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以下文章來源于洞見研報行業(yè)前沿 半導體上市公司業(yè)績喜憂參半，AI需求將引領新一輪半導體周期
美國對華出口管制升級，瞄準半導體先進計算與先進制造產(chǎn)業(yè)鏈
半導體行業(yè)投資去泡沫化，消費電子接近底部，車用芯片持續(xù)短缺
技術創(chuàng)新、高端國產(chǎn)替代、市場創(chuàng)新是半導體投資的熱點
01AI硬件基礎設施篇ChatGPT爆發(fā)開啟AI算力軍備競賽，數(shù)據(jù)中心硬件迎來爆炸式增長需求
關鍵信息基礎設施大多依賴海外，催生信創(chuàng)ICT市場需求，基礎硬件是重中之重? 中國 CPU 市場：信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)“2+8+N”驅(qū)動，國產(chǎn) CPU 份額仍不足 10%。基礎硬件依舊是信創(chuàng)招投標的重中之重，占比達44%? 2020 年黨政單位率先啟動 IT 基礎軟硬件國產(chǎn)替代，八大關鍵行業(yè)亦緊隨其后。2019 年工信部要求全國黨政行業(yè)從底層服務器到中間件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、終端等進行全面國產(chǎn)替換，目標 2020 年、2021 年分別實現(xiàn) 30%和 50%的國產(chǎn)替代，并在 2022 年實現(xiàn)全面國產(chǎn)替代。? 當前黨政市級以上公文系統(tǒng)的信創(chuàng)改造已進入收尾階段，接下來有望縱向下沉至區(qū)縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)，橫向拓展至電子政務系統(tǒng)改造。在黨政部門的引領下，金融、電信、電力、交通等八大重點行業(yè)也開始加快自主可控步伐。在行業(yè)信創(chuàng)中，金融行業(yè)推進最快，根據(jù)央行《金融科技發(fā)展規(guī)劃（2022-2025 年）》，2020 至 2021 年金融信創(chuàng)已完成兩期試點，試點機構已擴大至 198 家，電信、交通、電力等行業(yè)則緊跟其后。而汽車、物流等 N 個行業(yè)預計將在 2023 年開始發(fā)力。
芯片是 ICT 產(chǎn)業(yè)基石，核心信創(chuàng)芯片需求在CPU/GPU/存儲/交換機等
云服務廠家積極布局ARM架構服務器， 高性價比推動ARM服務器加速替代X86
RISC-V兼具技術、趨勢、社會三大價值，聯(lián)合Chiplet打造數(shù)據(jù)中心計算新方案
運營商云帶動國產(chǎn)交換芯片需求，國產(chǎn)中高端交換芯片亟待補足
ChatGPT高算力需求推動高速光芯片和電芯片快速發(fā)展? 光芯片與電芯片是光模塊最核心芯片，兩者占光模塊價值量近70%? 光芯片可分為激光器芯片和探測器芯片，其中激光器芯片主要用于發(fā)射信號，將電信號轉(zhuǎn)化為光信號，探測器芯片主要用于接收信號，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號。激光器芯片按出光結構可進一步分為面發(fā)射芯片和邊發(fā)射芯片，面發(fā)射芯片包括VCSEL芯片，邊發(fā)射芯片包括FP、DFB和EML? 電芯片是光通信系統(tǒng)中負責電信號處理的芯片，主要作用為驅(qū)動光信號、提升光信號效能、電信號處理等。電芯片主要包括激光器的驅(qū)動芯片LD Driver、時鐘恢復芯片CDR、跨阻抗放大器芯片TIA、限幅放大器芯片LA、高速調(diào)制器驅(qū)動芯片、DSP PAM4芯片、串行/解串 SerDes、MCU、溫度控制 TEC 芯片等
? 2021年25G光芯片的國產(chǎn)化率約20%,25G以上光芯片的國產(chǎn)化率約5%,仍以海外光芯片廠商為主? 電芯片國產(chǎn)化率低于光芯片，國內(nèi)只有少數(shù)供應商涉足25G及以下速率的電芯片產(chǎn)品，25G以上基本無國內(nèi)玩家。其中DSP難度最高，國產(chǎn)幾乎為0,其余電芯片國產(chǎn)化率在5%左右。隨著光模塊速率不斷提升，電芯片在總體成本中所占的比重將明顯提升? 25G以上速率光芯片整體市場空間將從13.56億美元增長至43.40億美元；新一代50G網(wǎng)絡標準的每個模塊里需配置一顆DSP芯片對衰減的信號進行處理，2024年電芯片市場將達到20億美元，ChatGPT的火爆將帶動國內(nèi)高速光電芯片廠商加速成長DPU是數(shù)據(jù)中心第三顆主力芯片，海外巨頭暫時領先，國產(chǎn)廠商蓄勢待發(fā)
? DPU，因數(shù)據(jù)中心而生的“第三顆主力芯片”，數(shù)據(jù)中心是DPU 目前最主要的應用場景，預計未來用于數(shù)據(jù)中心的 DPU 數(shù)量將達到和數(shù)據(jù)中心服務器同等量級? 得益于數(shù)據(jù)中心升級和邊緣計算、新能源汽車、IoT、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展所帶來的需求增長，中國 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，預計中國 DPU 市場將迎來快速增長。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2020 年中國 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達 3.9 億元，預計到 2025 年中國 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將超過 565.9 億元，期間CAGR 高達 170.6%
? DPU 行業(yè)市場集中度較高。根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù)，2020 年國內(nèi)DPU 市場中，國際三大巨頭英偉達，博通，Intel 的份額分別達到 55%、36%、9%? 國際上，Nvidia, Intel, Xilinx, Marvell, Broadcom, Pensando, Fungible, Amazon, Microsoft 等多家廠商在近 2-5 年內(nèi)均有 DPU或相似架構產(chǎn)品生產(chǎn)，較國內(nèi)相對較早? 國內(nèi)廠商中，華為，阿里，百度，騰訊也在近幾年針對自身服務器進行自研與外購 DPU，針對的主要功能在于數(shù)據(jù)，存儲與安全方面02設備和材料篇半導體設備：23Q1國際設備廠商業(yè)績分化，中國設備廠商逆勢上行
中國大陸設備占全球市場比重增加，禁令升級，國產(chǎn)替代緊迫? 根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，中國大陸市場占比同步提升，2022年已達到26.2%
? 國產(chǎn)設備廠商在刻蝕、沉積、清洗、CMP以及測試機、分選機、探針臺等核心工藝環(huán)節(jié)已取得長足進步，且與海外傳統(tǒng)廠商形成初步的技術對標。? 但在涂膠顯影、離子注入以及光刻機領域差距仍顯著，自主可控任重道遠。半導體工藝流程復雜，涉及設備種類繁多
? 前道是指晶圓制造廠的加工過程，在空白的硅片完成電路的加工，出廠產(chǎn)品依然是完整的圓形硅片? 后道是指封裝和測試的過程，在封測廠中將圓形的硅片切割成單獨的芯片顆粒，完成外殼的封裝，最后完成終端測試，出廠為半導體產(chǎn)品三代半需求高漲，襯底設備與外延設備迎來投資風口? 觀察第三代半導體器件的成本結構，襯底成本幾乎要占到47%，外延成本占比23%，因此，在第三代半導體的產(chǎn)業(yè)鏈中，襯底和外延是價值鏈的核心；? 而襯底和外延環(huán)節(jié)最核心的價值點在于對應的一系列的襯底制造設備和外延生長設備。
SiC襯底制造環(huán)節(jié)壁壘最高價值量最大，襯底的缺陷控制尤其關鍵
現(xiàn)有方法遇瓶頸，新的長晶和切割工藝未來可能實現(xiàn)彎道超車
氮化鎵憑借獨特優(yōu)勢，成為新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展的剛性需求
中國氮化鎵行業(yè)市場規(guī)模不斷擴大，行業(yè)集中度較為分散
基板是封裝過程最大的成本端，高端ABF載板供不應求，國產(chǎn)化率幾乎為零
美國對華出口管制升級，瞄準半導體先進計算與先進制造產(chǎn)業(yè)鏈半導體行業(yè)投資去泡沫化，消費電子接近底部，車用芯片持續(xù)短缺技術創(chuàng)新、高端國產(chǎn)替代、市場創(chuàng)新是半導體投資的熱點01AI硬件基礎設施篇ChatGPT爆發(fā)開啟AI算力軍備競賽，數(shù)據(jù)中心硬件迎來爆炸式增長需求
關鍵信息基礎設施大多依賴海外，催生信創(chuàng)ICT市場需求，基礎硬件是重中之重? 中國 CPU 市場：信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)“2+8+N”驅(qū)動，國產(chǎn) CPU 份額仍不足 10%。基礎硬件依舊是信創(chuàng)招投標的重中之重，占比達44%? 2020 年黨政單位率先啟動 IT 基礎軟硬件國產(chǎn)替代，八大關鍵行業(yè)亦緊隨其后。2019 年工信部要求全國黨政行業(yè)從底層服務器到中間件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、終端等進行全面國產(chǎn)替換，目標 2020 年、2021 年分別實現(xiàn) 30%和 50%的國產(chǎn)替代，并在 2022 年實現(xiàn)全面國產(chǎn)替代。? 當前黨政市級以上公文系統(tǒng)的信創(chuàng)改造已進入收尾階段，接下來有望縱向下沉至區(qū)縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)，橫向拓展至電子政務系統(tǒng)改造。在黨政部門的引領下，金融、電信、電力、交通等八大重點行業(yè)也開始加快自主可控步伐。在行業(yè)信創(chuàng)中，金融行業(yè)推進最快，根據(jù)央行《金融科技發(fā)展規(guī)劃（2022-2025 年）》，2020 至 2021 年金融信創(chuàng)已完成兩期試點，試點機構已擴大至 198 家，電信、交通、電力等行業(yè)則緊跟其后。而汽車、物流等 N 個行業(yè)預計將在 2023 年開始發(fā)力。芯片是 ICT 產(chǎn)業(yè)基石，核心信創(chuàng)芯片需求在CPU/GPU/存儲/交換機等云服務廠家積極布局ARM架構服務器， 高性價比推動ARM服務器加速替代X86RISC-V兼具技術、趨勢、社會三大價值，聯(lián)合Chiplet打造數(shù)據(jù)中心計算新方案
運營商云帶動國產(chǎn)交換芯片需求，國產(chǎn)中高端交換芯片亟待補足
ChatGPT高算力需求推動高速光芯片和電芯片快速發(fā)展? 光芯片與電芯片是光模塊最核心芯片，兩者占光模塊價值量近70%? 光芯片可分為激光器芯片和探測器芯片，其中激光器芯片主要用于發(fā)射信號，將電信號轉(zhuǎn)化為光信號，探測器芯片主要用于接收信號，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號。激光器芯片按出光結構可進一步分為面發(fā)射芯片和邊發(fā)射芯片，面發(fā)射芯片包括VCSEL芯片，邊發(fā)射芯片包括FP、DFB和EML? 電芯片是光通信系統(tǒng)中負責電信號處理的芯片，主要作用為驅(qū)動光信號、提升光信號效能、電信號處理等。電芯片主要包括激光器的驅(qū)動芯片LD Driver、時鐘恢復芯片CDR、跨阻抗放大器芯片TIA、限幅放大器芯片LA、高速調(diào)制器驅(qū)動芯片、DSP PAM4芯片、串行/解串 SerDes、MCU、溫度控制 TEC 芯片等? 2021年25G光芯片的國產(chǎn)化率約20%,25G以上光芯片的國產(chǎn)化率約5%,仍以海外光芯片廠商為主? 電芯片國產(chǎn)化率低于光芯片，國內(nèi)只有少數(shù)供應商涉足25G及以下速率的電芯片產(chǎn)品，25G以上基本無國內(nèi)玩家。其中DSP難度最高，國產(chǎn)幾乎為0,其余電芯片國產(chǎn)化率在5%左右。隨著光模塊速率不斷提升，電芯片在總體成本中所占的比重將明顯提升? 25G以上速率光芯片整體市場空間將從13.56億美元增長至43.40億美元；新一代50G網(wǎng)絡標準的每個模塊里需配置一顆DSP芯片對衰減的信號進行處理，2024年電芯片市場將達到20億美元，ChatGPT的火爆將帶動國內(nèi)高速光電芯片廠商加速成長DPU是數(shù)據(jù)中心第三顆主力芯片，海外巨頭暫時領先，國產(chǎn)廠商蓄勢待發(fā)? DPU，因數(shù)據(jù)中心而生的“第三顆主力芯片”，數(shù)據(jù)中心是DPU 目前最主要的應用場景，預計未來用于數(shù)據(jù)中心的 DPU 數(shù)量將達到和數(shù)據(jù)中心服務器同等量級? 得益于數(shù)據(jù)中心升級和邊緣計算、新能源汽車、IoT、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展所帶來的需求增長，中國 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，預計中國 DPU 市場將迎來快速增長。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2020 年中國 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達 3.9 億元，預計到 2025 年中國 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將超過 565.9 億元，期間CAGR 高達 170.6%? DPU 行業(yè)市場集中度較高。根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù)，2020 年國內(nèi)DPU 市場中，國際三大巨頭英偉達，博通，Intel 的份額分別達到 55%、36%、9%? 國際上，Nvidia, Intel, Xilinx, Marvell, Broadcom, Pensando, Fungible, Amazon, Microsoft 等多家廠商在近 2-5 年內(nèi)均有 DPU或相似架構產(chǎn)品生產(chǎn)，較國內(nèi)相對較早? 國內(nèi)廠商中，華為，阿里，百度，騰訊也在近幾年針對自身服務器進行自研與外購 DPU，針對的主要功能在于數(shù)據(jù)，存儲與安全方面02設備和材料篇半導體設備：23Q1國際設備廠商業(yè)績分化，中國設備廠商逆勢上行中國大陸設備占全球市場比重增加，禁令升級，國產(chǎn)替代緊迫? 根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，中國大陸市場占比同步提升，2022年已達到26.2%? 國產(chǎn)設備廠商在刻蝕、沉積、清洗、CMP以及測試機、分選機、探針臺等核心工藝環(huán)節(jié)已取得長足進步，且與海外傳統(tǒng)廠商形成初步的技術對標。? 但在涂膠顯影、離子注入以及光刻機領域差距仍顯著，自主可控任重道遠。半導體工藝流程復雜，涉及設備種類繁多? 前道是指晶圓制造廠的加工過程，在空白的硅片完成電路的加工，出廠產(chǎn)品依然是完整的圓形硅片? 后道是指封裝和測試的過程，在封測廠中將圓形的硅片切割成單獨的芯片顆粒，完成外殼的封裝，最后完成終端測試，出廠為半導體產(chǎn)品三代半需求高漲，襯底設備與外延設備迎來投資風口? 觀察第三代半導體器件的成本結構，襯底成本幾乎要占到47%，外延成本占比23%，因此，在第三代半導體的產(chǎn)業(yè)鏈中，襯底和外延是價值鏈的核心；? 而襯底和外延環(huán)節(jié)最核心的價值點在于對應的一系列的襯底制造設備和外延生長設備。SiC襯底制造環(huán)節(jié)壁壘最高價值量最大，襯底的缺陷控制尤其關鍵現(xiàn)有方法遇瓶頸，新的長晶和切割工藝未來可能實現(xiàn)彎道超車氮化鎵憑借獨特優(yōu)勢，成為新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展的剛性需求中國氮化鎵行業(yè)市場規(guī)模不斷擴大，行業(yè)集中度較為分散基板是封裝過程最大的成本端，高端ABF載板供不應求，國產(chǎn)化率幾乎為零
