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證券研究報(bào)告2022年1月電子行業(yè)2022年度策略報(bào)告:智能終端創(chuàng)新不止,汽車服務(wù)器引領(lǐng)升級(jí)分析師:胡楊 S0010521090001鄭超君S0010521120001聯(lián)系人:劉體勁S0010120070037趙恒禎S0010121080026PAGE2PAGE2目錄Part1 半導(dǎo)體:終端創(chuàng)新不止,芯片百花齊放Part2 智能汽車:電動(dòng)化智能化趨勢(shì)明確,零部件迎新機(jī)Part3 LED顯示:MiniLED風(fēng)起,終端多點(diǎn)開花Part4 PCB:材料價(jià)格望小幅回調(diào),汽車、服務(wù)器齊發(fā)力半導(dǎo)體:終端創(chuàng)新不止,芯片百花齊放Part1半導(dǎo)體:終端創(chuàng)新不止,芯片百花齊放PAGE4PAGE4目錄1 終端創(chuàng)新+國(guó)產(chǎn)替代,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體需求穩(wěn)健增長(zhǎng)2 功率半導(dǎo)體:助力碳中和的核心半導(dǎo)體部件3 模擬IC:穩(wěn)健增長(zhǎng),龍頭份額不斷提升4 FPGA:高景氣高壁壘,國(guó)產(chǎn)廠商多領(lǐng)域奮力追趕1.1終端創(chuàng)新不止:電動(dòng)車/光伏/5G/人工智能/VRAR等,驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體需求增長(zhǎng) 全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在持續(xù)成長(zhǎng),天花板不斷上移全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在持續(xù)成長(zhǎng),天花板不斷上移全球半導(dǎo)體銷售額:2002年1422億美元,2012年2916億美元,2020年4404億美金,預(yù)計(jì)2021年5530億美金;歷史上PC和智能手機(jī)是半導(dǎo)體增長(zhǎng)的兩大核心引擎;當(dāng)前終端創(chuàng)新不止:汽車智能化電動(dòng)化、光伏風(fēng)電儲(chǔ)能、5G和物聯(lián)網(wǎng)、AI/云計(jì)算、ARVR等,促進(jìn)半導(dǎo)體需求持續(xù)增長(zhǎng)。6000
全球半導(dǎo)體銷售額(億美元)
55304688412246884122412344043358 3352 33892983 29952916305624772556248621302275226314221664400030002000100002002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E資料來源:Wind,華安證券研究所敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明1.2產(chǎn)業(yè)往國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移趨勢(shì)顯著,但整體貿(mào)易逆差仍大 產(chǎn)業(yè)往國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移趨勢(shì)顯著,國(guó)內(nèi)增速高于全球,整體貿(mào)易逆差仍大:產(chǎn)業(yè)往國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移趨勢(shì)顯著,國(guó)內(nèi)增速高于全球,整體貿(mào)易逆差仍大:2012年國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體銷售收入2159億元,2019年國(guó)內(nèi)集成電路收入7562億元,CAGR77.22%;2020年銷售額8848億元,2021年在“缺芯”導(dǎo)致的各種半導(dǎo)體器件漲價(jià)的大背景下,預(yù)計(jì)半導(dǎo)體銷售額仍將保持兩位數(shù)增長(zhǎng);我國(guó)每年在集成電路產(chǎn)業(yè)的貿(mào)易逆差仍大:據(jù)中國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2019年中國(guó)集成電路進(jìn)口金額3040億美元,同比下降-2.2%。中國(guó)集成電路出口金額1015億美元,同比增長(zhǎng)20.1%。整體貿(mào)易逆差收窄到2025億美元,同比下降10.94%,但仍舊約是出口金額的2倍。近幾年雖然我國(guó)集成電路出口金額隨著進(jìn)口金額增長(zhǎng)而同步增加,但整體貿(mào)易逆差仍舊非常巨大。中國(guó)半導(dǎo)體進(jìn)出口額以及差額(億元)中國(guó)半導(dǎo)體銷售額(億元)10000中國(guó)半導(dǎo)體銷售額(億元)100009000800070006560005411500043363000200010000
8848
3500300025002000150010005000
3120.63120.63055.523072601.42270.7693.1613.8668.8846.41015.87562327562323610193421592509301526835154570210061251124711091440進(jìn)口額 出口額 差額敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明
資料來源:Wind,海關(guān)總署,華安證券研究所1.3國(guó)產(chǎn)化率低,核心領(lǐng)域仍受制于人 根據(jù)IC根據(jù)ICinsights的數(shù)據(jù),2012-2019年國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體的自給率一直在穩(wěn)步提升,2019年自給率約為17%。參照《中國(guó)制造2025》,2025年目標(biāo)國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到50%,這意味著中國(guó)需要資產(chǎn)至少需要自產(chǎn)接近1000億美元的產(chǎn)品,但如今中國(guó)只能提供約200億美元的產(chǎn)品,相比2019年替代空間超過5倍,同時(shí),中國(guó)距離“中國(guó)制造2025”的目標(biāo)還有很長(zhǎng)的路要走。國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)品經(jīng)過多年沉淀,品質(zhì)和性能都有較大的調(diào)高,產(chǎn)業(yè)規(guī)模高速增長(zhǎng)并接近9000億元,龍頭公司的重大項(xiàng)目先后落地:長(zhǎng)江存儲(chǔ),中芯國(guó)際,華虹等,并且技術(shù)水平在持續(xù)提升;但是國(guó)內(nèi)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)目前仍偏于中低端,核心技術(shù)受制于人的局面仍然在多領(lǐng)域存在,核心半導(dǎo)體芯片、以及配套的設(shè)備和材料仍然是未來重點(diǎn)發(fā)展和突破的方向。中國(guó)半導(dǎo)體需求量和自給率 中國(guó)部分領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)芯片占有率2500200015001000500
14.0% 14.9%
16.1%
13.8%
16.4%
15.6%
17.0%
25.0%產(chǎn)品芯片國(guó)產(chǎn)芯片占有率服務(wù)器、個(gè)人電腦CPU產(chǎn)品芯片國(guó)產(chǎn)芯片占有率服務(wù)器、個(gè)人電腦CPU0%-2%工業(yè)應(yīng)用MCU2%可編程邏輯設(shè)備FPGA/CPLD0%-2%數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備DSP0%-2%移動(dòng)終端AP通信處理器嵌入式DSP18%22%0%-2%0%-2%核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備NPU15%存儲(chǔ)DRAM/NAND/NOR0%-5%15.0%10.0%5.0%02012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020E
0.0%中國(guó)半導(dǎo)體需求量(ICinsights口徑):億美元 國(guó)內(nèi)自給率(%)敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明
資料來源:ICinsights,華安證券研究所
資料來源:中國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì),華安證券研究所目錄1 終端創(chuàng)新+國(guó)產(chǎn)替代,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體需求穩(wěn)健增長(zhǎng)2 功率半導(dǎo)體:助力碳中和的核心半導(dǎo)體部件3 模擬IC:穩(wěn)健增長(zhǎng),龍頭份額不斷提升4 FPGA:高景氣高壁壘,國(guó)產(chǎn)廠商多領(lǐng)域奮力追趕PAGE10PAGE10敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明 2.1功率半導(dǎo)體行業(yè)整體成長(zhǎng)穩(wěn)健,周期性相對(duì)小 功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心,主要用于改變電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉(zhuǎn)換等。功率半導(dǎo)體細(xì)分為功率器件(分立器件的一支)和功率功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心,主要用于改變電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉(zhuǎn)換等。功率半導(dǎo)體細(xì)分為功率器件(分立器件的一支)和功率IC(集成電路的一支)。理想情況下,完美的轉(zhuǎn)化器在打開的時(shí)候沒有任何電壓損失,在開閉轉(zhuǎn)換的時(shí)候沒有任何的功率損耗,因此功率半導(dǎo)體這個(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)品和技術(shù)創(chuàng)新,其目標(biāo)都是為了提高能量轉(zhuǎn)化效率。功率半導(dǎo)體產(chǎn)品范圍示意圖如圖:資料來源:華潤(rùn)微招股說明書,華安證券研究所 2.1功率半導(dǎo)體行業(yè)整體成長(zhǎng)穩(wěn)健,周期性相對(duì)小 根據(jù)根據(jù)IHS統(tǒng)計(jì),2019年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模約為400億美元,預(yù)計(jì)2019-2025年全球功率半導(dǎo)體CAGR4.5%;根據(jù)華潤(rùn)微招股說明書,中國(guó)是全球最大的功率半導(dǎo)體消費(fèi)國(guó),2018年市場(chǎng)需求規(guī)模達(dá)到138億美元,增速為9.5%,占全球需求比例達(dá)35.3%。全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模(億美元)500450400350300250200150100500
2014 2015 2016 2017 2018 2019E 2020E 全球功率半導(dǎo)體(億美元) 率(%)
12.0%10.5%36910.5%3694224413914043457.3%3283340%5%5%3%8%-4.9%1.6.3.4.4.8.0%6.0%4.0%2.0%0.0%-2.0%-4.0%-6.0%資料來源:IHS,華安證券研究所2.2功率半導(dǎo)體產(chǎn)品梯次多,IGBT是新一代中的典型產(chǎn)品 功率分立器件的演進(jìn)路徑基本為二極管功率分立器件的演進(jìn)路徑基本為二極管晶閘管MOSFETIGBT,其中,IGBT是功率半導(dǎo)體新一代中的典型產(chǎn)品。IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOSFET(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的全控-電壓驅(qū)動(dòng)的功率半導(dǎo)體,IGBT既有MOSFET的開關(guān)速度快、輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、開關(guān)損耗小的優(yōu)點(diǎn),又有BJT導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小的優(yōu)點(diǎn),在高壓、大電流、高速等方面是其他功率器件不能比擬的,因而是電力電子領(lǐng)域較為理想的開關(guān)器件,也被譽(yù)為“電力電子器件里的CPU”。不同功率產(chǎn)品的演進(jìn)和特點(diǎn)比較類型二極管—>晶閘管-->MOSFET-->IGBT發(fā)展時(shí)間20世紀(jì)50年代發(fā)明60-70年代快速發(fā)展80年代-90年代21世紀(jì)開始逐漸成熟電壓低于1V幾千伏10-1000V600V以上應(yīng)用領(lǐng)域電子設(shè)備、工業(yè)、汽車工業(yè)、UPS、變頻器電機(jī)、逆變器、汽車、工控電動(dòng)汽車、高鐵、光伏、風(fēng)電、家電工控市場(chǎng)現(xiàn)狀門檻相對(duì)較低,國(guó)內(nèi)廠商首先替代的領(lǐng)域中低壓市場(chǎng)可以替代,高端在追趕自給率低,國(guó)內(nèi)龍頭斯達(dá)半導(dǎo)2.2%市占率代表廠商英飛凌、意法半導(dǎo)體、東芝、安世半導(dǎo)體(聞泰)、捷捷微電、揚(yáng)杰科技、蘇州固锝、英飛凌、意法半導(dǎo)體、TI、NXP、安世半導(dǎo)體(聞泰)、士蘭微、比亞迪微電子、華潤(rùn)微等英飛凌、意法半導(dǎo)體、東芝、三菱電機(jī)、富士電機(jī)、斯達(dá)半導(dǎo)、華潤(rùn)微、比亞迪微電子、中車時(shí)代電氣資料來源:ITTbank,華安證券研究所2.2功率半導(dǎo)體產(chǎn)品梯次多,IGBT是新一代中的典型產(chǎn)品 根據(jù)根據(jù)Yole等相關(guān)統(tǒng)計(jì),目前全球功率半導(dǎo)體中約50%是功率IC,其余的一半是功率分立器件;在功率分立器件銷售2017年占比中,MOSFET占比最高,約占31%,其次是二極管/整流橋占比約29%,晶閘管和BJT等占分立器件約21%,IGBT占比19%,但是其復(fù)合增速是所有產(chǎn)品中最快的。全球功率分立器件細(xì)分產(chǎn)品銷售占比二極管/整流橋29%
IGBT19%管21%31%資料來源:WSTS,華安證券研究所2.3IGBT產(chǎn)品更新慢,價(jià)格穩(wěn)定 從從20世紀(jì)80年代至今,IGBT芯片經(jīng)歷了6代升級(jí),從平面穿通型(PT)到溝槽型電場(chǎng)—截止型(FS-Trench),芯片面積、600V提高到6500V以上。IGBT芯片歷史上的6代產(chǎn)品升級(jí)序號(hào)以技術(shù)特點(diǎn)命名芯片面積(相對(duì)值)工藝線寬(微米)通態(tài)飽和壓降(伏)關(guān)斷時(shí)間(微秒)功率損耗(相對(duì)值)斷態(tài)電壓(伏)??現(xiàn)時(shí)間1平面穿透型(PT)100530.5100600198825652.80.37460019903溝槽型(Trench)40320.2551120019924非穿通型(NPT)3111.50.2539330019975電場(chǎng)截止型(FS)270.51.30.1933450020016溝槽型電場(chǎng)-截止型(FS-Trench)240.510.152965002003資料來源:斯達(dá)半導(dǎo)招股說明書,ET創(chuàng)芯網(wǎng)論壇,華安證券研究所2.3IGBT產(chǎn)品更新慢,價(jià)格穩(wěn)定 IGBT產(chǎn)品更新?lián)Q代慢:目前英飛凌定義的IGBT4代是市場(chǎng)主流,已應(yīng)用了十年以上,英飛凌于18年?推出IGBT7,較4代面積減少25%,成本降低,功耗降低,預(yù)計(jì)大面積推廣仍需要2-3年。IGBT更新?lián)Q代相對(duì)比較慢,芯片對(duì)于產(chǎn)品性能起決定性作用,模塊只能保證芯片性能發(fā)揮;IGBT芯片新一代和老一代各有優(yōu)勢(shì):老一代損耗和面積等指標(biāo)不一定好,但是穩(wěn)定性是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間驗(yàn)證的,相當(dāng)一部分客戶在新一代出來時(shí)候還選擇使用老一代芯片。國(guó)內(nèi)和國(guó)際其他公司都有布局IGBT7代技術(shù),但是產(chǎn)品的驗(yàn)證周期較長(zhǎng),一般客戶需要5~10年驗(yàn)證可靠性和應(yīng)用端的問題,因此迭代速度較慢;IGBT的價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定:就算在行業(yè)下行的2019年大廠商的出廠價(jià)格都沒有下降,顯示出很健康的價(jià)格浮動(dòng)??偨Y(jié)來看,IGBT芯片的更新?lián)Q代相對(duì)比較慢,且是漸進(jìn)式的創(chuàng)新,不斷優(yōu)化升級(jí),具體到某款I(lǐng)GBT產(chǎn)品,可以用到10年之久;同時(shí)供給端來看,IGBT行業(yè)巨頭主要是德系和日系廠商,風(fēng)格相對(duì)比較保守,不會(huì)激進(jìn)擴(kuò)張產(chǎn)能和打價(jià)格戰(zhàn)。需求穩(wěn)定且價(jià)格波動(dòng)相對(duì)小,即使在半導(dǎo)體整體需求不好的2019年,英飛凌的收入仍創(chuàng)下新高達(dá)到80.3億歐元。2.4IGBT行業(yè)驅(qū)動(dòng)因素清晰,天花板上移驅(qū)動(dòng)力強(qiáng) IGBTIGBT在工業(yè)控制及自動(dòng)化、新能源汽車、電機(jī)節(jié)能、太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用;用于在各種電路中提高功率轉(zhuǎn)換、傳送和控制的效率,其中在新能源車中的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是最典型的應(yīng)用。IGBT和MOSFET主要的應(yīng)用領(lǐng)域 IGBT下游應(yīng)用領(lǐng)域布局新能源發(fā)電8%新能源汽車12%他18%
5%
工業(yè)控制29%軌道交通28%資料來源:華安證券研究所整理 資料來源:Yole,華安證券研究所2.4IGBT行業(yè)驅(qū)動(dòng)因素清晰,天花板上移驅(qū)動(dòng)力強(qiáng) 五軌交匯,行業(yè)成長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)因素強(qiáng):五軌交匯,行業(yè)成長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)因素強(qiáng):IGBT是新能源車、光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁等核心零部件,下游終端成長(zhǎng)速度快,且國(guó)內(nèi)在這些終端話語權(quán)較強(qiáng),因此國(guó)內(nèi)IGBT市場(chǎng)空間增速預(yù)計(jì)將顯著快于全球;根據(jù)智研咨詢,2018年國(guó)內(nèi)IGBT市場(chǎng)空間約160億元,2020年國(guó)內(nèi)IGBT市場(chǎng)空間220億元,預(yù)計(jì)2025年市場(chǎng)超500億元,復(fù)合增長(zhǎng)率超過15%。我國(guó)IGBT產(chǎn)銷量變化 我國(guó)IGBT市場(chǎng)規(guī)模和增速900080007000
7898
180668052356680523543274918309436462252 26491902242603183824985658201115140
161.925.7%132.5
30.0%25.0%60005000400030002000
1201008060
50.5
105.417194182%15580268.559.3 11.2%
22.2%20.0%15.0%10.0%10000
40202010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 0
7.9%
8.8%
5.0%0.0%國(guó)內(nèi)IGBT產(chǎn)量:萬只
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018我國(guó)IGBT市場(chǎng)規(guī)模(億元) (%)資料來源:智研咨詢,華安證券研究所PAGE17PAGE172.5國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊,功率龍頭公司成長(zhǎng)確定性強(qiáng) 國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。目前國(guó)內(nèi)IGBT國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。目前國(guó)內(nèi)IGBT模塊打入全球前10的只有斯達(dá)半導(dǎo),但也僅僅是占全球IGBT模塊市場(chǎng)份額不足5%,由于IGBT的下游應(yīng)用新能源車、光伏、風(fēng)電等這些新興領(lǐng)域,我國(guó)在世界上的話語權(quán)高于過去的傳統(tǒng)燃油車領(lǐng)域和工控領(lǐng)域,因此在IGBT的增量空間中有一半以上需求都在中國(guó),未來幾年我國(guó)的IGBT市場(chǎng)需求占比將從2019年不35%提升到2025年的50%或以上,為我國(guó)的IGBT廠商提升份額和競(jìng)爭(zhēng)力創(chuàng)造了良好的條件,國(guó)產(chǎn)IGBT廠商市場(chǎng)份額和業(yè)務(wù)量的提升潛力非常大。敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明
資料來源:IHSMarkit,英飛凌,華安證券研究所PAGE18PAGE182.6投資建議與相關(guān)標(biāo)的 1、五軌交匯核心器件,成長(zhǎng)性高:五大成長(zhǎng)性賽道的核心半導(dǎo)體部件:新能源車電驅(qū)動(dòng)的核心零部件(占IGBT市場(chǎng)20%,未來增速快),工控變頻器的核心零部件(占IGBT市場(chǎng)25%),光伏風(fēng)電的核心零部件(占IGBT市場(chǎng)15%),儲(chǔ)能逆變器的核心零部件(占比尚小,未來空間巨大),充電樁核心零部件(占比尚小,未來占比不斷提升);此外市場(chǎng)分布在家電高鐵地鐵等領(lǐng)域,2020年國(guó)內(nèi)200億RMB全球400億RMB市場(chǎng),預(yù)計(jì)未來5年行業(yè)復(fù)合增速10-15%;2、國(guó)內(nèi)IGBT廠商未來五年受益行業(yè)空間增長(zhǎng)(2倍量級(jí))*市占率增加(每家2-5倍量級(jí)不等)*芯片自制比例提升/規(guī)模效應(yīng)提升盈利能力,成長(zhǎng)空間廣闊且確定性高。建議重點(diǎn)關(guān)注:1)斯達(dá)半導(dǎo)(從工控拓展到汽車,下一站光伏和家電,未來5年行業(yè)200億->500億,國(guó)內(nèi)市占率從5%->20%);2)士蘭微(MOS、家電IPM、IGBT單管向工控IGBT、車載IGBT、光伏IGBT領(lǐng)域產(chǎn)品升級(jí),12寸功率IDM保證產(chǎn)能);3)時(shí)代電氣(地鐵IGBT未來拓展至高鐵,新產(chǎn)線爬坡,進(jìn)軍車載和光伏IGBT);4)宏微科技(工控為基,積極切入光伏逆變器);5)新潔能:(MOS國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍,拓展工控和光伏逆變器IGBT)。敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明PAGE19PAGE19目錄1 終端創(chuàng)新+國(guó)產(chǎn)替代,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體需求穩(wěn)健增長(zhǎng)2 功率半導(dǎo)體:助力碳中和的核心半導(dǎo)體部件3 模擬IC:穩(wěn)健增長(zhǎng),龍頭份額不斷提升4 FPGA:高景氣高壁壘,國(guó)產(chǎn)廠商多領(lǐng)域奮力追趕PAGE20PAGE20敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明 3.1模擬IC的功能-信號(hào)鏈 信號(hào)鏈類模擬IC的種類拆分類型細(xì)項(xiàng)種類應(yīng)用放大器功率放大器、真空觀放大器、電晶體放大器、運(yùn)算放大器、影像放大器、音頻放大器等增加信號(hào)輸出功率,調(diào)節(jié)的輸出電源,獲得比輸入信號(hào)更強(qiáng)的輸出信號(hào)與波形數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC數(shù)字量轉(zhuǎn)變成模擬的器件、ADC模擬的器件轉(zhuǎn)變成數(shù)字量連續(xù)的模擬信號(hào)與離散的數(shù)字信號(hào)的器件之間的轉(zhuǎn)換。時(shí)鐘/定時(shí)時(shí)鐘緩沖器、定時(shí)器時(shí)鐘器各節(jié)拍工作時(shí)序的驅(qū)動(dòng)源,定時(shí)器讓設(shè)備在數(shù)字達(dá)某一值時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)提醒功能。比較器模擬電壓比較器確定一個(gè)電壓是否高于或低于另一個(gè)電壓射頻/濾波模擬濾波器、數(shù)字濾波器讓所需頻率通過,同時(shí)抑制不需要的頻率傳感器結(jié)構(gòu)型傳感器、物性型傳感器將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)接口單端接口、差動(dòng)接口將ADC傳輸?shù)较到y(tǒng)控制器以及將任何數(shù)字配置數(shù)據(jù)從控制器傳輸DAC時(shí)所必需的數(shù)字接口開關(guān)CMOS模擬開關(guān)完成信號(hào)切換的功能資料來源:華安證券研究所整理 3.2模擬IC的功能-電源管理芯片 電源管理類模擬IC的種類拆分類型細(xì)項(xiàng)種類應(yīng)用概述AC/DCAC/DC轉(zhuǎn)換器交流電變?yōu)橹绷麟姷脑O(shè)備DC/DCDC/DC轉(zhuǎn)換器提高電壓轉(zhuǎn)換效率LDO分立式調(diào)整元件線性穩(wěn)壓器、負(fù)線性穩(wěn)壓器、正線性穩(wěn)壓器透過線性的方式控制被動(dòng)組件的導(dǎo)通來調(diào)節(jié)輸出電壓過壓保護(hù)過壓保護(hù)器當(dāng)電壓超過預(yù)定的最大值時(shí),能使電源斷開或使受控設(shè)備電壓降低的保護(hù)措施。過流保護(hù)短路保護(hù)器、過載保護(hù)器當(dāng)電流過超過預(yù)定值時(shí),啟動(dòng)斷路跳閘或給出報(bào)警信號(hào)驅(qū)動(dòng)ICLCD顯示驅(qū)動(dòng)、LED背光驅(qū)動(dòng)、OLED顯示驅(qū)動(dòng)提供安全的工作電壓,保證正常工作PMIC電源管理集成芯片對(duì)電能變換、分配、檢測(cè)及管理充電管理鋰電池充電管理芯片將電源有效分配給輸入設(shè)備、輸出設(shè)備及其他不同的組件資料來源:華安證券研究所整理 3.3模擬IC生意模式優(yōu)秀,行業(yè)壁壘高 集成電路按其功能通??煞譃槟M集成電路和數(shù)字集成電路兩大類。模擬集成電路主要是指用來產(chǎn)生、放大和處理連續(xù)集成電路按其功能通??煞譃槟M集成電路和數(shù)字集成電路兩大類。模擬集成電路主要是指用來產(chǎn)生、放大和處理連續(xù)函數(shù)形式模擬信號(hào)(如聲音、光線、溫度等)的集成電路;數(shù)字集成電路對(duì)離散的數(shù)字信號(hào)(如用0和1兩個(gè)邏輯電平來表示的二進(jìn)制碼)進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算的集成電路。模擬芯片和數(shù)字芯片對(duì)比項(xiàng)目模擬集成電路數(shù)字集成電路處理信號(hào)連續(xù)函數(shù)形式的模擬信號(hào)離散的數(shù)字信號(hào)技術(shù)難點(diǎn)設(shè)計(jì)門檻高,平均學(xué)習(xí)曲線10-15年電腦輔助設(shè)計(jì),平均學(xué)習(xí)曲線2-5年設(shè)計(jì)難點(diǎn)非理想的效應(yīng)多,需要扎實(shí)的多學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)和豐富的經(jīng)驗(yàn)芯片規(guī)模大,工具運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),工藝要求復(fù)雜,需要多團(tuán)隊(duì)共同協(xié)作工藝制程業(yè)界大量使用0.18um/0.13um,部分工藝使用28um按照摩爾定律的發(fā)展,使用最先進(jìn)的工藝,目前已達(dá)到5-7nm產(chǎn)品應(yīng)用放大器、信號(hào)接口、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、比較器、電源管理等CPU、微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理單元、儲(chǔ)存器等資料來源:思瑞浦招股說明書,華安證券研究所 3.3模擬IC生意模式優(yōu)秀,行業(yè)壁壘高 ? 模擬芯片相對(duì)于數(shù)字芯片有如下特點(diǎn):? 應(yīng)用領(lǐng)域繁雜:模擬集成電路按細(xì)分功能可進(jìn)一步分為線性器件(如放大器、模擬開關(guān)、比較器等)、信號(hào)接口、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、電源管理器件等諸多品類,每一品類根據(jù)終端產(chǎn)品性能需求的差異又有不同的系列;? 生命周期長(zhǎng):數(shù)字集成電路強(qiáng)調(diào)運(yùn)算速度與成本比,必須不斷采用新設(shè)計(jì)或新工藝,而模擬集成電路強(qiáng)調(diào)可靠性和穩(wěn)定性,一經(jīng)量產(chǎn)往往具備長(zhǎng)久生命力;?人才培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng):模擬集成電路的設(shè)計(jì),需要額外考慮噪聲、匹配、干擾等諸多因素,要求其設(shè)計(jì)者既要熟悉集成電路設(shè)計(jì)和晶圓制造的工藝流程,又需要熟悉大部分元器件的電特性和物理特性。加上模擬集成電路的輔助設(shè)計(jì)工具少、測(cè)試周10年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。?價(jià)低但穩(wěn)定:由于模擬集成電路的設(shè)計(jì)更依賴于設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn),與數(shù)字集成電路相比在新工藝的開發(fā)或新設(shè)備的購(gòu)置上資金投入更少,加之擁有更長(zhǎng)的生命周期,單款模擬集成電路的平均價(jià)格往往低于同世代的數(shù)字集成電路,但由于功能細(xì)分多,模擬集成電路市場(chǎng)不易受單一產(chǎn)業(yè)景氣變動(dòng)影響,因此價(jià)格波動(dòng)幅度相對(duì)較小。 3.4模擬IC生意模式優(yōu)秀,行業(yè)壁壘高 模擬芯片技術(shù)壁壘高,因此回報(bào)率高:模擬芯片行業(yè)毛利率在模擬芯片技術(shù)壁壘高,因此回報(bào)率高:模擬芯片行業(yè)毛利率在50%左右,大于大部分行業(yè)的毛利率。行業(yè)龍頭德州儀器15年來毛利率穩(wěn)定上升,平均在60%左右。與數(shù)字芯片相比,模擬芯片產(chǎn)品要求低失真、低功耗、高可靠性。模擬芯片設(shè)計(jì)相對(duì)于數(shù)字芯片輔助設(shè)計(jì)軟件較少,需要設(shè)計(jì)人員有豐富的經(jīng)驗(yàn)。因此,模擬芯片的壁壘較高,產(chǎn)品的附加值高,整體毛利率高。TI和ADI過去20年毛利率變化70%60%50%40%30%20%10%0%2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020TI ADI資料來源:Wind,華安證券研究所 3.5國(guó)產(chǎn)化率極低,國(guó)內(nèi)龍頭市占率有巨大提升空間 中國(guó)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局比較分散,前中國(guó)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局比較分散,前5大公司占比35%左右,其他的公司占比均在5%以下。全球市場(chǎng)中前5大公司占比達(dá)到了78%左右,市場(chǎng)集中。相比較下中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有65%的市場(chǎng)被大量的較小的公司占據(jù),不存在明顯的壟斷現(xiàn)象。思瑞浦市場(chǎng)占比不足1%,未來的發(fā)展空間廣闊。資料來源:ICinsights,華安證券研究所 3.5國(guó)產(chǎn)化率極低,國(guó)內(nèi)龍頭市占率有巨大提升空間 國(guó)內(nèi)的模擬芯片自給率很低,截止國(guó)內(nèi)的模擬芯片自給率很低,截止2018只有13%,國(guó)產(chǎn)替代空間大。中國(guó)的模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模巨大,大概占全球50%左右。同時(shí)增長(zhǎng)率也高于全球增長(zhǎng)率,是模擬芯片全球需求最大的單體市場(chǎng)。但是,由于我國(guó)模擬芯片行業(yè)起步較晚,芯片自給率低。這給我國(guó)企業(yè)留下了巨大的成長(zhǎng)空間,國(guó)產(chǎn)龍頭廠商未來一段時(shí)間仍然會(huì)有很大的國(guó)產(chǎn)替代空間。國(guó)內(nèi)模擬芯片銷售收入以及自給率25002000150010005000
2012 2013 2014 2015 2016 2017 銷售收入 自給率
14.00%1994.92140.051994.92140.052273.413%.20%1368.520%1466.620%1608.990%1756.960%.40%7.8.8.9.101110.00%8.00%6.00%4.00%2.00%0.00%資料來源:ICinsights,華安證券研究所3.6建議重點(diǎn)關(guān)注有核心競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)內(nèi)模擬IC公司 1、行業(yè):空間廣、壁壘高、國(guó)產(chǎn)化率極低:1)行業(yè)空間大:2019年模擬芯片行業(yè)規(guī)模550億美元,且一直保持穩(wěn)定增長(zhǎng);2)行業(yè)屬性好:產(chǎn)品周期長(zhǎng),行業(yè)格局穩(wěn)固,壁壘高注重工程師經(jīng)驗(yàn),誕生了TI、ADI等大公司;3)替代空間大:國(guó)內(nèi)模擬芯片需求占全球55%,而典型公司思瑞浦、圣邦股份的市占率不足2%。2、成長(zhǎng)路徑:內(nèi)在重研發(fā)和團(tuán)隊(duì),不斷在增加新的料號(hào)和新的應(yīng)用領(lǐng)域;外在并購(gòu)強(qiáng)化:模擬芯片下游分散,種類繁雜,并購(gòu)優(yōu)秀的公司,補(bǔ)齊自己的產(chǎn)品線和應(yīng)用領(lǐng)域,對(duì)模擬公司的長(zhǎng)期發(fā)展大有裨益,TI和ADI成為全球模擬巨頭,與其多次成功的并購(gòu)分不開;建議重點(diǎn)關(guān)注圣邦股份、思瑞浦、芯朋微、艾為電子、力芯微、晶豐明源、富滿電子等公司投資機(jī)會(huì)。PAGE28PAGE28目錄1 終端創(chuàng)新+國(guó)產(chǎn)替代,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體需求穩(wěn)健增長(zhǎng)2 功率半導(dǎo)體:助力碳中和的核心半導(dǎo)體部件3 模擬IC:穩(wěn)健增長(zhǎng),龍頭份額不斷提升4 FPGA:高景氣高壁壘,國(guó)產(chǎn)廠商多領(lǐng)域奮力追趕PAGE29PAGE29敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明 4.1FPGA:架構(gòu)靈活的可編程芯片,兼具并行性和低時(shí)延性FPGA芯片屬于邏輯芯片大類。邏輯芯片按功能可分為四大類芯片:通用處理器芯片(包含中央處理芯片CPU、圖形處理芯片GPU,數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP等)、存儲(chǔ)器芯片(Memory)、專用集成電路芯片(ASIC)和現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列芯片(FPGA)。與其他三類集成電路相比,F(xiàn)PGA芯片的最大特點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)可編程性。無論是CPU、GPU、DSP、Memory還是各類ASIC芯片,在芯片被制造完成之后,其芯片的功能就已被固定,用戶無法對(duì)其硬件功能進(jìn)行任何修改。而FPGA芯片在制造完成后,其功能并未固定,用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要,將自己設(shè)計(jì)的電路通過FPGA芯片公司提供的專用EDA軟件對(duì)FPGA芯片進(jìn)行功能配置,從而將空白的FPGA芯片轉(zhuǎn)化為具有特定功能的集成電路芯片。每顆FPGA芯片均可以進(jìn)行多次不同功能配置,從而實(shí)現(xiàn)不同的功能。因此,就FPGA芯片公司而言,不僅需要提供芯片,還需要提供FPGA專用EDA軟件來對(duì)芯片進(jìn)行配置。所以FPGA芯片公司不僅僅是集成電路設(shè)計(jì)企業(yè),還必須是集成電路EDA軟件企業(yè)。
FPGA芯片內(nèi)部架構(gòu)資料來源:安路科技招股說明書,華安證券研究所 4.1FPGA:架構(gòu)靈活的可編程芯片,兼具并行性和低時(shí)延性 ? 具體來看,F(xiàn)PGA的上述可編程性,使得其獨(dú)特的架構(gòu)擁有其他協(xié)處理器無法比擬的優(yōu)勢(shì):? ①靈活性:通過對(duì)FPGA編程,用戶可隨時(shí)改變芯片內(nèi)部的連接結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)任何邏輯功能。尤其是在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未成熟或發(fā)展更迭速度快的行業(yè)領(lǐng)域,F(xiàn)PGA能有效幫助企業(yè)降低投資風(fēng)險(xiǎn)及沉沒成本,是一種兼具功能性和經(jīng)濟(jì)效益的選擇。以數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用為例,由于計(jì)算任務(wù)多變、算法變化頻繁,各類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的更迭周期遠(yuǎn)短于ASIC芯片的研發(fā)周期,需求與研發(fā)的周期錯(cuò)配將導(dǎo)致大額的沉沒成本。而FPGA芯片只需要幾百毫秒即可更新芯片的邏輯功能,有力的節(jié)約了研發(fā)機(jī)構(gòu)、用戶的投資成本。此外,F(xiàn)PGA還可在不同的業(yè)務(wù)需求之間靈活調(diào)配,以放大經(jīng)濟(jì)效益,如白天用于搜索業(yè)務(wù)排序的處理器,晚上工作量較少的情況下,可將其中FPGA重新配置成離線數(shù)據(jù)分析的模塊,提供離線數(shù)據(jù)分析服務(wù),提升設(shè)備利用率。? ②并行性:CPU、GPU都屬于馮·諾依曼結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)具有軟件編程的順序特性。在執(zhí)行任務(wù)時(shí),執(zhí)行單元需按順序通過取指、譯碼、執(zhí)行、訪存以及寫回等一系列流程完成數(shù)據(jù)處理,且多方共享內(nèi)存導(dǎo)致部分任務(wù)需經(jīng)訪問仲裁,從而產(chǎn)生任務(wù)延時(shí)。而FPGA是典型的硬件邏輯,每個(gè)邏輯單元與周圍邏輯單元的連接構(gòu)造在重編程(燒寫)時(shí)就已經(jīng)確定,寄存器和片上內(nèi)存屬于各自的控制邏輯,無需通過指令譯碼、共享內(nèi)存來通信,各硬件邏輯可同時(shí)并行工作,大幅提升數(shù)據(jù)處理效率。尤其是在執(zhí)行重復(fù)率較高的大數(shù)據(jù)量處理任務(wù)時(shí),F(xiàn)PGA相比CPU等優(yōu)勢(shì)明顯。 4.1FPGA:架構(gòu)靈活的可編程芯片,兼具并行性和低時(shí)延性 FPGA芯片邏輯功能實(shí)現(xiàn)過程③產(chǎn)品上市周期短:由于FPGA③產(chǎn)品上市周期短:由于FPGA買來編程后即可直接使用,F(xiàn)PGA方案無需等待三個(gè)月至一年的芯片流片周期,為企業(yè)爭(zhēng)取了產(chǎn)品上市時(shí)間。④用量較小時(shí)的成本優(yōu)勢(shì):ASIC等方案有固定成本,而FPGA方案幾乎沒有。對(duì)客戶而言,由于FPGA方案無需支付高額的流片成本,也不用承擔(dān)流片失敗風(fēng)險(xiǎn),對(duì)于小批量多批次的專用控制設(shè)備,F(xiàn)PGA方案的成本低于ASIC等方案,具有成本優(yōu)勢(shì)。資料來源:安路科技招股說明書,華安證券研究所PAGE32PAGE32 4.2獨(dú)特優(yōu)勢(shì)拓展需求空間,國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)同步高增 ?FPGA市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,全球年均復(fù)合增長(zhǎng)率16.4%:根據(jù)Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),F(xiàn)PGA全球市場(chǎng)規(guī)模從2016年的約43.4億美元增長(zhǎng)至2020年約60.8億美元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為8.8%。隨著全球新一代通信設(shè)備以及人工智能與自動(dòng)駕駛技術(shù)等新興市場(chǎng)領(lǐng)域需求的不斷增長(zhǎng),預(yù)計(jì)全球FPGA市場(chǎng)規(guī)模將從2021年的68.6億美元增長(zhǎng)至2025年125.8億美元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為16.4%。? 中國(guó)市場(chǎng)增速快于全球,未來五年年均復(fù)合增長(zhǎng)率23.1%。中國(guó)FPGA市場(chǎng)從2016年的約65.5億元增長(zhǎng)至2020年的約150.3億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為23.1%。隨著國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程的進(jìn)一步加速,預(yù)計(jì)到2025FPGA市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到約332.2億元。20.0%18.0%16.0%14.0%12.0%10.0%8.0%6.0%4.0%2.0%0.0%
全球FPGA市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)全球FPFA市場(chǎng)規(guī)模(億美元) yoy
15.7%17.9%15.7%17.9%16.6%15.3%10.9%11.8%12.8%5.5%7.0%43.4 48.2 53.9 56.8 60.8 68.6 79.4 93.6109.1125.8806040200
35%30%25%20%15%10%5%0%
中國(guó)FPGA市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)中國(guó)FPGA市場(chǎng)規(guī)模(億元) yoy
33.1% 32.4%33.1% 32.4%12.1%17.6%18.1%16.0%19.7%16.1%14.5%65.6 87.3115.8129.6150.3176.8208.8249.9290.1332.2300250200150100500 敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明
資料來源:Frost&Sullivan,華安證券研究所PAGE33PAGE33敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明 4.2獨(dú)特優(yōu)勢(shì)拓展需求空間,國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)同步高增 需求結(jié)構(gòu)目前仍以100K以下以及28nm以上制程為主。? 1)按邏輯單元拆分,目前100K以下邏輯單元的FPGA芯片仍是市場(chǎng)需求量最大的部分,其次為100K-500K邏輯單元部分。Frost&Sullivan數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)市場(chǎng)2019年以銷售額計(jì),100K邏輯單元以下的FPGA芯片占據(jù)了38.2%的市場(chǎng)份額,100K-500K邏輯單元的FPGA芯片占據(jù)了31.7%的市場(chǎng)份額;? 2)按制程拆分,目前28nm-90nm制程區(qū)間內(nèi)的FPGA芯片由于其較高的性價(jià)比,與較高的良品率依然占據(jù)了市場(chǎng)的主要地位。此外,由于先進(jìn)制程產(chǎn)品具有更低功耗與面積和更高的性能,28nm以下制程的FPGA芯片預(yù)計(jì)將快速發(fā)展。Frost&Sullivan數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)市場(chǎng)2019年以銷售額計(jì),28nm-90nm制程的FPGA芯片占據(jù)了63.3%的市場(chǎng)份額,28nmFPGA20.9%的市場(chǎng)份額。展望未來,多種因素將進(jìn)一步刺激FPGA芯片的需求量:?首先,隨著新一代通信技術(shù)的商用化,通信基站、服務(wù)器、智能終端等產(chǎn)品的需求將進(jìn)一步擴(kuò)大,從而帶動(dòng)FPGA芯片市場(chǎng)需求的提升。同時(shí),智慧城市、智能工廠、消費(fèi)電子對(duì)各類智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等的功能性更加看重,這將驅(qū)使FPGA芯片在智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的廣泛應(yīng)用。最后,隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,汽車行業(yè)也將使用FPGA芯片,以構(gòu)建更完善的車聯(lián)網(wǎng)以及實(shí)現(xiàn)更智能的自動(dòng)駕駛功能。因此,新一代通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將大大提升市場(chǎng)對(duì)FPGA芯片F(xiàn)PGA產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。 4.3下游應(yīng)用多點(diǎn)開花:FPGA細(xì)分領(lǐng)域成長(zhǎng)性分析 FPGAFPGA下游應(yīng)用廣泛,5G+AI+汽車電子引領(lǐng)行業(yè)增長(zhǎng)。得益于FPGA高靈活性,可擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn),F(xiàn)PGA的下游應(yīng)用十分廣闊,包括網(wǎng)絡(luò)通信、消費(fèi)電子、數(shù)據(jù)中心、汽車電子、人工智能等領(lǐng)域。目前隨著5G通信的快速滲透,人工智能的蓬勃發(fā)展以及汽車智能化趨勢(shì)不斷加強(qiáng),預(yù)計(jì)未來通信、AI、汽車電子三項(xiàng)領(lǐng)域FPGA需求量將不斷提高,市場(chǎng)規(guī)模有望持續(xù)收益。2020年中國(guó)FPGA下游應(yīng)用分布通訊領(lǐng)域 工業(yè)領(lǐng)域 數(shù)據(jù)中心 汽車電子 消費(fèi)電子 人工智能6.3%3.9%6.3%10.7%
41.3%31.5%
資料來源:Frost&Sullivan,華安證券研究所 4.4網(wǎng)絡(luò)通信和5G中FPGA芯片的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域是FPGA芯片的主要應(yīng)用市場(chǎng)之一,F(xiàn)rost&Sullivan數(shù)據(jù)顯示2020年應(yīng)用于該領(lǐng)域的FPGA芯片中國(guó)銷售額將達(dá)到62.1億元,占中國(guó)FPGA芯片市場(chǎng)份額的41.3%,2021年至2025年年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到17.5%。FPGA芯片目前被大量應(yīng)用在無線通信和有線通信設(shè)備中,實(shí)現(xiàn)接口擴(kuò)展、邏輯控制、數(shù)據(jù)處理、單芯片系統(tǒng)等各種功能。在網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域,F(xiàn)PGA芯片得到大規(guī)模運(yùn)用主要是由于其具有高度的靈活性、極強(qiáng)的實(shí)時(shí)處理和并行處理能力,大大加強(qiáng)了通信設(shè)備的處理能力。相較于其他類型芯片,F(xiàn)PGA芯片一方面依靠其運(yùn)算速度可以有效滿足通信領(lǐng)域高速的通信協(xié)議處理需求,另一方面又可依靠其靈活性以適應(yīng)通信協(xié)議持續(xù)迭代的特點(diǎn)。2020-2021年國(guó)內(nèi)5G基站建設(shè)進(jìn)度 中國(guó)FPGA通訊領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)120100806040200
20Q1 20Q2 20Q3 20Q4 21Q1
40%累計(jì)5G累計(jì)5G基站(萬個(gè))新增5G基站(萬個(gè))96.181.96971.819.86.84121.22814.22.810.130%25%20%15%10%5%0%
20162017201820192020E2021E2022E2023E2024E2025E
16034.4%34.4%36.0%13.5%16.9%18.5%17.8%19.6%17.3%15.5%25.6 34.4 46.8 53.1 62.1 73.6 86.7103.7121.8140.4市場(chǎng)規(guī)模(億元)yoy120100806040200資料來源:Frost&Sullivan,華安證券研究所 4.5工業(yè)和數(shù)據(jù)中心FPGA芯片的應(yīng)用 2、工業(yè)2、工業(yè)FPGA芯片市場(chǎng)工業(yè)領(lǐng)域是FPGA芯片的主要應(yīng)用市場(chǎng)之一,F(xiàn)PGA芯片在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,大量應(yīng)用在視頻處理、圖像處理、數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)信號(hào)控制和運(yùn)算加速功能。隨著智能化與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)領(lǐng)域也正逐漸從以人力資源為核心要素轉(zhuǎn)向以自動(dòng)化為核心要素的智能化無人工廠。受益于工業(yè)智能化、無人化的發(fā)展趨勢(shì),F(xiàn)PGA芯片高效能、實(shí)時(shí)性、高靈活性的特點(diǎn)使其在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。3FPGA芯片市場(chǎng)FPGA芯片在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域主要用于硬件加速,數(shù)據(jù)中心使用FPGA芯片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的CPU方案后,處理其自定義算法時(shí)可實(shí)現(xiàn)顯著的加速效果。因此從2016年開始,微軟Azure、亞馬遜AWS、阿里云的服務(wù)器上都開始部署FPGA加速器用于運(yùn)算加速。在云計(jì)算大面積應(yīng)用的背景下,未來數(shù)據(jù)中心對(duì)芯片性能的要求將進(jìn)一步提高,更多數(shù)據(jù)中心將采納FPGA芯片方案,這將提高FPGA芯片在數(shù)據(jù)中心芯片中的價(jià)值占比。40.0%35.0%30.0%25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%0.0%
中國(guó)FPGA工業(yè)領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)市場(chǎng)規(guī)模(億元)yoy33.6%30.1%14.2%16.9%17.7%19.0%11.6%14.9%13.0%21.4 28.6 37.2 41.5 47.4 55.4 65.2 77.6 89.2 100.82016 2017 2018 2019市場(chǎng)規(guī)模(億元)yoy33.6%30.1%14.2%16.9%17.7%19.0%11.6%14.9%13.0%21.4 28.6 37.2 41.5 47.4 55.4 65.2 77.6 89.2 100.8
806040200
40.0%35.0%30.0%25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%0.0%
中國(guó)數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)市場(chǎng)規(guī)模(億元) yoy11.2%15.8%16.1%17.6%19.1%15.3%14.6%12.5 13.9 16.1 18.7 22.0 26.2 30.2 34.67.09.43530252015105020162017201820192020E2021E2022E2023E2024E2025E資料來源:Frost&Sullivan,華安證券研究所PAGE37PAGE374.6汽車智能化和人工智能中FPGA的應(yīng)用 4、強(qiáng)邏輯性4、強(qiáng)邏輯性+功耗低,汽車智能化打開FPGA增量空間。FPGA芯片可用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)圖像傳感器的信號(hào)橋接、3D環(huán)視視頻融合、倒車輔助視頻、輔助駕駛視頻等功能。在輔助駕駛和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,F(xiàn)PGA芯片可用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺與目標(biāo)檢測(cè)等各種功能。相較其他通用芯片方案,F(xiàn)PGA方案在輔助駕駛的視頻分析功能中可采用超低延時(shí)精確算法對(duì)來自車輛攝像機(jī)的實(shí)時(shí)視頻輸入信號(hào)進(jìn)行分析,及時(shí)做出判斷5、高靈活性+強(qiáng)算力,高度匹配人工智能領(lǐng)域需求。人工智能算法芯片實(shí)現(xiàn)分為云側(cè)處理和端側(cè)處理。在云側(cè)處理時(shí),和GPU及ASIC芯片相比,F(xiàn)PGA芯片內(nèi)在并行處理單元達(dá)到百萬級(jí),可以做到真正并行運(yùn)算,其可編程性又可實(shí)現(xiàn)靈活搭建數(shù)據(jù)處理流水線,因此運(yùn)算速度快,數(shù)據(jù)訪問延遲低,較為適合人工智能的實(shí)時(shí)決策需求。在端側(cè)處理領(lǐng)域,F(xiàn)PGA芯片可實(shí)現(xiàn)快速推斷決策,另外其具有的現(xiàn)場(chǎng)可編程、可實(shí)現(xiàn)定制功能。中國(guó)FPGA汽車電子領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)
中國(guó)人工智能領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)30%25%20%15%10%5%0%
市場(chǎng)規(guī)模(億元) yoy26.7%26.9%23.9%22.8%26.7%26.9%23.9%22.8%25.0%22.1%19.5%19.6%7.1%9.5 11.6 14.5 18.4 22 26.37.54.65.7725201510502016 2017 2018 20192020E2021E2022E2023E2024E2025E
40%35%30%25%20%15%10%5%0%
市場(chǎng)規(guī)模(億元) yoy36.0%29.4%20.9%15.5%36.0%29.4%20.9%15.5%15.9%13.7%18.5%15.6%12.6%5.1 5.8 6.7 8.1 9.6 11.1 12.53.42.54.41210864202016 2017 2018 20192020E2021E2022E2023E2024E2025E敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明
資料來源:Frost&Sullivan,華安證券研究所PAGE38PAGE38敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明4.7競(jìng)爭(zhēng)格局:國(guó)外絕對(duì)壟斷,國(guó)內(nèi)龍頭公司迎頭趕上 FPGAFPGA芯片國(guó)外起步較早,技術(shù)積累深厚,高度壟斷市場(chǎng)。根據(jù)Frost&Sullivan的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),以出貨量為口徑,2019年中國(guó)FPGA芯片市場(chǎng)有超80%的份額被外商占據(jù),前三名供應(yīng)商為賽靈思、英特爾和萊蒂斯,出貨量分別為5200萬顆,3600萬顆和3300萬顆,占比36.6%、25.3%和23.2%,國(guó)產(chǎn)廠商安路科技排在第四位,占比僅6%。若以銷售額口徑統(tǒng)計(jì),市場(chǎng)呈現(xiàn)雙寡頭形式,2019年賽靈思和英特爾兩家的合計(jì)占有率達(dá)91.1%,安路科技排名第四,占比0.9%,在國(guó)產(chǎn)廠商中排名第一。中國(guó)FPGA芯片市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局(顆數(shù)) 中國(guó)FPGA市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局(銷售額)賽靈思Xilinx Intel(Altera) 安路科技 其他
賽靈思Xilinx Intel(Altera) 安路科技 其他8.9%6.0%8.9%6.0%36.6%2% 25.3%
0.9%5.2%0.9%5.2%2.8%
55.1%資料來源:安路科技招股說明書,華安證券研究所 4.8競(jìng)爭(zhēng)格局:國(guó)外絕對(duì)壟斷,國(guó)內(nèi)龍頭公司迎頭趕上 國(guó)內(nèi)公司主要面向中低端市場(chǎng),技術(shù)水平仍存在差距。國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)公司主要面向中低端市場(chǎng),技術(shù)水平仍存在差距。國(guó)內(nèi)FPGA市場(chǎng)起步較晚,相關(guān)技術(shù)人員匱乏,主要面向低密度市場(chǎng)擴(kuò)展自身份額,逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。從技術(shù)水平上看,國(guó)內(nèi)廠商與國(guó)際龍頭仍存在較大差距。賽靈思擁有各項(xiàng)專利5300項(xiàng),相比之下紫光同創(chuàng)僅有300項(xiàng),在FPGA核心專利大部分被外商掌握的前提下,F(xiàn)PGA芯片的國(guó)產(chǎn)化需要更長(zhǎng)時(shí)期的技術(shù)積累和投入。而從工藝制成、門級(jí)規(guī)模及SerDes幾個(gè)FPGA關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)來看,賽靈思等外資廠商仍具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì),在28nm制程復(fù)旦微電等公司技術(shù)已經(jīng)區(qū)域成熟,但更先進(jìn)制程,如7nm等技術(shù)依然被外商壟斷,國(guó)產(chǎn)替代任重而道遠(yuǎn)。國(guó)內(nèi)外FPGA廠商技術(shù)對(duì)比賽靈思復(fù)旦微電紫光同創(chuàng)安路科技工藝制程28/20/16/765/28nm,開發(fā)14/16nm28nm55nm/28nm門級(jí)規(guī)模16nm十億門級(jí),28nm億門級(jí)65nm千萬門級(jí)、28nm億門級(jí)28nm千萬門級(jí)/SerDes16nm支持32.75GbpsX96或58GbpsX3228nm支持13.1GbpsX8028nm支持6.6Gbps28nm支持10.3Gbps資料來源:賽靈思年報(bào),復(fù)旦微電招股書,安路科技招股書,紫光同創(chuàng)官網(wǎng),華安證券研究所 4.9投資建議:關(guān)注國(guó)內(nèi)FPGA領(lǐng)軍公司未來發(fā)展 ? FPGA可編程性拓展應(yīng)用邊界,5G+AI+汽車電子引領(lǐng)行業(yè)增長(zhǎng)? FPGA芯片最大的特點(diǎn)是可編程性,可通過改變芯片內(nèi)部連接結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)任何邏輯功能;FPGA的靈活性使其廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通信(占比41.3%)、工業(yè)控制(占比31.5%)、數(shù)據(jù)中心(占比10.7%)、汽車電子(占比6.4%)、人工智能(占比3.8%)等領(lǐng)域。根據(jù)Frost&Sullivan,預(yù)計(jì)全球FPGA需求將從2021年68.6億美元增長(zhǎng)為2025年125.8億美元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為16.4%,中國(guó)FPGA市場(chǎng)從2020年150.3億元增長(zhǎng)至332.2億元,五年年均復(fù)合增長(zhǎng)率23.1%,未來5G+AI+汽車智能化共同驅(qū)動(dòng)FPGA行業(yè)高景氣。? FPGA高壁壘造就高集中度,外資廠商基本壟斷市場(chǎng)? 就FPGA芯片公司而言,不僅需要提供芯片,還需要提供FPGA專用EDA軟件來對(duì)芯片進(jìn)行配置。進(jìn)入壁壘較高。2019年中國(guó)FPGA芯片市場(chǎng)出貨量前三名供應(yīng)商為賽靈思、英特爾和萊蒂斯,出貨量分別為5200萬顆,3600萬顆和3300萬顆,占比36.6%、25.3%和23.2%,國(guó)產(chǎn)廠商安路科技出貨量排在第四位,占比僅6%;若以銷售額口徑統(tǒng)計(jì),2019年賽靈思和英特爾兩家的合計(jì)占有率達(dá)91.1%,安路科技排名第四,占比0.9%。高門檻造就了極高的集中度。? 投資建議:國(guó)內(nèi)龍頭廠商嶄露頭角,奮起直追? 2020年國(guó)內(nèi)150億FPGA市場(chǎng),國(guó)內(nèi)典型公司安路科技2.8億收入,復(fù)旦微1.53億收入,紫光同創(chuàng)3.2億收入;? 國(guó)內(nèi)龍頭公司安路科技、復(fù)旦微電和紫光國(guó)微,核心團(tuán)隊(duì)均具備多年FPGA從業(yè)和研發(fā)經(jīng)驗(yàn),核心技術(shù)過硬,且都在各個(gè)下游領(lǐng)域有一定的突破,收入規(guī)??焖僭鲩L(zhǎng)。預(yù)計(jì)未來上述國(guó)內(nèi)FPGA公司將充分享受行業(yè)高增長(zhǎng)高壁壘+國(guó)產(chǎn)替代提升市占率的雙重紅利,建議重點(diǎn)關(guān)注FPGA領(lǐng)域龍頭公司未來投資機(jī)會(huì)。PAGE41PAGE41智能汽車:電動(dòng)化智能化趨勢(shì)明確,零部件迎新機(jī)Part2智能汽車:電動(dòng)化智能化趨勢(shì)明確,零部件迎新機(jī)PAGE42PAGE42目錄5 電動(dòng)化、智能化催生增量需求6 傳感器:智能汽車之眼,感知層核心硬件7 連接器:小部件、大空間,國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商破局PAGE43PAGE43配電盒加熱器OBC300-400VDCDC充電系統(tǒng)配電盒加熱器OBC300-400VDCDC充電系統(tǒng)……300-400V300-400V汽車電動(dòng)化:即汽車以電能作為能源供給,電機(jī)作為動(dòng)力引擎,具有節(jié)能、零排放等特點(diǎn)。目前常見的有BEV(電池動(dòng)力),HEV(油電混動(dòng))、MHEV(輕混)、PHEV(插電混)和REEV(增程式)等。汽車智能化:2020年2月國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》,其對(duì)智能汽車的定義為“通過搭載先進(jìn)傳感器等裝置,運(yùn)用人工智能等新技術(shù),具有自動(dòng)駕駛功能,并逐步成為智能移動(dòng)空間和應(yīng)用終端的新一代汽車。智能汽車通常又稱為智能網(wǎng)聯(lián)汽車、自動(dòng)駕駛汽車等。”電動(dòng)化、智能化使得汽車對(duì)高壓連接、智能傳感、車身控制芯片、功率器件等都提出了增量需求。5汽車電動(dòng)化、智能化催生增量需求元電池車運(yùn)動(dòng)相關(guān)的功能三電系統(tǒng)電機(jī)車運(yùn)動(dòng)相關(guān)的功能三電系統(tǒng)電控
搭載多款傳感器電控系統(tǒng)的性能直接決定了電動(dòng)汽車的爬坡、加速等主要性能指標(biāo)電控系統(tǒng)的性能直接決定了電動(dòng)汽車的爬坡、加速等主要性能指標(biāo)敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明
ysplPAGE44PAGE44感知 決策 執(zhí)行感知決策執(zhí)行激光雷達(dá)(多線/激光雷達(dá)(多線/固態(tài))攝像頭(單目/雙目)毫米波雷達(dá)傳感器感知融合互聯(lián)數(shù)據(jù)整合+分析+研判實(shí)時(shí)反應(yīng)激光雷達(dá)傳感器感知融合互聯(lián)數(shù)據(jù)整合+分析+研判實(shí)時(shí)反應(yīng)激光雷達(dá)+攝像頭毫米波雷達(dá)+攝像頭激光雷達(dá)+毫米波雷達(dá)+攝像頭高精度地圖V2XMCU+CPU+GPU+存儲(chǔ)(SRAM、DRAM、NORFlash、NAND)IGBT、SiC功率器件感知層以視覺/毫米波雷達(dá)/激光雷達(dá)等傳感器為主;決策層的載體是MCU;而執(zhí)行層借助功率器件實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換與電路控制。感知層的作用為收集及預(yù)處理周圍環(huán)境的信息,決策層對(duì)收集的數(shù)據(jù)整合、分析與判斷,執(zhí)行層根據(jù)判斷結(jié)果做出實(shí)時(shí)反應(yīng)。三層技術(shù)架構(gòu)分別對(duì)應(yīng)(1感知層以視覺/毫米波雷達(dá)/激光雷達(dá)等傳感器為主;決策層的載體是MCU;而執(zhí)行層借助功率器件實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換與電路控制。感知層的作用為收集及預(yù)處理周圍環(huán)境的信息,決策層對(duì)收集的數(shù)據(jù)整合、分析與判斷,執(zhí)行層根據(jù)判斷結(jié)果做出實(shí)時(shí)反應(yīng)。三層技術(shù)架構(gòu)分別對(duì)應(yīng)(1)在哪里?即感知和定位;(2)去哪兒?即決策和規(guī)劃;(3)怎么去?即控制和執(zhí)行。自動(dòng)駕駛與ADAS分為感知層、決策層、執(zhí)行層三層技術(shù)架構(gòu)。5汽車電動(dòng)化、智能化催生增量需求計(jì)算+決策算法芯片 算法ISP 集成執(zhí)行系統(tǒng)深度學(xué)習(xí)視覺算法高清毫米波雷達(dá)深度學(xué)習(xí)點(diǎn)云算法傳統(tǒng)移動(dòng)物體算法傳統(tǒng)視覺算法傳統(tǒng)點(diǎn)云算法
PAGE45PAGE45目錄5 電動(dòng)化、智能化催生增量需求6 傳感器:智能汽車之眼,感知層核心硬件7 連接器:小部件、大空間,國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商破局PAGE46PAGE46敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明主攝像頭探測(cè)距離高達(dá)250米。自動(dòng)駕駛級(jí)別越高,所需傳感器數(shù)量越多。特斯拉主攝像頭探測(cè)距離高達(dá)250米。自動(dòng)駕駛級(jí)別越高,所需傳感器數(shù)量越多。特斯拉Model3傳感器陣列包含8顆攝像頭,12顆超聲波傳感器。3顆攝像頭負(fù)責(zé)前方視野,感知層包括視覺、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等多種傳感器遍布車身,以保證駕駛安全。??感知層是“智能駕駛之眼”。6.1傳感器是智能駕駛之眼資料來科究所 資料來yspl證根據(jù)Yole的預(yù)測(cè),單車的根據(jù)Yole的預(yù)測(cè),單車的L4級(jí)別的智能駕駛傳感器價(jià)值將較L2的405美元成長(zhǎng)8倍,至3,430美元。其中:1.車載攝像頭:?jiǎn)诬噧r(jià)值量從L2的200美元增加為L(zhǎng)4的580美元,個(gè)數(shù)將從L2的4顆成長(zhǎng)為L(zhǎng)4級(jí)別的14顆,包含前視、環(huán)視等功能;2.激光雷達(dá):?jiǎn)诬噧r(jià)值量從L2的0美元增加為L(zhǎng)4的1700美元。個(gè)數(shù)將從L2的0顆成長(zhǎng)為L(zhǎng)4級(jí)別的5顆。3.毫米波雷達(dá):?jiǎn)诬嚨膬r(jià)值量從L2的87美元增加為L(zhǎng)4的490美元,個(gè)數(shù)將從L2的1顆成長(zhǎng)為L(zhǎng)4級(jí)別的8顆。智能駕駛相關(guān)的環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器主要包括攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)。6.1傳感器是智能駕駛之眼6.2車載攝像頭市場(chǎng)空間廣闊隨著ADAS和自動(dòng)駕駛的逐步深入,預(yù)計(jì)未來車載攝像頭市場(chǎng)規(guī)模仍保持高速增長(zhǎng),根據(jù)ICVTank預(yù)測(cè),全球車載攝像頭市場(chǎng)規(guī)模將有望從2015年的62億美元增長(zhǎng)至2025年的至273億美元,10年CAGR達(dá)16.0%。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)預(yù)計(jì)在2022年突破百億元,2025年達(dá)到237億元,年復(fù)合增速32.7%,高于全球增速。特斯拉Model3有8個(gè)環(huán)繞車身并能夠覆蓋360°的攝像頭,包括3個(gè)前視攝像頭(1顆長(zhǎng)焦、1顆廣角、1顆中距)、2個(gè)側(cè)方前視攝像頭、2個(gè)側(cè)方后視攝像頭和1個(gè)后視攝像頭;Mobileye的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)MobileyeDrive則配置13個(gè)攝像頭,能夠提供完全端到端自動(dòng)駕駛功能。新勢(shì)力廠商在單車攝像頭數(shù)量上顯得更為激進(jìn),蔚來ET7共搭載11顆車載攝像頭,小鵬P7則搭載多達(dá)14顆車載攝像頭。300250200150100500
車身傳感器應(yīng)用布局全球車載攝像頭市場(chǎng)規(guī)模(億美元)27327323520317515113083971126272201520162017201820192020E2021E2022E2023E2024E2025E
MobileyeDrive的傳感器配置情況資料來Van,所 資料來Mile研6.3毫米波雷達(dá)需求迅速提升車載毫米波雷達(dá)中心頻率由24GHz提升到了77GHz。由于77GHz相比24GHz具有體積小、容易實(shí)現(xiàn)單芯片集成、性能好(更高速度分辨率、提高信噪比、更高輸出功率)以及更少研發(fā)成本和雷達(dá)系統(tǒng)物料成本的優(yōu)點(diǎn)。以ACC場(chǎng)景為例,77GHz毫米波雷達(dá)的體積為24GHz毫米波雷達(dá)的1/3,探測(cè)器精度為24GHz毫米波雷達(dá)的3~5倍。所以,77GHz毫米波雷達(dá)將成為行業(yè)未來發(fā)展重要方向。目前的主流自動(dòng)駕駛車型中,通常L2級(jí)別配備3個(gè)24GHz和1個(gè)77/79GHz毫米波雷達(dá),L3/L4級(jí)別車一般配備4-6個(gè)24GHz和2-4個(gè)77/79GHz毫米波雷達(dá)。完全實(shí)現(xiàn)ADAS各項(xiàng)功能一般需要“1長(zhǎng)+4中短”5個(gè)毫米波雷達(dá)。奧迪A8搭載5個(gè)毫米波雷達(dá)(1LRR+4MRR),奔馳S級(jí)搭載6個(gè)毫米波雷達(dá)(1LRR+6SRR)。毫米波雷達(dá)供應(yīng)鏈
毫米波雷達(dá)頻點(diǎn)和帶寬分類資料來源:NXP官網(wǎng),華安證券研究所PAGE50PAGE50市場(chǎng)格局:市場(chǎng)仍屬早期階段,乘自動(dòng)駕駛發(fā)展東風(fēng),未來前景廣闊Velodyne為激光雷達(dá)市場(chǎng)龍頭以及機(jī)械式激光雷達(dá)始祖,技術(shù)領(lǐng)先,具有專利壁壘,推出混合固態(tài)及純固態(tài)激光雷達(dá)通過現(xiàn)代摩比市場(chǎng)格局:市場(chǎng)仍屬早期階段,乘自動(dòng)駕駛發(fā)展東風(fēng),未來前景廣闊Velodyne為激光雷達(dá)市場(chǎng)龍頭以及機(jī)械式激光雷達(dá)始祖,技術(shù)領(lǐng)先,具有專利壁壘,推出混合固態(tài)及純固態(tài)激光雷達(dá)通過現(xiàn)代摩比斯等T1進(jìn)入汽車前裝市場(chǎng)。Luminar目前至少3款量產(chǎn)車型落地,包括沃爾沃、戴姆勒、豐田等客戶,并與Mobileye達(dá)成合作。國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)廠商有望實(shí)現(xiàn)彎道超車進(jìn)入主流市場(chǎng)。MEMS做到車規(guī)級(jí)的有鐳神智能和禾賽科技;OPA有鐳神智能和速騰聚創(chuàng)在開發(fā);鐳神還在研發(fā)Flash;小鵬汽車已使用國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)產(chǎn)品。6.4激光雷達(dá)前景廣闊,國(guó)產(chǎn)廠商有望進(jìn)入主流市場(chǎng)敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明
PAGE51PAGE516.5投資建議:深度受益智能化趨勢(shì) 投資建議:①汽車智能化離不開感知層的信息收集,傳感器是感知層核心硬件,在車身搭載數(shù)量大量增加。感知層部件包括攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)。②根據(jù)智能駕駛等級(jí)的提升,單車傳感器價(jià)值量提升空間較大,L4級(jí)別的智能駕駛傳感器單車價(jià)值3,430美元,較L2的405美元成長(zhǎng)8倍,搭載數(shù)量也成長(zhǎng)約5~6倍。其中:車載攝像頭單車價(jià)值量從L2的200美元增加為L(zhǎng)4的580美元;激光雷達(dá)單車價(jià)值量從L2的0美元增加為L(zhǎng)4的1700美元;毫米波雷達(dá)單車的價(jià)值量從L2的87美元增加為L(zhǎng)4的490美元。③從供應(yīng)鏈及行業(yè)成熟度來看,車載攝像頭在車身搭載數(shù)量最多,滲透率領(lǐng)先,行業(yè)成熟度最高,且國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈切入時(shí)間較早,從鏡片到鏡頭、模組均有廠商占據(jù)一定市場(chǎng)份額。全球車載攝像頭市場(chǎng)規(guī)模有望從2019年的112億美元增長(zhǎng)至2025年的至273億美元,年復(fù)合增速16%,而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)這一規(guī)模有望從2019年的47億元增長(zhǎng)至2025年237億元,復(fù)合增速31%,高于全球增速,主要是國(guó)內(nèi)新能源汽車的步伐走在全球前列。毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)廠商尚處于早期階段,但正以破竹之勢(shì)加入競(jìng)爭(zhēng)行列,發(fā)展勢(shì)頭良好,未來有望分得一杯羹。相關(guān)標(biāo)的:智能化趨勢(shì)下,供應(yīng)鏈廠商受益?zhèn)鞲衅鞔钶d數(shù)量增加,建議關(guān)注國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè),包括韋爾股份(車載CMOS國(guó)內(nèi)龍頭)、舜宇光學(xué)科技(車載鏡頭&模組全球龍頭)、聯(lián)創(chuàng)電子(車載鏡頭&模組)、永新光學(xué)(車載鏡片&激光雷達(dá)元件)、藍(lán)特光學(xué)(車載玻璃非球面透鏡)、宇瞳光學(xué)(車載鏡頭)等。敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明PAGE52PAGE52目錄5 電動(dòng)化、智能化催生增量需求6 傳感器:智能汽車之眼,感知層核心硬件7 連接器:小部件、大空間,國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商破局PAGE53PAGE53敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明根據(jù)Bshop根據(jù)Bshop&ssoats,年全球連接器市場(chǎng)銷售規(guī)模6.億美金,0~22年CAG為2%,預(yù)計(jì)03年將超過90億美元。2019年,汽車領(lǐng)域超越通信成為最大的細(xì)分市場(chǎng),占比23.7%。。根據(jù)Bshop&ssoats預(yù)測(cè),2025年全球汽車連接器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到194.5億美元(141.5億美元,2020年)。7.1汽車連接器是最大細(xì)分領(lǐng)域9008007006005004003002001000
全球連接器市場(chǎng)銷售額(億美元) YoY23.0%201020112012201320142015201620172018201920202021E23.0%
25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%-(5.0%)(10.0%)
軍用,5.9%運(yùn)輸設(shè)備,7.0%
其他,15.8%工業(yè),12.3%13.1%
汽車,23.7%通信,22.2%資料來源:Bshop&ssots,華安證券研究所 資料來源:Bshop&ssots,華安證券研究所7.2高壓連接器:應(yīng)運(yùn)而生的連接器解決方案新能源汽車使用大容量鋰電池,其工作電壓的范圍從傳統(tǒng)汽車的12V400~600V,且電驅(qū)單元、電氣設(shè)備數(shù)量大量增加,對(duì)連接器的可靠性、體積和電氣性能提出了更高要求。高壓連接器主要使用在新能源車整車高壓電流回路(包括充電系統(tǒng)和整車系統(tǒng)),同導(dǎo)電線纜同時(shí)作用,將能量通過不同的電氣回路,輸送到整車系統(tǒng)中各高壓部件,如電池包、電機(jī)/電機(jī)控制器、PDU、充電系統(tǒng)、DCDC轉(zhuǎn)換器、空調(diào)壓縮機(jī)、PTC加熱器等車身單元。新能源車高壓連接器單車價(jià)值量達(dá)1,000~3,000元。高壓連接器應(yīng)用布局
高壓連接器應(yīng)用的車身單元?jiǎng)恿﹄姵貏?dòng)力電池系統(tǒng)機(jī)交流充電系統(tǒng)系統(tǒng)機(jī)交流充電系統(tǒng)高壓系統(tǒng)電盒PDU壓縮機(jī)電器OBCPTC加熱器DCDC高壓連接器:換電模式催生的需求受制于當(dāng)前技術(shù)水平,純電動(dòng)汽車連續(xù)行駛里程有限,換電模式彌補(bǔ)了這一缺陷。當(dāng)前主流純電車型電池容量以70kWh居多,單次充電續(xù)航里程約500公里,但充電時(shí)間較長(zhǎng),直流快充也在30min以上(充至80%)。而蔚來?yè)Q電站更換電池僅需5分鐘。在新能源汽車換電模式的應(yīng)用上,換電連接器是電池包唯一的電接口,需要同時(shí)提供高壓、低壓、通信及接地的混裝連接;在快速換電過程中,電池與整車配合存在誤差,換電連接器需要具備浮動(dòng)補(bǔ)償能力;此外,因?yàn)楦鼡Q電池頻率較高,換電連接器還需要滿足高壽命、低維護(hù)成本的要求。換電連接器單套價(jià)值量較高,千元左右,以蔚來為例,需要汽車內(nèi)1套連接器,換電站10套+以實(shí)現(xiàn)功能。換電得到政策大力支持,車企和換電運(yùn)營(yíng)商推出換電站建設(shè)計(jì)劃,2025年預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)換電站規(guī)模超1.5萬座(截至2021年9月,全國(guó)890座)。部分新能源車的電池容量和續(xù)航里程
換電模式及相關(guān)部件
換電連接器主流純電車型NEDC續(xù)航里程(km)電池容量(kWh)充電時(shí)長(zhǎng)(直流快充)特斯拉model3675(CLTC標(biāo)準(zhǔn))76.8充滿1h左右小鵬P7552~70670.8~80.930%充至80%,25min+小鵬P5460/550/60055.9/66.2/71.430%充至80%,30min+蔚來ES8450/58075/10010%充至80%,36min~48min蔚來ES6455~61075/10010%充至80%,36min~48min蔚來ET7700/1000100/150-比亞迪漢506~60564.8/76.930%充至80%,25min405~51355.7~84.830%充至80%,30min資料來源:各品牌官網(wǎng),華安證券研究所整理 資料來源:工信部,華安證券研究所 資料來源:瑞可達(dá)招股書,華安證券研究所射頻&高速連接器:深度受益ADAS和汽車智能化汽車智能化趨勢(shì)下,ADAS(智能駕駛輔助系統(tǒng))的滲透率快速提升,車載傳感器用量增加,數(shù)據(jù)傳輸要求(高速高頻大數(shù)據(jù)量)相應(yīng)提高,車載射頻連接器使用量也隨之增長(zhǎng),并催生了高速高頻連接器需求。車載射頻連接器以FAKRA標(biāo)準(zhǔn)為主,源自羅森博格,經(jīng)過二十余年的發(fā)展,F(xiàn)AKRA已成為汽車行業(yè)通用的標(biāo)準(zhǔn)射頻連接器,被業(yè)界廣泛應(yīng)用。羅森博格作為領(lǐng)導(dǎo)者深度挖掘市場(chǎng)需求,對(duì)FAKRA連接器升級(jí)迭代,目前主流包括FAKRA、miniFAKRA組。而高清屏、激光雷達(dá)等需要高速連接器進(jìn)行信號(hào)傳輸,目前HSD主要應(yīng)用于高清屏顯,而激光雷達(dá)則需要以太網(wǎng)連接器。射頻&高速連接器單車價(jià)值量約1,000~2,000元。FAKRA==攝像頭/傳感器/GPS/無線電設(shè)備;miniFAKRA==800萬~1,000萬像素?cái)z像頭;HSD==高清屏800~800~1,000萬高清攝像頭攝像頭/傳感器/GPS/無線電設(shè)備高清屏 以太網(wǎng)范疇 資料來源:電連技術(shù)半年報(bào),華安證券研究所 資料來源:羅森博格官網(wǎng),華安證券研究所7.4國(guó)內(nèi)新能源汽車連接器賽道高成長(zhǎng)性 受新能源汽車高速發(fā)展紅利驅(qū)動(dòng),2021年國(guó)內(nèi)新能源汽車連接器新增市場(chǎng)約69億元,受新能源汽車高速發(fā)展紅利驅(qū)動(dòng),2021年國(guó)內(nèi)新能源汽車連接器新增市場(chǎng)約69億元,樂觀測(cè)算,2022年達(dá)到140億元,同比增長(zhǎng)102.9%,2025年達(dá)到350億元。加上傳統(tǒng)燃油車連接器需求,2022年合計(jì)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)340億元,2025年500億元。2~22年CAG為17。若保守測(cè)算,2022年/2025量市場(chǎng)112億元/210億元。樂觀測(cè)算2021E2022E2025E國(guó)內(nèi)新能源車銷量(萬輛)3005001,000(元)1,5001,8002,200增量規(guī)模(億元)4590220(元)8001,0001,300增量規(guī)模(億元)2450130合計(jì)連接器增量規(guī)模(億元)69140350CAGR-102.9%50.1%(億元)220200150合計(jì)市場(chǎng)規(guī)模(億元)289340500CAGR17.6%14.7%保守測(cè)算2021E2022E2025E國(guó)內(nèi)新能源車銷量(萬輛)300400600(元)1,5001,8002,200增量規(guī)模(億元)4572132(元)8001,0001,300增量規(guī)模(億元)244078合計(jì)連接器增量規(guī)模(億元)69112210CAGR-62.3%32.1%(億元)220210190合計(jì)市場(chǎng)規(guī)模(億元)289322400CAGR11.4%8.5%資料來源:華安證券研究所預(yù)測(cè)PAGE58PAGE58資料來源:資料來源:Bshop&ssots,華安證券研究所敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明行業(yè)集中度較高,前十大廠商市占率超過60%。過去40年,全球前十大連接器制造商的市占率從1980年38%提升至2020年的61%,2015年后長(zhǎng)期保持60%的占比,頭部集中格局穩(wěn)固。前三大巨頭泰科電子、安費(fèi)諾和莫仕市占率超過35%,形成了較為穩(wěn)定的全球龍頭地位,帶領(lǐng)著行業(yè)技術(shù)潮流,并在高端市場(chǎng)具有壟斷地位。汽車連接器門檻較高,海外企業(yè)頭部集中更明顯。行業(yè)集中度較高,前十大廠商市占率超過60%。過去40年,全球前十大連接器制造商的市占率從1980年38%提升至2020年的61%,2015年后長(zhǎng)期保持60%的占比,頭部集中格局穩(wěn)固。前三大巨頭泰科電子、安費(fèi)諾和莫仕市占率超過35%,形成了較為穩(wěn)定的全球龍頭地位,帶領(lǐng)著行業(yè)技術(shù)潮流,并在高端市場(chǎng)具有壟斷地位。汽車連接器門檻較高,海外企業(yè)頭部集中更明顯。年,全球汽車連接器前十大廠商占比85(s通信為4.),其中前三大廠商泰科、矢崎、安波福分別占比.、5%、14。汽車領(lǐng)域門檻較高,頭部廠商集中在歐美和日本,且海外巨頭的優(yōu)勢(shì)更為明顯,占據(jù)的市場(chǎng)份額高于全品類的市場(chǎng)份額。7.5競(jìng)爭(zhēng)格局:汽車連接器高門檻,海外巨頭占?jí)艛嗟匚?0.0%60.0%50.0%40.0%30.0%
前十大制造商市占率
Amphenol,1.9%Kyocera,2.0%IRISO,2.1%Sumitomo,2.5%JST,3.6%Rosenberger,3.6%JAE,4.0%
Others,13.5%
TE39.1%
其他,35.6%
安費(fèi)諾,24.9%莫仕,10.8%20.0%10.0%-
49%49%49%51%54%57%58%57%58%60%60%60%60%61%38%41%42%
Aptiv,12.4%
Yazaki,15.3%
1.9%康普,2.1%廣瀨,2.2%
,8.5%JAE,4.9%3.3%資料來源:Bshop&ssots,華安證券研究所
資料來源:Bshop&ssots,華安證券研究所
FIT,3.1%PAGE59PAGE59敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明資料來源:各公司公告及官網(wǎng),華安證券研究所敬請(qǐng)參閱末頁(yè)重要聲明及評(píng)級(jí)說明資料來源:各公司公告及官網(wǎng),華安證券研究所新能源汽車發(fā)展契機(jī)下,國(guó)內(nèi)汽車連接器廠商同海外差距大幅縮小,以國(guó)內(nèi)自主品牌車企和造車新勢(shì)力為目標(biāo)客戶,內(nèi)資供應(yīng)商發(fā)新能源汽車發(fā)展契機(jī)下,國(guó)內(nèi)汽車連接器廠商同海外差距大幅縮小,以國(guó)內(nèi)自主品牌車企和造車新勢(shì)力為目標(biāo)客戶,內(nèi)資供應(yīng)商發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。其中高壓連接器由于單車價(jià)值高、同傳統(tǒng)供應(yīng)商差距更小,成為較好的切入口,成為眾多廠商首發(fā)布局的產(chǎn)品。根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)供應(yīng)商的客戶導(dǎo)入進(jìn)展,未來國(guó)產(chǎn)化率將進(jìn)一步提升,傳統(tǒng)的海外壟斷格局有望被打破。7.5競(jìng)爭(zhēng)格局:內(nèi)資企業(yè)抓住機(jī)遇,有望“破局”制造商主要汽車電子產(chǎn)品產(chǎn)品系列2020年?duì)I收規(guī)模(億元)三年年均復(fù)合增長(zhǎng)率2020年汽車業(yè)務(wù)收入(億元)合作客戶及進(jìn)展立訊精密低壓整車線束、特種線束、新能源車高壓線束和連接器、高速連接器-925.0159.4%28.44/中航光電整車高壓線束、高壓連接器、高壓設(shè)備用連接器、傳導(dǎo)式充電連接器、充電線束、便攜式充電設(shè)備等EP1、JX56、EJ3、EJ5、CT63、C105等系列連接器103.0517.4%/江淮、比亞迪等長(zhǎng)盈精密新能源汽車連接器及模組-97.985.1%5.03T公司、寧德時(shí)代、寶馬、奔馳電連技術(shù)微型射頻連接器、線纜連接器組件、電磁兼容件和其他連接器產(chǎn)品Fakra、miniFakra、HSD系列25.9222.1%接近1Tier1:德賽西威;車企:長(zhǎng)城、吉利、比亞迪、長(zhǎng)安、H公司得潤(rùn)電子汽車連接器及線束、新能源汽車車載充電模塊(OBC)、車聯(lián)網(wǎng)、安全和告警傳感器-72.727.5%36.46寶馬、PSA、保時(shí)捷、大眾永貴電器高壓大電流連接器、高壓小電流連接器、信號(hào)連接器、動(dòng)力連接件等高壓大電流:YG552、YG547等系列汽車連接器:YG378、YG173等系列連接器10.52(6.0%)3.06吉利、長(zhǎng)城、比亞迪合興股份變速箱管理系統(tǒng)部件、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)部件、電源管理系統(tǒng)、汽車連接器、線束等-12.023.5%8.37格華納、德爾福瑞可達(dá)高壓連接器、高壓線束總成、PDU/BDU、MSD、充電接口/充電槍座等高壓大電流(塑膠):RED、REX、REMII系列等;高壓小電流(金屬):RQH、RQB等系列;信號(hào)傳輸連接器:8芯、12/18芯、32芯塑料信號(hào)連接器等6.113.2%2.98安、寧德時(shí)代鼎通科技汽車電子控制系統(tǒng)連接器-3.5837.7%0.45Tier1:安波福、哈爾巴克、泰科車企:導(dǎo)入比亞迪徠木股份汽車精密連接器及配件/組件、汽車精密屏蔽罩及結(jié)構(gòu)件-5.2912.3%2.95法雷奧、科世達(dá)、偉世通、比亞迪、寧德時(shí)代等意華股份射頻連接器、BMS系列、排針系列、整車線束等Fakra、HSD系列32.6839.1%1.03H公司、小鵬、比亞迪PAGE60PAGE607.6投資建議與相關(guān)標(biāo)的 投資建議:①相較于傳統(tǒng)燃油汽車單車價(jià)值量00元,新能源
溫馨提示
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