敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2022 年 5 月 9 日 总量研究 景气度仍在持续，国产替代加速进行 半导体行业转债梳理 1、半导体行业景气度持续 2020 年三季度至 2021 年末，新能源汽车、光伏和风力发电以及 5G 基站建设助推半导体行业持续景气。随着新能源车、光伏和风力发电渗透率的持续提升，对半导体产品的需求会出现成倍增长。2022 年，晶圆产能稀缺的局面未得到明显缓解，下游新能源汽车、光伏和风力发电以及 5G 基站建设需求的增长使得半导体行业持续景气。新能源车方面，根据行业研究机构 Trendforce 的统计数据，传统油车中半导体的单车价值量在 450 美元左右，新能源车中，混合动力汽车半导体的单车价值量上升至 735 美元，纯电动车半导体价值量上升至 750 美元左右。根据海思在 2021 年中国汽车半导体产业大会发布的数据，2021 年全球汽车半导体市场规模约为 504.7 亿美元，预计到到 2025 年，汽车半导体市场规模接近 766.1 亿美元。光伏和风力发电方面，光伏及风力电站需要用到大量的逆变器和整流器，逆变器和变流器中需要大量功率器件支持，包括 IGBT 单管、MOS分立器件、IGBT 模块和 SiCMOSFET 模块等。5G 基站建设方面，5G 基站更高的铺设密度、更大的功率需要更多电源管理系统，每个电源管理系统中最多有近百个 MOSFET，通信用功率器件需求将大幅增长。 2、半导体行业重点细分环节 1）溅射靶材。随着消费电子、汽车电子、物联网等终端消费行业的快速迭代发展，全球半导体靶材的需求规模仍将持续增长。据江丰电子可转债募集说明书援引智研咨询数据，中国半导体靶材市场规模 2019 年已达 47.7 亿元，同比增长率高达 35.9%，2022 年中国半导体靶材的市场规模预计将达到 75.1 亿元。 2）集成电路设计端。相比于传统 IDM，“Fabless 设计+代工模式”或更适应未来发展。根据中国半导体行业协会的统计数据，我国集成电路设计环节的累计销售额从2010年的383亿元增长至2021年的10114.1亿元，CAGR高达34.66%，高于集成电路行业的整体增速，设计环节在集成电路产业链中的占比也从 2010年的 11.29%提升至 2021 年的 43.68%。 3）功率半导体。在功率半导体的传统领域，例如工控、白色家电等，市场需求增速在放缓，对于海外厂商的替代也几乎完成；而新能源车和光伏发电目前还处于加速渗透阶段，不仅下游需求增速维持在较高水平，还能够通过国产替代取得更多市场份额，未来新能源车、新能源发电以及 5G 应用等领域将会成为国内功率半导体新的“增长极”。 3、半导体行业个券梳理 半导体行业细分领域较多，转债市场上属于半导体行业上下游的个券多达18只，我们重点关注溅射靶材、集成电路设计、功率半导体、封装设备这四个环节对应的转债，并对有关公司的具体业务和公司优势进行梳理，供投资者参考。具体个券有：江丰转债、国微转债、闻泰转债、捷捷转债和华兴转债。 4、风险提示 1） 行业景气度下行风险； 2） 行业竞争加剧的风险 3） 中美贸易摩擦对半导体业务带来的风险。 作者 分析师：张旭 执业证书编号：S0930516010001 010-56513035 zhang_ 分析师：危玮肖 执业证书编号：S0930519070001 010-56513081 分析师：李枢川 执业证书编号：S0930521040004 010-56513038 联系人：方钰涵 010-56513071 联系人：毛振强 010-56513030 要点 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 固定收益 目录 1、 半导体行业景气度持续 . 4 1.1、 半导体行业处于景气周期 . 4 1.2、 半导体景气度判断 . 5 1.2.1、 下游三大应用需求助推半导体行业持续景气. 5 1.2.2、 衡量半导体行业景气度的两项指标 . 9 2、 半导体产业链重点细分环节分析 . 10 2.1、 上游材料端 . 10 2.1.1、 溅射靶材 . 10 2.2、 集成电路设计端 . 14 2.3、 分立器件 . 16 2.3.1、 功率半导体 . 16 3、 重点个券梳理 . 18 3.1、 江丰转债：半导体靶材国产替代进程加速 . 18 3.2、 国微转债：特种集成电路设计龙头竞争优势凸显 . 21 3.3、 闻泰转债：多项业务共进的IDM厂商 . 23 3.4、 捷捷转债：不断向高端产品突破的IDM厂商 . 27 3.5、 华兴转债：国产测试设备头部企业 . 29 4、 风险提示 . 32 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告 固定收益 图表目录 图表1：全球半导体累计销售额 . 5 图表2：按销售额统计各类汽车芯片占比 . 6 图表3：全球汽车半导体市场规模统计及预测 . 6 图表4：不同汽车半导体总价值及各部分价值量对比（2020年） . 7 图表5：全球及中国光伏IGBT市场空间 . 8 图表6：风电IGBT市场规模（亿元） . 9 图表7：全球半导体行业资本开支（亿美元） . 10 图表8：半导体溅射靶材市场规模（亿元） . 11 图表9：平板显示溅射靶材市场规模（亿元） . 12 图表10：全球溅射靶材竞争格局（2019年，按销售额统计） . 13 图表11：全球Fabless设计环节厂商销售额 . 15 图表12：我国集成电路设计、制造、封装各环节销售额（亿元）分布情况 . 15 图表13：全球光伏逆变器出货量 . 17 图表14：江丰电子主要指标一览 . 19 图表15：江丰转债价格走势 . 20 图表16：紫光国微主要指标一览 . 21 图表17：国微转债价格走势 . 23 图表18：闻泰科技主要指标一览 . 24 图表19：闻泰转债价格走势 . 26 图表20：捷捷微电主要指标一览 . 27 图表21：捷捷转债价格走势 . 29 图表22：华兴源创主要指标一览 . 30 图表23：华兴转债价格走势 . 31 敬请参阅最后一页特别声明 -4- 证券研究报告 固定收益 1、 半导体行业景气度持续 1.1、 半导体行业处于景气周期 自半导体诞生以来，半导体行业经历了三轮完整的发展周期： 第一轮周期发生在 1970 年代末至 1990 年代中期，主要由于 PC、工业级计算机的推动，半导体销售额快速增长，1995 年，全球半导体的年销售额已经突破 1000亿美元，达到历史高位，随后半导体产业有所回落。 2002 年年初至 2007 年末，半导体迎来了新一轮周期，这一轮周期主要由蜂窝电话、3G 通信、消费电子共同推动。据美国半导体行业协会数据，这一阶段全球半导体的销售额从2002年年初的1002亿美元增长至2007年末的2228亿美元，CAGR 为 14.25%。 第三轮周期从 2010 年开始，至 2014 年结束，这一轮周期主要由智能手机、4G网络推动，智能手机的快速普及带动全球半导体产业下游需求增长，助推半导体销售额持续上升。2014 年后，由于智能手机的渗透率达到高位，智能手机的出货量日渐平稳，2014 年至 2016 年半导体行业销售额涨幅并不大，在个别月份销售额略有下降。 2017 年开始，半导体行业迎来第四轮发展周期。2017 年起，半导体产业受存储业务需求增长销售额再次明显提升。2018 年下半年受中美贸易摩擦和全球经济下行的影响，半导体行业的全球销售额出现较大的萎缩，从 2018年10月的4211亿美元下滑至 2019 年 4 月的 3244 亿美元。但是半导体的发展周期并未中断，2019 年下半年，半导体产业出现复苏迹象，华为公司为应对制裁从 2019 年底开始大量备货芯片也加速了半导体行业整体回暖。2019 年末，全球半导体的销售额回升至 3617 亿美元。尽管在 2020 年半导体行业的复苏进程受到新冠肺炎疫情的影响，但在家办公、远程办公等新的办公形势促进了 PC 端销售激增。至2020 年三季度初，电子元器件主要下游应用领域的需求增多，新能源汽车、可穿戴设备、5G、高性能计算机、人工智能等领域均出现明显增长,半导体行业景气度仍在持续。2019 年末至 2021 年末，全球半导体的销售金额从 3617 亿美元增至 5085 亿美元，CAGR 达 18.57%。 在本轮发展周期中，半导体行业供给端的产能明显不足：一方面受到全球疫情的影响，建厂、扩产和验证的节奏明显放缓；另一方面，很多晶圆厂对汽车电子需求的快速增长预判不足，使得产线改造慢于预期。在晶圆厂商基本处于满负荷的情况下，晶圆仍然稀缺。持续缺芯的情况使得半导体整个产业链出现晶圆短缺价格齐涨驱动行业持续景气的情形。国内半导体厂商还受益于海外供应链供给不足，国产替代争取市场份额的逻辑，2021 年国内半导体行业整体表现较好。2022 年，晶圆产能稀缺的局面未得到明显缓解，需求端的需求增长助推半导体行业持续景气。 敬请参阅最后一页特别声明 -5- 证券研究报告 固定收益 1.2、 半导体景气度判断 1.2.1、下游三大应用需求助推半导体行业持续景气 2020 年三季度至 2021 年末，新能源汽车、光伏和风力发电以及 5G 应用助推半导体行业持续景气。2022 年，我们认为上述三大板块仍是半导体行业需求端增长的重要动力，并且随着新能源车、光伏和风力发电渗透率的持续提升，对半导体产品的需求会出现成倍增长，半导体行业将持续景气。 1.2.1.1、新能源汽车 新能源车渗透率不断提高，带动车规级半导用量和单车价值量共同增长，车规级半导体有望成为最景气的半导体细分环节。在政策与成本的推动下，电动车将逐步替代燃油车，根据中汽协数据，截止 2022 年 3 月，我国新能源车的渗透率达24.7%，根据中汽协预测，2022 年新能源车销量有望突破 500 万辆，同比增长47%。在新能源车销量维持高速增长，渗透率不断提高的情况下，对车规级芯片的需求将大幅提升。 汽车芯片从应用环节可以分为 5 大类：主控芯片、功率芯片、模拟芯片及存储、信号接口等其他芯片。2020 年按各类芯片的销售额统计，主控芯片占比 27.1%，功率芯片占比 23.5%，模拟芯片占比 12.3%，存储芯片及信号与接口芯片合计占比 37.2%。根据中汽协的统计数据，传统汽车单车需要芯片为 500-600 颗，新能源车单车所需芯片较传统燃油车翻倍，达到 1000-2000 颗。随着新能源车加速渗透，对于车规半导体的需求将逐渐增多，2020 年车用芯片市场达到 439亿颗，预计到 2026 年将达到 903 亿颗。 图表 1：全球半导体累计销售额 0.010 00.020 00.030 00.040 00.050 00.060 00.019 76 -03 19 80 -05 19 84 -07 19 88 -09 19 92 -11 19 97 -01 20 01 -03 20 05 -05 20 09 -07 20 13 -09 20 17 -11 20 22 -01全球半导体销售金额（亿 美元）第二轮周期：蜂窝电话、 3G 网络等推 动第三轮周期：智能手机、 4G 网络等推 动第四轮周期：存储、穿戴设备、 5G 网 络、汽车电子、 AI o T 等推动第一轮周期：PC 、工业级计算机等推 动 资料来源：美国半导体行业协会，光大证券研究所 统计区间：1976 年 3 月至 2022 年2 月 敬请参阅最后一页特别声明 -6- 证券研究报告 固定收益 根据行业研究机构 Trendforce 的统计数据，从单车价值量来看，传统油车中半导体的单车价值量在 450 美元左右，新能源车中，混合动力汽车半导体的单车价值量上升至 735 美元，纯电动车半导体价值量上升至 750 美元左右。根据海思在 2021 年中国汽车半导体产业大会发布的数据，2021 年全球汽车半导体市场规模约为 504.7 亿美元，预计到 2025 年，汽车半导体市场规模接近 766.1 亿美元；至 2027 年，汽车半导体市场规模接近 951.7 亿美元。 图表 2：按销售额统计各类汽车芯片占比 主控芯片 , 2 7 .1 0 %模拟芯片 , 1 2 .3 0 %功率芯片 , 2 3 .5 0 %其他芯片 , 3 7 .2 0 % 资料来源：智研咨询，光大证券研究所 统计日期截至：2020 年 12 月 31 日 图表 3：全球汽车半导体市场规模统计及预测 3 3 8 .73 7 3 .64 1 2 .64 5 6 .15 0 4 .75 5 9 .26 2 0 .26 8 8 .97 6 6 .18 5 3 .39 5 1 .72 8 .0 %2 6 .9 %2 6 .1 %2 7 .4 %2 8 .1 %3 0 .2 %3 1 .5 %3 2 .6 %3 3 .0 %3 4 .0 %3 5 .0 %0%5%10 %15 %20 %25 %30 %35 %010 020 030 040 050 060 070 080 090 010 002 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0 2 0 2 1 2 0 2 2 E 2 0 2 3 E 2 0 2 4 E 2 0 2 5 E 2 0 2 6 E 2 0 2 7 E全球市场规模预 测（ 左轴 ，亿美 元）同比增长率 ( 右轴 ， %) 资料来源：海思预测，光大证券研究所 统计区间：2017 年至 2021 年为实际值，2022 年至 2027 年为预测值 敬请参阅最后一页特别声明 -7- 证券研究报告 固定收益 1）汽车电动化 在汽车电动化领域，车用半导体增长较多的领域是功率半导体。传统汽车中，功率半导体主要应用于启动、发电和安全领域，包括直流电机、电磁阀、继电器、LED 驱动等，硅基 MOSFET、IGBT 及模块即可满足需求。而新能源车普遍采用高压电路，当电池输出高压时，需要频繁进行电压变化，对电压转换电路需求提升，此外还需要大量的 DC-AC 逆变器、变压器、换流器、高压辅助驱动等，这些器件对 IGBT、MOSFET 等功率半导体的需求量巨大，甚至会用第三代半导体（SiC、GaN）取代传统硅基半导体。传统油车中，功率半导体单车价值量约为50 美元，混合动力型汽车中功率半导体的单车价值量增长至 300 美元，纯电动车中功率半导体的单车价值量增至 455 美元。 2）汽车智能化 智能化驾驶是未来的发展趋势，根据中汽协测算，2020 年 ADAS 主要功能市场规模达 844 亿元，同比增长 19.3%。随着 5G 逐步落地，主机厂纷纷推出搭载ADAS 功能的新车型，ADAS 各功能渗透率加速提升，到 2025 年智能汽车市场规模达到 2250 亿元。 根据英飞凌在 2020 年的预测，L2 级别的自动驾驶汽车所携带的半导体单车价值量可达到 160-180 美元，L5 级别的自动驾驶汽车则提升至 1150-1250 美元。汽车智能化带动的半导体增量主要来源于模拟芯片和主控芯片。智能驾驶通过传感器获得大量数据，自动驾驶的程度越高，需要的传感器就越多，传感器收集信号后需要模拟芯片将这类信号转换为数字信号。L2 级别的汽车大约带有 6 个传感器，L5 级别的汽车预计将携带 32 个传感器，这些传感器包括超声波雷达、长距离雷达、环视摄像头、立体摄像机、激光雷达、航位推算等。 在主控芯片方面，随着自动化驾驶程度越来越高，智能汽车对芯片算力的要求也越来越高，需要搭载的高算力 MCU 也越来越多。传统燃油车可能仅需要 70 颗MCU 芯片，主要应用于传统动力系统如引擎控制、离合器控制等；而智能汽车可能需要300颗MCU芯片，并且对32位高算力的MCU需求较多，32位的MCU芯片主要用于智能驾驶安全系统、引擎控制、车身控制、智能座舱等。 图表 4：不同汽车半导体总价值及各部分价值量对比（2020年） 450475735750375 375 3750507530045520 20 201202 215800 02595010 020 030 040 050 060 070 080 0传统燃料汽车 48 V / M H EV 混合动力汽车 纯电动汽车半导体总价 I C E 功率半导体 模拟 IC 传感器 其他单位：美元 资料来源：Trendforce，光大证券研究所 统计日期截至：2020 年 12 月 31 日 敬请参阅最后一页特别声明 -8- 证券研究报告 固定收益 1.2.1.2、光伏及风力发电 光伏及风力电站需要用到大量的逆变器和整流器，在逆变器和整流器中需要功率器件支持。新能源发电输出的电能无法直接接入电网，需要通过整流器整流为直流电，再逆变为交流电才能接入电网。而逆变器和变流器中核心的功率器件是IGBT 单管、MOS 分立器件、IGBT 模块和 SiCMOSFET 模块。 1）光伏领域 光伏逆变器并不仅仅是将直流电转变为交流电，光伏逆变器还要与电网实现交互，使得光伏发电系统能够高效输出电流。根据逆变器适用场合，可将光伏逆变器分为集中式逆变器、组串式逆变器以及微型逆变器，不同功率段的光伏发电场景选取不同的逆变器。一般情况下，1.5KW 以下项目（家庭户用光伏发电系统）选用微型逆变器；1KW-6KW（如中小型屋顶光伏发电系统和小型地面电站等）选用单相组串式逆变器；5KW-200KW（商业屋顶光伏发电系统、中小型电站等）选用三相组串式逆变器；600KW 以上的项目（如大型厂房、荒漠电站、地面电站等大型发电系统）选用集中式逆变器。目前逆变器市场以集中式和组串式的逆变器为主，微型逆变器占比较少。集中式逆变器中通常使用多个逆变器并联，例如 500KW 的集中式光伏逆变器中通常使用 4 只 125KW 的逆变器并联，125KW的逆变器中通常需要 3 个半桥的 1200V/600AIGBT 模块，一个半桥模块中需要2组 IGBT 芯片，每一组共有 4 颗 150A 的芯片，因此一个半桥模块中需要用到 8颗 IGBT 芯片。在组串式光伏逆变器较集中式光伏逆变器复杂，需要用到的功率器件更多，根据不同的功率需求可以选择多个 IGBT 单管并联，也可选择 IGBT模块。根据中国光伏行业协会的统计及预测，至 2025 年全球光伏 IGBT 市场规模将提升至 58 亿元（按销售额，下同），中国光伏 IGBT 的市场规模将提升至38 亿元。 2）风电领域 风电领域主要的半导体器件是风电变流器。风电变流器是风力发电机组大型核心部件之一，将风机发出的电能经整理后输入电网。变化的电压和频率的电能，经过交直转换变为稳定电压和频率的电能馈入电网。风力发出的电本身是交流电，但由于风力发电有很大的不稳定性，且风速和设备本身等都会直接影响发电机转动，因此需要通过风电变流器将电能转变为稳定电压和频率的电能才能接入电图表 5：全球及中国光伏 IGBT 市场空间 资料来源：中国光伏行业协会，光大证券研究所 统计区间：2020 年为实际值，2021 年至 2026 年为中国光伏业协会预测值。2021 年尚未有实际数据，因此为预测值 敬请参阅最后一页特别声明 -9- 证券研究报告 固定收益 网。变频器中主要用到的半导体部件主要是 IGBT 模块。根据 CWEA 的统计及预测，全球风电 IGBT 市场规模（按下游需求测算）将从 2020 年的 10.8 亿元左右提升至 2025 年的 13.40 亿元。 3）5G 基站 5G 基站及配套设施进入大规模建设期，带动通信功率半导体需求快速增长。5G铺设密度要求更高。相对于 4G 通信网络，5G 通信频谱分布在高频段，信号衰减速度就会越快，因此 5G 基站的铺设密度比 4G 大，建设数量也将比 4G 基站多。5G 电源功耗需求更高。5G 用的 MassiveMIMO 设备通道数大幅增加，基带处理计算量大幅上升增加，并将导致数字中频、射频小信号的功耗显著增加；根据中国铁塔数据，目前华为5G基站单系统的典型功耗为3500W，中兴为3255W、大唐为 4940W，而 4G 基站单系统的功耗仅为 1300W。5G 基站单系统的功耗是4G 基站的 2.5 倍至 4 倍。更高的覆盖密度、更大的功率需要更多电源管理系统，每个电源管理系统中最多有近百个 MOSFET，因此通信用功率器件需求将大幅增长。 1.2.2、衡量半导体行业景气度的两项指标 半导体厂商资本开支情况：半导体行业产业链较长，存在一定的周期性，半导体行业的资本开支情况是观察半导体行业景气度的重要指标。据 ICinsights 数据，2021 年全球半导体行业资本开支 1539 亿美元，同比增长 35.95%，预计 2022年半导体行业资本支出将增长至历史新高 1904 亿美元，同比增长 23.73%，实现自 2020 年以来连续三年的正增长。 图表 6：风电 IGBT 市场规模（亿元） 1 0 .7 51 0 .8 71 1 .2 11 1 .7 41 1 .9 61 3 .3 99.0 010 .0011 .0012 .0013 .0014 .0020 20 20 21 E 20 22 E 20 23 E 20 24 E 20 25E全球风电 I GB T 市场规模（亿元） 资料来源：中国风能协会（CWEA），光大证券研究所 统计区间：2020 年为实际值，2021 年至 2025 年为中国风能协会预测值。2021 年尚未有实际数据，因此为预测值 敬请参阅最后一页特别声明 -10- 证券研究报告 固定收益 全球晶圆代工龙头台积电的产能指引：半导体的景气周期是由于下游需求旺盛，但晶圆厂商供给不足，导致芯片产能紧缺从汽车芯片蔓延至消费电子芯片，带动半导体全行业价格上涨。目前，晶圆厂的产能仍旧紧张，由先进制程晶圆短缺蔓延至成熟制程晶圆短缺，根据台积电的产能指引，2022 年供应链会保持更高的库存，产能会持紧。台积电在 2022 年一季报中表示虽然手机市场需求走弱，但是高性能计算机需求和汽车半导体需求增长，台积电仍给出了强劲的二季度业绩指引，其预计二季度营收 176-182 亿元，并维持 2022 年 400-440 亿元的资本开支。基于对全球半导体厂商的资本开支情况和龙头晶圆代工厂对晶圆供需形势的判断，我们认为半导体行业的景气度仍将延续。 2、 半导体产业链重点细分环节分析 半导体产业链包括设计、制造、封装测试等环节。根据有无晶圆加工线，可以将功率半导体企业的经营模式主要分为 IDM、Fabless 以及Foundry/OSAT 三种形式。其中，IDM模式即垂直整合制造模式，集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身；Fabless 模式即无晶圆加工线设计模式，只负责芯片的电路设计与销售；将生产、测试、封装等环节外包；Foundry/OSAT即代工模式，只负责制造、封装或测试，不负责芯片设计，可以同时为多家设计公司提供代工服务。 2.1、 上游材料端 2.1.1、溅射靶材 超大规模集成电路制造过程中要反复用到的溅射（Sputtering）工艺属于物理气相沉积（PVD）技术的一种，是制备电子薄膜材料的主要技术之一，它利用离子源产生的离子，在高真空中经过加速聚集，而形成高速度能的离子束流，轰击固体表面，离子和固体表面原子发生动能交换，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面，被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的原材料，称为溅射靶材。 图表 7：全球半导体行业资本开支（亿美元） 434 261 541 674 591 553 661 652 679 955 1061 1025 1132 1539 1904 -50%-10%30%70%110%150%04008001200160020002008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022E全 球 半 导 体 资 本开 支（ 左轴 ， 亿美 元）同 比 增 速 （ 右 轴， % ） 资料来源：ICinsights，光大证券研究所 统计区间：2008 年至 2021 年为实际值，2022 年为 ICinsights 预测值 敬请参阅最后一页特别声明 -11- 证券研究报告 固定收益 溅射靶材的下游应用 高纯溅射靶材应用于半导体方面（晶圆制造和芯片封装中的介质层、导体层甚至保护层）、平板显示方面（显示面板和触控屏面板的膜层）、太阳能电池方面（主要是薄膜电池和 HIT 光伏电池）。 1) 半导体领域： 随着消费电子、汽车电子、物联网等终端消费行业的快速迭代发展，全球半导体靶材的需求规模仍将持续增长。根据江丰电子可转债募集说明书援引智研咨询数据，中国半导体靶材市场规模 2019 年已达 47.7 亿元，同比增长率高达 35.9%，2022 年中国半导体靶材的市场规模预计将达到 75.1 亿元。 2) 平板显示领域： 随着我国本土企业在平板显示领域不断实现技术突破、不断降本增效、不断完善供应链配置，平板显示领域国产替代化正在加速进行，未来在平板领域溅射靶材方面也有较大的进口替代空间，逐步减少对进口靶材的依赖。根据江丰电子可转债募集说明书中援引智研咨询的数据：2019 年中国平板显示靶材市场规模为120.7 亿元，同比增长 21.4%，预计平板显示靶材需求规模有望进入长期增长，2022 年达到 206.5 亿元的市场规模。 图表 8：半导体溅射靶材市场规模（亿元） 35.147.754.963.675.1203550658020 18 20 19 20 20E 20 21E 20 22E半导体溅射靶材 市场 规模 （亿元 ） 资料来源：江丰电子转债募集说明书，光大证券研究所 统计区间：2018 年至 2019 年为实际值，统计时间为 2019 年年末，因此 2020 年至 2022 年为预测值 敬请参阅最后一页特别声明 -12- 证券研究报告 固定收益 3) 太阳能电池领域： 太阳能电池主要包括晶硅电池和薄膜电池，靶材主要应用于薄膜太阳能电池的背电极环节以及异质结电池的导体层。目前靶材主要用于太阳能薄膜电池领域。未来，随着异质结电池技术突破和成本下降，异质结电池能够替代 PERC（钝化发射极及背局域接触电池）电池实现大规模量产，从而带动靶材需求。太阳能电池领域所用到的溅射靶材技术难度低于半导体领域和平板显示领域，因此技术壁垒相对较低，更容易实现国产替代。我国光伏行业新增装机量持续增长，持续推动太阳能电池领域的溅射靶材市场扩容，根据隆华科技可转债募集说明书中援引前瞻产业研究和光伏网的数据，预计 2020-2024 我国太阳能电池用靶材市场规模持续扩大，CAGR 保持在 15%以上，至 2024 年，我国太阳能电池用靶材行业市场规模有望突破 70亿元。 靶材应用领域不同在对金属材料的选择、性能、技术门槛上也存在一定差异。其中半导体芯片对溅射靶材的要求是最高的，价格也最为昂贵，一般需要使用杂质含量极低的高纯溅射靶材，因为杂质含量较高的靶材容易在晶圆上形成微粒，导致电路短路或损坏。太阳能电池领域的靶材技术门槛低于半导体和平板显示领域。 高纯溅射靶材的进入壁垒 1)技术壁垒： 高纯溅射靶材的技术工艺难度较大，其质量、性能直接决定了终端产品的品质和稳定性。高纯溅射靶材制造首先需要根据下游应用领域的性能需求进行工艺设计，然后要进行塑性加工和热处理工序，这两项工序中需要对晶粒、晶向进行精准控制，随后还需要进行焊接、机械加工、清洗干燥、真空包装等工序。高纯溅射靶材制造对生产技术、机器设备、工艺流程和工作环境都提出了非常严格的要求。并且，高纯溅射靶材制造工艺的获取需要企业长期的研发投入和较长的开发周期，很难通过收并购国外先进企业或者得到国外企业授权的方式来获取，以美国、日本为代表的高纯溅射靶材生产商在掌握核心技术以后，执行非常严格的保密和专利授权措施，提高了新进入者的进入壁垒。 图表 9：平板显示溅射靶材市场规模（亿元） 99.4 120.7 150.0 175.3 206.5 6010014018022020 18 20 19 20 20E 20 21E 20 22E平板显示溅射靶 材市 场规 模（亿 元） 资料来源：江丰电子转债募集说明书，光大证券研究所 统计区间：2018 年至 2019 年为实际值，统计时间为 2019 年年末，因此 2020 年至 2022 年为预测值 敬请参阅最后一页特别声明 -13- 证券研究报告 固定收益 2)资金壁垒： 溅射靶材制造属于重资产行业，进入者需要具备雄厚的资本实力。高纯溅射靶材需要向国外进口高纯度的金属材料，建造符合生产标准的厂房、实验室等，配备研发生产设备和精密的检测仪器，并且生产建设周期较长，需要充裕的资金支持。除此以外，溅射靶材制造还需要持续投入资金进行产品研发和设备配置才能不断满足下游客户的需求，才能在技术迭代快速、竞争日益激烈的市场中存活和发展。 3)客户认证壁垒： 溅射靶材行业存在严格的供应商认证机制，且认证周期较长。首先要通过部分国际组织和行业协会为高纯溅射靶材设置的行业性质量管理体系标准，例如，应用于汽车电子的半导体厂商普遍要求上游溅射靶材供应商能够通过 ISO/TS16949质量管理体系认证；其次，下游客户还会根据自身的质量管理要求再对供应商进行认证，包括技术评审、产品报价、样品检测、小批量试用、批量生产等几个阶段，认证过程相当苛刻，从新产品开发到实现大批量供货，整个过程一般需要2-3 年时间。 为了降低供应商开发与维护成本，保证产品质量的持续性，溅射靶材供应商在通过下游客户的资格认证后，下游客户会与溅射靶材供应商保持长期稳定的合作关系，不会轻易更换供应商，并在技术合作、供货份额等方面向优质供应商倾斜。 溅射靶材市场的竞争格局 长期以来全球溅射靶材研制和生产主要集中在美国、日本少数几家公司，产业集中度高。以霍尼韦尔（美国)、日矿金属(日本)、东曹（日本）等跨国集团为代表的溅射靶材生产商较早涉足该领域，居于全球溅射靶材市场的主导地位，高纯溅射靶材的国产化是近年来国家产业政策大力支持和鼓励的方向，但由于该行业的技术门槛、资金门槛和人才门槛较高，我国仅有少量的企业能够进入全球知名半导体芯片的供应链体系。根据江丰电子转债募集说明书，2019 年全球半导体靶材市场份额比例中，四家日本及美国企业占据了全球约 80%的市场份额（按销售额统计）。国内主要靶材龙头企业包括江丰电子、有研新材的子公司有研亿金、阿石创、隆华科技的子公司四丰电子和晶联光电。 图表 10：全球溅射靶材竞争格局（2019 年，按销售额统计） 日矿金属（日本） , 30%霍尼韦尔（美国） , 20%东曹（日本） , 20%普莱克斯（美国） , 10%其他企业 , 20% 资料来源：江丰电子转债募集说明书，光大证券研究所 统计时间截至：2019 年 12 月 31 日 敬请参阅最后一页特别声明 -14- 证券研究报告 固定收益 2.2、 集成电路设计端 半导体设计公司可分为分立器件、集成电路、光电器件和传感器设计等，其中集成电路设计规模远超其他几类应用设计。集成电路产业分为设计、制造、封装及测试等环节。下文重点讨论集成电路设计环节。 垂直分工的成熟催生了 Fabless 模式的设计端企业。集成电路设计指在单晶硅片上按多层布线或隧道布线的方式集成若干晶体管和元器件并组合成完整电子电路的行为。集成电路在不断的发展中形成了一体化模式（IDM）和垂直分工模式。垂直分工模式产生的原因主要为了应对一体化企业资金投入巨大和成本攀升的问题，垂直分工模式将半导体主要的生产环节分拆至不同的专业厂商，不同厂商之间通过合作最终制造出成品。这些专业的厂商包括上游的设计环节（Fabless）、中游加工制造厂商（Foundry）和下游的封装、测试厂商（Package、Testing）。垂直分工模式强化了规模效应，专业厂商能够有效降本。 不同的集成电路类型对应不同的设计方法。集成电路可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类，不同类型设计方式不同。模拟集成电路用来产生、放大和处理各种模拟信号，其输入信号和输出信号成比例关系，模拟集成电路多采用由底向上的设计方式，设计门槛高难度大。数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号。数字集成电路设计多采用自顶向下设计方式，首先是系统的行为级设计，然后进行结构设计。数模混合集成电路是指输入模拟或数字信号，输出为模拟或数字信号，在电路中一部分为模拟信号处理，一部分为数字信号处理。数模混合集成电路设计的关键步骤是清晰地划分与界定数字电路与模拟电路的部分。 集成电路设计环节的市场规模快速上升 根据第三方研究机构 Statista 的统计数据，从 2010 年至2020 年十年间，全球Fabless 设计环节公司的销售额从 636.21 亿美元增长至 1279.51 亿美元，年复合增长率达 7.24%。 根据中国半导体行业协会的统计数据，我国集成电路行业的销售额从 2010 年的3392.06 亿元快速增长至 2021 年的 23157.1 亿元，CAGR 达 19.08%；而我国集成电路设计环节的累计销售额从 2010 年的 383 亿元增长至 2021 年的10114.1 亿元，CAGR 高达 34.66%，高于集成电路行业的整体增速，设计环节在集成电路产业链中的占比也从 2010 年的 11.29%提升至 2021 年的 43.68%。 相比于传统 IDM生产模式，“Fabless 设计+代工”模式的生产周期更为灵活、技术迭代周期较短，能够更快的推出匹配市场需求的新产品。未来随着人工智能、汽车电子、5G 通讯、物联网等高速发展，“Fabless 设计+代工”模式或更适应未来发展。 敬请参阅最后一页特别声明 -15- 证券研究报告 固定收益 集成电路设计环节的进入壁垒 IC 设计行业属于知识密集型行业和技术密集型行业，行业壁垒主要体现在技术壁垒、人才壁垒、产业化壁垒、客户壁垒四个方面。随着下游应用端迭代更新加快，对上游设计端的研发速度、质量保障、持续创新能力提出了更高的要求，在此种背景下，龙头公司的优势将会愈发明显，新进入者将需要突破更高的壁垒。 1） 技术壁垒： IC 设计行业的技术复杂程度高，具有较高的技术壁垒，设计企业技术的形成需要依靠企业长期的摸索和实践积累，IC 设计企业通常需要具备对器件物理特性的理解、拓扑结构的设计技巧以及布图布线的设计能力等。此外，IC 设计企业还需要持续进行技术创新，紧跟下游应用端的创新步伐，不断推出符合下游需求的产品才能在竞争中取得优势。行业新进入者往往需要经历较长一段时间的技术摸索和积累，才能在产品的技术、功能、性能剂工艺平台建设方面和行业中较优的企业抗衡。 图表 11：全球 Fabless 设计环节厂商销售额 - 10 %0%10 %20 %30 %40 %020 040 060 080 010 0012 0014 0020 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 20 19 20 20集 成 电 路 设 计端厂 商销售 额（左 轴，亿 美元）同 比 增 长 率 （右轴 ， % ） 资料来源：Statista，光大证券研究所 统计时间截至：2020 年 12 月 31 日 图表 12：我国集成电路设计、制造、封装各环节销售额（亿元）分布情况 050 0010 00 015 00020 00025 00020 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 20 19 20 20 20 21封测端 制造端 设计端 资料来源：中国半导体行业协会，光大证券研究所 图中单位：亿元 统计时间截至：2021 年 12 月 31 日 敬请参阅最后一页特别声明 -16- 证券研究报告 固定收益 2） 人才壁垒： 集成电路设计属于知识密集型行业，研发人员不仅需要了解 IC 设计的基础原理，还需要掌握大量的技术细节，能够根据终端厂商的需求灵活设计和修改技术细节。研发人员一般需要 5-10 年的设计经验才能够独立完成芯片设计，因此研