半导体设计 2023年半导体设计行业分析:复苏与换挡

小编 2025-04-06 开发者社区 23 0

2023年半导体设计行业分析:复苏与换挡

(报告出品方/作者:国金证券,邵广雨,樊志远)

一、库存周期回顾:22Q3行业库存达到历史高位,主动去库存或将开启

1.1、2022年第三季度行业库存达到历史最高水平

国内与国外库存均达到历史最高水位。我们看到 2022 年第三季度全球半导体平均月数上 升到 4.16 个月,国内半导体设计厂商的平均库存月数上升到 8.62 个月,都已超过常见的 3-4 个月库存水位线。国外内厂商的库存月数持续上升,终端库存处于历史高位,叠加 22 年消费市场需求持续萎靡,供需调整脚步渐近,半导体行业或将开启主动去库存的主旋律。

1.2、三大讯号看主动去库存或将开启

讯号一:Fab 厂产能利用率开始下降,资本开支在减少。 分 8 寸和 12 寸厂看,2022 年第四季度 8 寸晶圆厂的主力台积电、联电、世界先进、力积 电和中芯国际的产能利用率预计分别下降到 97%/80%/73%/86%/90%,相较于第二季度下滑 3%/10%/25%/12%/6%。8 寸晶圆厂主要面向 90-180 纳米和 250 纳米以上产品,产品应用相 对单一,主流产品包括 PMIC、CIS、MCU、显示驱动芯片、分立器件等,8 寸厂相对 12 寸 厂产能利用率下滑更大。过去两年电源管理芯片和 MCU 缺货情况相当严重,随着 8 寸晶圆 供给趋于平衡,上述产品也出现砍单浪潮,大幅影响 8 寸厂产能利用率。2022 年第四季 度 12 寸晶圆厂的主力台积电、三星、联电、合肥晶合、中芯国际的产能利用率预计分别 下降到 96%/90%/92%/70%/90%,相较于第二季度下滑 2%/7%/8%/25%/8%。

12 寸晶圆厂覆盖 5/7/1X/22/28/4X/55/65/89/90 纳米,产品布局更多元,晶圆厂通过将产能分配到过去两 年不受重视的产品应用上,包括服务器、车用和工业控制 IC 等,来弥补消费类产品需求 的下滑。合肥晶合产品布局相对单一,主要以驱动 IC 和 CIS 主流产品,电源管理芯片刚 开始布局,驱动 IC 需求大幅度下滑叠加积极扩产,导致第四季度产能利用率下降较快。 而台积电、中芯国际和三星等晶圆厂在晶圆产业布局多年,通过产品组合转换弥补消费类 下收。

讯号二:台湾半导体原厂库存于今年三季度开始小幅下降。 从库存水位看,当前台湾半导体公司库存月数在今年二季度达到历史高点后,三季度库存 环比小幅下滑 1 个点,同时,我们看到台湾电子暨光学产业 PMI 的客户存货从 2021 年 6 月的 45%开始逐步提升,今年年初以来急剧拉升由 2022.01 的 50%提升至 2022.08 的 63% 达到历史最高点,2022.09 开始下降,至 2022.11 降到 52%。但从历史经验看,库存水位 上行周期通常为 1-2 年(其中主动加库存 1-1.5 年,被动加库存周期为 0.5-1 年),我们 认为台湾半导体厂商在今年三季度开始进入主动去库存阶段,库存水位有望快速下降,主 动库存调整周期在 1 年左右,之后进入被动去库存的景气上行期。

讯号三:紧缺程度较高的车用MCU及模型芯片交期在缩短。 我们看到 8 位 MCU 中 NXP 的芯片交期由紧缺放缓到52周,32位 MCU 中 ST 和 NXP 的芯片 交期由紧缺放缓到 40 周和 26-52 周,原本全线紧缺的 MCU 芯片已经被打开了一个向下的 口子,而模拟芯片中,原本紧缺的传感器、定时、接口、开关稳压器、信号链等芯片也有 部分产品的交期开始拐头向下。意味着产能在弱应用和强需求之间发生了转换,在需求萎 靡带来的消费类产品疲软的情况下,晶圆厂将原本用于消费产品但能够满足车规、模拟产 品生产工艺要求的产能进行转换。

1.3、去弱留强持续看好车、服务器以及工业等强应用

我们认为全球半导体这一波下行周期有望在 2023 年下半年触底向上,细分行业优质龙头 公司迎来布局良机。 根据 Mckinsey & Company 的数据,2030 年全球半导体市场规模将超过 1 万亿美元。其中 汽车半导体市场规模将从 2021 年的 500 亿美元成长到 2030 年的 1500 亿美元,2021-2030 年车用半导体复合增长率在所有细分领域中排名第一,CAGR 达 13%。工业半导体的市场规 模将从 2021 年的 600 亿美元成长到 2030 年的 1300 亿美元,2021-2030 年 CAGR 达 9%,而 通信及消费电子的占比将持续下降。

二、2023年消费领域或将率先迎来复苏

2.1、周期性是全球半导体市场典型表现

周期性是全球半导体市场典型表现。需求和供给的变化导致半导体行业发生周期性改变, 技术创新带来的新产品新应用爆发导致供不应求,驱动行业进入上行周期。产品的过剩导 致供过于求,推动行业进入去库存的下行周期。回顾历史,21 世纪以来的三轮大周期其 实恰好对应了半导体终端需求变化的三大事件。个人电脑/互联网普及与兴起(2001 年)、 智能手机与移动互联网的普及(2009 年-2010 年)、AI+IoT+云需求的爆发(2017 年)。

2020 年以来新冠疫情带来的居家办公和学习需求,以及新能源车发展超预期又拉动了新一轮的 上行周期。2021 年全球半导体市场销售额为 5559 亿美元,同比增长 26%,为近十年的最 高增速。2021 年底以来,全球经济情况恶化,通胀不断走高,下游需求开始萎靡,全球 半导体厂商库存开始升高,全球半导体行业走入新一轮下行周期。WSTS 预测 2022 年全球 半导体市场销售额仍将实现 4%的小幅成长,销售额达到 5801 亿美元,2023 年全球半导体 市场的销售额则小幅下滑到 5566 亿美元,同比减少 4%。

经典的半导体周期表现为营收增速有望提前 1-2 个季度反应。营收增速常常领先库存月数 3-6 个月,从底部开启新一轮上涨周期,同时股价也提前于库存月数的下降开启上行周期。 回顾上一轮半导体周期,智能手机相关的半导体公司营收表现率先触底反弹,营收同比增 速在 2018 年底到 2019 年初触底,紧接着具备泛消费属性的电脑和图形处理器相关半导体 公司的营收同比增速在 2019 年 3 月触底,晚于智能手机 3 个月。而应用场景更广泛,不 单局限于消费类的存储、电力功率和车用模拟相关半导体公司的触底时间要更晚于消费类 公司,通常落后 6-12 个月。从周期底部特征来看,我们看好在本轮周期中消费类产品率 先触底反弹。

2.2、消费电子长期领跑其他指数,23年或将率先迎来复苏

2023 年关注消费电子需求复苏。目前来看 2022 年消费电子出货量下跌已成定局,但我们 看好 2023 年需求回暖,消费电子全年出货量有望恢复正成长。消费电子是孕育大机会的 黄金赛道,大牛股频出。其中智能手机为消费电子核心产品,占比达到 50%以上。 智能手机进入存量周期市场,微创新驱动智能手机软硬件局部升级,创造结构性机会。智 能手机发展史可以分成三个阶段,09-11 年智能手机出现,带动手机产业升级,大量相关 企业上市。11-15 年,智能手机渗透率快速爬升,中国厂商在产业链中逐渐占据重要地位, 15 年至今,智能手机出货量见顶,手机微创新驱动行业上行。

智能手机出货量 2023 年实现复苏。根据 IDC 的数据,2022 年智能手机出货量将同比下降 9.1%,全年出货量为 12.4 亿部。2023 年全球智能手机出货量将迎来复苏,2023 年智能 手机出货量有望同比增长 2.8%,呈现前低后高的趋势。我们看好智能手机的需求在 2023 年中改善,各类微创新正在给智能手机产业链带来新的成长机遇,手机摄像头多摄化趋势 确定,折叠屏手机新品频出。同时 5G 手机对 4G 手机的持续替代也将成为支撑智能手机销 量的另一大主因,5G 手机在部分发达与新兴国家如西欧国家、印度、东南亚国家的渗透 率不足 20%,仍有较大提升空间。2022 年 5G 手机占全球智能手机出货量的 50%,2026 年 这一比例预计将上升到 80%。

2022 年上半年,因为疫情反复、宏观经济下行、消费者消费意愿下滑以及产品创新不足 等因素导致国内智能手机整体市场呈现低迷状态,但细分赛道的折叠屏手机呈现高速增长 的趋势。据 IDC 的数据,2022 年全球折叠屏手机出货量将达到 1350 万部,同比增长 66.6%。 2026 年全球折叠屏手机出货量预计将达到 4150 万部,21-26 年的 CAGR 为 38.7%。在市场 竞争格局上,三星折叠屏市场占比有所增长,得益于 Galaxy Z Fold4 和 Flip4 等新款折 叠屏手机的发布进一步扩大了三星市场份额。华为的新款折叠屏手机 Pocket S 也于 11 月 2 日发布,此外,荣耀推出折叠屏手机荣耀 Magic Vs,厂商积极布局和推出新品,推 进折叠屏性能及体验感提升,有望带动折叠屏销量提升。

全球PC季度出货量环比正在逐季改善,23年全年出货量仍将小幅下跌,24年恢复正成长。 根据 IDC 的数据,2020 年第一季度到 2021 年第一季度,受益于新冠疫情带来的居家教学、 远距办公、在线会议等需求,全球 PC 出货量同比和环比均加速增长,但在随后 2021 年第 二季度增速开始掉头向下。2022 年开始 PC 电脑受到换机需求弱,整体经济下行的影响, 出货量同比大幅下降。随着行业步入去库存阶段,全球 PC 季度出货量开始环比改善。IDC 预计 2022 年全球传统 PC 出货量将下降 12.8%至 3.05 亿台,而平板电脑出货量将下降 6.8%至 1.57 亿台。通货膨胀、全球经济衰退预期以及过去两年购买量透支是销售下滑的 主要原因。随着消费者需求逐步放缓,下游办公和教育需求得到满足,IDC 预测,2023 年 PC 和平板电脑的销售量预计仍将下降 2.6%,预计在 2024 年恢复增长。

全球可穿戴设备出货量先抑后扬,23 年有望同比成长 4.5%。据 IDC 的数据,2022 年全年 可穿戴设备的出货量预计 5.16 亿台,同比下降 3.4%。而 2023 年由于新兴市场涌现的购 买力量和发达市场的存量产品迎来替换周期,可穿戴设备的需求有望在 2023 年成长 4.5%, 全年出货量 5.39 亿台。手表类穿戴设备的成长潜力在于产品定位与功能逐渐清晰,潜在 的目标客户扩大,带动出货量开始加速成长。

可穿戴设备将慢慢聚焦健康/运动监测功能, 在设备中开始加入各类心电、血氧、睡眠等传感器,微创新驱动销量的成长。TWS 耳机的 成长潜力在于全球范围内 10 亿量级的安卓手机出货量与 2021 年仅 13%的配置率形成鲜明 对比,保守假设安卓手机出货量维持 2021 年 11.24 亿台不变,配置率每提升 1%就会增加 1124 万台 TWS 耳机的出货,随着厂商逐渐取消出厂附送耳机,我们认为 TWS 耳机的配置 率仍有较大提升空间。

根据 TrendForce 的数据,预计 2022 年全球 VR 设备出货量约为 858 万台,同比下降 5.3%。 主要原因系全球高通胀、疫情反复抑制了下游消费者的需求。同时 2022 年许多 VR 品牌没 有发布新产品或推迟了原本的发布计划,缺乏新产品的刺激同样影响了换机的需求。Meta 对 Quest 设备的调价影响了市场需求。

2023 年全球 VR 设备有望达到 1035 万台,同比增长 20.6%,其中 Quest 系列 2023 年出货 量约为 725 万台。明年索尼也开始在 VR 市场发力,PlayStation VR2 的出货量预估在 160 万台左右,其他还有 pico 等品牌。苹果有望在 2023 年下半年推出 MR 产品,我们看好苹 果 MR 产品,有望通过技术解决行业痛点问题,激发市场需求,引领产业链发展。 2022 年全球 AR 设备出货量 26 万台,同比下滑 8.7%。随着越来越多的公司进入 AR 市场, 苹果和 Meta 等科技巨头也开始涉足 AR 相关领域。IDC 预计 2026 年 AR 设备出货量将达 到 410 万台,22-26 年 CAGR 达 70.3%。

三、由弱转强赛道切换标的,长期看好汽车、工业、服务器强应用

3.1、留存强应用,看好新能源车技术演进提升车用半导体市场规模

人驾到自驾,重点在成本及视觉/AI 芯片技术:很多产业专家说未来的自驾车就像装了 四个轮子的智能手机。以自驾技术的难度及半导体配置而言,我们不同意这说法,我们认 为自驾车像是装了四个轮子的智能 AI 服务器,Gartner 在 2019 年四季度预测在 2023 年,全球有 近 74.6 万自驾车,而目前使用激光雷达来作为视觉功能的 SAE L4-L5 的自驾车成本要超 过 10 万美元,昂贵的激光雷达感测元件价格 5 万美元以上,所以很难普及到自用车,像 是特斯拉不使用激光雷达,但透过 3 颗前置摄像头,1 颗 后置摄像头,4 颗前后侧边摄像头,12 颗环 绕车身的超音波感测器),及一颗前置雷达推出 的 L3 等级 FSD 自驾驶解决方案,整体额外自驾功能成本应该不超过 2 万美元。我们估计 于 2035 年全球超过 30%的汽车销量将具备 L3-L5 的自动驾驶功能,未来 15 年的复合增长 率达到 30-35%。

我们认为汽油引擎车转马达电动车,接着是由人驾转 SAE 3-5 级自驾车的占比提升,加上电动车及自驾车的技术演进(耗能降低,电池密度提升,电源转换系统重量降低,摄像头、 感测器、雷达、激光雷达数量提升,及人工智能芯片运算能力提升但要求耗能持续降低), 这些技术演进将逐步拉升每台电动车及自驾车的半导体价值,这两大驱动力对全球车用半 导体公司及产业未来二十年将产生重大影响, 我们先前估计全球车用半导体市场于 2020-2035 年复合成长率应有机会超过 20%(主要系增加 AI GPU, FPGA, ASIC,激光雷达, 以太网络, MCU,模拟芯片,IGBT,碳化硅,电源管理芯片的价值及数量), 远超过全球 半导体市场在同时间复合成长率的7-9%,约占全球半导体市场的份额将在2035年达到30% (从 2021 年不到 10 个点), 每车半导体价值从 2020 年的 268 美元,暴增 10 倍到 2035 年 的 2758 美元。

3.2、留存强应用,全球互联网厂商持续加大IT基础设施建设开支

根据应用材料提供的资料,机器所产生的数据量在 2018 年首次超越人类所创造的数据量, 从 2019 年,每年几乎以倍数的幅度来增加,从 2020 年到 2025 年,全球数据增量将达到 157 Zetabytes (1 Yotabyte=1000 Zetabytes; 1 Zetabyte=1000 Exabytes; 1 Exabyte=1000 Petabytes; 1 Petabyte=1000 Terabytes; 1 Terabyte=1000 Gigabytes), 5年高达89%的复合增速。以这样的速度增长,我们很快在2028年就会看到超过1 Yotabyte 的数据增量。这么庞大的数据增量,不可能用人工来处理分析,必须运用各种具备高速运 算的人工智能芯片来过滤、处理分析、训练及推理,这将持续带动 7nm 以下高速运算 HBM 存储器,3D NAND, CPU, AI GPU, FPGA, 网络芯片晶圆代工的需求,及顺势带动成熟制程 的配套芯片如电源管理芯片,PCIE Gen 4/5 retimer 等的需求。

我们估计全球服务器厂商营收在 2022/2023 年有 5%/7%的增长,但全球服务器半导体市 场在 2022/2023 年却有 20%/25%的增长。这对 2022/2023 年半导体增长各有 4-6 个点 的贡献。每台服务器芯片价值在 2022 年有超过 12%的增长,主要系 AI 智能服务器比重的 提升对 AI GPU 需求也有提升,而 Intel 7 及 AMD 5nm 的 CPU 的芯片面积大增估计也将影 响成本及价格进一步提升,PCIE Gen 5 retimer, 及 DDR5, DDR5 内存接口芯片的采用, 都对每台服务器芯片有增量,增价效果。因为 Intel, AMD, Nvidia 在云端,边缘运算, 企业,政府,运营商端的技术迭代竞争加速,我们认为未来 10 年,全球服务器半导体增 长将明显高于服务器厂营收增长平均达 10-15 个点,全球服务器半导体市场于 2021-2035 年复合成长率达 20%。

全球上“云”,2026 年服务器市场规模将达 1665 亿美元,22-26 年 CAGR 达 10.2%。虽然 我们看到半导体市场正在经历高通胀、资本开支下降、终端需求放缓等外因冲击,但是服 务器市场的终端客户却逆势维持稳定或加大在 IT 基础设施上的资本开支,像数据中心受 限于固定的产品更换周期以及企业上“云”降本增效的考虑,仍将维持稳定的资本开支。 英特尔和 AMD 有望在 2023 年推出新一代服务器平台,大型企业都加大了在边缘服务器、 元宇宙、超级计算机以及云服务器上的投入,这些都将会成为驱动服务器市场取得快速增 长的关键因素。IDC预测到2026年,全球服务器销售额将达到1665亿美元,CAGR 达10.2%。

云计算业务的成长及数据中心的建设是拉动服务器销售成长的重要因素之一。近年来,以 国内外互联网大厂为代表的CSP和MDC厂商为了满足日益增长的云业务以及随之产生的海 量数据存储、运算等需求,都加大了对数据中心、服务器以及基础网络设施的投资。根据 各公司披露的财报显示,云计算业务已成为互联网大厂的主要营收之一。

北美四大 CSP 厂商云业务成为近期亮点,业绩指引中对未来 IT 基础设置及服务器相关资 本开支总体保持乐观。根据各公司最新的季度业绩说明,Meta 将 2022 年的资本开支计划 由原来的 30-34 亿修正到全年 32-33 亿美元。同时 2023 年受到数据中心、服务器和网络 基础设施的投资推动,预计 23 年的资本支出将在 34-39 亿美元之间,AI 建设将大幅推动 Meta 资本支出的增长。微软预计 22 年 Q4(FY23Q2)资本开支将随着云基础设施的建设以 及季节性支出变化继续增加。谷歌会持续对技术基础设施进行大量投资,其中服务器将成 为最大的组成部分。亚马逊预计 2022 年全年资本开支 600 亿美元,与 2021 年资本开支持 平,其中随着 AWS 业务快速成长,用于 IT 基础设计的资本开支将增加 100 亿美元。

国内厂商方面,以阿里和腾讯为代表的互联网企业正在经历结构化转型的阵痛期,整个互 联网行业正在逐步迈向更健康的经营模式。海外互联网公司持续加大云基础建设投入,且 已在云业务上取得初步成绩,那么国内厂商在经营策略讲求降本增效的基调下,基于云服 务展开的各项转型业务也会在有限的资源中获得重点投入,我们相信未来有望持续贡献收 入。根据 Canalys 发布的中国云计算市场报告显示,2021 年中国云基础设施市场规模达 274 亿美元,2026 年市场规模将成长到 847 亿美元,21-26 年 CAGR 达 25%。因此,国内云 计算厂商对于服务器的需求将基本维持稳定。

3.3、留存强应用,自动化浪潮下机器人助力半导体发展

工业 4.0 时代自动化浪潮席卷,机器人助力半导体发展。工业 4.0 是指利用信息化技术促 进产业变革,将工业发展推向智能化新时代。在工业智能化发展过程中,十分依赖模拟芯 片的运用,五个工业市场机会悄然而生:软件可配置系统,云端连接,机器健康监测与管 理,系统安全和机器人。我们认为,在工业自动化、智能化发展趋势下,工业机器人作为 标准化自动设备,渗透率将会快速提高,而工业 4.0 日益复杂的电气系统将成为工业端半 导体芯片的增长需求点。

2024 年全球机器人市场规模有望突破 650 亿美元,21-24 年 CAGR 达 15%。据 IFR 和中国 电子学会的数据,预计 2022 年全球机器人的市场规模将达到 513 亿美元,其中工业机器 人的市场规模将达到 195 亿美元,服务机器人的市场规模达到 217 亿美元,特种机器人 的市场规模达到 101 亿美元。预计到 2024 年,全球机器人市场规模将有望突破 650 亿 美元,2021-2024 年的 CAGR 达到 15%。尽管 2021 年供应链的间歇性中端阻碍了生产流程, 但是主要客户和主要应用行业的装机量都出现显著的增长。我们认为未来全球工业机器人市场规模可观,随着汽车和电子行业的复苏,工业机器人和大数据、人工智能、5G 等技 术加强融合,产业将进入快车道。

2024 年中国机器人市场规模 251 亿美元,21-24 年 CAGR 达 24%,全球占比接近 40%(24 年全球市场规模 650 亿美元)。近年来,中国工业机器人装机量在全球的占比不断提高。 2021 年中国工业机器人装机量达 26.8 万台,占当年全球装机量的 52%。在国内密集出台 的政策和不断成熟的市场等多重因素驱动下,机器人市场规模增长迅猛,除了汽车和消费 电子两大以往需求最为旺盛的行业外,港口、医疗、物流、化工以及石油等其他的下游应 用市场逐步打开。工厂加快自动化仓储体系建设,物流公司大量引进机器人取代人工进行 分拣搬动等操作,医院药房、实验室、手术室引入各类工业机器人进行医疗辅助作业。我 们认为国内机器人的产量和市场规模都将持续保持在较高增速水平。国内外机器人广阔的 市场空间和发展场景,也为半导体在工业领域的应用提供了增量市场。

四、关注细分赛道机会:1)BMS芯片;2)车用MCU;3)存储止跌反弹

4.1、BMS芯片从0到1的突破

电池管理芯片可分为电池计量芯片、电池保护芯片、充电管理芯片和模拟前端模组(AFE) 等。在消费电子、工业和汽车三大应用领域中,电池管理系统的芯片构成有所不同。消费 电子领域通常采用 SoC 方案,集成电池计量、电池保护和电池充电管理等模块;工业和 汽车中常使用分立方案,包含计算单元(如 MCU)、AFE(模拟前端芯片)、数字隔离芯片、均衡模块等。来自 Mordor Intelligence 的数据显示,2021 年全球电池管理芯片市场规 模预计为 78 亿美元,2024 年预计将成长到 93 亿美元,21-24 年 CAGR 为 6%。根据 Frost& Sullivan 的统计,2021 年全球电池管理芯片出货量为 319.3 亿颗,预计未来仍将保持快 速增长,2026 年全球电池管理芯片出货量有望超 600 亿颗。

AFE 芯片是电池管理芯片中技术壁垒和价值量最高的芯片,车规 AFE 芯片国产化率极低, 国产替代空间广阔。电池管理系统中的 AFE 芯片,部分厂商又称为电池监控芯片或电池采 样芯片,一般由采集模块、均衡模块和通讯模块等组成。采集模块采集电池模拟信号,然 后经过 ADC 处理转换为相应的数字信号,通过通信模块中的各类接口将数据传输给 MCU, 同时均衡模块负责平衡电池组中不同电芯的容量。国际厂商以 ADI、TI、ST、NXP 和瑞萨 为主,其中 ADI 的产品线主要收购自凌力尔特和美信,瑞萨的产品主要来自收购的 Intersil,国内厂商方面尚未有完全 D 级车规产品问世。

碳中和的背景下,中国风电和太阳能装机容量和发电量实现迅速增加,储能装置成为平衡 发电与用电的必备润滑剂。来自国家能源局的数据显示,截至 2022 年 11 月底,全国发电 装机容量约 25.1 亿千瓦,其中风电和太阳能装机量达 7.2 亿千瓦。《2030 年前碳达峰行 动方案》明确,我国到 2030 年风电和太阳能要实现装机容量 12 亿千瓦的目标,可再生能 源占比不断提高是电力系统的长期趋势,风电和太阳能在我国电力系统中的角色也将完成 从补充能源到主力能源的逐渐演变。但是新能源发电也存在一些缺点,比如风能、太阳能 等存在发电和用电不匹配的问题,也导致了新能源发电存在随机性与波动性。通过储能系 统,可以在发电高峰时期,将电力以另外的形式储存起来,同时在发电低谷时将预先存储 的能源转回成电力,储能系统实质在电网的供给端发挥了润滑剂和调控作用。

电池管理系统(BMS)为储能装置核心组件,2025 年储能 BMS 市场规模接近 200 亿。据中 国化学与物理电源行业协会的数据,到 2025 年中国电化学储能的年装机量预计将达到 12GW,累计装机量将达到约 40GW,90%以上新增装机量都将以锂离子电池为主。考虑到 2030 年实现碳达峰的目标,2025 年后新能源发电的年装机量将保持年均 100GW,电化学储能的 年装机量将保持在 12-15GW,预计到 2030 年电化学储能装机规模将达到约 110GW。在储能 市场快速发展的驱动下,作为电化学储能核心装置之一的 BMS 系统将迎来历史性的发展机 遇。2021 年中国储能 BMS 市场规模达 38 亿元,2025 年中国储能 BMS 市场规模预计将达到 178 亿元,21-25 年 CAGR 达 47%。

4.2、车用MCU供需尚未完全缓解,国产替代加速

新能源车及自动辅助驾驶的持续升级提高半导体价值量,建议持续关注供需尚未完全缓解 的车用 MCU。新能源车及 L2 以上 ADAS 及自驾系统渗透率的提升,更造成车用 MCU(每增 加一台自驾感测器,雷达,激光雷达毫米波雷达就需要一个 MCU),电源管理芯片,电力 功率等芯片短缺。根据 IC insights 的数据,2022 年全球 MCU 的市场规模将达到 215 亿美 元,同比增长 10%。2026 年全球 MCU 的市场规模预计将达到 272 亿美元,21-26 年 CAGR 达 6.7%。汽车 MCU 占比目前约 40%,21-26 年汽车 MCU 的 CAGR 将达到 7.7%,增速高于整 体 MCU 增速。此外,全球 MCU 市场还有望实现量价齐升,21-26 年 MCU 单价的 CAGR 达 3.5%。

国内外MCU领域仍以海外厂商为主,国内MCU厂商多集中于消费领域,国产替代空间巨大。 在 MCU 领域,全球主要供应商仍以海外厂家为主,行业集中度相对较高。从市场格局上看, 恩智浦、Microchip、瑞萨、ST、英飞凌等头部厂商垄断了全球市场八成以上份额。国内 MCU 市场也仍以上述海外企业为主,国内厂商中兆易创新、中颖电子、乐鑫科技、复旦微 电、国民技术等发展迅速,海外厂商产品的终端应用以汽车电子和工控为主,国内大部分 厂商仍集中在小家电和消费电子等中低端领域,汽车和泛工业等高端领域渗透率有待进一 步提升。

国内车载 MCU 厂商入局晚,车规级 MCU 数量较少,国内厂商逐步推出车规 MCU 产品,国产 替代有望加速。疫情缺芯困局给国内车载 MCU 厂商提供窗口期,国内厂商加紧设计研发 以及车规认证等一系列流程,抓紧机遇实现弯道超车,实现车载 MCU 的国产替代。目前 已有兆易创新、比亚迪、杰发科技、芯旺微、国芯科技、芯驰科技、中颖电子、芯海科技、 国民技术等公司已经或即将推出车规级 MCU 产品。

4.3、弹性最大的存储板块2023年止跌反弹

建议关注弹性最大的存储板块 2023 年止跌反弹。回顾 WSTS 披露的历年全球半导体各板块 销售同比增速,存储行业从销售增速见顶到销售增速见底通常为 1-2 年。从上一轮周期看, 存储板块的销售增速在 2017 年见顶,2019 年见底。本轮周期中,存储的销售增速在 2021 年见顶,2022 年增速转负,随着汽车智能化快速推进、高端制造信息化升级驱动汽车、 工业、医疗等行业强劲的市场需求,我们认为 2023 年下半年存储板块有望止跌反弹。

以史为鉴,当存储厂商纷纷下调资本开支时,股价基本已见底。存储器是最小单元的阵列 式复制,产品功能单一,同质化率高,是科技大宗品,产品价格容易受到经济和库存周期 波动,因此美光周期性更强。由于强周期的属性,美光的股价是半导体周期最前瞻与直观 的指标。从历史规律里我们看到美光的股价总是领先基本面 2~4 个季度见底,每次在大厂 宣布资本开支削减之时,股价已基本企稳。

美光 2023 财年整体资本开支年减 30%,设备资本开支年减 50%;南亚科宣布调降 2022 年 资本开支达 22.5%,2023 年设备资本开支比 2022 年减 20%;旺宏宣布调降 2022 年资本开 支达 24-29%;SK Hynix 宣布下调 2023 年资本开支接近 50%;华邦宣布调降 2023 年资本 开支达 15%;Kioxia 宣布下调 2023 年资本开支 46%。存储价格跌幅逐渐收敛,下行通道渐近底部。根据 TrendForce 的数据,DRAM 的现货价和 合约价从 2021 年初开始下跌,本轮下跌周期已接近 2 年,价格上已调整到接近上轮周期 底部的位置。从近期的价格走势来看,下跌速度已逐渐放缓,结合各大存储厂商已纷纷削 减资本开支,我们认为存储价格已接近下行周期底部。

(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。)

精选报告来源:【未来智库】「链接」

半导体设计行业深度报告:周期探底雪中花开,静待春色倍还人

(报告出品方/作者:财通证券,张益敏)

1 半导体:周期中前行,期待下一个黎明

1.1 复盘:半导体行业在周期中前行

半导体产业发展的底层驱动力是人类社会经济活动的发展,以及信息化、电气化、 智能化程度的提升。自从全球第一颗芯片在 1958 年被发明以来,半导体产品已经 渗透到了人类生活几乎所有方面。根据 SIA 数据,1999 年全球半导体销售额为 1494 亿美元,而 2021 年已达到 5589 亿美元,1999-2021 年 CAGR=6.15%。同期, 根据世界银行数据,全球 GDP 规模从 1999 年的 32.74 万亿美元增长至 2021 年的 96.10 万亿美元,1999-2021 年 CAGR=5.02%。

半导体产业周期波动的原因来自于技术升级、产能投资、库存波动等多个维度。 其中维度最长的是由终端技术升级带动的技术周期,往往由新技术领域、新终端 应用场景的开拓带动,周期长度可达 8-10 年;最短的是库存周期,由于产业供需 关系的变化和自我调节,行业销售额和库存增速呈现长度约 2-4 年的周期波动。

2019 年,全球经济创下 2015 年以后的最慢增长速度,贸易壁垒的增加和相关的 不确定性打击了全球范围的商业信心。根据世界银行数据,2019 年全球 GDP 为 87.65 亿美元,同比+1.43%。半导体行业亦不能幸免,除了全球宏观经济层面的 因素以外,从半导体行业的内生禀赋来看,2019 年是青黄不接的一年。彼时,智 能手机销量见顶回落,云计算厂商 Capex 增速亦受到下游需求景气度影响显著下 滑,电动汽车、光伏等新兴下游领域体量尚小,对需求拉动有限。

进入 2020 年,多重因素影响下,景气周期开启。宏观层面来看,为了对抗疫情对 经济的冲击,各国致力于增强流动性,10 年期美债收益率从 2020 年年初的 1.88% 下降至 2020 年 6 月 30 日的 0.66%,全球宽松周期启动,刺激需求上行。同时从 微观层面看,部分细分领域亦呈现快速增长态势。例如疫情影响下,居家办公需 求迅速兴起,带动 PC、平板等消费终端需求旺盛,线上活动的增加也进一步推动 了数据中心建设的节奏。另一方面,新兴下游行业(如新能源车和光伏)迎来技术或成本突破,需求快速增长。此外,库存端来看,受地缘政治冲突影响,宏观 不确定性增加,产业链部分环节主动增加库存,亦进一步促进了供需关系的变化。

旺盛需求带动下,晶圆厂产能利用率上行,同时各晶圆厂/IDM 均加大了资本开 支计划。根据中芯国际数据,2021Q2 开始,其产能利用率达到 100.40%,并在 21Q2-22Q1 期间维持高位。

进入 21H2,随着供需关系的改善,尽管大多数半导体产品价格依然维持坚挺, 但价格增速显著放缓,部分产品价格开始出现松动。同时,终端客户和经销商手 中部分特定产品库存水位较高(长短料现象),随着对未来产品价格的预期逐步发 生变化,部分特定领域的拉货动能显著放缓,行业周期开始逐步切入下行通道。

1.2 周期节奏研判:黎明前的黑暗

1.2.1 需求端:结构分化持续

宏观层面来看,目前全球需求依然受到流动性收缩、高油价等因素的压制。如我 们前文回顾,历史上来看,半导体行业与全球经济之间存在显著的乘数效应。宏 观经济的波动将以更加剧烈的形式反馈到半导体产业链的各个环节。目前我们依 然在全球层面看到显著的流动性收缩趋势,美国 2022 年 9 月 CPI 同比增长 8.2%, 10 月 CPI 为 7.70%,尽管有所下降,但仍处于历史高位水平。高企的通胀对消费 端需求形成压制,回顾历史上来看,通胀水平的见顶下行往往预示着周期底部的 到来。此外,油价的高企,也对消费需求形成了挤压。

微观层面来看,22Q3 汽车、新能源等下游依然维持较高景气状态。汽车方面, 尽管上半年受到疫情影响,但在疫情管控降级、减征购置税、地方政府发布系列 促进汽车消费政策、整车优惠策略的支持下,汽车市场持续回稳复苏,库存水位显著下降,22Q3 经销商库存水位在荣枯线以下,汽车需求维持较高景气度。同时, 根据海关数据,逆变器出口亦维持持续增长,体现新能源需求高景气。

HPC 赛道受到宏观需求不及预期和 Intel 和 AMD 新平台延后影响,节奏有所放 缓,年后有望逐步切入上行周期。受宏观需求景气度压制,服务器需求整体走弱, 根据台湾信骅月度营收数据,Aspeed 在 7、8 月的收入增速显著放缓。Intel 新平 台延期亦压制 DDR5 升级进程。进入 9 月,受到服务器客户拉货回温带动,信骅 收入创历史次高。

1.2.2 供给端:产能稼动率已进入下行通道

根据 Omdia 数据,22Q2 全球晶圆代工厂产能稼动率为 95.4%,预计 22Q3 和 22Q4 将逐步下降至 92.8%和 91.9%。

晶圆代工厂景气度亦有所分化,呈现头部集中效应。以成熟制程电源管理芯片、 面板驱动 IC 代工为主的世界先进(VIS)指引 22Q4 收入和毛利率环比均显著下 滑,体现较大的产能利用率压力。同样以成熟制程为主、制程水平整体更高的联 电(UMC)的产能利用率在 22Q3 依然维持 100%以上水平,展望 22Q4,UMC 预计晶圆出货将环比下降 10%,产能利用率回落至 90%的水平。

封测景气度依然低迷。从中国台湾主要封测企业月度营收数据来看,自 22 年 6 月开始,封测企业收入增速显著下行,环比亦持续下降。

1.2.3 库存端:供需关系改善有望促进存货见顶出清

全球主要 EMS 厂商库存周转天数处于上行通道,22Q2 增速已有所放缓。根据我 们统计,截至 22Q2,全球主要 EMS 企业总计库存周转天数约为 86.1 天,环比+1.1 天,同比+23.4 天,目前库存周转天数依然处于历史高位(历史中位数约为 50 天), 而 22Q2 环比增速显著缩窄。产业链去库存意愿增强,我们判断 22Q3 EMS/OEM 环节库存上升趋势将进一步放缓,库存周转天数或有望下行。

下游 EMS 企业拉货动能减缓,而上游晶圆代工厂/IDM 产能利用率在 22Q2-22Q3 未见显著缓解,导致半导体设计和经销商环节 22Q2-22Q3 库存压力较大。根据我 们统计,22Q2 全球主要 IDM 公司库存周转天数为 117.3 天,环比+0.1 天;设计 公司库存周转天数为 88.7 天,环比+4.6 天;合计库存周转天数为 105.7 天,环比 +1.5 天。全球主要经销商 22Q2 库存水位亦继续上行,22Q2 达到 59 天,环比+7.1 天。

22Q3,尽管目前全球上市公司报表披露尚未结束,但从需求端来看,全球需求依 然维持低迷,考虑到下游客户去库存意愿叠加上游晶圆厂产能稼动率下行不明显, 我们判断设计环节仍将承受较大的存货压力。从 A 股上市公司披露数据来看, 22Q3 半导体设计/IDM 公司存货周转天数维持较快上行趋势,达到 253.21 天,环 比+49.88 天。其中上升速度最快的是图像传感器行业,22Q3 库存周转天数达到 429.07 天,环比+97.24 天。

展望 22Q4 的库存水位,尽管需求端承压,EMS、经销商、芯片原厂三个环节库 存水位依然维持较高水平,但从产能端来看,上游晶圆代工厂产能稼动率已开始 下降,有望助力供需关系改善,库存周转天数上行趋势有望减缓甚至见顶,年后 有望进入下行通道。

1.3 股价节奏研判:如何把握周期反转的机会?

复盘美股历史,我们认为库存周转天数见底是股价反转的积极信号。将费城半导 体指数相对标普 500 的超额收益与全球半导体 Fabless/IDM 公司库存周转天数放 在同一时间轴上,我们容易发现,历史上费城半导体指数有超额收益的区间往往 起始于库存周转天数见底的季度(前后误差 1-2 个季度)。

从估值层面来看,目前费城半导体指数估值已处于历史低分位数水平。截至 2022 年 11 月 10 日,费城半导体指数 LTM PE 倍数为 18.8 倍,接近历史最低的 13.6 倍。 同时我们复盘多轮历史周期来看,在历轮下行周期中,费城半导体下行亦较少有 超过 35%的幅度。本轮半导体周期中股价的下行幅度已经处于历史前列水平。

结合我们前文对库存周期的判断,我们认为 23 年年中是值得关注的半导体周期 底部位置,股价有望提前 1-2 个季度反应。需求端来看,尽管海外需求可能在通胀 见顶后迎来衰退,但从国内需求趋势和行业库存去化的节奏来看,国内需求有望在 23 年迎来边际改善。产能端来看,22Q3 和 22Q4 全球晶圆厂产能利用率呈现下行态势。 库存端来看,22Q3 半导体产业链各环节库存水位维持上行;展望 22Q4 和 23 年,随 着供需关系的改善,库存水位有望见顶并切入下行通道,历史上去库存一般持续 2-3 个季度,库存水位有望于 23Q2-23Q3 迎来见底。

2 行业增量:汽车、AR/VR、DDR5 世代更迭

纵观芯片设计行业下游应用领域众多,所涉及千行百业总体处于蓬勃发展阶段, 其中在当前节点我们认为对于芯片设计行业具有明显增量推动作用的驱动因素包 括:1)汽车的电动化、智能化趋势下汽车半导体需求增长,2)虚拟现实产业加 速发展驱动 AR/VR 行业规模增长,3)服务器 CPU 换代升级推动 DDR5 内存相 关产品应用加速落地。

2.1 汽车:电动化、智能化趋势下汽车半导体需求增长

汽车行业正在经历电动化、智能化革命,根据 Research and Market 测算,全球汽 车电子市场规模预计从 2021 年的 2723 亿美元增长至 2027 年的 4156 亿美元,年 复合增长率为 7.1%。随着新能源汽车、自动驾驶、智能座舱系统升级的推进,未 来汽车电子的快速发展将为集成电路领域带来广阔成长空间。

2.1.1 汽车电动化趋势催生

BMIC、碳化硅用量提升 汽车的电动化主要改变汽车的动力和传动系统,汽车电子电气架构的革新催生出 大量的半导体器件需求,其中模拟类的 BMIC 以及 SiC 功率器件有望持续受益于 电动化趋势。 BMIC: 电池管理系统(BMS)专用芯片可以分为保护芯片(Protector)、充电芯片(Charger)、 电量计芯片(Gauge)、监测芯片(Monitor/AFE)、均衡芯片(Balancer)、认证芯 片(Authentication)等类型。

其中,电池监测与均衡器(Monitor/AFE 和 Balancer)的主要功能是对电池参数进 行高精度监测,并通过通讯接口将相关数据发送给主控制器。一般在高串数系统 中,为了保障电芯电压、电量的均衡,需要多个监测芯片级联以形成完整的监测 系统。

BMIC 是电动汽车电池安全的核心组件。以磷酸铁锂电池为例,单体电芯电压范 围一般在 3.2-3.6V 之间(标称电压 3.2V),400V 系统电动汽车电池电压一般在360V 左右,为达到相应电压等级,需要约 120 只电芯串联。如此大量的电芯串联, 对电芯之间的电量一致性提出了更高要求,因此需要大量采用电池监测芯片对每 一个电芯进行电压、电流检测。假如 120 只电芯串联(电芯并联的数量取决于电 池容量),采用常见的 12-16S AFE 芯片,则需要约 8-10 只 AFE 芯片。

目前新能源汽车电池电压普遍在 400V 左右,而根据电路原理,功率 P=电压 U× 电流 I,在相同功率下,电压越大,电流越小,相应地电流在传导过程中产生的热 损耗也越小,因此,目前主流车企均布局高压平台,800V 成为了车企高压平台电 压的主流选择。而为实现更高电压则几乎需要等比例的更多电芯串联,对 AFE 芯 片需求也将大幅增长,预计平台电压从 400V 升高到 800V 将带动 AFE 需求翻倍 成长。

我们基于以下假设测算全球新能源车 BMIC 市场规模: 1、对于 400V 系统新能源车,假设需要 8 颗 AFE 芯片和 1 颗隔离通讯芯片。 2、对于 800V 系统新能源车,假设需要 16 颗 AFE 芯片和 1 颗隔离通讯芯片。 3、22/23/24/25/26 年全球新能源车销量分别为 1200/1500/1900/2240/2500 万辆。 4、监测芯片单价约 5 美元,通讯芯片单价约 0.5 美元。

SiC: SiC 是第三代宽禁带半导体材料,在禁带宽度、击穿场强、电子饱和漂移速度等 物理特性上较 Si 更有优势,制备的 SiC 器件如二极管、晶体管和功率模块具有更 优异的电气特性,能够克服硅基无法满足高功率、高压、高频、高温等应用要求 的缺陷,也是能够超越摩尔定律的突破路径之一,因此被广泛应用于新能源领域 (光伏、储能、充电桩、电动车等)。

在汽车应用中,采用 SiC 可减小电力电子系统体积、减少能量损失。SiC 模块可 以在实现 50kHz 以上的高频驱动(传统 IGBT 模块无法实现),推动电感等被动器 件的小型化。另外 SiC 模块开关损耗较小,即使在高频驱动时也无需进行大幅的 电流降额,散热系统要求也相对较低,同样减小了器件的体积。

SiC 特性使得其在高效、高压和高频率领域应用具有优势,越是处于频繁开关/频 繁刹车加油的低速工况下,获得的效率优势就更高,所以在城市工况中运行,使 用 SiC 器件带来的效率提升的优势更加明显。虽然 SiC 器件成本高于硅基器件, 但使用 SiC 器件可以降低系统体积、降低电池损耗、提升续航里程,从而促进整 车成本的降低。据 Wolfspeed(Cree)测算,在新能源汽车使用 SiC 逆变器,可以提 升 5%-10%的续航,节省 400-800 美元的电池成本,与新增 200 美元的 SiC 器件成 本抵消后,还能实现 200-600 美元的单车成本节约,未来,随着 SiC 规模化量产 之后,成本有望逐步降低,将为整车成本创造更大空间。

高压平台成主流,推动 SiC 器件的替代需求增长。随着市场对续航里程、充电速度要求的提高,电动车电压有望从传统 400V 升至 800V-1000V。高压平台看起来 只是升高了整车的电压,但对于技术的开发和应用,却是“牵一发而动全身”的系 统工程。 1)电机电控:800V 平台要求下,硅基 IGBT 的开关/导通损耗将大幅升高,而 SiC 器件在耐压、开关频率、损耗等多个维度表现优异,因此电机控制器需要采用 SiC MOSFET 代替硅基 IGBT。 2)车载 OBC:主流功率从 3.6kW、6.6kW 升级到 11kW、22kW,并向双向逆变 升级。双向 OBC 不仅可将 AC 转化为 DC 为电池充电,同时也可将电池的 DC 转 化为 AC 对外进行功率输出,需要使用 SiC 器件。 3)DC/DC:直流快充桩原本输出电压等级为 400V,可直接给动力电池充电,但 车系统平台升级为 800V 后需要额外的升压产品使电压能够上升到 800V,配合 OBC 给动力电池进行直流快充。此外,DC/DC 转换器还可将高电池电压转换为 低电压,为动力转向系统、空调以及其他辅助设备提供所需的电力,同样需要耐 高压材质的 SiC 器件。 4)空调压缩机:由电动机驱动,为系统提供主动制冷/热的动力,在汽车热管理 系统中处于重要地位,随着动力源向更高电压切换,SiC 器件有很大的优势。

大功率充电桩带动 SiC 渗透率不断提升。对于充电桩而言,采用 SiC 模块可将充 电模块功率提高至 60KW 以上,而采用 MOSFET/IGBT 单管的设计还是在 15-30kW 水平。同时,和硅基功率器件相比,SiC 功率器件可以大幅降低模块数 量。因此,SiC 的小体积优势在城市大功率充电站、充电桩的应用场景中具有独特优势。

我们假设车规 SiC 电驱模块价值量约为 3000-4000 元,加之 OBC、DC/DC 等部件 使用,整车的 SiC 器件价值量约为 4500 元。中压车和低压车会部分采用 SiC 器件, 通过对不同电压新能源车渗透率的计算,我们预计全球车用 SiC 器件市场规模有 望在 2025 年达到 240 亿元以上。

2.1.2 智能化引领汽车下半场革命,计算+感知需求升级

汽车的智能化改变了人与车之间的关系。车正在从根本上改变其产品形态,从移 动工具转变成生活伙伴,智能化的发展将在未来解放人们的双手和注意力,从而 赋予汽车这一产品更丰富的想象空间。同时汽车智能化将有望成为半导体行业新 增长级,其中智能座舱 SoC 以及车载 CIS 传感器有望持续受益于智能化趋势。

智能座舱 SoC: 智能座舱渗透率将逐步提升,未来中国市场渗透率将远高于全球。目前全球及中 国智能座舱配置新车渗透率分别为 49.7%与 53.3%,当前中国汽车智能座舱普及 度已经过半,预计未来中国智能座舱产品渗透率的增长将领先全球市场。目前中 国智能座舱主要装备于中高端车型,低端车型装备率较低。

智能座舱兴起诞生新的硬件投资机会,催生大算力 SOC 芯片需求。与传统多芯 多屏方案相比,大算力单芯片解决方案极大降低系统成本,并能提供多屏互动的 智能互联体验,“一芯多屏”成为发展趋势,芯片本身也朝小型化,集成化、高性 能方向发展。座舱 SOC 芯片技术壁垒高,市场集中度高,在国产替代趋势下,国 产座舱 SOC 厂商有望迎来发展机会。

单车搭载智能座舱 SOC 芯片数量:目前智能座舱的核心一般都是 1~2 颗 SOC 芯 片。目前座舱屏幕数量一般还都是一、两块,稍微多的一些车型会使用上三四块, 但随着车辆屏幕数的增加,车内电子元器件(音响、监测等)的增加,单颗芯片 对于这些信息量的处理可能会变得吃力起来,此时有两种方式处理:(1)使用算 力更高的芯片。但是这种方式会导致采购和开发成本的提升,比如集度采用高通8295,所对应的芯片价值量也会更高;(2)采用多 SOC 模式,对芯片进行分工。 虽然一芯多屏是可以实现的,但大量数据堆积在一起,需要配合较为复杂的算法。 比如目前的理想 ONE 就是采用了这种多颗智能座舱芯片的方式,理想 ONE 搭载 了一颗骁龙 820A 芯片+一颗德州仪器的 Jacinto6 芯片。其中骁龙 820A 芯片负责 驱动 16.2 英寸的中央大屏和 12.3 英寸的副驾驶娱乐屏使用的 Android Automotive 的底层系统,Jacinto6 芯片负责驱动液晶仪表盘和辅助驾驶显示服务使用的 Linux 系统。

单智能座舱 SOC 芯片价格:低端座舱芯片,比如 20 万以上售价的热销车型 比亚迪汉搭载老款高通 625 芯片(高通骁龙 625 是一款消费级芯片,曾主要 搭载于红米 Note4、坚果 Pro、小米 5X 等手机设备),成本价约 15 美元/颗(折 合人民币 100 元)。虽然高通骁龙 625 是一款老芯片,但胜在成本低,性能较 为稳定。高通 820A 的价格为 60 美元;高端高通骁龙 8155P SOC 的价格约为 250 美元(折合人民币约 1688 元)。

测算 2025 年中国智能座舱 SOC 市场规模为 112 亿元:根据中国汽车工业协 会数据,2021年中国乘用车销量2148.2万辆,假设未来按照CAGR=3%增长; 假设单 SOC 价格 750 元测算,那么预计 2025 年国内座舱 SOC 市场规模达到 112 亿元,CAGR 为 24%。

车载 CIS: CMOS Image Sensor (CIS):互补金属氧化物半导体图像传感器是一个高度集成的 图像系统芯片。光电效应使得传感器中感光单元阵列产生对应外界色彩和亮度的 电荷信号,而后会被模数转换电路转换成数字图像信号,从而还原出现实的影像。

受益于汽车智能化趋势,智能汽车望成为 CIS 行业下一增长点。目前汽车 ADAS 高级驾驶辅助系统装车率正在快速增长,为了实现自动驾驶功能,单车感知系统 中,摄像头的使用量正在不断增加,根据 Yole,当前 L2++的智能驾驶摄像头装载 量在 8-15 个左右,覆盖整车的 360 度视觉,以及触及舱内乘员监控。未来 L3 级 别自动驾驶则需要 20 个左右的车载摄像头。

汽车智能化驱动车载 CIS 量价齐升。伴随汽车智能化进程,根据 Frost&Sullivan 预测,2020-2025 年全球汽车 CIS 出货量将从 4.0 亿颗增长至 9.5 亿颗,CAGR 达 到 18.89%;全球汽车 CIS 市场规模将从 20.2 亿美元增长至 53.3 亿美元,CAGR 达到 21.42%。

中国车载 CIS 市场规模增速预计将领先全球。随着自动驾驶、云计算、智能网联 技术的发展,及中国智能电动汽车的产销量大幅增长,中国车载 CIS 市场规模增 速预计将领先全球。根据 Frost&Sullivan 预测,2021 年到 2025 年中国车载摄像头 的市场规模将从 76.3 亿元增长到 231.6 亿元,年均复合增长率约为 32.0%。

2.2 AR/VR 拐点已至,交互体验驱动硬件方案优化

2021 年 VR 头显出货破千万,Quest2 销量拉动行业整体销量高增,生态硬件进入 良性循环期,行业迎来奇点。展望未来,根据 Wellsenn XR 预测,2021-2024 年全 球 VR 出货量将从 1029 万台提升至 2570 万台,全球 AR 出货量将从 28 万台提升 至 400 万台。

在 AR/VR 产品的核心模组中,芯片作为算力的核心载体,对 VR 的沉浸感有着全 方位的影响;而摄像头作为定位、VST 等功能的硬件底座,也对使用体验的提升 有着重大意义。将近期发布的 Pico4 作为样本对 VR 头显成本进行拆解。根据 Wellsenn 数据,硬件综合成本中屏幕、SoC、光学、摄像头、RAM/ROM 合计核 心成本达 253 美元,合计占比 69%,其中 SoC 芯片成本约为 60 美元,占比为 16%; 摄像头成本约为 26 美元,占比为 7%。两者成本占比排名分别为第二、第四。

2.2.1 AR/VR SoC:芯片全面影响体验,算力升级趋势明显

作为 XR 设备的核心器件之一,系统级芯片 SoC 实现了在一块芯片上集成整个信 息处理系统,在中央处理器 CPU 的基础上扩展了音视频功能和专用接口的超大规 模集成电路,是 XR 设备的计算平台。当前,SoC 已成为功能最丰富的硬件,集 成了 CPU、GPU、RAM、ADC、DAC、Modem、高速 DSP 等各个功能模块,部 分还集成了电源管理模块或其他外部设备的控制模块等。

画质提升+多维度交互催生大算力趋势。当前 VR 一体机物理分辨率虽已达 4K, 但为保证应用的流畅性,实际渲染分辨率会下调,造成模糊感,本质上是芯片算 力不足的妥协方案。PPD 的理想状态是 60,在 100 度 FOV 下单眼分辨率要达到 4K(当前 2K)以上才会接近视网膜级别的清晰度,分辨率的上升会导致需渲染 的像素数成倍增加,给 GPU 带来巨大压力。另外,目前 VR 设备中,交互越来越 多地使用手部追踪和眼部追踪等先进技术来实现自然的交互,而这些追踪都需要 使用人工智能模型,而且随着追踪精度的增加和数据传输的速度提升,模型需要 的算力也在上升。画质提升+多维度交互推动高算力成为 SoC 的主要发展趋势之 一,例如以高通骁龙 865 为基础的骁龙 XR2 整体 AI 算力达到 15TOPS,是骁龙 XR1 的 8 倍。

市面上的头显设备几乎都采用单主控芯片方案,因此全球 AR/VR SoC 市场规模预 计将伴随整体头显设备的出货量增长而成比例提升。而观全球 VR 头显主控 SoC 市场,高配凭借在手机终端积累的技术优势,目前在 AR/VR SoC 市场占据绝大多 数份额,未来在细分领域国产替代空间巨大。

2.2.2 AR/VR CIS:单机多颗摄像头实现全方位交互

在 XR 中,更多的摄像头可以更好实现深度识别、眼动跟踪、头动跟踪等功能。 目前 AR/VR 中应用较多的摄像头主要有彩色拍照、黑白拍照、结构光、ToF、空 间定位、眼球追踪摄像头等。 Meta 于 22Q4 发布的 Quest Pro 中共用到 16 个摄像头(眼镜 10+手柄 3×2),其中15 个来自豪威,1 个来自 SONY。

依据 Wellsenn XR 预测,2024 全球 AR/VR 出货量合计将达到 2970 万台,假设平 均单台搭载 8 颗摄像头计算,未来 VR 眼镜带动的摄像头需求规模预计将达到 2 亿颗级别,XR 或将成为 CIS 企业重要的成长曲线。

2.3 DDR5 世代更迭引领新兴内存接口及配套芯片需求

内存代数常见的有 DDR DDR2 DDR3 DDR4,且每一代都不兼容,目前最新代数 DDR5 正在加速渗透。在 DDR5 内存标准下,最高内存传输速度能达到 6.4Gbps, 是 DDR4 最高传输速率的两倍。此外,DDR5 也改善了 DIMM 的工作电压,将电 压从 DDR4 的 1.2V 降至 1.1V,向着更低功耗方向演进。

根据 JEDEC 定义,在 DDR5 世代,服务器内存模组 RDIMM/LRDIMM 搭配一颗 寄存时钟驱动器(RCD)、一颗串行检测芯片(SPD)、一颗电源管理芯片(PMIC) 及两颗温度传感器(TS),此外 LRDIMM 还需要配置 10 颗数据缓冲器(DB)。 其中相较于 DDR4,SPD、PMIC 和 TS 为 DDR5 新增配套芯片,相关芯片市场规 模有望实现大幅度增长。

内存接口芯片向着更高的传输速率和支持更大的内存容量趋势发展,价值量有望 显著提升。DDR5 升级带来的内存容量从 16 Gbit 提升至 64 Gbit、内存密度提高 一倍、速率翻倍以及性能的大幅度增长,使得对 DDR5 内存接口芯片性能需求进 一步提升。DDR5 第一子代内存接口芯片支持的最高传输速率可达 4800MT/s,相 比 DDR4 最后一个子代产品提升幅度达 50%,同时,JEDEC 组织已经明确规划了 DDR5 第二子代、第三子代的产品,其最高传输速率分别可达 5600MT/s 和 6400MT/S。在未来,更高的传输速率和支持更大的内存容量将是内存接口芯片行 业发展的趋势和动力,每一代产品的升级将有望助推价值量以及价格持续增长。

DDR5 新增串行检测集线器(SPD)、电源管理芯片(PMIC)、温度传感器(TS) 配套芯片带来增量需求。其中 SPD 内部集成EEPROM、I2C/I3C 总线集线器(Hub) 和温度传感器,用以增强系统管理能力;PMIC 包含直流-直流降压转换器,线性 稳压器等器件,主要为内存模组上的其他芯片提供电源支持;TS 则主要实现对内 存模组的温度管理。

PC 市场 DDR5 升级带来接口芯片新增量。在 DDR5 时代,普通台式机及笔记本 电脑常用的内存模组 UDIMM/SODIMM 需要新增搭配一颗 SPD 及一颗 PMIC,相 关芯片的市场规模有望实现大幅度增长。另外,到 DDR5 中期,PC 端内存模组还 将新增一颗时钟驱动器(CKD 芯片)对内存模组的时钟信号进行缓冲再驱动。

3 重点公司分析

3.1 汽车电动、智能化重点公司

3.1.1圣邦股份

圣邦微电子股份有限公司成立于 2007 年,并于 2017 年在深交所科创板上市,是 一家专注于自主知识产权模拟集成电路研究、开发与销售的半导体设计公司。公 司产品类型丰富,涉及下游领域广泛,包括 25 类 4000 多款可售产品型号,涵盖 信号链和电源管理两大领域。 公司致力于研究高性能、高品质的模拟集成电路产品,注重研发投入,开发并积 累了全球先进水平的技术与产品,包括高精度运放、高速比较器、高精度 ADC、 大动态背光 LED 驱动、高效低功耗电源管理芯片等。公司的模拟芯片产品可广泛 用于于消费类电子、通讯设备、工业控制、医疗仪器、汽车电子等领域,以及物 联网、新能源、智能穿戴、人工智能、智能家居、智能制造、5G 通讯等各类新兴 电子产品领域。

在汽车领域,公司的高效锂电池充电器、超低功耗的升压 DC/DC 转换器和降压 DC/DC 转换器等产品广受汽车厂商好评。同时,公司开展针对汽车领域的新产品 研发,于 2021 年正式启动了对公司电压基准芯片的 AEC-Q100 车规标准升级, 并于今年推出了首款支持 AEC-Q100 车规标准的电压基准芯片 LM431BQ,目前 已经正式规模量产并交付用户使用。LM431BQ 支持 AEC-Q100 Grade 1 的温度 要求,可在-40℃~125℃下稳定工作,可调整电压 VREF to 36V,常温下参考电压精 度达到 0.5%,保证低噪声输出;凭借内部电路的独特设计,芯片对于输出电容的 大小没有限制,大大便利了终端客户的应用。

公司 2022 年前三季度实现营收 24.12 亿元,同比上升 57.13%,归母净利润 7.51 亿元,同比上升 66.52%。2022 年前三季度公司毛利率达到 60.10%,同比上升 5.35pcts,净利率达到 30.72%,同比上升 1.67pcts。

3.1.2 纳芯微

纳芯微电子有限公司成立于 2013 年,主营业务为高性能、高可靠性模拟集成电路 的设计、开发、生产与销售,是一家半导体设计公司。公司于 2022 年在上交所上 市,技术领域覆盖模拟和混合信号芯片,产品目录丰富,目前可提供 1000 余款可 供销售的型号。

公司主要发力信号感知、系统互联、功率驱动三大方向,并专注于围绕各个应用 场景进行产品开发,由传感器信号调理 ASIC 芯片出发,向前后端拓展并推出了 集成式传感器芯片、隔离与接口芯片以及驱动与采样芯片,形成了信号感知、系 统互联与功率驱动的产品布局,产品被广泛应用于消费电子、汽车电子、工业控 制和信息通信行业。 公司积极布局汽车电子领域,拥有过硬的车规级芯片开发能力、丰富的量产经验 和优秀的品控能力。目前公司可应用于汽车电子的产品包括集成式压力传感器芯 片、数字隔离芯片、隔离接口芯片、驱动芯片、采样芯片,并且正在对以上产品 进行车规级优化。其中,公司推出的 NSA9260 系列是满足 AEC-Q100 标准的高集 成度的汽车级压力传感器信号调理专用芯片,支持过压及反压保护,支持 0-5V 模 拟电压输出和 PWM 输出,并支持丰富的传感器诊断功能,目前已经在汽车前装 市场批量出货。

公司 2022 年前三季度实现营收 12.76 亿元,同比上升 120.38%,归母净利润 2.42 亿元,同比上升 57.14%。2022 年前三季度公司毛利率达到 51.18%,同比下降 2.88pcts,净利率达到 18.97%,同比下降 7.63pcts。

3.1.3 思瑞浦

信号链与电源双轮驱动,融合发展嵌入式处理器。思瑞浦是一家专注于模拟集成 电路产品研发和销售的集成电路设计企业。公司自成立以来,始终坚持研发高性 能、高质量和高可靠性的集成电路产品,包括信号链、电源模拟芯片和数模混合模 拟前端,并逐渐融合嵌入式处理器,为客户提供全方面的解决方案。 目前,公司的产品主要涵盖信号链模拟芯片和电源管理模拟芯片两大类产品,包 括运算放大器数据转换芯片、LDO、DC/DC 转换器、电源监控电路、马达驱动及 电池管理芯片等。产品已进入众多知名客户的供应链体系,应用范围涵盖信息通 讯、工业控制、监控安防、医疗健康、仪器仪表、新能源汽车等众多领域。公司 在 2021 年成立嵌入式处理器事业部,进行 MCU 相关产品的研发,针对同时需要 模拟产品和数字处理能力的特定应用推出各类产品,进一步丰富产品类别,为客 户提供更加全面的解决方案。2022 年第四季度,公司首款 MCU 产品已完成流片。

持续推进平台化发展,加强车规级产品业务建设。公司致力于成为一家模拟与嵌 入式处理器的平台型芯片公司,在信号链和电源管理芯片的基础上,逐渐融合嵌 入式处理器,为客户提供更加全面的芯片解决方案。2022 年,公司围绕上述发展 战略,坚定推进平台化业务布局,不断加大在车规技术与产品方面的投入,积极 参与汽车芯片标准体系建设,加强车规功能安全体系建设,推进全车规流程的产 品研发。2022 年,公司作为研究工作单位之一,积极参与汽车芯片标准体系建设, 助力集成电路产业和汽车产业的协同创新发展。同时,公司进一步加强车规功能 安全体系建设,并持续推进车规级产品研发,首颗汽车级放大器销售规模逐步提 升,首颗车规级低压差线性稳压器实现量产。目前已能为新能源汽车部分重要组 件提供全套应用方案。

3.1.4 中颖电子

中颖电子成立于 1994 年,2012 年在创业板上市。公司早期产品以 8 位单片机为 主,主要应用于家电、消费等领域。2022Q1-3 公司实现销售收入 12.56 亿元,同 比+ 14.87%;归母净利润 3.11 亿元,同比+ 15.88%;毛利率达到 46.43%,同比减 少 0.23pcts,净利率达到 24.34%,同比减少 0.25pcts。

在 BMS 领域公司布局较早,下游以笔记本电脑、平板电脑、电动工具为主。2008 年公司节能应用类相关产品即实现收入 0.16 亿元,2022Q1-3 公司锂电池管理芯片 占公司收入比重近三成。公司是国内手机品牌大厂主要的锂电池管理芯片供应商之一,技术积累达到国际一流水平,相关产品种类齐全。同时,公司将进一步完 善产品线布局,发挥 BMS+优势,有序扩充充电管理、电源管理产品品类,由工 控级锂电池管理芯片延伸到车规级应用领域。

3.1.5 赛微微电

赛微微电成立于 2009 年,是国内电池管理芯片行业的主要供应商之一。公司的 主营业务为模拟芯片的研发和销售,主营产品以电池管理芯片为核心,并延展至 更多种类的电源管理芯片,具体包括电池安全芯片、电池计量芯片和充电管理等 其他芯片。2022Q1-3 公司实现收入 1.44 亿元,同比-41.29%;归母净利润 0.25 亿 元,同比-58.72%;毛利率达到 57.90%,同比减少 5.15pcts,净利率达到 17.70%, 同比减少 7.47pcts。公司收入下滑主要受到消费需求不景气影响。

目前公司 BMIC 下游主要面向手机、可穿戴、PC、平板、电动工具、两轮电动车 等应用场景。此外公司亦凭借自身在 BMIC 领域的深厚技术积累,投入汽车 BMIC 芯片研发,有望在未来实现突破。

公司于 2022 年 3 月 4 日获准向社会公开发行人民币普通股 2,000.00 万股,每股发 行价格为人民币 74.55 元,募集资金总额为 149,100.00 万元,扣除发行费用 13,560.78 万元后,募集资金净额为 135,539.22 万元,募集资金均投入研发项目及 用作营运资金补充。

3.1.6 斯达半导

IGBT龙头企业,产品应用于众多新兴领域。斯达半导于 2005 年成立,是国内 IGBT 模块龙头企业,主营业务包括 IGBT、快恢复二极管等功率芯片的设计以及 IGBT、MOSFET、SiC 等功率模块的设计、制造和测试,产品广泛应用于工控与电机节 能、新能源、变频白色家电等领域。目前,国内新能源汽车、光伏及风电逆变器、 头部变频企业均为公司 IGBT 模块的主要客户。2021 年,根据 Omdia 数据,公司 在全球 IGBT 模块市场排名第六,是唯一一家进入全球前十的中国企业。

公司收入、利润持续快速增长。受益于行业芯片短缺,公司在工控、新能源领域 市占率快速提升,公司营收从 2017 年的 4.38 亿元增长到 2021 年的 17.07 亿元, CAGR 达 40.5%,2022Q1-3 实现营收 18.7419 亿元,同比增长 60.53%;归母净利 润规模整体保持较快的增长,从 2017 年的 0.53 亿增长至 2021 年的 3.98 亿元, CAGR 达 65.8%。2022Q1-3 实现归母净利润 5.90 亿元,同比增长 121.43%;毛利 率达到 41.07%,同比增加 6.09pcts,净利率达到 31.60%,同比增加 9.24pcts。

公司早已涉足 SiC 领域,推出涉及不同应用领域的 SiC 模块产品。2019 年 公司在机车牵引辅助供电系统推出低电感 SiC 模块,在新能源汽车行业推出 低损耗车用 SiC 模块。公司新增多个使用全 SiCMOSFET 模块的 800V 系统 的主电机控制器项目定点,车规级 SiC 模块也已获得国内外多家车企和 Tier1 的项目定点,公司 SiC 模块进入小鹏 800V 高压平台,应用于国内首款基于 800V 高压 SiC 平台量产车小鹏 G9 上。2022 年上半年,公司应用于乘用车主 控制器的车规级 SiC MOSFET 模块开始大批量装车应用,同时公司新增多个 使用车规级 SiC MOSFET 模块的 800V 系统的主电机控制器项目定点,将对 公司 2024-2030 年主控制器用车规级 SiC MOSFET 模块销售增长提供持续推 动力。

公司募投项目更是加码 SiC 芯片,向产业链上游芯片领域延伸。2020 年 12 月,公司发布公告,计划投资建设全 SiC 功率模组产业化项目,总投资 2.29 亿元,建设年产 8 万颗车规级全 SiC 功率模组生产线和研发测试中心,项目 将按照市场需求逐步投入。2021 年 11 月,公司通过非公开发行股票的方式 拟募资 35 亿,其中 5 亿用于 SiC 芯片研发及产业化项目,拟通过新建厂房、 购置设备等配套设施,开展 SiC 芯片的研发和产业化,本项目计划建设周期 为 3 年,预计项目达产后将形成年产 6 万片 6 英寸 SiC 芯片生产能力。

3.1.7 时代电气

时代电气(中国中车旗下股份制企业)的前身中车株洲电力研究所成立于 1959 年, 专注电力机车及相关产品的研究开发,是我国轨道交通行业具有领导地位的牵引 变流系统供应商。公司于 2006 年在香港联交所主板上市,2021 年科创板上市, 实现 A+H 股两地上市。

不断向产业链上下游延伸。公司主要从事轨道交通装备产品的研发、设计、制造、 销售并提供相关服务,具有“器件+系统+整机”的产业结构,产品主要包括轨道交 通电气装备、轨道工程机械、通信信号系统等。同时,公司还积极在功率半导体 器件、工业变流产品、新能源汽车电驱系统、传感器件、海工装备等领域开展业 务。其中,公司功率半导体器件覆盖 IGBT/FRD 模块、SiC 芯片及器件、整流管 及晶闸管等产品,公司 IGBT 在轨交、电网领域批量交付,2021 年市占率为全国 第一。 目前公司是全球为数不多的同时掌握 IGBT、SiC、大功率晶闸管及 IGCT 器件及 其组件技术,并且集器件开发、生产与应用于一体的 IDM 模式企业。 随着海外需求复苏,以及复工复产后带来的行业需求释放,2022 年轨道交通业务 企稳回升,新兴装备业务实现了翻倍增长,前三季度公司总营业收入达 108.76 亿 元,同比+27.56%,归母净利润达 15.63 亿元,同比+29.97%,同比增速均创下 2015 年以来的新高;毛利率达到 33.26%,同比减少 4.61pcts,净利率达到 14.47%,同 比增加 0.26pcts。

公司积极布局新兴装备业务。从营收构成来看,新兴装备业务增长迅速,2020 年 时收入占比仅 12.04%,到 2022 年前三季度占比上升至 32.45%,其中 22Q3 单季 度占比上升至 39.11%。虽然新冠疫情反复,但新能源汽车、新能源发电等领域的 市场需求旺盛,将持续拉动公司功率半导体、新能源车电驱、工业变流器、传感 器等新兴业务增长。

前瞻性布局 SiC 领域。公司 2011 年与中科院微电子所合作成立研发中心,正式开 始 SiC 半导体布局,2018 年完成了国内首条 6 英寸 SiC 生产线。目前已掌握了具 有核心自主知识产权的 MOSFET 芯片及 SBD 芯片的设计与制造技术,构建了全 套特色先进碳化硅工艺技术的 4 英寸及 6 英寸兼容的专业碳化硅芯片制造平台, 全电压等级 MOSFET 及 SBD 芯片产品可应用于新能源汽车、轨道交通、工业传 动等多个领域。 产品在地铁领域已应用落地。公司与深圳地铁集团联合自主研发的,国内首台地 铁列车全 SiC 牵引逆变器,该逆变器采用了 3300VSiCMOSFET,截止 2021 年 6 月,牵引逆变器已在深圳地铁 1 号线车辆上无故障运行 5 个月,6.5 万公里,相比 传统硅技术节能 10%以上。2021 年 12 月公司 C-Car 平台孵化了全新一代产品C-Power220s,该产品是国内首款基于自主碳化硅大功率电驱产品,系统效率最高 可达 94%。

2022 年 4 月 12 日,公司公告拟投资 4.62 亿元进行 SiC 芯片生产线技术能力提升 建设项目,建设周期 24 个月,项目建成后:将现有平面栅 SiC MOSFET 芯片技 术能力提升到满足沟槽栅 SiC MOSFET 芯片研发能力;将现有 4 英寸 SiC 芯片线 提升到 6 英寸;将现有 4 英寸 SiC 芯片线年 1 万片/年的能力提升到 6 英寸 SiC 芯 片线 2.5 万片/年,主要面向新能源汽车和轨交领域。 2022 年 8 月公司投资者关系活动记录表披露,公司目前有 2.5 万片/年的 SiC 芯片 的产能,根据公司测算,可以满足 10-12 万台车的需求。公司对 SiC 产线从技术 上和产能上做提升改进,先在原来产线的基础上与车企做验证工作,下一步会基 于改造后的情况推进产品验证。

3.1.8 中瓷电子

立足于电子陶瓷系列产品,依靠收购进军第三代半导体领域。中瓷电子于 2009 年成立,是一家专业从事无线通信、激光、消费电子、汽车电子等领域电子产品 研发、生产和销售的高新技术企业。公司于 2021 年 1 月宣布在深圳交易所中小盘 上市,2022 年 1 月公司宣布,计划收购控股股东中电科十三所氮化镓/碳化硅资产, 正式进军第三代半导体领域。

以电子陶瓷为主,产品高端化带动公司业务持续快速增长。公司产品包括光通信 器件外壳、无线功率器件外壳、5G 通信终端模块外壳、氮化铝陶瓷基板、陶瓷元 件、集成加热器等。公司的主要产品通信器件用电子陶瓷外壳,市场需求旺盛。 公司整体营业收入呈持续增长趋势,从 2017 年的 3.43 亿元增加到 2021 年的 10.14 亿元,复合增长率为 34.38%,国内销售收入的占比逐年提高。2022Q1-3,公司营 收将达到 9.99 亿元,同比增长 22.79%。2017-2021 年,公司归属于母公司的净利 润 CAGR 为 35.2%。2022Q1-3,归属于母公司的净利润为 1.23 亿元,同比增长 22.79%;毛利率达到 27.68%,同比减少 1.39pcts,净利率达到 12.28%,同比减少 0.27pcts。

依靠收购切入三代半导体优质赛道。2022 年 1 月,公司公告计划收购中国电科十 三所氮化镓通信基站射频芯片业务、博威公司及北国万众的股权,进军三代半导 体行业。2022年8月28日公司调整并购方案,拟以每股46.06元的价格发行8317.38 万股,筹资约 38.31 亿元,用于收购博威公司 73%股权、中国电科十三所氮化镓 通信基站射频芯片业务资产及负债、国联万众 94.6029%的股权。同时,公司以询 价形式非公开发行股份,筹集不超过 25 亿元资金。在支付重组相关费用后,计划 用于目标公司“氮化镓微波产品精密制造生产线建设项目”和“通信功率放大器” 项目,以及微波集成电路研发中心建设项目”、“第三代半导体工艺及封装测试平 台建设项目”、“碳化硅高压电源模块关键技术研发项目”以及上市公司或标的公 司营运资金的补充。

公司收购标的国联万众涉及 SiC 业务,占公司营业收入比重较小,未来有望持续 提升。国联万众的碳化硅业务包括碳化硅功率模块的设计、生产和销售。国联万 众负责碳化硅电源模块及其芯片的设计、制造和检测,模块封装委托给相关厂商。 碳化硅电源模块主要应用于新能源汽车、工业电源、新能源逆变器等领域。目前 已与比亚迪、智旋等重要客户签订供货协议并进行供货。2021 年,公司 SiC 相关 业务占公司总营收规模的 5.27%,未来随着公司投入增多产能提升,营收占比有 望进一步提升。

3.1.9 瑞芯微

瑞芯微成立于 2001 年,20 余年深耕智能应用处理器芯片,并于 2020 年在上交所 主板上市。公司主营业务为大规模集成电路及应用方案的设计、开发和销售,为 客户提供芯片产品及技术服务。公司主要产品为智能应用处理器芯片、电源管理 芯片及其他芯片,同时提供专业技术服务。 公司旗舰产品的通用性决定了其具有丰富的下游应用场景,在消费电子、智能物 联包括汽车电子等众多细分应用领域的下游厂商可根据需求搭建生态。公司目前 产品覆盖高、中、低端,全方位布局通用、专用型领域。 在车载处理器领域公司于 2021 年 1 月首次推出符合 AEC-Q100 的芯片 RK3358M, 目前已经应用于多个车型的液晶仪表等产品中。瑞芯微最新发布的 RK3588M 芯 片解决方案主要应用于智能汽车领域的智能座舱及 ADAS 产品领域,采用 8nm 先 进架构,四核 A76+四核 A55 八核 CPU,大核主频 2.1GHz,小核主频 1.7GHz。 具备 8K 显示/视频、原生七屏显示、6TopsNPU、QNXHypervisor、原生 2 路 TypeC、 双 16MISP+至少 12 路摄像头特性。公司 RK3568M 和 RK3588M 目前已被知名车 厂采用,整车预计在 2023 年陆续上市。

公司 2022 年前三季度实现营收 15.7 亿元,同比下降 23.68%,归母净利润 2.76 亿 元,同比下降32.35%。2022年前三季度公司毛利率达到38.47%,同比下降2.27pcts, 净利率达到 17.58%,同比下降 2.25pcts。

3.1.10 晶晨股份

晶晨股份自 2003 年成立以来,专注于泛音视频 SoC 研发,并于 2019 年在上交所 科创板上市。晶晨主营业务为多媒体智能终端 SoC 芯片的研发、设计与销售。 公司在过去的近 20 年间,不断拓展产品边界,发力家庭智能物联网大赛道,布局 汽车芯片领域,形成了丰富的产品矩阵。另外公司积极开拓海外市场,拥有丰富 的海内外优质客户资源。

公司在汽车电子领域基于原有业务在音视频领域的优势,切入车载娱乐 SoC 赛道。 公司推出的 V901D 车载信息娱乐系统芯片采用业内领先的 12 纳米制程工艺,内 置神经网络处理器、支持图形、视频、影像处理和远场语音功能,支持 AV1 解码, 符合车规级要求。目前公司产品已进入多个全球知名车企。

公司 2022 年前三季度实现营收 44 亿元,同比增长 36.1%,归母净利润 5.85 亿元, 同比增长 35.46%。2022 年前三季度公司毛利率达到 37.45%,同比下降 4.41pcts, 净利率达到 15.45%,同比下降 0.51pcts。

3.1.11 韦尔股份

上海韦尔半导体有限公司成立于 2007 年,是一家以自主研发、销售服务为主体的 半导体器件设计和销售公司。公司于 2017 年在上海证券交易所上市,主营产品包 括保护器件、功率器件、电源管理器件、模拟开关等四条产品线,700 多个产品 型号产品在多领域得到广泛应用。 公司半导体产品设计业务主要由图像传感器解决方案、触控与显示解决方案和模 拟解决方案三大业务体系构成,作为全球知名的提供先进数字成像解决方案的芯 片设计公司,公司产品已经广泛应用于消费电子和工业应用领域,包括智能手机、 平板电脑、笔记本电脑、网络摄像头、安全监控设备、数码相机、汽车和医疗成 像等领域。

公司 CMOS 图像传感器在分辨率和像素尺寸方面达到了世界领先水平。公司的 OVB0B 智能手机 CIS 具有 2 亿像素的分辨率,像素尺寸达 0.61 微米,这使公司 在开发汽车解决方案(如 ADAS 和驾驶室内监控应用)方面竞争优势显著。在汽 车解决方案中,公司推出升级版 300 万像素 1/2.7 英寸 CIS 产品 OS03B10。基于 公司先进的 2.5 微米 OmniPixel®3-HS 技术,OS03B10 提供可编程模式以及全方 位的图像控制功能,并且具有高灵敏度的正面照明,使真实的色彩在明亮和黑暗 条件下均可实现,可应用于行车记录仪及其他视频应用。OS03B10 还表现出卓越 的低光灵敏度、信噪比、全井容量、量子效率和低功耗。

公司 2022 年前三季度实现营收 153.83 亿元,同比下降 19.05%,归母净利润 21.49 亿元,同比下降 10.49%。2022 年前三季度公司毛利率达到 32.65%,同比下降 1.21pcts,净利率达到 13.85%,同比下降 5.70pcts。

3.2 AR/VR 重点公司分析

3.2.1 瑞芯微

在虚拟现实领域,瑞芯微基于自研芯片提供 VR 解决方案,可供客户用于 VR 类 产品开发。公司旗下有两款主流芯片:RK3288 和 RK3399,均满足“低于 20ms 延 时,75Hz 以上屏刷新率,1K 陀螺仪刷新率”的三大 VR 行业新标准。 瑞芯微于 2014 年推出 RK3288 芯片,主要针对较低端的入门级市场。该芯片采用 28nmHKMG 工艺;CPU 采用超强四核 Cortex-A17,主频最高达 1.8GHz;GPU 采 用 Mali-T764,支持 AFBC,并内置高性能 2D 加速硬件,支持 OpenGLES1.1/2.0/3.1, OpenCL,DirectX9.3。2016 年底,富士通联合瑞芯微发布了搭载 RK3288 芯片的 FV200 一体机,是首款智能语音控制、实现人机交互的 VR 一体机。从国内下游 VR 设备厂商来看,RK3288 芯片受到大批中端一体机厂商喜爱:Highglass 嗨镜搭 载 RK3288 芯片,具有 2D/3D 视频播放、4K 全高清、全格式视频解码等特点; Nibiru 一体机通过搭载 RK3288 芯片提升游戏性能及体验。

瑞芯微于 2016 年正式发布 RK3399 芯片,面向中高端 VR 设备市场。该芯片 CPU 采用 big.LITTLE 核心架构,即双 Cortex-A72 大核+四 Cortex-A53 小核结构,频率 最高1.8GHz;GPU采用Mali-T860,支持AFBC,OpenGLES1.1/2.0/3.0/3.1,OpenCL, 并具有高性能和可扩展性的特点。2017 年,大联大控股旗下的世平集团推出基于 RK3399芯片为核心的VR一体机解决方案。2017年2月24日,瑞芯微宣布RK3399 对应的 Linux 系统正式开源,为开发者提供源代码下载、技术文档、硬件设计参 考与开发板等支持服务。

2021 年推出的 RK3588 芯片,是瑞芯微新一代高性能旗舰 Soc 芯片。该芯片采用 8nm 先进制程,CPU 采用八核 64 位大小核架构,即四核 A76+四核 A55 结构,具 有高性能和低功耗的特点;GPU 采用 ARMMali-G610MP4,专用 2D 图形加速模块; 内置 6TOPs 算力 NPU,赋能各类 AI 场景。瑞芯微同时发布的 RK3588AR/VR 显 示模组及整机解决方案,具有高画质、高刷新率、快速响应、低延迟等特点,可 在影视、娱乐、主题公园以及博物馆等艺术展馆等场景中为消费者提供沉浸互动 式体验。

3.2.2 晶晨股份

在 AR/VR 领域,AmlogicS905D3 芯片被应用于 2020 年发布的新一代 AR 眼镜 RokidGlass2。该芯片采用 12nm 制程工艺,CPU 采用四核 ARMCortex-A55,GPU 采用 ARMMali-G31MP2,支持 OpenGLES3.2,Vulkan1.1 和 OpenCL2.0,内置 1.2TOPS 算力 NPU。此外,公司于 2022 年发布 Wi-Fi62*2,该产品是 Wi-Fi+蓝牙 的二合一集成芯片,可应用于 AR/VR、4k/8k 等场景。

3.2.3 韦尔股份

公司半导体产品设计业务主要由图像传感器解决方案、触控与显示解决方案和模 拟解决方案三大业务体系构成,作为全球知名的提供先进数字成像解决方案的芯 片设计公司,公司产品已经广泛应用于消费电子和工业应用领域,包括智能手机、 平板电脑、笔记本电脑、网络摄像头、安全监控设备、数码相机、汽车和医疗成像等领域。 今年 8 月,公司宣布了业内首款三层堆叠背照式(BSI)全局快门图像传感器。据 悉,OG0TB 具有极其紧凑的外形尺寸、优异的图像质量、超低的功耗、以及眼球 与面部追踪等特性,是市面上应用于 AR/VR/MR 和消费级元宇宙市场等应用场景 的图形传感器中最紧凑的,其封装尺寸仅 1.64×1.64mm,且在 1/14.46 英寸的光学 器件中具有 2.2μm 的像素尺寸。CMOS 图像传感器本身具有 400×400 分辨率和超 低功耗,而 OG0TBBSIGS 图像传感器,可在 30fps 的帧率下达成低于 7.2mW 的 能耗。

3.3 DDR5 升级重点公司分析

3.3.1 澜起科技

公司是一家国际领先的数据处理及互连芯片设计公司,致力于为云计算和人工智 能领域提供高性能、低功耗的芯片解决方案,目前公司拥有两大产品线,互连类 芯片产品线和津逮服务器平台产品线,采取“Fabless”运营模式。 互连类芯片产品分为内存接口芯片和内存模组配套芯片。内存接口芯片是服务器 内存模组(又称“内存条”)的核心逻辑器件,是服务器 CPU 存取内存数据的必 由通路,其主要作用是提升内存数据访问的速度及稳定性。现阶段,DDR4 及 DDR5 下内存接口芯片按功能可分为寄存缓冲器(RCD)与数据缓冲器(DB)。内存模 组配套芯片是内存模组上除了内存颗粒及内存接口芯片外的配套芯片,DDR5 标 准下,分别是串行检测集线器(SPD)、温度传感器(TS)以及电源管理芯片(PMIC)。

公司可为 DDR5 系列内存模组提供完整的内存接口及模组配套芯片解决方案,是 目前全球可提供全套解决方案的两家公司之一。 津逮服务器平台由公司的津逮 CPU 和混合安全内存模组(HSDIMM)组成。该平 台具备芯片级实时安全监控功能,可在信息安全领域发挥重要作用,为云计算数 据中心提供更为安全、可靠的运算平台。该产品主要服务中国本土市场,截至目 前,已有多家服务器厂商采用津逮服务器平台相关产品,开发出了系列高性能且 具有独特安全功能的服务器机型,涉及政务、 交通等领域及高科技企业。 其中,津逮 CPU 是公司推出的一系列具有预检测、动态安全监控功能的 x86 架构 处理器(HPC),适用于津逮或其他通用的服务器平台。目前产品为津逮 CPU 三 代,采用先进的 10nm 制程工艺,支持 64 通道 PCIe 4.0,最高支持 8 通道 DDR4-3200 内存,单插槽最大容量 6TB。其最高核心数为 28 核,最高基频为 3.1GHz,最大共享缓存为 42MB,实现了较大幅度的性能提升。旨在满足服务器 市场对 CPU 性能和安全性日益提升的需求,适用于金融、交通、政务、能源等对 硬件安全要求较高的行业。 经过多年的市场拓展,津逮服务器平台已具备一定的客户基础及市场份额,持续 的更新迭代 提高了津逮 CPU 的产品竞争力,坚持不懈的客户导入和及时的本地 服务也逐步获得客户与市场的认可。津逮服务器平台产品线 2022 年上半年实现 销售 6.90 亿元,较上年同期增长 17.3 倍。

DDR5 产品研发进度领跑,将受益于行业更新换代。2021Q4,公司研发的 DDR5 第一子代内存接口芯片成功实现量产。2022 年 5 月,公司在业界率先试产 DDR5 第二子代 RCD 芯片,目前正在开展产品的质量及客户认证等工作,预计下半年 完成量产版本的研发。同时,公司正在进行 DDR5 第三子代内存接口芯片的研 发。2021 Q4,内存接口芯片行业正式从 DDR4 向 DDR5 世代切换。在 DDR5 世 代,因行业新增相关配套芯片的需求,同时叠加内存接口芯片价值量提升的影响, DDR5 相关芯片的市场规模较 DDR4 世代将实现大幅增长。公司作为行业领跑 者,凭借自身的技术领先地位及市场优势,逐步开始受益于世代升级带来的成长 红利。2022 年 Q1-3,公司的 DDR5 内存接口芯片及内存模组配套芯片渗透率稳 步提升,助推公司营业收入和归母净利润实现大幅增长。 公司业绩持续稳定增长。随着 DDR5 内存接口芯片及内存模组配套芯片持续出货, 以及津逮CPU业务稳健发展,2022Q1-3实现营业收入28.81亿元,同比增长80.88%, 实现归属于母公司股东的净利润 9.99 亿元,同比增长 94.94%;毛利率达到 43.70%, 同比减少 5.43pcts,净利率达到 34.68%,同比增长 2.50pcts。

3.3.2 聚辰股份

公司是一家全球化的集成电路设计高新技术企业,专门从事高性能、高品质集成 电路产品的研发设计和销售,并提供应用解决方案和技术支持服务。公司目前拥 有非易失性存储芯片、音圈马达驱动芯片和智能卡芯片三条主要产品线,产品广 泛应用于智能手机、液晶面板、计算机及周边、汽车电子、工业控制、通讯、蓝 牙模块、白色家电、医疗仪器等众多领域。其中,非易失性存储芯片 2022H1 销 售占整体比重达 86.05%,为公司主要营收来源。

内存模组世代转换,SPDEEP ROM 成业务增长来源。2021Q4,内存模组正式由 DDR4 向 DDR5 转换,针对最新的 DDR5 内存技术,公司与澜起科技合作开发配 套新一代 DDR5 内存条的 SPD 产品,该产品系列内置 SPDEEP ROM,用于存储 内存模组的相关信息以及模组上内存颗粒和相关器件的所有配置参数,并集成了 I2C/I3C 总线集线器(Hub)和高精度温度传感器(TS),主要应用于计算机领域的 UDIMM、SODIMM 内存模组和服务器领域的 RDIMM、LRDIMM 内存模组, 为 DDR5 内存模组不可或缺的组件,也是内存管理系统的关键组成部分。 2022 年上半年,在 DDR5 内存技术商用的驱动下,应用于 DDR5 内存模组的 SPD 产品需求量迅速增长。作为业内少数拥有完整的SPD产品组合和技术储备的企业, 公司抓住 SPD 市场发展的机遇,SPD 产品的销量及收入快速增长,成为业绩增长 的重要驱动力。 2022Q1-3,受益于 SPD 及汽车级 EEPROM 等高附加值产品大批量供货,公司实 现营业收入 7.1763 亿元,较上年同期增长 82.89 %;归属于上市公司股东的净利 润 2.5838 亿元,同比增长 212.82 %;毛利率达到 65.20%,同比增加 30.20pcts, 净利率达到 35.30%,同比增加 14.98pcts。

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精选报告来源:【未来智库】。「链接」

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