电子行业投资策略：5G渗透率持续提升，半导体供应链安全大势所趋

文章来源：五矿证券研究所

责任编辑：王佳美

编辑：王少南

报告摘要

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消费电子：

realme与荣耀异军突起，5G渗透率持续提升。智能机领域，我们认为主要有2个趋势：1）随着华为芯片断供，终端品牌行业格局重塑，除了苹果抢占大部分高端机型份额之外，中低端机型中，国产厂商MOV受益较多，除此之外，realme和荣耀异军突起。2021Q2全球市场中，realme占比4%，荣耀占比2%，2021Q3中国市场中，荣耀攀升至第3位，占比18%，未来realme和荣耀有望成为智能机领域新势力；2）2020-2021Q2，全球5G渗透率由16.5%提升至44.4%，随着5G网络覆盖日趋完善，终端价格下探，未来5G渗透率仍将持续提升，相关产业链持续受益。

AR/VR有望成为下一代爆款产品，车载摄像头前景可期。随着技术成熟、内容丰富、产品迭代升级，AR/VR有望在学习、办公、娱乐、社交等方面带来全新体验。IDC预测2025年全球VR设备出货量2900万台，AR设备出货量2100万台，合计5000万台。车载摄像头将持续受益于自动驾驶升级带来的渗透率提升，ICVTank预计2025年全球市场规模将达到270亿美元。

半导体：

全球缺芯+政策资金支持，国产半导体供应链自主可控是大势所趋。自2020年下半年以来，车企缺芯问题日益严重，此外，居家办公、在线教育也促使PC、平板需求量快速增长，叠加经销商囤货等，全球缺芯问题依然严峻。考虑到中美贸易战大背景，国产半导体供应链安全就显得尤为重要，在国家政策及大基金一期、二期等资金支持下，国产上游供应商有望加速产品研发、验证和导入到下游客户，半导体国产替代、自主可控是大势所趋。

看好技术壁垒高、国产化率较低的优质赛道。半导体赛道广，我们认为，只有那些具备高技术壁垒，同时目前国产化率仍然较低的赛道，才更有望实现较快发展，我们看好：1）IC上游EDA+IP：EDA行业规模仅115亿美元，但却是IC上游必不可少的辅助工具；IP则是设计企业降低设计成本的重要保障；2）射频前端：作为终端实现无线通信的重要组成部分，国内厂商在合计占比近90%的滤波器和PA领域仍然有很大差距，未来提升空间大；3）设备+材料：前道制造和后道封测环节核心上游，关键设备和材料决定了Foundry的工艺水平，目前中国在部分设备和材料领域实现突破，但在高端设备和材料，比如光刻机、大硅片、ArF/EUV光刻胶等领域仍严重依赖进口，自主可控需求迫切；4）功率半导体：碳达峰+碳中和背景下，新能源车、光伏、充电桩、智能电网、快充等是功率半导体行业增长助推剂，尤其在高压、高频场景，第三代半导体SiC、GaN凭借优异的材料特性将大有作为。

风险提示：

1、消费电子、新能源车等需求不及预期；

2、国内厂商技术突破、验证导入不及预期；

3、全球新冠疫情加剧影响生产及物流等。

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报告正文

1、消费电子：国产品牌多点开花，AR/VR未来可期

1.1智能手机：国产品牌市占率稳步增长，5G手机渗透率持续提升

1.1.1华为跌出前5，荣耀、realme快速发展

全球手机行业自2010年开始进入智能机时代，根据IDC数据，2010-2016年全球智能机出货量一路攀升，到2016年达到峰值14.72亿部，此后开始逐年回落，进入存量竞争时代。2020年受新冠疫情影响，全球智能机出货量为12.92亿部，同比下滑5.74%。随着接种疫苗人数越来越多，疫情影响逐步缓解，IDC预计全球智能机出货量2021年将达到13.8亿部，2022年将达到14.3亿部。

中国市场呈现出与全球相似的规律，根据中国信通院数据，2011-2016年，除2014年有所下滑外，中国智能机出货量整体呈现增长趋势，2016年出货量达到最高的5.22亿部，此后随着智能机普及率提升，人口红利逐步消失，出货量开始逐年下滑，到2020年出货量为2.96亿部，同比下滑20.4%。由于中国疫情防控得力，市场环境更好，销量有望回暖，IDC预计2021年中国市场智能机出货量约3.4亿部。

全球各个国家/地区智能机出货量来看，根据Gartner数据，2018-2021年，大中华区、亚太新兴市场、北美、西欧以及拉丁美洲排名始终位列第1-5名。预计2021年，大中华区销量4.1亿部，占比26.7%；亚太新兴市场销量3.7亿部，占比23.8%；北美销量1.5亿部，占比9.9%；西欧销量1.4亿部，占比9.3%；拉丁美洲销量1.3亿部，占比8.8%；合计占比78.5%，以上5大区域为全球智能机最重要的销售市场。

从全球手机各品牌出货量、收入以及利润角度，根据Counterpoint数据，2021Q2苹果出货量占比仅为13%，与第一名三星差距2pct；而收入占比达到了40%，比第二名三星高出25pct；营业利润则更高，占比高达75%，比第二名三星高出62pct。我们认为，主要原因在于苹果定位高端，因此总体出货量受到一定影响，但在高端机型中品牌力依然强大，根据Counterpoint数据，2020Q2-2021Q2全球400美元及以上手机品牌中，苹果销量占比从48%提升至57%，优势地位进一步巩固。因此，2021Q2苹果虽然在总体出货量数据上仅排名第三，但是凭借其强大的品牌力，依然赚取了全球智能机75%的营业利润，行业龙头位置依然稳固。

全球手机品牌分季度出货量及市占率来看，根据Omdia数据，2020Q2-2021Q2，华为由于芯片断供原因以及荣耀品牌独立，出货量由3860万部下滑至980万部，市占率由20%下滑至3%。其他品牌市占率方面，三星保持19%，苹果保持14%，国产手机品牌市占率稳步提升，其中小米从10%上升到17%，提升幅度最大，OPPO和Vivo均由8%提升至11%，realme由1%提升至4%，荣耀在独立后表现不俗，2021Q2市占率上升至2%。我们认为，随着华为份额下滑，国产品牌realme以及荣耀有望凭借国内外市场的快速发展，成为继小米、OPPO、Vivo之后的国产智能机品牌新势力。

2021Q1-2021Q3中国市场各手机品牌市占率来看，根据Canalys、IDC和StrategyAnalytics数据，2021Q1中国前五大智能机厂商分别为Vivo、OPPO、华为、小米、苹果；到了2021Q2，华为跌出前5，荣耀以690万部出货量排名第5，占比8.9%；2021Q3荣耀已上升至第3名，占比18%。10月11日，荣耀官方宣布，公司已经成功与多家供应商确认了后续的合作，荣耀50系列将配备谷歌GoogleMobileServices（GMS）服务，为客户提供更全面的应用环境和移动体验，我们认为，这将有利于荣耀在海外市场拓展，为公司全球化发展打开新篇章。

除荣耀外，realme亦得到快速成长。根据StrategyAnalytics数据，2020H2-2021H1，realme在中国市场增长了175%，已成为中国增长最快的智能手机品牌。2018Q2-2021Q2，在印度市场出货量由0跃升至第4名，市场份额达到14%的历史新高。受益于中国及印度市场的良好表现，realme仅用时37个月，就成为了全球智能机历史上最快达到1亿部出货量的品牌。未来realme还将进军高端市场，realme中国区总裁在2021年中国移动全球合作伙伴大会上表示，明年将推出5000元价位段新产品，向高端市场发起冲击。

1.1.2中国带动全球5G手机渗透率持续提升

5G手机方面，根据IDC和Gartner数据，2020年全球智能机出货量12.92亿部，5G手机出货量2.13亿部，占智能机整体出货量16.5%。中国信通院数据显示，2020年中国智能机出货量2.96亿部，5G手机出货量1.63亿部，占智能机整体出货量55.1%，中国5G手机出货量占全球5G手机出货量76.5%。Gartner预计2021年全球5G手机出货量将接近5.39亿部，中国移动预计2021年中国5G手机出货量将超过2.8亿部，预计2021年中国5G手机出货量占全球5G手机出货量约51.9%。

价格方面，5G手机ASP在2020年超过600美元，随着中国手机厂商新机不断发布，市场竞争加剧，IDC预计未来5G手机ASP将呈现稳步下降的趋势，这将有利于5G手机市场规模以及渗透率快速提升，到2025年，5G手机ASP将跌至404美元，出货量占比将达到69%。

根据StrategyAnalytics数据，2021Q1全球智能机出货量3.4亿部，5G手机出货量1.34亿部，占智能机整体出货量39.4%。中国信通院数据显示，2021Q1中国智能机出货量9618.2万部，5G手机出货量6984.6万部，占智能机整体出货量72.6%，中国5G手机出货量占全球5G手机出货量52.1%，为全球最大的5G手机出货市场。

根据IDC和StrategyAnalytics数据，2021Q2全球智能机出货量3.13亿部，5G手机出货量1.39亿部（9500万安卓+4420万苹果），占智能机整体出货量44.4%，较2021Q1有所提升。中国信通院数据显示，2021Q2中国智能机出货量7481.8万部，5G手机出货量5815.4万部，占智能机整体出货量77.7%，中国5G手机出货量占全球5G手机出货量41.8%。

2020-2021Q2，中国5G手机渗透率高于全球水平，我们认为，主要原因有2点：

1）中国5G基站建设数量全球第一

根据工信部数据，截至2020年底，中国已累计开通5G基站71.8万座，实现所有地级以上城市5G网络全覆盖，5G终端连接数超过2亿。截止2021H1，中国已累计开通5G基站96.1万座，占全球70%，覆盖全国所有地级以上城市，5G终端连接数约3.65亿户，占全球80%，中国已拥有全球最大规模的5G网络。截止2021年11月底，中国已累计建成5G基站超过115万座，全国所有地级市城区、超过97%的县城城区和40%的乡镇镇区实现5G网络覆盖，5G终端用户达到4.5亿户。良好的5G基站覆盖为5G手机普及率提升提供了有力支撑。2021年中国还将新建60万座5G基站，2022年达到峰值，新建110万座，之后开始逐步回落，2026年将新建44万座。

2）中国5G手机价格近60%低于400美元，刺激了5G手机销量

根据Canalys数据，2021年，全球不同价位5G手机占比对比，400美元以下5G手机中，大中华区占比接近60%，远高于欧洲、亚太、中东和非洲、拉丁美洲以及北美，更多较低价格的5G也刺激了中国5G手机销量及渗透率快速提升。

随着全球5G手机渗透率提升，也有望提升全球智能机整体ASP，根据Counterpoint数据，5G手机收入占比始终高于出货量占比，并且在iPhone12系列发布之后，差距有所拉大，以2021Q1为例，5G出货量占比为39%，收入占比则达到了69%。

在5G手机领域，苹果亦保持了行业第一，根据Counterpoint数据，2021Q1苹果出货量占比34%，收入占比53%，均排名全球第一。

根据Counterpoint数据，2021Q1-2021Q2，全球5G手机价格呈现整体下降趋势，其中低价位占比稳步提升，0-199美元占比由4%提升至8%；200-399美元占比最高，由32%提升至37%；400美元以上占比均呈现不同程度下降。我们认为，低价位5G手机占比提升，将有利于5G手机渗透率进一步提升。

根据旭日大数据的数据，2021Q2全球5G手机销量Top10被苹果、Vivo、三星和OPPO包揽，和2021Q1一样，苹果依然是最大赢家，iPhone12全系进入前10。其中iPhone12/12ProMax/12Pro占据前三名，出货量分别为1296/829/693万部，并且销量遥遥领先，再加上iPhone12mini的238万部销量，iPhone12全系销量3056万部，在Top10机型中占比高达64.5%，相比2021Q1增加3.1pct；Vivo表现亮眼，共有3款机型位列前10；三星有2款，OPPO有1款。

1.2iPhone13发布：BOM成本稳步提升，中国大陆供应商大而不强

苹果iPhone13系列顺利发布，相比iPhone12系列配置有所提升，起售价却有所下降，在“加料减价”刺激下，iPhone13系列需求旺盛。由于搭载A15芯片，Pro系列采用120Hz高刷新率OLED屏幕，叠加NAND涨价以及手机外壳制造成本上升，iPhone13的BOM成本有所增加，根据TechInsights数据，iPhone13ProA2636的BOM成本为570美元，相比上一代iPhone12ProA2341的BOM成本548.5美元提升了4%。

而在供应商方面，根据苹果公布的2020年财年200家主要供应商名单，来自中国大陆和中国香港的供应商数量达到50家以上，占比超过25%，排名第一。但是从价值量角度，中国大陆和中国香港供应商价值量并不大，根据FomalhautTechnoSolutions数据，iPhone12Pro供应商价值量排名中，韩国占比26.8%排名第一，美国占比21.9%排名第二，中国大陆和中国香港仅占比4.6%，中国大陆供应商大而不强。

究其原因，主要在于核心零部件主要被美国、韩国、日本、欧洲厂商占据。以iPhone12ProA2406为例，根据TechInsights数据，其BOM成本为514美元，其中应用处理器/调制解调器、摄像头、存储占比排名前3，合计成本262美元，合计占比51%。根据Electronics360、TechInsights以及iFixit拆解，iPhone核心的处理器/调制解调器、存储、电源管理IC、前端模块、射频IC、屏幕等主要由苹果、高通、Skyworks、Avago、Qorvo、意法半导体、NXP、TI、博通、三星、LG、SK海力士、铠侠等厂商提供，中国大陆厂商更多集中在连接器、电池、天线、FPC、结构件等价值量不高的领域。

1.3AR/VR：有望成为下一代爆款产品

在智能机进入存量竞争时代，TWS增长放缓步入成熟期之后，我们认为下一代爆款产品有可能是AR/VR产品。AR可以实时、直接或间接改变用户所看到的真实物理环境，其元素（如声音、视频、图形或GPS数据）通过计算机生成并对感官进行增强（或补充），而VR则可以提供一种沉浸式体验，复制一个真实的环境或创建一个虚构的世界。不论是在学习、工作、娱乐、社交等方面都能为用户提供一个全新的视角和体验。

根据IDC数据，2021年，预计全球VR设备出货量将达到800万台，AR设备受制于体积以及有限的软件，预计出货量仅有100万台，但随着技术逐步改进升级，AR设备出货量有望迎来快速上升，到2025年，预计全球VR设备出货量2900万台，AR设备2100万台，合计5000万台。全球AR/VR/MR设备市场规模方面，根据Statista数据，2021年为307亿美元，2024年将达到2969亿美元。

分厂商来看，根据Counterpoint数据，随着2020年9月Quest2的发布，行业格局发生了较大变化，Oculus一家独大，截至2021Q1累计出货量460万台，创造了单品出货量记录。受益于Quest2的热销，2020Q4-2021Q1，Oculus始终占据着行业75%左右的市场份额，其他厂商DPVR、索尼、Pico、HTC等占比均为个位数。在2021Q1XRTop5设备排名中，Quest2也遥遥领先其他产品，远超第2-4名之和。

随着AR/VR渗透率提升，全球用户数将快速增加。根据Deloitte数据，2021年高频AR用户数将达到15亿，到2025年将增加至43亿。此外，AR/VR对全球经济亦将起到助推作用，根据PwC数据，2019-2030年，AR对全球GDP贡献将从330亿美元提升至10924亿美元，VR对全球GDP贡献将从135亿美元提升至4505亿美元，AR贡献更大。

对于不同国家而言，AR/VR不仅能对GDP增长有所贡献，还能提供更多的就业岗位。根据PwC数据，2019-2030年，AR/VR对全球主要国家的GDP和就业岗位都有一定拉动作用，其中对美国GDP贡献为5370亿美元，就业岗位232.2万个；对中国GDP贡献为1833亿美元，就业岗位682.3万个；对日本GDP贡献为1432亿美元，就业岗位53.3万个。

产业链方面，AR/VR产业链供应商众多，芯片厂商包括德州仪器、高通、联发科、AMD、全志科技、瑞芯微等；传感器厂商包括意法、博世、村田等；显示屏厂商包括三星、京东方、深天马等；摄像头厂商包括舜宇、索尼、三星、水晶光电、联创电子等；整机代工厂商包括歌尔股份等；终端品牌包括Oculus、谷歌、微软、MagicLeap、HTC、华为、索尼、Pico、DPVR等。

1.4车载摄像头：汽车智能化带动多摄快速普及

随着手机摄像头多摄普及度提升，未来更多将朝变焦和高像素方向升级，汽车作为一款大型终端，我们认为，随着360全息影像渗透率提升、自动驾驶技术逐步升级发展，车载摄像头将迎来更大提升空间。

按照车载摄像头在整车中的应用，可分为前视、环视、后视、侧视以及内置5种类型。对于前视摄像头，双目相比单目性能更优，但是由于需要更高算力芯片支持，成本较高，难以快速普及，因此目前仍以单目为主。

根据华经产业研究院数据，2015-2020年，全球车载摄像头镜头出货量整体稳步上升，2015年为5961万件，2019年为11664万件，2020年由于疫情影响，出货量略有下滑至10964万件。市场格局来看，以中国、日本厂商为主，舜宇光学占比32%，排名第1；麦克赛尔占比8%，排名第2；富士胶片占比5%，排名第3。

目前车载摄像头渗透率不高，根据AI车库数据，各类摄像头中，后视摄像头渗透率最高，为50%；其次是前视摄像头30%；侧视摄像头22%；内置摄像头仅为7%。单车平均搭载摄像头数量也将随着自动驾驶级别升级同步提升。L1和L2级别为3-5颗，L3级别大约为8颗，到了L4和L5级别将增加至10-20颗。整体而言，车载摄像头提升空间仍然较大。

根据ICVTank以及360ResearchReports等数据，2020-2025年，全球车载摄像头市场规模将从138亿美元提升至270亿美元，CAGR为15.7%；中国车载摄像头市场规模将从64亿元提升至230亿元，CAGR为29.2%，车载摄像头市场前景广阔。

车载摄像头包括镜头、模组、芯片、软件算法等。镜头厂商中，舜宇光学全球第1，国内厂商联创电子和欧菲光亦有所布局；模组厂商中，国外厂商包括大陆、麦格纳、法雷奥，中国厂商有比亚迪、德赛西威、欧菲光等；CMOS芯片中，安森美全球第1，此外还有索尼、三星、韦尔股份（豪威科技）、思特威等；软件算法主要厂商有Mobileye、地平线、极目等。

2、半导体：缺芯驱使行业步入景气周期，政策+资金支持力保供应链安全

根据WSTS数据，2010-2020年，全球半导体市场规模从2983.15亿美元增长至4403.89亿美元，保持整体稳步增长的趋势，其中2017-2018年，由于存储器涨价，行业规模达到峰值4687.78亿美元，2019年存储器价格周期回落，同时叠加中美贸易摩擦等因素影响，全球半导体市场规模4123.07亿美元，同比下滑12.0%。2020年初疫情爆发，推动了居家办公、在线教育快速发展，IDC数据显示，2020年全球PC和平板出货量均达到近年新高的3.03亿台和1.64亿台，同时华为受制裁加速了其他手机厂商芯片囤货力度，其中苹果采购536.2亿美元，排名第一，同比增长24.0%；三星采购364.2亿美元，排名第二，同比增加20.4%；小米采购87.9亿美元，排名第八，为历年之最，同比增长26.0%，增速最快，以上原因加速了全球半导体市场回暖，2020年市场规模达4403.89亿美元，同比增长6.80%。我们认为新一轮景气周期已经开启，随着5G、AI、IoT等技术的不断成熟，5G、消费电子、汽车电子、物联网、云计算等应用场景将不断拓展，全球半导体行业将步入新一轮发展期，WSTS预计全球半导体市场规模2021年将达到5529.61亿美元，同比增长25.6%；2022年将达到6014.90亿美元，同比增长8.8%。

中国集成电路产业起步较晚，然而近年来随着国家政策支持、行业技术进步以及下游需求增长，中国集成电路市场规模快速增长。根据中国半导体行业协会数据，2010-2020年，中国集成电路市场规模从1440.15亿元增长至8848.00亿元，CAGR为57.44%，2020年设计业市场规模为3778.4亿元，同比增长23.3%，占比42.7%；制造业市场规模为2560.1亿元，同比增长19.1%，占比28.9%；封装测试业市场规模2509.5亿元，同比增长6.8%，占比28.4%。随着全球半导体迈入新一轮成长周期，中美贸易战加速国产替代进程，中国半导体产业将迎来快速发展期。根据前瞻产业研究院数据，预计2021年中国半导体市场规模为10780亿元，同比增长21.84%。

半导体产业链是全球化产业链，从硅片生产到IC设计、晶圆制造、封装测试、终端组装销售，以及上游的X86/ARM/RISC-V/MIPS架构指令集、EDA工具软件、IP核、设备、材料等，都离不开包括中国、美国、日本、韩国、欧洲、东南亚等在内的多个国家/地区分工协作，因此要保证半导体产业链的流畅运行，需要各个国家/地区发挥自身长处，共同维护产业链的生态健康。

2.1缺芯问题依然严峻，半导体行业仍处于新一轮景气周期

自2020年下半年以来，汽车等行业芯片供不应求的局面较为严峻，我们认为，汽车芯片短缺，根本原因是由于半导体芯片的供需失衡。需求端方面，新能源汽车的迅速增长和汽车“新四化”推动了汽车半导体芯片的整体和单车需求，受疫情影响，车企砍单的同时笔电、平板需求大涨以及手机厂商、经销商囤货，导致芯片产能被抢占。供给端方面，车规级芯片生产要求高，开发周期长，技术大多被西方厂商垄断，短期难以找到替代者，此外，MCU的生产也主要由台积电代工，产能供给存在瓶颈，Foundry厂普遍对8英寸晶圆厂扩产意愿不强，主要以扩产12英寸为主，重点供给手机芯片等高端制程，再加上2020年以来的各种火灾、地震、停电等因素影响，导致2021年的车规级芯片供给疲软。

缺货也直接导致了交付周期变长，根据SusquehannaFinancialGroup数据，2020年9月-2021年9月，全球芯片平均交付周期从12.6周增加至21.7周，增幅高达72.2%。

面对芯片短缺，一方面是台积电等厂商加大供给，但另一方面，一些渠道经销商看准时机，借机囤货，加重了本就缺芯的现状。为此，8月3日，国家市场监督管理总局发布公告称：针对汽车芯片市场哄抬炒作、价格高企等突出问题，近日，市场监管总局根据价格监测和举报线索，对涉嫌哄抬价格的汽车芯片经销企业立案调查。下一步，市场监管总局将持续关注芯片等重要商品市场价格秩序，进一步加大监管执法力度，严厉查处囤积居奇、哄抬价格、串通涨价等违法行为。通过行政手段维护了市场的稳定。

目前手机、PC、汽车等出货量基本稳定，半导体已经进入HPC和5G的MegaTrend时代，来自5G和HPC相关应用的大趋势导致未来几年对HPC及低功耗的需求大幅增加。因此，未来看需求，不仅是终端出货量，而且还包括单个终端内硅含量的增加，包括汽车、服务器、PC、手机、HPC等应用都将驱动硅含量提升。福特、英特尔、中芯国际、美光等多家车企及半导体企业高管表示，预计芯片供应紧张问题将延续至2022年甚至2023年，供不应求的局面将持续存在，在此背景下，半导体厂商纷纷开始扩产以满足市场需求，其中台积电计划在南京、高雄、美国、日本新建或扩产，中芯国际计划在北京、上海临港自贸区、深圳坪山扩产，整个行业仍处于新一轮景气周期。

2.2政策+资金支持，国产替代是大势所趋

在行业发展过程中，国家先后颁布了一系列政策措施支持半导体行业发展，包括《中国制造2025》，《国务院关于印发新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》等等，为行业发展深度助力。

除了政策支持，资金支持亦不可少，国家先后设立了大基金一期和二期。其中，大基金一期募资1387.2亿元，撬动社会资金超5000亿元，投资范围覆盖了设备、材料、制造、设计、封测上中下游各个环节。2019年下半年开始大基金一期进入回收期，各机构陆续减持，大基金二期将承接一期职能，继续促进国内半导体产业的发展。

大基金二期于2019年10月22日注册成立，注册资本2041.5亿元人民币。目前大基金二期已对外投资多家科技型企业，包括中芯国际、中微公司、北方华创、南大光电、华天科技、睿力集成、紫光展锐、思特威、沛顿存储、佰维存储、长川智能、艾派克、智芯微等，重点布局信息技术、高端制造业等，主要分布在上海、广东、北京、安徽等地区。

此外，科创板设立与创业板注册制改革，也给半导体产业发展提供了有力保障。在定位上，科创板突出“硬科技”特色，主要服务符合国家战略、突破关键核心技术、市场认可度高的科技创新企业，重点支持新一代信息技术、高端装备、新材料、新能源、节能环保以及生物医药等高新技术产业和战略性新兴产业。创业板则主要服务成长型创新创业企业，支持传统产业与新技术、新产业、新业态、新模式深度融合。创业板作为存量板块，充分借鉴了科创板的经验，并在一些制度上做了差异化设计和过渡安排。此举不仅有效发挥直接融资功能，疏通拓宽了资本市场入口，更激活存量市场，带动全市场焕发新气象，推动新经济发展。

2021年9月3日，北京证券交易所注册成立，2021年11月15日，北京证券交易所正式开市，未来将与沪深交易所、区域性股权市场坚持错位发展与互联互通，培育一批专精特新中小企业，共同为中国的科技发展注入动能。

2.3持续看好技术壁垒高，国产化率低的优质赛道

作为高端制造业的代表，自中美贸易战、新冠疫情爆发以及华为芯片断供以来，中国半导体供应链安全的重要性愈发凸显，从国家到社会，再到产业都非常重视，因此，半导体行业未来依然是我们坚定看好的重要方向。半导体行业细分领域众多，我们看好具备高技术壁垒，同时国产化率仍然较低，未来国产替代空间较大的赛道。包括IC上游的EDA+IP，设计类的射频前端芯片，制造+封测上游的设备和材料，以及受益于碳达峰+碳中和的功率半导体。

2.3.1EDA+IP：IC上游的核心支撑

1）EDA：IC设计+制造+封测强力辅助

集成电路设计环节是根据芯片规格要求，通过系统设计、逻辑设计、电路设计和物理设计，最终形成设计版图的过程，其上游的EDA供应商和IP供应商分别提供芯片设计所需的自动化软件工具和搭建SoC所需的核心功能模块，重要性不言而喻。

EDA是ElectronicDesignAutomation的简称，即电子设计自动化，是指利用计算机辅助设计（CAD）软件，来完成超大规模集成电路（VLSI）芯片的功能设计、综合、验证、物理设计（包括布局、布线、版图、设计规则检查等）等流程的设计方式，EDA能够大幅减少研发人员工作量，极大提升集成电路设计效率，缩短周期并且节约成本。除了集成电路设计，EDA工具同样是制造、封装、测试等工作的必备工具，是贯穿整个集成电路产业链的战略基础支柱之一。随着行业的快速发展，集成电路在设计规模、复杂度、工艺先进性等方面不断提升，因此，EDA工具的作用更加突出，已成为提高设计效率、加速产业技术进步与革新的关键因素。2020年整个EDA行业规模115亿美元，却支撑着超过4000亿美元规模的集成电路行业，数万亿美元的电子信息产业以及数十万亿美元的数字经济产业。

EDA连接了集成电路设计、制造和封测环节，产业链上游包括硬件设备、操作系统、开发工具及其他辅助性软件等，中游为各类EDA工具的开发，下游包括集成电路设计、制造和封测相关厂商。

根据SEMI和MarketsandMarkets数据，全球EDA市场规模稳步提升，2015年为78亿美元，2020年已达到115亿美元，预计2026年将达到181亿美元。根据ESDAlliance数据，全球EDA市场主要被Synopsys、Cadence以及SiemensEDA（2016年西门子以45亿美元收购Mentor，2021年Mentor更名为SiemensEDA）三巨头占据，2015年以来三巨头合计市占率始终稳定在60-70%之间，2020年更是高达69.54%，行业竞争格局较为稳定。

根据ESDAlliance数据，2020年全球EDA市场需求主要在美国，占比43%；亚太地区占比35%；欧洲/中东/非洲合计占比14%；日本占比8%。但从2015-2020年复合增速角度，亚太地区增长最快，为11.9%；美国6.7%；欧洲/中东/非洲5.9%；日本4.3%。

根据下游应用产品的不同，EDA各细分产品又可分为CAE、IC、PCB/MCM、SIP以及服务。根据ESDAlliance数据，2020年SIP占比最大，为35.2%；CAE占比31.9%，排名第二；IC占比20.4%，排名第3。2015-2020年复合增速方面，IC增速最快，为10.3%，其次为PCB/MCM，为9.6%。

中国EDA市场规模近年来稳步增长，2020年为66.2亿元，预计到2026年将达到117亿元。市场格局方面，2020年Synopsys、Cadence以及SiemensEDA依然占据中国大部分市场，合计占比77.7%，中国厂商华大九天排名第4，占比5.9%。

2018-2020年，中国EDA厂商境内销售额分别为2.8/4.6/7.6亿元，在中国EDA市场中占比稳步提升，从2018年的6.24%提升至2020年的11.48%。中国EDA企业数量也不断攀升，2001年仅有1家，到了2020年已经达到28家之多，其中华大九天2020年收入占比45.6%。

按照收入规模划分，目前全球EDA厂商主要分为3个梯队，第一梯队公司营收规模大于10亿美元以上，包括Synopsys、Cadence以及SiemensEDA，拥有完整的、有总体优势的全流程产品，在部分领域具有绝对优势；第二梯队公司营收规模在5000万-4亿美元之间，主要包括华大九天、Ansys、Silvaco等，拥有特定领域全流程，在局部领域技术领先；第三梯队公司营收规模小于3000万美元，主要包括国微集团、概伦电子、芯华章等，共有大约50家公司，主要聚焦于某些特定领域或用途的点工具，整体规模和产品完整度与前两大梯队的企业存在明显的差距。

相比于Synopsys、Cadence以及SiemensEDA三巨头，中国EDA厂商起步晚，营收规模小，市占率低，因此，学习和借鉴三巨头的成长史就显得尤为重要。回顾三巨头发展历史，由于EDA工具分类繁杂，企业在初创时通常仅拥有或擅长部分点工具，但是当发展到一定阶段后，仅靠自研难以保持行业领先优势，因此通过并购或者技术引进便成为了企业快速完善自身产品线，提升综合技术实力的重要途径。在1982-2020年期间，三巨头直接参与的并购就有大约200起。其中Synopsys最多，并购80起，Cadence和SiemensEDA分别为62起和66起。

回顾中国EDA行业发展历史，1986-1994年为起步阶段，由于巴统禁运的限制，EDA软件无法进入中国，中国开始进行EDA技术的自主研发与攻关，1988年启动了国产EDA工具“熊猫系统”的研发工作，并在90年代初研发成功了中国历史上第一款具有自主知识产权的EDA工具——“熊猫ICCAD系统”，填补了中国在这一领域的空白；1994-2008年为停滞阶段，1994年巴统解散，美国解除对中国EDA软件封锁，国外EDA工具大量进入中国，缺少政策和市场支持的国内EDA工具研发和应用陷入低谷，导致熊猫EDA未能被广泛使用；2008至今属于新的发展期，2008年国产EDA行业重新获得了国家鼓励和扶持，本土厂商如华大九天、概伦电子、广立微、国微集团、芯和半导体等相继诞生，国内EDA行业发展呈现一片欣欣向荣的态势。

目前能够提供具有国际竞争力的全流程工具的企业只有Synopsys、Cadence以及SiemensEDA三家，发展均超过30年历史。Synopsys是全球排名第一的电子设计自动化（EDA）解决方案提供商，主攻数字芯片设计、静态时序验证确认以及SIP；Cadence主攻模拟、数模混合平台、数字后端等；SiemensEDA主攻后端验证、可测试性设计、光学临近修正等。国内企业中，华大九天是行业龙头，能够提供模拟电路设计全流程EDA工具系统、数字电路设计EDA工具、平板显示电路设计全流程EDA工具系统和晶圆制造EDA工具等，公司目前主要模拟电路设计全流程EDA工具系统中，电路仿真工具支持5nm先进制程，其他模拟电路设计EDA工具支持28nm工艺制程，部分工具达到国际领先水平，未来将致力于实现EDA全流程、全细分领域覆盖。国内其他本土EDA企业难以提供全流程产品，但在部分细分领域也具有一定特点。

EDA成长逻辑：

展望未来，随着芯片技术与功能复杂度不断提升，逻辑、模拟、存储等功能被越来越集中地集成到单一芯片中，这就要求EDA工具具备更强的对复杂功能设计的支撑能力，例如苹果最新A15芯片已经集成了150亿个晶体管，这对EDA工具的设计效率提出了更高要求。同时，在设计方法学层面，EDA工具的发展方向主要包括系统级或行为级的软硬件协同设计方法、跨层级芯片协同验证方法、面向设计、制造与封测相融合的设计方法和芯片敏捷设计方法等方面。此外，后摩尔定律时代的Chiplet已成为重要方向，这种硅片级别的复用也需要EDA工具提供更广泛的支持。随着全球晶圆厂扩产、芯片复杂度提升、工艺制程升级、先进封装技术发展，都将为EDA工具带来应用需求的提升，EDA工具在未来仍然大有前途，并将伴随着芯片技术的发展而不断升级迭代。

2）IP：设计行业的重要模式

除了EDA，IP也是集成电路设计上游的重要支撑。半导体IP是指已验证的、可重复利用的、具有某种确定功能的集成电路模块，半导体IP授权业务主要是将集成电路设计时所需用到的经过验证、可重复使用且具备特定功能的模块（即半导体IP）授权给客户使用，并提供相应的配套软件。目前绝大部分的SoC都是基于多种不同IP组合进行设计的，IP在集成电路设计开发中已成为不可或缺的要素。

IP的作用主要有4个：1）使芯片设计化繁为简，缩短芯片设计周期，提高复杂芯片设计的成功率；2）IP开发和IP复用技术使小公司设计大芯片成为可能；3）使系统整机企业可以设计自己的芯片，提升自主创新能力和整机系统的自主知识产权含量；4）使芯片设计行业摆脱传统IDM模式，成为产业链上独立的行业，促进了芯片设计业迅猛发展。

根据IPnest数据，IP下游应用领域众多，包括CPU、DSP、GPU等等，其中CPUIP占比35.4%，排名第1。市场规模方面，2020年全球IP市场规模46亿美元，同比增长16.7%，是2000年以来增速最快的一年。分厂商来看，前10大厂商合计占比79.3%，其中ARM依旧排名第一，收入18.87亿美元，占比41%；Synopsys收入8.84亿美元，占比19.2%，排名第二；前2名合计占比已经超过60%，行业集中度很高。

中国厂商芯原股份是国内龙头，2020年全球市占率2%，排名第7，国内排名第1，公司目前拥有GPU、NPU、VPU、DSP、ISP和DisplayProcessor六类处理器IP、1400多个数模混合IP和射频IP，IP种类丰富，具有较强竞争力。但是在占比最大的CPUIP领域，由于技术壁垒高，全球主要还是被ARM和Synopsys垄断，国产化空白亟需填补。此外，芯原股份在2018年牵头成立了中国RISC-V产业联盟（CRVIC），并担任联盟首任理事长单位。

IP成长逻辑：

1）系统/互联网/云服务/手机厂商等自主设计芯片的趋势明显

随着行业不断发展，受成本、差异化竞争、供应链安全可控等因素驱动，系统厂商、互联网厂商、云服务厂商、手机厂商越来越多的开始自研芯片，但是由于芯片设计能力、资源和经验相对欠缺，多寻求与芯片设计服务公司进行合作，这种行业发展趋势，为半导体IP和设计服务打开了新的市场空间，也为行业发展注入了新动能。

2）Fab-Lite助力行业发展

回顾半导体行业发展历史，经历了3次产业转移以及分工变化：1960年代是军工时代，美国发明半导体并发展；1970年代是家电时代，产业从美国转移到日本，以IDM模式为主；1980-1990年代是PC时代，产业从日本转移到韩国、中国台湾，这一阶段产业分工细化，IDM模式演变出了Fabless、Foundry和OSAT各细分产业；2000年代是手机时代，产业从韩国、中国台湾转移到中国大陆，IP厂商诞生；2010年代至今是智能机、物联网等时代，轻设计（Fab-Lite）模式开始出现。

在Fab-Lite模式下，IC设计公司将更多专注于芯片定义、芯片架构、软件/算法以及市场营销等，对于芯片前端和后端设计、量产管理等内容，将全部或部分外包给设计服务公司，同时更多地采用半导体IP，减少运营支出，实现轻量化运营。

3）工艺线宽缩小催升芯片设计成本及风险，IP厂商受益

对于同等制程芯片，以5nm为例，在从早期应用期到主流应用期，再到成熟应用期，设计成本不断降低，从早期应用期的5亿美元降为主流应用期的4.3亿美元，最终降到成熟应用期的2.5亿美元。但是对于同一应用期的芯片而言，随着线宽缩小，芯片总体设计成本却不断攀升，比如从65nm到5nm，早期应用期成本从2800万美元提升至5亿美元，此外，设计风险也相应增加，这就需要芯片设计企业具备大规模销量来平摊生产成本，设计师要具备更深更广的专业能力，并且还要具备相应的生产制造协同能力以及运营和市场管理能力。由于具备上述完备能力的企业并不多，为降低设计风险和成本，芯片设计公司将越来越多地寻求专业化的一站式芯片定制服务和使用经过验证的半导体IP，这也对IP行业发展起到助推作用。

4）单位面积晶体管数量提升促使单颗芯片可集成IP数量增加

在摩尔定律驱动下，芯片工艺线宽不断缩小，单位面积上的晶体管数量不断提升，根据IBS数据，面积为80mm2的裸片，在16nm工艺下，晶体管数量为21.12亿个；在5nm工艺下，晶体管数量大幅增加至125.44亿个；预计到3nm时代，将达到156.8亿个，单位面积晶体管数量的快速增加促使了晶体管单位成本快速下降，但是对可集成的IP数量需求却大幅增加。根据IBS数据，180nm时可集成IP数量为14个，28nm为87个，到了5nm已经增加至218个。

5）Chiplet开启IP新复用模式

Chiplet可以将不同芯片，比如CPU、GPU、存储等，灵活选择不同的工艺进行生产，从而做到性能与成本的平衡，实现最优配置，在SoC面临工艺节点和成本瓶颈的情况下有望发展成为一种新的芯片生态。根据Omdia数据，全球2018年Chiplet处理器芯片市场规模为6.45亿美元，2024年将达到58亿美元，2035年将达到570亿美元。

随着AMD和英特尔等企业将Chiplet技术商业化落地，这也开启了IP的新型复用模式，即硅片级别的IP复用，新的模式为IP厂商，尤其是具备设计能力的IP厂商，拓展了商业灵活性和发展空间。

6）RISC-V、MIPS、PowerPC指令集架构开放，为芯片设计注入新活力

目前主流芯片设计架构包括两个，一个是X86架构，主要用在PC、服务器等领域，另一个是ARM架构，主要用在智能机、可穿戴、汽车电子等领域，但是由于未开源，均存在一定的安全性和政治风险等。

目前，新的指令集架构RISC-V、MIPS、PowerPC均已实现开源化，其中RISC-V由于具有更低的功耗、可靠的安全功能和较低的政治风险等优势，已成为业界新星。根据SemicoResearch数据，到2025年，RISC-VCPU核将增加至近800亿个，占比超过整体CPU核的14%。在RISC-V的14个高级会员中，有11个中国企业或组织，占比78.6%，包括华为、中兴、阿里巴巴、ICT、RIOS、紫光展锐等。同时已经有多个公司将RISC-V用在自己的芯片中，如英特尔、西部数据、英伟达、华米等。

新的指令集架构开源模式，给芯片设计公司提供了更多自由选择的机会，更低的设计门槛不仅降低了设计成本，也有利于行业重大创新和发展，为芯片设计行业注入了新活力。

2.3.2射频前端芯片：手机通讯关键部件，受益5G渗透量价齐升

射频前端指位于射频收发器与天线之间的中间模块，其功能为无线电磁波信号的发送和接收，是移动终端设备实现蜂窝网络连接、Wifi、蓝牙、GPS等无线通信功能所必需的核心模块。主要应用于手机、通信基站等通讯系统，射频前端与基带、射频收发器和天线共同实现无线通讯的两个本质功能，即将二进制信号转变为高频率无线电磁波信号并发送，以及接收无线电磁波信号并将其转化为二进制信号。射频前端芯片能够保证手机等正常拨打电话和连接网络，在无线通信中至关重要。

根据QYRElectronicsResearchCenter数据，2020年全球射频前端市场规模202.16亿美元，随着智能机5G渗透率提升，单机的射频芯片数量及价值量提升，以及5G基站大规模建设，预计2023年将达到313.1亿美元。

射频前端包含滤波器（Filters）、功率放大器（PA）、射频开关（RFSwitch）、天线调谐开关（AntennaSwitch）、双工器（Duplexer）、低噪声放大器（LNA）等射频器件：

滤波器（Filters）：负责滤除特定频率以外的频率成分，允许信号中特定的频率成分通过，从而将输入的多种射频信号中特定频率的信号输出，提高信号的抗干扰性及信噪比；

功率放大器（PA）：将调制振荡电路所产生的射频信号功率放大，以输出到天线上辐射出去；

射频开关（Switch）：主要用于在移动智能终端设备中主要用于对信号传输路径上（接收或发射）不同频率或不同通信制式下的信号进行切换；

天线调谐开关（AntennaTuningSwitch）：射频开关的一种，使天线在任何频率上均有最大的辐射功率；

双工器（Duplexer）：由两组不同频率的带阻滤波器组成，中继台的主要配件，其作用是将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作；

低噪声放大器（LNA）：主要用于通信系统中将接收自天线的信号放大，以便于后级的电子设备处理。

射频前端市场主要被美国、日本企业占据，根据Yole数据，2020年射频前端市场格局中，Skyworks占比24%，排名第1；Qorvo占比21%，排名第2；博通（Avago，2016年Avago收购博通后沿用了后者的公司名称）占比20%，村田占比20%，分列第3-4名。

根据实现方式不同，滤波器可分为LC滤波器、腔体滤波器、介质滤波器、声学滤波器等，其中LC滤波器主要用于电力谐波治理，腔体滤波器、介质滤波器主要应用于通信设备的宏基站、小基站等，而声学滤波器由于体积小、性能高，更适用于设备尺寸较小、功率较低的智能手机领域。根据使用频率不同，声学滤波器主要分为表面声波滤波器（SAWFilter）和体声波滤波器（BAWFilter），SAW滤波器适用于低频段，2G/3G/4G时代，SAW滤波器凭借较低成本优势主导射频滤波器市场；BAW滤波器适用于高频段，在5G时代，随着频率从sub-6升级到毫米波，BAW的性能优势将更加明显。根据Yole数据，体声波滤波器占比将越来越高，预计到2022年占比将超过60%。

全球滤波器市场主要被美国、日本企业垄断，根据智研咨询数据，2020年SAW滤波器市场格局中，村田占比50%，TDK占比22%，太阳诱电占比15%；BAW滤波器集中度更高，博通占比56%，Qorvo占比38%，二者合计占比94%。

全球PA市场主要被美国企业主导，根据智研咨询数据，2020年Skyworks占比35%，博通占比22%，Qorvo占比17%。LNA和开关市场格局中，虽然美国企业仍占据主导，但是中国企业已经有所突破，其中Qorvo占比35%，Skyworks占比23%，中国厂商卓胜微占比8%，未来将在SAW领域深入布局。

整体而言，射频前端芯片主要被美国、日本企业占据，国产化率仍然较低，其中Skyworks在PA、SAW滤波器、射频开关等产品上都有完善的产品覆盖，并在芯片集成为模组方面有较强能力；Qorvo在射频产品领域提供商中占据领导地位，公司着重定位于高端射频滤波器产品；博通提供无线嵌入式解决方案和射频组件产品，包括全套的射频前端产品，公司在射频前端领域的布局较久，在射频前端模块和射频滤波器方面的实力较强，与Qorvo共同占据全球94%的BAW滤波器市场；村田提供包括射频滤波器、射频开关等多种射频前端芯片，其SAW射频滤波器方面技术领先。此外，高通主要产品有滤波器（SAW、TC-SAW、BAW等）、双工器、模组等。太阳诱电主要产品有滤波器（SAW等）、双工器、模组等。

中国企业中，已在SAW、PA、LNA、开关等领域有所布局。射频前端龙头企业卓胜微布局了射频开关、LNA、滤波器（SAW）、PA等产品，其中射频开关、LNA等射频前端芯片已应用于三星、小米、华为、Vivo、OPPO、联想、魅族、TCL等国内外终端厂商产品；麦捷科技主要射频前端产品为SAW等，唯捷创芯主要产品为4GPA，2020年公司4GPA产品出货量位居国内厂商第一，此外还有部分射频开关，主要客户有小米、OPPO、Vivo等；好达电子主攻滤波器（SAW、TC-SAW）、双工器、谐振器等；中电26所主要产品为滤波器（SAW）、双工器等；德清华莹主要产品为滤波器（SAW）、谐振器等；飞骧科技主要向市场提供PA（产品涵盖2G、3G、4G、5G、WiFi、IoT）、射频开关、射频前端模块产品；昂瑞微（前身是中科汉天下）主要产品为PA（覆盖2G、3G、4G、5G全系列）；慧智微、海思和紫光展锐亦在射频前端芯片有所布局。

对比全球射频前端企业，美国、日本企业规模较大，但是普遍增速不高，中国企业由于起步较晚，收入规模较小，但是增速较快，我们认为，随着国内企业射频前端技术不断突破，未来国产化率有望稳步提升。

射频前端成长逻辑：2G-5G射频前端芯片量价齐升，5G渗透率稳步提升

射频前端在2G升级到5G过程中，频段越来越多，单部手机对应的滤波器和开关等射频前端芯片数量不断增加，价值量也不断提升。根据Skyworks数据，2G时代主要是PA，价值为3美元；3G时代增加了滤波器、射频开关，价值量提升至8美元；4G时代滤波器增加至40个，开关增加至10个，价值量提升至18美元；5G时代滤波器增加至70个，开关增加至30个，价值量提升至25美元。总体而言，在从2G升级至5G过程中，射频前端芯片保持量价齐升的趋势。

在总量方面，未来全球5G手机渗透率将稳步提升，根据Skyworks数据，从应用及市场角度，5G在所有无线通信网络中占比将达到约50%。此外，在智能机领域，5Gsub-6及毫米波手机占比将稳步提升，根据Yole数据，到2023年，占比将超过50%。受益于5G渗透率提升以及单机射频芯片量价齐升，射频前端及模组市场将稳步增长。

2.3.3设备+材料：半导体制造的上游核心支柱

1）半导体设备：大国重器正在崛起

晶圆制造过程是芯片制造最为核心的环节，晶圆制造中的七大步骤分别为热处理（氧化/扩散/退火）、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、清洗、抛光。通常热处理、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、清洗步骤需要重复进行若干次，之后进行CMP及金属化，最终还需要进行前道量测，只有量测合格的芯片方可进入到封装测试环节。其中，热处理（氧化/扩散/退火）工艺主要用到氧化炉、扩散炉、退火炉；光刻工艺主要用到光刻机、涂胶显影/去胶设备；刻蚀工艺主要用到刻蚀机；离子注入工艺主要用到离子注入机；薄膜沉积工艺主要用到PVD/CVD/ALD设备；清洗工艺主要用到清洗机；抛光工艺主要用到CMP设备；量测则用到膜厚/OCD关键尺寸量测设备、电子束量测设备等。

封装测试包括封装和测试两个环节，封装过程主要包括背面减薄、晶圆切割、贴片、引线键合、模塑和切筋/成型，需用到减薄机、切割机、贴片机、烤箱、引线键合机、注塑机以及切筋/成型设备等。封装结束后做最后的成品测试，主要用到测试机、探针台、分选机等。测试合格后的芯片将被应用于消费电子、IoT、汽车电子、工控、医疗、通信等各下游领域。

2005-2020年，受消费电子、PC等下游景气度提升拉动，全球半导体需求整体向好，根据SEMI及SEAJ数据，全球半导体设备市场规模呈现总体上升趋势，2005年为328.8亿美元，2020年达到历史最高的711.9亿美元，同比增长19.1%。分国家和地区看，日本呈现先降后升的趋势，2020年规模为75.8亿美元，占比10.7%；北美则先升后降，2020年规模为65.3亿美元，占比9.2%；欧洲整体稳中略降，2020年规模为26.4亿美元，占比3.7%；韩国整体呈上升趋势，2020年规模为160.8亿美元，占比22.6%；中国台湾亦呈上升趋势，2020年规模为171.5亿美元，占比24.1%；中国大陆增速最块，规模最大，2020年规模为187.2亿美元，占比26.3%。自2018年开始Foundry厂的建设带动中国大陆半导体设备需求量快速增长，2020年中国大陆首次成为全球最大的半导体设备销售市场。我们认为，在中美贸易战背景下，半导体国产替代已经成为产业共识，作为行业上游的重要环节，未来中国半导体设备厂商有望充分享受中国大陆乃至全球Foundry厂扩产带来的Capex红利，景气度有望持续提升。

随着HPC、AI与AIoT等新兴科技对高端处理器与SoC需求不断增长，晶圆代工产能供不应求，进而推升半导体设备发展，根据SEMI数据，2021Q2全球半导体设备市场规模达到249亿美元，同比增长48%。其中中国大陆82.2亿美元，同比增长79%，排名第1；韩国66.2亿美元，同比增长48%，排名第2；中国台湾50.4亿美元，同比增长44%，排名第3；日本17.7亿美元，同比增长2%，排名第4；北美16.8亿美元，同比增长2%，排名第5；欧洲7.1亿美元，同比增长54%；其他国家/地区8.4亿美元，同比增长129%。2021Q2中国占全球占比达到53.3%，已成为全球最大的半导体设备销售市场。

半导体设备主要包括前道工艺设备和后道工艺设备，前道工艺设备为晶圆制造设备，后道工艺设备包括封装设备和测试设备，其他类型设备主要包括硅片生长设备等。根据SEMI数据，2006-2020年，晶圆制造设备整体规模及占比稳步提升，规模从287.4亿美元提升至586.7亿美元，占比从71.0%提升至82.4%，是半导体设备行业最核心的一环；封装设备保持基本稳定，从24.6亿美元提升至38.8亿美元，占比从6.08%下降至5.5%；测试设备先降后升，从2006年的64.2亿美元降至2013年的27.2亿美元低点之后，到2020年又提升至60.2亿美元，占比则从15.9%下降至8.5%。

展望未来，受益于消费电子、5G、汽车电子、IoT需求拉动，头部晶圆厂为应对各种芯片缺货扩充产能，Capex有望持续创新高，带动了大量半导体设备的采购需求，根据SEMI预测，全球半导体设备市场规模2021年将达到953亿美元，同比增长33.9%；2022年将达到1013亿美元，同比增长6.3%。

根据SEMI、Gartner等数据，2020年晶圆制造设备占全部半导体设备份额约82%，其中光刻设备、刻蚀机和薄膜沉积设备占比最大，分别约为25%、17%和24%，合计占比66%。后道工艺设备中，封装设备占比约5%，测试设备占比约8%。单晶炉等其他设备占比约4%。总体而言，在整个半导体设备中，晶圆制造设备最为重要，其中又以光刻设备、刻蚀机、薄膜沉积设备最为核心。

根据VLSIResearch数据，2020年全球半导体设备厂商Top15排名中，美国应用材料营收163.7亿美元，占比17.7%，排名第一；荷兰阿斯麦营收154.0亿美元，占比16.7%，排名第二；美国泛林半导体营收119.3亿美元，占比12.9%，排名第三。行业Top5厂商合计占比65.5%，Top10厂商合计占比76.6%，Top15厂商合计占比82.6%，集中度较高。

全球Top15厂商中，美国有4家，分别是应用材料、泛林半导体、科磊和泰瑞达，合计占比38.9%；荷兰有2家，分别是阿斯麦和先域，合计占比18.3%；日本有7家，分别是东京电子、爱德万、迪恩士、日立高科、国际电气、尼康和大福，合计占比23.2%；韩国1家，为细美事，占比1.1%；新加坡1家，为ASM太平洋科技，占比1.1%。Top15厂商中，美国、日本和荷兰厂商合计占比80.4%，在半导体设备行业地位举足轻重。

2020年中国大陆已经成为最大的半导体设备市场，但全球Top15设备商没有中国企业，中国半导体设备明显落后于美国、荷兰、日本等，国产化率整体不足20%，相对较低，供给和需求严重不匹配，国产替代、自主可控需求迫切。目前，国内也涌现出了一批优秀本土企业，根据中国半导体行业协会数据，2019年中国半导体设备五强企业分别为北方华创、中微公司、中电科电子装备集团、盛美上海以及拓荆科技。我们认为，随着未来企业研发不断投入、经验不断迭代升级、同时Foundry厂加速认证和导入本土设备商，行业景气度将不断攀升，国内半导体设备商将迎来快速发展期。

2）半导体材料：大国利剑勇攀高峰

半导体材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要材料。按照工艺制程，可分为晶圆制造材料和封装材料。其中，晶圆制造材料主要包括硅片、掩膜版、光刻胶、光刻胶辅助材料、湿化学品、特种气体、靶材、抛光材料等。封装材料主要有封装基板、引线框架、切割材料、键合丝、陶瓷封装体、封装树脂、芯片粘接材料等。

按照代际，半导体材料可分为第一代、第二代和第三代：

1）第一代半导体材料主要是指硅（Si）、锗元素（Ge）半导体材料。主要用于制造集成电路，并广泛应用于手机、电脑、电视、航空航天、各类军事工程和迅速发展的新能源、光伏产业；

2）第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料，如砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）；三元化合物半导体，如GaAsAl、GaAsP；还有一些固溶体半导体，如Ge-Si、GaAs-GaP；玻璃半导体（又称非晶态半导体），如非晶硅、玻璃态氧化物半导体；有机半导体，如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件，是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料，广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信和GPS导航等领域；

3）第三代半导体材料主要以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石、氮化铝（AlN）为代表的宽禁带（Eg>2.3eV）半导体材料，主要应用于半导体照明、电力电子器件、激光器和探测器等。相比于第一代、第二代半导体材料，第三代半导体材料禁带宽度更宽，击穿电场更高、热导率更高、电子饱和速率更高、抗辐射能力更强，因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常又被称为宽禁带半导体材料，也称为高温半导体材料。

根据SEMI数据，2006-2020年全球半导体材料市场规模呈现波动状态，在2017年后，受益于下游需求拉动，晶圆厂扩产等因素拉动，行业规模呈上升趋势，2020年创历史新高，达到553亿美元。分国家和地区看，日本整体稳中略降，2020年为77.4亿美元，占比14%；北美维持基本稳定，2020年为55.3亿美元，占比10%；欧洲先降后升，2020年为38.7亿美元，占比7%；韩国整体呈上升趋势，2020年为94亿美元，占比17%；中国台湾亦呈上升趋势，2020年为121.7亿美元，占比22%，为全球半导体材料市场规模最高的地区；中国大陆增速最块，从2006年至2020年增长超过3倍，2020年为99.5亿美元，占比18%。2020年中国半导体材料市场规模221.2亿美元，占比40%，为全球半导体材料市场规模最高的国家。我们认为，在中美贸易战背景下，半导体国产替代已经成为产业共识，半导体材料作为晶圆制造和封测过程的关键上游支撑，重要性不言而喻，未来中国半导体材料厂商有望充分受益于中国及全球Foundry厂扩产以及国产替代的红利，景气度持续提升。

按照工艺制程，半导体材料主要分为晶圆制造材料和封装材料，根据SEMI数据，2006-2020年，晶圆制造材料市场规模稳步提升，从217亿美元提升至349亿美元，占比从58.3%提升至63.1%；封装材料市场规模先升后降，从2006年的155.4亿美元提升至2011年的236.2亿美元高点之后，到2020年下降至204亿美元，占比从41.7%下降至36.9%。

展望未来，受益于消费电子、5G、汽车电子、IoT、通信、航空航天、国防等下游需求拉动，Foundry厂为应对各种芯片缺货扩充产能，提升Capex，将带动半导体材料的采购需求，根据SEMI数据，预计2021年全球半导体材料市场规模将达到587亿美元，同比增长6.1%。

晶圆制造材料主要包括硅片、电子特气、掩膜版、光刻胶、光刻胶辅助材料、湿化学品、靶材、抛光材料等。其中硅片为晶圆制造基底材料；电子特气用于氧化、还原、除杂；掩膜版是IC制造过程中的图形转移工具或母版，用于下游电子元器件行业批量复制生产；光刻胶经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得溶解性、亲合性等发生明显变化，经适当的溶剂处理，溶去可溶性部分，得到所需图像；抛光材料用于实现平坦化。封装材料主要有封装基板、引线框架、切割材料、键合丝、陶瓷封装体、封装树脂、芯片粘接材料等，其中封装基板与引线框架起到保护芯片、支撑芯片、连接芯片与PCB的作用，封装基板还具有散热功能；键合丝则用于连接芯片和引线框架。

根据SEMI数据，2020年全球晶圆制造材料中，硅片占比最高，为35%；电子特气排名第2，占比13%；掩膜版排名第3，占比12%；光刻胶占比6%；光刻胶辅助材料占比8%；湿电子化学品占比7%；CMP材料占比6%；靶材占比2%。封装材料中，封装基板占比最高，为33%；引线框架、键合丝、封装树脂、陶瓷材料分列第2-5名，占比分别为17%、16%、15%和12%。

半导体材料目前仍然被日本、美国、欧洲等国家/地区主导，其中硅片厂商有日本信越、胜高、中国台湾环球晶、德国世创等；电子特气厂商主要有美国空气化工、德国林德（2018年与美国普莱克斯合并）、法国液化空气以及日本大阳日酸；掩膜版厂商主要有美国Photronics、日本Toppan以及DNP；光刻胶厂商，尤其是ArF光刻胶厂商主要有日本JSR、信越化学、TOK、住友化学等；光刻胶辅助材料主要有美国Versum和Entegris等；湿电子化学品主要有德国巴斯夫、日本三菱化学和住友化学、美国霍尼韦尔等；靶材领域主要有日本JX日矿金属和东曹、美国霍尼韦尔和普莱克斯；CMP材料主要有美国Cabot和DOW、日本日立和Fujimi；封装材料主要有日本揖斐电、住友金属、三井高科、田中、日铁、味之素、德国贺利氏等。

中国厂商虽然起步晚，但是发展势头良好，目前多家厂商已在不同领域实现了技术突破和量产，主要有沪硅产业、立昂微、中环股份、金宏气体、华特气体、清溢光电、南大光电、上海新阳、彤程新材、晶瑞电材、江化微、雅克科技、江丰电子、阿石创、鼎龙股份、深南电路等。我们认为，随着国产替代步伐加快，国内半导体材料厂商有望迎来新的发展机遇。

设备+材料成长逻辑：

根据SEMI数据，2021-2022年全球将新建29座晶圆厂，其中2021年底前开始建设19座，中国大陆和中国台湾最多，分别为5座和6座；其余10座2022年开工，中国大陆3座，中国台湾2座，美洲2座。这29座晶圆厂达产后将新增产能260万片/月（8英寸等效），新建晶圆厂主要用来满足通信、高性能计算、汽车电子等市场对芯片的强劲需求。受益于12英寸和8英寸产能扩张，以及2021-2022年全球新建29座晶圆厂，半导体设备和材料行业将持续受益。

扩产之余，全球半导体资本开支亦在同步提升。根据ICInsights数据，2019年全球半导体资本开支中，Top5厂商（三星、台积电、英特尔、SK海力士、美光）占比高达68%左右。展望2021年Top5厂商资本开支，台积电和英特尔表现更为积极，台积电2020年Capex172亿美元，由于5G、高性能计算等应用趋势推升，公司调高2021年Capex至300亿美元，同比大幅增长74%，预计80%将用于3nm、5nm及7nm等先进制程，10%用于先进封装技术量产需求，10%用于特殊制程；英特尔2020年Capex143亿美元，受美国半导体基建投资预期拉动，2021年预计提升至195亿美元，同比增长36%。

自2012年以来，全球半导体Foundry厂资本开支呈现出整体上升、小幅波动的态势。由于存储器市场持续火热以及中国IC投资高涨，2018年资本开支达到1071亿美元，2019年由于供过于求，开始消化库存，资本开支回落至1027亿美元，同比下降4.1%。全球半导体Foundry厂资本开支具有周期性，我们认为，自2020年开始，半导体行业迎来了新一轮上升周期，2020年由于疫情爆发，新能源车放量，全球缺芯问题严重，Foundry厂资本开支企稳回升，达到1121亿美元，同比增长9.2%。2021年，由于缺芯问题依然严峻，先进制程进一步突破，同时美国、日本、欧洲等普遍意识到半导体制造本土化的重要性，SEMI预计全球半导体Foundry厂资本开支规模有望持续提升至1270亿美元，同比增长13%。伴随着半导体行业资本开支持续拔高，行业景气度有望不断提升，上游的设备和材料厂商有望进一步受益。

2.3.4功率半导体：碳达峰+碳中和背景下新趋势，第三代半导体大有可为

功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心，主要是通过利用半导体的单向导电性实现电源开关和电力转换的功能，具体用途包括变频、变相、变压、逆变、整流、增幅、开关等。功率半导体分为功率IC和功率分立器件两大类，功率分立器件主要包括二极管、晶闸管、晶体管等产品，功率IC主要有AC/DC、DC/DC、电源管理IC、驱动IC等。

在功率器件中，晶体管份额最大，常见的晶体管主要有BJT、MOSFET和IGBT，MOSFET是金属氧化物半导体场效应晶体管，是一种广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管，更适用于高频场景；IGBT是绝缘栅双极晶体管，是同时具备MOSFET的栅电极电压控制特性和BJT的低导通电阻特性的全控型功率半导体器件，更适用于高压场景。

功率半导体上游为相关半导体设备和材料，中游为制造环节，包括设计、制造、封测，产品有功率IC、功率器件MOSFET、IGBT、晶闸管等，下游应用包括新能源车、消费电子、工业控制、光伏、充电桩、轨道交通、智能电网、变频家电等。

受益于下游需求拉动，全球功率半导体市场规模稳步增长。根据Omdia数据，2020年全球功率半导体市场规模422亿美元，预计2021年将达到441亿美元，2024年将达到538亿美元。全球功率半导体市场基本被欧洲、美国、日本厂商主导，根据StrategyAnalytics数据，2020年全球功率半导体市场格局中，英飞凌占比30.2%，排名第1；意法半导体占比16.3%，排名第2；德州仪器占比10.3%，排名第3；前5名合计占比近70%，市场集中度较高。

根据智研咨询数据，2019年全球功率半导体产品结构中，功率IC占比54.3%，功率器件中，以MOSFET和IGBT为主，MOSFET占比16.4%，IGBT占比12.4%。下游应用分类中，汽车占比35.4%，排名第1；工业占比26.8%，排名第2；消费电子占比13.2%，排名第3。

根据Omdia数据，2019年全球功率IC市场格局中，德州仪器占比16%，排名第1；英飞凌占比7.7%，排名第2；亚德诺半导体占比7.2%，排名第3；前10名合计占比62.4%。2019年全球功率器件和模组市场格局中，英飞凌占比19%，排名第1；安森美占比8.4%，排名第2；意法半导体占比5.8%，排名第3；前10名合计占比58.3%。

中国功率半导体市场规模也保持持续增长，根据Omdia数据，2020年中国功率半导体市场规模151.7亿美元，占全球市场35.9%，2021年有望达到159亿美元，预计2024年将达到197亿美元。从产品结构来看，电源管理IC占比61%，MOSFET占比20%，IGBT占比14%。

根据电子工程世界数据，2019年中国功率半导体下游应用中，汽车占比27%，消费电子占比23%，工业电源占比19%，电力占比15%，通信等其他占比16%。中国IGBT市场主要被国外厂商主导，根据Omdia数据，英飞凌占比16%，排名第1；三菱占比13%，排名第2；富士电机占比10%，排名第3，前6名合计占比53%。

英飞凌前身是西门子集团的半导体部门，主要产品包括功率半导体、嵌入式控制器、射频器件与传感器、存储器等，在功率半导体领域有较强的市场地位。德州仪器是全球最大的模拟电路生产商之一，在信号链与电源管理领域均拥有强大的市场地位。意法半导体产品包括二极管、晶体管以及复杂的片上系统器件等，是各工业领域的主要供应商，公司在模拟电路与分立功率半导体领域都处于行业领先地位。安森美前身是摩托罗拉集团的半导体部门，主要产品包括存储器、接口、分立器件、功率模块、电源管理、微控制器、传感器、放大器和比较器、光电和光耦器件等，主要应用于汽车方案、物联网方案、工业及云电源方案、医疗、消费电子等领域。三菱电机主要产品包括电力系统、轨道交通车辆用机电产品、建筑系统、工业自动化系统、汽车设备、宇宙系统、功率半导体器件、空调冷热系统和制冷系统。恩智浦前身是荷兰飞利浦公司的半导体事业部，主要产品包括处理器和微控制器、能源管理（PMIC和系统基础芯片、无线电源、AC-DC解决方案等）、射频、接口、传感器、汽车电子等。

中国厂商在功率半导体领域也有所布局，并且在部分应用场景的部分产品上具有国际领先地位。斯达半导主营业务是以IGBT为主的功率半导体芯片和模块的设计研发和生产，并以IGBT模块形式对外实现销售。华润微产品与方案业务板块聚焦于功率半导体、智能传感器与智能控制领域，采用IDM模式，2020年以销售额计，在中国MOSFET市场中排名第三，仅次于英飞凌与安森美，是中国最大的MOSFET厂商。华微电子目前已建立从高端二极管、单双向可控硅、MOS系列产品到第六代IGBT功率器件产品体系。扬杰科技主营产品为半导体分立器件芯片、光伏二极管、全系列二极管、整流桥等，采用IDM模式。比亚迪半导体主要从事功率半导体、智能控制IC、智能传感器及光电半导体的研发、生产及销售，在汽车领域，依托公司在车规级半导体研发应用的深厚积累，公司已量产IGBT、SiC器件、IPM、MCU、CMOS图像传感器、电磁传感器、LED光源及显示等产品，在工业、家电、新能源、消费电子领域，公司已量产IGBT、IPM、MCU、CMOS图像传感器、嵌入式指纹传感器、电磁传感器、电源IC、LED照明及显示等产品，2019-2020年以销售额计，中国新能源乘用车电机驱动控制器用IGBT模块排名中，公司在全球厂商中排名第二、在国内厂商中排名第一。

功率半导体成长逻辑：

1）碳达峰、碳中和驱动新能源车增长，单车功率半导体量价齐升

自2010年以来，全球各主要国家/地区CO2排放量整体呈现逐步降低的趋势，根据ICCT数据，美国2020年CO2排放量为125g/km；日本则在2013年就已经达到2020年法定目标值122g/km；中国2020年CO2排放量为117g/km；欧盟2021年CO2排放量目标为95g/km，计划到2025年降到81g/km，2030年降到59g/km，相比2021年排放量降低37.5%。CO2排放量的减少将驱使欧盟的纯电动车和插电混动车渗透率不断提升，预计到2030年渗透率将达到40%。

在全球碳达峰和碳中和背景下，新能源车渗透率提升已成为大势所趋，全球主要国家都提出了相应计划：挪威计划到2025年不再销售燃油车，日本计划到2030年地面不再有燃油车，英国计划到2030年不再销售燃油车，中国计划到2035年实现公共交通车辆全部电动化，欧盟计划到2035年所有新车0排放。

此外，各大车企也都提出了自己的目标：梅塞德斯计划到2025年所有S级车辆全部纯电动化，沃尔沃计划到2030年所有新车纯电动化，宝马计划到2030年50%新车纯电动化，到2039年所有新车纯电动化，奥迪计划到2033年所有新车纯电动化，通用计划到2035年所有新车纯电动化，大众计划到2035年在欧洲不再销售燃油车，本田计划到2040年所有新车纯电动化。

全球正在经历从传统燃油车向新能源车的转换。根据Canalys数据，2020年全球乘用车销量达到6675万辆，同比下滑14%，而电动汽车销量却同比增长39%至310万辆，Canalys预计到2021年，全球电动汽车销量将超过500万辆。2028年全球乘用车的销量将增加到7486万辆，电动汽车的销量将增加到3000万辆；到2030年全球乘用车销量将达到7283万辆，全球电动汽车将占全球乘用车总销量的近一半。

中国仍是全球最大的汽车市场。根据Canalys数据，2020年中国乘用车销量2013万辆，占全球汽车总销量的30%以上，2021年中国乘用车将达到2124万辆，2030年中国乘用车将达到2535万辆。电动车方面，2020年中国销量为130万辆，占全球电动汽车销量的41%。Canalys预测，2021年中国电动汽车销量将达到190万辆，同比增长51%。

根据Omdia数据，2021H1全球纯电动车+插电混动车销量同比增长了166%，其中增速最快的几个主要国家/地区包括：美国，同比增长155%；欧盟，同比增长156%；中国，同比增长195%。

新能源车数量及渗透率提升的同时，单车的半导体价值量也在提升。根据Omdia和StrategyAnalytics数据，48V轻度混合动力车的整车半导体价值量为572美元，功率半导体价值量为90美元，占比近16%；而在全插电混动车和纯电动车中，整车半导体价值量提升到834美元，功率半导体价值量为330美元，占比高达近40%。因此，随着电动化程度提升，功率半导体价值量也越高。

2）5G建设提升功率半导体用量

在通信设备中，功率半导体也是不可或缺的重要组成部分，随着近年来通信网络逐渐由3/4G升级到5G，也提升了对功率半导体的需求，具体表现在：

1）数据量和计算能力大幅增加；

2）5G网络频率高，覆盖范围小，网络更为密集，所需基站数量更多；

3）每一个无线电主板功率半导体含量提升至4倍：由价值量25美元的MIMO天线升级为100美元的massiveMIMO天线阵列；

4）雾计算数据中心带来全新的市场需求。

3）SiC、GaN在高温、高压、高功率、高频等场景逐步替代传统Si基功率半导体

半导体衬底材料历经发展，一共经历了3个阶段：

1）第一阶段：1950年代开始，以Si和Ge为代表的第一代半导体材料制备而成的晶体管取代电子管，其典型应用是集成电路，主要应用于低压、低频、低功率的晶体管和探测器中，95%以上的集成电路都是以硅基材料制作；

2）第二阶段：1990年代开始，以GaAs为代表的的第二代半导体材料崭露头角，由于其电子迁移率是Si的6倍，具有直接带隙，因此具有高频、高速的光电性能，被广泛用于制作半导体发光二极管和通信器件；

3）第三阶段：近年来，以SiC、GaN为代表的第三代半导体材料在禁带宽度、击穿场强、饱和电子漂移速率、热导率以及抗辐射等方面具有显著优势，可以满足对高温、高功率、高压、高频及抗辐射等恶劣工作条件的要求，同时功耗更低，体积更小。根据ROHM数据，相同规格的SiCMOSFET和SiMOSFET相比，导通电阻降低为1/200，尺寸减小为1/10；相同规格的使用SiCMOSFET的逆变器和使用Si基IGBT相比，总能量损失小于1/4，从而成为半导体材料领域最具前景的材料之一。

对比Si与SiC和GaN，最核心的指标包括击穿场强、饱和电子漂移速率、热导率。击穿场强决定了耐压性，SiC击穿场强最高，更适合高压场景，如果在相同电压情况下，SiC器件厚度更薄，尺寸更小，导通电阻更低，能量损失更小；饱和电子漂移速率决定了开关频率，GaN饱和电子漂移速率最高，更适合高频场景，比如快充；热导率决定了散热性，SiC的热导率最高，因此散热片等冷却部件体积可以做到更小。

SiC及GaN产业链主要包括衬底材料制备、外延层生长、器件制造以及下游应用，SiC衬底分为导电型和半绝缘型。SiC功率器件的制备是在导电型SiC衬底上进一步生长SiC外延层，之后在SiC外延层上制造各类SiC功率器件，主要应用于新能源车等场景；GaN功率器件的制备，受技术与工艺水平限制，以GaN材料作为衬底实现规模化应用仍面临挑战，目前主要是以蓝宝石、Si或半绝缘型SiC为衬底，通过生长GaN外延层以制造GaN射频器件，主要应用于5G通信、国防等场景。根据CASA数据，在SiC器件成本结构中，衬底占比47%，外延层占比23%，二者合计占比70%。

根据Infineon数据，对于Si基器件，工作电压范围大约为25V-1700V，其中，MOSFET器件工作电压范围大约为25V-900V，而在高压范围，IGBT性能优势更加明显，工作电压范围为大约为600V-1700V。对于SiC和GaN器件，SiC器件（SiCMOSFET）工作电压更大，目前工作电压范围为大约为650V-3300V，未来计划做到4500V、甚至6500V；GaN器件（GaNHEMT）工作频率更高，工作电压范围大约为80V-650V，未来计划做到80V以下。

根据Yole数据，SiC主要用于包括新能源车、充电桩、光伏、轨道交通、智能电网、风电、UPS等场景，GaN主要用于快充、数据中心服务器等场景。总体而言，SiC和GaN器件下游应用场景中，新能源车市场规模占比大约50%。

由于SiC晶体生长速率慢、制备技术难度较大，大尺寸、高品质SiC衬底生产成本依旧较高，产量低、价格高成为制约SiC大规模应用推广的主要因素，目前SiC器件价格是Si基器件的4-5倍，但随着技术逐步成熟、工艺逐步优化，SiC供应量及成本有望得到改善，预计未来几年成本会下降至2倍，为SiC大规模应用奠定基础。

新能源车领域，SiC器件已被国际知名车企应用在其电动车上，特斯拉Model3的主逆变器采用了意法半导体生产的24个SiCMOSFET功率模块，是全球第一家将SiCMOSFET应用于商用车主逆变器的OEM厂商；比亚迪在推出首款采用SiC技术的车型“比亚迪·汉”的同时，还宣布到2023年将实现SiC功率器件对Si基IGBT的全面替代；蔚来表示将在2022年交付的新款ET7车型上，采用基于SiC技术的电驱系统；2020年12月丰田也首次在其电动车上使用SiC器件。光伏领域，阳光电源等光伏逆变器龙头企业已将SiC器件应用至其组串式逆变器中。轨道交通领域，采用SiC功率器件可以大幅度提高牵引变流器、电力电子电压器等装置的功率密度和工作效率，SiC混合模块将首先开始替代部分Si基IGBT模块。智能电网领域，目前SiC器件已经应用在中低压配电网，未来更高电压、更大容量、更低损耗的柔性输变电将对万伏级以上的SiC功率器件具有重大需求。另一方面，手机快充、数据中心等需求也将拉动GaN器件快速增长。

根据Yole数据，全球SiC功率器件市场规模将由2019年的5.41亿美元增长到2025年的25.62亿美元，CAGR为30%；全球GaN功率器件市场规模将由2020年的4600万美元增长到2026年的11亿美元，CAGR为70%。

根据CASA数据，光伏逆变器中SiC器件占比将稳步提升，2020年为10%，预计到2025年将达到50%，2048年将达到85%。轨道交通中SiC器件占比亦将稳步提升，2018年仅为2%，预计到2030年将达到30%，2050年将达到90%。

SiC衬底方面，根据Yole数据，全球导电型SiC衬底市场规模由2018年的1.73亿美元增长至2020年的2.76亿美元，CAGR为26.36%；全球半绝缘型SiC衬底市场规模由2019年的1.54亿美元增长至2020年的1.82亿美元，同比增长18.2%。

导电型SiC衬底市场目前主要被美国、日本企业占据。根据Yole数据，2018年全球导电型SiC衬底厂商中，美国Wolfspeed（CREE）占比62%，美国II-VI（贰陆/高意）占比16%，德国SiCrystal（2009年被日本罗姆收购）占比12%，美国DOW（陶氏化学）占比4%。中国厂商天科合达占比1.7%，天岳先进占比0.5%，排名全球第6-7名。

半绝缘型SiC衬底市场目前主要被美国、中国企业占据。2020年全球半绝缘型SiC衬底厂商中，美国II-VI占比35%，美国Wolfspeed（CREE）占比33%，中国厂商天岳先进占比30%，全球排名第3。

根据TrendForce数据，受益于手机快充普及度提升，使GaN功率半导体市场规模上升快，预计2021年全球市场规模将达到8300万美元，同比增长73%。全球GaN功率半导体厂商方面，2020年，Navitas占比26%，PowerIntegrations占比27%；预计2021年，Navitas将凭借GaNFastpowerIC设计方案和良好的供应链合作关系，超过PowerIntegrations，占比达到29%，排名第1，而PowerIntegrations占比则下滑至24%。

国外厂商中，Wolfspeed（CREE）公司的SiC晶片供应量位居世界第一，能够批量供应4英寸至6英寸导电型和半绝缘型SiC晶片，且已成功研发并投建8英寸产品生产线；II-VI公司的SiC晶片供应量位居世界第二，能够提供4至6英寸导电型和半绝缘型晶片，并已成功研制8英寸导电型SiC晶片；德国SiCrystal（2009年被日本罗姆收购）生产的SiC衬底主要用于罗姆公司生产各种SiC器件，主要生产4-6英寸导电SiC衬底。中国厂商中，天岳先进能提供2-4英寸导电型和半绝缘型SiC衬底，业务以半绝缘型为主，是全球第三大半绝缘型衬底供应商，在导电型SiC衬底领域，公司6英寸产品已送样至多家国内外知名客户，并于2019年中标国家电网的采购计划；天科合达能批量供应2-6英寸各种类型的SiC衬底。

受益于下游需求拉动，全球功率和化合物半导体Fab厂的产能将稳步增长，根据SEMI数据，预计2023年将首次突破1000万片/月，达到1024万片/月（8英寸等效），2024年将攀升至1060万片/月。其中，2023年各个国家/地区产能占比中，中国大陆占比33%，排名第1；日本占比17%，排名第2；欧洲和中东占比16%，排名第3；中国台湾占比11%，排名第4。此外，2021-2024年，预计有63家公司产能将增加超过200万片/月（8英寸等效），英飞凌、华虹半导体、意法半导体和士兰微将增长较快。

3、投资建议

3.1投资观点

消费电子领域，智能机出货量保持较为平稳状态，未来将更多以来5G渗透率提升；在TWS等产品经过快速增长期后，下一代代表性终端产品值得期待，我们看好元宇宙概念下AR/VR产品给办公、学习、社交、娱乐等日常活动带来的全新体验，有望成为下一代爆款产品，引领消费电子新热潮。汽车电子领域，车载摄像头作为自动驾驶升级过程中的重要支撑，未来将有望不断成长。

1）智能机：全球智能机整体出货量保持平稳，我们认为，未来主线有2条：1）华为缺芯背景下，终端厂商格局重塑，高端机型份额主要被苹果抢占，中低端被三星、小米、OPPO、Vivo瓜分，此外，中国厂商realme以及荣耀异军突起，在国内外市场有不俗表现，2021Q2全球市占率中，realme占比4%，荣耀占比2%，成长较快，未来有望成为国产智能机品牌新势力；2）5G手机渗透率仍有较大提升空间，从2020年到2021Q2，全球5G手机占智能机总体出货量从16.5%提升至44.4%，渗透率稳步提升，但与此同时，渗透率仍不足50%，未来随着5G网络覆盖更佳完善，5G手机价格逐步下探，5G手机渗透率仍有较大提升空间，根据Canalys数据，预计全球5G手机渗透率2021年为43%，2022年为52%，2023年为69%；

2）可穿戴：随着技术不断成熟、内容不断丰富，产品不断迭代，AR/VR有望成为下一代爆款产品，根据IDC数据，预计2021-2025年全球VR设备出货量将从800万台增长至2900万台，CAGR为38.0%；AR设备出货量将从100万台增长至2100万台，CAGR为114.1%；

3）汽车电子：未来随着360全息影像渗透率提升、自动驾驶技术逐步升级发展，车载摄像头行业将迎来快速发展。L1和L2级别为3-5颗，L3级别大约为8颗，到了L4和L5级别将增加至10-20颗。根据ICVTank以及360ResearchReports数据，2020-2025年，预计全球车载摄像头市场规模将从138亿美元提升至270亿美元，CAGR为14.4%。

半导体领域，在新冠疫情冲击以及中美贸易战背景下，半导体供应链安全是行业绝对主线，未来上游国产供应商产品将有望加速验证和导入下游国产客户中，国产替代、自主可控成为不可逆转大趋势。基于上述分析，我们看好具备高技术壁垒，同时国产化率目前依然较低的赛道，包括：

1）IC上游的EDA+IP：EDA行业将随着全球晶圆厂扩产、芯片复杂度提升、工艺制程升级、先进封装技术发展，迎来应用需求的提升，根据SEMI和MarketsandMarkets数据，预计全球EDA市场规模2026年将达到181亿美元，2020-2026年CAGR为7.9%。IP作为设计行业上游制程，随着系统/互联网/云服务/手机厂商等自主设计芯片，Fab-Lite模式出现，工艺线宽缩小，Chiplet技术商业化落地，RISC-V、MIPS、PowerPC指令集架构开放，IP行业将持续受益，根据VerifiedMarketResearch数据，预计全球IP市场规模2028年将达到74亿美元，2020-2028年CAGR为6.1%；

2）设计类的射频前端芯片：射频前端作为实现通信功能的重要组成部分，随着智能机从4G向5G升级，单机射频前端芯片量价齐升，同时5G手机渗透率提升、5G基站建设亦将带动总量增长；根据QYRElectronicsResearchCenter数据，预计全球射频前端市场规模2023年将达到313.1亿美元，2020-2023年CAGR为15.7%；

3）制造上游的核心设备+材料：设备和材料作为半导体制造的核心上游支撑，随着全球晶圆厂扩产以及Foundry厂Capex提升，将迎来新一轮景气周期。根据SEMI数据，预计全球半导体设备市场规模2021年将达到953亿美元，同比增长33.9%，2022年将达到1013亿美元，同比增长6.3%；预计全球半导体材料市场规模2021年将达到587亿美元，同比增长6.1%；

4）碳达峰+碳中和背景下的功率半导体：在碳达峰+碳中和背景下，新能源车销量不断增长，单车功率半导体量价齐升，此外，通信领域3/4G向5G升级也将提升功率半导体需求，根据Omdia数据，预计全球功率半导体市场规模2021年将达到441亿美元，2024年将达到538亿美元，2021-2024年CAGR为6.9%。在高频高压高温等场景下，第三代半导体SiC及GaN将大有作为，受益于下游需求拉动，全球功率和化合物半导体Fab厂的产能将稳步增长，根据SEMI数据，预计2023年将达到1024万片/月（8英寸等效），2024年将攀升至1060万片/月。

3.2建议关注

消费电子：歌尔股份；

半导体：芯原股份、卓胜微、中微公司、沪硅产业、三安光电。

3.2.1歌尔股份（002241.SZ）

公司主营业务包括精密零组件业务、智能声学整机业务和智能硬件业务。精密零组件业务主要产品包括微型扬声器/受话器、扬声器模组、触觉器件（马达）、无线充电器件、天线、微型麦克风、传感器、SiP系统级封装模组、精密结构件等；智能声学整机业务主要产品包括智能无线耳机、有线/无线耳机、智能音箱等；智能硬件业务主要产品包括VR虚拟现实/AR增强现实产品、智能可穿戴产品、智能家居产品等。2021年前三季度公司实现营收527.9亿元，YoY+52.0%；归母净利润33.3亿元，YoY+65.3%；扣非归母净利润30.2亿元，YoY+52.2%；毛利率14.8%，净利率6.4%。

公司始终坚持“精密零组件+智能硬件”的发展战略，根据客户需求，不断优化业务布局，提升核心竞争力水平。未来随着AR/VR产品不断放量，公司作为行业代工龙头企业有望充分受益于“元宇宙”爆发带来的红利，加速迈入新的增长期。

此外，公司于11月9日发布公告称，拟将其控股子公司歌尔微分拆至深交所创业板上市，歌尔微是一家以MEMS器件及微系统模组研发、生产与销售为主的半导体公司，主要产品包括MEMS麦克风、MEMS传感器和微系统模组。分拆后歌尔微的发展与创新将进一步提速，投融资能力以及市场竞争力将进一步增强，将有望提升公司未来的整体盈利水平。

3.2.2芯原股份（688521.SH）

公司是一家依托自主半导体IP，为客户提供平台化、全方位、一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务的企业。2020年全球半导体IP市场格局中，公司市占率2%，全球排名第7，国内排名第1，公司目前拥有GPU、NPU、VPU、DSP、ISP和DisplayProcessor六类处理器IP、1400多个数模混合IP和射频IP，IP种类丰富，具有较强竞争力。此外，公司在2018年牵头成立了中国RISC-V产业联盟（CRVIC），并担任联盟首任理事长单位。2021年前三季度公司实现营收15.2亿元，YoY+43.4%；归母净利润-0.2亿元，YoY+74.5%；扣非归母净利润-0.64亿元，YoY+49.4%；毛利率36.9%，净利率-1.4%。

公司在先进半导体工艺制程方面，已拥有14nm/10nm/7nmFinFET和28nm/22nmFD-SOI工艺节点芯片的成功流片经验，同时已经开始设计研发5nmFinFET和新一代FD-SOI工艺节点芯片的设计预研。

展望未来，系统/互联网/云服务/手机厂商等自主设计芯片的趋势明显，为半导体IP和设计服务打开了新的市场空间，也为行业发展注入了新动能。在轻设计（Fab-Lite）模式下，芯片设计公司将芯片前端和后端设计、量产管理等全部或部分外包给设计服务公司，同时更多地采用半导体IP，减少运营支出，实现轻量化运营。摩尔定律驱动下工艺线宽缩小催升了芯片设计成本及风险，为降低设计风险和成本，芯片设计公司将越来越多地寻求专业化的一站式芯片定制服务和使用经过验证的半导体IP；同时单位面积晶体管数量提升促使单颗芯片可集成IP数量增加。Chiplet开启了硅片级别的IP复用，新的模式为IP厂商，尤其是具备设计能力的IP厂商，拓展了商业灵活性和发展空间。RISC-V、MIPS、PowerPC指令集架构开放，新的指令集架构开源模式，给芯片设计公司提供了自由选择的机会，更低的设计门槛不仅降低了设计成本，也有利于行业重大创新和发展，也为芯片设计行业注入了新的活力。

3.2.3卓胜微（300782.SZ）

公司主要产品包括射频开关、射频低噪声放大器、射频滤波器、射频功率放大器等射频前端分立器件及各类模组产品，此外还有低功耗蓝牙微控制器芯片，采用Fabless模式，下游应用包括智能手机、智能穿戴、通信基站、汽车电子、无人飞机、蓝牙耳机及网通组网设备等。客户包括三星、小米、华为、vivo、OPPO、联想、魅族、TCL等。2021年前三季度公司实现营收34.8亿元，YoY+76.6%；归母净利润15.3亿元，YoY+112.8%；扣非归母净利润15.1亿元，YoY+115.4%；毛利率58.0%，净利率43.8%。

未来随着智能机从4G升级到5G，频段越来越多，单部手机对应的滤波器和开关等射频前端芯片量价齐升。根据Skyworks数据，4G时代滤波器增加至40个，开关增加至10个，价值量提升至18美元；5G时代滤波器增加至70个，开关增加至30个，价值量提升至25美元。此外，5G手机渗透率将稳步提升，根据Yole数据，到2023年，5Gsub-6及毫米波手机占比将超过50%。

此外，公司在原有LNA和射频开关等产品基础上，将进一步拓宽产品线，布局滤波器产品。根据公司此前定增公告，计划发行募集资金总额不超过300553.77万元，用于高端射频滤波器芯片及模组研发和产业化项目、5G通信基站射频器件研发及产业化项目和补充流动资金项目。芯卓半导体产业化建设项目，初期预计总投资金额8亿元，用于建设滤波器生产和射频模组封装测试生产线及厂房的配套设施建设、软硬件设备购置，开展关键技术和工艺的研发及产品的产业化生产，之后又追加投资27亿元，以进一步扩充SAW滤波器晶圆制造和射频模组封装测试产能及厂房及配套设施建设。芯卓半导体产业化建设项目各栋主体结构已于2021年6月底顺利封顶，计划于2021年底前投入使用。

3.2.4中微公司（688012.SH）

公司主要从事高端半导体设备及泛半导体设备的研发、生产和销售，主要产品为刻蚀机和MOCVD设备，其中，等离子体刻蚀设备已应用在国际一线客户从65nm到14nm、7nm和5nm及其他先进的集成电路加工制造生产线及先进封装生产线。公司MOCVD设备在行业领先客户的生产线上大规模投入量产，公司已成为世界排名前列的GaN基LED设备制造商。2021年前三季度公司实现营收20.7亿元，YoY+40.4%；归母净利润5.4亿元，YoY+95.7%；扣非归母净利润1.7亿元，YoY+462.7%；毛利率42.7%，净利率26.1%。

刻蚀设备方面，根据SEMI数据，2019-2024年中国大陆新增8个12英寸Foundry厂，产能占比由2015年的8%增长至2024年的20%。公司CCP刻蚀设备PrimoAD-RIE®、PrimoSSCAD-RIE™、PrimoHD-RIE™等产品已经批量供应国内外一线客户生产线，占有率稳步提升，在部分客户市场占有率排名前三。在先进逻辑电路方面，公司持续升级硬件性能，成功取得5nm及以下逻辑电路产线的重复订单。在存储电路方面，公司的刻蚀设备在64层及128层3DNAND的生产线得到广泛应用。随着3DNAND芯片制造厂产能的迅速爬升，该等产品的重复订单稳步增长，同时正开发更先进的CCP刻蚀机产品。ICP刻蚀设备Primonanova®产品逐步取得客户的重复订单。

MOCVD设备方面，公司将继续发挥在蓝光LED设备的竞争优势，PrismoA7®等MOCVD产品实现批量出货，深紫外LED外延片PrismoHiT3™MOCVD设备已在行业领先客户验证成功，Mini/MicroLED新型显示也将带来LED外延片需求量将快速增长，受新冠疫情影响，大众杀菌、消毒意识明显上升，紫外LED将成为LED应用重点方向。公司的PrismoD-Blue、PrismoA7能分别实现单腔14片4英寸和单腔34片4英寸外延片加工能力，PrismoA7设备已在全球GaN基LEDMOCVD市场中占据领先地位。

另外，公司此前发布定增公告，最终募集资金总额为82.07亿元，大基金二期认购25亿元，占比超过30%。其中，中微产业化基地建设项目达产后将新增等离子体刻蚀设备、MOCVD设备、热化学CVD设备等新设备、环境保护设备分别约为630腔/年、120腔/年、220腔/年、180腔/年。中微临港总部和研发中心项目建成后将成为公司临港总部和研发中心，集办公、研发、试验、服务等功能于一体，从硬件设施层面满足公司集成电路设备、泛半导体设备、关键零部件等的研发需求。

3.2.5沪硅产业（688126.SH）

公司主营业务为半导体硅片及其他材料的研发、生产和销售，公司目前是中国大陆规模最大的半导体硅片制造企业之一，也是中国大陆率先实现300mm半导体硅片规模化生产和销售的企业，主要产品包括300mm抛光片及外延片、200mm及以下抛光片、外延片以及200mm及以下的SOI硅片。截止2021H1，300mm硅片产能已达到25万片/月，2021年底计划达到30万片/月；200mm及以下抛光片、外延片合计产能超过40万片/月；200mm及以下SOI硅片合计产能超过5万片/月。2021年前三季度公司实现营收17.7亿元，YoY+35.2%；归母净利润1.0亿元，YoY+5895.2%；扣非归母净利润-1.0亿元，YoY+50.4%；毛利率14.7%，净利率5.7%。

受供需错配、新冠疫情影响以及下游需求增长，全球缺芯问题仍然严峻，硅片产能供给需求依然迫切，此外，全球硅片市场主要被日本、中国台湾、德国、法国等国家/地区主导，中国大陆硅片自主化率亟需提升，国内硅片行业厂商前景明朗。公司审时度势，努力争取抓住行业机遇，于11月3日发布定增公告，计划向特定对象发行股票募集资金总额不超过50亿元，其中集成电路制造用300mm高端硅片研发与先进制造项目，项目达产后，公司将新增30万片/月可应用于先进制程的300mm半导体硅片产能，在2021年底产能规划30万片/月基础上翻倍；300mm高端硅基材料研发中试项目，项目达产后，公司将建立300mm高端硅基材料的供应能力，产能40万片/年，填补了国内300mm高端硅基材料的空白。

3.2.6三安光电（600703.SH）

公司主要从事化合物半导体材料与器件的研发与应用，以砷化物、氮化物、磷化物及碳化硅等化合物半导体新材料所涉及的外延片、芯片为核心主业，下游客户主要为LED封装企业及化合物半导体集成电路设计公司。2021年前三季度公司实现营收95.3亿元，YoY+61.5%；归母净利润12.9亿元，YoY+37.0%；扣非归母净利润6.2亿元，YoY+18.0%；毛利率23.0%，净利率13.5%。

LED产业正处于结构性调整阶段，Mini/MicroLED作为新一代核心显示技术，有望成为下一轮LED技术发展的重要趋势。MiniLED相比于传统LCD具有更高的显示亮度、均匀性和动态范围，显示效果提升明显；相比于OLED具有更低的成本、更长的使用寿命，并且能够有效避免烧屏风险，未来主要面向MiniLED背光以及较高清晰度的MiniLED显示。MicroLED具备自发光、高效率、低功耗、高集成、高稳定性、全天候工作等优良特性，有望成为下一代革命性显示技术。公司于9月30日发布定增公告，计划募集资金总额不超过79亿元，重点用于湖北三安光电有限公司Mini/Micro显示产业化项目，项目达产后，将建设形成Mini/MicroLEDGaN芯片、Mini/MicroLEDGaAs芯片、4K显示屏用封装三大产品系列的研发生产基地；项目达产后，新增GaNMini/MicroLED芯片161万片/年、GaAsMini/MicroLED芯片75万片/年（均以4寸为当量片）和4K显示屏用封装产品8.4万台/年的生产能力。

第三代半导体方面，截止2021H1，公司SiCMOSFET工业级产品已送样客户验证，车规级产品正配合多家车企做流片设计及测试。在硅基GaN产品方面，完成约60家客户工程送样及系统验证，24家进入量产阶段，产品性能优越。湖南三安长沙项目已于6月23日点火，业务涵盖衬底材料、外延生长、晶圆制造及封装测试等环节，打造了国内第一条、全球第三条碳化硅垂直整合产业链，项目总投资高达160亿元，产能3万片/月6英寸SiC晶圆。

风险提示：

1、消费电子、新能源车等需求不及预期；

2、国内厂商技术突破、验证导入不及预期；

3、全球新冠疫情加剧影响生产及物流等。