電子行業深度研究報告:聚焦半導體、消費電子、元件

2022年11月02日16:15:42 熱門 1936

(報告出品方/作者:光大證券,劉凱、石崎良)

1、 半導體是電子行業核心主軸

1.1、 復盤 2021:得半導體者得天下

剔除 2021 年新股後,從區間最大漲幅的角度看,2021 年半導體仍是電子 行業中投資機會最大的子行業。其中區間漲幅最大的細分領域和公司包括:驅動 IC(富滿微/明微電子/晶豐明源)、SoC/MCU(國民技術/國科微/全志科技/瑞 芯微/芯海科技/富瀚微/樂鑫科技)、半導體設備(長川科技/芯源微/北方華創)、 半導體材料(晶瑞電材/神工股份/南大光電)、功率半導體(士蘭微/斯達半導/ 民德電子)、模擬(上海貝嶺/聖邦股份)。此外 LED 行業部分公司也漲幅較好, 包括海洋王、英飛特、雷曼光電等。

不同領域漲跌不一。從細分行業 2021 年漲跌幅來看,半導體設備、分立器 件、被動元件、其他電子零組件領域漲幅靠前;面板跌幅居前。

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2020 年復盤:剔除 2020 年新股後,2020 年軍工 IC 和半導體是電子行業 漲幅最大的兩大板塊。其中漲幅較大的細分領域和公司包括:軍工紅外(高德紅 外/睿創微納/大立科技)、軍工被動元件(鴻遠電子/火炬電子/宏達電子)、軍 工半導體(紫光國微/振華科技)、功率半導體(捷捷微電/揚傑科技)、半導體 設計(卓勝微/富滿微/晶豐明源)、半導體材料(雅克科技/安集科技/南大光電/ 上海新陽)、蘋果供應鏈(立訊精密/歌爾股份)。

2019 年復盤:半導體、TWS 和 5G 基站 PCB 是核心主軸。(1)國產替代 疊加景氣拐點,半導體板塊業績向好。匯頂科技、韋爾股份、聞泰科技等公司均 實現業績的快速增長。(2)PCB 板塊業績向好:2019 年是中國 5G 網絡建設的 元年,高頻高速 PCB 行業由於 5G 建設和 4G 擴容,需求巨大且行業壁壘較高, 深南電路滬電股份業績進入快速增長期。(3)AirPods 銷量大增,蘋果再次 引領消費電子的產業創新,立訊精密和歌爾股份收入實現快速增長,TWS 耳機 滲透率有望持續提升。

復盤電子十年(2009-2020 年):併購和蘋果供應鏈是核心驅動力,中國智 能手機和安防產業強勢崛起。電子行業是大規模的生產製造行業,十年長周期牛 股均由業績驅動,業績高增長的背後是由蘋果引領的智能手機滲透率持續提升的 科技創新浪潮下,中國智能手機、安防、LED、半導體產業的崛起。(1)併購 實現格局的升華。聞泰科技併購安世半導體、韋爾股份併購 OV、信維通信併購 萊爾德等經典案例都說明產業鏈的橫縱向併購有助於企業實現客戶的拓展和技 術的深化。(2)蘋果供應鏈是消費電子企業分化的核心。蘋果供應鏈的導入有 助於企業實現從設備、工藝、材料全方位的技術提升。

1.2、 增速:2021 前三季度半導體行業業績靚麗

電子行業 2021 前三季度回顧。2021 前三季度全行業(A 股)434 家公司收 入為 23988 億元,同比上升 24.3%;全行業歸母凈利潤為 1760 億元,同比上 升 55.1%。

各個子行業細分領域 2021 前三季度收入增速排序前十名為:半導體-存儲 (+ 116.69%)、半導體-模擬(+91.49%)、顯示器件-面板(+76.87%)、LED-LED 電源和設備(+75.95%)、PCB-覆銅板(+62.45%)、特斯拉供應鏈(+61.44%)、 半導體-設備(+57.77%)、LED-LED 芯片(+55.21%)、消費電子-聲學(+50.40%)、 元件-電容(+49.71%)。

各個子行業細分領域 2021 前三季度凈利潤增速排序前十名為:顯示器件面板(+732.98%)、半導體-存儲(+200.37%)、半導體-模擬(+170.88%)、 LED-LED 芯片(+163.84%)、PCB-覆銅板(+137.80%)、LED-LED 電源和設 備(+100.07%)、半導體-傳感(+89.33%)、半導體封測(+85.88%)、元件 -電容(+79.50%)、元件-電感(+74.54%)。

電子行業 2021 前三季度收入前 10 名公司。工業富聯(2021 前三季度收入 3053.57 億元,同比增長 8.1%,下同)、海航科技(1717.67,-27.3%)、京東 方 A(1632.78,+60.6%)、TCL 科技(1210.42,+147.9%)、廈門信達(839.34, +65.6%)、立訊精密(810.13,+36.1%)、海康威視(556.29,+32.4%)、歌爾 股份(527.89,+52.0%)、冠捷科技(508.36,+968.2%)、聞泰科技(386.46, +0.8%)。

電子行業 2021 前三季度收入同比增速前 10 名公司。太龍股份(2021 前三 季度收入 39.77 億元,同比增長 1563.3%,下同)、冠捷科技(508.36, + 968.2%)、 國科微(18.76,+398.7%)、富瀚微(12.80,+235.5%)、明微電子 (10.71,+233.5%)、神工股份(3.49,+208.9%)、北京君正(37.93,+208.8%)、 宏昌電子(33.08,+185.5%)、彬彬股份(157.12,+182.4%)、芯源微(5.47, +158.2%)。

電子行業 2021 前三季度凈利潤前 10 名公司。京東方 A(2021 前三季度歸 母凈利潤 200.15 億元,同比增長 708.4%,下同)、工業富聯(110.07,+25.0%)、 海康威視(109.66,+29.9%)、TCL 科技(91.02,+349.4%)、立訊精密(46.90, +0.2%)、韋爾股份(35.18,+103.8%)、彩虹股份(34.69,扭虧為盈)、歌 爾股份(33.33,+65.3%)、藍思科技(32.97,-3.9%)、傳音控股(28.82, +47.5%)。

電子行業 2021 前三季度凈利潤同比增速前 10 名公司(剔除負值)。國科微 (2021 前三季度歸母凈利潤 1.81 億元,同比增長 11918.1%,下同)、雷曼光 電(0.45,+7137.2%)、北京君正(6.35,+2733.5%)、太龍股份(1.10,+2240.5%)、 曉程科技(0.86,+1902.4%)、金龍機電(2.07,+1852.4%)、晶豐明源(5.73, +1818.7%)、士蘭微(7.28,+1543.4%)、泰晶科技(1.71,+1443.2%)、惠倫 晶體(1.38,+1225.2%)。

半導體領域重點公司2021 前三季度整體收入為 2917 億元, 同比增長 30.8%;整體歸母凈利潤為 374 億元,同比增長 71.3%。

1.3、 22 年聚焦半導體、消費電子組裝代工、軍工電子

旭日東升,振芯鑄魂:G2 時代下的國產替代和智能創新。中美 G2 的大國 博弈下,展望未來,我們認為國產替代和創新浪潮將是未來科技行業的核心主軸。 (1)國產替代:隨着美國對於華為、中興、中芯國際等中國企業的持續打壓, 以華為為首的中國科技企業正在逐步在零部件供應鏈、半導體供應鏈、操作系統 等方面推進國產替代。(2)智能創新:未來 5G 時代是萬物智能的時代, 5G+AICDE(AI、IoT、Cloud、Data、Edge)將激發產業級互聯網海量的應用 空間,VRAR 和智能汽車趨勢漸起。

半導體:國產化浪潮經久不衰,持續關注高景氣細分賽道。(1)設備材料: 在華為和中芯國際被制裁的背景下,半導體設備和材料國產化成為迫切需求,在 巨大的市場需求、國家政策的扶持和大量的研發投入下,國內設備材料企業的市 場份額將不斷提升,國產替代浪潮將經久不衰。(2)AIoT:鴻蒙加速背景下, 物聯網終端需求不斷上漲,聯網終端數量不斷攀升,作為物聯網終端的大腦 「SOC」環節顯著受益。(3)IGBT:受益清潔能源的大幅推廣,新能源汽車銷 量和光伏發電功率不斷提升,IGBT 作為以上兩個領域的核心芯片,具有長期成 長性,短期來看,21 年 IGBT 僅在部分領域小幅漲價,22 年價格端安全邊際較 高。(4)射頻:未來 5G 升級、模組集成、國產替代將驅動中國國產射頻前端公 司快速成長。(5)光學:光學作為手機終端的重要方向,創新不斷,雙主攝/三 主攝將成未來主流,單顆 CIS 的像素數仍在提升,光學單機價值量有望繼續增長。 (6)軍工半導體受益「十四五」規劃也將持續處於高景氣度中。

消費電子:VR/AR 和智能汽車是未來最重要的創新方向,成品組裝是消費 電子龍頭未來 N 年成長的核心主軸。(1)長期看新能源汽車和 VRAR 宏大空間: VRAR 有望成為繼智能手機之後的消費電子熱點,VR 產業高速成長,AR 產業空 間宏大;汽車電子空間巨大仍處滲透早期,智能汽車供應鏈業務將成為消費電子 供應鏈企業未來重要成長驅動力。(2)智能機零組件的龍頭向下游代工延伸的趨 勢明顯,AirPods、Apple WatchiPhone、安卓 TWS 和 IoT 等產品的成品組 裝業務將驅動消費電子龍頭營收和利潤快速增長。

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2、 半導體:把握國產化大周期

2.1、 晶圓製造梯隊分化趨勢越來越明顯

隨着半導體製程向著更先進、更精細化的方向發展,巨大的資本開支和高端技術 封鎖(例如 EUV 光刻機)兩個主要的主導因素導致不同節點範圍和廠商的邊界 越來越明顯。其中,最先進制程廠商只剩下台積電、三星英特爾這 3 家。而在 成熟製程方面,則分化為 UMC、GlobalFoundries、SMIC 和華虹集團四個主要 廠商。由於高端製程設備-EUV 光刻機的核心限制作用,中國晶圓製造的頭部廠 商中芯國際只能止步於 7nm。

按照 IC Insights 的統計和預測,各種半導體製程的市佔率正向著相對更加均衡 的方向發展。在 2019 年,10nm 以下先進制程的市佔率僅為 4.4%,而到 2024 年,其比例將增長到 30%。在該時間段內,10nm -20nm 製程的市佔率將從 38.8%,下降到 26.2%;20nm-40nm 製程的市佔率將從 13.4%,下降到 6.7%; 不過,從該統計和預測來看,40nm 以上成熟製程的比例在這些年當中沒有出現 明顯變化。總體來看,到 2024 年,10nm 以下,10nm -40nm,以及 40nm 以 上製程各佔市場約三分之一。

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先進制程從目前情況來看,10nm 僅為過渡製程,7nm 已經較為成熟,具有很 大的量產規模,相對而言,5nm 實現量產時間不長,且在爬坡階段,而 3nm 和 2nm 還未實現量產,這兩種製程是目前最前沿的製程工藝

成熟製程主要用來製造中小容量的存儲芯片、模擬芯片、MCU、電源管理( PMIC)、 模數混合、傳感器、射頻芯片等。在應用層面,雲計算、5G 射頻器件需求的快 速增長為成熟製程提供了強勁動力。

從需求側來看,特色工藝的市場應用前景廣闊,具備吸納更多企業在各自特色領 域內做精做強的基礎。目前來看,MCU、模擬電路和分立器件這三大類芯片占 整體市場的銷售份額接近 50%,且其發展更加穩健,為特色工藝應用提供了基 礎。更加值得關注的是,與先進工藝相比,特色工藝在晶圓代工業務模式上滲透 率相對較低,傳統邏輯器件方面,除了英特爾外,主要廠商基本採用「設計-代 工-封測」的分工合作模式,而在模擬器件、MCU、分立器件領域,仍然以 IDM 自家生產為主。這使得成熟製程工藝代工業務的拓展有了更大的空間。

另外,特色工藝的供應商在盈利能力方面的波動性相對較小,一方面,需求端的 穩定性使廠商在經營管理方面的可預期性更強,另一方面,由於製程的成熟度相 對較高,在設備支出和研發投入規模方面,特色工藝廠商相對較小,使其在成本 控制方面具備優勢。

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2.2、 半導體設備及材料:國產替代的黃金浪潮開啟

2019 年 5 月 15 日,美國商務部將華為列入出口管制的實體清單,美國技術比 例限制為 25%,隨後 2020 年 5 月 15 日將 25%的限制比例調整為凡是含有美國 技術皆需美國行政許可。2020 年 10 月 4 日中芯國際發佈公告,美國 BIS 已根 據美國出口管制條例對於向中芯國際出口的部分美國設備、配件及原物料進行限 制,隨後 2020 年 12 月 4 日美國商務部以保護美國國家安全和外交利益為由, 將中芯國際及其部分子公司及參股公司列入「實體清單」。隨着華為和中芯國際 被制裁,設備和材料國產化成為迫切需求,正式開啟了本輪國產替代的黃金浪潮。

2019 年中國在晶圓製造設備領域的佔比僅為 2%,在半 導體材料領域佔比為 16%,晶圓製造設備基本上被美歐日壟斷,設備「卡脖子」 問題尤為明顯。隨着國家扶持力度的不斷加大,製造企業與國產設備及材料企業 的合作意願較強,國產化進度明顯加快,市佔率不斷提升,有望成為未來 10 年 必選的優質賽道。半導體設備及材料資本投入大,人才缺乏,行業壁壘較高,能 獲得優勢資源的各細分領域的龍頭企業,國產替代的速度預計將高於靠後企業。

2.2.1、中國大陸設備及材料市場份額佔比不斷提升

據國際半導體產業協會(SEMI)預測,2022 年全球原始設備製造商的半導體製造 設備銷售額將突破 1000 億美元,創下歷史新高,2021 年銷售額預計為 953 億 美元,而 2020 年為 711.9 億美元,設備製造商的持續投資推動了前端和後端半 導體設備領域的擴張。

根據 SEMI 數據,2020 年中國大陸半導體設備銷售額為 187.2 億美元,同比增 長39.2%,佔全球半導體設備市場的 26.3%,首次成為全球最大的半導體設備市 場。2022 年中國大陸半導體設備銷售額預計將達到 300 億美元,同比增長 12%, 市場份額有望提升到 30%,呈逐年上升的趨勢。

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根據 SEMI 數據,2020 年全球半導體材料銷售額達 553 億美元,同比增長4.6%, 其中晶圓材料銷售額為 349 億美元,佔比 63%,封裝材料銷售額為 204 億美元, 佔比 37%。隨着先進節點 IC、3D 存儲器架構、異構集成製造等的推動,全球半 導體材料有望持續維持 5%的平穩增長,預計到 2022 年可達 611.5 億美元,其 中晶圓材料預計為 387 億美元,封裝材料預計為 224.5 億美元。

根據 SEMI 數據,2020 年中國大陸地區半導體材料銷售額達 97.6 億美元,同比 增長12.3%,佔全球半導體材料市場的 17.7%,是僅次於中國台灣的第二大半導 體材料市場,後者全球佔比為 22.4%。預計 2022 年中國大陸半導體材料銷售額 有望達到 119.2 億美元,維持近 10%的快速增長,全球市場份額佔比有望提升 到 19.5%。

2.2.2、半導體設備及材料各細分領域龍頭受益於國產化加速

根據 SIA 數據統計,全球半導體設備大致可以分為 11 大類,50 多種機型。前道 設備主要有光刻機刻蝕機、薄膜沉積機、離子注入機、CMP 設備、清洗機、 前道檢測設備和氧化退火設備八大類,後道設備主要分為測試設備和封裝設備, 光刻機、薄膜沉積設備、刻蝕及清洗設備、前道檢測設備和後道檢測設備 2019 年全球市場份額佔比分別約為 19%、19%、25%、9%和 9%,目前前道設備領 域近 85%的市場份額主要由美歐日企業壟斷。

根據 SIA 數據統計,半導體材料分為晶圓材料和封裝材料兩個大類,其中晶圓材 料又可以分為硅片、電子特氣、光刻膠及配套試劑、光掩膜版、濕電子化學品、 CMP 研磨墊及研磨液、濺射靶材等,硅片佔比最大達 36%,封裝材料又可以分 為有機基板、引線框架、鍵合線、封裝樹脂、陶瓷材料、芯片粘合材料等,有機 基板佔比最大達 48%。

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目前大力提高中國大陸半導體設備及材料供應商的競爭力,對保障中國半導體產 業鏈安全具有顯著的溢出效益,有助於大大降低美國等出口管制所帶來的風險。 因此,儘管存在巨大的進入壁壘,中國政府將繼續重點支持本土的半導體設備及 材料行業,即使在中美關係緩和以及設備鬆綁的預期下,國產化大趨勢不變。

隨着半導體設備廠商逐漸登陸科創板或受到大基金扶持,如今不少本土企業的產 品已能夠用於 28nm 產線,部分產品如中微公司的 CCP 刻蝕機甚至已經進入了 台積電最先進的 5nm 邏輯芯片產線。而在半導體材料領域,中低端領域已經實 現國產化替代,而高端領域例如 12 寸輕摻硅片或 ArF 光刻膠也在加速突破中。 設備及材料廠商不斷獲得本土晶圓廠給與的驗證及導入的機會,國產化進度明顯 加快,市佔率不斷提升。(報告來源:未來智庫)

2.2.3、半導體設備及材料行業未來業績驅動力

國產替代不斷加速:解決「卡脖子」問題,提高本土設備及材料廠商在供應 鏈中市佔率,降低制裁風險。 拜登政府延續並擴大了中美貿易摩擦以來的半導體政策:對內補貼芯片製造,對 外拉攏台積電和三星赴美建廠,同時繼續卡住對華關鍵企業的技術和設備出口, 雖然近期中美關係緩和疊加設備鬆綁預期,但目前中國大陸半導體各關鍵設備的 國產化率普遍低於 10%,設備缺口很大但絕大部分依賴進口,「卡脖子」的問 題依然很嚴峻,國產化依然是未來十年比較確定的投資主題。

晶圓廠不斷擴張:半導體設備和材料與晶圓廠聯繫最為緊密,在一個新晶圓廠投資建設中,設備投 資一般占 70-80%,而材料的耗材屬性可以實現新舊產線的替代,晶圓廠產能不 斷擴張疊加國產替代的迫切需求,半導體設備及材料廠商營業收入和市佔率有望 迎來大幅提升。

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技術不斷迭代:芯片製程工藝和設備材料始終遵循着「一代工藝一代設備,配套一代材料」的發 展規律,新的製程工藝催生新的製程設備和製程材料的需求,進而推動整個行業 的更新迭代。

2.3、 設計:國產替代驅動百花齊放,AIOT、軍工半導 體需求持續高景氣,光學創新不斷

全球半導體產業分為 IDM 模式和代工模式。設計-製造-封測的代工模式使得 半導體產業輕資產與重資產得以分離,設計公司專註於輕資產的產品定義,代工 廠和封測廠專註於重資產的生產製造。在邏輯芯片中代工模式發展快速,而在存 儲、模擬射頻和功率領域仍以 IDM 模式為主。主要是因為邏輯芯片生產工藝標 准化,摩爾定律驅動性能提升和成本下降,而存儲芯片類似於大宗商品,設計較為簡單,製造規模化優勢明顯,模擬射頻和功率半導體高端產品設計需要和製造 工藝緊密結合。

設計產品種類多。電子產品主要由傳感器、存儲器、處理器、通信組件等四 個部分組成,分別對應着數據的感知、存儲、計算、傳輸。此外,還需要模擬芯 片和功率半導體。

代工模式使得中國大陸設計萬花齊放,國產替代全面進行。比如全面發展的 華為海思;CIS 設計領域的韋爾股份(豪威);射頻芯片設計領域的卓勝微、唯 捷創芯;基帶芯片領域的展銳、翱捷;電腦 CPU 領域的兆芯、龍芯;內存接口 芯片領域的瀾起科技;特種 IC 與 FPGA 領域紫光國微等;存儲芯片設計領域的 兆易創新、北京君正(ISSI);模擬芯片設計領域的聖邦股份;功率芯片設計領 域的斯達半導、新潔能等;指紋芯片領域匯頂科技;消費電子 SOC 領域的全志 科技、瑞芯微;打印機芯片領域納思達;MCU 領域的中穎電子

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大公司:市場需求與競爭格局是關鍵。韋爾股份、卓勝微、兆易創新、瀾起 科技、匯頂科技這五家公司具有世界級競爭力。2019 年韋爾在 CIS 領域銷售額 全球第三(僅次於索尼三星)、卓勝微在射頻開關領域銷售額全球前三、瀾起科 技在內存接口領域銷售額全球第一、兆易在 NOR 領域銷售額全球第三(僅次於 旺宏華邦電)、匯頂在屏下指紋領域銷售額全球第一。這五家公司的成長動力主 要來自於行業市場需求增長(攝像頭、5G 射頻、服務器、TWS、屏下指紋)與 競爭格局帶來的市佔率變化。

小公司:大市場下國產替代是關鍵。聖邦和斯達半導屬於模擬(功率)行業, 該行業需要長期時間研發經驗積累,龍頭市佔率超過 25%,國產廠商市佔率極 低。聖邦和斯達半導在低端產品市場進行國產替代,收入利潤逆勢高速增長。短 期通過不斷研發+併購補全產品線,從低端向中端進行滲透,由於市場份額很小, 3-5 年高速增長可期。

2.4、 AIOT 高景氣,鴻蒙加速下中國「芯」百花齊放

AIoT,即人工智能物聯網,廣義上是指人工智能技術(AI,ArtificialIntelligence)與 物聯網技術(IoT,InternetofThings)的融合及在實際中的應用。兩者相結合,通 過物聯網產生、收集海量的數據存儲於設備終端、邊緣端或雲端,再通過機器學 習等技術對數據進行智能化分析,以實現萬物數據化、萬物智聯化。二者共同作 用於實體經濟,促進體驗優化、產業升級。

近年來,人工智能已經全面進入機器學習時代,物聯網應用層面的落地與大規模 鋪開帶來的海量的數據資源也助推了核心算法的迭代更新、深化了 IoT 領域的技 術滲透。這共同導致了整個 AIoT 行業市場規模的擴大。

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根據 IDC 數據,2019 年全球 IoT 市場規模為 6860 億美元,2022 年即可達到萬 億美元,2018-2023 年 CAGR 為 12.20%;與之對應的是,2019 年萬物互聯傳 輸的數據規模已達到 14ZB,大數據技術將驅動傳輸規模急速膨脹,並在 2025 年達到約 80ZB。未來幾年,5G 技術將持續賦能 AIoT 市場。2019 年全球 AIoT 市場規模約 2264 億美元,並以 28.65%的 CAGR 在 2022 年突破 4820 億美元。

根據 IDC 預測,政策端「新基建」、智能互聯應用的集中式增長,疊加 5G 賦能,將共同推動中國市場以從 2019 年到 2022 年高達 32.52%的增速,在 2022 年達到 1280 億美元的規模,成為全球最具潛力的 AIoT 市場。

相對於 IoT 而言,AIoT 的產業鏈更加強調人工智能技術的應用,因此在芯 片、平台、解決方案等方向有更多拓展。AIoT 行業產業鏈可分為四個層級:感 知層、傳輸層、平台層、應用及服務層。以此為基礎,AIoT 產業鏈的價值分佈 大致如下:硬件/智能終端(芯片、傳感器、模組、智能終端)約佔 25%,通信服務約佔 10%,平台服務約佔 10%,最下游的軟件開發/系統集成/增值服務/應 用服務約佔 55%。其中,儘管平台、應用及服務層的價值佔比更高,但 AIoT 芯 片是整個產業鏈的基石,是市場延伸的起點。

根據華為全球產業展望(GIV)預測,到 2025 年: 個人與家庭領域,個人智能終端數將達 400 億台,其中智能手機數將達 80 億台,平板和 PC 電腦將達 30 億台,各類可穿戴設備數達到 80 億台,平均每人 將擁有 5 個智能終端,20%的人將擁有 10 個以上的智能終端;近 200 億個實時 在線的智能家居設備,將成為個人和家庭感知的自然延伸。智能助理普及率達到 90%,12%的家庭將成為智能服務機械人用戶。

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車聯網領域,5G 聯網車輛將達 2 億輛,100%新車都將連接網絡,車聯網 市場空間將達 1450 億美金。人、車、交通基礎設施之間都將實現聯接,聯接能 力的提升讓車聯應用從車載娛樂升級到無人駕駛、車隊編排與管理、交通智能服 務。車聯網市場潛力釋放的同時,交通成本也將大幅下降。

設備接入方面,全球聯接的設備數將達 1000 億台,其中 55%的聯接將應用 於商業物聯網領域。全球 80%人口近 65 億人將生活在移動通信網絡服務之下, 77%人口將接入互聯網,千兆移動網絡將覆蓋 70%人口。以家庭為單位,同期 全球家庭寬帶接入將達 75%,其中千兆寬帶普及率達 30%。

國內 AIoT 發展開啟新進程。2019 年,華為消費者業務提出了「1+8+N」全 場景智慧化生態戰略;2021 年 5 月 18 日,華為正式宣布將「HUAWEIHiLink」 與「PoweredbyHarmonyOS」兩大品牌全面升級「HarmonyOSConnect」, 旨在解決各智能終端之間的互聯互動問題推進全場景智能化戰略的進一步落地 和生態建設,共建鴻蒙生態;2021 年 6 月 2 日,華為 HarmonyOS2 正式發佈。

HarmonyOS2 不同於過去割裂的智能設備操作系統,多設備會融合成一個 「超級終端」,通過超級終端的統一數據控制中心入口,控制所有設備。鴻蒙 OS 開啟了下一個十年的萬物智聯時代操作系統新紀元,進一步加速了 AIoT 產 業鏈進化。預計 2021 年底搭載鴻蒙操作系統的設備數量將達 3 億台,其中華為 設備超過 2 億台,面向第三方合作夥伴的各類終端設備數量超過 1 億台。

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2.4.1、華為海思受阻,本土高端芯片有望崛起

華為系列事件回顧:

2019 年 5 月 15 日,特朗普簽署行政命令,要求美國進入緊急狀態,在此 緊急狀態下,美國企業不得使用對國家安全構成風險的企業所生產的電信設備。 美國商務部以國家安全為由,將華為納入實體清單。2020 年 9 月 15 日,華為 禁令正式生效,華為無法從第三方獲得芯片。

華為 2020 年實現營收 8914 億元,同比增長僅為 3.80%,有較大幅度下滑。 華為旗下芯片設計公司海思半導體,2020Q1 營收接近 27 億美元,躋身世界前 十大半導體廠商;然而受禁令正式生效影響,2020 年末海思跌出前 15 名。

作為國內最大的 IC 設計公司,海思受到美國禁令的正式影響後,無法再通 過台積電、中芯國際等代工生產芯片。因此,從供給側而言,其 2020 年超過 700 億元人民幣的市場份額,在未來將會給國內其他優秀高端 IC 設計廠商留下巨大 的想像空間。

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2.4.2、處理器芯片持續佔據半導體市場主線

處理器是市場佔比最高的半導體產品,也是毛利率最高的產品,目前約佔 1000 億美元全球市場。一般而言,半導體產品包括處理器芯片、存儲器、邏輯 器件、模擬器件、其他專用器件,其中處理器芯片佔比約 32%。

在處理器芯片中,通用微處理器占 15%/32%=46.9%,它包含了計算機、 服務器等計算設備的中央處理器;應用處理器(專用)占 11%/32%=34.4%, 主要包括集成在手機中的 SoC 芯片、消費電子產品中的多媒體處理器等;除此 以外還有占 5%/32%=15.6%的微控制器和 1%/32%=3.1%的嵌入式微處理器 (通用)。在通用處理器中,PC 占約 62%、服務器占約 34%。

2.5、 射頻:5G 升級、模組集成、國產替代趨勢漸起

2.5.1、5G 升級:通信制式代際切換帶來成長機會,5G 需求推動射 頻前端器件量價齊升

5G 時代複雜的性能要求推動器件單機價值量提升。在 4G LTE 時代,射頻 前端市場的增長主要來自於載波聚合 CA 和 MIMO 技術的發展。而隨着 5G 時代 的開啟,基站及用戶端設備更加輕薄小巧,這對射頻器件的體積、性能以及集成 化提出了更高的要求,提升各器件價值量:

整體結構:5G 射頻前端結構更加複雜,上/下行鏈路損耗較高,對每級器件 的損耗都提出了更高的要求,才能夠使得整機功耗不出現較大幅度的增長。 帶寬:5G 帶寬從 4G 時代 40M-60M 提升至 100M 以上,這大幅度增加了 PA 以及濾波器的設計難度,對工藝提出更高要求。

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發射功率:5G 更高的發射功率要求帶來 PA 以及濾波器更高的設計標準,工作 頻率不斷提升,工作低電平不斷降低。 高頻:更高頻段的信號對 PA 新材料(GaN)提出需求,而 SAW 濾波器的換能 器制約使得 5G 高頻段往往只能採用技術結構更加複雜的濾波器進行通信濾波。

5G 頻段數量大幅增加,射頻前端器件數量翻倍增長。隨着 5G 標準的推出, 各類商用頻段層出不窮。以常見的 5G 機型為例,常用的 Sub-6(N77-N79), mmWave(N257-N261),HB、MB(LTE B1~B34),以及 WCDMA/GSM 和 WIFI、BT、FM 等數十個頻段需要支持。頻段數量的增長對應器件數量的增加, 尤其與通道數量密切相關的開關、濾波器的數量將會快速增長。

天線根數增長,開關數量增加,調諧器要求更高。在天線方面,由於國內運 營商 4*4 路 MIMO 要求,使得所需天線數量從 4 根翻倍至 8 根,對應的開關數 量可達 10-20 個。另一方面,接收頻率的增長使得調諧器的工作電壓要求更高, 更高性能的 High-V tuner 市場(電壓從 45-60-80V)需求不斷增加。

頻段增加帶動對應濾波器數量高增長。由於 5G 引入了 NSA 要求需要 4G、5G 同時工作,在 4G 以及 5G 模組的雙工器中對應濾波器數量大幅提升,數量可由 4G 時代的 20 個提升至 50 個以上。另一方面,5G NR N78、79 等商用超高頻段 中對於高性能濾波器的需求更加剛性,重耕頻段的全頻段集成也使得對濾波器插 損、滾降等指標要求更高,這些因素共同作用下,射頻前端中濾波器的用量以及 單價齊齊增長。

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從器件角度來看,5G 使得各類射頻器件量價齊升,單機價值量相比 4G 旗 艦機型至少翻倍增長。在 PA 方面,更高的頻寬以及功率特性要求使得單價由 4G 機型的 4.8 美金增長至 5G 的 8.3 美金;在濾波器件中,更多頻段的出現使得濾 波器數量大幅增長,而本在 4G 時代就擁擠的重耕頻段外又增加許多新的雙工需 求,帶動整體濾波器價值量達到 15.3 美金,同比增長 135%。

整體來看,隨着 5G 驅動器件數量的增長,模組化集成程度越來越高,射頻 前端的單機價值量將突破 30 美金大關,相較 4G LTE 時代至少翻倍,打開行業 成長空間,為國內廠商提供更多快速發展機會。

2.5.2、模組集成:對射頻器件小型化以及模組集成的不斷求索

射頻前端模組(RF Front-End Module)是將射頻開關、低噪聲放大器、濾 波器、雙工器、功率放大器 PA 等兩種或者兩種以上的分立器件集成為一個模組,從而提高集成度和性能,並使體積小型化。分集模組只需要考慮接收鏈路,相對 集成射頻器件較少,集成度較低,而主集模組需要集成發射鏈路 Tx 以及接收端 Rx 器件,集成度相對較高。

根據集成方式的不同,主集天線射頻鏈路中有:FEMiD(集成射頻開關、濾 波器和雙工器)、PAMiD(集成多模式多頻帶 PA 和 FEMiD)、LPAMiD(LNA、 集成多模式多頻帶 PA 和 FEMiD)等;分集天線射頻鏈路中有:ASM(集成天線 和開關)、DiFEM(集成射頻開關和濾波器)、LFEM(集成射頻開關、低噪聲放 大器和濾波器)等。集成元件越多,模組實現功能以及小型化程度可達上限越高, 但相應工藝設計複雜難度大幅提升。

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射頻前端的集成度越來越高,模組化是必然趨勢。消費終端產品體積有限, 隨着射頻器件的增多,集成化可以更好的降低成本、提高性能,並且減少調試工 序。在 4G LTE 時代,最初低(大約<1GHz),中(~1-2GHz)和高頻(~2-3GHz) 頻率的射頻器件被封裝在三個單獨的模塊中,之後低頻段模塊擴展到 600MHz, 中頻和高頻模塊合二為一,模塊中集成的器件也越來越多。隨着 5G 引用更多 Sub-6 以及毫米波頻段,超高頻(~3-6GHz)模塊將會支持現有的 LTE 頻段和5G 的 NR 頻段,甚至在毫米波頻段,有需要將天線和對應的分集接收模組集成 在一個模塊當中。

2.6、 光學 CIS:量價齊升,創新不斷

CIS 全稱為 CMOSImageSensor,是採用 CMOS 工藝的圖像傳感器,因結構簡 單,成本低廉,製造工藝與大規模集成電路生產工藝相同,被廣泛用於智能手機、 功能手機、平板電腦、筆記本電腦、汽車電子、移動支付、醫療影像等應用領域, 是移動互聯網和物聯網應用的核心傳感器件。目前,全球主要 CMOS 圖像傳感 器供應商包括索尼、三星、豪威科技等。

手機攝像頭結構分為 CIS 成像部件、光學鏡頭、音圈馬達、紅外濾光片和模組封 裝部分,2019 年價值量佔比分別為 52%、19%、6%、3%、20%,其中 CIS 是 價值量佔比最高,是攝像頭中的核心部件。

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CIS 廠商的下游包括終端廠商和模組廠商,終端廠商包括蘋果、華為、三星、 索尼、尼康等,攝像頭模組廠商包括舜宇、丘鈦、信利,歐菲光等;CIS 廠商的 上游包括EDA及IP提供商、製造廠商、封測廠商。EDA及IP提供商包括cadence、 ARM 等、製造廠商包括台積電、中芯國際及 IDM 廠商、封測廠商包括日月光、 安靠、長電科技等廠商。

量:智能手機多攝趨勢持續

雙攝、多攝方案逐漸成為行業主流。2011 年,隨着雙攝方案推向市場,多 個攝像頭在智能手機上的組合使用成為了行業主流發展趨勢,多家智能手機廠商 紛紛通過提高攝像頭像素水平和增加攝像頭數量相結合的方式提升綜合拍照效 果,目前三星等品牌的旗艦機型上均配置了四個後置攝像頭,未來所採用的攝像 頭數量還將有望進一步提升。

智能手機多攝滲透率持續增加。根據 Frost&Sullivan 統計,全球智能手機 後置雙攝及多攝(三攝及以上)的滲透率呈現持續上升趨勢。後置雙攝智能手機 自 2015 年初具規模以來,於 2018 年滲透率達到高峰,佔據 40.0%的份額。此 後,後置三攝及以上的多攝智能手機逐漸成為市場主流,預計至 2024 年,後置 雙攝及多攝智能手機滲透率合計將達到 98.0%。與此同時,平均單部智能手機 所搭載的攝像頭數量也在逐年上升,自 2015 年的 2.0 顆上升至 2019 年的 3.4 顆,年均複合增長率達到 14.3%,此後預計將以年均 7.3%的增長率上升至 2024 年的 4.9 顆。智能手機攝像頭搭載數量的增加直接帶動了 CMOS 圖像傳感器市 場需求的上升,在智能手機市場進入存量時代後,多攝趨勢為 CMOS 圖像傳感 器市場注入了強大的發展動能,使其有望實現顯著高於手機市場的增長速率。

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價:像素持續提升,功能創新不斷

在多攝方案下,通常採取高、中、低性能攝像頭組合配置的方式,以實現不 同拍攝功能的疊加與互補。通常,主流多攝智能手機往往採取前置 1-3 個攝像頭、 後置 2-5 個攝像頭的配置。

CIS 逐漸向高像素方向發展。2015 年及以前,200 萬及以下像素的攝像頭 佔據了絕大部分市場份額,並承擔了主攝像頭的職能。自 2016 年以來,市場重 心已逐步轉移至 500 萬至 1,300 萬像素攝像頭(含 500 萬及 1,300 萬像素,下 同),同時 1,300 萬像素以上(不含 1,300 萬像素,下同)的攝像頭也呈現出快 速的增長態勢。根據 Frost&Sullivan 統計,2012 年 200 萬及以下像素攝像頭、 500 萬至 1,300 萬像素攝像頭、1,300 萬以上像素攝像頭的出貨量市場份額分別 為 66.7%、33.3%和 0.0%;2019 年,上述市場份額分別為 28.4%、49.7%和 21.9%,整體像素水平較 2012 年顯著提升;根據 Frost&Sullivan 預測,預計至 2024 年,高像素攝像頭市場佔有率將進一步增加,上述市場份額將分別達到 26.0%、41.7%和 32.3%。未來,手機攝像頭像素將有望持續提升,並拉動 CMOS 圖像傳感器的技術與性能升級,從而對設計廠商提出了新的挑戰。

成像效果方面,除了需要高像素外,CIS 大尺寸、高幀率和高成像效果(如 高信噪比、低照度及動態環境感知等)亦是非常重要的因素。總像素數決定 CIS 的分辨率,是 CMOS 圖像傳感器性能的重要指標,CIS 尺寸決定了 CIS 接受的 感光面積及感光量,是 CIS 成像的關鍵指標,高幀率決定 CIS 的動態輸出能力, 高成像效果綜合決定了成像質量。

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CIS 的分辨率等於 CIS 的有效面積除以單個像素點的面積,從 2M、5M、8M 到 12M、13M、16M、20M、24M 再到 32M、48M、64M、108M。 在高成像效果方面,多家市場參與者已在全局快門、低照度感知、高動態感 知等方面實現了技術突破,在安防、汽車電子、醫療影像等領域具有廣泛的應用。 其中前照式 FSI 到背照式 BSI,再到堆棧式 StackedBSI 的 CIS 堆疊方式是實現 低照度感知和高成像效果的重要技術變革。

由前照式(FSI)轉變為背照式(BSI)。在 FSI 中,當光線射入像素單元, 經過透鏡和濾光片後,先通過金屬排線層,最後才被光電二極管接收,金屬排線 會遮擋和反射一部分光線,極為影響成像質量。索尼首先採用背照式結構,將光 電二極管放在金屬線路的前面,讓像素獲得更多的感光量,大幅提高了信噪比, 同時可以採用更複雜、更大規模電路來提升傳感器讀取速度。

由非堆棧式轉變為堆棧式(StackedBSI)。非堆疊式存在感光區域難以增 大和處理電路難以優化兩大難題,索尼連續推出雙堆疊式(CIS+ISP)和三堆疊 式(CIS+ISP+DRAM)設計方案,不僅增大了 CIS 感光區域的面積以製作更多的 像素單元,同時也提升了圖像信號處理能力。

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CIS 製造工藝從前照式到背照式,從非堆疊式到堆疊式,實現了 CIS 成像質 量的不斷突破,逐步縮小了與 CCD 成像質量的差距,CIS 憑藉相比 CCD 更小、 成本更低的優勢,得到了更加廣泛的應用。 隨着手機 CIS 的像素逐漸提高,尺寸逐漸變大,幀率及成像效果的逐漸提 升,手機 CIS 的單價不斷提升。根據 Yole 預測,2017 年 CIS 平均單價約為 2.21 美元/顆,2019 年 CIS 平均單價為 3.06 美元/顆,平均增速約為 18%,預計到 2025 年 CIS 平均單價將達到 3.83 美元/顆。

2.7、 功率:IGBT 價值量高,國產替代持續進行

功率半導體可分為功率分立器件(模塊)+功率 IC,其類似於:半導體=分 立器件+集成電路 IC。功率 IC 相當於 SOC,功率模塊相當於 SIP。功率 IC 屬於 模擬 IC 的範疇,其應用場景眾多,包括汽車、工業、消費電子等下游領域。

功率半導體的主要作用是電源開關和電源轉換。 1)電源開關的原理是用小電流控制大電流,小電流部分 PMIC 和 DriverIC 為功率 IC,而大電流部分開關為 MOSFET、IGBT 等功率分立器件或模塊。 2)電源轉換是指充電用電過程中交流電、直流電的相互轉換。在小功率設 備中,比如智能手機中的升壓器、降壓器、穩壓器可集成在 PMIC 中,或做成單 獨功率 IC;而在大功率設備中,比如電動汽車中的整流器、逆變器等一般則是 由功率分立器件組成的功率模塊。

根據 Omdia 測算,2019 年全球功率半導體市場規模已超過 450 億美元, 預計到 2024 年規模可超 500 億美元,這裡的功率半導體規模包含了功率 IC 產 品。2019 年全球功率半導體市場中汽車應用市場佔比為 35.4%,工業應用市場 佔比 26.8%,消費電子應用佔比為 13.2%。

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2.7.1、IGBT 是功率半導體中的重要分支,價值量佔比較高

功率半導體主要包括二極管、晶閘管、BJT、MOSFET、IGBT 及模塊。根據 Yole 數據,2017 全球功率分立器件和模塊市場規模約為 150 億美元,其中二極管約 占 21%,MOSFET 約佔 41%,IGBT 及模塊合計約佔 30%。

IGBT 是 InsulatedGateBipolarTransistor 的縮寫,即絕緣柵雙極型晶體管。 IGBT 是最重要的功率半導體之一,功率半導體指的是處理電路功率的半導體器 件。與處理電路信息,進行運算執行的 CPU 等信息半導體不同,功率半導體主 要用於改變電路功率,實現電能轉換功能,主要包括電源開關和電源轉換,其中 電源開關用於實現電路的導通與關斷,而電源轉換指的是進行直流(DC)和交 流電(AC)的轉換,包括 AC-AC(變壓器,如傳輸電網的變壓)、AC-DC(整 流器,如家用電器將市交流電整流為直流電)、DC-AC(逆變器,如新能源汽車 將電池直流電轉換為電機驅動需要的交流電)、DC-DC(穩壓器,常用在儀器儀 表中)。

從器件結構上講,IGBT 是由 BJT 和 MOSFET 組成的複合功率半導體器件, 既有 MOSFET 的開關速度高、輸入阻抗高、控制功率小、驅動電路簡單、開關 損耗小的優點,又有 BJT 導通電壓低、通態電流大、損耗小的優點,在高壓、 大電流、高速等方面是其他功率器件不能比擬的,因而是電力電子領域較為理想 的開關器件,是未來應用發展的主要方向。

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IGBT 產品技術不斷迭代。IGBT 從 20 世紀 80 年代至 20 年初,IGBT 芯片 經歷了 6 代升級,從平面穿通型(PT)到溝槽型電場—截止型(FS-Trench), 芯片面積、工藝線寬、通態飽和壓降、關斷時間、功率損耗等各項指標經歷了不 斷的優化,斷態電壓也從 600V 提高到 6500V 以上。

1)第一代:PT-IGBT,產品採用「輻照」手段,由於體內晶體結構本身原 因造成「負溫度係數」,各 IGBT 原胞通態壓降不一致,不利於並聯運行,第一 代 IGBT 電流只有 25A,且容量小,有擎住現象,速度低。

2)第二代:改進的 PT-IGBT,採用「電場終止技術」,增加一個「緩衝層」, 在相同的擊穿電壓下實現了更薄的晶片厚度,從而降低了 IGBT 導通電阻,降低 了 IGBT 工作過程中的損耗。此技術在耐壓較高的 IGBT 上運用效果明顯。

3)第三代:Trench-IGBT,最大的改進是採用 Trench 結構,把溝道從表 面變到垂直面,所以基區的 PIN 效應增強,柵極附近載流子濃度增大,從而提 高了電導調製效應減小了導通電阻;同時由於溝道不在表面,柵極密度增加不受 限制,工作時增強了電流導通能力。

4)第四代:NPT-IGBT,不再採用外延技術,而是採用離子注入的技術來 生成 P+集電極(透明集電極技術),可以精準的控制結深而控制發射效率盡可 能低,增快載流子抽取速度來降低關斷損耗,可以保持基區原有的載流子壽命而 不會影響穩態功耗,同時具有正溫度係數特點。

5)第五代:FS-IGBT,是第四代產品「透明集電區技術」與「電場終止技 術」的組合。由於採用了先進的薄片技術並且在薄片上形成電場終止層,大大的減小了芯片的總厚度,使得導通壓降和動態損耗都有大幅的下降,從而進一步降 低 IGBT 工作中過程中的損耗。

6)第六代:FS-Trench-IGBT,是在第五代基礎上改進了溝槽柵結構,進一 步的增加了芯片的電流導通能力,極大地優化了芯片內的載流子濃度和分佈。減 小了芯片的綜合損耗。

IGBT 廣泛應用在工業控制與電機節能、新能源及變頻白色家電等領域。作 為工業控制及自動化領域的核心器件,IGBT 模塊在電機節能、軌道交通、智能 電網、航空航天、家用電器、汽車電子、新能源發電、新能源汽車等諸多領域都 有廣泛的應用。隨着新能源汽車的發展以及變頻白色家電的普及,IGBT 的市場 熱度持續升溫。它不僅在工業應用中提高了設備的自動化水平、控制精度等,大 幅提高了電能的應用效率。(報告來源:未來智庫)

2.7.2、IGBT 市場規模逐步增長

IGBT 是誕生於 20 世紀 80 年代的功率半導體分立器件,進入工業應用雖然 時間較晚,但市場規模增長較快。自 2015 年後 IGBT 全球市場規模一直穩健增 長,2019 年全球 IGBT 市場規模約為 62.7 億美元,年均複合增速為 10.39%, 大於功率半導體行業約 5%的複合增速。

隨着新能源、節能環保等一系列國家政策措施的出台,作為新能源汽車和工 業機器的重要功率器件,國內 IGBT 市場迎來快速發展的窗口期,我國 IGBT 市 場規模快速增長。在「十二五」至「十三五」期間,我國加速推行 IGBT 國產化, IGBT 需求大大增加,我國 IGBT 市場規模從 2010 年的 50.5 億快速擴張到 2018 年的 161.9 億元,年均複合增速為 15.68%。

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2.7.3、IGBT 競爭格局較為分散,國內斯達進入全球前十

國內外 IGBT 市場仍主要由外國企業佔據,雖然我國 IGBT 市場需求增長迅 速,但由於國內相關人才缺乏,工藝基礎薄弱,國內企業產業化起步較晚,IGBT 模塊至今仍幾乎全部依賴進口,市場主要由歐洲、日本及美國企業佔領。同時, 國內企業由於芯片供應主要源於國外,制約性較強,因此發展較為緩慢。

斯達半導 2019 年在 IGBT 模塊全球市場份額佔有率 國際排名第 8 位,在中國企業中排名第 1 位,是國內 IGBT 行業的領軍企業。在 IGBT 行業,斯達半導佔全球市場份額比率約為 2.5%,相比排名第一的英飛凌 35.6%的市場份額仍有一定的差距。市場排名前十中的企業,除了斯達半導外, 其他均為外國企業,IGBT 行業國產化率仍較低。

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2.7.4、新能源汽車和光伏風電驅動 IGBT 步入快速成長通道

傳統工業控制及電源行業支撐 IGBT 市場穩步發展

1)變頻器行業

IGBT 模塊在變頻器中不僅起到傳統的三極管的作用,亦包含了整流部分的 作用。控制器產生的正弦波信號通過光藕隔離後進入 IGBT,IGBT 再根據信號的 變化將 380V(220V)整流後的直流電再次轉化為交流電輸出。

近年來,我國變頻器行業的市場規模總體呈上升態勢。根據前瞻產業研究院 整理數據,近年來,變頻器市場中我國自主研發能力有所提升,特別是高壓變頻 器在 2017 年的專利申請數穩定在 160 項以上。同時,在實體經濟的拉動作用下, 變頻器在冶金、煤炭、石油化工等工業領域將保持穩定增長,在城市化率提升的 背景下,變頻器在市政、軌道交通等公共事業領域的需求也會繼續增長,從而促 進市場規模擴大。未來幾年,具有高效節能功能的高壓變頻器市場將受政策驅動 持續增長,根據前瞻產業研究院預測,到 2023 年,高壓變頻器的市場將達到 175 億元左右。

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2)逆變焊機行業

逆變式弧焊電源,又稱弧焊逆變器,是一種新型的焊接電源。這種電源一 般是將三相工頻(50 赫茲)交流網路電壓,先經輸入整流器整流和濾波,變成 直流,再通過大功率開關電子元件(IGBT)的交替開關作用,逆變成幾千赫茲 至幾萬赫茲的中頻交流電壓,同時經變壓器降至適合於焊接的幾十伏電壓,後再 次整流並經電抗濾波輸出相當平穩的直流焊接電流。 根據國家統計局數據,2019 年我國電焊機產量為 950 萬台,同比 2018 年 增加了 97 萬台。電焊機市場的持續升溫亦將保證 IGBT 需求量逐步增大。

新能源汽車放量將加速 IGBT 步入高速成長期

新能源汽車、電動車、智能汽車將成行業發展趨勢。在全球新能源大力推廣 的背景下,新能源汽車以及電動汽車持續高速增長。根據 Marklines 的預測,2025 年全球新能源汽車銷量將達到 1,370 萬輛,2019-2025 年均複合增長率為 34.7%。根據彭博新能源財經數據,2019 年全球電動汽車(僅含純電動)銷量 達 221 萬輛,電池成本下跌以及更加嚴格的環保政策將推動電動車市場高增長, 預計 2030、2040 年銷量可分別達 2,800 萬輛、5,600 萬輛(預計佔全部新車銷 量的 57%)。

我國大力支持新能源汽車發展。從 2001 年開始,我國就開始研發新能源汽 車,並推出一系列國家及地方政府配套政策支持新能源汽車的發展。經過 10 多 年的研發,我國新能源汽車實現了產業化和規模化的飛躍式發展。2011 年我國 新能源汽車產量僅為 8,000 輛,2019 年產量已經達到 121 萬輛,佔全國汽車產 量比重的 2.7%。2020 年 2 月,我國國家發改委等 11 部委聯合印發《智能汽車 創新發展戰略》,將「到 2025 年,中國標準智能汽車的技術創新、產業生態、 基礎設施、法規標準、產品監管和網絡安全體系基本形成」以及「展望 2035 到 2050 年,中國標準智能汽車體系全面建成、更加完善」定為戰略願景,政策內 容全面覆蓋智能汽車發展的主要方面及核心矛盾,預計將對中國智能汽車產業的 生態構建和發展形成顯著推力。與此同時,各國政府都在推動新能源汽車和智能 汽車的發展。英國政府於 2020 年 2 月宣布,2035 年前禁止銷售所有搭載汽油 和柴油發動機的汽車,包括混合動力車和插電式混合動力車,比之前的計劃提前 了 5 年,進一步確立了全球汽車電動化趨勢。

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全球新能源汽車滲透率較低,發展空間仍較大。2020 年中國汽車產量和銷 量分別為2522.5萬輛和2531.1萬輛,中國新能源汽車佔比分別為5.4%和5.4%, 美國新能源汽車滲透率低於 3%,歐洲新能源汽車滲透率低於 12%,新能源汽車 仍有巨大市場空間。

新能源汽車產銷量快速增長。根據中國汽車工業協會發佈的數據,2020 年, 新能源汽車產銷分別完成 136.6 萬輛和 136.7 萬輛,同比分別增長 7.5%和 10.9%,產銷量創歷史新高。根據美國 WardsAuto.com 統計,2017 年全球汽 車銷量超過 9000 萬輛,隨着新能源汽車替代率逐步上升,將持續拉動 IGBT 模 塊市場的需求。

在傳統汽車向新能源汽車過渡中,功率半導體增量最為明顯。功率半導體作 為汽車電子的核心,是電動車中成本僅次於電池的第二大核心零部件,在汽車引 擎中的壓力傳感器、驅動系統中的轉向、變速、制動,以及車燈、儀錶盤等儀器 的運作控制等方面均發揮着重要作用。根據 StrategyAnalytics 統計,2019 年 傳統內燃汽車功率半導體用量為 71 美金,佔比為 21%,而在純電動汽車中,功 率半導體用量為 387 美金,佔比達到 55%,相較於傳統內燃汽車,單車價值量 提升了 5.5 倍。其他半導體器件,如 IC 和傳感器,單車價值量提升分別為 1.0 倍和 1.1 倍,增量不明顯。

2.7.5、光伏風電為 IGBT 打開新的成長空間

新能源發電主要包括光伏和風電兩種方式,相比於傳統燃煤發電,增加了逆 變、整流、匯流等環節,涉及到較多的電力轉換和穩定電力的需求,因此新能源 發電需要大量的功率半導體。

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在光伏發電中,功率半導體主要應用在逆變器環節,逆變器又分為集中式逆 變器、組串式逆變器和集散式逆變器,根據 CIPA 測算,2019 年上述三類逆變 器的加權平均成本大約為 0.2 元/W,2025 年有望降至 0.15 元/W。

隨着國內疫情控制較好,下半年裝機情況持續回暖,10 月單月光伏新增裝 機量創近五年來新高達 4.17GW,1-10 月光伏新增裝機量達 21.88GW。根據 TrendForce 預測,2025 年光伏逆變器出貨量將達 327GW。光伏逆變器成本中 功率半導體的佔比在 9%左右,預計 2025 年光伏逆變器功率半導體市場空間約 為 44 億元。

風電:根據 GWEC 預測,風電裝機在 2020 年裝機量提升較快,2020-2024 年全球新增風機裝機量保持平穩,五年累計有望達 350GW。隨着風電的快速上 量,預計將會為功率半導體和 IGBT 帶來新的增量。

3、 消費電子:成品組裝是消費電子龍頭未來 N 年成長的核心主軸

3.1、 下游代工趨勢更加明顯

智能手機零組件龍頭公司向下游代工延伸的趨勢明顯。(1)立訊精密業務 從智能手機聲學、馬達、光學、天線、無線充電接收端、lighting 接口等零組件 向 AirPods、Apple Watch、iPhone 組裝延伸;(2)歌爾股份從智能手機的聲 學等零組件向 AirPods 組裝延伸;(3)比亞迪電子未來 iPad、小米、華為的組 裝業務有望貢獻巨大增長,零組件業務有望受益於 5G 和無線充電時代的「去金 屬化」趨勢;(4)領益智造併購 Salcomp 後從智能手機的功能件、結構件業 務切入充電器組裝業務。

3.2、 VR/AR:VR 市場穩步發展,蘋果或將推出 AR 眼鏡

隨着產業界在 AR 領域的持續發力,部分研究者將 AR 從 VR 的概念框架中 抽離出來。兩者在關鍵器件、終端形態上相似性較大,而在關鍵技術和應用領域 上有所差異。VR 通過隔絕式的音視頻內容帶來沉浸感體驗,對顯示畫質要求較 高,AR 強調虛擬信息與現實環境 的「無縫」融合,對感知交互要求較高;應用 方面,VR 側重於遊戲、視頻、直播與社交等大眾市場,AR 側重於工業、軍事 等垂直應用。


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VR 關鍵技術日趨成熟,AR 技術有待突破。目前來看,VR 的關鍵技術如近 眼顯示、渲染處理等已經有明確發展路線,核心技術的成熟將大幅度提升遊戲體 驗,而傳感技術和交互式傳感體驗的發展也使得 VR 應用場景逐漸豐富。AR 技 術在交互和傳輸層面方向有較好發展,但是在 SLAM 算法(定位跟蹤與建圖)及 其相關外設、光學顯示(光波導)方面比 VR 更為複雜,仍需要一定發展時間。 總體來看,目前 VR 市場已經具有較為成熟的產品和技術,市場穩步發展,而 AR 市場還需要技術和成熟產品培育推動。

2020 年出貨量受到一定影響,長期市場規模突破 1000 億美元。2020 年上 半年 VR/AR 產品整體出貨量受到一定影響,下半年實現反彈。預期到 2024 年, 整體 VR/AR 產品出貨量有望達到 7770 萬台,AR 產品出貨量增長受益於 B 端客 戶的迅速擴張增加至 4110 萬台,市場規模合計將超過 1000 億美元。 產業鏈分析:C 端市場以硬件製造為主,互聯網巨頭髮展生態;B 端市場深 耕應用場景,細分領域眾多。VR/AR 產業價值鏈是由硬件製造和組裝開始,集 成了操作系統與開發工具、應用、內容、銷售分發等不同供應商產業鏈。

1. VR/AR 行業的 C 端市場發展潛力較大,互聯網以及硬件生產廠商基於硬 件及應用場景覆蓋上下游,擠壓中小企業。以 Google、Microsoft、Facebook、 Sony 為代表的互聯網及硬件生產企業基於現有的生態環境和分發平台,吸引第 三方內容提供商為其提供內容和資源,從而整合產業鏈。目前 VR 市場基本以消 費者領域的遊戲和商業應用為主,未來其他企業的空間將進一步被互聯網巨頭蠶 食。

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2. B 端市場需要定製化、專業化的解決方案,應用場景分散。企業客戶的需 求往往需要通過定製軟硬件一體解決方案來實現,需要通過人工進行強化訓練, 完成專業程度較高的細分應用,這使得其他企業具有在細分領域深度發展,依靠 長期合作建立專業優勢的空間,軟硬件結合,形成開發壁壘。

歌爾股份是全球 VR/AR 行業內領先的解決方案提供商和硬件製造商。歌爾 於 2012 年開始進入 VR 領域,具有豐富的經驗,可提供包括光學設計、模具、 組件研製在內的精密光學解決方案,以及 VR、AR 等產品設計、研發和製造的一 站式服務。

3.3、 智能手錶等可穿戴設備快速增長

智能穿戴設備是將多媒體、傳感、無線通信、雲服務等技術與日常穿戴相結 合,實現用戶交互、娛樂、健康等功能的硬件終端。根據穿戴部位的不同,可以 分為智能手錶、智能手環以及智能聲學設備等,智能手錶是目前發展最成熟的可 穿戴設備,而智能手環同樣擁有較大的用戶群體。

智能手錶:智能手錶的快速發展與 Apple Watch 系列產品的推出有關。 Apple Watch 是蘋果在 2014 年推出的可穿戴產品,也是智能手錶市場中銷售份 額最大的產品。隨着蘋果手錶不斷加入健康功能、蜂窩數據、GPS 跟蹤等功能, Apple Watch 系列逐漸脫離與手機的強綁定,成為獨立的消費電子產品,根據 IDC 數據,2017-2019 年的出貨量分別達到約 1600 萬/2200 萬/3000 萬部。

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三星、華為以及 Fitbit 是安卓智能手錶的主要品牌。華為 GT 系列 2019 年 在國內市場的出貨量伴隨兒童用戶的增加而迅速增長,同比增長率達到 63.4%。 安卓陣營智能手錶市場份額在 2019 年首次超越蘋果手錶,佔比達到 54%。

根據 Trendforce 預計,隨着最新一代蘋果手錶的推出以及老款產品的降價, 更多安卓陣營的手錶品牌將加入市場,帶動整體市場發展。受到疫情影響,2020 年智能手錶出貨量增速預期將放緩,安卓手錶出貨量約 4650 萬部,行業整體出 貨量達到 8050 萬部;2022 年整體智能手錶出貨量將突破 1 億部。

智能手環:屬於智能手錶的低價替代品,一般需要與手機綁定使用,通過傳 感器跟蹤健康、位置信息,使用手機或自帶屏幕進行數據收集和分析。智能手環 的價格通常只有智能手錶的 1/5,故能夠被更多的消費者所接受。目前智能手環 市場的主要廠商包括華為、小米、Fitbit 等,其中小米憑藉低價小米手環系列 (<200 元)在 2019 年迅速擴大市場份額,出貨量超過 2000 萬部。

智能手環廠商價格競爭比較激烈,Fitbit 等廠商的出貨份額已經逐漸被華 為、小米等蠶食。由於能夠實現的功能比較少,2019 年開始,智能手環市場出 貨量增長出現停滯,我們預計 2023 年智能手環出貨量將達到 6970 萬部, 2020-2024 年複合增長率僅為 1.8%。

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根據 IDC,智能手錶/手環市場規模 2020 達到 1500 億元。其中,智能手錶 單機價值量相比 TWS 耳機略高,未來出貨量有較大成長空間,按照蘋果手錶平 均 2000 元,安卓手錶 1200 元進行計算,2020 年智能手錶市場規模為 1230 億 元,2023 年有望達到 1700 億元以上,複合增長率超過 10%;智能手環市場降 價空間較小,參與廠商較多,出貨量預計維持不變,整體市場規模預計為 200-300 億元左右。

3.4、 智能手機:5G 換機驅動行業拐點,光學、射頻、 功能件、無線充電

光學、射頻、功能件、無線充電是智能手機未來四大創新方向。我們整理分 析歷代 iPhone 的 BOM,從 iPhone 3Gs 至今,光學、射頻前端、功能件的單機 價值量持續提升。展望未來,(1)光學創新有望持續,攝像頭多攝和「前置結 構光+後置 ToF」將成大勢所趨;(2)由於頻段大幅增加,射頻前端的單機價 值量大幅提升;(3)散熱和電磁屏蔽也驅動功能件需求增加;(4)無線充電 滲透率有望從中高端手機向中低端手機延伸、接收端模組向發射端模組延伸。

4、 投資分析

G2 中美的大國博弈背景下,展望未來,我們認為國產替代和創新浪潮仍是 未來電子行業的核心主軸。上游看國產替代、中游看功能創新和代工延伸、下游 看需求創新。2021 年聚焦大空間和高增速細分子行業:半導體在國家意志驅動 下,國產替代趨勢有望持續;VRAR、智能汽車、智能手錶等可穿戴式設備滲透 率提升有望成為智能手機之後的消費電子新熱點。

5、 重點公司分析

5.1、 瀾起科技:服務器芯片平台型公司趨勢漸起

津逮平台 CPU 快速起量。2021 年 4 月,瀾起第三代津逮 CPU 量產上市,津逮 產品獲得多家國產服務器廠商積極響應,如新華三、聯想、寶德、長城等均已推 出支持津逮 CPU 的服務器產品,津逮平台已應用到政務、交通、金融等領域中。 根據公司公告,公司 2021 年津逮服務器平台與英特爾公司關聯交易額從不超過 1 億元、5 億元、15 億元上調至 15.84 億元,此外公司預計 2022 年交易額 25 億元,表明公司對該項業務未來發展的信心。

DDR5 大幕開啟,瀾起科技 DDR5 已正式出貨,服務器和 PCNB 市場全面打開, 內存接口和配套芯片全面放量。內存技術現已發展至 DDR5 世代,Intel 官方指 引將在 2022 年發佈下一代服務器 CPU。內存模組廠商將提前 CPU 平台 1-2 個 季度進入量產爬坡、備貨和採購階段。因此作為業界領先的內存接口芯片組供應 商和 JEDEC 內存標準的積極貢獻者,瀾起科技 DDR5 相關芯片在 2021 年 10 月 開始規模放量,正式進入 DDR5 階段。

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5.2、 卓勝微:5G 滲透、模組趨勢和國產替代驅動中國 射頻前端平台型龍頭的崛起

5G 推動射頻前端市場快速發展,模組化趨勢明顯且國產化進程加速。2019 年整體規模為 170 億美元,Yole 預計 2025 年可達 250 億美元。 目前絕大部分 前端市場被思佳訊、科沃、博通、村田及 RF360 五大射頻龍頭所壟斷,國產器 件自給率不足 5%。5G 高頻率和多頻段需求驅動射頻前端器件數量、單價快速 上漲,而 PCB 布線面積的約束則使得模組化產品取代分立器件方案,成為前端 設計的重要趨勢。公司 2021 前三季度營業收入為 34.84 億元,同比增長 76.61%; 實現歸母凈利潤 15.27 億元,同比增長 112.84%;實現扣非歸母凈利潤 15.07 億元,同比增長 115.42%。

5G 化、模組化、國產化將驅動中國射頻廠商高速發展。遍覽各大射頻巨頭 的發展歷程,每逢通信制式代際切換,便加速龍頭廠商併購整合進程,龍頭廠商 綁定終端客戶有望迎來高速發展。5G 時代中,國產射頻廠商模組化進程被下游 需求帶動加速,單機價值量數倍增長;而終端客戶考慮供應鏈安全問題,國產替 代需求迫切,技術變革+國產替代為國產射頻廠商開啟跨越式發展的快車道。

5.3、 韋爾股份:CIS 王者歸來,多領域放量再造輝煌

韋爾股份:全球領先的 CIS 廠商。韋爾股份成立於 2007 年,2017 年在上 交所主板上市。公司早期從事半導體設計和分銷業務,於 2019 年完成對豪威 (OV)集團的收購,切入 CIS 賽道。豪威是全球領先的 CIS 提供商,2019 年收 入約 98 億元,凈利潤約 11 億元,全球市佔率約為 8%。公司 2021 前三季度營 業收入為 183.14 億元,同比增長 31.11%;實現歸母凈利潤 35.18 億元,同比 增長 103.78%;實現扣非歸母凈利潤 30.68 億元,同比增長 93.41%。

手機 CIS 行業格局重塑:豪威在 2019 年突破 4800 萬像素(48M)技術, 宣告王者歸來。CIS 全稱是 CMOS Image Sensor,為採用 CMOS 工藝的圖像傳 感器,主要用於攝像頭中,起到成像功能,類似於人的視網膜。2011 年之前, 豪威是 CIS 行業的龍頭,但在 2011 年,因工藝及產能不足,豪威被索尼替代失 去蘋果訂單。之後又因為研發落後於索尼三星,市佔率逐年下降至行業第三。 2019 年,豪威發佈 OV48B 產品,突破 48M 技術節點,宣告王者歸來。豪威 48M 已卡位全球第一梯隊,伴隨國產手機廠商崛起,豪威有望迎來快速發展。

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5.4、 歌爾股份:TWS 業務短期波動不改長期向好趨勢, ARVR+IoT 打開智能硬件業務成長空間

智能聲學整機業務短期波動不改長期向好趨勢。21 年上半年由於北美客戶 AirPods 提貨速度的放緩,歌爾 AirPods 的生產速度也隨之放緩和並且運輸方式 的變化導致庫存有一定的增加,近期 AirPods 的需求也趨於恢復。目前歌爾 AirPods 2 代和 AirPods Pro 的供貨份額不斷提升, 2020 年以及預計 2021 年 份額約 35%~40%和 45%~50%。在 AirPods 份額提升的背景下,安卓 TWS 和 HomePod mini 也是智能聲學整機業務收入增長核心驅動力。展望未來,考慮 到越南生產佔比提升後帶來的成本降低、SiP 和其它零組件自供的可能性,我們 認為歌爾 AirPods 代工的盈利能力仍有望趨於提升。公司 2021 前三季度營業收 入為 527.89 億元,同比增長 52.00%;實現歸母凈利潤 33.33 億元,同比增長 65.28%;實現扣非歸母凈利潤 30.19 億元,同比增長 52.19%。

長期來看,ARVR 和 IoT 將打開智能硬件業務成長空間。長期來看,ARVR 和 IoT 將打開智能硬件業務成長空間。(1)歌爾作為全球 VR 設備第一代代工 龍頭,是 Oculus 和 SONY VR 設備的核心供應商,我們預計歌爾股份 Oculus VR 設備的出貨量有望保持快速增長和較高盈利水平;此外,2021~2022 年 SONY 下一代 VR 設備的推出將有望進一步提升歌爾整體 VR 設備出貨量水平。(2)此 外考慮到 H 客戶、Fitbit、小米等廠商智能手錶/手環也有望驅動歌爾智能硬件 業務快速增長。我們預計公司智能穿戴業務 2021-2022 年將取得營收 122/145 億元。

5.5、 立訊精密:電子組裝代工龍頭,未來成長不可限量

AirPods 業務:短期波動不改長期向好趨勢。考慮到越南產線佔比提升後的 成本降低和 SiP 模組自供,立訊 AirPods 組裝代工在 2021 年的收入和利潤仍有 望保持穩定。公司 2021 前三季度營業收入為 810.13 億元,同比增長 36.09%; 實現歸母凈利潤 46.9 億元,同比增長 0.21%;實現扣非歸母凈利潤 39.94 億元, 同比減少 5.15%。

Apple Watch 業務:切入整機代工,21-22 年有望大幅增厚營收和利潤。立 訊作為 Apple Watch 零組件的重要供應商,已在 2020 年切入 Apple Watch 整 機製造,作為核心代工廠,立訊嘉善工廠從 2020H1 開始生產至今,2020Q3 已 快速起量。我們預計 Apple Watch 銷量 2020-2025 年有望保持 20+%快速增長, 考慮到較高的單機價值量,2020-2025 年有望新增數百億元的代工營收。此外由 於立訊供應 Apple Watch 的無線充電、錶帶、錶冠、SiP 模組等零組件,利潤 率相較 AirPods 有望實現進一步的躍升。(報告來源:未來智庫)

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(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)

精選報告來源:【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站

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