如需报告请登录。
1、半导体:自主可控大时代,细分领域正全面开花
1.1、技术变革驱动半导体产业持续增长
半导体产业链环节众多,专业分工程度高,新技术新应用是行业下游重要驱动力。半导体产业链上下游包括三大环节:IC设计、晶圆制造加工以及封装测试、应用。其中,IC设计是指IC设计公司根据产品需求、产品功能设计芯片,并把它委托给晶圆代工厂进行生产加工;晶圆制造购买原材料通过提纯、制造晶棒、晶片分片、抛光、光刻等多道程序将设计好的电路图移植到晶圆上;完成后的经营再送往下游封测厂进行封装测试最后移交给下游厂商,半导体产业往往由技术驱动催生出新的下游应用。
半导体产业作为现代信息产业的基础和核心产业之一,是衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志,半导体行业在过去数十年内遵循一个螺旋式上升的过程,放缓或衰落后又会重新经历一次更强劲的复苏。
技术变革是驱动半导体行业持续增长的主要推动力。WSTS年6月9号发布最新预测,年和年全球半导体市场将分别同比增长3.3%和6.2%,年全球半导体市场将加速回升至亿美元。我们认为新冠疫情并不会改变半导体产业发展趋势,伴随着5G、AI、云计算、汽车电子、IOT等新兴应用的兴起,半导体行业即将迎来新的机遇,新一轮上升周期即将开启。
核心芯片国产化率偏低。虽然我国集成电路产业发展迅猛,但目前在终端应用的核心芯片国产化率上,国产芯片占比仍较低,由表1可以看出,我国在计算机系统、通用电子系统的终端核心芯片上市占率仍接近于0,在内存设备和显示系统中的国产核心芯片市场才刚起步,在通信装备方面,国产芯片已实现部分进口替代,应用处理器和通信处理器国产占比分别达到18%和22%。
华为事件后半导体国产替代全面提速。华为事件后,年Q2核心半导体公司营收和净利润同比增长明显提速:Q1-Q1兆易创新与圣邦股份营收同比增速分别为-15.73%/31.98%/62.97%/90.46%/76.51%与-15.82%/21.43%/58.13%/88.23%/72.05%;Q1-Q1兆易创新与圣邦股份净利润同比增速分别为-55.58%/1.43%/98.21%/.43%/.24%与9.34%/89.31%/90.80%/78.27%/91.29%。通过数据分析我们可以看出,由于下游需求不振,Q1营收据明显下降,Q2数据明显转好,Q3-Q1同比增速都提升明显。我们认为在华为事件后,政策、资金全面支持,半导体国产化全面提速,中国半导体细分领域核心公司正在全面开花,迎来历史性发展机遇。
华为Mate30Pro5G中美国元器件占比大幅降低。主芯片方面,华为基本已经完成了高中低端芯片的布局基本实现自给自足;屏幕方面,三星目前仍是首选,国内京东方产品实力在快速提升;RAM和ROM方面,替代厂商较多,除美光外,还有三星、东芝、海力士等厂商;在射频前端、电源管理、无线收发方面等方面,华为已经逐步摆脱美国厂商的钳制。
华为Mate30Pro5G美国元器件数量占2.6%、成本占9.5%。全部组件中,日本提供个,占总共的88.4%,组件数占比最高,成本占比31.6%;中国提供个组件,占总共的8.2%,成本为.1美元,成本占比41.7%,成本占比最高;美国提供62个组件,占总共的2.6%,成本占比9.5%;韩国提供2个组件,占总共的0.1%,成本占比14%;台湾地区提供3个组件,成本为9.68美元。
1.2、IC设计:细分领域众多,国产化正当时
IC设计行业分为Fabless模式和IDM模式,国产替代是IC设计行业的主旋律。fabless为大多数设计类公司采用,而IDM模式由于投资较大、门槛较高,仅有少数大型行业龙头企业采用。根据DIGITIMESResearch发布的年全球前10大IC设计公司(Fabless)排名来看,博通、高通分别以.46亿美元、.18亿美元营收位居前二,我国华为海思半导体以.7亿元收入,同比增长68%,增速居前十大IC公司首位,但全球前十大半导体公司、全球前十大模拟IC公司中均无我国企业。我国IC设计市场广阔,年我国IC设计行业市场空间为约.90亿元,约占据全球IC设计市场的三分之一,但IC设计国产化率仍然偏低,IC设计行业国产替代空间广阔。
IC设计:模拟芯片是链接数字世界与自然界的桥梁
模拟芯片是连接数字世界与自然世界的桥梁。模拟集成电路是指由电容、电阻、晶体管等组成的用来处理模拟信号的集成电路。数字芯片不能直接与自然界沟通,为了处理方便,一般将模拟信号转换为数字信号,输入到大容量、高速、抗干扰能力强的数字处理系统处理后再转换为模拟信号输出。在电子系统中,模拟IC的功能非常多,如信号接收、信号放大、数模信号转换、稳压、比较等功能。
模拟芯片根据功能可以分为以下三大类:(1)电源管理芯片;(2)信号链芯片;(3)数模转换器。模拟芯片市场规模:根据ICinsights发布最新的模拟IC市场研究报告,年全年模拟IC市场规模为亿美元,前10大厂商市占为62%。其中,德州仪器(TI)以亿美元销售额和19%的市占继续稳坐第一名,模拟IC产值几乎为第二名亚德诺半导体(ADI)的两倍。
电源管理芯片的终端市场主要包括:手机、平板电脑等消费电子、工业应用市场、汽车市场和军用市场,其中手机、计算机等电子产品出货量逐年下跌,“工业4.0”推动工厂智能化,工业应用对电源管理芯片需求增大,电动汽车需要大量电源管理芯片调节电压和功率,未来工业和汽车将成为电源管理芯片的主要增长动力。
电源管理芯片市场规模:根据前瞻产业研究院数据,年全球电源管理芯片市场规模为亿美元,预计到年市场规模将达到亿美元,-年复合增长率为10.69%。年中国电源管理芯片市场规模为.53亿元。年全球电源管理芯片中,德州仪器占比21%,高通公司占比15%,ADI占比13%。
信号链产品主要类型:信号链产品以射频芯片为主,包括滤波器、放大器、射频开关、天线调谐器。射频前端芯片市场规模与格局:根据YoleDevelopement数据,年全球射频芯片市场规模为亿美元,预计到年市场规模将达到亿美元,年复合增长率为15%。全球射频芯片市场集中度较高,前四大厂商分别为思佳讯、Qorvo、博通、村田,合计市场份额为85%。射频芯片中滤波器市场规模占比最高,滤波器市场被Avago、Qorvo等厂商垄断。
主要增长动力:射频芯片的主要增长动力来自5G时代手机性能增强和物联网设备数量增加。
5G带来手机射频前端量价齐升。5G的引入,使得已经很复杂的射频前端变得更加复杂,随着射频前端的价格压力增加,这种现象可能会加剧。预计5G发展到成熟阶段,全网通的手机射频前端的Filters数量会从70余个增加为余个,Switches数量亦会由10余个增为超30个,使得最终射频模组的成本持续增加。从2G时代的约3美元,增加到3G时代的8美元、4G时代的28美元,预计在5G时代,射频模组的成本会超过40美元。
射频前端器件是通讯系统芯片组中除基带主芯片之外最重要的组成部分。射频前端是指在通信系统中,位于手机天线之后,收发器-基带芯片之前的器件总称,是无线通讯设备的基础性零部件,主要由功率放大器(PA)、滤波器、双工器、射频开关、低噪声放大器、接收机/发射机等组成。
射频PA和滤波器是射频前端器件中最重要的组成部分。根据Yole统计数据,年全球射频器件市场中,滤波器市场占比微53.3%,射频PA市场占比微33.3%,射频开关微6.7%,低噪声滤波器微1.6%。
滤波器是实现频段过滤的专用器件,滤波器可以使信号中特定的频率成分通过,抑制其他频率成分,从而得到需要的频率成分。目前手机是滤波器最主要的市场,其中SAW滤波器主要用于低频信号,BAW滤波器主要用于高频信号。
射频芯片中滤波器市场占比最高。其中BAW滤波器市场被Avago、Qorvo等厂商垄断;SAW滤波器市场被Murata、TDK、太阳诱电等厂商垄断。
数据转换器功能与主要类型:数据转换器主要是DAC和ADC,用于模拟信号与数字信号的互相转换。
市场规模与格局:根据麦姆斯咨询的数据,年全球数据转换器市场规模为35.2亿美元,年-年复合增长率为6.3%,预计年市场规模将达到50.8亿美元。数据转换器市场被几家欧美厂商垄断,国内数据转换器与国外厂商有2-3代的差距。全球领先的数据转换器厂商是ADI,市场占比达到58%。国内ADC/DAC研发工作主要由科研院承担,研发数据转换器芯片的企业有华为海思、上海贝岭等。
1.3、存储器:NORFlash市场规模开始逐步扩大
存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。存储器概念很广,有很多层次,在数字系统中,只要能保存二进制数据的都可以是存储器;在集成电路中,一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器,如RAM、FIFO等;在系统中,具有实物形式的存储设备也叫存储器,如内存条、TF卡等。
存储器依照特点不同可分为众多类别。存储器种类众多,具有不同的分类方法,按存储形式不同,存储器可分为三大类:光学存储,根据激光等特性进行存储,常见的有DVD/VCD等;磁性存储,常见的有磁盘、软盘等;半导体存储器,采用电能存储,是目前应用最多的存储器。依照断电后是否还能保留数据,可分为“易失性(VM)”与“非易失性(NVM)”存储两大类。按是否可以直接被CPU读取,可分为内存(主存,如RAM)和外存(如ROM,硬盘等)。
NORFlash市场空间获得重新增长的主要动力。以TWS耳机为代表的可穿戴设备、手机屏幕显示的AMOLED和TDDI技术以及功能越来越强大的车载电子等领域的快速崛起,使得NORFlash市场规模开始逐步扩大。根据中国产业信息网数据,年全球NOR市场规模为27.64亿美元。
AMOLED和TDDI在智能手机渗透率逐步提高,推动NOR需求增长。AMOLED在智能手机的渗透率逐步提高,年手机端AMOLED出货量5.8亿颗,年预计达6.92亿颗。TDDI-COF在全面屏的解决方案越来越受欢迎,年出货量达6.1亿颗,预计年达7亿颗。
TWS耳机销量快速崛起。根据Counterpoint统计数据,年TWS耳机出货量达到1.2亿台,同比增长.43%,预计年出货量将达到2.3亿台,以TWS为代表的新兴应用前景可期,有望成为NORFlash新动力。
1.4、功率半导体:MOSFET与IGBT前景广阔
功率半导体是电子装置电能转换与电路控制的核心。功率半导体是通过利用半导体的单向导电性实现电源开关和电力转换的功能,功率半导体主要分为功率器件、功率IC。功率器件可以分为二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等。
功率半导体的应用领域非常广泛。根据Yole数据,年全球功率半导体市场规模为亿美元,预计到年达到亿美元,复合增长率为5.43%。其中,工业、汽车、无线通讯和消费电子是功率半导体的前四大终端市场。根据中商产业研究院的数据,年工业应用市场占全球功率半导体市场的34%,汽车领域占比为23%,消费电子占比为20%,无线通讯占比为23%。随着对节能减排的需求日益迫切,功率半导体的应用领域从传统的工业领域和4C领域逐步进入新能源、智能电网、轨道交通、变频家电等市场。
受益于工业、电网、新能源汽车和消费电子领域新兴应用不断出现,功率半导体器件市场规模不断增长。根据Yole数据,年全球功率半导体器件市场规模为.01亿美元,预计到年功率半导体器件市场规模将达到.88亿美元,复合增长率为3.96%。
MOSFET:高频开关,功率器件主要的细分市场。MOSFET在功率器件中占比最高,根据华经情报网数据,年全球MOSFET市场规模为59.61亿美元,占功率器件市场的39.78%。中国是全球最主要的功率器件消费国,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。其中MOSFET中国市场规模占比全球为44.3%,中国MOSFET市场规模约26.4亿美元。
年MOSFET终端应用占比预测:根据华经情报网数据,随着汽车电子化以及工业系统智能化程度的不断加深,预计到年MOSFET下游应用中,汽车占比为22%,计算机及存储占比为19%,工业占比为14%。
IGBT是电机驱动的核心:广泛应用与逆变器、变频器等,在UPS、开关电源、电车、交流电机等领域,逐步替代GTO、GTR等产品。
IGBT市场空间:IGBT分为IGBT芯片和IGBT模块,其中IGBT模块是由IGBT芯片封装而来,具有参数优秀、最高电压高、引线电感小的特点,是IGBT最常见的应用形式,IGBT模块常用于大电流和大电压环境。根据ASMC的数据,年全球IGBT芯片市场规模为11.36亿美元,IGBT模块市场规模为37.61亿美元,总计48.97亿美元,占功率器件市场的32.68%。
1.5、IC制造和封测:晶圆代工市场台积电一家独大
IC制造分为IDM模式和代工模式。IDM模式下,厂商独自完成从芯片设计、制造到封测的全流程,而代工模式下,芯片设计、制造和封测由不同厂商共同完成。根据华经情报网数据,年全球晶圆制造市场中,纯晶圆代工占比为81%,IDM占比19%。
全球晶圆代工市场持续快速增长。根据DIGITIMES数据,年全球晶圆代工产值为.2亿美元,近3年复合增长率为7.87%。拓墣产业研究院研究表明,年Q1晶圆代工订单未出现大幅度缩减,且因客户扩大既有产品需求并导入疫情衍生的新兴应用,考虑到年同期基期低,预计全球前十大晶圆代工厂商第二季营收同比增长超20%。
晶圆代工市场台积电一家独大。在纯晶圆代工市场中,台积电是绝对的龙头,市场份额超过50%。根据拓璞产业研究院数据,预计Q1纯晶圆代工市场中,台积电市场份额为54.1%,三星15.9%,格罗方德7.7%,联电7.4%,中芯国际4.5%,华虹半导体1.1%。
中芯国际是国内晶圆代工龙头。中芯国际是中国大陆规模占优、技术最先进的集成电路晶圆代工企业,也是世界第五大集成电路晶圆代工企业。公司总部位于上海,拥有全球化的制造和服务基地,提供0.35微米到28纳米不同技术节点的晶圆代工与技术服务。公司拥有3座mm晶圆厂和4座mm晶圆厂。我们认为中芯国际在先进制程方面的研发有望大幅提速,加之在国家在政策、资金大力扶持半导体行业的背景下,中芯国际有望成为中国半导体行业崛起先锋。
摩尔定律并未失效,先进制程仍是IC制造发展方向。根据英特尔创始人戈登摩尔在年的研究发现,提出了集成电路内的晶体管每隔一年就翻一番的说法,而目前在晶体管数量提升上可能遇到了瓶颈。但在目前制程规划下,摩尔定律似乎还未失效,台积电已经开始5nm、3nm甚至2nm的制程研发。制程是决定一家晶圆代工厂行业地位的主要因素。我国本土芯片制造商中芯国际最先进制程为14nm,与台积电还存在加大差距。我们认为中芯国际在制程方面将持续加大研发力度,全力追赶世界先进水平。
IC设计和制造行业,IC封测行业集中度较低。如下表所示,IC封测行业由于资金门槛、技术门槛相对较低,定制化程度逐渐提升,因此行业集中度远不如代工行业。
我国大陆IC封测行业前三(长电科技、通富微电、华天科技)年营收占比预估合计达20.1%。随着大陆晶圆产能逐渐释放,本土封测厂商有望大幅收益。受益于华为供应链国产替代,长电科技等国内封测厂商将充分受益。
1.6、半导体设备和材料:国产替代势在必行
集成电路工艺复杂,制造设备种类繁多。集成电路制造工艺复杂,其主要工艺流程包括氧化、清洗、涂胶、烘干、光刻、显影洗胶、刻蚀、去胶、离子注入、薄膜沉积、化学机械打磨、测试、检测等,其中部分工序需要循环进行数次至数十次。
全球半导体设备市场规模:根据SEMI数据,年全球半导体制造设备销售额为亿美元,年下降至亿美元,预计年复苏缓慢,同比增长3%,达到亿美元。随着复苏开始稳固,年下半年将会持续成长,预计到年,全球半导体设备支出将破纪录地达到亿美元。
年复苏的主要原为领先的设备制造商投资于10纳米以下的设备,特别是用于foundry和逻辑,中国的新项目设备需求以及较小的内存设备需求将推动年设备市场的复苏。7nm及以下的先进制程中只剩下三星和台积电,其中,全球晶圆代工龙头台积电资本支出从原定的亿美元增加到-亿美元。
中国半导体设备行业增速迅猛,远高于世界平均水平。-年,中国大陆半导体设备销售额从36.7亿美元增长至亿美元,8年复合增长率达17.24%,同阶段全球符合增长率仅为6.19%;中国半导体销售额占比持续提升,-年,中国半导体设备销售额占比从9.19%提升至20.31%。预计-年中国半导体设备销售额分别为.1/.2/.4亿美元。
国内主要企业:中微公司、北方华创、华峰测控、长川科技、精测电子。
半导体晶圆制造材料市场:根据Semi数据,年全球晶圆制造材料市场规模为亿美元,近五年复合增长率为7.24%。其中,硅片及硅基材料占比最高,比例为37%,电子气体占比14%,光掩模占比13%。
在半导体材料领域,国内企业竞争力还相差甚远,国产化率还普遍较低,在核心领域摆脱长期依赖进口的局面任重道远。我们认为受益于国家政策大力支持以及大基金和地方资本长期持续投入,国内半导体制造产业将逐步崛起,作为晶圆制造上游,国内半导体材料产业将会进入快速发展期。
国内相关公司:安集科技、沪硅产业、中环股份、江丰电子、晶瑞股份、南大光电。
2、消费电子:新兴应用有望接棒5G手机成为增长新动力
2.1、5G将开启移动通信新纪元
5G不仅是移动通信技术的顺序提升,而且是多种无线接入技术演进集成后解决方案的总称。5G将掀起整个行业的变革,深刻改变人们的生产和生活方式,进而推动人类社会全面进入数字化时代。5G可以覆盖人人、物物、人物,使所有的事物都通过网络进行连接,满足不同行业、不同用户对通信的复杂需求。
2.2、智能手机:存量竞争阶段,竞争有加剧趋势
受新冠疫情影响,年智能手机出货量继续下行。根据IDC数据,年全球智能手机出货量13.71亿台,同比下滑2.41%。由于受到新冠疫情影响,IDC预计年全球智能手机出货量下降至12亿台。
全球智能手机市场进入存量竞争阶段,行业集中度持续提升。我们认为智能手机行业已经进入存量竞争阶段,,寡头效应凸显,以三星、华为、苹果为首的一线主流手机品牌市场份额逐步提升,而二三线厂商则生产艰难,从市占率看,年CR5为63%,年CR5达65%。
5G建设已经开启,基站建设全面推进。从5G的建设需求来看,5G将会采取“宏站+小站”组网覆盖的模式,根据赛迪顾问预测,5G基站总数量是4G基站1.1-1.5倍,随着新一轮基站的建设,5G基础设施逐步完善,5G正式商用正在逐步开启。
年仍是5G手机渗透率快速提升的一年。根据中国信息通信研究院数据显示,5G上市新机型累计81款,占比47.9%,年1-5月我国5G手机累计出货量.4万部,占比37%,年5月国内5G手机出货量占比提升至46.3%。
2.3、TWS耳机:行业快速崛起,核心产业链受益明显
TWS耳机是近几年消费电子市场的新星。TWS耳机的特点是无线化,只需要通过耳机盒中拿出来即可自动连接,具备便捷、连接效率高、稳定性好等优势。AirPods的问世带领真无线耳机快速崛起。
AirPods引爆市场,TWS受到消费者热捧。在AirPods的引领下,手机、音频、互联网三类厂商都竞相推出了自己的TWS耳机,主要有,其中手机厂商以苹果、华为、小米等为代表,音频厂商以BOSE、SONY、漫步者等为代表,互联网以爱奇艺、网易云等为代表。
TWS耳机市场格局:一超多强。年,苹果airpods出货量达万,市占率达54.4%,全球第一;剩下市场由小米、三星、JBL、华为等多家厂商占据,其中小米出货量达万,市占率8.5%,全球第二。
TWS耳机市场持续增长,市场空间广阔。-年,全球TWS耳机出货量由万部增长至1.1亿部,CAGR.83%;年,在线办公等催生tws需求,预计全球出货量达2.3亿部。从渗透率看,苹果耳机渗透率=Airpods累计销量/iphone活跃设备数=1.12/10=11.2%;安卓耳机渗透率=耳机累计销量/安卓手机存量=0.73/40=1.83%。tws耳机渗透率较低,我们认为随着各大厂商在真无线耳机领域的积极布局,未来市场将持续持续发展,市场前景广阔。
TWS产业链:主是由ODM厂商和零部件厂商构成,零部件主要包括声学器件(麦克风、扬声器)、主控芯片、模拟芯片、存储、无线充电模组以及锂电池构成。
TWS产业链受益的主要标的有:组装厂商的立讯、歌尔等,零部件环节的欣旺达、鹏鼎控股、兆易创新、圣邦股份等(下图所示)。我们认为随着TWS耳机出货量的持续增长,上游核心供应商公司将持续受益。
2.4、VR/AR:5G应用最闪亮的星
VR即虚拟现实,指借助计算机系统及传感器技术生成一个虚拟的3D环境,创造出一种崭新的人机交互状态。实现VR技术主要需要考虑模拟环境、感知、传感交互等方面。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。换言之,除最基本的视觉之外,还有听觉、触觉、力觉、运动等感知,甚至还包括嗅觉和味觉等,也称为多感知。传感交互旨在感知人的头部转动,眼睛、手势、或其他人体行为动作,由计算机进行处理,并对用户的输入作出实时响应、分别反馈到用户的五官。上述三维交互过程是达到VR理想的仿真标准的重要因素。
AR即增强现实,指将现实世界的景象与虚拟的物体相结合,通过投射装置,实现现实世界的虚拟叠加。技术原理:首先摄像头和传感器采集真实场景的视频或者图像,传入后台的处理单元对其进行识别和生成数据模型。同时,交互下一步,结合头部跟踪设备的数据来分析虚拟场景和真实场景的相对位置,实现坐标系的对齐并进行虚拟场景的建模绘制融合计算。设备采集外部控制信号,实现对虚实结合场景的交互操作。系统融合后的信息会实时地显示在显示器中,并展现在人的视野中。最终达到“虚实结合”的效果。
VR/AR作为当前科技领域最热门技术之一,被众多科技公司和互联网公司争相布局。根据华为《5G时代十大应用场景白皮书》,在与5G高度相关的下游应用中,无线家庭娱乐和云VR/AR领域具备广阔的市场潜力,因此,VR/AR市场在5G时代有望大幅受益。VR设备在年引起广泛