应用场景的第三代半导体材料 [24] - GaN 功率器件导通电阻和栅极电荷小,适合高频场合,能提升变换器效率和功率密度,主要应用于电源适配器、车载充电、数据中心等领域 [26][27] - GaN 器件分横向和纵向结构,横向适用于高频和中功率应用,垂直用于高功率模块,垂直结构目前处于研究商业化阶段 [28] - GaN 器件 1998 - 2017 年受制备技术限制难商业化,2018 年后工艺成熟进入商业化应用阶段,应用场景拓展至消费电子等领域 [30] 2.2 多元下游驱动,氮化镓功率半导体市场前景广阔 2.2.1 消费电子:PD 快充和电源适配器仍将是氮化镓的主要增长动力之一 - 电源适配器是消费电子 GaN 主要增量,与传统适配器的 Si MOSFET 相比,GaN 器件可减少开关损耗、改善充电效率、实现小尺寸化,提高充电器功率密度 [41] - 在 PD 快充领域,GaN 可推动充电速度和效率提升,具备卓越兼容性和稳定性,支持多种设备快充协议 [44] - 随着电源适配器充电功率提高,过电压保护电路需求上升,手机厂商可用 GaN 器件替换 Si MOSFET 降低 OVP 成本和尺寸,OPPO 多款产品采用公司 GaN 技术提升性能和竞争力 [48][49] - 预计 2025 年 GaN 在快充市场渗透率超 50%,消费电子主流厂商推出高功率 GaN 适配器有望拉动出货放量 [53] 2.2.2 数据中心、AI 服务器:对电力的庞大需求,提升氮化镓需求 - 数据中心是数字经济关键基础设施,GaN 在数据中心电源市场应用迈出大步,AI 技术兴起更添动力,NVIDIA Blackwell 平台 2025 年放量,单颗 GPU 功耗大幅上升,数据中心机柜功率规格提高,GaN 与液冷技术结合是提升能效关键 [54][55] - 元脑服务器等厂商导入 GaN 钛金电源方案,转换效率高达 96%,相比传统铂金电源,可减少轻中载电能损耗、节省电费、降低发热、消除多级转换损耗 [55][57] - 公司等行业龙头推出创新 GaN 解决方案,公司的 INN100EA035A 器件可提升功率密度和效率,稳态损耗减少 35%以上,系统级效率达 98% [58] - 到 2030 年全球数据中心电力消耗将达 3000 太瓦时,占全球总电力消耗 10%,电源转换效率提升可节省大量电力消耗,公司推出的 E - GaN 功率 IC 功率密度提高一倍以上 [63] 2.2.3 新能源车电动化 + 智能化升级,氮化镓功率器件的竞争力逐步显现 - GaN 功率器件在智能汽车应用涉及双向 DC/DC、自动驾驶核心电源等多个方面,为 48V 总线系统提供高效、紧凑、低成本解决方案,在自动驾驶汽车激光雷达电路中起关键作用 [66][68] - GaN FET 和 IC 可减小无刷直流电机尺寸和重量、降低噪声、提高扭矩和效率,公司的 InnoGaN 在音响 Class - D 功放中具有高开关频率等显著优势 [71][75] - 2025 年国内乘用车和电车销量增长,新能源汽车市场需求受政策和新车周期刺激有望维持强势,电车渗透率有望破新高 [76][77] 2.2.4 新能源锂电、光储:助力客户降低系统成本 - 化成分容设备是锂电生产能耗最高环节之一,采用 GaN 方案可提高设备充电和放电效率、降低综合耗电量、减少线损能耗、降低运营和建设成本、缩短调试周期、提升生产效率 [78][81] - 预计 2025 年中国锂电池化成电源市场规模达 40 亿元,公司开发全 GaN 模组的电池化成分容设备电源模组满足战略客户需求,宁德时代港股上市再融资海外扩产将带动锂电池化成电源需求增长 [82][83] 2.2.5 人形机器人:自由度急剧上升,人形机器人对电机驱动器的需求大幅增加 - 人形机器人集成多个子系统,需部署约 40 个伺服电机和控制系统,电机电源要求取决于具体功能,其伺服系统对控制精度、尺寸和散热要求更高 [84] - 设计人形机器人需考虑高电流回路和 PWM 频率,MOSFET 型伺服驱动器增加 PWM 开关频率会带来额外损耗和发热问题,GaN FET 在高频下开关损耗低,开关速度可达 Si - MOSFET 的 100 倍 [85] - 中科半导体 GaN 驱动器成功应用于具身机器人动力系统芯片,在高频神经反射系统中表现优异 [85] 三、公司能够在氮化镓领域保持全球行业领先的三大核心竞争力 3.1 收入保持高增,规模效应逐步显现亏损幅度有望进一步收窄 - 2021 - 2024 年公司收入规模从 0.68 亿元增长至 8.28 亿元,复合增长率达 129.86%,目前虽因前期投入大仍亏损,但亏损幅度持续减小,预计未来利润有望转正 [87][91] - GaN 分立器件及集成电路、GaN 晶圆贡献公司主营营收,2024 年分别贡献 3.61 和 2.81 亿元,占比 43.55%和 33.86%,2023 年起推出的 GaN 模组 2024 年贡献收入 1.84 亿元,占比 22.2% [92] - 公司研发开支大,截至 2024 年末累计专利授权 422 项,核心技术覆盖全电压谱系,2024 年研发费用率 38.99%,随着转入大规模生产阶段费用率下降,应收账款周转速度略有放缓 [96] - 与同行业公司对比,公司收入增速领先,毛利率受固定资产折旧影响曾为负,随着收入规模增长和降本增效措施实施,毛利率大幅改善,未来有望进一步提升 [97][99] 3.2 公司的三大核心竞争力 3.2.1 成本优势:IDM 模式运营成本可控,制造良率行业领先 - 硅基半导体领域主要有 Fabless 和 IDM 两种模式,公司采用 IDM 模式,能保障产能和供货时间,不受代工厂限制,2023 年在全球 GaN 功率器件公司中排名首位,市占率 33.7% [103][104] - 公司制造工艺持续改进,生产工艺良率超 95%,高于其他 GaN 功率半导体公司平均水平,8 英寸 GaN - on - Si 晶圆与传统 6 英寸晶圆相比,每晶圆晶粒产出数提升 80%,单颗芯片成本降低 30% [107] - GaN 半导体产业链含多个环节,外延片制造环节成本占 GaN - on - Si 器件 Die 生产成本近一半,公司产业链布局涵盖从 GaN 外延生长到晶圆制造和器件封装等环节 [108] 3.2.2 产能优势:先发优势,具备全球领先的规模化供应能力 - 公司苏州和珠海工厂产能逐步爬坡,苏州工厂产能从 2021 年的 1.8 万片增长至 2023 年的 4.8 万片,截至 2024 年上半年达 4.9 万片,珠海工厂产能从 2021 年的 3.0 万片扩大至 2023 年的 4.5 万片,截至 2024 年上半年为 2.4 万片 [109] - 苏州工厂产能利用率 2021 - 2022 年下降后 2023 年回升,2024 年上半年珠海基地产能利用率提升,截至 2024 年末公司拥有全球最大的 GaN 功率半导体生产基地,产能为每月 1.3 万片晶圆 [112] - 公司港股上市融资净额约 13 亿港元,60%用于扩大 8 英寸 GaN 晶圆产能,20%用于研发及扩大产品组合以提高 GaN 产品渗透率 [115] 3.2.3 客户和技术优势:携手合作伙伴做大做强氮化镓赛道 - 公司产品覆盖 15V - 1200V 广泛电压范围,与众多知名厂商建立合作关系,产品在多个领域实现大批量量产 [118] - 美国政策调整增加半导体行业地缘政治风险和制造成本,公司与 ST 的合作在 IDM 之间实现跨制度、跨区域的产线协同,为“制造自由”提供操作样本,建立具备可调性与可背书能力的交付体系 [119][120] 四、盈利预测与投资建议 4.1 盈利预测 - 预计公司氮化镓分立器件及集成电路业务 2025 - 2027 年收入分别为 6.44/12.39/20.85 亿元,同比 +78.50%/92.40%/68.30% [121] - 预计公司氮化镓晶圆业务 2025 - 2027 年营收分别为 4.59/7.27/10.93 亿元,同比 +63.56%/58.40%/50.35% [121] - 预计公司氮化镓模组业务 2025 - 2027 年营收分别为 2.13/2.37/2.68 亿元,同比 +15.74%/11.36%/13.08% [122] - 预计公司 2025 - 2027 年营收分别为 13.20、22.08 和 34.52 亿元,同比增速分别为 59%、67%和 56%,2025 - 2026 年分别亏损 5.65/1.45 亿元,分别减亏 46%和 74%,2027 年实现归母净利润 2.38 亿元,同比增长 265% [123][129] - 预计公司 2025 - 2027 年毛利率分别为 12.82%/30.90%/36.47%,销售费率分别为 10.0%/8.0%/7.0%,管理费用率分别为 30.0%、20.0%、15.0%,研发费用率分别为 20.0%、15.0%和 12.0% [123][128] 4.2 投资建议及估值 - 选择中芯国际、华虹半导体、天岳先进、士兰微作为可比公司,考虑公司处于业务高速发展期且未盈利,采用 PS 估值,2025 - 2027 年可比公司 PS 均值分别为 5/5/4 倍 [130] - 给予公司 2025 年 35xPS 对应市值 429.17 亿元(461.96 亿港币),目标价 52.55 港币/股,首次覆盖给予“买入”评级 [130]
长城为何联手英诺赛科?解密背后的GaN技术创新
行家说三代半· 2025-05-07 17:57
数据中心电源技术革新 - 全球数据中心正面临算力需求激增与能耗失控的矛盾,氮化镓(GaN)技术成为服务器电源的新基准 [4] - 国际能源署预测2030年数据中心电力消耗将达3000太瓦时,占全球总电力消耗的10%,而2025年仅为4% [4] - 数据中心电能消耗近一半来自IT设备,电源转换效率提升1%可节省百万级电费 [4] 传统硅基电源的局限性 - 传统硅基铂金电源在20%-50%负载区间转换效率仅为90%-94%,造成高达10%的电能损耗 [4] - 硅基MOSFET器件存在能效短板,导致智算中心关键电能转换环节效率低下 [4] 氮化镓技术的突破 - 氮化镓钛金电源在20%-50%典型负载区间转换效率稳定在95.5%-96%以上,打破硅基效率天花板 [5] - 长城电源采用英诺赛科合封芯片ISG6122TD和ISG6123TD,轻中载电能损耗减少30%,转换效率超96% [5] - 每万台服务器每年可节省电费超200万元,发热量减少50%,空调能耗降低18%,推动PUE向1.2以下突破 [7] 英诺赛科的技术创新 - ISG612XTD采用TO-247-4封装,耐压700V,功率密度提高一倍以上,兼容IGBT、Si MOSFET、SiC引脚 [9] - 该产品集成精密Vgs栅极驱动器,具备快速短路保护和出色热性能,为电力电子设定了全新标准 [9] AI服务器48V供电架构 - 英诺赛科推出2kW-8kW全功率段GaN方案矩阵和100V氮化镓新产品,支持AI服务器48V供电架构 [10] - 8kW多相降压方案采用16相交错式Buck拓扑,峰值效率达98.2%,功率密度260W/in³ [11][12] - 四相2kW降压电源方案峰值效率98.1%,功率密度3.2W/cm³,磁性元件体积缩减60% [14] 氮化镓器件性能优势 - INN100EA035A是全球首款双面散热100V氮化镓器件,导热率提升65%,功率密度提升20% [15][16] - 该器件导通电阻仅3.5mΩ,系统损耗降低超35%,兼容紧凑型设计 [15][17] - 100V半桥驱动器INS2002FQ支持1MHz开关频率,死区时间<10ns,转换效率超98% [18] 行业应用与前景 - 英诺赛科GaN技术方案优化电力系统架构,提升能效并降低使用成本,为数据中心可持续发展提供路径 [18] - 技术方案覆盖数据中心、人工智能、车载DC-DC等领域,满足高密度、高可靠性需求 [13][17]