半导体行业137页深度研究：2022景气延续，重点关注平台扩张

（报告出品方/作者：国盛证券，郑震湘、佘凌星）

一、半导体：22年继续延续增长，重点关注平台扩张

1.1 半导体行业增速一览

据美国半导体行业协会（SIA）12 月公布的最新数据，2021 年 10 月份全球半导体销售 额 488 亿美元，yoy+24%，qoq+ 1.1%。分地区看，所有市场 10 月销售额同比增长， 美洲 yoy+29.2%，qoq+2.6%；欧洲 yoy+27.3%，qoq+2.8%；日本 yoy+23.7%， qoq+1.1%；亚太/所有其他地区 yoy+22.6%，qoq+0.2%，中国 yoy+21.1%，qoq+0.3%。

超级景气周期的延续，看 2022 年半导体将实现第三年连续增长。受汽车、服务器、物 联网、5G 等数字经济智能应用驱动，半导体市场自 2019 年开启的超级景气周期有望持续三年，根据 SEMI 收集的各机构对 2022 年全球半导体市场规模及增速预测，2022 年 市场规模预测均值为 5700 亿美元，平均的预测增速为 10%，最高预测增速超过 15%， 来自 SIMI。

2021 年 11 月北美半导体设备出货再创历史新高。我们认为北美半导体设备厂商月销 售额对于全球半导体行业景气度分析、全球半导体设备市场跟踪具有重要意义。2021 年 1 月以来北美半导体设备厂商月销售额首次突破了 30 亿美元关口，创历史新高的同时站 稳 30 亿美元以上的位置。2021 年 11 月北美半导体设备商出货金额达到 39.14 亿美元， 再次创历史新高（前高 2021 年 7 月），同比增长 50%。

国内方面，存货占比回升，但仍处于历史较低水平，行业景气持续！相当值得关注的一 个指标是，IC 设计板块存货占比指标在 20Q2 以来持续下降，反映此前重复下单（overbooking）的存货不断去化，行业高景气度持续，同时我们跟踪韦尔股份、兆易创新、澜 起科技等龙头公司来看也确实存在这一趋势，行业景气趋势有望继续上行！

关注 IC 设计板块重点指标——预付账款，预付账款可以部分反映出 IC 设计公司对产业 链上游晶圆代工以及封装测试供应商的备货水平，我们可以看到 21Q3 板块预付账款延 续了 2020 年以来的提升趋势，21Q3 预付账款达到 24.37 亿元，反映板块整体备货水 平积极。

边缘计算基建为崛起新星，2022 数据中心、汽车仍将有较高增速。按下游应用分，无 线通信，计算系统是占比最高的两大环节，消费电子紧随其后，汽车半导体规模及占比 不断提升。从具体半导体产品来看，存储是占比最大的市场，此外特殊用途逻辑 IC，模 拟 IC 占比较大。边缘基础设施是指位于其服务人群附近的小型数据中心站点，这些站点 向终端用户提供云计算和缓存内容。通常，边缘基础设施连接到大型中央数据中心或多 个数据中心。当前，边缘基础设施领域半导体规模尚小，但成长迅速，2021 预计增速 344.1%，2022 增速预计 45.5%。此外，SSD、汽车、数据中心领域是预计 2022 增速最 快的领域，预计将分别增长 22.0%，14.9%，13.2%（据 Gartner 数据）。

2021 存储增速耀眼，2022 年仍将延续高增。按半导体各技术类型看，展望 2022，预 计存储增长 19.7%（据 Gartner 数据），增速突出。存储以外的半导体，2022 年预计将 温和增长 4.6%。

服务器领域：当前 DRAM 价值量已有飞跃式提升，微处理器仍占重要比重。据 Garter 数据，2021 服务器领域 DRAM 规模约 250 亿美元，价值量占比已高达 48%，较 2015 年 大幅提升 20pt，超越微处理器成为规模最大的半导体类型。当前服务器领域微处理器规 模约 205 亿美元，占比 40%。

汽车领域：单车硅含量持续提升，智能化、电动化为最大驱动。据英特尔预计，2025 年 单车半导体 BOM 占比将达 12%，2030 年预计将达 20%，展望未来十年，仍有数倍空 间。据 Garter 对单车各功能半导体需求的拆解，可见 EV/HEV，ADAS 为未来五年汽车半 导体续期主要增量领域。预计 2022 年单车半导体价值达 595 美元；2025 年达 716 美 元；2021~2025 单车半导体价值将提升约 30%。

1.2 回顾海外巨头发展，看国内平台型龙头崛起

我们此前持续强调，科技企业的本质在于创新，过去五年来我们着重研究科技企业依靠 科技红利实现扩张成长。对于有效研发投入及有效研发产值的研究，能有效前瞻性判断 企业成长方向、速度、空间。

截至到目前，中国大陆已经有以韦尔股份、兆易创新、卓胜微、紫光国微等为代表的一 批公司市值超过 1000 亿，以澜起科技、圣邦股份、思瑞浦等为代表的一批公司市值超过 500 亿，此外还有相当一批公司市值居于 300-500 亿。2021 年受益于行业景气周期， “缺货涨价”类公司涨幅相对更高，下一阶段我们认为半导体设计的投资重点将从价格 因素转向企业自身的平台型扩张，看好平台型龙头崛起！

典型半导体公司的成长阶段：

1）主业产品持续迭代带来的单价、盈利能力、份额提升：典型代表为韦尔股份（豪威科 技）的 CIS，澜起科技的内存接口芯片，圣邦股份的模拟芯片，中微公司的刻蚀设备以及 华峰测控的测试设备；

2）品类扩张带来的空间提升：典型代表包括兆易创新从利基型 NOR flash 切入利基型 DRAM，卓胜微从射频开关向 SAW 滤波器以及从接收端到发射端射频模组产品的扩张， 圣邦股份、思瑞浦、艾为电子等从信号链产品向电源管理类产品的扩张，北方华创在设 备领域的品类扩张等；

3）业务领域的拓展延伸：典型代表包括三安光电从 LED 到化合物半导体，精测电子从 面板检测到半导体检测等；

1.2.1 英伟达：游戏→AI→Auto→元宇宙，GPU 平台龙头高速成长

英伟达创立之初是一家为图形计算提供加速器的无晶圆厂半导体设计公司，1999 年推出 GeForce 256 绘图处理芯片时在全球首次提出 GPU（图形处理器）概念，2006 年推出革 命性的用于通用 GPU 计算的统一计算架构平台 CUDA，使得 GPU 可以被用于需要处理 大量并行计算的领域，例如深度学习等，CUDA 使得 GPU 除了用于图像处理，还越来越 多的参与到计算中，大大拓展了 GPU 的应用领域。2020 年收购 Mellanox，进一步布局 数据中心以太网交换机、芯片和 InfiniBand 智能互联解决方案，打造 AI 计算到网络的端 到端技术。

目前英伟达的主要产品不仅包括硬件部分的 GPU 和 SoC（用于 switch 等游戏机），还包 括计算与网络部分的数据中心平台及系统和 Mellanox 业务等。截至 2021.1.31 财年，公 司图形业务营收 98.3 亿美金，占总营收约 59%，计算与网络业务营收 68.4 亿美金。五 大业务板块游戏、专业视觉（电影、建筑等）、数据中心、汽车和 OEM 及其他营收分别 为 77.6（46.5%）/10.5（6.3%）/67.0（40.2%）/5.4（3.2%）/6.3（3.8%）亿美金。 在 29 个国家拥有 18975 名员工，其中研发人员占比达到 71%，研发费用达到 39.2 亿 美金，占总营收 23.5%。

1993 年黄仁勋、Chris Malachowsky 和 Curtis Priem 共同创立了英伟达，彼时市面上有 20 多家图形芯片公司，三年后这个数字飙升至 70 家。但直到 2006 年，英伟达是唯一 一家仍然独立运营的公司。黄仁勋拥有斯坦福大学电气工程硕士学位，曾在 AMD 担任微 处理器设计工程师，后任职 LSI 公司（主业 ASIC 等），成为集成芯片（类似目前 SoC） 部门负责人。从英伟达创立至今，黄仁勋始终担任公司总裁兼 CEO。Malachowsky 是公 司的工程技术高管，曾在惠普和 Sun Microsystems 担任工程和技术领导职务，拥有 30 多年行业经验，获得近 40 项集成电路设计和方法学领域的专利。Priem 曾参与设计了 IBM 首个 PC 用图像处理器，从 1993 年至 2003 年担任英伟达 CTO，主管产品设计。

由 于 成 立 之 初 就 采 用 Fabless 模 式 ， 1994 年 英 伟 达 与 当 时 的 SGS-Thomson Microelectronics（1998 年更名为意法半导体）达成首个战略合作关系，为英伟达制造单 芯片图形用户界面（GUI）加速器。1995 年英伟达发布了其第一款产品 NV1。NV1 是首 个将 GUI 加速、声卡、全动态视频加速、3D 图形、游戏手柄和操作杆接口集成到单个 芯片上的微处理器。NV1 促成了英伟达与当时最大的街机游戏制造商 Sega（世嘉）合作。 然而由于同年微软推出了 Windows 95，其以图形用户界面为主要特征，掀起了界面革 命，也使得图像芯片市场由游戏主机转向 PC，同时微软还开发了采用多边形成像技术的 图形编程接口 Direct X 标准，英伟达的 NV1 和 NV2 采用的二次曲面贴图方式无法兼容 行业通用标准，因此后来销量并不佳。

吸取经验后，英伟达 1997 年推出的 RIVA 128，支持微软的 DirectX 标准，进军 PC 市 场，1998 年初推出的 RIVA 128ZX 拥有 8MB 翻倍显存并进一步支持了 OpenGL 驱动。 当时各家显存厂商都在发展各自的显示标准，例如 3dfx 的 GLIDE、PowerVR 的 PowerSGL、 ATI 的 3DCIF，适逢微软 1997 年推出的 DirectX 5.0 进行了重大升级，开始在 3D API 市 场崭露头角，英伟达选择支持微软 DirectX 就是选择了微软的强大后盾。后来英伟达又 推出 RIVA TNT，RIVA TNT2 等图形处理器，不仅支持微软 DirectX 和 OpenGL 标准，且 集成度更高，性能也优于当时市场领导者 3dfx 和 ATI，同时价格低廉，得以大量销售。

1999 年英伟达在纳斯达克上市，当时公司的收入来源主要为 PC 业务，强大的产品力和 与当时头部 PC 厂商的合作，英伟达用三年时间将营收从 1995 年的 118.2 万美金提升到 1998 年的 1.6 亿美金。

1999 年 8 月，英伟达推出了具有划时代意义的 GeForce 256，并将它命名为世界上第一 个 GPU。与 RIVA TNT2 相比，GeForce 256 增加了 Pixel Shader 流水线的数目，并支持 硬件 T&L（坐标转换和光源运算）和 MPEG-2 硬件影像加速，配合 DDR 作为显存。T&L 原本由 CPU 完成，GPU 从硬件上支持 T&L 以后，CPU 得以从繁重的运算中解脱出来。

2001 年底安然事件引发市场对公司财务披露情况的担忧，经过自查，公司 CFO 辞职且 对财报进行了重述，此后 2002 年竞争对手 ATI 的旗舰产品 R300 引领市场，而英伟达旗 舰产品拖延至 2003 年才发售，且散热和工艺良率等出现较多问题，对 DirectX9 支持也 不够匹配，导致在某些游戏中的性能表现甚至劣于竞争对手，直接使得 ATI 独立显卡市 场份额在 2004Q2 首次超过英伟达。此外 2003 年英伟达与微软要求降低 Xbox GPU 价 格方面产生争议，最终微软下一代产品转向 ATI。

革命性 CUDA 架构，打开 GPU 通用计算大门。2006 年底，英伟达推出 CUDA 通用并行 计算架构，CUDA 是用于 GPU 计算的开发环境，是一个全新得软硬件架构，它包含了 CUDA 指令集架构（ISA）以及 GPU 内部的并行计算引擎，可将 GPU 视作一个并行数据 计算的设备，对运行的计算进行分配和管理。在 CUDA 的架构中，计算不再像过去那样 必须将计算映射到图形 API（OpenGL 或 DirectX）中，开发者可以用 C 语言为 CUDA 架 构编写程序，从而在支持 CUDA 的处理器上以超高性能运行密集数据计算解决方案，解 决复杂计算问题，CUDA 的广泛应用造就了计算专用 GPU 的崛起，使得英伟达得以进军 高性能计算领域。

推出新产品系列，平台型布局初现。2008 年英伟达发布了支持 CUDA 1.1 的 GeForce 9 系列 GPU，以及采用了第二代 CUDA 架构的 GeForce 200 系列 GPU，NVIDIA 在 GT 200 中引入了大量重要改进，GT200 具有极高的处理能力和存储器带宽，用于通用计算时的 可编程性和灵活性也更加突出，采用 Tesla 架构，这也是英伟达数据中心 GPU 系列产品 的第一代架构。同年，NVIDIA 还发布了 Tegra 系列产品，进军移动处理器市场。

深度学习对算力要求大幅提升。人工智能通过模拟和延展人类及自然智能的功能，拓展 机器的能力边界，使其能部分或全面地实现类人的感知（如视觉、语音）、认知功能（如 自然语言理解），或获得建模和解决问题的能力（如机器学习等方法）。人工智能实现方 法之一为机器学习，而深度学习是用来实现机器学习的技术，通常可分为“训练”和“推 理”两个阶段。训练阶段：需要基于大量的数据来调整和优化人工智能模型的参数，使 模型的准确度达到预期，核心在于算力；推理阶段：训练结束后，建立的人工智能模型 可用于推理或预测待处理输入数据对应的输出（例如给定一张图片，识别该图片中的物 体），这个过程为推理阶段，对单个任务的计算能力不及训练，但总计算量也相当可观。

GPU 在深度学习领域大显身手。算法的效果、效率与核心计算芯片的计算能力密切相关。 相比 1993 年出品的 Intel CPU 奔腾 P5 芯片，识别一张 ImageNet 图片需要至少 10 分钟 完成推理任务、近百年完成训练任务，如今旗舰手机上的 SoC 仅需数百微秒就能完成，因此处理器芯片技术的进步对于 AI 快速进步并进入实用场景至关重要。人工智能的运算 本质是一些矩阵乘，并不需要很多的存取和判断，GPU 比 CPU 有更多的逻辑运算单元 （ALU）因此架构更适合做一些大运算量的重复工作，且更容易组成大的集群，从而更适 合 AI 且更加高效。

GPU 助力深度学习技术性能快速进步。2011 年开始，全球 AI 研发工作者开始意识到 GPU 在深度学习领域的威力，彼时谷歌大脑项目学会了通过在视频网站上看电影来识别 动物和人，但它需要配备 2000 个 CPU 的服务器。英伟达与斯坦福大学合作，将 GPU 用 于深度学习，12 个英伟达的 GPU 就可以达到类似性能。此后深度学习进入高速发展期， 2012 年深度学习可以在 ImageNet 图像识别挑战中战胜人工代码，到 2015 年深度学习 已经可以战胜真人。

英伟达 GPU 架构持续迭代。英伟达自 2008 年推出 Tesla 架构后，保持着每两年推出一 个新架构的速度，先后推出了 Fermi、Kepler、Maxwell、Pascal、Volta（Turing）和 2020 年推出的 Ampere（安培）架构，在 CUDA core 数量、数据交换速度、单机内多 GPU 通 信、增加 Tensor Core 等方面进行了持续更新迭代，产品性能不断提升。

数据中心、自动驾驶、加密货币，三重因素驱动 2017-2018 上半年英伟达高歌猛进。 2016 年 4 月特斯拉首次推出平价 Model 3 爆款车型（2017 年 7 月开始交付），引领自动 驾驶风潮，2016~2019 年特斯拉的 AutoPilot HW2.0 采用了基于英伟达的 DRIVE PX 2 AI 计算平台，芯片由第一代的 Mobileye Q3 升级为两个英伟达 Parker SoC、1 个英伟达 Pascal GPU，从而支持更多的车载传感器。此外，2017 年 4 月至年底，加密货币价格大 幅拉升催生了“挖矿”对显卡的需求。与此同时，云服务厂商保持大规模数据中心资本 开支力度。多重因素推动英伟达 2017-2018 前三季度股价及业绩一路高歌猛进。

业务短暂调整，2019 下半年再出发。2018H2-2019H2，加密货币价格下跌，二手显卡 流回市场导致渠道库存增加，对游戏显卡业务营收造成连续几个季度的不利影响，此外， 2017 及 2018 年全球服务器出货量达到高点，数据中心 2018 年下半年进入景气弱周期。 直到 2019 年下半年，数据中心业务回暖，服务器出货量重回增长。

后疫情时代，市场空间不断打开，软硬件结合深挖护城河。疫情不改行业 2019 年去库 存结束，反而加速数字化进程，半导体进入第四轮硅含量提升周期。2020 年英伟达先后 完成其历史上最大的收购 Mellanox，及宣布收购 ARM。下游游戏、AI、智能汽车、AR/VR 四大应用领域全面打开，市场空间不断增长，收购为服务器及存储提供端到端 Infiniband 和以太网互联解决方案的领军企业 Mellanox，平台触角再延伸，软硬件结合加深护城河。

游戏：产品价值量持续提升，市场份额稳步增长，电子竞技催化增量需求

聚焦游戏尤其是高端产品市场，摆脱 PC 出货疲软实现快速增长。PC 出货量在 2010- 2011年见顶，但英伟达游戏业务营收近年来仍然保持较高增速，FY17至FY21营收 CAGR 22%，我们认为主要是因为在如今集成 GPU 基本可以满足普通 PC 需求的情况下，公司 聚焦高性能游戏 PC 以及云游戏平台，产品价值量不断增长。

产品实力强劲，市场份额稳步提升。性能是 PC 游戏消费者最关注的指标之一，PC 游戏 玩家通常对独立显卡价格敏感度较低，愿意为更高的性能进行产品升级，根据 Tom’s hardware 跑分，英伟达 GPU 性能领先 AMD，公司在独立显卡市场份额稳步提升。此外， 加密货币“挖矿”需求使得显卡实际零售价与建议零售价出现大幅价差，通过对比也可 以发现，本就定价较高的英伟达产品溢价能力也普遍高于 AMD 产品，侧面反应公司产品 实力突出。

电子竞技催化增量需求。根据新华网，中国电竞市场规模已经突破 1000 亿元，已经超 过北美成为全球最大电竞市场。根据腾讯新闻谷雨数据联合全国电子竞技协会联盟等发 布的《中国职业电竞人才发展报告》，2022 中国电竞整体市场规模预计将达到 2157 亿 元，电竞商业化未来有望为电竞市场整体增长提供长期动力。

AI：云服务厂商新一轮资本开支，服务器出货量有望持续增长

海量数据流量增长带来的数据处理及存储需求持续为服务器市场增长赋能。根据 Omdia， 2018 全球网络数据流量约为 1.22ZB，而至 2024 年流量将增至 5.47ZB ，约为 2018 年 的 4.5 倍，2018-2024 年 CAGR 达 28.7%，海量数据将持续推升对数据存储和处理的需 求增长。根据 Sumco 预测，数据中心 SSD 存储所需也将在 2020 年达到 0.078ZB，至 2023 年将会达 0.219ZB。我们认为随着 5G 的逐步完善，用户对于接入流量的需求大幅提高，而 5 G 的建设仍在进行当中，因此我们预期在未来随着物联网等新应用逐步成熟， 对于流量的需求将继续迎来井喷式增长，进一步带动服务器行业的增长。

英伟达预计其数据中心业务 2024 年可触及市场空间达到 1000 亿美金，公司 FY17 至 FY21 营收 CAGR 82%，数据中心业务已成为紧随游戏的第二大块业务，并成为目前公 司毛利贡献最高的业务。

收购 Mellanox，推出 DPU 及 DOCA 进一步提升数据中心市场控制力。2020 年英伟达 69 亿美元完成收购 Mellanox，并基于 Mellanox 的技术推出了 DPU（Data Processing Unit）处理器。2021 年 4 月，英伟达发布了新一代 BlueField-3 DPU 以及新的 DOCA SDK 1.0（Data-Center-Infrastructure-On-A-Chip Architecture）软件架构（开发人员平台）。 传统的数据中心架构是以 CPU 为中心的架构，但随着数据量大幅提升，传统冯·诺依曼 架构无法解决通信模型带来的网络拥塞问题，DPU 以数据为中心的架构，其本质是一款 SoC 芯片，以 DPU 为核心的数据中心，能够使典型通信延时降低 10 倍以上。（报告来源：未来智库）

汽车：自动驾驶势不可挡，主控 SoC 为传感器等提供算力支持

自动驾驶等级每提高一级，算力约提升一个数量级。随着自动驾驶等级提升，单车每天 产生的数据量骤增，传感器环境感知、高精度地图、V2X 通信、多种数据融合等对算力 提出了非常高的要求。目前主流做法同样是采用“CPU+XPU”的多核结构。行业内主要 竞争者包括英伟达、特斯拉、Mobileye、地平线、Waymo 等。

英伟达：目前已经推出 5 代自动驾驶计算平台：Drive PX、Drive PX2、Drive AGX Xavier/ Pegasus、Drive AGX Orin、DRIVE Hyperion。Drive PX2 算力 24TOPS，性能强，特斯拉 曾使用。Drive AGX Xavier/Pegasus：采用 12nm Xavier，小鹏 P7、上汽荣威、文远知行、 小马智行均搭载过。Drive AGX Orin：集成了 Ampere 架构 GPU，算力最高可达 2000TOPS， 但功耗较高。2021 年 11 月发布 NVIDIA DRIVE Hyperion 8 自动驾驶开发平台，基于其 DRIVE Orin 芯片。Orin 单颗芯片算力可达 254 TOPS，Hyperion 8.1 平台可搭配 15 个摄 像头、9 个雷达、12 个超声波雷达、2 个 LiDAR，实现支持 L2+/L3 级别的自动驾驶。

目前的 Orin SoC 拥有 12 个 ARM Cortex-A78 CPU 核，以及基于 Ampere 架构的集成 GPU，根据英伟达，蔚来 ET7 的超算平台 Adam 搭载了 4 颗英伟达 DRIVE Orin，最高算 力可达到超过 1000TOPS。英伟达下一代 AI 加速的车用 Atlan 处理器，单颗算力可达 1000TOPS，面向 2025 年的的智能汽车需求。Atlan 处理器将使用英伟达下一代 GPU 架 构，新的Arm CPU内核以及深度学习和计算机视觉加速器（computer vision accelerators）。

AR/VR：推出 Ominiverse，元宇宙硬件先行。2021 年 4 月，英伟达推出 Omniverse， 作为一个开放式平台，专为虚拟协作和物理级准确的实时模拟打造，设计师、研发人员 可以通过这一平台连接主要设计工具、资产和项目，在虚拟空间协作和迭代，最终由 GPU 提供实时渲染，软硬件结合，英伟达正式进军元宇宙。

复盘英伟达、AMD、英特尔和费城半导体指数可以看到，2009 年至 2012 年，英伟达股 价走势弱于 AMD，与费城半导体指数接近，进入 2012 年，也是深度学习开始快速发展 时期，英伟达超越 AMD，2015 年深度学习逐步成熟，AI 下游应用打开，英伟达股价增 速显著超越其他几家，2020 年以来，游戏、AI、智能汽车、AR/VR 四重增长点同时推动， GPU 全球龙头势不可挡。

1.2.2 德州仪器：大力外延收并购，打造模拟 IC 帝国

德州仪器起步于 1951 年。起初通过地质勘探技术进入国防电子领域，50-60 年代做过红 外和雷达系统，后来还获得过导弹、激光制导、军用计算机订单，后于 1997 年 TI 将国 防业务以 29.5 亿美金卖给 Raytheon。德州仪器与集成电路的缘分始于 1952 年，其从 Western Electric 购买了生产（锗）晶体管的专利许可，随后 Gordon Teal 加入公司，主 管研发，助力公司在 1954 年研发出首个商用硅基晶体管，于是 TI 设计并制造出了首个 （锗）晶体管收音机。四年后，CRL 员工 Jack Kilby 发明了基于锗的集成电路，该项发 明还于 2000 年获得诺贝尔物理学奖，TI 中心研究实验室的研发实力可见一斑。

1960 年代 TI 推出晶体管-晶体管逻辑集成电路。该集成电路采用双极型工艺制造，尤 其是 74/54（军用）系列，广泛应用于计算机逻辑集成电路。随后又开发出第一款手持 计算器（Cal Tech）、单片机（MCU）。1978 年，TI 推出单片 LPC 语音合成器，是首个通 过单片硅基芯片复制人声的电子产品，后于 2001 年将语音合成业务卖给了加州的 Sensory 公司。1979 年起 TI 进军家用计算机市场，上世纪 80 年代 TI 还活跃于人工智 能领域，除了在语音合成方面的进展，还为计算机推出了首款商用单芯片数字信号处理器（DSP），并生产出一款面向高速数字信号处理的微控制器。1990 年代 TI MSP430 MCU 问世，将嵌入式处理提升到新的水平，可提供低成本与高效设计等优势。

进军计算机微处理器失败。1970 年代，英特尔推出了全球首个单片微处理器 4004：1971 年初由 Federico Faggin 领导的开发团队设计出了一套只需要 4 枚芯片就可以取代原 来的 12 枚芯片的芯片组，即 MCS-4 芯片组，其中核心便是 4004，采用 10 微米制程。 Computer Terminal Corporation (CTC) 是当时刚成立不久的一家设计制造小型桌面终端 的公司，其于 1967 年推出了一款非常受欢迎的机型：Datapoint 3300。为解决发热等问 题，考虑采用单片 CPU 设计改进内部电路，因此同时找到 Intel 和 TI 研发处理器。针对 CTC 推出的第二代产品 Datapoint2200，TI 快速研发出了 TMX 1795，抢先 Intel 交货， 但 CTC 没用，因为 TMX 1795 本身存在大量未使用和浪费空间，导致性能无法达到要求。

1971 年晚些时候，Intel 交付 1201 给 CTC，但是 CTC 不满足 1201 性能，Intel 后将产 品命名 8008（全球第一个 8 位处理器），后基于 8008 又推出 8080 和 8086，8088 开始 获得 IBM 订单，携手微软组成 Wintel 联盟，霸占 PC 处理器市场。后来 TI 抢先推出的 16 位处理器 TMS 9900 因缺乏可兼容的外围芯片和软件也无法推行，最终彻底放弃家用 电脑市场。这场对计算机微处理器的进军，TI 以失败告终。TI 在同属集成电路领域的模 拟电路的研发上取得了丰硕成果，但在数字电路领域却遭遇滑铁卢，这也暗暗提示 TI 模 拟电路与数字电路的研发存在显著差异。

收并购丰富产品品类，打造平台型公司。1996 年，TI 收购了 Tartan 公司，其中 Ada 语 言后用于 TI DSP 芯片设计。同年收购了 Silicon Systems 的存储产品。1997 年以 3.95 亿美元收购 Amati Communications，随后一年又看中了 GO DSP 的 DSP 处理器软件开 发工具、Spectron Microsystems 的 DSP 应用实时操作软件、Oasix and Arisix corporations 的硬盘驱动产品和 Adaptec 的高端硬盘驱动产品。同时，将仅发展两年的存储业务部分 （DRAM）卖给了美光。TI 加速出售国防电子部门、软件部门、电脑部门和存储部门， 聚焦 DSP 业务。1999 年 TI 又相继完成对包含射频芯片业务的 Butterfly VLSI 和 ATL Research A/S 、主攻 DSP 相关编解码软件的 Telogy Networks、从事有线宽带芯片业务 的 Libit Signal Processing、从事发动机和车身稳定相关汽车传感器的 Integrated Sensors Solutions 和从事开关稳压器业务的 Power Trends 的收购。

1999 年，TI 完成了一笔当时最大的并购，其以 12 亿美金并购了 Unitrode 的电源管理 IC、电池管理 IC 和接口等业务，这一并购巩固了 TI 模拟市场第一的地位，在这之前 TI 模拟市占率低于 12%。2000 年，TI 以 61 亿美金收购了 Burr-Brown，开始发展高性能 A/D、D/A 转换器、放大器。2005 年 TI 将大尺寸 TFT-LCD 驱动 IC 业务出售给了日本 Oki Electric，后续又陆续出售了传感器和控制业务部门、家庭网关 DSL 客户端设备(CPE)业 务和有线调制解调器(cable modem)产品线。2011 年，TI 以 65 亿美金收购了国家半 导体，当时 TI 有 3 万种产品，国家半导体有 1.2 万种，这一收购极大丰富了 TI 的产品 种类，为 TI 带来了电源管理 IC、显卡驱动、音频放大器、通讯接口产品以及数据转换 解决方案，为下一代信号处理奠定了基础。90 年代以来，TI 完成 30 余次收并购，丰富 完善了产品线，聚焦巩固了模拟行业全球霸主地位。其通过剥离低毛利或需要更多资金 独立发展的业务，先后剥离计算机微处理器、存储、手机处理器等业务，走上专注模拟 IC 的道路。

TI 形成了包含模拟、嵌入式处理、和其他产品三大类产品布局。其模拟产品部分主要包 含电源管理、信号链产品。电池管理部分可细分为 DC/DC 开关稳压器、 AC/DC、 隔离 式 DC/DC 控制器和转换器、电源开关、线性稳压器（LDO）、电压监控器、电压参考和LED 驱动等产品。信号链产品包括放大器、数据转换器、接口产品、电机驱动器、时钟 和计时、逻辑和传感器等产品。嵌入式处理部分主要包括微控制器（MCU）、数字信号处 理器 (DSP)和其他处理器。其他产品主要有 DLP 产品、计算器和 ASIC。三大类产品有近 18000 种，总计 80000 多款产品。凭借丰富的产品品类，TI 成为模拟芯片平台型龙头。

模拟 IC 为核心业务。2020 年 TI 总营收 144.6 亿美元，同比增长 0.54%。模拟业务营 收 108.9 亿美元，同比增长 6.5%，约占 75%；嵌入式业务为 25.7 亿美元，同比下降 12.7%，约占 18%；其他为 10.1 亿美元，同比下降 17.4%，约占 7%，主要由于疫情因 素影响学生返校，计算器部分业务营收下降导致。下游市场按地域划分，中国是最大市 场，占比达到 55%，亚洲及美国销售占比合计约 82%。

逐渐缩减全球分销商，主分销商营收占比逐渐增高，销售模式向更高集中度、更贴近客 户发展。

1）有意识培养客户自己申请样品，还有填写资料的习惯，跳开代理商。TI 的所有终端用 户申请样品都需要注册 MY TI，且 TI 后台可手机用户在官网搜索的浏览记录和需求；

2）在中国建立销售网，设立 DSP 实验室，同时拥有非常强悍的技术支持队伍，销售、 客户、市场、技术都掌握在自己手中；

3）面对企业经营的压力，原厂并购重组频繁，如安华高并购博通成立新博通后砍掉安富 利、艾睿、世强等都被砍掉等代理，大厂策略越来越偏向精简渠道，直接面对终端客户， 大势所趋；

4）2018 年杭州云栖大会上，天猫、阿里云 IoT 携手包括中移物联网有限公司、Cypress、 瑞萨、意法半导体、兆易创新、博通集成、移远通信、新唐科技等众多国内外知名半导 体公司宣布 2018 天猫芯片节盛大开幕，同期在天猫线上首发 18 款芯片模组。原厂拥抱 互联网，大势所趋，大客户自己来，中小客户经过互联网平台。

TI 主要采用 IDM 模式，大力扩产 12 寸。TI 80%的产品都是公司内部制造，20%委外 台积电、联电代工，封测委外比例为 40% 。TI 拥有全球 14 个制造基地，10 座晶圆厂， 7 座封测厂，及多个凸点加工、晶圆测试厂。12 寸厂（DMOS6/RFAB）贡献 2020 年全 年模拟产品营收约 55 亿美金，占模拟芯片总营收 51%，20 年 12 寸产能利用率约 70%， 当前 12 寸厂满载，预计 2021 年贡献营收可达 80 亿美金。近期公告将收购美光在犹他 州的工厂，也为 12 寸厂，预计生产模拟和嵌入式产品，制程为 60nm 和 45nm。模拟产 品封测成本占比更高，单片芯片价格（未封装前）是 8 寸产线生产的 60%，这也是公司 采取 IDM 的优势之一，可有效降低成本。

德州仪器 2021 财年第三季度营收 46.43 亿美元，同比增长 22%，市场预期为 46.55 亿 美元。净利润 19.47 亿美元，同比增长 44%，市场预期为 19.25 亿美元。每股收益 2.07 美元，上年同期为 1.45 美元，市场预期 2.05 美元。运营利润为 23.05 亿美元，同比增 长 43%。三季度经营现金流为 24.28 亿美元，资本支出 4.86 亿美元，自由现金流 19.42 亿美元。过去 12 个月里，经营现金流 85.24 亿美元，同比增长 48%。资本支出 13.92 亿美元，同比增长 132%，自由现金流 71.32 亿美元，同比增长 38%，占营收的 40.6%。

公司研发费用较为稳定，资本支出呈周期性变化。从 2017 年至 2020 年，公司研发费用 基本保持在 15 亿美元左右，对于研发项目的支出并不因为公司的龙头地位稳定而有所 减少，研发费用率保持在 10%左右。公司资本支出呈现一定周期性波动，其在 2010 年 与 2018 年显著增长，呈现先升高再降低的态势，与公司的扩产计划密切相关。

1.2.3 博通：聚焦高协同性细分龙头，高效整合降本增效

博通（Broadcom）专注于技术领先和类别领先的半导体和基础设施软件解决方案。其 凭借 AT&T/贝尔实验室、朗讯和惠普/安捷伦丰富的技术基因，加持收购行业领导者博 通、LSI、博通公司、博科、CA Technologies 和赛门铁克等，持续积淀拥有引领行业走 向未来的规模、范围和工程人才。如今博通已是众多产品领域的全球领导者，为世界上 最成功的公司提供服务。

我们认为博通选择收购路径的重要背景有三：管理者个人风格，股东背景，美国并购文 化。

背景一：CEO 陈福阳个人特点：即 1）具备商科教育背景，职业生涯开始于传统行业巨 头任财务高管及风投基金等工作经验，熟知财务管理与企业经营；2）擅长和认同并购操 作；3）过人胆识与远见。陈福阳毕业于美国麻省理工学院（MIT），同一年取得机械工程 系的学士和硕士学位；后又取得哈佛大学企管硕士学位。陈具备理工背景同时，也熟知 财务管理与企业经营。他先后进入通用汽车、百事可乐等美国传统行业巨头，担任财务 高管。

1983 年至 1992 年，陈福阳先后在在休姆工业和新加坡风投基金 Pacven 投资公 司任董事总经理。1992 后陈转赴个人电脑制造商 Commodore 担任公司副总裁，此时才 标志进入科技行业。2006~2016 年，陈福阳任新加坡模拟 IC 厂安华高总裁。并在 2016 年带领安华高科技以 370 亿美元并购博通科技后，重组公司裁员 1900 人后，后又收购 通讯大厂博科，果断又强悍的性格，将公司整并为博通科技，成为全球第五大半导体厂。 CEO 曾于华美半导体协会年度晚宴上表示，"我并不是半导体人，但是我懂得赚钱和经营。

背景二：历年来，投资公司居多的股东背景：早期 KKR、银湖资本两大私募基金是公司 前身安华高大股东；且目前前五大股东皆投资机构，合计 40%+。1999 年，安捷伦科技 脱胎于惠普，其集合了被惠普剥离出来的芯片制造、电子测量和分析仪器业务。2005 年， KKR 和 Silver Lake Partners 收购安捷伦半导体事业部；至此，独立的安华高科技公司 成立。在私募基金控股股东的坚定支持下，作为私募基金延揽的卓越职业经理人陈福阳 能以专业视角审视现金流、利润率，ROE 等，展现了强大的资本配置能力，并率领博通 建立了以绩效为导向的发展文化。综上，私募股东背景在博通战略制定、重大投资并购、 绩效激励皆发挥了重要作用。

背景三：美国并购文化盛行。由于美国众多知名科技公司历史已十分悠久，加持职业经 理人文化等特点、标的公司对被公司被收购，在文化上羁绊较少。放眼国内，近年亦有利于并购的较佳土壤。（1）21H1 中国国内并购市场活跃度达 2018 年以来的最高水平，良好环境有助于国内企业并购整合。2021 年上半年中国的并购活动 交易数量达到 6177 宗，与 2020 年下半年相比增长 11%，创有史以来半年交易量的最 高水平，其中国内战略投资并购交易量增长 41%，私募股权基金和风险投资基金的交易 也很活跃。（2）高科技领域并购交易活跃。剥离 2020 年几笔互联网公司私有化大额交 易影响，2021H1 交易金额大致环比持平。国家政策大力鼓励科技创新，技术升级数字 化、半导体、AI 领域投资活跃。另一个活跃领域是 5G 及相关，包括电子设备、数据中 心、云计算、物联网等，在“流量+基建”的助燃中持续升温。

我们认为博通通过并购路径得以成功平台化的关键原因在于：卓越战略、高效整合。

成功关键一：战略上聚焦协同性强的细分市场龙头标的+有较大效率优化空间。公司半 导体板块聚焦企业数字化基础设施市场的专用 IC 和模拟 IC，客户粘性强、技术颠覆性 低；软件板块聚焦企业数字化基础设施的 tier1 供应商，与客户关系紧密，替代性弱。 2008~2018 公司收购标的锁定在有线、无线、企业存储这几个自有主业所在细分市场的 其他品类龙头。所有收购标的自身优质，且在产品组合上与公司产品重合度低但配套性 强。另外，收购标的都是多业务线大企业，由于各类公司治理问题，EBITDA 率在 10%- 25%，远低于安华高 42%目标，经安华高运营的改造空间很大。2018 年起，公司并购 方向转向企业数字化基础设施软件领域，系原领域收购由于公司体量过大，易被美国政 府因国家安全和反垄断等原因否决。

成功关键二：大力裁撤部门或人员，削减成本、提高利润。 博通在收购后常常立即进行重组，果断卖掉非核心业务和裁员，专注提升公司利润率。例如， 收购 LSI 后，博通立即出售 LSI 企业级闪存和 SSD 控制器业务给希捷。收购原博通之后，随 即 5.5 亿美元出售 IOT 业务部门。收购博科后，出售博科数据中心资产给极进网络（Extreme Networks），售价为 5500 万美元，Extreme 将接手 Brocade 的数据中心的路由、交换和分析 业务。而博科 Ruckus 无线和 ICX 交换机业务则作价 8 亿美元出售给 Arris。

1.3 中国 Fabless“含车量”进一步提升

2021 年，越来越多的设计公司推出车规级新品或在下游取得放量、份额提升，2022 年 中国 IC 设计公司“含车量”有望进一步提升。

1.3.1 智能化开启车载光学千亿大赛道

特斯拉、蔚来等造车新势力走在技术前沿，引领智能汽车行业发展，作为智能汽车最引 人瞩目的技术当属自动驾驶。环境感知是实现自动驾驶最关键的环节之一，环境感知的 核心是传感器（sensor），目前主要的传感器分为两种，摄像头和雷达。区别在于摄像头 是通过第三方发射波（光）感知信息，而雷达是通过自己发射波来感知信息。雷达根据 探测距离、分辨率的不同，分为超声波雷达、毫米波雷达和激光雷达（LiDAR）。激光雷 达具有测距远、分辨率高的优点，但价格昂贵；毫米波雷达体积小，天气适应性较强， 成本较激光雷达低很多，主要分为 24GHz 和 77GHz/79GHz，后者测距更远，制造工艺 难度更大，其局限性在于对静止物体的分析精度不够；摄像头成本最低，但易受天气影 响，且需要复杂的算法支持工作。根据 Yole，2025 年 ADAS 摄像头模组市场规模有望 达 81 亿美元。

国内车载摄像头 2020 年市场规模达到 57 亿元。根据中国汽车工程学会，国内 ADAS 市场渗透率在 2020 年预计达到 40%，规模达到 878 亿元。根据高工智能汽车，车载摄 像头市场规模 2020 年约为 57 亿元，毫米波雷达市场规模在 2020 年市场规模约为 70 亿 元。出货量方面，盖世汽车研究院估算我国车载摄像头 2020 年出货量有望突破 4400 万 颗。

智能汽车迭代升级势不可挡，汽车为未来 CMOS 图像传感器高增速市场。车载摄像头最 初主要应用在倒车系统中，随着 5G 商用落地以及 ADAS（Advanced Driving Assistance System，高级驾驶辅助系统）快速普及，汽车加速智能化步伐，感知技术作为自动驾驶 技术发展的一大核心，催化车用图像传感器迎来量价齐升。根据 Omdia，预计 2020-2030 年，汽车摄像头及工业视觉将成为图像传感器增速最快的两大下游领域，其中汽车十年 间年均复合增速预计将能达到近 20%之高。

自动驾驶平台拾级而上，在算力上为更多摄像头的搭载创造土壤。由于自动驾驶可通过 视觉感知+算法决策来实现，自动驾驶芯片决定了处理图像信息数据能力的上限，进而 决定了搭载摄像头数量的上限，我们梳理主流自动驾驶平台升级迭代情况可以发现，自 动驾驶芯片由 L2 向 L5 自动驾驶级别加速进化。以英特尔 Mobileye EyeQ 系列芯片为例， 从 Eye Q1 到 Eye Q5，单颗芯片的浮点运算能力从约 0.0044TOPS 提升至 12TOPS，可 支持的摄像头数量从 1 个提升至 10 个，下一代 Eye Q6 平台支持的摄像头数量可进一步提升至 12 个。

造车新势力摄像头配备更加激进，有望加速 CIS 上车进程。造车新势力在推动技术变革 上一向表现出更加积极地姿态，与传统车企渐进式提升自动化水平不同，蔚来等造车新 势力多采用“一步到位”的技术发展路线，跳过 L1、L2 级，加速推进 L3、L4 车型量产 上市，自然的，其在自动驾驶传感层的上也领先一步，率先“安排”更多数量摄像头“上 车”。从统计情况来看，同为 L3 级别的奥迪 A8 和奔驰 S 配备摄像头分别为 5 及 6 个， 而“造车新势力”特斯拉、蔚来、理想、小鹏的 L2+级别自动驾驶汽车配备摄像头数量 大都在 8 个以上，蔚来最新发布的 L4 级别豪华车型 ET7 搭载 11 颗 800 万像素摄像头， 索尼概念电动车 Vision-S 更是搭载了 18 个摄像头。

车载 CIS 呈现出向高分辨率发展的趋势，价值量有望不断提升。L1-L2 低水平的智能汽 车对 CIS 的分辨率要求并不高，而随自动驾驶等级提升，汽车所承担的驾驶任务更加复 杂，无论从功能还是安全方面考虑，都需要其能够实现更高的物体辨识准确度，这意味 着汽车要采用更高分辨率的 CIS。根据 TSR，目前 VGA 和 200 万像素 CIS 仍为车用 CIS 出货的主流，但未来 200 万像素及以上 CIS 占比将加速提升，预计至 2023 年 200 万像 素和 500 万及以上像素 CIS 出货量将分别达到 10.42 亿颗和 1.54 亿颗。

长期来看，自动驾驶为汽车行业发展大趋势且应用推广不断加速，车载 CIS 为潜在百亿 美元大市场。目前汽车图像传感器均价约为 4-5 美元，类比手机市场发展趋势，我们认 为未来车载摄像头高端化也将能带动 CIS 价值量逐渐提升。根据我们测算，2020 年全球 汽车 CIS 市场规模为 12.2 亿美金，到 2025 年有望达到 54 亿美金，CAGR 34.7%。长期 来看我们假设每年全球汽车产量在 8000 万到 1 亿辆之间，未来汽车平均搭载 13 个摄像 头的情况下，CIS 单车价值量有望超过 100 美元，推算下来，全球汽车图像传感器市场 空间将达到近 100 亿美元！

1.3.2 智能化驱动车用存储迅速增长

WSTS预计2021年全球存储市场增速37.1%，规模达到1611.1亿美金。根据WSTS， 存储市场是 2021 年和 2022 年全球半导体市场中增速最快的领域，2022 年将同比再增 长 18.4%达到 1907.7 亿美金。下游应用来看，根据 TrendForce 和 Omdia，数据中心、 智能手机、PC 三大领域合计占比超过 80%。产品种类上，根据 IC Insights，DRAM 约占 市场份额的 53%，NAND 和 NOR 合计占比 45%。

存储市场集中度较高。受行业强周期性及高额资本开支影响，存储行业市场集中度较高。 根据 Omdia 和 Yole，2008 年三星、SK 海力士和美光的 DRAM 合计市占率约 60%，而 到了 2020Q4 这三者合计市占率已达到约 94.4%。NAND 市场 2020Q4 前五家市占率合 计约 90.8%，若考虑 Intel 已将闪存业务出售给 SK 海力士，前五家市占率达到 98.7%， 竞争格局也进一步集中。

DRAM 追求更细线宽。DRAM 的技术发展路径是通过制程微缩来提高存储密度，制程达 到 20nm 之后，制程微缩难度大幅提升，内存芯片厂商对 10nm 级别的产品以 1X （17~19nm）/1Y（14~16nm）/1Z（11~13nm）命名，指第一代、第二代、第三代技 术，以及第四代 1α（约 10nm）和未来 1β/1γ/1δ。目前市场上 DRAM 的应用较为广 泛的制程是 2Xnm 和 1Xnm，三星、美光、海力士等巨头厂商均已开发出 1Znm 制程的 DRAM。2021 年上半年美光率先推出了 1αnm 移动 DRAM，与上一代 1z 产品相比，内 存密度提高了 40%，节能 15%，且继续沿用了 DUV 光刻技术。SK 海力士采用 EUV 光 刻技术生产第四代 1αDRAM。

NAND 朝多层化发展。NAND 闪存从 2D 发展到 3D。2010 年以前，在同一区域中实现 更多的单元数量，更小的工作区栅级，增大存储容量是 2D NAND 技术发展焦点。受限于 精细图案结构，且储存数据会随时间推移而丢失导致使用寿命缩短，技术路径走到尽头。 3D NAND 应运而生，3D-NAND 结构通过三维堆叠中层数的增加，存储容量变大，因此 3D NAND 的核心技术是实现更多的层数的堆叠。美光 176 层 3D NAND 于 2020 年底批 量出货，采用美光第五代 3D NAND 技术和第二代替换栅极架构。国内长江存储已经量 产 64 层/128 层基于 Xtacking 架构的两代闪存颗粒，正在向 192 层的第三代 3D NAND 存储芯片迈进。

TrendForce 预计到 2024 年车用存储将占到 DRAM bit 总市场的超过 3%。车用存储 主要包括信息娱乐、ADAS、远程信息处理和仪表盘系统四大类。其中信息娱乐应用程序 对 DRAM 容量的要求最高，且与 ADAS 相比，信息娱乐系统产品对供应商的准入门槛相 对较低，因此目前市场发展迅速，是短期内汽车存储需求的主要驱动力。自动驾驶、车 辆网等将使汽车产生和传输的数据量爆发式增长，从而驱动车用存储中长期需求增长。 恩智浦预计，到 2030 年单车每天产生的数据量达到 10-12TB，是 2020 年单车每日产生 数据量的超过 200 倍。随着自动驾驶技术的发展，TrendForce 预计所有车用 DRAM 需求 合计有望从 2019 年的占到全球 DRAM bit 消费的 1.8%提升到 2024 年的超过 3%。

尽管汽车电气架构在朝着集中化发展，但综合安全、成本等考量，动力域、底盘域、座 舱域/智能信息域、自动驾驶域和车身域可能需要不同的存储解决方案。例如 IT 为工业 级温度范围-40-85℃，AIT 为汽车级工业温度范围-40-95℃，性能是汽车级性能，产品价 格不一定高于 IT 级产品。车用娱乐导航系统并不一定必须使用车规级产品，但对安全性 能要求高的例如自动驾驶域来说，可能需要温度范围-40-105℃的 AAT 汽车级产品甚至 是-40-125℃的 AUT 级产品。

智能座舱提升对存储的需求。目前的车载信息娱乐系统大多数由一颗SoC同时控制仪表、 中控娱乐及其他娱乐屏幕。从恩智浦 i.MX8 电子座舱示例可以看到，其一个处理器控制 了仪表、中控显示及抬头显示等所有图像和显示的处理。但由于不同系统等级要求不同， 仪表需要实时操作且注重安全性，中控娱乐更看重灵活应用且随着智能化升级。当前主 流的汽车信息娱乐系统只需要约 1-2GB 的 DRAM，应用程序仍然比较基础。随着信息娱 乐系统向更高的图像质量和视频高比特率发展，4GB 甚至 8GB 容量的 DRAM 也已经在 开发中。此外，由于汽车信息娱乐系统是近距离观看，视频比特率必须足够高从而最大 限度地减少延迟。因此信息娱乐应用的 DRAM 规格正逐步从 2/4GB 的 DDR3 发展到 8GB 的 LPDDR4，以满足高数据传输速度和带宽。

自动驾驶等级提升，产生的数据量骤增。以 2021 款搭载 SAE 2+自动驾驶级别的奥迪 A8 为例。其传感器包括 5 个摄像头（一个前置摄像头和 4 个 360 度环境摄像头）、5 个雷达 （前置长距离雷达和 4 个中程侧辅助雷达和一个后辅助雷达）、12 个超声波传感器和一 个前置 LiDAR。根据 IDC 估计，2 级以上的车辆每小时可以产生 3.9TB 的数据，如果存 储 30 秒的数据，将需要 32GB 的存储空间。

SK 海力士预计 2030 年 ADAS 对 NAND 的容量需求可达 2020 年的 20 倍以上。大容 量 NAND 闪存模块在汽车应用和系统中的重要作用体现在，1）发生事故时实时捕获某 些传感器的数据并将其永久存储在内存中至关重要；2）ADAS 的自适应功能（如自动打 开大灯、调节行驶速度、启动紧急制动、提醒驾驶员注意周围的车辆）等功能，均需要 用到非易失性存储；3）信息娱乐系统同样需要即时存储，保证在断电时信息不会丢失。

UFS 逐步替代 eMMC 是车用闪存的发展趋势。eMMC 是基于 NAND 发展而来的存储解 决方案，是 MMC 协会订立的内嵌式存储器标准规格。随着 NAND 从 SLC、MLC 发展到 TLC，密度和存储单元容量不断提升，出错率也随之增加，因此通常需要搭配高性能控制 芯片来管理 NAND（包括协议、坏块处理、错误探测/错误更正、数据存取等功能），eMMC 可以理解为将 NAND+控制 IC+标准接口封装在一起的结构，更方便使用者使用。UFS 采 用串行数据传输技术，工作模式为全双工模式，同一条通道允许读写传输，而且读写能 够同时进行，传输效率效率提高。UFS 在数据传输速度上远优于 eMMC，应用于车载则 体现在开机速度快，文件读取速度快，从而带来更好的用户体验。

1.3.3 计算与控制：国产 MCU 放量在即

计算及控制芯片作为汽车的核心，对于汽车的运行起着重要作用。随着汽车电动化和智 能化升级，控制汽车各功能的 ECU 数量持续增加、性能面临瓶颈，电子电气架构由传统 的分布式向集中式演进，原本的多个 ECU 控制的架构升级为可以将整车划分为车辆控制 （动力总成、车辆安全、车身电子）、智能座舱和智能驾驶三个域。域控制 ECU 功能较 之前 ECU 更集中，因此对主控芯片的性能要求不断提升。车辆控制域仍以 MCU 为主， 其中 32 位 MCU 在车载市占率超过 75%，智能座舱和智能驾驶两个系统，主控芯片逐步 由原来的 CPU 过渡到异构式 SoC 芯片成为主流。

电子控制单元（ECU）——汽车电子控制系统的“大脑”。ECU 是汽车电子系统中用于控 制电气、电子系统的嵌入式系统，通过对传感器输入信号进行分析处理，使执行器按照 控制目标进行工作。典型的电控单元包括发动机控制器（ECM 或 ECU）、动力总成控制 器（PCM）、传动系统控制器（TCM）、制动控制器（BCM）、中央控制器（CCM）、车身控 制器（BCM）等。

ECU 数量持续增加、性能面临瓶颈。过去汽车电子化程度的提升主要体现在单车 ECU 数 量的快速增加带来功能丰富。根据恩智浦及佐思汽研，2018 年汽车平均 ECU 达到 25 个， 高端型号平均达到 50-70 个，奥迪 A8 单车 ECU 数量超过 100 个。ECU 在车载网络中并 非孤立存在，各个 ECU 之间需要交换信息，例如仪表需要发动机输出的转速信号才能正 确地显示当前转速。ECU 数量的增加导致车载网络规模增加，车载网络已成为发动机之 后第二重的组件。未来智能驾驶等新功能的加入，将在目前已经超过 5 千米的线束基础 上带来布线复杂度、功耗及成本的大幅提升，对汽车轻量化、电动化带来巨大挑战。

汽车电气架构革命有望突破瓶颈支撑复杂功能需求。汽车电气结构由分布式走向域控制 器再到中央集中式，是突破分布式架构 ECU 性能瓶颈、实现更多功能甚至软件升级的一 种可行方法。传统分布式架构一个 ECU 对应一个或少数几个功能，通过 CAN 等总线技 术连接。而域控制器架构对 ECU 框架进行优化，典型的架构依据汽车电子部件功能将整 车划分为动力总成、车辆安全、车身电子、智能座舱和智能驾驶等几个域，用多核 CPU/GPU 芯片较为集中的控制每个域，从而为更复杂的功能提供支撑。以博世、大陆、 安波福等为代表的 Tier 1 厂商都将电气架构集中化作为技术发展路径。

自动驾驶、娱乐系统域控制器竞争激烈，车辆控制域解决方案仍以 MCU 为主。大众 MEB 平台、宝马、伟世通等厂商提出的车辆控制域、智能驾驶域和智能座舱域三域集中式电 气架构是域集中式非常彻底的方案。其中，车辆控制域基本将原动力域、底盘域和车身 域等传统车辆域进行了整合（主要指系统层面，硬件层面仍需要多个 ECU 控制）；智能 驾驶域和智能座舱域则专注实现汽车的智能化和网联化。目前行业中解决方案较多集中 于智能驾驶和智能座舱域，主要原因是其相较底盘和动力控制系统技术门槛低。而底盘 和动力域控制器不仅技术难道较高，且存在传统供应链中的供应商利益冲突，因此进展 较慢，难度更高，因此动力域解决方案通常由极个别龙头供应商带头或整车厂自研。

国内车用 MCU 前景广阔。随着汽车市场转向智能化、网联化，对 MCU 的性能、安全性、 可扩展性、可更新和升级、连接、低功耗都提出了更新的要求，我们从单车拆分统计， 综合考虑安全应用、车身控制、动力系统、电池组方面的需求，估算整车 MCU 用量约为 36~54 颗，考虑到车规级芯片单价一般较高，以单颗芯片 3 至 10 美金计算，整车 MCU 价值量约为 100 至 500 美元。我们按照 2020 年中国乘用车 2770 万辆计，智能驾驶渗 透率 50%测算，仅中国智能驾驶车用微控制器市场就将达到 13.8 亿至 69.25 亿美元。

芯片、软件是域控制器的灵魂。域控制器作为未来汽车架构中的“指挥者”，需要靠芯片、 软件、算法等结合实现功能。域控制 ECU 由于功能较之前 ECU 更集中，因此主控芯片 也将由原来的 CPU 过渡到异构式 SoC 芯片成为主流。软件方面，域控制器架构需要嵌 入式操作系统，实现对芯片、传感器等硬件的控制，相比传统功能单一的 ECU 控制程序， 嵌入式操作系统更为复杂，更类似于例如智能手机的操作系统。

GPU 是专注于图像和图形相关运算工作的微处理器。从结构上看，CPU 更擅长逻辑控制， 只有一小部分是用来计算的（ALU），而 GPU 的控制电路相对简单，更多的晶体管用来运 算，GPU 的结构使它更适合做一些大运算量的重复工作，且更容易组成大的集群。FPGA 拥有软件的可编程性和灵活性，兼具硬件的并行性和低延时性，在上市周期、成本上也 具有优势。ASIC 在吞吐量、延迟和功耗单个方面都是最优秀的。

智能座舱 SoC：瑞萨、恩智浦、TI 在车载控制及运算领域的 MCU 和低算力 SoC 领域积 累深厚，因此过渡到智能座舱后三者仍具有相当的竞争力。英特尔收购 Mobileye 后在自 动驾驶领域实力倍增。高通、三星、英伟达凭借在手机及其他消费电子领域的技术储备 快速切入智能座舱芯片市场。国内华为、地平线推出的智能座舱芯片也已应用于量产车 型中。（报告来源：未来智库）

二、全球设备市场高度景气，国产厂商快速崛起

2.1 国内设备厂商快速成长，订单需求饱满

2021Q3 国内设备企业保持快速成长，国产替代持续深化。设备行业核心公司（中微公 司、北方华创、至纯科技、精测电子、长川科技、晶盛机电、华峰测控、万业企业、芯 源微，由于万业企业当前报表主营收入主要非半导体业务，此处计算刨除）2021Q3 营业 收入 67 亿元，同比增长 55%；归母净利润 13 亿元，同比增长 63%。设备行业持续处 于高速增长，国产替代空间快速打开，国内核心设备公司成长可期。2021Q3 研发费用合 计 6.8 亿元，研发费用率约 10%。

设备厂商合同负债持续增长，在手订单充裕。2021Q3，设备板块主要公司合同负债合计 达到 105.3 亿元，同比增长 79%。其中，北方华创合同负债高达 55 亿元，同比增长 134%。

2.2 北美设备出货再创新高，海外设备龙头展望乐观

2021 年 11 月北美半导体设备出货再创历史新高。我们认为北美半导体设备厂商月销 售额对于全球半导体行业景气度分析、全球半导体设备市场跟踪具有重要意义。2021 年 1 月以来北美半导体设备厂商月销售额首次突破了 30 亿美元关口，创历史新高的同时站 稳 30 亿美元以上的位置。2021 年 11 月北美半导体设备商出货金额达到 39.14 亿美元， 再次创历史新高（前高 2021 年 7 月），同比增长 50%。

全球设备五强占市场主导角色，合计市占率超过 70%。全球设备格局竞争，主要前道 工艺（刻蚀、沉积、涂胶、热处理、清洗等）整合成三强 AMAT、LAM、TEL。另外，光 刻机龙头 ASML 市占率 80%+；过程控制龙头 KLA 市占率 50%。根据 VLSI，ASML、 AMAT、LAM Research、TEL、KLA 五大厂商 2020 年半导体设备收入合计 550 亿美元， 占全球市场约 71%。

全球半导体设备核心公司快速增长。2021Q3，全球前五大半导体设备厂商（ASML、AMAT、 LRCX、TEL、KLAC）半导体设备收入合计达到 211 亿美元，同比增长 36%。本轮半导体 设备周期在 2019Q2 触底，从 2019Q4 进入快速增长，核心半导体设备公司收入合计增 速连续 8 个季度超过双位数增长。并且考虑到 2020H1 开始的疫情冲击下，设备厂商上 游零部件供应、机器发货受影响，实质上订单增长超过收入增长，需求旺盛，在手订单 明显增加。

ASML：光刻机龙头，累计在手订单较多。2021Q3 营业收入 52 亿欧元，同比增长 32.4%。 净利润为 17.40 亿欧元，同比增长 63.8%。毛利率 51.7%，营业利润率为 36.6%，净利 润率为 33.2%。2021Q3 设备销售额 41 亿欧元，新增订单量 62 亿欧元，包括 29 亿欧 元 EUV 订单。第三季度订单主要由 Logic 推动，占到 84％，而 Memory 则占剩余的 16％。 ASML 预计 2021Q4 营业收入约 49~52 亿元。

AMAT：短期收入受限于供应链影响，乐观展望 2022 年市场需求。2021Q3 收入 61 亿 美元，同比增长 31%；净利润 17 亿美元，同比增长 51%。毛利率 48%，营业利润率 33%。公司受限于供应链短缺，影响 2021Q3 单季度约 3 亿美元收入。截止 2021Q3 末， 公司累计订单达到 118 亿美元，同比增长 77%。2021Q4 收入环比指引提升 3%。AMAT 乐观展望 2022 年设备市场继续成长，AMAT 跟踪目前全球 59 个晶圆项目合计约 350 万 片/月的产能，潜在设备采购需求高达 3000 亿美元。

Lam Research：营业收入创新高，展望 2022 年需求依旧强劲。21Q3 公司营业收入 43.04 亿美元，环比增长 3.84%；EPS 为 8.27 美元，环比增长 3.63%。21Q3 公司毛利 润率为 46%，营业利润率为 32.4%。21Q3 公司在中国大陆的营收占比为 37%。公司预 计 2021Q4 营业收入为 44 亿美，毛利率 46%，营业利润率 32%。公司预计 2022 年 WFE 需求旺盛，仍将继续增长。

2021Q3，KLAC 营业收入 20.8 亿美元，同比增长 35%；净利润 10.7 亿美元，同比增长 154%。公司指引 2021Q4 营业收入 22.25~24.25 亿美元，毛利率 60.2~62.3%。 KLAC 预计 2022 年 WFE 市场仍然会保持强将增长。

2.3 国内设备产品力持续提升，打开国产替代空间

2020 年中国大陆成为全球最大半导体设备市场。根据 SEMI，大陆设备市场在 2013 年 之前占全球比重为 10%以内，2014~2017 年提升至 10~20%，2018 年之后保持在 20% 以上，份额呈逐年上行趋势。2020 年，国内晶圆厂投建、半导体行业加大投入，大陆半 导体设备市场规模首次在市场全球排首位，达到 181 亿美元，同比增长 35.1%，占比 26.2%。大陆设备市场空间仍有望进一步增长。大陆厂商国产化率目前较低，且份额有 望实现快速提升。

国内刻蚀厂商加速导入。跟踪国内晶圆厂主要招投标数据，刻蚀设备需求工艺类别较多， 绝大多数由海外龙头厂商供应，国内龙头公司北方华创、中微公司、屹唐半导体处于加 速导入过程。以长江存储、华虹无锡、华力集成的招投标数据进行分析，这三家晶圆厂 的刻蚀环节上，国内设备产线的国产化率（以机台数量计算）平均约为 20~30%。

根据招标网的数据统计，长江存储在 2019~2020 年采购薄膜类设备约每年 200 多台（主 要是 CVD 和 PVD），主要类别以 CVD 为主，其中原子层沉积 70~80 台。从国产替代率 而言，溅镀（PVD 类）北方华创供应数量比重较高，合计达到将近 20%；CVD 类国产替 化率较低，主要国产供应商沈阳拓荆供应占比约 2~3%。

我们以截止 2021/06 的华虹无锡、华力集成的公开招投标数据进行分析。华虹无锡项目 累积中标薄膜机台 100 多台，其中国产设备 13 台（北方华创 5 台钛、氮化钛、氮化钽 和铝铜类的 PVD，沈阳拓荆 8 台 PECVD）；华力集成项目累积中标薄膜机台约 90 多台， 其中国产设备 6 台（北方华创 2 台溅射类 PVD 设备、沈阳拓荆 4 台 PECVD）。

国内龙头存储晶圆厂项目中，过程控制设备国产化率低于 10%。根据公开招投标信息 统计，截止 2021/06，长江存储项目累计中标过程控制类设备约 350 台，其中国产设备 累计约 14 台。上海精测中标 6 台集成式膜厚设备；中科飞测中标 1 台晶圆表面凹陷检 测系统、5 台光学表面三维形貌量测设备；睿励科学中标 1 台介质薄膜测量系统。KLA 的 设备机台数量占总数量约 26%，中标数量约 93 台，覆盖将近 40 种量测、检测需求。

根据招投标信息梳理，除了上述国内龙头存储晶圆厂项目之外，在逻辑代工领域，睿励 科学在 2019 年中标 1 台膜厚设备，中科飞测在 2020 年中标 1 台膜厚测试、1 台缺陷检 测。除此之外，公开招投标项目中较少见到国产机台。过程控制市场仍主要以海外厂商 作为主导。

离子注入由海外龙头主导，国内厂商实现突破。根据 Gartner 数据，全球离子注入企业 前三大分别是应用材料、日本 SMIT、美国 Axcelis，前三家全球市占率合计达到 95%。 国内集成电路离子注入设备厂商目前规模最大的两家分别是凯世通和中科信。凯世通的 主要产品包括低能大束流离子注入和高能离子注入设备，2020Q4 的商业订单，在 2021H1 已将首台低能大束流离子注入机交付国内一家 12 英寸主流集成电路芯片制造 厂，完成设备验证工作并确认销售收入；1 台低能大束流重金属离子注入机和 1 台低能大束流超低温离子注入机已交付客户；高能离子注入机设备按客户交付计划进行组装。 同时在 2021H1，公司新增与国内另一家 12 英寸芯片制造产线的公司签署 1 台低能大束 流超低温离子注入机和 1 台高能离子注入机订单。

三、材料：国产替代开启，替代厂商已冒头

3.1 受益晶圆厂扩产及制程升级，带动材料需求持续增长

2021 年半导体市场规模超预期增长，且未来随着晶圆厂逐步投产，行业产值有望在 2030 年超过万亿美元市场。根据 SEMI 在近期的新闻发布会，2021 年全球半导体产值 有望超过 5500 亿美元，达到历史新高，且在 2022 年根据 SEMI 对于行业资讯机构的统 计，平均对于 2022 年的增长预期将达到 9.5%，即 2022 年市场规模有望突破 6000 亿 美元（此为平均值）。此外随着全球 8 寸及 12 寸晶圆新产能逐步的在 2022 年至 2024 年 的投放，至 2024 年全球将会有 25 家 8 寸晶圆厂投产，60 座 12 寸晶圆厂投放。随着该 85 座晶圆厂的投放，至 2030 年全球半导体晶圆市场将有望达到万亿美元市场，实现年 复合增长率约 7%。

半导体材料 – 硅片，有望受益整体 Capex 支出及晶圆逐步投产，市场规模加速增长。 随着全球半导体行业的 Capex 支出提升、晶圆厂逐步的投产，我们认为作为半导体行业 基石的硅片材料将迎来加速成长的趋势期，至 2022 年有望较 2021 年继续增长 6.8%， 达到 641 亿美元的市场规模，其中晶圆制造及封装材料分别为 413 和 228 亿美元。

在全球半导体材料的需求格局之中，中国大陆从 2011 年的 10%的需求占比，至 2019 年 已经达到占据全球需求总量的 16.7%，仅次于中国台湾（21.7%）及韩国（16.9%），位 列全球第二。随着整个半导体产业的持续增长，以及中国大陆不断新建的代工产能，我 们有望看到中国大陆半导体市场规模增速将会持续超越全球增速的同时，攀登至全球需 求第一的宝座。

下游晶圆厂整体产能增长，叠加制程升级，半导体核心晶圆制造材料有望进入量价齐升 的增长趋势。 根据 IC Insight 的统计及预估，在不包含三星、英特尔等 IDM 类型晶圆代工市场而言， 2020 年纯晶圆代工市场或实现了约 19%的增长，达到了 677 亿美元的市场规模，是过 去多年以来最高的增速幅度。

而随着 5G 带来的硅含量渗透的景气及需求的爆发，未来 市场预计将持续增长，至 2024 年 IDM+Pure-Play Foundry 将会有合计约 1075 亿美元的 市场规模。 此外不仅市场规模在不断的提升，看到全球 12 寸晶圆的产能的增长情况，在 2019 年全球 12 寸晶圆 的产能超过 540 万片/月，至 2024 年之时，全球 12 寸晶圆产能将会超过 720 万片/月。

全球半导体制造商在 2020 年至 2024 年将持续提高 8 寸晶圆厂产能，预计增加 95 万片/月，复合增速将达到 17%，至 2024 年将会达到 660 万片/月的最高记录。而这 其中，中国占据大多数产能，在 2021 年已经达到了 18%，在未来的产能不断扩张的情 况下，有望占比持续提高。

此外看到 IC Insights 对全球半导体厂商 Capex 支出的统计，2021 年预计整体 Capex 支 出在 15200 亿美元，达到了历史最高水位，其中 Foundry（代工）占 35%，对应 530 亿 美元的 Capex 支出；至 2022 年及后续几年，随着产能的逐步投放，但是 Capex 支出持 续，根据 Omdia 的统计，2022 年至 2023 年的 Capex 平均值也同样超过 1160 亿美元 （2021 年 Omdia 预计约为 1260 亿美元）。

从全球角度我们看到了晶圆产能无论是 8 寸或者 12 寸均处于高速增长的趋势之中，再 聚焦至中国大陆的晶圆产能增长情况来看，更是呈现了较全球产能增长更高的增速，这 也将给国产半导体材料带来更大替代契机以及可渗透空间。根据集微网对中国晶圆厂的 产能统计与梳理，在 2021 年年中，中国 8 寸晶圆及 12 寸晶圆产能分别约为 74 万片/月 和 38.9 万片/月；而至远期中国的规划全部建成并投产后，中国内资 8 寸及 12 寸产能有 望分别达到 135 万片/月和 145.4 万片/月，分别实现 82%和 374%的增速，而这也将带 动中国内资市场对于硅片的需求的大幅提升。

全球芯片制程节点对应收入占比持续提升。我们根据 Sumco 的数据统计，在全球半导体 产值中，按照不同制程节点进行占比分布可以看到，从 15Q1 至 21Q1 的 28nm 及其以 下制程占比，从 47%增长至 74%。

以光刻胶为例，看到中国半导体光刻胶市场，在 2015 年光刻胶市场约为 17.8 亿元，而 至 2020 年中国半导体光刻胶市场整体已经增长至约 27.4 亿元，且至 2021 年有望达到 整体 31 亿人民币的市场规模。中国市场半导体光刻胶市场在 2019 年至 2021 年的增 速持续走高的核心原因我们认为是中国半导体晶圆代工的产能增速迅猛，因此给中国大 陆市场带来个更大的增速。

看到中国/全球晶圆厂的扩产，以及制程及晶圆尺寸带来的价值量变化，因此我们判断 随着中国及全球的晶圆产能持续扩张，以及集成电路制程的不断提升，中国 IC 光刻胶 市场有望向着 100 亿人民币规模发展，并且我们认为中国半导体晶圆制造的核心原材 料都将会有类似的增速。

3.2 硅片、光刻胶、CMP 持续突破，进步飞速，多点开花

3.2.1 硅片：12 寸硅片或将供不应求，行业景气度将迎数年上行周期

由于半导体行业与全球宏观形势紧密相关，全球半导体硅片行业在 2009 年受经济危机 影响，出货量与销售额均出现下滑；2010 年智能手机放量增长，硅片行业大幅反弹；2011 年-2016 年，全球经济复苏但较为低迷，硅片行业易随之低速发展；2017 年以来，得益 于半导体终端市场需求强劲，半导体市场规模不断增长，于 2018 年突破百亿美元大关。 至 2020 年全球半导体硅片的收入已经达到 112 亿美元的规模，且至 2021 年出货量有 望也达到了 143 亿平方英寸。

2008 年至 2013 年，中国大陆半导体硅片市场发展趋势与全球半导体硅片市场一致。 2014 年起，随着中国半导体制造生产线投产、中国半导体制造技术的不断进步与中国半 导体终端市场的飞速发展，中国大陆半导体硅片市场步入飞跃式发展阶段。2016 年-2020 年，中国半导体硅片销售额从 5.00 亿美元上升至 13.5 亿美元，年均复合增长率高达 41.17%。中国作为全球最大的半导体终端市场，未来随着中国芯片制造产能的持续扩张， 中国半导体硅片市场的规模将继续以高于全球市场的速度增长。

全球硅片行业或即将进入供不应求，行业供需紧平衡或将推动半导体硅片涨价潮。我们 根据全球前三大的硅片供应商 SUMCO 在 21Q3 法说会材料可见，全球硅片的供需关系 在 2021 年达到了正好平衡的状态，供给与需求之比为 98%；然而硅片行业扩产周期较 长（新扩产周期平均超过 2.5 年），且海外前五大硅片供应商的扩产均在 2020-2021 年 推出，然而全球半导体晶圆产能的增长却是逐季增长，因此我们认为全球的硅片需求或 将在未来的 3 年~5 年内进入紧缺的通道。而供需不平衡的基础上，我们认为短供的硅片 有望进入涨价周期，且维持 3-5 年的时间长度，带动硅片行业的景气上行。

3.2.2 光刻胶：国产替代拉开序幕，行业加速爆发成长

整体来看，全球光刻胶行业主要被 JSR、东京应化、罗门哈斯、信越化学、及富士电子 材料占据，前五大家占据了全球光刻胶领域的 86%；如若聚焦到全球半导体用光刻胶领 域，前六大家（主要以日本为主）实现了对于市场的 87%的占据。

而半导体国产光刻胶的发展速度远远慢于其他产业，原因在于：

1. 光刻胶的验证周期长。光刻胶批量测试的过程需要占用晶圆厂机台的产线时间，在 产能紧张的时期测试时间将会被延长。测试的过程需要与光刻机、掩膜版及半导体 制程中的许多工艺步骤配合，且成本极高。通常半导体光刻胶验证周期为 2-3 年。但 验证后便会形成长期供应关系，甚至在未来会推动企业之间的联合研发。

2. 原材料成膜树脂具有专利壁垒。树脂的合成难度高，通常光刻胶厂商在合成一种树 脂后会申请相应的专利，目前树脂结构上的专利主要被日本公司占据。

3. 光刻胶产品品类多，配方需要满足差异化需求。根据产品需求来调配适合的树脂来 满足差异化需求对于光刻胶企业是一大难点，也是光刻胶制造商最核心的技术。

随着中国半导体光刻胶逐步突破技术壁垒，实现部分产品种类上对于海外领先者们的替 代；此外，随着中国晶圆厂不断扩产新线，我们有望看到中国光刻胶企业产品加速导入 新产线，从过去的 Baseline 规则的追逐者向着 Baseline 制定者的身份转变，在巨大的 国产替代空间内实现成长的巨大动力。

此外光刻胶行业我们也看到了例如彤程新材这类的做行业垂直整合的公司，将进一步的 推动中国国产半导体光刻胶全产业链的国产化及自主可控，而行业的垂直整合也将为公 司带来研发及利润率的加速及提高，正向循环的推动这一细分材料的国产化。

3.2.3 CMP：去美化+国产化已初成型，有望进入收入利润高速爆发期

CMP 抛光材料主要包括抛光液、抛光垫及其他，在 CMP 材料中分别占据了 49%、33%。 但是美国厂商在该两个最重要的材料之中占据了巨大的供应方面的市场份额：

此外 CMP 环节（抛光液、抛光垫等）均和上述光刻胶相同，受益于下游晶圆厂扩张带来 的需求增长，并且在 CMP 环节，随着制程的提升，对于 CMP 工序需求同样在大幅提升。

从 2D 至 3D NAND 的升级之中，CMP 抛光步骤根据 Cabot 的测算，抛光步骤也从原来 的 6.4 提升至 13.6，超过 100 的步骤增长；另一方面对于逻辑芯片制程的提高，单片晶 圆的抛光次数也从 28nm 所需的约 400 次提升至 5nm 的超过 1200 次。而对于 CMP 抛 光垫和抛光液均属于日常耗材，故随着 CMP 步骤以及抛光次数的增长。

因此我们根据中国材料联盟及 CMP 环节成本占比进行测算，中国至 2021 年市场抛光液 和抛光垫市场分别达到了 19.3 和 13.0 亿元，而随着未来中国晶圆厂及制程升级带来的 推动，我们预计中国远期抛光液及抛光垫市场有望分别达到 60-75 和 40-45 亿元的市场 规模。

3.3 国产材料全面开花，未来空间巨大

国产材料进展飞速，增速巨大，国产化进度拭目以待。以下我们摘录了部分电子半导体 材料厂商的电子材料营收综合来看，综合来看至 2021 年上半年（或 21Q3），以下半导 体材料厂商的营收均呈现了爆发式的增长。我们认为这就是中国半导体材料行业技术及 工艺积累到位，以及下游扩产推动，和国产化加速的三方努力之下的成果，助力中国半 导体材料行业各类厂商的蓬勃发展。

同时我们统计了以下各个厂商在 Wind 一致预期下的收入预测总和（或按照半年报/三季 报数据线性外推），2021 年以下厂商大致收入总和约为 95 亿元人民币，较 2020 年收入 总和（67.7 亿元）增长约 40%，增速巨大。

此外再考虑到其他未收录的非上市公司及上市公司，我们展开乐观假设：中国 2021 年 有着电子半导体材料营收规模 150 亿人民币（更多的为中低端产品，高端产品仍然在持 续突破及替代），在当前2021年600亿美元的全球市场之中也仅仅5%不到的替代率； 在中国所需的产值约 114 亿美元（对应 19%的全球需求）的市场需求中，也仅占了 20%，因此可以看到中国无论是在中国或者全球市场之中，均有着巨大的国产化空间。

除了以上我们节选的部分半导体及电子材料厂商对于中国卡脖子关键材料的替代以外， 还有众多 A 股上市公司在努力的投入研发力量致力于更多材料的国产化。无论是成本占 比最大的半导体硅片，再到被美国高度垄断的 CMP（抛光液及抛光垫）材料，均都实现 了一定的技术突破，在不同的实现果实的收获。（报告来源：未来智库）

四、制造：晶圆厂继续上行，新能源时代功率产业快速增长

4.1 晶圆厂展望持续上行，行业盈利能力提升

台积电：盈利能力持续提升，先进制程贡献大

三季度营收贴近指引上限，盈利水平环比再提升。21Q3 以美元计公司营收 148.8 亿美 元（指引 146~149 亿美元），同比增长 22.6%，环比增长 12.0%；以新台币计，公司 21Q3 营收 4146.7 亿新台币，同比增速 16.3%，环比增速 11.4%。21Q3 净利 1562.6 亿 元新台币，同比增长 13.8%，环比增长 16.3%。Q3 毛利率 51.3%（指引 49.5%~51.5%）， 环比提升 1.3%，营业利润率 41.2%（指引 38.5%~40.5%），环比提升 2.1%，净利率 37.7%，环比提升 1.6%。

台积电预计 Q4 营收 154~157 亿美金，中值 qoq +4.5%；2021 全年美元计营收 +24%，各应用领域将有全面增长。长期看，5G，HPC（高性能计算）相关应用需求强 劲，包括手机，高效计算，IoT，汽车等。台积电展望 Q4 毛利率 51~53%，中枢 52%； 全年 50%+，系 N5 稀释及汇率影响；长期可实现≥50%毛利率。Q4 营业利润率 39~41% 公司预计资本开支 2021 全年 300 亿美元，产能 2021~2022 都将紧张。

5G，HPC 长期驱动行业高景气，疫情加速数字化转型，台积电预期 2020-2025 年营 收 CAGR 接近指引（10~15%）上限。公司将持续与客户合作协同产能，提价公司价 值及 ASP。另外，考虑疫情和地缘政治影响，台积电预计客户及供应链 H2 会稳步提高 存货至高于历史水平，保证供应链安全。

台南 N5/N3 需求强劲故预计继续扩产；美国 Arizona12 寸厂计划 2022H2 设备搬入，一 期 5nm 20kwpm 24Q1 量产，不排除二期建设可能；国内南京目前 16nm 25kwpm，计 划增加 28nm 产能以满足客户特殊工艺需求，2022H2 开始量产，2023 年中达到 40kwpm 产能。

终端存货水平（手机、PC）在 21H2 开始提高（库存水平修正），认为长期供应链将保 持较高水平存货水平，主要是因为致使客户提高存货水平的因素仍然存在。台积电 2021- 2022 年产能利用率将持续紧张。即使手机、PC 出货放缓，但设备硅含量提升。

联电：业绩超预期，展望 2021Q4 量、价均继续向上

联电第三季度营收为 20.08 亿美元，高于市场预期的 19.9 亿美元，同比增长 24.6%；第 三季度净利润为 6.23 亿美元，同比增长 92.6%。得益于电脑、消费产品和通讯终端领域 的强劲需求，同时 12 吋晶圆出货增长，产品结构持续优化，带动 ASP 提升。整体晶圆出 货量较前一季成长 2.6%，达到 250 万片 8 吋约当晶圆。

毛利率增长迅速，积极优化产品。公司自 2019 年来毛利率迅速增长，受益于产品平均 售价将连续上涨，公司第三季度的毛利润率进一步提升至 36.8%，相较于 2020 年同期 （21.8%）大幅提升。公司目前正致力于优化产品，削减成本，来自 28nm 制程的营收 持续成长，而在 22nm 产品 tape outs 来自无线通讯、显示器和物联网的份额也逐渐增 加，进一步充实了公司产品线的多样化，牵引公司利润率提升。

展望第四季度，公司预计晶圆出货量走势仍将持稳，其中晶圆出货量将持续增加 1%至 2%，这归功于生产效率和产品优化的持续改进，预期 8 吋和 12 吋厂的产能利用率将维 持满载 100%；公司预计产品价格也将持续向上，预计在第四季度中产品的美元计价的 ASP 会再有 1-2%的幅度提升，毛利率将保持在 30%以上，年度营收成长率有望优于产 业平均值（12%），主要是 5G、电动车、物联网等应用带动结构性需求成长的支撑下， 预期联电 2022 年营收成长率将优于产业预估值。

在资本支出方面，公司对市场需求量的持续增长十分有信心，并大幅投入生产力的提高。 联电预期，2021 年维持原订 23 亿美元（约新台币 644 亿元）水准，南科 Fab 12A P5 厂 区扩产的 1 万片产能，将在 2022 年第 2 季到位，P6 扩产的 2.75 万片产能，则从 2023 年第 2 季起陆续投产。随着台南旗舰厂区 Fab12A 的 P5 及 P6 扩厂计划进行，鉴于客户 的强劲需求，联电在 2022 年或将继续成长并取得更多的市占率。

中芯国际：经营表现超预期，四季度指引再创历史新高

中芯国际 2021 年三季报营业收入增长超预期，毛利率如期环比提升。公司 2021Q3 营 收 14.15 亿美元，环比增长 5.3%（此前指引区间为环比+2~4%），同比增长 30.7%。 2021Q3 毛利率 33.1%（此前指引区间为 32~34%），环比提升 3.0pct，同比提升 8.9pct。 临港项目合资协议披露，总投资额 88.66 亿美元扩产 12 英寸晶圆。合资公司注册资本 55 亿美元，其中中芯控股、国家集成电路基金 II 和海临微各自同意出资 36.55 亿美元、 9.22 亿美元和 9.23 亿美元，分别占临港合资公司注册资本 66.45%、16.77%、16.78%。

扣非业绩依然强劲，持续加大研发和扩产。公司 2021 年前三个季度的扣非净利润分别 为 6.78、16.61、13.93 亿元。不考虑 2021Q2 大量非经营因素（处置子公司一次性 2.31 亿美元、投资收益 1 亿美元等），2021Q3 扣非净利润环比下滑的主要原因是研发活动增 加，深圳新厂试经营相关开支增加，以及股票激励摊销。公司持续进行研发追赶、产能 扩张，加强半导体产业人才激励，导致研发费用、管理费用环比增长 0.23 亿美元、0.21 亿美元。

先进制程贡献超预期，均价提升明显。从代工的经营性业绩上看，产能利用率连续两个 季度超过 100%。2021Q3 晶圆出货量 172 万片，环比下降 1.5%，但晶圆 ASP 达到了 773 元/等效 8 寸片，环比提升 9.4%。2021Q3 公司毛利率达到 33.1%，达到近十几年 来高位，公司指引 2021Q4 毛利率中枢环比继续上升 1pct。均价提升和公司毛利率提升 反映公司产品组合优化，从制程角度看，公司 21Q3 FinFet/28nm 营收占比达到 18.2%， 创历史新高，收入体量约 2.4 亿美元，环比提升 35%。其他制程增长显著的主要是 55/65nm（环比+2.8%，同比+79%）、0.11/0.13um（环比下降 1.3%、同比增长 76%）。

2021Q4 指引超预期，2021 年行业继续景气、供不应求。2021Q4 收入指引环比增长 11~13%，将进一步创历史新高，毛利率 33~35%，达到近十年来高位。2021 年公司继 续满载运营，扩产 1 万片 12 寸、4.5 万片 8 寸。公司前三季度合计资本开支 23.86 亿美 元，且维持 2021 年全年资本开支 43 亿美元，其中大部分用于成熟工艺的扩产，小部分 用于先进工艺、北京新合资项目土建及其它。公司持续加大研发投入、资本开支力度， 为 2022 年保持增长奠定基础。

华虹半导体：历史最强劲季度，营收及毛利率皆超指引

21Q3 营收 4.52 亿美元连续五季创历史新高，同比+78.5%，环比+30.4%；归母净利 5080 万美元，同比+187.1%，环比+15.3%。毛利率 27.1%，同比+2.9pt，环比+2.3pt。 公司营收净利强势高增，系各主要技术平台产品 ASP 提升和极高产能利用率；MCU、电 源管理、IGBT、超级结、CIS 和逻辑&射频等平台需求强劲，全面驱动营收高增。公司展 望 Q4 营收 4.90 亿美元左右，毛利率 27%~28%；2021 将迎历史最高销售额、最大增 速；2022 年将继续迅速成长。

分部看：1）8 寸营收创历史新高，营收同比+33.2%增至 3.15 亿美元。12 寸营收同比 +723.3%大幅增长至 1.37 亿美元。2）中国区营收增长突出，yoy+100.5%增至 3.31 亿 美元；占比 73.4%，同比提升 8pt。3）平台全面高增，其中独立非易失存储增长 6 倍以 上，逻辑&射频、模拟&电源管理皆增长 1 倍以上。4）较先进制程增长强劲：55~65nm 同比+6664%，90~95nm 同比+260%，0.11μm 以上各节点有 20~50%同比增长。5） 各应用领域高增，电子消费，工业&汽车，通讯增速大致皆在 70~90%区间。

4.2 第三代半导体快速发展，碳化硅行业有望放量

第三代化合物半导体渗透率稳步提升。根据 Yole 和 Omdia，2020 年 SiC 和 GaN 功率半 导体全球市场将增长至 8.54 亿美元，其中 SiC 电力电子市场规模约 7.03 亿美元，到 2025 年有望超过 30 亿美元。综合 Yole、IHS、Gartner 等多家三方机构数据，2020 年全球功 率半导体器件市场规模约 180~200 亿美元，SiC、GaN 电力电子器件渗透率约为 4.2%~4.5%，同比提升 1%。

国内第三代半导体市场快速成长，渗透率仍有较大提升空间。根据 CASA 统计，2020 年 我国第三代半导体电力电子和射频电子总产值超过 100 亿元，同比增长 69.5%。其中， SiC、GaN 电力电子产值规模达 44.7 亿元，同比增长 54%，衬底材料约 2.2 亿元，外延 及芯片约 5 亿元，器件及模组约 7.2 亿元，装置约 30 亿元，与前几年相比，中下游的增 速加快。据中国半导体行业协会数据，2020 年国内 SiC、GaN 电力电子器件渗透率仅 1.56%，低于全球的 4.2%~4.5%的水平，仍有较大上升空间。根据 CASA，未来 5 年 SiC、 GaN 电力电子器件应用市场有望以 45%的 CAGR 增长到 2025 年的超过 300 亿元市场 规模。

新能源汽车将是 SiC 器件需求规模大幅增长的主要推动力。按照 SiC 功率器件应用发展 来看，初期 SiC 器件主要用于 PFC 电源领域，过去十年 SiC 在光伏及一些能源储存系统 中被广泛，未来十年，新能源汽车、充电设施、轨道交通将是 SiC 器件需求规模大幅增 长的主要推动力。根据 Yole，2019 年 SiC 全球市场规模超过 5.4 亿美元，到 2025 年将 达到 25.6 亿美元，CAGR 30%，其中新能源汽车占比最高，2025 年市场规模将达到 15.5 亿美元，CAGR 38%，充电桩增速高达 90%。

4.3 功率器件景气超预期，受益于新能源快速发展

功率半导体市场规模稳步增长，2020~2024 CAGR 预计约为 5%。根据 IHS 统计 2018 年全球功率半导体市场约为 466 亿美元，同比增长约 11%，其中功率 IC 市场约 256 亿 美元，功率分立器件及模组规模约 210 亿美元。2021 年汽车、消费类电子等抑制性需求 释放将带动功率半导体市场整体迎来复苏，预计市场整体收入将反弹至 460 亿美元，并 在下游需求的持续带动下，有望实现未来 4 年年均 5%的复合增速，稳步增长。

功率半导体下游应用十分广泛，汽车及工控为前两大应用领域。功率半导体几乎应用于 包括计算机领域、网络通信、消费类电子、工业控制等传统电子产业及新能源汽车、光 伏发电等等各类电子制造业。根据 Yole 统计，2019 年汽车及工业领域为前两大应用领 域，各占据 29%的份额，其次为通讯、计算机等。中长期来看，新能源汽车、工业自动 化、可再生能源设施建设及新兴消费电子等领域将持续驱动行业增长。

工控是 IGBT 传统下游领域，新能源汽车是 IGBT 未来增长的最大驱动力。IGBT 模块是 变频器、逆变焊机等传统工业控制及电源行业的核心元器件，且已在此领域中得到广泛 应用。近年来节能环保大趋势下，IGBT 下游的新能源汽车、变频家电、新能源发电等领 域发展迅速，并推动 IGBT 市场持续高速增长。根据集邦咨询，2018 年中国 IGBT 下游 应用领域中占比最大的为新能源汽车，比重逾三成，其后分别为消费电子（27%）、工业 控制（20%）、新能源发电（11%，包含风电、光伏等）等。未来随着新能源汽车的发展 以及变频白色家电等的普及，IGBT 市场有望持续升温。

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精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站