1. 2022 年歷經(jīng)坎坷,2023 年有望企穩(wěn)復(fù)蘇
2022 年,上證綜指、深證成指、中 小板 指、創(chuàng) 業(yè)板 指、 滬深 300 指數(shù) 分 別 下 跌 15.13%/25.85%/26.49%/29.37%/21.63%,電子行業(yè)年初至今下跌 36.54%,表現(xiàn)低于上證綜 指、深證成指、中小板指、創(chuàng)業(yè)板指和滬深 300 指數(shù)。2022 年除煤炭、綜合行業(yè)較年初上漲, 其他 A 股申萬(wàn)一級(jí)行業(yè)均有所下跌,電子行業(yè)跌幅最大。回顧過去 10 年電子行業(yè)發(fā)展,我們認(rèn)為電子行業(yè)漲跌幅主要受宏觀經(jīng)濟(jì)與政策、行業(yè)供需關(guān) 系、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品迭代的影響。2012/2016/2018/2022 年電子行業(yè)處于下跌態(tài)勢(shì):2012 年 電子行業(yè)在穩(wěn)增長(zhǎng)政策影響下,跌幅收窄至-0.74%(2011 年下跌 41.38%);2016 年全球智 能手機(jī)市場(chǎng)增長(zhǎng)乏力,電子行業(yè)下跌 12.70%;2018 年,在全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)、中美貿(mào)易戰(zhàn)加劇 等影響下,電子行業(yè)大幅下跌 42.37%;2022 年,由于疫情反復(fù)、美國(guó)對(duì)中國(guó)在先進(jìn)制程等 方面的半導(dǎo)體封鎖加劇、俄烏危機(jī)等地緣政治沖突、產(chǎn)能供需周期性錯(cuò)配等多重因素, 電子 行業(yè)年初至今下跌 36.54%。在近十年上漲的年份中,2013-2015 年主要受到“互聯(lián)網(wǎng)+”浪 潮的推動(dòng);2017 年蘋果新產(chǎn)品的推出引領(lǐng)智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈二次變革;2019 年初至今,“國(guó)產(chǎn) 替代+5G 技術(shù)”是重要主題。
從估值角度來(lái)看,2020 年 7 月以來(lái)電子行業(yè)估值總體呈下行趨勢(shì),2022 年 10 月至今略有回 升。行業(yè)整體估值處于近兩年底部位置,由于國(guó)內(nèi)疫情反復(fù),2022 年 4 月下旬達(dá)到近兩年 PE (TTM)最低值。當(dāng)前,電子行業(yè)市盈率(TTM)為 28.66 倍,低于過去十年平均值(47.55 倍),低于過去五年平均值(37.21 倍),也低于過去兩年平均值(34.52 倍)。對(duì)比滬深 300、上證綜指與電子行業(yè)近十年數(shù)據(jù),滬深 300 指數(shù)總體高于電子行業(yè),但近年 來(lái)差距逐漸縮?。簧献C綜指在 2012 至 2016 年總體高于電子行業(yè),但 2019 年三季度以來(lái)被 電子行業(yè)反超,且在 2019 年末至 2021 年末差距逐漸拉大。2022 年,電子行業(yè)各板塊跌幅較大,回調(diào)較深。分業(yè)務(wù)板塊來(lái)看,申萬(wàn)二級(jí)電子行業(yè)指標(biāo)中, 消費(fèi)電子 / 光學(xué)光電子 / 半導(dǎo)體 / 元 件 / 電子化學(xué)品 / 其 他 電 子 板 塊 分 別 下 跌 40.44%/37.04%/37.11%/33.10%/24.17%/20.92%。光學(xué)光電子方面,面板下跌 33.50%,LED 下跌 42.04%,光學(xué)元件下跌 39.20%。半導(dǎo)體方面,分立器件/半導(dǎo)體材料/數(shù)字芯片設(shè)計(jì)/模 擬芯片設(shè)計(jì) / 集 成 電 路 封 測(cè) / 半 導(dǎo) 體 設(shè) 備 跌 幅 分 別 為 29.77%/32.55%/42.75%/37.94%/25.82%/31.84%。元件方面,印刷電路板下跌 31.80% ,被 動(dòng)元件下跌 34.83%。我們認(rèn)為行業(yè)下跌主要在于美聯(lián)儲(chǔ)加息、俄烏沖突、疫情反復(fù)等多因素影響下,消費(fèi)電子等下游需求疲軟,庫(kù)存水位較高,行業(yè)景氣度下行,制約了元器件、半導(dǎo) 體、PCB 等上游產(chǎn)品需求。展望 2023 年,我們認(rèn)為隨著美聯(lián)儲(chǔ)加息節(jié)奏放緩,中國(guó)疫情政 策優(yōu)化,行業(yè)有望于 2023Q2 開始企穩(wěn)回暖,上游行業(yè)有望復(fù)蘇。
2. 半導(dǎo)體:產(chǎn)業(yè)鏈上游價(jià)值突出,未來(lái)有望迎來(lái)高成長(zhǎng)
半導(dǎo)體作為科技強(qiáng)國(guó)的重要支柱,重要性不言而喻。回顧過去幾年美國(guó)對(duì)中國(guó)科技領(lǐng)域的制 裁和封鎖,不難看出,不論是封鎖的廣度和深度都在不斷加強(qiáng),未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)是科技的競(jìng)爭(zhēng),面 對(duì)封鎖,唯有依靠自主研發(fā)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的自主可控。 復(fù)盤 2017 年至今,美國(guó)對(duì)中國(guó)科技制裁封鎖重大事件,具體涉及行業(yè)領(lǐng)域包括通信、消費(fèi)電 子、3D 打印、機(jī)器人、腦機(jī)接口、新材料、超算芯片、半導(dǎo)體制造、EDA、半導(dǎo)體設(shè)備、光 學(xué)、IDM、NAND 芯片、DRAM 芯片、邏輯芯片、GPU 高端芯片等,其中半導(dǎo)體領(lǐng)域最多。 作為國(guó)家安全的重要組成部分,半導(dǎo)體供應(yīng)鏈安全已經(jīng)成為亟待解決的關(guān)鍵問題。目前半導(dǎo) 體供應(yīng)鏈中,設(shè)計(jì)端國(guó)產(chǎn)集成電路設(shè)計(jì)廠商已經(jīng)能夠設(shè)計(jì)出 5nm 芯片,但制造端上游,如 EDA、設(shè)備零部件、設(shè)備、材料等,相關(guān)產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化率普遍不高,在個(gè)別產(chǎn)品上甚至完全依賴 進(jìn)口,因此,上游的 EDA、設(shè)備零部件、設(shè)備、材料國(guó)產(chǎn)替代就成為了關(guān)鍵,是影響半導(dǎo)體 供應(yīng)鏈安全問題的主要瓶頸。近年來(lái)中國(guó)已經(jīng)加快了上游 EDA、設(shè)備零部件、設(shè)備、材料等賽道的研發(fā)進(jìn)度,國(guó)產(chǎn)化導(dǎo)入 也在加速進(jìn)行,通過對(duì)比 2020 至 2022Q1-Q3 相關(guān)重點(diǎn)上市公司財(cái)報(bào),不難發(fā)現(xiàn)大部分公司 的營(yíng)業(yè)收入與凈利潤(rùn)在不斷強(qiáng)化,毛利率基本維持穩(wěn)定。為了進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能,擴(kuò)充市場(chǎng)份額,滿足未來(lái) 5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)電子、新能源車、數(shù) 據(jù)中心等下游增長(zhǎng)需求,國(guó)產(chǎn)重點(diǎn)半導(dǎo)體晶圓廠/IDM 廠普遍公布了擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,根據(jù)我們統(tǒng)計(jì), 未來(lái) 1-3 年內(nèi),大部分國(guó)產(chǎn)新建產(chǎn)線將陸續(xù)投產(chǎn),有望加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體晶圓廠/IDM 廠的全球 競(jìng)爭(zhēng)力。在美國(guó)的科技制裁和封鎖下,中國(guó)半導(dǎo)體的韌性越來(lái)越強(qiáng),自主可控、國(guó)產(chǎn)替代已經(jīng) 成為全產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的共識(shí),唯有依靠自主研發(fā),才能擺脫受制于人的局面,才能真正 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展。伴隨著國(guó)產(chǎn)新建產(chǎn)線陸續(xù)投產(chǎn),我們認(rèn)為上游產(chǎn)業(yè)鏈將有望充分受益 于國(guó)產(chǎn)化率提升,看好 EDA、設(shè)備零部件、設(shè)備、材料等細(xì)分賽道未來(lái)的高成長(zhǎng)性。2.1 EDA 軟件:國(guó)產(chǎn)替代+下游需求雙驅(qū)動(dòng)2.1.1 EDA 軟件:集成電路設(shè)計(jì)、制造的必備工具EDA(Electronic Design Automation,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)位于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游,是指利用 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,以硬件描述的方式來(lái)完成 VLSI(Very Large Scale Integration Circuit, 超大規(guī)模集成電路)芯片的功能設(shè)計(jì)、綜合、驗(yàn)證、仿真測(cè)試等流程的設(shè)計(jì)方式。芯片生產(chǎn)需 經(jīng)歷芯片設(shè)計(jì)和芯片制造兩大環(huán)節(jié),其中芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)包括完善規(guī)格定義、系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)、電 路圖設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì)等;芯片制造環(huán)節(jié)則需要經(jīng)歷光刻、切割、封測(cè)和 PCB 集成等環(huán)節(jié)。EDA 工具由于覆蓋范圍的差異,存在廣義 EDA 和狹義 EDA 兩種定義,廣義 EDA 工具覆蓋芯片設(shè) 計(jì)、制造全流程,而狹義 EDA 工具僅包含電子設(shè)計(jì)的自動(dòng)化部分。
根據(jù)信號(hào)的不同,EDA 設(shè)計(jì)工具可以進(jìn)一步分為模擬電路設(shè)計(jì) EDA 和數(shù)字電路設(shè)計(jì) E DA。 模擬電路設(shè)計(jì) EDA 主要針對(duì)電源管理芯片或信號(hào)鏈芯片等的電路設(shè)計(jì);數(shù)字電路設(shè)計(jì) EDA 主要面向 MCU、CPU、GPU 等芯片的電路設(shè)計(jì)。數(shù)字電路與模擬電路在信號(hào)表示、器件狀 態(tài)、研究對(duì)象、基本單元電路、分析工具方面各有不同。數(shù)字電路處理的信號(hào)是數(shù)字信號(hào),其 時(shí)間變量是離散的;而模擬電路處理的信號(hào)是模擬信號(hào),其時(shí)間變量是連續(xù)的。其次,在信號(hào) 的表示上,數(shù)字信號(hào)常用二進(jìn)制數(shù)來(lái)代表相互對(duì)立的兩種狀態(tài),具體體現(xiàn)為矩形脈沖,但模 擬信號(hào)則用一系列連續(xù)變化的電磁波或電壓信號(hào)來(lái)表示。 相較于模擬芯片,數(shù)字芯片設(shè)計(jì)需要更豐富的 EDA 工具。盡管數(shù)字芯片與模擬芯片在設(shè)計(jì)流 程都基本圍繞“計(jì)劃—設(shè)計(jì)—仿真—驗(yàn)證”四大環(huán)節(jié),但是數(shù)字芯片設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度 和流程復(fù)雜度遠(yuǎn)高于模擬芯片,需要更加豐富的 EDA 工具。從自動(dòng)化程度來(lái)看,數(shù)字電路只涉及到“0”、“1”信號(hào),僅需考慮時(shí)序、功耗和面積等少量 優(yōu)化因素,但模擬電路涉及到復(fù)雜的信號(hào)環(huán)境,并存在噪聲、失真、電壓擺幅等多個(gè)優(yōu)化因 素,需要更多人工干預(yù)取舍,因此數(shù)字芯片設(shè)計(jì)相較于模擬芯片設(shè)計(jì)更容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,對(duì) 應(yīng)來(lái)說(shuō),EDA 工具在數(shù)字芯片設(shè)計(jì)過程中參與度更高。 從復(fù)雜度來(lái)看,數(shù)字芯片設(shè)計(jì)流程更復(fù)雜、規(guī)模更大,因此對(duì) EDA 工具產(chǎn)品豐富度要求更高。 1975 年以來(lái),摩爾定律強(qiáng)調(diào)單位面積芯片上的晶體管數(shù)量每?jī)赡攴@對(duì)數(shù)字芯片的設(shè)計(jì) 和制造提出了更高的規(guī)模、工藝和更迭速度要求。從晶體管集成規(guī)模和芯片制程上來(lái)看,在 數(shù)字芯片方面,蘋果迄今打造的最大面積芯片 M1 Max 采用 5nm 制程工藝,封裝晶體管數(shù) 570 億個(gè)。而在模擬芯片方面,模擬芯片使用的制程主要采用 0.18μm/0.13μm,部分工藝使 用 28nm,其特點(diǎn)是非尺寸依賴,更多要求的是工藝、器件、電路設(shè)計(jì)的反復(fù)迭代。從迭代速 度來(lái)看,數(shù)字芯片生命周期為 1-2 年,而模擬芯片的生命周期一般在 5 年以上。 綜上,對(duì) EDA 工具使用者來(lái)說(shuō),數(shù)字芯片設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)門檻相對(duì)較低,且在設(shè)計(jì)流程上更能實(shí) 現(xiàn)團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)、流水線生產(chǎn),因此從供應(yīng)和需求兩方面來(lái)看數(shù)字芯片設(shè)計(jì)的從業(yè)者群體規(guī)模更 大,即對(duì)應(yīng)的 EDA 工具需求量更大。在電路設(shè)計(jì)過程中,每個(gè)設(shè)計(jì)步驟需要一個(gè)或多個(gè) EDA 工具進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真或驗(yàn)證。數(shù)字電 路設(shè)計(jì)包含功能設(shè)計(jì)、邏輯綜合、物理實(shí)現(xiàn)以及電路與版圖分析驗(yàn)證等過程,并以門級(jí)網(wǎng)表 的產(chǎn)生為界,通常分為數(shù)字前端和數(shù)字后端兩部分。數(shù)字前端設(shè)計(jì)流程從設(shè)計(jì)需求說(shuō)明開始, 再用硬件描述語(yǔ)言(HDL,Hardware Description Language)對(duì)電路以寄存器級(jí)傳輸為基礎(chǔ) 進(jìn)行描述,實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片功能的編碼;對(duì)于該步驟,通過仿真工具對(duì)編碼進(jìn)行功能仿真,檢驗(yàn)設(shè) 計(jì)代碼的正確性;然后通過邏輯綜合(Logic Synthesis)將 RTL 級(jí)描述轉(zhuǎn)化為門級(jí)表達(dá),經(jīng)過靜態(tài)時(shí)序仿真(STA,Static Timing Analysis)和門級(jí)仿真(Gate Simulation)以后,進(jìn)行 DF T 驗(yàn)證。數(shù)字后端設(shè)計(jì)流程負(fù)責(zé)將前端設(shè)計(jì)生成的門級(jí)網(wǎng)表實(shí)現(xiàn)為可生產(chǎn)的物理版圖。通過自 動(dòng)布局布線工具將門級(jí)網(wǎng)表中使用到的各種單元和宏模塊在版圖上進(jìn)行合理擺放、連接,形 成布局布線后的門級(jí)網(wǎng)表和版圖;對(duì)布局布線后的版圖進(jìn)行檢查驗(yàn)收(Signoff,具體包括如 寄生參數(shù)提取、時(shí)序分析和優(yōu)化、物理驗(yàn)證,邏輯等效檢查)等工作,確認(rèn)設(shè)計(jì)不存在功能和 物理規(guī)則上的問題后進(jìn)行版圖集成,形成最終交付晶圓代工廠流片、生產(chǎn)的版圖。模擬電路的設(shè)計(jì)從原理圖設(shè)計(jì)開始,原理圖包含抽象化的器件符號(hào)及連線。為了確保電路工 作正確,設(shè)計(jì)師需要用到電路仿真工具來(lái)模擬電路的功能、性能等,并根據(jù)仿真的結(jié)果不斷 優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。電路仿真完成后,芯片設(shè)計(jì)進(jìn)入版圖設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),版圖設(shè)計(jì)主要包括版圖的布 局和布線——設(shè)計(jì)師需要通過版圖設(shè)計(jì)工具將每個(gè)器件放置到合適位置,并用圖形將各個(gè)器 件進(jìn)行正確的連接。版圖設(shè)計(jì)完成后,設(shè)計(jì)師需要對(duì)物理版圖進(jìn)行物理驗(yàn)證,以確保版圖與 原理圖一致并且符合晶圓制造的要求。完成物理驗(yàn)證后,設(shè)計(jì)師還需對(duì)版圖進(jìn)行寄生參數(shù)提 取,產(chǎn)生包含寄生參數(shù)的后仿真電路網(wǎng)表,并進(jìn)行版圖后仿真及分析,比如對(duì)壓降和電流密 度等進(jìn)行可靠性分析。

根據(jù)產(chǎn)品構(gòu)成來(lái)看,EDA 工具被分為五大類:硅知識(shí)產(chǎn)權(quán)(SIP,Semiconductor Intellectual Property)、仿真模擬工具(CAE,Computer-Aided Engineering)、集成電路物理設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 工具(IC Physical Design and Verification)、PCB & MCM(Printed Circuit Board and MultiChip module)工具以及服務(wù)收入。 SIP 是指已驗(yàn)證、可復(fù)用、具有某種確定功能的集成電路模塊,能夠作為新設(shè)計(jì)的一部分向其 他人提供商業(yè)上的可用性。在芯片設(shè)計(jì)過程中,通過使用改電路模塊設(shè)計(jì)軟件塊,從而減少 設(shè)計(jì)工作量,縮短設(shè)計(jì)周期,提高芯片設(shè)計(jì)的成功率。仿真模擬工具(CAE)包括電子系統(tǒng)級(jí) 設(shè)計(jì)工具(electronic system level, ESL)、綜合驗(yàn)證工具(Synthsis and Verification)、設(shè)計(jì) 輸入工具、邏輯驗(yàn)證工具、形式化驗(yàn)證等,其功能與通用的 CAE 軟件具有原理與功能上的相 似性。集成電路物理設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工具(IC Physical Design and Verification)支持在單元(cell)、塊 (block) 和全芯片(chip)等級(jí)別上的數(shù)字、模擬和數(shù)?;旌闲盘?hào)設(shè)計(jì)的物理實(shí)現(xiàn)。它還提供 了通過嵌入式物理驗(yàn)證工具進(jìn)行物理設(shè)計(jì)調(diào)試和驗(yàn)證的支持。此外,它可以加載第三方驗(yàn)證 錯(cuò)誤文件,并在布局和原理圖上顯示違規(guī)情況。 PCB & MCM(Printed Circuit Board and Multi-Chip module)工具包括 PCB 原理圖輸入, PCB 分析,IC 封裝分析,PCB 仿真模擬,PCB 物理設(shè)計(jì),IC 封裝物理設(shè)計(jì)等。其中,印制 電路板(PCB)是由玻璃纖維、復(fù)合環(huán)氧樹脂或?qū)訅翰牧现瞥傻谋“?,用于固定和連接電子 設(shè)備中的機(jī)械和電子組件;多芯片組件(MCM)是指多個(gè)集成電路芯片電連接于共用電路基 板上,并利用它實(shí)現(xiàn)芯片間互連的組件。2.1.2 全球 EDA 市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)全球 EDA 軟件市場(chǎng)規(guī)模呈加速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。根據(jù) ESD Alliance 數(shù)據(jù)顯示,2022 年上半年,全 球 EDA 軟件市場(chǎng)規(guī)模為 72.89 億美元,較 2021 年上半年同比增長(zhǎng) 14.82%;2021 全球 EDA 軟件市場(chǎng)規(guī)模為 132.75 億美元,同比增長(zhǎng) 14.76%;2016-2021 年 EDA 軟件市場(chǎng)規(guī)模 CAG R 為 9.27%,2011-2021 年 EDA 軟件市場(chǎng)規(guī)模 CAGR 為 8.04%。EDA 軟件作為半導(dǎo)體行業(yè)上 游,市場(chǎng)規(guī)模變化與下游集成電路市場(chǎng)景氣度息息相關(guān)。2007-2021 年間,集成電路行業(yè)的 市場(chǎng)規(guī)模同比變化趨勢(shì)與 EDA 行業(yè)基本保持一致,但變化幅度較大。2021 全球集成電路市 場(chǎng)規(guī)模為4630億美元,同比增長(zhǎng) 28.18%,2016-2021年集成電路市場(chǎng)規(guī)模 CAGR為 10.84%,2011-2021 年集成電路市場(chǎng)規(guī)模 CAGR 為 6.48%。

中國(guó) EDA 行業(yè)處于高速增長(zhǎng)期,中國(guó)集成電路行業(yè)高景氣加速 EDA 產(chǎn)業(yè)發(fā)展。據(jù)中國(guó)半導(dǎo) 體行業(yè)協(xié)會(huì)(CSIA)數(shù)據(jù)顯示,2020年中國(guó)EDA 行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為93.1億元,同比增長(zhǎng) 27.71%, 遠(yuǎn)高于同年全球 EDA 市場(chǎng)規(guī)模 13.23%的同比增速。據(jù) CISA 預(yù)測(cè),2025 年中國(guó) E DA 市場(chǎng) 規(guī)模為 184.9 億元,2020-2025 年,中國(guó) EDA 市場(chǎng)規(guī)模 CAGR 為 14.7%,處于加速發(fā)展期。 2020 年中國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模為 8848 億元,同比增長(zhǎng) 17%;2021 年中國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī) 模為10996億元,同比增長(zhǎng) 24.28%;2016-2021年,中國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模 CAGR為 20.4 6%, 高于全球集成電路市場(chǎng)規(guī)模增速。分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看,2007-2021 年,SIP 市場(chǎng)份額提升明顯,CAE/IC 物理設(shè)計(jì)和驗(yàn)證/PCB&MCM/ 服務(wù)市場(chǎng)份額較為穩(wěn)定。根據(jù)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)聯(lián)盟(ESD Alliance)數(shù)據(jù)顯示,2021 年, SIP/CAE/IC 物理設(shè)計(jì)和驗(yàn)證 /PCB&MCM/ 服 務(wù) ,五大類 EDA 工具收入分別為 50.06/41.08/25.01/12.06/4.55 億美元,同比增長(zhǎng) 23.95%/12.20%/7.01%/15.02%/43. 12%, 占 2021 年 EDA 市場(chǎng)規(guī)模的 37.71%/30.95%/18.84%/9.08%/3.43%;2022 年上半年,五大 類 EDA 工具收入分別為 28.53/22.56/12.88/6.40/2.52 億美元,較 2021 年上半年同比增長(zhǎng)分 別為 14.82%/23.09%/13.42%/1.91%/11.65%/22.98%,分別占 2022 年上半年全球 EDA 市場(chǎng) 規(guī)模的 39.14%/30.94%/17.67%/8.79%/3.46%。截至 2022 年上半年,美洲地區(qū)為全球 EDA 最主要需求區(qū)域,亞太地區(qū)是 EDA 市場(chǎng)規(guī)模增 長(zhǎng)的主要來(lái)源。根據(jù) ESD Alliance 數(shù)據(jù),2022 年上半年,美洲地區(qū)購(gòu)買 EDA 產(chǎn)品和服務(wù) 31.66 億美元,同比增長(zhǎng) 19.36%,占比 43.43%;歐洲/中東/非洲地區(qū)購(gòu)買 EDA 產(chǎn)品和服務(wù) 9.06 億美元,同比增長(zhǎng) 5.08%,占比 12.4%;日本購(gòu)買 EDA 產(chǎn)品和服務(wù) 5.16 億美元,同比 增長(zhǎng) 3.85%,占比 7.1%;亞太地區(qū)(不含日本)購(gòu)買 EDA 產(chǎn)品和服務(wù) 27.01 億美元,同比 增長(zhǎng) 15.56%,占比 37.1%。比較全球近 5 年和近 10 年年均復(fù)合增長(zhǎng)率,亞太地區(qū)(不含日本)增長(zhǎng)最快,過去 5 年年均復(fù)合增長(zhǎng)率為 12.73%,過去 10 年年均復(fù)合增長(zhǎng)率為 13. 38%。

2.1.3 三巨頭壟斷下的全球 EDA 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局EDA 行業(yè)集中度高,三巨頭壟斷優(yōu)勢(shì)明顯。按照收入規(guī)模劃分,當(dāng)前全球 EDA 企業(yè)主要分為 三個(gè)梯隊(duì):1)Cadence、Synopsys 和 Siemens EDA 三者憑借全流程 EDA 工具居于壟斷地 位,穩(wěn)居第一梯隊(duì),約占全球市場(chǎng)營(yíng)收的 75%;2)Ansys、Silvaco、Aldec、ZUKE N、華大 九天等,在市場(chǎng)耕耘較長(zhǎng)時(shí)間,擁有部分全流程工具和部分特色點(diǎn)工具,居于第二梯隊(duì),約占 全球市場(chǎng)營(yíng)收的 15%;3)國(guó)內(nèi)大部分擁有部分仿真驗(yàn)證點(diǎn)工具的 EDA 公司主要集中在第三 梯隊(duì),如概倫電子、廣立微、國(guó)微思爾芯、芯愿景等,約占全球市場(chǎng)營(yíng)收的 7%。EDA 行業(yè)發(fā)展 40 年來(lái),“三足鼎立”格局逐步穩(wěn)固。1984-2021 年,Synopsys、Cadenc e 和 Mentor Graphics 三家企業(yè)的合計(jì)營(yíng)收從 11%提升至 75%。2021 年,Synopsys 營(yíng)收 42.04 億美元,較上年同比增長(zhǎng) 14.08%,約占全球市場(chǎng)份額的 32%,過去 10 年?duì)I收年均復(fù)合增長(zhǎng) 率為 10.60%。Cadence 營(yíng)收 29.88 億美元,較上年同比增長(zhǎng) 13.37%,約占全球市場(chǎng)份額的 23%,過去 10 年?duì)I收年均復(fù)合增長(zhǎng)率為 10.02%。Mentor Graphics 于 2017 年 3 月,被西門 子以 45 億美元收購(gòu),并加入了西門子的 PLM 軟件部門。根據(jù) TrendForce 于 2022 年 8 月發(fā)布的 EDA 軟件報(bào)告顯示,2021 年,Siemens EDA 約占據(jù)全球 13%的市場(chǎng)份額,由此推測(cè)出 2021 年 Siemens EDA 2021 年?duì)I收約為 17.25 億美元,過去 10 年?duì)I收年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為 5.45%。三巨頭在實(shí)現(xiàn) EDA 工具全流程覆蓋的同時(shí),憑借其強(qiáng)項(xiàng)各占一隅。Synopsys、Cadence、 Siemens EDA 三家巨頭提供的EDA 工具覆蓋半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈所有環(huán)節(jié),且各自擁有拳頭產(chǎn)品, 并與全球領(lǐng)先半導(dǎo)體企業(yè)合作;Synopsys 主攻數(shù)字芯片設(shè)計(jì)、靜態(tài)時(shí)序驗(yàn)證確認(rèn)以及 S IP 產(chǎn) 品,長(zhǎng)期與臺(tái)積電、英特爾、三星、Ansys、是德科技等客戶合作;Cadence 主攻模擬/數(shù)模 混合平臺(tái)、數(shù)字后端、DDR4 IP 等,長(zhǎng)期與臺(tái)積電、FDXcelerator、Global Foundries、ARM 等客戶合作;Siemens EDA 主攻后端驗(yàn)證、可測(cè)試性設(shè)計(jì)、光學(xué)臨近修正等環(huán)節(jié),長(zhǎng)期與臺(tái) 積電、ARM、XILINX、AMD 等客戶合作。兼并收購(gòu)是 EDA 行業(yè)寡頭壟斷局面形成的重要因素,也是 EDA 三巨頭持續(xù)推陳出新的重要 動(dòng)力來(lái)源。EDA 企業(yè)通過兼并收購(gòu)能夠快速獲得互補(bǔ)產(chǎn)品,并與已有的 IC 設(shè)計(jì)工具串聯(lián),不 斷完善產(chǎn)品矩陣,提供更加完備的解決方案,并將潛在挑戰(zhàn)者扼殺在萌芽狀態(tài),進(jìn)而進(jìn)一步 鞏固壟斷地位。其次,兼并收購(gòu)能夠通過多元化經(jīng)營(yíng)的方式分散風(fēng)險(xiǎn),例如 Synopsys 和 Cadence 的 SIP 業(yè)務(wù)一定程度上跳脫了 EDA 工具軟件,以增加經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目的方式實(shí)現(xiàn)增收, 且有利于促進(jìn) EDA 產(chǎn)品與集成電路設(shè)計(jì)、制造之間的關(guān)聯(lián)。

“自研+并購(gòu)”的結(jié)合是 EDA 企業(yè)有效整合資源,迅速補(bǔ)齊短板的重要手段。高額的研發(fā)投 入是 EDA 軟件技術(shù)進(jìn)步的重要保障,也是頭部 EDA 軟件企業(yè)保持市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。 Cadence 和 Synopsys 研發(fā)費(fèi)用率長(zhǎng)期保持在 30%以上,Siemens EDA 原身為 Mentor Graphics,在 2016 年被西門子收購(gòu)后,不再公開具體研發(fā)投入數(shù)據(jù),但根據(jù) 2006 年至 2016 年數(shù)據(jù)可知,Mentor Graphics 的研發(fā)費(fèi)用率也長(zhǎng)期保持在 30%以上。2021 年中國(guó)華大九天、 概倫電子、廣立微等部分 EDA 企業(yè)研發(fā)費(fèi)用率也保持在 30%以上,但由于在營(yíng)收規(guī)模上存 在差距,中國(guó) EDA 企業(yè)在研發(fā)費(fèi)用上仍顯不足。2021 年,Synopsys 研發(fā)費(fèi)用投入為 15.05 億美元,研發(fā)費(fèi)用率為 35.79%;Cadence 研發(fā)費(fèi)用投入為 11.34 億美元,研發(fā)費(fèi)用率為 37.96%;華大九天研發(fā)費(fèi)用為 3.05 億元,研發(fā)費(fèi)用率為 52.57%;概倫電子研發(fā)費(fèi)用為 0.79 億元,研發(fā)費(fèi)用率為 40.99%;廣立微研發(fā)費(fèi)用為 0.65 億元,研發(fā)費(fèi)用率為 33.05%。2.1.4 美國(guó)政策趨嚴(yán),EDA 國(guó)產(chǎn)替代加速美國(guó)對(duì)面向中國(guó)出口 EDA 產(chǎn)品的政策趨嚴(yán)。21 世紀(jì)以來(lái),美國(guó)政府對(duì)中國(guó)在 EDA 領(lǐng)域共發(fā) 起三次出口管制,管制手段從個(gè)別企業(yè)擴(kuò)大到面向先進(jìn)制程的所有中國(guó)企業(yè)。第一次是針對(duì) 中興,2018 年美國(guó)商務(wù)部將中興通訊列入實(shí)體清單,禁止中興通訊從美國(guó)購(gòu)買零部件。第二 次是針對(duì)華為,2019 年 EDA 三巨頭終止了與華為海思的合作,2020 年美國(guó)商務(wù)部提升對(duì)華 為及海思的出口管制要求,要求使用美國(guó)軟件、設(shè)備和技術(shù)的半導(dǎo)體公司須獲美國(guó)政府許可 才能向華為供貨。第三次于 2022 年 8 月,美國(guó)商務(wù)部工業(yè)和安全局把開發(fā) GAAFE T(全柵 場(chǎng)效應(yīng)晶體管)必需的 EDA 軟件納入出口管制。此外,美國(guó)對(duì)集成電路行業(yè)的政策封鎖也會(huì) 對(duì)中國(guó) EDA 產(chǎn)業(yè)造成不利影響,例如 2022 年 10 月禁止美國(guó)籍人才為中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)工作 的政策,會(huì)直接影響部分 EDA 企業(yè)的核心高管、技術(shù)人員和相關(guān)專利。 國(guó)產(chǎn) EDA 工具相較于國(guó)際龍頭企業(yè),在全流程和先進(jìn)制程上仍有不小差距,國(guó)產(chǎn)化率水平較 低。從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看,2021 年,Synopsys 在中國(guó)地區(qū)的營(yíng)收 36.58 億元,約為同年華 大九天在中國(guó)地區(qū)營(yíng)收的 6.31 倍。從產(chǎn)品線來(lái)看,國(guó)產(chǎn) EDA 企業(yè)主要集中在點(diǎn)工具的供給 上,尤其是在數(shù)字電路 EDA 工具方面尚未實(shí)現(xiàn)全流程覆蓋。其次,從制程工藝上來(lái)看,中國(guó) 僅有部分 EDA 企業(yè)的部分點(diǎn)工具能夠滿足 3nm 先進(jìn)制程的需要,尚未實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制程全流程 EDA 工具國(guó)產(chǎn)化,而根據(jù)臺(tái)積電官網(wǎng)顯示,Ansys、Cadence、Siemens EDA 和 Synopsys 分別有多類產(chǎn)品經(jīng)過臺(tái)積電 N3E 制程節(jié)點(diǎn)的認(rèn)證,并已經(jīng)有部分工具正在使用中。國(guó)家政策對(duì) EDA 企業(yè)的支持是推動(dòng)國(guó)產(chǎn) EDA 軟件發(fā)展的重要力量。國(guó)家政策對(duì) E DA 企業(yè) 的支持主要來(lái)自兩方面,一是各層級(jí)政府政策支持、激勵(lì)與補(bǔ)助。政府政策支持從頂層設(shè)計(jì) 向各省市、各行業(yè)細(xì)化。2022 年 10 月,《深圳市關(guān)于促進(jìn)半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展 的若干措施(征求意見稿)》中提到,對(duì)購(gòu)買國(guó)產(chǎn) EDA 工具軟件的企業(yè)或科研機(jī)構(gòu),按照不 超過實(shí)際支出費(fèi)用的 70%給予補(bǔ)助,每年最高 1000 萬(wàn)元;對(duì)租用國(guó)產(chǎn) EDA 工具軟件的企業(yè) 或科研機(jī)構(gòu),按照不超過實(shí)際支出費(fèi)用的 50%給予補(bǔ)助,每年最高 500 萬(wàn)元。2022 年 11 月 13 日,上海市經(jīng)濟(jì)信息化委、市財(cái)政局印發(fā)《上海市集成電路和軟件企業(yè)核心團(tuán)隊(duì)專項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì) 辦法》,對(duì)于年度主營(yíng)業(yè)務(wù)收入首次突破 15 億元/10 億元/5 億元/2.5 億元的集成電路電子設(shè) 計(jì)自動(dòng)化(EDA)工具開發(fā)企業(yè),分別給予核心團(tuán)隊(duì)累計(jì)不超過 3000 萬(wàn)元/2000 萬(wàn)元/1000 萬(wàn) 元/500 萬(wàn)元的獎(jiǎng)勵(lì)。另一方面是大基金的投資,截至 2022 年三季度,國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投 資基金股份有限公司在華大九天持股 8.88%,在鴻芯微納通過大股東深圳鴻泰鴻芯股權(quán)投資 基金合伙企業(yè),持股 38.68%。2.2 半導(dǎo)體設(shè)備零部件:設(shè)備上游核心支柱,自主可控刻不容緩2.2.1 分類方式多,廣泛應(yīng)用于前道設(shè)備及工藝半導(dǎo)體設(shè)備零部件是指在材料、結(jié)構(gòu)、工藝、品質(zhì)和精度、可靠性及穩(wěn)定性等性能方面達(dá)到了 半導(dǎo)體設(shè)備及技術(shù)要求的零部件,作為半導(dǎo)體設(shè)備的重要組成部分,零部件的質(zhì)量、性能和 進(jìn)度優(yōu)劣直接決定了半導(dǎo)體設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性,重要性不言而喻。從產(chǎn)業(yè)鏈角度,零部 件位于半導(dǎo)體設(shè)備上游,零部件上游則為鋁合金材料以及其他金屬非金屬原材料等。

零部件種類眾多,分類方式也多種多樣: 按照集成電路設(shè)備腔體內(nèi)部流程分,可以分為 5 大類:分別為電源和射頻控制類、氣體輸送 類、真空控制類、溫度控制類、傳送裝置類。 按照主要材料和使用功能分,可以分為 12 大類:分別為硅/碳化硅件、石英件、陶瓷件、金屬 件、石墨件、塑料件、真空件、密封件、過濾部件、運(yùn)動(dòng)部件、電控部件、其他部件。 按照服務(wù)對(duì)象分,可以分為 2 類:分別為精密機(jī)加件、通用外購(gòu)件。 按照類型分,可以分為 6 類:分別為機(jī)械類、電氣類、機(jī)電一體類、氣體/液體/真空系統(tǒng)類、 儀器儀表類、光學(xué)類。具體產(chǎn)品方面,在設(shè)備及產(chǎn)線上應(yīng)用數(shù)量較多的主要零部件產(chǎn)品有 O-Ring 密封圈、精密軸 承、金屬零部件、Valve 閥、泵、MFC 流量計(jì)等,基本涉及了包括光刻、刻蝕、薄膜沉積、 CMP 拋光、氧化、清洗、離子注入、RTP 等在內(nèi)的全部主流工藝步驟。因此零部件的性能直 接決定了設(shè)備的性能,是半導(dǎo)體設(shè)備制造過程中非常重要的一環(huán)。半導(dǎo)體零部件行業(yè)特點(diǎn)同樣明顯,表現(xiàn)為高技術(shù)密集、學(xué)科交叉融合、市場(chǎng)規(guī)模占比小且分 散,但在價(jià)值鏈上卻舉足輕重等特點(diǎn)。 1)技術(shù)密集型行業(yè),對(duì)精度和可靠性要求高:由于需要組成半導(dǎo)體設(shè)備,用于芯片生產(chǎn),因 此其尖端技術(shù)密集的特性尤其明顯,有著精度高、批量小、多品種、尺寸特殊、工藝復(fù)雜、要 求苛刻等特點(diǎn)。此外,還需要兼顧強(qiáng)度、應(yīng)變、抗腐蝕、電子特性、電磁特性、材料純度等復(fù) 合功能要求;2)多學(xué)科交叉融合,對(duì)復(fù)合型人才需求大:零部件行業(yè)往往涉及到材料、機(jī)械、物理、電子、 精密儀器等多學(xué)科知識(shí),因此對(duì)復(fù)合型、交叉型人才的需求較為迫切; 3)行業(yè)碎片化特征明顯,企業(yè)多采用并購(gòu)及多產(chǎn)品線發(fā)展策略:半導(dǎo)體零部件種類多,單一 細(xì)分領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模小,呈現(xiàn)出碎片化特點(diǎn)。此外,由于零部件技術(shù)門檻高、制造工序繁瑣,行 業(yè)內(nèi)多數(shù)企業(yè)只專注于個(gè)別生產(chǎn)工藝,或?qū)W⒂谔囟ň芰悴考a(chǎn)品,行業(yè)相對(duì)分散,因此 企業(yè)多通過并購(gòu)方式做大做強(qiáng),半導(dǎo)體零部件往往只是公司整體零部件業(yè)務(wù)中的一塊。2.2.2 歐洲、美國(guó)、日本廠商主導(dǎo)市場(chǎng)2005-2020 年,受消費(fèi)電子、PC 等下游景氣度提升拉動(dòng),全球半導(dǎo)體需求整體向好,根據(jù) SEMI 及 SEAJ 數(shù)據(jù),全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)總體上升趨勢(shì),2005 年為 328.8 億美元; 2021 年達(dá)到歷史最高的 1025 億美元,同比增長(zhǎng) 44%;SEMI 預(yù)計(jì) 2022 年將達(dá)到 1085. 4 億 美元,同比增長(zhǎng) 5.9%,2023 年將達(dá)到 912 億美元,2024 年將達(dá)到 1071.6 億美元。

在半導(dǎo)體設(shè)備成本構(gòu)成中,零部件產(chǎn)品占比超過 90%,國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備廠商毛利率普遍在 40- 45%,因此零部件市場(chǎng)規(guī)模約為半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模的 50-55%,因此 2021 年全球半導(dǎo)體設(shè) 備零部件市場(chǎng)規(guī)模約為 513 億美元,中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備零部件市場(chǎng)規(guī)模約為 148 億美元。 根據(jù) SEMI 關(guān)于全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模的預(yù)測(cè),預(yù)計(jì)半導(dǎo)體設(shè)備零部件市場(chǎng)規(guī)模 2022 年 約為 542.7 億美元,2023 年約為 456 億美元,2024 年約為 535.8 億美元。 全球半導(dǎo)體零部件廠商市場(chǎng)格局中,主要以歐洲、美國(guó)、日本企業(yè)為主。根據(jù) TechInsights 數(shù) 據(jù),2021 年全球 Top 10 零部件廠商分別為蔡司、MKS、愛德華、先進(jìn)能源、Horiba、VAT、 Ichor、超科林、ASML、荏原。2.2.3 技術(shù)難度大,國(guó)產(chǎn)化率低根據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù),2020 年中國(guó)大陸晶圓廠采購(gòu)的 8-12 英寸設(shè)備零部件產(chǎn)品種類豐富,其 中石英(Quartz)、射頻發(fā)生器(RF Generator)、泵(Pump)排名前 3,占 比分 別為 11%/10%/10%,閥門(Valve)、吸盤(Chuck)占比均為 9%,此外還包括反應(yīng)腔噴淋頭(Shower Head)、邊緣環(huán)(Edge Ring)等。零部件自給率仍然偏低。根據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù),石英(Quartz)、反應(yīng)腔噴淋頭(Shower Head)、 邊緣環(huán)(Edge Ring)自給率超過 10%;泵(Pump)和陶瓷件(Ceramic)自給率 5-10%; 射頻發(fā)生器(RF Generator)、機(jī)械臂(Robot)和氣體流量計(jì)(MFC)自給率 1-5%;閥門 (Valve)、測(cè)量?jī)x(Gauge)和 O 形密封圈(O-Ring)自給率不足 1%。整體而言,半導(dǎo)體 零部件國(guó)產(chǎn)替代空間大。 上述產(chǎn)品對(duì)應(yīng)海外公司主要有 Ferrotec、Heraeus、Tokai Carbon、新鶴、MKS、VAT、Hori ba 等,中國(guó)廠商主要有菲利華、太平洋石英、神工半導(dǎo)體、靖江先鋒、江豐電子、沈陽(yáng)科儀、蘇 州柯瑪、新松機(jī)器人、北方華創(chuàng)等。雖然目前零部件國(guó)產(chǎn)化率不高,但同樣需要認(rèn)識(shí)到,半導(dǎo)體零部件技術(shù)難度大,對(duì) 精密機(jī)械 制造技術(shù)、表面處理特種工藝技術(shù)、焊接技術(shù)等要求較高,因此,企業(yè)需要不斷研發(fā)生產(chǎn)工藝 技術(shù)以滿足產(chǎn)品高精密、高潔凈、超強(qiáng)耐腐蝕能力、耐擊穿電壓的要求,并實(shí)現(xiàn)較高的生產(chǎn)效 率,從而滿足半導(dǎo)體設(shè)備的工程化和量產(chǎn)化。 此外,半導(dǎo)體設(shè)備廠商為了降低成本和提升生產(chǎn)效率,將會(huì)簡(jiǎn)化零部件供應(yīng)鏈,并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化、 模塊化、流程化、精密度、潔凈度等提出更高要求,未來(lái)能提供多種工藝、多品類產(chǎn)品、生產(chǎn) 更加智能化的零部件廠商將會(huì)具備更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。2.2.4 中國(guó)廠商積極布局目前在晶圓代工廠日常運(yùn)營(yíng)過程中領(lǐng)用的零部件(括維保更換和失效更換的零部件)達(dá)到 2000 種以上,但國(guó)產(chǎn)占有率僅為 8%左右,美國(guó)和日本占有率分別為 59.7%和 26.7%。高端 零部件方面,主要被美國(guó)、日本、歐洲廠商主導(dǎo),中低端零部件方面,主要被韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣 廠商占據(jù)。 近年來(lái),隨著美國(guó)對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的封鎖愈演愈烈,國(guó)產(chǎn)替代已成為全行業(yè)共同呼聲,對(duì) 應(yīng)零部件廠商也積極加大研發(fā)力度,不斷提升研發(fā)水平和產(chǎn)能,雖然仍然與國(guó)際龍頭企業(yè)有 一定差距,但是國(guó)產(chǎn)廠商目前已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破,包括北方華創(chuàng)、新萊應(yīng)材、江豐電子、富創(chuàng)精密、華亞智能、華卓精科、萬(wàn)業(yè)企業(yè)(Compart)等眾多廠商已經(jīng)實(shí)現(xiàn)相關(guān)零部件 產(chǎn)品的量產(chǎn),并且未來(lái)還將進(jìn)一步拓寬品類、擴(kuò)大產(chǎn)能、向先進(jìn)制程精進(jìn),不斷提升中國(guó)半導(dǎo) 體零部件技術(shù)水平和國(guó)產(chǎn)化率水平。

半導(dǎo)體晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)給上游設(shè)備帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇,進(jìn)而有利于本土零部件廠商快速發(fā)展 ,疊加現(xiàn) 階段國(guó)產(chǎn)化率較低的現(xiàn)狀,我們認(rèn)為未來(lái)零部件未來(lái)幾年有望保持高景氣,看好半導(dǎo)體零部 件行業(yè)在晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)及國(guó)產(chǎn)化率提升雙輪驅(qū)動(dòng)下的高成長(zhǎng)。2.3 半導(dǎo)體設(shè)備:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈核心支柱,全球需求有望繼續(xù)擴(kuò)大半導(dǎo)體設(shè)備泛指用于制造各類半導(dǎo)體產(chǎn)品所用的生產(chǎn)設(shè)備,屬于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵支撐環(huán) 節(jié)。半導(dǎo)體設(shè)備的技術(shù)升級(jí)與半導(dǎo)體制造的工藝發(fā)展相輔相成。半導(dǎo)體設(shè)備的技術(shù) 升級(jí)為半 導(dǎo)體制造工藝創(chuàng)造了發(fā)展空間,而半導(dǎo)體制造工藝的改進(jìn)是半導(dǎo)體設(shè)備實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的推動(dòng) 力。在半導(dǎo)體制造的工藝流程中,半導(dǎo)體設(shè)備扮演著十分重要的角色。 半導(dǎo)體制造的步驟繁多且精細(xì),主要可分為三大類:硅片制造、前道晶圓制造和后道封裝測(cè) 試。在硅片制造流程中,首先需將多晶硅提純后得到單晶硅棒,經(jīng)過磨外圓、切片得到初始硅 片,之后再進(jìn)行倒角、研磨、拋光、清洗和檢測(cè)等工藝,最終得到可用于生產(chǎn)加工的半導(dǎo)體硅 片。其間主要設(shè)備包括單晶爐、滾圓機(jī)、切片機(jī)、倒角機(jī)、研磨機(jī)、拋光機(jī)、清洗設(shè)備和檢測(cè) 設(shè)備等。在 IC 設(shè)計(jì)完成之后,就進(jìn)入到正式的芯片制造環(huán)節(jié)。晶圓制造流程是芯片制造中最為核心的環(huán)節(jié),晶圓制造的七大步驟分別為熱處理(氧化/擴(kuò)散 /退火)、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積、清洗和拋光。通常熱處理、光刻、刻蝕、離子注 入、薄膜沉積、清洗步驟需要重復(fù)進(jìn)行若干次,之后進(jìn)行 CMP 及金屬化,最終還需要進(jìn)行前 道量測(cè),只有量測(cè)合格的晶圓才能進(jìn)入封裝測(cè)試環(huán)節(jié)。其間主要設(shè)備包括熱處理設(shè)備(氧化 爐/擴(kuò)散爐/退火爐)、光刻機(jī)、涂膠顯影/去膠設(shè)備、刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)、薄膜沉積設(shè)備 (PVD/CVD/ALD)、清洗機(jī)、CMP 設(shè)備和晶圓量測(cè)設(shè)備(厚膜/OCD 關(guān)鍵尺寸量測(cè)設(shè)備、電子書量測(cè)設(shè)備)等。 封裝測(cè)試包括封裝和測(cè)試兩個(gè)環(huán)節(jié),封裝過程主要包括背面減薄、晶圓切割、貼片、引線鍵 合、模塑和切筋/成型,需用到減薄機(jī)、切割機(jī)、貼片機(jī)、烤箱、引線鍵合機(jī)、注塑機(jī)以及切 筋/成型設(shè)備等。封裝結(jié)束后做最后的成品測(cè)試,主要用到測(cè)試機(jī)、探針臺(tái)、分選機(jī)等。測(cè)試 合格后的芯片將被應(yīng)用于消費(fèi)電子、IoT、汽車電子、工控、醫(yī)療、通信等各下游領(lǐng)域。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額不斷上升,2021 年銷售額為 1205 億美元,同比增 長(zhǎng) 44%。根據(jù) WSTS 數(shù)據(jù),全球集成電路銷售額在 17 年間整體趨勢(shì)向上,2021 年銷售額達(dá) 5559 億美元;按區(qū)域分類,亞太區(qū)為全球最大的集成電路銷售市場(chǎng),2021 年銷售額達(dá) 3429.67 億美元,占比超 50%。在全球集成電路銷售額不斷突破前值的情境下,全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售 額與集成電路銷售額之比從 2013 年的 10%穩(wěn)步上升至 2021 年的 18%。 展望未來(lái),受益于 5G、汽車電子、IoT、數(shù)據(jù)中心和 AI 的需求拉動(dòng),頭部晶圓廠為應(yīng)對(duì)各類 芯片缺貨不斷擴(kuò)充產(chǎn)能,廠商紛紛擴(kuò)大投資,帶動(dòng)大量半導(dǎo)體設(shè)備的采購(gòu)需求,因此未來(lái)全 球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)前景可期。據(jù) SEMI 預(yù)測(cè),2023 年和 2024 年的全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額將 分別達(dá)到 912 億美元和 1071.6 億美元,同比增速分別為-16%和 18%。據(jù) WSTS 預(yù)測(cè),2022 年和 2023 年的全球集成電路銷售額將達(dá)到 5801 億美元和 5566 美元,其中亞太區(qū)的集成電 路銷售額或?qū)⒎謩e回落至 3361.51 億美元和 3110.05 億美元。全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)主要由光刻相關(guān)設(shè)備、刻蝕設(shè)備和薄膜沉積設(shè)備所主導(dǎo),合計(jì)市占率約 為 58%??傮w來(lái)看,全球半導(dǎo)體設(shè)備的生產(chǎn)廠商主要集中在歐洲、美國(guó)和日本,中國(guó)本土的 半導(dǎo)體設(shè)備廠商的市占率有待提高,國(guó)產(chǎn)替代空間仍較大。目前中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率 已接近 20%;其中已實(shí)現(xiàn)較高國(guó)產(chǎn)化率的設(shè)備為去膠設(shè)備(<70%)。展望未來(lái),隨著中國(guó)半 導(dǎo)體設(shè)備制造商持續(xù)擴(kuò)充產(chǎn)能、加大研發(fā)以及拓寬品類,中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)有望充分受益。2.3.1 硅片制造設(shè)備:需求持續(xù)上升,大硅片制造設(shè)備為未來(lái)主力生產(chǎn)半導(dǎo)體硅片是實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體制造的第一步,主要設(shè)備涵蓋單晶爐、滾磨機(jī)、切片機(jī)、倒角 機(jī)、研磨設(shè)備、CMP 拋光、清洗設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備等。每一項(xiàng)設(shè)備對(duì)于硅片生長(zhǎng)都不可或缺。設(shè)備供應(yīng)商以國(guó)外廠商為主,中國(guó)廠商由于起步晚,相對(duì)落后,但是在單晶爐、滾磨機(jī)、CMP 拋光機(jī)、清洗設(shè)備等環(huán)節(jié)也實(shí)現(xiàn)了一定的自主可控。 單晶爐是最重要的硅片制造設(shè)備。單晶爐在全球范圍內(nèi)的供應(yīng)商主要有德國(guó) PVA TePla AG 和 Gero,日本 Ferrotec、美國(guó) Quantum Design 和 Kayex。其中德國(guó) PVA TePla AG、美國(guó) Kayex 與日本 Ferrotec 為主要的供應(yīng)商,在全球的市場(chǎng)份額較高。PVA TePla AG 集團(tuán)在歐洲晶圓生 長(zhǎng)晶體設(shè)備市場(chǎng)的市占率高達(dá)九成以上。中國(guó)廠商已具備單晶爐生產(chǎn)能力,代表廠商為晶盛 機(jī)電。2022 年上半年,晶盛機(jī)電已實(shí)現(xiàn) 8 英寸晶體生長(zhǎng)、切片、拋光和 CVD 等環(huán)節(jié)的設(shè)備 全線覆蓋,12 英寸的長(zhǎng)晶、切片、拋光和研磨等設(shè)備已實(shí)現(xiàn)批量銷售。 半導(dǎo)體硅片是行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),全球硅片出貨面積有望持續(xù)上升,帶動(dòng)硅片制造設(shè)備的需求。 據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),2020 年硅片約占據(jù)晶圓制造材料規(guī)模的 35%,為占比最多的材料。據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),全球半導(dǎo)體硅片出貨面積持續(xù)高升,從 2011 年的 9043 百萬(wàn)平方英寸上升至 2021 年 的 14017 百萬(wàn)平方英寸,總漲幅為 55.16%。SEMI 預(yù)計(jì),2025 年全球半導(dǎo)體出貨面積將上 升至 16490 百萬(wàn)平方英寸。

8 英寸和 12 英寸硅片制造設(shè)備或?qū)⒗^續(xù)成為主力。目前 8 英寸和 12 英寸大硅片通常應(yīng)用于 90-55nm 與 28-5nm 制程芯片的制備。據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),8 英寸硅片占比為 24%,12 英寸硅片 占比為 69%。未來(lái)隨著新增 12 英寸晶圓廠不斷投產(chǎn),12 英寸硅片仍將是主流,小尺寸硅片 將逐漸被淘汰(短期內(nèi) 8 英寸硅片除外)。目前,量產(chǎn)硅片止步 300mm(12 英寸),450mm (18 英寸)硅片由于設(shè)備及制造成本過高仍未商用。據(jù) SEMI 預(yù)測(cè),每塊 450mm 晶圓的單 位面積芯片成本只下降 8%,此時(shí),晶圓尺寸不再是降低成本的主要途徑,因此廠商難以有動(dòng) 力投入 450mm 量產(chǎn)。2.3.2 光刻機(jī):ASML 為全球龍頭,引領(lǐng)光刻機(jī)制程升級(jí)光刻機(jī)被譽(yù)為半導(dǎo)體工業(yè)中“皇冠上的明珠”,是光刻工藝的核心設(shè)備。光刻工藝一般包括脫 水烘烤、旋轉(zhuǎn)涂膠、軟烘、曝光、曝光后烘焙、顯影、堅(jiān)膜烘焙、顯影檢查等 8 個(gè)步驟。光刻 機(jī)在曝光環(huán)節(jié)中使用。光刻機(jī)的功能在于利用光源系統(tǒng)將光束投射在光掩膜上,再通過物鏡 組彌補(bǔ)光學(xué)誤差并將光掩膜上的芯片藍(lán)圖縮小投射在涂有光刻膠的硅片上。在半導(dǎo)體復(fù)雜的 制造流程中,光刻工藝有著不可或缺的作用。光刻機(jī)作為實(shí)現(xiàn)光刻工藝的核心設(shè)備,是芯片產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的基石。隨著光源、曝光方式不斷改進(jìn),光刻機(jī)前后共經(jīng)歷了 5 代產(chǎn)品,每一代產(chǎn)品都在不斷降低光 源波長(zhǎng),同時(shí)縮小芯片制程。第四代浸入步進(jìn)式光刻機(jī)(ArFi 光刻機(jī))的最低制程可實(shí)現(xiàn) 7nm。 第五代光刻機(jī)為 EUV 光刻機(jī),其采用波長(zhǎng)為 13.5nm 的 EUV 極紫外光源,制程節(jié)點(diǎn)為 7- 3nm,是目前最先進(jìn)的光刻機(jī)。 由于光刻機(jī)制造具有高壁壘性,因此市場(chǎng)上的光刻機(jī)制造商寥寥無(wú)幾。光刻機(jī)制造企業(yè) 中的 Top3 分別為 ASML、Nikon 和 Canon,三者市場(chǎng)集中度超過 90%。2011 至 2021 年,TOP3 光刻機(jī)制造商的出貨量呈先降后升趨勢(shì),2021 年總出貨量達(dá) 478 臺(tái),主要以 i-line、KrF 和 ArFi 光刻機(jī)為主。2011 至 2021 年,TOP3 廠商的銷售額基本處于上漲趨勢(shì),2021 年的總規(guī) 模達(dá) 143.90 億歐元,主要以 EUV 和 ArFi 光刻機(jī)為主。在 TOP3 廠商中的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局中,以出貨量計(jì)算市場(chǎng)份額,ASML 十年間維持在第一水平, 2021 年占比為 65%。Nikon 的出貨量市占率逐步走低,從 2011 年的 24%縮減至 2021 年的 6%。Canon 的出貨量市占率穩(wěn)步提高,從 2011 年的 14%增長(zhǎng)至 2021 年的 29%。以銷售額 計(jì)算市場(chǎng)份額,ASML 更顯龍頭地位,其市場(chǎng)份額從 2011 年的 78%提升至 2021 年的 91%。 Nikon 的銷售額市占率從 2011 年的 19%跌至 2021 年的 3%。Canon 的銷售額市占率基本維 持穩(wěn)定在 6%的水平。2.3.3 涂膠顯影設(shè)備前景開闊,干法去膠設(shè)備實(shí)現(xiàn)份額優(yōu)勢(shì)涂膠顯影設(shè)備是與光刻機(jī)配套使用在光刻工藝中的關(guān)鍵設(shè)備,主要負(fù)責(zé)曝光前在硅片上涂覆 光刻膠,以及曝光后進(jìn)行圖像顯影,期間通過機(jī)械手臂使晶圓在各系統(tǒng)之間傳輸和處理。涂 膠和顯影不僅直接影響光刻工序曝光圖案的形成,圖形質(zhì)量對(duì)后續(xù)刻蝕和離子注入等工藝中 圖形轉(zhuǎn)移的結(jié)果也有著重要影響。 涂膠顯影設(shè)備可按照所處工藝環(huán)節(jié)的不同分為前道設(shè)備和后道設(shè)備,其中前道涂膠顯影設(shè)備 為主要設(shè)備,被運(yùn)用在晶圓制造環(huán)節(jié);根據(jù) VLSI 數(shù)據(jù),2020 年前道涂膠顯影設(shè)備占涂膠顯 影設(shè)備總市場(chǎng)規(guī)模的 95.9%。根據(jù) VLSI 數(shù)據(jù),2020 年全球前道涂膠顯影設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為 19.06 億美元,2021 年約為 23.24 億美元,預(yù)計(jì)到 2023 年將上升至 24.76 億美元。據(jù)華經(jīng) 產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),2020 年中國(guó)前道涂膠顯影設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為 7.55 億美元,2021 年約為 9.35 億美元,預(yù)計(jì)到 2021 年將上升至 10.26 億美元。

目前國(guó)際上主流的涂膠顯影設(shè)備生產(chǎn)商主要集中在日本、德國(guó)和韓國(guó),分別是東京電子、迪 恩士、蘇斯微、細(xì)美事等,其中東京電子的全球市占率達(dá) 88%,迪恩士、細(xì)美事和蘇斯微合 計(jì)占比 10%,其他廠商占比 2%。在中國(guó)的涂膠顯影設(shè)備市場(chǎng)中,東京電子和迪恩士分別占 據(jù) 91%和 5%的市場(chǎng)份額,芯源微的涂膠顯影設(shè)備在中國(guó)的市占率達(dá) 4%。芯源微的前道涂膠 顯影機(jī) offline、i-line 和 KrF 機(jī)臺(tái)均已實(shí)現(xiàn)批量銷售,并已開始部分量產(chǎn) 28nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn)的涂 膠顯影設(shè)備。去膠設(shè)備主要用于曝光后將光刻膠從晶圓上移除,以此來(lái)保證晶圓順利進(jìn)入下一步制造步驟 。 去膠工藝可分為濕法去膠和干法去膠,濕法去膠主要采用溶劑對(duì)光刻膠進(jìn)行溶解;干法去膠 主要采用離子轟擊的方法去除表面光刻膠,為當(dāng)前主流技術(shù)。 據(jù) Gartner 數(shù)據(jù),2020 年全球干法去膠設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為 5.38 億美元,2021 年約為 6.61 億 美元,預(yù)計(jì)到 2025 年將增長(zhǎng)至 6.99 億美元,復(fù)合增長(zhǎng)率為 5.40%。目前國(guó)際上主流的去膠 設(shè)備生產(chǎn)商主要集中在中國(guó)、韓國(guó)、日本和美國(guó)。據(jù) Gartner 數(shù)據(jù),2020 年屹唐股份去膠設(shè) 備市占率為 31.3%,為全球第一;北方華創(chuàng)的市占率為 1.7%,為全球第七;其余廠商以國(guó)外 企業(yè)為主,包括比思科、日立高新、泛林半導(dǎo)體、泰仕半導(dǎo)體等。2018 至 2020 年,屹唐股 份在干法去膠設(shè)備領(lǐng)域分別位于全球第三、全球第二和全球第一的市場(chǎng)地位,市場(chǎng)占有率逐 年提升,不斷鞏固在全球的領(lǐng)先地位。根據(jù)屹唐股份招股書公告,公司當(dāng)前已量產(chǎn)的干法去 膠設(shè)備已可用于 90-5nm 邏輯芯片、1Y 到 2Xnm(約 14-29nm)系列 DRAM 芯片以及 32- 128 層 3D NAND 芯片的生產(chǎn)。2.3.4 刻蝕設(shè)備:芯片升級(jí)帶動(dòng)刻蝕機(jī)需求,TSV 設(shè)備為先進(jìn)封裝加碼刻蝕工藝是 IC 前道制造中至關(guān)重要的一環(huán),與光刻工藝和薄膜沉積并列為 IC 前道制造中的 三大核心工藝。在光刻工藝結(jié)束后,刻蝕工藝會(huì)以光刻膠所形成電路圖為模板,通過物理或 化學(xué)的手段將硅片或薄膜腐蝕,從而在硅片或薄膜上形成電路圖。同光刻工藝一道,刻蝕技 術(shù)也決定著集成電路圖形的精細(xì)程度。

刻蝕工藝主要被分為兩大類,濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕運(yùn)用液態(tài)化學(xué)品(酸、堿溶液) 將硅片表面腐蝕出芯片的結(jié)構(gòu)。干法刻蝕利用電子氣體轟擊硅片表面從而形成芯片結(jié)構(gòu)。干 法刻蝕為當(dāng)前最為主流的刻蝕方法,其市場(chǎng)規(guī)模約占全球刻蝕設(shè)備規(guī)模的 90%,濕法刻蝕約 占 10%。濕法刻蝕分為兩大類,化學(xué)刻蝕和電解刻蝕。干法刻蝕主要分為三大類,等離子體 刻蝕(化學(xué)性刻蝕)、濺射刻蝕(物理性刻蝕)和反應(yīng)離子刻蝕。濕法刻蝕在控制線寬和各向 異性度方面有所局限,無(wú)法實(shí)現(xiàn) 3μm 以下的線寬,同時(shí)只能保持各項(xiàng)同性(有一定程度的鉆 蝕發(fā)生)。干法刻蝕的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)線寬 3μm 以下的刻蝕,同時(shí)能夠較好的保持各向異 性,刻蝕均勻性和選擇比都可控。將干法刻蝕按照刻蝕材料細(xì)分可分為三類,介質(zhì)刻蝕、硅刻 蝕和金屬刻蝕。根據(jù) PW Consulting 的數(shù)據(jù),2020 年介質(zhì)刻蝕占據(jù)干法刻蝕市場(chǎng) 49%的份 額,硅刻蝕占比 48%,金屬刻蝕占比 3%。 根據(jù) Gartner 數(shù)據(jù),2019 至 2021 年全球刻蝕設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模分別為 110 億美元、136 億美元 和 172 億美元,呈持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。據(jù) Gartner 預(yù)測(cè),2022 年全球刻蝕機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 184 億美元。國(guó)外廠商方面,已能實(shí)現(xiàn)最小制程節(jié)點(diǎn)為 3nm 的覆蓋,中國(guó)廠商起步較晚,因此技術(shù)實(shí)力仍 有待提高。中微公司開發(fā)的 12 英寸高端刻蝕設(shè)備已應(yīng)用于部分國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)線上的若干 5nm 及 5nm 以下的關(guān)鍵步驟的加工;其 ICP 刻蝕設(shè)備未來(lái)將繼續(xù)向 5nm 及以下的邏輯芯片、 1Xnm 的 DRAM 和 200 層以上的 3D NAND 上突破;其 CCP 刻蝕設(shè)備已取得 5nm 及以下邏 輯電路客戶的重復(fù)訂單,并在存儲(chǔ)電路方面可應(yīng)用于量產(chǎn) 64 層、128 層與更高層數(shù)的 3D NAND;公司未來(lái)還將繼續(xù)開發(fā)用于邏輯器件制造的大馬士革刻蝕技術(shù)與用于存儲(chǔ)器件制造 的極高深寬比刻蝕設(shè)備。北方華創(chuàng)開發(fā)的刻蝕機(jī)已突破 14nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn),并在客戶端通過多 道制程工藝驗(yàn)證,且已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。屹唐股份的干法刻蝕設(shè)備主要可用于 65-5nm 邏輯芯 片、1Y 到 2Xnm(約 14-29nm)系列 DRAM 以及 32 層到 128 層 3D NAND 制造,設(shè)備已用 于三星電子、長(zhǎng)江存儲(chǔ)等國(guó)內(nèi)外知名存儲(chǔ)芯片制造企業(yè)。2.3.5 薄膜沉積設(shè)備:芯片層數(shù)不斷增加,薄膜沉積設(shè)備未來(lái)前景可期薄膜沉積是半導(dǎo)體器件制造過程中的重要環(huán)節(jié),主要讓硅片表面形成各種導(dǎo)電薄膜層和絕緣 薄膜層,從而使晶圓擁有多層結(jié)構(gòu)。按照工作原理分類,薄膜沉積工藝大體可分為三類, PVD (物理氣相沉積設(shè)備)、CVD(化學(xué)氣相沉積設(shè)備)和 ALD(原子層沉積設(shè)備)。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),2021 年全球薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為 210 億美元,2022 年有望達(dá) 250 億美元。其中, PECVD、濺射 PVD 和管式 CVD 為市場(chǎng)占比最多的設(shè)備,分別為 33%、19%和 12%。

薄膜沉積設(shè)備主要被日本、美國(guó)和歐洲的廠商主導(dǎo)。據(jù) Gartner 數(shù)據(jù),PVD 設(shè)備方面,應(yīng)用 材料具有絕對(duì)份額優(yōu)勢(shì),占據(jù) 85%的市場(chǎng)份額;應(yīng)用材料、泛林半導(dǎo)體和東京電子是 CV D 設(shè) 備市場(chǎng)中的佼佼者,分別占比 30%、21%和 19%;ALD 設(shè)備中,東京電子和 ASMI 是行業(yè)龍 頭,分別占有 31%和 29%的市場(chǎng)份額。隨著芯片線寬的不斷縮小,薄膜沉積設(shè)備的需求量越大。當(dāng)前芯片一直在朝著微小化、精密 化和復(fù)雜化的發(fā)展方向前進(jìn),隨之帶來(lái)了晶圓制造步驟的難度提升與工序增加。在 90nm CMOS 工藝中,大約需要 40 道薄膜沉積工序,在 3nm FinFET 工藝中,所需的薄膜沉積工 序則升至 100 道。在芯片制程更小的產(chǎn)線中,為了在工序變復(fù)雜的同時(shí)確保產(chǎn)能充裕,則需 要配備更多臺(tái)薄膜沉積設(shè)備來(lái)增加單位時(shí)間吞吐量。 閃存芯片 3D 堆疊加速,薄膜沉積設(shè)備用量或?qū)⑸仙?D NAND 芯片的每一層幾乎都會(huì)進(jìn)行 薄膜沉積。從首塊 3D NAND 芯片發(fā)貨至今,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從 24 層到 232 層的突破,多家存儲(chǔ) 大廠都做出 200 層以上 3D NAND 的量產(chǎn)規(guī)劃,因此未來(lái)層數(shù)不斷突破是大趨勢(shì)。隨著 3D NAND 結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化,未來(lái)薄膜沉積設(shè)備需求有望擴(kuò)大。 ALD 設(shè)備和 SACVD 設(shè)備或?qū)⒊蔀槲磥?lái)應(yīng)用趨勢(shì)。芯片結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和精密化也衍生出了對(duì) 薄膜均勻性、顆粒數(shù)量控制、金屬污染控制要求的提高。ALD 設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于臺(tái)階覆蓋力強(qiáng) 和薄膜厚度控制精準(zhǔn)。SACVD 設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于高深寬比溝槽填充能力強(qiáng)和沉積速度快。因此 ALD 和 SACVD 設(shè)備更適應(yīng)未來(lái)芯片制造演變趨勢(shì)。2.3.6 離子注入設(shè)備:摻雜工藝核心設(shè)備,中國(guó)廠商進(jìn)展不俗在晶圓制造中,由于純硅材料的導(dǎo)電性能較差,須采用摻雜工序,通過加入部分雜質(zhì)來(lái)改變 半導(dǎo)體載流子濃度和導(dǎo)電類型,從而達(dá)到提升硅片導(dǎo)電性能的目的。通常有兩種摻雜方法, 高溫?cái)U(kuò)散法和離子注入法。 高溫?cái)U(kuò)散法:將摻雜氣體導(dǎo)入放有硅片的高溫爐,并將雜質(zhì)擴(kuò)散到硅片內(nèi)。由于高溫?cái)U(kuò)散存 在精度控制的缺陷以及均勻性和重復(fù)性較差,現(xiàn)已較少使用。 離子注入法:通過離子注入機(jī)的加速和引導(dǎo),將要摻雜的離子以離子束形式射入材料。與高 溫?cái)U(kuò)散工藝相比,離子注入的優(yōu)勢(shì)在于可對(duì)注入劑量、角度、深度、橫向擴(kuò)散等方面進(jìn)行精確 控制,同時(shí)還擁有純度高和均勻性好的特點(diǎn),使得離子注入法在半導(dǎo)體制造中被廣泛應(yīng)用。 離子注入設(shè)備大體可分為三類,低能大束流離子注入機(jī)、中低束離子注入機(jī)和高能離子注入 機(jī),市場(chǎng)占比分別為 61%、20%和 18%。不同設(shè)備的運(yùn)行原理相似,但主要應(yīng)用范圍有所區(qū) 分。全球共有 6 家企業(yè)以集成電路用離子注入機(jī)為主要業(yè)務(wù),分別為應(yīng)用材料、Axcelis、SMIT、 Nissin、AIBT 和中科信。中科信已成功實(shí)現(xiàn)離子注入機(jī)全譜系產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化,包括中束流、大 束流、高能、特種應(yīng)用及第三代半導(dǎo)體等離子注入機(jī),工藝覆蓋至 28nm,目前正在進(jìn)行先進(jìn) 制程工藝設(shè)備的研發(fā)。此外,萬(wàn)業(yè)企業(yè)(凱世通)積極布局低能大束離子注入機(jī)和高能離子注 入機(jī)等設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn),目前已經(jīng)覆蓋 28nm 及更先進(jìn)制程到成熟制程的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的技術(shù) 需求。萬(wàn)業(yè)企業(yè)(凱世通)已與多家 12 英寸晶圓廠簽署離子注入機(jī)(含低能大束流離子注入 機(jī)和低能大束流超低溫離子注入機(jī))的訂單,并已將首批多套大束流離子注入機(jī)交付重要客 戶。 中科信與萬(wàn)業(yè)企業(yè)(凱世通)的離子注入設(shè)備滿足中國(guó)多數(shù)晶圓產(chǎn)線需求,未來(lái)中國(guó)下游客 戶有望加速導(dǎo)入。當(dāng)前中科信與萬(wàn)業(yè)企業(yè)(凱世通)的離子注入設(shè)備均能覆蓋 28nm 的技術(shù) 需求,并且都已實(shí)現(xiàn)低能大束流離子注入機(jī)的國(guó)產(chǎn)化,未來(lái)中國(guó)離子注入設(shè)備市場(chǎng)有望迎來(lái) 加速國(guó)產(chǎn)替代。2.3.7 熱處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)部分國(guó)產(chǎn)化,清洗設(shè)備與 CMP 設(shè)備保證芯片良率晶圓前道制造工藝中還包括熱處理設(shè)備、清洗設(shè)備和 CMP 設(shè)備。熱處理設(shè)備可對(duì)晶圓在高溫 環(huán)境中進(jìn)行氧化/擴(kuò)散/退火工藝加工。清洗設(shè)備可將晶圓表面的殘留物或多余顆粒清除以保證 晶圓的潔凈度。CMP 設(shè)備可使晶圓平坦化。

據(jù) Gartner 數(shù)據(jù),2020 年全球快速熱處理設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為 7.19 億美元,氧化/擴(kuò)散爐市場(chǎng)規(guī) 模為 5.52 億美元,柵極堆疊設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為 2.66 億美元;2021 年全球快速熱處理設(shè)備市場(chǎng) 規(guī)模約為 8.87 億美元,氧化/擴(kuò)散爐市場(chǎng)規(guī)模約為 6.83 億美元,柵極堆疊設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約為 3.25 億美元。Gartner 預(yù)計(jì),2025 年全球快速熱處理設(shè)備、氧化/擴(kuò)散爐和柵極堆疊設(shè)備的市 場(chǎng)規(guī)模將分別增至 9.37/7.10/3.44 億美元。據(jù) Gartner 數(shù)據(jù),2021 年全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備的 市場(chǎng)規(guī)模為 27 億美元,2024 年預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)至 31.93 億美元。據(jù) Research and Market 的 CMP 市場(chǎng)報(bào)告,2020 年全球 CMP 設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 24 億美元,預(yù)計(jì) 2027 年將增長(zhǎng)至 37 億 美元,2020 至 2027 年的復(fù)合增長(zhǎng)率為 5.9%。全球快速熱處理設(shè)備和 CMP 設(shè)備市場(chǎng)集中度高,應(yīng)用材料分別占據(jù)兩種設(shè)備市場(chǎng) 69. 72%和 70%的市場(chǎng)份額。屹唐股份在全球快速熱處理設(shè)備市場(chǎng)中的占有率為 11.50%。半導(dǎo)體清洗設(shè) 備市場(chǎng)的行業(yè)龍頭為迪恩士,市占率達(dá) 45.1%。盛美上海在全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備市場(chǎng)的占有 率小于 2.30%。2.3.8 后道封裝測(cè)試設(shè)備:廠商集中海外,Chiplet 加速封裝設(shè)備需求攀升據(jù)SEMI數(shù)據(jù),2021年全球半導(dǎo)體封裝和測(cè)試設(shè)備的規(guī)模分別為 71.7億美元和78.3 億美元, 預(yù)計(jì) 2024 年全球半導(dǎo)體封裝和測(cè)試設(shè)備的規(guī)模將分別達(dá)到 65.7 億美元和 81.9 億美元。全球半導(dǎo)體封裝設(shè)備市場(chǎng)主要以貼片機(jī)、劃片機(jī)/檢測(cè)設(shè)備、引線焊接設(shè)備和塑封/切筋成型設(shè) 備為主;2018 年,貼片機(jī)占比 30%,劃片機(jī)/檢測(cè)設(shè)備占比 28%,引線焊接設(shè)備占比 23%, 塑封/切筋成型設(shè)備占比 18%,電鍍?cè)O(shè)備占比 1%。全球測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)主要以測(cè)試機(jī)、分選機(jī) 和探針臺(tái)為主;2021 年,測(cè)試機(jī)占比 63.1%,分選機(jī)占比 17.4%,探針臺(tái)占比 15.2%,其他 設(shè)備占比 4.3%。


各類半導(dǎo)體材料的作用不盡相同,硅片是晶圓制造基底材料,電子氣體用于氧化、還原、除雜 工藝,掩膜版是微電子制造過程中的圖形轉(zhuǎn)移工具或母版,光刻膠則是將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn) 移到硅片上的關(guān)鍵材料,封裝基板用于保護(hù)、支撐、散熱,連接芯片與 PCB,引線框架可以 保護(hù)、支撐,連接芯片與 PCB,鍵合絲是芯片和引線框架、基板間連接線。2.4.2 中高端依然由國(guó)外廠商主導(dǎo),中國(guó)廠商積極研發(fā)布局半導(dǎo)體重點(diǎn)材料領(lǐng)域,中國(guó)大陸目前已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了布局或量產(chǎn),整體自主化率 10-15%,其 中晶圓制造材料自主化率<15%,封裝材料自主化率<30%。具體產(chǎn)品來(lái)看,自主化率較高的 產(chǎn)品中,電子氣體 30%、光刻膠配套材料<25%、(通用)濕電子化學(xué)品 23%、引線框架 40%, 自主化率較低的產(chǎn)品中,掩膜版 1%,KrF/ArF/EUV 光刻膠 1%/1%/0%,硅片(含 SO I 硅片) 5-10%,封裝基板 5%,國(guó)產(chǎn)替代需求迫切。 從工藝制程技術(shù)水平看,中國(guó)大陸廠商整體仍然以中低端產(chǎn)品為主,高端材料依然被海外廠 商主導(dǎo),并且在產(chǎn)能及市場(chǎng)規(guī)模方面與海外廠商也有較大差距。比如晶圓制造材料方面,12英寸 SOI 片還未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),ArF/EUV 光刻膠仍然高度依賴進(jìn)口,獨(dú)立第三方掩膜版主要集中 在 100nm 節(jié)點(diǎn)以上的晶圓制造用掩膜版以及 IC 封裝/IC 器件掩膜版;封裝材料方面,ABF 載 板還未能量產(chǎn),芯片粘接材料 DAF 和 CADF 基本依賴進(jìn)口。
3. 汽車電動(dòng)化:電動(dòng)化推動(dòng) IGBT 和 SiC 充分受益
3.1 全球電動(dòng)車滲透率持續(xù)提升汽車工業(yè)發(fā)展到今日,電動(dòng)化和智能化已經(jīng)成為大趨勢(shì),全球主要國(guó)家/地區(qū)也陸續(xù)公布了 CO2 排放量及規(guī)劃,整體計(jì)劃是逐步降低。根據(jù) ICCT 數(shù)據(jù),美國(guó)計(jì)劃 2020-2026 年從 125g/km 降至 108g/km,2050 年碳中和;日本計(jì)劃 2020-2026 年從 122g/km 降至 73.5g/km,2050 年碳中和;中國(guó)計(jì)劃 2020-2026 年從 117g/km 降至 93.4g/km,2060 年碳中和;歐盟計(jì)劃 2021-2026 年從 95g/km 降至 81g/km,2030 年降至 59g/km,2050 年碳中和。 在資源與環(huán)境雙重壓力下,在政策和技術(shù)進(jìn)步的驅(qū)動(dòng)下,新能源汽車已成為未來(lái)汽車工業(yè)發(fā) 展的方向,傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)將會(huì)逐漸被驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池與控制器所取代。汽車電動(dòng)化已是 大勢(shì)所趨。根據(jù) ICCT 數(shù)據(jù),ICE 排放量 120 g/km;48V 輕混(MHEV)為 102g/km;全混 (FHEV)為 84g/km;插混(PHEV)為 28g/km;純電動(dòng)(BEV)與燃料電池(FCEV)均 能實(shí)現(xiàn) CO2零排放。伴隨著全球 CO2 排放量逐步減少,電動(dòng)車普及計(jì)劃也相繼出爐,根據(jù) PwC 數(shù)據(jù),全球主要 國(guó)家/地區(qū)中,大部分將在 2030-2040 年間,通過僅可銷售零排放車輛或者禁止銷售燃油車等 方式,來(lái)實(shí)現(xiàn) CO2減排。汽車電動(dòng)化已成為全球汽車產(chǎn)業(yè)大趨勢(shì),根據(jù) IHS Markit 數(shù)據(jù),全球主要國(guó)家/地區(qū)電動(dòng)車 (PHEV+BEV)滲透率持續(xù)穩(wěn)步提升,截止 2022Q2,全球滲透率為 12.4%,美國(guó)滲透率為 6.8%,歐盟滲透率為 15.8%,中國(guó)滲透率為 26.5%,中國(guó)已大幅超越美國(guó)和歐洲電動(dòng)車滲透 率水平,汽車產(chǎn)業(yè)電動(dòng)化升級(jí)領(lǐng)先全球。3.2 IGBT 最為受益受益于汽車行業(yè)發(fā)展全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模整體保持增長(zhǎng)。根據(jù) Gartner 和 Statista 數(shù)據(jù), 2021 年為 460 億美元,隨著近年來(lái)電動(dòng)車出貨量及滲透率快速提升,預(yù)計(jì)到 2022 年和 2023 年,全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將分別達(dá)到 505 和 555 億美元。
全球汽車半導(dǎo)體廠商主要分布在歐洲、美國(guó)和日本。根據(jù) Strategy Analytics 數(shù)據(jù),2021 年 全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模 467 億美元,同比+31.5%,其中英飛凌、恩智浦、瑞薩、德州儀器、 意法半導(dǎo)體排名前 5,市占率分別為 12.7%、11.8%、8.4%、8.1%、7.5%。 汽車傳感器方面,博世、英飛凌、安森美、亞德諾、邁來(lái)芯排名前 5,市占率分別為 21.4%、 14.1%、10.6%、9.0%、8.6%。微控制器(MCU)方面,瑞薩、恩智浦、英飛凌、德州儀器、 微芯分列前 5 名,市占率分別為 28.8%、24.9%、21.9%、7.5%、7.4%。功率半導(dǎo)體方面, 英飛凌、意法半導(dǎo)體、德州儀器、安森美、羅姆排名前 5,市占率分別為 31.7%、16.2%、 10.8%、8.0%、6.0%。根據(jù) Infineon 和 Strategy Analytics 數(shù)據(jù),傳統(tǒng)燃油車半導(dǎo)體價(jià)值量為 417 美元/輛,其中 MCU 價(jià)值量為 96 美元/輛,功率半導(dǎo)體價(jià)值量為 88 美元/輛,傳感器價(jià)值量為 54 美元/輛。48V 輕 混半導(dǎo)體價(jià)值量為 572 美元。純電動(dòng)車半導(dǎo)體價(jià)值量為 834 美元/輛,其中 MCU 價(jià)值量為 92 美元/輛,功率半導(dǎo)體價(jià)值量為 459 美元/輛,傳感器價(jià)值量為 58 美元/輛。因此,在從燃油車 向純電動(dòng)車升級(jí)過程中,半導(dǎo)體價(jià)值量提升幅度明顯,整車半導(dǎo)體價(jià)值量增長(zhǎng) 100%,功率半 導(dǎo)體價(jià)值量提升幅度最大,增幅高達(dá) 421.6%。 功率半導(dǎo)體在電動(dòng)車中主要用于逆變器、車載充電機(jī)(OBC)、DC/DC 轉(zhuǎn)換器、電池管理系 統(tǒng)(BMS)等,根據(jù) Infineon 數(shù)據(jù),逆變器用量最大,占比 70%;車載充電機(jī)(OBC)、DC/DC 轉(zhuǎn)換器、電池管理系統(tǒng)(BMS)等合計(jì)占比 30%。

在電動(dòng)車中,逆變器通過將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?,從而?qū)動(dòng)交流電機(jī)工作,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽車行 駛,因此,逆變器直接關(guān)系到驅(qū)動(dòng)電機(jī)能否可靠和高效的運(yùn)行。IGBT 作為逆變器的核心器件, 將深度受益汽車電動(dòng)化發(fā)展浪潮。 根據(jù) Yole 數(shù)據(jù),全球 IGBT 市場(chǎng)規(guī)模,2020 年為 54 億美元,2026 年將增長(zhǎng)到 84 億美元, CAGR 為 7.5%。各下游應(yīng)用中,全球市場(chǎng)前三大下游應(yīng)用中,工控占比 31.5%,家電占比 24%,新能源車占比 9.4%;中國(guó)市場(chǎng)前三大下游應(yīng)用中,新能源車占比 31%,家電占比 27%, 工控占比 20%。3.3 動(dòng)力電池向 800V 升級(jí),SiC 有望大放異彩如今電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程已經(jīng)能和燃油車媲美,甚至有的已經(jīng)超過燃油車?yán)锍?,但是充電一直?瓶頸,往往充電時(shí)間要遠(yuǎn)高于燃油車加油時(shí)間,所以提高充電時(shí)間就成為了必須要解決的問 題,也是影響電動(dòng)車滲透率進(jìn)一步提升的關(guān)鍵。目前的解決方法是采用大功率快充來(lái)縮短充 電時(shí)間,而對(duì)于電動(dòng)車來(lái)說(shuō),就需要更高電壓來(lái)匹配大功率快充,因此,電動(dòng)車電壓平臺(tái)將從 400V 向 800V 及以上升級(jí)。 根據(jù)英飛凌數(shù)據(jù),對(duì)于直流充電樁,20kW 充電樁充滿電需要 120min,150kW 需要 16min, 而 350kW 僅需要 7min,因此 800V 高壓平臺(tái)+超級(jí)充電樁已成為趨勢(shì),而在 800V 及以上高 壓情況下,Si 基材料由于其材料的局限性,SiC 等第三代半導(dǎo)體將有望大放異彩。SiC 在電動(dòng)車中主要用在逆變器中,此外還有車載充電機(jī)(OBC)、DC/DC 轉(zhuǎn)換器等,絕大部 分將用于逆變器,SiC 在上述零組件中的應(yīng)用將越來(lái)越多。目前包括特斯拉 Model 3、比亞迪 漢以及蔚來(lái) ET7 等車型都已經(jīng)采用了 SiC 器件,未來(lái)有望會(huì)有更多車型采用 SiC 器件,帶動(dòng) SiC 器件市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)提升。 根據(jù) Yole 數(shù)據(jù),2021-2027 年,全球 SiC 功率器件市場(chǎng)規(guī)模將由 10.9 億美元增長(zhǎng)到 62.97 億美元,CAGR 為 34%;其中電動(dòng)車用 SiC 市場(chǎng)規(guī)模將由 6.85 億美元增長(zhǎng)到 49.86 億美元, CAGR 為 39.2%,電動(dòng)車(逆變器+OBC+DC/DC 轉(zhuǎn)換器)是 SiC 最大的下游應(yīng)用,占比由 62.8%增長(zhǎng)到 79.2%,市場(chǎng)份額持續(xù)提升。根據(jù) Wolfspeed 數(shù)據(jù),全球 SiC 襯底廠商中,Wolfspeed 占比 62%,排名第 1;II-VI 占比 14%,排名第 2;ROHM(SiCrystal)占比 13%,排名第 3;中國(guó)廠商天科合達(dá)占比 4% ,排 名第 5。CR3 占比達(dá)到 89%,市場(chǎng)集中度高。 根據(jù) Yole 數(shù)據(jù),2021 年全球 SiC 器件廠商中,意法半導(dǎo)體占比 40%,排名第 1;英飛凌占 比 22%,排名第 2;Wolfspeed 占比 14%,排名第 3;羅姆、安森美和三菱分列 4-6 名,占 比分別為 10%、7%和 2%。
4. 汽車智能化:傳感器是智能化快速發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)
4.1 L0 向 L5 逐步升級(jí),高等級(jí)自動(dòng)駕駛滲透率將持續(xù)提升伴隨著汽車工業(yè)電動(dòng)化發(fā)展,汽車智能化重要性也日益凸顯。汽車電動(dòng)化改變了汽車動(dòng)力模 式,而智能化則將汽車從傳統(tǒng)的交通工具升級(jí)成為了智能終端,相比于智能手機(jī)等其他類型 的智能終端,汽車由于體積大,單個(gè)產(chǎn)品對(duì)智能化零部件的需求量更大,種類也更多,此外, 由于關(guān)系到駕駛員及乘客的人身安全,對(duì)零部件的可靠性要求也更高。 在汽車智能化趨勢(shì)下,汽車自動(dòng)駕駛功能也將逐步提升,在自動(dòng)駕駛等級(jí)劃分上,SAE(國(guó)際 汽車工程師學(xué)會(huì))將自動(dòng)駕駛技術(shù)分為 L0-L5,共 6 個(gè)等級(jí),NHTSA(美國(guó)國(guó)家公路交通安 全管理局)將自動(dòng)駕駛分為 L0-L4 共 5 個(gè)等級(jí)。目前部分車企已經(jīng)推出了具有 L2 功能的車 型,L1 和 L2 仍然需要駕駛員駕駛,屬于 ADAS(高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng))范疇。而 L3 將是一個(gè) 分水嶺,從 L3 開始,汽車才真正進(jìn)入到自動(dòng)駕駛范疇,L3 指在特定場(chǎng)景下,系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn) 對(duì)車輛的完全接管,當(dāng)系統(tǒng)失效時(shí),駕駛員取得駕駛權(quán)。
未來(lái)自動(dòng)駕駛滲透率有望持續(xù)提升,并且高級(jí)別自動(dòng)駕駛占比將逐步增大。根據(jù) Strategy Analytics 數(shù)據(jù),全球自動(dòng)駕駛汽車滲透率方面,預(yù)計(jì)到 2025 年,L2 滲透率將達(dá)到 27%,L3 滲透率將達(dá)到 1%;2035 年,L2 滲透率將達(dá)到 59%,L3 滲透率將達(dá)到 10%,L4 滲透率將達(dá) 到 9%,L5 滲透率將達(dá)到 1%。4.2 多傳感器融合取長(zhǎng)補(bǔ)短,數(shù)量及質(zhì)量將持續(xù)增加為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能,其中感知層的作用非常重要,用于收集周圍環(huán)境,如車輛、行人、交 通標(biāo)識(shí)等信息,以便決策層做出最準(zhǔn)確、最合理的判斷,實(shí)現(xiàn)安全駕駛。感知層主要包括 攝像 頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等幾類常用自動(dòng)駕駛傳感器,根據(jù)工作原理不同,性 能方面各有優(yōu)劣。 攝像頭技術(shù)成熟、造價(jià)低,也是唯一能識(shí)別顏色和標(biāo)識(shí)的傳感器,但是受光照、天氣影響大, 機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)訓(xùn)練樣本大、周期長(zhǎng);超聲波雷達(dá)受天氣干擾小,但是測(cè)量精度差,距離短; 毫米波雷達(dá)不受天氣影響,穿透煙霧、雨雪、灰塵能力強(qiáng),探測(cè)距離遠(yuǎn),但無(wú)法識(shí)別物體顏 色,視場(chǎng)角較小,對(duì)金屬表面非常敏感,在隧道里效果不佳;激光雷達(dá)能夠很好的探測(cè)障礙物 的距離、大小、表面形狀,算法簡(jiǎn)單,但是在雨雪云霧天氣下衰減嚴(yán)重,技術(shù)門檻和成本較 高。從頻譜角度講,主動(dòng)傳感器從超聲波雷達(dá)到毫米波雷達(dá),再到激光雷達(dá),工作頻率越來(lái)越 高,波長(zhǎng)越來(lái)越短;被動(dòng)傳感器攝像頭則工作在可見光(VIS,visible)及紅外線(IR,infrared) 范圍,紅外又分為近紅外(NIR,near-infrared)和中紅外(MIR,mid-infrared),中紅外就是 熟知的熱成像(thermal camera)。從覆蓋范圍和功能上,各類傳感器各有專長(zhǎng)。長(zhǎng)距毫米波雷達(dá)位于車頭,探測(cè)距離最遠(yuǎn),主要 用于自適應(yīng)巡航控制;激光雷達(dá)一般位于車頂前方,探測(cè)距離次之,主要用于車輛緊急制動(dòng)、 行人檢測(cè)和碰撞避免;攝像頭位于車身四周,探測(cè)距離更短一些,但是能覆蓋周圍 360°范圍, 前視攝像頭主要用于交通標(biāo)志識(shí)別和車道偏離報(bào)警,側(cè)視攝像頭主要用于車身兩側(cè)環(huán)視,后 視攝像頭主要用于停車輔助和車身后方環(huán)視;中短距毫米波雷達(dá)位于車頭和車尾,探測(cè)距離 比攝像頭稍短,前置主要用于倒車橫向車流預(yù)警,側(cè)后方主要用于盲點(diǎn)檢測(cè),后置主要用于 后方碰撞預(yù)警;覆蓋范圍最小的是超聲波雷達(dá),位于車頭和車尾,主要用于停車輔助;全球衛(wèi) 星導(dǎo)航系統(tǒng)位于車頂,主要用于車輛定位和導(dǎo)航。隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別逐步提升,功能逐漸豐富,傳感器用量及價(jià)值量也水漲船高。根據(jù) Deloitte 數(shù)據(jù): L1 級(jí)別具備主動(dòng)巡航控制(ACC)、車道偏離警告系統(tǒng)(LDWAS)功能; L2 級(jí)別增加了停車輔助(PA)、車道維持輔助(LKA)功能,需要 6 顆傳感器,包括 4 顆超 聲波雷達(dá)、1 顆毫米波雷達(dá)(長(zhǎng)距)、1 顆攝像頭; L3 級(jí)別增加了自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB)、駕駛員監(jiān)控(DM)、交通堵塞輔助(TJA)功能,需要 13 顆傳感器,包括 4 顆超聲波雷達(dá)、5 顆毫米波雷達(dá)(1 顆長(zhǎng)距+4 顆短距)、4 顆攝像頭; L4 級(jí)別增加了傳感器融合(Sensor Fusion)、高速自動(dòng)駕駛(AP Highway)功能,需要 29 顆傳感器,包括 10 顆超聲波雷達(dá)、8 顆毫米波雷達(dá)(2 顆長(zhǎng)距+6 顆短距)、8 顆攝像頭、1 顆 激光雷達(dá)等; L5 級(jí)別增加了隨時(shí)隨地自動(dòng)駕駛(AP Anywhere)功能,需要 32 顆傳感器,包括 10 顆超聲 波雷達(dá)、8 顆毫米波雷達(dá)(2 顆長(zhǎng)距+6 顆短距)、11 顆攝像頭、1 顆激光雷達(dá)等。因此,隨著汽車智能化程度及普及率提升,傳感器作為感知層的核心零部件,起到探測(cè)收集 周圍一手環(huán)境信息的重要作用,未來(lái)將扮演更加重要的角色。傳感器的重要性不僅僅體現(xiàn)在 數(shù)量上,而且體現(xiàn)在信息融合上,多種傳感器可以分別探測(cè)收集多種周圍環(huán)境、路況信息,從 而幫助決策層做出更加準(zhǔn)確與合理的判斷,而且在質(zhì)量上,對(duì)單個(gè)傳感器的性能要求也將不 斷提升,以求做出更為快速、準(zhǔn)確的信息采集和反饋,因此,我們認(rèn)為傳感器將深度受益汽車 智能化發(fā)展浪潮,在汽車智能化過程中大放異彩。(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關(guān)信息,請(qǐng)參閱報(bào)告原文。)精選報(bào)告來(lái)源:【未來(lái)智庫(kù)】?!告溄印?/strong>