以下文章來源于洞見研報(bào)行業(yè)前沿

半導(dǎo)體上市公司業(yè)績喜憂參半，AI需求將引領(lǐng)新一輪半導(dǎo)體周期

美國對(duì)華出口管制升級(jí)，瞄準(zhǔn)半導(dǎo)體先進(jìn)計(jì)算與先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)鏈

半導(dǎo)體行業(yè)投資去泡沫化，消費(fèi)電子接近底部，車用芯片持續(xù)短缺

技術(shù)創(chuàng)新、高端國產(chǎn)替代、市場(chǎng)創(chuàng)新是半導(dǎo)體投資的熱點(diǎn)

01

AI硬件基礎(chǔ)設(shè)施篇

ChatGPT爆發(fā)開啟AI算力軍備競(jìng)賽，數(shù)據(jù)中心硬件迎來爆炸式增長需求

關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施大多依賴海外，催生信創(chuàng)ICT市場(chǎng)需求，基礎(chǔ)硬件是重中之重

? 中國 CPU 市場(chǎng)：信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)“2+8+N”驅(qū)動(dòng)，國產(chǎn) CPU 份額仍不足 10%?；A(chǔ)硬件依舊是信創(chuàng)招投標(biāo)的重中之重，占比達(dá)44%

? 2020 年黨政單位率先啟動(dòng) IT 基礎(chǔ)軟硬件國產(chǎn)替代，八大關(guān)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(wù)器到中間件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、終端等進(jìn)行全面國產(chǎn)替換，目標(biāo) 2020 年、2021 年分別實(shí)現(xiàn) 30%和 50%的國產(chǎn)替代，并在 2022 年實(shí)現(xiàn)全面國產(chǎn)替代。

? 當(dāng)前黨政市級(jí)以上公文系統(tǒng)的信創(chuàng)改造已進(jìn)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(wù)系統(tǒng)改造。在黨政部門的引領(lǐng)下，金融、電信、電力、交通等八大重點(diǎn)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(jìn)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(diǎn)，試點(diǎn)機(jī)構(gòu)已擴(kuò)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(gè)行業(yè)預(yù)計(jì)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(chǔ)/交換機(jī)等

云服務(wù)廠家積極布局ARM架構(gòu)服務(wù)器， 高性價(jià)比推動(dòng)ARM服務(wù)器加速替代X86

RISC-V兼具技術(shù)、趨勢(shì)、社會(huì)三大價(jià)值，聯(lián)合Chiplet打造數(shù)據(jù)中心計(jì)算新方案

運(yùn)營商云帶動(dòng)國產(chǎn)交換芯片需求，國產(chǎn)中高端交換芯片亟待補(bǔ)足

ChatGPT高算力需求推動(dòng)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(jià)值量近70%

? 光芯片可分為激光器芯片和探測(cè)器芯片，其中激光器芯片主要用于發(fā)射信號(hào)，將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，探測(cè)器芯片主要用于接收信號(hào)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。激光器芯片按出光結(jié)構(gòu)可進(jìn)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(fù)責(zé)電信號(hào)處理的芯片，主要作用為驅(qū)動(dòng)光信號(hào)、提升光信號(hào)效能、電信號(hào)處理等。電芯片主要包括激光器的驅(qū)動(dòng)芯片LD Driver、時(shí)鐘恢復(fù)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(dòng)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(yīng)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(chǎng)空間將從13.56億美元增長至43.40億美元；新一代50G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的每個(gè)模塊里需配置一顆DSP芯片對(duì)衰減的信號(hào)進(jìn)行處理，2024年電芯片市場(chǎng)將達(dá)到20億美元，ChatGPT的火爆將帶動(dòng)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(shí)領(lǐng)先，國產(chǎn)廠商蓄勢(shì)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(yīng)用場(chǎng)景，預(yù)計(jì)未來用于數(shù)據(jù)中心的 DPU 數(shù)量將達(dá)到和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器同等量級(jí)

? 得益于數(shù)據(jù)中心升級(jí)和邊緣計(jì)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(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長的趨勢(shì)，預(yù)計(jì)中國 DPU 市場(chǎng)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(chǎng)規(guī)模達(dá) 3.9 億元，預(yù)計(jì)到 2025 年中國 DPU 產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將超過 565.9 億元，期間CAGR 高達(dá) 170.6%

? DPU 行業(yè)市場(chǎng)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(chǎng)中，國際三大巨頭英偉達(dá)，博通，Intel 的份額分別達(dá)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(gòu)產(chǎn)品生產(chǎn)，較國內(nèi)相對(duì)較早

? 國內(nèi)廠商中，華為，阿里，百度，騰訊也在近幾年針對(duì)自身服務(wù)器進(jìn)行自研與外購 DPU，針對(duì)的主要功能在于數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)與安全方面

02

設(shè)備和材料篇

半導(dǎo)體設(shè)備：23Q1國際設(shè)備廠商業(yè)績分化，中國設(shè)備廠商逆勢(shì)上行

中國大陸設(shè)備占全球市場(chǎng)比重增加，禁令升級(jí)，國產(chǎn)替代緊迫

? 根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，中國大陸市場(chǎng)占比同步提升，2022年已達(dá)到26.2%

? 國產(chǎn)設(shè)備廠商在刻蝕、沉積、清洗、CMP以及測(cè)試機(jī)、分選機(jī)、探針臺(tái)等核心工藝環(huán)節(jié)已取得長足進(jìn)步，且與海外傳統(tǒng)廠商形成初步的技術(shù)對(duì)標(biāo)。

? 但在涂膠顯影、離子注入以及光刻機(jī)領(lǐng)域差距仍顯著，自主可控任重道遠(yuǎn)。

半導(dǎo)體工藝流程復(fù)雜，涉及設(shè)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(cè)試的過程，在封測(cè)廠中將圓形的硅片切割成單獨(dú)的芯片顆粒，完成外殼的封裝，最后完成終端測(cè)試，出廠為半導(dǎo)體產(chǎn)品

三代半需求高漲，襯底設(shè)備與外延設(shè)備迎來投資風(fēng)口

? 觀察第三代半導(dǎo)體器件的成本結(jié)構(gòu)，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(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)鏈中，襯底和外延是價(jià)值鏈的核心；

? 而襯底和外延環(huán)節(jié)最核心的價(jià)值點(diǎn)在于對(duì)應(yīng)的一系列的襯底制造設(shè)備和外延生長設(shè)備。

SiC襯底制造環(huán)節(jié)壁壘最高價(jià)值量最大，襯底的缺陷控制尤其關(guān)鍵

現(xiàn)有方法遇瓶頸，新的長晶和切割工藝未來可能實(shí)現(xiàn)彎道超車

氮化鎵憑借獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，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(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)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(yīng)求，國產(chǎn)化率幾乎為零