68109/09
著名的摩爾定律對集成電路技術的經驗數據進行了總結，提出集成電路上晶體管數量每18個月或24個月翻一番，揭示了半導體技術呈指數級快速增長的大趨勢。
與科技創(chuàng)新以指數級方式成長不同，在商業(yè)上，半導體是一個典型的周期性行業(yè)，繁榮和蕭條交替出現，每4-5年經歷一輪完整的周期。根據美國半導體產業(yè)協(xié)會提供的全球半導體銷售額數據，1978年以來，全球半導體已經經歷了7輪完整的大周期，目前處于第8輪大周期下行周期的尾聲，新一輪上行周期隨時可能開啟。
本輪半導體周期對于中國有特殊意義，如果中國的半導體產業(yè)把握住機遇，中國大陸將承接新一輪的半導體遷移。歷史上，日韓臺正是在產業(yè)變遷中抓住需求的變動，依靠產業(yè)政策或財閥實現跨越式升級。
當前，時代給予了中國大陸一次絕佳的機會，產業(yè)可能再次升級，新需求出現，中國大陸半導體行業(yè)如何把握本次機遇，成為關注的焦點。
我們認為半導體行業(yè)新一輪周期已經開啟，供需兩端都存在積極因素推動行業(yè)復蘇，中國與世界半導體行業(yè)周期高度同步，即將進入復蘇期。本輪半導體復蘇周期對于中國半導體行業(yè)意義特殊，中國大陸可能成為半導體產業(yè)第三次轉移的核心地區(qū)。
AI革命產生的新需求和政府強力領導是中國半導體行業(yè)崛起的重要優(yōu)勢，考慮到中國半導體行業(yè)占GDP比重明顯低于成熟經濟體，前景極為廣闊。中國在半導體產業(yè)鏈中上游部分關鍵環(huán)節(jié)缺失，設備和材料是未來中國半導體行業(yè)發(fā)展的主要方向。
半導體行業(yè)大周期下行接近尾聲，2023年下半年是新一輪上行周期的開始。2022年全球半導體市場需求下滑，全球半導體銷售額同比增速逐月下降，影響半導體銷售的主要原因是下游的智能手機、個人電腦出貨量明顯下滑，半導體整體表現出供過于求的現象。進入三季度后，半導體行業(yè)銷售進入負增長區(qū)間，是2020年后的首次下滑。
4-5年的半導體周期內，1-3年處于上行通道，3-6個季度處于下行通道，本輪半導體周期的波峰出現在2022年2季度，如果下行周期長度沒有超出歷史極值，2023年3-4季度將是半導體新一輪上行周期的開始。數據顯示半導體銷售額同比增速明顯企穩(wěn)回升，半導體銷售額同比增速于2023年4月見底，6月增速為-17.3%，高于4月值-21.6%。如果使用更加靈敏的環(huán)比增速指標，半導體銷售額環(huán)比增速于6月已經實現連續(xù)四個月環(huán)比正增長。
圖1 半導體周期
數據來源：Wind、九方金融研究所
供給和需求端都存在積極因素，支持半導體行業(yè)進入復蘇周期。半導體庫存近期維持高位，5月18日韓國News1通訊社報道，三星電子、SK海力士和東部高科截至2023年第1季度末，半導體庫存總額已接近50萬億韓元（約2615億元人民幣），創(chuàng)下有統(tǒng)計以來最高庫存金額歷史紀錄。
盡管半導體的庫存難題仍然存在，但是前景樂觀。臺積電董事長劉德音6月6日在股東會時提到，俄烏戰(zhàn)爭及中國大陸疫情解封后需求不如預期，半導體產業(yè)庫存修正期比預期長。但是臺積電客戶庫存逐漸降低，已看見市場終端需求回升，準備好迎接明年下一波很好的成長。需求端，AI革命帶來了新增需求。2023年1季度以來，人工智能行業(yè)發(fā)生革命性創(chuàng)新，市場對AI芯片的需求不斷增長。
半導體行業(yè)巨頭英偉達在2023財年第一季度財季的財報中，當季營收和下季展望都大超預期，并且業(yè)績的主要增長來源于高性能計算芯片，顯示市場對于AI算力的強勁需求。
同為半導體行業(yè)重要企業(yè)的AMD的第一季度財報顯示，數據中心和嵌入式業(yè)務為AMD貢獻了超過50%的營業(yè)額。根據Precedence Research的數據，2022年全球AI芯片市場規(guī)模為168.6億美元，預計到2032年將達到約2274.8億美元，期間的復合年增長率可達29.72%。
2016年以來，中國與全球半導體周期基本同步，中國半導體也將進入上行周期。中國大陸是全球半導體產品最大消費地區(qū)，2015年至今銷售額占全球的比例維持在30%附近。數據顯示，中國和全球半導體銷售額同比增速非常接近，除了中國半導體行業(yè)銷售份額占比高的原因以外，半導體產業(yè)鏈呈全球化分工，中國大陸承接低附加值的封裝測試也是原因之一。
半導體產業(yè)鏈包括設計、制造、封測三大核心環(huán)節(jié)，設計、設備等研發(fā)密集型環(huán)節(jié)，主要由美國、歐洲等區(qū)域主導，材料和晶圓制造等資本開支密集型環(huán)節(jié)，主要由日本、中國臺灣、德國等經濟體主導，封裝測試等資本開支和勞動力密集型環(huán)節(jié)，主要由中國大陸主導。因此，當全球半導體需求上行，海外上游環(huán)節(jié)加速，中國的半導體周期同步上行。
圖2 中國半導體周期和全球半導體周期高度同步
數據來源：Wind、九方金融研究所
新一輪半導體復蘇周期對于中國半導體行業(yè)意義重大，行業(yè)復蘇的背景下，中國大陸可能成為半導體產業(yè)第三次轉移的核心地區(qū)。
從歷史進程看，全球范圍完成兩次明顯的半導體產業(yè)轉移。半導體行業(yè)發(fā)端于美國，80年代起，半導體產業(yè)由美國遷移到日本，90年代末到新世紀初，由日本遷移向韓國和中國臺灣地區(qū)。半導體行業(yè)存在專業(yè)化分工深化、細分領域高度集中的特點，歷史上兩次成功的產業(yè)轉移都伴隨著產業(yè)發(fā)展方向改變和資源的重新配置，技術的變動，讓后來者有切入機會，繼而革新整個行業(yè)。
半導體行業(yè)新需求的誕生和國家主導下的逆周期投資將助力中國半導體產業(yè)做大做強，半導體產業(yè)第三次轉移趨向中國。
日本半導體產業(yè)崛起受益于行業(yè)的新需求。復盤歷史，20世紀七八十年代，日本抓住半導體產業(yè)轉移大潮的機會，產業(yè)規(guī)模一度領先全球。日本半導體行業(yè)的成功源自于產業(yè)新需求的誕生。
計算機普及帶動存儲技術迅速發(fā)展，大型機對基礎存儲技術的需求日益增長，在日本政府有意的規(guī)劃下，日本半導體頭部企業(yè)共同設立國家性科研機構超大規(guī)模集成電路技術研究所（VLSI技術研究所），逐步在科技進度方面追平美國公司，并于1985年在256K DRAM研發(fā)進度方面趕超美國，日立與富士通率先量產上市。1993年，全球前十的半導體公司中，日本獨占六家。
韓國半導體產業(yè)崛起受益于頭部財閥主導、中小企業(yè)為輔的行業(yè)策略。韓國政府也曾決定成立類似日本 VLSI 的國家研究所，但是韓國政府領導能力不強，只能起到基金調配作用，研發(fā)任務是企業(yè)內部完成。
三星、海力士和LG三大財閥相互獨立、競爭研究，韓國 DRAM 技術大大提升。在科技難題被財閥攻克后，韓國中小企業(yè)對半導體的熱情高漲，紛紛涌入賽道。
在財閥的領導下，韓國半導體企業(yè)乘90年代日本經濟泡沫之機，以重金吸引日本半導體人才，同時加大半導體行業(yè)固定資產投資，甚至在以次貸危機為代表的行業(yè)下行階段也持續(xù)加大投資力度，最終，通過人才和材料設備的優(yōu)勢，韓國成功承接了原來日本的DRAM業(yè)務。
中國大陸半導體產業(yè)的當前現狀與臺灣較為接近，中下游的代工和封測占比較高，原因是2010 年以來，中國大陸承接了部分來自于中國臺灣的半導體產業(yè)。中國臺灣早期給在臺建廠的美日廠商做基礎低端加工起步，積累所需知識與技術。
80年代末，中國臺灣將利潤低、投資大的芯片制造、封測產業(yè)轉移進入島內。通過全球代工模式，中國臺灣可以迅速獲得專利授權并打開市場，錯開與美日韓同行的直接競爭，但是，中國臺灣半導體至今仍然存在技術落后的問題。如果中國大陸半導體產業(yè)延續(xù)當前的行業(yè)格局，最后的結局也會與中國臺灣類似。
受益于AI產生的新需求和強有力的政府領導，中國大陸半導體行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展空間和機遇。半導體行業(yè)正面臨AI革命時代開啟，與90年代互聯(lián)網興起的背景相似，新需求的誕生將重塑行業(yè)格局。
根據西部證券推算，AI 算力需求主要來自于訓練和推理兩端。短期視角看服務器空間，預計訓練端為主，需要 9.6 億美元。遠期視角看服務器空間，預計推理段為主，基于GPT-3當前的訪問需求和算力數據，推測未來全球50億活躍用戶的情景，市場空間達到1360 億美元。
AI服務器與普通服務器存在異質性，新的需求給了中國企業(yè)以彎道超車的機會，浪潮信息的AI服務器在全球市場占有率以達20.9%，保持全球市場第一。AI服務器核心在于高性能芯片，GPU占據AI芯片大類市場，芯片仍然是中國企業(yè)當前的短板，英偉達生產的GPU高端產品各項技術指標表現領先，是全球GPU算力芯片龍頭，與之相比，國內自研GPU的領軍企業(yè)主要是壁仞科技、景嘉微等，國內企業(yè)已經在設計、制程、封裝和測試等各個環(huán)節(jié)取得了顯著進步，部分產品性能已經接近國際先進水平。
2022年8月，壁仞科技正式發(fā)布首款通用GPU芯片BR100，創(chuàng)下全球算力紀錄，16位浮點算力達到1000T以上、8位定點算力達到2000T以上，單芯片峰值算力達到PFLOPS級別。對比英偉達在售的旗艦GPU峰值算力在Int8、BF16、TF32/TF32+、FP32數據格式下最少有3.3倍的峰值性能優(yōu)勢，在FP32數據格式下性能優(yōu)勢更是達到了13.1倍。
強有力的政府領導也是中國半導體行業(yè)的優(yōu)勢所在，我國開展類似對待“兩彈一星”的策略，政府引導行業(yè)的整體規(guī)劃，推出稅收減免、資金調配、技術與人才引進等政策。
并且推出國家集成電路產業(yè)基金 (簡稱“大基金”)，兩期規(guī)模都超過了2000億元人民幣，韓國半導體在財團支持下，通過逆周期投資占領市場份額，大基金或承擔“財團”的角色。在2022年開始的半導體衰退期內，中國半導體行業(yè)投資逆周期上行，新一輪周期將是中國半導體行業(yè)的收獲期。
中國半導體行業(yè)在總量經濟中占比低于海外成熟經濟體，增速在未來仍將明顯高于海外。2016-2022年，中國半導體行業(yè)銷售額增速的平均值達12.68%，遠高于世界平均值7.83%。時至今日，中國半導體行業(yè)增加值在經濟總量中的占比仍然明顯低于以美國為代表的發(fā)達經濟體，中國半導體行業(yè)增速明顯高于世界增速的現象在未來仍將持續(xù)。
我們用美國經濟分析局的“信息通信技術生產行業(yè)”代表美國半導體行業(yè)，用中國國家統(tǒng)計局的“信息傳輸、軟件和信息技術服務業(yè)”代表中國半導體行業(yè)。美國和中國半導體行業(yè)的增加值在2021年分別占各自國家GDP比重約為7.6%和3.9%，美國半導體行業(yè)增加值在GDP中占比接近中國2倍。復盤歷史，中美半導體產業(yè)占GDP比重均呈現上升趨勢。
1987年美國信息科技產業(yè)占GDP比重約為3.4%，在互聯(lián)網泡沫之前出現過迅速上升時期，占比從1996年的3.9%提升至2000年的6.2%。2010年量化寬松時代開啟后，占比開始緩慢提升，從2010年的6.2%升至2021年的7.6%。
當前的中國半導體行業(yè)增加值在GDP中占比與美國互聯(lián)網泡沫之前類似，考慮到2020年后中國半導體行業(yè)投資迅速上升，半導體行業(yè)增加值占GDP比重在2025年之前可能出現快速上升。
根據2023年上半年數據，中國半導體行業(yè)增加值占GDP比重已經達到4.7%，較2022年年底的4.0%出現明顯上升。未來，中國半導體行業(yè)的各項重要指標將維持高于世界平均值的增速，半導體產值占本國GDP的比重可能逐步向美國靠攏。
圖3 中美半導體產值占本國GDP的比重
數據來源：Wind、九方金融研究所
半導體國產替代加速，設備和材料是重點突破方向。中下游的代工和封測在中國大陸半導體產業(yè)中占比較高，產業(yè)鏈中上游部分關鍵環(huán)節(jié)缺失，設備和材料是未來半導體行業(yè)發(fā)展的主要方向。
其中，中國大陸半導體行業(yè)在設備方向已經取得長足進步，國際半導體產業(yè)協(xié)會在其2020年全球半導體設備市場統(tǒng)計報告中指出全球半導體設備銷售額達712億美元，同比增長19%，創(chuàng)歷史新高，中國大陸首次成為全球最大的半導體設備市場，銷售額達187.2億美元，同比大增39%。
2020-2021年，國內晶圓廠投建、半導體行業(yè)加大投入，中國大陸半導體設備市場規(guī)模迅速增長，根據國盛證券推測，2021年占比28.9%，2022年占比26.3%，市占率保持全球第一。與之相比，我國半導體材料國產化進程相對較晚，半導體材料國產化率在2022年僅約15%，產業(yè)起步較晚，在品類豐富度和競爭力處于劣勢。
但基于長期的視角，半導體材料產業(yè)必將走上獨立自主創(chuàng)新之路。中國大陸設備市場在2013年之前占全球比重低于10%，2014-2017提升至10-20%，2017年至2020年份額逐年上行，4年時間市場份額明顯上升。半導體材料類似2014-2017年的半導體設備，未來5-10年內存在份額快速上升的可能。
綜上，我們認為半導體產業(yè)第三次轉移趨向中國，中國半導體行業(yè)迎來歷史性機遇。盡管中國半導體產業(yè)仍然面臨著來自美國的巨大壓力，前兩次半導體產業(yè)遷移背后都繞不開美國的動作。第一次半導體產業(yè)轉移是由于美國希望通過技術賺錢，更專注于技術壁壘更高的處理器，將存儲產業(yè)向日本轉移。
第二次半導體產業(yè)轉移是由于美國忌憚日本半導體成為巨頭，開始對日本半導體進行打壓，韓國把握美日貿易摩擦的契機，取代日本成為存儲半導體領先者。中國臺灣只是承接低附加值的代工和封測環(huán)節(jié)，得到了美國的默許。如今中國直面美國的打壓，逆勢而上，強有力的政府領導作用是關鍵，政府統(tǒng)籌規(guī)劃產業(yè)發(fā)展方向、技術路線，統(tǒng)一目標與認知。
考慮到半導體產業(yè)涉及支線眾多，甚至中國這樣的超級大國也無法做到全精通，技術與利潤始終處于產業(yè)鏈低端，未來中國需要根據產業(yè)現狀明確發(fā)展方向，可以先提升上游材料設備來減少海外依賴。展望本輪半導體行業(yè)復蘇期，中國將實現半導體產業(yè)轉移奇跡，擺脫美國控制，完成行業(yè)升級。
免責聲明：本報告由尤眾元（登記編號：A0740623070006）進行撰寫。
與科技創(chuàng)新以指數級方式成長不同，在商業(yè)上，半導體是一個典型的周期性行業(yè)，繁榮和蕭條交替出現，每4-5年經歷一輪完整的周期。根據美國半導體產業(yè)協(xié)會提供的全球半導體銷售額數據，1978年以來，全球半導體已經經歷了7輪完整的大周期，目前處于第8輪大周期下行周期的尾聲，新一輪上行周期隨時可能開啟。
本輪半導體周期對于中國有特殊意義，如果中國的半導體產業(yè)把握住機遇，中國大陸將承接新一輪的半導體遷移。歷史上，日韓臺正是在產業(yè)變遷中抓住需求的變動，依靠產業(yè)政策或財閥實現跨越式升級。
當前，時代給予了中國大陸一次絕佳的機會，產業(yè)可能再次升級，新需求出現，中國大陸半導體行業(yè)如何把握本次機遇，成為關注的焦點。
我們認為半導體行業(yè)新一輪周期已經開啟，供需兩端都存在積極因素推動行業(yè)復蘇，中國與世界半導體行業(yè)周期高度同步，即將進入復蘇期。本輪半導體復蘇周期對于中國半導體行業(yè)意義特殊，中國大陸可能成為半導體產業(yè)第三次轉移的核心地區(qū)。
AI革命產生的新需求和政府強力領導是中國半導體行業(yè)崛起的重要優(yōu)勢，考慮到中國半導體行業(yè)占GDP比重明顯低于成熟經濟體，前景極為廣闊。中國在半導體產業(yè)鏈中上游部分關鍵環(huán)節(jié)缺失，設備和材料是未來中國半導體行業(yè)發(fā)展的主要方向。
半導體行業(yè)大周期下行接近尾聲，2023年下半年是新一輪上行周期的開始。2022年全球半導體市場需求下滑，全球半導體銷售額同比增速逐月下降，影響半導體銷售的主要原因是下游的智能手機、個人電腦出貨量明顯下滑，半導體整體表現出供過于求的現象。進入三季度后，半導體行業(yè)銷售進入負增長區(qū)間，是2020年后的首次下滑。
4-5年的半導體周期內，1-3年處于上行通道，3-6個季度處于下行通道，本輪半導體周期的波峰出現在2022年2季度，如果下行周期長度沒有超出歷史極值，2023年3-4季度將是半導體新一輪上行周期的開始。數據顯示半導體銷售額同比增速明顯企穩(wěn)回升，半導體銷售額同比增速于2023年4月見底，6月增速為-17.3%，高于4月值-21.6%。如果使用更加靈敏的環(huán)比增速指標，半導體銷售額環(huán)比增速于6月已經實現連續(xù)四個月環(huán)比正增長。
圖1 半導體周期
數據來源：Wind、九方金融研究所供給和需求端都存在積極因素，支持半導體行業(yè)進入復蘇周期。半導體庫存近期維持高位，5月18日韓國News1通訊社報道，三星電子、SK海力士和東部高科截至2023年第1季度末，半導體庫存總額已接近50萬億韓元（約2615億元人民幣），創(chuàng)下有統(tǒng)計以來最高庫存金額歷史紀錄。
盡管半導體的庫存難題仍然存在，但是前景樂觀。臺積電董事長劉德音6月6日在股東會時提到，俄烏戰(zhàn)爭及中國大陸疫情解封后需求不如預期，半導體產業(yè)庫存修正期比預期長。但是臺積電客戶庫存逐漸降低，已看見市場終端需求回升，準備好迎接明年下一波很好的成長。需求端，AI革命帶來了新增需求。2023年1季度以來，人工智能行業(yè)發(fā)生革命性創(chuàng)新，市場對AI芯片的需求不斷增長。
半導體行業(yè)巨頭英偉達在2023財年第一季度財季的財報中，當季營收和下季展望都大超預期，并且業(yè)績的主要增長來源于高性能計算芯片，顯示市場對于AI算力的強勁需求。
同為半導體行業(yè)重要企業(yè)的AMD的第一季度財報顯示，數據中心和嵌入式業(yè)務為AMD貢獻了超過50%的營業(yè)額。根據Precedence Research的數據，2022年全球AI芯片市場規(guī)模為168.6億美元，預計到2032年將達到約2274.8億美元，期間的復合年增長率可達29.72%。
2016年以來，中國與全球半導體周期基本同步，中國半導體也將進入上行周期。中國大陸是全球半導體產品最大消費地區(qū)，2015年至今銷售額占全球的比例維持在30%附近。數據顯示，中國和全球半導體銷售額同比增速非常接近，除了中國半導體行業(yè)銷售份額占比高的原因以外，半導體產業(yè)鏈呈全球化分工，中國大陸承接低附加值的封裝測試也是原因之一。
半導體產業(yè)鏈包括設計、制造、封測三大核心環(huán)節(jié)，設計、設備等研發(fā)密集型環(huán)節(jié)，主要由美國、歐洲等區(qū)域主導，材料和晶圓制造等資本開支密集型環(huán)節(jié)，主要由日本、中國臺灣、德國等經濟體主導，封裝測試等資本開支和勞動力密集型環(huán)節(jié)，主要由中國大陸主導。因此，當全球半導體需求上行，海外上游環(huán)節(jié)加速，中國的半導體周期同步上行。
圖2 中國半導體周期和全球半導體周期高度同步
數據來源：Wind、九方金融研究所新一輪半導體復蘇周期對于中國半導體行業(yè)意義重大，行業(yè)復蘇的背景下，中國大陸可能成為半導體產業(yè)第三次轉移的核心地區(qū)。
從歷史進程看，全球范圍完成兩次明顯的半導體產業(yè)轉移。半導體行業(yè)發(fā)端于美國，80年代起，半導體產業(yè)由美國遷移到日本，90年代末到新世紀初，由日本遷移向韓國和中國臺灣地區(qū)。半導體行業(yè)存在專業(yè)化分工深化、細分領域高度集中的特點，歷史上兩次成功的產業(yè)轉移都伴隨著產業(yè)發(fā)展方向改變和資源的重新配置，技術的變動，讓后來者有切入機會，繼而革新整個行業(yè)。
半導體行業(yè)新需求的誕生和國家主導下的逆周期投資將助力中國半導體產業(yè)做大做強，半導體產業(yè)第三次轉移趨向中國。
日本半導體產業(yè)崛起受益于行業(yè)的新需求。復盤歷史，20世紀七八十年代，日本抓住半導體產業(yè)轉移大潮的機會，產業(yè)規(guī)模一度領先全球。日本半導體行業(yè)的成功源自于產業(yè)新需求的誕生。
計算機普及帶動存儲技術迅速發(fā)展，大型機對基礎存儲技術的需求日益增長，在日本政府有意的規(guī)劃下，日本半導體頭部企業(yè)共同設立國家性科研機構超大規(guī)模集成電路技術研究所（VLSI技術研究所），逐步在科技進度方面追平美國公司，并于1985年在256K DRAM研發(fā)進度方面趕超美國，日立與富士通率先量產上市。1993年，全球前十的半導體公司中，日本獨占六家。
韓國半導體產業(yè)崛起受益于頭部財閥主導、中小企業(yè)為輔的行業(yè)策略。韓國政府也曾決定成立類似日本 VLSI 的國家研究所，但是韓國政府領導能力不強，只能起到基金調配作用，研發(fā)任務是企業(yè)內部完成。
三星、海力士和LG三大財閥相互獨立、競爭研究，韓國 DRAM 技術大大提升。在科技難題被財閥攻克后，韓國中小企業(yè)對半導體的熱情高漲，紛紛涌入賽道。
在財閥的領導下，韓國半導體企業(yè)乘90年代日本經濟泡沫之機，以重金吸引日本半導體人才，同時加大半導體行業(yè)固定資產投資，甚至在以次貸危機為代表的行業(yè)下行階段也持續(xù)加大投資力度，最終，通過人才和材料設備的優(yōu)勢，韓國成功承接了原來日本的DRAM業(yè)務。
中國大陸半導體產業(yè)的當前現狀與臺灣較為接近，中下游的代工和封測占比較高，原因是2010 年以來，中國大陸承接了部分來自于中國臺灣的半導體產業(yè)。中國臺灣早期給在臺建廠的美日廠商做基礎低端加工起步，積累所需知識與技術。
80年代末，中國臺灣將利潤低、投資大的芯片制造、封測產業(yè)轉移進入島內。通過全球代工模式，中國臺灣可以迅速獲得專利授權并打開市場，錯開與美日韓同行的直接競爭，但是，中國臺灣半導體至今仍然存在技術落后的問題。如果中國大陸半導體產業(yè)延續(xù)當前的行業(yè)格局，最后的結局也會與中國臺灣類似。
受益于AI產生的新需求和強有力的政府領導，中國大陸半導體行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展空間和機遇。半導體行業(yè)正面臨AI革命時代開啟，與90年代互聯(lián)網興起的背景相似，新需求的誕生將重塑行業(yè)格局。
根據西部證券推算，AI 算力需求主要來自于訓練和推理兩端。短期視角看服務器空間，預計訓練端為主，需要 9.6 億美元。遠期視角看服務器空間，預計推理段為主，基于GPT-3當前的訪問需求和算力數據，推測未來全球50億活躍用戶的情景，市場空間達到1360 億美元。
AI服務器與普通服務器存在異質性，新的需求給了中國企業(yè)以彎道超車的機會，浪潮信息的AI服務器在全球市場占有率以達20.9%，保持全球市場第一。AI服務器核心在于高性能芯片，GPU占據AI芯片大類市場，芯片仍然是中國企業(yè)當前的短板，英偉達生產的GPU高端產品各項技術指標表現領先，是全球GPU算力芯片龍頭，與之相比，國內自研GPU的領軍企業(yè)主要是壁仞科技、景嘉微等，國內企業(yè)已經在設計、制程、封裝和測試等各個環(huán)節(jié)取得了顯著進步，部分產品性能已經接近國際先進水平。
2022年8月，壁仞科技正式發(fā)布首款通用GPU芯片BR100，創(chuàng)下全球算力紀錄，16位浮點算力達到1000T以上、8位定點算力達到2000T以上，單芯片峰值算力達到PFLOPS級別。對比英偉達在售的旗艦GPU峰值算力在Int8、BF16、TF32/TF32+、FP32數據格式下最少有3.3倍的峰值性能優(yōu)勢，在FP32數據格式下性能優(yōu)勢更是達到了13.1倍。
強有力的政府領導也是中國半導體行業(yè)的優(yōu)勢所在，我國開展類似對待“兩彈一星”的策略，政府引導行業(yè)的整體規(guī)劃，推出稅收減免、資金調配、技術與人才引進等政策。
并且推出國家集成電路產業(yè)基金 (簡稱“大基金”)，兩期規(guī)模都超過了2000億元人民幣，韓國半導體在財團支持下，通過逆周期投資占領市場份額，大基金或承擔“財團”的角色。在2022年開始的半導體衰退期內，中國半導體行業(yè)投資逆周期上行，新一輪周期將是中國半導體行業(yè)的收獲期。
中國半導體行業(yè)在總量經濟中占比低于海外成熟經濟體，增速在未來仍將明顯高于海外。2016-2022年，中國半導體行業(yè)銷售額增速的平均值達12.68%，遠高于世界平均值7.83%。時至今日，中國半導體行業(yè)增加值在經濟總量中的占比仍然明顯低于以美國為代表的發(fā)達經濟體，中國半導體行業(yè)增速明顯高于世界增速的現象在未來仍將持續(xù)。
我們用美國經濟分析局的“信息通信技術生產行業(yè)”代表美國半導體行業(yè)，用中國國家統(tǒng)計局的“信息傳輸、軟件和信息技術服務業(yè)”代表中國半導體行業(yè)。美國和中國半導體行業(yè)的增加值在2021年分別占各自國家GDP比重約為7.6%和3.9%，美國半導體行業(yè)增加值在GDP中占比接近中國2倍。復盤歷史，中美半導體產業(yè)占GDP比重均呈現上升趨勢。
1987年美國信息科技產業(yè)占GDP比重約為3.4%，在互聯(lián)網泡沫之前出現過迅速上升時期，占比從1996年的3.9%提升至2000年的6.2%。2010年量化寬松時代開啟后，占比開始緩慢提升，從2010年的6.2%升至2021年的7.6%。
當前的中國半導體行業(yè)增加值在GDP中占比與美國互聯(lián)網泡沫之前類似，考慮到2020年后中國半導體行業(yè)投資迅速上升，半導體行業(yè)增加值占GDP比重在2025年之前可能出現快速上升。
根據2023年上半年數據，中國半導體行業(yè)增加值占GDP比重已經達到4.7%，較2022年年底的4.0%出現明顯上升。未來，中國半導體行業(yè)的各項重要指標將維持高于世界平均值的增速，半導體產值占本國GDP的比重可能逐步向美國靠攏。
圖3 中美半導體產值占本國GDP的比重
數據來源：Wind、九方金融研究所半導體國產替代加速，設備和材料是重點突破方向。中下游的代工和封測在中國大陸半導體產業(yè)中占比較高，產業(yè)鏈中上游部分關鍵環(huán)節(jié)缺失，設備和材料是未來半導體行業(yè)發(fā)展的主要方向。
其中，中國大陸半導體行業(yè)在設備方向已經取得長足進步，國際半導體產業(yè)協(xié)會在其2020年全球半導體設備市場統(tǒng)計報告中指出全球半導體設備銷售額達712億美元，同比增長19%，創(chuàng)歷史新高，中國大陸首次成為全球最大的半導體設備市場，銷售額達187.2億美元，同比大增39%。
2020-2021年，國內晶圓廠投建、半導體行業(yè)加大投入，中國大陸半導體設備市場規(guī)模迅速增長，根據國盛證券推測，2021年占比28.9%，2022年占比26.3%，市占率保持全球第一。與之相比，我國半導體材料國產化進程相對較晚，半導體材料國產化率在2022年僅約15%，產業(yè)起步較晚，在品類豐富度和競爭力處于劣勢。
但基于長期的視角，半導體材料產業(yè)必將走上獨立自主創(chuàng)新之路。中國大陸設備市場在2013年之前占全球比重低于10%，2014-2017提升至10-20%，2017年至2020年份額逐年上行，4年時間市場份額明顯上升。半導體材料類似2014-2017年的半導體設備，未來5-10年內存在份額快速上升的可能。
綜上，我們認為半導體產業(yè)第三次轉移趨向中國，中國半導體行業(yè)迎來歷史性機遇。盡管中國半導體產業(yè)仍然面臨著來自美國的巨大壓力，前兩次半導體產業(yè)遷移背后都繞不開美國的動作。第一次半導體產業(yè)轉移是由于美國希望通過技術賺錢，更專注于技術壁壘更高的處理器，將存儲產業(yè)向日本轉移。
第二次半導體產業(yè)轉移是由于美國忌憚日本半導體成為巨頭，開始對日本半導體進行打壓，韓國把握美日貿易摩擦的契機，取代日本成為存儲半導體領先者。中國臺灣只是承接低附加值的代工和封測環(huán)節(jié)，得到了美國的默許。如今中國直面美國的打壓，逆勢而上，強有力的政府領導作用是關鍵，政府統(tǒng)籌規(guī)劃產業(yè)發(fā)展方向、技術路線，統(tǒng)一目標與認知。
考慮到半導體產業(yè)涉及支線眾多，甚至中國這樣的超級大國也無法做到全精通，技術與利潤始終處于產業(yè)鏈低端，未來中國需要根據產業(yè)現狀明確發(fā)展方向，可以先提升上游材料設備來減少海外依賴。展望本輪半導體行業(yè)復蘇期，中國將實現半導體產業(yè)轉移奇跡，擺脫美國控制，完成行業(yè)升級。
免責聲明：本報告由尤眾元（登記編號：A0740623070006）進行撰寫。
