半导体行业2020年度策略报告（深度）：2020年、2021年投资展望从应用到行业的全面复苏-20191210-国金证券-43页.pdf

-1-敬请参阅最后一页特别声明 市场数据市场数据(人民币）人民币）市场优化平均市盈率 18.90 国金半导体指数 4340 沪深 300 指数 3900 上证指数 2917 深证成指 9916 中小板综指 9217 相关报告相关报告 1.科创板首单并购落地，华兴源创切入智能可穿戴设备新赛道-华兴源.，2019.12.9 2.（一）面板价格“跌跌不休”，行业拐点会来吗？-显示面板行业研.，2019.11.26 3.智能手机及芯片追踪报告(三)5G 首发-智能手机及芯片.，2019.10.11 4.5G 终端射频前端半导体行业：变化中的机会，结构性的增长-5G.，2019.8.5 5.科创板半导体研究：扼住半导体咽喉的抛光液材料龙头安集微电子-.，2019.7.10 张纯张纯 分析师分析师 SAC 执业编号：执业编号：S1130519100004 zhang_ 樊志远樊志远 分析师分析师 SAC 执业编号：执业编号：S1130518070003(8621)61038318 范彬泰范彬泰 郑弼禹郑弼禹 联系人联系人 联系人联系人 20202020/2/2021021 年年投资展望，投资展望，从从应用到行业的全面应用到行业的全面复苏复苏 投资建议投资建议 国金证券研究所估计全球半导体市场将在 2020/2021年同比增长 9%12%达到 4,471/5,008 亿美元，先进晶圆代工市场从过去 10 年的 5-10%营收同比增长转变到未来 10年的 10-15%同比增长。因为预期明年下半年现货价合约价格同步反弹，存储器行业复苏幅度(12%/26%y/y)应该会高于逻辑半导体市场同比增长幅度(7.9%/6.6%)。这两年的复苏应该会带动国际及国内半导体公司估值的提升，我们决定维持对国内半导体行业的“买入”评级。行业点评行业点评 两两个趋势个趋势：摩尔定律趋缓，先进制程成本大增，良率提升不易都造成先进制程晶圆代工及芯片单价提升及小芯片架构普及的二个趋势。未来 20 年我们将持续看到芯片涨价及从 SoC（System on Chip）到系统在大载板上的小芯片架构出现在服务器、人工智能芯片、FPGA及高速网络芯片。三个驱动力三个驱动力：2020-2021年服务器（10-20%y/y），手机（10-15%y/y），车用半导体（8-9%y/y）三个驱动力会带动逻辑半导体应用的全面复苏。四个次行业增四个次行业增长长：受惠于国产替代，自给率及全球份额偏低，2020-2021年国内半导体设计（30/26%），设备（45%/30%），存储器(91%/126%)，存储器封测(16%/60%)四个次行业的加速增长会优于国内晶圆代工及逻辑封测的 15-16%同比增长。五个重点关注五个重点关注：1.长电科技将受惠于经营团队从军阀割据转为中央集权整顿星科金朋，海思拉高长电订单占比，长期看好 5G Sub 6G 射频前端模组SiP 及毫米波天线模组 AIP;2.太极实业 2021年将受惠于国内存储器行业扩洁净室及封测需求；3.中微半导体受惠于国内存储芯片量产刻蚀设备占比提高，从非关键转为关键制程，从介质转硅金属刻蚀；4.澜起科技受惠于服务器复苏，内存通道增加 33%，DDR5 内存接口芯片平均单价提升；5.三安光电受惠于明年下半年 mini LED 量产及海思自行设计带动的 5G 手机及基地站（GaN on SiC）射频芯片代工制造需求。推荐组合：推荐组合：长电科技、太极实业、中微公司、澜起科技、三安光电 风险提示风险提示 中美关系恶化，美国禁售半导体设备，5G 需求不佳，存储器库存过多，晶圆代工及封测业竞争剧烈，良率不佳，半导体设计及设备估值偏高。2528280530823359363739144191181210190310190610190910191210国金行业 沪深300 2019 年年 12 月月 10 日日 创新技术与企业服务研究中心创新技术与企业服务研究中心 半导体行业研究 买入（维持评级）2020 年度策略报告年度策略报告(深度深度)证券研究报告 半导体行业年度策略报告-2-敬请参阅最后一页特别声明 内容目录内容目录 一、2020/2021年全球半导体市场投资展望.5 二、半导体设计应用篇上行周期的产品驱动力.6 1、计算机应用篇拐点已现.6 2、智能手机应用篇5G,TWS,屏下指纹.8 3、车用电子应用篇百花齐放.10 4、电力功率应用篇IGBT,SiC,GaN.12 三、半导体产业篇核心竞争力何在？.16 1、晶圆代工业5G、服务器、功率.16 2、逻辑封测业国产替代.17 3、存储封测业静待三大存储器大厂量产.21 4、存储器行业全球复苏，国内暴量静待2020 下半年.22 5、半导体设备行业重中之重.25 6、半导体材料领域遍地开花.27 7、显示面板行业供给大降，只待需求爆点.28 8、非美核芯设计替代的赢家.31 四、风险提示.41 图表目录图表目录 图表 1：5G 带动的半导体需求.5 图表 2：全球半导体市场预测.6 图表 3：中国大陆半导体生产销售额，自给率，全球份额预测.6 图表 4：计算机半导体 vs.全球逻辑半导体营收同比增长比较.7 图表 5：全球服务器市场增量预估.7 图表 6：四大服务器行业同比数据比较.7 图表 7：台积电的 Chiplets 小芯片策略.8 图表 8：智能手机半导体 vs.全球逻辑半导体营收同比增长比较.8 图表 9：4G vs.5G 手机及基地站半导体价值比较表.9 图表 10：国产芯片替代进行式.10 图表 11：车用工业用 vs.逻辑半导体同比增长比较.10 图表 12：全球车厂 vs.车用半导体营收同比.10 图表 13：人驾汽油车 vs.2025 L5 自动驾驶电动车半导体价值比较表.11 图表 14：MLCC 厂商营收同比增长比较.11 图表 15：电力功率 vs.逻辑半导体同比增长比较.12 图表 16：2017年功率器件各产品中国市场占比.13 图表 17：2018M5 不同电动化汽车车用半导体价值量.13 半导体行业年度策略报告-3-敬请参阅最后一页特别声明 图表 18：2020年全球各类轻型车销量预测.13 图表 19：2023年 MOSFET 市场规模预测.14 图表 20：2022年 MOSFETs各应用领域市场占比预测.14 图表 21：全球不同应用 IGBT 市场规模（含模组）.14 图表 22：2025年中国 IGBT 市场规模预测（亿元）.14 图表 23：2017年 MOSFET 全球各公司市场占比.15 图表 24：2017年分立 IGBT 全球市场竞争格局.15 图表 25：GaN vs.SiC MOSFET 应用场景.16 图表 26：电动车驱动 SiC/GaN 电力功率半导体.16 图表 27：全球 vs.中国大陆晶圆代工同比增长比较.16 图表 28：先进晶圆代工价格上涨可期.17 图表 29：ASM Pacific 集团新增订单与 BB值.18 图表 30：ASM Pacific 物料分部新增订单与环比.18 图表 31：全球 vs.中国大陆逻辑封测同比增长比较.19 图表 32：Intel Agilex FPGA.20 图表 33：Intel 7nm GPU.20 图表 34：SIP 射频前端市场结构预测.20 图表 35：5G sub 6Ghz 设计.21 图表 36：5G 毫米波 设计.21 图表 37：全球 vs.中国大陆存储器封测同比增长比较.22 图表 38：Intel Core i7 980X逻辑芯片设计.22 图表 39：DDR4 DRAM 内存设计.22 图表 40：全球存储器大厂季度财物数字变化.23 图表 41：DRAM/3D NAND 制造商及模组库存月数.23 图表 42：全球 vs.中国大陆存储器行业同比增长比较.23 图表 43：全球 DRAM 大厂资本开支(百万美元).24 图表 44：全球 NAND 大厂资本开支(百万美元).24 图表 45：中国大陆存储器行业扩产进度.24 图表 46：全球半导体设备营收同比(按行业别分类).25 图表 47：全球半导体营收及美国晶圆封测设备营收同比.25 图表 48：全球 vs.中国大陆半导体设备行业同比增长比较.26 图表 49：长江存储、合肥长鑫和紫光存储合计资本开支预测.26 图表 50：不同领域国内半导体设备厂商汇总.27 图表 51：全球半导体材料需求展望.28 图表 52：国际和国内半导体材料厂商汇总.28 图表 53：全球显示面板行业整体供需关系.29 图表 54：柔性 OLED 手机面板需求 v 供给.29 图表 55：折叠手机面板需求 v 供给.29 图表 56：2016-2025不同国家/地区显示面板产能占比.30 半导体行业年度策略报告-4-敬请参阅最后一页特别声明 图表 57：新型显示材料国内外主要供应商.31 图表 58：全球半导体产品设计份额.31 图表 59：全球 vs.中国大陆半导体设计行业同比增长比较.32 图表 60：全球模拟芯片市场.32 图表 61：中国模拟芯片市场.32 图表 62：2017-2022半导体市场增速预测.33 图表 63：模拟芯片厂商盈利较稳定.34 图表 64：模拟芯片下游应用占比变化.34 图表 65：后置摄像头多摄像头渗透情况（2019Q2）.35 图表 66：高端智能手机旗舰相机配置方案预测.35 图表 67：单个手机摄像头用量不断增加.35 图表 68：CIS 芯片在手机中的 ASP 变化.36 图表 69：2019年 10 月新增设备屏下指纹份额.36 图表 70：存量设备屏下指纹份额.36 图表 71：手机销量预测（百万）.37 图表 72：手机射频前端市场空间.37 图表 73：射频前端结构性增长.38 图表 74：不同手机射频前端价值量测算(3G/4G)，2018.38 图表 75：5G 射频前端价值量测算.39 图表 76：主要半导体材料的关键性能.39 图表 77：各材料体系的射频器件工作区间.40 图表 78：不同技术路线的基站 PA占比变化.40 图表 79：5G 基站 RF 半导体市场机会.40 图表 80：5G 宏基站射频原理图.41 图表 81：5G 小基站射频原理图.41 半导体行业年度策略报告-5-敬请参阅最后一页特别声明 一、一、2020/2021 年全球半导体市场投资展望年全球半导体市场投资展望 在经历持续一年多的中美关税战、贸易战及技术禁售战，造成中国及美国的消费者买方成本增加及企业资本投资转趋保守，而减少汽车、消费性电子、手机、电脑的消费，以及减少对工业用及数据中心服务器的投资，加上部分半导体产品像是内存 DRAM、闪存 3D NAND、挖矿机 GPU、12”8”大硅片、LCD 显示屏、各种电力功率、微控制单元(MCU)、电阻/电容（Chip Resistor,、MLCC）产品在制造商、客户，通路堆积了大量库存而造成的各产品价格下跌，需求锐减加上部分产品下跌造成全球半导体市场于 2019 年同比下跌近 13%到4,102 亿美元，而存储器行业同比下跌超过 30%，逻辑半导体同比下跌近 2%。存储器市场占全球半导体市场达到近三年低点的 27%。图表图表1：5G 带动的半导体需求带动的半导体需求 来源：Intel、国金证券研究所 但受惠于中美贸易战不再恶化、消费者信心改善、企业资本投资逐步增加、数据中心增加先进制程 10nm/7nm 服务器在云端及边缘运算端的投资、谷歌力推 Stadia 云端游戏平台、全球电动、半自驾自驾车出货比例的提升（目前占不到 2%）、5G 所带动的手机/边缘运算网络/基地站/核心网络数据中心的需求（650 亿美元增量 vs.2019年 4,100亿美元市场）、3-5 颗摄像头、真无线耳机 TWS、屏下指纹、射频前端及毫米波射频天线在手机的需求大增，配合内闪存存储器、7.5/8.5 代线 LCD、电阻/电容大厂持续砍资本开支，降价清库存，减产出产能，各产品价格逐步趋稳，有些产品甚至因为摩尔定律趋缓造成晶圆代工成本涨价而跟涨，我们国金证券研究所因此估计全球半导体市场将在 2020/2021年同比增长 9%12%达到 4,471/5,008亿美元，先进晶圆代工市场从过去 10 年的 5-10%营收同比增长转变到未来 10 年的 10-15%同比增长。因为预期明年下半 年现货价 合约价格 同步反弹，存储器行业 复苏幅度(12%/26%y/y)应该会高于逻辑半导体市场同比增长幅度(7.9%/6.6%)。这两年半导体行业的复苏应该会带动国际及国内半导体公司估值的提升，我们因此决定维持对国内半导体行业的“买入”评级。在这篇 2020 年国金半导体展望及投资策略报告中，我们上调一个半导体评级，看到摩尔定律趋缓造成的芯片单价提升及小芯片架构的二个趋势，评估服务器手机车用半导体的三个驱动力复苏，看好国内半导体设计，设备，存储器，存储器封测四个次行业的加速增长，还有五家重点关注公司长电科技、太极实业、中微公司、澜起科技和三安光电。半导体行业年度策略报告-6-敬请参阅最后一页特别声明 图表图表2：全球半导体市场预测全球半导体市场预测 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 CAGR 全球半导体市场(US$bn)410.2 447.1 500.8 525.8 567.9 624.7 637.2 8%同比(y/y)-12.5%9.0%12.0%5.0%8.0%10.0%2.0%全球存储器市场(US$bn)110.7 124.0 156.3 179.7 179.7 215.7 213.5 12%同比(y/y)-32.0%12.0%26.0%15.0%0.0%20.0%-1.0%存储器占全球半导体比 27%28%31%34%32%35%34%全球内存 DRAM 66 72 88 99 94 108 107 8%全球闪存 NAND 45 52 69 81 85 108 107 16%全球逻辑 IC(US$bn)299.5 323.1 344.5 346.1 388.1 409.0 423.6 6%同比(y/y)-2.1%7.9%6.6%0.5%12.2%5.4%3.6%来源：Statista、WSTS、DRAMeXchange、TrendForce、彭博、国金证券研究所,图表图表3：中国大陆半导体生产销售额，自给率，全球份额预测中国大陆半导体生产销售额，自给率，全球份额预测 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 中国大陆晶圆代工产业生产销售额 y/y-5%16%15%7%15%12%8%中国逻辑封测生产销售额 y/y 0%15%15%5%14%12%7%中国大陆存储芯片封测生产销售额 y/y 3%16%60%30%50%25%25%中国大陆无晶圆设计销售额 y/y 16%30%26%10%22%18%8%中国大陆存储芯片生产销售额 y/y 38%91%126%89%50%35%28%中国大陆半导体设备生产销售额 y/y 15%45%30%20%40%30%20%晶圆代工自给率(%)20%21%21%22%22%22%23%逻辑封测自给率(%)41%43%43%43%43%44%44%存储器封测自给率(%)9%10%14%16%23%25%31%无晶圆设计自给率(%)26%31%36%37%40%43%44%内闪存储器自给率(%)2%4%7%11%16%18%22%半导体设备自给率(%)13%16%17%17%20%22%22%晶圆代工占全球份额(%)10%11%11%11%12%12%12%逻辑封测占全球份额(%)22%22%23%24%24%25%26%存储器封测占全球份额(%)5%5%7%8%12%13%16%无晶圆设计占全球份额(%)14%17%20%21%23%26%27%内闪存储器占全球份额(%)1%2%4%6%9%10%13%半导体设备占全球份额(%)3%4%5%6%7%9%10%来源：WSTS、国金证券研究所 二、半导体设计应用篇上行周期的产品驱动力二、半导体设计应用篇上行周期的产品驱动力 1、计算机应用篇拐点已现计算机应用篇拐点已现 我们国金证券研究所估计全球计算机半导体（服务器，桌上型计算机，笔电 x86 CPU,GPU,AI）市场将在 2020/2021年同比增长 6%6%,但预期整个市场应该是由 AMD 的 7 纳米 ROME,华为 7nm 鲲鹏服务器 ARM CPU,中国长城 16nm 的 四核飞腾 FT-2000/4,信骅及新唐的服务器远端控制芯片 BMC(Baseboard Management Controller)，AI ASIC/GPU,澜起的内存接口芯片所带动超过 10%同比营收的增长。半导体行业年度策略报告-7-敬请参阅最后一页特别声明 图表图表4：计算机半导体计算机半导体 vs.全球逻辑半导体营收同比增长比较全球逻辑半导体营收同比增长比较 来源：各公司财报、国金证券研究所 2020 年年服务器服务器半导体半导体市场增长市场增长 10%：我们的假设基础是服务器市场于 2019 年衰退近 8%，（英特尔之前公布其今年服务器 x86 CPU 出货量在 1Q/2Q/3Q19 同比衰退了 8%/12%/6%）。但在三季度同比需求拐点出现后，我们估计全球服务器市场出货量在 2020/2021 年有 8%24%的同比增长机会，而统计彭博分析师对全球服务器制造商及半导体相关公司营收的预期，全球服务器制造商（浪潮，中科曙光，纬颖，广达）于 2020 年应该可以同比增长 15%，全球服务器半导体市场可以同比增长 7%，但我们认为，服务器朝向更先进制程（Intel 10nm,10nm+,AMD 7nm,7nm+,5nm）,更多核芯运算，更多 PCI Express 接口,及更多内存通道方向迈进，加上良率不佳，产能短缺，所以我们不排除单价的提升会让 2020 年全球服务器半导体市场同比增长轻易地超过 10%。图表图表5：全球服务器市场增量预估全球服务器市场增量预估 图表图表6：四大服务器行业同比数据比较四大服务器行业同比数据比较 来源：IDC,国金证券研究所 来源：各公司财报，国金证券研究所 服务器服务器产业链受惠可期产业链受惠可期：当然服务器及服务器半导体市场的复苏，也会带动内存 DRAM，闪存 3D NAND 市场，以及 x86 CPU 大载板，服务器CPU 插槽（嘉泽），服务器 x86 CPU 晶圆代工（台积电 7nm,7nm+,5nm），封测（通富微-AMD,日月光长电-海思鲲鹏）市场的复苏。Chiplets 小芯片架构利好封测及小芯片架构利好封测及 ABF 大载板行业：大载板行业：尤其当英特尔未来也要跟随 AMD 在 2021 年推出小芯片(chiplets)大载板架构 10nm+的服务器 x86 Eagle Stream CPU 及 FPGA来改善良率及成本,我们期待这趋势利-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%电脑,服务器,图形,AI芯片 营业利润率(%)电脑,服务器,图形,AI芯片 营收y/y(%)全球逻辑半导体营收 y/y 16%-8%8%24%14%10%8%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%-5.0 10.0 15.0 20.0 25.0全球服务器市场(mn)同比增长(y/y)-0.500.511.5全球服务器制造商 y/y 全球数据中心资本开支 y/y 全球服务器半导体 y/y 英特尔服务器CPU出货量 y/y 半导体行业年度策略报告-8-敬请参阅最后一页特别声明 好于封测及 ABF（Ajinomoto Build-up Film）大载板行业及其龙头厂商Ebiden,Shinko,欣兴 Unimicron,南亚电路板 Nanya PCB。ABF 树酯载板是由英特儿所主导的材料，适合高脚数，细线路，高传输，耐高温 x86 CPU 封装。图表图表7：台积电的台积电的 Chiplets 小芯片策略小芯片策略 来源：TSMC，国金证券研究所 2、智能手机应用篇智能手机应用篇5G,TWS,屏下指纹屏下指纹 因为 5G（AP,基频，射频前端，基地站，天线射频），真无线耳机(True Wireless Stereo),屏下指纹的需求带动下，国金证券研究所估计全球智能手机半导体（AP，基频，射频前端，天线模组，基地站，内存，闪存，TWS MCU,NOR,光学屏下指纹,AR/ToF VCSEL）市场将在 2020 年同比大幅增长 15%，远优于智能手机出货量同比增长的 0-5%。图表图表8：智能手机半导体智能手机半导体 vs.全球逻辑半导体营收同比增长比较全球逻辑半导体营收同比增长比较 来源：各公司财报，国金证券研究所 5G 提高手机半导体价值提高手机半导体价值：手机半导体市场 2020/2021 年同比增长将大幅超过手机出货同比增量，主要是因为每支 5G 手机所用到的半导体价值是4G 手机半导体价值的 2 倍以上。根据我们及高通的预期，5G 手机会从今年的 500-1,000 万支，成长到 2020 年的 1.8-2.2 亿台，及 2021 年的 4 亿台，而每支 4G 智能手机的半导体价值（AP+基频）将从 20-40 美元，提升到 5G 手机的 50-80 美元，这将是带动全球智能手机半导体市场同比大幅增长的主因。-10%0%10%20%30%40%50%60%智能手机芯片 营业利润率(%)智能手机芯片 营收y/y(%)全球逻辑半导体营收 y/y 半导体行业年度策略报告-9-敬请参阅最后一页特别声明 图表图表9：4G vs.5G 手机手机及基地站及基地站半导体价值比较表半导体价值比较表 4G 5G+4G/3G 开始年份 2010 2020 传输速度 Cat 4:50Mbps 上传,150Mbps 下传 vs.Cat 16:150Mbps 上传,1Gbps 下传 10Gbps 上传,20Gpbs 下传 通讯频谱 700-3500 Mhz(1G-4G)28-300 Ghz 基带芯片和应用处理器 10-50 美元 50-75 美元 射频功率放大器 IC 5-7 砷化镓 GaAs(异质结型晶体管 HBT技术制造),硅(Silicon CMOS)16 氮化镓 GaN,砷化镓 GaAs,硅(Silicon CMOS),硅锗(SiGe)相控阵天线(Phased-array antenna 硅(Silicon CMOS),硅锗(SiGe)4 硅(Silicon CMOS),硅锗(SiGe)6-10 封裝 OSAT 方形扁平无引脚封装 QFN,多芯片模组 Multi chips module 扇出 Fan out,嵌入式 Embedded 基地站集成电路 6mn 基站,橫向扩散金属氧化物半导体 LDMOS 射频功率管,砷化镓 GaAs 18mn 基站,微蜂窝基站(Microcell),氮化镓(GaN)基地站云端服务器 x86 中央处理器,现场可编程门阵列加速器,图形处理器,伺服器远端管理晶片 正交振幅调变(QAM Quadrature Amplitude Modulation)64/256-QAM 512/1,024-QAM 滤波器 SAW/BAW 12xBAW/45x total/US$7-8 25-30 x BAW/67x total/US$10 前端体声波滤波器(RF front-end BAW(Bulk acoustic wave)filter)氮化铝(Aluminum Nitride(AlN)薄膜 铌酸锂(Lithium Niobate)薄膜 中继器(repeater)较少 因为 5G 是 150-200 公尺短距传输,需要更多中继器 端到端延迟 十几毫秒 几毫秒 来源：各公司财报、国金证券研究所 非美国产替代非美国产替代是是进行式进行式：除了 5G 所带动的半导体增值成长外，我们还看到了国产手机芯片替代进行式，尤其是美国 Trump 政府自从技术封锁中兴通讯，华为，中科曙光，海光，海康，大华，科大讯飞，旷视，商汤，美亚柏科，依图，颐信科技以来，国内系统厂商，尤其是手机制造商，从此立志采取非美替代策略，其顺位以中国大陆半导体设计为优先，然后是中国台湾，韩国，日本，最后是欧洲。这也将造成高通,Skyworks,Qorvo,Broadcom，镁光在中国大陆市场的份额逐季减少，海思，联发科，瑞昱,稳懋，三安，卓胜微，三星，海力士的份额增加,虽然这对整体市场同比增长不会有影响，但对国内及非美手机半导体增长有正面的帮助。半导体行业年度策略报告-10-敬请参阅最后一页特别声明 图表图表10：国产芯片替代进行式国产芯片替代进行式 来源：国金证券研究创新数据中心、powered by 亚智、国金证券研究所 3、车用电子应用篇百花齐放车用电子应用篇百花齐放 因为中美关税战趋缓，全球汽油及电动车需求触底缓步回升，全球电动车持续增加份额对 Power MOSFET,IGBT,SiC,GaN 半导体电力功率分立器件的需求，还有辅助驾驶进化到 SAE 3,4,5 自动驾驶对各种 AI，MCU，CPU，GPU，FPGA，感测器，毫米波雷达，光达，摄像头 CIS,WiFi,蓝牙,有线网络，电源管理 PMIC,存储器半导体的需求带动下，国金证券研究所估计全球车用半导体市场将从 2019 年的同比衰退 2%，到 2020 年的同比增长 8%，远优于全球汽油车/电动车出货量同比增长的 0-5%。图表图表11：车用工业：车用工业用用 vs.逻辑半导体同比增长比较逻辑半导体同比增长比较 图表图表12：全球车厂全球车厂 vs.车用半导体车用半导体营收同比营收同比 来源：各公司财报、国金证券研究所 来源：各公司财报、国金证券研究所 车用半导体增值篇车用半导体增值篇：不同于手机半导体市场 2020/2021 年同比增长将大幅超过手机出货同比增量，主要是因为每只 5G 手机所用到的半导体价值是4G 手机半导体价值的 2 倍以上，每部 SAE Level 5 自动驾驶电动车所用到的半导体价值可能是 2019 年人驾汽油车半导体价值的 10 倍以上，我们初估最基本的 Power MOSFET 就需要 10 倍以上增量，摄像头，CIS，雷达传感器，MLCC，电源管理芯片要五倍增量，2 倍的传感器 Sensor，更不用说大量的射频功率放大器，有线通讯，人工智能，及多种电力功率芯片，这将是带动未来 20 年全球车用半导体市场 5-10%复合增长率，每车半导体价值从 2019 年不到 3%的比重，逐年拉高的主因，即使未来 20 年全球汽油车/电动车出货量同比增长 50 以太网端口 人工智能芯片 NXP/Mobileye Tesla ASIC,Google TPU,Nvidia Xavier/Pegasus 320,EyeQ4/5 Intel 人工智能系統 高级驾驶辅助系统 Waymo,Uber,Baidu Apollo,地平线 Matrix 1.0,Toyotas e-Palette,Honda Xcelerator 电力功率器件(Power)二极管,低压 MOS 器件,18x Power MOSFET(US$71)250 x MOSFET(US$455),IGBT 绝缘栅双极型晶体管,碳化硅 SiC,氮化镓 GaN 多层陶瓷电容器 MLCC 2.5k 13k 电源管理(PMIC)20-30 单位 100-150 单位 每单位半导体价值 US$300-500 CNY$35,000 或 US$5,000 来源：各公司财报，国金证券研究所 电动车可能将再次拉动高阶电动车可能将再次拉动高阶 MLCC 需求需求：刚才提到电动车需要 5 倍MLCC 的增量，2020/2021 年电动车重启增长应该会大幅改善 MLCC 的供给过剩，减少市场库存，稳定价格崩跌，让 MLCC 行业逐步复苏，我们建议重点关注中国大陆的风华高科，中国台湾的国巨，华新科，美国的Vishay,还有日本的 Murata 等 MLCC 龙头大厂。图表图表14：MLCC厂商厂商营收同比增长比较营收同比增长比较 来源：各公司财报，国金证券研究所-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%MLCC 资本开支 y/y MLCC 营收同比 y/y MLCC 营业利润 半导体行业年度策略报告-12-敬请参阅最后一页特别声明 4、电力功率应用篇电力功率应用篇IGBT,SiC,GaN 2017 年全球功率分立器件市场规模约 154 亿美元，同比增长 12.2%，主要是电动汽车及 IOT 等新兴市场需求，预计 2023年将达到 188 亿美元，2016-2023 年均复合增速 4.4%。除了电动车外，电力功率半导体的应用场景还包括电力传送，高铁，充电站，冷气，微波炉，照明系统，光伏，风电，工业用等等。功率半导体器件按照下游应用领域，主要可以分为五大类，包括工业控制（市场占比约为 23%），消费电子（20%），计算机（20%），汽车电子（18%），网络通信（15%）。MOSFET、IGBT、整流桥是功率半导体中最为重要的三个细分产品，2017 年 MOSFET 在功率器件中的占比达到 41%，整流桥 21%，功率模块占比 23%，IGBT 则为 7%。而根据 Yole Developpement 统计和预测，17-21 年功率器件市场规模 CAGR 为 5.39%，其中 MOSFETs（5.23%），IGBT（9.02%），功率模块（6.20%），二极管（2.8%），晶闸管（2.71%），整流桥（4.72%）。目前的电力功率半导体还是以低功率的硅 MOSFET 还有高功率的 IGBT 为主，但当消费者为了 600V 以下低电力功率应用，需求更轻薄短小的电源供应器（Power Supply）及 笔电用电源适配器（AC adapter），预计将转用 GaN HEMT；而 600V 以上的中，高电力功率光伏变频器，马达控制，服务器不断电系统电源供应器，智慧电网充电站，车载充电器，降压转换器，电动车传动系统的主驱直流交流逆变器（DCAC Inverter）应用，预计将以高压，高频，高效率的 SiC MOSFET 来逐步取代现在主流的 IGBT。国金证券研究所估计全球电力功率半导体市场将从 2019 年的同比衰退 3%，到 2020 年的同比增长 9%,但根据 Yole Developpement 之前的预测，2018-2024 SiC 半导体市场复合增长率有 29%，而 2017-2023 GaN半导体市场复合增长率有 24%。图表图表15：电力功率电力功率 vs.逻辑半导体同比增长比较逻辑半导体同比增长比较 来源：各公司财报，国金证券研究所 市场大，但国产份额低市场大，但国产份额低：中国大陆电力功率市场占比全球达 40%，电力功率器件细分的主要几大产品在中国的市场份额均处于第一位。其中，Power MOSFET 中国市场规模占比全球为 39%，IGBT 为 43%，BJT 为49%，电源管理 IC 为 47%，其他如晶闸管，整流器，IGBT 模组等等产品中国市场占比均在 40%左右。国内龙头全球市占率依旧很低，与国际大厂差距明显：与整个半导体产业类似，对比海外的功率器件 IDM 大厂，国内的功率器件龙头企业（扬杰科技、华微电子、士兰微、斯达半导体等）的年销售额仍是巨头们的几十分之一且产品结构偏低端，表示中国大陆电力功率器件的市场规模与自主化率严重不相匹配，国产替代的空间巨大，目前，中国大陆电力功率半导体产业正在快速发展，闻泰科技收购了安世半导体后，后期有望积极扩产，有望充分受益国产化替代。-10%-5%0%5%10%15%20%25%电力功率芯片 营业利润率(%)电力功率芯片 营收y/y(%)全球逻辑半导体营收 y/y 半导体行业年度策略报告-13-敬请参阅最后一页特别声明 图表图表16：2017年功率器件各产品中国市场占比年功率器件各产品中国市场占比 来源：Yole、国金证券研究所 汽车电动化和智能化为功率器件行业的核心驱动力汽车电动化和智能化为功率器件行业的核心驱动力：根据 2019 年 IHS 报告，汽车电子增长最快的细分市场将由高级驾驶辅助系统（ADAS）和混合动力/电动汽车电子产品所带领，年复合增长率有望分别达到 13%和29%。汽车电动化是大势所趋，世界各国都在大力发展新能源汽车，出台了燃油车禁售时间表。预计到 2025 年，新能源汽车将占据新车销量的半壁江山，其中纯电动将占全球汽车销量的 10%，混动将占据全球新车销量的 40%。新能源车行业有望继续保持快速增长：2018 年全球新能源车销量 201.8 万辆，预测 2022 年将达到 600 万辆，18-22 年销量 CAGR 达到25.86%。根据中汽协发布的产销数据，2018 年，新能源汽车产量及销量分别为 127 万辆和 125.6 万辆，同比分别增长 59.9%和 61.7%，产量及销量连续三年位居全 球第一。预测到 2020 年，中国新能源汽车实现当年产销 230 万辆，新能源车将在全球范围内（尤其是中国）加速渗透。轻型车功率器件 2020 年市场超百亿美元。汽车中采用大量的半导体器件，根据Strategy Analytics 和 Infineon 数据，燃油车单车半导体价值量约 375 美元，纯电动增加一倍，约 750 美元。其中，传统燃油车中功率器件单车价值量71 美元，48V 轻度混动车中功率器件单车价值量 146 美元，重度混动车和插电混动车中功率器件单车价值量 371 美元，而纯电动车中功率器件成本为 455 美元，占比车用半导体 61%，相较于燃油车增长 541%。我们认为混动和纯电动汽车的加速渗透将成为功率器件行业最强劲的驱动力。图表图表17：2018M5不同不同电动化汽车车用半导体价值量电动化汽车车用半导体价值量 图表图表18：2020年全球各类轻型车销量预测年全球各类轻型车销量预测 来源：Strategy Analytics、Infineon、国金证券研究所 来源：Infineon、国金证券研究所 汽车和工控领域，汽车和工控领域，2017-2021 年年 MOSFETs 复合增速复合增速 5.23%：2016 年，全球 MOSFETs 市场规模接近 62亿美元，受益于汽车和工控领域的稳定增长，功率 MOSFETs 在汽车应用市场的市场占到整体的 20%，超过了在计算机和数据存储应用中的表现。预计到 2022 年，随着新能源汽车销量的快速放量，功率 MOSFETs 在汽车应用市场占比将提升至 22%，而计算存半导体行业年度策略报告-14-敬请参阅最后一页特别声明 储和工控领域的市场占比则分别达到 19%和 14%，三者合计占到 55%。MOSFETs 被用于汽车的刹车系统，引擎管理，动力转向系统和其他小型电机控制电路：随着汽车电动化提升，MOSFETs 在纯电动汽车和混动汽车中的转换器（Converter），小型插电式混动汽车和纯电动汽车的充电器（3-6 kW），48V的 DC-DC 转换器，以及其他启动/停止功能模块的微型逆变器等等汽车零部件中的应用将会更加广泛。未来 5-10 年，电动车用MOSFETs 在整个 MOSFETs 市场中会变得越来越重要。图表图表19：2023年年MOSFET市场规模市场规模预测预测 图表图表20：2022年年MOSFETs各应用领域市场占比各应用领域市场占比预测预测 来源：Yole、国金证券研究所 来源：Yole、国金证券研究所 预测预测 IGBT 16-22 年复合增速年复合增速 15.7%：2017 年，全球 IGBT 芯片和模组的市场规模约为 37.3 亿美元，Yole 预测，2022 年 IGBT（含 IGBT 模组）市场空间将达到 55 亿美金，年均复合增长 8.1%，主要的增长即来自于IGBT 模组。下游应用领域的主要驱动力主要来自于汽车电动化带来的需求，2016年汽车 IGBT 市场为 8.64 亿美元，2022年将增长至约 20.7 亿美