一、半導(dǎo)體行業(yè)周期框架:三重周期的嵌套
2022年11月21日我們發(fā)布了報(bào)告《周期視角下半導(dǎo)體設(shè)計(jì)及設(shè)備、材料投資機(jī) 遇》,提出了基于產(chǎn)品、產(chǎn)能和庫(kù)存的三重周期嵌套的分析框架,用以分析半導(dǎo)體 行業(yè)的周期階段和發(fā)展趨勢(shì)。在供需的變化下,半導(dǎo)體行業(yè)呈現(xiàn)出周期性成長(zhǎng)的趨 勢(shì)。通過分析每一輪行業(yè)周期的驅(qū)動(dòng)因子,我們可以將行業(yè)周期拆解為三重基本周 期的嵌套:產(chǎn)品周期、產(chǎn)能周期、庫(kù)存周期: 產(chǎn)品周期代表了需求端的變化,主要與產(chǎn)品應(yīng)用的生命周期相關(guān); 產(chǎn)能周期代表了供給端的變化,主要與競(jìng)爭(zhēng)性投資、擴(kuò)產(chǎn)時(shí)滯等因素相關(guān); 庫(kù)存周期代表了供需關(guān)系的變化,主要與行業(yè)供需狀態(tài)、企業(yè)經(jīng)營(yíng)和競(jìng)爭(zhēng)策略、 信息不對(duì)稱、時(shí)滯以及Overbooking等因素相關(guān)。半導(dǎo)體行業(yè)的周期性變化與產(chǎn)品周期的變化直接相關(guān),行業(yè)增長(zhǎng)與下滑的背后, 是各類電子產(chǎn)品應(yīng)用的興衰更迭。從2010年以來(lái)的產(chǎn)品周期看,以智能手機(jī)為代表 的智能移動(dòng)終端產(chǎn)品的涌現(xiàn)和升級(jí),整體驅(qū)動(dòng)了半導(dǎo)體行業(yè)的持續(xù)擴(kuò)容。目前,智 能手機(jī)市場(chǎng)逐漸趨于飽和,新能源車、VR/AR以及AI等應(yīng)用則有望成為推動(dòng)半導(dǎo)體 行業(yè)增長(zhǎng)的全新驅(qū)動(dòng)力。半導(dǎo)體行業(yè)的周期性變化與資本支出/產(chǎn)能周期密切相關(guān),并且這種相關(guān)性在存 儲(chǔ)器市場(chǎng)表現(xiàn)地較為顯著:每一輪資本支出的低點(diǎn)之后,都尾隨著行業(yè)毛利率(行 業(yè)景氣指標(biāo)之一)的高點(diǎn)。其背后的原因在于:行業(yè)資本支出的大幅收縮,導(dǎo)致產(chǎn) 能增長(zhǎng)放緩,在需求穩(wěn)步擴(kuò)張的過程中,供需關(guān)系逐步趨緊,進(jìn)而轉(zhuǎn)向供不應(yīng)求, 再到剪刀差逐漸擴(kuò)大,在此階段,產(chǎn)品價(jià)格上升,毛利率提升,行業(yè)景氣上行。之 后,資本支出開始擴(kuò)張,產(chǎn)能增長(zhǎng)加速,供需關(guān)系逐漸趨于平衡,產(chǎn)品價(jià)格也趨于 穩(wěn)定,毛利率增長(zhǎng)放緩,行業(yè)景氣維持。隨著資本支出持續(xù)擴(kuò)張,行業(yè)供需關(guān)系逐 漸反轉(zhuǎn),市場(chǎng)開始出現(xiàn)供過于求,產(chǎn)品價(jià)格下降,毛利率下滑,行業(yè)景氣下行,并 再次驅(qū)動(dòng)資本支出收縮,如此循環(huán)往復(fù)。
半導(dǎo)體行業(yè)的周期性變化與庫(kù)存周期具備一定的相關(guān)性,其相關(guān)性在存儲(chǔ)器以 外的半導(dǎo)體市場(chǎng)表現(xiàn)地較為顯著。以數(shù)字芯片市場(chǎng)為例,理想的庫(kù)存周期變化過程: 實(shí)際訂單與預(yù)期訂單存在差距,進(jìn)而導(dǎo)致了庫(kù)存周期的變化。當(dāng)實(shí)際訂單大于預(yù)期 訂單,行業(yè)的庫(kù)存周轉(zhuǎn)天數(shù)下降,產(chǎn)能利用率提升,但資本支出/產(chǎn)能維持,毛利率、營(yíng)收增速提升,企業(yè)被動(dòng)去庫(kù)存。預(yù)期訂單上修,行業(yè)的庫(kù)存周轉(zhuǎn)天數(shù)逐步向正常 水平靠攏,產(chǎn)能利用率逐步趨于高位,資本支出擴(kuò)張,產(chǎn)能增長(zhǎng)加速,毛利率、營(yíng) 收增速持續(xù)提升,企業(yè)主動(dòng)補(bǔ)庫(kù)存。當(dāng)預(yù)期訂單超過實(shí)際訂單,行業(yè)的庫(kù)存周轉(zhuǎn)天 數(shù)上升,產(chǎn)能利用率開始松動(dòng)并下降,資本支出收縮,產(chǎn)能增長(zhǎng)放緩,毛利率下滑, 營(yíng)收增速放緩,企業(yè)被動(dòng)補(bǔ)庫(kù)存。預(yù)期訂單下修,行業(yè)的庫(kù)存周轉(zhuǎn)天數(shù)回落,產(chǎn)能 利用率下降,資本支出收縮,產(chǎn)能增長(zhǎng)放緩,毛利率下滑,營(yíng)收增速放緩,企業(yè)主 動(dòng)去庫(kù)存。直至實(shí)際訂單再次大于預(yù)期訂單,如此循環(huán)往復(fù)。從庫(kù)存周期的變化來(lái) 看,一般行業(yè)庫(kù)存周轉(zhuǎn)天數(shù)觸底之后,行業(yè)景氣度即將開始上行,而庫(kù)存周轉(zhuǎn)天數(shù) 上升到一定水平之后,需警惕行業(yè)景氣度反轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的周期變化,當(dāng)時(shí)我們推演出三條結(jié)論,即2023年: (1)滲透+復(fù)蘇,23年中半導(dǎo)體需求有望回升;(2)產(chǎn)能趨于寬松,設(shè)計(jì)板塊成本壓力有望緩解; (3)庫(kù)存調(diào)整持續(xù),行業(yè)庫(kù)存逐步恢復(fù)健康水平; 近期通過對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)品、產(chǎn)能和庫(kù)存周期的跟蹤、驗(yàn)證,我們觀察到23年 行業(yè)需求復(fù)蘇的信號(hào)持續(xù)明朗、晶圓代工產(chǎn)能利用率逐漸松動(dòng)、庫(kù)存水位也逐步下 降,行業(yè)的周期變化基本按照當(dāng)時(shí)我們的判斷向前發(fā)展。 在當(dāng)前時(shí)點(diǎn),半導(dǎo)體行業(yè)的產(chǎn)品、產(chǎn)能和庫(kù)存周期的發(fā)展?fàn)顟B(tài)已經(jīng)有較為明顯 的景氣好轉(zhuǎn)特征,為行業(yè)周期的發(fā)展趨勢(shì)帶來(lái)了積極的影響,因此,作為半導(dǎo)體景 氣觀察系列的更新篇,本文主要針對(duì)三重周期的變化狀態(tài)、發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)行業(yè)未 來(lái)的積極影響進(jìn)行分析。
二、周期底部信號(hào)明確,行業(yè)復(fù)蘇在即
(一) 產(chǎn)品周期:終端需求 23Q1 觸底,復(fù)蘇信號(hào)初顯端倪2021年Q3以來(lái),半導(dǎo)體的終端應(yīng)用需求出現(xiàn)分化,消費(fèi)電子產(chǎn)品需求持續(xù)弱化, 智能手機(jī)、PC、平板電腦等消費(fèi)電子市場(chǎng)的銷量增速進(jìn)一步下滑,2022年Q4,其 銷量增速均處于歷史底部位置。
2023年Q1,終端需求觸底復(fù)蘇的信號(hào)初顯端倪。從智能手機(jī)市場(chǎng)來(lái)看,根據(jù) CINNO Research的數(shù)據(jù),2023年1月中國(guó)大陸市場(chǎng)智能手機(jī)銷量約2766萬(wàn)臺(tái),同 比下降10.4%,同比降幅收窄,環(huán)比上升44.6%。同時(shí),Qorvo預(yù)計(jì)中國(guó)安卓機(jī)市場(chǎng) 2022年Q4是低點(diǎn),向上拐點(diǎn)在2023年Q1后,手機(jī)需求將在2023年H2明顯改善;高 通預(yù)計(jì)2023年H1客戶將繼續(xù)減少庫(kù)存,需求在2023年H2明顯改善。PC方面,海外大廠預(yù)計(jì)2023年行業(yè)呈現(xiàn)弱復(fù)蘇態(tài)勢(shì)。AMD表示2022年Q4行業(yè) 陸續(xù)去庫(kù)存,渠道庫(kù)存已有所縮減,2023年Q1行業(yè)去庫(kù)存持續(xù),而自身PC業(yè)務(wù)營(yíng) 收底部在2023年Q1,預(yù)計(jì)2023年P(guān)C行業(yè)將復(fù)蘇;Intel于2022年Q3指引PC在2023 年出貨2.7-2.95億臺(tái),長(zhǎng)期來(lái)看,PC全球需求維持在3億臺(tái)左右。在TV市場(chǎng),根據(jù)Omdia的數(shù)據(jù),其預(yù)計(jì)2023年Q2液晶電視面板訂單有望實(shí)現(xiàn) 同比增長(zhǎng)19%的強(qiáng)勁反彈,同時(shí),50英寸及更大尺寸的屏幕訂單將達(dá)到1.614億臺(tái)或 同比增長(zhǎng)8%,市場(chǎng)有望恢復(fù)至2020年購(gòu)買量的峰值水平,即比歷史四年平均水平高 出3%,2023年面板需求可能同比2022年創(chuàng)下的14年歷史新低激增22%。此外,根據(jù)集微網(wǎng)的報(bào)道,3月初以來(lái)主流市場(chǎng)的HD畫質(zhì)TDDI芯片報(bào)價(jià)已上漲 一成,主因在于產(chǎn)能供應(yīng)不足,該產(chǎn)品供不應(yīng)求有望延續(xù)至4月,5月產(chǎn)能供應(yīng)恢復(fù) 正常后價(jià)格有望隨之恢復(fù),反映出部分細(xì)分市場(chǎng)的芯片供需關(guān)系從供過于求到供需 平衡過程中的積極變化。(二) 產(chǎn)能周期:產(chǎn)能利用率 23Q1 見底,制造成本有望回落晶圓產(chǎn)線產(chǎn)能利用率持續(xù)走低。經(jīng)歷了下游需求持續(xù)分化和產(chǎn)業(yè)鏈庫(kù)存調(diào)整, 晶圓產(chǎn)線的產(chǎn)能利用率自2022年H2以來(lái)持續(xù)走低。根據(jù)各產(chǎn)線業(yè)績(jī)說(shuō)明會(huì)數(shù)據(jù), 2022年Q4,中芯國(guó)際、聯(lián)電、華虹半導(dǎo)體的產(chǎn)能利用率分別環(huán)比下滑13pct、10pct、 8pct。2023年Q1,疊加行業(yè)淡季影響,晶圓代工產(chǎn)線產(chǎn)能利用率繼續(xù)走低,根據(jù)聯(lián) 電法說(shuō)會(huì)的數(shù)據(jù),其預(yù)計(jì)23年Q1產(chǎn)能利用率將進(jìn)一步降至70%左右。

芯片制造成本有望回落。產(chǎn)線產(chǎn)能利用率的松動(dòng)和空置產(chǎn)能的增加,有望迫使 部分晶圓產(chǎn)線采取以價(jià)換量策略,或者促進(jìn)設(shè)計(jì)客戶在獲取產(chǎn)能過程中議價(jià)能力的 提升,表現(xiàn)為晶圓制造價(jià)格的回落,從而改善設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的成本壓力和盈利能力。根 據(jù)Sigmaintell的數(shù)據(jù),2023年,其預(yù)計(jì)8英寸晶圓及12英寸55nm以上制程晶圓代工 行業(yè)價(jià)格將有望同比下降約15%-17%,12英寸40nm及以下制程晶圓代工行業(yè)價(jià)格 同比有望下降約5%-12%,晶圓代工整體行業(yè)價(jià)格同比下降約10%-15%。整體而言,2023年H2晶圓產(chǎn)線產(chǎn)能利用率有望逐步修復(fù)。在晶圓產(chǎn)線降價(jià)和未 來(lái)需求復(fù)蘇的驅(qū)動(dòng)下,2023年Q2及H2,晶圓產(chǎn)線的產(chǎn)能利用率有望逐步修復(fù)。根 據(jù)Digitimes的數(shù)據(jù),臺(tái)積電7/5/3nm產(chǎn)線產(chǎn)能利用率在2023年Q2有望恢復(fù)。根據(jù) Sigmaintell的數(shù)據(jù),全球主要晶圓產(chǎn)線的產(chǎn)能利用率在2023年H2有望溫和修復(fù)。值 得一提的是,考慮到2023年晶圓制造整體的供需關(guān)系,即使2023年Q2客戶下單量 有所恢復(fù)、進(jìn)而導(dǎo)致晶圓產(chǎn)線產(chǎn)能利用率修復(fù),晶圓制造的價(jià)格在2023年依然是處 于下行周期,對(duì)設(shè)計(jì)公司的成本端壓力的改善有望持續(xù)全年。(三) 庫(kù)存周期:庫(kù)存拐點(diǎn)已現(xiàn),23H2 有望恢復(fù)健康水平2022年Q3行業(yè)庫(kù)存的達(dá)到高點(diǎn),隨著需求的持續(xù)分化、特別是消費(fèi)電子需求的 持續(xù)弱化,彼時(shí)以英特爾、英偉達(dá)、美光、思佳訊、Qorvo等為代表的半導(dǎo)體公司或 其客戶均已開始主動(dòng)去庫(kù)存,此后,伴隨著主動(dòng)去庫(kù)存的持續(xù),半導(dǎo)體行業(yè)的庫(kù)存 水平已出現(xiàn)回落信號(hào)。23年Q1,庫(kù)存水平持續(xù)回落的趨勢(shì)越來(lái)越明確,因?yàn)樾袠I(yè)主動(dòng)去庫(kù)存的廣度和 力度均在擴(kuò)張,主要表現(xiàn)包括:目前存儲(chǔ)芯片、邏輯芯片、射頻芯片、模擬芯片、 晶圓代工等細(xì)分行業(yè)陸續(xù)進(jìn)入主動(dòng)庫(kù)存去化階段;以DRAM、CIS等為代表的芯片價(jià) 格持續(xù)下降;美光、海力士、臺(tái)積電、聯(lián)電等行業(yè)龍頭公司均縮減了23年的資本支 出;以及行業(yè)的Book to Bill在22年連續(xù)六個(gè)季度走低。臺(tái)積電在22年Q4法說(shuō)會(huì)上也 預(yù)期行業(yè)庫(kù)存在23年H1將快速減少。根據(jù)ECIA的數(shù)據(jù),2023年1月行業(yè)撤單情況依 舊正在進(jìn)行(但撤單幅度已有所收斂),2023年2月DRAM、NAND、模擬和無(wú)線芯 片市場(chǎng)的庫(kù)存水平逐漸下降。

在當(dāng)前時(shí)點(diǎn)展望23年的庫(kù)存周期,經(jīng)歷了至少三個(gè)季度的庫(kù)存去化,我們預(yù)計(jì) 23年年中行業(yè)庫(kù)存有望恢復(fù)健康水平,伴隨23年H2旺季來(lái)臨,屆時(shí)行業(yè)有望開啟補(bǔ) 庫(kù)存需求。根據(jù)臺(tái)積電的指引,預(yù)計(jì)行業(yè)庫(kù)存將持續(xù)調(diào)整至23年H1,并恢復(fù)到健康 水平,23年H2行業(yè)有望進(jìn)入復(fù)蘇階段。
三、設(shè)計(jì):至暗已過,靜候黎明
(一) 設(shè)計(jì)復(fù)蘇趨勢(shì)明確,重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)品滲透和 AI 成長(zhǎng)機(jī)遇設(shè)計(jì)板塊迎來(lái)基本面拐點(diǎn),Q1后向上趨勢(shì)明確。經(jīng)過上文的分析可知,目前, 半導(dǎo)體行業(yè)的周期趨勢(shì)正呈現(xiàn)出積極的變化:產(chǎn)品周期方面,在復(fù)蘇和滲透邏輯的 驅(qū)動(dòng)下,23年行業(yè)補(bǔ)庫(kù)存需求和行業(yè)更廣泛需求的弱復(fù)蘇,以及行業(yè)新品滲透和國(guó) 產(chǎn)替代,也將為行業(yè)貢獻(xiàn)可觀的需求增量;同時(shí)伴隨著產(chǎn)能周期維度上,產(chǎn)能利用 率的松動(dòng)和制程成本的回落持續(xù)改善設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的成本壓力、修復(fù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的盈利能 力;同時(shí),庫(kù)存亦逐漸向健康水位恢復(fù);因此,從2023年Q1三重周期的表現(xiàn)來(lái)看, 半導(dǎo)體特別是設(shè)計(jì)板塊的周期底部特征明顯,Q1大概率是板塊基本面拐點(diǎn),未來(lái), 隨著產(chǎn)品需求的復(fù)蘇、成本的改善以及庫(kù)存的去化,設(shè)計(jì)板塊復(fù)蘇和基本面向上的 趨勢(shì)明確。基本面趨勢(shì)向上,重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)品滲透和AI成長(zhǎng)機(jī)遇。在板塊基本面趨勢(shì)向上的 背景下,具備產(chǎn)品滲透率提升邏輯的領(lǐng)域?qū)⒕邆涓鼮榭捎^的增長(zhǎng)彈性。首先是具備 新品拓展能力的細(xì)分賽道或公司,以DDR5升級(jí)、L-PAMiD創(chuàng)新為代表的領(lǐng)域,受益 于產(chǎn)品創(chuàng)新和市場(chǎng)滲透,其新品的起量速度和幅度均遠(yuǎn)超行業(yè)需求復(fù)蘇的平均水平, 因此,其基本面向上趨勢(shì)有望加速;其次,具備國(guó)產(chǎn)替代能力的細(xì)分賽道和公司, 也將獲得更顯著的增長(zhǎng)水平,以設(shè)備、材料環(huán)節(jié)為代表的領(lǐng)域,其當(dāng)前的國(guó)產(chǎn)化率 大多依舊處于小雙位數(shù)的水平,在自主可控趨勢(shì)加速的推動(dòng)下,本土設(shè)備、材料公 司依托自身的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力、廣闊的份額增長(zhǎng)空間和品類擴(kuò)張能力,有望加速提升相 關(guān)環(huán)節(jié)的國(guó)產(chǎn)替代份額,成長(zhǎng)速度和空間均十分顯著,并有望平穩(wěn)穿越周期。同時(shí),AIGC創(chuàng)新浪潮的成長(zhǎng)主線打開板塊中長(zhǎng)期成長(zhǎng)空間,以AI服務(wù)器為代表 的細(xì)分賽道或公司,AIGC的發(fā)展趨勢(shì)有望帶動(dòng)行業(yè)規(guī)模實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),GPU、NVlink + NVSwitch、HBM、光芯片、高速接口芯片、多相電源供電方案等配套產(chǎn) 業(yè)鏈均將充分受益于AI服務(wù)器的需求擴(kuò)容,同時(shí),AIGC還有望賦能安防/智能音箱 /MR等多個(gè)領(lǐng)域,相關(guān)行業(yè)的中長(zhǎng)期成長(zhǎng)空間有望進(jìn)一步打開,對(duì)板塊的長(zhǎng)期業(yè)績(jī) 和估值均有顯著的提升效應(yīng)。(二) AI 的“iphone 時(shí)刻”:創(chuàng)新賦能千行百業(yè),未來(lái)增量空間廣闊1. 模型訓(xùn)練&推理算力需求測(cè)算AIGC大模型的訓(xùn)練和推理需要大量的高性能計(jì)算 (HPC)算力支持,在此我 們分別對(duì)AI大模型在訓(xùn)練階段和推理階段的算力需求進(jìn)行測(cè)算:(1) AI大模型在訓(xùn)練階段算力需求測(cè)算我們以參考NVIDIA發(fā)表的文章《Efficient Large-Scale Language Model Training on GPU Clusters Using Megatron-LM》中對(duì)不同參數(shù)GPT模型算力需求的 計(jì)算方法及NVIDIA A100在模型訓(xùn)練過程的參數(shù),對(duì)以GPT-3.5 175B為代表的大模 型的訓(xùn)練算力需求進(jìn)行測(cè)算,測(cè)算主要基于以下關(guān)鍵假設(shè):(1)考慮到大模型訓(xùn)練 的時(shí)間要求,假設(shè)模型單次訓(xùn)練時(shí)間為30天,即每年可進(jìn)行約12次訓(xùn)練;(2)訓(xùn) 練階段每個(gè)A100吞吐效率為48%。此外,我們假設(shè)每臺(tái)AI服務(wù)器均配有8張A100。 由此測(cè)算,單個(gè)GPT-3.5 175B參數(shù)量AI大模型訓(xùn)練而新增的NVIDIA A100需求空間 為1080個(gè),新增的AI服務(wù)器需求為135臺(tái)。
考慮到各大互聯(lián)網(wǎng)巨頭正在/計(jì)劃訓(xùn)練的模型參數(shù)量仍在持續(xù)增加,未來(lái)模型訓(xùn) 練參數(shù)量可能達(dá)到萬(wàn)億級(jí)別;同時(shí)越來(lái)越多的互聯(lián)網(wǎng)公司加入大模型訓(xùn)練的陣營(yíng); 我們基于以下關(guān)鍵假設(shè),對(duì)用于大模型訓(xùn)練的NVIDIA A100、AI服務(wù)器的需求做關(guān) 于模型參數(shù)、模型訓(xùn)練個(gè)數(shù)的敏感型分析。(1)假設(shè)模型單次訓(xùn)練時(shí)間為30天;(2) 假設(shè)訓(xùn)練階段每個(gè)A100吞吐效率為48~52%。 我們預(yù)計(jì)中短期內(nèi),大模型參數(shù)量有望達(dá)到1T;全球訓(xùn)練的AI大模型的數(shù)量在 100個(gè)以內(nèi)。(2) AI大模型在推理階段算力需求測(cè)算ChatGPT活躍用戶數(shù)量迅速增加、BING搜索引擎開始接入ChatGPT、百度發(fā) 布文心一言并啟動(dòng)內(nèi)測(cè),以GPT為代表的大語(yǔ)言AI模型在文字推理/生成領(lǐng)域的應(yīng)用 加速落地;此外,基于GPT的midjourney展現(xiàn)出較強(qiáng)的圖片創(chuàng)作能力,Adobe也發(fā) 布了可生成圖片、視頻、聲音等內(nèi)容的模型Firefly,AI模型在多媒體領(lǐng)域的推理/生 成應(yīng)用也在快速發(fā)展。考慮到AI模型在文字生成領(lǐng)域應(yīng)用落地進(jìn)展較快,我們對(duì)這 一部分的推理算力需求進(jìn)行測(cè)算,基于以下關(guān)鍵假設(shè): (a)參考谷歌月均搜索次數(shù),假設(shè)一個(gè)谷歌級(jí)應(yīng)用每日的搜索次數(shù)為30億次;并假 設(shè)30億次問答在每日24小時(shí)中均勻分布; (b)假設(shè)單次問答總字?jǐn)?shù)為1850字。 由此測(cè)算,單個(gè)應(yīng)用GPT-3.5 175B模型的谷歌級(jí)文字推理應(yīng)用新增的NVIDIA A100 需求空間為72萬(wàn)個(gè),新增的AI服務(wù)器需求為9萬(wàn)臺(tái)。2. AI服務(wù)器需求提升,推動(dòng)相關(guān)硬件產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)根據(jù)節(jié)第一部分對(duì)模型訓(xùn)練&推理算力需求測(cè)算,以14萬(wàn)臺(tái)為基數(shù)測(cè)算訓(xùn)練、 推理側(cè)AI服務(wù)器需求對(duì)服務(wù)器出貨量的拉動(dòng)。100個(gè)175B訓(xùn)練模型對(duì)AI服務(wù)器出貨 量的拉動(dòng)為9.6%,10個(gè)使用GPT-3.5 175B模型的谷歌級(jí)推理應(yīng)用對(duì)全球AI服務(wù)器出 貨量的拉動(dòng)為643%。

在算力需求激增的背景下, AI服務(wù)器的市場(chǎng)空間將會(huì)被大力拉動(dòng),同時(shí)AI服務(wù) 器內(nèi)部的算力芯片(GPU等)、存儲(chǔ)芯片(DRAM、NAND、HBM等)、連接產(chǎn)品 (光模塊、以太網(wǎng)PHY、PCIe retimer、PCB等)以及其他相關(guān)產(chǎn)品(如多相電源) 的市場(chǎng)規(guī)模都有望迎來(lái)顯著的提升。(1)服務(wù)器整機(jī):AIGC點(diǎn)燃數(shù)據(jù)中心算力需求,AI服務(wù)器空間廣闊AI服務(wù)器的核心為GPGPU/ASIC,單價(jià)較普通服務(wù)器大幅提升。AI服務(wù)器與通 用服務(wù)器不同,除了2顆CPU外,一般還要配備4/8顆GPGPU以及一系列的相關(guān)配套 芯片。以英偉達(dá)DGX A100為例,其包含了8顆A100 GPU、2個(gè)64核AMD Rome CPU、 2TB RAM、30 TB Gen4 NVME SSD、6個(gè)NVIDIA NVSwitch以及10個(gè)NVIDIA Connext-7 200Gb/s網(wǎng)卡。從價(jià)值量層面來(lái)看,通用服務(wù)器價(jià)格一般為幾千美金/臺(tái), 而主流AI服務(wù)器價(jià)格多在10-15萬(wàn)美金/臺(tái)。AIGC大幅提升HPC算力需求,推動(dòng)AI服務(wù)器增長(zhǎng)。AIGC大模型的訓(xùn)練和推理 需要大量的高性能計(jì)算(HPC)算力支持,對(duì)AI服務(wù)器需求提升。據(jù)Trendforce數(shù) 據(jù),預(yù)估2022年搭載GPGPU的AI服務(wù)器年出貨量占整體服務(wù)器比重近1%,即約14 萬(wàn)臺(tái)。預(yù)計(jì)2023年出貨量年成長(zhǎng)可達(dá)8%,2022~2026年CAGR達(dá)10.8%。(2)算力芯片:AI服務(wù)器硬件成本的主要構(gòu)成,海內(nèi)外大廠積極布局算力芯片是AI服務(wù)器中處理訓(xùn)練與推理的核心。在模型訓(xùn)練和推理的過程中需 要大量的計(jì)算,其本質(zhì)是在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層中將大矩陣輸入數(shù)據(jù)和權(quán)重相乘,因此主要 的計(jì)算方式為矩陣計(jì)算。在矩陣計(jì)算中,每個(gè)計(jì)算都是獨(dú)立于其他計(jì)算的,因此可 以通過并行計(jì)算的方法,而GPU相比于CPU擁有更多獨(dú)立核心,因此深度學(xué)習(xí)和神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在GPU的加持下,采用高度并行的方式進(jìn)行計(jì)算,可更高效地完成計(jì)算 任務(wù)。根據(jù)IDC數(shù)據(jù),AI服務(wù)器硬件成本的主要構(gòu)成為GPGPU,占比可高達(dá)70%。 以英偉達(dá)A100 Tensor Core GPGPU為例,其架構(gòu)中中包括以下單元:每個(gè) GPU有7個(gè)GPC,每個(gè)GPC有7個(gè)或8個(gè)TPC ,每個(gè)TPC有2個(gè)SM,每個(gè)GPC最多 16個(gè)SM,總共108個(gè)SM。由多個(gè)小核心組成的SM是運(yùn)算和調(diào)度的基本單元,是GPU 中處理運(yùn)算功能的核心。其中,每個(gè)SM有64個(gè)FP32 CUDA核,64個(gè)INT32 CUDA 核,32個(gè)FP64 CUDA核,以及4個(gè)第三代Tensor Core。由于Tensor Core因?yàn)閷W?于矩陣運(yùn)算,其矩陣運(yùn)算能力顯著強(qiáng)于Cuda Core,可以加速處于深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)訓(xùn)練和推理速度,在維持超低精度損失的同時(shí)大幅加速推理吞吐效率,因此在模 型訓(xùn)練與推理的過程中,Tensor Core將是主要的計(jì)算內(nèi)核。

作為GPU行業(yè)龍頭,英偉達(dá)于2020年和2022年相繼推出針對(duì)AI、數(shù)據(jù)分析和 HPC應(yīng)用場(chǎng)景的兩款產(chǎn)品:A100和H100。與A100相比,H100的綜合技術(shù)創(chuàng)新可以 將大型語(yǔ)言模型的速度提高30倍,從而提供業(yè)界領(lǐng)先的對(duì)話式AI功能。具體到性能 參數(shù),同為SXM外形規(guī)格的H100/A100,半精度浮點(diǎn)算力(FP16 tensor core)分 別為989.4/1312TFLOPS,互連帶寬分別為900/600 GB/s。2023年GTC大會(huì)上,英 偉達(dá)針對(duì)ChatGPT等大型語(yǔ)言模型的大規(guī)模部署,推出了H100 NVL,其配備雙GPU NVlink,將兩張擁有94GB HBM3顯存的PCIe H100 GPU拼接在一起,可處理?yè)碛?1750億參數(shù)的GPT-3大模型。與適用于GPT-3的HGX A100相比,一臺(tái)搭載四對(duì) H100和雙NVlink的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器速度能快10倍,可以將大語(yǔ)言模型的處理成本降低 一個(gè)數(shù)量級(jí)。GPU峰值算力的測(cè)算公式為:峰值計(jì)算能力= GPU Core的運(yùn)行頻率*GPU SM 數(shù)量*單個(gè)SM對(duì)應(yīng)的特定數(shù)據(jù)類型的指令吞吐量*2 依據(jù)英偉達(dá)A100、H100白皮書中給到的參數(shù),A100 GPU Core的運(yùn)行頻率為: 1.41GHz;A100 GPU SM數(shù)量為108個(gè)。H100 SXM5 GPU Core的運(yùn)行頻率為: 1.83/1.98GHz;H100 GPU SM數(shù)量為132個(gè)。因此,峰值算力的變量主要集中在特 定數(shù)據(jù)類型的指令吞吐量上。 (a)Tensor Core加速后的FP16峰值算力: A100 FP16(Tensor Core加速)峰值算力=311,869G FLOPS≈312T FLOPS H100 FP16(Tensor Core加速)峰值算力:=989,429G FLOPS≈989.4T FLOPS (b)Cuda Core下的FP32峰值算力: A100 FP32(Cuda Core)峰值算力=19,491G FLOPS≈19.5T FLOPS H100 FP32(Cuda Core)峰值算力=66,908G FLOPS≈66.9T FLOPS通過參考英偉達(dá)A100/H100 GPU的性能參數(shù),該公式計(jì)算的結(jié)果與英偉達(dá)官方 披露的性能參數(shù)一致。由此可見,GPU峰值算力與主頻和硬件配置數(shù)量等參數(shù)相關(guān)。 本土AI芯片廠商積極追趕,國(guó)產(chǎn)替代之路雖遠(yuǎn)必達(dá)。從技術(shù)架構(gòu)來(lái)看,Al芯片 主要分為GPU、FPGA、ASIC三大類。其中,GPU是較為成熟的通用型人工智能芯 片,F(xiàn)PGA和ASIC則是針對(duì)人工智能需求特征的半定制和全定制芯片。國(guó)內(nèi)AI芯片 賽道的廠商中華為、阿里和寒武紀(jì)為ASIC技術(shù)架構(gòu),百度昆侖芯為FPGA技術(shù)架構(gòu), 海光信息、景嘉微、摩爾線程、沐曦、燧原科技、壁仞科技、天數(shù)智芯則采用GPU技術(shù)架構(gòu)。目前各家產(chǎn)品參數(shù)與英偉達(dá)A100/H100相比,仍有一定差距,但在英偉 達(dá)等高端AI芯片出口受限的背景下,國(guó)產(chǎn)AI芯片企業(yè)獲取了難得的發(fā)展機(jī)遇,隨著 本土下游AI需求的不斷拉動(dòng),國(guó)產(chǎn)替代之路雖遠(yuǎn)必達(dá)。(3)存儲(chǔ)芯片:HBM成高端GPU標(biāo)配,充分受益于AI服務(wù)器需求增長(zhǎng)HBM是目前高端GPU解決高帶寬主流方案,AIGC熱潮拉動(dòng)HBM需求增加。AI 服務(wù)器需要在短時(shí)間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù),包括模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)、模型參數(shù)、模型輸出等。 這些數(shù)據(jù)量通常都非常大,對(duì)高帶寬需求大幅提升。GPU主流存儲(chǔ)方案目前主要分 GDDR和HBM兩種方案。與GDDR方案相比,HBM方案由多個(gè)芯片垂直堆疊而成, 每個(gè)芯片上都有多個(gè)內(nèi)存通道,可以在很小的物理空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高容量和高帶寬的內(nèi) 存,有更多的帶寬和更少的物理接口,而物理接口越少,功耗越低。同時(shí)還具有低 延遲的特點(diǎn),但相對(duì)而言,成本更高。HBM方案目前已演進(jìn)為高性能計(jì)算領(lǐng)域擴(kuò)展 高帶寬的主流方案,并逐漸成為主流AI訓(xùn)練芯片的標(biāo)配。AIGC時(shí)代推動(dòng)HBM需求顯 著增加。HBM的需求增加不僅體現(xiàn)在單顆GPU需要配置的單個(gè)HBM的Die層數(shù)增加、 HBM個(gè)數(shù)增加,也體現(xiàn)在AIGC熱潮下,大模型訓(xùn)練需求提升拉動(dòng)對(duì)AI服務(wù)器和AI 芯片需求,HBM在2023年來(lái)需求明顯增加,價(jià)格也隨之提升。據(jù)Omdia數(shù)據(jù),預(yù)計(jì) 2025年HBM市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)25億美元。

HBM升級(jí)朝著不斷提高存儲(chǔ)容量、帶寬,減小功耗和封裝尺寸方向升級(jí),目前 已升級(jí)到HBM3。HBM方案最初由英偉達(dá)和AMD等半導(dǎo)體公司定義和推動(dòng),從最初 的1GB存儲(chǔ)容量和128GB/s帶寬的HBM1發(fā)展到目前的24GB存儲(chǔ)容量和819GB/s帶 寬。高速、高帶寬的HBM堆棧沒有以外部互連線的方式與計(jì)算芯片連接,而是通過 中間介質(zhì)層緊湊連接。以HBM2方案為例,相對(duì)于GDDR5,HBM2節(jié)省了94%的芯 片面積。從帶寬角度看,一個(gè)HBM2堆棧封裝的帶寬就是307Gbyte/s,遠(yuǎn)高于GDDR5 的帶寬。產(chǎn)業(yè)鏈積極推動(dòng)HBM發(fā)展。海力士、三星美光等廠商緊跟HBM趨勢(shì),已發(fā)布多 款產(chǎn)品。英偉達(dá)歷代主流訓(xùn)練GPU基本都配置HBM,如H100采用了6顆HBM3。2022 年11月英特爾發(fā)布全球首款服務(wù)器DDR5 CPU Sapphire Rapids with HBM版本,以 面向高性能計(jì)算。國(guó)內(nèi)廠商布局方面,如國(guó)芯科技表示公司正研究規(guī)劃合封HBM內(nèi) 存的2.5D的芯片封裝技術(shù)。深科技從事存儲(chǔ)芯片封測(cè)業(yè)務(wù),近年來(lái)不斷加強(qiáng)先進(jìn)封 裝技術(shù)研發(fā)。(4)連接產(chǎn)品:AI服務(wù)器迎來(lái)ChatGPT風(fēng)口,相關(guān)鏈接產(chǎn)品步入黃金時(shí)代光芯片:AIGC應(yīng)用驅(qū)動(dòng)400G/800G高速率光模塊在AI服務(wù)器中加速滲透,光芯 片產(chǎn)品量?jī)r(jià)齊升。規(guī)模層面,AIGC應(yīng)用需要強(qiáng)大算力作為支撐,光模塊是數(shù)據(jù)中心 內(nèi)部互連和數(shù)據(jù)中心相互連接的核心部件。根據(jù)LightCounting的數(shù)據(jù),2020年全球 光模塊市場(chǎng)規(guī)模為66.7億美元,預(yù)測(cè)2025年全球光模塊市場(chǎng)將達(dá)到113億美元,為 2020年的1.7倍,光芯片作為光模塊核心元件有望持續(xù)受益。價(jià)格層面,AIGC應(yīng)用 所需數(shù)據(jù)流量持續(xù)提升,交換機(jī)互聯(lián)速率逐步由100G向400G/800G升級(jí)。在對(duì)高速 傳輸需求不斷提升背景下,更高價(jià)值量的25G及以上高速率光芯片市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速。 根據(jù)Omdia預(yù)測(cè),2019年至2025年,25G以上速率光模塊所使用的光芯片占比逐漸 擴(kuò)大,市場(chǎng)空間將從13.56億美元增長(zhǎng)至43.40億美元,CAGR為21.40%。封裝方式 上,CPO是解決超高算力過載并提高能效的核心解決方案之一,據(jù)Light Counting 預(yù)計(jì),按照端口數(shù)量統(tǒng)計(jì),CPO的全球發(fā)貨量將從2023年的5萬(wàn)件逐步增長(zhǎng)到2027 年的450萬(wàn)件。NVlink:實(shí)現(xiàn)GPU間高速直聯(lián)。NVlink是一種GPU之間的直接互聯(lián),可擴(kuò)展 服務(wù)器內(nèi)的多GPU輸入/輸出。2016年,第一代NVlink搭載基于Pascal架構(gòu)的Nvidia GP100 GPU發(fā)布,其傳輸速率可達(dá)160GB/s;目前NVlink已迭代至第四代,第四代 NVIDIA NVlink總帶寬為900GB/s,是PCIe 5.0帶寬的7倍。一代NVlink共有4個(gè)鏈 路,單鏈路傳輸速率40GB/s;第二代、第三代、第四代NVlink分別有6、12、18個(gè) 鏈路,單鏈路傳輸速率均為50GB/s。NVlink不僅可實(shí)現(xiàn)NVIDIA GPU間互聯(lián),也可 以實(shí)現(xiàn)GPU與CPU之間的互聯(lián)(CPU需要支持NVlink協(xié)議,如IBM POWER9)。第一至第三代NVlink傳輸信號(hào)為NRZ調(diào)制的電信號(hào),第四代NVlink傳輸信號(hào)為 PAM4調(diào)制電信號(hào);在信號(hào)傳輸過程,由NVlink控制器+PHY構(gòu)成的組合實(shí)現(xiàn)信號(hào)的 收發(fā)控制,其中NVlink控制器按照功能又可分為三層:Physical Layer(PL)、Data link Layer(DL)、Transaction Layer(TL)。

NVSwitch:實(shí)現(xiàn)服務(wù)器內(nèi)更高帶寬、更低延遲、更多GPU間通信。NVIDIA在 2018 GTC大會(huì)發(fā)布了首款節(jié)點(diǎn)交換架構(gòu)——第一代NVSwitch,其上有18個(gè)NVlink 端口,在單服務(wù)器節(jié)點(diǎn)內(nèi)通過12個(gè)NVSwitch可以實(shí)現(xiàn)16個(gè)V100以NVlink能夠達(dá)到 的最高速度進(jìn)行多對(duì)多GPU通信;基于NVlink +NVSwitch實(shí)現(xiàn)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)內(nèi)16顆 V100互聯(lián)的一臺(tái)DGX-2與兩臺(tái)通過IB互聯(lián)的DGX-1(每臺(tái)內(nèi)有8個(gè)V100)相比,前 者AI運(yùn)算速度是后者的兩倍以上。目前NVSwitch已經(jīng)迭代到第三代,單芯片上共有 64個(gè)第四代NVlink端口,支持GPU間900GB/s的通信速度,這些通過NVlink Switch 互聯(lián)的GPU可用作單個(gè)高性能加速器,擁有高達(dá)15petaFLOPS的深度學(xué)習(xí)計(jì)算性能。CPU-DRAM間內(nèi)存接口芯片。內(nèi)存接口芯片是服務(wù)器內(nèi)存模組的核心邏輯器件,以提升內(nèi)存數(shù)據(jù)訪問的速度穩(wěn)定性,滿足服務(wù)器CPU對(duì)內(nèi)存模組日益增長(zhǎng)的高性能 及大容量需求。目前行業(yè)正從DDR4升級(jí)至DDR5。據(jù)JEDEC定義,DDR5時(shí)代,RCD 和DB需支撐的傳輸速率從3200MT/s提升至DDR5第一子代的4800MT/s,且子代還 在繼續(xù)升級(jí)中。此外,DDR5世代還需配置1顆SPD、1顆PMIC和2顆TS等配套芯片, 行業(yè)迎來(lái)量?jī)r(jià)齊升。 CPU-GPU互聯(lián)芯片。在AI服務(wù)器中CPU和GPU互聯(lián)通常使用PCIe聯(lián)接。PCIe Retimer芯片是適用于PCIe 高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的超高速時(shí)序整合芯片,主要解決數(shù) 據(jù)中心數(shù)據(jù)高速、遠(yuǎn)距離傳輸時(shí),信號(hào)時(shí)序不齊、損耗大、完整性差等問題,還可 靈活地切換PCIe 或CXL模式,多應(yīng)用于NVMe SSD、AI 服務(wù)器、Riser卡等典型應(yīng) 用場(chǎng)景。參考TI官網(wǎng)產(chǎn)品價(jià)格,單顆PCIe 4.0 Retimer約25美金。PCIe還需要承擔(dān) GPU與網(wǎng)卡、NVMe(存儲(chǔ))數(shù)據(jù)傳輸,因此會(huì)使用PCIe Switch聯(lián)接CPU、GPU、 網(wǎng)卡和NVMe(存儲(chǔ)),形成淺層且平衡的PCIe樹型拓?fù)?,可?shí)現(xiàn)從網(wǎng)卡和NVMe 進(jìn)出GPU的快速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸;若單臺(tái)服務(wù)器使用4顆PCIe Switch芯片,參考TI官網(wǎng) 產(chǎn)品價(jià)格,單臺(tái)服務(wù)器PCIe Swicth價(jià)值量約3美元。PCB:AI服務(wù)器高算力需求爆發(fā),推動(dòng)PCB單機(jī)價(jià)值量提升。PCB起中繼傳輸?shù)?作用,是電子元器件的支撐體,服務(wù)器PCB板上通常集成CPU、內(nèi)存、硬盤、電源、 網(wǎng)卡等硬件,AI服務(wù)器在以上硬件上有不同程度的增加或升級(jí),同時(shí)AI服務(wù)器增配4 至8顆GPGPU形成GPU模組,帶來(lái)PCB板單機(jī)價(jià)值量提升。具體而言,AI服務(wù)器PCB 板價(jià)值量提升主要來(lái)自三方面:(1)PCB板面積增加。AI服務(wù)器中除了搭載CPU 的主板外,每顆GPU需要分別封裝在GPU模塊板,并集成到一塊主板上,相比傳統(tǒng) 服務(wù)器僅使用一塊主板,PCB面積大幅增加。(2)PCB板層數(shù)增加。AI服務(wù)器相對(duì) 于傳統(tǒng)服務(wù)器具有高傳輸速率、高內(nèi)存帶寬、硬件架構(gòu)復(fù)雜等特征,需要更復(fù)雜的 走線,因而需要增加PCB層數(shù)以加強(qiáng)阻抗控制等性能。(3)PCB用CCL材料標(biāo)準(zhǔn)更 高。AI服務(wù)器用PCB需要更高的傳輸速率、更高散熱需求、更低損耗等特性,其核 心材料CCL需要具備高速高頻低損耗等特質(zhì),CCL材料等級(jí)需要提升,材料的配方 以及制作工藝復(fù)雜度攀升,推動(dòng)價(jià)值量提升。

(5)其他產(chǎn)品:ChatGPT拉動(dòng)AI服務(wù)器需求提升,多相電源供電方案增量顯著多相電源產(chǎn)品在AI服務(wù)器中單機(jī)價(jià)值增量顯著,GPU算力升級(jí)進(jìn)一步推動(dòng)量 價(jià)齊升。AI服務(wù)器與通用服務(wù)器主要區(qū)別在于AI服務(wù)器配備4/8顆GPGPU,以滿足 高性能計(jì)算需求。多相控制器+DrMOS組成的多相電源解決方案是GPU的主流供電 形式。我們對(duì)8卡AI服務(wù)器的多相電源解決方案產(chǎn)品新增需求進(jìn)行測(cè)算,參考NVIDIA V100的多相電源配置,A100至少需要16相電源解決方案(1顆多相控制器+16顆大 電流DrMOS的配置),則該AI服務(wù)器相較于普通服務(wù)器增加了8顆多相控制器、128 顆大電流DrMOS需求,參考TI官網(wǎng)產(chǎn)品價(jià)格,兩種產(chǎn)品價(jià)格分別約為7.7美元、2.0 美元,則AI服務(wù)器單機(jī)新增多相電源產(chǎn)品價(jià)值量約為318美元;根據(jù)MPS數(shù)據(jù),單 臺(tái)普通服務(wù)器CPU主板電源解決方案(包含多相控制器+DrMOS+POL+EFuse等產(chǎn) 品)合計(jì)價(jià)值量約80美元;因此AI服務(wù)器單機(jī)多相電源產(chǎn)品價(jià)值量相較于普通服務(wù) 器有數(shù)倍提升。英偉達(dá)在2023年GTC大會(huì)發(fā)布了應(yīng)用于大型語(yǔ)言模型部署的 H100NVL新產(chǎn)品,具備更高算力的H100 GPU為更大規(guī)模的AI模型訓(xùn)練提供更強(qiáng)大 的算力支持,H100 SXM產(chǎn)品最大熱設(shè)計(jì)功率為700W,遠(yuǎn)高于前代次產(chǎn)品A100的 300W~400W。高算力GPU產(chǎn)品功率的提升對(duì)DrMOS的數(shù)量、性能帶來(lái)了更高需求, 服務(wù)器領(lǐng)域多相電源產(chǎn)品市場(chǎng)空間也將充分受益于服務(wù)器GPU的迭代和性能升級(jí)。3. ChatGPT浪潮之巔,AIGC賦能千行百業(yè)內(nèi)容生產(chǎn)進(jìn)入AIGC時(shí)代,跨模態(tài)成為增長(zhǎng)點(diǎn)。內(nèi)容生產(chǎn)已經(jīng)從專業(yè)化的PGC 到用戶生產(chǎn)的UGC,現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入AIGC時(shí)代。AIGC不僅意味著AI的角色開始從觀 察、預(yù)測(cè)拓展為生成、決策,也意味著AIGC作為一種賦能技術(shù),借助其大模型的跨 模態(tài)綜合能力和內(nèi)容生產(chǎn)力,將廣泛服務(wù)于各類終端行業(yè)。AIGC賦能千行百業(yè),未來(lái)需求樂觀可期。AIGC作為一種賦能型技術(shù),能在很 多行業(yè)內(nèi)找到應(yīng)用場(chǎng)景的結(jié)合點(diǎn)。這臺(tái)“21世紀(jì)的珍妮紡紗機(jī)”基于其強(qiáng)大的內(nèi)容 生產(chǎn)能力,將重塑幾乎所有行業(yè),帶領(lǐng)行業(yè)進(jìn)入新時(shí)代。目前在繪畫、視頻制作、 音樂、寫作、編程等眾多內(nèi)容生產(chǎn)行業(yè)中都有顯著的業(yè)務(wù)需求,在游戲、傳媒、電 商、娛樂、教育、金融、醫(yī)療、藥研、工業(yè)等多個(gè)行業(yè)中都有望塑造更多應(yīng)用場(chǎng)景。大語(yǔ)言模型朝著多模態(tài)方向發(fā)展,多應(yīng)用場(chǎng)景均開始布局。GPT4.0轉(zhuǎn)向多模態(tài), 新增了圖像輸入,能同時(shí)進(jìn)行文本和視覺處理的多模態(tài)大模型已是技術(shù)變革方向。 與此同時(shí),當(dāng)前海內(nèi)外大廠紛紛在更多文字生成、社交娛樂、音視頻、辦公等領(lǐng)域 布局或引入大語(yǔ)言模型的發(fā)展,并朝著多模態(tài)方向發(fā)展。

AIGC驅(qū)動(dòng)安防智能化升級(jí),市場(chǎng)潛力逐漸顯現(xiàn)。AIGC作為新型的內(nèi)容生產(chǎn)基 礎(chǔ)設(shè)施對(duì)既有的內(nèi)容生成模式可產(chǎn)生革命式影響,一方面其已在辦公、影視、繪畫 等內(nèi)容需求豐富的行業(yè)取得顯著發(fā)展,另一方面原本已和AI結(jié)合的安防、制造等行 業(yè)也正在AIGC大潮下朝著更加智能化的方向發(fā)展,市場(chǎng)潛力逐漸顯現(xiàn)。AIGC有望與安防緊密結(jié)合,驅(qū)動(dòng)泛安防產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)。ChatGPT和AIGC技 術(shù)的應(yīng)用,可以幫助安防產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)處理和管理,大幅提升安防系統(tǒng)的 反應(yīng)速度和處理能力,實(shí)現(xiàn)一定程度降本增效,推動(dòng)智慧安防乃至智能物聯(lián)網(wǎng)行業(yè) 發(fā)展。近幾年,傳統(tǒng)安防已通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、AI等技術(shù)升級(jí)為智慧安防。據(jù)IDC 數(shù)據(jù),視頻監(jiān)控、人臉識(shí)別、智能攝像頭等泛安防是中國(guó)近年來(lái)已部署和計(jì)劃部署 的重點(diǎn)AI領(lǐng)域,也是AI最先商業(yè)化的領(lǐng)域之一。隨著AIGC時(shí)代的來(lái)臨,智慧安防可 進(jìn)一步升級(jí)。具體而言,ChatGPT可以通過分析和處理大量語(yǔ)音、文本和圖像數(shù)據(jù), 幫助識(shí)別并分類人、車輛、動(dòng)物等不同對(duì)象,幫助安全系統(tǒng)快速識(shí)別異常事件,以 及實(shí)現(xiàn)更精細(xì)化的數(shù)據(jù)分析和挖掘,進(jìn)一步提升預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率等。同時(shí),ChatGPT的 應(yīng)用還將促進(jìn)安防與其他相關(guān)領(lǐng)域合作,以谷歌和微軟等廠商致力于利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行機(jī)器人控制為例,將視覺數(shù)據(jù)以及大型語(yǔ)言模型結(jié)合起來(lái),也可推動(dòng)安防機(jī)器 人的發(fā)展。ChatGPT和AIGC技術(shù)的應(yīng)用,可以幫助安防產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)處理 和管理,從而大幅提升安防系統(tǒng)的反應(yīng)速度和處理能力,有望實(shí)現(xiàn)一定程度降本增 效,大力推動(dòng)智慧安防乃至智能物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展。從聽覺領(lǐng)域來(lái)看,智能音箱是家庭場(chǎng)景交互中心與IoT控制中心,AIGC符合智 能音箱用戶個(gè)性化交互需求,在家庭內(nèi)部家庭教育、電器控制、起居輔助等方面進(jìn) 一步提升用戶體驗(yàn),開啟聽覺盛宴。根據(jù)IDC數(shù)據(jù),2022年包括智能音箱在內(nèi)的家 庭智能設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為306.3億美元,預(yù)計(jì)到2026年將達(dá)到382.9億美元,CAGR為 5.7%。隨著AIGC熱潮上升,音頻內(nèi)容個(gè)性化需求進(jìn)一步凸顯,打開終端設(shè)備銷量未 來(lái)市場(chǎng)空間。 AIGC作為生產(chǎn)力工具開啟視聽盛宴,打開終端設(shè)備成長(zhǎng)空間。從視覺領(lǐng)域來(lái)看, AIGC作為生產(chǎn)力工具賦能元宇宙,逐漸實(shí)現(xiàn)元宇宙的可擴(kuò)展性潛力,低成本、高效 率地滿足VR/AR用戶海量?jī)?nèi)容需求。索尼PSVR 2、蘋果MR、meta Quest3等主要 產(chǎn)品的推出在即,AIGC未來(lái)在內(nèi)容端的持續(xù)賦能,XR產(chǎn)業(yè)有望迎來(lái)新一輪增長(zhǎng)。(三) 產(chǎn)品滲透:基本面趨勢(shì)向上,新品滲透增長(zhǎng)彈性顯著1. DDR5:滲透率預(yù)期積極,2023年還將持續(xù)發(fā)布DDR5 CPUIntel和ADM積極推動(dòng)服務(wù)器端DDR5 CPU出貨和發(fā)布。據(jù)AMD的22Q4 Earnings Call,DDR5 CPU Genoa 目前導(dǎo)入了超過140個(gè)平臺(tái),YoY+40%,并預(yù) 計(jì)23H1推出第二代DDR5 CPU Bergamo。Intel于2023年1月10日發(fā)布新一代服務(wù)器 支持DDR5 CPU Sapphire Rapids。Intel在22Q4 Earnings Call中表示客戶對(duì) Sapphire Rapids需求強(qiáng)勁,并預(yù)計(jì)年中前出貨100萬(wàn)顆。Sapphire Rapids的正式開 始銷售時(shí)間為2月15日,即100萬(wàn)顆為4個(gè)月銷售時(shí)間內(nèi)的預(yù)計(jì)值。此外,Intel繼續(xù) 朝著既定Roadmap穩(wěn)步推進(jìn)新一代CPU,預(yù)計(jì)23H2發(fā)布服務(wù)端支持DDR5第二子代 CPU,即DDR5-5600 CPU Emerald Rapids。PC端,Intel預(yù)計(jì)23H2發(fā)布新一代PC 移動(dòng)端CPU Meteor Lake。 美光DDR5滲透預(yù)期預(yù)維持2024年年中50%不變。美光在2023年3月Earnings Call中維持對(duì)PC和服務(wù)器端DDR5的滲透率在2024年年中50%的預(yù)期。盡管23H1收 到存儲(chǔ)周期去庫(kù)存的影響,但美光維持上季度DDR5出貨預(yù)期。公司表示正在像數(shù)據(jù) 中心客戶大量交付DDR5 DRAM,預(yù)計(jì)DRAM出貨量從FY23Q2開始增加。隨著Intel 和AMD最新一代的服務(wù)器處理器Sapphire Rapids和Genoa需要DDR5 DRAM,使用 這些新處理器的服務(wù)器將在2023H2推動(dòng)DDR5 DRAM的需求上漲。2. 射頻:產(chǎn)業(yè)鏈大力去庫(kù)存,本土廠商推出模組新產(chǎn)品從庫(kù)存水平來(lái)看,Skyworks和Qorvo的庫(kù)存水位和DOI在2022年逐季創(chuàng)新高, 但庫(kù)存增速逐漸趨緩,根據(jù)Skyworks和Qorvo在2022Q4的Earning Call,22Q4安卓 產(chǎn)業(yè)鏈渠道和終端總庫(kù)存減少了20%以上,行業(yè)去庫(kù)存力度較大,傳導(dǎo)到產(chǎn)業(yè)鏈上 游,PA代工廠極大降低稼動(dòng)率。預(yù)計(jì)2023Q1射頻行業(yè)還將繼續(xù)去庫(kù)存,但庫(kù)存水 位增速已連續(xù)兩個(gè)季度放緩,同時(shí)Skyworks預(yù)計(jì)23H2公司DOI將回落至正常水平, Qorvo也預(yù)計(jì)渠道庫(kù)存在23年下半年恢復(fù)正常。

23Q1射頻產(chǎn)業(yè)鏈處于周期磨底階段,行業(yè)有望在23H2復(fù)蘇。我們選取了下游 主要為安卓機(jī)市場(chǎng)的Qorvo進(jìn)行復(fù)盤,22Q4的業(yè)績(jī)、庫(kù)存的周期表現(xiàn)類似于2019年 Q2時(shí)期,庫(kù)存水位處于歷史高位,庫(kù)存增速回落,營(yíng)收增速即將見底。而由于 2020-2021年在中美貿(mào)易摩擦、疫情催化缺芯等多重因素下,供應(yīng)鏈備貨節(jié)奏被擾 亂,下游客戶過度備貨而后無(wú)較強(qiáng)需求消化,正常供需差在本輪周期中被放大,因 此庫(kù)存消耗相應(yīng)需要更多時(shí)間,就目前周期推導(dǎo)和跟蹤海外大廠庫(kù)存和需求情況看, 預(yù)計(jì)22Q2平穩(wěn)過渡,但預(yù)計(jì)隨著23H2行業(yè)需求轉(zhuǎn)好,庫(kù)存恢復(fù)正常,射頻行業(yè)有望迎來(lái)較好景氣度,而市場(chǎng)表現(xiàn)有望也略領(lǐng)先于基本面上揚(yáng)。從新產(chǎn)品角度看,本土廠商不斷推出各類模組產(chǎn)品,帶來(lái)成長(zhǎng)動(dòng)力。拆市場(chǎng)來(lái) 看,模組市場(chǎng)規(guī)模和成長(zhǎng)性大于分立器件。近年來(lái)本土廠商加強(qiáng)5G模組和4G模組在 接受端和發(fā)射端的布局。L-PAMiD是模組中集成度最高,價(jià)值量最大的品類,同時(shí) 由于技術(shù)和專利壁壘較高,市場(chǎng)主要被海外射頻廠商占據(jù),國(guó)產(chǎn)化率低,替代空間 較大。因此是本土廠商的較大機(jī)會(huì)。唯捷創(chuàng)芯通過外購(gòu)濾波器率先研發(fā)出低頻和中 高頻L-PAMiD模組,并已向頭部品牌廠商送樣,公司預(yù)計(jì)L-PAMiD將在2023年實(shí)現(xiàn) 大批量出貨。卓勝微自建芯卓產(chǎn)線量產(chǎn)高性能濾波器,同時(shí)公司各類模組布局較為 全面。截至22Q3,公司雙工、四工器順利送樣客戶,長(zhǎng)期來(lái)看具有供應(yīng)穩(wěn)定優(yōu)勢(shì)。3. 存儲(chǔ)芯片:行業(yè)周期邊際轉(zhuǎn)好存儲(chǔ)行業(yè)周期磨底,邊際向好。從時(shí)間上看,本輪存儲(chǔ)大周期,從2021Q2開始 的下行周期已接近兩年;從價(jià)格上看,DRAM現(xiàn)貨及合約價(jià)格已接近上一倫周期底 部位置。庫(kù)存方面,目前存儲(chǔ)行業(yè)庫(kù)存情況已達(dá)歷史新高,而美光等廠商也開始預(yù) 期公司DOI已觸頂,且下游客戶庫(kù)存水位預(yù)計(jì)23H2逐漸恢復(fù)正常。各種存儲(chǔ)磨底信 號(hào)預(yù)計(jì)開始出現(xiàn)。 價(jià)格方面,DRAM和NAND已度過了價(jià)格大幅下跌通道,價(jià)格降幅有望減緩。 跟蹤DRAM和NAND價(jià)格來(lái)看,目前大部分規(guī)格都跌至了歷史最低價(jià)。跟蹤美光 FY23Q2的存貨減值幅度看,F(xiàn)Y23Q2公司計(jì)提存貨減值14億美金,并指引FYQ3下 季度預(yù)計(jì)計(jì)提存貨減值5億美金。在目前各個(gè)下游需求暫時(shí)較淡情況下,減產(chǎn)是達(dá)到 供需平衡和價(jià)格止跌的核心。美光、SK海力士已于2022H2陸續(xù)啟動(dòng)存儲(chǔ)芯片減產(chǎn)。 以及一向以逆周期投資和搶份額為特點(diǎn)的三星也于2023年4月初宣布減少存儲(chǔ)芯片 生產(chǎn)。TrendForce目前對(duì)23Q2的價(jià)格跌幅預(yù)期已收縮至10%。CFM對(duì)存儲(chǔ)價(jià)格做 出了展望,預(yù)計(jì)價(jià)格從23Q2開始波動(dòng)變小,23Q3和Q4有望看到價(jià)格回升。存儲(chǔ)價(jià) 格的觸底往往是新一輪上行周期的前奏,復(fù)盤美光和SK海力士在前兩輪周期表現(xiàn)來(lái) 看,在存儲(chǔ)價(jià)格磨底階段,公司市值上漲往往提前于存儲(chǔ)價(jià)格的上漲。庫(kù)存方面,截至22Q4,美光和海力士的庫(kù)存水位和DOI都已創(chuàng)新高。據(jù)美光的 FY23Q2財(cái)報(bào),本季的美光在進(jìn)一步降低開工率的情況下,庫(kù)存環(huán)比下降了2.75%, DOI減少了約3天,美光并預(yù)計(jì)庫(kù)存周轉(zhuǎn)天數(shù)已見頂,預(yù)計(jì)下季開始改善。整體來(lái)看, 行業(yè)的庫(kù)存見頂趨勢(shì)已成。復(fù)盤DRAM現(xiàn)貨價(jià)和存儲(chǔ)行業(yè)庫(kù)存關(guān)系,可以看到每一 輪庫(kù)存增長(zhǎng)見頂伴隨著存貨價(jià)格變動(dòng)的反彈。同時(shí)美光預(yù)計(jì)美光公司大部分下游終 端市場(chǎng)客戶庫(kù)存已經(jīng)見頂并開始逐漸減少,預(yù)計(jì)2023下半年開始供需將逐漸平衡。存儲(chǔ)模組廠在磨底轉(zhuǎn)上行周期可率先釋放利潤(rùn)。存儲(chǔ)芯片標(biāo)準(zhǔn)化程度高,替代 性程度強(qiáng),具備大宗商品特征。存儲(chǔ)模組廠多用合約價(jià)來(lái)找存儲(chǔ)芯片廠購(gòu)買,然后 依據(jù)現(xiàn)貨價(jià)格賣出。在行業(yè)的磨底轉(zhuǎn)上行周期,若現(xiàn)貨價(jià)格先一步上漲,模組廠可 在更低的合約價(jià)和上漲現(xiàn)貨價(jià)間賺取價(jià)格差。同時(shí)由于在周期去庫(kù)存末尾,模組廠 商庫(kù)存不斷去化,芯片上游芯片廠商庫(kù)存不斷累高,若終端需求回暖,芯片模組在 供給少,需求大的情況下,通過提高存儲(chǔ)產(chǎn)品價(jià)格,率先釋放利潤(rùn)。跟蹤臺(tái)灣存儲(chǔ) 模組廠商威剛的季度存貨和現(xiàn)金來(lái)看,威剛和存儲(chǔ)芯片廠商在周期下行期存貨趨勢(shì)為反向,且威剛在存貨見底和需求起來(lái)的1-2個(gè)季度,有望迎來(lái)現(xiàn)金的大幅提升。跟 蹤月度營(yíng)收來(lái)看,公司2月營(yíng)收實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)14.5%、而公司市值也于基本面提前一個(gè)季 度開始上漲。

4. 模擬芯片:相較其他半導(dǎo)體板塊,模擬周期拐點(diǎn)預(yù)計(jì)滯后一個(gè)季度復(fù)盤本輪產(chǎn)業(yè)周期,全球模擬行業(yè)景氣度下行較其他板塊相比有一定滯后性。 全球半導(dǎo)體行業(yè)在2019年進(jìn)入下行周期尾部;2020年開始步入上行周期,2020、 2021年全球集成電路銷售額同比分別增加8.4%、28.2%,同期模擬板塊銷售額同比 增速分別為3.2%、20.8%,增速低于集成電路行業(yè)整體。2022年全球半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn) 入本輪上行周期尾部,當(dāng)年全球集成電路銷售額預(yù)期同比增加3.7%;而模擬板塊受 益于下游汽車、工業(yè)等領(lǐng)域的持續(xù)旺盛需求,2022年全球銷售額同比增加20.8%, 顯著高于集成電路和其他細(xì)分IC板塊。模擬行業(yè)下行周期相較于其他行業(yè)也有一定 滯后性,根據(jù)Wind數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)2023年全球模擬銷售額同比增長(zhǎng)僅1.6%,相較于2022 年增速明顯下降。海外模擬龍頭庫(kù)存水位處于較高水平,且仍有增長(zhǎng)趨勢(shì)。從庫(kù)存水平看:TI、ADI、MPS、矽力杰連續(xù)幾個(gè)季度庫(kù)存均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。截至最新報(bào)告期末,四家 廠商DOI分別為134天、104天、171天、119天。TI強(qiáng)調(diào)由于公司產(chǎn)品壽命周期長(zhǎng)、 客戶群體多元化,因此產(chǎn)品被迭代淘汰的風(fēng)險(xiǎn)非常低;一定的短期與長(zhǎng)期庫(kù)存可以 更好地支持客戶;因此公司會(huì)放心持有更高水平的庫(kù)存,在當(dāng)前水平可能會(huì)繼續(xù)增 加10億至20億美元的庫(kù)存。MPS表示由于業(yè)務(wù)狀況、訂單模式的變化,公司庫(kù)存水 平可能達(dá)到目標(biāo)的180~200天DOI,并可能在短期內(nèi)更高;公司會(huì)通過放慢晶圓投片 量控制公司和渠道中庫(kù)存,目標(biāo)在23Q2使庫(kù)存回到合理水位。海外模擬龍頭指引短期需求仍較為疲軟,但環(huán)比跌幅有所收窄。終端需求指引 方面:TI、ADI、MPS、PI四家海外廠商對(duì)當(dāng)前財(cái)報(bào)季的營(yíng)收指引中值環(huán)比降幅分別 為7.4%、1.5%、2.2%、16%。ADI受益于工業(yè)和汽車市場(chǎng)的較為強(qiáng)勁的需求,下降 幅度較??;PI受到下游大小家電、PC市場(chǎng)需求較弱影響,當(dāng)前財(cái)報(bào)季營(yíng)收指引中值 環(huán)比下降16%。A股模擬公司存貨周轉(zhuǎn)天數(shù)自21Q2以來(lái)處于連續(xù)上升階段。截至22Q3,SW模 擬芯片設(shè)計(jì)板塊存貨DOI達(dá)到242天,相較于22Q2增加了19天。與之對(duì)比,22Q3 SW 半導(dǎo)體、SW集成電路制造、SW集成電路封測(cè)、SW半導(dǎo)體設(shè)備、SW數(shù)字芯片設(shè)計(jì) 板塊DOI環(huán)比增加天數(shù)分別為5.1、8.7、7.9、7.2、4.3天,均遠(yuǎn)低于模擬芯片設(shè)計(jì)板 塊DOI的增長(zhǎng)速度。相較于A股其他半導(dǎo)體板塊,模擬芯片設(shè)計(jì)行業(yè)短期面臨較大的 庫(kù)存水位上行與去化壓力。

四、設(shè)備材料:國(guó)產(chǎn)替代提速,產(chǎn)品突破穿越周期
(一) 國(guó)產(chǎn)替代驅(qū)動(dòng)成長(zhǎng),設(shè)備板塊空間廣闊半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)空間廣闊。2019年-2021年,受到下游應(yīng)用需求的驅(qū)動(dòng)以及疫 情對(duì)行業(yè)供需關(guān)系的影響,全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)經(jīng)歷了一輪高景氣周期。2022年, 半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模有望再創(chuàng)新高。根據(jù)SEMI的數(shù)據(jù),2022年,全球半導(dǎo)體設(shè)備銷 售額有望達(dá)1143.4億美元,同比增長(zhǎng)11.24%,以2021年中國(guó)市場(chǎng)的占比測(cè)算,預(yù)估 2022年中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)329.48億美元,同比增長(zhǎng)11.24%。半導(dǎo)體設(shè)備公司的增量將更多地來(lái)源于市場(chǎng)份額的提升。在半導(dǎo)體設(shè)備整體市 場(chǎng)規(guī)模保持穩(wěn)定的過程中,產(chǎn)業(yè)鏈公司的增量將更多地來(lái)源于市場(chǎng)份額的提升。我 們認(rèn)為,市場(chǎng)份額的提升主要由三個(gè)因素驅(qū)動(dòng):產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力、所處細(xì)分市場(chǎng)的份 額或空間、品類擴(kuò)張能力。其中,產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力是公司立足于市場(chǎng)獲取份額的基礎(chǔ), 所處市場(chǎng)的份額或空間將決定公司高速成長(zhǎng)的持續(xù)性,而品類擴(kuò)張能力能夠持續(xù)拓 展公司的成長(zhǎng)邊界。 中國(guó)大陸晶圓產(chǎn)能仍處于快速擴(kuò)張期,且增速顯著高于全球平均水平,配套半 導(dǎo)體設(shè)備的需求穩(wěn)固。中國(guó)大陸是全球最大的電子終端消費(fèi)市場(chǎng)和半導(dǎo)體銷售市場(chǎng), 吸引著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向大陸的遷移。從產(chǎn)業(yè)鏈配套層面來(lái)看,在中游晶圓制造環(huán) 節(jié),中國(guó)具備成為全球最大晶圓產(chǎn)能基地的潛力。特別是在中國(guó)打造制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn) 略下,政府在產(chǎn)業(yè)政策、稅收、人才培養(yǎng)等方面大力支持和推進(jìn)本土半導(dǎo)體制造的 規(guī)?;透叨嘶?。近年來(lái),中美貿(mào)易摩擦凸顯出供應(yīng)鏈安全和自主可控的重要性和 急迫性,晶圓制造及其配套設(shè)備等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石,加速發(fā)展勢(shì)在 必行。因此,在市場(chǎng)、國(guó)家戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)自主可控等多重因素的驅(qū)動(dòng)下,中國(guó)大陸晶圓產(chǎn)能在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)仍處于快速擴(kuò)張期,且增速顯著高于全球平均水平。
根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù),2021年,全球晶圓產(chǎn)能約2160萬(wàn)片/月(8寸約當(dāng)), 同比增長(zhǎng)3.78%,中國(guó)大陸晶圓產(chǎn)能350萬(wàn)片/月(8寸約當(dāng)),同比增長(zhǎng)9.92%,在 全球的占比約16.2%。根據(jù)SIA的數(shù)據(jù),伴隨著中國(guó)大陸晶圓產(chǎn)能的持續(xù)快速擴(kuò)張, 2030年,大陸晶圓產(chǎn)能在全球的占比有望達(dá)24%,屆時(shí)將成為全球最大的晶圓產(chǎn)能 區(qū)域市場(chǎng)。晶圓產(chǎn)能的持續(xù)擴(kuò)張,有望顯著拉動(dòng)上游配套半導(dǎo)體設(shè)備的市場(chǎng)需求。 在中國(guó)大陸晶圓產(chǎn)能快速擴(kuò)張的過程中,配套的半導(dǎo)體設(shè)備需求有望保持穩(wěn)固。內(nèi)資晶圓產(chǎn)線產(chǎn)能距離規(guī)劃仍有較大的提升空間,國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的訂單增量前景廣闊。目前,內(nèi)資晶圓產(chǎn)線仍然是國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的消費(fèi)主力,從遠(yuǎn)期內(nèi)資晶 圓產(chǎn)線的建設(shè)情況來(lái)看,國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的需求前景更為樂觀。根據(jù)各公司官網(wǎng)的 不完全統(tǒng)計(jì),目前,內(nèi)資晶圓產(chǎn)線的總產(chǎn)能約為162.5萬(wàn)片/月(8寸約當(dāng)),而各條 產(chǎn)線的規(guī)劃總產(chǎn)能約為454.5萬(wàn)片/月(8寸約當(dāng)),現(xiàn)有產(chǎn)能距規(guī)劃產(chǎn)能仍有較大的 擴(kuò)充空間,因此,內(nèi)資晶圓產(chǎn)能的大幅擴(kuò)張,有望為國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備公司帶來(lái)廣闊 的訂單增量。當(dāng)前半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率仍處于非線性提升區(qū)間,國(guó)產(chǎn)替代驅(qū)動(dòng)的份額提升, 將為行業(yè)貢獻(xiàn)可觀的成長(zhǎng)速度和空間。對(duì)于國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商而言,其驅(qū)動(dòng)力除 了行業(yè)規(guī)模的自然擴(kuò)張,還包括在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)替代。根據(jù)中國(guó)電子專用設(shè)備工 業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),2021年,國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為385.5億元,同比增長(zhǎng)58.71%, 占中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷售額的比例為20.2%。以半導(dǎo)體晶圓制造設(shè)備為例,當(dāng)前的國(guó)產(chǎn)設(shè)備對(duì)28nm及以上制程的工藝覆蓋度 日趨完善,并積極推進(jìn)14nm及以下制程的工藝突破,產(chǎn)品正處于驗(yàn)證密集通過、開 啟規(guī)?;鹆康某砷L(zhǎng)階段。并且,各大半導(dǎo)體設(shè)備廠商基于產(chǎn)品上線量產(chǎn)的契機(jī), 也在與客戶密切開展工藝設(shè)備的合作研發(fā)、已有產(chǎn)品的迭代和細(xì)分新品類的擴(kuò)充, 利于產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)拓展的繼續(xù)深入。所以,我們認(rèn)為目前的半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化 率仍處于非線性增長(zhǎng)區(qū)間,未來(lái)國(guó)產(chǎn)設(shè)備有望加速滲透。假設(shè)2025年,該統(tǒng)計(jì)口徑下的中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)化率提升至50%,則2021-2025年,國(guó)產(chǎn)半導(dǎo) 體設(shè)備銷售額的CAGR近30%,設(shè)備國(guó)產(chǎn)化有較高的成長(zhǎng)持續(xù)性。(二) 自主可控任重道遠(yuǎn),材料廠商加速突破晶圓制造材料占據(jù)主要的市場(chǎng)空間,半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)健增長(zhǎng)。根據(jù)SEMI 數(shù)據(jù),2021年全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模約643億美元,同比增長(zhǎng)約15.9%;其中,晶 圓制造材料和封裝材料市場(chǎng)規(guī)模分別約為404億美元和239億美元,占比分別約為 62.8%和37.2%,晶圓制造材料占據(jù)主要市場(chǎng)空間。受益于全球晶圓產(chǎn)能的增長(zhǎng)和先 進(jìn)制程的發(fā)展,2016-2021年全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模CAGR約8.5%,穩(wěn)健增長(zhǎng)。

半導(dǎo)體材料種類繁多,硅片為最大細(xì)分市場(chǎng)。硅是第一代半導(dǎo)體材料,目前硅 基半導(dǎo)體仍然占據(jù)主要半導(dǎo)體市場(chǎng),硅片也是半導(dǎo)體材料最大細(xì)分市場(chǎng),根據(jù)SEMI 數(shù)據(jù),2018年硅片市場(chǎng)在晶圓制造材料市場(chǎng)中占比為38%。電子特氣、光掩模為第 二、第三大晶圓制造材料市場(chǎng),占比均約為13%。拋光材料、光刻膠輔助材料、光 刻膠、工藝化學(xué)品、靶材等材料占比均在2%-7%之間。半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)種類繁 多、細(xì)分市場(chǎng)相對(duì)較為分散的特點(diǎn)。中國(guó)大陸是半導(dǎo)體材料第二大市場(chǎng),增速較快,全球占比持續(xù)提升。根據(jù)SEMI 數(shù)據(jù),2021年中國(guó)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到119億美元,在全球市場(chǎng)占比為18.6%, 是全球第二大市場(chǎng)。中國(guó)大陸晶圓產(chǎn)能的持續(xù)擴(kuò)張顯著拉動(dòng)了對(duì)上游配套半導(dǎo)體材 料的市場(chǎng)需求,2021年中國(guó)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模同比增長(zhǎng)約21.9%,遠(yuǎn)高于全球平 均水平15.9%,同比增速與歐洲地區(qū)并列全球第一。過去15年間,中國(guó)大陸半導(dǎo)體材料市場(chǎng)在全球占比從6.4%提升至18.6%,市場(chǎng)空間、全球占比均實(shí)現(xiàn)快速提升。 未來(lái),隨著前文所述國(guó)內(nèi)晶圓產(chǎn)能的快速擴(kuò)張和釋放,本土半導(dǎo)體材料需求有望持 續(xù)擴(kuò)容,市場(chǎng)規(guī)模有望保持持續(xù)增長(zhǎng)。本土廠商奮起直追,部分半導(dǎo)體材料已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)自給自足。近年來(lái),一方 面受益于國(guó)內(nèi)下游晶圓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和政府對(duì)產(chǎn)業(yè)的支持,同時(shí)半導(dǎo)體材料廠商積極 吸納、培養(yǎng)高層次技術(shù)人才,把握行業(yè)和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),積累研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和攻克關(guān)鍵 技術(shù),募集資金投入產(chǎn)能建設(shè),在新產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、客戶導(dǎo)入等方面均取得了 一定突破。目前本土廠商在部分半導(dǎo)體材料細(xì)分領(lǐng)域已經(jīng)取得了較高的市場(chǎng)份額, 如8英寸及以下半導(dǎo)體硅片的產(chǎn)能可滿足國(guó)內(nèi)晶圓代工產(chǎn)業(yè)的需求,根據(jù)江化微招股說(shuō)明書的數(shù)據(jù),6英寸及以下晶圓加工用的濕電子化學(xué)品國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到80%。 本土高端半導(dǎo)體材料尚處于起步階段,國(guó)產(chǎn)替代仍有較大空間。12英寸硅片、 應(yīng)用于先進(jìn)制程的光刻膠等半導(dǎo)體材料對(duì)產(chǎn)品的性能要求更為嚴(yán)苛、技術(shù)要求更高, 本土廠商正在突破這些高端產(chǎn)品的技術(shù)和市場(chǎng)壁壘。例如,在12英寸硅片領(lǐng)域,本 土廠商滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微正處于產(chǎn)能快速提升階段;彤程新材、南大光電、晶瑞電 材、上海新陽(yáng)等廠商在ArF光刻膠領(lǐng)域穩(wěn)步推進(jìn)產(chǎn)品研發(fā),進(jìn)展較為順利;江化微的 濕電子化學(xué)品已成功導(dǎo)入多家12英寸半導(dǎo)體晶圓廠,穩(wěn)步提升國(guó)產(chǎn)化水平,且高端 產(chǎn)品營(yíng)收占比逐年提升。受益于大陸晶圓代工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)下企 業(yè)得到的政策、產(chǎn)業(yè)支持,本土半導(dǎo)體材料廠商有望保持快速成長(zhǎng);中低端產(chǎn)品有 望進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能、提高市占率,高端產(chǎn)品有望加速取得產(chǎn)品研發(fā)、客戶導(dǎo)入進(jìn)展, 不斷拓寬企業(yè)成長(zhǎng)邊界。(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>