AI+電子行業(yè)市場分析1

AI+電子行業(yè)市場分析一、上半年震蕩走勢下，AI引領電子行情（一）震蕩走勢，AI引領電子板塊行情截止6月25日，今年以來申萬電子指數(shù)漲幅10.12%，整體呈現(xiàn)震蕩走勢，區(qū)間最大漲幅23%，區(qū)間最大回撤-18%，我們在一季度財報總結中指出今年以來的行情主要受益于電子行業(yè)在經歷了22年大幅下跌后，悲觀預期充分釋放，股價充分回調，今年一季度板塊迎來復蘇預期之下驅動的補漲行情，疊加AI主題的爆發(fā)，與算力相關的標的獲得機構大幅增持，同時由于半導體板塊去年底以來處于底部，AI行情的擴散也帶動了整個半導體板塊的上漲行情。而隨著AI行情向下游應用和場景端的擴散，算力板塊進一步上漲動能不足，疊加整個行業(yè)需求端復蘇節(jié)奏放緩，股價迎來回調。從估值來看，當前申萬電子指數(shù)TTM市盈率為44.76，處于過去十年的46%分位數(shù)，估值基本處于合理水平。而從盈利情況來看，我們通過調研了解上市公司二季度業(yè)績相比一季度有小幅的改善，從下游需求端來看，面板、LED、驅動芯片已有回暖跡象。存儲器止跌企穩(wěn)、模擬及數(shù)字類芯片庫存調整已接近尾聲。從板塊區(qū)間漲跌幅（算術平均）來看，受益于AI行情的爆發(fā)，數(shù)字芯片、PCB、光學元器件、品牌消費電子板塊等AI相關的核心標的大幅上漲帶動相關板塊漲幅靠前。從各細分子行業(yè)市盈率（歷史TTM，整體法剔除負值）的角度來看，除了光電子板塊估值處于50%分位數(shù)以上，其他各板塊估值分位數(shù)均在30%以內。而從估值溢價率的角度來看，半導體板塊相對全A依然有271%的估值溢價，光學光電子板塊相對全A估值溢價率大幅提升。整體而言電子板塊的估值溢價率處于16年以來的中低位置。從個股的區(qū)間漲跌幅來看，上半年漲幅排名前十名的主要是佰維存儲、寒武紀、源杰科技、東田微、工業(yè)富聯(lián)、富信科技、漫步者、艾比森、奧比中光、容大感光。跌幅前十名主要是傳藝科技、ST碳元、ST美訊、圣邦股份、斯達半導、東尼電子、紫光國微、激智科技、南芯科技、百邦科技。上漲較多的個股大部分受益于AI，比如GPU、光芯片、服務器代工等，除此之外受益于下游經濟復蘇，以及國產替代趨勢的LED、半導體材料表現(xiàn)也相對亮眼。而下跌較多的主要集中在模擬芯片、功率半導體、消費電子零部件等環(huán)節(jié)。從電子板塊一季度的業(yè)績表現(xiàn)來看，受益于國內晶圓廠擴產，國產替代加速，半導體設備板塊業(yè)績亮眼，前道設備延續(xù)高增長，其他板塊業(yè)績普遍承壓。二季度電子板塊業(yè)績有觸底回升之勢，AI爆發(fā)式增長帶動相關公司二季度業(yè)績改善預期，同時隨著存儲、模擬、數(shù)字等部分子行業(yè)的止跌企穩(wěn)，電子板塊在下半年將迎來更加明確的復蘇信號。（二）順應產業(yè)趨勢，下半年看好三大主線第一條投資主線：AI。截止6月25日，萬德人工智能指數(shù)年初以來漲幅高達57.93%，估值分位數(shù)突破16年以來新高，我們認為人工智能已經透支了一部分相關上市公司未來的業(yè)績預期，展望后續(xù)我們認為能夠真正持續(xù)兌現(xiàn)業(yè)績的公司將繼續(xù)引領人工智能板塊。我們在三月份的深度報告《AI商業(yè)模式逐步落地，算力產業(yè)鏈迎接星辰大海》中強調了算力作為人工智能三要素的重要性，AI的商業(yè)化落地的加速，推動了算力的需求，疊加國產化的需求，算力相關的標的股價在上半年大幅上漲。預估2023年AI服務器（包含搭載GPU、FPGA、ASIC等）出貨量近120萬臺，年增38.4%，占整體服務器出貨量近9%，至2026年將占15%，同步上修2022~2026年AI服務器出貨量年復合成長率至22%。而AI芯片2023年出貨量將成長46%。NVIDIAGPU為AI服務器市場搭載主流，市占率約60~70%。展望后市，我們認為算力板塊在回調后依然值得重視，重點看好國產算力GPU，我們認為接下來的一兩年內將是國產算力開始兌現(xiàn)業(yè)績的主要時間節(jié)點。根據(jù)VerifiedMarketResearch的預測，到2025年，中國GPGPU芯片板卡的市場規(guī)模將達到458億元，是2019年86億元的5倍多，2019-2025年CAGR為32%。國產GPU雖然起步晚，但是在單卡性能上已經可以比肩國外巨頭，核心的差距在于生態(tài)壁壘上，短期通過兼容的方式而長期則還需打造自己的生態(tài)與核心技術。國產GPU正迎來難得的快速發(fā)展階段。第二條投資主線：國產化。我們認為國產化正在進入深水區(qū)，一方面體現(xiàn)在國內晶圓廠擴產中，國產設備和材料替代的種類和占有率都在上升，另一方面也是國內在先進制程上打破封鎖及壟斷，在幾個關鍵環(huán)節(jié)解決卡脖子問題，實現(xiàn)更高程度和水平的自主可控。設備端作為國產替代占有率的持續(xù)提升的環(huán)節(jié)，在美國限制中國核心技術領域發(fā)展的大背景下，以及對中國先進制程設備出口管制和限制的不利條件下，國內的核心廠商依然還有較大的發(fā)展空間。第三條投資主線：復蘇。我們認為復蘇并非是指傳統(tǒng)電子產品的周期性回暖，而是需要看新產品所帶來的新需求，半導體行業(yè)的發(fā)展離不開劃時代產品的出現(xiàn)。第一臺個人電腦PC和互聯(lián)網的普及改變了人們獲取信息的方式；第一代iPhone的出現(xiàn)改變了人們對于以往手機的認知；現(xiàn)在AR/VR/XR和智能汽車的出現(xiàn)也將會改變人們對于世界的交互方式。Web1.0、通信手機、PC、安卓和IOS操作系統(tǒng)、智能手機、智能平板、可穿戴設備以及智能汽車等時代產品的誕生，都會使得半導體行業(yè)發(fā)生快速的增長和新需求的出現(xiàn)。半導體行業(yè)的發(fā)展離不開新型產品的出現(xiàn)，新型產品的出現(xiàn)也促進者半導體行業(yè)的迭代升級。看好VR、IOT、汽車電子帶動整個電子行業(yè)迎來新一輪復蘇。二、AI產業(yè)星辰大海，關注算力產業(yè)鏈變化（一）算力需求呈萬倍級增長，各家廠商提前布局自從進入互聯(lián)網時代，人類所能獲取和利用的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆發(fā)式地增長，各行業(yè)、各場景的海量數(shù)據(jù)為人工智能的自主學習和模型訓練提供了數(shù)據(jù)基礎。而自人工智能的概念興起，算法模型一直在不斷優(yōu)化，從決策樹到神經網絡，從機器學習到深度學習，并且已在不同的領域中得到應用。算力是基于芯片的人工智能發(fā)展的硬件基礎和平臺，隨著海量數(shù)據(jù)的產生和算法模型的不斷優(yōu)化和發(fā)展，算力的發(fā)展成為了人工智能系統(tǒng)快速發(fā)展的核心要素。從1956-2020年，計算機處理能力的FLOPS增加了一萬億倍。近幾年，大量復雜的數(shù)據(jù)的收集和處理都需要硬件能力的相應增長，以應對人工智能發(fā)展的需求?；旧?，計算能力是計算機以速度和準確性執(zhí)行某種任務的能力。正如OpenAI的研究表明，訓練最大的人工智能模型所需的計算能力，自2012年以來平均以每3.4個月翻一倍的速度增長。而在2012年之前的情況并非如此，當時計算能力平均以2年的速度翻倍。這意味著，今天使用的資源正以比以前快七倍的速度翻倍。從另一個角度而言，在線性尺度上，計算用量在2019年之前就增加了30萬倍，表明對人工智能特定硬件的需求呈指數(shù)級增長。1、百度算力芯片百度自行研發(fā)的AI芯片，單卡算力達到128TFLOPS。昆侖芯是基于百度在人工智能領域多年的產業(yè)實踐，自主研發(fā)的一款人工智能通用處理器芯片。新發(fā)布的R200人工智能加速卡基于第二代昆侖芯，采用領先的7nm工藝，基于先進的芯片架構，專為深度學習和機器學習算法的云端和邊緣計算設計。與上一代產品相比，R200全面提升了計算機視覺、自然語言處理、大規(guī)模語音識別、大規(guī)模推薦等應用的人工智能負載的運行效率。2、英偉達算力芯片Navida召開GTC發(fā)布會，展示算力芯片在多領域的突破進展。2023年3月21日，英偉達召開GTC，CEO黃仁勛進行了主題演講，展示英偉達算力芯片在AI應用、加速卡領域取得進展，目前已成為自然科學、化學制藥、視覺解析、數(shù)據(jù)處理、機器學習和大模型領域成為不可或缺的一環(huán)。AI產業(yè)迎來“iPhone”時刻,英偉達DGX計算機已成AI核心處理器。目前英偉達已向OpenAI交付首臺DGXAI超級計算機，用于加速深度學習、人工智能應用，《財富》100強企業(yè)中已有一半以上企業(yè)開始使用DGX，例如：BMW應用DGX被用于加速BMW汽車自動駕駛系統(tǒng)的開發(fā)和訓練；Tencent應用DGX被用于加速騰訊云的人工智能服務的開發(fā)和運營；美國國家航空航天局利用DGX被用于加速NASA進行氣象和環(huán)境數(shù)據(jù)的分析和預測。從參數(shù)上來看，DGX具備滿足高性能計算和AI學習的需求。GPU采用8片英偉達A100TensorCoreGPU，共有6912個CUDA核心和432個TensorCore,單精度計算性能為320TFlops.CPU采用兩顆英特爾XeonPlatinum8280L處理器，共有56個核心；每個DGX系統(tǒng)配備1.5TB的DDR4內存；每個DGX系統(tǒng)配備15TB的NVMe存儲器，同時支持100GbEthernet和InfinibandHDR網絡。DGX具有強大的計算性能、高效的數(shù)據(jù)傳輸速度、大容量的存儲空間和穩(wěn)定的供電系統(tǒng)，能夠滿足各種深度學習和人工智能應用的需求。發(fā)布H100NVL服務器，相比A100DGX提供10倍的計算速度。GTC2023同時發(fā)布H100NVLINK，這款H100GPU啟用了基本完全的94GBHBM顯存堆棧。最大區(qū)別在于，雙GPU結構，頂部使用3個NVLink連接器進行互聯(lián)，因此可以提供多達188GB顯存，顯存帶寬也不止翻倍，每個GPU帶寬提供3.9TB/s，而H100SXM為3.35TB/s，H100PCIe為2TB/s。H100NVL綜合性能可以達到H100SXM的兩倍。（二）多家提出存算一體架構，HBM高帶寬解決數(shù)據(jù)流通1、存算一體架構全球半導體廠商已提出多種解決方案，存內計算電路可基于SRAM和NORFlash實現(xiàn)。AI對數(shù)據(jù)的訪問和不斷調取需要數(shù)據(jù)需要在存儲單元和計算單元之間頻繁移動，訪存帶寬和功耗成為算法的重要瓶頸之一。存算一體將存儲單元與計算單元直接結合在一起，繞過數(shù)據(jù)在存儲和計算之間的搬運環(huán)節(jié)。當前NORFlash、SRAM等傳統(tǒng)器件相對成熟可率先開展存內計算產品化落地推動，從方案落地情況來看，英特爾選擇基于SRAM的可配置存儲器，三星選擇在DRAM的DRISA架構上進行存算一體解決方案。存算一體架構可突破馮諾依曼瓶頸，提高AI芯片能效。存算一體架構消除了計算與存儲的界限，直接在存儲器內完成計算，被認為是突破馮諾依曼瓶頸的極具潛力的高能效AI芯片架構。目前主流的存算一體AI芯片基于模擬計算架構設計。模擬存算一體架構通常基于SRAM或非易失存儲器，模型權重保持在存儲器中，輸入數(shù)據(jù)流入存儲器內部基于電流或電壓實現(xiàn)模擬乘加計算，并由外設電路對輸出數(shù)據(jù)實現(xiàn)模數(shù)轉換。由于模擬存算一體架構能夠實現(xiàn)低功耗低位寬的整數(shù)乘加計算，非常適合邊緣端AI場景。HBM的高帶寬技術，從硬件上實現(xiàn)高速傳輸。高帶寬存儲器（HBM）可支持更高速率的帶寬，基于TSV和芯片堆疊技術的堆疊DRAM架構，可實現(xiàn)高于256Gbps的突破性帶寬，單顆粒的帶寬遠超過DDR4和GDDR6。其中DDR4是CPU和硬件處理單元的常用外掛存儲設備，8顆DDR4顆粒帶寬能夠達到25.6GB/s，是HBM的1/10，而GDDR6它單顆粒的帶寬只有64GB/s，為HBM的1/4。2、先進封裝先進工藝是芯片算力提升的關鍵推動力，“后摩爾時代”先進封裝不斷發(fā)力。目前通過工藝提升芯片算力，主要有兩種方式。1）先進制程：單位面積芯片算力會隨著工藝節(jié)點的進步而提升，從65nm到90nm制程下的GPU，先進工藝節(jié)點晶體管密度和工作頻率均顯著提高，從而帶來芯片整體算力的提升。根據(jù)摩爾定律經驗，集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目每18個月便會提升1倍，然而隨著先進制程進入3nm時代，摩爾定律已經受到了物理極限和工藝成本的雙重挑戰(zhàn)。2）先進封裝：先進封裝可以優(yōu)化連接方式、實現(xiàn)異構集成、提高芯片的功能密度，從而提升芯片算力，因而是超越摩爾定律方向中的重要賽道。21世紀初，以MEMS、TSV、FC等為代表的先進封裝技術引領封測行業(yè)發(fā)展，目前平面封裝正在向2.5D/3Dchiplet堆疊異構集成封裝技術升級躍遷，為芯片算力提升帶來了新思路。Chiplet解決方案是底層基礎，2.5D和3D封裝蓄勢待發(fā)。Chiplet技術是將大型單元芯片劃分為多個相同或者不同的小芯片，這些小芯片可以使用相同或者不同的材質、工藝節(jié)點制造，再通過先進的集成技術封裝在一起形成一個系統(tǒng)級芯片，降低成本的同時獲得更高的集成度。目前寒武紀思元370系列產品就是在封裝層面上，采用Chiplet技術，將兩顆370芯片拼湊成算力更強、帶寬更大的處理器模塊。2.5D封裝技術是將芯片并排放置在中介層頂部，通過芯片的微凸塊和中介層中的布線聯(lián)系起來；3D封裝技術則無需中介層、芯片直接通過TSV直接進行高密度互連。通過2.5D/3D技術封裝技術，可以在單位體積內集成更多的功能單元，并且這些功能單元之間互聯(lián)很短，密度很高，因此性能可以得到很大的提升，算力水平也會提高。目前已有多家公司陸續(xù)布局2.5D/3D封裝技術，封裝領域將迎來又一次技術革命。（三）算力為AI芯片核心競爭力，關注國內算力產業(yè)鏈公司強大的算力水平是AI大模型必備的技術支撐。算力水平是數(shù)據(jù)處理能力強弱的決定性因素，AI大模型的參數(shù)和語料庫能夠不斷擴容離不開強大的算力支撐，根據(jù)英偉達的數(shù)據(jù)，ChatGPT3.0模型需要使用1024顆英偉達A100芯片訓練長達一個月的時間。2012-2018年，最大的AI訓練算力消耗已增長30萬倍，平均每3個多月便翻倍，速度遠遠超過摩爾定律。IDC數(shù)據(jù)顯示，2022年中智能算力規(guī)模達到268百億億次/秒（EFLOPS），已經超過通用算力規(guī)模，AIGC商業(yè)落地蓄勢待發(fā)，未來對算力的需求更將超乎想象。GPU/ASIC/FPGA三種計算架構并行。AI芯片計算架構的好壞影響芯片能提供的算力水平，是決定芯片算力的本質因素。計算架構也需要在通用性和高效性之間進行平衡，目前AI芯片有3種主流計算架構，其中GPU計算架構在算力加速芯片中達到90%。1）GPGPU：負責非圖形相關程序的運算，具有高度可編程性，是最通用、最靈活的芯片，但是算力水平受限。2）ASIC：高定制化專用計算芯片，針對具體的應場景和算法，性能較高，但是通用性差。3）FPGA：基于現(xiàn)場可編程邏輯陣列的計算芯片，開發(fā)成本低、周期短，通用性和高效性介于GPGPU和ASIC之間。英偉達主導市場，國內廠商百花待放。目前算力芯片市場主要被歐美和日本廠商主導，其中英偉達是全球GPU領域的絕對龍頭。英偉達2020年推出的A100芯片支持FP16、FP32和FP64浮點運算，峰值算力高達624TOPS，預計在今年發(fā)布的H100芯片在FP16、FP32和FP64浮點計算方面將比A100快3倍，是當之無愧的AI芯片性能天花板。中國算力芯片領域起步較晚，但是在國家政策的大力扶持和企業(yè)持續(xù)的研發(fā)投入下，不少國內企業(yè)也在這方面取得了進展。寒武紀：中國AI芯片領導者。寒武紀成立于2016年，技術積累深厚，能提供云邊端一體、軟硬件協(xié)同、訓練推理融合、具備統(tǒng)一生態(tài)的系列化智能芯片產品和平臺化基礎系統(tǒng)軟件。近年來，公司持續(xù)加大研發(fā)投入，陸續(xù)推出了多款AI芯片，其中2021年推出的思元370采用了chiplet的新技術，整體集成了390億個晶體管，最大算力達到256TOPS（INT8），也是商用客戶里出貨量最大、推廣最成功的一款產品。公司即將推出的新產品思遠590，性能可對標英偉達A100，在美國《芯片法案》禁令影響下，該款芯片有望成為國內市場中替代A100的主力產品。海光信息：基于GPGPU架構的DCU產品商業(yè)落地。海光信息成立于2014年，并于2019年切入到DCU產品領域，其DCU系列產品以GPGPU架構為基礎，兼容通用的“類CUDA”環(huán)境以及國際主流商業(yè)計算軟件和人工智能軟件，軟硬件生態(tài)豐富，可廣泛應用于大數(shù)據(jù)處理、人工智能、商業(yè)計算等應用領域。DCU系列產品中的深算一號性能指標堪比國際上同類型高端產品，并在2021年實現(xiàn)商業(yè)化應用，深海二號正在研發(fā)中，也將成為算力芯片市場強有力的競爭者之一。龍芯中科：GPGPU預計23年流片。龍芯中科成立于2010年，主營業(yè)務為處理器及配套芯片的研制、銷售及服務，主要產品與服務包括處理器及配套芯片產品與基礎軟硬件解決方案業(yè)務。上市之初，公司就有GPGPU設計技術的儲備，并募集資金10.5億投向高性能通用圖形處理器芯片及系統(tǒng)研發(fā)項目，主要針對圖形加速、科學計算尤其是人工智能應用的需求。2022年9月5日，龍芯中科在業(yè)績說明會上表示，公司GPGPU研發(fā)項目進展順利，將于2023年流片，公司有望成為AI算力芯片領域新星。（四）國產先進封裝技術助力算力提升通富微電：持續(xù)突破先進封裝技術。通富微電深耕于集成電路封裝測試一體化服務，產品覆蓋面廣且技術全面。近年來，公司積極布局Chiplet、2.5D/3D、扇出型、圓片級、倒裝焊等封裝技術，可為客戶提供多樣化的Chiplet封裝解決方案，并且已為AMD大規(guī)模量產Chiplet產品。在高性能計算機領域，公司已建成國內頂級2.5D/3D封裝平臺（VISionS）及超大尺寸FCBGA研發(fā)平臺，并且完成高層數(shù)再布線技術開發(fā)，同時可以為客戶提供晶圓級和基板級Chiplet封測解決方案。2022年上半年，公司在2.5D/3D先進封裝平臺方面，再度取得突破性進展，BVR技術實現(xiàn)通線并完成客戶首批產品驗證，2層芯片堆疊的CoW技術完成技術驗證。依托于豐富的國際市場開發(fā)經驗和堅實的技術基礎，公司有望抓住先進封測市場機遇，穩(wěn)固其行業(yè)龍頭的地位。長電科技：半導體封裝行業(yè)龍頭。長電科技是全球領先的集成電路制造和技術服務提供商，可以提供全方位的芯片成品制造一站式服務，擁有行業(yè)領先的半導體先進封裝技術（如SiP、WL-CSP、FC、eWLB、PiP、PoP及XDFOITM系列等）。2021年公司推出的面向3D封裝的XDFOITM系列產品，為高性能計算領域提供了業(yè)界領先的超高密度異構集成解決方案。子公司星科金朋與客戶共同開發(fā)了基于高密度Fanout封裝技術的2.5DfcBGA產品，同時認證通過TSV異質鍵合3DSoC的fcBGA，提升了集成芯片的數(shù)量和性能，為進一步全面開發(fā)Chiplet所需高密度高性能封裝技術奠定了堅實的基礎。2022年，公司推動實施技術開發(fā)5年規(guī)劃，包括對2.5D/3Dchiplet，高密度多疊加存儲技術等八大類逾三十項先進技術開展前瞻性研發(fā)，將進一步推動技術和產品價值進一步提升，持續(xù)增強市場競爭力。服務器面向數(shù)據(jù)處理需求迭代，大算力時代引爆AI服務器需求。服務器是算力的載體，普通的服務器主要為智能手機、PC等提供基礎的算力和數(shù)據(jù)存儲支持，多以CPU為算力的提供者、采用串行架構，無法滿足大算力時代不斷攀升的數(shù)據(jù)量引發(fā)的數(shù)據(jù)處理需求。AI服務器多采用CPU+GPU/TPU/其他加速卡的異構形式，一般配置四塊以上GPU卡，可以滿足高吞吐量互聯(lián)的需求，提供強大的算力支持。由ChatGPT引爆的AIGC場景增多驅動智能算力的規(guī)模不斷增長，因此人工智能服務器的需求量也將不斷攀升。PCB是服務器的重要組成部分，技術升級勢在必行。服務器算力的提升除依靠CPU、加速芯片組外，PCLe總線標準的提升也是必不可少的環(huán)節(jié)。根據(jù)Intel規(guī)劃，服務器平臺方案正由Purely轉為Whitley，而Whitley中的IceLake方案也將首次支持PCLe4.0總線設計，下一代EagleStream平臺將同步支持PCLe5.0。PCB是PCle總線中的關鍵組件，高等級的總線標準需要PCB層數(shù)和基材的支持，其中PCB層數(shù)需求將從3.0的8-12層提升至5.0的16層以上；CCL材料的Df值也需要同步降低。AI服務器需求量的提升和PCB技術的升級必將帶來PCB產品的量價齊升。滬電股份：高端PCB行業(yè)龍頭。滬電股份深耕PCB行業(yè)20年，在技術、質量、成本、品牌、規(guī)模等方面形成相對競爭優(yōu)勢，居行業(yè)領先地位。公司堅持差異化競爭戰(zhàn)略，重點生產技術含量高、應用領域相對高端的差異化產品。在高性能計算領域，應用于AI加速、Graphics的產品，應用于GPU、OAM、FPGA等加速模塊類的產品以及應用于UBB、BaseBoard的產品已批量出貨，目前正在預研應用于UBB2.0、OAM2.0的產品。公司持續(xù)加大在高端產品領域的研發(fā)投入，正在進行的高速HDI長期可靠性研究也將強化公司在AI加速核心產品市場的競爭力。勝宏科技：服務器領域應用實現(xiàn)從0到1。勝宏科技成立于2006年，主要從事高密度印制線路板的研發(fā)、生產和銷售，主要產品包括雙面板、多層板（HDI）等。2021年，在消費電子市場疲軟的環(huán)境下，公司及時調整客戶結構和產品結構，并順利導入通訊、服務器、芯片等多家國內外優(yōu)質客戶。公司堅持優(yōu)質客戶與高端產品的戰(zhàn)略布局，建立起了高速SI能力系統(tǒng)，支持通訊、服務器高端客戶的開發(fā)，也開展了“平臺服務器主板研發(fā)”、“服務器硬盤用高頻主板研發(fā)”等研發(fā)項目，為企業(yè)的持續(xù)增長注入了活力。三、半導體設備以一持萬，國產替代正當時（一）半導體設備支撐產業(yè)發(fā)展，影響萬億市場半導體產業(yè)是科技的皇冠明珠，市場規(guī)模持續(xù)擴容。半導體產業(yè)是現(xiàn)代信息技術的先導性產業(yè)，產業(yè)下游通信、計算機、汽車、軍事等數(shù)十個應用領域等的創(chuàng)新和發(fā)展，均需要大量的半導體器件實現(xiàn)其功能和性能。因此，半導體器件是計算機、通信、電子產品等的核心組成部分，也是新能源車、光伏、5G等新興產業(yè)的重要基礎，半導體產業(yè)市場規(guī)模也將隨著下游應用的發(fā)展持續(xù)增長。根據(jù)WSTS數(shù)據(jù)，2017-2021年間，全球半導體行業(yè)銷售額由4122億美元增長至5559億美元，年均復合增長率為7.8%，預計2022年全球半導體行業(yè)市場規(guī)模為6056億美元，2023年將達到6615億美元。中國半導體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2017-2021年間中國半導體產業(yè)銷售額由7885億元增長至12423億元，CAGR遠超全球行業(yè)銷售額增速，達12%，預計2022年中國半導體行業(yè)市場規(guī)模將達13839億元，2023年將達13893億元?？v觀半導體產業(yè)鏈，年產值千億的設備環(huán)節(jié)屬于最上游，支撐著幾十萬億美元的下游應用發(fā)展。在芯片生產環(huán)節(jié)，材料質量的好壞決定集成電路芯片質量的下限；半導體設備的精細度影響芯片內電路的精密度，可實現(xiàn)功能的復雜程度，決定集成電路芯片質量的上限。半導體行業(yè)遵循“一代技術、一代工藝、一代設備”的規(guī)律，先進的半導體設備對先進制程的推進有著至關重要的作用，其技術更新和產品迭代速度需要同步甚至超前于芯片設計廠商的工藝需求。（二）半導體設備量價齊升，全球市場規(guī)模再創(chuàng)新高1947年開始，半導體產業(yè)就已經在開發(fā)新工藝和提高原有工藝上持續(xù)發(fā)展。這些工藝的發(fā)展可以分為工藝和結構兩大類，1）工藝：以更小的尺寸制造器件和電路，從而提高其密度、數(shù)量和可靠性。2）結構：調整新器件的設計，從而實現(xiàn)更好的性能、更佳的能耗控制和更高的可靠性。從工藝的角度看，半導體產業(yè)遵循摩爾發(fā)展定律，即集成電路上可容納的晶體管數(shù)量每18個月就增加一倍，目前頭部晶圓廠每平方毫米可容納的晶體管數(shù)量已經過億。隨著科技時代的到來，要通過芯片實現(xiàn)的功能也逐漸增多，芯片的結構設計也就越來越繁瑣復雜。因此，更精細的半導體設備對于半導體產業(yè)發(fā)展至關重要。目前三星、臺積電3nm芯片制程工藝可以量產，其他芯片廠商緊隨其后。隨著技術節(jié)點的不斷縮小，對半導體設備要求逐漸嚴苛，集成電路制造的投入大幅上升。根據(jù)IBS的數(shù)據(jù)，5nm技術節(jié)點建設需要的資本開支是14nm的兩倍以上，28nm的四倍左右。半導體設備的投資金額占晶圓廠產線建設的資本開支80%以上，因此產能相同的情況下，不同制程的半導體設備投資金額也呈指數(shù)級上漲。中芯國際的數(shù)據(jù)顯示，5nm技術節(jié)點每5萬片產能用于半導體設備的投資金額高達155.57億美元，是16/14nm的2.48倍，是28nm的3.94倍。半導體設備的價格趨勢，從ASMLEUV光刻機的ASP連年上漲也可見一斑。根據(jù)ASML數(shù)據(jù)，2012-2022這10年間，光刻機的價格從0.44億歐元/臺翻四倍至1.77億歐元/臺。ASML也指出2025年將發(fā)布的可以將制程推進到1.8nm的High-NAEUV光刻機售價可能再翻一倍，達4億美元。根據(jù)工藝和產品的不同，集成電路的生產工序也在不斷增加。以刻蝕工藝為例，出于技術和成本的考量，除采用更先進的光刻機提升制程外，部分廠商另辟蹊徑選擇多重曝光成型工藝。多重曝光成型工藝利用多次光刻和刻蝕，將原來一層的光刻圖形拆分到兩個甚至多個掩膜版上，從而實現(xiàn)圖像密度的疊加。Gartner數(shù)據(jù)顯示，20nm工藝需要刻蝕的步驟為55次，而7nm需要的刻蝕次數(shù)約為20nm的2.5倍，達到了140次。在人工智能、云計算、工業(yè)互聯(lián)網、智能汽車等新型應用的推動下，全球芯片市場規(guī)模自2019年起持續(xù)增長，2022年ChatGPT的出現(xiàn)引爆AI時代，大算力時代的到來再次將芯片制造推向高潮。為了滿足日益增長的芯片需求，2021-2023年全球半導體行業(yè)將累計擴建84座大規(guī)模晶圓制造場，對半導體設備的需求量也將再次提升。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2022年半導體設備行業(yè)市場規(guī)模同比增長4.98%，再創(chuàng)新高，達到1076億美元。從短期來看，2023年半導體設備市場規(guī)模受經濟周期下行，市場需求疲軟影響，將下降至912億美元；從長期來看，年產值千億的半導體設備行業(yè)是市值幾十萬億美元的下游應用穩(wěn)健發(fā)展的中流砥柱，2024年有望重回成長軌道并長期向好。（三）半導體設備國產化較低，實力廠商大有可為從2022年全球半導體設備銷售區(qū)域來看，中國大陸、中國臺灣和韓國三個地區(qū)累計占比高達71.15%，全球半導體產業(yè)中心已經逐漸轉移至亞太地區(qū)。2012-2022年間，中國半導體市場規(guī)模占全球比重呈波動性上漲，其中2021年占比達到29%的歷史高點，2022年雖然略有回落，但依舊連續(xù)3年成為全球最大半導體設備市場。從競爭格局來看，半導體設備市場主要由美日荷廠商主導。Gartner數(shù)據(jù)顯示，2022年應用材料、阿斯麥和泛林半導體分別以19.9%、15.9%、18.5%的市場占比撥得頭籌，我國北方華創(chuàng)、中微電子等公司市場占比均不足5%。由于半導體設備行業(yè)技術壁壘高，我國半導體產業(yè)起步較晚，雖然是全球最大的半導體設備市場，但細分環(huán)節(jié)中大部分設備國產化率處于20%以下的較低水平，核心設備光刻機更是不足1%。為限制中國在核心技術領域的發(fā)展、維護自身技術領先地位，美國自2018年以來對我國半導體行業(yè)管制措施不斷加碼。2018年-2020年間，美國主要限制中興通訊和華為等“實體清單”公司的芯片和硬件采購，2021年起，范圍逐漸擴大至禁止美國28nm及以下成熟制程制造設備出口到中國大陸，并聯(lián)合荷蘭、日本等國家對我國半導體行業(yè)發(fā)展進行圍追堵截。隨著數(shù)字經濟的發(fā)展和新一輪科技革命的崛起，半導體產業(yè)成為我國戰(zhàn)略性重點發(fā)展的領域之一，實現(xiàn)半導體設備的自主可控是擺脫“卡脖子”困境的當務之急。事關國民經濟和社會發(fā)展，近年來，國家及各省市區(qū)也出臺了多項政策和法規(guī)扶持半導體設備行業(yè)的發(fā)展。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，在美國管制政策倒逼國產化加速和政策扶持的雙輪驅動下，2022年我國晶圓廠商半導體設備國產化率從2021年的21%提升到了35%，預計2025年將達到50%。在半導體行業(yè)成長和國產替代的時代背景下，我國薄膜沉積設備廠商拓荊科技、光刻設備廠商上海微電子和北京科華、刻蝕設備廠商北方華創(chuàng)和中微電子、清洗設備廠商盛美上海和芯源微、測試設備廠商華峰測控和長川科技等實力廠商大有可為。四、復蘇周期：關注消費電子需求變化（一）周期向前不斷演進，新產品帶來新需求自2001年到2023年，全球的半導體銷售額不斷增長，從最初約180億美元的規(guī)模上升至2022年727億美元的市場規(guī)模，期間年復合增長率平均保持在20%左右。在2009年隨著智能手機的出現(xiàn)，改變了人們的生活方式，全球半導體行業(yè)也迎來了爆發(fā)式的增長。2014年，4G手機元年的到來和通訊技術的升級，云計算、可穿戴設備、VR/AR等更多種新型人機交互方式的出現(xiàn)，使得行業(yè)對各類半導體需求快速增長。半導體行業(yè)的發(fā)展離不開劃時代產品的出現(xiàn)。第一臺個人電腦PC和互聯(lián)網的普及改變了人們獲取信息的方式；第一代iPhone的出現(xiàn)改變了人們對于以往手機的認知；現(xiàn)在AR/VR/XR和智能汽車的出現(xiàn)也將會改變人們對于世界的交互方式。Web1.0、通信手機、PC、安卓和IOS操作系統(tǒng)、智能手機、智能平板、可穿戴設備以及智能汽車等時代產品的誕生，都會使得半導體行業(yè)發(fā)生快速的增長和新需求的出現(xiàn)。半導體行業(yè)的發(fā)展離不開新型產品的出現(xiàn)，新型產品的出現(xiàn)也促進者半導體行業(yè)的迭代升級。1、智能手機和平板需求促進高端SoC出量增加智能手機是高端SoC最大的應用市場，智能手機根據(jù)操作系統(tǒng)可以為IOS和Android兩大系統(tǒng)。隨著智能手機的不斷發(fā)展和更大用戶需求，對手機的SoC也提出了更深度的要求，例如：更先進的制程、更優(yōu)秀的功耗比以及更強的算力等等。智能手機市場的規(guī)模逐漸增大，對于SoC芯片需求也將逐漸增大。同時，大數(shù)據(jù)、人工智能和物聯(lián)網技術的發(fā)展，人們對智能手機的更新和升級提出了新的要求。5G手機的滲透率逐漸提升，5G手機的商用和普及已經成為了智能手機市場發(fā)展的一個重要推動力。自2010年Apple發(fā)布其首款iPad以來，世界上的平板電腦市場迅速發(fā)展。從2015年起，隨著人們對平板電腦的需求一年一年的減少，智能手機取代了平板電腦的市場；在2020年，由于疫情的沖擊，人們又一次開始了在家里學習和工作的生活方式，這又一次刺激了人們對平板電腦的需求。2020年，世界范圍內有1.641億部的平板電腦較上年同期增加13.6%。2、物聯(lián)網和AIOT技術支撐智能家庭發(fā)展隨著5G技術的深入應用，寬帶光網絡的傳輸速度將會進一步提高，智能家庭的連接速度、穩(wěn)定性和安全性將會進一步提高。同時，隨著物聯(lián)網與人們生活的深度融合，AIOT技術的支撐能夠有效提高終端的計算能力，實現(xiàn)設備之間的連接，從而為人們提供更符合實際需求的服務。隨著“云-邊-端”的深度融合，智能家庭由“單體智慧”發(fā)展到“全屋智慧”。在2023年，中國的智能家具市場規(guī)模將會達到5176億元，在2019-2023年的年復合增長率將會達到38%。3、智能音箱擔任“智能家庭”大腦智能音箱的功能是通過聲音交流來完成對家庭成員的音樂播放和對其它智能家庭裝置的控制。在2021年，世界上的智能音箱市場規(guī)模大約是90.4億美元，并將在2028年以21%的年增長率增長到342.4億美元。智能音箱的發(fā)展呈現(xiàn)出兩類新形態(tài)，一類是在原有的基礎上進行“升級”，在硬件上加裝攝像頭和屏幕，構成一類是可視化的、帶有屏幕的智能音箱。二類是更加輕量化、無線化、模塊化的智能音箱，從軟硬件上“降級”，定位于智能家庭中的智能聲控/互動接口。4、智能家庭帶動多點SoC芯片種類發(fā)展智能掃地機器人的產品有很大的發(fā)展。一方面，伴隨著人們在居住和商業(yè)環(huán)境中的行為改變，新一代的消費者對于使用智能家居來取代傳統(tǒng)的手工工作變得越來越迫切。另一方面，最近幾年，國家一直在對技術產業(yè)的政策進行鼓勵和引導，物聯(lián)網、城市化、居民消費升級和互聯(lián)網相關產業(yè)的持續(xù)發(fā)展，這些因素都推動了智能掃地機器人的技術革新，在未來，它的行業(yè)市場有著非常廣泛的前景。5、國內安防IPC芯片技術領先安全監(jiān)控的智能化和網絡化程度的提高，對網絡攝像頭所使用的IPCSoC芯片的需求也越來越大，這也成為了安全芯片廠商們的重點布局。華為和海思是安全IPC行業(yè)的領頭羊，在市場上占據(jù)了60%以上的市場份額，而其他競爭者則是德州儀器、恩智浦、安霸等公司。國產IPC技術遙遙領先。國內的IPC芯片廠商主要有富瀚微和華為海思兩家廠商。在最新的產品中，無論是IPC芯片還是AI-IPC芯片，華為海思在分辨率和AI算力方面都要遠遠優(yōu)于富瀚微的同等產品。華為海思的IPC芯片不僅僅支持H.265編碼，同時還可以支持H.264編碼，最高的分辨率也已經達到了8K30幀或是4K120幀。6、藍牙耳機SoC要滿足更豐富的客戶需求2021年，中國市場的藍牙耳機銷量達到了1.2億只，較上年同期上升了21.1%。在這些產品中，真無線耳機的成長對于整個藍牙耳機市場的推動是非常顯著的，在2021年，它的出貨數(shù)量達到了大約8,092萬臺，比上年同期增加了28.0%。據(jù)預測，在2022年，中國將有大約1.3億只藍牙耳機的銷量，較上年同期增加13.1%。主動降噪方式是通過硬件(芯片、傳感器、麥克風陣列等)與軟件算法共同協(xié)作實現(xiàn)?，F(xiàn)階段，TWS耳機的主動降噪方式主要有ANC和ENC兩種。ANC降噪技術是通過耳機內部的降噪系統(tǒng)產生于外界噪音相等的反向聲波，使其與噪音中和，從而實現(xiàn)降噪效果。ENC降噪技術是采用雙麥克風陣列，精準計算語音者說話的位置，在保護主方向目標語音的同時，消除環(huán)境中的干擾噪音。傳感交互技術對TWS芯片提出更高要求?；诓煌酒?、傳感器與AI算法等多種技術的融合，TWS耳機具有多樣化的交互方式，如開盒即連、觸控交互、語音喚醒、入耳檢測、離線熱詞等。7、新能源汽車政策加持，自動駕駛SoC未來需求旺盛在汽車電動化和智能化變革浪潮的引領下，中國新能源汽車市場迅速發(fā)展，根據(jù)中汽協(xié)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2022年11月新能源汽車產銷分別完成76.8萬輛和78.6萬輛，同比分別增長65.6%和72.3%。2022年1-11月，新能源汽車產銷分別完成625.3萬輛和606.7萬輛，同比均增長1倍。隨著自動駕駛水平的不斷提升，芯片所要應對的環(huán)境復雜性以及運算的多樣性都將會導致對計算能力的要求，L2級的計算能力將會低于10TOPS，而L3/L4/L5級的計算能力將會達到3060/100/1000TOPS，這使得具有更高計算能力的無人駕駛SoC芯片有著廣泛的需求。在2021-2025年，無人車系統(tǒng)芯片市場的CAGR將達到15億美元，到2025年，CAGR將達到46%。隨著高級自動駕駛技術的發(fā)展，對于計算力的要求越來越高，工業(yè)上把計算力的峰值當作是一個衡量AI芯片性能的一個重要標準，各個主流AI芯片制造商都在加大研發(fā)力度，不斷刷新其單片計算力的最高記錄，英偉達的Orin芯片在單片計算力上處于絕對的領先地位。（二）底部趨勢明確，看好存儲芯片需求復蘇1、存儲芯片市場規(guī)模超千億美元，國產替代空間巨大存儲芯片通過對存儲介質進行電子或電荷的充放電標記不同的存儲狀態(tài)實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，根據(jù)斷電后存儲的信息是否留存分為易失性存儲芯片與非易失性存儲芯片。NANDFlash是一種通用型非易失性存儲芯片，具有存儲容量大、寫入/擦除速度快等特點，可為固態(tài)大容量內存提供廉價有效的解決方案。NANDFlash通常用于計算機或電子設備的固態(tài)硬盤、嵌入式及擴充式存儲器。自2019年起，國內實施了多項政策鼓勵和幫助存儲芯片的發(fā)展。包括但不限于《關于集成電路設計和軟件產業(yè)企業(yè)所得稅政策的公告》、《工業(yè)和信息化部辦公廳關于深入推進移動物聯(lián)網全面發(fā)展的通知》、《新時期促進集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)高質量發(fā)展的若干政策》等政策。存儲芯片未來市場規(guī)模穩(wěn)步提升。2022年全球存儲芯片市場規(guī)模超過1500億美元，與2021年相比稍微有增長。預計2023年全球存儲芯片市場規(guī)模將達1658億美元。在國內市場，存儲芯片一直都是集成電路市場份額占比最大的產品類別，特別是在存儲芯片價格上漲的影響下，存儲芯片市場規(guī)模進一步提升。2022年國內市場銷售額達5938億元，預計2023年中國存儲芯片市場規(guī)模將逼近6500億元。從競爭格局來看，存儲芯片市場集中度高，海外廠市占率暫時領先。韓國三星在DRAM和NAND領域具備領先優(yōu)勢，海力士和美光的市場份額同樣比較高，DRAM行業(yè)CR3占比接近95%，國產存儲芯片廠市占率還處于較低水平，NANDFlash領域三星（33.10%），鎧俠（21.40%），西部數(shù)據(jù)（14.30%），海力士（11.30%），行業(yè)CR3接近68.8%。2、存儲芯片下游場景豐富，涵蓋消費車規(guī)等領域固態(tài)存儲加速替代機械硬盤，3D-NAND推動消費級市場拓展。機械硬盤（HDD）向固態(tài)硬盤（SSD）的轉變是計算機存儲設備的重要革新。機械硬盤通過旋轉盤片搜索數(shù)據(jù)，當讀寫速度超過一定量級時會出現(xiàn)噪音或功耗變大等物理臨界問題。固態(tài)硬盤則是將數(shù)據(jù)存儲于半導體電路內，采用數(shù)字方式驅動，功耗較低且運行過程中不會產生噪音，可以大幅提高數(shù)據(jù)處理速度和隨機讀寫性能。據(jù)研究數(shù)據(jù)，2020年SDD出貨量首次超過HDD存儲器，并持續(xù)加速替代進程。3DNAND通過將多層存儲單元疊加到垂直層，可為每個存儲單元實現(xiàn)更短的整體連接，從而提高存儲容量，同時減小占用空間并提高性能，3DNAND的出現(xiàn)以及層數(shù)增加提高了硬盤容量，推動了消費級SSD的普及。存儲控制芯片是存儲器產品核心部件，起到中樞控制和管理調度的作用。存儲控制芯片能夠有效管理存儲顆粒并優(yōu)化其使用，并通過數(shù)據(jù)存儲管理和數(shù)據(jù)糾錯來提高存儲顆粒的可靠性，同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效分配和調度以提高存儲顆粒的使用效率和延長其使用壽命。存儲控制芯片可以處理不同的存儲協(xié)議，提高主機通信穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸效率，并支持多顆存儲顆粒的并行管理，可擴展存儲器產品的整體容量。隨著存儲顆粒的容量和數(shù)量增加，存儲控制芯片的技術難度、附加值和價格也會相應提高。固態(tài)存儲主控芯片是固態(tài)硬盤的核心。固態(tài)硬盤（SSD）主要由主控芯片、閃存顆粒和緩存單元三個部分組成。主控芯片是SSD最核心、技術含量最高的部分，其在硬盤工作時承擔與主機通信、控制閃存的數(shù)據(jù)傳輸以及運行FTL算法等職責，在固態(tài)硬盤中的作用可類比計算機CPU（主控內部也有自己的CPU芯片），對固態(tài)硬盤的性能、使用壽命及可靠性有重要影響。存儲芯片在智能汽車領域需求主要集中在IVI和