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电子行业:MCU是机器人核心控制芯片特斯拉有望开启仿生机器人蓝海市场-220816(19页).pdf

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电子行业:MCU是机器人核心控制芯片特斯拉有望开启仿生机器人蓝海市场-220816(19页).pdf

1、 2022022 2年年0808月月1 16 6日日 M MCUCU是机器人是机器人核心控制芯片核心控制芯片,特斯拉,特斯拉有望开启有望开启仿生机器人蓝海市场仿生机器人蓝海市场 增持增持 (维持维持)投资要点投资要点 分析师:毛正 执业证书编号:S01 邮箱: 联系人:刘煜 执业证书编号:S11 邮箱: 市场表现市场表现 资料来源:Wind,华鑫证券研究 机器人市场空间开阔,下游应用广泛机器人市场空间开阔,下游应用广泛 机器人可代替或协助人类完成各种工作,机器人除了广泛应用于制造业领域外,还应用于资源勘探开发、救灾排险、医疗服务、家庭娱乐、军事和航天

2、等其他领域。机器人是工业及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。据波士顿咨询公司研究报告显示,全球机器人市场规模预计将在未来10年内增长近10倍,到2030年全球机器人市场规模将达1600亿至2600亿美元。特斯拉机器人特斯拉机器人即将问世,国内产业链受益明显即将问世,国内产业链受益明显 传统的工业机器人中,上游零部件中减速器占比35%,伺服电机占比25%,控制器占比10%,由于人形机器人的机械构造、驱动和控制的复杂程度都远高于现有的机器人,我们预计智能芯片的占比有望达到30%以上。特斯拉机器人的推出最重要的意义在于推动整个智能机器人领域的快速发展,促使相关

3、产业升级,国内工业机器人核心零部件厂商及芯片产商有望在特斯拉即将开启的人形机器人时代率先受益。M MCUCU芯片技术不断迭代,芯片技术不断迭代,国内国内M MCUCU产商有望借机产商有望借机器人风潮快速发展器人风潮快速发展 作为工业机器人核心控制器件,MCU等控制芯片必将受惠于工业机器人市场的快速增长,未来在更先进工艺下设计的MCU,采用更高性能的内核,其性能将得到大幅度提升,市场需求将快速提升。在全球MCU市场蛋糕逐年增长和国产MCU替代的大背景下,国内MCU厂商有望突破国外垄断,国内MCU产商兆易创新M7产品已打破国外封锁,弥补了我国高端MCU的空白。行业评级及投资策略行业评级及投资策略

4、随着机器人行业的快速扩大、下游应用多电开花,产品不断推陈出新,国内MCU芯片产商收益巨大,给予MCU芯片行业“增持”评级。风险提示风险提示 工业机器及人形机器人销量不及预期、经济景气度下行、募投项目进度不达预期、汇率波动、原材料价格大幅波动的风险等。-50%-40%-30%-20%-10%0%10%电子(申万)沪深300证证券券研研究究报报告告 行行业业深深度度报报告告 证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 2 诚信、专业、稳健、高效 重点关注公司及盈利预测重点关注公司及盈利预测 公司代码公司代码 名称名称 2 2022.8.15022.8.15 股价股价 EPSEPS PEP

5、E 投资评级投资评级 2022021 1 2022022 2E E 2022023 3E E 2022021 1 2022022 2E E 2022023 3E E 603986.SH 兆易创新 130.08 3.5 4.89 6.1 36 26 18 推荐 688595.SH 芯海科技 59 0.93 1.88 2.65 99 50 35 推荐 300327.SZ 中颖电子 24.16 1.02 0.96 1.13 17 18 15 未评级 资料来源:Wind,华鑫证券研究(注:未评级公司盈利预测取自万得一致预期)XZ5XVWBUDVPUAU5Z9P8Q8OpNoOsQnPeRnNwOlOp

6、OtN9PnMsNuOmPtMuOpNrO证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 3 诚信、专业、稳健、高效 正文正文目录目录 1、机器人蓬勃发展,特斯拉有望开启仿生机器新时代.5 1.1、机器人行业快速发展,下游应用多点开花.5 1.2、MCU芯片机器人核心芯片,特斯拉机器人有望带来人型机器人蓬勃发展.8 2、机器人MCU壁垒较高,技术持续迭代.11 2.1、MCU技术不断更新迭代,AI加速器单元注入新动力.11 2.2、工业级MCU市场海外厂商大幅领先,本土亟待突破.13 3、下游需求旺盛,国产替代推动本土MCU公司快速崛起.14 3.1、国内MCU厂商技术升级,有望开拓全球

7、市场.14 3.2、兆易创新工业级MCU成长迅速,进军全球市场.15 3.3、中颖电子国产工控MCU成长龙头,产品持续供不应求.16 3.4、芯海科技加码车规级MCU投入,下游应用多点开花.16 4、评级及投资策略.17 6、风险提示.17 图表图表目录目录 图表1:库卡工业机器人.5 图表2:2016-2023年全球工业机器人销售额及增长.6 图表3:2016-2021年全球工业机器人销售量.6 图表4:2016-2023年全球服务机器人销售额及增长.7 图表5:2014-2020年全球专业服务机器人销售量.7 图表6:2014-2020年全球专业服务机器人销售量.8 图表7:机器人产业链.

8、8 图表8:伺服电机成本拆分.9 图表9:特斯拉人型仿生机器人.10 图表10:小米人型仿生机器人.10 图表11:特斯拉人型仿生机器人.11 图表12:瑞萨机器手臂控制解决方案.12 图表13:microNPU Ethos U55系列.12 图表14:microNPU Ethos U65.12 图表15:2020年MCU市场竞争格局.13 图表16:MCU企业收购进程.13 图表17:MCU交货日期.14 证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 4 诚信、专业、稳健、高效 图表18:2020年国产机器人市场份额.15 图表19:兆易创新MCU产品型号.15 图表20:中颖电子M

9、CU产品型号.16 图表21:芯海科技MCU芯片.17 图表22:重点关注公司及盈利预测.17 证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 5 诚信、专业、稳健、高效 1 1、机器人机器人蓬勃发展蓬勃发展,特斯拉有望开启仿生特斯拉有望开启仿生机器机器新时代新时代 1.11.1、机器人行业机器人行业快速快速发展,下游应用多点开花发展,下游应用多点开花 机器人的用途广泛,分类众多。行业不同,机器人的应用场景不一样;要求不同,机器人的控制方式也会有差异。根据中国电子学会研究,2021年全球机器人市场规模预计达到335.8亿美元,2016-2021年的平均增长率约为11.5%。其中工业机器人

10、144.9亿元,服务型机器人125.2亿美元,特种机器人65.7亿美元。工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,具有一定的自动性,可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。图表图表 1 1:库卡库卡工业机器人工业机器人 资料来源:库卡官网,华鑫证券研究 全球疫情的持续蔓延一定程度限制了下游应用市场需求,我们预计随着疫情得到控制,全球经济呈现复苏趋势,制造业自动化改造的推动,工业机器人市场将迎来新的发展机遇。根据IFR发布的最新数据显示,2020年中国、美国、韩国和德国等主要国家工业机器人年装机数量合

11、计超过全球72.9%.此外,全球制造业领域工业机器人使用密度已达到113台/万人,机器换人趋势特征日益明显。证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 6 诚信、专业、稳健、高效 图表图表 2 2:2 2 年全球年全球工业工业机器人销售额及增长机器人销售额及增长 资料来源:IFR,中国电子学会,华鑫证券研究 国际机器人联合会(IFR)发布数据显示,2021年全球工业机器人销量创新高,达到48.68万台,比前一年增长27%。主要受益于疫情后经济有所恢复,叠加新能源等市场需求快速上升带来工业机器人销量快速增加。图表图表 3 3:2 2016016-20220

12、21 1 年全球工业机器人年全球工业机器人销售量销售量 资料来源:IFR,中国电子学会,华鑫证券研究 服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,它能完成有益于人类的服务工作,但不包括从事生产的设备。根据IFR数据研究,2016年以来,全球服务机器人的市场规模年均增速达23.8%,2021年预计达到125.2亿美元,其中家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人市场规模预计82亿美元、13亿美元和31亿美元,其中家用机器人占比最高约为65%。到2023年全球服务机器人有望突破201亿美元,上下游相关产业市场规模也将同步增长。131154154.8140.5137.9144.9158.517

13、6.118%17.60%0.50%-9.20%-1.80%5.10%9.40%11.10%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%0204060800002020212022E2023E销售额(亿美元)年增长率29.4338.1342.2337.3238.3548.680.0010.0020.0030.0040.0050.0060.002001920202021全球工业机器人销售数量(万台)证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 7 诚信、专业、稳健、高效 图表图表 4 4:2

14、2 年全球年全球服务服务机器人销售额及增长机器人销售额及增长 资料来源:IFR,中国电子学会,华鑫证券研究 随着人工智能和物联网技术的不断发展,技术升级、成本下降,专业服务机器人的应用领域也在不断拓展,销量也有大幅提升。2010-2019年,全球专用服务机器人销量逐年增长,2010年为1.5万台,2020年上升至24万台,增长非常迅速。从专用服务机器人的应用领域来看,2019年物流机器人、公共环境机器人和军用机器人是前三大应用类型,其中物流机器人一直都是行业类的增长引擎,2019年物流机器人销量达到7.5万台,占全球专用服务机器人销量的43.35%。从未来四年的发

15、展增速来看,物流机器人、公共环境机器人、专业清洁机器人的增速分别达到36%、40%和43%。图表图表 5 5:2 201014 4-2022020 0 年全球年全球专业服务专业服务机器人机器人销售量销售量 资料来源:IFR,前瞻产业研究院,华鑫证券研究 随着个人/家用服务机器人在全球范围内的大幅普及,销量也出现大幅增长。据IFR统计,2019年全球个人/家用服务机器人销量约为2320万台,同比增加34%,初步估算2020年个人/家用机器人的销量将进一步上升到2670万台。4355.36877.294.6125.2159.9201.829.2%28.6%23.0%13.5%22.6%32.3%2

16、7.7%26.2%0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%35.0%0500200022E2023E销售额(亿美元)年增长率3.34.86.010.013.117.324.045.5%25.0%66.70%31.00%32.10%38.70%00.10.20.30.40.50.60.70.80500020销量(万台)同比增速(%)证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 8 诚信、专业、稳健、高效 图表图表 6 6:2 201

17、014 4-2022020 0 年全球年全球专业服务专业服务机器人机器人销售量销售量 资料来源:IFR,前瞻产业研究院,华鑫证券研究 1.21.2、M MCUCU芯片芯片机器人核心芯片机器人核心芯片,特斯拉机器人,特斯拉机器人有望带来有望带来人型机器人蓬勃发展人型机器人蓬勃发展 机器人方面,不管是工业机器人还是服务机器人,它们被赋予的任务流程上看,无非就是从感知到决策到执行。对于机器人本身而言,执行层的运动控制是最基本也最核心的动力。感知可以通过集成激光、机器视觉等传感器来丰富机器的信息获取,如何决策则取决于各产商的上层软件和智能算法的能力。最终落实到执行层层的运控,还是依赖于机器人本身内部控

18、制元件的所赋予他的能动性。MCU芯片是工控领域的核心零部件,应用于工业机器人、步进马达、机械手臂、工业电机等。目前看来,工业控制的MCU仍然是机器人厂商最优先考虑的选择。图表图表 7 7:机器人产业链机器人产业链 资料来源:中商情报网,华鑫证券研究 4655406700267016.1%24.1%53.0%68.9%34.0%15.1%00.10.20.30.40.50.60.70.80500025003000200020销量(万台)同比增速(%)证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 9 诚

19、信、专业、稳健、高效 工业机器人行业按产业链来看。上游为减速器、伺服系统、控制系统等核心零部件生产;中游为工业机器人本体生产;下游是基于终端行业特定需求的工业机器人系统集成,主要用于实现焊接、装配、检测、搬运、喷涂等工艺或功能。根据中国机器人产业数据联盟数据,上游三大核心零部件的成本占工业机器人总体成本的60%,其中减速器成本占比最高达40%,其次是伺服系统35%和控制器25%。伺服电机作为整个自动化系统的执行单元,通过电机的运转,完成速度和位置的精确控制。与普通电机不同的是,伺服电机需要将整个系统的位置、速度等信息,通过编码器反馈给控制器,从而使得控制器更加准确的对伺服电机进行控制。伺服驱动

20、主要成本为材料费用,其中IGBT、MCU等芯片占总材料成本的50%以上。图表图表 8 8:伺服电机成本拆分伺服电机成本拆分 资料来源:前瞻产业研究院,华鑫证券研究 随着伺服系统技术水平的不断提升以及下游市场的不断渗透,全球伺服电机行业的市场规模在稳步增大。全球伺服电机市场规模从2017年的305亿元增长至2020年的367亿元,年均复合增长率达6.36%,预计2022年市场规模将达382亿元。MCU芯片约占伺服电机成本的20%,预计2022年伺服电机MCU市场将达到76亿美元。2021年8月,马斯克就在特斯拉人工智能日上发布了特斯拉机器人。据马斯克介绍,擎天柱是高约172厘米、体重约56公斤、

21、负载20kg的人形机器人,身体由轻量材料覆盖,头部为扫描外界信息的屏幕,双手功能已达到“人类水平”。在软件层面,该机器人采用特斯拉Dojo(道场)机器学习培训系统,芯片为自研AI训练芯片D1。特斯拉机器人整体预计使用了40个电机推杆,胳膊上有12个电机,手上12个,腿上12个,咽喉2个,膝盖2个,电机数量较传统工业机械人和服务机器人有大幅提升。马斯克表示,特斯拉今年最重要的产品就是机器人,甚至地位高于特斯拉汽车。假若得以完成研发生产,便有可能“彻底解决劳动力短缺,颠覆现有经济模式”。30%21%12%10%10%7%10%IGBTMCUFPGAPCB显示面板接口接口其他 证券研究报告证券研究报

22、告 请阅读最后一页重要免责声明 10 诚信、专业、稳健、高效 其中MCU数量与伺服驱动器数量匹配,特斯拉机器人有40个伺服电机相对应一台特斯拉机器人拥有80个MCU芯片。伺服电机中解码器中会有一个较为低端用来定位的MCU芯片,以及一个伺服控制或运动控制的高端MCU,大概会选择一个价格约为3美金的M7产品,我们推算出一个特斯拉机器人MCU的价值量大约为200美金。预计至2025年特斯拉机器人的出货量将达到100万台以上,对应的MCU增量市场约为2亿美金。2022年8月11日晚间的小米新品发布会上,小米首款人形仿生机器人CyberOne正式亮相。其身高177cm、体重52kg,无论是身高还是体重均

23、是标准的人形载体。并且在AI的加持下,它具有高情商、能够感知人类情绪;具有敏锐的视觉、可三维虚拟显示世界;可实现双足运动姿态平衡;四肢强健、动力峰值扭矩高达300nm;支持多达21个自由度,能实现各自由度0.5ms级别的实时响应,可充分模拟人的各项动作。全球科技公司纷纷参与人型机器人开发,有望带动人型仿生机器人市场快速爆发。图表图表 9 9:特斯拉特斯拉人型仿生人型仿生机器人机器人 资料来源:特斯拉,华鑫证券研究 图表图表 1010:小米人型仿生小米人型仿生机器人机器人 资料来源:小米,华鑫证券研究 证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 11 诚信、专业、稳健、高效 随着经济增

24、长和制造业升级,全球工业机器人市场还会保持稳步增长,考虑新能源,光伏等下游产业还在快速增长,结合过去的复合增长率,我们预计未来几年全球工业机器人将保持10%的复合增速。专业服务机器人随着智能物流,智能仓储的发展预计还将保持30%的复合增速,个人或家用服务机器人随着产品越来越人性化和价格降低,消费量还会逐步提升,预计未来几年保持15%的复合增速。特斯拉和小米集团纷纷推出人型仿生机器人,有望带来仿生机器人的蓬勃发展,参考特斯拉汽车的成长轨迹,我们预计出货量未来三年将保持高速成长,预计2025年将突破100万台。根据以上假设,我们对未来几年机器人MCU的价值量做了测算,预计2025年机器人MCU价值

25、量将上升为6.55亿美元。2 2、机器人机器人M MCUCU壁垒较高,技术持续迭代壁垒较高,技术持续迭代 2.12.1、M MCUCU技术不断更新迭代,技术不断更新迭代,A AI I加速器单元注入新动力加速器单元注入新动力 作为工业机器人核心控制器件,MCU等控制芯片受惠于工业机器人市场的快速增长。机器人在位置、速度、动作顺序等控制方式上更加复杂、精细和智能化,这对机器人控制器的功能、性能和接口提出了新的挑战,高性能和高集成度的MCU成为机器人主控制器芯片的主流方案。目前40nm已成为MCU的成熟工艺,未来在更先进工艺下设计的MCU,采用更高性能的内核,其性能将得到大幅度提升,同时将部分核心控

26、制算法进行硬件化加速,内置更高精度的ADC等,在提升机器人控制响应速度和精度的同时,还可降低系图表图表 1111:特斯拉:特斯拉人型仿生人型仿生机器人机器人 机器人分类 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 全球工业机器人安装量(万辆)37 38 49 54 59 65 71 国内工业机器人产量(万辆)19 24 37 41 46 51 58 全球工业机器人 MCU单机用量(颗)4-6 4-6 4-6 4-8 4-8 4-8 4-8 全球工业机器人单颗 MCU平均价值量(美元)5-30 5-30 5-30 5-30 5-30 5-30 5-30 全球工业机器人

27、MCU市场规模(百万美金)47 48 61 80 88 97 107 全球服务机器人销量(万台)17 24 31 41 53 69 89 全球服务机器人 MCU单机用量(颗)2-4 2-4 2-4 2-4 2-4 2-4 2-4 全球服务机器人单颗 MCU平均价值量(美元)2-10 2-10 2-10 2-10 2-10 2-10 2-10 全球服务机器人 MCU市场规模(百万美金)3 4 6 7 9 12 16 全球个人/家用机器人销量(万台)2320 2670 3071 3531 4061 4670 5370 全球个人/家用机器人 MCU单机用量(颗)1-3 1-3 1-3 1-3 1-3

28、 1-3 1-3 全球个人/家用机器人单颗 MCU平均价值量(美元)1-5 1-5 1-5 1-5 1-5 1-5 1-5 全球个人/家用机器人 MCU市场规模(百万美金)139 160 184 212 244 280 322 全球人型机器人销量(万台)10 50 80 120 全球人型机器人 MCU单机用量(颗)30-40 30-40 30-40 30-40 全球人型机器人单颗 MCU平均价值量(美元)2-8 2-8 2-8 2-8 全球人型机器人 MCU市场规模(百万美金)17.5 87.5 140 210 全球主流机器人全球主流机器人 MCU市场规模市场规模(百万美金百万美金)189 2

29、12 251 317 429 530 655 全球主流机器人全球主流机器人 MCU市场规模市场规模 YoY 12%18%26%35%23%24%资料来源:华鑫证券研究整理 证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 12 诚信、专业、稳健、高效 统成本。海外领先MCU厂商已经在机器人领域布局较早,形成了系统性的解决方案。主要领先厂商为瑞萨,NXP,意法半导体等海外公司。图表图表 1212:瑞萨机器手臂控制解决方案瑞萨机器手臂控制解决方案 资料来源:瑞萨官网,华鑫证券研究 2017年开始智能MCU逐步成为主流趋势。2017年意法发布了ProjectOrlando作为实验性质的MCU超低

30、功耗AI加速器单元,而瑞萨也在2018年发布了针对MCU的可编程可重构协处理器DRP。在经过了三年发展之后,认为在MCU中加入AI加速器正在变得越来越主流,而且在需要AI相关算力的应用中,使用专用AI加速器的收益往往大于加强处理器性能。从应用的角度来说,AI加速器搭配MCU更加主流的主要原因是需要AI的场景越来越普遍,而且从具体的算法和模型来看正在收敛到少数几个模型,例如机器视觉(人脸识别,物体识别)和语音唤醒词中需要的卷积神经网络,以及在一些较为先进的语音识别中需要的循环神经网络(RNN)。AI加速器已经成为较为明确的选择了,因为一方面使用专用化的AI加速器可以提供最佳的性能和能效比,而且另

31、一方面在芯片设计门槛上事实上也并不太高,事实上更考验设计能力的反而是编译器和相关的软件/模型优化。因此,未来提供更多智能MCU相关的产品和解决方案的厂商更有竞争力。图表图表 1313:m microNPU Ethos U55icroNPU Ethos U55 系列系列 图表图表 1414:microNPU Ethos U65microNPU Ethos U65 资料来源:半导体行业观察,华鑫证券研究 资料来源:半导体行业观察,华鑫证券研究 证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 13 诚信、专业、稳健、高效 2 2.2.2、工业级工业级M MCUCU市场市场海外厂商大幅领先,本土

32、亟待突破海外厂商大幅领先,本土亟待突破 全球MCU行业龙头企业主要为IDM厂商,其中,意法半导体、瑞萨电子、NXP、德州仪器、英飞凌等MCU产品竞争力较强。三星电子、东芝等产品竞争力位居其次,其中,三星电子、东芝MCU业务占比较小。兆易创新、中颖电子、乐鑫科技等国内MCU龙头厂商构成行业的第三梯队,其中,兆易创新布局32位通用型MCU市场,目前已经形成近27个系列、360多款芯片的产品矩阵。其中,工业级MCU芯片仍被国外大厂占据主导地位。图表图表 1515:2 2020020 年年 M MCUCU 市场竞争格局市场竞争格局 资料来源:前瞻产业研究,华鑫证券研究 全球MCU行业企业通过收购兼并方

33、式提升市场份额。对行业主要收购兼并事件进行汇总,2008年,微芯科技收购触摸屏控制器龙头公司Hampshire;2012年收购收购单片机、模拟器件和闪存专利解决方案供应商SMSC;2016年收购拥有触控传感器IP、MEMS传感器接口与安全技术的Atmel;收购Atmel之后,微芯科技全球市场份额大幅提升。同时,恩智浦、赛普拉斯、德州仪器、英飞凌相继通过收购方式完善MCU产品布局。图表图表 1616:M MCUCU 企业收购进程企业收购进程 公司 时间 事件 NXP 2015 年 收购飞思卡尔,完善在汽车领域的布局 微芯科技 2018 年 收购触摸屏控制器龙头 Hampshire 2012 年

34、收购单片机、模拟器件和闪存专利解决方案供应商 SMSC 2016 年 收购拥有触屏传感器 IP,MEMS 传感器接口与安全技术的ATMEL 赛普拉斯 2015 年 收购 Spansion,完善模拟和微控制器布局 德州仪器 2016 年 收购 32 位 MCU 供应商 Luminary Micro 英飞凌 2019 年 收购塞普拉斯,完善车载 MCU 和存储器领域的布局 资料来源:前瞻产业研究,华鑫证券研究 17%17%15%16%7%13%16%萨瑞电子NXP英飞凌意法半导体TIMicrochip其他 证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 14 诚信、专业、稳健、高效 3 3、

35、下游需求旺盛,国产替代推动下游需求旺盛,国产替代推动本土本土M MCUCU公司公司快速崛起快速崛起 3.13.1、国内国内MCUMCU厂商厂商技术升级技术升级,有望有望开拓全球市场开拓全球市场 在市场前景广阔的情况下,根据研究机构 Omdia 的数据报告显示,在中国工业 MCU应用市场中,国外厂商占据 90%的市场份额。目前国内 MCU 厂商主要在消费电子、智能卡等中低端应用领域竞争,在市场潜力大且利润高的工业控制、汽车电子和物联网市场,基本都被国外 MCU 厂商垄断,国内厂商份额较低。工规和车规级 MCU 由于供需失衡,交货周期被不断拉长。在缺货行情持续的情况下,原本使用国外芯片的许多下游整

36、机厂商积极寻找国内供应商,本土 MCU 企业顺势切入高端市场,产品迭代和出货量持续上升。MCU 缺芯直接导致汽车厂停产,工业缺芯同样导致制造业受阻,尤其制造业升级离不开 MCU 的国产化。我国作为工业大国和新能源汽车制造大国如果 MCU 被卡脖子对国民经济影响巨大。我们人口大国,医疗领域MCU 同样重要,国产替代各刻不容缓。图表图表 1717:M MCUCU 交货日期交货日期 18 Q2 18 Q3 18 Q4 19 Q1 19 Q2 19 Q3 19 Q4 20 Q1 20 Q2 20 Q3 20 Q4 21 Q1 21 Q2 21 Q3 21 Q4 22 Q1 22 Q2 NXPNXP 4

37、0 20-24 20-24 13-16 13-16 13-16 13-16 13-16 16-18 12-14 16-26 16-26 16-26 26-52 紧缺 紧缺 紧缺 MicrochipMicrochip 12-16 12-16 12-16 12-16 10-12 10-12 10-12 10-12 16-22 16-26 16-26 16-38 40-55 40-55 52+52+52+RenesasRenesas 24-26 24-26 24-26 14-16 14-16 20 20 20 20 20 20 12-16 30 26 35-40 40-45 52 STST 30 1

38、4-30 14-30 12 12 12 8-12 8-12 12 20-24 24-36 紧缺 紧缺 紧缺 紧缺 紧缺 紧缺 资料来源:富昌电子,华鑫证券研究 近年来,以传统制造业为中心,各行各业都掀起了一股“人机协作”狂潮。“机器人革命”在全世界范围内掀起热潮,同时也正在成为“第四次工业革命”的切入点和重要增长点。目前机器人零部件仍由国外几大厂商处于垄断地位,国产化率仍占比很小,空间广阔。中国对机器人及相关产业表现出高度重视,2012 年我国“十三五”便明确提出要攻克核心部件共性技术,实现工业机器人核心部件的技术突破和产业化。到 2015 年,中国制造 2025明确提出任务指标:2020 年

39、自主品品牌工业机器人市场占有率达到50%,关键零部件国产化率 50%,2025 年国内市场占有率达到 70%,关键零部件国产化率 80%。机器人零部件的国产化的替代,也会带动国产芯片市占率的不断提高,给与国内 MCU 产商巨大的机遇。证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 15 诚信、专业、稳健、高效 图表图表 1818:2 2020020 年国产机器人市场份额年国产机器人市场份额 资料来源:观研天下,华鑫证券研究 3.23.2、兆易创新工业级、兆易创新工业级M MCUCU成长迅速,进军全球市场成长迅速,进军全球市场 兆易创新作为本土 MCU 龙头技术领先,品类丰富,是 MCU

40、行业国产替代最合适的厂商,2019 年 HW 被制裁叠加新冠疫情,导致缺芯愈演愈烈,公司在缺货潮中 MCU 加速抢占市场和替代国际厂商。公司 MCU 型号逐年增长,尤其高端产品品类提升快速,公司更高端的 M33 和 M4 型号数量 2022 年分别同比增加 30%和 39%。公司拥有 1)优秀产品线:MCU 产品对标 ST,NOR 产品对标 Micron。主要服务全球品牌客户,客户粘性高,成长性好,品牌力越来越强。2)丰富产品线:公司品类齐全,可以提供更多解决方案,降低客户开发成本。客户粘性进一步加强。3)头部效应:半导体是高技术壁垒和高客户壁垒的行业,头部厂商的规模效应具备更好的议价能力和盈

41、利能力,从而获得更强的研发能力,实现良性循环。M7 是 MCU 技术壁垒最高,景气度最好的细分领域,机器人关节伺服器预计使用 M7系列产品、单个机器人 M7 架构 MCU 总价值量约为 30 到 150 美金,其他光伏储能等高端且成本最不敏感的领域,M7 也大量使用。无论车还是机器人,M7 产品应用将越来越广泛。国内 M7 市场超过 2 亿美金,未来还会快速增长,供给有较大缺口,目前主要供应商为 NXP 和 ST 等,兆易创新的 M7 将弥补国产高端 MCU 的空白,未来两年将迅速扩大份额。公司 m7 的主频在 800 兆,而同期 NXP 和 ST 均为 500 兆,公司在性能上有较大优势,我

42、们预计公司将迅速拿下国内 M7 市占率的 25%以上。公司汽车第一颗 MCU 预计 Q3 内推出,是国内少有的车规 MCU 产品供应商,未来将持续受益于汽车智能化的发展。14.5%8.6%8.0%6.2%10.2%6.1%3.4%43.3%发那科ABB安川机电库卡爱普生雅马哈埃斯顿其他图表图表 1919:兆易创新兆易创新 M MCUCU 产品产品型号型号 MCU 产品系列 2020 2021 2022 2022 增速 2022 占比 M23M23 27 27 34 26%8%M3M3 177 177 161-9%38%M33M33 23 30 30%7%M4M4 129 133 185 39%

43、44%RISCRISC-V V 14 14 14 0%3%总计总计 347347 374374 424424 13%13%100%100%资料来源:兆易创新产品手册,华鑫证券研究 证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 16 诚信、专业、稳健、高效 3.3.3 3、中颖电子中颖电子国产国产工工控控M MCUCU成长成长龙头龙头,产品持续供不应求产品持续供不应求 公司主要产品为工业控制级别的微控制器芯片和 OLED 显示驱动芯。公司微控制器系统主控单芯片主要用于智能家电、锂电池管理、变频电机控制、智能电表及物联网领域。是国内知名的智能家电 MCU 供应商,智能家电控制 MCU 占公

44、司销售约近四成。目前公司车规级 MCU 计划于第四季送样客户认证,虽短期贡献不大,却是公司正式进入新能源汽车芯片领域的里程碑。公司且计划变频电机控制芯片扩大变频智能大家电市占,进军工业机器人,并将持续加大 32 位元产品的开发及推广,积极进军海外市场。凭借公司在专用 MCU 的长期积累,发挥 MCU+优势,把握智能家居发展机遇,进一步提升产值及市占率。2022 年上半年工业控制类产品实现营收 7.22 亿元,同比增长 31.29%。3.3.4 4、芯海科技加码车规级芯海科技加码车规级M MCUCU投入,下游应用多点开花投入,下游应用多点开花 芯海科技是一家集感知、计算、控制、连接于一体的全信号

45、链芯片设计企业,专注于高精度 ADC、高性能 MCU、测量算法以及物联网一站式解决方案的研发设计的企业。公司的通用 32 位 MCU 大规模商用,在工业控制、通信、电动工具、汽车电子等众多领域获得突破,产品性能、质量、可靠性达到了国外标杆企业的同等水平,获得客户的认可,产品销售规模迅速扩大。在 MCU 产品销售结构中,32 位 MCU 占比由 2020 年的 10%左右提升到 2021 年的近 40%,预计 2022 年会进一步大幅提升。基于 Arm 星辰处理器内核的通用高性能 MCU 研发进展顺利,预计将于 2022 年底上市。公司的车规级信号链MCU 已经在多家客户端验证通过,并开始进入产

46、品测试和量产导入阶段。同时,公司已启动下一代车规信号链 MCU 产品的开发及验证工作,将形成系列化平台产品,继续拓展智能座舱,车身电子市场。图表图表 2020:中颖电子中颖电子 M MCUCU 产品产品型号型号 类别类别 细分行业细分行业 下游应用领域及应用示范下游应用领域及应用示范 工业控制芯片工业控制芯片 智能家电控制 智能家电 变频电机控制 电动自行车墩号变频电机 锂电池管理 手机、笔电、动力锂电池 资料来源:中颖电子中报,华鑫证券研究 证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 17 诚信、专业、稳健、高效 图表图表 2121:芯海科技芯海科技 M MCUCU 芯片芯片 资料

47、来源:芯海科技招股说明书,华鑫证券研究 4 4、评级及投资策略评级及投资策略 据波士顿咨询公司研究报告显示,全球机器人市场规模预计将在未来 10 年内增长近 10 倍,到 2030 年全球机器人市场规模将达 1600 亿至 2600 亿美元。特斯拉机器人的推出最重要的意义在于推动整个智能机器人领域的快速发展,促使相关产业升级,国内工业机器人核心零部件厂商及芯片产商有望在特斯拉即将开启的人形机器人时代率先受益。由于人形机器人的机械构造、驱动和控制的复杂程度都远高于现有的机器人,我们预计智能芯片的占比有望达到 30%以上。作为工业机器人核心控制器件,MCU 等控制芯片必将受惠于工业机器人市场的快速

48、增长,我们重点看好本土 MCU 龙头企业兆易创新,其次关注中颖电子、芯海科技等,给予行业“增持”评级。图表图表 2222:重点关注公司及盈利预测:重点关注公司及盈利预测 公司代码公司代码 名称名称 2 2022.8.15022.8.15 股价股价 EPSEPS PEPE 投资评级投资评级 2022021 1 2022022 2E E 2022023 3E E 2022021 1 2022022 2E E 2022023 3E E 603986.SH 兆易创新 130.08 3.5 4.89 6.1 36 26 18 推荐 688595.SH 芯海科技 59 0.93 1.88 2.65 99

49、50 35 推荐 300327.SZ 中颖电子 24.16 1.02 0.96 1.13 17 18 15 未评级 资料来源:Wind,华鑫证券研究(注:未评级公司盈利预测取自万得一致预期)6 6、风险风险提示提示 (1)工业机器及人形机器人销量不及预期(2)经济景气度下行(3)原材料价格大幅波动的风险(4)经济景气度下行风险 证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 18 诚信、专业、稳健、高效 电子电子组简介组简介 毛正:复旦大学材料学硕士,三年美国半导体上市公司工作经验,曾参与全球领先半导体厂商先进制程项目,五年商品证券投研经验,2018-2020年就职于国元证券研究所担任电

50、子行业分析师,内核组科技行业专家;2020-2021年就职于新时代证券研究所担任电子行业首席分析师,iFind 2020行业最具人气分析师,东方财富2021最佳分析师第二名;2021年加入华鑫证券研究所担任电子行业首席分析师。刘煜:新加坡南洋理工大学集成电路设计专业硕士,曾于中科寒武纪任芯片设计工程师,2021年加入华鑫证券研究所,从事电子行业研究。赵心怡:香港中文大学电子工程学士,香港科技大学硕士,电子与金融复合背景,2022年加入华鑫证券研究所,从事电子行业研究。证券证券分析师承诺分析师承诺 本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师,以勤勉的职业态度,

51、独立、客观地出具本报告。本报告清晰准确地反映了本人的研究观点。本人不曾因,不因,也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。证券证券投资投资评级说明评级说明 股票投资评级说明:投资建议投资建议 预期个股相对沪深预期个股相对沪深300300指数涨幅指数涨幅 1 推荐 15%2 审慎推荐 5%-15%3 中性(-)5%-(+)5%4 减持(-)15%-(-)5%5 回避(-)15%以报告日后的6个月内,证券相对于沪深300指数的涨跌幅为标准。行业投资评级说明:投资建议投资建议 预期行业相对沪深预期行业相对沪深300300指数涨幅指数涨幅 1 增持 明显强于沪深300指数

52、2 中性 基本与沪深300指数持平 3 减持 明显弱于沪深300指数 以报告日后的6个月内,行业相对于沪深300指数的涨跌幅为标准。证券研究报告证券研究报告 请阅读最后一页重要免责声明 19 诚信、专业、稳健、高效 免责条款免责条款 华鑫证券有限责任公司(以下简称“华鑫证券”)具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格。本报告由华鑫证券制作,仅供华鑫证券的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告中的信息均来源于公开资料,华鑫证券研究部门及相关研究人员力求准确可靠,但对这些信息的准确性及完整性不作任何保证。我们已力求报告内容客观、公正,但报告中的信息与所表达的观点不构成所述证券买

53、卖的出价或询价的依据,该等信息、意见并未考虑到获取本报告人员的具体投资目的、财务状况以及特定需求,在任何时候均不构成对任何人的个人推荐。投资者应当对本报告中的信息和意见进行独立评估,并应同时结合各自的投资目的、财务状况和特定需求,必要时就财务、法律、商业、税收等方面咨询专业顾问的意见。对依据或者使用本报告所造成的一切后果,华鑫证券及/或其关联人员均不承担任何法律责任。本公司或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易,还可能为这些公司提供或争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等服务。本公司在知晓范围内依法合规地履行披露。本报告中的资料、意见、预测均只反映报告初次发布时的判

54、断,可能会随时调整。该等意见、评估及预测无需通知即可随时更改。在不同时期,华鑫证券可能会发出与本报告所载意见、评估及预测不一致的研究报告。华鑫证券没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。本报告版权仅为华鑫证券所有,未经华鑫证券书面授权,任何机构和个人不得以任何形式刊载、翻版、复制、发布、转发或引用本报告的任何部分。若华鑫证券以外的机构向其客户发放本报告,则由该机构独自为此发送行为负责,华鑫证券对此等行为不承担任何责任。本报告同时不构成华鑫证券向发送本报告的机构之客户提供的投资建议。如未经华鑫证券授权,私自转载或者转发本报告,所引起的一切后果及法律责任由私自转载或转发者承担。华鑫证券将保留随时追究其法律责任的权利。请投资者慎重使用未经授权刊载或者转发的华鑫证券研究报告。

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