敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 D ON GX IN G S E C U R IT IES行业研究 东兴证券股份有限公司证券研究报告 军用芯片 已堪重用 ， 迎来发展机遇 期 2018 年 04月 23 日 看好 /维持 国防军工 专题 报告 投资摘要： 军用芯片是装备战斗力的核心力量 。军用芯片是一切电子设备、电子信息系统和武器装备控制系统的基础，直接影响装备的性能和功能，是武器装备发展的基础。 2016 年全国集成电路的产量为 1329 亿块，同比增长约 22.3%。全年实现销售额为 4335.5 亿元，同比增长 20.1%，远高于全球 1.1%的增长速度。我国基础电子元器件性能有了大幅度提升，核心的军用芯片或器件基本能够实现国产化，比如 CPU、 GPU、 DSP、 FGPA，相控阵 T/R 组件。 美国军用芯片制造能力先进，管理体系完善 。美国国防部以国防可信集成电路战略为顶层指导，通过与国家安全局联合实施“可信代工项目”建设军用集成电路制造能力，使国防项目能够用到不断进步的先进商用工艺。“可信代工项目”支持了美军大部分国防关键信息化项目，如 GPS 微制导器、军用GPS 单兵设备、单信道地面与机载无线电系统、战术卫星、 “标准 ”导弹、 “三叉戟 ”导弹、 F-15 战 机、 F-22 战机、 F-35 战机等。 国产军用芯片已广泛应用于我军装备 ：第一，国产 486DX芯片已装备在国产三代战斗机上面，我国新一代战机的 CPU 性能达到或者超过 F-35 战斗机的POWERPC G4 处理器的水平；第二， DSP 芯片曾长期依靠进口，目前实现了国产化，例如华睿 1 号和魂芯 1 号已经用于国产雷达、电子战及精确制导武器；第三， SOC 芯片也已经实现国产化，装备在新一代国产空空导弹上面，能够采集弹载制导系统、控制系统信息，进行制导计算，控制导弹飞行； 但 国产军用芯片与国外先进水平还有较大差距 ， 我国军用芯片将迎来 快速发展期 。差距体现在芯片性能、可靠性等，一些高端芯片国产化率还比较低，有些还处于攻关之中，没有形成稳定批量生产能力，另外国产芯片研制、生产单位技术力量也比较薄弱，并且比较分散，没有形成合力。由于军事装备的特殊性和重要性，美国对我国军用芯片采取严格限售，军用芯片的国产化和自主可控也将迎来历史机遇。 推荐标的 ：国睿科技、振芯科技、杰赛科技、卫士通、四创电子。 风险提示 ：军用芯片研制难度高，研制进度不及预期。 行业重点公司盈利预测与评级 简称 EPS(元 ) PE PB 评级 17A 18E 19E 17A 18E 19E 国睿科技 0.45 0.58 0.73 54 41 33 5.51 强烈推荐 振芯科技 0.05 0.14 0.21 343 130 88 11.20 强烈 推荐 杰赛科技 0.36 0.48 0.58 45 33 27 8.96 推 强烈 荐 卫士通 0.20 0.27 0.37 143 127 92 4.70 强烈 推荐 四创电子 1.28 1.71 2.06 47 35 29 4.10 强烈推荐 资料来源：公司财报、东兴证券研究所 陆洲 010-66554142 luzhoudxzq 执业证书编号 : S1480517080001 王习 010-66554034 Wangxidxzq 执业证书编号 : S1480518010001 研究助理： 张高艳 010-66554030 zhanggy -yjsdxzq 执业证书编号 : S1480116080036 张卓琦 010-66554018 zhangzq_y jsdxzq 执业证书编号 : S1480117080010 行业基本资料 占比 % 股票家数 50 1.48% 重点公司家数 - - 行业市值 8471.13 亿元 1.35% 流通市值 7241.36 亿元 1.64% 行业平均市盈率 83.96 / 市场平均市盈率 20.59 / 行业指数走势图 资料来源： 贝格数据， 东兴证券研究所 相关研究报告 1、国防军工行业周报（ 20170924）：军民融合系列政策出台 看好高成长性民参军企业 2017-09-26 2、国防军工行业周报（ 20170917）：关注半岛局势走向 建议底部超配军工 2017-09-19 3、国防军工行业周报（ 20170903）：朝核问题烽烟再起，关注板块阶段性表现机会 2017-09-07 4、国防军工行业事件点评：关注军用无人机行业投资机会 2017-09-04 -20.1%-0.1%19.9%10/10 12/10 2/10 4/10 6/10 8/10国防军工 沪深 300 P2 东兴证券专题报告 国防军工 行业： 军用芯片已堪重用，迎来发展机遇期 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES目 录 1. 军用芯片是装备战斗力的核心力量 . 4 1.1 我国军用芯片将迎来快速发展期 . 4 1.2 国产民用芯片 稳步增长，但市场占有率仍较低 . 5 1.3 军用芯片注重可靠性，装备应用广泛 . 7 2. 美国军用芯片制造能力先进，管理体系完备 . 8 2.1 通过 “可信代工项目”构建芯片制造能力 . 8 2.2 美军装备芯片可信代工线进入 32nm 水平 .10 3. 国产军用芯片已堪重用，即将迎来发展机遇期 .12 3.1 国产军用芯片已广泛应用于我军装备 .12 3.1.1 华睿、魂芯 DSP 芯片打破国外垄断 .12 3.1.2 军用 FPGA已开发出千万门级 .15 3.2 核心芯片初具自主可控能力 .15 3.3 相关标的 .17 4. 风险提示 .18 表格目录 表 1:常见集成电路分类方式 . 5 表 2:当前中国核心集成电路的国产芯片占有率 . 6 表 3:美国军用芯片产业的政策措施 . 8 表 4:美国军用集成电路可信代工线工艺水平 . 11 表 5:魂芯 1 号与 TS201 特性对比 .14 表 6:自主可控核心产品发展现状 .16 表 7:自主可控技术发展需求 .16 插图目录 图 1:芯片制造技术纳米工艺节点 . 4 图 2:2013-2017 年中国集成电路进出口情况（单位：亿美元） . 6 图 3:头盔瞄准系统 . 7 图 4:中电科 14 所研制的 KLJ-7A火控雷达 . 7 图 5:美国国防部军用集成电路工艺线管理体系 . 9 图 6:美国军用集成电路可信代工使用流程 .10 图 7:IBM 可信代工线生产能力 . 11 图 8:华睿芯片生态链 .13 东兴证券专题报告 国防军工 行业： 军用芯片已堪重用，迎来发展机遇期 P3 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES图 9:华睿芯片 .13 图 10:魂芯 1 号 .14 图 11:芯片自主可控能力发展 .16 P4 东兴证券专题报告 国防军工 行业： 军用芯片已堪重用，迎来发展机遇期 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES1. 军 用芯片 是 装备 战斗力的核心力量 1.1 我国军用芯片将迎来快速发展期 芯片，也称集成电路，是 20 世纪 50 年代发展起来的一种新型半导体器件 ，包括芯片制造技术与设计技术，主要体现在加工设备，加工工艺，封装测试，批量生产及设计创新的能力上。 20 世纪 50 年代末， 德州仪器公司研发人员注意到所有的半导体器件都可以由桂半导体材料制成 ，所以可以将这些分离式元器件做在同一块半导体衬底上，再将它们连接在一起组成一个完整的电路，从而发明了集成电路。这项发明导致了电子工业的革命性变革，使微电子技术和计算机技术获得了飞速的发展。 芯片技术主要包括设计技术、制造技术和封装测试技术三类。 芯片设计技术包括两大类 ：数字集成电路设计技术和模拟集成电路设计技术。近年来集成电路 设计技术的迅速发展，主流的、应用广泛的集成电路设计技术主要包括 FPGA（现场可编程门阵列） 、 SoC（系统级芯片） 及 U-SoC（用户可重构SoC） 等设计技术 ； 芯片制造工艺技术包含材料生长、晶圆制造、电路设计、无尘室技术、制造 设备、测量工具、晶圆处理、晶粒测试等众多环节， 以及 晶圆制备、工艺线宽 等基础结构技术 ； 芯片封装技术 将晶片用塑料、陶瓷等绝缘介质材料进行打包的技术。 芯片 制造技术已经发展到纳米技术范畴， 在未来的十年内，还将进一步延续目前的趋势 。 图 1:芯片 制造技术纳米工艺节点 资料来源： 中国知网 、 东兴证券研究所 东兴证券专题报告 国防军工 行业： 军用芯片已堪重用，迎来发展机遇期 P5 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES表 1:常见集成电路分类方式 分类方法 分类名称 按功能结构分类 模拟集成电路（ Analog Integrated Circuits) 数字集成电路（ Digital Integrated Circuits) 数模混合集成电路（ Digital-Analog Hybrid Integrated Circuits) 按制造工艺分类 半导体集成电路 (Semiconductor Integrated Circuits) 薄膜集成电路 (Thin-film Integrated Circuits) 厚膜集成电路 (Thick-film Integrated Circuits) 按集成度高低分类 小规模集成电路 (Small Scale Integrated Circuits, SSIC) 中规模集成电路 (Medium Scale Integrated Circuits, MSIC) 大规模集成电路 (Large Scale Integrated Circuits, LSIC) 超大规模集成电路 (Very Large Scale Integrated Circuits, VLSIC) 特大规模集成电路 (Ultra Large Scale Integrated Circuits, ULSIC) 极大规模集成电路 (Giga Scale Integrated Circuits, GSIC) 按导电类型分类 单极型集成电路，例如 CMOS、 NMOS、 PMOS 等类型 双极型集成电路，例如 TTL、 ECL、 HTL、 LST-TL、 STTL 等类型 按产品用途分类 存储器（ Memory）。主要包括 Nor-Flash， Nand-Flash， DRAM， SRAM 微处理器（ Micro Processor）。主要包括 MPU、 MCU、 DSP等 逻辑器件（ Logic）。主要包括 FPGA、 ASIC、 ASSP等 模拟器件（ Analog）。主要包括分立器件、 RF、 BCD-Power 等 按外形封装分类 双列直插封装（ Dual Inline Package， DIP） 单列直插封装（ Single Inline Package， SIP） 四边形扁平封装（ QFP） 球栅阵列封装（ Ball Grid Array Package， BGA）等类型 按定制方式和用途 通用标准、通用定制、专用标准、专用定制 资料来源： 中国知网 、 东兴证券研究所 军用芯片是武器装备发展的基础。 在现代战争中，武器装备信息化水平和程度对战争的胜负起着决定性的作用。可以说，掌握了现代化的信息技术就掌握了战争的主动权。在这种形式下，武器装备中的电子设备所起的作用日益突出 ，而芯片是一 切 电子设备、电子信息系统和武器装备控制系统的基础，直接影响装备的性能和 功能 ，是武器装备发展的基础。 我国军用芯片将 迎来 快速发展期。 美国政府禁止美国企业向中兴公司销售电子元器件，引发了对国产芯片技术水平的重新审视，以及对未来发展自主可控芯片的重视 。由于军事装备的特殊性和重要性 ， 美国对我国军用芯片 采取严格 限售，军用芯片的国产化和自主可控 也 将迎来 历史 机遇。 1.2 国产 民用芯片 稳步增长 ， 但 市场占有率仍较低 我国芯片 产业继续保持高位趋稳、稳中有进的发展态势 。 2016 年全国集成电路的产量为 1329 亿块， 同比增长约 22.3%。全年实现销售额为 4335.5 亿 元，同比增长 20.1%，P6 东兴证券专题报告 国防军工 行业： 军用芯片已堪重用，迎来发展机遇期 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES远高于全球 1.1%的增长速 度。 芯片 产业链各环节占比趋于合理 ， 2016 年，芯片 设计业销售额 1644.3 亿元，增长24.1%； 芯片 制造业 1126.9 亿元，增长 25.1%； 芯片 封装测试业 1564.3 亿元，增 长13%。 芯片 区域集聚发展效应更加明显 。 长三角、珠三 角、京津环渤海三大产业聚集区发展加快， 2016 年 销售额占全国总规模的 90%以上，中西部、福厦沿海的中心 城市开始加快在集成电路领域的布局。 国产芯片的占有率状况不容乐观 。 除了移动通信终端和核心网络设备有部分集成电路产品占有率超过 10%外，包括计算机系统中的 MPU、通用电子系统中的 FPGA/EPLD和 DSP、通信装备中的 Embedded MPU和 DSP、存储设备中的 DRAM和 Nand Flash、显示及视频系统中的 Display Driver，国产芯片占有率都是 0%。 表 2:当前中国核心集成电路的国产芯片占有率 系统 设备 芯片 种类 国产芯片占有率 计算机系统 服务器 MPU 0% 个人电脑 MPU 0% 工业应用 MCU 2% 通用电子系统 可编程逻辑设备 PPGA/EPLD 0% 数字信号处理设备 DSP 0% 通信装备 移动通信终端 Application Processor 18% Communication Processor 22% Embedded MPU 0% Embedded DSP 0% 核心网络设备 NPU 15% 内存设备 半导体储存器 DRAM 0% NAND FLASH 0% NOR FLASH 5% Image Processor 5% 显示及视频系统 高清电视 /智能电视 Display Processor 5% Display Driver 0% 资料来源： 2017 年中国集成电路产业现状分析 、 东兴证券研究所 国内民用芯片主要依赖进口 。 2016 年，中国集成电路进口额达到 2271 亿美元， 并且 连续 四 年超过了 2000 亿美元， 超过石油成为最大宗进口产品，并且芯片 进口规模远高于 当年生产 规模 4335.5 亿 元，说明我国芯片产业主要依赖进口。 图 2:2013-2017 年中国集成电路进出口情况（单位：亿美元） 东兴证券专题报告 国防军工 行业： 军用芯片已堪重用，迎来发展机遇期 P7 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES资料来源： 中国 半导体行业协会 、 东兴证券研究所 1.3 军用芯片注重可靠性 ， 装备应用广泛 军用芯片更追求可靠性、环境适应性 。 军用芯片由于使用场合和使用环境的特殊性，需要承受高强度机械应力，热应力，射线福射应力、电应力等苛刻的环境条件 ，比如就工作温度而言，商业级 CPU 的工作温度为 0 -70 ， 而军品级 CPU 的工作温度为 -55 -125 。 所有这些情况都决定了可靠性 是 军用 芯片 等电子元件十分重要的参数指标。 我国基础电子元器件性能有了大幅度提 升 ， 核心的 军用芯片或器件基本能够实现国产化 ， 比如 CPU、 GPU、 DSP、 FGPA，相控阵 T/R 组件 。 很多军用装备都要用到 CPU 和 GPU，比如飞行员的头盔瞄准系统，就要用到CPU 和 GPU，再比如 战斗机、 预警机里也少不了 CPU； 例如，国产 486DX 芯片 已 装备在国产三代战斗机上面 ，我国 新一代 战机的 CPU 性能达到或者超过F-35 战斗机 的 POWERPC G4 处理器的水平 ； DSP 是数字信号处理器，通信基站里就有 DSP 芯片。 DSP 可以用于雷达，以及通信系统，像预警机里也有 DSP 芯片 ； FGPA 是可编程门阵列，一般来说， FPGA 主要大规模应用于处理器芯片研发过程中的验证阶段，用于在流片前检验处理器设计的正确性，以规避流片的风险。FPGA 可以在雷达相控阵的子阵中做数据初步处理 ； T/R 组件是有源相控阵雷达的重要组成部分 ，目前该部件的主要工艺是基于膜集成技术，提高了雷达的性能指标和可靠性，减小体积尺寸。 图 3:头盔瞄准系统 图 4:中电科 14所 研制 的 KLJ-7A火控雷达 2313 2176 2307 2271 2601 1436 1567 1614 1657 1932 0500100015002000250030002013 2014 2015 2016 2017进口额 出口额 进出口贸易差 P8 东兴证券专题报告 国防军工 行业： 军用芯片已堪重用，迎来发展机遇期 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES资料来源： 公开网络 ，东兴证券研究所 资料来源： 公开网络 ，东兴证券研究所 2. 美国 军用芯片制造 能力 先进， 管理体系 完备 2.1 通过“可信代工项目” 构建 芯片制造能力 美国国防部将军用 芯片 制造视为国防工业基础， 是美军维持战略优势的重要基础和保障 。美国国防部 协同多部门长期、持续地扶持发展，形成了较为完备的管理体系和工业能力，为其庞大的武器装备和情报系统建设提供了大量关键、先进、可信的 芯片 产品 。 表 3:美国军用芯片产业的政策措施 时间 部门 政策 /文件 具体内容 2003 年 6 月 参议院军事委员会 美国半导体工业全球迁移对国家安全的影响 先进制造能力的丧失会直接损害美国的设计和创新能力，先进集成电路可靠供应商的减少将影响武器装备性能和国家安全 2003 年 10 月 国防部 国防可信集成电路战略 强调先进集成电路对国防发展的重要性，要求建立为重要武器装备和情报系统提供可靠集成电路的国防工业基础 2004 年 1 月 国防部 专用集成电路（ ASIC）可信供应商临时指南 要求建立包括人员、技术和管理在内的多层次、可操作的国防供应体系，并且所有 “任务保障类 I”国防关键系统用的定制集成电路必须由可信代工线生产 2004 年 国家安全局 成立可信使用项目办公室（ TAPO） 寻找能够提供先进集成电路的可信供应商，并挑选必须使用可信服务的政府项目。随后国防部和国家安全局联合启动 “可信代工项目 ”，并与 IBM公司签订了长达 10 年的合作条约 2005 年 2 月 国防科学委员会 高性能集成电路供应 美国必须维持强大的有竞争力的集成电路工业基础，确保集成电路（特别是 ASIC）的可靠供应，并建议制定国防部及其合同商使用可信代工服务的原则和操作手册 2007 年 国防部 启动 “可信集成电路供应商认证项目 ” 对提供设计、掩模、生产、封装、测试等集成电路服务的供应商进行认证，以期建立可信供应链 2008 年 7 月 国防部 国防部重要项目信息保护 要求对国防重要项目所用电子元器件建立项目保护计划（ PPP），并将其纳入里程碑审批流程 东兴证券专题报告 国防军工 行业： 军用芯片已堪重用，迎来发展机遇期 P9 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES2008 年 10 月 2009 年国防授权法 第 254 章 “可信国防系统 ”指出，国防部要加强供应链的可信度，并增加可信代工厂的使用 2009 年 3 月 国防部工业政策办公室 国防工业基础评估：美国集成电路设计与制造能力 调查表明，美国 5大制造商控制着美国集成电路设计、生产、人员雇佣和 投资等各个领域，但一些中小企业拥有许多工业和国防关键系统所需的抗辐照和非硅集成电路的设计制造能力，对美国国防工业基础同样重要。 2010 年 国防先期研究计划局 “尖端使用权项目 ” 由可信使用项目办公室通过资金补贴的方式，促进高校、工业界和国家实验室的军用设计能够享用 IBM 最先进制造工艺，降低集成电路制造业外迁产生的影响 2011 年 1 月 2011 年国防授权法 第 241 章 “国防部参与发展下一代集成电路技术的重要性 ”指出，美国应加大下一代集成电路先进制造技术的研发力度，并继续保持领先地位 2011 年 12 月 可信使用项目办公室 “多项目晶圆供应可信拓展 ”项目 与国家安全制造中心（ NSMC）签约，由其组织除 IBM 以外的企业提供多项目晶圆服务 2011 年 12 月 2012 年国防授权法 第 818 章 “伪冒电子元器件的检测与规避 ”指出，国防部要提高可信供应商的地位和作用，并要求装备集成商加强对供应商可信程度的考核 2012 年 11 月 国防部 保护任务关键功能以实现可信系统与网络（ TSN） 要求 ASIC 产品和服务应采购于国防微电子处认证的可信供应商，同时，国防微电子处应与国防部首席信息官等协调实施可信供应商认证，建立可信供应商认证标准，每年对可信供应商进行复审，发布如何使用可信供应商的后续指导等 资料来源： 中国知网， 东兴证券研究所 国防项目搭载民用工艺，确保先进工艺“可信”和老旧工艺“可获” 。美国国防部以国防可信集成电路战略 为顶层指导，通过与国家安全局联合实施 “可信代工项目”建设军用集成电路制造能力，使国防项目能够用到不断进步的先进商用工艺，并确保先进工艺“可信”和老旧工艺“可获”。 国防部和国家安全局通过可信使用项目办公室长期扶持 IBM 可信代工线，每年提供资金 进行维护和升级改造； 国防部和国家安全局指定国防微电子处开展可信供应商认证工作，增加企业中认证工艺线的数量，并对除 IBM 以外的可信代工线进行监管 。 图 5:美国 国防部军用集成电路工艺线管理体系 P10 东兴证券专题报告 国防军工 行业： 军用芯片已堪重用，迎来发展机遇期 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES资料来源： 中国知网、 东兴证券研究所 美国军用集成电路可信代工线的使用分为 IBM 可信代工线和企业中认证的工艺线两类。 可信集成电路产品的最终用户主要是陆军、海军、空军及情报部门。 信号处理、加密、射频等硅基 ASIC 一般通过 IBM 可信代工线生产 ； 化合物、抗辐照等芯片一般通过企业中认证的工艺线生产 ； 市场上不可获得的老旧或停产芯片则可通过国防微电子处柔性代工线生产。 图 6:美国军用集成电路可信代工使用流程 资料来源： 中国知网、 东兴证券研究所 2.2 美军装备芯片可信代工线进入 32nm 水平 美国 军用 芯片 可信代工线 紧跟商用工艺，已进入 32nm 制程能力 。 IBM 可信代工线生产工艺紧跟商用技术发展步伐， 2008 年投产 90nm 工艺， 2009 年投产 65 45nm工艺， 2010 年投产 32nm 工艺。目前， IBM 代工线已成为美国最先进和最重要的军 东兴证券专题报告 国防军工 行业： 军用芯片已堪重用，迎来发展机遇期 P11 敬请参阅报告