(报告出品方/分析师:财信证券张看)
1核心要点
技术创新与下游设备智能化诉求推动物联网行业快速成长,截止到年8月工信部数据显示国内蜂窝物联网终端用户数超过移动电话用户数,而非蜂窝物联网终端也将受惠于消费与工业领域渗透率提升。
乐鑫科技作为非蜂窝Wi-FiMCU领先企业,其核心成长逻辑包括:
1.基于消费升级和工业效率提升的智能化诉求推动行业成长。
要素逐渐完备的物联网产业生态在市场需求增长的影响下催生了大量新产品、新应用与新模式,全球物联网设备数量也持续增长。
全球物联网连接设备数量预计将在年达到.2亿台,活跃连接将超过亿。智能家居作为Wi-FiMCU最大的应用领域。IDC预计年全球智能家居出货量约8.95亿台,到年有望达到14.40亿台,CAGR约为10%。
下游应用领域的发展能够带动上游Wi-Fi芯片产业的增长,我们估计年Wi-FiMCU全球销量约为6.5亿颗。
2.应用范围的扩大带来“碎片化”的行业特征,芯片到模组扩大市场空间。
应用范围从大颗粒场景向小颗粒场景扩散导致行业“碎片化”与“长尾化”,传统与新兴制造商边界日益模糊,五金建材/照明/门锁等传统产业在智能化过程中不再为专业制造商的专有业务。
参与方多样化与长尾化是行业进入快速成长期的一大特征,同时表现为客户集中度的下降与芯片产品的模组化,以乐鑫科技为例,近三年公司模组/芯片价格平均比值约为2.74:1,模组/芯片毛利平均比值为2.06:1,产品模组化的购买倾向扩大了芯片供应商的收入与盈利空间。
3.公司芯片迭代速度显著加快,产品组合持续丰富。
公司营收过去依赖于单模Wi-Fi芯片ESP和年推出的双模ESP32。随着行业双模和精细化的发展趋势,公司近年来芯片迭代速度显著加快,ESP32-C2/C3升级承接ESP,支持WiFi6的C5/C6、强化AI应用的高阶产品S3以及标志进入Thread/Zigbee市场的H2芯片,使公司产品线覆盖趋全面,并通过性能裁剪匹配下游应用需求。新产品将陆续进入市场推广和量产阶段,支撑公司营收增长。
4.硬件+软件塑造竞争优势,垂直化整合降低客户开发难度。
围绕公司B2D2B特有商业模式,公司提供各类开发板、编译器、丰富并且开源的开发框架、操作系统,并推出支持Google、Apple和AmazonSDK工具以快速接入相应平台。
公司提供的包括智能音频、人脸识别、HMI人机交互、设备连接ESPRainmaker方案与低功耗方案,将低了中小企业的开发难度,缩短上市时间。
2乐鑫科技:Wi-FiMCU领先企业,软硬结合构筑优势
乐鑫科技成立于年,是一家主要从事物联网Wi-FiMCU通信芯片及其模组的研发、设计及销售的IC设计公司。乐鑫科技产品具有集成度高、尺寸小、功耗低、质量稳定、安全性高、综合性价比高、融合AI人工智能、满足下游开发者多元化需求等突出优势,国产替代实力和国际市场竞争力较强。
2.1确立未来发展主线,公司进入高速成长期
多元探索,从消费电子到物联网领域。
公司年推出适用于平板电脑和机顶盒的单Wi-Fi芯片ESP,凭借超高的性价比在白板平板市场上获取一定的市场份额。之后逐步转向物联网领域,相继推出以ESP、ESP32为代表的WiFiMCU产品,其中ESP凭借高性能、低价格与便利的开发环境一度被用户称为“业界里程碑”。
在芯片硬件研发基础上,乐鑫科技不断研发新产品、拓展新领域,其通过自有的软件工具链和硬件形成研发闭环、向开发者社区开放软件开发工具包,并与百度、亚马逊等公司合作开发语音框架,为全球企业与开发者提供一站式的AIoT产品和服务。
“四梁四柱”支撑公司发展战略,建立物联网生态系统。
公司业务的战略可归纳为“四梁四柱”,“四梁”代表公司连接技术及芯片设计能力、平台系统支持能力、大量的软件应用方案以及繁荣的开发者生态。“四柱”代表产品的开发环境、工具软件、云服务以及丰富详细的文档支持。
乐鑫科技的物联网生态系统依托其丰富的产品矩阵,集硬件、软件、开源社区于一体,涵盖编译器(espressif)、工具包(ESP-SDK)、操作系统(支持FreeRTOS)、应用开发框架(ESP-IDF)等一系列的技术开发,通过丰富的软件资源支持为购买硬件的客户实现更优的使用体验,推动可持续的经营和财务表现。
保持核心技术自研,积累多项知识产权。
公司始终坚持核心技术自研的研发策略,投入大量技术进行底层技术研发。
经过多年的技术积累和产品创新,公司在嵌入式MCU无线通信芯片领域已拥有较多的技术积淀和持续创新能力,包括在芯片设计、人工智能、射频、设备控制、处理器、数据传输等方面均拥有了自主研发的核心技术,并拥有多项知识产权。
2.2研发实力雄厚,股权激励绑定核心人员利益
核心管理层具备扎实的行业基础,员工构成以研发人员为主。
包括公司创始人、研发部模拟系统开发总监在内的核心技术人员具备丰富的从业经验,董事长TEOSWEEANN先生自年起即开始从事IC设计工作,先后在TransilicaSingaporePteLtd.、MarvellSemiconductorInc工作,后任澜起科技(上海)有限公司技术总监、乐鑫有限首席执行官,年11月至今任乐鑫科技董事长、总经理。
公司研发人员是其员工构成的主要部分,截止年半年报,公司研发人员占比提升至76.29%,其中超过55%为硕士及以上学历。
股权激励绑定核心人员利益,高速发展中维护员工稳定。为进一步健全公司长效激励机制、吸引和留住优秀人才,乐鑫科技自年起实施限制性股票激励计划,激励对象按照连续任职时间分为2类。
截至年末,乐鑫科技的股权激励计划已进行3个归属期,标的股票数量.23万股、激励对象人次且均为公司核心管理与研发人员。
年、年与年,乐鑫科技营业收入分别较年增长59.37%、74.94%和.79%,均高于营业收入或毛利增长的业绩考核目标,激励计划达到%的公司层面归属比例。而在年公布的限制性股票激励计划中,引入了研发项目产业化指标,进一步拓展自身产品组合状况。
2.3公司营收持续增长,产品研发顺利
受益于物联网行业的高速发展与公司产品的强竞争力,乐鑫科技近年来营收持续增长,公司营业收入从年的1.23亿元增至年的13.86亿元,营收复合增速62.32%。
年受全球宏观经济增速放缓、消费类市场需求较淡影响,乐鑫科技营业收入增长停滞,前三季度录得营收9.49亿元,同比下降2.94%。
受近年来持续进行研发投入影响,公司归母净利润方面略有波动。
公司归母净利润从年接近于0增加至年的1.98亿元,近两年受高研发投入以及半导体周期性影响导致盈利略有波动,前三季度录得归母净利润0.84亿元,同比下降43.41%,主要系研发成本增加带来的费用率提升。
模组渐成营收主力,ESP32系列研发顺利。
在通过ESP与ESP系列芯片及模组完成原始积累后,乐鑫科技推出同时支持Wi-Fi协议、传统蓝牙与低功耗蓝牙的ESP32系列芯片与相应模组,并在此基础上不断研发ESP32-S、ESP32-C、ESP32-H系列芯片、模组与开发板等一系列新产品。
其中,乐鑫科技芯片产品销量由年的万颗增长至万颗,平均单价由4.74元下降至3.79元;模组产品销量从年的.4万块不断增长,截至年已增至.26万块。公司模组产品的平均单价在与年最高,分别为11.47元/块和11.27元/块,年其平均单价降至9.95元/块,同比下降11.64%。
年至年前三季度,乐鑫科技模组产品的营收占比从10.06%增至68.60%,芯片产品的营收占比从89.72%降至30.70%,模组产品已成为乐鑫科技的营收主力。
整体毛利率主要受营收结构调整影响,费用率上升主要系研发支出所致。
受模组出货占比持续提升影响,公司销售毛利率呈下降趋势,但拆分业务去看,各产品线毛利率基本保持稳定,前三季度公司芯片毛利率48.20%,与去年同期略降1.50pct;模组毛利率36.20%,较去年同期提升2.50pct。
费用率方面,公司主要受研发费用变动影响,年来针对新产品的研发投入增加,研发费用占比超过20%,目前公司整体费用率接近33.40%。
3物联赋能时代,短距离通信技术多元应用
对比主流的短距离通信技术包括Bluetooth、ZigBee和Wi-Fi。其中,Bluetooth不需要任何的辅助设备且能耗较低且具有开放性,但数据传输距离较短,其功能随着蓝牙标准的迭代日趋丰富,在4.0版本后推出低功耗蓝牙BLE。
ZigBee技术的名称来源于蜂群的通信方式,是年为弥补经典蓝牙通信协议缺陷而提出的无线通信协议,具有前期投入经济成本较低、灵活组网和高效节能的特点,适用工业、医疗和网络信息安全等安全要求较高且不便频繁更换电池的场合,随着ZigBee联盟更名为CSA标准联盟,重点转向Thread协议。
Wi-Fi系统是当前主流的短距离无线通信技术,自年起开始大范围推广和使用。Wi-Fi系统的覆盖范围较广、系统网络架构组织的复杂程度不高、安全系数较低,但其传输速度能够满足绝大多数客户的需求,广泛应用于智能家居等领域。
物联网大数据时代的终端设备需求正高速增长,无线连接需求随之提升,Wi-Fi、蓝牙、Thread、Zigbee、NB-IoT、Cat.1等物联网通信协议均有各自的主要应用领域。
Wi-Fi、Bluetooth与Zigbee技术作为主流的局域无线连接技术,在智能家居、穿戴式设备与数传等领域得到了充分应用。
物联网连接设备数量增加,全球市场规模持续增长。
经历传感、通信等技术的试错与沉淀,要素完备的物联网产业生态在市场需求增长的影响下催生了大量新产品、新应用与新模式,全球物联网设备数量也持续增长。
年,受新冠疫情下全球技术与文化变革的影响,物联网发展速度高于疫情前的多数行业预测。
全球物联网市场规模在年大幅增长,从年的24.8万亿美元增至年的41.8万亿美元,并预计在年将增长42.11%达到59.4万亿美元。全球物联网连接设备数量预计将在年达到.2亿台,活跃连接将超过亿。物联网设备接入与管理需求的增加也对通信协议、网络带宽与平台服务架构提出了更高要求。
Wi-Fi技术在智能家居领域应用,Wi-FiMCU芯片市场规模增长。
Wi-Fi技术具有信号覆盖范围广、传输速率快、应用门槛低等特点,近年来消费级电子终端和物联网是其的核心应用场景,根据Gartner数据,物联网连接中Wi-Fi与Zigbee技术的应用占比将在年达到72%。
智能家居作为以住宅为载体的系统性产品概念,是Wi-FiMCU最大的应用领域,TSR数据显示年以家用电器+家庭物联网配件的智能家居模式已占到接近70%的比例。
随着智能家居领域进入软硬件配合和一体化的全屋智能阶段,智能家居行业总体保持中高速增长,IDC预计年全球智能家居出货量约8.95亿台,到年有望达到14.40亿台,CAGR约为10%,年中国智能家居出货量约2.2亿台,到年有望超过5亿台。
下游应用领域的发展能够带动上游Wi-Fi芯片产业的增长,根据乐鑫科技每年披露的出货量数据以及对应的市场份额,我们估计年Wi-FiMCU全球销量约为6.5亿颗。
4行业发展积极向好,参与方与产品呈多样化与长尾化特征
4.1行业整体增速较高,参与方多样化与长尾化
短期来看,宏观经济影响弱化与替换周期将支撑行业增长。
对于宏观经济周期变动,我们选取海外主要家电企业财务数据进行对比,其经营韧性显著强于房地产市场,其中以小家电为主要产品的法国赛博集团(本土业务仅占小部分)增速高于传统家电企业。
从时间上来看,在为期大约10年的替换周期下,-年的低智能化家电设备有望在后续被更换,这将帮助智能家居行业取得高于家电行业的复合增速。
智能家居渗透率的提升将构成行业长期增长的驱动力。
根据IDC数据显示,年全球智能家居设备出货量超过8.95亿台,同比增长了11.70%。并预计行业将受到高宽带普及率和更多的无线家庭网络的推动,在未来五年内保持增长,到年智能家居设备出货量将达到14.43亿件,CAGR为10%。
细分行业来看,智能照明/监控安防等复合增速超过10%,以智能电视、流媒体设备和联网机顶盒等视频娱乐设备当前出货量最大,达到3.11亿台,智能照明设备将成为增长最快的类别,未来五年的CAGR达到23.60%。
设备种类和参与厂商多样化为智能家居的一大特征。
随着产业由入门级的智能化向多方位多场景进行延伸,智能家居品类得到进一步扩展。
按照产品的功能与类别去划分,智能家居设备产品可进一步细分至22类,既包含视频娱乐、智能音箱和大家电等渗透率较高的智能家居设备,也包含应用场景进一步扩展下的智能照明、安防监控和智能温控等新兴领域,还包括提供桥接与功能支撑的路由器、桥接器和智能插座等。
设备种类的多样化与智能化渗透率的差异导致参与方趋于长尾化。
我们以认证资质较严格的苹果Homekit供应商目录为例,从未来增速较高的智能照明的统计结果来看,可查询的31家苹果智能照明企业中,既有如Philips、LEDVANCE和IKEA宜家由传统行业转型而来的企业,也有iHaper、Mangotek和Cygnett等从消费电子领域切入智能家居领域的企业,也包含如Yeelight易来、Terncy小燕科技等初创企业。
其中,31家苹果智能照明认证企业仅有11家企业为传统照明企业,剩余20家企业为新兴企业,占整体比重的65%。
同样的,从统计的智能门锁结果显示,22家企业中仅6家主业为门锁和防盗产品,其余16家皆为新兴企业,占整体比重的73%。
从上述的智能家居供应商统计结果来看,五金建材/照明/门锁等传统产业在智能化过程中不再为专业制造商的专有业务,而是作为企业跨界进入产业的锚点或企业全屋智能产品线的补充而存在,行业的离散度进一步增大。
4.2通信连接多样化,多模芯片模组趋势渐成
由于不同通信协议具有各自独特的优势和应用对象,因此在可接受的成本范围内,通过在同一芯片或模组中集成多种通信协议成为发挥各自优势,优化下游客户的体验的选择。
以双模芯片WiFiBLE为例,一方面可以通过蓝牙简化配网过程,降低时延;另一方面区分功耗使用不同通信技术,对于使用电池为主的智能家居产品则以蓝牙通信为主,对于插电产品则以WiFi通信为主。
如以智能视频门锁为例,我们采用同时支持Wi-Fi和蓝牙双模芯片连接方案,用户可以通过蓝牙钥匙的方式解锁,而Wi-Fi则可实现远程视频通话功能,不同通信方式对应不同功能实现有利于降低用电损耗,增强使用寿命。
以乐鑫科技产品为例,自年发布首款支持Wi-Fi4、经典蓝牙与低功耗蓝牙4.2的ESP32系列产品以来,Wi-Fi+BLE成为ESP32-S与ESP32-C系列产品的主流模式。
Wi-Fi+BLE双模模组能够大大简化终端用户的产品配网难度,同时大幅度解决2.4G5G双频/混频路由环境下的配网问题,兼容性更高、速度更快,进一步实现稳定性的提升,成为产品市场的主流。
4.3Matter协议尝试加速连接标准化
供应链的利益考量与下游客户的需求多样化导致竞争激烈与产业碎片化。
当前智能家居产业Paas与Saas层面参与厂商包括以AWS、阿里云为代表的云服务提供商,以涂鸦智能为代表的中立第三方云平台以及小米、华为、美的、海尔等传统或新兴硬件终端公司。
云服务提供商主要以提供基础数据支持服务为主,其在硬件端仅布局核心入口如AmazonAlexa和天猫精灵等;中立第三方云平台赋能不同品牌及客户,助力其实现设备的智能化和网联化;IoT平台发展由碎片化逐步转向一体化。
IoT产品先天具有算力不足的短板,中小型IoT设备难以实现单体智能化,而且没有足够的终端作为支撑也难以获得足够的数据。
因此,行业当下主流观点认为,IoT整体解决方案厂商的发展路径是三步走框架,先铺开足量终端,然后将设备互联互通,最后实现大规模的智能化。
从当前主要厂商的布局情况来看,头部IoT厂商已初步达成铺开大量终端这一目标,逐渐一体化的多设备网络与其后的智能场景应用渐行渐近。
由于智能家居行业处于成长期,行业参与方存在缺乏广泛认可的标准问题,对于智能设备与物联网软件开发者而言,同时开发适用于不同API接口和认证协议的同一类产品既不经济也难以应对不断变化的下游需求;而下游智能产品的购买客户需要在不同的应用程序与系统中来回切换,极大的影响了客户的使用体验。
Matter协议尝试加速硬件连接标准化。
Matter是由连接标准联盟CSA推出的基于IPV6技术应用层协议,通过定义信息的封装与发送方式、通信的加密与授权方式以及数据的交互方式来希望实现广泛的设备兼容,其定义的主要连接协议包括以太网、Wi-Fi和Thread三种通信方式。
在典型的Matter网络拓扑结构下,包括了Wi-Fi终端设备、Thread设备、Thread边界路由器和Matter网关等,并且对现有的非Matter设备,可通过桥接设备(Bridge)接入Matter网络。
目前CSA联盟正式发布了Matter1.0标准,并宣布认证计划现已开放,CSA表示有50家不同公司的多种产品参加测试活动和验证活动。
尽管Matter1.0存在诸多缺陷,例如仅基于IPV6以及仅支持部分设备和应用场景,这意味着在使用范围较窄且难以符合解决智能家居碎片化的初衷,当前基于Matter的设备也处于测试阶段,但历时3年发布的1.0标准有望在后续逐步迭代完善。
5公司由Wi-FiSoC拓展至WirelessSoC,产品组合持续丰富
5.1硬件+软件降低开发难度,乐鑫科技塑造竞争优势
软硬件端坚持自研获得成本优势。
公司注重在架构、IP和算法等核心技术上的自主研发,经过多年积累,已经在在芯片设计、人工智能、射频、设备控制、处理器、数据传输等多个方面均拥有自主研发的核心技术,使得公司在集成度、尺寸、性能和成本上处于行业前列。
如推出的ESP32-C2采用QFN24(4*4)封装小于行业主流的QFN32(5*5),体积更小,单位晶圆的产出与外围电路的简化程度更高。
而在IP上,公司自主化程度较高,核心技术主要系自研IP所得,不依赖于外部IP授权采购,其IP费用相较于行业均值更低,而在基于RISC-V的MCU实现自研后,降低相关的授权中的固定费用。
硬件上的综合优势也使得公司产品在低于行业平均价格的同时,取得超过行业可比公司的毛利率水平。
围绕公司B2D2B特有商业模式,重视研发人员开发体验。
公司B2D2B模式表述为:1)打造生态环境,吸引开发人员;2)开发人员带来商机;3)同行业相互参考竞争;4)把握机遇,将咨询转化为销售收入。
在该商业模式下,开发人员在各环节中起关键作用,公司围绕研发人员开发体验提供一系列开发工具,包括由自身与代理商提供的各类开发板,编译器espressif,丰富并且开源的ESP-IDF开发框架并支持ArduinoIDE和Micropython,采用物联网设备广泛使用的亚马逊FreeRTOS操作系统并支持NuttX和Zephyr,并推出支持GoogleCloudIoT、AppleHomeKit的SDK,成为亚马逊AWSIoTExpressLink三家合作伙伴之一,旨在简化开发与认证流程,加速产品上市。
开发者社群形成正反馈,乐鑫科技建立开发者生态圈。
公司致力于打造集芯片硬件、软件、客户业务服务与开发者社区为一体的物联网生态系统,契合长尾、多样、碎片的物联网下游业务场景与商务形态。
通过官方或非官方开发者社群中的分享和讨论,活跃的开发者能够产生更多的软硬件方案,丰富的开发资源则会吸引更多开发者加入并相互交流,乐鑫科技也能够收集到更多用户需求并研发更优秀的产品,以此形成正反馈。
目前,公司的开发者社群在全球物联网开发者社群中具有较高知名度,其中既包含公司