《云岫資本:2022中國半導體行業投資深度分析與展望報告(49頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《云岫資本:2022中國半導體行業投資深度分析與展望報告(49頁).pdf(49頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、2022中國半導體投資深度分析與展望中國半導體投資深度分析與展望云岫資本合伙人云岫資本合伙人&CTO 趙占祥趙占祥|2半導體企業市值回歸理性,護城河深的企業仍受青睞半導體企業市值回歸理性,護城河深的企業仍受青睞數據來源:Wind(數據截止到2022年7月1日)、云岫資本整理1:樣本為139家2021年前上市的A股半導體公司,市值做歸一化處理,并將2020/12/31作為基期半導體細分領域上市公司半導體細分領域上市公司1市值走勢市值走勢 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.201/1/20214/1/20217/1/202110/1/20211/1
2、/20224/1/2022設備材料設計IDM電子元器件分銷制造封測科創板半導體公司市值分布科創板半導體公司市值分布 市值50億及以下上市公司數量增加 2022年1-4月,科創板上市的14支半導體新股中有7支首日破發,未盈利企業100%破發;5月以來,科創板上市的半導體新股無首日破發2118278850億及以下50億-100億100億-300億300億-500億500億及以上 稀缺性高和盈利能力強的公司,仍逆勢增長公司名稱公司名稱業務業務7/14市值市值(億元)(億元)上市日期上市日期首日漲幅首日漲幅PE(TTM)拓荊科技半導體設備2252022/4/2028.41%336納芯微車規模擬芯片43
3、02022/4/2212.90%157龍芯中科CPU芯片3232022/6/2448.30%153|3半導體企業上市活躍,科創板募集資金首次超過主板半導體企業上市活躍,科創板募集資金首次超過主板數據來源:Wind(數據截止到2022年7月1日)、安永、云岫資本整理科創板半導體公司分布情況科創板半導體公司分布情況 432家科創板上市公司中有84家半導體公司,占比占比19%;從細分行業來看,EDA 1家,材料12家,設備8家,設計40家,制造1家,封測2家,IDM 4家,電子元器件14家 2022年上半年,新增18家科創板上市公司中有14家是設計公司,設計公司占比持續提高設計公司占比持續提高201
4、9-2022H1新增半導體上市公司數量新增半導體上市公司數量31271521301805101520253035402019202020212022H1其他科創板EDA,1.2%材料,14.3%設備,10.7%設計,48.8%制造,1.2%封測,2.4%IDM,4.8%電子元器件,16.7%2022H1科創板IPO 54家企業,其中半導體企業18家,占比33%半導體企業上市活躍,推高了科創板籌資額,2022H1科創板整體募集資金總額為1,155.56億元億元,同比增長63.15%,首次超過主板|4半導體行業投資熱度依舊,芯片市場冰火兩重天半導體行業投資熱度依舊,芯片市場冰火兩重天數據來源:IT
5、桔子、中國汽車工業協會、Gartner、博世、AlixPartners LLP、云岫資本整理 2022年上半年,半導體行業完成318起起投融資交易,融資規模近800億元億元人民幣198254275349373478686318235.13232.761878.01689.9861.912316.282013.74797.4601002003004005006007008000500100015002000250020152016201720182019202020212022H1事件數量融資規模(億元)2015-2022H1半導體行業融資事件數量及規模半導體行業融資事件數量及規模2022E年智
6、能手機及新能源汽車出貨量變化年智能手機及新能源汽車出貨量變化全球全球中國中國5.8%18.3%55%63%高通已砍驍龍8系列訂單約10%-15%,并預計年底將把兩款旗艦移動芯片降價30%-40%芯片僅滿足汽車廠商31%的需求,預計下半年供給率可以提升到50%至60%今年上半年有100萬輛汽車產能受到影響,半導體短缺對汽車行業的影響將持續到2024年|5市場創新、技術革命、高端國產替代是半導體投資的熱點市場創新、技術革命、高端國產替代是半導體投資的熱點汽車芯片汽車芯片Chiplet半導體設備與材料半導體設備與材料|6汽車芯片篇汽車芯片篇|7數據來源:中國產業信息網、ICVTanK、車東西、興業證
7、券研究所、特斯拉官網、普華永道、云岫資本整理01.EE架構升級架構升級中央網關ECUECUECUECUECUECUECUECUDCUECUECUDCU中央網關中央計算DCUDCUDCUDCUDCU品牌品牌蔚來蔚來蔚來蔚來上汽上汽理想理想小鵬小鵬北汽北汽特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉車型車型ET7ET5R ES33One L9G9極狐阿爾法SModel Y Model 3上市上市/更新更新時間時間20222022202220222022202120222022自動駕駛自動駕駛芯片芯片英偉達Orin英偉達Orin英偉達Orin英偉達Orin英偉達Orin華為MDC810特斯拉FSD特斯拉FSD自動駕駛自
8、動駕駛總算力總算力(TOPS)101610161000+508508400144144滿足級別滿足級別L3L3L3L4L4L2L2L2攝像頭攝像頭11111311121388毫米波雷達毫米波雷達55655601超聲波雷達超聲波雷達1212121212121212激光雷達激光雷達11112300傳感器數量傳感器數量合計合計2929322931342021分布式架構分布式架構域集中式架構域集中式架構中央計算式架構中央計算式架構自動駕駛芯片自動駕駛芯片汽車架構、傳感器、收費模式多重升級,主流車企為更高級別自動駕駛預埋硬件汽車架構、傳感器、收費模式多重升級,主流車企為更高級別自動駕駛預埋硬件 多類傳感
9、器信號數據融合、決策與控制指令輸出等大量計算將由一顆芯片完成02.傳感器數量增加傳感器數量增加自動駕駛等級L1L2L3L4L5超聲波雷達88121212毫米波雷達013568攝像頭1581012激光雷達00135合計91416263137特斯拉汽車軟件服務類型特斯拉汽車軟件服務類型費用費用自動輔助駕駛Autopilot$2,000-3,000完全自動駕駛FSD$12,000或$199/月軟件應用升級(信息娛樂/續航/動力升級/OTA加速包等)根據產品類型收費高級連接服務(實時路況/卡拉OK/流媒體等)$9.99/月03.軟件訂閱服務推出軟件訂閱服務推出 到2030年,汽車軟件數量增長將超過30
10、0%,軟件在消費者感知價值中的占比將達到60%,是未來汽車產業中的重要利潤點|8數據來源:未來智庫、汽車之家、特斯拉、國泰君安證券研究所、佐思汽車研究、云岫資本整理 自動駕駛芯片平臺多為異構SoC,由CPU+GPU+XPU+其他功能模塊(如基帶單元、圖像信號處理單元、內存、音頻處理器等)組成。異構IP的配置非常重要,自動駕駛SoC芯片商均不斷加強核心IP研發以保持關鍵競爭力公司公司芯片型號芯片型號自動駕駛自動駕駛等級等級工藝制程工藝制程算力算力(TOPS)功耗功耗(W)主要合作車企主要合作車企英偉達英偉達XavierL2-L512nm3030小鵬、上汽、一汽、奔馳OrinL2-L57nm200
11、45理想、蔚來、上汽AtlanL4-L5-1000-高通高通SnapdragonRideL1-L55nm36065長城MobileyeEyeQ4L2-L328nm2.53小鵬、蔚來、威馬、理想、長城、廣汽、大眾、寶馬EyeQ5L3-L47nm2410吉利、寶馬華為華為Ascend 310L212nm168長城、長安、北汽Ascend 610L3-L47nm16053-特斯拉特斯拉FSDL314nm7272Model S/X/3地平線地平線征程2L1-L228nm42理想、長安、長城、奇瑞、上汽、廣汽、一汽、奧迪征程3L3-L416nm52.5理想征程5L3-L47nm9620比亞迪、紅旗、自游
12、家自動駕駛芯片自動駕駛芯片異構異構SoC芯片成為主流,國產自動駕駛芯片已上車芯片成為主流,國產自動駕駛芯片已上車特斯拉特斯拉FSD SoC芯片框圖芯片框圖ISPLPDDR4VideoEncodeCamera I/FGPUNPUNPUSafety SystemSecuritySystemCPULPDDR4CPUCPUNoC大算力大算力高帶寬高帶寬低功耗低功耗豐富外設豐富外設自研自研IP開放生態開放生態|9數據來源:IHS Markit、汽車之家、云岫資本整理智能座艙芯片智能座艙芯片智能座艙已成為消費者購車的重要考量,汽車網聯、交互功能加速滲透智能座艙已成為消費者購車的重要考量,汽車網聯、交互功能
13、加速滲透中國用戶購車因素中國用戶購車因素-TOP 51 主動安全(ABS、車道保持、盲點監測)2 被動安全(安全氣囊、頭頸保護系統)3 智能科技(智能科技(HUD、語音交互、人臉識別、語音交互、人臉識別)4動力與尺寸(發動機功率、軸距)5 購車價格38.40%45%49.40%52.20%55.10%57.60%59.40%35.30%48.80%53.30%59.80%66%72.10%75.90%30%40%50%60%70%80%2019202020212022202320242025全球市場中國市場座艙智能科技配置新車滲透率趨勢座艙智能科技配置新車滲透率趨勢0.0%10.0%20.0%
14、30.0%40.0%50.0%60.0%20172018201920202021智能座艙功能滲透率趨勢智能座艙功能滲透率趨勢車聯網導航道路救援遠程啟動全液晶儀表盤OTA升級車內氛圍燈手機無線充電HUD面部識別手勢控制網網聯聯功功能能交交互互功功能能|10數據來源:IHS Markit、天風證券研究所、億歐智庫、佐思汽研、焉知、搜狐、方正證券研究所、云岫資本整理公司公司芯片型號芯片型號CPU算力算力(DMIPS)GPU算力算力(GFLOPS)制程制程典型搭載廠商典型搭載廠商髙通SA8155P105k11427nm蔚來、智己、小鵬、廣汽、威馬等SA8195P150k21007nmADIGO3.0S
15、A8295P200k30005nm集度汽車恩智浦i.MX829k12816nm福特瑞薩R-CAR H340k28816nm大眾、廣汽、路虎、雷克薩斯R-CAR M328k7628nm豐田、大眾、長城、日產華為Kirin 980A75k6417nm/Kirin 990A80k7687nmAITO、北汽聯發科MT271222k1337nm大眾MT8195139k9266nm/手機芯片廠商相較于傳統汽車芯片廠商具有迭代速度快,AI性能強等優勢,快速主導智能座艙SoC芯片市場,高通在座艙域是絕對領導者,2021年市占率約70-80%智能座艙芯片智能座艙芯片智能座艙芯片算力需求提升,手機芯片廠商主導智能
16、座艙智能座艙芯片算力需求提升,手機芯片廠商主導智能座艙SoC2024 年,年,NPU 算力需求將是算力需求將是2021 年的十倍年的十倍2024 年,年,CPU 算力需求將是算力需求將是2021 年的年的3.5 倍倍手機芯片廠商主導智能座艙手機芯片廠商主導智能座艙SoC芯片市場芯片市場|11數據來源:ICV Tank、蓋世汽車研究所、天風證券研究所、IHS Market、TrendForce、云岫資本整理32位位MCU占比增長占比增長不同位數車規不同位數車規MCU應用場景應用場景32位儀表板車身多媒體智能駕駛動力16位傳動引擎離合器渦輪電子泵8位風扇空調車窗集線盒座椅汽車汽車MCU芯片芯片智能
17、化推動汽車智能化推動汽車MCU市場量價齊升,市場量價齊升,32位是未來趨勢位是未來趨勢0-1美元1-5美元5-10美元價格位數由于供應緊張,MCU在2021年的平均銷售價格上漲12%,是近25年來最大上漲幅度當前消費型4bit MCU開始降價,但車用MCU需求仍居高不下,汽車使用的汽車使用的8、16、32bit MCU價格相對平穩價格相對平穩76%84%13%10%11%6%16位32位20218位2025E|12數據來源:HIS、前瞻產業研究院、公司公告、云岫資本整理全球汽車全球汽車MCU芯片由國外廠商主導芯片由國外廠商主導國產汽車國產汽車MCU進展進展公司公司應用領域應用領域量產量產/發布
18、時間發布時間兆易創新車身、汽車導航、T-BOX(Telematics Box)、汽車 儀表、汽車娛樂系統2021H1流片,2022年中量產芯??萍贾锌仄?021年1月通過AEC-Q100認證復旦微車身2021年11月道過AEC-Q100認證,預計2022年Q1-Q2上車國芯科技汽車車身控制和網關應用、汽車動力總成目前汽車電子控制 MCU 芯片產品CCFC2002BC、CCFC2003PT 和CCFC2006PT 已量產銷售比亞迪半導體BMS系統、車身核心控制以及分布式控制2018年推出第一代8位車規級MCU芯片,適用于車身控制等領域:2019年推出第一代32位車規級MCU芯片,批量裝載在比亞迪
19、全系列車型上杰發科技汽車座椅、車窗2018年底量產國內首顆車規級MCU-AC7811(32位);2020年第二代車規MCU-AC7801X(32位)量產;預計2022年底量產三代AC7840 x賽騰微電子車身控制模塊(BCM)2019年發布針對汽車LED尾燈流水轉向燈的主控8位MCU芯片芯旺微電子車身控制、汽車電源與電機、汽車照明和智能座艙等場景2019年8位汽車MCU-KF8A實現量產,2021年發布32位MCU KF32A156瑞薩德州儀器恩智浦英飛凌+賽普拉斯微芯2%意法半導體其他2020年全年全汽車汽車MCU競爭格局競爭格局汽車汽車MCU芯片芯片國內廠商積極切入汽車國內廠商積極切入汽車
20、MCU市場,未來繼續向高端領域突破市場,未來繼續向高端領域突破 MCU缺貨給國內廠商帶來替代良機,部分廠商已切入汽車MCU供應鏈,但目前主要應用在車燈、雨刮器、空調等低階領域 車規MCU仍維持缺貨狀態,但隨著消費市場需求下滑,晶圓廠產能釋放,汽車MCU缺貨將逐步緩解,缺貨帶來的導入窗口將逐漸收窄,現有廠商需向32位等高端領域進一步實現國產替代|13模擬芯片模擬芯片汽車電子是未來模擬芯片市場增長的主要驅動因素汽車電子是未來模擬芯片市場增長的主要驅動因素數據來源:WSTS、IC Insight、華泰證券研究所、WIND(市值數據為2022年6月30日數據)、云岫資本整理20132018201620
21、14201920122020201520172021E2022E2023E2024E2025E市場規模(億美元)消費電子驅動消費電子驅動汽車電子驅動汽車電子驅動100億億美元2020年汽車模擬芯片173億億美元2025年汽車模擬芯片CAGR 12%市值:1,417億美元市值:759億美元市值:149億美元市值:315億美元市值:285億美元市值:389億美元模擬芯片賽道已經孕育并可以容納多家巨頭模擬芯片賽道已經孕育并可以容納多家巨頭|14通過通過驗證驗證并銷并銷售售研發投入研發投入拓展拓展產品產品品類品類產品品類是競爭關鍵因素產品品類是競爭關鍵因素80,000種45,000種1,500種1,6
22、00種橫向和向上拓展品類較困難橫向和向上拓展品類較困難技術難度汽車工業消費其他品類現有品類其他品類拓展難拓展難驗證周期長且要求嚴苛驗證周期長且要求嚴苛-40 125125穩定工作1000h工作溫度芯片設計制造封測方案設計上車系統認證AEC-Q100測試拓展其他整車912月36月1012月1824月36月干擾測試4.2KV FET 干擾測試電源噪聲、RF干擾、電源波動靜電放電承受8KV ESD接觸放電支持10萬次程序擦寫擦寫測試模擬芯片模擬芯片車規級模擬芯片壁壘高,芯片供應商需要形成良性循環車規級模擬芯片壁壘高,芯片供應商需要形成良性循環數據來源:TI、ADI、圣邦微、思瑞浦、公開資料、云岫資本
23、整理|15數據來源:Frost&Sullivan、中金公司、云岫資本整理2023E20202024E2022E2021E2030E2025E+21.5%+14.7%汽車智能化促進汽車汽車智能化促進汽車CIS需求需求汽車汽車CIS市場規模迅速增長市場規模迅速增長前視攝像頭前視攝像頭FCW/LDW/TSP/PCW夜視駕駛輔助行車記錄儀環視攝像頭環視攝像頭自動泊車系統后視攝像頭后視攝像頭倒車影像內視攝像頭內視攝像頭疲勞駕駛監測側視攝像頭側視攝像頭盲區監測變道輔助疲勞智能汽車攝像頭及其功能智能汽車攝像頭及其功能新能源品牌旗艦車攝像頭數量新能源品牌旗艦車攝像頭數量ET7Model YP5ONEL7001
24、漢Alpha單位:億美元汽車傳感器汽車傳感器-圖像傳感器圖像傳感器汽車智能化趨勢推動汽車汽車智能化趨勢推動汽車CIS需求快速增長需求快速增長|16數據來源:公開資料、云岫資本測算(產能以2020年為基準做歸一化處理)汽車汽車手機手機技術要求技術要求技術指標技術指標使用壽命使用壽命競爭策略競爭策略追求高像素高像素,對CIS的技術和工藝要求高全方位的技術能力,追求穩穩定性定性與安全性安全性3-5年8-10年年價格驅動技術驅動像素范圍像素范圍2-100 MP幀率15-60 FPS動態范圍60-70 dB感光度2,000-3,500 mv/Luxs近紅外感光度需求無像素范圍1-8 MP幀率幀率30-1
25、20 FPS動態范圍動態范圍100-140 dB感光度感光度3,500-12,000 mv/Luxs近紅外感近紅外感光度需求光度需求中中產線要求產線要求產能高產能高車規級產線車規級產線產品售價產品售價5美金美金10美金美金汽車汽車CIS技術壁壘更高技術壁壘更高產能缺口提供進入機會產能缺口提供進入機會全球車載全球車載CIS產能缺口預測產能缺口預測2025年產能總需求20204.0 x2025E2021E2023E2022E2024E像素提升CIS面積增大預計到預計到2025年,車載年,車載CIS將產生將產生3x的產能缺口的產能缺口具備設計能力的產能緊張具備設計能力的產能緊張現有設計能力的公司并沒
26、有足夠產能應對市場需求的快速增長新進入者有機會參與市場競爭新進入者有機會參與市場競爭汽車傳感器汽車傳感器-圖像傳感器圖像傳感器汽車汽車CIS是技術驅動型產品,產能緊張為新進入者提供機遇是技術驅動型產品,產能緊張為新進入者提供機遇|17數據來源:Frost&Sullivan、方正證券研究所、公開資料、云岫資本整理2023E20212022E2025E2024E中國市場規模(億美元)全球市場規模(億美元)激光雷達市場規模高速增長激光雷達市場規模高速增長2021年以來激光雷達加速上車年以來激光雷達加速上車2021年搭載激光雷達的車型年搭載激光雷達的車型2022年搭載激光雷達的車型年搭載激光雷達的車型
27、長城WEY 摩卡寶馬 iX豐田雷克薩斯 LS小鵬 P5小鵬 G9威馬 M7廣汽埃安 LX PLUS路特斯 ELETRE長城 機甲龍Arcfox S HI阿維塔 11上汽飛凡 R7沃爾沃 XC90蔚來ET7理想 L9奔馳 S級汽車傳感器汽車傳感器-激光雷達激光雷達汽車前裝搭載激光雷達推動行業快速增長汽車前裝搭載激光雷達推動行業快速增長當前總體滲透率仍然較低,不足當前總體滲透率仍然較低,不足3%|18技術實現方式技術實現方式技術特點技術特點性能性能領先領先量產量產簡單簡單量產量產成本低成本低工藝工藝成熟成熟產品產品可靠可靠數據來源:公開資料、云岫資本整理半固半固態態機械式機械式轉鏡轉鏡/棱棱鏡鏡M
28、EMSOPAFlash固態固態通過電機帶動光機結構整體旋轉,實現掃描測量收發模塊保持不動,電機帶動轉鏡/棱鏡運動,將光束反射至空間的一定范圍,從而實現掃描測量采用高速振動的二維振鏡來實現對空間一定范圍的掃描測量通過施加電壓調節每個相控單元的相位關系,利用相干原理,實現發射光束的偏轉進而實現掃描按照時間順序依次驅動不同視場的收發單元,以此實現掃描優點:精度高、性能好缺點:技術復雜、成本十分高昂、可靠性一般優點:可靠性較高、成本低缺點:性能不及機械雷達優點:可靠性較高、成本低缺點:性能不及機械雷達優點:精確穩定、可靠性高,理論量產成本低缺點:掃描角度受限、加工工藝不成熟優點:可靠性高、成本低缺點:
29、發射功率不足,探測距離有限汽車傳感器汽車傳感器-激光雷達激光雷達半固態雷達是當前市場主流,固態雷達有望后來居上半固態雷達是當前市場主流,固態雷達有望后來居上|19EELPD光纖激光器光纖激光器數據來源:禾賽科技招股書、濱松電子、中信建投研究所、云岫資本整理FPGA(主控單元)(主控單元)時序控制、波形算法處理、激光雷達其他模塊控制多通道激光多通道激光驅動芯片驅動芯片驅動激光器發射激光脈沖激光器激光器發射激光脈沖探測器探測器接收回波信號多通道模擬多通道模擬前端芯片前端芯片通道選通及模擬信號放大高精度數字高精度數字化芯片化芯片ADC/TDC數字化采集控制控制數字信號放大后的模擬信號模擬信號控制激光
30、回波汽車傳感器汽車傳感器-激光雷達激光雷達激光器和探測器是激光雷達的關鍵部件激光器和探測器是激光雷達的關鍵部件激光雷達結構激光雷達結構VCSEL原原理理在芯片的兩側鍍光學膜形成諧振腔,沿平行于平行于襯底表面襯底表面發射激光在芯片的上下兩面鍍光學膜,形成諧 振 腔,由于光學諧振腔與襯底垂直,能夠實現垂直于垂直于芯片表面芯片表面發射激光用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質的激光器,一般用光纖光柵作為諧振腔,稀土離子吸收泵浦光形成粒子數反轉,在諧振腔中選模放大后輸出激光優優點點技術成熟,功率密度高晶圓級制造,成本低,壽命長,適合陣列集成電光效率高、輸出功率高、光束質量好、高速缺缺點點生產成本高且一致性難
31、以保障輸出功率輸出功率及電光效率較EEL低復雜性增加,運行成本高掃掃描描機械、半固態固態半固態SPADAPD電電壓壓 10 V 150 V增增益益無信號完整性、溫度補償信號完整性、猝滅電路噪噪聲聲信號完整性 100106測測距距短距中長距中長距成成本本低探測器成本高探測器成本高探測器成本難難點點高探測器噪聲低探測器噪聲高探測器噪聲目前市場應用仍以APD為主,SPAD有望實現更遠的探測距離,但是存在點云噪聲、高溫性能減弱等問題有待解決波波長長范范圍圍1200nm(Si)2.6um(InGaAs)1150nm(Si)1700nm(InGaAs)1150nm(Si)1700nm(InGaAs)|20
32、 收發通道增加 集成度提高24-300GHz全天候低成本視距外感知20252021202320222024+25.5%毫米波雷達正加速滲透毫米波雷達正加速滲透全球毫米波雷達市場規模全球毫米波雷達市場規模(億元)電裝維寧爾安波福博世大陸2.0%6.0%海拉3.0%法雷奧2.0%其他毫米波雷達供應商仍以國外為主毫米波雷達供應商仍以國外為主毫米波雷達芯片是產業鏈關鍵環節毫米波雷達芯片是產業鏈關鍵環節硬件軟件MMIC高端PCBDSP5.0%其他毫米波雷達成本構成毫米波雷達成本構成毫米波雷達芯片集成度將持續提高毫米波雷達芯片集成度將持續提高汽車傳感器汽車傳感器-毫米波雷達毫米波雷達加速滲透前裝市場,毫米
33、波雷達芯片是產業鏈關鍵環節加速滲透前裝市場,毫米波雷達芯片是產業鏈關鍵環節數據來源:Yole、佐思產研、國信證券研究所、云岫資本整理TI毫米波雷達芯片布局MMICMMIC+HWA+MCUMMIC+DSP+MCUMMIC+HWA+DSP+MCUMMIC+HWA+DSP+MCU+天線77GHz60GHzAWR6443AWR6843AWR6843AOPAWR1243AWR2243AWR1443AWR1642AWR1843AWR2944AWR1843AOP 高速ADC DSP性能可適度下降|21數據來源:Yole、海通證券研究所、云岫資本測算及整理類別類別測量原理測量原理典型應用典型應用霍爾開關通過霍
34、爾元件與磁場距離變化引起磁場變化,輸出0 或1 信號,控制接通與關斷車窗升降電機、天窗點擊、車門開關、安全帶鎖扣等線性霍爾通過霍爾元件與磁場的線性/角度距離變化引起磁場變化,輸出與磁場強度相關的電壓幅值,由此來測量線性位置/角度位置的變化量油門踏板、剎車踏板、座椅位置、EPS扭矩角度霍爾BLDC轉子位置、方向盤轉角、雨刮電機角度3D霍爾通常用兩軸霍爾傳感器與單軸霍爾傳感器封裝而成,測量三維平面的位置變化汽車換擋等特定場合速度霍爾旋轉運動中產生變化的磁場,從而捕捉旋轉運動狀態輪速傳感器、凸輪軸轉速、曲軸轉速電流霍爾電流方向大小變化引起磁場變化,從而測量電流大小BMS系統、電機控制器等磁力計三軸磁
35、力計用于測量地球磁場,利用指南針原理鎖定汽車航向慣導系統磁傳感器應用廣泛磁傳感器應用廣泛磁傳感器市場規模穩步增長,國產替代仍有較大空間磁傳感器市場規模穩步增長,國產替代仍有較大空間20212022E2024E2023E2025E+5.3%全球車載磁傳感器市場規模(億美元)磁傳感器全球市場格局磁傳感器全球市場格局汽車傳感器汽車傳感器-磁傳感器磁傳感器磁傳感器在汽車行業廣泛應用,國產替代仍有較大空間磁傳感器在汽車行業廣泛應用,國產替代仍有較大空間磁傳感器成本構成磁傳感器成本構成10%13%芯片支撐座芯片13%生產費用其他64%|2215元MEMS傳感器均價750元單車價值MEMS傳感器傳感器壓力傳
36、感器壓力傳感器加速度計加速度計陀螺儀陀螺儀溫度計溫度計濕度計濕度計變速器液壓制動安全氣囊排放控制系統ESP系統慣性導航系統50個單車MEMS數量2,608萬輛國內汽車產量8,105萬輛全球汽車產量196億元國內市場規模608億元全球市場規模胎壓監測車載車載MEMS市場規模龐大市場規模龐大IDM是行業主流模式是行業主流模式p 無法采用標準CMOS制造工藝p 第三方Fab不具備成熟MEMS工藝模塊p 專業測試設備系統及測試技術IDM模式更具優勢模式更具優勢 交期可控 改良周期短 質量可控國外知名大廠均采用國外知名大廠均采用IDM模式模式IDM模式模式Fabless模式模式汽車傳感器汽車傳感器-ME
37、MS傳感器傳感器MEMS傳感器在車內應用廣泛,傳感器在車內應用廣泛,IDM是行業主流模式是行業主流模式數據來源:海通證券研究所、中汽協、蓋世汽車、云岫資本測算及整理|23數據來源:車云、北汽產投、盛科通信招股說明書、方正證券研究所、云岫資本整理2008車載以太網逐漸成為車廠共識車載以太網逐漸成為車廠共識20162017201920202021車車域域網網動力域動力域網關網關車身域車身域網關網關輔助駕駛輔助駕駛域域網關網關娛樂域娛樂域網關網關T-box遠程通遠程通信信以太網將與以太網將與CAN和和LIN共同組成車身網絡共同組成車身網絡ESPTCUEMSEPBICMPEPSBCM車窗車窗車燈車燈輔
38、助駕駛CAN動力總成CAN車身控制CANPASBSD高精高精地圖地圖雷達雷達攝像攝像頭頭TVDVD顯示顯示器器車載以太網絡傳統車載網絡以太網CANLIN車載以太網的高速率可以適應智能汽車的通信要求車載以太網的高速率可以適應智能汽車的通信要求名稱名稱通信速率通信速率通信介質通信介質成本成本應用范圍應用范圍CAN1Mb/s非屏蔽雙絞線低骨干網、故障診斷、底盤、車身電子等LIN20Kb/s單線纜低燈光、門鎖、座椅等CAN-FD8Mb/s非屏蔽雙絞線低空調、電子顯示、底盤、故障診斷等FlexRay10Mb/s雙絞線/光纖較高ABS、換擋控制、剎車控制、轉向控制等MOST150Mb/s雙絞線/光纖較高
39、導航、娛樂系統等LVDS655Mb/s一組雙絞線中車載攝像頭以太網以太網1000Mb/s單對非屏蔽雙單對非屏蔽雙絞線絞線低低骨干網骨干網、攝像頭攝像頭、激光雷激光雷達達、IVI、域控域控交換芯片交換芯片網關芯片網關芯片PHY汽車通信芯片汽車通信芯片車載以太網正成為新一代汽車通信網絡,以太網芯片需求增長車載以太網正成為新一代汽車通信網絡,以太網芯片需求增長國外大廠占據主要市場份額國外大廠占據主要市場份額國外廠商5.0%國內廠商|24數據來源:華經產業研究院、IC Insights、云岫資本整理汽車智能化驅動汽車智能化驅動DRAM和和NAND需求增長需求增長DRAM和和NAND集中度極高,由國外主
40、導集中度極高,由國外主導國內廠商積極突破存儲芯片國內廠商積極突破存儲芯片國內廠商國內廠商NANDDRAM兆易創新量產38nmSLC NAND量產DDR4,DDR3研發中心長江存儲量產3D NAND不涉及合肥長鑫不涉及量產DDR4 4Gb8Gb北京君正少量,1Gb4GbDDR4/LPDDR4 完整產品線 25nm紫光國芯不涉及量產38nm15nm DDR3東芯股份 量產38nm/28nm SLC NAND量產DDR3 1Gb4GbnDRAM 近幾年制程迭代速度明顯放緩,主流大廠工藝停留在 10nm+階段,目前合肥長鑫 19nm 工藝已成功量產,17nm 工藝即將推出nNAND方面,工 藝制程演進
41、相對緩慢,3D 堆疊層數增長迅速,長江存儲128層NAND閃存已經量產,192層已客戶送樣自動駕駛等級自動駕駛等級L1/2/2+L3/4L4/5芯片類型芯片類型DRAMNANDDRAMNANDDRAMNANDIVI3-6GB16-64GB 6-12GB128-512GB20GB+1TB+ADAS3-6GB8-64GB6-18GB512GB/1TB20GB+2TB+33%19%15%12%11%8%其他三星西部數據鎧俠美光2%英特爾海力士2021年全年全球球NAND市場份額市場份額44%28%23%6%三星海力士美光其他2021年全年全球球DRAM市市場份額場份額技術迭代放緩,國內廠商迎來技術追
42、趕機會技術迭代放緩,國內廠商迎來技術追趕機會汽車存儲芯片汽車存儲芯片汽車存儲市場高速增長,國內存儲龍頭積極突破汽車存儲市場高速增長,國內存儲龍頭積極突破|25數據來源:Strategy Analytics、公司公告、云岫資本整理國外巨頭主導全球車用功率半導體,國外巨頭主導全球車用功率半導體,CR5市場份額達市場份額達70%技術壁壘:設計、制造和封裝全方位技術能力技術壁壘:設計、制造和封裝全方位技術能力芯片設計芯片設計難點在于減薄工藝、背面工藝芯片制造芯片制造芯片封裝芯片封裝散熱效率是模塊封裝的關鍵指標,是影響 IGBT 最高工作結溫和 IGBT 功率密度30%17%10%7%6%30%羅姆英飛
43、凌德州儀器意法半導體其他安森美2020年全球年全球汽車功率半汽車功率半導體市場份導體市場份額額IDM模式是突破功率半導體技術壁壘的關鍵模式是突破功率半導體技術壁壘的關鍵公司公司新建新建/項目項目主要產品主要產品投資金額投資金額聞泰科技上海臨港12英寸車規級功率半導體自動化晶圓制造中心二極管、TVS、保護器件、邏輯器件、車用MOSFET、GaN120億華潤微功率半導體封測基地項目MOS、IGBT、SiC器件及模塊50億元士蘭微8英寸集成電路芯片生產線二期項目,12英寸高壓集成電路和功率器件芯片MOS管、TVS、FRD、IGBT器件及模塊35億斯達半導高壓特色工藝功率芯片和SiC芯片研發及產業化項
44、目IGBT、SiC等功率器件及模塊35億揚杰科技新能源汽車電子及大功率半導體晶圓生產線MOS管、TVS、SBD、FRD、IGBT器件及模塊3.5億功率半導體功率半導體車規功率半導體壁壘高,國內廠商積極打造車規功率半導體壁壘高,國內廠商積極打造IDM實力實力難點在于不同參數的均衡取舍|26數據來源:公司公告、Yole、云岫資本整理SiC MOSFETIGBT開關頻率能量損耗50KHz以上以上20KHz以下低低高大小小體積&重量開關時間300ns50ns成本高高低SiC正加速上車正加速上車車型車型發布時間發布時間品牌品牌具體應用具體應用特斯拉Model32018特斯拉電驅主逆變器上,釆用了意法半導
45、體供應的650V碳化硅MOSFET器件特斯拉ModelY2020特斯拉 動力模塊后輪驅動采用了碳化硅MOSFET比亞迪漢EV高性能四驅版2020比亞迪國內首款采用自研碳化硅模塊的車型,功率密度提升了一倍特斯拉ModelS Plaid2021特斯拉該款車搭栽的碳化硅逆變器助其成為全球現階段最快的量產車型小鵬 G92021小鵬推出的800V平臺采用碳化硅器件,可實現充電5分仲,續航200公里C-Power 220s2021中車時代電氣該產品是國內首款基于自主碳化硅大功率電驅產品,系統效率最高可達94%宏光 MINIEV2021五菱陽光電源2021年5月底發布了碳化硅電機控制囂,并且就是miniEV
46、的供應商蔚來 ET72022蔚來汽車搭裁碳化硅電驅系統,將在2022年第一季度開始交付17668924785504586854,98615420271911262021381,0926,298+477%汽車其他能源交通工業通信消費全球碳化硅市場規模(百萬美元)功率半導體功率半導體SiC功率器件比傳統硅基器件更具性能優勢,車用功率器件比傳統硅基器件更具性能優勢,車用SiC規模將快速增長規模將快速增長SiC相較傳統硅基功率半導體具有明顯優勢相較傳統硅基功率半導體具有明顯優勢新能源車是碳化硅最大的下游市場新能源車是碳化硅最大的下游市場|27數據來源:公開資料、云岫資本整理碳化硅投資關注點碳化硅投資關
47、注點01.突破大尺寸:當前國內碳化硅襯底產能仍有較大部分為2-4英寸,部分頭部廠商完成了6英寸碳化硅襯底的技術儲備并實現了量產,但規模較小,8英寸襯底生產技術仍處于技術儲備之中02.提升良率:目前SiC生產良率較低,晶棒良率平均水平約為50%,襯底良率近兩年在70%-75%區間03.產能擴張:目前中國大陸SiC產能不足20萬片/年,在建和已建成的項目總規劃投資額超過300億元人民幣,已規劃產能超200萬片/年SiC產業鏈中襯底和外延具有最大價值量與投資機會產業鏈中襯底和外延具有最大價值量與投資機會襯底襯底外延外延器件設計器件設計器件制造器件制造非非大大陸陸大大陸陸Wolfspeed、Rohm、
48、STInfineon、富士電機、三菱電機、安森美、住友電氣、富士電機、三菱電機、安森美、住友電氣Panasonic、MitsubishiDowCorning、-VI新日鐵住金新日鐵住金SK SiltronX-Fab 昭和電工昭和電工臺灣漢磊臺灣漢磊瑞薩、瑞薩、Littlefuse、GeneSic、USCI、Microsemi、臺灣瀚薪、臺灣瀚薪X-Fab 臺灣漢磊臺灣漢磊臺灣環宇臺灣環宇三安光電、世紀金光、華大半導體、中電科三安光電、世紀金光、華大半導體、中電科55所所基本半導體、中電科基本半導體、中電科13所所泰科天潤、中車時代、揚杰電子、斯達半導體、泰科天潤、中車時代、揚杰電子、斯達半導體
49、、比亞迪半導體、華潤微、比亞迪半導體、華潤微、士蘭微士蘭微露笑科技露笑科技天科合達、山東天岳山西天科合達、山東天岳山西爍科、東尼電子同光晶體爍科、東尼電子同光晶體、中科鋼研、中科鋼研瀚天天成瀚天天成東莞天域東莞天域瞻芯電子瞻芯電子蘇州鍇威特蘇州鍇威特47%23%30%功率半導體功率半導體規模占比規模占比|28SoC芯礪智能地平線愛芯元智復睿微電子華為海思黑芝麻芯擎科技芯馳科技輝羲智能后摩智能歐冶半導體奕行智能核芯達科技速顯微超星未來寒武紀行歌MCU芯旺微Chipways比亞迪華大半導體賽騰微電子摩芯半導體曦華科技智芯半導體兆易創新杰發科技國民技術傳輸芯片傳輸芯片裕太微電子國科天迅慷智集成激光雷
50、達芯片激光雷達芯片芯思杰摩爾芯光摯感光子博升光電芯視界芯輝科技縱慧芯光長光華芯CIS芯視達創視微電子韋爾股份思特威格科微超聲波雷達芯片超聲波雷達芯片優達斯奧迪威毫米波雷達芯片毫米波雷達芯片圭步半導體加特蘭芯谷微電子晟得微微度芯創矽典微牧野微電子其他傳感器芯片其他傳感器芯片光大芯業琻捷電子賽卓電子匯北川龍微科技勝脈電子納芯微麥斯卓微汽車芯片相關標的汽車芯片相關標的|29Chiplet篇篇|30$28.5M$37.7M$51.3M$70.3M$106.3M$174.4M$297.8M$542.2M10nm65nm22nm7nm40nm28nm5nm16nm+70.8%+82.1%先進工藝芯片研發投
51、入巨大先進工藝芯片研發投入巨大 隨著制程精進,芯片綜合成本急劇上升,摩爾定律失效:5nm芯片的研發費用已經超過5億美元億美元 3nm的研發費用可能要超過15億美元億美元 龍頭公司、創業公司均難以承受如此高昂的成本 未來大算力的芯片面積不可避免地會增大大 晶圓的缺陷率是恒定值 大的芯片面積會導致低的良率 降成本的關鍵就是減小芯片面積從而提高良率減小芯片面積從而提高良率 將原本大芯片“分拆”成多顆小芯片后,小芯片的面積減小面積減小,良率提升良率提升 而后通過封裝工藝將諸多小芯片連接在一起連接在一起 本質:較小程度犧牲性能,極大程度縮減成本極大程度縮減成本MonolithicChipletsChip
52、letsChipletsChiplets現現狀狀與與痛痛點點根根本本原原因因解解決決方方案案die size越小小良率越高高35%80%90%每顆小芯片面積會減小每顆小芯片面積會減小提升良率是降成本的關鍵,提升良率是降成本的關鍵,Chiplet技術或是后摩爾時代半導體產業的最優解集技術或是后摩爾時代半導體產業的最優解集摩爾定律失效,先進制程成本不降反增摩爾定律失效,先進制程成本不降反增數據來源:中芯國際招股書、華安證券、國元證券、五礦證券、云岫資本整理|31Substrate先分后合,架構設計和先進封裝齊頭并進,雙頭加速先分后合,架構設計和先進封裝齊頭并進,雙頭加速Chiplet的落地與實現的
53、落地與實現Chiplet不僅是先進封裝,合理的架構設計才能和封裝技術相得益彰不僅是先進封裝,合理的架構設計才能和封裝技術相得益彰架構設計2D先進封裝:先進封裝:MCMMulti-Chip Module把模擬模擬die和數字數字die封在同一封裝里,提高集成度2.5D先進封裝:先進封裝:HBMHigh Bandwidth Memory把數字數字die和存儲存儲die封在同一個封裝里,提升存儲訪問的性能和帶寬,同時降低功耗3D先進封裝:先進封裝:X-CubeDie stacking把SRAM堆疊在數字數字die頂部,進一步提高數據傳輸速度、降低功耗的同時,提高密度AMD Zen1架構架構每個完整的
54、CPU,無論有多少小芯片,都通過Infinity Fabric鏈接與中央IO die結對;IOdie作為所有芯片外通信的中心樞紐,因為它包含處理器的所有PCIe通道,以及內存通道;IO die的內存控制器集中在一個芯片上,有助于降低內存訪問的局部性降低內存訪問的局部性(NUMA),再次提升性能。每款用每款用Chiplet技術實現的大芯片一定是兩者共同作用的產物技術實現的大芯片一定是兩者共同作用的產物大芯片架構設計極其復雜大芯片架構設計極其復雜多多die封裝技術已發展多年封裝技術已發展多年AMD Zen2架構架構將一顆芯片拆分成四顆Chiplets,通過Infinity Fabirci互聯,單d
55、ie面積下降,良率提升,換來極高的性價比;NUMA結構結構,本地die訪問其他die的latency不確定,帶來執行效率和內存時延方面的致命問題。是“分”的關鍵:需要考慮訪問頻率、緩存一致性等 SubstrateAnalogLogicMCM 1990s設計側先進封裝側先進封裝是“合”的關鍵:需要考慮功耗、散熱、成本等MemoryLogicHBM 2010sSilicon InterposerWire BondingTSVSubstrateSRAMLogicX-Cube 2020sSilicon InterposerTSV數據來源:AMD、TSMC、SAMSUNG、CSDN、半導體行業觀察、云岫
56、資本整理|32UCIe:是一個開放的工業標準互連,提供高高帶寬帶寬、低延遲低延遲、高功率高功率和高成本效益高成本效益的芯片封裝連接。從產業鏈視角看從產業鏈視角看Chiplet技術地圖技術地圖產業生態逐漸完善,革命已經來臨,多方龍頭相繼布局上下游的關鍵技術產業生態逐漸完善,革命已經來臨,多方龍頭相繼布局上下游的關鍵技術互聯接口架構設計制造及先進封裝AIB/MDIO:技術主要適用于通信距離短通信距離短,損耗低損耗低的2.5D和3D封裝技術,例如EMIB、Foveros。LIPINCON:可以在沒有PLL/DLL的情況下降降低功耗和占用面積低功耗和占用面積,LIPINCON接口包含兩種類型的PHY:
57、PHYC和PHYM,分別用于SoC芯片和存儲器/收發器芯片。Ryzen、Threadripper、EPYC:以Zen系列架構發力,AMD的三大產品線都在朝的三大產品線都在朝Chiplet這個方向發這個方向發展展,且效果不凡,是業內Chiplet架構設計的先鋒之一。M1 Ultra:使用UltraFusion互聯將兩個兩個M1 Max芯芯片連在一起片連在一起,具有 1140 億個晶體管和不同性能的單個封裝。Grace:Grace CPU Superchip由兩塊兩塊Grace CPU組組成成,通過芯片互連技術NVIDIA NVLink-C2C將兩塊Grace CPU連在一起.CoWoS:一種 2
58、.5D封裝技術,是把芯片封裝到Wafer上,并使用silicon interposer上的高密度走線進行互聯高密度走線進行互聯。InFo:集成式FanOut技術(InFO)是使用聚酰胺薄膜代替CoWoS中的硅中介層,從而降低了單位成本和封裝降低了單位成本和封裝高度高度。EMIB:屬于有機基板封裝,通過硅片進行局部高密度互聯,和interposer相比,EMIB硅片面積更微小硅片面積更微小、更靈更靈活活、更經濟更經濟;Foveros:3D堆疊技術,在體積和功耗方面的優勢體積和功耗方面的優勢更加明顯。Co-EMIB:兩類技術的結合,堆疊+橫向拼接,提高芯提高芯片組合彈性片組合彈性。新新興興成成熟熟
59、數據來源:半導體行業觀察、公開資料、云岫資本整理|33技技術術優優勢勢支支撐撐基基礎礎間間接接直直接接 Chiplet的初衷是為了節約芯片研發綜合成本節約芯片研發綜合成本;芯片面積越大面積越大,用Chiplet技術帶來的成本效應明顯成本效應明顯;技術上只要能做出Chiplets并連起來,就能達到節約制造成本的目的開放的生態:接口、開放的生態:接口、EDA等技術要全面發展等技術要全面發展快速迭代和可擴展性是快速迭代和可擴展性是Chiplet的兩大額外優勢,產業的生態是優勢支撐基礎的兩大額外優勢,產業的生態是優勢支撐基礎多重收益加速驅動多重收益加速驅動Chiplet產業標準和開放,生態建設是革命的
60、關鍵產業標準和開放,生態建設是革命的關鍵節約成本節約成本050 100 150 200 250 300 35050%100%04-ChipletMonolithic單位:單位:mm2快速迭代快速迭代 可以做到局部迭代局部迭代某顆die,而不用對整體架構傷筋動骨,大大縮短迭代周期,側面側面降低研發成本降低研發成本。只要能做到預留接口預留接口,后續擴展算力die、網關die等需添加在原有基礎上擴展在原有基礎上擴展,不必回爐重造整個芯片;不同工藝節點的不同工藝節點的Chiplets可以封在一可以封在一起,例如Zen 2架構中I/O die使用14nm工藝,而周邊的CCD使用7nm工藝高可擴展高可擴展
61、 實現互聯接口標準的統一互聯接口標準的統一,是構建產業生態的核心之一;對于不同來源的芯片,其芯片架構與工藝各不相同,但通過統一的接口協議,便可實現芯片與芯片的互聯互通;因此,快速迭代、高可擴展的基礎都來自統一的接口;ODSA、DARPA的CHIPS項目等都在尋求一個標準,UCIe只是一大步,但也只是第一步只是一大步,但也只是第一步;以此為基礎的Chiplets封裝封裝EDA也是生態的核心之一 數據來源:AMD、ChipWiki、云岫資本整理|34基板基板設計設計制造制造封測封測未來的格局:傳統的半導體產業鏈或將被重塑未來的格局:傳統的半導體產業鏈或將被重塑Chiplet產業會先經歷一個各自為營
62、的過渡期,后形成真正完整的“晶體管級復用”時代產業會先經歷一個各自為營的過渡期,后形成真正完整的“晶體管級復用”時代2022及以前及以前2023年年2025年年當當前前狀狀態態中中間間形形態態最最終終格格局局基板基板設計設計制造制造封測封測自家自家Chiplets有源基板有源基板EDAIPEDAIP大芯片設計大芯片設計Chiplet設計設計EDAIPChiplet封裝封裝EDAIP制造制造封測封測基板基板有源基板有源基板 Chiplet生態成熟期成熟期:真正的IP硬化時代;誕生一批新公司:誕生一批新公司:小芯片設計公司、集成小芯片的大芯片設計公司、有源基板供應商、用于封裝Chiplet的EDA
63、公司等。Chiplet生態成長期成長期:設計商對自家設計的Chiplets進行自重用自重用和自迭代自迭代;工藝和互聯標準等生態逐步成型并統一。Chiplet生態早期早期:設計商發力,把自家的大芯片分拆,并尋求先進封裝組合起來;未對產業鏈形成沖擊未對產業鏈形成沖擊。|35超摩科技芯礪智能賽昉科技奇異摩爾奇普樂北極雄芯巨路創芯芯動科技芯原股份海芯微銳杰微泰研半導體Chiplet相關標的相關標的|36設備和材料篇設備和材料篇|37數據來源:Bloomberg、華創證券、IHS Markit、ASML、云岫資本整理半導體晶圓廠半導體晶圓廠Capex穩步增長,全球龍頭設備廠商上調收入預測穩步增長,全球龍
64、頭設備廠商上調收入預測半導體半導體FAB迎來超級迎來超級Capex周期周期ASML收入預測推算整體市場規模區間收入預測推算整體市場規模區間半導體FAB資本開支(十億美元)單位:億美元5.15.96.36.77.27.2020406080100120140160140.084.4145.42022E53.4147.02025E85.3156.448.648.434.5110.695.72021E51.054.4202087.571.02024E88.82023E142.0+5.9%1632803507121,2231,5292025(預測下限)20202025(預測上限)+71.8%+114.7
65、%SATSIDMFoundry|385642113221112021韓國3日本828美國6歐洲/中東2中國大陸2022中國臺灣數據來源:SEMI、屹唐半導體招股書、ASML、JW Insights、云岫資本整理全球擴建晶圓廠,大陸占全球全球擴建晶圓廠,大陸占全球8寸晶圓產能比重最大寸晶圓產能比重最大2022年,中國大陸占全球21%的8寸晶圓產能,超過日本、中國臺灣,排名第一目前中國大陸共有23座12英寸晶圓廠正在投入生產,與2021年相比,晶圓產能增長18%左右,增速全球第一到2026年,全球12寸晶圓廠總計200座左右,中國大陸將占全球產能25%全球擴建晶圓廠數量全球擴建晶圓廠數量2022年
66、全球年全球8寸晶圓廠產能占比寸晶圓廠產能占比中國大陸,21%日本,16%中國臺灣,15%歐洲與中東,15%其他,33%|39 根據SEMI數據,近年來半導體設備整體規模穩步提升,2020年已增長至711億美元。中國大陸市場占比同步提升,2020年已達到26.2%全球半導體設備地區市場全球半導體設備地區市場全球半導體設備市場規模全球半導體設備市場規模單位:十億美元各類設備環環相扣各類設備環環相扣,不同設備的技術難度不同設備的技術難度、市場格局均不盡相同市場格局均不盡相同單位:十億美元 半導體設備一般分為前道設備和后道設備 進入前道工藝之前,硅片生長設備將硅加工成硅片 其中晶圓制造設備占比提升至8
67、6.07%,是半導體設備行業最核心的一環 前道設備中,光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設備是三大主設備2020年全球各類半導體設備市場規模及各類前道設備市場占比:年全球各類半導體設備市場規模及各類前道設備市場占比:硅片生長前道制造后道封測單位:億美元711602615119123172181525233438清洗機CMP硅片制造設備離子注入機薄膜沉積設備過程檢測刻蝕機封裝設備去膠設備后道測試設備6涂膠顯影設備光刻機熱處理設備半導體設備30.1%26.4%21.5%8.4%去膠1.1%離子注入設備3.2%涂膠顯影清洗拋光設備刻蝕機過程檢測光刻機3.3%6.0%薄膜沉積設備4.2%13.6%8.8%10.
68、4%10.6%28.7%24.3%22.5%26.2%16.6%22.8%日本2019中國臺灣59.6東南亞 北美韓國歐洲中國大陸71.13.5%3.8%20203.9%51.761.281.786.92.93.86.06.4晶圓制造設備測試設備2022F封裝設備5.08.059.67.695.36.071.120202021F2019101.3+19%數據來源:SEMI、鼎暉百孚、云岫資本整理中國大陸設備占全球市場比重增加,國產替代正值風口中國大陸設備占全球市場比重增加,國產替代正值風口|40硅片生長封裝測試晶圓測試測試機探針臺減薄減薄機焊線焊線機切割劃片機貼片貼片機塑封塑封機切筋成型切筋成
69、型設備終測測試機分選機封測過程是將晶圓切后封裝、測試,最后得到半導體產品晶圓制造拉單晶單晶爐晶棒加工液磨機截斷機切片切片機研磨研磨機倒角倒角機拋光硅片拋光機硅片生長過程是將硅材料加工成硅片電路布圖多次循環堆積電路層實現特定功能功能實現掩膜制作薄膜沉積沉積設備涂光刻膠涂膠顯影設備除光刻膠去膠設備曝光光刻機刻蝕刻蝕機離子注入離子注入設備金屬化沉積設備顯影涂膠顯影設備清洗設備過程檢測設備熱處理熱處理設備CMPCMP設備清洗過程檢測晶圓制造過程,光刻、刻蝕、薄膜沉積為核心工藝;上述操作需重復成百上千次才能形成有電路結構的硅片貫穿整個過程貫穿整個過程 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
70、加工,出廠產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,出廠為半導體產品數據來源:中芯國際招股書、華安證券、國元證券、五礦證券、云岫資本整理半導體工藝流程復雜,涉及設備種類繁多半導體工藝流程復雜,涉及設備種類繁多|41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業鏈中,襯底和外延是價值鏈的核心;而襯底和外延環節最核心的價值點在于對應的一系列的襯底制造設備一系列的襯底制造設備和外延生長設備外延生長設備。襯底外延47%23%高純碳粉/硅粉碳化硅粉碳化硅晶棒碳
71、化硅晶錠碳化硅晶片碳化硅襯底首先,要將純度高的的硅粉和碳粉按一定比例混合在一起;其次,在2000以上的高溫條件下于反應腔室內進行反應,合成特定晶型和顆粒度的碳化硅顆粒;最后,經過破碎、篩分、清洗后即可制得高純度碳化硅粉原料,用以滿足晶體生長要求。原料合成碳化硅粉料合成設備單晶生長爐晶體生長晶體加工、切割、掩膜、拋光、清洗金剛石多線切割機該環節主流技術為PVT(物理氣相傳輸),由于溫度很高、不可實施監控,因此該環節的難難點是工藝本身而不點是工藝本身而不是設備是設備。各家襯底廠的設備也許相同但工藝均不同。切片機:切片機:碳化硅的切割和傳統硅的切割方式相似,但因為碳化硅屬于硬質材料,切割難度非常大,
72、切一刀可能需幾百個小時,對系統設備的穩定性很高,國內設備進展較慢國內設備進展較慢。研磨研磨、拋光拋光、SMT設備:設備:和傳統硅機臺基本類似,主要差別在于研磨盤和研磨液。研磨機拋光機外延可滿足不同應用領域對器件參數要求。外延質量的好壞跟設備和工藝強相關跟設備和工藝強相關,會影響SiC器件的性能。目前SiC襯底上常見外延有SiC同質外延同質外延和GaN異質外延異質外延,前者用于功率器件功率器件,后者用于射頻器件射頻器件。SiCbufferSiCSiCbufferGaN同質外延同質外延異質外延異質外延方法與設備方法與設備工藝優點工藝優點工藝缺點工藝缺點液相外延生長(LPE)設備需求簡單需求簡單并且
73、成本較低成本較低很難控制好外延層的表面形,設備不能同時外延多片晶圓分子束外延生長(MBE)可在低生長溫度低生長溫度下生長不同的 SiC 晶型外延層設備真空要求度很高,成本高昂,生長外延層速率慢化學氣相沉積(CVD)批量生產最主要的方法批量生產最主要的方法,生長厚外延層時能夠對生長速率精確控制外延層仍然存在各種缺陷,生長工藝不斷優化蒸發生長法使用和SiC拉晶同樣的設備,工藝和拉晶稍微有區別,設備成熟,成本低設備成熟,成本低SiC 的蒸發不均勻,很難利用其蒸發生長出較高質量的外延層數據來源:浙商證券、天岳先進、天科合達、海通國際、基于碳化硅襯底的寬禁帶半導體外延、公開資料、云岫資本整理襯底和外延占
74、據三代半價值量制高點,襯底設備與外延設備迎來投資風口襯底和外延占據三代半價值量制高點,襯底設備與外延設備迎來投資風口|42數據來源:SIA、光大證券研究所、SEMI、DEALLAB、云岫資本整理半導體材料要求嚴格,國外大型材料公司壟斷市場半導體材料要求嚴格,國外大型材料公司壟斷市場37.0%13.0%12.0%12.0%7.0%6.0%11.0%光刻膠配套試劑其他電子氣體CMP拋光材料2.0%光掩膜版靶材濕化學品硅片硅基材料32.5%16.8%15.8%14.6%12.4%7.9%其他封裝基板引線框架包裝材料陶瓷基板鍵合絲31.4%24.4%17.8%13.5%9.8%3.1%SK Siltr
75、onSiltronic AG其他信越化學環球晶圓SUMCO2020年全球晶圓制造材料市場年全球晶圓制造材料市場規模規模349億美元億美元2021年全球封裝材料市場年全球封裝材料市場規模規模239億美元億美元 半導體材料市場更細分,單一產品的市場空間很小,少有純粹的半導體材料公司 半導體材料往往是某些大型材料廠商的一小塊業務,如杜邦,三菱化學,住友化學等,半導體材料業務只是其電子材料事業部下面的一個分支 盡管如此,由于半導體工藝對材料的嚴格要求,就單一半導體化學品而言,僅有少數幾家供應商可以提供產品2020年全球半導體硅片競爭格局年全球半導體硅片競爭格局 硅片巨頭集中在日本、韓國、德國、中國臺灣
76、 中國大陸僅有少數幾家企業具備8英寸半導體硅片的生產能力,而12英寸半導體硅片主要依靠進口硅片硅片國外壟斷國外壟斷,國內鮮有公司具備競爭能力,國內鮮有公司具備競爭能力半導體材料要求嚴格,國外由大型材料公司壟斷,國內競爭格局分散半導體材料要求嚴格,國外由大型材料公司壟斷,國內競爭格局分散|43類別類別用途用途主要產品主要產品電子電子大宗氣體大宗氣體環境氣保護氣載體氮氣、氧氣、氬氣、氫氣、二氧化碳、壓縮空氣等電子電子特種氣體特種氣體化學氣相沉積(CVD)氨氣、氦氣、氧化亞氮、TEOS(正硅酸乙酯)、TEB(硼酸三乙酯)、TEPO(磷酸三乙酯)、磷化氫、三氟化氯、二氯硅烷、氟化氮、硅烷、六氟化鎢、六
77、氟乙烷、四氯化鈦、甲烷等離子注入氟化砷、三氟化磷、磷化氫、三氟化硼、三氯化硼、四氟化硅、六氟化硫、氙氣等光刻膠印刷 氟氣、氦氣、氪氣、氖氣等擴散氫氣、三氯氧磷等刻蝕氦氣、四氟化碳、八氟環丁烷、八氟環戊烯、三氟甲烷、二氟甲烷、氯氣、溴化氫、三氯化硼、六氟化硫、一氧化碳等摻雜含硼、磷、砷等三族及五族原子之氣體,如三氯化硼、乙硼烷、三氟化硼、磷化氫、砷化氫等65.0%55.0%45.0%40.0%35.0%45.0%55.0%60.0%集成電路LED、光伏電子大宗氣體電子大宗氣體面板光纖通信電子特種氣體電子特種氣體電子氣體在85%以上的以上的電子產品工藝流程中均有應用電子大宗氣體海外公司壟斷嚴重,本
78、土公司進展緩慢,被譽為“最有“最有價值的高地”價值的高地”國內電子氣體主要集中在特氣領域,大部分國內氣體公司的供應產品仍較為單一,用氣級別不高。電子特氣及電子大宗氣體占氣體成本比例電子特氣及電子大宗氣體占氣體成本比例電子特種氣體:電子特種氣體:化合物,通過化學反應合成,氣體種類多;用氣量小,易燃易爆,有毒有害,危險度高電子大宗氣體:電子大宗氣體:物理方法從大氣中分離,氣體種類少;用氣量大,無色無味電子氣體為半導體領域第二大材料,其中電子大宗氣體仍缺少國內龍頭公司電子氣體為半導體領域第二大材料,其中電子大宗氣體仍缺少國內龍頭公司數據來源:金宏氣體、安信證券、公開資料、云岫資本整理|44硅晶體生長
79、硅晶體生長晶盛機電連城數控刻蝕刻蝕魯汶儀器金盛微納屹唐半導體邦芯芯源微中微公司北方華創清洗清洗聚晶科技亞電科技芯夢芯源微北方華創盛美半導體至純科技薄膜沉積薄膜沉積上海新陽陛通半導體原磊納米費勉中微公司北方華創拓荊科技微導納米埃特曼涂膠顯影涂膠顯影眾鴻芯源微去膠去膠屹唐半導體恒格微電子稷以科技芯源微至純科技光刻光刻上海微電子啟爾機電科益虹源微高精密影速蘇大維格國科精密離子注入離子注入凱世通中科信熱處理熱處理博銳恒電子屹唐半導體北方華創CMP眾硅爍科精微特思迪華海清科設備相關標的設備相關標的!#!#$%&$%&|45封裝測試封裝測試寒馳科技悅芯科技冠中集創宏泰科技強一半導體博湃半導體華峰測控長川科
80、技華興源創盛達克盛美半導體零部件零部件京儀裝備靖江先鋒欣奕華寧波云德中科科儀華卓精科晶盛機電新萊應材江豐電子新松機器人富創精密萬業企業半導體自動化半導體自動化彌費科技果納半導體廣川寒馳PCB設備設備科視光學恒格微電子稷以科技燕麥科技正業科技東威科技大族數控芯碁微裝過程檢測過程檢測匠嶺精測魯汶儀器埃芯上海睿勵東方晶源中安微崇御微賽騰天淮中科飛測設備相關標的設備相關標的|46半導體一級市場投資半導體一級市場投資云岫觀點云岫觀點01智能汽車是中國半導體巨大市場機遇智能汽車是中國半導體巨大市場機遇2022H1新能源乘用車國內零售銷量排名前15的廠商中,有12家是自主品牌自主品牌智能電動汽車銷量高速增長
81、,國產汽車芯片出現巨大市場機遇02摩爾定律放緩摩爾定律放緩,Chiplet是半導體產業革命是半導體產業革命硅工藝演進速度放緩,先進制程投入越來越巨大Chiplet技術將帶動半導體產業革命,Chiplet產業鏈有眾多投資機會03半導體設備半導體設備/材料材料、模擬芯片等領域需要模擬芯片等領域需要高端國產替代高端國產替代中國將成為世界重要的半導體生產國,半導體設備/材料國產化率依然很低工業、醫療、汽車等領域高端模擬和數?;旌闲酒芯薮髧a替代空間04中國半導體設計在技術和市場創新方面將與中國半導體設計在技術和市場創新方面將與世界同步世界同步世界半導體設計創新過去由歐美大公司引領中國半導體設計各個領
82、域已經出現頭部企業,將與世界同步創新2021年全球增速最快的20家芯片公司,19家來自中國,依托中國巨大市場,中國芯片設計公司將迎來長期高速增長|47云岫資本:助力科技,改變世界云岫資本:助力科技,改變世界“科技創新”與“產業升級”財經雜志2021年科創板最具貢獻機構36氪2021最具影響力新型投行Top4中國半導體行業協會會員/SEMI中國會員企名片2021最佳財務顧問半導體榜No.1200+筆筆私募融資及并購交易案例550+億億項目交易金額33家家擬申報科創板企業50%交易僅接觸10家機構即完成|48云岫資本:云岫資本:2021年度科創板最具貢獻機構年度科創板最具貢獻機構2021年7月22
83、日,科創板開市二周年之際,云岫資本云岫資本獲評獲評財經財經雜志雜志“2021年度年度科創板最具貢獻機構科創板最具貢獻機構”獎項獎項,為本次評選唯一獲獎的精品投行機構。作為中國領先的科技產業精品投行及投資機構,云岫資本很榮幸陪伴著190多家硬科技企業高速成長,總交易金額超550億人民幣億人民幣。過去一年內,中國融資超過5億人民幣的半導體項目數量為46個,其中13家為云岫家為云岫服務項目服務項目,占比占比28.2%。云岫服務及投資項目京微齊力京微齊力、賽昉科技賽昉科技、芯旺微電子芯旺微電子、芯華章芯華章入選“2020年度第四屆中國年度第四屆中國IC獨角獸獨角獸”榜單。5家云岫服務企業家云岫服務企業
84、已已申報科創板申報科創板IPO,其中恒爍半導體恒爍半導體已注冊生效;2022-2023年,20家企業擬申報科創板家企業擬申報科創板IPO。未來,云岫將進一步擴充科創企業儲備庫,為科創企業提供更為專業系統的梯度培育服務,挖掘更多屬于中國的科創獨角獸!|49持續助力科技企業成為行業領軍者持續助力科技企業成為行業領軍者n芯旺微芯旺微國內最早面向汽車和工國內最早面向汽車和工業領域的芯片設計公司業領域的芯片設計公司A/B/C輪數億數億人民幣尚頎資本 中芯聚源恒旭資本等中國頂尖的模擬芯中國頂尖的模擬芯片廠商片廠商杰華特杰華特C/C+輪8億億人民幣英特爾資本 中信證券同創偉業 云鋒基金等英諾賽科英諾賽科世界
85、最大的世界最大的8寸氮化寸氮化鎵芯片鎵芯片IDM廠商廠商B/C輪30億億人民幣華業天成 招銀國際SK集團 ARM等n賽昉科技賽昉科技世界領先的世界領先的RISC-V CPU芯片公司芯片公司A+輪近近10億億人民幣國科投資中國互聯網投資基金等B/C輪15億億人民幣國家大基金二期中國互聯網投資基金中船投資 國科投資等中國頂級的存儲解中國頂級的存儲解決方案廠商決方案廠商武岳峰資本 陽光融匯嘉御基金 朗瑪峰創投等全球領先的智能存儲全球領先的智能存儲芯片公司芯片公司B+/C輪10億億人民幣英韌科技英韌科技佰維存儲佰維存儲n摩爾線程摩爾線程中國頂尖的通用中國頂尖的通用GPU芯片公司芯片公司Pre-A/A輪30億億人民幣深創投 紅杉資本GGV 字節跳動等n愛芯愛芯元智元智全球領先的端全球領先的端/邊緣側邊緣側AI芯片公司芯片公司A+輪數億數億人民幣韋豪創芯 美團GGV紀源資本等