电子行业研究与2021年投资策略:看好四条主线
随着 TWS、智能手表等电子终端兴起,各类非电子产品电子化、简单电子产品智能化的“电子+” 时代全面展开。我们认为,“电子+”的过程本质上还只是电子产业“品类扩张”的“物理 变化”,而在数据要素市场化的浪潮中,以 5G、AI 为酶,数据与科技正在城市管理、教育、 医疗等各类场景中产生“化学变化”,这也正是数字经济于电子行业发展中的具体体现, 是海康威视所提出的物信融合理念的落地。基于对这一产业趋势的乐观判断,2021 年我 们看好:生活场景数字化、光学半导体化、可穿戴服务化及核心器件国产化四个方向。
在 5G+AI 的催化下,智能硬件+软件服务+数据要素正产生“化学变化”
从国内电子产业的发展阶段来看,与单纯实现产品品类扩张的、类似于华为“1+8+N”产 品结构拓展的“物理变化”不同,我们认为,站在当下时点,在 5G 的连接能力以及 AI 的数据处理能力的支撑下,智能硬件、软件服务、数据要素正在各类生活、生产场景当中 产生类似于“化学变化”的有机融合,智慧城市、远程诊疗、在线教育、工业互联网等高 度数字化的应用场景正加速落地。
这一“化学变化”过程与海康威视所提出的“物信融合”理念相类似,从概念上而言,物 信融合就是把智能物联网的数据,与具体业务中信息网的数据相融合,支持跨智能物联网 和信息网的资源治理、数据治理、数据融合、数据服务与数据应用,帮助用户快速实现数 据平台落地交付,支撑数据融合与应用。
从“数字产业化”到“产业数字化”,物信融合是大势所趋,国家强调数据要素市场化。 根据信通院的定义,数字经济是通过 5G、大数据、AI 等数字技术与实体经济深度融合, 不断提高传统产业数字化、智能化水平,加速重构经济发展与政府治理模式的新型经济形 态。而数字产业化是数字经济发展的先导产业,其包括电子信息制造业、电信业、软件和 信息技术服务业等行业;产业数字化指传统产业应用数字技术所带来的生产数量和效率提 升,其新增产出构成数字经济的重要组成部分,是数字经济发展的主阵地。
数字经济逐步上升为国家战略,有望成为我国经济增长的新动能。2020 年 11 月 3 日《中 共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》发 布,提出“发展数字经济,推进数字产业化和产业数字化,推动数字经济和实体经济深度 融合,打造具有国际竞争力的数字产业集群”。党的十八大以来,我国政府高度重视数字 经济的发展,推动数字经济逐步上升为国家战略,我国数字经济的战略规划也从推进信息 通信产业的发展演变为推进数字技术与社会各领域融合发展。
中国数字经济取得高速发展,已经成为我国落实国家重大战略的关键力量。2005 年以来 中国数字经济快速发展,根据中国信通院数据,中国数字经济规模从 2005 年的 2.62 万亿 元增长至 2019 年的 35.84 万亿元,对应年复合增速为 20.56%。从全球范围来看,根据 中国信通院数据,2019 年全球数字经济规模 31.8 万亿美元,同比增长 5.30%;其中美国 以 13.1 万亿美元的数字经济规模位居全球第一,中国以 5.2 万亿美元的规模紧随其后, 德国、日本、英国分别以 2.44、2.39、1.76 亿美元位居 3-5 位。从数字经济 GDP 占比的 角度来看,根据中国信通院数据,2019 年德国、英国、美国数字经济占 GDP 比例分别为 63.4%、62.3%、61.0%,位居全球前三位;中国数字经济 GDP 占比 36.2%,位居第九。
基于良好的软硬件和消费者基础,中国有望引领全球数字经济发展浪潮
历经智能手机“黄金十年”,国产品牌全球竞争力日益增强
2009 年以来全球智能手机市场经历“黄金十年”,现已进入存量发展阶段。2009-2019 年 智能手机不断升级换代,逐步实现了对于功能手机的全面替代;根据 IDC 数据,全球智能 手机出货量从 2009 年的 1.74 亿部增长至 2019 年的 13.73 亿部,对应 2010-2019 年的 CAGR 为 22.93%。我们认为目前全球智能手机行业已进入存量发展的阶段,IDC 预测全 球智能手机出货量将从 2019 年的 13.73 亿部增长至 2024 年的 14.92 亿部,对应 2020-2024 年的 CAGR 为 1.68%。
全球智能手机市场集中度不断提升,国产品牌全球竞争力日益增强。全球智能手机市场的 集中度持续提升,根据 IDC 数据,2019 年全球前六大手机品牌(三星、华为、苹果、小 米、OPPO、vivo)市场份额合计为 57.94%,同比提升 3.28pct;1H20 全球前六大手机 品牌市场份额进一步提升至 60.21%。此外,根据 IDC 数据,四大国产品牌(华为、小米、 OPPO、vivo)的全球市场份额从 2015 年的 13.01%提升至 1H20 的 34.92%,国产品牌 的全球竞争力日益增强。
在中国智能手机市场,1H20 国产品牌包揽出货量前四名。根据 IDC 数据,2019 年中国 智能手机市场出货量前五名的品牌为华为、vivo、OPPO、小米、苹果,份额分别为 38.36%、 18.14%、17.13%、10.92%、8.94%。根据 IDC 数据,2019 年 HMOV 四大国产品牌在中 国智能手机市场的份额合计 84.55%,同比提升 6.21pct;2020 年上半年 HMOV 在中国智 能手机市场的份额进一步提升至 88.87%。
响应“电子+”趋势,国产智能手机品牌布局多品类终端生态。2019 年 3 月华为在 HI LINK 生态大会上首次提出 1+8+N 全场景智慧化战略,其中 1 是指以手机为主入口,8 是指以 PC、平板、TV、音响、眼镜、手表、车机、耳机为辅入口,N 是指“泛 IoT 硬件”,覆盖 智能家居、运动健康、影音娱乐、智慧出行、移动办公等多个场景。此外,小米 2019 年 初确立“手机+AIoT”双引擎战略;2020 年初,在 5G 赋能 AIoT 的技术背景下,小米将 战略升级为“5G+AIoT”,并将投入力度由 5 年 100 亿元升级至 5 年 500 亿元。继华为、 小米后,OPPO、vivo 等国内智能手机品牌也相继涉足智能穿戴领域,我们认为,国内消 费电子终端品牌有望基于智能手机领先优势,逐步拓宽终端形态并形成多品类生态布局。
互联网创新模式涌现,AI、云计算兴起为数字经济发展打下软件基础
1994 年以来中国互联网行业快速发展,互联网创新模式不断涌现。我们认为过去中国数 互联网行业的发展可以划分为 1994-2002 年、2003-2012 年、2013-2019 年三个阶段。1994-2002 年中国互联网行业以新闻门户(新浪、网易、搜狐、腾讯)、邮箱业务、搜索 引擎(百度)等业态为主;2003-2012 年中国互联网行业以电子商务(淘宝、京东)、论 坛(豆瓣、贴吧)、即时聊天(微信、QQ)、微博等新兴业态为主。2013-2019 年中国进 入移动互联网时代,主要表现为:1) 传统行业互联网化,包括互联网+生活服务、+外卖、 +出行等;2) 互联网创新模式不断涌现,包括移动支付、共享单车、网络直播、短视频等。
中国网民规模持续提升,根据中国互联网络信息中心数据,中国网民规模从 2002 年的 0.59 亿人增长至 2019 年的 9.04 亿人,对应年复合增长率为 17.40%;中国互联网普及率(互 联网网民数/国民人数)也从 2002 年的 4.6%提升至 2019 年的 64.5%。
中国户均移动互联网接入流量快速提升,民众对于互联网的依赖增强。根据工信部数据, 中国移动互联网接入流量从 2013 年的 13.21 亿 GB 增长至 2019 年的 1220.00 亿 GB,对 应年复合增长率为 112.60%。此外,根据工信部数据,中国户均移动互联网接入流量从 2013 年 1 月的 119.12MB/月快速提升至 2020 年 9 月的 11120.64MB/月(≈10.86GB/月)。根据艾瑞咨询数据,2020 年 6 月中国移动网民单日平均使用桌面及智能终端的时长 4.24 小时,较 2019 年 6 月提升 0.64 小时,较 2018 年 6 月提升 1.17 小时。户均移动互联网 接入流量的提升及网民单机单日使用时间的延长表明中国民众对于互联网的依赖增强。
人工智能兴起、云计算普及为数字经济发展打下软件基础。根据赛迪顾问数据,2019 年 中国人工智能市场规模达到 489.3 亿元,同比增长 27.49%;赛迪顾问预计 2022 年中国 人工智能市场规模将达到 1084.3 亿元,20-22 年复合增速为 30.37%。此外,云计算也已 成为我国数字经济发展的重要支撑,根据 IDC 数据,2019 年中国公有云服务市场规模 (IaaS/PaaS/SaaS)达到 124.03 亿美元,其中 IaaS 占比 62.05%,PaaS 占比 12.56%, SaaS 占比 25.40%;IDC 预计 2024 年中国公有云服务市场规模将达到 542.47 亿美元, 对应 20-24 年 CAGR 为 34.33%。
“软硬兼备”催生智慧城市、智能教育、智能医疗等全新应用场景
在人工智能及大数据的支撑下,安防龙头向 IoT 解决方案提供商升级
随着视频监控的高清化和网络化,在 AI 图像分析处理技术的支持下,视频监控行业由“看 得清”向“看得懂”方向发展。智能摄像机基于高清的图像采集,具备准确的图像辨识能 力,具备大脑思考能力,借助视频分析软件可以处理人类无法处理的海量数据。此外,随 着智慧城市、雪亮工程等项目的推进以及视频监控点位的不断增加,监控视频数据呈现几 何级数增长,为了充分挖掘、利用这些数据,需要引入视频数据结构化技术,通过人工智 能、大数据等技术推动视频监控实战应用的结构化升级。
DOT 时代显示面板成为物联网入口,京东方明确“芯屏气/器和”发展战略
DOT 时代(Display of Things)显示面板正成为物联网入口。与 IOT(Internet of Things) 追求万物互联一样,DOT 追求在任何物体上都可以实现显示功能,显示无处不在、没有 边界,完全融合在人类的日常生活中。DOT 时代显示产业发生了深刻变化,从被动接受 外部世界信息的单向通道,发展成即时了解美好世界、了解彼此生活、了解自身变化的智 慧交互窗口,发展成万物互联的入口。
在线教育加速推进,可视化教育工具逐步丰富
新冠肺炎疫情让在线教育渗透到每一位老师和学生,也为在线教育提供了发展机遇。根据 艾瑞咨询数据,中国在线教育市场规模从 2012 年的 705.2 亿元增长至 2019 年的 3225.7 亿元,对应 13-19 年 CAGR 为 24.26%;艾瑞咨询预测 2022 年中国在线教育市场规模将 达到 5753.1 亿元,对应 20-22 年 CAGR 为 21.27%。
教育信息化 2.0 不断推进,一方面智慧黑板、智能讲台等教室的可视化教育工具不断丰富;另一方面交互智能录播、智慧学习终端等产品推出也逐步推动家庭学习场景的数字化转型。以希沃品牌为例,希沃推出“希沃小墨”备考复习机,这款融入 AI 技术的备考复习机集 “错题本、背诵本、笔记本、阅读本”于一体,将帮助学生从老师教学转为主动自学;希 沃还推出“希沃网课学习机”,通过 15.6 英寸大屏、家长管控及伴学系统等设计把真实课 堂“搬”回家。我们看好网课学习机、备考复习机等终端的推出助力家庭学习场景的数字 化升级,教育信息化产业链推荐瞄准教育信息化需求,具有软硬兼备优势的视源股份。
可穿戴+云服务驱动远程医疗进入发展快车道
2020 年 11 月 2 日工信部、国家卫健委发布《关于进一步加强远程医疗网络能力建设的通 知》,在扩大网络覆盖、提高网络能力、推广网络应用、加强组织保障四方面提出十六项 举措,包括推进 5G 网络覆盖医疗卫生机构、丰富远程医疗网络技术手段和服务模式、探 索 5G 网络在远程医疗中的创新应用、建设医疗云计算和大数据应用服务体系、提升远程 医疗系统互联互通能力、加强远程医疗网络质量监测管理等。
我们认为一方面智能手环、智能手表等智能可穿戴设备在不断拓展在健康监测领域的功能, 为远程医疗的普及打下硬件基础;另一方面 5G、云计算、大数据等技术的普及为远程医 疗的发展打下软件基础,新冠肺炎疫情期间远程诊疗、信息防控常态化更是得到充分重视。 远程医疗产业链推荐拥抱健康 IoT 黄金十年、具备医疗级消费电子领域优势、具备传感器 等核心器件的自主研发能力、聚焦核心战略大客户的乐心医疗。
乐心医疗通过可穿戴+云服务,全面布局健康 IoT。乐心拥有全面专业的健康 IoT 产品线, 可获取多维体征数据以联合第三方健康医疗服务机构为用户提供多样化和专业化的服务。同时为强化用户粘性、丰富硬件之外的健康服务内容、延展业务领域,乐心从 2011 年起 开始云平台的研发,基于自身软硬件产品的数据采集功能、利用先进的大数据分析能力, 乐心现已实现公司产品、用户以及第三方健康服务的无缝链接,能够为用户实现预防、治 疗、康复、健康促进等个性化的健康服务和保障。
光学升级不停息,半导体光学开启光学加工新纪元
自智能手机普及以来,从最初简单的后置单摄镜头实现拍照功能,到如今前置生物识别解 锁、后置“高清+广角+变焦+3D”多摄作为旗舰机标配,并从手机向平板、PC 等多终端 拓展,以满足物联网时代消费者对于照片实时分享、短视频、直播、金融支付、身份验证、 自动驾驶环境感知、安防、工控、医疗等多元的应用需求,光学应用升级一直是消费者及 手机品牌厂商创新升级的重要方向,也源源不断为供应链带来持续的发展机遇。尽管 2020 年以来受新冠疫情影像终端需求疲弱,与此同时,5G 手机升级 BOM 成本控制导致光学 升级进度有所放缓,但我们认为,随着信息数字化时代多终端信息感知和交互的需求不断 加强,光学作为环境感知和信息捕捉的重要媒介,将继续成为多终端创新升级的重要方向。
从具体应用来说,我们认为手机端的 3D 及潜望式等后置镜头将继续从高端机型向中低端 普及,车载端自动驾驶有望成为继手机市场之后的第二大光学应用终端。此外,半导体光 学有望凭借高一致性和高性价比成为光学产业的全新市场,细分赛道的前瞻布局亦有望成 为光学元件供应商差异化竞争的优势所在。光学产业链相关标的包括舜宇光学科技(光学 镜头及模组)、丘钛科技(光学镜头及模组)、蓝特光学(光学元件及半导体光学)、韦尔 股份(CMOS 图像传感器)、汇顶科技(屏下光学指纹)、水晶光电(光学元件)、欧菲光 (镜头及模组)、联创电子(镜头及模组)。
手机光学应用功能及场景创新持续,后置潜望式及 ToF 渗透有望加速
2020 年以来高端机型光学升级有所放缓,但中低端 5G新机仍在向三摄/四摄升级。在 2020 年 2 月 5 日发布的《多功能叠加多场景,光学赛道优且长》报告中,我们详细论述了智能 手机光学升级的历程及未来的发展方向。从今年以来的光学产业发展来看,受5G手机CPU、 电池、天线等元件成本增加而厂商需要严控成本保持性价比优势的影响,高端机型的光学 升级步伐有所放缓,仍以高清、广角、变焦、3D 感知等组合的四摄方案作为旗舰机标配。但从中低端机型的配置来看,后置多摄仍呈现出升级趋势。例如,2020 年推出的 1799 元 华为荣耀 Play4 机型和 1999 元红米 K30 机型,也配备了后置四摄方案。
2020 年智能手机需求受疫情影响或同比下降,但多摄升级仍为摄像头市场带来增量。根 据旭日大数据,2019 年全球智能手机摄像头出货量同比增长 6%至 44 亿颗,单机搭载的 摄像头数量达到 3.2 颗。群智咨询预计 2020 年全球三摄/四摄渗透率有望从 2019 年的 24%/13%升级至 29%/29%,单摄/双摄渗透率从 2019 年的 24%/40%降至 18%/24%。我 们以 2019/2020 年全球 13.7/12.1 亿部手机出货量(IDC 预测)为基数,在前置摄像头个 数不变预期下,测算得出 2020 年多摄渗透率升级(群智咨询预期)将产生 1.56 亿颗摄像 头增量需求。
5G 换机潮有望带动 2021 年全球手机销量重启增长,多摄升级持续拉升摄像头需求。随 着苹果、华为等主流品牌 5G 手机陆续推出,我们认为 5G 换机潮的集中启动有望带动 2021 年全球智能手机出货量有望同比转正,在此基础上多摄渗透率的进一步提升则有望为持续 拉升智能手机摄像头需求,进而带动供应链光学元件供应商的业绩增长。
潜望式镜头为手机光学升级替代单反的重要突破,终端渗透有望助力微棱镜市场扩容。在 智能手机镜头模组升级过程中,高倍变焦一直是手机摄影替代单反的重要突破方向,而自 2017 年 OPPO 首发可实现 5 倍光学变焦技术以来,通过内置光学棱镜使光线旋转、随后 进入长焦镜头实现多倍光学变焦的方案便成为首选。至今,我们已看到 HOVM 等主流安 卓系品牌都发布搭载潜望式摄像头的机型,且 2020 年以来潜望式新发机型持续增加。
根据群智咨询预测,2020 年全球搭载潜望式镜头的智能手机出货量约 0.83 亿部(对应 IDC 预计的 2020 年全球 12.1 亿部手机出货量可测算得出潜望式镜头渗透率不足 7%),2023 有望达到 3.2 亿部,对应 2021-2023 年 CAGR 为 40%。我们认为,随着潜望式镜头持续 在手机后摄模组中渗透,相应模组及上游微棱镜等元件供应商有望从中受益。
苹果 iPhone 12 高端机型后置引入 ToF 镜头,提高弱光对焦速度并改善夜间拍摄效果。 2017 年 10 月,苹果发布其首款采用 3D 感知结构光模组的全面屏手机 iPhone X,开启生 物识别新潮流。2020 年 10 月,苹果在其发布的 iPhone 12 高端机型中引入了曾在今年 iPad Pro 中搭载 LiDAR 激光雷达传感器,用于提高弱光环境下的对焦速度、改善夜间人 像拍摄效果。随着华为、荣耀、苹果、OPPO 等等越来越多的手机引入 3D 感知模组,根 据 TrendForce 数据,2020 年全球智能手机 3D 感知(含结构光和 ToF 方案)渗透率有望 从 2017 年的 2.1%增加至 20.0%,对应产值从 2017 年的 8.2 亿美元增加至 59.6 亿美元。
LiDAR 激光雷达可实现更广的 3D 空间构图,为优化 AR 实景交互提供技术支持。从 3D 感知的光学原理来看,苹果 LiDAR 方案是基于 dToF(直接飞行时间)原理,即由发射端 VCSEL 向目标发射脉冲激光,通过测量光子从发射端到目标物体的往返时间来计算空间 距离,相较于间接飞行时间 iToF(通过计算经过调制的检测光波往返的相位差来测量空间 距离)具有功耗更低、覆盖范围更广且不易受到环境干扰等优势。尽管目前手机后置 ToF 仍主要用于优化拍摄效果,但我们认为 ToF 应用的更大意义在于为将来 3D 与 AR 的结合 奠定技术应用基础,即通过手机端 3D 镜头绘制精确的空间景深构图,基于 LiDAR 镜头较 广覆盖范围内的 3D 模型动态调节光照和阴影,为用户提供更真实的 AR 游戏体验。
3D 感知应用多元化,消费电子与汽车应用市场发力。除手机端外,我们看到 3D 感知的 应用终端正在从手机向笔记本/平板、VR/AR、汽车等移动终端延伸,应用场景也从手机解 锁向金融支付、政务安防、工控医疗、人机交互等领域拓展。根据 Yole 预测,2025 年全 球 3D 感知应用市场规模将从 2019 年 50.5 亿美元增加至 150.8 亿美元,对应 2020-2025 年 CAGR 为 20.0%;其中,3D 感知在消费电子领域的应用市场规模将达到 81.7 亿美元, 约占总市场规模的 54%,对应 200-2025 年 CAGR 为 26.2%;汽车将成为仅次于消费电 子的第二大应用场景,2023 年 3D 感知市场规模有望达到 36.7 亿美元,对应 2020-2025 年 CAGR 为 27.5%。
智能驾驶兴起,车载光学应用有望接力手机市场成就光学新蓝海
根据国际汽车工程师协会(SAE)制定的标准,汽车智能化可根据驾驶操作、环境监测、 回退性能、系统接管四个方面的自动化程度分为 L0-L5 五个等级,其中自 L3 等级开始汽 车在完成综合辅助功能的同时还需具备环境感知能力。
环境感知包括视觉感知和雷达感知两个方面,其中视觉感知主要通过车载摄像头捕捉画面 识别信息。车载摄像头又包括后视、侧视、环视、前视、内视等,用于捕捉外部环境中的 车辆、行人、车道线、路标等信息以及识别车内驾驶员状态。由于后视摄像头多用于倒车 环境监测,其画面覆盖范围小且工作时间短,而侧视、环视、前视、内视等镜头需要提供 稳定的拍摄内容、排除外界干扰并保持长期工作,因此非后视摄像头对于镜头的质量、性 能等都相对于普通摄像头有更高的要求。光学元件作为车载镜头、激光雷达等感知层信息 采集的重要入口,其对供应链光学元件供应商的技术能力及产品稳定性都提出较高要求。
通常,一套完整的 ADAS 系统需包括 6 个摄像头(1 个前视,1 个后视,4 个环视),而 高端智能汽车的摄像头个数可达到 8 个。例如,根据电子发烧友网,特斯拉 Autopilot 搭 载了 3 个前视,2 个环视和 3 个后视用于视觉感知。随着汽车智能化程度不断提升,根据 Yole 数据,2023 年全球平均每辆汽车搭载将从 2018 年的 1.7 颗增加至 3 颗,但距离完整 ADAS 系统所需的摄像头个数仍有差距。据高工智能产业研究院预测,2020 年我国后视 摄像头(1 颗)渗透率为 50%,前视摄像头(1 颗)渗透率为 30%,环视摄像头(2 颗) 渗透率为 20%,内置摄像头(1 颗)渗透率仅有 6%。从不同类型车载摄像头渗透率来看, 我国智能驾驶车载摄像头市场,尤其是高规格车载镜头仍有很大发展空间。
全球车载镜头市场持续扩容,舜宇今年 6 月以来车载镜头出货量增长显著提速。尽管全球 汽车需求疲弱,但随着汽车智能化推动单车车载摄像头数量提升,TSR 预计全球车载摄像 头总出货量将由 2018 年的 1.09 亿颗增加至 2021 年的 1.43 亿颗,对应 2019-2021 年 CAGR 为 6.9%。由于环视、前视、内视等镜头对性能及质量要求更高,价格也更高,根 据 ICVTank 数据, 2025 年全球车载摄像头市场规模将有望从 2019 年的 112 亿美元增加 至 270 亿美元,对应 2020-2025 年复合增长率为 15.8%。作为全球最大的车载镜头供应 商,今年 7/8/9/10 月舜宇车载镜头出货量同比增幅为 16.0%/16.3%/32.0%/43.0%(公司 月度公告),增长提速显著,对应前 10 个月累计出货量达到 4375 万块颗(YoY:7.4%)。
激光雷达探测精度高,性能优越,是满足高级别智能驾驶要求的核心传感器。激光雷达也 是汽车 ADAS 系统环境感知重要的组成部分,其硬件构成是由光学元件组成发射端和接收 端,技术原理是在发射端利用一组光学准直透镜发射准直激光,遇到障碍时通过光的反射 回到接收端,以此完成激光探测、测距,避免障碍,增强车辆的导航能力。
激光雷达价格下降趋势明显,成本下降有助于终端市场应用普及。根据 CES(2020)展出的 激光雷达产品梳理,多数激光雷达价格下探至 1000 美元以内,激光雷达鼻祖 Velodyne 推出的 Velabit 更是下探至 100 美元。随着高级别自动驾驶的迅速发展和量产能力及良率 提升驱动激光雷达价格下降,我们认为 ADAS 升级需求有望加速激光雷达下游应用的普及 进度。根据 ICVTank 数据, 2025 年全球车载你激光雷达市场规模有望自 2019 年的 4 亿 美元增加至 69 亿美元,对应 2020-2025 年复合增速为 60.7%;中国车载激光雷达市场规 模亦有望由 2019 年的 4.5 亿元增加至 20.4 亿元,对应 2020-2025 年复合增速为 28.6%。
除车载镜头和激光雷达外,光学应用创新仍然在汽车电动化、智能化以及用户体验升级过 程中扮演着重要角色。以抬头显示 HUD 为例,其主要由主控 PCB 板、LED 光源单元、 显示介质、光学镜、外壳、直流电机等组件构成,通过光信息的反射将行车相关的信息投 影到驾驶员前方的透明介质上,目前在宝马、奔驰、奥迪、丰田等高端车型中均有应用。随着汽车座舱产品智能化程度不断提升,智研咨询预计 2022 年全球 HUD 前装市场渗透 率有望达到 13.7%,对应 HUD 市场规模从 2018 年的 9 亿美元增加至 24 亿美元,由此带 动光波导技术推广及上游玻璃非球面透镜等产品需求增加。除此以外,汽车 logo 灯、汽 车玻璃按钮、汽车迎宾灯投影等智能化方案的应用亦有望为车载光学市场规模带来新增量。
AR 应用渐行渐近,半导体光学契合 3C 终端发展需求或为全新发展方向
多终端 AR 技术已有引入,但受成本限制 AR 设备尚未在 C 端普及。如前文所述,手机后 置引入 3D 镜头不仅是强化暗光环境下的拍摄效果,其更大的意义在于 3D+AR 的技术融 合,为现实基础上的画面增强提供更为精准的 3D 构图。而从 AR 设备本身的应用来说, 自 2015 年谷歌发布采用光波导技术的 AR 眼镜 Hololens 1(2019 年已发布 Hololens 2)、 2016 年任天堂推出手机端 AR 游戏《Pokémon Go》(通过手机后置镜头拍摄现实场景并 根据游戏设定捕捉手机拍摄画面中的宠物精灵)以来,我们已经可以在游戏、零售、建筑、 教育、医疗等领域看到 AR 技术的引入,但至今尚未有成熟的独立 AR 设备在 C 端普及, 其主要原因便是能够实现较大视场角、较高亮度的光波导技术当前良率较低导致成本较高。
具体来说,根据 Vittimes 数据,目前 AR 眼镜光学显示模组成本占 AR 眼镜总成本的 50% 左右,可见光学系统性能是决定 AR 眼镜成像效果的关键因素。根据 AR 眼镜所采用的光 学原理不同,目前常见的 AR 显示方案包括四类,其中光波导技术凭借全反射、成像清晰、 对比度高等优点被视为目前 AR 眼镜较优方案,但其生产工艺复杂且良率低所造成的高成 本,又成为众多厂商选择光波导生产 AR 眼镜的阻碍。
光波导显示采用高折射玻璃晶圆实现 AR 显示。根据光波导所实现的技术路径可分为衍射 光波导(非传统几何光学,设计门槛高)和阵列光波导(制造工艺流程复杂,生产良率低), 其中衍射光波导又可依据衍射元件类型不同可以分为表面浮雕光栅光波导以及全息体光 栅光波导。尽管不同技术路径的光波导方案研发难点不同,但二者都需要采用毫米或亚毫 米级别透明的玻璃基底以减少色散、实现光的全反射,并保证较高的折射率以扩大视场角 (FOV)。近年来,以肖特、康宁为代表的传统玻璃制造商纷纷布局研制 AR 光波导眼镜 所需的高折射玻璃晶圆,并不断增大玻璃晶圆尺寸以降低单位生产成本。
除肖特、康宁之外,我们看到初创企业灵犀微光、珑璟光电、Magic Leap 和 DigiLens 等 以及传统光学巨头 Sony 等也纷纷布局光波导技术研发。Vivo 和 OPPO 先后于 2019 年 6 月和 9 月公布其首款采用光波导技术的 AR 眼镜产品,同时 Facebook 也宣布将于 2021 年发布其首款 AR 眼镜。我们认为,5G 时代数据运算与存储转入云端有助于降低 AR 眼 镜重量、优化佩戴舒适度,同时新进入者增加及相应技术投入的增加有望加速 AR 技术进 步并带动光波导镜片成本下降,进而推动 AR 向 C 端渗透。IDC 预计 2024 年全球 AR 出 货量有望从 2020 年的 69 万台增加至 4111 万台,其中 AR 一体机和 AR 系留头显出货量 将分别达到 2400 万台和 1708 万台,对应 2021-2024 年 CAGR 为 176%和 188%。
终端设备高集成化与微型化发展对光学元件性能要求提高,半导体光学渐成主流应用。另 一方面,从 AR 眼镜的应用来看,终端设备对成像效果要求的提升使其对光学系统的微型 化、精密化、集成化、高可靠性、多功能、模块化等以及光学元件的加工精度、加工技术 提升均提出了较高要求。随着光学元件不断向小型化、高可靠性、多功能、模块化和集成 化方向发展,结合半导体工艺制造的晶圆级光学元件(WLO)逐渐成为新一代光学元件的 主流应用。WLO 采用玻璃晶圆和聚合物材料为基材,使用半导体工艺压合多个镜头元原 件,再切割成单颗镜头,产品中光学透镜间的位置精度可达到纳米级。
WLO 目前在透镜、扩散片(Diffuser)、光学衍射元件(DOE)、自动对焦执行器(AF) 和光学图像稳定(OIS)可调透镜等 3D 模组配件中有广泛应用。例如,1)WLO 准直镜 头作为模组发射端 Vcsel 激光源的必备配件,可通过采用半导体批量复制的生产方式优化 光束质量和晶圆一致性,并有效缩减体积空间;2)适用于 5G 手机的超薄屏下光学指纹 辨识芯片应用 WLO,通过半导体工艺约能使芯片厚度减少 50%,同时在摄像头群组中与 其他 2 个组件组成晶圆级摄像头模组,实现高度由传统的 5.2-6.0mm 降低为 2.7-3.3mm。
WLO 镜头契合消费电子轻薄化发展需求,全球晶圆级镜头市场高速发展。相比于传统光 学透镜加工,WLO 能使 3D 技术摄像头体积缩小,从而应用于智能手机,更加适合移动端 消费电子设备。随着 3D 感知多终端、多场景的应用需求不断增加,晶圆级光学元件需求 也将相应增加。根据 Yole 预测,2022 年全球晶圆级镜头市场规模有望达到 14.1 亿美元, 对应 2019-2022 年复合增速为 59.1%。
AR 眼镜光波导技术发展及 WLO 市场扩容有望显著拉升玻璃晶圆需求。作为晶圆级镜头 及 AR 光波导镜片的重要原材料,玻璃晶圆具有原材料便宜、化学纯度高、抗热膨胀和热 冲击性能强、抗拉强度高、耐辐射性能高、光传输效果好等优点。而受益于光波导显示和 晶圆级光学元件终端对玻璃晶圆的应用需求增加,Yole 预计 2022 年全球 8 英寸等效的玻 璃晶圆需求有望达到 1400 万片,对应 2018-2022 年复合增速为 22%。
接力 TWS,精准捕捉差异化应用场景,智能穿戴市场百花齐放
苹果取消附赠耳机加速 TWS 普及,降噪升级及换机需求助力需求高增长
疫情影响下 2020 年全球智能可穿戴出货量仍有增长,智能耳机为最畅销细分品类。根据 IDC 数据, 2019 年可穿戴设备出货量呈现明显的加速增长态势(YoY:89%)。尽管 2020 年以来受新冠疫情蔓延影响手机、平板等终端需求持续疲弱,但基于 TWS 耳机及智能手 表、智能手环的终端持续渗透,1H20 全球可穿戴设备出货量仍同比增长 19%至 1.59 亿 部,IDC 预计 2020 年出货量有望同比增长 18%至 3.96 亿部,2024 年达到 6.32 亿部(对 应 2021-2024 年 CAGR 为 12.4%)。从品类分布来看,2024 年全球智能耳机出货量有望 在手机配套需求驱动下达到 3.97 亿部,占智能可穿戴设备总出货的 63%,而智能手表/ 智能手环出货量则分别达到 1.56/0.74 亿部,占总出货的 25%/12%。
全球可穿戴市场集中度持续提升,苹果凭借产品创新优势稳占龙头地位。从市场竞争格局 来看,根据 IDC 数据,2Q20 前五大可穿戴厂商合计市占率达到 69.9%,对比 2Q18/2Q19 的 53.4%/61.5%有较为明显的龙头集中趋势;其中,凭借在 AirPods 及 Apple Watch 领域 功能创新所奠定,苹果自 4Q18 以来便稳占全球可穿戴市场龙头地位, 2Q20 市占率同比 增加 7.8pct 至 34.2%,显著高于位列其后的华为(12.6%)、小米(11.7%)和三星(8.2%)。
疫情居家娱乐需求重塑 VR 用户习惯,软硬件升级优化体验提升产品粘性
5G 网络有效解决 VR 终端互联和眩晕问题,硬件配置升级优化用户佩戴体验。在 2019 年 9 月 15 日发布的《5G 应用大幕拉开,VR/AR 渐行渐近》报告中,我们从网络环境、 硬件配置及软件环境等多个方面详细论述了 VR 产业的发展现状,即 5G 网络的高速传输 能够有效解决因 4G 网络时延所造成的眩晕问题、并能满足 4K 分辨率所需码率,同时光 学元件(菲涅尔透镜)、显示方案(AMOLED 柔性屏、FAST LCD 显示屏)、专用芯片(高 通推出 VR 头显专用的 XR1 平台)等配套硬件的推出则为终端兴起搭建了坚实基础。
疫情期间居家娱乐需求重塑 VR用户习惯,Oculus Quest全球热销甚至一度缺货。在2019 年 9 月发布起首款虚拟现实设备 VR Glass,且根据华为官网讯,该款眼镜在同年 12 月 19 日开售首日销量便破百万,可见消费者对智能娱乐社交终端产品的接受度及需求已有 显著提升。而在 2020 年起新冠疫情持续蔓延海外多地消费者因居家时间大幅延长而对居 家娱乐设备的需求显著提升的情况下,能够融合运动与娱乐属性的健身环、VR 头显成为 消费者的首选居家娱乐设备。根据 2020 年 3 月 21 日 Zaker 讯,受终端需求快速增加而 疫情影响供应链生产及物流运输的影响,Oculus Quest 出现全球缺货的情况。
除满足娱乐需求外,VR 头显在教育、医疗及影视直播等领域亦有广泛应用。在数字信息 化时代,教育模式、内容和学习方式都正在发生深刻的变革,结合电子化设备实现教育环 境的优化、信息传递的升级等也已成为 VR 产品的重要关注方向。同时,VR 设备还能用 于医疗应用端的手术模拟和缓解创伤后应激障碍(PTSD),在有效减少实操教学成本与风 险的基础上加强受训医生及学生的技能熟练程度,提高教学实训效率。此外,5G 与 VR 的结合也已经在山东两会、宁夏马拉松等现场实现了高清、全景的直播应用。
受 Quest 2 新品发布及索尼 PSVR 换机潮驱动,我们认为全球 VR 出货量有望自 2021 年 重启高增长。由于 2020 年初以来海内外疫情大范围蔓延、供应链生产与物流运输受限, 1H20 全球 VR 销售呈现大范围缺货现象,但随着以国内为主的供应链复工复产稳步推进、 并考虑到全球第一大 VR 头显品牌 Oculus 于今年 9 月推出了 Quest 2 新品且销售火热, 我们认为 VR 出货量有望在 Quest 2 发布以及即将到来的 PSVR 换机潮驱动下自 2021 年 开启高速增长。根据 IDC 预测,2021-2024 年全球 VR 出货量有望在消费端和企业端持续 加大 VR 领域投资的驱动下保持 48%的年复合增速。产业链相关标的包括歌尔股份 (Oculus 及索尼 PSVR 独家代工)、长信科技(VR 显示模组)、舜宇光学(光学元件)。
把握 IoT 时代 IC 产业新机遇,看好功率 IC 维持高景气
2020 年全球半导体行业复杂多变,中国半导体产业链的自主可控刻不容缓。2020 年新冠 肺炎疫情全球蔓延导致部分半导体产品供需趋紧,行业景气度上行;但美国政府对华为等 中国科技企业的禁令、全球半导体巨头并购潮推动行业集中度提升等事件使得我们清楚地 意识到我国半导体产业链亟需实现自主可控。半导体行业关系着国家命脉,发展半导体行 业对我国经济发展有着重要的战略意义,半导体产业链自主可控刻不容缓。
国家政策彰显长期支持发展中国半导体产业的决心。20 年 8 月 4 日国务院发布《新时期 促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》,出台财税/投融资/研究开支/进出口/ 人才/知识产权/市场应用/国际合作八方面措施支持本土 IC 产业发展。11 月 3 日《中共中 央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》明确将 集成电路列为重点前沿领域之一,将实施具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。
我们看好 2021 年国内半导体产业链在“电子+”趋势和国产替代的机遇中延续快速发展。 长期来看,物联网智能设备和汽车电子对于功率半导体和 MCU 的需求持续增长,国内晶 圆产能持续提升、产业链国产替代趋势和大基金二期的支持为国内上游设备和材料产业链 带来发展机遇。产业链相关标的包括:斯达半导(功率半导体)、士兰微(功率半导体)、 兆易创新(MCU)、中颖电子(MCU)、中微公司(刻蚀机)、北方华创(多种半导体设备)、 晶瑞股份(光刻胶)、沪硅产业(大硅片)、上海新阳(光刻胶)、江丰电子(靶材)等。
功率半导体市场长期向好,供应链重塑机遇下国产替代正当时
2020 年下半年以来功率半导体行业迎来景气上行周期,功率半导体产品呈现供不应求的 态势。根据 20 年 9 月 22 日 Digitimes 报道,目前 8 英寸晶圆代工产能供不应求,Digitimes 估计 2021 年供给缺口约达 2 成左右,短期 8 英寸晶圆产能供不应求的情况难以缓解。
我们认为,从短期来看,一方面由于 8 寸晶圆产能紧缺,供给端向利润率更高的非功率类 芯片倾斜;另一方面,在全球供给中占重要地位的海外产能由于疫情原因,开工率走低、 运营和物流成本上升,两方面因素造成国内功率 IC 市场供需趋紧,价格有持续上行迹象。从长期来看,新国标推动低速电动车升级换代、“电子+”时代家电变频/智能化趋势、新 能源汽车渗透率提升、5G 新基建加速推进等有望驱动功率半导体需求高增长。功率半导 体产业链相关标的包括斯达半导、士兰微、捷捷微电、扬杰科技、华微电子、新洁能等。
欧美日厂商领跑全球功率半导体市场,MOSFET/IGBT 英飞凌遥遥领先
根据 Omdia 数据,2019 年全球功率半导体市场规模 463 亿美元;受新冠疫情影响,智能 手机和汽车电子等功率半导体的主要市场需求下降,Omdia 预测 2020 年全球功率半导体 市场规模将下降 6.9%至 431 亿美元。全球功率半导体市场主要被欧美及日本厂商占据, 根据 Omdia 数据,在 2019 年全球功率器件及模组市场中,英飞凌、安森美、意法半导体、 三菱电机、东芝半导体分别以 19.0%、8.4%、5.8%、5.5%、4.5%的市占率位居前五位。
英飞凌在 MOSFET 和 IGBT 细分领域具有较强领先优势。根据 Omdia 数据,在 2019 年 全球 MOSFET 功率分立器件市场中,英飞凌以 24.6%的市占率位居全球第一,领先于安 森美的 12.8%及意法半导体的 9.5%。根据 Omdia 数据,在 2019 年全球 IGBT 功率分立 器件市场中,英飞凌同样以 32.5%的市占率位居全球第一,遥遥领先于市占率排名第二的 富士电机(11.7%)及市占率排名第三的安森美(7.9%)。英飞凌、安森美等国际领先的 功率半导体企业具备较强的研发实力、工艺积累、产品设计与制造能力,在产品性能、产 品线丰富程度、量产规模、产品下游应用领域的广泛性方面具备较强领先优势。
低速电动车升级、新能源汽车渗透、家电变频化驱动功率半导体需求增长
在新国标发布的带动下,2018 年以来中国电动自行车市场企稳反弹。根据中国自行车协 会数据,2018 年中国电动自行车产量 3277.6 万辆,同比增长 5.80%,自 2014 年以来产 量首次实现同比正增长;2019 年中国电动自行车市场延续增长,产量 3592.2 万辆,同比 增长 9.60%。2020 年以来,新冠肺炎疫情背景下部分出行者为避免公共交通转而选择电 动自行车出行,进一步驱动电动自行车需求增长,根据国家统计局数据,1-7M20 中国电 动自行车产量 1550.1 万辆(仅统计规模以上企业),同比增长 18.7%。
根据中国自行车协会数据,2019 年我国电动自行车保有量近 3 亿辆;根据人民网 2020 年 6 月 12 日报道,目前我国 90%的存量电动自行车不符合新国标要求;由此可得,目前 我国的超标电动自行车接近 2.7 亿辆。我们假设 2.7 亿辆超标电动自行车通过 5 年的时间 全部替换为符合新国标的电动自行车,即 2020-2024 年平均每年新国标电动自行车需求量 为 5400 万辆。根据我们产业链调研反馈,电动自行车使用的功率半导体价值量 40 元/辆, 新国标电动自行车的功率半导体用量提升 50%。基于上述数据,我们测算得 2020-2024 年平均每年国内电动自行车对功率半导体的需求规模将增长至 32.40 亿元,与 2018 年(假 设产量均为非新国标电动车)相比增长 147.13%。
空调、冰箱、洗衣机等家电的变频化、智能化有望带动 MOSFET、IGBT、IPM 等功率器 件/模组需求增长,行业前景广阔。根据 IHS Markit 数据,2017 年全球主要家用电器出货 量为 7.11 亿台,其中变频家电的渗透率为 34%;IHS Markit 预测 2022 年全球主要家用电 器出货量将增长至 9.02 亿台,其中变频家电的渗透率将提升至 65%。根据英飞凌 2019 年 2 月 5 日 Investor Presentation,单台变频家电使用的功率半导体价值为 9.50 欧元,为 非变频家电(0.70 欧元)的 13.57 倍。基于上述数据,我们测算得 2017 年全球主要家用 电器对于功率半导体的需求规模为 26.45 亿欧元,预计 2022 年将增长至 57.79 亿欧元, 对应 2018-2022 年 CAGR 为 16.92%。
汽车电动化、智能化程度将逐步提升,驱动单辆汽车功率半导体价值量增长。根据 2019 年 8 月 Strategy Analytics 数据,单辆轻型混合动力电动汽车(48V-MHEV)使用的功率 半导体价值量为 90 美元,而单辆混合动力汽车(FHEV/PHEV)使用的功率半导体价值量 为 305 美元,单辆电池动力汽车(BEV)使用的功率半导体价值量为 350 美元,均高于 48V-MHEV 的功率半导体用量。同时,根据 2019 年 9 月 IHS Markit “Alternative propulsion forecast”的数据及预测,48V-MHEV 汽车的销量将从 2018 年的 30 万台提升至 2020 年的 230 万台及 2025 年的 2060 万台;FHEV/PHEV 汽车的销量将从 2018 年的 290 万台提升 至 2020 年的 480 万台及 2025 年的 1050 万台;BEV 汽车的销量将从 2018 年的 170 万 台提升至 2020 年的 320 万台及 2025 年的 1020 万台。
基于上述数据,假定各类电动汽车对于功率半导体的需求价值量保持不变,我们测算得 2018年电动汽车对于功率半导体的需求规模为15.07亿美元,预计2020年将增长至27.91 亿美元,对应 2019-2020 年 CAGR 为 36.11%;预计 2025 年将增长至 86.27 亿美元,对 应 2019-2025 年 CAGR 为 28.31%。
新冠疫情及中美摩擦带来供应链重塑机遇,功率半导体国产替代正当时
中国功率半导体产业作为“追赶者”,近年来涌现出诸多优秀企业。根据中国半导体行业 协会 20 年 8 月 27 日统计,2019 年国内前十大功率器件企业分别为安世半导体(闻泰科 技子公司)、杨杰科技、华润微、华微电子、乐山无线电、苏州固锝、无锡新洁能、江苏 长晶科技、燕东微电子、捷捷微电。
虽然国内厂商在高端功率器件领域与国际领先厂商仍有较大差距,但我们认为国内厂商有 望紧抓当前国产替代的重要发展机遇,实现功率半导体产业做大做强。短期来看,2020 年新冠肺炎疫情全球蔓延,目前中国已经基本控制住疫情,国内厂商已实现复工复产,而 国际厂商的停工停产有望为国内厂商带来供应链重塑的机会。长期来看,近年来《国家集 成电路产业发展推进纲要》、《中国制造 2025》等重要文件相继出台,加速国产替代、实 现半导体产业自主可控已上升到国家战略高度,中国半导体行业发展迎来了历史性的机遇。
物联网和汽车电子成为发展新动能,国产 MCU 前景广阔
伴随着物联网的逐步落地和汽车电子的发展,MCU 微控制器需求长期增长可期。MCU 微 控制器作为智能控制核心,广泛应用于消费电子、汽车电子、计算机与网络、工业控制等 领域。IC Insights 预计全球 MCU 销售额在经历 2019 年和 2020 年下滑后,将在 2021 年 出现温和复苏,销售额同比增长 5%至 157 亿美元;同时 IC Insights 预计全球 MCU 销售 额将在 2022 年同比增长 8%,将在 2023 年同比增长 11%,预计 2023 年全球 MCU 销售 额将创下 188 亿美元新高。我们看好物联网和汽车电子带动国产 MCU 需求增长,国内 MCU 产业链相关标的包括兆易创新、中颖电子、全志科技、芯海科技等。
基于国内 AIoT 发展乐观预期以及国产替代的客观需求,我们看好国内 MCU 发展前景。 根据 IHS 和 ASPENCORE 数据,2019 年中国 MCU 市场规模达到 256 亿元;中国 MCU 主要应用于家电/消费电子、计算机网络、汽车电子、智能卡、工控等领域,规模占比分别 为 25.6%、18.4%、16.2%、15.3%和 11.2%。受益于国内物联网和新能源车行业的增长, IHS 预计 2022 年中国 MCU 市场规模将达到 319 亿元。此外,IHS 预计 2020 年国产 MCU 厂商的销售额将达到 148 亿元人民币,占整个中国 MCU 市场的 55%。
ARM 收购案或带来技术授权不稳定性,RISC-V 国产 AIoT 内核将加速发展
ARM Cortex-M 系列处理器内核主导 32 位 MCU 内核市场。32 位 MCU 是基于未来物联 网市场发展方向的主流产品,ARM 内核既能满足厂商应对物联网应用的需求,又具备丰 富生态系统资源。美国太平洋时间 2020 年 9 月 13 日,美国图形处理器和人工智能芯片 巨头英伟达在官网宣布计划以总价值 400 亿美元的英伟达股票和现金向日本软银和软银 愿景基金收购全球最大处理器 IP(Intellectual Property)供应商 ARM Limited。结合过去 几年美国针对中国顶尖科技企业进行“实体清单”管制的案例来看,ARM 的技术管制和 许可证制度有可能被实施到各细分领域具备挑战美国科技实力的顶尖中国公司。
RISC-V 开源免费,其指令集本身具备简洁、灵活和模块化等诸多优点,有望为中国带来 AIoT 处理器内核领域自主可控的新机遇。RISC-V 架构的开源模式使得该指令集架构避免 出现如 X86 和 ARM 被极少数公司控制的现象,其在 AIoT 领域广阔的使用前景和潜在的 市场规模吸引了全球著名企业、研究机构和高等学府的关注,多方的投入合作有望促进 RISC-V 产业链成熟和生态的完善。市场调研机构 Semico Research 预计 2025 年采用 RISC-V 架构的芯片数量将增至 624 亿颗。
携手 ARM,拥抱 RISC-V,兆易创新布局 MCU 构建未来
作为国内 32 位 MCU 领军企业,兆易创新一方面继续携手 ARM 提高 MCU 产品竞争力, 一方面积极拥抱 RISC-V,紧跟发展前沿。公司 2020 年中报显示其 MCU 产品包括 330 余个型号、23 个系列和 11 种不同封装类型,累计出货已超过 4 亿颗。
在基于 ARM 内核 MCU 产品方面,兆易创新主要提供基于 ARM Cortex-M 系列 32 位通用 MCU 产品,其 GD32 是 ARM Cortex-M3 及 Cortex-M4 内核通用 MCU 产品系列,也是 目前中国 32 位通用 MCU 主流产品,广泛应用于工业自动化、人机互动、电机控制、安 防家弄、智能家居家电、物联网等领域。在基于 RISC-V 内核 MCU 产品方面,兆易创新 2019 年 8 月发布全球首款基于 RISC-V 内核的 GD32VF103 系列 MCU,该款 MCU 采用 Bumblebee 处理器内核,是公司携手 RISC-V 处理器内核 IP、解决方案厂商芯来科技联 合开发的面向物联网的商用 RISC-V 处理器内核。
半导体产业链国产化决心坚定,上游设备和材料迎来成长机会
2020 年 9 月 15 日起华为自研芯片受美国禁令影响无法代工流片,凸显了中国半导体产业 在晶圆制造以及在上游设备端、材料端的劣势。虽然目前国产半导体设备和材料厂商技术 实力、研发投入与海外龙头仍存在较大差距,实现全面技术追赶任重道远,但是以中芯国 际(逻辑芯片代工)、长江存储(NAND)、合肥长鑫(DRAM)、华虹半导体(功率半导体) 为代表的本土晶圆厂持续扩产,有望成为国内半导体设备、材料成长核心驱动,国产半导 体设备、材料正迎来更充沛的验证试用、技术合作、进口替代机遇。
中芯国际资本开支大幅增加,有望带动上下游产业链协同发展
2020 年 7 月 16 日,中芯国际在科创板上市,融资能力大幅提升,有望持续为研发和扩产 提供资金来源。2020 年 11 月公司三季报公告披露,由于美国出口管制对机台供货延迟或 有不确定性等原因,公司将资本开支下调至 59 亿美元,仍同比增长 241%,接近公司 2019 年总营收额的两倍,增加的资本开支主要用于产能扩充。短期来看,中芯国际相关产业链 企业将直接受益于中芯国际产能扩张;长期来看,先进制程的加速推进有利于推动以晶圆 制造这一核心环节带动整个国产半导体上下游产业链协同发展和国产替代的进程。
国家大基金二期蓄势待发,助力半导体设备和材料产业发展
国家集成电路产业投资基金(“大基金”)二期于 2019 年 10 月 22 日成立,注册资本高达 2041.5 亿元,较一期的 987.2 亿元有显著提升。与大基金一期主要投资晶圆制造不同,我 们预计大基金二期的投资将向半导体产业链上游的设备和材料领域倾斜。
根据大基金二期的布局规划,大基金二期将从三个方面重点支持国产设备与材料发展:一 是将对在刻蚀机、薄膜设备、测试设备和清洗设备等领域已布局的企业保持高强度的持续 支持,培育中国大陆“应用材料”或“东电电子”的企业苗子;二是加快开展光刻机、化 学机械研磨设备等核心设备以及关键零部件的投资布局,填补国产工艺设备空白;三是督 促制造企业提高国产装备验证及采购比例,为更多国产设备、材料提供工艺验证条件。半 导体主要材料包括大硅片、掩膜版、靶材、光刻胶、抛光垫和湿电子化学品等。
2021 年或将迎来大基金二期的投资高峰期。大基金二期于 2020 年 4 月开始投资,目前已 投资项目主要集中在设计和晶圆代工领域,已投资金额尚不到规划投资总额的 10%。根据 布局规划,2021 年国产半导体设备和材料厂商有望得到大基金二期的投资支持。
国内供应商纷纷加码,国产光刻胶研发进入快车道
在供应链安全逐渐得到重视的背景下,我们看好国产半导体光刻胶在未来几年实现突破。 一方面为鼓励光刻胶产业发展、突破产业瓶颈,我国出台了多项相关政策,为光刻胶产业 的发展提供了良好的政策支持;另一方面中国持续扩大的晶圆产能为国产光刻胶开辟了发 展空间,国内厂商纷纷计划在被日美垄断的半导体光刻胶领域扩大投入。
2020 年 8 月 21 日晶瑞股份中报披露其子公司苏州瑞红 1993 年开始光刻胶生产,承担并 完成了国家 02 专项“i 线光刻胶产品开发及产业化”项目,i 线光刻胶已向国内头部的知 名大尺寸半导体厂商供货,KrF 光刻胶完成中试,产品分辨率达到了 0.25~0.13µm 的技 术要求,建成了中试示范线。2020 年 10 月 12 日,晶瑞股份对深交所关注函的回复公告 显示,公司拟购买光刻机设备的型号为 ASML XT 1900Gi ArF 浸入式光刻机,可用于研发 最高分辨率达 28nm 的高端光刻胶。
2020 年 11 月 3 日,上海新阳发布定增预案,公司拟募资资金不超过 14.50 亿元,其中 8.15 亿元拟投资于集成电路制造用高端光刻胶研发、产业化项目,主要目标为实现 ArF 干法工艺使用的光刻胶和面向 3D NAND 台阶刻蚀的 KrF 厚膜光刻胶的产业化,力争于 2023 年前实现上述产品的产业化,填补国内空白。
2020 年 11 月 6 日,南大光电披露 2020 年度向特定对象发行股票预案,拟向特定对象发 行股票的募集资金总额不超过 6.35 亿元,其中 1.5 亿元拟用于先进光刻胶及高纯配套材 料的开发和产业化、ArF 光刻胶产品的开发和产业化。
供需趋紧+景气上行,LCD 龙头利润兑现,MLCC 大厂加速崛起
韩厂加速退出,需求稳中有升,中国大陆 LCD 龙头迈入收获期(略)。
疫情下需求仍保持韧性,预计 2020 年全球 LCD 面板需求稳中有升
根据 WitsView 数据,2019 年全球 LCD TV 面板出货量为 2.859 亿片,在新冠肺炎疫情的 影响下,AVC 预计 2020 年全球 LCD TV 面板出货量为 2.656 亿片(YoY -7.12%);我们假 设 2020 年电视平均尺寸为 47.8 英寸(参考 1H20 WitsView 数据),预计 2020 年全球 LCD TV 面板出货面积同比仅下降 0.66%。
根据 WitsView 数据,2019 年全球液晶显示器面板出货量为 1.437 亿片,Omdia 预测 2020 年将增长至 1.549 亿片(YoY 7.81%);我们假设 2020 年显示器平均尺寸为 24.1 英寸(参 考 1H20 WitsView 数据),预计 2020 年全球液晶显示器面板出货面积将同比增长 13.18%。
根据 WitsView 数据,2019 年全球 NB 面板出货量为 1.877 亿片,Omdia 预计 2020 年全 球 NB 面板出货量为 1.967 亿片(YoY 4.78%)。根据 WitsView 数据,2019 年全球平板电 脑面板出货量为 2.099 亿片,Omdia 预计 2020 年全球平板电脑面板出货量同比增速为 16.45%。我们假定 NB、平板电脑平均尺寸不变,预计 2020 年全球 NB 面板出货面积同 比增长 4.78%,预计 2020 年全球平板电脑面板出货面积同比增长 16.45%。对于 LCD 手 机面板,我们预计 2020 年 LCD 手机面板出货面积将下降 10.45%。
基于上述测算,我们预计 2020 年全球 LCD TV、显示器、NB、平板电脑、LCD 手机的 液晶面板出货面积增速分别为-0.66%、13.18%、4.78%、16.45%、-10.45%,测算得 2020 年 LCD 面板出货面积将同比增长 1.12%。在新冠肺炎疫情全球蔓延的冲击下,我们认为 LCD 面板的需求受益于大尺寸化趋势、居家学习办公等因素的驱动,仍保持足够韧性。
全球 LCD 产能向中国大陆转移,龙头厂商规模优势凸显
根据 Omdia 数据,中国大陆的 TFT-LCD 产能占比从 4Q18 的 42%提升至 1Q20 的 52%, DSCC预计 4Q22中国大陆的TFT-LCD产能占比将进一步提升至 70%。除中国大陆以外, 随着三星、LGD 两大韩系厂商宣布 2020 年将关闭 5 条产线,DSCC 预计韩国的 TFT-LCD 产能占比将从 1Q20 的 19%下降至 1Q21 的 7%。
京东方、华星光电领跑全球大尺寸 LCD 行业。从大尺寸 TFT-LCD 出货量的角度而言,根 据 Omdia 数据,2020 年 7 月京东方以 26.8%的市占率位居全球第一,群创光电、友达光 电、LG、夏普、三星分别以 16.1%、14.1%、14.0%、5.9%、5.6%的市占率位居全球二 至六名。从大尺寸 TFT-LCD 出货面积的角度而言,根据 Omdia 数据,2020 年 7 月京东 方以 20.4%的市占率位居全球第一,群创光电、华星光电、三星、LG 分别以 12.2%、11.8%、 11.6%、11.1%的市场率位居全球二至五名。
京东方凭借更高世代线、更多元化的产品结构和下游应用市场,盈利能力领先同行。根据 Bloomberg 数据,在 2013-2019 年间,京东方毛利率水平长期高于 LG Display、群创光 电、友达光电、日本 JDI 等行业面板大厂,与 Samsung Display 的毛利率水平相当(三星 OLED 占比高),2018、2019 年如上几家大厂的平均毛利率分别为 13.69%、8.07%,而 京东方毛利率为 20.39%、15.18%。2016 年后华星光电凭借第二条 8.5 代线(T2)投产 所形成的规模效应,毛利率实现快速提升,2018、2019 年毛利率仅低于三星和京东方。
未来行业将由中国大陆厂商主导,龙头厂商盈利能力有望进一步强化。我们认为,以京东 方、华星光电为代表的中国大陆厂商对 G8.5、G10.5 高世代线的投资成效颇丰,一方面 京东方、华星光电凭借 G8.5、G10.5 高世代线所形成的成本优势及规模效应,压缩了韩 系大厂的盈利空间,促使其逐步关闭 LCD 产线;另一方面也树立了更高的行业进入壁垒, 阻隔了潜在进入者的竞争。随着面板行业供需格局的改善,我们认为以京东方、华星光电 为代表的面板龙头厂商的盈利能力将进一步得到强化。
疫情加剧供需紧张态势,国产替代加速进行,MLCC 具备长期成长潜力
我们认为海外新冠肺炎疫情蔓延仍是 MLCC 供需格局中的重要变量,1Q20 菲律宾首都因 疫情封城已对 MLCC 供给形成较大冲击。进入 10 月份以来,海外疫情出现较大反复,根 据新华网报道,截至 10 月 12 日,菲律宾累计确诊新冠病例已超 34 万例。村田(6981 JT)、 三星电机(009150 KS)等全球 MLCC 大厂均在菲律宾设有工厂,其中村田、三星电机在 当地的产能分别占其总产能的 15%、40%。菲律宾作为日韩 MLCC 厂商的重要制造基地, 疫情反复将对海外 MLCC 供给造成较大不确定性。在疫情加剧 MLCC 供需紧张态势的背 景下,以风华高科为代表的国内 MLCC 厂商有望借此机遇,改善产品结构、客户结构, 加速 MLCC 国产替代进程。
随着大容量化技术的进步,MLCC 开始替换在数字电路上用于去耦的铝电解电容器或钽电 解电容器,市场规模由此扩大。根据 Paumanok 数据,2019 年全球 MLCC 市场规模同比 增长 4.6%至 121 亿美元,出货量同比增长 5.9%至 4.49 万亿只。基于 MLCC 大容量、小 型化的发展趋势以及综合的技术要求,该产业仍具有较强的垄断性。随着 5G 建设的加速 推进,我们认为基站、终端、汽车电子将成为 MLCC 重要增量市场。
2020 年 5G 基站建设大规模开启,单个 5G 基站 MLCC 用量较 4G 基站提升 3 倍。国内 5G 基站建设快速推进,2020 年 9 月 27 日工信部信息通信发展司副司长刘郁林在“2020 中国 500 强企业高峰论坛 5G 创新应用专题论坛”上表示,截至 9 月末全国 5G 基站累计 开通超过 60 万个,逐渐覆盖全国主要城市,并向有条件的重点县镇延伸。根据 VENKEL 数据,传统 4G 基站的单站 MLCC 用量达到 3750 颗,而 5G 基站的用量有望增长逾 3 倍, 超过 1.5 万颗;我们预计 2020 年国内 5G 基站建设总数在 60~80 万站,若假设 2020 年 70 万站的 5G 基站建设,则对应 MLCC 新增需求 105 亿颗,相当于 19 年全球总需求量的 0.23%,相当于全球工控类 MLCC 需求的 2.76%。
功能复杂度提升/信号传输速度提升带来智能手机 MLCC 用量增长。在物联网、5G 快速 发展的背景下,3C 功能复杂度提升所带来的各模块间的退耦需求以及信号高速传输所带 来的匹配滤波需求使得 MLCC 单机用量快速提升。根据产业信息网数据,2G 手机平均单 机 MLCC仅166 颗,3G/4G 手机达到 450 颗/700 颗,5G 手机将超过 1000 颗,较 4G 提 升超 40%。若基于台积电对 2020 年全球 5G 手机 15%的渗透率预期(法说会),则今年 5G 手机有望为全球 MLCC 市场带来 2.28%的增量需求,若考虑 20-22 年全球智能手机市 场全部实现 4G 向 5G 的升级,则增量市场相当于 19 年全球 MLCC 市场总数量的 15.2%。
特斯拉单车 MLCC 用量超过 8000 颗,汽车电子正成为的重要增量市场。新能源汽车的渗 透以及汽车电子化的升级使得汽车正成为被动元件重要的下游需求来源,与 iPhone 单机 MLCC 用量提升的发展轨迹类似,汽车电子化同样带来单车 MLCC 用量的快速提升。根 据 KEMET 数据,特斯拉(TSLA US)Model 3、Model S、Model X 系列车型中 MLCC 的用量均超过 8000 颗,而传统内燃机汽车的单车 MLCC 用量仅约 2400 颗。基于 19 年 全球新能源汽车 210 万辆的销售水平,若实现与特斯拉相当的电子化升级,我们预计增量 市场规模相当于 19 年全球车用 MLCC 总数量的 2.34%。
受中美贸易摩擦所引发的国产替代需求,以及新冠疫情所引发的物流、复工等问题影响, 国内 MLCC 行业供需趋紧,并在 20 年 2 月份呈现大规模涨价态势。根据国际电子商情, 菲律宾是日韩 MLCC 厂商的重要制造基地,村田、三星电机等均在菲律宾设有工厂,其中 村田 MLCC 全球月产能约 1500 亿颗,15%位于菲律宾;三星电机 MLCC 全球月产能约 1000 亿颗,在菲律宾的产能占比 40%。菲律宾作为日韩 MLCC 厂商的重要制造基地,10 月以来海外疫情反复对 MLCC 供给造成较大不确定性,国内 MLCC 厂商有望持续受益。
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