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外重墨缴半导体行业研究：六个趋势与投资展望
一、2021－2022 年全球半导体市场投资展望及六个趋势在这篇 半导体展望及投资策略报告中，我们除了强调 全球半导体库存合理外，我们看到六个趋势如：1. 服务器芯片需求 2021-2022 年强力回归可期；2. 高单价，高成长 PCIE Gen 4.0/5.0 Retimer 时代来临；3. AMD 超威并购 Xilinx 加速使用大载板的 3D 封装异质整合；4. 疫情后的车市需 求复苏，叠加自动驾驶，电动车比例提升；5. WiFi 及游戏机的改朝换代 -WiFi 6 及 PS5/Xbox series X;6. 从国产设计及制造替代，转化到设备材料替代 － 非美控制的半导体产线即将成形，国产，日本，韩国，欧洲设备大厂将受惠。二、2021-2022 年的半导体行业的六个趋势1、服务器芯片需求 2021－2022 年强力回归可期国金证券研究所估计全球计算机半导体（服务器，桌上型计算机，笔电 x86 CPU, GPU, AI） 市场将在 2021/2022／2023 年同比增长 4%／8%／8%, 但预期整个市场应该是由在 2020 年三季度受到重大需求／库存修正（信骅三 季度营收环比衰退 19%, ＋7% y/y；Intel 服务器芯片 -17% q/q, -7% y/y; 澜起 服务器内存接口芯片－36% q/q，－25% y/y）的服务器行业需求同比增长 20% ／14%／10%所带动，这其中有 Intel 于 2021 年一季度将推出的 10nm, 8个内存通道，支援 PCIE Gen 4 的 x86 CPU Ice Lake, 以及将于 2022 年一季度将推 出的 10nm, 支援 DDR5 及 PCIE Gen 5 的芯片 Sapphire Rapids 来加持，当然 还有从 AMD 超威即将推出的 7nm/5nm EUV CPU Milan/Genoa 对标产品。中 国长城的飞腾芯片, 信骅及新唐的服务器远端控制芯片 BMC(Baseboard Management Controller)，寒武纪的 AI ASIC，英伟达的 AI GPU, 澜起的内存 接口芯片，Xilinx赛灵思的边缘运算 AI芯片所带动超过 10%同比营收的增长。而在服务器芯片库存整理之际，服务器组装大厂纬颖却看到云端客户催货， 产能供不应求，四季度营收环比增长一至二成，看起来云端服务器相关芯片需 求相对强劲（国金最新数据显示三季度数据中心资本开支环比增长 17%，同比 增 32%；服务器制造商三季度环比增 5%，同比增 9%），预期库存去化顺利， 我们重申之前预期的 2021 年一季度服务器芯片需求反弹可期待，密切关注信 骅 12，1 月营收状况，及英特尔四季度指引是否有更新，全球疫情何时趋缓让 政府及企业重启采购。当然服务器及服务器半导体市场的复苏，也会带动内存 DRAM，闪存 3D NAND 市场，以及 x86 CPU 大载板，服务器 CPU 插槽 （嘉泽），服务器 x86 CPU晶圆代工（台积电 7nm, 7nm+, 5nm），封测（通富微-AMD）市场的复苏。2、PCIE Gen 4.0/5.0 Retimer 时代来临伴随着 AI 服务器的 x86 CPU， 通往 AI GPU／ASIC 加速器的 PCI Express （PCIe）Gen 4.0 (16 Gb/s) 及 Gen 5.0 通道, 及 AI GPU／ASIC 加速器的速 度越来越快，通道数越来越多，传输数据量越来越大，PCB 板上传输信号衰减 的问题将日益严重，以 PCIe Gen4 为例，信号传输距离在一般 PCB 板上超过 15 英寸就会衰减变形，若采用 PCIe Gen5, 信号传输距离更缩短到超过 10 英寸就 会衰减变形，而在信号路径上添加 PCIe 讯号传输距离的重定时器 (Retimer) , 将信号重新整理回复原状后再传是一个较佳的方案，当然也可以用 ReDriver 信号中继器／调节器，但 ReDriver 仅能调整与稍微修正传输端上信号的完整 性，但原始信号还是损失严重， PCIe Switch 及高速 PCB 板材两者也是解决方 案，但也相对昂贵，所以我们认为未来会以 PCIe Retimer, PCIe Switch, 以及高速 PCB 板混用。Retimer 是带有数位信号处理 (DSP) 能力的高速串列/解串列 (SERDES)， 即便收到的 PCIe 信号已经与杂讯耦合，Retimer 还是能借由 DSP 功能重建干净 的 PCIe 信号，并发送改信号的副本到目的地。我们认为 Retimer 将成为未来服 务器、高速网络交换设备主机板上常见的配套方案。目前 Gen 4.0 主要有 x4, x8, x16 Retimer, 一颗 Retimer 芯片可以同时支援 4/8/16 条 PCIe 双向通道， 一颗芯片支援的通道数不同，而单价有所不同的，但 x4,x8,x16 价格不是倍数 成长，一般来说 x8 约为 x4 的 1.5 倍，x16 约为 x8 的 1.5 倍。我们初步预估 2021 年 PCIe Gen 4 retimer 配合 Intel 英特尔 2021 年一季度 Ice Lake CPU 及 AMD 超威 Milan CPU 的推出，2021 年市场需求约有 250 万颗, 以平均单价 20 美元计算，产值 TAM Total addressable market 约 5,000 万美元, 我们估 计 Astera Labs 的占有率约 60%， 而 2022 年一季度 Intel 将量产 Sapphire Rapids CPU，估计 PCIe Gen4/Gen5 Retimer 合计约有 600-800 万颗, 以平均 单价 22 美元来做测算，产值约$1.32-1.76 亿美元, Astera Labs 的占有率约占 50%上下，剩余的市场份额由谱瑞，澜起分食。 Astera Labs（前德仪团队）之前与 intel 一起制定 PCIe Gen 4.0/5.0 的规格， 也是业界第一个 (2020 年八月）量产 PCIe Gen4 retimer, 根据产业链了解，Astera Labs 在今年五月就交出第二版 Gen5 retimer 样本, 预计 2021 年一季度量产。谱瑞的 Retimer 芯片已经攻入英业达、广达，营邦等服务器 OEM／ODM 大 厂，估计 2021 年上半年出货量将可望开始开展。至于新一代的 PCIe Gen5 Retimer 产品可望在 2021 年问世，并成为 2022 年或 2023 年的增长 新动能。 澜起已完成 PCIe 4.0 Retimer 芯片的工程样片的流片，2020 年上半年 已送样给潜在客户和合作伙伴进行测试评估，根据潜在客户和合作伙伴 的反馈正在对芯片进行设计优化，预计 2020 年下半年完成量产版本芯片 的研发， 2021 年应该能够量产出货, 估计 2021 年能有 5-10%及 2022 年 10-15%的份额。这对澜起 2021/2022 年营收的贡献可能有 3%／6%。3、AMD 超威并购 Xilinx 赛灵思－3D 封装异质整合时代加速来到当摩尔定律趋缓，把不同制程工艺节点的逻辑及存储芯片透过异质封装堆 叠整合在一个半导体大载板，将是提高性能，减少耗能，缩小芯片面积，增加 良率，降低成本的绝佳解决方案。最早执行小芯片大载板架构的产品是 Xilinx 的 FPGA， 利用台积电的 CoWoS (Chips on Wafer on Substrate) 封装技术完 成 3D 封装，接着是 AMD 7nm 的 Rome CPU 利用通富微的封装技术将 8 个 7nm 64mm2 大小 CPU 核心芯片跟一个 14nm 的北桥控制器封装成一个 75.4x 58.5mm2 的 8 核 CPU芯片。而在 AMD 超威在两三年内拿下英特尔近 6.6%服务器及 20%笔电/桌机 CPU 份额后，公司于 2020 年 10 月 27 日宣布以 350 亿美元，或以 1.7234 AMD 超威股票换一股 FPGA 龙头 Xilinx，不同于英伟达宣布以 400 亿美元收购 ARM 的案子是美国公司买英国/日本技术，而且超威曾与中科曙光合资设海光 微电子，海光集成电路，与中国大陆科研机构友好，所以这次并购，中国商务 部通过的机会较高。那为何 AMD 超威要买 Xilinx呢，对其影响为何？ AMD 超威把数据中心及基地站边缘运算所需要的 FPGA 芯片设计技术补 足，否则 Intel 要是将 CPU跟 FPGA 透过系统封装整合成单芯片，这会让 Intel 独占边缘运算推理的市场 (CPU+推理加速器)； 我们预估 Xilinx 事业明年将贡献超威近 34 亿美元营收或 31%的营收，及 贡献 47%的 Non-GAAP 获利 ； 未来五年将摊销数百亿美元购买价跟 23 亿美元账面价值的庞大差异－商 誉及专利权价值，而影响 US GAAP 获利； 超威要增发 4.25 亿股, 或摊薄现有股东 34%来并购 Xilinx, 因为其 18 亿美 元在手现金明显不足。 超威将掌控更大的订单量，从晶圆代工厂台积电，及封测厂日月光，通富 微电来获取价格较低的产能。当然英特尔也不甘示弱， 透过其 EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge) 讯号连接技术及 Foveros 封装技术, 来推出各种小芯片(chiplets) 大载板 架构的 FPGA 产品(FPGA+HBM DRAM) 产品 Agilex，及 CPU 产品，如 2022/2023 年将推出的服务器 Eagle Stream 平台的 10nm ++ Sapphire Rapids 及 7nm Granite Rapids CPU ，及整合 8颗250mm2 7nm GPU 核心的 Ponte Vecchio 云端人工智能运算训练用 AI GPU (75.5mmx49mm=3696mm2), 还是 直接在一个大板上整合两颗Sapphire Rapids 及 6 颗 AI GPU Ponte Vecchio； 未来也有可能整合 CPU+FPGA+HBM 高频宽存储器来加速边缘运算的推理， 这些改变都是利好于系统芯片封测设备大厂 Teradyne，先进封测（台积电，英 特尔，三星，日月光，长电）及 ABF （Ajinomoto Build-up Film）大载板行业 及其龙头厂商 Ebiden, 欣兴 Unimicron, 南亚电路板 Nanya PCB。ABF 树酯载板是由英特儿所主导的材料，适合高脚数，细线路，高传输，耐高温 x86 CPU 封装，我们期待未来五年大载板层数增加，面积加大，良率变差，价格增长可 期。4、疫情后的车市需求复苏，叠加自动驾驶，电动车比例提升归因于新冠肺炎疫情，今年全球车商营收同比衰退超过一成，而其中以汽 油车大厂日本日产，美国福特，意大利的菲亚特同比衰退近两成较为严重，但 国内电动车大厂比亚迪及全球电动车龙头特斯拉反而同比增长超过 20 个点。 虽然欧美地区第二波疫情仍在扩大， 但解封地区因重启生产线及越来越多的消 费者想要保持社交安全距离而减少搭乘公交车，出租车，捷运地铁，反而造就 自用车销量回升，三季度全球车商营收反转，环比增长从二季度的－26%到三 季度的 56%增长，同比增长从二季度的－36%到三季度的 -1%。我们认为明年在新冠肺炎疫苗逐步推出后，全球汽油及电动车需求将全面 回升，车商营收同比增长将达到 10-15%，而全球电动车持续增加份额对 Power MOSFET, IGBT, SiC (主要用在 DC/AC inverter 直流电转交流电逆变器), GaN（主要用在 DC/DC 及 AC/DC converter 整流器） 半导体电力功率分立器 件的需求将大幅提升，还有辅助驾驶进化到 SAE 3, 4 ,5 自动驾驶（特斯拉最近 已经对部分使用者提供 SAE 4.0 全自动驾驶 Beta 软件更新，让其车子能够具 备在交通灯、停车标志被控制、功能的基础上强化，并可以让 Tesla 车辆在交 叉路口实现自动转弯, 未来各种自驾车在 AI，MCU，CPU， GPU／FPGA／ ASIC，感测器，毫米波雷达，光达，摄像头 CIS, WiFi, 蓝牙, 有线网络，电源 管理 PMIC, 存储器半导体的需求带动下，国金证券研究所估计全球车用半导体 市场将从 2020 年的同比衰退 8%，到 2021－2025 年的复合增长 15－20%。车用半导体增值篇：不同于手机半导体市场 2020/2021 年同比增长超过手 机出货同比增量，主要是因为每只 5G 手机所用到的半导体价值是 4G 手机半 导体价值的 2 倍以上， 每部 SAE Level 5 自动驾驶电动车所用到的半导体价值 可能是 2020 年人驾汽油车半导体价值的 10 倍以上，我们初估最基本的 Power MOSFET 就需要 10 倍以上增量，摄像头，CIS，雷达传感器，MLCC，电源管 理芯片要五倍增量，还有 2 倍的传感器 Sensor，更不用说大量的射频功率放大 器，有线通讯，人工智能，及多种电力功率芯片，这将是带动未来 20 年全球 车用半导体市场 10%复合增长率，每车半导体价值从 2020 年不到 3%的比重， 逐年拉高的主因，即使未来 20 年全球汽油车/电动车出货量同比增长 < 5%。 电动车可能将再次拉动高阶 MLCC 需求：电动车需要 5 倍 MLCC 的增量， 2021／2022 年电动车重启增长应该会大幅改善 MLCC 的供给过剩，减少 市场库存，稳定价格，让 MLCC 行业逐步复苏，我们建议重点关注中国大 陆的风华高科及三环集团，台湾地区的国巨，华新科，美国的 Vishay, 还 有日本的 Murata，太阳诱电等 MLCC 龙头大厂。5、WiFi 及游戏机的改朝换代－WiFi 6 及 PS5/Xbox series X不同于 5G 是以数倍的传输速率改朝换代，WiFi 6 是在 2019 年发布规格， 使用 IEEE 802.11ax, 最高传输速率达 9.6Gbps, 仅高于上一代 802.11ac 的 6.9Gbps，但其有低延迟性，多人多工，低功耗，涵盖范围广，多设备连接 （OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access 正交分频多重存取 可以让多个用户可同时传输数据，解决延迟的问题）等优点来与 5G 手机搭配， 虽然在室内网络使用 5G 个人热点方式可以替代 WiFi， 但 5G 个人热点会大量 使用 5G 频宽，这是运营商所不乐见而会提高基本使用费的。由此可见，WiFi 技术在 5G 时代不旦没有式微，反而变得更加重要，由 Gartner 所发布的 2019 年及以后的十大无线技术趋势中也可见，WiFi 位居榜首。而 Strategy Analytics 报告则指出，WiFi 6 产品出货量从 2020 年至 2024 的年复合增长率高达 57.8％，渗透率亦由 2020 年的 16.6％上升至 2024 年的 81％，WiFi 6 模组价 格亦高出 WiFi 5 的 1.5 到 2 倍。目前 WiFi 6 已经陆续安装在笔电，桌机，手机，平板电脑，路由器外，除 了基带芯片外，也需要整合 PA 功率放大器，LNA 低杂讯放大器，及 SW 天线 开关的射频前端模组，重点关注受惠厂商主要有高通（基带），博通（基带，射 频前端芯片），联发科（基带），瑞昱（基带），立积（射频前端模组），乐鑫 （WiFi6 iot 基带，射频前端模组），博流智能（WiFi6 iot 基带），康希通信（已 经有 WiFi 6 fem-路由器端）。PS5 与 Xbox Series X 的 CPU 都采用了 AMD 目前最新一代 Ryzen “Zen 2” CPU。以 8 核心 3.5～3.8GHz 的规格来看，大概介于 PC 上的 Ryzen 7 3700X 与 3800X 之间。以目前市场电脑配备来看，已经算是中阶以上的规格 了。这比当年 PS4 与 Xbox One 上市之初 CPU 效能就已经落后的状况不同， 应能带给 PS5 与 Xbox Series X 一个更好的起跑点。跟 CPU 一样，PS5 与 Xbox Series X 的 GPU 都采用基于 AMD RDNA 2 架构所打造的客制化 GPU。该架构是目前个人电脑最新 Radeon RX 5000系列 GPU 产品的第 1代RDNA 架构改良而来。最大的特色在于首度在 AMD GPU 导入硬体加速光线追踪处理功能，来模拟真实光线的反射，折射，及透射， 类似于 NVIDIA GeForce RTX 系列的「RT 核心」。Xbox Series X 光线追踪的 运算效能为每秒 3800 亿个交点。如果改以着色器软体运算，得耗费多达 13TFLOPS 的效能，也就是说即使耗尽整个 GPU 的效能都不够。因此在导入 此一硬体加速器后，整个 GPU 的效能等同 12+13 = 25TFLOPS。PS5 的 RDNA 2 GPU 配备有 36 组 CU ( Control Unit 运算单元），每组 CU 内含 64 组串流处理器，36 CU 包含 2304 组串流处理器。采用变动运作时脉，在最高时 脉 2.23GHz 下可提供 10.3TFLOPS 的浮点数运算效能，约当于 AMD RDNA 架构最高阶的显示卡 Radeon RX 5700 XT 超频版，存储器频宽刚好也相同 （448GB/s）。Xbox Series X 的 RDNA 2 GPU 配备有 52 组 CU 共 3328 组串 流处理器，运作时脉固定为 1.825GHz，因此可提供 12TFLOPS 的浮点数运算 效能，稍高于 PS5 的 10.3TFLOPS，比目前所有 RDNA 架构显示卡高。今年新游戏机索尼 PS5 及微软 Xbox Series X推出的最大赢家，应该首推 独家 8 核心 Zen 2 CPU 及 RDNA 2 GPU 图形处理器的供应商 AMD, 及提供 7nm 制程工艺的晶圆代工厂台积电，负责超威 AMD CPU/GPU 封测的通富微 电. 国金证券研究所预期 到 2021 年底之前 PS5 销量应该会超过 1500 万台， Xbox Series X/S 超过 700 万台， 2022 年达到全球销量高点。6、从国产设计替代，制造替代，到设备材料替代－非美产线的时代来临自美国 Trump 政府以美国技术封锁中兴通讯，华为，中科曙光，海光，海 康，大华，科大讯飞，旷视，商汤，美亚柏科，依图，颐信科技, 云天励飞，维 逸测控，烽火科技，精纳科技，达阔科技，中云融信科技，奇虎 360 科技，云 从科技，东方网力科技，深网视界，银晨智能以来，我们看到了国产芯片的设 计替代进行式，尤其是国内系统厂商，从此倾向采取非美替代策略，其顺位以 中国大陆半导体设计为优先，然后是中国台湾，韩国，日本，最后是欧洲。这 也将造成高通, Skyworks, Qorvo, Broadcom，德仪，镁光在中国大陆市场的份 额逐季减少，但联发科，瑞昱, 稳懋，三安，卓胜微，圣邦，三星，海力士的份 额反向增加, 虽然这对整体市场同比增长不会有影响，但对国内及非美半导体增 长有正面的帮助。就台积电及中芯国际过去十多年美国及中国大陆客户占比变 化而言，尤其在中美技术封锁战恶化后，中国大陆客户占比都有明显提升。但 自从美国商务部于 2020 年 9 月 15 日进一步对海思进行全封锁以来，连使用美 国半导体设备的台积电，中芯国际都不能帮海思生产半导体芯片，我们估计从 2020 年四季度开始，台积电及中芯国际的大陆客户占比将大幅下降，国产设计 替代逐步转化成制造替代。但好景不长，接着美国商务部工业安全局于 9 月 25 日发出信件给中芯国际 的关键设备及材料供应商，并要求各供应商要取得许可执照才能出货给中芯国 际，我们梳理出一些影响。 9/25 号前已下单的设备订单，大部分将陆续交货，但 6-9 个月后将无法采 购美国半导体先进制程工艺设备，尤其是美国半导体设备全球占比较高的 CMP 化学机械平坦化抛光（>70%）, Ion Implantation 离子植入设备 (>70%)，CVD 化学沉积（Lam 加 Applied Materials 合计超过 50%）， Etch 刻蚀机（Lam 加 Applied Materials 合计超过 70%），Epitaxy 外延设 备（>90%）, 及 PVD 物理薄膜沉积被应用材料主导（>85%），我们因此 估计中芯 14/12/7-8nm 产能在无法拿到许可执照下，短期将无法超过月产 能 30,000 晶圆； 在中芯将今年资本开支从 67 亿美元下修到 59 亿美元后，我们估计其 2021 年资本开支将大幅下修到不到 40 亿美元，未来几年折旧费用将大幅 下修，毛利率将比现在的 20%以下明显改善，整体获利反而可能还中性偏 正面。 跟华为处境不同，因美国没有掌控半导体材料技术，中芯国际未来五年营 收复合增长率将从之前预估的 18% (量的复合增速约 10-12%，价格约 5- 6%), 下修到 0-4% (量的复合增速约 0-2%，价格约 0-2%)。 美国 EDA 工具, 设备耗材 (可建立 2-3 年库存)，成熟制程工艺二手设备及 零组件取得, 及维修问题不大，大硅片，各种化学材料应该都可以采购非 美产品或通过各种渠道取得。 虽然中芯目前只是扩产受阻，但中芯若被美国商务部工业安全局进行类似 华为的全封锁，台积电，联电，世界先进，华虹（中芯在 8”有 13-15% 份额，12”成熟制程有 10%份额，12”先进制程有 1-2%份额）将明显受 惠。我们认为未来 5-10 年中芯国际, 华虹，长江存储，合肥长鑫应该会提 高每个 non-critical 非关键制程步骤国产设备, 材料占比从 5-10%, 到 30% 以上，当然非美半导体设备供应商在中国的地位将更为重要。如果拜登政府上台而没有改变美国商务部安全局对中芯国际的关键美国设 备及材料供应商所发出的禁令，我们估计从 2021 年下半年开始，中芯国际将 无法继续扩产，国产制造替代将转化成国产半导体设备及材料替代，不管是中 芯国际还是台积电的内部计划或是华为的塔山计划，将可能在五年之内，透过 部分国产，日本，韩国，中国台湾，欧洲设备及美国二手设备，组成 8“的特殊 制程及 12”的成熟制程（90nm-40nm）的不受美国商务部安全局管制的半导体 产线。我们因此建议重点关注中国大陆的中微半导体 (Etch)，北方华创（PVD, CVD, ALD, Etch），沈阳拓荆 (CVD), 万业企业 (Ion Implantation)，华海清科 （CMP）, 屹唐（去胶及退火设备），日本的 Ulvac (PVD)，东京电子(CVD, 原 子沉积，涂胶显影机，Etch, 退火，控制检测) ，Dainippon Screen （清洗设 备），Hitachi-High-Tech (去胶设备，控制检测)，Advantest 爱德万（芯片测 试），及韩国的 Jusung Engineering, PSK Korea。三、半导体产业篇1、晶圆代工业－5G、游戏机，服务器、车用半导体，苹果 M1在国内 5G 手机超过 1.2 亿支，渗透率超过 60%，全球 5G 手机超过 2 亿 支，渗透率超过 18%，海思及部分系统厂商大建半导体库存，新冠病毒疫情大幅驱动 LCD TV, 笔电，Chromebook, 游戏机等消费性电子产品需求，及 8“晶 圆代工涨价，电源管理及大尺寸驱动芯片缺货，台积电帮 AMD 做晶圆代工抢 下近 20%英特尔笔电/桌机及 6.6%服务器 CPU份额，晶圆代工业在 2020 年同 比增长 28%，优于全球半导体逻辑芯片行业的 11%同比增长，主要系由台积 电的 31%同比增长所拉动。但在 5G 手机（预期 2021 年国内 5G 手机渗透率超过 80%，全球 5G 手机 同比倍数增长超过 5 亿支，渗透率有机会超过 40%，2022 年全球 5G 手机渗透 率有机会超过五成），游戏机（AMD 7nm CPU／GPU 供货可望舒解放量）， PCIE Gen 4.0/5.0 (从 2021 年的 250 万颗到 2022 年的 600-800 万颗芯片), 及 WiFi 6 的需求持续发效下，还有预期政府及企业端服务器（预期全球服务器市 场同比增长达二成）及车用功率及自驾车半导体（预期全球车用半导体市场同 比增长超过一成）的全面复苏下，但加上疫情趋缓造成 LCD TV, 笔电， Chromebook 的需求也趋缓，及海思／华为卖长达半年以上的手机及芯片库存 而无法下新晶圆代工订单的混合冲击下。国金证券研究所估计全球晶圆代工市 场将于 2021/2022 年的同比增长 9%/13%，归因于中芯国际从 2021 年下半年 开始将无法采购美国半导体先进制程工艺设备而扩充产能，并估计国内晶圆代 工生产销售额将于 2021/2022年的同比增长趋缓达 8%/7%，自给率从 2019年 的 20%，缓步下降到 2021/2022 年的 17%/16%。 台积电将持续拉高资本开支：为了能满足苹果笔电自制笔电用 CPU 芯片M1，超威 7nm 游戏机 CPU/GPU，7nm 笔电 CPU/GPU，7nm EUV/5nm 服务器芯片的需求，及英特尔 7nm AI GPU Ponte Vecchio 及 7nm Granite Rapids CPU的外包产能需求，还有苹果，高通及联发科的 7 纳米 EUV, 5 纳米 EUV 的 5G 应用处理器／基频芯片的需求，我们估计台积电将持续提 高资本开支从 2020 年的 170 亿美元到 2021/2022 年超过 200 亿美元，这 样 2021／2022 年的 capex to sales 一口气从 2020 年的 37%拉到 2021/2022 年的 40%左右。加上我们预估台积电晶圆代工价格每年以 3-5% 同比增长率（2019 年平均单价同比增长达 8%，2020 年同比增长 6%）逐 步提升，除了预估台积电明年因今年营收基础较高，营收同比增长仅 9% 外，我们预期台积电将上修其未来五年营收复合增长率从过去的 5-10% 调 整到 10-15%。而因为先进制程工艺晶圆代工价格每年增长，加上摩尔定 律微缩速度（每片晶圆因微缩而增加芯片数量的增幅）慢于晶圆代工涨价， 我们预期同大小芯片代工成本也会逐年增加。 中芯国际扩产受限：虽然中芯国际于 2020 年三季度帮海思量产最后一笔 14 纳米制程订单，让公司上修全年营收同比增长从 20%到 23-25%， 14/28nm 营收占比从二季度的 8%占比拉高到三季度的 14.6%，或 14nm 从二季度的 1-2%到三季度的 8-9%，但在中芯失去海思高单价大单，折旧 费用持续提升，又没有新型游戏机及苹果 5G 芯片来补，中芯四季度营收 （10-12%环比衰退）及毛利率（从三季度的 24%，下滑到四季度的 16- 18%）指引明显低于台积电，联电，华虹及世界先进的环比增长 1－6%的指引。加上美国商务部对中芯的关键设备及材料供应商管制的变数，我们 估计中芯明年资本开支将低于 40 亿，后年可能会低于 20 亿美元。明年产 能扩充不易，材料耗材缺货都会让公司营收同比增长困难，未来两年营收 增长率已经下修到 0-4%或更低。 华虹营收趁势而起：因为中芯国际受限于扩产，预期华虹将趁势而起，华 虹四季度营收指引为 2.69 亿美元（6%环比增长，11%同比增长），明显优 于对标公司台积电，联电，及世界先进的 1－3%环比增长指引及中芯国际 的 10-12%营收环比衰退指引，我们归因于华虹对 8“晶圆代工新订单涨价 10 个点及分立器件需求明显回升。三季度 12“晶圆代工月产能持续拉升到 14,000 片（从二季度的 10,000 片），及季度出货持续增加到 40,000 片 （从二季度的 22,000 片），但因 12“代工毛利率持续恶化到 －18%（从二 季度的－13%）， 我们认为华虹会持续有毛利率下修的压力。受到欧美工 厂逐步复工，电力功率需求回升，华虹的海外车用功率半导体，车用模拟， 及 MCU 客户营收指引逐步改善，其海外重点客户如 STMicroelectronics, OnSemi, Microchip, Alpha&Omega, Diodes 其四季度营收指引都高于市场 预期近 3-9 个点。 世界先进及联电将受惠于 8”复苏，涨价可期：归因于 5G 手机对 6-7 颗电 源管理芯片需求是 4G 手机的两倍，加上疫情所带动的远程教学，远端会 议，线上游戏对笔电，Chromebook, OLED/LCD TV 的应用，增加大尺寸 驱动芯片对 8“晶圆代工需求的增加，还有车用电力功率半导体芯片，屏下 指纹芯片对 8”晶圆代工的需求，晶圆代工业者像世界先进及联电在产能扩 充不易的状况下，开始对于新增的 8“订单涨价 10%上下，毛利及营业利润 率改善可期。2、逻辑封测业－复苏延续，关注库存变化虽有疫情干扰，但是 2020 年逻辑封测行业如期强力复苏。因疫情部分供 应链中断之后零组件和终端厂商提高库存水平以保障供应链安全，叠加终端需 求方面，在家办公和娱乐的需求提升了笔电、桌机、平板电脑和游戏主机等相 关半导体需求，海思紧急订单拉货，手机厂商为争夺华为市场份额增加备货， 5G 基础设施建设等因素使得封测行业延续 2019 年三季度开始的复苏态势，前 三季度龙头厂商营收同比较大幅度增长，长电科技可比口径同比增长 33%，通 富微电增长 23%，华天科技略衰退 3%, 日月光增长 12%, Amkor 增长 28%。 2021 年手机市场预计复苏，5G 手机渗透率持续提升，服务器市场经过调整之 后重回增长轨道，全球 5G 基站建设全面展开，在终端需求全面回暖的背景下， 我们预计 2021 年逻辑封测行业延续高景气度。 封测设备显示需求持续旺盛：从封测设备看，全球最大封测设备厂 ASM Pacific 的数据也显示封测需求持续旺盛的复苏信号。受益于在家办公的转变、5G 基础设施的建造和以服务器为代表的 HPC 需求驱动，集团 BB 值 连续四个季度高于 1.0，显示封测设备订单需求的强劲。而大多数时候具 有领先意义的物料分部的新增订单金额仍然维持高位，同比大幅增长。从 具有先导指标作用的设备角度看我们认为逻辑封测行业高景气度或将延续 到 2020 年。5G 渗透率提升增加射频封测和 SiP 需求。5G 手机相比 4G 手机支持频段 数量增加，同时考虑到 5G 手机将继续兼容 4G、3G 、2G 标准，因此 5G 手机 的射频前端相比 4G 复杂程度将大大提高。根据 Qorvo 数据，相比 4G 手机， 5G 手机中的滤波器将从 40 个增加至 70 个，频带从 15 个增加至 30 个，接收 机发射机滤波器从 30 个增加至 75 个，射频开关从 10 个增加至 30 个。根据 Yole 预测，射频前端整体市场规模将从 2019 年的 152 亿美元增长到 2022 年 的 254 亿美元，复合年增长率达到 11%。2020 年毫米波版本 iPhone 12 采用 SiP 集成毫米波天线，我们预估随着毫米波方案的成熟，兼容毫米波和 sub 6G 方案的终端设备渗透率提升，Yole 预测到 2025 年因 AiP 新增 14 亿美元射频封 测需求。 海思制裁对国内封测行业的影响：海思加速非美替代是这一轮 IC 产业链 特别是封测产业加速国产化的重要原因，2020 年上半年海思营收 52 亿美 元，同比增长 49%，是全球排名第十的半导体公司。国内封测企业如长电 科技是海思封测订单转移的最主要受益者，我们预计 2020 年海思订单占 长电科技收入的 15%，我们认为海思不仅给国内封测企业带来订单，同时 是先进封装技术的重要需求者，与国内企业一起做工艺改进和技术提升， 缩小与海外企业在封装技术上的差距。对海思的制裁，市场洗牌，不仅使 得国内封测厂为海思配套建设的产能出现暂时性空闲，更将暂时抑制对先 进封装技术如 Fan-out 的需求，这多少会对封测行业影响未来两年数个点 的营收同比增长。 AMD 份额继续扩张，封测厂受益：AMD 在 2019 年推出基于台积电 7nm 制程和 ZEN 2 架构的 PC 处理器和服务器处理器，相比英特尔 14nm 制程首次实现了制程领先；而随着 2020 年 ZEN 3 架构桌面平台、2021 年 ZEN 3 笔记本平台的推出以及 2021 年 AMD 的 5nm 制程量产，我们认为 2021 年 AMD 在在架构和制程上相比采用 10nm 制程的英特尔产品仍将维 持领先优势。如果台积电的 2nm 先进制程取得突破，在 2024 年能实现正 式量产，我们预计与台积电合作的 AMD 在未来相当长时间内相比英特尔 都将保持制程领先，从而帮助 AMD 的服务器 CPU 市场份额有望从 2020 年的 10%左右提升至 2022 年的 20%-25% ，笔电和桌机 CPU 市场份额 有望从 2020 年的 18%-20%提升至 2022 年的 25%-30%，通富微电作为 AMD 主要的封测供应商，2021 年仍将受益于 AMD 市场份额的提升，但 长期风险是预期台积电在代工 AMD 5nm 的 Genoa 或 3nm 的 CPU，也 会透过 CoWoS 的封装方式将 AMD 的 CPU直接封装。 台积电强化封测端布局，封测、晶圆代工协同趋势明确：随着芯片制程微 缩难度增大，通过晶圆级封装及 2.5D/3D 封装等先进封装方式增加芯片晶 体管密度效果立竿见影。台积电在 2020 年 8 月底推出封装技术服务 3DFabric，其分为两个部分，一方面是“前端”芯片堆叠技术如 CoW （片上芯片堆叠，chip-on-wafer）及 WoW (多晶圆堆叠，Wafer-on- Wafer)， 另一方面是“后端”封装技术，例如 InFO（Integrated Fan-Out)）和 CoWoS（Chip-On-Wafer-On-Substrate）。台积电的封装技术可以结合在 同一产品中，通过同时实现前端和后端封装，制造出新的产品类别，使客 户能够以微型芯片系统的方式设计其产品，以提供相对于设计较大单芯片 的在上市时间、效能和效率、尺寸和外观、良率和成本上的关键优势。产 能投放上，台积电预计总投资 720 亿元的竹南先进制程封测厂预计 2021 年第一期厂区运转，最快 2022 年量产。由于立体封装为代表的先进封装 需要使用晶圆代工后端设备，因此无论从资本投入还是对设备工艺理解的 角度，晶圆厂相比 OSAT 都更具有优势。而从国内来看，长电科技和中芯 国际加强协同也是顺应封装在提升芯片性能上发挥更重要作用的趋势。 关注终端库存变化：2020 年下半年由于手机厂商争夺市场加大备货量， 封测厂为应对下游旺盛需求库存也有所增加。虽然目前行业库存仍然位于 健康水平，但是由于终端需求增长相对稳定，假若 2021 年由于疫情等因 素终端需求不及预期，由于从终端厂，到半导体器件厂再到上游的封测厂 的库存叠加效应，届时增加的行业总库存或许会需要更长时间消耗。受惠于摩尔定律趋缓带动服务器芯片的小芯片架构来驱动台积电及英特尔 更多 3D IC 封测, 载板需求，半导体客户持续上行周期，国产半导体替代的一 条龙模式， 5G SiP/AiP, 游戏机，PCIE Gen 4.0 Retimer, UWB, WiFi 6，屏下 指纹，TWS，AR 眼睛的新封测需求，但加上疫情趋缓造成 LCD TV, 笔电， Chromebook 的需求也趋缓，及海思／华为卖长达半年以上的手机及芯片库存而无法下新晶圆代工订单，还有中芯国际扩充不易让下游封测厂无法雨露均沾 的多重影响下。国金证券研究所估计全球逻辑封测市场将于 2021/2022 年的同 比增长 15%/10%，并估计国内逻辑封测生产销售额将于 2021/2022 年的同比 增长 18%/13%，全球份额从 2020 年的 21%，缓步提升到 2021/2022 年的 22%。3、存储器行业－全球复苏待服务器行业反转受惠于全球 5G 市场渗透率持续增加，全球政府机构及企业（私有云）在 明年疫苗大量施打及疫情趋缓后，重启服务器的资本开支，全球存储器库存月 数逐步合理化及存储器库存同比落底反转下，我们预期存储器行业 2021 年二 季度，存储器价涨量增逐步复苏，但在 2021 二季度明显复苏之前，我们还是 必须持续观察存储器大厂的 DRAM/3D NAND 库存月数 (3.9 个月)， DRAM/ 3D NAND 模组库存月数（3.4 个月），NOR， SLC NAND／mask ROM 库存月 数（3.8 个月）是否能够持续降低，存储器厂商的资本开支同比及占营收比是 否反转，目前各存储器 DRAM 内存，3D NAND， SLC NAND，NOR 四季度 现货价已经持稳止跌，但合约价还在小幅修正。我们预期存储器行业从 2021 年二季度开始需求及价格全面上涨，加上国 内存储器晶圆制造大厂陆续量产，国金证券研究所估计全球存储器市场将于 2021/2022 年的同比增长 13%/15%，并估计国内存储器芯片生产销售额将于 2021/2022 年的同比大幅增长 146%/108%，存储器芯片自给率预计将从 2020 年的 3%，快速提升到 2021／2022 年的 7/12%。 国内存储器资本开支越显重要：从市调机构 TrendForce 预期 2021 年全球 DRAM 大厂会同比减少资本开支达 3%到 195 亿美元，全球 NAND 大厂会 同比增加资本开支达 15%到 243 亿美元，我们认为未来两年 DRAM 会比 NAND 现货及合约价格更稳定，DRAM 供需会比 NAND 更紧俏，值得关注 的是长江存储明显比合肥长鑫更积极扩产，我们预计其更快达到 2021 年 底的 85,000 片月产能。我们归因于长存的 3D NAND 技术发展无疑， Xtacking 3D NAND 技术领先，而长鑫的 1X 19nm DRAM 技术来源仍有争 议。 国内存储器扩产，利好于设备，封测，模组，洁净室总包设计：虽然我们 预期国内 3D NAND 大厂长江存储及 Mobile DRAM 大厂合肥长鑫短期内因 设计及晶圆制造技术工艺的差距与庞大的折旧费用而无法获利，但不同于 晶圆代工行业时时刻刻在等待半导体设计客户的下单，客户常常更改芯片 设计，客户要求降晶圆代工价才会转订单，话语权都在 IC 设计客户手上， 而国内存储器大厂都会掌控自我研发设计及先进制程工艺的叠代演进， 重 复制造高标准化的产品，透过大量制造来改善良率，话语权在自己手上。 所以我们比较看好中国大陆存储器行业未来 20 年扩产后所学习到的竞争力 及庞大资本开支的投入，这是利好于设备（中微，北方华创），存储器封测 （紫光宏茂，太极实业，通富微电，沛顿），模组（紫光存储），还有洁净 室总包及设计的十一科技／太极实业，我们目前初步估计 2022-2025 年国 内存储器行业的资本开支是数倍于逻辑晶圆代工行业的资本开支， 2024- 2025 年国内存储器行业的营收是 > 2 倍于逻辑晶圆代工行业 。4、半导体设备及材料行业－国产化持续深化随着大尺寸驱动芯片，电源管理芯片，及电力功率芯片所带动的 8“晶圆代 工供不应求，5G 手机及基地站，游戏机，服务器，笔电，矿机，人工智能所带 动的 5nm/7nm 制程需求激增，2020 年下半年全球半导体设备同比全面复苏， 从 2019 年的同比衰退 8%，到 2020/2021/2022 年的同比 19％/10%/11% 增长。 但就美国半导体设备月营收而言，同比头部出现在 2020 年 9 月份的 36%增长， 明显高于 SIA/WSTS 公布全球半导体行业的同比营收增长 5%，我们归因其差 异为 1. 车用，工业用功率半导体今年衰退近 10 个点，抵消部分全球半导体营 收增长动能，但其很少用先进制程，影响美国半导体设备营收不大。2. 中美技 术封锁战延烧，让中芯国际及华虹提前加速采购美国关键半导体设备及材料。不同于全球半导体设备是由晶圆代工业拉动的复苏，明后年国内的设备业 是靠着存储器晶圆制造大厂陆续扩产而受惠，但中芯国际的扩充暂缓，国金证 券研究所估计国内半导体生产销售额将于 2021/2022 年的同比增长 35%/33%， 半导体设备自给率预计将从 2020 年的 15%，提升到 2021／2022 年的 17%/20%。 长江存储新一轮设备招标持续推进，设备国产化率持续提升。根据中国国 际招投标网的数据，其中 8 月至今长江存储拟中标的本土企业：中微公司 （12 台刻蚀机）、北方华创（1台PVD 设备、9 台刻蚀机、28 台热处理设 备）、上海精测（3 台量测设备）、中科飞测（1 台量测设备）、盛美股份（8 台清洗机）、华海清科（10台CMP 设备）、屹唐（3 台刻蚀机、16 台去胶 设备）。8-10 月，国内 5 条主要晶圆产线新增设备中国内厂商中标占比达 21%，近三月本土主要晶圆产线整体国产化率提升 2%。截止到 10 月末， 这 5 条线中 CMP、刻蚀、清洗和热处理国产化率超过 20%。 外部环境影响下，国产化率提升同时判断先进制程设备量产验证进展减缓。10 月 5 日，中芯国际发布公告称，美国商务部工业与安全局对向中芯国际 出口的部分美国设备、配件及原物料做出进一步限制，须事前申请出口许 可证后，才能向中芯国际继续供货。我们判断，短期来讲中芯国际正常生 产压力增大，2020 年全年资本开支由 67 亿美元收缩至 59 亿美元，后续国 产设备出货给中芯国际也会受影响。但长期来看，美国技术出口管制加强， 整个半导体产业链全面国产化决心增强，下游晶圆厂国产设备采购意愿提 升，华为及中芯国际于 3-5 年内再透过日本，韩国，欧洲，中国台湾设备 商及美国二手设备组成非美国商务部工业安全局能够禁止控制的成熟半导 体产线，这样本土晶圆厂 8“及 12”成熟制程设备国产化率有望加速增长， 但先进制程工艺设备要靠台积电，国内存储器行业及华力的扩产来验证和 练兵加强。 封测厂资本开支回升，国产测试机技术及市场持续突破。封测产业同步晶 圆厂产能配套，封测厂资本开支正在回升，拉动测试设备市场需求。长电 科技、华天科技、通富微电三家企业 2014-2019 年资本开支水平从 25 亿 元增长至 69 亿元，2020 年上半年资本开支同比增长 26.3%，增速回升。 国内市场模拟/分立器件国产化率高，SoC/存储等领域获突破。华峰测控、 长川科技、宏测半导体模拟/数模混合测试机约占国内模拟测试机市场份额 的 85%，其中华峰测控国内模拟测试机市占率超过 50%；联动科技、宏邦 电子分立器件测试机国内市场总份额超过 90%；SoC 测试机芯片种类多， 研发难度较高，目前仍主要依赖进口，目前华峰测控功率类 SoC 已经实现 出货；在存储芯片测试机领域，精测电子与韩国 IT&T 合作成立了精鸿电 子，目标弥补国内存储器检测领域空白，目前已实现小批量的订单。 伴随着国内晶圆厂的投产，半导体材料的需求空间被打开。在 2019 年下 游需求不振、全球半导体材料需求下滑的背景下，中国的半导体材料市场 仍实现正的增长。除此之外，国产替代已经成为中国半导体行业的主要诉 求，下游厂商有更强的意愿为半导体材料厂商提供市场。当前背景下，国 产半导体材料厂商将享受市场规模扩大与市场份额提升的双重红利。 国内大硅片积极进行大规模拓产规划，进口依赖度有望下降。2020 年下半 年随着 5G、AI、IoT 带动数据中心、消费电子等智能终端需求升温，全球 半导体代工厂的 8、12 寸产能均维持满载。根据 Digitimes，12 寸硅片预计 2021Q1 价格涨幅 5%。根据 SEMI 数据，预计 2020 年全球硅片出货量 同比增长 2.4%，2021 年继续增长，2022 年将创历史新高。国内来看，寡 头垄断造成我国硅片进口依赖度仍旧较高。据华夏幸福产业研究院数据， 我国各公司已量产产线披露产能中，8 寸大陆供应商目前产能达到 96 万片/ 月；12 寸产能仅为 20 万片/月。据芯思想研究院数据，目前我国公布的大 硅片项目多达 20 个，用于新建硅片厂商的投资金额超过 1400 亿元，沪硅 产业、超硅半导体、金瑞泓、中环半导体等公司均开始兴建或计划建设硅 片加工厂。若按规划落地，到 2023 年 8 英寸硅片总规划产能将达 345 万 片/月，12 英寸硅片总规划产能达 662 万片/月，届时硅片进口依赖度将显 著下降。 CMP 抛光材料耗用量随晶圆产量增长以及制造难度提升而增加，美国企业 份额较高，国产化亟待提升。CMP 抛光材料包括抛光液和抛光垫，根据 SEMI， 2020 年全球 CMP 抛光材料市场规模有望增至 19.8 亿美元，国内 4.5 亿美元，占全球 23%。更先进的逻辑芯片对 CMP 抛光材料提出了新的 要求，如 14nm 以下逻辑芯片关键 CMP 工艺达到 20 步以上，使用的抛光液将从 90nm 的五六种抛光液增加到二十种以上，种类和用量迅速增长。 存储芯片由 2D NAND 向 3D NAND 技术变革，也会使 CMP 抛光步骤数近 乎翻倍。在全球市场中，美国公司 Dow 和 Cabot 合计在抛光液/抛光垫中 的占比分别为 41%/84%，在外部环境较为严峻的形势下，抛光材料国产化 率亟待提升。目前国内抛光液龙头安集科技成功打破国外垄断，在 130- 14nm 技术节点实现量产，10-7nm 技术节点产品研发稳步推进；抛光垫龙 头鼎龙股份在存储和先进逻辑领域持续突破，28nm 已获订单。 随着半导体线路图形越来越小，对光刻胶的需求量也越来越大，国内企业 纷纷布局。光刻工艺是芯片制造中最核心的工艺，据前瞻产业研究院预测， 2019 年全球光刻胶市场为 91 亿美元，预计 2022 年规模将达到 105 亿美元；中国光刻胶市场 88 亿元，预计 2022 年达到 117 亿元，CAGR=15%。 光刻胶下游应用主要为 PCB、显示面板、LED 和集成电路，高端集成电路 光刻胶几乎全部进口。日本四家厂商——东京应化、JSR、信越化学、富 士胶片占据了 72%的市场份额，国内厂商加速布局，KrF 光刻胶晶瑞股份 完成中试，上海新阳处于研发阶段；ArF 光刻胶南大光电正在进行客户测 试，上海新阳处于研发阶段。5、没有海思的国内半导体设计业－分食自从美国 Trump 政府宣布华为，海思及其所有子公司禁止使用任何美国技 术，设备，及材料，并将中科曙光，天津海光先进技术，成都海光集成，成都 海光微电子，海康，大华，科大讯飞，旷视，商汤，厦门美亚柏科，依图，颐 信科技，云天励飞，维逸测控，烽火科技，精纳科技，达阔科技，中云融信科 技，奇虎 360 科技，云从科技，东方网力科技，深网视界，银晨智能陆续放到 实体清单，进行美国半导体产品技术及应用软件／作业系统软件禁售封锁以来， 国内产品系统公司才恍然大悟，加速转向培养，扶持，加速认证非美核芯产品 设计公司，当然首选国内半导体产品设计公司来尽力承接，但如果技术差距太 大，依序选中国台湾，韩国，日本，欧洲设计公司来替代美国的核心设计。如 用紫光展瑞，联发科（替代高通），三安，卓胜微（替代 Avago, Skyworks, Qorvo）, 闻泰安世，圣邦，矽力杰（替代 Ti, Maxium, On Semi, Diodes, Analog Devices）, 汇顶，神盾 (取代 Synaptics, FPC), 兆易创新，北京君正 (取代镁光，Cypress)，长江存储，合肥长鑫，三星，海力士（替代镁光），澜 起（替代 IDT/Renesas, Rambus 的内存接口芯片及替代 Astera 的 PCIE Gen 4.0/5.0Retimer）, 飞腾，龙芯，上海兆芯（替代 Intel, AMD 的 x86 CPU）。但 海思因为从 2020 年 9 月 15 日开始无法在台积电，中芯国际，三星等代工厂找 到非使用美国半导体设备的制造能力，在华为的半导体自制塔山计划尚未成功 之前，我们认为海思的份额将在 2021/2022 年被大量分食。归因于我们估计海思占有超过 50%的国内半导体设计份额，加上其芯片库 存应该剩下不到一年，国金证券研究所估计海思的份额流失及库存耗尽会让国 内半导体设计行业从 2020 年 7%的同比增长到 2021/2022 年 22％／18%的同 比衰退，中国大陆无晶圆设计产业占全球份额会从 2019 年的 15%，下滑到 2021/2022 年的 9%／7%，可能要等到 2025 年才会再超过 2019 年达成的 15%，中国大陆无 晶圆设计产业 自给率会从 2019 年的 26% ，下滑到 2021/2022 年的 15％／11%。但因为其他公司将分食海思的份额及部分海思设计团队将另起炉灶成立新 的公司或加入其他设计公司，如果不计算海思营收，国金证券研究所估计国内 半导体设计行业将在 2020/2021/2022 年同比增长 35%／31%／25%，远优于 全球纯半导体设计销售额 2020/2021/2022 年增速的 25%／12%／9%， 及 11% 5 年 CAGR。而国内主要成长动能为模拟芯片的圣邦及夕力杰，手机射频的卓 胜微，NOR 闪存的龙头兆易创新，特殊内存的北京君正，内存接口及 PCIE Gen 4/5 Retimer 的澜起。6、功率 IDM －需求旺盛，供给紧张下的利润高弹性打造设计、制造、封装一体化 IDM 模式提高利润弹性。由于功率半导体电 路相对简单，晶圆制造和封装环节对产品最终性能影响相对较大，技术含量相 对更高，因此包括前道晶圆制造和后道封装环节在内的制造环节在功率半导体 中占有更高的附加值。而在数字芯片中占有较高附加值的芯片设计、IP、指令 集、控制芯片架构、设计软件工具等环节在功率半导体中附加值占比相对较低。 因此对于功率 IDM 厂商如华润微，我们预计通过定增项目完善自己的封装工艺 和产能能够提升 3-5 个点毛利率水平。随着疫情常态化，功率器件景气度随工业、汽车需求复苏；全球在家办公、 在线教育使得台式机、笔记本电脑、平板类需求增长，从而拉动驱动 IC 需求； 随着手机规格提升，电源管理 IC 需求从每台手机 1-2 颗提高到最多每台手机最 高 8-9 颗。而供给端由于 CIS 抢占产能，而总体产能受二手设备有限影响而扩 张不易，我们认为此轮功率器件景气度有望持续到明年上半年。成本上行压力增加，IDM 模式优势显示。在产能紧缺之下，MOS 等功率器 件交货周期拉长，部分晶圆代工厂上调代工价格，使得功率 Fabless 公司或面 临成本上行压力，而 IDM 模式的功率公司，能保证自身产能需求，在同类产品 价格上涨的情况下业绩将有较大弹性。 全球功率半导体于 2021 年回升：受到全球新冠疫情的影响，2020 年全球 功率半导体将出现下滑，QYResearch 预测 2020 年市场规模为 367 亿 美元，同比下滑 9.1％，预测 2021 年市场规模为 396 亿美元，同比增长 8.1%。2019 年中国功率半导体市场为 144.8 亿美元，占全球功率半导体 市场的 35.9％，QYResearch 预测 2020 年将达到 138 亿美元，同比下滑 4.7%。 汽车是最大应用市场，消费电子占比提升。从全球的细分产品来看，功率 IC 占比最大，且近年来占比有所提升，其次是 MOSFET，受 IGBT 替代 影响，增长有所放缓；二极管占比总体稳定，IGBT 市场增长稳定，占比 持续提升。汽车是功率半导体最为主要的市场，其次是工业与消费电子。 近几年来，新能源汽车快速发展，汽车电子化、智能化发展迅速，汽车领 域的占比持续提升，2019 年汽车行业对功率半导体的需求规模占到总体 规模的 35.4%，消费电子领域占比也保持较为稳定的提升态势，2019 年 占比达到了 13.2%。 2019 年中国功率半导体市场占比全球达 35.9%：中国是全球最大的功率 器件消费国，功率器件细分的主要几大产品在中国的市场份额均处于第一 位。与整个半导体产业类似，对比海外的功率器件 IDM 大厂，国内的功 率器件龙头企业（华润微、斯达半导体、新洁能、扬杰科技、华微电子、 士兰微等）的年销售额与国际巨头们相差很大，且产品结构偏低端，表明 中国功率器件的市场规模与自主化率严重不相匹配，国产替代的空间巨大， 目前，中国功率半导体产业正在快速发展，闻泰科技收购了安世半导体， 斯达半导体、华润微、新洁能等一批功率半导体企业陆续上市，正在发展 壮大。 新能源车功率半导体价值量大幅增加：新增功率器件价值量主要来自于汽 车的“三电”系统，包括电力控制，电力驱动和电池系统。在动力控制单 元中，IGBT 或者 SiC 模块将高压直流电转换为驱动三相电机的交流电； 在车载充电器 AC/DC 和 DC/DC 直流转换器中，都会用到 IGBT 或者 SiC、 MOS、SBD 单管，或 GaN；在电动助力转向、水泵、油泵、PTC、空调 压缩机等高压辅助控制器中都会用到 IGBT 单管或者模块；在 ISG 启停系 统、电动车窗雨刮等低压控制器中都会用到 MOS 单管。根据 Infineon 数 据，2020 年，48V 轻混汽车需要增加 90 美元功率半导体，电动汽车或者 混动需要增加 330 美元功率半导体。 彭博新能源财经（BloombergNEF）预测，2025 年全球新能源汽车有望 达到 1100 万辆，中国占 50%，2030 年有望达到 2800 万辆，2040 年将 达到 5600 万辆。届时，电动汽车销量将占到全部新车销量的 57％。 第三代化合物半导体迎来发展新机遇:半导体经过近百年的发展后，目前 已经形成了三代半导体材料，第三代半导体材料主要以碳化硅(SiC) 、氮 化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝（AlN）为代表的宽禁带半导 体材料，其中最为重要的就是 SiC 和 GaN。受到电动汽车和混动汽车、 充电桩和工业电源应用驱动，碳化硅（SiC）将保持快速发展，2020 年市 场规模约 7 亿美元，Yole 预测，2025 年将达到 38 亿美元，2020-2025 年 复合增长率达到 35%。三星、OPPO、小米等众多智能手机厂商推出了集 成了功率 GaN 器件的快速充电器，还有其他品牌，快充市场迅速发展， 其他还有 5G 基站等需求的推动，功率 GaN 市场将呈现快速发展态势， 2020 年 GaN 市场约 1 亿美元，Yole 预测，2025 年将达到 5 亿美元， 2020-2025 年复合增长率达到 42%。 全球功率半导体呈现欧美日三足鼎立之势:据 Infineon 统计，2019 年全球 功率半导体器件与模组市场规模为 210 亿美元，欧美日呈现三足鼎立之势， 英飞凌位居第一，占比 19%，安森美次之，占比 8.4%，前十大公司合计 市占率达到 58.3%。 2019 年，全球 MOSFET 市场规模达到 81 亿美元, IGBT 为 33.1 亿美元:英飞凌在全球 MOSFET 市场以绝对优势排名第一，市占率达到 24.6%， 前五大公司市占率达到 59.8%。闻泰收购的安世半导体及中国本土成长起 来的华润微进入前十，分别占比 4.1%和 3.0%。英飞凌也在 IGBT 排名第 一，市占率高达 35.6%，前五大公司合计占比达到 68.8%。中国本土成长 起来的 IGBT 龙头公司斯达半导体近几年发展较快，进入前十，2019年排名第八，市占率 2.5%。 中国功率半导体产业迎来发展良机：我国半导体厂商主要为 IDM 模式， 生产链较为完善，产品主要集中在二极管、低压 MOS 器件、晶闸管等低 端领域，IGBT 逐渐获得突破，生产工艺成熟且具有成本优势，行业中的 龙头企业盈利水平远高于台湾地区厂商。而在新能源、电力、轨道交通等 高端产品领域，国内仅有极少数厂商拥有生产能力，高端产品市场主要被 英飞凌、安森美、瑞萨、东芝等欧美日厂商所垄断。目前国内外 IGBT 市 场仍主要由外国企业占据，国内以斯达半导体为首的 IGBT 企业发展快速， 在工控、电动汽车、风电、光伏、电力及高铁等领域逐渐取得突破，不断 提升份额，2019 年，斯达半导体电动汽车 IGBT 模块在中国电动汽车领域 的占比达到 14%。目前国内功率半导体产业链正在日趋完善，技术也正在 取得突破，中国是全球最大的功率半导体消费国，2019 年占全球需求比 例高达 35.9%，且增速明显高于全球，未来在新能源（电动汽车、光伏、 风电）、工控、变频家电、IOT 设备等需求下，中国需求增速将继续高于 全球，行业稳健增长+国产替代，我们看好细分行业龙头。……（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源/作者：国金证券）如需完整报告请登录【未来智库官网】。
驺虞2020年全球及中国半导体分立器件行业发展现状分析核心半导体技术的持续突破
2019年全球分立功率半导体器件的市场规模达到403亿元，2015-2019年复合增长率为5.3%。在中国市场，分立功率半导体器件的市场规模呈现增长，由2015年的110亿美元增至2019年的145亿美元，复合年增长率约7.3%。全球市场规模不断增加分立功率半导体器件指用于电力电子作为开关或整流器的分立半导体器件，且与其他功率器件组装时作为功率IC的一部分。分立功率半导体器件可分为三极管、品闸管和二极管。2019年全球分立功率半导体器件的市场规模达到403亿元，2015-2019年复合增长率为5.3%。未来，随着全球需求的普遍增加，加上中国制造分立器件的能力增长，预计市场规模将会继续增长。在全世界上，除MOSFET之外的三极管如IGBT及BJT在按产品类别划分的市场份额一直维持领先，2019年占36.9%；市场份额排在第二位的是二极管，2019年占比为32.7%；MOSFET市场份额为26.0%，排名第三。MOSFET在中国市场占据首位在中国市场，分立功率半导体器件的市场规模呈现增长，由2015年的110亿美元增至2019年的145亿美元，复合年增长率约7.3%。展望未来，依据全球需求的普遍上升，加上中国制造分立器件如MOSFET、二极管及三极管的庞大产能，市场规模预期将会持续增长。按器件类别划分，MOSFET在分立功率半导体器件当中排名首位，2019年占市场规模的36.3%，其次为二极管、其他三极管(包括IGBT)及晶闸管，市场份额分别为32.2%、26.0%及5.5%。在MOSFET下游应用(如电动车、工业物联网(连接至互联网的实体装置，即IoT)及消费电子产品)的快速发展基础下，按MOSFET销售额划分的市场规模已由2015年的37亿美元增至2019年的53亿美元，复合年增长率约9.2%。2019年中国的MOSFET、IGBT及二极管之出口值分别为24.39亿元、20.91亿元及15.95亿元，自2015年至2019年分别按4.0%、4.7%及3.9%的复合年增长率增长。通过资金投资及科学合作发挥的巨大力量使电子产品及半导体器件的核心技术持续突破。例如，晶圆尺寸持续扩大以满足容纳更多微芯的需求且中国硅料供应商的目标为在国内开发更大的12英寸晶圆，以取代现有的六英寸晶圆。因此，分立功率半导体器件制造商若具备敏感度并能符合新发展技术趋势，将能建立其竞争优势。（文章来源：前瞻产业研究院）
怪尸记半导体行业深度报告：MOSFET行业研究
（报告出品方/作者：方正证券，陈杭）一、核心观点MOSFET国内外差距缩小，国产厂商有望承接市场份额。MOSFET升级之路包括制程缩小、 技术变化、工艺进步。 MOSFET在工艺线宽、器件结构、生产工艺know-how三个层面的技术发化放缓，随着 国内企业在产线建设、产品开发方面速度加快，国内外差距将明显缩窄。另一方面国外厂商逐步退出中低端市场，国内企业有机会承接市场份额。MOSFET价格上涨，产业链相关公司受益。全球半导体自20Q3末开始进入被动补库存阶段，全球开始恐慌性缺货，并带来涨价预期，与16Q3~18Q1的全球半导体景气周期以存储涨价为主导不同，本轮 20Q4~22Q1是以功率/8寸片涨价拉动到全产业链涨价。“5G+汽车电子”推动MOSFET下游需求。MOSFET是最基础的电子器件，具有高频、电压驱动、抗击穿性好等特点，应用范围覆盖电源、变频器、CPU及显卡、通讯、汽车电子等多个领域。5G主要给MOSFET带来基站电源、快充等新增需求。汽车电动化背景下，燃油车转向电动车，功率半导体以及 MOSFET用量剧增。二、功率MOS，驱动世界1、MOSFET概况根据Omdia数据，全球功率器件总市场约为463亿美元，其中分立MOSFET占比约为18%，市场空间约为83.34亿美元，MOSFET模组约占1%。全球功率MOSFET欧系厂商占主导。2019年英飞凌在全球功率MOSFET占比达到25%，安森美排名第二，占比12.80%。功率MOSFET器件工作速度快，故障率低 ，开关损耗小 ，扩展性好。适合低压、大电流的环境，要求的工作频率高于其他功率器件 。应用范围覆盖电源、发频器、CPU及显卡、通讯、汽车电子等多个领域。2、MOSFET：IDM模式占据主流MOSFET的差异化主要来源于三个方面，一是基于系统 know-how理解的设计能力。二是前段制程的差异，即晶圆制造环节的工艺水平差异。三是后段制程的差异，即芯片封装工艺水平的差异。 数字逻辑芯片产品的价值链构成更长，设计软件、IP、EDA、know-how、前段晶圆制造能力、 前段封装能力共同 创造了芯片的附加值。由亍价值链较长，逻辑芯片产业链出现了产业分工， Fabless+Foundry模式渐渐替代传统的IDM模式。但是在功率半导体领域，价值链较短，前段晶圆制造能力和后端封装能力是构成产品附加值的核心，国际一线企业大多数采用IDM模式。MOSFET以及功率半导体采用IDM模式更具竞争力。一是Fabless企业不掌握晶圆生产能 力，在行业供需紧张时，难以拿到稳定的晶圆产能配额。二是 IDM企业设计部门在晶圆生产 阶段就能够开始调试参数、迭代工艺技术。3、MOS升级之路：制程缩小+技术变化+工艺进步 +第三代半导体制程缩小：MOSFET的生产工艺在1976-2000年左右跟随摩尔定律不断缩小制程线宽。生产工艺制程从早期的 10微米制程迭代至 0.15-0.35微米制程。技术变化：MOSFET经历了3次器件结构上的技术革新：沟槽型、超级结、Insulated Field Plates。每一次 器件结构的变化，在某些单项技术指标上产品性能得到飞跃，大幅拓宽产品的应用领域。工艺进步： 在同一个器件结构下，通过 对生产工艺进行调整，产品 FOM性能变得小幅改善。材料迭代：SiC、GaN半导体功率器件。4、MOSFET与BJT区别MOSFET是电压驱动， 双极型晶体管（BJT）是电流驱动。 （1）只容许从信号源取少量电流的情况下，选用MOS管；在信号电压较低，有容许从信号源取较多电流的条件下，选用三极管。（ 2）MOS管是单极性 器件（靠一种多数载流子导电），三极管是双极性器件（既有多数载流子，也要少数载流子导电）。（ 3） 有些MOS管的源极和漏极可以互换运用，栅极也可正可负，灵活性比三极管好。（4）MOS管应用普遍， 可以在很小电流和很低电压下工作。（5）MOS管输入阻抗大，低噪声， MOS管较贵，三极管的损耗大。 （6）MOS管常用来作为电源开关，以及大电流开关电路、高频高速电路中，三极管常用来数字电路开关 控制。5、MOSFET与IGBT区别IGBT芯片=MOSFET+BJT。IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是由BJT（双极型三极管）和 MOSFET（绝缘栅型场效管）组成的复合功率半导体，兼备了双极型晶体管的高耐压和 MOSFET输入抗阻高的特性，因此IGBT适用于高电压、大电流场合。二、5G+汽车电动化，功率 MOS下游需求旺盛1、通信：5G带来基站MOSFET需求根据英飞凌，5G基站采用的MOSFET等功率半导体用量是4G LTE基站的4倍以上。其中主要驱动力来自于Massive MIMO射频天线、小基站、雾运算的需求提升。5G基站天线集成无源、有源设备。4G和5G基站之间最大的区别是天线设计的改变。4G系统的天线单元是完全无源的，意味它只能接收和传输信号，不进行任何处理。无线电遥控装置 (RRU)负责信号处理。为了提高5G天线的性能，满足不同频谱的需求，天线中加入了大量的MIMO。由于集成了一个无源天线和一个 RRU，5G基站天线的基本架构因此改变，这也使得5G AAU天线成为一个集成了无源和有源组件的射频设备。宏基站、小基站数量上升。根据赛迪咨询数据，中国宏基站数量将在2023年达到100万个，小基站也受 5G需求推动。根据EET的数据，5G基站功率比4G基站高出4700W，增长约67%。由于 5G基站需要采用Massive MIMO等技术，5G基站的AAU输出功率由 4G的40W~80W上升到200W甚至更高，同时由于处理的数据 量大幅度增加，BBU的功率也大幅度提升。2、快充：用户需求催生快充需求手机使用时间提升。根据Statista数据，2020年全球每人一天使用手机上网的时间达到了143分钟，2021 年将达到155分钟。手机使用时间的增加将会增加手机电池的消耗。手机硬件更新迭代，耗电量提升。（1）120Hz高刷新率。120Hz逐渐成为了安卓旗舰机的标配。提高屏 幕的刷新率将会使使用者拥有更高的流畅感。（2）5G射频元器件数量增多。5G手机由于通信信号频段需求，功率放大器、双工器、LNA、滤波器数量都会高于4G手机。射频元器件数量增多也带来了通信中电量消耗的增多。（3）高性能CPU带来耗电量提升。小体积、高开关速度、低成本、高集中度， GaN-MOS逐步替代硅基MOSFET。随着人们 对充电效率的要求逐步提高，手机充电出现了 “快充”模式，即通过提高电压来达到高电流 高功率充电，但高电压存在安全隐患，需要添加同步整流的MOS管来调整；后来出现较为安全的“闪充”模式，即通过低电压高电流来实现高速充电，这对同步整流MOS管的要求更 高，目前较为普遍的是 GaN-mos管，它可以实现发热少、体积小的目的。3、功率器件是电动车之心根据富士电机资料，汽车电子的核心是MOSFET和IGBT，无论是在引擎、或者驱动系统中的变速箱控制和制动、转向控制中 还是在车身中，都离不开 MOSFET。在传统汽车中的助力转向、辅助刹车以及座椅等控制系统等，都需要加上电机，所以传 统汽车的内置电机数量迅速增长，带动了 MOSFET的市场增长。新能源汽车中，除了传统汽车用到的半导体需求之外，还包 括BMS、EPS、车身控制模块网关 ECU、ADAS等。4、新国标开启电动两轮车换车周期新国标开启电动两轮车 换车周期。新国标《电动自行车安全技术规范》（ GB17761-2018） 亍 2018年5月15日颁布，2019年4月15日实施。新国标后，超标车替换将开启换车周期。其中主要沿海省份大城市换车截至日期集中在2021年底，内地二线城市集中在2022、2023年， 届时将迎来一轮密集的换车高峰。共享电单车、外卖配送需求提升推动电动两轮车放量。 除新国标带来的换车需求外，共享电单车直接驱动电动两轮车增长。外卖配送由于外卖员高频使用电动两轮车，因此外卖配送将会驱动电动两轮车的替代需求增长。MOSFET是控制器的核心。电动两轮车的控制器主要用来控制电动车的启动、运行、进退、 速度以及其他的电子器件核心。MOS管则是电动车控制器的核心结构。三、MOSFET相关企业分析（详见报告原文）报告节选：（报告观点属于原作者，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：【未来智库官网】。
盍不为行2020年全球及中国半导体分立器件行业发展现状分析 核心半导体技术的持续突破
2019年全球分立功率半导体器件的市场规模达到403亿元，2015-2019年复合增长率为5.3%。在中国市场，分立功率半导体器件的市场规模呈现增长，由2015年的110亿美元增至2019年的145亿美元，复合年增长率约7.3%。全球市场规模不断增加分立功率半导体器件指用于电力电子作为开关或整流器的分立半导体器件，且与其他功率器件组装时作为功率IC的一部分。分立功率半导体器件可分为三极管、品闸管和二极管。2019年全球分立功率半导体器件的市场规模达到403亿元，2015-2019年复合增长率为5.3%。未来，随着全球需求的普遍增加，加上中国制造分立器件的能力增长，预计市场规模将会继续增长。在全世界上，除MOSFET之外的三极管如IGBT及BJT在按产品类别划分的市场份额一直维持领先，2019年占36.9%;市场份额排在第二位的是二极管，2019年占比为32.7%;MOSFET市场份额为26.0%，排名第三。MOSFET在中国市场占据首位在中国市场，分立功率半导体器件的市场规模呈现增长，由2015年的110亿美元增至2019年的145亿美元，复合年增长率约7.3%。展望未来，依据全球需求的普遍上升，加上中国制造分立器件如MOSFET、二极管及三极管的庞大产能，市场规模预期将会持续增长。按器件类别划分，MOSFET在分立功率半导体器件当中排名首位，2019年占市场规模的36.3%，其次为二极管、其他三极管(包括IGBT)及晶闸管，市场份额分别为32.2%、26.0%及5.5%。在MOSFET下游应用(如电动车、工业物联网(连接至互联网的实体装置，即IoT)及消费电子产品)的快速发展基础下，按MOSFET销售额划分的市场规模已由2015年的37亿美元增至2019年的53亿美元，复合年增长率约9.2%。2019年中国的MOSFET、IGBT及二极管之出口值分别为24.39亿元、20.91亿元及15.95亿元，自2015年至2019年分别按4.0%、4.7%及3.9%的复合年增长率增长。通过资金投资及科学合作发挥的巨大力量使电子产品及半导体器件的核心技术持续突破。例如，晶圆尺寸持续扩大以满足容纳更多微芯的需求且中国硅料供应商的目标为在国内开发更大的12英寸晶圆，以取代现有的六英寸晶圆。因此，分立功率半导体器件制造商若具备敏感度并能符合新发展技术趋势，将能建立其竞争优势。更多数据请参考前瞻产业研究院《中国半导体分立器件制造行业发展前景与投资预测分析报告》，同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资、IPO募投可研等解决方案。
不违其度预计2021年半导体器件出货量将突破1万亿：半导体材料行业分析
*IC Insights对今年半导体器件总出货量做了预估。预计2021年半导体器件出货量将突破1万亿，这也是半导体产品出货量史上第三次突破1万亿件，创历史新高。对此，鲸平台从产业链角度，带你看懂半导体材料行业。半导体材料行业上游分析中国半导体材料行业的上游参与者为铜材、硫酸、十种有色金属等精细化工厂和光刻机、检测设备等设备供应商。在原料方面，铜材、硫酸、十种有色金属是制造半导体材料产品的重要原材料，供应呈现相对稳定的趋势，受价格影响因素较小，因此上游精细化工厂在整个产业链中并不具备较高的议价能力。在设备供应方面，中国半导体材料设备行业发展较晚，导致中国相关半导体材料设备国产化程度不高于20.0%，尤其是光刻机的国产化程度低于10.0%。光刻机是中国半导体材料制造的核心设备之一，市场主要被荷兰ASML和日本尼康株式会社所占据，其中ASML垄断了全球高端光刻机市场。目前ASML的EUV光刻机工艺制程已达到7纳米及以下，波长为13.5纳米，而中国上海微电子装备股份有限公司最先进的光刻机工艺制程为90纳米，波长约193nm。由此可见，中国光刻机制造工艺与国外先进水平差距明显，竞争能力较弱，国外光刻机厂商的议价能力较强。半导体材料行业中游分析中国半导体材料行业的中游是半导体材料生产商，主要负责半导体材料的制造和销售。中国半导体材料种类繁多，主要包括前道的硅片、电子气体、光刻胶等晶圆制造半导体材料和后道的封装基板、引线框架、键合金丝等封装半导体材料。目前全球半导体材料生产商主要以美国、日本、韩国和中国台湾厂商为主。以硅晶圆材料为例，全球硅片厂商被日本信越科学、日本三菱住友、台湾环球晶圆、德国Siltronic、韩国LG所占据，近年来，12英寸硅片产线成为中国各大半导体硅片厂商积极建设或规划的重点。目前上海新昇已具备12英寸硅片的生产能力，并通过上海华力和中芯国际的供应商验证。除此之外，江丰电子和晶瑞股份已分别在溅射靶材和光刻胶领域打破了国外厂商垄断格局，推动了中国半导体靶材和光刻胶材料国产化进程。半导体材料行业下游分析中国半导体材料行业的下游为半导体制造和封装厂商及应用终端企业。目前半导体行业分为IDM、Fabless和Foundry三种厂商。IDM厂商需要具备从芯片设计、晶圆制造到封装等一系列制造工艺，具有较高技术和资金壁垒，目前华微电子、士兰微等几家厂商已形成了以IDM模式为主导的完整的半导体产业链。中国大部分半导体厂商是Fabless模式，只负责芯片设计，而晶圆制造则由代工厂负责。当前，高端晶圆产品代工市场被台积电、格罗方德半导体股份有限公司、联华电子股份有限公司、三星集团所占据，其中台积电在全球晶圆代工市场拥有超过50.0%的占有率。与晶圆制造相比，半导体封装测试对技术要求相对较低。近年来中国半导体封装测试市场发展较快，中国江苏长电科技股份有限公司并购星科金朋有限公司后成为全球第三大封装测试厂。下游半导体厂商对中游半导体材料具有重要发展导向作用，在产业链中具有较强的议价能力。
此所游已半导体行业深度报告：测试行业研究框架
（报告出品方/作者：方正证券，陈杭）一、详解测试：贯穿IC设计、生产、封测过程的核心环节半导体测试定义与基本工作机半导体测试作为半导体设计、生产、封装、测试流程中的重要步骤，是使用特定器具，通过对待检器件DUT （Device Under Test）的检测，区别缺陷、验证器件是否符合设计目标、分离好品与坏品的过程。半导体测试可以确保生产芯片达到要求良率，降低成本浪费，同时提供有效测试数据，改善设计与制造。根据电子系统故障检测中的“十倍法则”：若芯片测试未能发现芯片设计制造的相关故障问题，那么在电路 板（PCB）级别发现故障的成本则会升至芯片级别的十倍。以此类推成本以指数形式增长。半导体测试基本工作机制为：编写程序-产生测试向量-施加给DUT-产生输出反馈-与编程值进行对比-得出测 试结果。半导体测试环节分类及对应设备半导体测试环节不仅是封装后的成品测试（FT），其涉及到整个芯片生产流程，以保证芯片符合要求。IC生 产流程中所经历的测试主要分为设计验证、工艺监控测试、晶圆测试、成品测试、可靠性测试以及用户测试。 其中前四个发生在制造过程中，为主要研究对象。测试过程中需要设备有分选机、探针机、测试机以及光学显微镜、缺陷观测设备等，对应不同测试环节。行业进一步划分：封测一体的困境&封、测分离的趋势现有状况：行业内仍习惯于将封装与测试合并在一起，简称“封测”，并重点关注封装，测试仅为附带步骤。封装与测试对企业要求不同：封装企业的核心技术是专注于封装工艺制程的研究，是在充分了解材料特性和力 学基础上的组装和加工。而独立第三方集成电路测试公司的专长在于软件和硬件的结合对产品做价值判断，重 点在于测试方案的开发，基于芯片的工作原理实现对芯片性能参数和功能的量测。先进工艺的集成度和电路的复杂度日益攀升：产品进入高性能CPU、GPU、NPU、DSP和SoC时代，测试验证 和量产的费用越来越高，根据中国台湾工研院的统计，IC专业测试成本约占到IC设计营收的6%-8%，现有封 装为主、测试为辅的一体化构造已经无法满足测试需求。测试完成度不够：封测一体的模式更多是属于自检，测试的内容主要是芯片的基本电性能测试和接续测试，很 多更深层次的测试要求，比如功能、性能和可靠性，则需要专业测试企业来完成，这是芯片交付必须的品质保 证环节。目前趋势：将封装和测试两个工序分开，分别交由专业团队来独立完成是行业发展的趋势。二、知己知彼：测试的全球格局与行业龙头全球半导体需求侧概述：测试设备产业链中，测试设备生产商作为上游企业，负 责供给设备；中游企业为封测厂商、第三方独立集成电 路测试商等需要使用测试设备提供测试服务的企业；产 业链最下游为采取Fabless模式的芯片设计商（如高通、 华为海思），其设计得出的芯片需要晶圆代工厂加工和 测试商测试，才能最终得到应用。所以测试服务与设备 需求量的增长，最终取决于芯片应用范围的增长、芯片 需求量的上升、芯片设计公司设计型号的多样与代工厂 生产芯片数量的变动。近年来随着各类新型电子产品的出现以及现有电子产品 的更新换代，人们对电子产品的需求越来越大。根据全 球半导体贸易协会（WSTS）的统计，2019年全球半导 体市场规模达到了4089.88亿美元，其中集成电路市场规 模达到3303.5亿美元，占半导体市场总规模的80.8%。全球半导体设备需求侧详述：半导体专用设备是集成电路产业的重要支撑，价值量较高，集中应用于晶圆制造和封测两个环 节。在晶圆制造环节使用的设备被称为前道工艺设备，在封测环节使用的被称为后道工艺设备 。前道工艺设备进一步细分为晶圆处理设备和其他前端设备，如光刻机等；后道工艺设备分为 测试设备和封装设备。半导体专用设备行业与半导体行业整体景气程度密切相关，且波动较大。目前自2015年起，该 行业处于上行周期，2019年受半导体景气下行影响，销量短暂下跌后，预测2020-2022年半导体设备市场规模持续上升，在2020年市场规模达到 689亿美元，2022年达到761亿美元。预计2020年，中国大陆、中国台湾和韩国将成为支出的 领先地区。对中国大陆的强劲晶圆代工和内存投资预计将首次推动该地区在过去一年的整个半 导体设备市场中名列前茅。全球半导体测试设备需求侧详述：2018年全球半导体测试设备市场规模为56.3亿美元，占全球半导体设备市场的8.7%。2018年全球半导体设备市场中，晶圆处理设备占比最大，市场规模为522亿美元（占比 80.93%）；检测设备次之，市场规模为56亿美元（占比8.68%）；封装设备再次，市场规模 为40亿美元（占比6.20%）。自2015年降至最低之后，全球半导体测试设备市场规模跟随半导体景气程度好转，逐年提升， 2018年全球测试设备市场规模同比增长25.11%，明显高于同期半导体设备平均增速（13.97% ）。测试机：双寡头格局清晰，SoC成为重要战略领域双寡头泰瑞达（Teradyne）、爱德万（Advantest）测试机销售额分别为13.7亿美元、12.4亿 美元，全球市场占有率分别为41.4%、37.5%，其主要测试机产品为SoC和存储器测试系统。分选机：集中度相对分散，主要实现与测试机的配套对于分选机企业来说，实现 与测试机的良好配套，满足 多样化产品的不同需求，以 及形成良好的服务能力是分 选机企业的核心竞争力，这 也是形成分选机行业较分散 格局的重要原因。2017年分选机全球排名前三 的企业分别为科休、科利登 和爱德万，市场份额分别为 21.5%、17%和14%。2018 年5月科休收购科利登进一 步提升了全球半导体测试设 备市场集中度，至此形成了 科休和爱德万市占率分别为 38.5%和14%的市场格局。报告节选：（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：【未来智库官网】。
艾米丽半导体行业专题研究报告：如何观察与前瞻研判半导体景气度?
（报告出品方/作者：长江证券，莫文宇、杨洋、钟智铧）一、下游需求增强，全球半导体景气上行2020 年以来全球疫情肆虐，无论是全球经济的正常运行，如消费、基建、供应贸易、技 术交流，都受到了不同程度影响，一度严重干扰了半导体行业的正常运转，全球半导体 月度销售额一度下滑到 34.43 亿美元，各国半导体销售同比增速也受到了不同程度的影 响。随着“宅经济”加速了全球数字化转型，云服务、服务器、笔记本电脑、游戏和健康医 疗的需求不断上升，5G、物联网、汽车、人工智能和机器学习等快速发展，经济复苏带 来多种下游需求回暖，叠加行业并购事件带来行业备货需求大增驱动下，全球半导体开 始呈现快速复苏的态势。据 SIA 统计，2021 年 1 月全球半导体月度销售额持续突破前 高，达 40.01 亿美元，整体增速高达 13.05%，销售额与增速均创 2019 年以来的新高。半导体行业逐步呈现需求旺盛、库存提高、供给不畅、新增产能开出有限等多种状况并 存的形势，半导体行业开始在供不应求的拉动下呈现全面涨价的趋势，进一步加速全球 半导体行业的整体增长。相比 2017 年高位的 24.2%，全球半导体月度销售额同比增速 目前仍有加速的空间，同时达到阶段增速高峰后全球半导体市场一般仍有 12~18 个月 的稳态增长期。因此，我们认为，由 5G、新能源、AI 等新技术、新应用缔造的新一轮 成长期到来，而供给侧适应能力尚待释放，全球半导体有望维持景气昂扬的态势，带动 全球半导体企业经营情况持续好转乃至进入新的高速发展阶段。同时，在国际经济贸易动荡、科技限制等因素下，全球半导体行业竞争格局存变数，各 企业纷纷加大囤货力度，进一步加强了半导体行业的增长趋势。据 Gartner，2020 年全球前10 大芯片买家采购芯片金额高达 1,887.29 亿美元，其中苹果、三星持续增强其领 先地位，2020 年采购金额分别达 536.2、364.2 亿美元，同比分别+24%、+20.4%，同 时线上渠道完备、持续发力智能生态的小米在芯片领域的采购金额增长亦非常迅猛，达 87.9 亿美元，同比+26.0%。据 WSTS，受益于 5G 换机潮的持续推进、“宅经济”的盛行、新能源车+自动驾驶的发 展，预计全球半导体 2021 年仍将保持较快增速，其中模拟电路同比增速大幅抬升，从 2020 年的 3.19%或将加速至 2021 年的 15.18%，整体市场规模预计将达 641.05 亿元； 传感器、逻辑电路将延续 2020 年高增长，2021 年同比或将增长 16.77%（上期为10.74%）、13.05%（上期为 11.14%），而分立器件、光电子等也将改变下滑趋势，2021 年预计同比增长 10.02%（上期为-0.32%）、8.83%（上期为-2.80%）。二、我们如何观察与前瞻研判半导体景气？半导体本质上是下游硬件终端的中间品，因此当我们研究半导体行业整体景气情况和对 未来景气持续性时，可立足于需求端、供给端、技术趋势、行业库存等因素进行分析， 其中需求的变化是行业变化的核心原因之一，因此本文主要围绕半导体下游需求的部分 对近期的变化进行景气分析。智能手机的恢复与 5G 浪潮：射频器件增长爆发受全球疫情阻碍复工复产、限制线下渠道销售影响，2020 年上半年智能手机市场无论 是需求端还是供应链都面临巨大的挑战，这直接影响了 2020 年上半年智能手机的销售 情况。据 IDC，2020 年 Q1、Q2 全球智能手机出货量为 2.76、2.78 亿部，同比分别大幅下滑 11.70%、16.00%。但随着我国疫情率先受控、各领域顺利复工复产，叠加下半年苹果、华为、小米等手机 品牌商积极发布 5G 新机型，我国手机销售情况快速恢复，带动全球智能手机出货量快 速回升。据 IDC，2020 年 Q4 全球智能手机出货量达 3.86 亿台，同比增速已实现回正， 达 4.30%，增速创 2017 年 Q2 以来的新高。同时，随着 5G 进入商用期，5G 手机出货量、渗透率持续增加，新一轮的换机潮愈演 愈烈，有效带动各类半导体器件实现量价齐升。据彭博，2020 年全球手机出货量约为 12.80 亿台，其中 5G 手机约 2.55 亿台，渗透率达 19.93%；据工信部统计，我国 2020 年 5G 手机出货量达 1.63 亿台，占全球 5G 手机出货量达 63.83%，我国成为全球 5G 手机出货增加的主要来源。同时我国 5G 手机 2020 年渗透率高达 55%，远超全球水平， 这大大提振了 5G 手机相关半导体的销售情况。快速渗透的 5G 手机将成为射频等半导体器件的新增长动力。据 IDC 预计，随着 2020、 2021 年 5G 手机渗透率的提高，手机半导体市场规模同比将增加 7%、23%，并在 2021 年超过 4G 手机成为手机半导体销售的主要来源。而其中贡献较大的主要是射频和模拟 相关的芯片，这也可以在目前已发布的手机中得到验证。以配备 128GB NAND 闪存的 iPhone12 为例，据 Counterpoint 分析，其 BOM 接近 415 美元，比 4G 版本的 iPhone11 高 21％。在 iPhone12 中，与 5G 相关的组件推动了成 本的增长，例如 5G 调制解调器，收发器和 RF 前端系统等组件合计增加了 34 美元。此外，5G 换机浪潮与基站建设互为推动力，5G 手机加速渗透也会驱动 5G 基站建设扩 张，而 5G 频段的特性也促使基站建设向多频段、高密度、异用途迁移。如 2~4G 均是 低频段信号传输，宏基站几乎能覆盖所有的信号传输，但由于 5G 主要是中高频段，宏 基站能覆盖的信号范围十分有限，因此为了保障信号的覆盖程度，5G 基站的部署密度 相较于 4G 基站将会有所增加，同时还通过小基站模式增强信号覆盖能力。根据工信部 数据，截至 2020 年 10 月我国共建成 5G 基站超 70 万座，前瞻产业研究院预计 2022 年底我国新建 5G 基站数可能达到 110 万个，实现全国所有地级市室外的 5G 连续覆盖、 县城及乡镇重点覆盖、重点场景室内覆盖。5G基站的快速渗透将驱动射频芯片数量进一步提升。5G基站主要应用的3.5GHz/5GHz 具有高频特性、覆盖面积小等特征，带动天线数量提升；同时 MassiveMIMO 技术变化， 4G 基站天线（4T4R）向 5G AAU（64T64R）升级，单天线价值量提升。5G 换机潮的 持续演进为射频芯片带来了强大的增长动力，Yole 预测到 2025 年全球射频芯片规模将 达 258 亿美元，2018 年至 2025 年间复合增长率达 8.06%。其中 PA、滤波器在 2025 年市场规模将达 104、51 亿美元。此外，基站耗电量增加，对电源 IC 等器件需求也会 增强。疫情催生新需求：宅经济带来的新增长灵活易用、高效便携的平板电脑切中远程办公需求的痛点，同时长时间居家也催生了家 庭影音娱乐中对平板电脑的需求，无论是消费者需求还是品牌商的推广都助推了平板电 脑的全球出货量突破过去数年的低点。2020 年第三、四季度全球平板电脑出货量达 0.48、 0.52 亿台，同比+24.90%、+19.50%，增长态势强劲，全年出货量也达到了 1.63 亿台， 扭转了此前下滑的颓势。三星、联想等头部厂商在本轮需求扩张浪潮中深度受益，凸显办公+娱乐用途兼备的平 板获得消费者青睐。其中拥有 Galaxy Tab A 和 Galaxy Tab S6 Lite 等成功产品的三星 第四季度出货量约 1,010 万台，以 19.4%的份额位居第二，同比增长 44.9%，2020 年 全年出货 3,130 万台，同比增长 44.4%。其后联想以 560 万台的出货量和 120.6%的同 比增长率在第四季度占据全球第三位。同时，部分需求并不是单纯因为疫情而导致的需求大增而复苏——未来平板电脑、笔记 本电脑市场还将会借助全球在线教育的蓬勃发展，生产力工具使用以及影音游戏等娱乐 需求的提升而继续保持增长趋势。以 Chromebook 为例，据 Strategy Analytics2020 年 Chromebook 出货量达 3,370 万台，年成长高达 86%，然多数教育市场需求仍未被满 足，未来再加上中南美洲与亚太地区的国家也陆续引进，整体需求或将持续释放。强劲的居家办公需求，尤其视频会议的需求也促使笔记本电脑销量增加，同时在图像传 输和存储性能等方面进行升级改进。据 Strategy Analytics，2020 年全球笔记本出货量 达 2.27 亿台，同比大幅增长 32%。同时 2020 年起全球部分企业宣布实施远程办公， 而远程办公需要稳定、流畅、清晰的视频会议，同时兼顾正常办公的使用，因此为了提 升视讯会议质量，以及同时满足使用者的工作与个人娱乐需求，笔电品牌厂凭借商务笔 电的基础，着眼 AI、摄像头、音效、背景杂音、视讯画质进行改善，大大促进了笔记本 电脑市场需求的释放。居家经济的盛行也为个人 PC 的恢复注入生命力。曾经连续 6 年呈现下滑颓势的 PC 市 场，经历了 2019 年的微增后，在 2020 年没有发生此前行业预估的衰减，反而迎来逆 转。据 IDC，2020 年全年，全球 PC 市场出货量近 3 亿台，同比增长 12.37%。其中， 2020 年第四季度全球 PC 出货量同比增长 27.60%，达到 9,159 万台，而上一次 PC 市 场年增幅如此之大还是 2010 年 Q1 时创下的 24.76%的增长率。PC 正像手机一样成为 人手一台的生产力工具，预计居家办公、在线学习等新常态催生的新需求还将继续显现。总体而言，继 2020 年的繁荣之后，平板电脑、笔记本电脑、个人 PC 行业将在未来几 年继续增长。订单积压和持续的强劲需求带来了巨大的短期机遇，不断膨胀的 PC 用户 安装数量也为未来的升级和更新提供了重要的机会。根据 Canalys 的最新预测，全球 PC 市场(包括台式机、笔记本电脑和平板电脑)在 2021 年将增长 8.4%，2021 年的总出 货量预计将达到 4.97 亿台，各类产品的出货量都将持续增长。消费者终端的增加、云服务需求的爆发，促使服务器市场规模也快速扩张。无论是远程 办公还是居家影音娱乐，云计算的需求都在市场场景的变化下持续增长。而云计算的需 求量直接影响到服务器的采购数量。据 DIGITIMES，2020 年虽有疫情搅局，但受惠于 居家办公、云端服务需求，全年全球服务器出货量可望恢复成长力道。展望 2021 年， 疫情将持续带动在家办公、电子商务、社群影音平台使用需求，大型云端业者拉货成长 力道不坠，预期服务器出货将进一步增加 5.6%。终端与云端硬件市场的扩张，驱动了半导体市场同向变化，也为行业带来更多的新变化CPU：一方面 CPU 方面是英特尔与 AMD 的竞争加剧，AMD 多款新品迫使英特尔加快 产品开发尤其是工艺制程的迭代，同时加大委外代工的比例，而这些代工订单或抢占台 积电、三星的产能；另一方面苹果采用自研的 CPU M1 受到消费者青睐，也为 CPU 行 业带来变数。据 WSTS 统计，2020 年全球逻辑电路市场规模达 1,184.08 亿美元，同比 增速回正，达 11.14%，同时预计 2021 年整体市场规模可达 1,338.56 亿美元，增速进一步上行，达 13.05%。据 AMD 预测，未来 CPU 和 GPU 在数据中心、PC、游戏设备等应用领域的市场还有 长期增长的空间，整体规模将分别达 350、320、120 亿美元。在庞大的可触达市场需 求增长驱动下，AMD 预计 2021 年 Q1 营收规模将达 31~33 亿美元，2021 年全年将同 比增长 37%，同时毛利率进一步提升至 47%。GPU：快速增长的平板、PC、笔电，和远程办公、居家经济带动的云计算、服务器等需 求也促进了 GPU 销售的增长。在所有类型的 PC 当中，游戏 PC 的出货量增长的势头 最为强劲。据 IDC，本年度游戏 PC 与显示器的出货量将同比增长 16.2%、至 4,960 万 台。到 2024 年的时候，出货量有望继续增长至 6,190 万台，复合年增长率为 5.7%，由 此可见宅家玩游戏已经成为了不少用户的新选择。同时，云游戏的快速发展也为 GPU 市场规模增长带来机遇。 据英伟达，其游戏板块营收 2020 年 Q4 达 24.95 亿美元，同比+67%，2020 全年达 77.6 亿美元，近 5 年复合增长率达 22%；数据中心板块营收 2020 年 Q4 达 19.03 亿美元， 同比+97%，2020 全年达 67 亿美元，近 5 年复合增长率达 82%。英伟达预测，未来 RTX 的市场规模将可达 90 亿美元，而数据中心板块整体将达 1,000 亿美元（HPC 100亿、区块链 AI 450 亿、企业级 AI 300亿、边缘端 AI 150 亿美元）。存储器：无论是手机还是电脑，各大品牌厂商新发布的产品存储配置持续升级，以电脑 为例，DRAM 16G+SSD 512G 逐步成为标配，驱动存储器产业景气期来临。据 TrendForce，2020 年第四季 DRAM 总产值达 176.5 亿美元，季增 1.1%，一方面因为 国内智能手机龙头受限，使得竞争者争相加大零部件采购力道以准备争夺份额，因而带 动 2020Q4 各家 DRAM 供应商出货表现。同时，终端设备和服务器需求的恢复也减缓 因 2020 年上半年数据中心和服务器客户订单疲软对 NAND Flash 造成的冲击。由于笔电及智能手机品牌商备货动能延续，同时由远程办公、居家经济驱动的云计算需 求带动了服务器的出货，我们认为 2021 年整体存储器需求或将保持旺盛。2019 年中至今，中国台湾地区 DRAM 上市公司营 收规模增速持续上行，并于 2019 年年底、2020 年年初整体实现同比增速回正，随后受 疫情影响增速于 2020 年 7、8 月有一定下滑，随即便在手机、平板电脑等终端设备的旺 盛需求下快速回正，2020 年 9 月至今台股 DRAM 营收同比增速均高于 25%，2021 年 1 月增速一度达 49.17%，显示行业整体的增长态势迅猛。从我国存储部件进出口金额、 ASP 的抬升态势看，我们同样能判断出存储器整体的景气度抬升或将维持。而历经两季库存调整，部分服务器厂商或将重启新一轮备货，加上 2020 年 12 月初美 光跳电、德州暴风雪等事件影响供应商对采购安全的担忧，预计今年第一季存储器产品 价格或将持续上涨。截至 2021 年 3 月 25 日，以 DDR3 4Gb 1600MHz 产品为例，DRAM 现货平均价报价较 2020 年 11 月的低点已增长 1.83 美元，涨幅达 123.88%；NAND Flash 价格近期也已止住下行趋势，出现了小幅回升。整体而言，由于今年第一季度消费性终端产品的需求动能未见趋缓，故原厂仍延续去年 产能规划，然而第二季度为传统服务器整机出货旺季，预期服务器用 DRAM 需求将于 第二季度逐渐走强，进而使原厂在服务器用 DRAM 的报价上更为积极，据 TrendForce 预测，今年第一季度 DRAM 平均合约价将较 2020 年第四季上扬约 8%，且预期第一季度将出现 3~4%的月均涨幅，预估第二季度合约价将从原先 8~13%的涨幅调升为 10~15%，不排除部分交易涨幅可达两成。展望未来，据 Trendforce，服务器用 DRAM 需求将会持续畅旺至第三季度，尤其伴随 着远程办公与国际贸易的不确定性，服务器出货动能强劲，预计 2020 年底至 2021 年 底该段期间，服务器用 DRAM 合约价今年累积涨幅可望达四成以上。同时，随着服务 器建设逐步进入旺季，预计 NAND Flash 供给充足率也将下滑，我们认为 NAND Flash 也将逐步进入价格上涨期。智能化的延伸：向末梢持续蔓延近年来，终端逐渐向人类社会生活的末梢不断延伸，智能化的触角正持续渗透我们的生 活，为效率的提高和生活质量的提升提供智能化解决方案，其中逐步进入消费领域的主 要是可穿戴设备和智能家居。疫情之下，人们对于健康和娱乐的需求激增，可穿戴设备 市场随之热销，部分产品甚至出现供不应求的现象。据 IDC 第三季度全球可穿戴设备出 货量同比增长 35.1%，达到 1.25 亿台。其中，智能手表出货量为 3,290 万块，同比增 长 36.2%，腕带出货量为 2,193 万条，同比增长 9.4%。耳戴式设备出货量为 6,975 万 台，比 2019 年同期增长 47.7%。随着消费者依靠这些设备进行远程工作，健身活动、健康跟踪等，使得佩戴式设备和智 能手表的增长尤其强劲，特别是耳戴式设备受到青睐，目前耳戴式设备占整个市场的 55.8%。据 Gartner，2020 年耳戴式设备的支出达到 327 亿美元，较上年增长 124％， 预计到 2021 年将达到 392 亿美元。此外，智能手表也表现强劲，今年市场规模预计达 258 亿美元，带动智能手表相关的半导体器件销售增长，如处理器、存储、蓝牙芯片、 传感器、MCU 等。 智能家居同样增长迅猛。据 IDC，尽管新冠疫情对世界经济造成了严重冲击，但 2020 年智能家居设备出货量仍将达到 8.54 亿台，实现 4.1%的同比增长。同时，预估 2021 年智能家居设备仍然保持增长势头。从长期来看，IDC 预计 2024 年全球出货量将超过 14 亿台，2020-2024 年复合年增长率为 14%。据 Strategy Analytics，2020 年全球智能 家居市场规模由 520 亿美元下降至 440 亿美元，2021 年再恢复增长，规模将达到 620 亿美元，同比增长 40.9%。整体来说，到 2025 年全球智能家居设备市场增长到 880 亿 美元(人民币 6100 亿元)，以 15%的复合年增长率增长。无论是可穿戴设备还是智能家居，其本质上都是 AIoT 的一部分，而这其中 MCU、射 频、电源管理等大量的半导体器件将是 AIoT 生态的底层硬件支撑。我们可以想象，未 来我们的生活中将会有大量的日常用品逐步智能化，围绕人类社会生活、经济生产形成 一个智能生态链，智能设备市场空间辽阔。而随着智能化的不断渗透、智能程度的持续 提升，未来相应半导体器件的技术将会不断迭代、整体用量将会不断上升，可以说，智 能生态正在打造继智能手机之后的半导体行业景气上行新势态。三、如何看待未来的半导体景气期？新终端带来的量价齐升：汽车半导体智能化、电气化趋势持续演进，下游传统汽车升级带来庞大市场需求。在全球碳中和政 策的要求下，各国政府不断推进新能源车补贴政策，使得包含纯电动车(BEV)与插电混 合式电动车(PHEV)在内的新能源车在疫情导致的整体车市衰退下仍保持销售正成长。 同时，据 PwC 预计，未来欧盟/美国/中国 BEV 占轻型汽车新车销量比重将持续提升， 2025 年可达 17.1%/5.0%/19.5%，出货量达 290.7/80/546 万辆。汽车半导体的驱动维度：功率与自动驾驶在智能化、电气化趋势下，汽车电子系统价值量将持续提升。随着电气化以及智能化应 用的增多，汽车电子系统无论是安装的数量还是价值仍在不断增长之中。据罗兰贝格估 算，预计 2025 年一台纯电动车中电子系统成本约为 7,030 美元，较 2019 年的一台燃 油车的3,145美元大增3,885美元，而其中新能源驱动系统成本较燃油车增加约为 2,235 美元，是电子系统价值量增加的主要来源。而汽车电子系统的核心是汽车半导体。汽车半导体是指用于车体汽车电子控制装置和车 载汽车电子控制装置的半导体产品。按照功能种类划分，汽车半导体大致可以分为主控 /计算类芯片、功率半导体（含模拟和混合信号 IC）、传感器、无线通信及车载接口类芯 片、车用存储器以及其他芯片（如专用 ASSP 等）几大类型。未来新能源车中电动力系 统、车联网系统、自动驾驶系统乃至相关联的充电桩、换电站、智能路灯（兼备基站、 城市安防、充电桩等功能）在新能源车快速发展的带动下将有效拉动相应半导体市场的 增长。由于动力系统和自动驾驶系统在新能源车中的价值含量相对传统汽车有较大增长， 我们将重点分析这两个系统所带来的半导体景气机遇。核心模块之一：功率器件功率器件是新能源车半导体的核心组成，是价值量提升的关键赛道。功率半导体器件也 叫电力电子器件，大多数使用状态为导通和阻断两种工作特性，主要用于电流电压的变 换与调控。近 20 年来各个领域对功率器件的电压和频率要求越来越严格，MOSFET 和 IGBT 逐渐成为主流，多个 IGBT 可以集成为 IPM 模块，用于大电流和大电压的环境， 其中新能源车对于功率器件的电压、频率、损耗、可靠性、耐高温特性要求较高。随着 新能源汽车的发展，对功率器件需求量日益增加，对其性能要求也持续提升，新能源车 未来将成为功率半导体器件新的增长点。新能源汽车系统架构中涉及到功率半导体应用的组件包括电机驱动系统、车载充电系统 （OBC）、电源转换系统（车载 DC/DC）和非车载充电桩，每个部件都需要大量的功率 半导体对电流电压进行控制。据 Strategy Analytics，纯电动汽车中功率半导体占汽车半 导体总成本比重约为 55%，远超传统能源汽车的 21%。新能源汽车行业是市场空间巨大的新兴市场，全球范围内新能源车的普及趋势逐步清晰 化，带动功率半导体市场快速增长。根据 IHS Markit 预测，2018 年全球功率器件市场 规模约为 391 亿美元，预计至 2021 年市场规模将增长至 441 亿美元，2018~2021 年 复合增速为 4.09%。目前国内功率半导体产业链正在日趋完善，技术也正在取得突破， 同时，中国也是全球最大的功率半导体消费国，2018 年市场需求规模达到 138 亿美元， 增速为 9.5%，占全球需求比例高达 35%。IHS Markit 预计未来中国功率半导体将继续 保持较高速度增长，2021 年市场规模有望达到 159 亿美元，2018~2021 年复合增速达 4.83%。 据英飞凌预估，48V/轻混合动力汽车、插电式、混合动力或纯电动车功率半导体价值量 未来有望达 90 美元/台、330 美元/台，以其预计 2030 年全球约 0.27 亿台 48V/轻混合 动力汽车、0.32 亿台插电式、混合动力及纯电动车计算，车载功率半导体市场空间便达 130.17 亿美元。新能源车带动功率半导体市场需求快速扩容，SiC 功率器件或迎替代机遇。SiC 材料拥有宽禁带、高击穿电场、高热导率、高电子迁移率以及抗辐射等特性，SiC基的SBD 以 及 MOSFET 更适合在高频、高温、高压、高功率以及强辐射的环境中工作。在功率等级 相同的条件下，采用 SiC 器件可将电驱、电控等体积缩小化，满足功率密度更高、设计 更紧凑的需求，同时也能使电动车续航里程更长。据天科合达招股说明书，美国特斯拉公司的 Model3 车型便采用了以 24 个 SiCMOSFET 为功率模块的逆变器，是第一家在 主逆变器中集成全 SiC 功率器件的汽车厂商；目前全球已有超过 20 家汽车厂商在车载 充电系统中使用 SiC 功率器件；此外，SiC 器件应用于新能源汽车充电桩，可以减小充 电桩体积，提高充电速度。据 Yole，2018 年全球车载 SiC 功率器件的市场空间为 4.2 亿美元，预计到 2024 年市场空间可以达到 19.3 亿美元，对应 2018-2024 年复合增速 达到 29%。未来光伏发电将会是全球新能源发展的主要方向，新增装机量持续提升，而逆变器是光 伏不可或缺的重要组成部分，是光伏发电能否有效、快速渗透的关键之一。高效、高功 率密度、高可靠和低成本是光伏逆变器的未来发展趋势，据天科合达招股说明书，目前 在光伏发电应用中，基于硅基器件的传统逆变器成本约占系统 10%左右，却是系统能量 损耗的主要来源之一。使用 SiC-MOSFET 或 SiC-MOSFET 与 SiC-SBD 结合的功率模 块的光伏逆变器，转换效率可从 96%提升至 99%以上，能量损耗降低 50%以上，设备 循环寿命提升 50 倍，从而能够缩小系统体积、增加功率密度、延长器件使用寿命、降 低生产成本。SiC 功率器件，为实现光伏逆变器的“高转换效率”和“低能耗”提供了 所需的低反向恢复和快速开关特性，对提升光伏逆变器功率密度、进一步降低度电成本 至关重要。在组串式和集中式光伏逆变器中，SiC 产品预计会逐渐替代硅基器件。此外，储能、充电桩、轨道交通、智能电网等也将大规模应用功率器件。整体而言，随 着器件的小型化与对效率要求提升，采用化合物半导体制成的电力电子器件可覆盖大功 率、高频与全控型领域，其中 SiC 的出现符合未来能源效率提升的趋势。以 SiC 制成的 电力电子器件，工作频率、效率及耐温的提升使得功率转换（即整流或者逆变）模块中 对电容电感等被动元件以及散热片的要求大大降低，将优化整个工作模块。未来，在 PFC 电源、光伏、纯电动及混合动力汽车、不间断电源（UPS）、电机驱动器、风能发电以及 铁路运输等领域，功率半导体尤其是 SiC 功率器件的应用面会不断铺开。核心模块之二：自动驾驶系统自动驾驶快速渗透，带来海量传感器需求。据 IDC，2024 年全球 L1-L5 级自动驾驶汽 车（自动驾驶汽车按照自动化程度的高低分为五级，分别为：L1 级部分驾驶辅助，L2 级组合驾驶辅助，L3 级有条件自动驾驶，L4 级高度自动驾驶，L5 级完全自动驾驶）出 货量预计将达到约 5,425 万辆，2020 至 2024 年的年均复合增长率（CAGR）达到 18.26%； L1 和 L2 级自动驾驶在 2024 年的市场份额预计分别为 64.43%和 33.98%。从设备角度 来看，随着功能组合的复杂性不断提升，汽车将需要不同类型的组件。一些细分领域的 增长速度将超过其他领域。例如，无人驾驶将产生对传感器和微控制器，以及处理传感 器数据的大量需求。半导体行业亦正在开发更加强大的微控制单元/微处理单元以处理 这些数据。例如，当汽车达到 L4/5 级别的自动化程度，系统需要能够处理所有传感器 数据，才能呈现出全面的视角，帮助汽车做出正确判断。我们认为，未来随着新能源车渗透率的持续提升，汽车智能化、电气化的进一步发展， 汽车半导体有望迎来长期的量价齐升变化。同时，由于：1）我国政府高度重视半导体行 业的发展，推出多项相关产业政策和发展规划；2）大量企业布局汽车半导体：在下游市 场强劲增长的带动下，我国汽车半导体市场也迎来了较快的发展，市场对汽车半导体的 需求，推动企业逐渐布局汽车半导体；3）疫情影响下本土厂商获得珍贵的产业验证机 会，部分厂商已崭露头角，未来，在电动化、智能化的市场趋势下，中国厂商通过收购 国外厂商，积极布局汽车半导体新能源、智能汽车领域，国内本土品牌具有渠道优势和 较高性价比，或将逐渐打开市场。站在当前时点，我们建议关注汽车半导体长期价值提 升机遇。芯片将无处不在：AIoT 打开长期空间半导体本质上是科技创新的基础，AI 化浪潮加速将会成为未来半导体增长的重要动力。 随着 AI 算法和应用的不断完善，在业务需求的推动下，很多碎片化应用也开始被广泛 使用，并辐射到媒体娱乐、现代农业、智能家居、智慧电力等多个不同领域。以我国人 工智能领域的发展为例，自动驾驶、智慧医疗、智能电信、智能制造、智能零售、智慧 教育等领域在不断发展，未来应用的成熟度也将不断提升，这将带领社会进入一个新时代：芯片无处不在。而 AI 发展的过程中，半导体器件将起重要作用。无论是边缘端的数据采集、边缘运算 要用到的海量的传感器、射频器件、ASIC、嵌入式存储器，还是传输到云端所并完成大 数据运算的 CPU、GPU、存储器等，再到边缘端实际运作所需要的 MCU、电源管理器 件，半导体器件都在其中扮演着举足轻重的作用。从数据获取，到算法设计、算力的满 足，乃至单产品高度集成化的发展，AI+IoT 的高速发展将会为半导体行业带来新活力， 高要求之下是更多的器件数量、更高的技术价值、更强的技术壁垒。摩尔定律延续难度加大，芯片面积扩大或将成解决方案尽管摩尔定律还在持续，但与 AI 所需算力匹配程度持续失速。无论是自动驾驶还是前 文所述的种种应用，都基于算力和半导体器件的应用。以算力为例，目前 AI 算力需求 每 3~4 个月提升一倍，远超摩尔定律下厂商通过提高制程所能带来的算力提升。面对摩 尔定律的真正局限性，半导体行业正面临着持续改善性能的障碍。后摩尔定律时代，一方面是追求材料的创新，另一方面，则是需要考虑如何在制程提高 受限的情况下增强算力，而目前而言，扩大芯片面积或采用异构集成（需综合扩大面积 和异构集成带来的问题），将会是最有效的解决方案之一。而实际上，我们也能看到，服 务器 CPU、GPU 近 15 年以来裸 Die 面积并没有随着制程提高而整体下降，反而是逐 步增大，我们认为这于提高制程带来的巨大成本考量有关。 在同制程内，提高芯片性能的最好方法之一就是扩大面积。以英伟达 7nm 制程的安培 架构系列产品为例，从低端的产品 GA108 的约 67 平方毫米，到用于 HPC 的高端产品 GA100 的约 550 平方毫米，面积扩大了超 8 倍。而芯片面积扩大，也将导致晶圆切割效率的降低，这将进一步占据晶圆的产能。未来， 随着制程提升的困难、成熟产品升级制程的低经济性，叠加新能源车和 AIoT 趋势下不 断增长的芯片用量需求，芯片行业或在技术限制和需求强劲的驱动下进入长期的供不应 求状态，促使整体行业进入继家电、个人 PC、智能手机后发展的又一黄金时代。详见报告原文。（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：【未来智库官网】。
进于知矣2020年中国半导体分离器件行业市场分析：市场规模稳步增长（图）
我国半导体分立器件行业起步较晚，主要通过国外引进及国内企业自主创新，逐步提升行业的国产化程度，满足日益增长的下游需求。伴随着我国分立器件行业向前发展，国内半导体分立器件领先企业将有可能进一步提升市场占有率。中国半导体分离器概况受益于国家产业政策对新兴产业的大力支持和对传统行业的升级改造，我国半导体分立器件行业的市场规模稳步增长，销售收入占全球比重逐年上升。根据中国半导体行业协会统计，2018年我国半导体分立器件(该分类还包含光电器件、传感器)的销售收入为2,716亿元，同比增长9.79%。数据来源：中国半导体行业协会，2019.08。中国半导体行业协会对“半导体分立器件”的定义范围较广，上图半导体分立器件的数据统计范围涵盖了除集成电路以外的所有部分，包括国际上通常定义的分立器件、光电器件、传感器。资料来源：中国半导体行业协会、中商产业研究院我国半导体分立器件下游应用较全球相比仍集中于中低端领域，主要运用于计算机及周边、网络通信、绿色照明与电源充电器等领域。预计随着国内企业的研发与创新能力提升、以及产能转移带来的压强系数的快速增长，未来国内汽车等高端应用占比也将向全球市场靠拢。更多资料请参考中商产业研究院发布的《2020-2025年中国导体分离器件市场前景及投资机会研究报告》，同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业规划策划、产业园策划规划、产业招商引资等解决方案。（文章来源：中商产业研究院）
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伏击战2020年中国半导体分离器件行业市场竞争格局分析
中商情报网讯：在国内企业的不断努力下，我国半导体分立器件制造行业取得了很大的发展，但在高端半导体分立器件芯片的设计和制造方面，目前与全球领先水平尚存在差距。我国半导体分立器件行业起步较晚，主要通过国外引进及国内企业自主创新，逐步提升行业的国产化程度，满足日益增长的下游需求。我国半导体器件企业分为三个梯队目前，国内半导体分立器件业务的市场竞争较为充分，半导体分立器件企业大致可分为三个梯队。第一梯队在中国市场有较强的竞争优势，由国际大型半导体公司构成，如意法半导体公司，恩智浦半导体公司等；第二梯队企业有较强的研发设计制造能力，品牌知名度高，利润空间较高，由少数突破了半导体分立器件芯片技术瓶颈的国内企业构成，如士兰微，华微电子，立昂微电，杨杰科技等；第三梯队缺乏芯片设计制造能力，利润空间低，竞争激烈，由大量的半导体分离器件封装企业构成。资料来源：中国半导体行业协会、中商产业研究院更多资料请参考中商产业研究院发布的《2020-2025年中国半导体分离器件市场前景及投资机会研究报告》,同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业规划策划、产业园策划规划、产业招商引资等解决方案。
年寿长矣基于对半导体行业研究的心得
近期，我在梳理半导体行业相关的研究成果的过程中，参考了一些经典行业研究方法，同时在实践的基础上进行修改，摸索出了一些框架上的心得，在此做一个总结，以便日后不断地进行完善改良。从定义上看，行业研究指的是「通过深入研究某一行业的发展动态、规模结构、竞争格局、发展推动力以及综合经济信息，为资本市场的投资者提供重要的参考依据和投资策略，同时也为企业自身发展提供方向。」由以上内容，我们可以大致拟定一个行业研究的流程。第一件事情就是了解行业的基本概况，最直接的内容就是行业的定义、应用方向、分类、历史沿革、发展现状等等。以半导体举例，半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。历史沿革更直接的体现在指数的变化上，半导体行业的兴盛与衰弱，在特定的历史节点一定对应着特定的环境，搞明白环境的演变对理解行业有着至关重要的意义。接下来，是半导体的分类。我们进行第一次分类，大致梳理出一个地图脉络。这次梳理脉络不用保持100%的精确性与准确性，它能提供一个大致的行业印象，以便于在学习过程中能知晓信息的指向，不至于盲人摸象。例如，半导体可以分为：集成电路，分立器件、光电子器件、传感器四大类。分类的方法很多，各机构都有各自的分类标准，制造业协会和券商研究报告的分类方法通常有较大差别。通过分类，我们已经构建好了信息盒子，这还不够，因为我们还需要知道这些盒子从哪里来到哪里去。我们还需要进行产业链分析来得到一张较完整的行业地图。所谓产业链，是各个产业部门之间基于一定的技术经济关联，并依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态。技术经济关联是产业链分析的核心，拆分来看，就是“技术”与“经济”。要搞明白技术，从科普来的或许会有细节疏漏，最稳健的方式无异于直接阅读专业书刊。我选择了杜中一的这一本《半导体芯片制造技术》，它帮助我建立对整个产业链的技术认知，也就是“如何在脑袋里把沙子变成芯片”。比如，对于半导体行业来说，整个产业链包括了上游的设备、材料和芯片设计，中游的晶圆制造、封测环节，而下游就是成品的芯片、模块。它清楚地告诉我，各个阶段的产品是什么，需要的材料是什么，公司做出来的东西要往哪里放，这对于行业研究来说是避免杂糅的不二路径。技术之后，“经济”就需要深入的供需分析来把握各个环节的关联了，这个过程最有力的工具就是波特五力模型。就像半导体，供不应求是整条产业链的总基调，但上游供应商的议价能力真的强吗？现在的竞争格局是否具有可持续性？我们必须要审慎的看待结论，这是行业研究的价值体现。“经济”关联就要结合相关的标的来进行。我们在做的事情是把“石头”往盒子里填充。我们筛选作为行业代表的标的往往是市场公认的最优秀的公司，了解这些公司的业务和财务情况，而且这些公司面临的困境通常是整个行业现状的缩影，这能很好的帮助我们建立初步的认识。就比如中国的芯片设计技术水平和世界领先技术差异不大，但是芯片设计里面涉及到的芯片架构和EDA软件都是受制于人的，尤其是芯片架构。所以阿里等企业在通过开源RSIC-V架构来进行突围。核心标的的战略往往代表着一个行业未来的发展趋势。持续的跟踪意义在于，能够把颗粒度更细的信息填充进信息盒子中。行业研究本身就是一个自上而下的研究，最终还是服务于公司的价值挖掘。准确的前瞻判断是建立在充分的信息对称基础上的博弈，这对行业研究的精细度和持续性提出了相当程度的要求。建立初步的行业结构只是第一步，最能体现价值的始终是持之以恒的认知提升和观点印证。（文/景裕资产 张浩）注：本文所研究的案例和提及的个股，景裕资产不做推荐，以此投资，风险自负。#半导体和白酒哪个更值得入手#
