电子元器件：国产替代引领半导体发展可穿戴、AIOT驱动消费电子下一个黄金十年.pdf

1 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 国产替代引领半导体发展，可穿戴 /AIOT 驱动消费电子下一个黄金十年 国产替代依旧是驱动半导体发展的最大因素： 面临波荡起伏的国际局 势，自主可控已经成为了维护国家战略安全的重要领域，半导体则是 这个领域的最前端。先进制程的半导体则是被遏制的重灾区，主要方 式是通过控制先进制程需要的设备材料，因此，半导体设备材料是我 国未来几年内科技攻关最为强力的突破口，国产化替代的意愿大幅度 提升，测试配合度增加，验证周期有望缩短。晶圆制造代工和封装测 试的国产化设备材料一旦取得技术方面的突破，出货速度有可能会超 出大部分人的预期。 目前国产化率相对较高的是后道测试机、清洗机 等，如刻蚀机、离子注入机、薄膜制备等高端产品逐步验证。 新能源需求驱 动，功率半导体产业方兴未艾： 在光伏平价上网周期到 来和新能源汽车的快速推广需求驱动下，功率半导体在未来几年内将 保持较高的景气程度。 2020 年需求叠加海外疫情的影响，无论是 8 寸 晶圆代工厂还是 MOSFET/功率二极管和晶闸管等器件厂，都出现了产 能利用率高企甚至涨价的现象，考虑到较长的扩产周期和器件的迭代 发展，景气度仍将保持相当长的一段时间。产品创新层面， SiC、 GaN 等第三代化合物半导体以及国产 IGBT 行业快速发展，渗透率不断提 升。功率半导体对于先进制程的要求相对较低，更多是需要掌握工艺 上面的 know-how，考 虑到我国丰富的工程师资源和政策资本市场支持 力度，有出现产业弯道超车的可能性。 可穿戴 /AIOT 将会驱动消费电子的下一个黄金十年： 从 PC-Notebook- 手机的消费电子发展历程来看，智能终端的小型化、便携化、网络化 是驱动发展的核心因素。现在手机的全球销量已经达到一个相对稳定 的量级，未来数量的突破点在于非洲等新兴市场的发展，战场更多聚 焦于局部创新带来的 ASP 提升，比如屏下摄像头 /液态镜头等光学部件 创新、提升充电速度或者便利性的快充 /无线充电部件创新、 5G/WiFi/ 蓝牙 /UWB 等通信部件创新等。从产业大势 上面来看，我们认为 5G/WiFi/蓝牙 /UWB 等通信技术的不断迭代发展将会让以 TWS、智能 手表、 VR/AR、智能家居为代表的可穿戴 /AIOT 产品的创新性和实用 性越来越高，成为驱动消费电子发展的下一个黄金十年的核心产品形 态。 显示技术不断迭代， Mini LED 时代到来： 显示技术一直是重资产驱 动的迭代战场，从 CRT-LCD-OLED 的过程来看，每一次迭代都会带来 Table_Tit le 2021 年 01 月 09 日 电子元器件 Table_BaseI nfo 行业深度分析 证券研究报告 投资 评级 领先大市 -A 维持 评级 Table_Fir st St ock 首选股票 目标价 评级 Table_Char t 行业表现 资料来源： Wind资讯 % 1M 3M 12M 相对收益 -4.72 0.36 -30.55 绝对收益 5.33 20.55 3.52 马良 分析师 SAC 执业证书编号： S1450518060001 021-35082935 薛辉蓉 分析师 SAC 执业证书编号： S1450520080002 相关报告 小米 11 取消附赠充电器，未来快充市场 规模增长可期 2020-12-28 产业转移路线清晰，长期看好被动元件 2020-08-27 小米 10 至尊纪念版发布，关注快充产业 发展 2020-08-12 多屏协同时代 PC 需求稳定，国产化背 景 下 本 土 品 牌 仍 有 成 长 空 间 2020-08-10 Mini LED 系列研究之二： Mini LED 迎来 落地，背光市场大展宏图 2020-08-04 -14% -6% 2% 10% 18% 26% 34% 42% 2020-01 2020-05 2020-09 电子元器件 沪深 300 2 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 产业链的大量机会。目前来看， OLED 在小尺寸领域具有得天独厚的 轻薄优势，中大尺寸则出现了分歧， OLED 蓝光衰减成为大尺寸推广 的致命伤，主打超大屏和健康护眼的激光电视 /投影在亮度和安装调试 便利度方面有所欠缺，更适合有适龄儿童或者注重健康的家庭，相对 来看， LCD + Mini LED 背光在普通家庭使用中具有更高的可行性，我 们认为 LCD + Mini LED 背光很有可能会成为未来家庭电视的主流产 品技术路线。商业显示领域， Mini LED 直显也将延伸小间距 LED 的产 业趋势，在更小的建筑空间尺度层面继续蚕食 LCD 拼接 屏的市场。从 尺寸上面来看， 100 寸或将成为临界点， 100 寸以下的部分使用 LCD 智 能交互平板， 100 寸以上的采用 Mini LED 直接显示有可能会成为主流 方案。 投资建议： 重点关注： 消费电子：立讯精密 /歌尔股份 /鹏鼎控股 /领益智造 服 务 器：澜起科技 C C L : 生益科技 芯片设计：卓胜微 /汇顶科技 /韦尔股份 /澜起科技 /紫光国微 存储芯片：兆易创新 设 备：北方华创 功率器件：斯达半导 面 板：京东方 A L E D ：鸿利智汇 /国星光电 被动元件：江海股份 /艾华集团 /顺络电子 建议关注： 蓝思科技 /欣旺达 /华润微 /立昂微 /中微公司 /华峰测控 /长 川科技 /TCL 科技 风险提示： 中美贸易摩擦升级，短期半导体供应链瓶颈；中长期 Intel 服务器新平台推出不及预期； 5G 新终端和国产化不及预期 。 行业深度分析 /电子元器件 3 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 内容目录 1. 行业景气度持续提升，国产替代引领半导体发展 . 6 1.1. 全球景气持续提升，中国行业规模与增速持续上行 . 6 1.2. 12 英寸 Fab 厂到 2024 年预计增长 38 座，芯片制程占比将均衡发展 . 6 1.2.1. 12 英寸 Fab 厂 2020 年预计支出增长 13%，到 2024 年预计增长 38 座 . 6 1.2.2. 芯片制程微缩边际受益递减，不同制程发展更加均衡 . 8 1.3. 我国芯片设计行业增长迅速，高端芯片国产替代速度加快 . 10 1.3.1. 我国芯片设计行业增长迅速，消费与通信是主要应用领域 . 10 1.3.2. 高端芯片取得长足进，但 EDA 与 IP 仍需时日 .11 1.3.3. EDA 软件与 IP 核领域被龙头企业垄断，国产替代仍需时日 . 12 1.3.4. 重点关注 . 12 1.4. 设备厂商快速成长，受益于国产替代叠加行业景气 . 14 1.4.1. 受益于晶圆厂支出加大，全球设备市场规模 2020 年有望达到 689 亿美元 . 14 1.4.2. 国产设备替代有望加速，看好前道制程设备龙头与后道率先替代 . 16 1.5. 新能源需求驱动，功率半导体产业方兴未艾 . 18 1.5.1. 汽车电子是功率半导体最大下游市场，新能源车持续驱动 . 19 1.5.2. 下游需求多点开花，工控、发电、消费齐发力 . 21 1.5.3. 八英寸晶圆持续吃紧，抬高功率半导体价格 . 23 1.5.4. 重点关注 . 24 2. 显示技术： LCD 景气度维持， Mini LED 商业化落地 . 24 2.1. 供求关系平衡修复， LCD 面板有望持续景气 . 24 2.1.1. 供给端：韩厂大规模退出，国内厂商迎来新机遇 . 24 2.1.2. 需求端： TV 大尺寸面板需求增长带动整体面板市场回暖 . 26 2.2. OLED 中小尺寸渗透率不断提升 . 26 2.2.1. 智能手机、 可穿戴设备等中小尺寸终端持续渗透 . 26 2.2.1. OLED 大尺寸面板短期内难以替代 LCD 面板 . 27 2.3. 在曲折中成长， Mini LED 即将迎来光明 . 28 2.4. 重点关注 . 30 3. 消费电子增长动能持续， AR/VR、可穿戴成为 AIOT新的流量入口 . 31 3.1. 5G 商用正式开启， VR 迎来行业拐点的重要时刻 . 31 3.1.1. 视频和游戏， 5G VR 消费级市场的两大支柱 . 31 3.1.2. 工业、培训和医疗， 5G VR 企业级应用多点开花 . 34 3.1.3. 产业链参与者众多，核心元器件龙头效应显著 . 36 3.2. 智 能手表市场发展迅猛，产业链核心标的深度受益 . 38 3.3. 重点关注 . 40 图表目录 图 1：全球半导体景气持续提升，中国行业增速再次超越全球 . 6 图 2： 2013 年至 2024 年 12 英寸 Fab 厂设备支出 . 7 图 3： 2015、 2019、 2024 年全球 12 英寸 Fab 厂总产能和数量 . 7 图 4：芯片制程占比正向着相对更加均衡的方向发展 . 8 图 5：全球主要晶圆制造企业技术节点突破及路线（量产） . 9 图 6： NAND 存储芯片技术路线图 . 9 图 7： 2010-2020 年中国半导体 设计产业销售规模情况 . 10 行业深度分析 /电子元器件 4 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 图 8： 2010-2020 年芯片设计企业数量增长情况 . 10 图 9： 2010-2020 年中国半导体设计产业销售过亿元企业的增长情况 . 10 图 10： 2015-2020E 全球 EDA 市场规模情况 . 12 图 11： 2018 全球 EDA 市场份额占比情况 . 12 图 12： 2020Q3 全球半导体设备销售额达 194 亿美元，同比增长 30% . 14 图 13：北美半导体设备当月出货额 . 14 图 14：晶圆制造设备价值分布 . 15 图 15： 2020-2022 年前道设备和后道设备均将保持增长（亿美元） . 15 图 16：半导体设备全球各区域市场规模及预测（十亿美元） . 16 图 17：中国半导体市场自给率偏低 . 17 图 18：全球功率半导体市场规模（亿美元） . 18 图 19：中国功率半导体市场规模（亿美元） . 18 图 20：功率半导体产品范围示意图 . 19 图 21： 2019 年全球功率半导体下游市场占比 . 19 图 22：新能源汽车驱 动功率半导体技术发展与市场需求 . 20 图 23： 2020-2025 年中国新能源车销量预测（万辆） . 20 图 24：电动汽车中电力电子器件应用 . 20 图 25： 2020 年新能源汽车按照电动化程度划分所需的半导体价值量 . 21 图 26：全球工业功率半导体市场规模（亿美元） . 21 图 27： 2018-2019 年中国分区域数据中心机架数 . 21 图 28： 2017-2025 年中国变频器市场规模增长走势 . 22 图 29： 2015-2019 年中国交流伺服电机市场走势 . 22 图 30：中国风力发电与太阳能发电占总发电量之比（ %） . 22 图 31：单台变频家电功率半导体价值相比定频家电增长 13 倍（美元） . 23 图 32： LGD 的 LCD 本土产线产能变化情况 . 25 图 33：三星的 LCD 本土产线产能变化情况 . 25 图 34： 2016-2025 年各地区液晶面板产能的份额情况 . 25 图 35： 2017-2023 年大尺寸液晶面板分地区产能情况 . 25 图 36： LCD 下游需求结构占比情况 . 26 图 37： 2010-2020 年全球 LCD 电视面板平均尺寸情况 . 26 图 38： 2020 年 Q3 全球 LCD TV 面板供需比情况 . 26 图 39： 2016-2022 年智能手机面板出货量情况 . 27 图 40： 2019-2022 年可折叠手机市场规模情况 . 27 图 41： 2017-2022 年智能手表、 VR/AR 等可穿戴设备出货量情况 . 27 图 42： 2016-2019 年智能手表、 VR/AR 等可穿戴设备出货量情况 . 28 图 43：全球 LED 背光市场规模 . 29 图 44： 2009-2017 年中国 LED 应用市场规模及背光占比 . 29 图 45： Mini LED BLU 结构 . 29 图 46：从传统 LED 电视背光到 Mini LED 电视背光 . 29 图 47： VR 发展脉络 . 31 图 48： VR 行业应用演进图谱 . 31 图 49： 2020 年和 2024 年按产品分列的 AR / VR 耳机出货量，市场份额和五年复合成长（出货 量百万） . 31 图 50：全球 VR/AR 支出（ %，按应用领域） . 32 图 51： 5G 应用场景 . 33 行业深度分析 /电子元器件 5 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 图 52： 5G 关键指标 . 33 图 53： 5G 云化虚拟现实技术树 . 34 图 54： 5G+VR 性能比较 . 34 图 55： 5G+VR/AR 云游戏网络架构 . 34 图 56： 2016 年中国 VR 市场各细分市场占比 . 35 图 57： 2021 年中国 VR 市场各细分市场占比预测 . 35 图 58：消费者最期待的 VR 用途 . 36 图 59：全球 VR 视频用户预估数（万人） . 36 图 60： VR 产业链拆解 . 36 图 61： InvenSense 九轴传感器 . 37 图 62： LCD 与 AMOLED 屏幕原理示意图 . 37 图 63： Oculus 产品延时情况 . 37 图 64：全球智能手表厂商的营收占比（ H1 2020 vs H1 2019） . 39 图 65： 2020 年上半年按出货量排名的全球最畅销智能手表 . 40 表 1：中国半导体设计产业产品领域分布情况 .11 表 2： 2019 年中国企业在半导体主要领域的竞争力 .11 表 3：全球前 15 的 IP 公司总销售额， 2018、 2019 年（百万美元） . 12 表 4：中国大陆部分处于产能爬坡、在建或规划的晶圆厂 . 17 表 5：已发布氮化 镓快充的手机大厂 . 23 表 6：韩国面板厂商 LCD 退出计划情况 . 24 表 7：中国大陆面板厂商 LCD 扩产计划情况 . 25 表 8： LED 显示技术分类对比及其应用场景分布 . 28 表 9：不同显示技术对比 . 30 表 10： VR 视频演进路线 . 33 表 11： VR 头显分类与特点 . 35 表 12：主要 VR 一体机 CPU 处理器 . 38 表 13：国内厂商主要 VR 芯片特点 . 38 行业深度分析 /电子元器件 6 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 1. 行业景气度持续提升，国产替代引领半导体发展 1.1. 全球景气持续提升，中国行业规模与增速持续上行 全球半导体景气度持续提升， 其中 中国增速再超越 全球 。 2020 年 1 月份以来全球半导体销 售额恢复正增长，根据 SIA， 2020 年 1-9 月全球半导体市场销售额达到 3,194 亿美元，同比 增长 5.9%。 9 月份中国半导体销售额 同比 增速为 6.5%， 增速创 2020 年 以来 新高 ，同期全 球增速为 5.8%； 10 月份中国增速为 6.3%， 同期 全球 增速 为 6.0%。 图 1： 全球半导体景气持续提升，中国行业增速再次超越全球 资料来源： Wind， 安信证券研究中心 根据 中国半导体行业协会统计 ， 2020 年 1-9 月中国集成电路产业销售额为 5,905.8 亿元，同 比增长 16.9%。其中，设计业同比增长 24.1%，销售额 2,634.2 亿元，仍是三业增速最快的 产业；制造业同比增长 18.2%，销售额为 1,560.6 亿元；封装测试业同比增长 6.5%，销售 额 1,711 亿元。 我国 集成电路 进出 口 规模均快速增长 。 根据海关统计， 2020 年 1-9 月中国进口集成电路 3,871.8 亿块，同比增长 23%；进口金额 2,522.1 亿美元，同比增长 13.8%。出口集成电路 1,868.3 亿块，同比增长 18.7%；出口金额 824.7 亿美元，同比增长 12.1%。 国产替代方兴未艾，从低端向高端渗透加速 。从上游的设备材料，到中游设计、 EDA 软件， 及下游制造及封测领域都对自主可控提出了要求。总的来说，我国半导体设计行业增长迅速， 高端芯片国产替代速度加快，但 EDA 软件与 IP 核领域被龙头企业垄断，国产替代仍需时日 ； 半导体制造领域制程不断推进、加大投入，同时也带动了国产半导体前道设备与材料的认证 与量产；半导体封测是我国半导体产业链中最为成熟的部分，封测设备的国产化进程也最快。 1.2. 12 英寸 Fab 厂到 2024 年预计增长 38 座 ， 芯片制程占比将均衡发展 1.2.1. 12 英寸 Fab 厂 2020 年预计支出增长 13%，到 2024 年预计增长 38 座 供应链预留安全库存， 2020 年 12 英寸 Fab 厂 预计支出 增长 13%。 根据 SEMI， 云服务、 服务器、笔记本电脑、游戏和医疗技术的需求不断长， 5G，物联网（ IoT），汽车，人工智能 和机器学习等快速发展的技术继续推动对更强互联的需求，大型数据中心和大数据的需求也 在增长 ， 加上新冠疫情以及中美贸易战加剧，供应链预留安全库存，成为带动 2020 年晶圆 厂积极扩产、支出大幅增长的主要因素。根据 SEMI， 2020 年 12 英寸 晶圆厂投资将同比增 长 13%，超越 2018 年 ， 创历史新高 ， 2021 年增速将放缓 至 4%， 2022 年放缓 至 -2%， 预计 2023 年 达到 700 亿美元 新高 ， 2024 年将再次出现轻微下滑 -4%。 -20 -10 0 10 20 30 40 20 16 -03 20 16 -05 20 16 -07 20 16 -09 20 16 -11 20 17 -01 20 17 -03 20 17 -05 20 17 -07 20 17 -09 20 17 -11 20 18 -01 20 18 -03 20 18 -05 20 18 -07 20 18 -09 20 18 -11 20 19 -01 20 19 -03 20 19 -05 20 19 -07 20 19 -09 20 19 -11 20 20 -01 20 20 -03 20 20 -05 20 20 -07 20 20 -09 半导体销售额中国当月同比（ %） 半导体销售额全球当月同比（ %） 行业深度分析 /电子元器件 7 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 图 2： 2013 年至 2024 年 12 英寸 Fab 厂设备支出 资料来源： SEMI， 安信证券研究中心 根据 SEMI 保守估计， 全球 2020 年到 2024 年将至少增加 38 座 新的 12 英寸 Fab 厂，月产 能将增长约 180 万片晶圆，达到 700 万片以上。 中国台湾地区将增加 11 个，中国大陆将增 加 8 个， 二者合计 占总新增数量的一半。到 2024 年， 将达到总计 161 个 12 英寸 Fab 厂。 图 3： 2015、 2019、 2024 年全球 12 英寸 Fab厂总产能和数量 资料来源： SEMI， 安信证券研究中心 分区域来看， 到 2024年 预计中国将占 12英寸 Fab厂 20%产能 。 产能占比方面 ， 根据 SEMI， 12 英寸 产能的全球份额 中 ， 中国将 从 2015 年的 8%增长到 2024 年的 20%，达到 150 万片 /wpm。日本所占的 份额预计 从 2015 年的 19%下降到 2024 年的 12%。美洲 份额 预计 从 2015 年的 13%下降到 2024 年的预计 10%。 支出总额方面，韩国最高， 投资额在 150 亿美元至 190 亿美元之间，其次是中国台湾，投资额在 140 亿美元至 170 亿美元之间，其次是中国大 陆，投资额在 110 亿美元至 130 亿美元之间 ， 欧洲 /中东 增幅 将达到 164%，其次是东南亚的 59%，美洲的 35%和日本的 20%。 芯片类型方面， 存储芯片 将 占据 12 英寸 Fab 厂支出增长的大部分。 根据 SEMI 预测， 2020-2023 年， 存储芯片支出 每年将以高个位稳定增长，到 2024 年将增长 10%； 2021-2023 年，逻辑 /MPU 的投资将稳步提高 ； 与电源相关的设备 2021 年 预计 增长 200%以上， 2022、 2023 年 将 两位数增长。 行业深度分析 /电子元器件 8 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 1.2.2. 芯片制程微缩边际受益递减，不同制程发展更加均衡 芯片 制程方面，随着 制程 微缩速度持续放缓， 芯片设计成本大幅提升， 边际收益递减， 因此， 先进与成熟制程之间的 权衡更 加明确，不同公司所采用的制程也愈加有针对性 ，因此 各种制 程都有展现各自优势的空间。 经 IC Insights 统计和预测，各种半导体制程的市占率正向着相 对更加均衡的方向发展。 根据 IC Insights， 2019 年 10nm 以下制程占比约为 4.4%， 2024 年预计增长到 30%。同期， 10nm-20nm 制程占比将从 38.8%下降到 26.2%； 20nm-40nm 制程的市占率将从 13.4%下降 到 6.7%； 而 40nm 以上成熟制程的占比预计没有明显变化。 总体来看，到 2024 年， 10nm 以下， 10nm -20nm 和 40nm 以上制程各占市场约三分之一。 图 4： 芯片制程占比正向着相对更加均衡的方向发展 资料来源： IC Insights， 安信证券研究中心 5nm 制程方面的玩家只 有台积电和三星。 台积电 5nm 制程 目前主要客户 只有 苹果 （假设剔 除华为后） ， 以 A15 Bionic 和 Mac CPU 为主 ， 预计 2021 年 AMD 的 5nm Zen 4 架构产品 也将开始小量试产 。 2021 年底至 2022 年，联发科、英伟达和高通 也 都有 5nm/4nm 产品量 产计划 （根据 TrendForce） 。三星的主要客户是 英伟达 Hopper 架构 Geforce 平台 GPU、 高 通骁龙 885 及三星 Exynos 旗舰系列 。 7nm 制程 市场由 量产两年多 的台积电掌控 。 目前 台积电营收主力仍为 7nm 制程。 台积电官 网于 2020 年 8 月 20 日宣称， 截止到 2020 年 7 月， 台积电 7nm 无缺陷芯片 累计出货量已 超过 10 亿颗 。 同 日 ，台积电 官网宣称 优化 7nm 制程后推出的 6nm 已经开始进入生产阶段， 并采用 EUV 技术取代部份浸润式光刻掩模。苹果、华为海思、高通、联发科、 AMD、赛灵 思、英伟达、博通等均是台积电 7nm 客户 ， 英特尔和特斯拉， 也 都是台积电潜在的 7nm 制 程客户。 根据 IC Insights， 制程 在 10nm-20nm 之间 的芯片出货量在 2019 年 12 月 接近 40%，但随 着 10nm 以下先进制程的崛起， 10nm-20nm 的市占率 预计 逐渐降低 。该范围内的主力制程 是 16nm（主要由台积电提供）， 14nm（主要由 三星、英特尔和格芯提供）， 12nm（主要由 行业深度分析 /电子元器件 9 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 台积电和格芯提供），以及 10nm（主要由台积电、三星提供）。芯片种类主要是逻辑芯片和 高性能的存储芯片。逻辑芯片主要以手机处理器，以及英特尔的 CPU 为代表，该部分市场 较为成熟。而采用 10nm -20nm 制程生产存储芯片的，主要是行业三强三星、 SK 海力士和 美光 。 图 5： 全球主要晶圆制造企业技术节点突破及路线 （量产） 资料来源： 安集科技招股说明书 援引 IC Insights 图 6： NAND 存储芯片技术路线图 资料来源： 安集科技招股说说明书援引 TechInsights 20nm-40nm 制程的市占率一直都比较低 ， 且 将从 2019 年 12 月的 13.4%下降到 2024 年 12 月的 6.7%。 20nm-40nm 中 主要有 20nm， 22nm， 28nm 和 32nm， 其中 28nm 具有最优性 价比 ， 但 随着先进制程的不断更新，逻辑芯片制程大都采用 20nm 以下制程，存储三巨头也 都在向 10nm+领域拓展 ，另外 大量的模拟和功率芯片 也 不需要先进制程 ， 这些使得原本处在 性价比最高的过渡制程节点区间内的 28nm 竞争力逐渐减弱 ， 市场份额不断缩减。 40nm 以上的成熟制程 市场需求预计维持高景气， 市占率 预计维持 稳定。 诸多晶圆代工厂长 行业深度分析 /电子元器件 10 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 期专注于成熟工艺，而不向先进制程投入过多资本和精力， 例如 格芯和联电放弃最先进制程 。 近几年 在业内不断兴建 12 英寸晶圆厂的同时， 8 英寸 产能 供不应求， 因为先进制程所需的资 本额奇高， 大部分 用于新建的 资本都投入到了 20nm以下的先进制程（以 12 英寸晶圆为主）， 而 40nm 以上成熟工艺（以 8 英寸晶圆为主）在很大程度上被忽略，而这部分的市场需求和 市占率一直都很高。今后几年，成熟工艺芯片供不应求的局面大概率还会持续下去。 1.3. 我国 芯片 设计行业增长迅速，高端芯片国产替代速度加快 1.3.1. 我国芯片设计行业增长迅速，消费与通信是主要应用领域 中国芯片设计市场规模迅速扩大，芯片设计企业数量不断攀升。 根据中国集成电路设计年会， 2020 年国内芯片设计行业销售规模预计达到 3,814.9 亿元，比 2019 年的 3,084.9 亿元增长 了 23.8%，增速提升 4.1%。按照美元与人民币 1:6.8 的兑换率，全年销售额约为 561.7 亿美 元，在全球集成电路产品销售收入中占比接近 13%。 图 7： 2010-2020 年中国半导体设计产业销售规模情况 图 8： 2010-2020 年芯片设计企业数量增长情况 资料来源： 2020 中国集成电路设计业年会 ，安信证券研究中心 资料来源： 2020 中国集成电路设计业年会 ，安信证券研究中心 产业集中度缓步提升。 根据中国集成电路设计年会， 2020 年国内芯片设计企业数量为 2,218 家，比 2019 年多 438 家，其中前十大设计企业销售之和为 1,868.9 亿元，占全行业规模的 48.9%。 2020 年预计有 289 家半导体设计企业的销售超过 1 亿元，比 2019 年增长了 51 家。 这 289 家企业的销售总和达到了 3,050.4 亿元，达到了全行业的 79.9%，产业集中度正在缓 步提升。 图 9： 2010-2020 年中国半导体设计产业销售过亿元企业的增长情况 资料来源： 2020 中国集成电路设计业年会 ，安信证券研究中心 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 中国半导体设计产业销售规模（亿元，左轴） 增速（ %，右轴） -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 0 500 1000 1500 2000 2500 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 芯片设计企业数量（个，左轴） 增速（ %，右轴） -5% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 0 50 100 150 200 250 300 350 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 销售过亿元企业的增长情况（个，左轴） 增速（ %，右轴） 行业深度分析 /电子元器件 11 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 通信与消费电子是中国半导体设计产业产品的主要应用领域。 根据中国集成电路设计年会， 除了智能卡外，通信、计算机、多媒体、导航、模拟、功率和消费电子领域企业数量的都保 持上升。通信、消费电子、模拟领域内企业数量的增加最多。其中，通信芯片的销售提升了 46%，达到了 1,647.1 亿元；消费类电子的销售增长 10.3%，达 1,063.9 亿元；模拟电路的 销售提升了 24.8%，为 163.8 亿元。 表 1：中国半导体设计产业产品领域分 布情况 序号 领域 2019 2020 增长 企业 比例 销售总额 企业 比例 销售总额 1 通信 403 36.60% 1128.2 498 22.50% 1647.1 46.00% 2 智能卡 102 5.60% 172.1 98 4.40% 155.9 -9.40% 3 计算机 140 13.60% 420.3 147 6.60% 467.3 11.20% 4 多媒体 55 5.10% 156.3 65 2.90% 184.4 18.00% 5 导航 41 0.50% 14.7 55 2.50% 21.7 47.60% 6 模拟 102 4.30% 131.2 270 12.20% 163.8 24.80% 7 功率 89 3.20% 97.8 119 5.40% 115.3 17.90% 8 消费类 847 31.20% 960.3 966 43.60% 1063.9 10.30% 总计 1780 100.00% 3080.9 2218 100.00% 3814.9 23.80% 资料来源： 2020 中国集成电路设计业年会 ，安信证券研究中心 1.3.2. 高端芯片取得长足进，但 EDA 与 IP 仍需时日 高端芯片取得长足 进步 ，国产替代未来可期。 国产通用 CPU 尽管与世界最先进水平相比仍 有一些差距，但是已经从十年前的“基本不可用”转向如今的“完全可用”，应用也开始从 专用领域转向公开市场领域，走出了具有里程碑意义的重要一步。国产嵌入式 CPU 已经实 现了与国外产品同台竞争，从之前的专用为主发展到今天的通用为主，年销售达到数亿颗。 在存储器领域，国内产品也实现了零的突破，三维闪存和动态随机存储器进入量产，技术接 近国际先进水平。国产 FPGA 芯片也全面进入通信和整机市场，在关键时刻起到了决定性的 支撑作用。未来 ，半导体国产替代将重点集中在 CPU/GPU/DRAM/射频 /MCU 等中国厂商目 前市场份额较低的领域。 表 2： 2019 年中国企业在半导体主要领域的竞争力 芯片类别 全球市场规模 （百万美元） 美国厂商份额 中国厂商份额 美国供应商 中国供应商 CPU 53,248 100% 0% Intel, AMD 华为鲲鹏，平头哥（阿里巴巴）， 中国长城 GPU 7,434 100% 0% Nvidia, AMD 景嘉微 MCU 17,867 30% 3% Microchip, TI 兆易创新，中颖电子 FPGA 5,975 99% 0% Xlinx, Intel 紫光国微 AP 40,108 52% 12% Qualcomm, Apple 华为海思，紫光展锐，晶晨股 份 存储器 109,542 29% 1% Micron, Intel 长江存储，合肥长鑫，兆易创 新 模拟 IC 54,151 60% 3% TI, ADI, Maxim 砂力杰，圣邦，思瑞浦 射频 26,747 65% 6% Skyw orks, Qorvo, Broadcom, Qualcomm 华为海思，紫光展锐，晶晨股 份 分立器件 21,608 29% 13% ON Semi, Vishay, Diodes 闻泰科技，华润微，扬杰科技， 斯达半导 传感器 25,459 10% 13% ON Semi, Vishay, Diodes 韦尔股份，汇顶科技 资料来源： Gartner， WSTS，安信证券研究中心 行业深度分析 /电子元器件 12 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 1.3.3. EDA 软件与 IP 核领域被 龙头 企业垄断，国产替代仍需时日 2019 年全球 EDA 市场规模为 105 亿美元，同比增速 8.25%，目前 EDA 市场被 Synopsys、 Cadence， Mentor Graphic 三家寡头垄断 。国产 EDA 继模拟全流程设计工具进入市场参与 竞争后，在数字电路流程上也开始逐步形成一系列重要的单点工具，但短期内难以全面实现 国产替代。在 IP 核 领域， ARM 发展势头迅猛，算力优势有望从终端向云端迁移 。 中国大陆 芯原股份近年来 成长迅速 ， 根据 Ipnest，芯原股份 在 2019 年 市场份额排名中排名第 7，占 比 1.8%，有望成为未来国产替代的领军企业。 图 10： 2015-2020E 全球 EDA 市场规模 情况 图 11： 2018 全球 EDA 市场份额占比 情况 资料来源： 前瞻经济学人，安信证券研究中心 资料来源： 前瞻经济学人，安信证券研究中心 表 3： 全球前 15 的 IP 公司总销售额， 2018、 2019 年（百万美元） 排名 公司名称 2018 2018 市占率 2019 2019 市占率 1 ARM 1,610.0 43.0% 1,608.0 40.8% 2 Synopsys 629.8 16.8% 716.9 18.2% 3 Candence 188.7 5.0% 232.0 5.9% 4 SST 104.8 2.8% 115.0 2.9% 5 Imagination Technologies 124.6 3.3% 101.1 2.6% 6 Ceva 77.9 2.1% 87.2 2.2% 7 Verisilicon 66.3 1.8% 69.8 1.8% 8 Achronix 52.5 1.4% 49.0 1.2% 9 Rambus 49.9 1.3% 48.8 1.2% 10 eMemory Technology 47.9 1.3% 46.8 1.2% 11 Wave Computing 41.5 1.1% 39.5 1.0% 12 Arteris IP 21.5 0.6% 34.0 0.9% 13 Faraday 28.8 0.8% 29.1 0.7% 14 M31 25.5 0.7% 28.1 0.7% 15 Alphaw ave 15.0 0.4% 25.0 0.6% Top 15 3,081.7 82.3% 3,230.3 82.0% 其他 661.0 17.7% 707.7 18.0% 总计 3,742.7 100.0% 3,938.0 100.0% 资料来源： Ipnest（ 2020 年 4月） ，安信证券研究中心 1.3.4. 重点关注 韦尔股份 “多摄 +高像素”趋势不变，光学业务持久成长：“多摄 +高像素”趋势不变，带动 CIS 芯片 行业长期向好。以华为 P40Pro+为例，配臵后臵五镜头，分别为 50M 主摄 +40M 超广角镜头 +8M 长焦镜头 +8M 潜望式超长焦镜头 +ToF 镜头。短期内，智能手机的需