一、全球半導(dǎo)體短期下行不影響長(zhǎng)期向好格局
1.1 預(yù)測(cè) 2023 年全球半導(dǎo)體下滑 4.1%,存儲(chǔ)芯片下滑首當(dāng)其沖
WSTS 預(yù)測(cè),2023 年半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將同比減少 4.1%,降至 5566 億美元。預(yù)計(jì)以中國(guó)為 中心的亞太地區(qū)作為全球最大半導(dǎo)體市場(chǎng),將出現(xiàn) 7.5%的負(fù)增長(zhǎng),日美歐地區(qū)將維持正 增長(zhǎng),但增長(zhǎng)幅度近乎持平,其中美國(guó)增長(zhǎng) 0.8%,歐洲增長(zhǎng) 0.4%,日本增長(zhǎng) 0.4%。預(yù)測(cè)存儲(chǔ)芯片 2023 年下滑 17%,分立半導(dǎo)體、傳感器、模擬芯片有望實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健增長(zhǎng)。
1.2 三季度行業(yè)庫(kù)存達(dá)到歷史高位
國(guó)內(nèi)與國(guó)外庫(kù)存均達(dá)到歷史最高水位。我們看到 2022 年第三季度全球半導(dǎo)體平均月數(shù)上 升到 4.16 個(gè)月,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)廠商的平均庫(kù)存月數(shù)上升到 8.62 個(gè)月,都已超過(guò)常見(jiàn)的 4 個(gè)月庫(kù)存水位線。國(guó)外內(nèi)廠商的庫(kù)存月數(shù)持續(xù)上升,終端庫(kù)存處于歷史高位,疊加消費(fèi) 市場(chǎng)的需求持續(xù)萎靡,供需調(diào)整腳步漸近,半導(dǎo)體行業(yè)或?qū)㈤_(kāi)啟主動(dòng)去庫(kù)存的主旋律。
1.3 晶圓代工廠產(chǎn)能利用率下降,預(yù)測(cè) 2023 年資本開(kāi)支下降 19%
分 8 寸和 12 寸廠看,2022 年第四季度 8 寸晶圓廠的主力臺(tái)積電、聯(lián)電、世界先進(jìn)、力積 電和中芯國(guó)際的產(chǎn)能利用率預(yù)計(jì)分別下降到 97%/90%/73%/86%/90%,相較于第二季度下滑 3%/10%/25%/12%/6%。8 寸晶圓廠主要面向 90-180 納米和 250 納米以上產(chǎn)品,產(chǎn)品應(yīng)用相 對(duì)單一,主流產(chǎn)品包括 PMIC、CIS、MCU、顯示驅(qū)動(dòng)芯片、分立器件等,8 寸廠相對(duì) 12 寸 產(chǎn)能利用率下滑更大。過(guò)去兩年電源管理芯片和 MCU 缺貨情況相當(dāng)嚴(yán)重,隨著 8 寸晶圓供 給趨于平衡,上述產(chǎn)品也出現(xiàn)砍單浪潮,大幅影響 8 寸廠產(chǎn)能利用率。2022 年第四季度 12 寸晶圓廠的主力臺(tái)積電、三星、聯(lián)電、合肥晶合、中芯國(guó)際的產(chǎn)能利用率預(yù)計(jì)分別下 降到 96%/90%/92%/70%/90%,相較于第二季度下滑 2%/7%/8%/25%/8%。12 寸晶圓廠覆蓋
5/7/1X/22/28/4X/55/65/89/90 納米,產(chǎn)品布局更多元,晶圓廠通過(guò)將產(chǎn)能分配到過(guò)去兩 年不受重視的產(chǎn)品應(yīng)用上,包括服務(wù)器、車(chē)用和工業(yè)控制 IC 等,來(lái)彌補(bǔ)消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品需求 的下滑。合肥晶合產(chǎn)品布局相對(duì)單一,主要以驅(qū)動(dòng) IC 和 CIS 主流產(chǎn)品,電源管理芯片剛 開(kāi)始布局,驅(qū)動(dòng) IC 需求大幅度下滑疊加積極擴(kuò)產(chǎn),導(dǎo)致第四季度產(chǎn)能利用率下降較快。而臺(tái)積電、中芯國(guó)際和三星等晶圓廠在晶圓產(chǎn)業(yè)布局多年,通過(guò)產(chǎn)品組合轉(zhuǎn)換彌補(bǔ)消費(fèi)類(lèi) 下行。
存儲(chǔ)器行業(yè):美光 2023 財(cái)年整體資本開(kāi)支年減 30%,設(shè)備資本開(kāi)支年減 50%;南亞科宣布 調(diào)降 2022 年資本開(kāi)支達(dá) 22.5%,2023 年設(shè)備資本開(kāi)支比 2022 年減 20%;旺宏宣布調(diào)降 2022 年資本開(kāi)支達(dá) 24-29%;SK Hynix 宣布下調(diào)其明年資本開(kāi)支達(dá) 50%。晶圓代工:聯(lián)電宣布調(diào)降 2022 資本開(kāi)支近 16.7%;臺(tái)積電調(diào)降 2022 資本開(kāi)支,從 400-440 億美元降到 360 億美元,臺(tái)積電已經(jīng)減緩了 7 納米產(chǎn)能的擴(kuò)張。
1.4 全球半導(dǎo)體未來(lái)有望繼續(xù)穩(wěn)健增長(zhǎng),車(chē)用、工業(yè)、數(shù)據(jù)中心機(jī)會(huì)最大
我們認(rèn)為全球半導(dǎo)體這一波下行周期有望在 2023 年下半年觸底向上,細(xì)分行業(yè)優(yōu)質(zhì)龍頭公司迎來(lái)布局良機(jī)。根據(jù) Gartner 數(shù)據(jù),2026 年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 7827 億美元,2021-2026 年 CAGR 5.6%,其中增速最快的領(lǐng)域?yàn)楦咝阅苓\(yùn)算,將從 5 億美元增長(zhǎng)到 101 億美元,CAGR 160.6%, 其次是汽車(chē)電動(dòng)化,CAGR 25.2%,ADAS 排第三,CAGR 22%。
根據(jù) Mckinsey & Company 數(shù)據(jù),2030 年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 10470 億美元,汽車(chē) 半導(dǎo)體占比將從 2021 年的 7%提升到 2030 年的 12%,工業(yè)占比將從 2021 年的 10%提升到 2030 年的 12%,而通信及消費(fèi)電子的占比將下降。
1.5 2023 年下半年有望迎來(lái)需求回暖
由于 2022 年 Q4 全球晶圓廠稼動(dòng)率下降明顯,晶圓襯底出貨面積將出現(xiàn)下滑,由于去庫(kù)存 等因素的影響,2023 年上半年全球晶圓廠稼動(dòng)率將降至最低點(diǎn),晶圓襯底出貨面積有望 在 2023 年 Q3 迎來(lái)向上拐點(diǎn)。
半導(dǎo)體行業(yè)與宏觀經(jīng)濟(jì)密切相關(guān),目前全球半導(dǎo)體在延續(xù)下行趨勢(shì),結(jié)合 2023 年下游需 求預(yù)測(cè),庫(kù)存等信息,我們研判全球半導(dǎo)體有望在 2023 年 Q3 迎來(lái)向上拐點(diǎn)。
二、半導(dǎo)體設(shè)計(jì):關(guān)注明年需求復(fù)蘇和由弱轉(zhuǎn)強(qiáng)的標(biāo)的
2.1 臺(tái)灣半導(dǎo)體原廠庫(kù)存于今年三季度開(kāi)始小幅下降
從庫(kù)存水位看,當(dāng)前臺(tái)灣半導(dǎo)體公司庫(kù)存月數(shù)在今年二季度達(dá)到歷史高點(diǎn)后,三季度庫(kù)存 環(huán)比小幅下滑 1 個(gè)點(diǎn),同時(shí),我們看到臺(tái)灣電子暨光學(xué)產(chǎn)業(yè) PMI 的客戶存貨從 2021 年 6 月的 45%開(kāi)始逐步提升,今年年初以來(lái)急劇拉升由 2022.01 的 50%提升至 2022.08 達(dá)到歷 史高點(diǎn) 63%,2022.09 開(kāi)始下降,至 2022.11 降到 52%,但從歷史經(jīng)驗(yàn)看,庫(kù)存水位上行 周期通常為 1-2 年(其中主動(dòng)加庫(kù)存 1-1.5 年,被動(dòng)加庫(kù)存周期為 0.5-1 年),我們認(rèn)為 臺(tái)灣半導(dǎo)體廠商在今年三季度開(kāi)始進(jìn)入主動(dòng)去庫(kù)存,庫(kù)存水位有望快速下降,主動(dòng)庫(kù)存調(diào) 整周期在 1 年左右,之后進(jìn)入被動(dòng)去庫(kù)存的景氣上行期。
2.2 海外汽車(chē)芯片大廠開(kāi)始消費(fèi)電子產(chǎn)能轉(zhuǎn)換成車(chē)用
緊缺程度較高的車(chē)用 MCU 及模擬芯片交期在縮短。我們看到 8 位 MCU 中 NXP 的芯片交期由 緊缺放緩到 52 周,32 位 MCU 中 ST 和 NXP 的芯片交期由緊缺放緩到 40 周和 26-52 周,原 本全線緊缺的 MCU 芯片已經(jīng)被打開(kāi)了一個(gè)向下的口子。而模擬芯片中,原本緊缺的傳感器、 定時(shí)、接口、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器、信號(hào)鏈等芯片也有部分產(chǎn)品的交期開(kāi)始拐頭向下,意味著產(chǎn)能 在弱應(yīng)用和強(qiáng)需求之間發(fā)生了轉(zhuǎn)換,在消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品需求疲弱的情況下,晶圓廠將原本用于 消費(fèi)產(chǎn)品但能夠滿足車(chē)規(guī)級(jí) MCU、模擬芯片生產(chǎn)工藝的產(chǎn)能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
2.3 半導(dǎo)體復(fù)蘇預(yù)判:消費(fèi)類(lèi)有望率先見(jiàn)底反彈
經(jīng)典的半導(dǎo)體周期表現(xiàn)為營(yíng)收增速常領(lǐng)先庫(kù)存月數(shù) 3-6 個(gè)月從底部開(kāi)啟下一輪上漲周期, 同時(shí)股價(jià)也同步領(lǐng)先庫(kù)存月數(shù)開(kāi)啟上行周期?;仡櫳弦惠啺雽?dǎo)體周期,智能手機(jī)相關(guān)半導(dǎo) 體公司的營(yíng)收表現(xiàn)率先觸底反彈,營(yíng)收同比增速首先在 2018 年度到 2019 年初觸底,緊接 著具備泛消費(fèi)屬性的電腦和圖形處理器相關(guān)半導(dǎo)體公司的營(yíng)收同比增速在 2019 年 3 月觸 底,要晚于智能手機(jī) 3 個(gè)月。而應(yīng)用場(chǎng)景更廣泛,不單局限于消費(fèi)類(lèi)的存儲(chǔ)、電力功率和 車(chē)用模擬相關(guān)半導(dǎo)體公司的觸底時(shí)間要更晚于消費(fèi)類(lèi)公司,通常落后 6-12 個(gè)月。從周期 底部特征來(lái)看,我們看好在本輪周期中消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品率先觸底反彈。
2.4 投資分析:關(guān)注需求復(fù)蘇,長(zhǎng)期看好由弱轉(zhuǎn)強(qiáng)的標(biāo)的
主線一:關(guān)注需求復(fù)蘇,看好明年消費(fèi)類(lèi)終端需求復(fù)蘇
2023 年關(guān)注消費(fèi)電子需求復(fù)蘇,目前來(lái)看 2022 年消費(fèi)電子出貨量下跌已成定局,但我們 看好 2023 年需求回暖,消費(fèi)電子全年出貨量有望恢復(fù)正成長(zhǎng)。智能手機(jī)為消費(fèi)電子核心 產(chǎn)品,占比達(dá)到 50%以上。根據(jù) IDC 的數(shù)據(jù),2023 年全球手機(jī)出貨量預(yù)計(jì)將達(dá)到 14.8 億 臺(tái),同比增長(zhǎng) 0.7%。我們看好智能手機(jī)的需求在 2023 年中改善,各類(lèi)微創(chuàng)新正在給智能 手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)新的成長(zhǎng)機(jī)遇,手機(jī)攝像頭多攝化趨勢(shì)確定,折疊屏手機(jī)新品頻出。同時(shí) 5G 手機(jī)對(duì) 4G 手機(jī)的持續(xù)替代也將成為支撐智能手機(jī)銷(xiāo)量的另一大主因,5G 手機(jī)在部分發(fā) 達(dá)與新興國(guó)家如印度、東南亞國(guó)家、西歐國(guó)家的滲透率不足 20%,仍有較大提升空間。
根據(jù) IDC 的數(shù)據(jù),2020 年第一季度到 2021 年第一季度受益于新冠疫情帶來(lái)的居家教學(xué)、 辦公等需求,全球 PC 出貨量同比和環(huán)比均加速增長(zhǎng),隨后 2021 年第二季度增速開(kāi)始掉頭 向下,環(huán)比增速在 2022 年第一季度見(jiàn)底后開(kāi)始反彈。隨著行業(yè)步入去庫(kù)存階段,全球 PC 季度出貨量環(huán)比正在逐季改善。
全球可穿戴設(shè)備季度出貨量同比與環(huán)比改善。據(jù) IDC 的數(shù)據(jù),2022 年全年可穿戴設(shè)備的 出貨量預(yù)計(jì)將持平于 5.355 億臺(tái),而 2023 年由于新興市場(chǎng)涌現(xiàn)的購(gòu)買(mǎi)力量和發(fā)達(dá)市場(chǎng)的 存量產(chǎn)品迎來(lái)替換周期,可穿戴設(shè)備的需求有望在 2023 年恢復(fù)增長(zhǎng)。手表類(lèi)穿戴設(shè)備的 成長(zhǎng)潛力在于產(chǎn)品定位與功能逐漸清晰,潛在的目標(biāo)客戶擴(kuò)大,帶動(dòng)出貨量開(kāi)始加速成長(zhǎng)??纱┐髟O(shè)備將慢慢聚焦健康/運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)功能,在設(shè)備中開(kāi)始加入各類(lèi)心電、血氧、睡眠等 傳感器,微創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)量的成長(zhǎng)。TWS 耳機(jī)的成長(zhǎng)潛力在于全球范圍內(nèi) 10 億量級(jí)的安卓 手機(jī)出貨量與 2021 年僅 13%的配置率形成鮮明對(duì)比,保守假設(shè)安卓手機(jī)出貨量維持 2021 年 11.24 億臺(tái)不變,配置率每提升 1%就會(huì)增加 1124 萬(wàn)臺(tái) TWS 耳機(jī)的出貨,隨著廠商逐漸 取消出廠附送耳機(jī),我們看好 TWS 耳機(jī)的配置率仍有較大提升空間。
主線二:長(zhǎng)期看好車(chē)用、服務(wù)器用及工業(yè)用芯片的主邏輯,關(guān)注由弱轉(zhuǎn)強(qiáng)賽道切換的標(biāo) 的
人駕到自駕,重點(diǎn)在成本及視覺(jué)/AI 芯片技術(shù):很多產(chǎn)業(yè)專(zhuān)家說(shuō)未來(lái)的自駕車(chē)就像裝了 四個(gè)輪子的智能手機(jī),以自駕技術(shù)的難度及半導(dǎo)體配置而言,我們不同意這說(shuō)法,我們認(rèn) 為自駕車(chē)像是裝了四個(gè)輪子的智能 AI 服務(wù)器(如果透過(guò)遠(yuǎn)端控制軟件來(lái)協(xié)作,自駕車(chē)隊(duì) 更像裝了四個(gè)輪子的智能集群系統(tǒng)),Gartner 在 2019 年四季度預(yù)測(cè)在 2023 年,全球有 近 74.6 萬(wàn)自駕車(chē),而目前使用激光雷達(dá)來(lái)作為視覺(jué)功能的 SAE L4-L5 的自駕車(chē)成本要超 過(guò) 10 萬(wàn)美元,昂貴的激光雷達(dá)感測(cè)元件價(jià)格 5 萬(wàn)美元以上,所以很難普及到自用車(chē),像 是特斯拉不使用激光雷達(dá),但通過(guò) 3 顆前置攝像頭(60,150,250 公尺視覺(jué)距離),1 顆后置攝像頭(50 公尺視覺(jué)距離),4 顆前后側(cè)邊攝像頭(80-100 公尺視覺(jué)距離),12 顆環(huán)繞車(chē)身的超音波感測(cè)器(感測(cè)距離 8 公尺),及一顆前置雷達(dá)(160 公尺視覺(jué)距離) 推出的 L3 等級(jí) FSD 自駕駛解決方案,整體額外自駕功能成本應(yīng)該不超過(guò) 2 萬(wàn)美元。我們 估計(jì)于 2035 年全球超過(guò) 30%的汽車(chē)銷(xiāo)量將具備 L3-L5 的自動(dòng)駕駛功能,未來(lái) 15 年的復(fù)合 增長(zhǎng)率達(dá)到 30-35%。
我們認(rèn)為汽油引擎車(chē)轉(zhuǎn)馬達(dá)電動(dòng)車(chē),接著是由人駕轉(zhuǎn) SAE 3-5 級(jí)自駕車(chē)的占比提升,加上 電動(dòng)車(chē)及自駕車(chē)的技術(shù)演進(jìn)(耗能降低,電池密度提升,電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)重量降低,攝像頭, 感測(cè)器,雷達(dá),激光雷達(dá)數(shù)量提升,及人工智能芯片運(yùn)算能力提升但要求耗能持續(xù)降低), 這些技術(shù)演進(jìn)將逐步拉升每臺(tái)電動(dòng)車(chē)及自駕車(chē)的半導(dǎo)體價(jià)值,這兩大驅(qū)動(dòng)力對(duì)全球車(chē)用半 導(dǎo)體公司及產(chǎn)業(yè)未來(lái)二十年將產(chǎn)生重大影響, 我們先前估計(jì)全球車(chē)用半導(dǎo)體市場(chǎng)于 2020-2035 年復(fù)合成長(zhǎng)率應(yīng)有機(jī)會(huì)超過(guò) 20%(主要系增加 AI GPU, FPGA, ASIC,激光雷達(dá),以太網(wǎng)絡(luò), MCU,模擬芯片,IGBT,碳化硅,電源管理芯片的價(jià)值及數(shù)量), 遠(yuǎn)超過(guò)全球 半導(dǎo)體市場(chǎng)在同時(shí)間的復(fù)合成長(zhǎng)率的 7-9%, 約占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的份額將在 2035 年達(dá)到 30% (從 2021 年不到 10 個(gè)點(diǎn)), 每車(chē)半導(dǎo)體價(jià)值從 2020 年的 268 美元,暴增 10 倍到 2035 年的 2758 美元。
根據(jù)應(yīng)用材料提供的資料,機(jī)器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量在 2018 年首次超越人類(lèi)所創(chuàng)造的數(shù)據(jù)量, 從 2019 年,每年幾乎以倍數(shù)的幅度來(lái)增加,從 2020 年到 2025 年,全球數(shù)據(jù)增量將達(dá)到 157 Zetabytes (1 Yotabyte=1000 Zetabytes; 1Zetabyte=1000 Exabytes; 1 Exabyte=1000 Petabytes; 1 Petabyte=1000 Terabytes; 1 Terabyte=1000 Gigabytes),5 年有 89% 復(fù) 合增長(zhǎng)率。以這樣的速度增長(zhǎng),我們很快在 2028 年就會(huì)看到超過(guò) 1 Yotabyte 的數(shù)據(jù)增量。這么龐大的數(shù)據(jù)增量,不可能用人工來(lái)處理分析,必須運(yùn)用各種具備高速運(yùn)算的人工智能 芯片來(lái)過(guò)濾,處理分析,訓(xùn)練及推理,這將持續(xù)帶動(dòng) 7nm 以下高速運(yùn)算 HBM 存儲(chǔ)器,3D NAND, CPU, AI GPU, FPGA, 網(wǎng)絡(luò)芯片晶圓代工的需求,及順勢(shì)帶動(dòng)成熟制程的配套芯片如電源 管理芯片,PCIE Gen 4/5 retimer 等的需求。
我們估計(jì)全球服務(wù)器廠商營(yíng)收在 2022/2023 年有 5%/7%的增長(zhǎng),但全球服務(wù)器半導(dǎo)體市 場(chǎng)在 2022/2023 年卻有 20%/25%的增長(zhǎng)。這對(duì) 2022/2023 年半導(dǎo)體增長(zhǎng)各有 4-6 個(gè)點(diǎn) 的貢獻(xiàn)。每臺(tái)服務(wù)器芯片價(jià)值在 2022 年有超過(guò) 12%的增長(zhǎng),主要系 AI 智能服務(wù)器比重的 提升對(duì) AI GPU 需求也有提升,而 Intel 7 及 AMD 5nm 的 CPU 的芯片面積大增估計(jì)也對(duì)成 本及價(jià)格進(jìn)一步提升,PCIE Gen 5 retimer, 及 DDR5, DDR5 內(nèi)存接口芯片的采用,都對(duì) 每臺(tái)服務(wù)器芯片有增量,增價(jià)效果。因?yàn)?Intel, AMD, Nvidia 在云端,邊緣運(yùn)算,企業(yè), 政府,運(yùn)營(yíng)商端的技術(shù)迭代競(jìng)爭(zhēng)加速,我們認(rèn)為未來(lái) 10 年,全球服務(wù)器半導(dǎo)體增長(zhǎng)將明 顯高于服務(wù)器廠營(yíng)收增長(zhǎng)平均達(dá) 10-15 個(gè)點(diǎn),全球服務(wù)器半導(dǎo)體市場(chǎng)于 2021-2035 年復(fù)合 成長(zhǎng)率達(dá) 20%(4-5% CAGR 來(lái)自于全球服務(wù)器數(shù)量成長(zhǎng),2-3% CAGR 來(lái)自于每臺(tái)服務(wù)器芯 片數(shù)目增長(zhǎng),12-14% CAGR 來(lái)自于芯片平均單價(jià)提升)。根據(jù)美國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備龍頭應(yīng)用材 料的預(yù)估,從 2020 到 2025 年,全球每臺(tái)服務(wù)器的半導(dǎo)體芯片價(jià)值將增加一倍到 5600 美 元,相當(dāng)于 20%的 5 年復(fù)合增長(zhǎng)率。
主線三:關(guān)注細(xì)分賽道機(jī)會(huì)。1)BMS 芯片國(guó)產(chǎn)替代從 0 到 1 突破;2)車(chē)用 MCU 國(guó)產(chǎn)化率 提升;3)存儲(chǔ)止跌反彈;4)FPGA 在特種領(lǐng)域和民用市場(chǎng)快速發(fā)展。
電池管理芯片可分為電池計(jì)量芯片、電池保護(hù)芯片、充電管理芯片和模擬前端模組(AFE) 等。在消費(fèi)電子、工業(yè)和汽車(chē)三大應(yīng)用領(lǐng)域中,電池管理系統(tǒng)的芯片構(gòu)成有所不同。消費(fèi) 電子領(lǐng)域通常采用 SoC 方案,集成電池計(jì)量、電池保護(hù)和電池充電管理等模塊;工業(yè)和 汽車(chē)中常使用分立方案,包含計(jì)算單元(如 MCU)、AFE(模擬前端芯片)、數(shù)字隔離芯 片、均衡模塊等。根據(jù) Mordor Intelligence 的數(shù)據(jù)顯示,2021 年全球電池管理芯片市 場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)為 78 億美元,2024 年預(yù)計(jì)將成長(zhǎng)到 93 億美元,21-24 年 CAGR 為 6%。
AFE 芯片是電池管理芯片中技術(shù)壁壘和價(jià)值量最高的芯片,車(chē)規(guī) AFE 芯片國(guó)產(chǎn)化率極低, 國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。電池管理系統(tǒng)中的 AFE 芯片,部分廠商又稱(chēng)為電池監(jiān)控芯片或電池采 樣芯片,一般由采集模塊、均衡模塊和通訊模塊等組成。采集模塊采集電池模擬信號(hào),然 后經(jīng)過(guò) ADC 處理轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào),通過(guò)通信模塊中的各類(lèi)接口將數(shù)據(jù)傳輸給 MCU, 同時(shí)均衡模塊負(fù)責(zé)平衡電池組中不同電芯的容量。國(guó)際廠商以 ADI、TI、ST、NXP 和瑞薩 為主,其中 ADI 的產(chǎn)品線主要收購(gòu)自凌力爾特和美信,瑞薩的產(chǎn)品主要來(lái)自收購(gòu)的 Intersil,國(guó)內(nèi)廠商方面尚未有完全 D 級(jí)車(chē)規(guī)產(chǎn)品問(wèn)世。
FPGA 在特種領(lǐng)域和民用市場(chǎng)快速發(fā)展
隨著全球新一代通信設(shè)備以及人工智能與自動(dòng)駕駛技術(shù)等新興市場(chǎng)領(lǐng)域需求的不斷增長(zhǎng), 預(yù)計(jì)全球 FPGA 市場(chǎng)規(guī)模將從 2021 年的 68.6 億美元增長(zhǎng)至 2025 年的 125.8 億美元,年均 復(fù)合增長(zhǎng)率約為 16.4%。根據(jù) Gartner 預(yù)測(cè),軍工、航天特種 FPGA 市場(chǎng)穩(wěn)定增長(zhǎng),占 FPGA 市場(chǎng)整體份額維持在 15%左右,F(xiàn)PGA 在航空航天和軍事領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越多,包括 飛行控制、傳感器接口和圖像處理的無(wú)人機(jī)系統(tǒng),軍用雷達(dá)射頻信號(hào)處理等。國(guó)內(nèi)復(fù)旦微 電和紫光國(guó)微在特種 FPGA 領(lǐng)域已經(jīng)陸續(xù)突破 2xnm 及 1xnm,下游國(guó)產(chǎn)化率持續(xù)提升。另 一方面 FPGA 下游最大應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橥ㄐ判袠I(yè),占比超過(guò) 40%,國(guó)內(nèi)民用 FPGA 龍頭為紫光同 創(chuàng)(紫光國(guó)微持股 30%)和安路科技,在通信領(lǐng)域驗(yàn)證加速,持續(xù)快速增長(zhǎng)。
三、半導(dǎo)體設(shè)備材料穿越周期,長(zhǎng)期受益國(guó)產(chǎn)替代
美國(guó)對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)的技術(shù)封鎖再次加碼,國(guó)產(chǎn)替代主線明確。2022 年 10 月 7 日,美 國(guó)商務(wù)部在半導(dǎo)體制造和先進(jìn)計(jì)算等領(lǐng)域?qū)θA升級(jí)出口管制措施。此次新規(guī)旨在對(duì)中國(guó)企 業(yè)獲取高性能計(jì)算芯片、先進(jìn)計(jì)算機(jī)、特定半導(dǎo)體制造設(shè)施與設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)實(shí)施進(jìn)一步限制。同時(shí),將 31 家中國(guó)實(shí)體列入“未驗(yàn)證清單”,包括中國(guó)最大的存儲(chǔ)芯片制造商 長(zhǎng)江存儲(chǔ)。2018 年以來(lái)美國(guó)對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈限制層層加碼,從最開(kāi)始的芯片端(華 為不能買(mǎi)芯片),到制造端(華為不能找代工、中芯國(guó)際先進(jìn)制程發(fā)展受阻),到現(xiàn)在設(shè) 備、EDA 軟件等上游(代工廠、存儲(chǔ)廠買(mǎi)不到最先進(jìn)設(shè)備,先進(jìn) EDA 軟件受限)以及人才 的限制(阻止美國(guó)人協(xié)助發(fā)展國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體先進(jìn)制程),沿產(chǎn)業(yè)鏈條逐步向上。當(dāng)下產(chǎn)業(yè)發(fā) 展應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備、零部件、材料、高端芯片等容易“卡脖子”的環(huán)節(jié)。
3.1 晶圓廠產(chǎn)能稼動(dòng)率下滑,但長(zhǎng)期擴(kuò)產(chǎn)趨勢(shì)不變,國(guó)內(nèi)逆勢(shì)擴(kuò)張確定性高
受消費(fèi)電子疲軟,智能手機(jī)去庫(kù)存等影響,同時(shí)半導(dǎo)體制造用稀有氣體價(jià)格、硅片價(jià)格上 漲,芯片制造成本增加。全球半導(dǎo)體制造行業(yè)短期均承壓,產(chǎn)能稼動(dòng)率下滑。根據(jù)臺(tái)灣電 子時(shí)報(bào),代工龍頭臺(tái)積電的產(chǎn)能稼動(dòng)率明年上半年有可能下跌至 80%,大陸中芯國(guó)際今年 以來(lái)的稼動(dòng)率也是在逐季度下降有望在明年年中觸底。SEMI 在預(yù)計(jì)全球半導(dǎo)體行業(yè)將在 2021 至 2023 年間開(kāi)始建設(shè)的 84 座大規(guī)模芯片制造工廠 中投資 5000 多億美元,其中包括汽車(chē)和高性能計(jì)算在內(nèi)的細(xì)分市場(chǎng)將推動(dòng)支出增長(zhǎng),預(yù) 計(jì) 2023 年將新增 28 家工廠。各國(guó)政府陸續(xù)出來(lái)激勵(lì)措施,在擴(kuò)大產(chǎn)能和加強(qiáng)供應(yīng)鏈方面具有重大影響。美國(guó)《芯片和 科學(xué)法案》推出,政府投資催生了新的芯片制造工廠和供應(yīng)商支持生態(tài)系統(tǒng)。從 2021 到 明年,預(yù)計(jì)美洲將投建 18 座新工廠/產(chǎn)線。中國(guó)大陸新芯片制造工廠數(shù)量將超過(guò)所有其他 地區(qū),計(jì)劃有 20 座支持成熟工藝的工廠/產(chǎn)線。在《歐洲芯片法案》的推動(dòng)下,歐洲/中 東地區(qū)對(duì)新半導(dǎo)體工廠的投資預(yù)計(jì)將達(dá)到該地區(qū)歷史最高水平,在 2021 至 2023 年間,將 有 17 座 Fab 廠開(kāi)工建設(shè)。中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)將開(kāi)始建設(shè) 14 個(gè)新工廠/產(chǎn)線,而日本和東南亞 預(yù)計(jì)將在預(yù)測(cè)期內(nèi)分別開(kāi)始建設(shè) 6 個(gè)新工廠/產(chǎn)線。韓國(guó)預(yù)計(jì)將開(kāi)始建設(shè) 3 個(gè)大型工廠/ 產(chǎn)線。
國(guó)內(nèi)晶圓廠逆周期擴(kuò)產(chǎn),未來(lái) 5 年成熟制程產(chǎn)能大幅提升。中芯國(guó)際 22Q3 已將 22 年 50 億美元的資本開(kāi)支提升至 66 億美元,同時(shí)中芯京城(規(guī)劃產(chǎn)能 10 萬(wàn)片/制程 28nm 及以上/總投資 76 億美金)+中芯臨港(10 萬(wàn)片/28nm 及以上/總投資 88.7 億美金)+中芯天津(10 萬(wàn)片/28~180nm /總投資 75 億美金),未來(lái) 5-7 年總共有約 34 萬(wàn)片 12 英寸新產(chǎn)線的建設(shè) 項(xiàng)目,擴(kuò)產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)入快速通道。目前中芯國(guó)際、華虹集團(tuán)等國(guó)內(nèi)主要晶圓廠在全球市占率 較低,國(guó)產(chǎn)替代背景下,國(guó)內(nèi)晶圓廠加速擴(kuò)產(chǎn)以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求,持續(xù)看好華虹半導(dǎo)體 和中芯國(guó)際。
3.2 美國(guó)制裁升級(jí),半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)替代亟待加速
全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模經(jīng)歷了 2019-2021 年超級(jí)景氣周期后,行業(yè)增速放緩,SEMI 預(yù) 計(jì) 2022 年全球晶圓廠設(shè)備支出總額為 990 億美元,同比增長(zhǎng) 9%,在高位維持穩(wěn)定。2022 年 1-9 月,全球半導(dǎo)體設(shè)備銷(xiāo)售額為 799 億美元,同比增長(zhǎng) 6%,中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷(xiāo) 售額為 219 億美元,同比增長(zhǎng) 2%。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),預(yù)計(jì) 2023 年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷(xiāo)售額 同比小幅下滑約 4%,其中半導(dǎo)體前道晶圓設(shè)備支出總額下降 16%至 820 億美元。
國(guó)際前五的半導(dǎo)體設(shè)備公司銷(xiāo)售額占全球設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模超過(guò) 70%,根據(jù)海外龍頭年報(bào)數(shù) 據(jù),2021 年中國(guó)大陸在 AMAT、Lam Research、TEL、KLA 這 4 家龍頭公司的下游客戶分布 中均占比最高,其中 AMAT、Lam Research、KLA 均為美國(guó)公司。我們測(cè)算 2021 年國(guó)產(chǎn)設(shè) 備采購(gòu)額在中國(guó)大陸設(shè)備需求的 10-15%,目前中國(guó)大陸的設(shè)備市場(chǎng)主要被國(guó)際公司壟斷。根據(jù)芯謀研究,從 2020 年中國(guó)晶圓廠設(shè)備采購(gòu)占比來(lái)看,來(lái)自美國(guó)采購(gòu)的設(shè)備占比超過(guò) 50%,日本 17%,荷蘭 16%,中國(guó) 7%,其他 7%。國(guó)際前五的半導(dǎo)體設(shè)備公司銷(xiāo)售額占全 球設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模超過(guò) 70%。中國(guó)本土的半導(dǎo)體設(shè)備仍然占比較小,目前國(guó)內(nèi)大概有將近 20 個(gè)半導(dǎo)體前道設(shè)備公司,隨著國(guó)內(nèi)晶圓廠的擴(kuò)產(chǎn)以及國(guó)產(chǎn)設(shè)備技術(shù)迭代,未來(lái)國(guó)產(chǎn)設(shè)備發(fā) 展空間廣闊。
當(dāng)前國(guó)產(chǎn)設(shè)備對(duì) 28nm 及以上制程的工藝覆蓋率逐步提升,基本上實(shí)現(xiàn)了設(shè)備量產(chǎn),并積 極推進(jìn) 14nm 及以下制程的工藝研發(fā)。在中美博弈的大背景下,14nm 制程及存儲(chǔ)產(chǎn)線工藝 中的部分關(guān)鍵制程也正處在加速驗(yàn)證的 0-1 階段。同時(shí)各大半導(dǎo)體設(shè)備廠商基于產(chǎn)品上線 量產(chǎn)的契機(jī),也在與客戶密切開(kāi)展工藝設(shè)備的合作研發(fā)、已有產(chǎn)品的迭代和細(xì)分新品類(lèi)的 擴(kuò)充。不同細(xì)分領(lǐng)域的設(shè)備目前國(guó)產(chǎn)化率差異比較大,分設(shè)備類(lèi)型來(lái)看,去膠、清洗、熱處理、 刻蝕、CMP 化學(xué)機(jī)械拋光領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)化率均可達(dá)到 20%以上,而薄膜沉積、過(guò)程控制、離子 注入、***等國(guó)產(chǎn)化率較低。國(guó)產(chǎn)化率尚低的領(lǐng)域均為技術(shù)壁壘較高環(huán)節(jié),目前拓荊科 技在 PECVD,北方華創(chuàng)在 PVD 領(lǐng)域,芯源微在涂膠顯影和萬(wàn)業(yè)企業(yè)在離子注入等領(lǐng)域?qū)?現(xiàn)突破迎來(lái)滲透率加速提升的階段。受益下游晶圓廠持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)及國(guó)產(chǎn)化率提升,國(guó)產(chǎn)設(shè)備廠商訂單持續(xù),有望保持相對(duì)高速增 長(zhǎng)穿越周期。22Q3 末來(lái)看,北方華創(chuàng)合同負(fù)債 65 億元,存貨 116 億元;中微公司合同負(fù) 債 20 億元,存貨 32 億元,北方華創(chuàng)、中微公司以及華海清科的合同負(fù)債逐季增長(zhǎng),側(cè)面 印證公司在手訂單充沛。受不同公司、不同下游客戶不同付款策略(是否有預(yù)收款、預(yù)收 款比例等)影響,合同負(fù)債僅能在一定程度上體現(xiàn)在手訂單情況。
3.3 國(guó)產(chǎn)材料加速驗(yàn)證,國(guó)產(chǎn)化率有望快速提升
半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中細(xì)分領(lǐng)域最多的環(huán)節(jié),全球整體市場(chǎng)空間(制造+封測(cè))約 643 億美元,前道制造材料 404 億美元、后道封裝材料 239 億美元,占比分別約為 62.8% 和 37.2%。其中,中國(guó)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模約 119 億美元,占比全球材料市場(chǎng)比重約 18%。受益于全球晶圓產(chǎn)能的增長(zhǎng)和先進(jìn)制程的發(fā)展,2016-2021 年全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模 CAGR 約 8.5%,穩(wěn)健增長(zhǎng)。
中美科技博弈加速半導(dǎo)體材料國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程,成熟制程迎來(lái)替代機(jī)遇。我國(guó)半導(dǎo)體材料在品 類(lèi)豐富度和競(jìng)爭(zhēng)力上處于劣勢(shì),在成熟制程領(lǐng)域,預(yù)計(jì)國(guó)產(chǎn)材料及設(shè)備能夠得到更多的驗(yàn) 證資源和機(jī)會(huì),國(guó)產(chǎn)替代周期有望縮短。大陸新建晶圓廠從 2020 年開(kāi)始加速擴(kuò)產(chǎn),我們 測(cè)算 2022 年中國(guó)大陸內(nèi)資晶圓廠產(chǎn)能增加至約 90 萬(wàn)片,23/24 年存量產(chǎn)能增速為 30%、 25%,隨著存量產(chǎn)能的增長(zhǎng),國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體材料的黃金窗口期還將持續(xù) 2~3 年,是上游材料 供應(yīng)商進(jìn)行國(guó)產(chǎn)替代的最佳時(shí)間。目前本土廠商在部分半導(dǎo)體材料細(xì)分領(lǐng)域已經(jīng)取得了較好的突破,本土高端半導(dǎo)體材料尚 處于起步階段,國(guó)產(chǎn)替代仍有較大空間。12 英寸硅片、ArF 光刻膠等半導(dǎo)體材料對(duì)產(chǎn)品的 性能要求更為嚴(yán)苛、技術(shù)要求更高, 本土廠商正在突破這些高端產(chǎn)品的技術(shù)和市場(chǎng)壁壘。在 12 英寸硅片領(lǐng)域,本土廠商滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微正處于產(chǎn)能快速提升階段;彤程新材、 華懋科技、南大光電等廠商在 ArF 光刻膠領(lǐng)域穩(wěn)步推進(jìn)產(chǎn)品研發(fā),2023 年有望開(kāi)始放量;江化微、格林達(dá)、上海新陽(yáng)的濕電子化學(xué)品已成功導(dǎo)入多家 12 英寸半導(dǎo)體晶圓廠,高端 產(chǎn)品營(yíng)收占比逐年提升。中低端產(chǎn)品有望實(shí)現(xiàn) 1-N 的拓展,進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能、提高市占率, 高端產(chǎn)品實(shí)現(xiàn) 0-1 的突破,加速取得產(chǎn)品研發(fā)、客戶導(dǎo)入進(jìn)展。
四、IGBT、SiC:新能源驅(qū)動(dòng)成長(zhǎng),國(guó)產(chǎn)化率加速攀升
4.1 新能源驅(qū)動(dòng)成長(zhǎng),全球/中國(guó)三年 CAGR 達(dá) 17%/18%
2021 年全球 IGBT 市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 84 億美元,2016~2021 年 CAGR 達(dá) 16%。中國(guó)市場(chǎng)約占全球 市場(chǎng)的 40%。從產(chǎn)品類(lèi)型來(lái)看,IGBT 可分為單管、IPM、模塊,2021 年單管、IPM、模塊 市場(chǎng)規(guī)模占比為 26%、24%、50%。IGBT 單管主要應(yīng)用于小功率家用電器、分部式光伏逆變器、小功率變頻器,制造工藝為 環(huán)氧注塑工藝。2021 年市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 22 億美元,2016~2021 年 CAGR 達(dá) 19%。IPM 模塊應(yīng)用于白色家電中的變頻空調(diào)、變頻洗衣機(jī),制造工藝為環(huán)氧注塑工藝。2021 年市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 20 億美元,2016~2021 年 CAGR 達(dá) 11%。IGBT 模塊應(yīng)用于大功率變頻器、電焊機(jī)、新能源車(chē)、集中式光伏等領(lǐng)域,制造工藝為灌 膠工藝。2021 年市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 42 億美元,2016~2021 年 CAGR 達(dá) 17%。
從電壓等級(jí)來(lái)劃分,600V 以下的低壓 IGBT 主要應(yīng)用于消費(fèi)電子領(lǐng)域,600V~1200V 的中壓 IGBT 主要應(yīng)用于新能源車(chē)、光伏、家電、工業(yè)(電焊機(jī)、UPS)領(lǐng)域,1700V 以上的超高 壓 IGBT 主要應(yīng)用于軌交、風(fēng)電、智能電網(wǎng)領(lǐng)域。從下游應(yīng)用來(lái)劃分,根據(jù) Yole 數(shù)據(jù),2020 年工業(yè)、家用、電動(dòng)車(chē)、軌交、光伏、其他行 業(yè)市場(chǎng)規(guī)模占比為 31%、24%、11%、6%、4%。
根據(jù)我們估算,我們預(yù)計(jì) 2025 年全球 IGBT 市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 991 億元、2022~2025 年 CAGR 為 17%,中國(guó) IGBT 市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 497 億元、2022~2025 年 CAGR 達(dá) 18%。其中新能源車(chē)、光伏& 儲(chǔ)能貢獻(xiàn)了最大增量。
4.2 缺貨漲價(jià)潮助力國(guó)產(chǎn)替代加速,2022 年國(guó)產(chǎn)化率有望達(dá) 38%
從全球 IGBT 競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看,行業(yè)較為集中,根據(jù) Yole,2020 年行業(yè) CR3 達(dá) 50%,英飛凌 是行業(yè)絕對(duì)龍頭、市占率達(dá) 27%。分產(chǎn)品類(lèi)型來(lái)看:IGBT 單管主要應(yīng)用于小功率家用電器、分部式光伏逆變器、小功率變頻器,制造工藝為 環(huán)氧注塑工藝。2021 年行業(yè) CR3 達(dá) 53%,英飛凌是行業(yè)絕對(duì)龍頭、市占率超 29%,國(guó)內(nèi)士 蘭微市占率達(dá) 2.6%、位居第十名。IPM 模塊應(yīng)用于白色家電中的變頻空調(diào)、變頻洗衣機(jī),制造工藝為環(huán)氧注塑工藝。2021 年行業(yè) CR3 達(dá) 57%,三菱是行業(yè)絕對(duì)龍頭、市占率達(dá) 30%,國(guó)內(nèi)士蘭微市占率達(dá) 1.6%、位 居第九名,華微電子市占率為 2.2%、位居第八名。IGBT 模塊應(yīng)用于大功率變頻器、電焊機(jī)、新能源車(chē)、集中式光伏等領(lǐng)域,制造工藝為灌 膠工藝。2021 年行業(yè) CR3 達(dá) 57%,英飛凌是行業(yè)絕對(duì)龍頭、市占率達(dá) 33%,國(guó)內(nèi)斯達(dá)半導(dǎo) 市占率達(dá) 3%、位居第六名。
行業(yè)國(guó)產(chǎn)化率較低,2019 年僅 12%。根據(jù) Yole,從產(chǎn)量來(lái)看,2015 年國(guó)內(nèi)自給率為 10%、 2019 年國(guó)內(nèi)自給率僅 12%,行業(yè)自給率緩慢提升??紤]海外產(chǎn)品規(guī)格更高、預(yù)計(jì)從市場(chǎng)規(guī) ??趶絹?lái)看國(guó)產(chǎn)化率更低。
分行業(yè)來(lái)看:新能源車(chē)國(guó)產(chǎn)率較高,光伏國(guó)產(chǎn)化率接近于 0。1)新能源車(chē):得益于近年 來(lái)中國(guó)新能源車(chē)市場(chǎng)蓬勃發(fā)展,帶動(dòng)國(guó)內(nèi) IGBT 廠商快速成長(zhǎng),新能源車(chē)國(guó)產(chǎn)化率相較較 高,2022 年 H1 年比亞迪、斯達(dá)、時(shí)代電氣市占率達(dá) 20%、17%、11%,國(guó)產(chǎn)化率將近過(guò)半。2)光伏&儲(chǔ)能:2020 年國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)化率接近為 0。根據(jù)固德威 2021 年年報(bào),“IGBT 元器件國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商較少,與進(jìn)口部件相比,產(chǎn)品穩(wěn)定性、技術(shù)指標(biāo)存在一定差異。目前, 國(guó)產(chǎn) IGBT 元器件、IC 半導(dǎo)體的性能穩(wěn)定性及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)未能完全滿足公司產(chǎn)品的技術(shù) 要求,預(yù)計(jì)短期內(nèi)不能完全實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。”3)工業(yè):斯達(dá)半導(dǎo)是國(guó)內(nèi)工控 IGBT 龍頭, 2019、2020 年斯達(dá)工控和電源行業(yè)收入達(dá) 6、7 億元,對(duì)應(yīng)市占率約為 7%、9%,工控行業(yè) 國(guó)產(chǎn)化率較低。缺貨漲價(jià)潮助力國(guó)產(chǎn)替代加速,2022 年行業(yè)國(guó)產(chǎn)化率有望達(dá) 38%。2020 年以來(lái),需求端 得益于新能源車(chē)、光伏需求爆發(fā),供給端海外疫情反復(fù)限制海外產(chǎn)能,IGBT 供需失衡, 海外大廠交期持續(xù)上升,價(jià)格持續(xù)上升。
得益于缺貨漲價(jià)潮,IGBT 行業(yè)國(guó)產(chǎn)化率快速提升。1)2021 年英飛凌功率半導(dǎo)體業(yè)務(wù)收入 同增 20%,國(guó)內(nèi)上市公司斯達(dá)半導(dǎo)體 IGBT 收入同增 75%,士蘭微 IGBT 業(yè)務(wù)收入實(shí)現(xiàn)翻倍 增長(zhǎng),比亞迪半導(dǎo)功率半導(dǎo)體收入同增 152%,中車(chē)時(shí)代功率半導(dǎo)體收入同增 33%,新潔能 IGBT 收入同增 529%。2)我們估算 2020、2021 年國(guó)內(nèi)上市公司 IGBT 收入達(dá) 31、57 億元, 同增 59%、88%,國(guó)產(chǎn)化率達(dá)為 17%、25%,提升 5pct、8pct。
分行業(yè)來(lái)看:新能源車(chē)、新能源發(fā)電、工控、白電領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)化率快速攀升。1)新能源車(chē):2021 年比亞迪半導(dǎo)、斯達(dá)半導(dǎo)、時(shí)代電氣車(chē)載 IGBT 收入約為 13、5、2 億元,同比均實(shí) 現(xiàn)翻倍增長(zhǎng),國(guó)產(chǎn)化率超 30%。2)工業(yè):斯達(dá)半導(dǎo)是國(guó)內(nèi)工控 IGBT 龍頭,士蘭微、華潤(rùn) 微、宏微科技等企業(yè)亦有出貨。2021 年斯達(dá)半導(dǎo)工控和電源 IGBT 收入約為 11 億元、同 增 51%、市占率約為 12%,國(guó)產(chǎn)化率進(jìn)一步提升。3)白電:士蘭微是國(guó)內(nèi) IPM 龍頭,新潔 能、揚(yáng)杰科技等企業(yè)亦有出貨。2021 年士蘭微 IPM 收入達(dá) 8.6 億元,白電領(lǐng)域 IPM 模塊 出貨量超 3800 萬(wàn)顆,同比實(shí)現(xiàn)翻倍增長(zhǎng),出貨量市占率達(dá) 20%,國(guó)產(chǎn)化率快速攀升。4) 2021 年斯達(dá)半導(dǎo)、時(shí)代電氣、揚(yáng)杰科技、新潔能光伏 IGBT 收入均為幾千萬(wàn),且處于快速 放量階段。
回顧 2022 年,供需失衡貫穿全年。1)8 月英飛凌公告財(cái)年三季報(bào),公司積壓訂單達(dá) 420 億歐元(2021 年公司收入為 111 億歐元,預(yù)計(jì) 2022 年收入為 140 億歐元),且 80%需求 集中于 12 個(gè)月交付,2 月英飛凌向經(jīng)銷(xiāo)商向經(jīng)銷(xiāo)商發(fā)布通知函、表示 2022 年供需失衡貫 穿全年,或醞釀新一輪產(chǎn)品提價(jià)。2)5 月安森美內(nèi)部人士稱(chēng) 2022 年、2023 年車(chē)用 IGBT 訂單已滿且不再接單。3)1 月逆變器龍頭企業(yè)錦浪科技預(yù)計(jì) 2022 年四季度前芯片供給難 有大改善。4)海外廠商擴(kuò)產(chǎn)普遍謹(jǐn)慎,主要的增量貢獻(xiàn)是英飛凌投資 16 億歐元在奧地利 菲拉赫 12 寸產(chǎn)能,于 2021 年 8 月投產(chǎn),預(yù)計(jì)通過(guò) 4~5 年產(chǎn)能爬坡后貢獻(xiàn)增量收入 20 億 歐元,增量有限。
供不應(yīng)求的背景下,國(guó)產(chǎn)化率進(jìn)程取決于產(chǎn)能釋放速度,2022 年國(guó)產(chǎn)化率有望達(dá) 37%。從國(guó)內(nèi) IDM 模式的龍頭 IGBT 產(chǎn)能規(guī)劃來(lái)看,比亞迪半導(dǎo)、中車(chē)時(shí)代 2022 年 8 寸晶圓產(chǎn)能 均實(shí)現(xiàn)翻倍增長(zhǎng),從國(guó)內(nèi) Fab 廠(華虹半導(dǎo)、中芯紹興、先進(jìn)積塔)IGBT 產(chǎn)能規(guī)劃來(lái)看 亦能實(shí)現(xiàn) 60%以上成長(zhǎng),從產(chǎn)能數(shù)據(jù)來(lái)看,我們估算 2022 年國(guó)內(nèi)產(chǎn)能同增 90%+,我們估 算 2022 年國(guó)內(nèi)上市公司 IGBT 收入有望實(shí)現(xiàn)翻倍增長(zhǎng),國(guó)產(chǎn)率達(dá) 37%。
4.3碳化硅行業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展機(jī)遇期
碳化硅具有低導(dǎo)通損耗、低開(kāi)關(guān)損耗,應(yīng)用于 800V 高壓平臺(tái)的電動(dòng)汽車(chē),可以充分體現(xiàn) 快充、節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。在電動(dòng)汽車(chē)主驅(qū)逆變器中,由于 SiC MOSFET 器件的單極性特性以及較低的開(kāi)關(guān)損耗,從 而能夠?yàn)橹鳈C(jī)廠節(jié)省電池成本;在光伏領(lǐng)域,SiC MOSFET 器件在輕載情況下的高效率使 得發(fā)電成本降低;在車(chē)載電源領(lǐng)域,SiC MOSFET 的高頻化特性使得整機(jī)尺寸、重量降低 的同時(shí),還可以節(jié)省電容、電感等無(wú)源儲(chǔ)能器件的成本;在燃料電池空氣壓縮機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域, SiC MOSFET 器件的高開(kāi)關(guān)頻率使得壓縮機(jī)的超高速化成為可能,進(jìn)而能夠提高壓縮機(jī)效 率,降低尺寸和冷卻需求,從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)層級(jí)降本。
小鵬的 800V 車(chē)型 G9 除了主驅(qū)、OBC 采用碳化硅之外,在空調(diào)壓縮機(jī)上也率先采用了 SiC MOSFET,有望形成電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)采用 SiC MOSFET 趨勢(shì)。在夏季和冬季,電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程衰減嚴(yán)重。根據(jù)德國(guó) IAV 研究數(shù)據(jù)表明,空調(diào)系統(tǒng)的 能耗在一輛中型的電動(dòng)汽車(chē)中在夏季能耗占比高達(dá) 21%(WLTP 工況)。而在冬季,此項(xiàng)數(shù)據(jù)會(huì)飆升至 38%,主要原因還是目前主流電動(dòng)汽車(chē)還普遍采用 PTC 進(jìn)行 風(fēng)暖或水暖的加熱方式,能效較低。
根據(jù)針對(duì)400V以及800V電壓平臺(tái)的電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)控制器在同樣的運(yùn)行工況(同樣電壓、 電流、功率因數(shù)、調(diào)制因數(shù)以及開(kāi)關(guān)頻率等)的量化評(píng)估情況:1)針對(duì) 400V 電壓平臺(tái),在輕載情況下,SiC MOSFET 方案在開(kāi)關(guān)損耗以及開(kāi)通損耗均有 明顯優(yōu)勢(shì),整體損耗僅為傳統(tǒng) IGBT 方案的 17%~29%;重載情況下主要表現(xiàn)為開(kāi)關(guān)損耗優(yōu) 勢(shì)明顯,整體損耗為傳統(tǒng) IGBT 方案的 40%左右。2)針對(duì) 800V 電壓平臺(tái),因 1200V IGBT 器件以及反并聯(lián)二極管開(kāi)關(guān)損耗特性較差,SiC MOSFET 方案的優(yōu)勢(shì)更為明顯。輕載情況下整體損耗僅為傳統(tǒng) IGBT IPM 方案的 11%~17%, 而在重載工況下則變?yōu)?23%~27%左右。
雖然碳化硅成本還比較貴,但是 SiC MOSFET 有在諸多行業(yè)中的順利推廣應(yīng)用,其背后驅(qū) 動(dòng)力也基本都是廣義上的成本,即采用此類(lèi)型器件之后,在系統(tǒng)層面帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)超 出增加的采購(gòu)成本,碳化硅正在多個(gè)行業(yè)推廣應(yīng)用。Yole 預(yù)計(jì)碳化硅功率器件器件市場(chǎng)規(guī)模將由 2021 年 10.9 億美元增長(zhǎng)至 2027 年 62.97 億 美元,復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 34%。
全球化硅襯底市場(chǎng)集中度較高,2020 年 CR3 占比高達(dá) 85%,規(guī)模最大的 Wolfspeed,2020 年市占率 50%,其次是羅姆及 II-VI,合計(jì)占比 35%。全球最大的碳化硅器件為意法半導(dǎo)體,是特斯拉車(chē)載碳化硅器件的主要供應(yīng)商,2021 年 市占率達(dá)到 40%,其次是英飛凌,市占率 22%。
隨著全球 800V 車(chē)型的逐漸增多,碳化硅將迎來(lái)需求爆發(fā),近期,全球大廠紛紛表示接到 碳化硅大單,如英飛凌宣布獲得 222 億元碳化硅設(shè)計(jì)定點(diǎn),法雷奧宣布獲得 285 億元碳化 硅電驅(qū)訂單,采埃孚推出全新 SiC 電驅(qū)系統(tǒng),獲得訂單金額高達(dá) 250 億歐元等。
編輯:黃飛
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評(píng)論