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1、證券研究報告 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明 中國經濟高質量發展系列研究中國經濟高質量發展系列研究 數字經濟時代數字經濟時代 AIAI 引領新變革引領新變革,金屬新材料迎新成長機遇金屬新材料迎新成長機遇 有色組首席分析師有色組首席分析師:華立 證券研究報告 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明 數字經濟專題報告數字經濟專題報告 20242024 年年 0303 月月 1 18 8 日日 數字經濟數字經濟時代時代 A AI I 引領新變革引領新變革,金屬新材料迎新成長機遇金屬新材料迎新成長機遇 核心觀點核心觀點:數字經濟將是推動經濟發展的新引擎,人工智能有望
2、提升新質生產力,新數字經濟將是推動經濟發展的新引擎,人工智能有望提升新質生產力,新時代下金屬新材料將迎來發展新機遇:時代下金屬新材料將迎來發展新機遇:數字經濟正在憑借提升全要素生產率及提高產業附加值,成為引領經濟增長與新質生產力發展的重要“引擎”。人工智能作為一種前沿技術,正引領著數字經濟的新變革。我們認為數字經濟與人工智能發展對基礎層算力需求的提升,以及應用層人形機器人產業化,都將帶來金屬新材料滲透率提升下的成長性投資機會。算力提升大勢所趨,催生算力提升大勢所趨,催生 AIAI 芯片、光模塊產業鏈核心新材料需求:芯片、光模塊產業鏈核心新材料需求:國內經濟進入新周期的背景下,算力提升是數字經濟
3、與人工智能發展的必然要求,亦對一國經濟的增長拉動效應顯著。自 2023 年以來,國家各級政府自上而下推動算力體系建設,疊加企業在人工智能產業進步推動下對算力的需求,算力建設已成為促進數字經濟與人工智能高質量發展的關鍵。算力需求提升將帶動AI 芯片、光模塊產業鏈上游金屬軟磁芯粉、鎢銅合金、砷化鎵和磷化銦等核心新金屬材料的加速應用與需求增長。金屬軟磁粉芯:金屬軟磁粉芯:金屬軟磁粉芯較傳統的鐵氧體在飽和磁感應強度、體積等方面優勢突出,可同時滿足高頻使用和體積小型化的需求,更符合大算力的應用場景,是提升芯片電感性能、效率及可靠性的理想選擇。伴隨 AI 芯片應用需求漸增,未來金屬軟磁粉芯產品迭代空間廣闊
4、。砷化鎵和磷化銦:砷化鎵和磷化銦:砷化鎵和磷化銦襯底電子遷移率高、光電性能好。光通信產業鏈中,磷化銦和砷化鎵襯底是光芯片的底層材料,光模塊需求有望帶動其市場規模穩步增長。鎢銅合金:鎢銅合金:在光模塊向高速率升級過程中,對光模塊芯片基座材料散熱性能提出更高要求。鎢銅合金具備低膨脹、高導熱特性,不同成份的鎢銅合金可以匹配 400G、800G、1.6T 光模塊芯片基座的散熱需求,光模塊升級將加速推動新材料迭代。人形機器人藍海市場開啟,高性能釹鐵硼遠期成長動能充足:人形機器人藍海市場開啟,高性能釹鐵硼遠期成長動能充足:人形機器人將成為 AI 終極形態,深刻變革人類生產生活方式,持續推動數字經濟發展。人
5、工智能進步打開人形機器人落地應用的想象空間。國內產業扶持政策密集出臺,國內企業相繼加碼機器人核心零部件生產基地建設,人形機器人產業化或加速落地,打開上游關鍵材料釹鐵硼遠期需求空間。高性能釹鐵硼:高性能釹鐵硼:高性能釹鐵硼可被用于人形機器人的伺服系統,主要用于制造無框力矩電機和空心杯電機,釹鐵硼高矯頑力與高磁能積的特性使其在人形機器人中的應用難被其他材料替代。人形機器人產業化或打開高性能釹鐵硼新市場。投資建議:投資建議:關注數字經濟發展與 AI 浪潮下金屬新材料行業發展機遇及相關公司,金屬軟磁粉芯:鉑科新材、悅安新材;砷化鎵、磷化銦:云南鍺業;鎢銅合金:斯瑞新材;高性能釹鐵硼:金力永磁、寧波韻升
6、、中科三環。分析師分析師 有色首席分析師:華立 S0130516080004 風險提示風險提示 1.新興材料替代風險2.人工智能算力發展不及預期的風險3.下游需求不及預期的風險4.產業政策推進不及預期的風險xXmVnV8YhUnVmVaQcMbRpNmMsQtPiNrRnOeRoMnM9PqRrRvPnPnRMYnNrM 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。3 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex數字經濟專題數字經濟專題報告報告 目目 錄錄 一一、數字經濟將成推動發展新動能數字經濟將成推動發展新動能,AIAI 催化金屬新材料新機
7、遇催化金屬新材料新機遇 .4 4(一)基礎層算力提升大勢所趨,拉動金屬新材料應用滲透加速.5(二)應用層AI 賦能人形機器人產業化,創造金屬新材料新成長空間.8 二二、金屬軟磁粉芯金屬軟磁粉芯,具備優異性能的具備優異性能的 AIAI 芯片電感材料芯片電感材料 .1111(一)芯片電感在供電模塊扮演關鍵角色,金屬軟磁粉芯對鐵氧體替代空間廣闊.11(二)鉑科新材,芯片電感開啟公司第二增長曲線.13(三)悅安新材,電感基礎材料羰基鐵粉生產領先供應商.14 三三、光通信高速率時代下光通信高速率時代下,催生催生主流磷化銦主流磷化銦、砷化鎵芯片襯底需求砷化鎵芯片襯底需求 .1515(一)磷化銦、砷化鎵襯底
8、是光芯片底層材料,國產替代進程有望加速.15(二)云南鍺業,擁有完整產業鏈的鍺礦企業.19 四四、鎢銅合金鎢銅合金,匹配性能提升下光模塊芯片基座的最佳材料匹配性能提升下光模塊芯片基座的最佳材料 .2020(一)光模塊升級對散熱提出更高要求,加速鎢銅合金材料迭代.20(二)斯瑞新材,以銅基特種材料的制備技術為核心拓展光模塊領域.21 五五、人形機器人藍海市場開啟人形機器人藍海市場開啟,高性能釹鐵硼遠期成長動能充足高性能釹鐵硼遠期成長動能充足 .2222(一)高性能釹鐵硼比較優勢顯著,可用于人形機器人伺服系統.22(二)國內高性能釹鐵硼企業競爭力全球領先,有望率先進入人形機器人產業鏈.24 六六、
9、投資建議投資建議 .2727 七七、風險提示風險提示 .2828 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。4 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 一一、數字經濟將數字經濟將成推動發展新動能成推動發展新動能,A AI I 催化金屬新材料催化金屬新材料新新機遇機遇 數字經濟引領新質生產力,打造經濟新動能。數字經濟引領新質生產力,打造經濟新動能。2023 年 12 月的中央經濟工作會議提出 2024 年重點工作任務的首位是“以科技創新引領現代化產業體系建設”,其中數字經濟又排列首位,強調“要大力推進新型
10、工業化,發展數字經濟,加快推動人工智能發展”、“廣泛應用數智技術,加快傳統產業轉型升級”等。2024 年政府工作報告部署全年十大任務,將“大力推進現代化產業體系建設,加快發展新質生產力”放到首位,強調要“深入推進數字經濟創新發展”。數字經濟正在憑借提升全要素生產率及提高產業附加值,成為引領經濟增長的重要“引擎”,以人工智能、大模型、大數據等為代表的數字技術是當下乃至未來數年內最前沿、發展速度最快、影響范圍最廣的科技變革之一。圖圖1 1:中國發展數字經濟四大優勢中國發展數字經濟四大優勢 圖圖2 2:2 2022022 年數字經濟占各國年數字經濟占各國 G GDPDP 的比重的比重 資料來源:中國
11、銀河證券研究院 資料來源:信通院,中國銀河證券研究院 人工智能作為數字經濟的新引擎人工智能作為數字經濟的新引擎,正引領著經濟的變革和創新正引領著經濟的變革和創新。2024 年政府工作報告中提出要深化大數據、人工智能等研發應用,開展“人工智能+”行動。由此可見,在數字經濟蓬勃發展的時代,人工智能作為一種前沿技術正引領著經濟的新變革。無論是在產業升級、商業模式創新還是社會發展等方面,人工智能已經成為數字經濟的新引擎。我們認為 2024 年或將成為我國數字經濟發展的重要一年,從基礎設施建設,到產業鏈逐步自主可控,再到行業應用的穩步推進的過程中持續推動。數字經濟發展的要求數字經濟發展的要求人工智能人工
12、智能技術持續快速發展,技術持續快速發展,對算力對算力需求及下游應用需求及下游應用形成催化。形成催化。AI 在圖像識別、語音識別、語音理解等諸多領域已超過人類能力,并且已廣泛應用于各個領域,助推產業智能化升級,未來將進一步引領數字經濟時代發展。據 IDC 預測,中國 AI 市場支出規模將在 2023 年增至 147.5 億美元,2021-2026 年 CAGR 將超 20%。從AI 產業鏈來看,可以分為基礎層、技術層和應用層,基礎層包括 AI 芯片等硬件設施及云計算等服務平臺的基礎設施、數據資源,為人工智能提供數據服務和算力支撐;技術層以模擬人的智能相關特征為出發點,構建技術路徑;應用層是人工智
13、能產業的延伸,集成一類或多類人工智能基礎應用技術。數字經濟和人工智能發展下對數據處理能力要求數字經濟和人工智能發展下對數據處理能力要求大幅提升,這必將帶來算力需求的成倍增長,更先進、算力更強的大幅提升,這必將帶來算力需求的成倍增長,更先進、算力更強的 A AI I 芯片、光模塊芯片、光模塊的應的應用,用,以及以及 A AI I 進步帶動“進步帶動“A AI I+”應用層中人形機器人產業化應用層中人形機器人產業化,都將帶來金屬新材料滲透率,都將帶來金屬新材料滲透率提升下的成長性提升下的成長性投資機會。投資機會。68%42%71%56%57%22%25%30%美國中國德國日本韓國印度 加拿大墨西哥
14、0%20%40%60%80%100%請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。5 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 圖圖3 3:A AI I 產業鏈產業鏈 資料來源:中國銀河證券研究院 (一一)基礎層基礎層算力提升大勢所趨算力提升大勢所趨,拉動金屬新材料應用滲透加速拉動金屬新材料應用滲透加速 算力是數字經濟時代新的生產力算力是數字經濟時代新的生產力及人工智能發展的必要條件及人工智能發展的必要條件,且算力投資且算力投資對一國經對一國經濟增長的拉動效應顯著。濟增長的拉動效應顯著。數字經濟時代,算力的提
15、高對一國經濟的增長拉動效應顯著,且具有持續性和倍增效應,據 IDC 測算,國家的計算力指數平均每提高 1 點,國家的數字經濟和 GDP 將分別增長 3.6和 1.7,預計該趨勢在 2023 至 2026 年將繼續保持;當一國的計算力指數達到 40/60 分以上時,國家的計算力指數每提升 1 點,其對于 GDP增長的推動力將提高到 40 分以下時的 1.3/3.0 倍,可見我國算力發展對經濟的拉動作用更為顯著。圖圖4 4:計算力指數與計算力指數與 GDPGDP 回歸分析趨勢回歸分析趨勢 資料來源:IDC,中國銀河證券研究院 從算力供給而言,從算力供給而言,可可分為通用算力、智能算力和超算算力。分
16、為通用算力、智能算力和超算算力。算力實現的核心是 CPU、GPU、FPGA、ASIC 等各類計算芯片,并由計算機、服務器、高性能計算集群和各類智能 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。6 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 終端等承載,海量數據處理和各種數字化應用都離不開算力的加工和計算,算力數值越大代表綜合計算能力越強,常用的計量單位是 FLOPS(每秒執行的浮點數運算次數)。圖圖5 5:算力分類算力分類(從供給側看從供給側看)資料來源:中國信通院中國算力發展指數白皮書,中國銀河證券研究院
17、以以 A AIGCIGC 為代表的人工智能應用等新需求崛起,拉動為代表的人工智能應用等新需求崛起,拉動智能智能算力規??焖僭鲩L算力規??焖僭鲩L。2023年 AIGC 領域表現出強勁的市場潛力,以 ChatGPT、GitHub CoPilot 和 Stable Diffusion 等生成式人工智能應用和工具的興起,加速了科技產業創新。OpenAI 2024 年 2 月 16 日凌晨發布了文生視頻大模型 SORA,僅根據提示詞就可生成 60s 的連貫視頻,遠超行業目前平均“4s”的視頻生成長度。SORA 的震撼發布,徹底顛覆文生視頻領域,而復雜的模型和大規模訓練對算力的速度、精度和性能提出了更高的
18、要求,使得市場對更高性能的智能算力的需求迸發。據 IDC 測算,2022 年中國智能算力/通用算力規模分別為 259.9/54.5 EFLOPS,到 2027 年智能算力規模將達到 1117.4 EFLOPS,CAGR 達 33.9%,增速遠超通用算力的 16.6%。圖圖6 6:20202020-20272027 年中國通用算力規模及預測年中國通用算力規模及預測 圖圖7 7:20202020-20272027 年中國智能算力規模及預測年中國智能算力規模及預測 資料來源:IDC,中國銀河證券研究院 資料來源:IDC,中國銀河證券研究院 智能算力發展依賴于智能算力發展依賴于 A AI I 服務器,
19、服務器,高算力和高能效高算力和高能效的的 A AI I 服務器需求有望持續增長服務器需求有望持續增長。從感知智能到生成式智能,人工智能愈發依賴于“強算法、高算力、大數據”的支持,人工智能模型需要的準確性越高,訓練該模型所需的計算力就越高。由于大模型對計算能力和數據的高需求,使得市場對于高性能和高能效的人工智能服務器需求將持續增長。IDC 預計,全球人工智能硬件市場(服務器),將從 2022 年的 195 億美元增長到 2026 年的 347 億美元,五年 CAGR 達 17.3%;預計 2023 年,中國人工智能服務器市場規模將達91 億美元/同比增長 82.5%,2027 年將達到 134
20、億美元,五年 CAGR 為 21.8%。0%5%10%15%20%25%02040608010012014020202021202220232024202520262027中國通用算力規模(EFLOPS,左軸)yoy(右軸)0%20%40%60%80%100%120%02004006008001,0001,20020202021202220232024202520262027中國智能算力規模(EFLOPS,左軸)yoy(右軸)請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。7 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報
21、告報告 算力芯片是算力芯片是 A AI I 計算的具體載體,是算力提升的核心部件計算的具體載體,是算力提升的核心部件。AI 芯片具備高性能等特性可更好地支持復雜算法,能夠滿足實時處理需求,廣泛應用于人工智能領域各個方面。AI 芯片主要包括 GPU、ASIC、FPGA 等,目前 GPU 擁有最高的算力,主要用于 AI 模型的訓練和推理過程,根據 IDC,2022 年 GPU 占中國 AI 芯片約 89%的份額。高性能的算力芯片已經成為全球算力競爭,甚至是數字經濟與人工智能競爭的關鍵勝負手。2018 年以來美國連續針對中國發起制裁,限制英偉達對華銷售最先進、使用最廣泛的兩款 AI 訓練 CPUA1
22、00 和 H100,大大阻礙了中國人工智能和復雜計算領域的突破。AI 訓練芯片受限加大了我國高制程芯片設計、代工的發展緊迫性,目前國產算力中華為已具備性價比,在參數方面,其昇騰 910 芯片單卡算力已經可與英偉達 A100 相媲美。數字經濟與人工智能發展下,算力的需求不斷增長,也將對算力更強、更先進的算力芯片提出不斷升級的要求。圖圖1010:2 2022022 年中國年中國 A AI I 芯片市場規模占比芯片市場規模占比 圖圖1111:英偉達與華為參數對比英偉達與華為參數對比 架構架構 算力算力 功耗功耗 昇昇騰騰 310310 達芬奇架構3DCube 技術 16 TOPS INT8 8 TO
23、PS FP16 8W 昇昇騰騰 910910 達芬奇架構3DCube 技術 640 TOPSINT8 320 TFLOPSFP16 310W 英偉達英偉達 A A100100 NVIDIA 安培 GPU架構 624 TOPSINT8 312 TFLOPSFP16 300W 英偉達英偉達 H H100100 NVIDIA Hoppe GPU 架構 3958 TOPSINT8 1979 TFLOPSFP16 700W 資料來源:IDC,中國銀河證券研究院 資料來源:昇騰官網,英偉達官網,中國銀河證券研究院 高算力需求要求光模塊速率不斷高算力需求要求光模塊速率不斷提升,光芯片作為算力基座國產替代空間
24、廣闊。提升,光芯片作為算力基座國產替代空間廣闊。AI模型的訓練和推理需要高帶寬、低時延的光通信來提高算力的利用效率。英偉達推出的第四代 NVLink 連接主機和加速處理器的速度高達每秒 900GB/s,是傳統 x86 服務器的互連通道 PCIe 5.0 帶寬的 7 倍多,服務器和服務器間的連接效率提升進一步放大高速光模塊的需求。光芯片作為光模塊產業鏈上游中的核心部件,其性能大大影響了光通信系統的傳輸效率。而國內光芯片市場中,2.5G/10G 光芯片市場國產化程度較高,25G 以上光芯片國產化替代空間廣闊。據 ICC 數據,2021 年 2.5G 國產光芯片占全球比重超過 90%、10G 國產光
25、芯片占全球比重約 60%;25G 光芯片的國產化率約 20%,25G 以上光芯片的國產化率約 5%。89%89%10%10%GPUNPUASICFPGA圖圖8 8:20222022-20262026 年年全球人工智能全球人工智能服務器市場規模預測服務器市場規模預測(含生成式人工智能含生成式人工智能和非生成式人工智能服務器和非生成式人工智能服務器)()($M$M)圖圖9 9:20222022-20272027 年年中國加速計算服務器市場預測中國加速計算服務器市場預測 資料來源:IDC,中國銀河證券研究院 資料來源:IDC,中國銀河證券研究院 05,00010,00015,00020,00025,
26、00030,00035,00040,00020222023202420252026G-AIOther AI020406080100120140160202320252027加速計算服務器市場預測規模(億美元)請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。8 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 圖圖1212:全球高速率光芯片市場規模及預測全球高速率光芯片市場規模及預測 圖圖1313:中國光芯片廠商占全球份額中國光芯片廠商占全球份額 資料來源:源杰科技招股說明書,Omdia,中國銀河證券研究院 資料來源:源
27、杰科技招股說明書,ICC,中國銀河證券研究院 在基礎層,在基礎層,算力作為數字經濟算力作為數字經濟與人工智能的與人工智能的核心底座,算力基礎設施長期空間廣闊核心底座,算力基礎設施長期空間廣闊催生金屬新材料需求。催生金屬新材料需求。伴隨 Sora、Chatgpt 等問世掀起人工智能浪潮,全球算力架構升級戰已然打響,面對美國對我國高科技領域的制裁,自主可控保衛戰勢在必行,國產替代進程有望加速。算力需求提升背景下,金屬新材料有望迎來發展新機遇:1)算力芯片產業鏈中,金屬軟磁粉芯:綜合特性優異,適用于高頻、高功率應用場景,滿足 AI 大算力應用場景,在新一代 AI 芯片中應用空間廣闊;2)光模塊產業鏈
28、中,砷化鎵、磷化銦襯底:在 5G 通信、數據中心、新一代顯示、無人駕駛、可穿戴設備、航天等方面有廣闊的應用前景,AI 算力提升的拉動下有望迎蓬勃發展;鎢銅合金:匹配 400G、800G、1.6T 高速率光模塊散熱提升需求,光模塊升級或將加速推動新材料迭代。(二二)應用層應用層A AI I 賦能賦能人形機器人人形機器人產業化產業化,創造金屬新材料新成長空間創造金屬新材料新成長空間 AIAI 大模型為機器人注入靈魂,具身智能機器人將成為人工智能終極形態。大模型為機器人注入靈魂,具身智能機器人將成為人工智能終極形態。具身智能是指具備感知和理解環境的能力,能夠與物理世界進行交互,并具備行動能力以完成任
29、務的智能體,是人工智能的終極形態。未來具身智能機器人將沿“大腦先行、感知突破、身體完善、優化迭代”的方向發展。當前 GPT、數據、算力等技術的發展為人形機器人“大腦”提供了極佳的土壤,當機器人大腦具備多模態信息處理能力時,首先在感知能力實現高度智能化,再推動“手腳”等運動執行器的改進來完善機器人本體,最后在實踐中不斷優化迭代,拓展應用領域,加速商業化進程。表表 1 1:具身智能機器人演化路徑具身智能機器人演化路徑:完成由完成由“不動不動”、到到“固定動固定動”、再到再到“自由動自由動”的技術變革的技術變革 發展階段發展階段 特點特點 應用應用 規模規模 初級機器人 基本不動+重復執行 機械手、
30、軌道機器人等 約 50 萬個/年 中級機器人 行走+獨立執行 清潔、環衛、倉儲搬運,室內外配送機器人等 未來達到 1000 萬/年 具身智能機器人 自主行走+自主執行 人形機器人等 未來與人類比例超過 1:1,總量將達 100-200 億 資料來源:中國銀河證券研究院 特斯拉特斯拉 OptimusOptimus 快速迭代,打開未來人形機器人落地應用的想象空間??焖俚?,打開未來人形機器人落地應用的想象空間。2021 年 8 月20 日,馬斯克在首屆特斯拉人工智能日上首次發布特斯拉人形機器人(TeslaBot)計劃,代號“擎天柱”(Optimus)。之后近乎每半年特斯拉的人形機器人都會將進行更新
31、迭代,2023 年 12 月人形機器人 Optimus-Gen2 震撼亮相,平衡能力和身體控制能力均有改善,能夠僅依賴視覺對物體進行分類,且具備適應變化的環境并隨時做出調整的能力。近期0%5%10%15%20%25%30%35%01,0002,0003,0004,0005,0002019202020212022202320242025市場空間及預測(百萬美元,左軸)yoy(右軸)請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。9 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 馬斯克分享了 Optimus 的最新視頻
32、,其行走步態更加穩健、體態也更接近人類,能夠實現自然轉彎等能力。圖圖1414:特斯拉人行機器人迭代情況特斯拉人行機器人迭代情況 資料來源:特斯拉官網,中國銀河證券研究院 國內國內產業扶持政策密集出臺,人形機器人產業化有望加速落地。產業扶持政策密集出臺,人形機器人產業化有望加速落地。2023 年 10 月工信部發布人形機器人創新發展指導意見,首次將人形機器人產業提升至國家層面指導意見,計劃到 2025 年,初步建立人形機器人創新體系,“大腦、小腦、肢體”等一批關鍵技術取得突破,確保核心部組件安全有效供給。整機產品達到國際先進水平,并實現批量生產;2027 年,綜合實力達到世界先進水平,成為重要的
33、經濟增長新引擎。北京、廣東、上海多地已設立人形機器人產業園,據北京日報,目標規模 100 億元的北京機器人產業發展投資基金注冊落地經開區,將助力北京打造世界領先的人形機器人產業發展高地。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。10 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 表表 2 2:人形機器人扶持政策梳理人形機器人扶持政策梳理 時間時間 政策政策 發布部門發布部門 主要內容主要內容 2023 年 1 月 “機器人+”應用行動實施方案 工業和信息化部等 17 部門 目標目標:提出到 2025 年,制造
34、業機器人密度較 2020 年實現翻番,服務機器人、特種機器人行業應用深度和廣度顯著提升,機器人促進經濟社會高質量發展的能力明顯增強 2023 年 8 月 新產業標準化領航工程實施方案(2023-2035 年)工業和信息化部等四部門 重點任務之一重點任務之一:前瞻布局人形機器人產業標準研究。開展人形機器人專用結構零部件、驅動部件、機電系統零部件、控制器、高性能計算芯片及模組、能源供給組件等基礎標準預研。研制人形機器人感知系統、定位導航、人機交互、自主決策、集群控制等智能感知決策和控制標準。2023 年 8 月 關于組織開展 2023 年未來產業創新任務揭榜掛帥工作的通知 工業和信息化部辦公廳 任
35、務內容任務內容:面向元宇宙、人形機器人、腦機接口、通用人工智能 4 個重點方向,聚焦核心基礎、重點產品、公共支撐、示范應用等創新任務,發掘培育一批掌握關鍵核心技術、具備較強創新能力的優勢單位,突破一批標志性技術產品,加速新技術、新產品落地應用。2023 年 10 月 人形機器人創新發展指導意見 工業和信息化部 工作目標工作目標:到 2025 年,人形機器人創新體系初步建立,整機產品達到國際先進水平,并實現批量生產,在特種、制造、民生服務等場景得到示范應用;到 2027 年,人形機器人技術創新能力顯著提升,產業加速實現規?;l展,應用場景更加豐富,成為重要的經濟增長新引擎。主要內容主要內容:包含
36、關鍵技術突破、產品培育、場景拓展、生態營造、支撐能力五方面。2024 年 1 月 關于推動未來產業創新發展的實施意見 工業和信息化部等七部門 重點任務之一重點任務之一:打造標志性產品,包括人形機器人。突破機器人高轉矩密度伺服電機、高動態運動規劃與控制、仿生感知與認知、智能靈巧手、電子皮膚等核心技術,重點推進智能制造、家庭服務、特殊環境作業等領域產品的研制及應用。資料來源:中國政府網,中國銀河證券研究院 國內企業相繼加碼機器人核心零部件生產基地建設,產業向上趨勢逐步兌現。國內企業相繼加碼機器人核心零部件生產基地建設,產業向上趨勢逐步兌現。從國內產業化進程來看,2023 年人形機器人尚處于前期研發
37、、客戶送樣等階段,拓普集團研發的機器人直線執行器和旋轉執行器已經多次向客戶送樣,獲得客戶認可及好評,項目要求自 24Q1 開始進入量產爬坡階段,初始訂單為每周 100 臺。2024 年國內零部件企業拓普集團、三花智控相繼簽署協議建設機器人零部件生產基地,有望加速人形機器人產業量產落地。表表 3 3:機器人核心零部件生產基地建設公告機器人核心零部件生產基地建設公告 時間時間 公司公司 協議協議 投資金額投資金額 主要內容主要內容 2024 年 1 月 拓普集團 機器人電驅系統研發生產基地項目投資協議書 50 億元 規劃用地 300 畝,在寧波經濟技術開發區建設機器人核心部件生產基地,項目主要進行
38、機器人電驅系統的研發生產及銷售,并逐步拓展其他機器人部件業務。2024 年 1 月 三花智控 三花智控未來產業中心項目投資協議書 不低于 50 億元,其中機器人項目不低于 38 億元 在錢塘區投資建設機器人機電執行器和域控制器研發及生產基地項目。資料來源:公司公告,中國銀河證券研究院 海外人形機器人已有商業應用場景落地,國內應用可期。海外人形機器人已有商業應用場景落地,國內應用可期。亞馬遜推出的人形機器人Digit 將應用于物流倉儲環節,主要任務包括卸載貨車、搬運箱子、管理貨架等,預計將在 2025 年全面上市。美國 1X technologies 與 ADT commercial 共同研發的
39、人形機器人 EVE目前已成功應用于巡邏安保場景。1X 推出的另一款雙足仿人機器人 NEO 目前已經能夠自然準確地穿門、爬樓梯和執行任務,在安全、物流、制造和機械操作等領域表現出色的同時,NEO 還能為家庭提供幫助。國內方面,“十四五”機器人產業發展規劃提出,到 2025 年,我國成為全球機器人技術創新策源地、高端制造集聚地和集成應用新高地。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。11 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 圖圖1515:1X1X 人形機器人人形機器人 EVEEVE 圖圖1616:1X
40、1X 人形機器人人形機器人 NEONEO 資料來源:1X technologies,中國銀河證券研究院 資料來源:1X technologies,中國銀河證券研究院 在應用層,在應用層,人形機器人產業化有望打開釹鐵硼遠期新需求人形機器人產業化有望打開釹鐵硼遠期新需求與成長空間與成長空間。人形機器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進技術,有望深刻變革人類生產生活方式,在我國人口紅利減退、老齡化程度加深、勞動力成本上升的時代背景下,人形機器人的通用屬性可以打開工業制造、商用服務和家庭陪伴等多種應用場景。當前,人形機器人技術加速演進,已成為科技競爭的新高地,持續推動數字經濟發展。伴隨人形機器人產業
41、發展持續推進,產業鏈上游關鍵材料釹鐵硼有望打開遠期需求空間。二二、金屬金屬軟軟磁粉芯磁粉芯,具備優異性能的具備優異性能的 A AI I 芯片電感材料芯片電感材料 (一一)芯片電感在供電模塊扮演關鍵角色芯片電感在供電模塊扮演關鍵角色,金屬軟磁粉芯對鐵氧體替代空間廣闊金屬軟磁粉芯對鐵氧體替代空間廣闊 芯片電感在芯片電感在 GPUGPU 及及 C CPUPU 的供電模塊扮演關鍵角色,為算力提供重要支撐。的供電模塊扮演關鍵角色,為算力提供重要支撐。芯片電感位于供電模塊,主要起到為 GPU、CPU、ASIC、FPGA 等芯片前端供電的作用,以維持主板和顯卡中的各種芯片的正常工作。供電模塊通過調壓、穩壓以
42、及濾波,讓 GPU、CPU持續獲得穩定、純凈及大小電壓合適的電流。芯片電感應用領域廣泛,包括服務器、通訊電源、GPU、FPGA、電源模組、筆記本電腦、礦機等。圖圖1717:芯片電感產業鏈芯片電感產業鏈 資料來源:鉑科新材公告,中國銀河證券研究院 軟磁材料是提升芯片電感性軟磁材料是提升芯片電感性能、效率及可靠性的理想選擇。能、效率及可靠性的理想選擇。軟磁材料作為一種信息功能材料,具有較高的飽和磁感應強度與磁導率,較低的矯頑力及各向同性的磁性能,使得軟磁材料能有效引導和增強資產,同時在高頻應用中減少能量損失和發熱,從而提高電感的性能和效率,確保了電感在高電流和廣泛頻率范圍內的穩定性和可靠性。軟磁
43、請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。12 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 材料主要分為三類:1)金屬軟磁材料,一般應用于頻率較低的工頻范圍;2)軟磁復合材料,以磁粉芯為基體加入不同絕緣物質包覆形成的復合材料,主要用于 kHz 到 MHz 的中高頻領域;3)軟磁鐵氧體材料,一般應用于 MHz 到 GHz 的高頻范圍,如微波環形器。圖圖1818:軟磁材料分類軟磁材料分類 資料來源:激光增材制造制備軟磁材料的性能研究王恒通,中國銀河證券研究院 金屬軟磁粉芯金屬軟磁粉芯綜綜合合特性優異,特性優異,
44、適用于高頻、高功率應用場景。適用于高頻、高功率應用場景。金屬軟磁粉芯(SMC)由于其獨特的結構與制備工藝,具有許多優越的特性,主要表現在:(1)飽和磁感應強度高,既保留了金屬軟磁材料的優點,又遠優于軟磁鐵氧體,有利于實現大功率設備的小型化;(2)有效磁導率高,可通過制備條件的改變定制所需的磁導率在較寬的頻率范圍內保持穩定,以滿足多場景使用需求;(3)磁性能穩定,具有良好的頻率穩定性、溫度穩定性及時間穩定性,有利于設備在各種條件下長期工作;(4)損耗低,特別是在中高頻條件下具有較低的損耗,有利于節省能源;(5)直流偏置場穩定性好,在交直流混合電路中不容易達到過飽和;(6)加工性能好,采用粉末冶金
45、工藝制備的鐵芯可容易的制成各種形狀,包括環形、E 型、U 型等,滿足各種磁芯的需求。金屬軟磁粉芯的這些優異性能,使其在電機、噪聲濾波器、開關電源、磁性傳感器、逆變器等領域得到了廣泛的應用。圖圖1919:鐵氧體鐵氧體、硅鋼硅鋼、金屬金屬軟磁復合粉芯軟磁復合粉芯的應用的應用 圖圖2020:金屬軟磁復合粉芯制備流程金屬軟磁復合粉芯制備流程 資料來源:鐵基軟磁復合粉芯的電磁性能研究龔夢吉,中國銀河證券研究院 資料來源:鐵基軟磁復合粉芯的電磁性能研究龔夢吉,中國銀河證券研究院 前期主流的芯片電感主要采前期主流的芯片電感主要采用鐵氧體材質,未來將逐步被金屬軟磁粉芯替代。用鐵氧體材質,未來將逐步被金屬軟磁粉
46、芯替代。鐵氧體軟磁憑借其優異的軟磁性能、高的電阻率、高的應用頻段和低的損耗,成為前期主流的芯片電感材質。伴隨電子通訊行業飛速發展,大功率高頻計算對 UPS、服務器等大功率用電設備的電源端提出了更高性能的要求。但是鐵氧體的低飽和磁化強度很大程度影響了鐵氧體軟磁材料器件的小型化,并且也直接限制了它們在某些偏置場下的應用。金 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。13 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 屬軟磁粉芯由于絕緣層的存在,電阻率較高,同時由于其粉末采用的是鐵磁性顆粒,飽和磁感應強度高,所以可
47、以同時滿足高頻(kHzMHz)使用和體積小型化的需求,更加符合未來大算力的應用需求。表表 4 4:鐵氧體軟磁和金屬軟磁粉芯性能參數對比鐵氧體軟磁和金屬軟磁粉芯性能參數對比 參數參數 參數意義參數意義 鐵氧體軟磁鐵氧體軟磁 金屬軟磁粉芯金屬軟磁粉芯 使用頻率使用頻率 決定使用范圍 MHzGHz,高頻 KHzMHz,中高頻 飽和磁感應強度飽和磁感應強度 決定器件體積,越高越好 低 高 居里溫度居里溫度 決定熱穩定性,越高越好 低 高 直流偏置特性直流偏置特性 決定外界直流信號抗干擾能力 一般 很好 電阻率電阻率 決定損耗,越高越好 高 低 資料來源:磁學基礎與磁性材料嚴密等,中國銀河證券研究院 我
48、們估算我們估算 AIAI 服務器芯服務器芯片電感價值量約為通用服務器的片電感價值量約為通用服務器的 3 3 倍。倍。AI 服務器主要采用加速卡為主導的異構形式,更擅長做大吞吐量的并行計算,目前產品中最常見的是 CPU+多塊 GPU 的方式。按 GPU 數量,AI 服務器可以分為四路、八路和十六路服務器,其中搭載 8 塊 GPU 的八路 AI 服務器最常見。按 GPU 搭載 6 顆芯片電感計算,單臺 AI 服務器需要 48 顆芯片電感。根據鉑科新材公告,單顆芯片價值量在 3-10 元,則單臺 AI 服務器芯片電感價值量約為 300 元,大概是通用服務器的 3 倍。A AI I 服務器應用需求漸增
49、,未來金屬軟磁粉芯產品迭代空間廣闊。服務器應用需求漸增,未來金屬軟磁粉芯產品迭代空間廣闊。AI 運算風潮將持續滲透至各種專業領域,同步帶動 AI 服務器應用需求漸增。根據 TrendForce,預計 2023 年AI 服務器(包含搭載 GPU、FPGA、ASIC 等)出貨量近 120 萬臺,同比增長 38.4%,占整體服務器出貨量近 9%,至 2026 年將占 15%,預計出貨量近 240 萬臺,20222026 年CAGR 達 29%。按單臺服務器的芯片電感價值量為 300 元測算,我們預計 2026 年全球 AI服務器芯片電感市場規模為 7.1 億元。目前芯片電感仍以海外 TDK、村田等企
50、業的鐵氧體產品為主,金屬軟磁粉芯產品滲透率相對較低,迭代空間廣闊。表表 5 5:全球全球 A AI I 服務器用芯片電感市場規模測算服務器用芯片電感市場規模測算 2 2022022 2 2023E023E 2 2024E024E 2 2025E025E 2 2026E026E 全球全球 A AI I 服務器出貨量服務器出貨量(千臺千臺)855 1183 1504 1895 2369 Y YOYOY 8.5%38.4%27.1%26%25%單臺單臺 A AI I 服務器電感數量服務器電感數量(個個)48 48 48 48 48 單臺單臺 A AI I 服務器電感價值量服務器電感價值量(元元)30
51、0 300 300 300 300 全球全球 A AI I 服務器芯片電感市場規模服務器芯片電感市場規模(億元億元)2.62.6 3.53.5 4.54.5 5.75.7 7.17.1 資料來源:TrendForce,中國銀河證券研究院 (二二)鉑科新材鉑科新材,芯片電感芯片電感開啟開啟公司第二增長曲線公司第二增長曲線 鉑科新材,持續推進金屬軟磁產品迭代,開發高性能芯片電感產品完成從發電端到鉑科新材,持續推進金屬軟磁產品迭代,開發高性能芯片電感產品完成從發電端到負載端電能變換全覆蓋的產品線布局。負載端電能變換全覆蓋的產品線布局。公司主要產品包括金屬軟磁粉、金屬軟磁粉芯及芯片電感等磁元件,被廣泛
52、應用于光伏發電、新能源汽車及充電樁、儲能、AI、智能駕駛、數據中心、變頻空調、消費電子等領域。公司始終以終端應用需求為產品開發導向,以精密制造工藝為支撐,從“鐵硅 1 代”金屬磁粉芯開始,不斷迭代升級至“鐵硅 4 代”,并制造出了具有更高效率、小體積、高可靠性和大功率的芯片電感產品,使得公司完成了從發電端到負載端電能變換(包括 DC/AC,AC/AC,AC/DC,DC/DC)全覆蓋的產品線布局。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。14 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 圖圖2121:鉑科新材
53、金屬軟磁產品持續迭代鉑科新材金屬軟磁產品持續迭代 資料來源:公司公告,中國銀河證券研究院 公司芯片電感已進入批量生產交付階段,建立芯片電感子公司夯實公司第二增長曲公司芯片電感已進入批量生產交付階段,建立芯片電感子公司夯實公司第二增長曲線。線。公司已經成功推出了多個極高集成度的芯片電感系列產品,現已取得了多家國際知名芯片廠商的驗證和認可,并于 2023 年下半年開始進入大批量生產交付階段,根據公司互動易回答投資者提問中表示,公司芯片電感已批量用于英偉達 AI 芯片 GPU-H100。在產能布局方面,隨著產品的升級迭代和市場認可度提升,公司持續夯實生產工藝,全力加速自動化生產線的建設,計劃到 20
54、23 年底可實現產能約 500 萬片/月,2024 年將根據市場需求情況繼續擴充到 1,000-1,500 萬片/月。2023 年 6 月,公司公告擬與核心員工持股平臺共同投資設立芯片電感項目子公司,公司持股比例 80%,以加速芯片電感項目的產業化進程。(三三)悅安新材悅安新材,電感基礎材料電感基礎材料羰基鐵粉生產領先供應商羰基鐵粉生產領先供應商 羰基鐵粉擁有穩定羰基鐵粉擁有穩定磁導率和低芯損,磁導率和低芯損,適用于適用于電感磁芯材料。電感磁芯材料。隨著電流增大或頻率增高,電感元件的串聯電阻將流經線圈電流內的電能轉化成熱能,往往會改變元件敏感度,引致品質下降。羰基鐵粉是一種多功能超細金屬粉體材
55、料,羰基鐵粉粒徑 1-10 微米,為球形粉粒且內部呈洋蔥球層狀結構,粒度細而分布窄、純度高,羰基鐵粉在高頻下具有較高的磁導率和低的損耗,能夠提升磁芯材料性能,是高頻表面貼裝元件尤其是一體成型電感貼片電感的首選材料。圖圖2222:顯微鏡下的顯微鏡下的羥基鐵粉羥基鐵粉 資料來源:電子元件技術,中國銀河證券研究院 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。15 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 悅安新材,國內羰基鐵粉生產領先供應商。悅安新材,國內羰基鐵粉生產領先供應商。公司主營微納粉體材料相關產品,包括
56、羰基鐵粉系列產品、霧化合金粉系列產品、軟磁粉系列產品等。其中,羰基鐵粉產品直徑在微米級,其微結構能夠控制在納米級,適用于大功率和高頻率的場景,已日趨成為金屬注射成型、高密度合金、人造金剛石及金剛石工具、軟磁材料等行業進口羰基鐵粉的替代產品。公司在羰基鐵粉領域居于國內領先地位,據中國鋼協粉末冶金分會,公司2020 年國羰基鐵粉市占率 25.4%。募投項目募投項目擴充羰基鐵粉產能,公司發展望邁上新臺階。擴充羰基鐵粉產能,公司發展望邁上新臺階。產能方面,公司羰基鐵粉產品原有產能約 5000 噸/年,募投項目年產 6000 噸羰基鐵粉等系列產品項目(一期)試生產審核通過后,可釋放一定量的新增產能?;?/p>
57、公司的關鍵降本工藝取得重大突破,公司開始著手推進創新工藝的大規模產業化建設工作,在寧夏投資建設“年產 10 萬噸金屬軟磁微納粉體項目”,項目分三期建設,預計 2026 年底完工達產后,公司羥基鐵粉產能將邁上新臺階。三三、光通信光通信高速率時代下高速率時代下,催生催生主流主流磷化銦磷化銦、砷化鎵砷化鎵芯片襯底芯片襯底需求需求 (一一)磷化銦磷化銦、砷化鎵襯底是光芯片砷化鎵襯底是光芯片底層材料底層材料,國產替代進程有望加速國產替代進程有望加速 砷化鎵和磷化銦砷化鎵和磷化銦襯底具有電子遷移率高、光電性能好等特點襯底具有電子遷移率高、光電性能好等特點,被被廣泛用于光電子和廣泛用于光電子和微電子領域。微
58、電子領域。襯底是外延層半導體材料生長的基礎,在芯片中起到承載和固定的關鍵作用。砷化鎵和磷化銦是第二代 III-V 族化合物半導體材料,具有電子遷移率高、光電性能好等特點,是當前僅次于硅之外最成熟的半導體材料,因此砷化鎵和磷化銦襯底在 5G 通信、數據中心、新一代顯示、無人駕駛、可穿戴設備、航天等方面有廣闊的應用前景,由于鎵是重要的戰略稀有金屬,又被稱為“半導體工業新糧食”,目前我國商務部海關總署已經對鎵、砷化鎵等相關物項實施出口管制。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。16 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字
59、經濟專題報告報告 表表 6 6:不同半導體材料的不同半導體材料的物理性質物理性質、主要特點及主要特點及應用場景情況應用場景情況 項目項目 單元素半導體材料單元素半導體材料 IIIIII-V V 族化合物半導體材料族化合物半導體材料 寬禁帶半導體材料寬禁帶半導體材料 硅硅 鍺鍺 砷化鎵砷化鎵 磷化銦磷化銦 氮化鎵氮化鎵 碳化硅碳化硅 分子式分子式 Si Ge GaAs InP GaN SiC 禁帶寬度禁帶寬度(eVeV)1.12 0.7 1.4 1.3 3.39 3.26 能帶躍遷類型能帶躍遷類型 間接 間接 直接 直接 直接 直接 擊穿電場擊穿電場(MVMV/cmcm)0.3-0.4 0.5
60、3.3 3 飽和電子速度飽和電子速度(cm/scm/s)10 6 20 22 22 20 電子遷移率電子遷移率(/V Vs s)1200 3800 6500 4600 1250 800 空穴遷移率空穴遷移率(/V Vs s)420 1400 320 150 250 115 熱導率熱導率(WW/cmcmK K)1.5 0.6 0.5 0.7 1.3 4.9 優點優點 儲量大、價格便宜 電子遷移率、空穴遷移率高 光電性能好、耐熱、抗輻射 導熱性好、光電轉換效率高、光纖傳輸效率高 高頻、耐高溫、大功率 制造成本制造成本 低 較低 高 較高 非常高 應用領域應用領域 先進制程芯片 空間衛星 LED、顯
61、示器、射頻模組 光通信 充電器、高鐵 電動汽車 主要應用主要應用 CPU、內存 空間衛星太陽能電池面板 手機、電腦射頻器件、新一代顯示、面部識別 5G 基站光模塊、數據中心光模塊、激光雷達 快速充電芯片、高鐵芯片 新能源汽車、充電樁 資料來源:北京通美招股說明書,中國銀河證券研究院 砷化鎵、磷化銦襯底正不斷向著大直徑、長尺度、低錯位化發展。砷化鎵、磷化銦襯底正不斷向著大直徑、長尺度、低錯位化發展?;衔锇雽w襯底尺寸越大,在單片襯底上可制造的芯片數量越多,制造單位芯片的成本也越低。隨著單晶體直徑的擴大,單晶體的體積和重量也不斷增加,要求單晶體的長度不斷提升,同時要保證產品的的位錯密度、電阻率均
62、勻性、平整度、表面顆粒度等核心性能指標。從制備工藝來看,目前 VGF 法生產單晶是主流且最為高效的方法之一,用于制備低錯位的襯底,用 VGF 法生長的單晶直徑最大可達 8 英寸。圖圖2323:砷化鎵材料的發展路線圖砷化鎵材料的發展路線圖 圖圖2424:單晶生長單晶生長制備工藝對比制備工藝對比 LECLEC H HB B V VB/VGFB/VGF 單晶直徑單晶直徑 12 英寸 3 英寸 8 英寸 單晶質量單晶質量 生長的晶體不均勻且位錯密度大 單晶的位錯密度較低但晶體界面為 D 形造成材料浪費 生長的晶體較為均勻且位錯密度較低 生產成本生產成本 高 低 中 VB 法需要機械傳動結構 資料來源:
63、砷化鎵材料發展狀況概述趙巧云,中國銀河證券研究院 資料來源:北京通美招股說明書,中國銀河證券研究院 光通信產業鏈中,光通信產業鏈中,磷化銦和砷化鎵襯底是光芯片的底層材料,磷化銦和砷化鎵襯底是光芯片的底層材料,且成本較高且成本較高。從光通信產業鏈來看,光芯片是決定信息傳輸速度和網絡可靠性的關鍵,襯底是光芯片的底層 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。17 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 材料,起物理支撐、導熱、導電等作用,襯底材料的品質也將影響光芯片的參數與可靠性。磷化銦和砷化鎵襯底材料具有
64、高頻、高低溫性能好、噪聲小、抗輻射能力強等優點,符合高頻通信的特點,在光通信領域得到重要應用,其中磷化銦襯底用于制作 FP、DFB、EML 邊發射激光器芯片和 PIN、APD 探測器芯片,主要應用于電信、數據中心等中長距離傳輸;砷化鎵襯底用于制作 VCSEL 面發射激光器芯片,主要應用于數據中心短距離傳輸。在光芯片生產工序中,磷化銦和砷化鎵等材料需經過提純、拉晶、切割、拋光、研磨制成單晶體襯底,根據源杰科技招股書,襯底在光芯片原材料成本占 1/3 以上。圖圖2525:光芯片的材料體系分類光芯片的材料體系分類 資料來源:源杰科技招股說明書,中國銀河證券研究院 圖圖2626:磷化銦和砷化鎵襯底磷化
65、銦和砷化鎵襯底在在光光通信產業鏈的應用通信產業鏈的應用 資料來源:北京通美招股說明書,源杰科技招股說明書,中國銀河證券研究院 高速率時代下,高速率時代下,砷化鎵和磷化銦襯底市場規模將穩步增長。砷化鎵和磷化銦襯底市場規模將穩步增長。無線前傳光模塊已經從10G 逐漸升級到 25G、50G 和 100G,電信和數據通訊模塊已經進入高速率時代。隨著數據流量的不斷增多,DFBEMLSiPh 光模塊速率逐步由 100G 向 200G 升級,將逐漸出現 800G16T 需求,砷化鎵和磷化銦襯底在光通信領域的市場需求有望進一步擴大,從而帶動市場規模增長。根據 Yole 測算,2019 年全球砷化鎵襯底(折合二
66、英寸)市場銷量約為 2,000 萬片,市場規模約為 2 億美元,預計到 2025 年市場銷量將超過 3,500 萬片,市場規模將達 3.48 億美元,2019-2025 年 CAGR 達 9.67%。2026 年全球磷化銦襯底(折合二英寸)預計銷量為 128.19 萬片,市場規模為 2.02 億美元,2019-2026 年 CAGR 分別為 14.40%/12.42%。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。18 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 圖圖2727:20192019-2025 202
67、5 年全球年全球砷化鎵襯底預計銷量和市場規模砷化鎵襯底預計銷量和市場規模 圖圖2828:20192019-2026 2026 年全球磷化銦襯底預計銷量和市場規模年全球磷化銦襯底預計銷量和市場規模 資料來源:Yole,中國銀河證券研究院 資料來源:Yole,中國銀河證券研究院 砷化鎵、磷化銦襯底市場集中度高,砷化鎵、磷化銦襯底市場集中度高,海外供應商占據主導海外供應商占據主導。從市場格局來看,全球砷化鎵襯底市場集中度較高,根據 Yole 統計,全球砷化鎵襯底市場主要生產商包括Freiberger、Sumitomo 和北京通美,2021 年全球市場份額分別為 28%/21%/13%。磷化銦襯底材料
68、主要供應商包括 Sumitomo、北京通美、JX 等,2021 年全球磷化銦襯底市場 CR3 超90%,2021 年全球市場份額分別為 40%/38%/13%。整體來看,砷化鎵、磷化銦襯底材料仍由海外供應商主導,國產替代仍有較大空間。圖圖2929:20202121 年全球砷化鎵襯底市場競爭格局年全球砷化鎵襯底市場競爭格局 圖圖3030:20202020-20212021 年全球磷化銦襯底競爭格局年全球磷化銦襯底競爭格局(內圈為內圈為 2 2020020 年年,外圈為外圈為 2 2021021年年)資料來源:GaAs 和 InP 化合物半導體的發展趨勢及應用韓家賢,中國銀河證券研究院 資料來源:
69、GaAs 和 InP 化合物半導體的發展趨勢及應用韓家賢,中國銀河證券研究院 國內砷化鎵和磷化銦襯底供應企業已具備大尺寸單晶生長加工工藝,國產替代進程國內砷化鎵和磷化銦襯底供應企業已具備大尺寸單晶生長加工工藝,國產替代進程有望加速。有望加速。目前,市場上的砷化鎵襯底以 4-6 英寸為主流直徑,磷化銦襯底以 2-4 英寸為主流直徑。2000 年后德國 Freiberger 能使用 LEC 法生長出英寸較大尺寸的砷化鎵晶體,但位錯非常高。目前國產廠商中北京通美 8 英寸砷化鎵單晶和 6 英寸磷化銦單晶生長和晶體加工工藝已經研發完畢,云南鍺業也在進行技術追趕,伴隨大尺寸半導體晶體生長工藝及設備不斷改
70、進,擁有大尺 III-V 族化合物半導體襯底供應能力的國內企業有望在新一輪產業周期中獲得市場先機。0150300450010002000300040002019202020212022202320242025GaAs銷量(萬片,左軸)GaAs市場規模(百萬美元,右軸)050100150200040801201602019202020212022202320242025InP銷量(萬片,左軸)InP市場規模(百萬美元,右軸)28%28%21%21%13%13%38%38%FreibeigerSumitomoAXT其他43%43%37%37%13%13%40%40%38%38%13%13%Sumi
71、tomoAXTJXWafer Technology其它 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。19 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 表表 7 7:砷化鎵和磷化銦砷化鎵和磷化銦海內外主要廠家生產技術及尺寸海內外主要廠家生產技術及尺寸 T TOPOP 廠家廠家 單晶技術單晶技術 襯底襯底尺寸尺寸 FreibergerFreiberger LEC/VGF GaAs:4-8 英寸砷化鎵襯底 日本日本 J JX X InP:2-4 英寸磷化銦襯底 SumitomoSumitomo VB GaAs:2-
72、8 英寸砷化鎵襯底 InP:2-6 英寸磷化銦襯底 北京通美北京通美 VGF GaAs:1-8 英寸砷化鎵襯底 InP:2-6 英寸磷化銦襯底 云南鍺業云南鍺業 VGF/VB GaAs:2-6 英寸砷化鎵襯底 InP:2-4 英寸磷化銦襯底 資料來源:北京通美招股說明書,公司官網,中國銀河證券研究院 (二二)云南鍺業云南鍺業,擁有完整產業鏈的鍺礦企業擁有完整產業鏈的鍺礦企業 云南鍺業,目前國內最大的鍺系列產品生產商和供應商,通過控股子公司云南鑫耀云南鍺業,目前國內最大的鍺系列產品生產商和供應商,通過控股子公司云南鑫耀開拓化合物半導體材料賽道。開拓化合物半導體材料賽道。公司是集鍺礦開采、火法富集
73、、濕法提純、區熔精煉、精深加工及研究開發一體化產業鏈的鍺生產企業。公司子公司云南鑫耀生產的化合物半導體材料砷化鎵晶片(襯底)、磷化銦晶片(襯底),可用于生產垂直腔面發射激光器(VCSEL)、大功率激光器、光通信用激光器和探測器等,開拓了公司新的盈利增長點。公司推動公司推動 6 6 英寸高品質磷化銦單晶片產業化關鍵技術研發,英寸高品質磷化銦單晶片產業化關鍵技術研發,產能有望逐步釋放。產能有望逐步釋放。目前云南鑫耀生產的磷化銦晶片規格為 24 英寸,銷售的產品中根據客戶需求,磷化銦晶片規格以 2 寸、3 寸為主,預計 6 英寸高品質磷化銦單晶片產業化關鍵技術研發項目于2023 年 12 月完成。在
74、產能方面,目前公司砷化鎵晶片產能為 80 萬片/年(24 英寸),磷化銦晶片產能為 15 萬片/年(24 英寸)。表表 8 8:云南鍺業產能情況云南鍺業產能情況 產品產品 產能產能 熔鍺錠 47.6 噸/年 太陽能鍺晶片 30 萬片/年(4 英寸)、20 萬片/年(6 英寸)光纖用四氯化鍺 60 噸/年 紅外光學鍺鏡頭 3.55 萬套/年 砷化鎵晶片 80 萬片/年(24 英寸)磷化銦晶片 15 萬片/年(24 英寸)資料來源:公司公告,中國銀河證券研究院 公司與華為股權合作,以加強下游廠商溝通與協作。公司與華為股權合作,以加強下游廠商溝通與協作。華為與云南鍺業進行股權合作,通過全資子公司哈勃
75、科技持有云南鑫耀 23.91%股權,以加強與下游廠商的溝通與協作,有利于云南鑫耀產品質量的提升,并推動其市場開拓工作。云南鑫耀將向哈勃投資關聯方提供砷化鎵及磷化銦襯底,并保障供應,對方則通過對相關產品的實際應用為云南鑫耀提供技術及產品驗證上的反饋,目前云南鑫耀的化合物半導體材料已向下游多家客戶供貨。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。20 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 四四、鎢銅鎢銅合金合金,匹配匹配性能性能提升下光模塊芯片基座的最佳材料提升下光模塊芯片基座的最佳材料 (一一)光模塊升級
76、光模塊升級對散熱提出更高要求對散熱提出更高要求,加速加速鎢銅鎢銅合金合金材料迭代材料迭代 在光模塊向高速率升級過程中,對光模塊芯片基座材料散熱性能提出更高要求。在光模塊向高速率升級過程中,對光模塊芯片基座材料散熱性能提出更高要求。光模塊是實現光信號傳輸過程中光電轉換和電光轉換功能的光電子器件,主要由光電子器件(光發射器、光接收器)、功能電路和光接口等部分組成,以實現光纖通信中的光電轉換和電光轉換功能,對算力中心和數據中心起關鍵支撐作用。光芯片基座作為光芯片、激光器和光棱鏡三大部件的載體材料,在光模塊向 800G16T 需求的升級過程中,為保證光模塊傳輸超大數據的穩定性,要求光芯片基座材料具備低
77、膨脹系數和高導熱特性。圖圖3131:光模塊構成光模塊構成 資料來源:IT 之家,中國銀河證券研究院 鎢銅和鎢鉬合金鎢銅和鎢鉬合金具備低膨脹、高導熱特性具備低膨脹、高導熱特性,是產業界應用最廣泛的電子封裝材料。,是產業界應用最廣泛的電子封裝材料。最早產業化的是 Invar 合金和 Kovar 合金,其熱膨脹系數與半導體器件匹配,但本征熱導率低,難以在高功率的使用場景中勝任。當前,CuW 和 CuMo 合金具有低膨脹、高導熱特性,因低成本優勢,在產業界應用廣泛、成熟度最高,但高密度制約了其輕量化的應用場景。而第 3 代封裝材料 Al/SiC、Mg/SiC 可以滿足用戶端輕量化的需求,已經在航空航天
78、、功率器件等領域實現了產業化。隨著半導體器件功率密度的不斷攀升,對熱管理材料熱導率提出了更高要求,具有超高熱導率、低密度、熱膨脹系數可調節的第 4 代封裝材料金屬/金剛石、金屬/石墨復材逐步問世,未來產業化趨勢明朗。表表 9 9:金屬基電子封裝材料性能對比金屬基電子封裝材料性能對比 封裝材料封裝材料 熱導率熱導率/(W/m(W/m K)K)熱膨脹系數熱膨脹系數/(x10 x10-6 6/K K)密度密度/(g/cmg/cm3 3)第第 1 1 代代 Invar 11 1.3 8.1 Kovar 17 5.9 8.3 第第 2 2 代代 Cu-W 209 6.5 17.0 Cu-Mo 180 7
79、.0 10.0 第第 3 3 代代 Al/SiCp 150 220 6.4-12.4 2.9 研究熱點研究熱點 (新一代新一代)Metal/Graphite(50%vol%)500 約 7(可調)3 7 Metal/Diamond(50%vol%)700 約 7(可調)3 7 資料來源:高性能金屬基復合材料迎來發展新機遇宮學源,中國銀河證券研究院 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。21 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 鎢銅鎢銅合金合金匹配匹配 4 400G00G、800G800G、1 1
80、.6T.6T 光模塊芯片基座的光模塊芯片基座的散熱需求散熱需求,光模塊升級加速推動光模塊升級加速推動新材料迭代。新材料迭代。光模塊目前主要以 200G 以下為主,200G 及以下對于芯片基座材料的散熱要求不高,低膨脹高導熱的可伐合金可以滿足要求。400G 以上光模塊芯片對散熱要求大幅提高,需要具有低膨脹和更高導熱特性的新材料來滿足要求,不同成份的鎢銅合金可以滿足 400G、800G、1.6T 光模塊需求,用于光模塊芯片基座的鎢銅材料主要技術要求是超細鎢粉均勻彌散分布在銅相中,并且材料要求高潔凈度、高致密度,氣孔、夾雜、鎢顆粒團聚都會嚴重影響光模塊組件焊接和使用性能。大于 1.6T 的光模塊,則
81、需要更優異性能的銅金剛石材料才能滿足要求。圖圖3232:光光模塊模塊芯片基座結構圖芯片基座結構圖 圖圖3333:光模塊芯片基座示意圖光模塊芯片基座示意圖 資料來源:株式會社官網,中國銀河證券研究院 資料來源:斯瑞新材官網,中國銀河證券研究院 伴隨光模塊升級換代加速,光模塊芯片基座市場規模有望超伴隨光模塊升級換代加速,光模塊芯片基座市場規模有望超 1 10 0 億元。億元。伴隨 AI 大模型帶來算力升級,高速率光模塊需求增長,帶動市場空間進一步打開。根據 XYZ Reasearch數據,2022 年全球光模塊出貨量共計達 0.85 億只左右,同比增長約 18.1%,預測到 2025年全球光模塊市
82、場出貨量將達到 1.3 億只左右,CAGR 達 15.2%。而根據斯瑞新材公告,2023 年前三季度公司光模塊芯片基座銷量 35.48 萬套,2021-2023 年(2023 年 1-9 月數據作年化處理),公司光模塊芯片基座產品收入增加了約 1,150 萬元,估算公司光模塊芯片基座單價約 8 元。參照 XYZ Reasearch 預測,我們預計 2025 年全球光模塊芯片基座市場規模有望突破 10 億元。表表 1010:全球全球 A AI I 服務器用芯片電感市場規模測算服務器用芯片電感市場規模測算 2 2021021 2 2022022 2 2025E025E 全球光模塊市場出貨量全球光模
83、塊市場出貨量(億只億只)0.72 0.85 1.3 YoYYoY 15.6%18.1%光模塊芯片基座單價光模塊芯片基座單價(元元/套套)8 8 8 全球光模塊芯片基座市場規模全球光模塊芯片基座市場規模(億元億元)5.85.8 6.86.8 10.410.4 資料來源:XYZ-Research,中國銀河證券研究院 (二二)斯瑞新材斯瑞新材,以銅基特種材料的制備技術為核心以銅基特種材料的制備技術為核心拓展光模塊領域拓展光模塊領域 斯瑞新材斯瑞新材,聚焦高端銅基材料,向光模聚焦高端銅基材料,向光模塊應用領域拓展塊應用領域拓展。公司以銅基特種材料制備技術為核心,從中高壓電接觸材料及制品業務起步,大力發
84、展高強高導銅合金材料及制品的技術應用,開拓高性能金屬鉻粉、CT 和 DR 球管零組件以及銅鐵合金材料等核心技術,致力于軌道交通、電力電子、航空航天、醫療影像等高端應用領域產品的研發、制造和銷售。2022 年,公司成功進入光模塊領域,將鎢銅合金材料核心制備技術延伸應用于光模塊芯片基座材料,布局數字新基建領域。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。22 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 光模塊芯片基座產能將逐步釋放,光模塊芯片基座產能將逐步釋放,公司公司持續推進新材料研發。持續推進新材料研發。經過
85、多年的技術積累和研發探索,公司在光模塊基座制造上制定了先進的生產工藝,通過將超細鎢粉均勻彌散分布在銅相中,使產品本身具有低膨脹更高導熱特性。公司生產用于光芯片基座下游客戶包括 Finisar、天孚通信、環球廣電和東莞訊滔等,目前已開始實現批量供貨,2023年前三季度公司光模塊芯片基座銷量 35.48 萬套。近期公司發布公告,擬投資不超過 3.2億元用于建設科技產業園的光模塊項目,項目建設完成后,將實現年產 2,000 萬套光模塊基座、1,000 萬套光模塊殼體。此外,公司正在研發低成本批量生產金剛石銅工藝,為1.6T 以上光模塊大批量應用儲備能力,以支撐未來更高性能 GPU 的快速發展需求。表
86、表 1111:公司公司光模塊芯片基座材料產業化進展光模塊芯片基座材料產業化進展 2 200G00G 及以下及以下 4 400G00G 8 800G00G 1 1.6T.6T 1.6T1.6T 以上以上 光模塊芯片基座材料光模塊芯片基座材料 可伐合金 鎢銅合金 銅金剛石 產業化情況產業化情況 -已經小批量供貨,產能建設中:計劃 2023 年底,打造 200 萬件的生產能力;計劃增加產能至年產 2,000 萬套光模塊基座、1,000 萬套光模塊殼體 正在研發金剛石銅工藝 資料來源:公司公告,中國銀河證券研究院 五五、人形機器人人形機器人藍海市場開啟藍海市場開啟,高性能釹鐵硼遠期成長動能充足高性能釹
87、鐵硼遠期成長動能充足 (一一)高高性能釹鐵硼比較優勢顯著性能釹鐵硼比較優勢顯著,可用于人形機器人伺服系統可用于人形機器人伺服系統 釹鐵硼永磁號稱“磁王”,釹鐵硼永磁號稱“磁王”,在工業化生產中比較優勢顯著。在工業化生產中比較優勢顯著。釹鐵硼永磁是第三代永磁體,具有機械性能較好,能量密度高,有利于磁性組件的輕型化、薄型化、小型或超小型化的特點,是當前工業化生產中產量最高、應用最廣泛的稀土永磁材料。釹鐵硼永磁的出現不僅使電聲電機、儀器儀表、磁選磁化、醫療器械等設備向小型化、高頻化、高性能、低損耗、低噪聲方向發展,而且憑借節能環保的特點使其應用從傳統領域拓展到新能源汽車、風力發電、節能家電和航空航天
88、等新興領域。表表 1212:永磁材料性能對比永磁材料性能對比 永磁材料永磁材料 鋁鎳鈷鋁鎳鈷 鐵氧體永磁鐵氧體永磁 釤鈷永磁釤鈷永磁 燒結釹鐵硼燒結釹鐵硼 內稟矯頑力內稟矯頑力(kOekOe)0.38-1.53 1.76-4.21 15-21 11-40 最大磁能積最大磁能積(MGOeMGOe)1.4-13.2 0.17-5.2 24-33 33-50 剩磁強度剩磁強度(T T)0.58-1.35 0.32-0.43 0.8-1.2 1.17-1.48 工作溫度工作溫度()-250-550-40-250-250-525-125-220 主要應用領域主要應用領域 儀表、電能表 大體積揚聲器、電動
89、工具、玩具、家用風扇電機等 軍事及航天航空 VCM、各種永磁電機、汽車EPS、MRI 等 優點優點 溫度穩定性、時間穩定性優異,耐腐蝕性高 資源豐富,價格低廉 工作溫度高,耐腐蝕性好,磁性能由于鋁鎳鈷和鐵氧體 磁能積高,機械力學性能好,可切削和鉆孔 缺點缺點 含有戰略元素鈷,性價比較低 磁性能較差,溫度穩定性差 含有戰略元素鈷,性價比低 居里溫度低、溫度穩定性差、化學穩定性低 資料來源:上達稀土官網,中國銀河證券研究院 高性能釹鐵硼高性能釹鐵硼指內稟矯頑力和最大磁能面積之和大于指內稟矯頑力和最大磁能面積之和大于 6060 的燒結釹鐵硼永磁材料,的燒結釹鐵硼永磁材料,被應用于高技術壁壘領域被應用
90、于高技術壁壘領域。不同性能的釹鐵硼系列適用于不同領域,其中高性能釹鐵硼永磁材料指以速凝甩帶法制成、內稟矯頑力 Hcj(kOe)和最大磁能積(BH)max(MGOe)請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。23 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 之和大于 60 的燒結釹鐵硼永磁材料,被應用于高技術壁壘領域的各種型號的電機、壓縮機、傳感器領域。根據弗若斯特蘇利文,下游消費結構中,風電/新能源汽車/節能電梯/節能變頻空調/工業機器人/傳統汽車分別占比達 19.8%/15.0%/14.6%/14.0%/
91、12.8%/12.8%;預計到 2025 年,新能源汽車將成為高性能釹鐵硼消費量最高的領域,占比達 29.1%。中國高性能中國高性能釹鐵硼產能占全球比例超釹鐵硼產能占全球比例超 7 70%0%,海外生產廠商以日本為主。,海外生產廠商以日本為主。近年來,國內稀土永磁行業在政策扶持下不斷發展,技術水平已處于全球領先位置,頭部高性能釹鐵硼生產企業積極擴大生產。根據弗若斯特沙利文,2020 年國內高性能釹鐵硼磁材產量為 4.6 萬噸,全球產能占比 70%,預計到 2025 年,國內高性能釹鐵硼磁材產量將上升至10.5 萬噸,全球產能占比 81%。海外方面,高性能釹鐵硼永磁材料主要生產企業以日本為主,包
92、括日立金屬株式會社、TDK 株式會社、信越化學工業株式會社等,其在工藝技術和專利方面具有先發優勢。圖圖3434:2 2020020、2 2025025 年年全球高性能釹鐵硼永磁材料下游占比全球高性能釹鐵硼永磁材料下游占比(外圈為外圈為 2 2020020 年年,內圈為內圈為 2 2025025 年預測年預測)圖圖3535:2 2020020-2025E2025E 高性能釹鐵硼永磁材料產量預測高性能釹鐵硼永磁材料產量預測(萬噸萬噸)資料來源:弗若斯特沙利文,中國銀河證券研究院 資料來源:弗若斯特沙利文,中國銀河證券研究院 人形機器人人形機器人伺服系統伺服系統的主要材料為高性能釹鐵硼的主要材料為高
93、性能釹鐵硼,主要主要用于制造用于制造無框力矩電機和空無框力矩電機和空心杯電機。心杯電機。人形機器人產業鏈包括上游原材料及核心零部件、中游機器人本體及系統集成商、下游中端應用市場。高性能釹鐵硼永磁材料憑借其高內稟矯頑力(kOe)和高磁能積(MGOe)的特點,用于人形機器人上游伺服系統,影響人行機器人關節的輸出特性。Tesla Optimus 關節模組采用無框力矩電機,靈巧手采用空心杯電機,均采用高性能釹鐵硼材料。圖圖3636:釹鐵硼在人形機器人產業鏈的應用釹鐵硼在人形機器人產業鏈的應用 資料來源:高工機器人產業研究所,金力永磁招股說明書,中國銀河證券研究院 據高盛預測,在技術得到革命性突破的理想
94、情況下,人形機器人 2025-2035 年銷量CAGR 可達 94%,2035 年市場規模將達 1540 億美元。人形機器人有望成為人形機器人有望成為新能源汽車電新能源汽車電動車后,釹鐵硼材料下游又一規模龐大且增長快速的應用需求領域。動車后,釹鐵硼材料下游又一規模龐大且增長快速的應用需求領域。20%20%15%15%15%15%14%14%13%13%13%13%風力發電新能源汽車節能電梯節能變頻空調工業機器人傳統汽車消費電子產品其它15%15%29%29%15%15%15%15%13%13%03691220202021E2022E2023E2024E2025E全球中國 請務必閱讀正文最后的中
95、國銀河證券股份有限公司免責聲明。24 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 以 Tesla Optimus 為例,Tesla Optimus 有 40 個電機,包括 28 個無框電機和 12 個空心杯電機,其中手臂、手掌、腿部各 12 個電機,脖子與軀干各 2 個電機。我們假設單臺人形機器人需要使用成品釹鐵硼 2-4kg,對應毛坯釹鐵硼約 2.8-5.7kg。圖圖3737:特斯拉特斯拉人形機器人部件人形機器人部件 資料來源:特斯拉官網,中國銀河證券研究院 根據銀河證券機械團隊預測,2025-2030 年全球制造類
96、人形機器人需求量將由 5 萬臺增長至 600 萬臺,服務類人形機器人需求量將由 5 萬臺增長至 103 萬臺,預計 2030 年全球形機器人總需求量有望達到 703 萬臺。按照單臺人形機器人使用釹鐵硼 3kg 測算,我們預計 2030 年人形機器人領域對氧化鐠釹的需求量將達到 7200 噸。表表 1313:人形機器人對稀土需求測算人形機器人對稀土需求測算(20252025-2030E2030E)2025E2025E 2026E2026E 2027E2027E 2028E2028E 2029E2029E 2030E2030E 制造類人形機器人需求量(萬臺)制造類人形機器人需求量(萬臺)5 41
97、77 255 404 600 服務類人形機器人需求量(萬臺)服務類人形機器人需求量(萬臺)0 2 6 16 30 103 全球人形機器人需求總量(萬臺)全球人形機器人需求總量(萬臺)5 43 83 270 434 703 Y YoYoY 729%92%227%61%62%釹鐵硼單位用量假設(釹鐵硼單位用量假設(kg/kg/臺)臺)3 3 3 3 3 3 人形機器人釹鐵硼需求量(萬噸)人形機器人釹鐵硼需求量(萬噸)0.02 0.13 0.25 0.81 1.30 2.11 人形機器人氧化鐠釹需求量(萬噸)人形機器人氧化鐠釹需求量(萬噸)0.01 0.04 0.08 0.28 0.44 0.72
98、資料來源:中國銀河證券研究院 (二二)國內高性能釹鐵硼國內高性能釹鐵硼企業企業競爭力全球領先競爭力全球領先,有望率先進入人形機器人產業鏈有望率先進入人形機器人產業鏈 金力永磁,金力永磁,全球領先的高性能稀土永磁材料生產商。全球領先的高性能稀土永磁材料生產商。公司主營產品為高性能釹鐵硼磁鋼,憑借龐大的產能、卓越的研發能力、專有技術 以及強大的產品交付能力,在新能源、節能變頻空調、風電等下游領域建立了細分市場領先地位。公司積極布局節能電梯、軌道交通等新能源及節能環保領域,已經成為這些領域重要的高性能磁鋼供應商之一。公司憑借其公司憑借其行業領先的晶界滲透技術行業領先的晶界滲透技術,利用晶體滲透技術生
99、產的高性能釹鐵硼全球,利用晶體滲透技術生產的高性能釹鐵硼全球市占率第一市占率第一。高性能釹鐵硼永磁體的生產技術門檻較高,公司已掌握以晶界滲透技術為 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。25 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 核心的自主核心技術及專利體系,使公司能夠在保持釹鐵硼永磁材料高性能的同時減少中重稀土的使用,并開發高牌號產品。據弗若斯特沙利文,晶界滲透技術一般可以減少50%至 70%的中重稀土用量。2020 年公司利用晶界滲透技術生產的稀土永磁材料產量全球市占率約 21%,國內市占率約
100、 34%,排全球第一位。2023 年前三季度,公司使用晶界滲透技術生產 9,364 噸高性能稀土永磁材料產品/同比增長 36.20%,產品總產量占比進一步提升至 85.4%。圖圖3838:20202020 年金力永磁利用晶界滲透技術年金力永磁利用晶界滲透技術的產量的產量市占率市占率 圖圖3939:金力永磁利晶界滲透技術生產高性能釹鐵硼產量及金力永磁利晶界滲透技術生產高性能釹鐵硼產量及產品產量占比產品產量占比 資料來源:公司公告,中國銀河證券研究院 資料來源:公司公告,中國銀河證券研究院 公司高性公司高性能釹鐵硼毛坯產能持續擴張,規劃能釹鐵硼毛坯產能持續擴張,規劃 2 2025025 年產能達年
101、產能達 4 4 萬噸。萬噸。在產能方面,目前公司的高性能釹鐵硼永磁材料毛坯年產能達 2.3 萬噸,產能分別位于贛州和包頭的兩個生產基地。為進一步提升公司規?;?,滿足未來市場和戰略客戶的需求,公司繼續按計劃進行產能投入,包頭二期 12000 噸/年產能項目、寧波 3000 噸/年高端磁材及 1億臺套組件產能項目、贛州高效節能電機用磁材基地項目正在按計劃建設,規劃到 2025年建成 4 萬噸高性能稀土永磁材料產能。表表 1414:金力永磁金力永磁高性能釹鐵硼永磁材料高性能釹鐵硼永磁材料產能規劃產能規劃 工廠工廠 產能(噸產能(噸/年)年)項目名稱項目名稱 達產情況達產情況 達產時間達產時間 贛
102、州 15,000 贛州年產 1300 噸高性能磁鋼 已達產 2021 年 包頭 8,000 高性能稀土永磁材料基地項目 已達產 2022 年 6 月 寧波 3,000 年產 3,000 噸高端磁材及 1 億臺套組件項目 在建 2023-2024 年 包頭 12,000 高性能稀土永磁材料基地項目(二期)在建 2023-2024 年 贛州 2,000 高效節能電機用磁材基地項目 規劃建設 2025 年 合計合計 40,000 資料來源:公司公告,中國銀河證券研究院 寧波韻升寧波韻升,全球領先的稀土永磁材料應用方案供應商。全球領先的稀土永磁材料應用方案供應商。公司是國內最早一批進入燒結釹鐵硼磁材行
103、業的企業之一,聚焦釹鐵硼永磁材料的研發、制造和銷售,為客戶提供高端釹鐵硼磁性材料應用的解決方案,并致力于向下游的磁組件應用領域延伸。公司設有磁性材料研究院,為國家級企業技術中心和省級重點企業研究院。經過多年研發經驗積累,公司在新能源汽車、3C 消費電子、工業電機等重點優勢領域具備深厚的行業經驗和同步研發能力。公司產能建設穩步推進,規劃實現高性能釹鐵硼產能公司產能建設穩步推進,規劃實現高性能釹鐵硼產能 3 3.6.6 萬噸萬噸/年。年。隨著公司產能建設的持續推進,公司在寧波、包頭建有坯料生產基地,擁有截止 23H1,公司已形成了年產 2.1 萬噸高性能釹鐵硼的生產能力。包頭 1.5 萬噸高性能稀
104、土永磁材料智能制造項目正按計劃實施;根據規劃,到 2025 年中旬公司將形成年產 3.6 萬噸的高性能釹鐵硼生產能力。21%21%13%13%12%12%54%54%金力永磁公司A公司B 其它0%20%40%60%80%100%03,0006,0009,00012,0002018201920202021202223Q1-3利用晶界滲透技術生產的高性能釹鐵硼永磁體產量(噸)利用晶界滲透技術生產的高性能釹鐵硼永磁體產量占比 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。26 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報
105、告 表表 1515:寧波韻升寧波韻升高性能釹鐵硼永磁材料產能規劃高性能釹鐵硼永磁材料產能規劃 工廠工廠 產能(噸產能(噸/年)年)項目名稱項目名稱 達產情況達產情況 達產時間達產時間 包頭 12,000 已達產 2022 年 寧波 9,000 已達產 2022 年 包頭 15,000 包頭韻升科技發展有限公司年產 15,000 噸高性能稀土永磁材料智能制造項目 在建 2025 年中 合計合計 36,000 資料來源:公司公告,中國銀河證券研究院 中科三環中科三環,聚焦高性能釹鐵硼磁材,技術研發實力雄厚。,聚焦高性能釹鐵硼磁材,技術研發實力雄厚。公司主要從事稀土永磁材料和新型磁性材料及其應用產品
106、的研究開發、生產和銷售,產品廣泛應用于計算機、家電、風電、通訊、醫療、汽車等領域。公司依托中科院及有關科研院所,基于堅實的研發實力,系統開發具有自主知識產權的新技術、新工藝、新裝備和新產品,持續適應市場發展的需求。從技術層面來看,公司在研究開發與產業化推廣水平方面基本與日本企業同步。公司已建成燒結釹鐵硼毛坯公司已建成燒結釹鐵硼毛坯產能產能 2.52.5 萬噸,萬噸,2424 年底前計劃擴至年底前計劃擴至 3 3 萬噸萬噸/年。年。截至 2023H1末,公司已建成燒結釹鐵硼產能 2.5 萬噸,粘結釹鐵硼產能 1500 噸,開工率為 70%左右,產能主要聚焦于天津、寧波、北京等地。2022 年 2
107、 月公司通過配股募集資金總額 6.77 億元,計劃利用募集資金和自有資金擴產 1 萬噸燒結釹鐵硼產能,公司目前已有 5000 噸新建產能建成,其余擴產產能會根據實際情況逐步建成,2024 年底前有望擴至 3 萬噸/年。表表 1616:中科三環配股募集資金項目產能擴容情況中科三環配股募集資金項目產能擴容情況 建設項目建設項目 項項目名稱目名稱 項目投資總額項目投資總額(萬元萬元)建設周期建設周期 新增燒結釹鐵硼磁體產新增燒結釹鐵硼磁體產能能(噸噸/年年)寧波科寧達基地新建及技寧波科寧達基地新建及技改項目改項目 寧波科寧達工業有限公司高性能稀土永磁材料擴產改造項目 9,492.10 3 年 毛胚
108、1,575 寧波科寧達和豐新材料有限公司高性能稀土永磁材料擴產改造項目 7,929.32 3 年 毛胚 1,687.5 寧波科寧達鑫豐精密制造有限公司磁性材料機加工項目 7,365.58 3 年 成品 2,088 寧波科寧達日豐磁材有限公司磁性材料電鍍園區項目 14,213.00 2.5 年 形成高性能稀土永磁材料電鍍表面處理能力2,088 噸/年 中科三環贛州基地新建項中科三環贛州基地新建項目目 年產 5,000 噸高性能燒結鐵鐵硼磁體建設項目(一期)50,000.0 3 年 毛胚 5,000,成品 3,200 資料來源:公司公告,中國銀河證券研究院 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限
109、公司免責聲明。27 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 六六、投資建議投資建議 2024 年政府工作報告部署全年十大任務,將“大力推進現代化產業體系建設,加快發展新質生產力”放到首位,強調要“深入推進數字經濟創新發展”。數字經濟正在憑借提升全要素生產率及提高產業附加值,引領新質生產力。而人工智能作為數字經濟的新引擎,正引領著經濟的變革和創新。AI 在圖像識別、語音識別、語音理解等諸多領域已超過人類能力,并且已廣泛應用于各個領域,助推產業智能化升級。數字經濟和人工智能發展下對數據處理能力要求大幅提升,這必將帶來算
110、力需求的成倍增長,更先進、算力更強的 AI 芯片、光模塊的應用,以及 AI 進步帶動“AI+”應用層中人形機器人產業化,都將帶來金屬新材料滲透率提升下的成長性投資機會。在基礎層,算力基礎設施長期空間廣闊催生金屬新材料需求。在基礎層,算力基礎設施長期空間廣闊催生金屬新材料需求。伴隨 Sora、Chatgpt 等問世掀起人工智能浪潮,全球算力架構升級戰已然打響,面對美國對我國高科技領域的制裁,自主可控保衛戰勢在必行,國產替代進程有望加速。算力需求提升背景下,金屬新材料有望迎來發展新機遇:(1)AI 芯片產業鏈中,金屬軟磁粉芯:綜合特性優異,適用于高頻、高功率應用場景,滿足 AI 大算力應用場景,在
111、新一代 AI 芯片中應用空間廣闊,建議關注:鉑科新材、悅安新材;(2)光模塊產業鏈中,砷化鎵、磷化銦襯底:在 5G 通信、數據中心、新一代顯示、無人駕駛、可穿戴設備、航天等方面有廣闊的應用前景,AI 算力提升的拉動下有望迎蓬勃發展,建議關注云南鍺業;鎢銅合金:匹配 400G、800G、1.6T 高速率光模塊散熱提升需求,光模塊升級或將加速推動新材料迭代,建議關注斯瑞新材。在應用層,人形機器人產業化有望打開釹鐵硼遠期新需求。在應用層,人形機器人產業化有望打開釹鐵硼遠期新需求。人形機器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進技術,有望深刻變革人類生產生活方式,在我國人口紅利減退、老齡化程度加深、勞動
112、力成本上升的時代背景下,人形機器人的通用屬性可以打開工業制造、商用服務和家庭陪伴等多種應用場景。當前,人形機器人技術加速演進,已成為科技競爭的新高地,持續推動數字經濟發展。伴隨人形機器人產業發展持續推進,產業鏈上游關鍵材料釹鐵硼有望打開遠期需求空間。建議關注釹鐵硼生產企業:金力永磁、寧波韻升、中科三環。表表 1717:相關新材料及公司相關新材料及公司 相關硬件相關硬件 相關材料相關材料 相關公司相關公司 基礎層基礎層 AI 芯片 金屬軟磁粉芯 鉑科新材 羥基鐵粉 悅安新材 光模塊 砷化鎵、磷化銦 云南鍺業 鎢銅合金 斯瑞新材 應用層應用層 人形機器人 高性能釹鐵硼 金力永磁 寧波韻升 中科三環
113、 資料來源:中國銀河證券研究院 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。28 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 表表 1818:推薦上市公司估值表推薦上市公司估值表(日期截至日期截至 3 3 月月 1 15 5 日日)公司公司 市值(億元)市值(億元)E EPSPS PEPE P PB B 20222022 2023E2023E 2024E2024E 20222022 2023E2023E 2024E2024E 鉑科新材 115 1.76 1.33 1.91 49.20 43.46 30.30
114、6.30 悅安新材 33 1.16 0.97 1.69 35.86 45.92 23.02 4.74 云南鍺業 76-0.10-0.01 0.05-97.54-103.13 235 5.42 斯瑞新材 64 0.20 0.18 0.26 84.55 72.79 43.65 6.05 金力永磁 201 0.84 0.42 0.76 34.89 48.24 21.54 3.13 寧波韻升 73 0.32 0.08 0.40 32.99 81.08 16.62 1.26 中科三環 117 0.70 0.26 0.35 19.56 37.68 27.84 1.79 資料來源:Wind,中國銀河證券研究
115、院 七七、風險提示風險提示 (1)新興材料替代風險;(2)人工智能算力發展不及預期的風險;(3)下游需求不及預期的風險;(4)產業政策推進不及預期的風險。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。29 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 圖圖表表目錄目錄 圖 1:中國發展數字經濟四大優勢.4 圖 2:2022 年數字經濟占各國 GDP 的比重.4 圖 3:AI 產業鏈.5 圖 4:計算力指數與 GDP 回歸分析趨勢.5 圖 5:算力分類(從供給側看).6 圖 6:2020-2027 年中國通用算力規
116、模及預測.6 圖 7:2020-2027 年中國智能算力規模及預測.6 圖 8:2022-2026 年全球人工智能服務器市場規模預測(含生成式人工智能和非生成式人工智能服務器)($M).7 圖 9:2022-2027 年中國加速計算服務器市場預測.7 圖 10:2022 年中國 AI 芯片市場規模占比.7 圖 11:英偉達與華為參數對比.7 圖 12:全球高速率光芯片市場規模及預測.8 圖 13:中國光芯片廠商占全球份額.8 圖 14:特斯拉人行機器人迭代情況.9 圖 15:1X 人形機器人 EVE.11 圖 16:1X 人形機器人 NEO.11 圖 17:芯片電感產業鏈.11 圖 18:軟磁
117、材料分類.12 圖 19:鐵氧體、硅鋼、金屬軟磁復合粉芯的應用.12 圖 20:金屬軟磁復合粉芯制備流程.12 圖 21:鉑科新材金屬軟磁產品持續迭代.14 圖 22:顯微鏡下的羥基鐵粉.14 圖 23:砷化鎵材料的發展路線圖.16 圖 24:單晶生長制備工藝對比.16 圖 25:光芯片的材料體系分類.17 圖 26:磷化銦和砷化鎵襯底在光通信產業鏈的應用.17 圖 27:2019-2025 年全球砷化鎵襯底預計銷量和市場規模.18 圖 28:2019-2026 年全球磷化銦襯底預計銷量和市場規模.18 圖 29:2021 年全球砷化鎵襯底市場競爭格局.18 圖 30:2020-2021 年全
118、球磷化銦襯底競爭格局(內圈為 2020 年,外圈為 2021 年).18 圖 31:光模塊構成.20 圖 32:光模塊芯片基座結構圖.21 圖 33:光模塊芯片基座示意圖.21 圖 34:2020、2025 年全球高性能釹鐵硼永磁材料下游占比(外圈為 2020 年,內圈為 2025 年預測).23 圖 35:2020-2025E 高性能釹鐵硼永磁材料產量預測(萬噸).23 圖 36:釹鐵硼在人形機器人產業鏈的應用.23 圖 37:特斯拉人形機器人部件.24 圖 38:2020 年金力永磁利用晶界滲透技術的產量市占率.25 圖 39:金力永磁利晶界滲透技術生產高性能釹鐵硼產量及產品產量占比.25
119、 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。30 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 數字經濟專題數字經濟專題報告報告 表格目錄表格目錄 表 1:具身智能機器人演化路徑:完成由“不動”、到“固定動”、再到“自由動”的技術變革.8 表 2:人形機器人扶持政策梳理.10 表 3:機器人核心零部件生產基地建設公告.10 表 4:鐵氧體軟磁和金屬軟磁粉芯性能參數對比.13 表 5:全球 AI 服務器用芯片電感市場規模測算.13 表 6:不同半導體材料的物理性質、主要特點及應用場景情況.16 表 7:砷化鎵和磷化銦海內外主要廠家生產技術及尺寸
120、.19 表 8:云南鍺業產能情況.19 表 9:金屬基電子封裝材料性能對比.20 表 10:全球 AI 服務器用芯片電感市場規模測算.21 表 11:公司光模塊芯片基座材料產業化進展.22 表 12:永磁材料性能對比.22 表 13:人形機器人對稀土需求測算(2025-2030E).24 表 14:金力永磁高性能釹鐵硼永磁材料產能規劃.25 表 15:寧波韻升高性能釹鐵硼永磁材料產能規劃.26 表 16:中科三環配股募集資金項目產能擴容情況.26 表 17:相關新材料及公司.27 表 18:推薦上市公司估值表(日期截至 3 月 15 日).28 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責
121、聲明。31 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex數字經濟專題數字經濟專題報告報告 分析師承諾及簡介分析師承諾及簡介 本人承諾以勤勉的執業態度,獨立、客觀地出具本報告,本報告清晰準確地反映本人的研究觀點。本人薪酬的任何部分過去不曾與、現在不與、未來也將不會與本報告的具體推薦或觀點直接或間接相關。華立,銀河證券有色金屬行業分析師。免責聲明免責聲明 Table_Avow 本報告由中國銀河證券股份有限公司(以下簡稱銀河證券)向其客戶提供。銀河證券無需因接收人收到本報告而視其為客戶。若您并非銀河證券客戶中的專業投資者,為保證服務質量、控制投資風險、應首先聯
122、系銀河證券機構銷售部門或客戶經理,完成投資者適當性匹配,并充分了解該項服務的性質、特點、使用的注意事項以及若不當使用可能帶來的風險或損失。本報告所載的全部內容只提供給客戶做參考之用,并不構成對客戶的投資咨詢建議,并非作為買賣、認購證券或其它金融工具的邀請或保證??蛻舨粦獑渭円揽勘緢蟾娑〈晕要毩⑴袛?。銀河證券認為本報告資料來源是可靠的,所載內容及觀點客觀公正,但不擔保其準確性或完整性。本報告所載內容反映的是銀河證券在最初發表本報告日期當日的判斷,銀河證券可發出其它與本報告所載內容不一致或有不同結論的報告,但銀河證券沒有義務和責任去及時更新本報告涉及的內容并通知客戶。銀河證券不對因客戶使用本報
123、告而導致的損失負任何責任。本報告可能附帶其它網站的地址或超級鏈接,對于可能涉及的銀河證券網站以外的地址或超級鏈接,銀河證券不對其內容負責。鏈接網站的內容不構成本報告的任何部分,客戶需自行承擔瀏覽這些網站的費用或風險。銀河證券在法律允許的情況下可參與、投資或持有本報告涉及的證券或進行證券交易,或向本報告涉及的公司提供或爭取提供包括投資銀行業務在內的服務或業務支持。銀河證券可能與本報告涉及的公司之間存在業務關系,并無需事先或在獲得業務關系后通知客戶。銀河證券已具備中國證監會批復的證券投資咨詢業務資格。除非另有說明,所有本報告的版權屬于銀河證券。未經銀河證券書面授權許可,任何機構或個人不得以任何形式
124、轉發、轉載、翻版或傳播本報告。特提醒公眾投資者慎重使用未經授權刊載或者轉發的本公司證券研究報告。本報告版權歸銀河證券所有并保留最終解釋權。評級標準評級標準 評級標準評級標準 評級評級 說明說明 評級標準為報告發布日后的 6 到 12 個月行業指數(或公司股價)相對市場表現,其中:A 股市場以滬深 300 指數為基準,新三板市場以三板成指(針對協議轉讓標的)或三板做市指數(針對做市轉讓標的)為基準,北交所市場以北證 50 指數為基準,香港市場以摩根士丹利中國指數為基準。行業評級 推薦:相對基準指數漲幅 10%以上 中性:相對基準指數漲幅在-5%10%之間 回避:相對基準指數跌幅 5%以上 公司評
125、級 推薦:相對基準指數漲幅 20%以上 謹慎推薦:相對基準指數漲幅在 5%20%之間 中性:相對基準指數漲幅在-5%5%之間 回避:相對基準指數跌幅 5%以上 Table_Contacts 聯系聯系 機構請致機構請致電電:深廣地區:程 曦 0755-83471683 chengxi_ 蘇一耘 0755-83479312 suyiyun_ 上海地區:陸韻如 021-60387901 luyunru_李洋洋 021-20252671 liyangyang_ 北京地區:田 薇 010-80927721 唐嫚羚 010-80927722 tangmanling_ 中國銀河證券股份有限公司 研究院 中國銀河證券股份有限公司 研究院 深圳市福田區金田路 3088 號中洲大廈 20 層 上海浦東新區富城路 99 號震旦大廈 31 層 北京市豐臺區西營街 8 號院 1 號樓青海金融大廈