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电子行业深度研究:自立自强,拥抱碳中和,探索元宇宙

2022-11-25 21:31:13 729

摘要:(报告出品方/作者:上海证券,陈宇哲、袁威津)一、“自立自强”迈向高质量发展,持续强化国家战略科技力量1.1“硬科技”重要性凸显,国产替代迎高质量发展1.1.1 半导体设备与材料替代空间大,产业转移助力国产化进程加 速芯片生产实现硅料—硅片...

(报告出品方/作者:上海证券,陈宇哲、袁威津)

一、“自立自强”迈向高质量发展,持续强化国家战略科技力量

1.1“硬科技”重要性凸显,国产替代迎高质量发展

1.1.1 半导体设备与材料替代空间大,产业转移助力国产化进程加 速

芯片生产实现硅料—硅片—裸晶圆—成品芯片的转变需要经 过上千道工序,其中每一道工序都需要专门的半导体设备和特殊 的半导体材料的协同。芯片生产分成硅片制造、晶圆加工和芯片 封测三个环节:硅片制造从最初的多晶硅料通过拉晶、切磨抛、 清洗、检测等工序得到纯净度高达 99.999999999%(11 个 9)的单 晶硅片;晶圆加工通过不断重复热处理、薄膜沉积、涂胶显影、 光刻、刻蚀、离子注入、CMP(化学机械抛光)、清洗等工序在单 晶硅片上“雕刻”出集成电路得到裸晶圆;芯片封测通过减薄、切割、 键合、塑封、测试等工序对裸晶圆进行封装和品质检测得到成品 芯片。整个芯片生产过程累计会经过上千道工序,生产周期长达 三个月,各种专门的半导体设备以及特殊的半导体材料正是成功 完成各项工序的关键。

芯片生产过程会涉及超 50 种专门的半导体设备和超 300 种半 导体材料,半导体设备、材料是支撑半导体产业稳步向前发展的 底层基石。对应芯片生产的三个环节,半导体设备可分为硅片制 造设备(<5%)、晶圆加工设备(80%)和芯片封测设备(10%+); 对应具体的芯片生产工序以及工艺的不同,半导体设备拥有超 50 种 的 细 分 类 型 , 例 如 刻 蚀 设 备 (ICP/CCP)、 沉 积 设 备 (CVD/PVD/ALD)、光刻机(EUV/DUV/浸没式)、清洗机(槽式/ 单片式)、量测设备(膜厚/缺陷/光学尺寸)、测试设备(测试机/分 选机/探针台)等。半导体材料一般可分为前道制造材料(60%+) 和后道封装测试材料(30%+),累计类别超 300 种。前道制造材料 包括硅片、光掩模版、光刻胶及配套试剂、电子气体、湿电子化 学品、抛光液、抛光垫以及溅射靶材等,后道封装测试材料包括 有机基板、引线框架、键合丝、封装树脂、陶瓷材料、粘晶材料 等。


半导体设备、材料市场均被海外占据主要份额,国产替代空 间巨大。2020 年半导体设备市场前十大公司分别为应用材料、阿 斯麦尔、泛林半导体、东京电子、科磊半导体、爱德万、SCREEN、 泰瑞达、日立高新和 ASMI,合计占据全球半导体设备市场 77%的 份额。从半导体设备的细分市场竞争格局来看,各细分市场龙头 公司的平均集中度基本都在80%以上。半导体材料市场细分方向较 多,相较设备市场而言细分市场的竞争格局略微分散一些,龙头 公司的平均集中度约在 60%-70%,仍主要被海外公司占据主要份 额。国内公司目前在半导体设备、材料市场份额占比都非常低, 国产替代空间巨大。

产业转移落地中国大陆,国内半导体产业迎来快速发展时期。 半导体产业自 1960 年代兴起发展至今,不仅见证了摩尔定律的持 续演进、精细化分工的模式演变、应用领域的不断拓宽,更是目 睹了半导体产业的地域转移,并成就了一批知名的半导体企业。 1970 年代,第一次半导体产业转移从美国迁移到日本,得益于家 用电子市场需求的快速起量,日本半导体产业快速发展,并诞生 了索尼、东芝、日立等知名企业。

1980 年代到 1990 年代,第二次 半导体产业转移从日本向中国台湾和韩国迁移,中国台湾受益于 半导体产业精细化分工的趋势,在晶圆制造环节打造了台积电、 联电等晶圆代工代表性厂商,韩国则是在存储产业大力投入占据 了绝对的话语权,成就了三星、SK 海力士等知名存储厂商。进入 21 世纪,伴随着半导体应用场景从最开始的军工、家电、PC 进一 步拓展到手机、物联网、汽车等更加丰富的应用终端,精细化分 工的趋势继续推进,中国大陆依托旺盛的半导体应用需求,以及 对半导体产业技术的逐步积累,已成为第三次半导体产业转移的 不二之选,中国大陆的半导体产业也得到快速发展,中芯国际、 长电科技等国内半导体 企业也逐渐崭露头角。


从半导体设备和材料市场结构变化来看,中国大陆的份额占 比也在持续提升。半导体设备市场,2006-2019 年中国大陆市场份 额从 6%提升到 23%,CAGR 达到 14.5%,远高于整体半导体设备 市场 3.0%的 CAGR;半导体材料市场,2006-2019 年中国大陆市场 份额从 6%提升到 17%,CAGR 达到 10.5%,远高于整体半导体材 料市场 2.6%的 CAGR。产业转移趋势下,中国大陆的半导体产业 迅速发展,据 SIA统计数据,中国大陆地区半导体销售额占全球比 重已经超过 30%,位列全球各地区首位。

从半导体制造产能结构变化来看,中国大陆制造产能占比持 续提升,有望冲击榜首地位。精细化分工趋势加速了半导体产业 链的全球化布局,第三次产业转移更是呈现出设计、制造、封测 以及设备材料全产业链环节迁移的趋势,政策端也在积极推进中 国大陆的半导体产业的发展。


1.1.2 中美摩擦强化国产化诉求,大基金助推国内集成电路产业发 展

中美摩擦背景下,国产替代诉求十分迫切,国内半导体产业 发展提速。2016年 3月美国商务部对中兴通讯实施出口限制,开启 了美国对中国高新技术产业“制裁”的篇章。2018 年 12 月孟晚舟在 加拿大被捕,2019 年美国商务部将华为及其子公司列入“实体名单 “,从设备、材料、到芯片采购等多层面对华为进行“制裁”,华为 因此无法制造麒麟高端芯片并被迫剥离荣耀。2020 年中芯国际受 美国制裁无法采购用于生产 10nm 以下产品的材料、设备,先进制 程发展遭遇停滞。美国通过在设备、材料等底层环节对中国高新 技术产业的发展“卡脖子”,让国内半导体产业深刻的认识到了国内 在设备、材料等“硬科技”环节相比国外的巨大劣势,“硬科技”核心 技术的国产替代诉求十分迫切。

国家成立大基金(集成电路产业投资基金)积极推动国内集 成电路产业发展,大基金一期硕果累累,大基金二期蓄势待发。 国家大基金一期募资 1387亿元,相比于原先计划的 1,200亿元超募 了 15.6%,连带撬动地方和社会资金 5145 亿元,撬动杠杆高达 1: 3.7。国家大基金二期注册资本达 2041.5 亿元,有望撬动超 7000 亿 元社会资本。

大基金一期共投资项目 81 个,其中直接投资上市公司 23 家, 整体回报率十分可观。根据企查查数据整理,截至目前国家大基 金一期共对外投资 81 次,其中直接投资 A 股上市公司共 23 家。据 红刊社统计数据,截至 2021 年 6 月国家大基金一期浮盈超过 640 亿元,盈利能力达46%。从上市公司投资回报表现来看,国科微与 瑞芯微利润率超过 10 倍;长川科技、北方华创与沪硅产业获利在 6 倍以上;获利超过 1 倍的有安集科技、兆易创新、晶方科技、雅 克科技、芯朋微、景嘉微、长电科技、北斗星通等。


大基金二期主要聚焦于半导体设备、材料等“硬科技”领域, 国内半导体设备、材料公司有望从中受益快速发展。从目前大基 金二期投资情况来看,投向半导体制造环节占比仍旧较多,如中 芯国际、中芯南方、中芯京城、中芯东方、睿力集成等,同时投 向半导体材料、设备环节的比例也显著提升,如北方华创、派瑞 特种气体,另外大基金二期还认购了南大光电控股子公司宁波南 大光电股份。国家大基金总裁丁文武也曾强调:“打造自主可控的 集成电路产业链配套基础”,预期国家大基金二期对于半导体装备、 材料生产商的支持将带来更多的发展机会。

1.1.3 供需错配推动晶圆厂扩建热潮,国产半导体设备材料厂商深 度受益

疫情背景下半导体产业链供需错配,晶圆厂积极扩建验证行 业高景气度,国内半导体产业有望享受行业高速发展红利。2020 年以来,受疫情降低工厂开工率以及物流运输效率下降等影响, 半导体上游供应发生短缺;然而疫情刺激了线上模式的兴起提振 半导体需求,叠加汽车市场电动化智能化持续推进,半导体行业 逆势呈现旺盛需求,供需错配的局面形成。全球晶圆制造厂商看 准时机纷纷开始产能扩建热潮,行业高景气度得到验证,预计产 能最快释放将在 2022 年下半年,更多产能将在 2023 年以后陆续释 放,半导体设备、材料厂商作为晶圆制造扩产直接受益者有望获 得快速成长。据 SEMI 预测,2021 年半导体设备市场将有望首次超 1000 亿美元,半导体材料市场将达 620 亿美元。

半导体行业高景气背景下全球半导体资本支出预计保持高位, 晶圆制造产能有望快速提升。全球晶圆制造厂商积极扩建背景下, 预计未来几年半导体行业资本支出都将保持高位,晶圆代工厂资本支出最为激进。据SUMCO统计,2020年全球半导体资本支出达 1105 亿美元,预计 2021-2025 年资本支出都将超 1400 亿美元, CAGR为 5.9%,代工厂预计达到 8.1%的 CAGR,2021-2025年平均 资本支出超 500 亿美元,增长最为激进。伴随扩建产能陆续投产, 全球晶圆产能预计快速提升。据 SEMI预测,到 2024年全球 8英寸 晶圆产能将达到每月 660 万片的历史新高;全球 12 英寸晶圆产能 预计超过每月 700 万片,将超过 8 英寸晶圆月产能规模。


国内半导体设备厂商在各个细分半导体设备领域都已有布局, 且发展迅速,有望深度受益晶圆厂扩建热潮以及长期国产替代红 利。受益于整体国产替代迫切诉求以及政策红利支持,国内半导 体设备厂商近年发展迅猛,在各自领域不断取得突破,例如北方 华创(刻蚀、沉积、清洗等)、中微公司(刻蚀)、屹唐股份(干 法去胶、热处理)、万业企业(离子注入)、盛美上海(清洗)、芯 源微(涂胶显影)、华峰测控(测试机)、晶盛机电(长晶炉)等。 目前国内半导体设备厂商在全球半导体设备供应中占比不到10%, 国产化率不到20%,有望受益晶圆厂扩建热潮持续获得验证导入机 会以及设备订单,不断提升市场份额实现业绩高增长。

半导体材料市场较为分散,国内厂商目前主要布局各细分领 域的中低端产品,受益新建扩建晶圆厂陆续投产带来需求起量, 叠加政策端大力支持,国内半导体材料厂商有望持续提升市场份 额,并逐步向高端市场突破打开成长空间。半导体材料市场是半 导体产业中细分领域最多的市场,目前国内半导体材料公司在各 个细分领域也都有布局,例如硅片(沪硅产业、中环股份、立昂 微、神工股份等)、掩模版(清溢光电)、光刻胶(南大光电、彤 程新材、晶瑞股份、华懋科技、上海新阳)、电子气体(华特气体、 金宏气体、雅克科技、巨化股份、昊华科技)、湿化学品(晶瑞股 份、江化微、上海新阳)、抛光液(安集科技)、抛光垫(鼎龙股 份)、靶材(江丰电子、有研新材等)。

目前主流半导体材料基本 依靠海外进口,国内公司暂时聚焦中低端市场。伴随新建扩建晶 圆厂产能逐步爬坡释放巨量材料需求,国内半导体材料厂商有望获得更多验证机会实现新客户拓展,提升市场份额收获高增长; 同时政策端大力支持国内半导体材料产业自主可控发展,国内半 导体材料厂商有望从中低端向高端市场突破,打开成长空间。(报告来源:未来智库)

1.2 强化国家战略科技力量,军工电子有望迎来高景气周 期

1.2.1 信息化程度提升叠加军种装备量产落地,特种集成电路市场

规模快速增长 特种集成电路是特种装备、信息化装备的基础,实现特种集 成电路的自主可控对军工产业的发展有极为深远的意义。特种集 成电路产业三重增量逻辑:1)随着海军、空军和火箭军等高技术 军种重点装备陆续落地量产,推动特种集成电路市场规模不断扩 大;2)下游军品的信息化程度提升,单位军品特种电路需求提升; 3)特种集成电路的国产替代,进一步打开市场空间。

由于特殊的产业原因,相关产业数据并不透明,国内特种集 成电路产业以紫光国微旗下国微电子一家独大,可根据其业绩侧 面观测产业发展现状与趋势。2018-2021H1 国微电子营收分别为 6.16 亿元、10.79 亿元、16.73 亿元,13.7 亿元,同比增速分别为 19.38%,75.16%,55.05%,69.91%,可以看到从 19 年开始特种集 成电路业务换挡提速迈入高速增长态势,主要在于产业因素的推 动。


随着产业技术创新不断进步,前期积累的研发成果开始形成 规模效应,国微电子近几年的毛利率和净利率也不断提升。从当 前时点看,未来 3-5 年无论是下游军种装备放量,信息化提升还是 国产替代的三种核心逻辑依然会延续。我们认为未来 3-5 年特种集 成电路产业复合增速依然维持较高水平。

1.2.2 FPGA 市场需求强劲,国产替代空间巨大

FPGA 广泛应用于 5G、人工智能、工业控制、特种集成电路 等领域,近年来在下游各应用领域的强力带动下,全球 FPGA 市 场规模保持稳步增长。根据 Frost&Sullivan 数据,2016 年全球 FPGA 市场规模为 43.4 亿美元,2020 年增长至 60.8 亿美元,2016- 2020 年 CAGR 约 8.8%;预计全球 FPGA 市场规模从 2021-2025 年 有望从 68.6 亿美元增长到约 125.8 亿美元,CAGR 达 16.4%。近年 国内 FPGA 市场增长也十分迅速,从 2016-2019 年国内 FPGA 的市 场规模从 65.6 亿元增长到 150.3 亿元,CAGR 约 23.1%;预计从 2021-2025 年国内 FPGA 市场规模将从 176.8 亿元增长到 332.2 亿元, CAGR 为 17.1%。FPGA 的下游应用中军工和通讯占较高比重,随 着美国对国内 FPGA 产品的出口管控,国产化迫在眉睫。随着近几 年国内产品和技术的进步,我们判断国产 FPGA 已进入到国产化替 代关键期。

海外厂商占据 FPGA 市场主要份额,国产替代空间巨大。 2020 年上半年,全球 FPGA 市场格局由赛灵思(Xilinx)占据首位 份额约 49%,英特尔(Altera)次之占比达 34%,莱迪斯(Lattice) 及 Microsemi 位列三四位,相对而言,国内厂商整体仅占全球 FPGA 市场不足 4%的份额。国内 FPGA 市场也呈现高集中度的态 势。根据 Frost&Sullivan统计(按出货量口径),2019年中国 FPGA 市场排名前三的供应商合计占据了 85.2%的市场份额,其中赛灵思、 英特尔和莱迪斯市场占有率分别达到 36.6%、25.3%和 23.2%;安 路科技的出货量排名第四,占据了 6.0%的市场份额,在国产 FPGA 芯片厂商中排名第一。


国内市场参与者主要有复旦微电子、安路科技、紫光同创等, 其中紫光同创公司大规模 FPGA 研发进展顺利,中小规模 FPGA 多 款产品逐步成熟、稳步上量发货,未来有望引领 FPGA 国产替代浪 潮。

1.2.3 红外传感军民两用稳步增长,中国企业重塑全球格局

全球红外军民用品市场规模稳步增长。2019 年全球红外军品市场规模约 92.5 亿美元,2014-2019 年 CAGR 为 3.4%,预计 2020-2023 年全球 军用红外市场的规模将从 96 亿美元增长至 108 亿美元,CAGR 为 4%。另外,红外热像仪在民用领域用途广泛,主要应用于工业测 温、气体检测、石油化工、电力检测、安防监控、医疗检疫和消 防应急等领域,Maxtech 预测 2023 年全球民用红外市场将达到 75 亿美元,2014-2023 年的 CAGR 约 10%,高于军用红外市场。

中国热成像企业崛起,重塑全球民用红外行业新格局。在 2020 年的全球红外热成像整机出货量上, FLIR 市占率为 35%排名第一,全球十强中,中国厂商占据四席, 为高德红外、海康威视、睿创微纳和大立科技,四家全球市占率 总和达44%。红外技术是国防核心科技技术,长期以来,欧美等国 家对我国采取严密的技术封锁,高端红外热成像传感器禁止出口 到中国。严峻的形势倒逼中国企业自力更生,近几年在非制冷红 外探测器技术上陆续突破,不仅打破了欧美国家的技术垄断,竞 争实力也已领先世界。根据 Yole 预测到 2025 年,中国红外热像仪 在全球红外市场份额将进一步提升至 64%。


二、“碳中和”目标推动新能源产业高速发展,国产车用芯片及零部件迎来长期机会

2.1 新能源车进入快速放量期,IGBT 迎发展机遇

2.1.1 IGBT 是功率半导体核心产品,全球规模有望不断增长

功率半导体作为电力电子系统的核心器件,广泛应用在电机 驱动、电路控制、电能转换中,几乎涵盖整个电子制造市场。功 率半导体器件是半导体分立器件的重要组成部分,主要用于电力 电子设备的整流、稳压、开关、变频等,可分为晶闸管、二极管 和晶体管三大类,其中晶体管是市场份额最大的种类,它又可以 分为 IGBT、MOSFET 等。功率半导体器件应用广泛,在智能电网、 轨道交通、工业控制、电动汽车和充电桩、风电光伏和变频家电 等场景均有应用。

全球功率半导体市场蓬勃发展,新能源汽车为功率半导体市 场带来巨大需求增量。根据 IHS 统计,2019 年全球功率半导体市 场规模约为 404亿美元,预计到 2021年全球市场规模将增长至 441 亿美元,CAGR 达到 4.09%。从应用分布来看,2019 年新能源汽车 占功率半导体市场比例达到35%,随着未来新能源汽车的进一步放 量,新能源汽车市场将成为全球功率半导体市场增长的重要驱动 力。

MOSFET 是功率半导体中的基础器件,受益于新能源汽车场 景应用推动,MOSFET 市场快速增长。根据中国产业信息网数据, 全球车用 MOSFET 2016-2022 年 CAGR 预计维持在 5.11%,到 2022 年全球车用 MOSFET 市场规模将达到 116 亿元,占 MOSFET 总体 的比重为 22.2%,是 MOSFET 应用中增长最快的细分领域。


IGBT 作为功率半导体的主要代表,是电气与自动化、电力传 输与信息通信系统中的核心器件。IGBT 兼有 MOSFET 的高输入阻 抗和 BJT 的低导通压降两方面的优点,相比于单独由 BJT 或 MOSFET 组成的器件,IGBT 具有较好的电导调制能力、较宽的安 全工作区以及较低的驱动功率,已经成为当前汽车驱动控制部件 应用的主流方向。IGBT 产品包括芯片、FRD 芯片、IGBT 单管、 IGBT 模块、IPM 模块等形态,其中 IGBT 模块由 IGBT 芯片、FRD 芯片通过特定的电路和桥接封装而成。在碳达峰/碳中和发展的背 景下,光伏、风电、新能源汽车产业不断发展,IGBT 产业有望获 得持续成长。结合当前复杂的国际形势,积极推动 IGBT、FRED芯片及模块的国产化已成为国家战略新兴产业发展的重点之一。

IGBT 广泛应用于电机节能、轨道交通、智能电网、家用电器、 汽车电子、新能源发电、新能源汽车等领域,随着下游各细分领 域需求的提升市场空间有望持续增长。根据集邦咨询预测,受 益于新能源汽车和工业领域的需求大幅增加,中国 IGBT 市场规模 将持续增长,到 2025 年,中国 IGBT 市场规模将达到 522 亿元, 2018-2025 年 CAGR 达 19.96%。

从 IGBT各细分市场格局来看,海外龙头均占据主要份额,国 内公司份额较低,成长空间较大。根据英飞凌官网披露数据,全 球 IGBT 市场可划分成分立 IGBT、IPMs、IGBT 模块三个细分市场, 2019 年对应市场规模分别为 14.4 亿美金、15.9 亿美金和 33.1 亿美 金。从市场格局来看,2019 年 IGBT 模块市场份额前三分别为英飞 凌(35.6%)、三菱电机(11.9%)、富士电机(10.50%),斯达半导 排名第 8(2.5%)。从 IPMs市场来看,2019年士兰微占据市场份额 约 1.10%。


2.1.2 国产新能源车销量持续攀升,IGBT 国产化率有望登上新台 阶

汽车电动化需引入更多车载功率半导体器件,车载功率半导 体价值量增长迅猛。根据英飞凌披露的数据,电动化将带来单车 460 美金的价值量提升,其中增量的 75%为逆变器,另外车身控制 中的 MCU、温度传感器、CMOS 芯片、各类电源管理芯片等,累 计价值量约为增量的25%。伴随着新能源电动车渗透率不断提升,功率半导体器件市场规模有望快速增长。

中国新能源汽车销量持续攀升,2020-2025 年全球新能源汽车 销量 CAGR预计超 40%。根据中汽协披露数据,2021年 9月-11月 中国新能源乘用车 33.35 万辆、31.70 万辆和 37.80 万辆,同比增长 分别为 202%、138%和 122%,销量持续攀升。

得益于新能源汽车的快速增长,国内车载 IGBT 市场预计实现 快速增长。根据宏微科技招股书披露,2020 年国内新能源汽车 IGBT市场规模约 42亿元,预计到 2025年达到 165亿元,CAGR约 31.48%。


新能源车快速渗透带来巨大需求, IGBT 国产化率有望进一步 提升。根据宏微科技招股书披露,2018-2020 年,国内 IGBT 市场 需求量分别为 7898 万只、9500 万只和 11000 万只,对应当年 IGBT 自给率分别为 14%、16%和 18%, IGBT 国产化率呈现稳步提升态 势。伴随新能源车渗透率持续提升带来巨量需求,叠加国内 IGBT 企业积极投入发展,IGBT 国产化率有望登上新台阶。

2.1.3 产业发展带动企业成长,产能扩张带来营利双收

IGBT 是光伏逆变器和风力发电逆变器的核心器件,光伏和风 力发电装机容量持续增长为 IGBT 市场贡献又一重要增量。根据国 家能源局披露,2019 年新增光伏与风电的装机量分别为 30GW 和 27GW,国家统计局披露当年新能源发电领域新增 IGBT 市场规模 约 5.7 亿元,根据上述披露数据测算,风光行业单位 GW 装机对应 IGBT 需求量约 1000 万元。若按照 2020 年我国风光整体装机 120GW 测算,当年我国新能源发电领域 IGBT 市场规模约 12 亿元。

节能环保政策背景下变频家电渗透率持续提升,推动家电领 域 IGBT 市场需求快速增长。变频家电核心部件包括电机、电机控 制器和功率变换模块,其中功率变换模块是电子控制系统中最关 键的部分,目前大多采用智能功率模块(IPMs)实现。IPM 组成 包括 IGBT、驱动电路以及保护电路。根据国家统计局数据,我国 2020 年空调、洗衣机和电冰箱产量 3.4 亿台以上。根据产业数据, 我们以空调、洗衣机和电冰箱整体变频渗透率44%进行推测,单机 价值量取 25-30 元,对应市场空间约 37 亿-45 亿元。


工业自动化趋势推动工业控制领域 IGBT 市场需求快速提升。 工控市场是 IGBT 市场的基本盘,应用广泛,包括变频器、逆变焊 机、电磁感应加热、工业电源等。根据宏微招股书披露,2019 年 全球工业控制 IGBT 市场规模约为 140 亿元,其中国内工业控制 IGBT 市场规模约为 30 亿元,国内市场份额占比约 21.43%;预计 到 2025年全球工业控制 IGBT市场规模将达到 170 亿元,按照等比 例测算,对应 2025 年国内工业控制 IGBT 市场规模大约 36 亿元。

国内 IGBT 企业在技术层面已迎头赶上,逐步比肩英飞凌。 目前海外龙头英飞凌 IGBT 产品已经升级到第七代,国内多家企业 经过不断研发,目前技术已迭代至英飞凌第五和第六代,不断缩 小与国外龙头的综合差距。

国内下游电动车企崛起,叠加海外巨头产能受限,国内功率企 业迎来发展机遇有望趁势而起。从全球竞争格局来看,英飞凌、 富士电机、三菱等海外半导体巨头,凭借在功率半导体的多年研 发经验,占据主要的市场份额。然而,自 2020 年以来,新冠疫情 给全球功率半导体供应链带来了沉重打击,全球功率半导体供货 周期不断延长,与此同时国内企业凭借此前的布局和在消费级功 率上的技术积累,目前已经陆续打入到国内主要车企的二供甚至 一供,有望享受电动车快速发展机遇快速成长。

2.2 汽车智能化推动科技创新,车载光学与连接器深度受 益

2.2.1 智能网联化拉动车载感知模块需求,产业链模式变革增添发 展机遇

受益于 ADAS 搭载率快速提升和汽车智能网联化趋势持续发 展,整个车载摄像头感知模块市场有望快速增长。根据应用场景 不同,可将车载摄像头感知模块分为两类:传统摄像头感知模块 和智能摄像头感知模块,前者主要作用体现在倒车、行车记录等 相对简单应用场景,单车搭载量和产品性能单价较低,而后者则 主要作用在不同级别的自动驾驶场景如预警、识别、车道保持等, 其性能、规格要求及对应的单价和单车搭载量均有大幅提升。根 据高工智能汽车统计数据,国内 ADAS(LO-L2)搭载率稳步提升, 截至 2020 年 5 月已超 35%。据前瞻产业研究院统计数据,2020 年 全球车载摄像头市场规模预计达 130 亿美元,国内车载摄像头市场 规模预计达 57 亿元。预计整个车载感知模块将充分受益于 ADAS 搭载率的提升以及智能网联化趋势,获得持续成长。

新势力车企营造开放供应模式,车载摄像头感知模块细分供 应商迎来更多发展机遇。车载摄像头感知模块主要分为前端的镜 头、后端的成像 CIS 以及整体模组三大部分。传统车摄像头主要通 过 Tire1 厂商供货,市场份额以舜宇和日系镜头厂商为主,2019 年 舜宇占全球车载摄像头市场34%的份额。随着新势力车企的崛起, 其产业链开放度更高,智能车摄像头方案提供商获得了更直接的供货机会,既包括通过 mobileye、英伟达、华为、地平线和黑芝麻 等自动驾驶方案厂商的间接供货,也包括舜宇、联创电子等车载 摄像头提供商对车企的直供,看好联创电子、宇瞳科技后续在车 载摄像头业务方面的拓展。


2.2.2 新能源车促进高压/高速连接器应用,量价齐升推动汽车连接 器市场快速成长

近十年全球连接器市场规模呈现出一个持续上升的趋势。据 Bishop & associate 的统计,2019 年全球连接器的市场规模高达 722 亿美元, 2010-2019 年全球连接器市场 CAGR 达 5.2%。

全球连接器市场中国占比最高,汽车领域是连接器的主要应 用领域之一。2019 年,中国占全球连接器市场份额超 30%,已超 过欧洲、北美等地区成为全球最大的连接器市场。从应用领域来 看,2019 年全球连接器应用领域分布中汽车占据 22%的份额位居 第一。

连接器作为下游终端硬件的配套品,呈现产地集中化配套, 市场跟随细分产品呈现分散化的特点。目前全球传统燃油车汽车 连接器供应商主要来自欧美日等汽车强国,主要是技术、客户和 标准认证方面的门槛很高,导致国内企业很难打入其中。但随着 新能源汽车的崛起,国内连接器企业经过多年的技术积累和在产 品客户层面的前瞻布局,无论在设计能力还是自动化生产能力方 面,已经能初步满足新能源汽车连接器的所要求的技术水平,有 望伴随新能源车不断渗透实现快速发展。


国内连接器企业在新能源车连接器方面不断实现突破。徕木 股份已经打入到大众、通用、奔驰、日产等大型整车厂商的新型 车型中;胜蓝股份则绑定与比亚迪,长城汽车等优质客户的共同 成长;瑞可达早在 2015 年前瞻布局电车连接器板块,与蔚来汽车 达成合作,成为其关键核心零部件换点连接器组件的主力供应商, 目前也与特斯拉,上汽集团,奇瑞汽车等达成了稳定合作。

新能源车促进高压/高速连接器应用,量价齐升推动汽车连接 器市场快速成长。从传统燃油车到电动车的升级换代中,有源器 件如 MCU、IGBT 和存储等价值量成倍提升,也带动与之配套的 无源器件的用量和单价的提升,例如传统燃油车主要应用低压/低 速连接器而新能源车则普遍应用高压/高速连接器,单价和用量都 获得成倍增长。


三、兵马未到粮草先行,VR/AR+IOT+高清显示是“元宇宙”的底层基础

3.1 VR/AR 应用生态逐步完善,终端需求有望迎来快速增 长

3.1.1 VR/AR 应用生态逐步完善,出货量快速增长

Facebook、腾讯、微软等一众企业纷纷开始布局元宇宙, VR/AR 终端作为元宇宙的入口,出货量有望快速增长。据前瞻产 业研究院的数据,2020 年全球 VR 终端出货量约为 670 万台,预计 21 年出货量将接近 1000 万台,到 2023 年出货量有望接近 2300 万 台。

硬件保有量提升和生态内容的完善相互促进,共同推进 VR 产 业的发展。根据 VR 陀螺数据,截止至 2021 年 10 月,Steam 平台 作为内容数量最多的 VR/AR 平台,共有 6111 款游戏与应用,其中 VR占到 88.3%的份额。同时,10月份 VR活跃用户占比为 1.85%, 较上月同比上升了 0.05%,总体来看,在硬件 VR 销量继续保持增 长的背景下,平台活跃度依然保持着较高的水平。随着从游戏机 到 3D 显示智能设备、热门社交、健身以及 2B 场景的拓展应用, 预计 2025 年 VR 出货量将提升至 5000 万台,后续或将销售推高至 过亿台。

AR 眼镜出货量已实现跨阶段提升,有望迎来快速成长期。 AR 相关的主要产品是 AR 眼镜,其显示方式是将设备生成的影像 与现实世界重叠,通过光学组件最终到视网膜上成像。


3.1.2 终端产品不断进行升级迭代,科技巨头积极布局推动产业前 行

VR 产品不断推陈出新,有望逐步打开应用市场。HTC、 Facebook、索尼等在内的主流 VR 厂商不断对产品进行迭代升级, 如 Meta 的短焦 VR 一体机 Project Cambira 将于明年上市,进一步 缓解头戴的压迫感,提升用户平均使用时长;苹果和索尼将于2022 年分别推出混合现实(MR)产品和新一代 PSVR2 产品;而 Facebook也预将采用新一代光学系统如 Pancake在 Quest2后的新品 中。

在 AR智能眼镜领域,Facebook、小米、华为和亚马逊等众多 科技巨头也积极入局。目前初级版本的 AR 智能眼镜支持语音交互、 通讯和音乐等简单功能,未来更为成熟的 AR 产品预计将往支持虚 拟信息和现实信息融合显示方向发展。根据产业链信息,苹果已 完成首款 AR 头显的 P2 原型机测试,预计将于 2022 年的 Q2-Q3 发 布首款 MR 产品。(报告来源:未来智库)


3.2 TWS 安卓品牌化快速提升,智能手表迎来重大创新

3.2.1 TWS 安卓端出货快速增加,进入品牌化快速提升期

TWS 是智能可穿戴产品中首个出货量过亿的单品,目前安卓 端进入到品牌化快速提升期。根据旭日大数据和我爱音频网的数 据,2020 年苹果原厂 Airpods 出货量达 0.95 亿台,对应其 iPhone 销量的配售率从 17 年的 6.5%提升至 20 年的 46.1%;2020 年全球 非苹果品牌 TWS 耳机的出货量达到 1.38 亿副,对应安卓手机销量 的配售比例从 2018 年的 0.9%快速提升至 2020 年的 12.7%,我们 预计 2023 年出货量将提升至 4.24 亿台,对应配售比例将提升至 35%,对应未来 3 年出货量复合增速将维持在 45%左右。考虑到安 卓品牌价格区间完全覆盖了 AirPods+高仿 AirPods 区间,能够最大 限度满足多层次需求,中长期看,我们认为安卓品牌配售率有望 达到 80%以上。

受益于品牌 TWS 耳机的配售率提升,TWS SOC 市场迎来高 速发展阶段。SOC 是纯硬件 TWS产品的核心,根据市场下游 TWS 出货量和未来增速测算,受益配售率提升和市场品牌化,预计 2020-2023 年安卓品牌 TWS SOC 市场规模 CAGR 超 40%,迎来高 速发展阶段,安卓品牌 TWS SOC 市场格局初步确立。


3.2.2 智能手表迎来重大创新,推动从选配到标配迈进

目前的智能手表产品路线划分可分为两类。第一类为搭载如 Wear OS,Apple Watch OS 等智能操作系统的智能手表,代表产品 有 Apple Watch,小米和华为的旗舰款手表等;第二类为搭载嵌入 式操作系统(ROTS)的半智能手表/手环,代表产品由华为 GT2, 小米手环等。这两类智能手表产品因为搭载的系统会选择不同的 硬件架构,其中前者对性能要求普遍较高,因此硬件成本较高, 生态内容丰富,故可玩性较高,大多定位于中高端,待机时间约 在 1 到 3 天左右;后者能耗低,较前者成本普遍偏低,专注于运动 健康等基本功能,待机时间多在 7 到 14 天左右。

健康传感器日趋成熟,有望推动智能手表从选配向标配迈进。 过去的智能手表主要痛点在较小的体积电池与功能性之间的矛盾, 导致演化出两类定位的智能手表产品。但随着摩尔定律升级和 SIP (系统级封装)小型化的推进,续航与性能之间的痛点逐步缓解, 未来两种路线可能会融合为一,同时智能手表的创新会引入更具 吸引力的健康功能,例如血压和血糖检测,有望带动智能健康手 表销量迎来新一轮快速增长。据旭日大数据的统计,智能手表在 2020 年全球出货量达到约 1.94 亿个,其中品牌智能手表出货量约 为 0.74 亿个,占比为 38.3%;白牌出货量约为 1.20 亿个,占比为 61.7%;同时预计未来 2-3 年行业销量或将提速,到 2022 年销量有 望达到 2.89 亿个。智能健康手表销量增长将直接带动相关 SOC 供 应商成长,根据旭日大数据对 apple watch 的分拆,SOC 占其成本 约 4 成多,为成本占比最高的元器件,目前国内恒玄、炬芯和汇顶 等芯片设计厂商已经将产品线延伸到智能手表领域,有望充分受 益,打开新成长空间。


3.3 Mini/Micro LED 放量可期,OLED 扩产设备厂迎发展 良机

3.3.1 Mini LED 元年开启,元宇宙助力 Micro LED 高速成长

小间距、微尺寸成为 LED 显示发展趋势,Micro LED 给出 超 高清显示终极方案。LED 显示技术一直沿着小间距、微尺寸的发 展趋势不断演进,伴随着像素点间距缩小到 P2.5mm(2.5mm) 以 内,芯片尺寸微缩到 1mm 以内,小间距 LED 显示时代开启, LED 显示产业也成功打开了更高分辨率的应用市场。小间距、微 尺寸 的趋势继续推动着小间距显示往小微间距显示拓展,Mini LED 显 示以及 Micro LED 显示技术应运而生。Micro LED 显示技术是指以 自发光的微米量级的 LED 芯片为发光像素单元,并将其组装到驱 动面板上形成高密度 LED 阵列的显示技术。Micro LED 芯片尺寸 缩小到 50 微米以内,像素点间距更是小于 P1.5mm,对应显示屏像 素密度大幅提升,在视觉一致性、对比度、色域以及 亮度等显示 效果上表现十分出色。Mini LED 显示属于从小间距 LED 显示到 Micro LED 的过渡阶段,芯片尺寸处于 50-200 微米,像素点间距 在 P1.5mm-P0.3mm。

Mini LED 相较于传统 LCD 和 OLED 显示优势明显,Micro LED 为元宇宙的基础技术。按技术路线划分,Mini LED 可以分为 Mini LED 背光和 RGB 直显,Mini LED 作为 LCD 屏幕的背光源, 具有亮度高、外形轻薄、色彩柔性、省电环保等优质特性;MiniLED RBG 直显由 RGB LED 灯珠作为显示像素点,以此提供成像的 基本单位,从而实现图像显示,具有型态轻薄、对比度高、寿命 长等优势。Mini LED 在性能上高于传统 LCD 显示,在厚度与显示 效果上比肩高性能 OLED 显示,但成本更低,性价比较高。Micro LED 作为超高清显示技术终极方案,是元宇宙沉浸式体验的视觉 入口,在画质、色域、反应时间等性能达到行业顶尖水准,但由 于技术、成本等因素,离大规模量产还有一段距离。


我国企业已在产业链众多环节均有布局,在全球具备较强的 竞争力。LED 产业借助元宇宙东风,即将乘风起航。产业链上游 主要包括 RGB Mini/Micro 电灯、玻璃基板、芯片等材料,其中, 芯片成本占比高达 65%,产业集中度较高,CR6达到80%,三安光 电为产业龙头。中游封装可分为 SMD(表面贴装)、IMD(N 合一) 和 COB(板上封装)等方式,预计整体 LED 显示的技术路径将沿 着从 SMD 到 COB 的方向发展,同时 COB 也是 Micro LED 最佳封 装方式,雷曼光电为 COB 封装产业龙头。Mini/Micro LED 应用广 泛,从小尺寸的 AR/VR、手表,到大尺寸的 TV、显示屏等领域均 能搭载。在元宇宙的趋势下,VR/AR 设备将迎来放量。由于 AR/AR 设备使用中屏幕和人眼距离较近,200ppi 的像素密度最为 理想,LCD和 OLED 技术并不能很好兼容,Micro LED 作为其最为 适合的显示技术,产业发展有望迎来提速。

2021 年三星、苹果等多家公司相继推出采用 Mini LED 背光的 TV 及平板类产品,Mini LED 商用元年开启。现阶段,Mini LED 还处于放量初期,在三星、苹果等国际大厂的推动下,预计采用 LED 背光显示方案的 TV、平板和笔电等产品的出货量将迅速提升。 根据群智咨询数据显示,2021 年全球 MINI LED 背光产品的出货量 为 392 万台,预计 2025 年将达到 1600 万台。根据洛图科技数据显 示,2020 年全球 Mini LED 市场规模为 6.1 亿美元,预计 2025 年将 达到 15.1 亿美元。

苹果、华为、三星、Facebook 等多家企业纷纷布局 Micro LED 产业,并加大资本开支,产业有望快速突破技术瓶颈,助推 成本下降,从而实现大规模应用。根据 Omida 预测,2020 年-2025年,Micro LED 的资本支出将达到 80 亿美元。其中,32 亿美元用 于 Micro LED 外延片工艺,48 亿美元用于 Micro LED 批量转移、 模块化和组装。研发力度加大将推动 Micro LED 成本降低,目前, LED 显示屏价格平均每年下滑 20%-30%。根据 Yole 数据显示, 2020 年全球 Micro LED 产品出货量为 1890 万台,预计 2025 年将达 到 3.3 亿台。根据 Research and Markets 预测,2019 年全球 Micro LED 市场规模为 6 亿美元,预计 2025 年将达到 205 亿美元。


国内厂商一直占据着 LED 显示市场主要份额,并且正在向 Mini/Micro LED 进军。据 TrendForce 统计数据,2019 年全球 LED 显示屏市场前七大厂商国内厂商占据五席,分别为利亚德、洲明 科技、强力巨彩、艾比森和上海三思,合计份额达39%,海外厂商 仅达科和三星进入前七名。

在元宇宙的趋势下,品牌厂商持续导入 Mini/Micro LED 作为 终端产品的显示方案,叠加众多公司加大资本开支推动产业成熟度提升,Mini/Micro LED 有望迎来高速发展时期。国内已有多家 企业在 Mini/Micro LED 设备、材料、面板制造等领域均有布局, 受益于产业景气度上行,相关公司有望打开成长空间。

3.3.2 OLED 扩产助力国产设备放量

OLED 性能优势显著。OLED(Organic Light-Emitting Diode) 称为有机发光二极管,是继 CRT 与 LCD 技术后的第三代显示技术, 具有自发光、每个像素独立照明等特性,已广泛应用于手机、智 能穿戴设备、笔电、平板等领域。相较于 CRT 和 LCD 显示技术, OLED 更适合柔性屏、全面屏、屏下指纹解锁、屏下摄像头等技术 的搭建,并且在厚度、能耗、温度、抗摔性和对比度等方面更具 优势。

刚性 OLED 已有广阔市场,柔性 OLED 占据柔性显示主流地 位。OLED 显示面板可分为刚性和柔性,两者在光学性能、电子性 能、可靠性等方面差异不大,但柔性 OLED更为轻薄、可弯曲折叠, 在产品形态上更具可塑性。现阶段,刚性 OLED显示屏幕凭借先发 的技术优势,产品成熟度相对较高,已拥有广阔的应用市场;柔 性屏幕凭借可塑性强、支持弯曲折叠、比刚性屏幕更加轻薄等优 质性能,已广泛用于智能手机领域。目前,柔性 OLED在柔性显示 技术领域占据主流地位。


AMOLED 为主流驱动方式。根据驱动方式的不同,OLED 分为主动矩阵式(AMOLED)和被动矩阵式(PMOLED)。 PMOLED 结构简单,制造难度小,成本较低,主要应用在车用显 示、游戏机等中小型显示器领域。AMOLED 在性能方面优势显著, 是当前主流的技术路线,但制造良率相对较低,技术壁垒高,主 要应用于数码相机、电视机等、智能手机等中领域中。

OLED 产业链中设备成本占比最高,国内厂商加大研发投入, 完成从 0 到 1 的突破。产业链上游包括设备制造、材料、组装零件, 其中设备和有机材料成本占比最高,分别达到 35%和 23%。由于 OLED 上游总体技术门槛较高,产业集中在具有先发优势的海外厂 商手中。近些年国内企业加大研发投入,在部分 OLED设备和材料 领域已经顺利完成从 0 到 1 的突破。中游企业负责组装,制成 OLED 显示面板。终端应用包括智能手机、智能穿戴设备和电视, 应用占比分别为 70%、10%和 6%。

未来 AMOLED 产业将呈现柔性高速成长,刚性小幅提升的发 展趋势。刚性 AMOLED 成熟度、良品率和产能利用率相对较高, 制造设备完善,生产成本较低。柔性 AMOLED 则拥有更多的应用 场景,但价格较高,生产良品率相对较低。2020 年全球刚性与柔 性 AMOLED 出货量分别为 3.07 亿片与 2.75 亿片,预计到 2025 年 刚性和柔性出货量将分别达到 4.40 和 6.01 亿片。

小尺寸 AMOLED 加速渗透,大尺寸 OLED 短期难以形成大 规模覆盖。在终端品牌厂商持续导入 AMOLED 以及面板制造厂商 产能逐步释放的加持下,预计短期内中小尺寸 OLED的渗透率将进 一步提升。大尺寸 AMOLED 受制于良品率低、制造成本高等因素, 短期内难以形成大规模渗透。2020 年全球 AMOLED 面板市场规模 为 343 亿美元,预计 2025 年将达到 547 亿美元。

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