1、请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 Table_MainInfo Table_Title0 2022.11.16 半导体自主可控加速，整线突破大势所趋半导体自主可控加速，整线突破大势所趋 半导体自主可控行业报告半导体自主可控行业报告 王聪王聪(分析师分析师)舒迪舒迪(分析师分析师)郭航郭航(研究助理研究助理) 证书编号 S0880517010002 S0880521070002 S0880121080011 本报告导读：本报告导读：外压升级，半导体自主可控势在必行。本土半导体企业在产业链各

2、个外压升级，半导体自主可控势在必行。本土半导体企业在产业链各个环节均有布局和环节均有布局和进展，虽与海外龙头仍存在差距，但已具备产业基础，后续整线突破为产业发展重点。进展，虽与海外龙头仍存在差距，但已具备产业基础，后续整线突破为产业发展重点。摘要：摘要：Table_Summary0 维持行业“增持”评级。维持行业“增持”评级。外压全面升级，半导体自主可控势在必行，举国体制将为其提供长久助力。科技摩擦大背景下，无论是代工、设备、材料、设计、零部件等环节都急需补足短板，从而实现整体产业化升级，相关企业将深度受益，维持行业“增持”评级。推荐北方华创（002371.SZ）、中微公司（688012.SH

3、）、长川科技（300604.SZ）、芯源微（688037.SH）、广立微（301095.SZ）、拓荆科技（688072.SH）、富 创 精 密（688409.SH）、新 莱 应 材（300260.SZ）、江丰电子（300666.SZ）、正帆科技（688596.SH）、天岳先进（688234.SH）、中瓷电子（003031.SZ）、海光信息（688041.SH）、安路科技（688107.SH）、龙芯中科（688407.SH）、北京君正（300223.SZ）、东芯股份（688110.SH）等。半导体自主可控的紧迫性、必要性和持久性强，举国体制将成为长久半导体自主可控的紧迫性、必要性和持久性强，举国

4、体制将成为长久抓手。紧迫性：抓手。紧迫性：外压升级，对中国本土的存储、先进制程、超算产业等带来经营的持续性冲击；必要性：必要性：芯片产业若无法实现一定程度上的自主可控，将难以摆脱数字信息化发展中的底层技术安全问题；持久性：持久性：技术壁垒高，目前与海外技术差距仍很大，所需追赶时间长。本土本土 Fab、设备、材料、设计等环节突破发展可圈可点，国产替代进、设备、材料、设计等环节突破发展可圈可点，国产替代进入新阶段，但任重道远。入新阶段，但任重道远。Fab：SMIC、YMTC、CXMT 等产线具备一定国际竞争力，打通先进工艺产线，部分产品进入国际供应链；设备：设备：除光刻机等外，包括薄膜沉积、刻蚀在

5、内的大部分环节国内设备均逐步实现突破；材料：材料：除光刻胶等外，部分材料实现自主可控，随产能规模和客户覆盖度的提升，业绩进入收获期；设计：设计：CPU、GPU、FPGA 等大芯片在中低端领域切入信创等市场，但在高端领域受代工、生态等环节限制，发展滞缓。科技补短板，重视安全发展，整线突破为产业发展重点。科技补短板，重视安全发展，整线突破为产业发展重点。近几年行业Capex 上行，本土厂商营收利润大幅增加，但深层次的短板仍有欠缺（如光刻机、CPU 等领域）。美国 BIS 制裁将整体产业链的自主可控提升到重要高度，中国半导体头部企业攻坚“卡脖子”技术势在必行。在自主安全大背景下，空白环节的“0 到

6、1 突破”将成为产业发展重点。风险提示。风险提示。外部摩擦带来的不确定性；本土设备和材料企业技术突破不及预期；本土晶圆制造产线建设不及预期。Table_Invest 评级：评级：增持增持 上次评级：增持 Table_subIndustry 细分行业评级 半导体 增持 重点覆盖公司列表 Table_Company 代码代码 公司名称公司名称 评级评级 300223 北京君正 增持 301095 广立微 增持 688037 芯源微 增持 688041 海光信息 增持 688047 龙芯中科 增持 688072 拓荆科技-U 增持 688107 安路科技-U 增持 688110 东芯股份 增持 68

7、8409 富创精密 增持 003031 中瓷电子 增持 688234 天岳先进 增持 相关报告 行业更新行业更新 股票研究股票研究 证券研究报告证券研究报告 电子元器件电子元器件 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 目目 录录 1.半导体制裁重重加码，国产替代全面提速.5 1.1.EAR 条例趋严，半导体制裁全面升级.5 1.2.举国体制加速自主可控，国产替代进入新阶段.7 1.2.1.自主可控的良好土壤，大陆成晶圆扩产中心.7 1.2.2.产能扩张推动重复性订单，去 A 化产线仍任重道远.8 1.2.3.举国体制发展半导体，全面拥抱自主可控.11 2.设备：

8、攻坚核心技术领域，加深空白环节覆盖度.14 2.1.国产替代加速，国际差距逐步缩小.14 2.2.细分设备：.20 2.2.1.光刻：壁垒最高，ASML 一家独大.20 2.2.2.刻蚀：中微、北方领衔，进入 5nm 先进制程.21 2.2.3.离子注入：产线验证顺利，进入规模放量.23 2.2.4.薄膜沉积：逐步突破细分设备，剑指最难 ALD 环节.25 2.2.5.清洗：国产化率约 31%，发展速度最快.28 2.2.6.CMP：发展加速，华海清科引领国产化.30 3.材料：高端领域国产化加快，业绩进入收获期.32 3.1.下游种类众多，细分高度垄断.32 3.2.细分材料：.34 3.2

9、.1.硅片：规模稳增 12 寸成主流，产能扩张加速国产化.34 3.2.1.1.市场规模近千亿，12 寸成大势所趋.35 3.2.1.2.三大驱动助力成长，国内厂商打破垄断.36 3.2.2.光刻胶：K 胶进入放量，A 胶加速验证.38 3.2.2.1.下游市场分散，市场格局垄断明显.38 3.2.2.2.光刻胶从 0-1 突破，国产化进入爆发拐点.40 3.2.3.CMP：鼎龙与安集合力，打破 CMP 材料垄断.42 3.2.3.1.深度受益下游扩产与工艺升级，国内市场增速预计高于全球 42 3.2.3.2.国外厂商高度垄断，安集鼎龙率先突破.43 3.2.4.靶材：江丰领衔国产替代，突破先

10、进技术节点.45 3.2.4.1.功能薄膜制备核心，市场规模持续上行.45 3.2.4.2.高壁垒铸就高垄断，国产替代逐步提升.46 3.2.5.电子特气：产能扩张+客户突破，国产替代势在必行.48 3.2.5.1.下游应用广泛，规模迅速增长.48 4.设计.51 4.1.GPU：高性能计算和人工智能的核心.51 4.1.1.基础介绍：大算力时代的核心.51 4.1.2.数据计算需求爆发，GPU 市场规模快速成长.53 4.1.2.1.数据中心成为新动能，人工智能多场景应用.54 4.1.2.2.游戏产业：存量时代质量竞争，GPU 助力游戏产业发展 56 4.1.3.寡头垄断格局，GPU 巨头

11、享有生态护城河.58 4.1.4.国产 GPU 星火燎原，搭乘中国数据产业发展快车.59 4.2.CPU：计算机运算控制的核心.61 4.2.1.计算机的运算控制核心.61 4.2.2.打破生态壁垒是实现突围的关键.65 4.2.3.千亿美元市场，Intel&AMD 占据绝对垄断地位.67 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 4.2.4.CPU 国产化浪潮加速，国内厂商有望持续推动技术更迭 71 4.2.4.1.CPU 国内需求将显著增长.71 4.2.4.2.国产 CPU 性能和生态上潜在增长空间大.71 4.3.FPGA：可根据需求任意配置的“空白”芯片.

12、73 4.3.1.简介：现场可编程的逻辑芯片.73 4.3.2.特点：灵活性、实时性、高效能、软硬兼具.76 4.3.2.1.灵活性高，适合小批量、高价值的专业应用.76 4.3.2.2.开发周期短，导入市场快.77 4.3.2.3.指令和内存的结构特点决定并行计算效率更高.77 4.3.2.4.需要软硬兼备的研发能力.79 4.3.3.发展趋势：产品高度集成化，工艺追求先进制程.81 4.3.3.1.产品高度集成化为 SoPC.81 4.3.3.2.先进制程、先进封装提升 FPGA 综合性能.82 4.3.4.市场增势显著，行业呈现双寡头格局.82 4.3.4.1.60 亿美元市场规模，国内

13、增速领先全球.82 4.3.4.2.通信应用占据主要市场，汽车电子或是未来最大增量 84 4.3.4.3.网络通信：高速 DSP/CPU+FPGA 将是发展趋势.85 4.3.4.4.汽车电子：FPGA 有望充分受益于汽车智能化.86 4.3.4.5.工业市场：工业智能化加速 FPGA 市场规模扩张.87 4.3.5.竞争格局：双寡头垄断，国内厂商有望破局.88 4.3.6.国产替代：技术实力突破叠加客户替代意愿提升.89 4.3.6.1.国产技术部分不输海外龙头，具备替代基础.89 4.3.6.2.FPGA 重要性凸显，客户国产替代意愿增强.90 4.4.存储：产品分类多，国内快速追赶.91

14、 4.4.1.DRAM：市场最大的存储芯片.93 4.4.1.1.高速读写的易失性存储器，技术迭代不断进行.93 4.4.1.2.千亿市场规模，三巨头垄断主流市场.95 4.4.2.NAND Flash：第二大存储芯片市场，大容量需求激增.98 4.4.2.1.大容量数据存储，3D NAND 成为主流.98 4.4.2.2.手机、PC、服务器为三大应用场景，汽车智能化带来新增长 99 4.4.2.3.竞争格局高度集中.102 4.4.3.NOR Flash：技术升级持续进行.102 4.4.3.1.中小容量代码型闪存，技术升级持续进行.102 4.4.3.2.市场价值不断凸显，国产厂商挤进前三

15、.104 4.4.4.EEPROM：特定需求优势显著.107 4.4.4.1.小容量、反复擦写的非易失性存储芯片.107 4.4.4.2.全球 8 亿美元市场，消费电子和汽车是主要增量来源 108 4.4.4.3.竞争格局：市场集中度较高，国产消费类较为成熟.111 4.4.5.细分领域逐个突破，国产替代已见曙光.111 4.4.5.1.DRAM 与 NAND Flash：瞄准利基市场不断突围.111 4.4.5.2.NOR Flash：在消费电子领域国产厂商实力强劲.113 4.4.5.3.EEPROM：专注消费类，拓展车规级.115 5.零部件：从 0 到 1 实现突破，保障供应链安全和稳

16、定.116 5.1.市场规模超 500 亿元，细分种类众多.116 5.2.细分赛道高度垄断，扩张路径各有不同.120 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 5.3.国产化空间巨大，未来业绩高速增长.123 6.碳化硅：快充新机遇，有望弯道超车.126 6.1.下游需求高景气，衬底行业高壁垒.126 6.1.1.性能优势突出，衬底占据主要价值.126 6.1.2.新能源车拉动需求，碳化硅市场有望爆发.129 6.2.海外企业占据先发优势，国内厂商着力打破垄断.131 6.2.1.海外巨头多采用 IDM 模式，整体产业链成熟.131 6.2.2.衬底：Wolfsp

17、eed 占据龙头，国产厂商加速布局.132 6.2.3.外延、器件：进度落后海外，国内推进上车进程.134 7.投资建议与推荐标的.137 7.1.设备和零部件.137 7.2.材料和碳化硅.138 7.3.EDA/CPU/FPGA.139 7.4.存储器.140 8.风险提示.140 8.1.外部摩擦带来的不确定性.140 8.2.本土设备和材料企业技术突破不及预期.140 8.3.本土晶圆制造产线建设不及预期.140 表：表：本报告覆盖公司估值表本报告覆盖公司估值表 Table_ComData 公司名称公司名称 代码代码 收盘价收盘价 盈利预测（盈利预测（EPS）PE 评级评级 目标价目标

18、价 2021A 2022E 2023E 2021A 2022E 2023E 北京君正 300223 2022.11.06 73.53 1.92 2.10 2.64 38.23 34.96 27.86 增持 92.35 广立微 301095 2022.11.06 121.73 0.32 0.41 0.87 381.91 293.33 139.92 增持 141.58 芯源微 688037 2022.11.06 251.48 0.84 1.87 2.52 301.12 134.63 99.96 增持 314 海光信息 688041 2022.11.06 44.34 0.14 0.38 0.60 3

19、15.07 115.93 73.41 增持 57.98 龙芯中科 688047 2022.11.06 88.1 0.59 0.33 0.51 149.19 263.64 173.18 增持 108.17 拓荆科技-U 688072 2022.11.06 275.46 0.54 2.23 3.49 508.71 123.55 79.00 增持 393.4 安路科技-U 688107 2022.11.06 71.55-0.08 0.15 0.19-927.97 485.21 376.67 增持 92.23 东芯股份 688110 2022.11.06 32.42 0.59 0.80 1.05 54

20、.77 40.27 30.90 增持 36.81 富创精密 688409 2022.11.06 140.7 0.61 1.04 1.81 232.54 134.93 77.61 增持 209 中瓷电子 003031 2022.11.06 106.95 0.58 0.83 1.15 183.79 129.25 92.78 增持 128.9 天岳先进 688234 2022.11.06 122.28 0.21-0.36 0.21 584.15-339.00 577.42 增持 137.4 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 1.半导体制裁重重加码，国产替代全面提速

21、半导体制裁重重加码，国产替代全面提速 1.1.EAR 条例条例趋严，半导体制裁全面升级趋严，半导体制裁全面升级 对华“科技制裁”在不断升级趋严，半导体产业从全球化高度分工状态对华“科技制裁”在不断升级趋严，半导体产业从全球化高度分工状态走向“脱钩”。走向“脱钩”。从 2018 年至今，美国从一开始的对电子器件征收高额关税，到打击华为、中兴、中芯，再到封锁超算芯片、EDA 软件、半导体制造设备等，甚至对相关美国人也进行了明确限制。中国半导体发展陷中国半导体发展陷入困局，加速国入困局，加速国产替代势在必行。产替代势在必行。美 国美 国 出 台 最 新 出 口 管 制条 例 （出 台 最 新 出 口

22、 管 制条 例 （EAR：Export Administration Regulations），半导体制裁全面升级，涉及超算芯片、先进制程类半导体），半导体制裁全面升级，涉及超算芯片、先进制程类半导体制造以及相关美国人等。制造以及相关美国人等。2022 年 10 月 7 日，美国 BIS 公布中国出口管制新规，面向先进芯片与芯片制造设备领域，主要涉及以下几个方面：1）对超算芯片进行限制；2）对半导体制造进行限制，包括 16/14nm 以下的 Fin FET/GAA FET 的逻辑芯片，半间距为 18nm 以下的 DRAM，128 层及以上的 NAND 闪存及相关领域美国人的限制；3）UVL（未

23、经核实清单）管制措施的更新，需要解决最终用途检查问题，否则移入实体名单 EAR；4）28 家实体清单的更新。图图 1：美对华的半导体上下游环节几乎封锁美对华的半导体上下游环节几乎封锁 数据来源：盛美上海，政府官网，国泰君安证券研究 半导体产业支撑性行业半导体产业支撑性行业半导体材料半导体设备硅片扩散设备光刻胶光刻设备光掩膜刻蚀设备电子特种气体清洗设备抛光材料离子注入设备湿电子化学品薄膜沉积设备溅射靶材机械抛光设备封装材料检测设备半导体产业链芯片设计按产品分类晶圆制造前道：氧化扩散、光刻、刻蚀、清洗、离子注入、薄膜沉积、机械抛光、金属化封装测试：后道：先进封装集成电路存储器 逻辑芯片微处理器 模

24、拟芯片分立器件IGBT MOSFET二极管 晶闸管传感器MEMS 图像传感器光电子半导体产品终端应用半导体产品终端应用5G通信计算机云计算大数据汽车电子物联网工业电子军事太空虚拟现实人工智能LED智能穿戴EAR新规限制一下阈值的半导体设备对华出口：1.16/14nm以下制程的FinFET或GAAFET逻辑芯片；2.18nm及以下的DRAM芯片；3.128层及以下的NAND闪存芯片；要求ASML对华禁售DUV&EUV光刻机；EAR限制250nm以下光科机EAR特别新增3B090编码，限制钨、钴金属沉积设备对华断供GAAFET技术相关的EDA/ECAD工具禁止英伟达、AMD对华销售高性能GPU；新

25、规将先进/高性能计算芯片纳入CCL清单获得“芯片法案”补贴的企业10年内不得在中国新建先进制程晶圆厂；将长江存储等31家中国实体纳入UVL清单将中兴、华为纳入“实体清单”，限制华为5G芯片的获得，多手段打击中国集成电路产业链以遏制中国科技的快速发展新规将受许可证要求限制的范围扩大到实体清单中的28家实体，高性能计算芯片设计公司；定点打击我国AI、高算、大数据。美国政府提议与韩国、日本和台湾地区组建“芯片四方联盟”，目的是成立以美国为首的官方全球芯片“生产者联盟”，实现先进工艺芯片全链条的整合，将中国排除在外。英特尔中国工厂扩产计划被拜登政府以“危及国家安全”的理由拒绝Lam Research和

26、KLA收到商务部通知，禁止出口14nm以下制程制造设备到中国大陆限制华为使用美国技术和软件在国外设计和制造半导体的能力，将美国的技术含量门槛从25%调降至1%。中芯国际进口美国技术受到限制。申威、飞腾等七家超级计算机实体被列入实体清单 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 表表 1:美国对中国的半导体制裁重重加码美国对中国的半导体制裁重重加码 时间时间 法案法案/限制限制 具体具体内容内容 2019 年年 5 月月 禁令名单 华为及 70 家关联企业、6 所科技类高校被列入禁令名单。海思和 EDA 三巨头的合作相继终止。2019 年年 6 月月 实体清单 华为被

27、立为美国和其联邦的国家安全威胁。新增四家中国公司和一家中国研究所被列入实体清单。2019 年年 8 月月 禁止购买华为的设备和服务 白宫宣布禁止美国政府部门购买华为的设备和服务；美国前总统特朗普再次表示不与华为做生意 2019 年年 10 月月 实体清单 28 家中国实体纳入出口管制实体清单。2020 年年 5 月月 限制华为使用美国技术和软件 限制华为使用美国技术和软件在国外设计和制造其半导体的能力，将美国的技术含量门槛从 25%调降至 1%。2020 年年 8 月月 华为限制进一步升级 华为限制进一步升级，华为无法购买第三方芯片。2020 年年 9 月月 中芯国际进口美国技术受到美方限制。

28、中芯国际进口美国技术受到美方限制。2021 年年 4 月月 8 日日 实体清单 美国将申威、飞腾等七家超算实体列入实体清单，限制应用美国技术。2021 年年 11 月月 英特尔扩产计划被拒 英特尔中国工厂扩产计划被拜登政府以“危及国家安全”的理由拒绝。2022 年年 2 月月 4 日日 美国竞争法案 该法案将对美国半导体研究和制造提供 520 亿美元的拨款和补贴，用以解决汽车和电脑零部件问题，同时提供 450亿美元强化科技产品供应链。旨在强化美国半导体业与中国竞争。2022 年年 2 月月 8 日日 欧洲芯片法案 要求欧盟在 2030 年之前，投入 430 亿欧元资金，支持芯片设计与制造，强化

29、欧洲在技术方面的领导力。2022 年年 3 月月 半导体产业联盟 Chip 4 美国政府提议与韩国、日本和中国台湾地区组建“芯片四方联盟”（Chip4），目的是成立以美国为首的官方全球芯片“生产者联盟”，实现先进工艺芯片全链条的整合，将中国排除在外。2022 年年 5 月月 23 日日 印太经济框架（IPEF）主要目的是在制造业、芯片、数字经济、基础设施建设、供应链等方面全面围堵中国。2022 年年 7 月月 邮件通知 美国两家设备芯片公司 Lam Research 和 KLA 收到美国商务部通知，禁止出口 14nm 以下制程制造设备到中国大陆。2022 年年 7 月月 6 日日 美国再施压荷

30、兰禁止对华出口光刻机技术 美国正在向荷兰政府施压，要求该国的半导体制造商阿斯麦公司（ASML）禁止对华出口生产全球大量芯片所需的的主流技术。2022 年年 8 月月 12 日日 美国 BIS通过发布临时规则对用于 GAAFET 集成电路开发的 EDA 软件进行进出口管制 2022 年年 8 月月 9 日日 2022 年芯片和科学法案 法案禁止获得美国补贴的公司在中国大幅增产先进制程芯片，限期 10 年，违反禁令者或需全额退还补贴款项；法案同时禁止联邦激励基金接受者在“对美国构成国家安全威胁的特定国家”扩大半导体产能。目的是遏制中国芯片产业的发展 2022 年年 8 月月 31 日日 美国政府禁

31、止芯片公司英伟达出口高阶AI 芯片至中国 美国芯片厂商 AMD、英伟达证实相继收到总部通知，对中国区客户断供高端 GPU 芯片。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 2022 年年 10 月月 7 日日 美国 BIS公布中国出口管制新规，面向先进芯片与芯片制造设备领域 1.更全面的与先进计算和半导体制造相关的限制措施；2.对原先拥有的设施许可证进行“推定拒绝”，包括 16/14nm 以下的 FinFET/GAAFET 的逻辑芯片；半间距为 18nm 以下的DRAM，128 层及以上的 NAND 闪存；3.美国人的限制；4.UVL（未经核实清单）管制措施的更新，需

32、要解决最终用途检查问题，否则移入实体名单 EAR。5.28 家实体清单 数据来源：美国政府官网，国泰君安证券研究 1.2.举国体制加速自主可控举国体制加速自主可控，国产替代国产替代进入新阶段进入新阶段 1.2.1.自主可控的良好土壤，大陆成晶圆扩产中心自主可控的良好土壤，大陆成晶圆扩产中心 全球景气度下行，半导体资本支出不断下修。全球景气度下行，半导体资本支出不断下修。台积电在 22Q3 法说会中将 22 全年的资本支出从 400-440 亿美元下降至 360 亿美元。据集微网消息，海力士在 9 月底已向设备商修正 2023 年订单，削减设备投资计划，下修幅度预计 7-8 成；美光也宣布将减少

33、 2023 年的资本支出 30%至 80亿美元。半导体产业转移大背景下，半导体产业转移大背景下，即使景气度下行，即使景气度下行，中国大陆中国大陆依旧逆势扩产，依旧逆势扩产，逐步逐步成为全球晶圆扩产中心成为全球晶圆扩产中心。根据 SEMI 的数据，21 年底中国大陆的全球晶圆产能占比仅为 16%。21-22 年全球新增晶圆厂预计 29 座，而中国大陆新增 9 座，数量占比达到 30%以上。根据集微网的数据，21 年底中国大陆 12 寸晶圆产能提升空间为 46.8 万片/月，22 年 12 寸晶圆产能提升空间为 52.3 万片/月，新增产能空间持续增加。另外，22 年后中国大陆预计每年新增约 5

34、座晶圆厂，未来 5 年预计将新增 25 座晶圆厂投入设国产，涵盖逻辑、DRAM、MEMS 等产线，预计 26 年底 12 寸晶圆厂总月产能将超过 276.3 万片。图图 2：12 英寸新增产能空间持续增加英寸新增产能空间持续增加 图图 3：22 年后中国大陆预计每年新增约年后中国大陆预计每年新增约 5 座座晶圆厂晶圆厂 数据来源：集微网，国泰君安证券研究 数据来源：集微网，国泰君安证券研究 国内四大国内四大主要内资主要内资晶圆厂晶圆厂持续扩充，晶圆产能将从持续扩充，晶圆产能将从 45 万片增加到万片增加到 72 万万片每月，规划总产能片每月，规划总产能 152 万片。万片。就中芯国际而言，在上

35、海、北京、深圳、天津各有一座 12 寸晶圆厂在建，正快速提升国内的成熟制程产能，相关投资合计达 263.5 亿美元，规划产能合计达 34 万片/月。020406080012英寸月产能(万片)产能提升空间(万片)02002020212022E2023E2024E2025E2026E原12英寸厂投产数(座)当年新增投产数(座)请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 四大内资晶圆厂的工艺水平迅速提升，为国内先进设备和材料的突破提四大内资晶圆厂的工艺水平迅速提升，

36、为国内先进设备和材料的突破提供了良好的土壤。供了良好的土壤。以长存为例，其已经突破 232 层 3D NAND，一期产线主要为 64L 和 128L，预计扩产的二期产线产品将主要为 128L 以上。长鑫预计二期产线也将向 17nm 迈进。国内内资晶圆厂已经跃过风险试产阶段，战略目标从“爬良率出产品”国内内资晶圆厂已经跃过风险试产阶段，战略目标从“爬良率出产品”向“供应链安全”倾斜。他们的逆势扩产，培养了自主可控的良好土壤，向“供应链安全”倾斜。他们的逆势扩产，培养了自主可控的良好土壤，在一定程度上抵消了大环境的低迷，有效带动了国内半导体设备厂商的在一定程度上抵消了大环境的低迷，有效带动了国内半

37、导体设备厂商的技术突破和业绩高增，国产替代加速发展。技术突破和业绩高增，国产替代加速发展。表表 2:2022 年四大主要内资晶圆产能年四大主要内资晶圆产能预计达到预计达到 72 万片万片，增速达到增速达到 60%公司公司 主要产品或制程主要产品或制程 进展与规划进展与规划 月产能月产能 2021 年年 2022E 规划总规划总产能产能 长江存储长江存储 1 期期 3D NAND 10W 片产能基本满产，后续可能扩产 10 11 10 长江存储长江存储 2 期期 3D NAND 厂房建设中，2022 年总计下单约 4w 片设备订单，仍以 64L 和 128L 为主 0 0 20 合肥合肥长鑫长鑫

38、 1 期期 19nm DRAM 当前实际产能约 7 万片，均为 19nm 节点，未来预计规划以 17nm 为主 6 7 12.5 合肥合肥长鑫长鑫 2 期期 17nm DRAM 建设中 0 0 12.5 中芯上海中芯上海 8 寸 0.35m-90nm 扩产 11.5 13.5 13.5 中芯南方中芯南方 12 寸 14nm FinFET 分两期，均为 14nm 1.5 2 7 中芯国际中芯国际/北京北京 12 寸 0.18m-55nm 一期扩产中 5.2 6 6 中芯北方中芯北方/北京北京 12 寸 65-28nm 二期项目 6.2 10 10 中芯天津中芯天津 8 寸 0.35m-90nm

39、基本满产 9.5 18 18 中芯深圳中芯深圳 8 寸 0.35m-0.15m 基本满产 4.4 7 7 中芯京城（新）中芯京城（新）12 寸 65-28nm 21H1 厂房建设，22H1 招标 3-4 万片的设备，22 年底释放产能。开支总计 76 亿美元 10 中芯深圳（新）中芯深圳（新）12 寸 65-28nm 22Q2 开始设备招标，开支总计 24 亿美元 4 中芯东方（新）中芯东方（新）12 寸 0.18m-55nm 目前谈订单，开始招标，预计 23 年初结构封顶，开支总计 89 亿美元 10 中芯天津（新）中芯天津（新）12 寸 0.18m-28nm 开支总计 75 亿美元 10

40、中芯绍兴（中芯绍兴（8 英英寸）寸）特色工艺（MEMS、IGBT、MOSFET、RF等产品线）19 年 8 月设备搬入，19 年 12 月开始量产；20Q1 产能 1.2w 片，到 Q4 达到 4w 片；绍兴 12寸厂规划中 4 4.25 10 中芯宁波中芯宁波 8 寸特种工艺 产能爬坡 1 1.5 3.25 华虹华虹（一、二、（一、二、三）三）8 寸特种工艺-17.5 18 18 华虹无锡华虹无锡（七（七厂）厂）12 寸特色工艺 2019 年 9 月一期投片，预计 2022 年达到 8w 片 6.5 8 9.45 合计合计（折合（折合 12 寸）寸）45 72 152 数据来源：公司官网，产

41、业链调研，国泰君安证券研究 1.2.2.产能扩张推动重复性订单，去产能扩张推动重复性订单，去 A 化产线仍任重道远化产线仍任重道远 半导体设备和材料是晶圆制造的重要支撑领域，也是美国主要打压环节，半导体设备和材料是晶圆制造的重要支撑领域，也是美国主要打压环节，与国际巨头相比，仍有较大差距，任重道远。与国际巨头相比，仍有较大差距，任重道远。在设备领域，薄膜沉积设 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 备、光刻设备、前道检测设备、涂胶显影设备、离子注入设备、后道测试设备等国产化率均不足 10%，甚至光刻和涂胶显影等领域国产化率仅有 1%左右。在材料领域，硅片、CMP

42、 材料等领域国内公司开始冒头，但在光刻胶、光掩模板、靶材等环节仍然差距较大，尤其是光刻胶领域，国内公司无人实现 A 胶量产。图图 4：中国半导体设备和国外仍有差距中国半导体设备和国外仍有差距 数据来源：SEMI，Yole，拓荆科技招股说明书，芯源微招股说明书，公司公告，国泰君安证券研究 2021年市场规模市场竞争格局国内主要公司国产化率薄膜沉积设备190亿美元北方华创、拓荆科技、中微公司4.6%光刻设备181亿美元上海微电子1.2%刻蚀设备194亿美元北方华创、中微公司、屹唐股份22%85%15%AMAT30%21%19%30%AMATLamTEL其他31%29%40%TELPVDCVDALD

43、47%26%17%10%LamTELAMAT其他75%13%6%6%ASMLNikonCanon其他前道测量/检测2021年市场规模市场竞争格局国内主要公司国产化率100亿美元上海精测、中科飞测2%清洗设备涂胶显影设备42亿美元盛美上海、芯源微、北方华创、至纯科技31%CMP设备34亿美元24亿美元华海清科、烁科精微电子芯源微18%1.1%热处理设备2021年市场规模市场竞争格局国内主要公司国产化率20亿美元屹唐股份、北方华创20%离子注入设备去胶设备22亿美元凯世通、中科信1.4%测试设备7亿美元90亿美元华峰测控、长川科技屹唐股份、芯源微、中电科4510%74%请务必阅读正文之后的免责条款

44、部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 5：中国：中国半导体材料和国外仍有差距半导体材料和国外仍有差距 数据来源：集微网，公司官网，国泰君安证券研究 国产替代号角下，本土大厂已经跃过风险试产阶段，战略目标从“爬良国产替代号角下，本土大厂已经跃过风险试产阶段，战略目标从“爬良率出产品”向“供应链安全”倾斜。半导体设备和材料公司加速发展，率出产品”向“供应链安全”倾斜。半导体设备和材料公司加速发展，国产化率已经实现大幅提升，进入快速发展阶段。国产化率已经实现大幅提升，进入快速发展阶段。就设备而言，中芯国际、长江存储、长鑫存储在内的 6 大产线的总体国产化率从 18 年的平均 10%上升到

45、21 年的 30%左右。根据中国电子专用设备工业协会的数据，21 年国产半导体设备国产化率达到 20.24%，相较于 18 年增加了约6 个 pcts。图图 6：中国六大内资产线总体国产化率快速上升：中国六大内资产线总体国产化率快速上升 图图 7：中国半导体设备国产化率逐年上升：中国半导体设备国产化率逐年上升 数据来源：中国国际招标网，国泰君安证券研究 数据来源：中国电子专用设备工业协会，国泰君安证券研究 国内半导体设备公司的平均业绩增速、存货和合同负债增速整体均维持国内半导体设备公司的平均业绩增速、存货和合同负债增速整体均维持高增。高增。根据 18 年到 21 年的数据，国内设备公司的 18

46、-21 年 CAGR 平均增速维持 68%左右，存货和合同负债 18-21 年 CAGR 平均增速维持 70%以上。根据各家公司在手订单和合同负债来看，未来 1-2 年内，各家设0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%200202021长江存储华虹无锡积塔中芯绍兴华力微株洲中车10%12%14%16%18%20%22%0500300350400450200021国产半导体设备销售额（左轴：亿元）国产化率（右轴：%）请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 备公司

47、的业绩高增有望持续维持。表表 3:国内设备公司的平均业绩增速维持国内设备公司的平均业绩增速维持 68%左右，存货和合同负债增速维持左右，存货和合同负债增速维持 70%以上以上 22H1营收营收（亿（亿元）元）18-21CAGR 22H1 归母归母净利润净利润（亿元）（亿元）18-21CAGR 22H1 存存货货（亿元）（亿元）18-21CAGR 2022H1 合合同负债同负债（亿元）（亿元）18-21CAGR 北方华创北方华创 54.44 42.82%7.547 53.38%107.10 54.05%56.78 51.40%中微公司中微公司 19.72 23.78%4.678 116.23%2

48、4.87 39.19%15.94 93.54%华海清科华海清科 7.17 120.19%1.857 18 年亏损 1.03亿，21 年盈利0.68 亿 19.54 137.41%10.03 234.43%拓荆科技拓荆科技 5.23 181.73%1.081 18 年亏损 0.36亿，21 年盈利1.98 亿 15.63 81.95%10.87 303.72%芯源微芯源微 5.04 58.04%0.694 14.06%11.66 119.15%6.28 182.87%长川科技长川科技 11.88 91.25%2.451 71.63%13.01 72.48%0.09 31.04%华峰测控华峰测控

49、5.41 58.95%2.705 56.57%2.07 72.46%1.01 85.43%盛美上海盛美上海 10.96 43.35%2.366 23.37%19.37 108.93%3.98 177.71%至纯科技至纯科技 11.20 45.68%0.814 97.45%14.00 37.20%4.47 89.76%光力科技光力科技 2.69 27.87%0.640 21.41%2.36 45.76%0.27 54.94%富创精密富创精密 5.98 55.34%1.690 158.80%3.98 74.46%0.33 半年增长73.68%平均增速平均增速 68.09%68.10%76.64%1

50、30.48%数据来源：公司官网，国泰君安证券研究 1.2.3.举国体制发展半导体，全面拥抱自主可控举国体制发展半导体，全面拥抱自主可控 大陆晶圆厂逆势扩产，国产设备和材料快速发展，逐步打破美国垄断，大陆晶圆厂逆势扩产，国产设备和材料快速发展，逐步打破美国垄断，但必须承认，中国半导体先进制程甚至成熟制程产业但必须承认，中国半导体先进制程甚至成熟制程产业（包括逻辑芯片、（包括逻辑芯片、存储芯片行业）仍无法摆脱美系半导体设备独立商业经营。存储芯片行业）仍无法摆脱美系半导体设备独立商业经营。以长江存储为例，从 10 月 7 日法文公开后一周内，面临了美国半导体设备商 LAM/AMA T/KLA 的现场

51、工程师撤离、已经订购完成的美系半导体设备无法交付、包括 CEO 在内的全部美籍员工离职、原本计划的三期扩产项目暂停搁置、已经导入的优质美国客户 Apple 也可能面临退货等一系列严重经营性问题。美国国家级制裁重压之下，是中国半导体存亡危急时刻，需国家和产业美国国家级制裁重压之下，是中国半导体存亡危急时刻，需国家和产业共同发力，以举国体制凝聚力量，做好论持久战的充足准备。共同发力，以举国体制凝聚力量，做好论持久战的充足准备。1）国家层面：）国家层面：以一系列政府补贴、国家大基金等措施助力半导体产业发展，通过举国体制攻坚光刻机等核心关键技术，并争取谈判方式寻求政策、企业层面的相关利益，为中国半导体

52、的健康快速成长留足时间和空间。2）企业层面：）企业层面：争取相关许可证，在 16/14nm 成熟制程以上、18nm 以上DRAM、128层以下的3D NAND等相关未制裁的领域做好自主可控；争取和非 A 设备厂家合作，并通过国家层面的努力进一步争取 KLA 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 等关键设备的合作，让现有先进产线能够正常工作；与国家合作，攻坚自主可控。包括相关 Chiplet 技术、先进制程技术等。“放弃幻想、面对现实”，“放弃幻想、面对现实”，我们认为我们认为此次法令全面限制精准打击中国高端此次法令全面限制精准打击中国高端半导体产业，放弃对制裁可

53、能放松的幻想，放弃中国半导体产业立马就半导体产业，放弃对制裁可能放松的幻想，放弃中国半导体产业立马就能超日赶美的幻想，面对中国半导体短期经营性受严重打击的现实，面能超日赶美的幻想，面对中国半导体短期经营性受严重打击的现实，面对中国半导体将迎来长期持久艰辛突破的现实，以“论持久战”的决心对中国半导体将迎来长期持久艰辛突破的现实，以“论持久战”的决心和“举国体制”的信心面对和“举国体制”的信心面对行业行业转折点，唯此半导体产业自强之路才能转折点，唯此半导体产业自强之路才能行稳致远。行稳致远。表表 4:中国大力推进半导体发展，提出举国体制，统筹发展与安全中国大力推进半导体发展，提出举国体制，统筹发展

54、与安全 时间时间 发布单位发布单位 政策名称政策名称 政策内容政策内容 2019.1 发改委 产业结构调整指导目录（2019 年本）（发改委）明确了“第一类鼓励类”：半导体、光电子器件、新型电子元器件等电子产品等材料 2019.2 国务院 粤港大湾区发展规划纲要（中共中央、国务院）指出要围绕包括高性能集成电路等重点领域及其关键环节，实施一批战略性新兴产业重大工程。2019.5 财政部、税务总局 关于集成电路和软件产业企业所得税政策的公告 符合条件的企业，第一年至第二年免征企业所得税，第三年至第五年按照 25%的法定税率减半征收企业所得税 2019.10 工信部 关于政协十三届全国委员会第二次会

55、议第 2282 号（公交邮电类 256 号）提案答复的函 将持续推进工业半导体材料、芯片、器件及 IGBT模块产业发展。2019.11 产业结构调整指导目录（2019 年本）明确将“集成电路设计”、“新型电子元器件制造”列为鼓励发展的项目。2019.12 国务院 长江三角洲区一体化发展规划纲要（中共中央、国务院）加快发展新能源、智能汽车、新一代移动通信产业，延伸机器人、集成电路产业链，培育一批具有国际竞争力的龙头企业。2020.1 关于推动服务外包加快转型升级的指导意见（商服贸发【2020】12 号）将企业开展云计算、基础软件、集成电路设计、区块链等信息技术研发和应用纳入国家科技计划（专项、基

56、金等）支持范围。2020.7 国务院 新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策（国务院）从多个方面推动集成电路发展，优化集成电路产业和软件产业发展环境，深化产业国际合作。2020.8 国务院 国务院关于印发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的通知 提出要聚焦高端芯片、集成电路装备和工艺技术、集成电路关键材料等关键核心技术的研发。2020.9 发改委 关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见发改高技（2020）1409 号 加快基础材料、关键芯片、高端元器件、新型显示器件、关键软件等核心技术攻关，大力推动重点工程和重大项目建设，积极扩大合理有效投资。

57、请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 2020.12 财税部 关于促进集成电路产业和软件产业高质量发展企业所得税政策的公告 对集成电路能制造 28nm、65nm、130nm 技术的企业，以及集成电路优质企业进行了不同程度的减税、免税处理。2021.1 国务院“十四五”国家知识产权保护和运用规划（国务院）加强人工智能、量子信息、集成电路、基础软件等领域自主知识产权创造和储备。2021.1 工信部 基础电子元器件产业发展行动计划（2021-2023）（工信部）提出了要重点发展的电路类元器件 2021.1 商务部“十四五”利用外资发展规划（商务部）提出要优化外商投资企

58、业境内在投资支持政策。2021.3 国务院 中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要（国务院）提出需要集中优势资源攻关多领域关键核心技术，包括集成电路领域特色工艺的突破，先进存储技术升级，碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展。2021.3 工信部 关于支持集成电路产业和软件产业发展进口税收政策的通知 通知明确了免征进口关税的几种情况。2021.6 科技部、国家发改委等六部委 长江三角洲区域一体化发展规划纲要、长三角G60 科创走廊建设方案 提出在重点领域培育一批具有国际竞争力的龙头企业，加快培育布局量子信息、类脑芯片、第三代半导体等一批未来产业。2021.11

59、工信部“十四五”信息通信行业发展规划（工信部）要完善数字化服务应用产业生态，加强产业链协同创新。丰富 5G 芯片、终端、模组、网关等产品种类。2021.12 工信部“十四五”国家信息化规划 完成信息领域核心技术突破也要加快集成电路关键技术攻关。加强关键前沿领域的战略研究布局和技术融通创新。2021.12 工信部“十四五”数字经济发展规划 在“数字技术创新突破工程”方面，提出要抢先布局前沿技术融合创新，推进前沿学科和交叉研究平台建设，重点布局下一代新兴技术，推动重点领域技术融合和群体性突破。2022.3 财政部、商务部等 关于做好 2022 年享受税收优惠政策的集成电路企业或项目、软件企业清单制

60、定工作有关要求的通知 确定了重点集成电路设计领域。选择领域的销售（营业）收入占本企业集成电路设计销售（营业）收入的比例不低于 50%。2022.6 工信部 工业能效提升行动计划 支持制造企业加强绿色设计，强化网络设备等信息处理设备能效。2022.9 发改委 关于健全社会主义市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制的意见 提出把政府、市场、社会有机结合起来，科学统筹、集中力量、优化机制、协同攻关；要坚持国家战略导向，重点研发“具有先发优势的关键技术和引领未来发展的基础前沿技术”。2022.10.12 中国共产党第十九届中央委员会第七次全体会议 中国共产党第十九届中央委员会第七次全体会议公报 提

61、出统筹发展和安全，完整、准确、全面贯彻新发展理念，着力推动高质量发展。坚持国家利益为重、国内政治优先，在斗争中维护国家尊严和核心利益，牢牢掌握了我国发展和安全主动权。数据来源：政府官网，国泰君安证券研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 2.设备：攻坚核心技术领域，加深空白环节覆盖度设备：攻坚核心技术领域，加深空白环节覆盖度 2.1.国产替代加速，国际差距逐步缩小国产替代加速，国际差距逐步缩小 半导体设备可大致分为晶圆制造设备和封装测试设备，对应于晶圆加工半导体设备可大致分为晶圆制造设备和封装测试设备，对应于晶圆加工和封测的各个环节，属于半导体制造的核心支撑

62、领域。和封测的各个环节，属于半导体制造的核心支撑领域。晶圆加工设备：晶圆加工设备：晶圆加工步骤主要分为扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、抛光等。以晶圆加工中最重要的光刻为例，光刻又可以细分为清洗、涂胶、光刻和显影，对应的晶圆加工设备为清洗机、涂胶机、光刻机和显影机。晶圆处理精度高，一般在几纳米至几微米，对加工设备精度要求极高，其中部分工序需要循环进行多次，需要用到大量的半导体设备。封测分为封装和测试：封测分为封装和测试：封装主要用于芯片后道加工，工艺流程在晶圆制造后，分为传统封装和先进封装两种；测试则涵盖半导体中游所有环节，从 IC 设计到 IC 封装，都需要经过测试。传统封装设备包括减薄

63、机、划片机、贴片机、引线键合机等；先进封装设备包括清洗机、溅射设备、光刻机、涂覆设备、回熔焊接设备等；测试设备主要包括测试机、探针台和分选机。图图 8：集成电路前道晶圆加工集成电路前道晶圆加工/芯片制造工艺流程及设备芯片制造工艺流程及设备 数据来源：芯源微招股说明书，国泰君安证券研究 图图 9：集成电路后道先进封装工艺流程及设集成电路后道先进封装工艺流程及设备备 图图 10：集成电路测试工艺流程及设备集成电路测试工艺流程及设备 氧化炉氧化炉氧化氧化RTP设备设备热处理热处理激光退火设备激光退火设备激光退火激光退火扩散（重复步骤）扩散（重复步骤）清洗机清洗机清洗清洗涂胶机涂胶机涂胶涂胶光刻机光刻

64、机光刻光刻显影机显影机显影显影CD/SEM测量测量光刻（重复步骤）光刻（重复步骤）干刻干刻/蚀刻机蚀刻机干刻干刻/蚀刻蚀刻清洗机清洗机清洗清洗刻蚀（重复步骤）刻蚀（重复步骤）离子注入机离子注入机离子注入离子注入等离子去胶机等离子去胶机去胶去胶清洗机清洗机清洗清洗离子注入（重复步骤）离子注入（重复步骤）物理气相沉积物理气相沉积设备设备物理气相物理气相沉积沉积清洗机清洗机清洗清洗RTP设备设备RTP清洗机清洗机清洗清洗薄膜沉积（重复步骤）薄膜沉积（重复步骤）CMP设备设备抛光抛光清洗机清洗机清洗清洗抛光（重复步骤）抛光（重复步骤）检测设备检测设备检测检测检测检测 请务必阅读正文之后的免责条款部分请

65、务必阅读正文之后的免责条款部分 0 数据来源：中微公司招股说明书，国泰君安证券研究 数据来源：国泰君安证券研究 全球半导体设备市场依旧保持着良好的增长态势，预计全球半导体设备市场依旧保持着良好的增长态势，预计 22 年达到年达到 1140亿美元。亿美元。根据 SEMI 数据，2021 年全球半导体设备市场规模为 1026 亿美元，同比增长 44%，预计 2022 年市场规模将有 11%左右的增速，约 1140 亿美元。海外厂商维持强劲，垄断格局进一步凸显。海外厂商维持强劲，垄断格局进一步凸显。半导体设备市场已形成较为稳定的寡头垄断市场格局，头部效应明显。半导体设备技术壁垒、验证壁垒以及市场壁垒

66、都较高，多重因素导致主要市场份额集中在少数头部企业中，并且垄断格局不断扩大。根据统计，全球前 5 大半导体设备厂商分别为 AMA T、ASML、Lam、TEL 及 KLAC，2021 年行业 CR5 约为 84%，较 2019 年的 65%显著提高。图图 11：半导体设备市场垄断格局进一步凸显半导体设备市场垄断格局进一步凸显 数据来源：SEMI，国泰君安证券研究 中国半导体设备市场增速高于平均水平，中国大陆成为全球最大的半导中国半导体设备市场增速高于平均水平，中国大陆成为全球最大的半导体设备市场。体设备市场。近年来，随着晶圆厂商的不断扩产和国产替代的加速，中国半导体设备市场正高速增长，增速远超

67、全球平均水平。据 SEMI 数据，2021 年中国大陆半导体设备销售额为 296.2 亿美元，同比增长 58%，成为全球最大的半导体设备市场，占比 29%，较 20 年增长 3pcts。清洗清洗溅射溅射涂胶涂胶曝光曝光清洗机清洗机溅射设备溅射设备涂胶机涂胶机光刻机光刻机显影显影电镀电镀去胶去胶刻蚀刻蚀显影机显影机电镀设备电镀设备去胶机去胶机刻蚀机刻蚀机涂覆助焊剂涂覆助焊剂涂覆设备涂覆设备回炉焊接回炉焊接清洗清洗检测检测回炉焊接设备回炉焊接设备清洗机清洗机检测仪器检测仪器IC设计设计IC制造制造IC封装封装封装前测封装前测试试封装后测封装后测试试终检（终检（FT）晶圆允许测试晶圆允许测试（WAT

68、）晶圆测试（晶圆测试（CP）探针台探针台+测测试机试机测试机测试机+分分选机选机封装前测封装前测试试探针台探针台+测测试机试机晶圆允许测试晶圆允许测试（WAT）晶圆测试（晶圆测试（CP）过程控制过程控制测试测试量测设备、量测设备、质谱仪、质谱仪、原子显微原子显微镜、光罩镜、光罩缺陷检查缺陷检查机等机等封装后测封装后测试试终检（终检（FT）测试机测试机+分分选机选机0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%AMATASMLTELLamKLAC2020市场份额2021市场份额 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 12：中

69、国半导体设备市场逐年增大：中国半导体设备市场逐年增大 数据来源：Wind，国泰君安证券研究 国内厂商在半导体前道和后道设备领域均加速突破，进入从国内厂商在半导体前道和后道设备领域均加速突破，进入从 1 到到 10 的的新阶段，逐步缩小国际差距。新阶段，逐步缩小国际差距。前道设备领域：前道设备领域：热处理设备、清洗设备、刻蚀设备、去胶设备、CMP 设备等领域市占率较高，均在 20%左右，甚至更高。例如在 CMP 设备领域，华海清科已经实现12英寸28nm以上逻辑制程、128层以下3D NAND、1X/1Y DRAM全覆盖，14nm 及以下已经处于验证之中；在刻蚀设备领域，中微公司已经实现 5nm

70、 制程的 CCP 设备的量产，北方华创的 14nm ICP 设备也已进入中芯国际产线进行验证。薄膜沉积设备、离子注入设备等领域市占率较低，难度较大，但近年来也有了较大的突破。拓荆科技的 28nm 以上 PECVD 在国内产线获得了较大的订单，实现了量产，SACVD和ALD设备也初步取得了客户订单，实现了突破。凯世通的多款离子注入机设备产品获得了客户的重复采购和批量订单。后道设备领域：后道设备领域：就后道测试设备而言，华峰测控、长川科技就后道测试设备而言，华峰测控、长川科技、华兴源创实现了较大的突、华兴源创实现了较大的突破。破。其中华峰测控在 SoC 测试领域，目前主要 100M 的 8300

71、实现量产，预计第二代 400M 以上的 8300 将在年内形成样机。长川科技的数字测试机D9000，集合 1024 个数字通道、200MHz数字测试速率实现快速放量。表表 5：国内厂商在半导体前道设备领域加速突破国内厂商在半导体前道设备领域加速突破 设备类型设备类型 市占率市占率 国国内内公司公司 当前进展当前进展 热处理设备热处理设备 20%屹唐股份 主要可用于 90纳米到 5纳米逻辑芯片、1y 到 2x纳米系列 DRAM 芯片以及 32层到 128层 3D 闪存芯片制造中若干关键步骤大规模量产，市占率全球第二。北方华创 主要为真空热处理领域产品，包括真空热处理设备、气氛保护热处理设备、连续

72、式热处理设备。真空热处理设备市场拓展顺利，应用范围涵盖真空电子、半导体材料、高端磁性材料等领域。立式氧化炉工艺达 28nm水平，成为 3D NAND 客户的 POR机台。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 光刻机光刻机 1.2%上海微电子 目前已可量产 90nm 分辨率的 ArF 光刻机，28nm 分辨率的光刻机也有望取得突破。涂胶显影设备涂胶显影设备 1.1%芯源微 在 28nm及以上工艺节点的多项关键技术方面取得突破 清洗设备清洗设备 31%盛美半导体 18腔 300mm UltraCVI 单晶圆清洗设备已成功投入量产，支持先进逻辑、DRAM 和 3D N

73、AND 制造所需的大多数半导体清洗工艺，产能较12腔设备提升 50%北方华创 前道 Spin Scrubber 清洗机设备目前已达到国际先进水平，成功实现进口替代。芯源微 前道物理清洗机可用于 8/12英寸单晶圆处理，在自动刷压控制技术上已达到国际先进水平。至纯科技 12寸单片湿法清洗设备和槽式湿法设备工艺领先。单片湿法设备多工艺已通过验证并交付。将持续开发多反应腔-18 腔、超临界清洗等高阶工艺设备。刻蚀设备刻蚀设备 22%中微公司 CCP 设备获客户批量订单，市占率在主要客户超过 30%，5nm产线生产稳定，5nm以下试生产进展良好，可应用于 64层及以上 NAND量产，正在开发 200层

74、以上极高深宽比设备。ICP 设备刻蚀线宽均匀性达到 1 0.25纳米，获国际先进 3D NAND 客户批量订单，推进5nm以下逻辑芯片、1Xnm DRAM 和 200层以上 3D NAND 存储芯片的 ICP 设备研发。北方华创 刻蚀机主要为 ICP，覆盖 8 英寸、12 英寸 55-28nm 制程，已进入中芯国际 14nm产线验证阶段。屹唐股份 干法刻蚀设备可用于 65nm5nm 逻辑芯片。离子注入设备离子注入设备 1.4%凯世通 低能大束流离子注入机 2021年产线验证顺利，2022年上半年取得在手订单超过 11 亿元。高能离子注入机设备已顺利通过验证并完成验收。新一代光伏离子注入机进入验

75、证阶段，与某光伏公司签订试用订单。中科信 12 英寸 45-22nm 低能大束流离子注入机研发及产业化项目的实施则进入一个全新的自主创新阶段。去胶设备去胶设备 74%屹唐股份 干法去胶设备领域市占率全球第一，正研发应用于 3nm及更先进逻辑芯片、先进 10nm系列 DRAM 芯片、176层到 256层 3D 闪存芯片制造的干法去胶设备和工艺。芯源微 已经推出了单片式湿法去胶产品，可用于 8/12英寸单晶圆处理，先进封装工艺过程中的晶圆去胶制程和金属剥离制程。中电科 45 研制的双 8英寸全线自动化湿法整线设备进入国内主流 FAB厂，满足 8英寸 90nm-130nm工艺节点，适用于 8-12英

76、寸 BCD 芯片工艺中的湿化学制程，可实现全自动湿法去胶。薄膜沉积设备薄膜沉积设备 4.6%北方华创 PVD 优势明显，制程制造覆盖 90nm-14nm，公司在国内产线导入的国产 PVD 设备中占比较高。PVD、ALD、CVD 设备新产品市场导入节奏加快。拓荆科技 国内唯一产业化应用的集成电路 PECVD 设备和 SACVD 设备厂商，ALD 设备国内领先。PECVD 设备应用于 28nm及以上逻辑芯片、3D NAND FLASH、DRAM 存储芯片制造等领域。SACVD 产品在12英寸 40/28nm以及 8英寸 90nm以上逻辑芯片广泛应用，取得现有及新客户订单。ALD 设备已完成产品开发

77、并取得客户订单，PE-ALD 设备在逻辑芯片领域实现产业化应用。中微公司 LPCVD 的钨填充 CVD 设备已通过关键客户的工艺验证，能够满足先进逻辑器件接触孔填充应用，及 64层、128层和 200层以上 3D NAND 应用。高端逻辑器件和先进存储芯片应用的 CVD 和 ALD 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 设备研发中。EPI 研发进入样机调试阶段。CMP 设备设备 18%华海清科 国内唯一 12英寸 CMP 设备制造商，28-14nm关键节点金属 CMP 已实现产线量产，14nm逻辑芯片用 CMP 研发中，128层以上制成的 3D NAND 与 1

78、X/1Y制成的 DRAM 所用 CMP 设备实现产线量产。北京烁科精微电子 研发制造的 8英寸 CMP 设备已搬入中芯国际产线。数据来源：SEMI，前瞻产业研究院，ASML 公司公告，各公司公告，国泰君安证券研究 表表 6：国内厂商在半导体国内厂商在半导体封装设备封装设备领域加速突破领域加速突破 封装设备封装设备 国际主要厂商国际主要厂商 中国大陆厂商中国大陆厂商 当前进展当前进展 晶圆减薄机晶圆减薄机 DISCO、东京精密、冈本工机 中电科 全自动晶圆减薄机产业化机型实现了 8-12英寸全自动系列减薄设备国产化替代。兰新高科 深圳方达 WG1211S 自动晶圆减薄机可兼容 4/5/6/8/1

79、2英寸晶圆，最薄可减薄到 100m以下，可对第三代半导体材料进行高速减薄和研磨,平面度可达 1m,厚度公差 1m 划片机划片机 DISCO、东京精密 中电科 6-12英寸系列产品，全系列拥有手动、半自动及全自动型，适用于 IC、LED 晶圆、分立器件等晶圆制造行业。沈阳仪器 研制的全自动 12英寸划片机加工尺寸从 8英寸提高到 12英寸，加工速度从 600mm/s 提高到 1000mm/s，定位精度从5m/210mm 提高到 5m/310mm，技术指标全面达到国际先进水平 兰新高科 汇盛电子 江苏京创 成功率先实现 12 英寸全自动精密划片机产业化的国产替代，系列产品已批量适用于各类半导体材料

80、或泛半导体材料的复杂精密划切 大族激光 离线式晶圆紫外激光切割系统，配备大族自主知识产权的355nm紫外激光器，该切割设备性能稳定，光斑好，适应长期稳定运行 固晶机固晶机 Besi、KS、ASM Pacific 新益昌 在研项目 mini 背光大基板新式固晶机，实现固晶机使用三联体结构，优化固晶工艺,使一台机达到常规三台机的效率 艾科瑞思 东莞普莱信 独家采用刺晶模式的倒装 COB固晶工艺以及 Pick&Place 固晶工艺，最小支持 50m的芯片尺寸，最快每小时产能可以做到 180K，精度达到 15微米 万福达 WFD8970B单机产能实测高达 75K/H，RGB三台串联即WFD8916A

81、产能实测 200K/H，在业内处于领先水平 引线键合机引线键合机 KS、Shinkawa、ASM Pacific 中电科 成都宇芯 深圳翠涛 公司焊线机在性能指标上接近或已达到国际先进水平，可提供“固晶机+焊线机”成套半导体封装核心设备。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 北京创世杰 F&S5830:楔焊工艺线径 17.676m 适用金、铝丝,楔焊工艺角度支持 45,60，超声具备 60140KHz可选,最大 30w；F&S5832:楔焊工艺线径 17.676m 金、铝丝以及3012.525025m 金带，楔焊工艺角度支持 90 深腔楔焊，超声具备 60140

82、KHz可选,最大 30w 开玖自动化 主流机型 K940全自动焊线机在光通讯领域（如 2.5G、10G、25G、40G 光模块元器件）和激光显示领域应用广泛 凌波微步半导体科技 IC球焊机率先攻破技术壁垒，已经逐步开始量产，能够满足国内产能大概 20-30%倒装焊机倒装焊机 ASM Pacific、KS、Shinkawa 中电科 大连佳峰 塑封机塑封机 Towa、Besi、Yamada、ASM Pacific 富仕三佳 耐科科技 切筋成型设切筋成型设备备 Besi、ASM Pacific 三佳山田 耐科科技 富仕三佳 数据来源：SEMI，国泰君安证券研究 表表 7:国内厂商在测试设备领域加速突

83、破国内厂商在测试设备领域加速突破 测试设备测试设备 国际主要厂国际主要厂商商 中国大陆中国大陆厂商厂商 当前进展当前进展 分选机分选机 科休、爱德万 长川科技 分选机持续推出新功能，新增三温 ATC测试、ART、RTC、2DID识别、5G测试等功能 探针台探针台 东京精密、东京电子、SEMICS 长川科技 国内首台自主研发的 CP12探针台，可兼容 8/12英寸晶圆，被广泛应用于 SoC、逻辑、存储等晶圆测试领域 深圳矽电 研发出的 PT-920 12英寸高精度全自动探针台可满足大规模集成电路对探针台多 PIN 及多芯的测试要求 森美协尔 研发出的 A12（12/8英寸）量产型全自动晶圆探针台

84、，通过使探针卡与晶圆 Pad 点之间精准接触，实现完成晶圆 WAT/CP 测试 测测试试机机 SoC 测试测试机机 爱德万、泰瑞达、科休 华峰测控 目前主要 100M 的 8300实现量产，预计第二代 400M 以上的 8300将在年内形成样机 长川科技 数字测试机 D9000，集合 1024 个数字通道、200MHz数字测试速率实现快速放量 华兴源创 新一代 T7600 系列 SoC 测试机最高速率可支持 400MHz,Pattern memory 512M、可达到 0.5mV的电压精度、完整的混合信号板卡、64通道,每通道 1.5A,最高 96A 输出 模拟模拟/混混合测试机合测试机 爱德

85、万、泰瑞达 华峰测控 传统 8200市占率高，向 IPM、三代半过渡。长川科技 新品 8290d 获得一致好评，处于快速增长阶段 佛山联动 QT-8200 系列产品是国内少数能满足 Wafer level CSP(晶圆 级封装)芯片量产测试要求的数模混合信号测试系统之一 存储器测存储器测试机试机 泰瑞达、爱德万、东京电子、SEMICS 悦芯科技 正在开发验证的存储器测试设备 TM8000填补国产高端集成电路自动化测试设备领域的空白 武汉精鸿 在 BI 测试、CP/FT 测试已经基本实现小批量产，短期内可实现规模量产 数据来源：SEMI，国泰君安证券研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅

86、读正文之后的免责条款部分 0 2.2.细分设备：细分设备：2.2.1.光刻：壁垒最高，光刻：壁垒最高，ASML 一家独大一家独大 光刻机是半导体设备中最核心且技术难度最高的设备。光刻机是半导体设备中最核心且技术难度最高的设备。光刻的大致过程是，光源通过掩膜版照射到附有一层光刻胶薄膜的基片表面，利用表面的光刻胶的光化学反应作用，记录掩模版上的电路图形，从而使掩膜版上的图形被复制到光刻胶薄膜上，最后转移到基片上。光刻机发展至今，经历了 4 代产品的迭代。按时间顺序分别是 g-line、i-line、DUV（KrF、ArF、ArFi）以及如今的 EUV。其中，EUV 是最先进的技术。图图 13：20

87、22 年全球光刻机销量将超过年全球光刻机销量将超过 500 台台 数据来源：中商情报网，国泰君安证券研究 光刻机价值占比高，同时市场垄断程度高。光刻机价值占比高，同时市场垄断程度高。根据全球半导体设备市场规模以及光刻机价值占比 20%估算，2021 年全球光刻机市场规模为 205 亿美元。目前全球光刻机主要市场被 ASML、Canon 和 Nikon 三家厂商垄断，共同市场份额占比达 80%以上，其中 ASML 在 EUV 领域占比高达 100%。表表 8：全球光刻机主要市场被全球光刻机主要市场被 ASML、Canon 和和 Nikon 三家厂商垄断三家厂商垄断 类别类别 ASML Nikon

88、 Canon 合计合计 EUV 42-42 ArFi 81 4-85 ArF 22 3-25 KrF 131 5 38 174 i-Line 33 17 102 152 合计合计 309 29 140 478 数据来源：ChipInsights，国泰君安证券研究 我国技术起步晚，上海微电子持续突破。我国技术起步晚，上海微电子持续突破。由于起步较晚，我国的光刻技术长期落后于先进国家，但是近年在国家政策的大力支持下，我国光刻机技术不断追赶。上海微电子目前已可量产 90nm 分辨率的 ArF 光刻005006002002020212022E销量（台）请务必

89、阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 机，28nm 分辨率的光刻机也有望取得突破。启尔机电：突破浸润系统，启尔机电：突破浸润系统，28nm 光刻机将实现国产化。光刻机将实现国产化。浸润系统是除光源、物镜、双工作台之外，光刻机设备最为核心的一项技术。国内光刻厂商启尔机电攻破了浸润系统的关键技术，实现了对液体温度的高精度控制，误差为0.001，达到了国际先进水平。有了浸润系统，才能转化得到等效的 134nm 光波，最终实现 28nm 的制造。表表 9：上海微电子：上海微电子 IC 前道光刻机前道光刻机技术持续突破技术持续突破 型号型号 分辨率分辨率 曝光光源曝光光源 镜头

90、倍率镜头倍率 硅片尺寸硅片尺寸 SSA600/20 90nm ArF excimer laser 1:4 200nm/300nm SSC600/10 110nm KrF excimer laser 1:4 200nm/300nm SSB600/10 280nm i-Line mercury lamp 1:4 200nm/300nm 数据来源：上海微电子官网，国泰君安证券研究 2.2.2.刻蚀刻蚀：中微、北方领衔，进入：中微、北方领衔，进入 5nm 先进制程先进制程 刻蚀设备是晶圆制造的核心设备之一，分为干法刻蚀和湿法刻蚀刻蚀设备是晶圆制造的核心设备之一，分为干法刻蚀和湿法刻蚀。刻蚀机如同雕刻中

91、的刻刀，刻蚀是利用化学反应、物理反应、光学反应等方式将晶圆表面附着的不必要的物质去除，过程反复多遍，最终得到构造复杂的集成电路。刻蚀分为湿法刻蚀和干法刻蚀，其中干法刻蚀为主流，市场占比超 90%。干法刻蚀也称等离子刻蚀，是使用气态的化学刻蚀剂去除部分材料并形成可挥发性的生成物，然后将其抽离反应腔的过程。图图 14：刻蚀技术：刻蚀技术主要分为介质刻蚀、硅刻蚀和金属刻主要分为介质刻蚀、硅刻蚀和金属刻蚀蚀 数据来源：国泰君安证券研究 ICP 与与 CCP 是应用最广泛的刻蚀设备。是应用最广泛的刻蚀设备。等离子体刻蚀机根据等离子体产生和控制技术的不同而大致分为两大类，即电容性等离子体（CCP）刻蚀机和

92、电感性等离子体（ICP）刻蚀机。其中 CCP 技术能量较高、但可调节性差，适合刻蚀较硬的介质材料；ICP 能量低但可控性强，适合刻蚀单晶硅、多晶硅等硬度不高或较薄的材料。表表 10：CCP 和和 ICP 是应用最广泛的刻蚀设备是应用最广泛的刻蚀设备 器件类型器件类型 适用工艺适用工艺 面临挑战面临挑战 主要厂商主要厂商 市场份额市场份额 CCP 逻辑 IC 前段工艺中国的栅侧墙、硬极高离子能量下对高深拉姆研究、东京电39%刻蚀技术干法刻蚀介质刻蚀硅刻蚀金属刻蚀湿法刻蚀 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 掩膜刻蚀和封装环节的接触孔、铝垫刻蚀、NAND 中的深斜

93、孔槽 宽比结构的刻蚀能力、新型刻蚀气体研发 子、中微公司 ICP 浅沟槽隔离、多晶硅栅、金属栅、应变硅、金属导线、镶嵌式刻蚀金属硬掩膜等 刻 蚀 后 关 键 尺寸均匀度、刻蚀条件精确调控、等离子体引起的损伤等 拉姆研究、应用材料、北方华创、中微公司 61%数据来源：中微公司招股书，国泰君安证券研究 芯片线宽缩小对刻蚀提出更高要求。芯片线宽缩小对刻蚀提出更高要求。据中微公司披露的高阶制程刻蚀工艺，由于在 20nm 以下光刻步骤中光刻机受到光波长度的限制，无法直接进行光刻与刻蚀步骤，需要多次光刻、刻蚀生产出符合要求的更微小的结构。目前采用较多的是多重模板工艺原理，即通过多次沉积、刻蚀等工艺，实现

94、10nm 线宽的制程。高阶制程刻蚀工艺下，刻蚀整体步骤数明显增加，14nm 制程所需使用的刻蚀步骤达到 64 次，较 28nm 提升60%；7nm 制程所需刻蚀步骤更是高达 140 次，较 14nm 提升 118%。并且多重模板工艺要求每一次刻蚀的精确度足够高，才能使得整体生产的良率保持较高水平。图图 15：多重模板工艺原理图：多重模板工艺原理图 图图 16：芯片线宽芯片线宽越小，越小，刻蚀次数刻蚀次数越多越多 数据来源：中微公司招股说明书 数据来源：SEMI，国泰君安证券研究 全球刻蚀设备领域中，全球刻蚀设备领域中，Lam、TEL 和和 AMAT分别占分别占 47%、27%和和 17%，三者

95、几乎垄断市场三者几乎垄断市场。根据 Gartner 数据显示，2020 年全球刻蚀设备市场规模约为 137 亿美元，其中，介质刻蚀设备市场规模约 60 亿美元，导体刻蚀设备市场规模约 76 亿美元。刻蚀设备市场集中度高，Lam、TEL、AMA T 合计占 91%的市场份额，国内厂商中微公司和北方华创实现较大突破，总计占 2%的市场份额。图图 17：2023 年全球年全球刻蚀设备市场规模刻蚀设备市场规模将达到将达到 174亿美元亿美元 图图 18：全球干法设备市场：全球干法设备市场由由 Lam、TEL 和和 AMAT垄垄断断 020406080018065nm45nm28n

96、m20nm14nm10nm7nm5nm不同线宽刻蚀次数（次）4460788479667694080002020212022E2023E介质刻蚀设备（亿美元）导体刻蚀设备（亿美元）47%27%17%3%3%1%1%1%1%LamTELAMATHI TACHISEMES中微公司KLA北方华创其他 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 数据来源：Gartner，Wind，国泰君安证券研究 数据来源：Gartner，国泰君安证券研究 国内厂商技术持续突破，多款产品进入验证阶段。国内厂商技术持续突破，多款产

97、品进入验证阶段。国内主要刻蚀机厂商有中微公司、北方华创以及屹唐股份。中微公司刻蚀设备包含 CCP 与ICP，公司正在开发新型 CCP 刻蚀设备，涵盖 5nm 以下逻辑芯片及 200层以上 3D NAND 存储芯片刻蚀需求的更多不同刻蚀应用。正在开发的ICP 设备，涵盖 7nm 及以下的逻辑芯片、17nm 及以下的 DRAM 芯片和3D NAND 存储芯片的刻蚀应用，同时优化开发双台 ICP 刻蚀设备。其中，介质刻蚀已经进入台积电 5nm 产线。北方华创刻蚀机主要为 ICP，覆盖 8 英寸、12 英寸 55-28nm 制程，已进入中芯国际 14nm 产线验证阶段；屹唐股份干法刻蚀设备可用于 65

98、nm5nm 逻辑芯片。表表 11：国内厂商刻蚀设备：国内厂商刻蚀设备技术持续突破技术持续突破 公司公司 刻蚀产品刻蚀产品 进展进展 中微公司中微公司 CCP 刻 蚀 机、ICP 刻 蚀 机、TSV/MEMS刻蚀机 CCP：涵盖 5nm以下逻辑芯片及 200层以上 3D NAND 存储芯片刻蚀需求的更多不同刻蚀应用。ICP：涵盖 7nm及以下逻辑芯片、17nm及以下的 DRAM 芯片和 3D NAND 存储芯片的刻蚀应用，同时优化开发双台 ICP 刻蚀设备。介质刻蚀已经进入台积电 5nm产线。北方华创北方华创 ICP 刻 蚀 机、CCP 介质刻蚀 ICP：覆盖 8 英寸、12 英寸 55-28n

99、m 制程，已进入中芯国际 14nm产线验证阶段 CCP：目前已在 5 家客户完成验证并实现量产。数据来源：各公司官网，国泰君安证券研究 2.2.3.离子注入：产线验证顺利，进入规模放量离子注入：产线验证顺利，进入规模放量 离子注入机是离子注入工艺的核心设备，主要用于晶圆制造中的掺杂工离子注入机是离子注入工艺的核心设备，主要用于晶圆制造中的掺杂工艺。艺。离子注入是一种掺杂技术，即将特定元素以离子形式加速到预定能量后注入至半导体材料之中，改变其导电特性并最终制成包括晶体管在内的集成电路基本器件。根据离子束电流和束流能量范围，一般可以把离子注入机分为低能大束流离子注入机、高能离子注入机和中低束流离子

100、注入机。表表 12：离子注入设备：离子注入设备主要分为低能大束流、高能、中低束流离子注入机主要分为低能大束流、高能、中低束流离子注入机 离子注入机类型离子注入机类型 能量范围能量范围 注入剂量范围注入剂量范围 工艺中的主要应用工艺中的主要应用 低 能 大束流离 子注低 能 大束流离 子注入机入机 离 子 束 流 电流大于 10mA,极值为25mA，束流能量小于 120k eV 1013-1016cm-2 超浅结、源漏注入、多晶硅栅极注入等 高能离子注入机高能离子注入机 束流能量超过 200k eV，极值在 5M eV左右 1011-1013cm-2 深埋层等 中 低 束流离子 注入中 低 束流

101、离子 注入机机 离子束电流大于 10mA，束流能量小于 180k eV 1011-1017cm-2 栅阈值调整、轻掺杂漏区、SIMOX、SmartCut 穿透阻挡层等 数据来源：Gartner，国泰君安证券研究 在当前技术条件下，全球离子注入设备仍以大束流离子注入机为主。在当前技术条件下，全球离子注入设备仍以大束流离子注入机为主。据 Gartner 数据，大束流离子注入机占离子注入机市场总份额的 61，中束流离子注入机占离子注入设备市场总份额的 20。图图 19：全球离子注入设备仍以大束流离子注入机为全球离子注入设备仍以大束流离子注入机为主主 图图 20：离子注入设备示意图：离子注入设备示意图

102、 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 数据来源：Gartner，国泰君安证券研究 数据来源：SEMI 离子注入市场呈增长态势，离子注入市场呈增长态势，AMAT垄断全球离子注入市场。垄断全球离子注入市场。根据 SEMI数据，2021 年全球半导体设备销售额为 1026 亿美元，中国大陆半导体设备销售额为 296 亿美元，以离子注入机在半导体设备中占比 2.1%计算，2021 年全球离子注入机市场规模约为 22 亿美元。目前市场上离子注入机主要由美国和日本的厂商垄断，主要厂商有国外的 AMA T、Axcelis、Nissin。其中 AMA T 占据 70%的市场份

103、额，Axcelis 占据约 20%的市场份额。图图 21：AMAT垄断全球离子注入机市场垄断全球离子注入机市场 图图 22：2021 年年全球离子注入设备市场规模全球离子注入设备市场规模超超 22 亿美亿美元元 数据来源：Gartner，国泰君安证券研究 数据来源：Wind，国泰君安证券研究 离子注入机领域，凯世通、中科信引领国产替代。离子注入机领域，凯世通、中科信引领国产替代。2021 年，凯世通自主研发的首台低能大束流离子注入机率先在国内 12 英寸主流集成电路芯片制造厂完成设备验证工作。高能离子注入机顺利在某 12 英寸集成电路芯片制造厂完成交付，低能大束流重金属离子注入机、低能大束流超

104、低温离子注入机都顺利通过厂商验证；中科信产品包括中束流、大束流、高能、特种应用及第三代半导体等离子注入机，12 英寸 45-22nm 低能大束流离子注入机研发及产业化项目的实施则进入一个全新的自主创新阶段。表表 13：凯世通凯世通、中科信引领离子注入机国产替代中科信引领离子注入机国产替代 公司公司 产品产品 进展进展 凯世通凯世通 低能大束流重金属离子注入机、低能大束流超低温离子、高能离子注入机等。低能大束流离子注入机 2021 年产线验证顺利，2022 年初至 4 月 8 日，已批量出售多台 12 英寸离子注入机。2022 年上半年取得在手订单超过 11 亿元，并逐步向客61%20%18%1

105、%大束流离子注入中束流离子注入高能离子注入其他70%20%10%应用材料Axcelis其他0500022E市场规模（亿美元）请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 户批量交付低能离子注入机。中科信中科信 中束流、大束流、高能、特种应用及第三代半导体等离子注入机。12 英寸 45-22nm 低能大束流离子注入机研发及产业化项目的实施进入一个全新的自主创新阶段。数据来源：各公司官网，国泰君安证券研究 2.2.4.薄膜沉积：逐步突破细分设备，剑指最难薄膜沉积：逐步突破细分设备，剑指最难 ALD 环节环节

106、薄膜沉积是半导体制程中薄膜沉积是半导体制程中的重要环节，在衬底上形成各类薄膜。的重要环节，在衬底上形成各类薄膜。薄膜沉积是一连串涉及原子的吸附、吸附原子在表面扩散及在适当的位置下聚结，渐渐形成几纳米至几微米不等厚度的金属、介质、或半导体材料薄膜的过程。作为芯片衬底之上的微米或纳米级薄膜，是构成了制作电路的功能材料层。图图 23：PVD、CVD 及及 ALD 成膜效果成膜效果各有各有优优缺缺 数据来源：拓荆科技招股说明书 薄膜沉积设备主要包括薄膜沉积设备主要包括 CVD 设备、设备、PVD 设备设备/电镀设备和电镀设备和 ALD 设备。设备。CVD（化学气相沉积）是一种通过气体混合的化学反应在硅

107、片表面沉积薄膜的工艺，可应用于绝缘薄膜、硬掩模层以及金属膜层的沉积，PVD是将原子从原料靶材上溅射出来，利用物理过程实现物质转移，沉积形成导电电路，主要应用于金属涂层的制备。ALD（原子层沉积）可以将物质以单原子膜形式一层一层地镀在基底表面的方法，制备的薄膜具有均匀的厚度和优异的一致性，台阶覆盖率高，特别适合深槽结构中的薄膜生长，在 28nm 以下关键尺寸缩小的双曝光工艺方面取得了越来越广泛的应用。表表 14：薄膜沉积设备薄膜沉积设备主要工艺对比主要工艺对比 指标指标 ALD PVD CVD 原理原理 表面反应沉积 蒸发凝固 气相反应沉积 过程过程 层状成长 形核长大 形核长大 台阶覆盖率台阶

108、覆盖率 优秀 一般 好 速率速率 慢 快 快 温度温度 低 低 高 层均匀性层均匀性 优秀 一般 较好 厚度控制厚度控制 反应回圈次数 沉积时间 沉积时间、气相分压 成分成分 均匀、杂质少 无杂质 易含杂质 数据来源：SEMI，国泰君安证券研究 先进制程下，晶圆制造的复杂度增加，所需工序量也随之上升，先进制程下，晶圆制造的复杂度增加，所需工序量也随之上升，薄膜沉薄膜沉 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 积设备需求量将大幅增长积设备需求量将大幅增长。以中芯国际 8 英寸与 12 英寸产线所需薄膜沉积设备需求量对比，12 英寸产线比 8 英寸产线所需 CVD/P

109、VD 设备数量均大幅增长。由于光刻机的波长受到限制，14nm 及以下的逻辑器件的微观结构的加工将通过等离子体刻蚀和薄膜沉积的工艺组合，即多重模板效应工艺来完成，这将使得相关薄膜设备的加工步骤增多，最终导致薄膜沉积设备的需求量上升。表表 15：中芯国际不同产线：中芯国际不同产线的晶圆制造复杂度越高的晶圆制造复杂度越高，薄膜设备需求量薄膜设备需求量越大越大 晶圆产线晶圆产线 设备种类设备种类 所需设备数量（台）所需设备数量（台）/万片月产能万片月产能 中芯国际中芯国际 180nm 8 英寸产线英寸产线 CVD 9.9 PVD 4.8 中芯国际中芯国际 90nm 12 英寸产线英寸产线 CVD 42

110、 PVD 24 数据来源：拓荆科技招股说明书，国泰君安证券研究 2021 年全球半导体薄膜沉积设备市场规模达年全球半导体薄膜沉积设备市场规模达 190 亿美元，预计亿美元，预计 2022 年年将达到将达到 212 亿美元。亿美元。根据 Maximize Market Research 数据，到 2025 年，全球薄膜沉积设备市场规模将达到 340 亿美元，保持年复合 13.3%的增长速度，行业景气度保持上行。其中 PECVD 在薄膜设备中占比最高，达到 33%，ALD 设备占 11%。图图 24：薄膜设备细分市场中薄膜设备细分市场中 PECVD 占比最高占比最高 图图 25：2025 年全球薄

111、膜沉积设备市场规模年全球薄膜沉积设备市场规模将达到将达到 340亿美元亿美元 数据来源：Gartner，国泰君安证券研究 数据来源：Maximize Market Research，国泰君安证券研究 就细分领域来讲，CVD 设备主要被 AMA T（应用材料）、Lam Research（泛林半导体）以及 TEL（东京电子）垄断，合计占比 70%；PVD 设备主要被 AMA T 寡头垄断，占比为 85%；TEL 和 ASML 为 ALD 设备主要供应商，合计占比 60%。33%11%19%4%12%11%6%4%PECVDALD溅射PVD电镀ECD管式CVD非管式LPCVD其他MOCVD05010

112、003504002002020212022E2023E2024E2025E薄膜沉积市场规模预测（亿美元）请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 26：全球：全球 PVD 设备市场设备市场被被 AMAT寡头垄断寡头垄断 图图 27：全球：全球 CVD 设备市场设备市场被被 AMAT、Lam 和和 TEL垄断垄断 数据来源：Gartner，国泰君安证券研究 数据来源：Gartner，国泰君安证券研究 图图 28：TEL 和和 ASML 是是 ALD 设备主要供应商设备主要供应商 数据来源：Gartner，国泰君安证券研

113、究 国内厂商突破国内厂商突破 PECVD、PVD、LPCVD 等主要薄膜沉积设备，并加速等主要薄膜沉积设备，并加速ALD 量产化进程。量产化进程。拓荆科技具备 CVD、ALD 供应能力，CVD 产品包括 PECVD 和 SACVD，其中主力产品为 PECVD，目前适用于 180-14nm逻辑芯片、19/17nm DRAM 等领域，可沉积 SiO2、SiN、SiON、BPSG 等多种材料。同时，拓荆科技也是国内唯一一家产业化生产 SACVD 的厂商。北方华创薄膜沉积产品线较为全面，可供应 PVD、CVD、ALD 多个产品，制程制造覆盖 90nm-14nm，其中，PVD 设备领域竞争优势显著，主要

114、应用于集成电路、先进封装、LED 等领域，北方华创在国内产线导入的国产 PVD 设备中占比很高。中微公司的 MOCVD 设备主要应用于化合物半导体领域。表表 16：国内厂商：国内厂商已突破主要薄膜沉积设备并加速已突破主要薄膜沉积设备并加速 ALD 量产化量产化进程进程 公司公司 产品产品 进展进展 拓荆科技拓荆科技 等离子体增强化学气相沉积设备（PECVD）、原子层沉积设备（ALD）和次常压化 学 气 相 沉 积 设 备（SACVD）国内唯一产业化应用的集成电路 PECVD 设备和 SACVD 设备厂商，ALD 设备国内领先。PECVD 设备应用于 28nm 及以上逻辑芯片、3D NAND F

115、LASH、DRAM 存储芯片制造等领域。SACVD 产品在 12 英寸 40/28nm 以及 8 英寸 90nm 以上逻辑芯片广泛应用，取得现有及新客户订单。ALD 设备已完成产品开发并取得客户订单，PE-ALD设备在逻辑芯片领域实现产业化应用。北方华创北方华创 PVD 设备 PVD 优势明显，制程制造覆盖 90nm-14nm，公司在国内产线导入的85%15%AMAT其他30%21%19%30%AMAT泛林半导体TEL其他31%29%40%TELASM其他 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 国产 PVD 设备中占比较高。PVD、ALD、CVD 设备新产品市场

116、导入节奏加快。中微公司中微公司 LPCVD 设备 LPCVD 的钨填充 CVD 设备已通过关键客户的工艺验证，能够满足先进逻辑器件接触孔填充应用，及 64 层、128 层和 200 层以上 3D NAND 应用。高端逻辑器件和先进存储芯片应用的 CVD 和 ALD 设备研发中。EPI 研发进入样机调试阶段。数据来源：各公司官网，国泰君安证券研究 2.2.5.清洗：国产化率约清洗：国产化率约 31%，发展速度最快，发展速度最快 清洗设备为半导体制造的重要设备之一。清洗设备为半导体制造的重要设备之一。半导体清洗是指针对不同的工艺需求对晶圆表面进行无损伤清洗以去除半导体制造过程中的颗粒、自然氧化层、

117、金属污染、有机物、牺牲层、抛光残留物等杂质，避免杂质影响芯片良率和芯片产品性能的工序。随着芯片技术节点不断提升，晶圆制造过程中对晶圆表面污染物的控制要求越来越高，在整个半导体生产过程中，清洗几乎贯穿每一个环节，约占整体步骤的 30%以上。表表 17：清洗设备主要分为单片、槽式、组合式等清洗设备主要分为单片、槽式、组合式等 设备种类设备种类 清洗方式清洗方式 应用特点应用特点 单片清洗设备单片清洗设备 旋转喷淋、兆声波清洗，二流体清洗，机械刷洗等 工艺环境控制能力与微粒去除能力极高，能有效解决晶圆之间交叉污染的问题；但是每个清洗腔体体内每次只能清洗单片晶圆，设备产能较低。槽式清洗设备槽式清洗设备

118、 溶液浸泡，兆声波清洗等 产能高，适合大批量生产，但是颗粒，湿法刻蚀速度控制差；交叉污染风险大。组合式清洗设组合式清洗设备备 溶液浸泡、旋转喷淋组合清洗 产能较高，清洗精度较高，并可大幅度降低浓硫酸使用量，但是产品造价较高。批式旋转喷淋批式旋转喷淋清洗设备清洗设备 旋转喷淋 可实现更高温硫酸工艺要求；但是各项工艺参数控制困难，晶圆碎片后整个清洗腔室内所有晶圆均有报废风险。数据来源：前瞻产业研究院，国泰君安证券研究 单片清洗取代批量清洗，成为先进制程主流。单片清洗取代批量清洗，成为先进制程主流。清洗方案大体上可以分为干法和湿法两类，目前湿法清洗为主流方案，占比 90%以上。湿法清洗按照一次清洗的

119、对象数量分为批量清洗和单片清洗。批量清洗存在交叉污染、清洗均匀可控性和后续工艺相容性等问题，在 45nm 工艺时无法达到足够的良率，会带来高成本的芯片返工支出，因此，单片清洗设备逐步取代槽式清洗机。图图 29：湿法清洗为主流清洗方案湿法清洗为主流清洗方案 图图 30：单片清洗单片清洗设备细分市场占比最高设备细分市场占比最高 90%10%湿法清洗干法清洗75%18%7%0.40%单片清洗设备槽式清洗设备洗刷器批式旋转喷淋清洗设备 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 数据来源：前瞻产业研究院，国泰君安证券研究 数据来源：华经产业研究，国泰君安证券研究 清洗设备市场

120、规模稳步增长，龙头厂商垄断格局明显。清洗设备市场规模稳步增长，龙头厂商垄断格局明显。半导体清洗设备约为半导体设备总规模的5%，2021 年起半导体清洗设备市场增长迅速，市场规模达到 42 亿美元，预计 2022 年将达到 47 亿美元。全球半导体清洗设备市场高度集中，Screen、TEL、LAM 与 SEMES 四家公司合计市场占有率达到 90%以上。其中，Screen 占据了全球半导体清洗设备45.1%的市场份额。值得一提的是，盛美上海在全球清洗设备中占 2.3%的市场份额，在全球单片清洗设备中市场份额达到 4%。图图 31：全球清洗设备市场规模：全球清洗设备市场规模稳步增长稳步增长 数据来

121、源：Gartner，国泰君安证券研究 图图 32：全球半导体清洗设备市场高度集中全球半导体清洗设备市场高度集中 图图 33：全球单片清洗设备：全球单片清洗设备被被 Screen、TEL、LAM和和 SEMES 等等垄断垄断 数据来源：Gartner，国泰君安证券研究 数据来源：产业信息网，华经产业研究，国泰君安证券研究 国产替代率较高，部分技术接近国际先进水平。国产替代率较高，部分技术接近国际先进水平。我国半导体清洗领域的重要厂商包括盛美上海、至纯科技、北方华创、芯源微等，清洗设备国产化率约为 31%，突破速度最快，国产化率超过了其他大部分设备。盛美上海单片清洗设备最高可单台配置 18 腔体，

122、达到国际先进水平，目前正在拟研发的产品包括干法设备拓展领域产品和超临界CO2清洗干燥设备；芯源微的前道 Spin Scrubber 清洗机设备目前已达到国际先进水平，成功实现进口替代。05540200212022E2023E2024E市场规模（亿美元）45.10%25.30%14.80%12.50%2.30%ScreenTELSEMESLam盛美46%20%14%13%4%3%ScreenTELSEMESLAM盛美其他 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 表表 18：中国半导体清洗设备厂商：中国半导体清洗设备厂商部分

123、技术接近国际先进水平部分技术接近国际先进水平 企业名企业名称称 主要清洗设备产品主要清洗设备产品 已 具备技已 具备技术（术（nm）在 研 技在 研 技术（术（nm）公司进展公司进展 盛美上盛美上海海 单片 SAPS 兆声波清洗设备、单片 TEBO 兆声波清洗设备、单片前道刷洗设备、单片槽式组合清洗设备等 14-130 5/7 18 腔 300mm UltraCVI 单晶圆清洗设备已成功投入量产，支持先进逻辑、DRAM 和 3D NAND 制造所需的大多数半导体清洗工艺，产能较 12 腔设备提升 50%北方华北方华创创 单片及槽式清洗机 28-130 14 前道 Spin Scrubber 清

124、洗机设备目前已达到国际先进水平，成功实现进口替代。至纯科至纯科技技 槽式单片清洗机 28-130 14 前道物理清洗机可用于 8/12 英寸单晶圆处理，在自动刷压控制技术上已达到国际先进水平。芯源微芯源微 单片清洗机、全自 动SCRUBBER 清 洗 机、KS-M300 半自动机台 28-130 14 12 寸单片湿法清洗设备和槽式湿法设备工艺领先。单片湿法设备多工艺已通过验证并交付。将持续开发多反应腔-18 腔、超临界清洗等高阶工艺设备。数据来源：各公司官网、前瞻产业研究院、国泰君安证券研究 2.2.6.CMP：发展加速，华海清科引领国产化：发展加速，华海清科引领国产化 CMP 技术即化学机

125、械研磨抛光技术。技术即化学机械研磨抛光技术。是指通过化学腐蚀与机械研磨的共同作用，实现晶圆表面的全局纳米级平坦化的一项技术。CMP 设备一般主要由抛光设备、抛光液、抛光垫、废物处理系统等部分组成，在半导体设备中是研制难度较大的设备之一。主要工作过程是：抛光头将晶圆贴合在抛光垫之上，抛光垫和晶圆之间流有一定量的研磨液，通过抛光液腐蚀、微粒摩擦、抛光垫摩擦等实现晶圆表面的全局平坦化，保证硅片表面的均匀性，同时通过检测系统防止过抛。图图 34：CMP 抛光模块示意图抛光模块示意图 数据来源：华海清科招股说明书 随着芯片集成度增加，随着芯片集成度增加，CMP 设备重要性或持续上升。设备重要性或持续上升

126、。为实现芯片的更高集成度，就要保证芯片垂直空间的有效利用，多层布线的立体结构因此被广泛应用到集成电路制造中。但在此工艺中，各种工艺层被刻蚀成图形之后，晶圆表面不平使得反射性质不同，解析度难以达到较好的水平，同时器件稳定性会因为电路电阻值增高而下降。因此，在多层布线的立体结构集成电路中，实现整片平坦化成为半导体设备中重要技术发 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 展方向之一。CMP 技术拥有优秀的全局平坦化能力、适用性广、成本低等特点，在当前晶圆制造和加工过程中，逐渐成为主流。随着芯片集成度增加，CMP 设备的重要性也逐步增加。图图 35：CMP 平坦平坦优化效

127、果明显优化效果明显（CMOS 结构剖面图）结构剖面图）数据来源：华海清科招股说明书 市场规模稳步增长，全球市场规模稳步增长，全球 CMP 设备市场被设备市场被 AMAT、Ebara 高度垄断。高度垄断。据 Gartner 统计，2021 年全球 CMP 设备市场约为 27.83 亿美元。目前全球 CMP 设备市场处于高度集中状态，主要由 AMA T、Ebara 两家设备制造商占据，合计拥有超过 90%的市场份额。图图 36：全球：全球 CMP 设备市场规模设备市场规模稳步增长稳步增长 图图 37：全球：全球 CMP 设备设备市场被市场被 AMAT、Ebara高度垄断高度垄断 数据来源：华经产业

128、研究院，国泰君安证券研究 数据来源：华经产业研究院，国泰君安证券研究 华海清科技术实力强，差异化技术布局打破海外垄断。华海清科技术实力强，差异化技术布局打破海外垄断。我国 CMP 设备国产化水平较低，但在政府政策的支持和国内厂商的多年积累下，国内CMP 设备技术有明显进展。国内 CMP 设备厂商主要有华海清科和北京烁科精微电子，华海清科是国内唯一一家实现 12 英寸 CMP 设备量产的厂商，打破了国际厂商的垄断。其 12 英寸系列 CMP 设备在国内已投产的 12 英寸大生产线上实现了批量产业化应用，据其营收统计，2021 年国内市场占有率已经达到 25.8%。烁科精微电子研发制造的 8 英寸

129、 CMP 设备已搬入中芯国际产线。055202020212022E市场规模（亿美元）64.10%29.10%6.80%AMATEBARA其他 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 表表 19：华海清科：华海清科差异化技术布局打破海外垄断差异化技术布局打破海外垄断 对比项目对比项目 华海清科华海清科 AMAT EBARA 主要产品或服务主要产品或服务 CMP 设备及相关耗材销售、维保、晶圆再生服务 泛半导体设备及解决方案，包括半导体系统、半导体厂商全球服务、显示及相关业务。各类流体机械及系统，环境工程和精密机械，其中 CMP设备业务属于精密机

130、械业务板块 应用制程工艺水平应用制程工艺水平 已实现 28nm 制程的成熟产业化应用，14nm 制程工艺技术正处于验证中 应用于最先进的 5nm 制程工艺 应用于部分材质的5nm制程工艺 最大晶圆尺寸最大晶圆尺寸 12 英寸 12 英寸 12 英寸 抛光头技术抛光头技术 7 区分抛光头 7 区分抛光头 7 区分抛光头 产品技术特点产品技术特点 直驱式抛光驱动技术；归一化抛光终点识别技术；VRM 竖直干燥技术 皮带传动或直驱驱动技术；电机电流终点检测技术；提拉干燥技术 皮带传动或直驱驱动技术；电机电流终点检测技术；水平刷洗技术 数据来源：华经产业研究院，国泰君安证券研究 3.材料：高端领域国产化

131、加快，业绩进入收获期材料：高端领域国产化加快，业绩进入收获期 3.1.下游种类众多，细分高度垄断下游种类众多，细分高度垄断 图图 38：半导体材料主要分为封装材料和晶圆制造材料半导体材料主要分为封装材料和晶圆制造材料 数据来源：安集年报，SEMI 半导体材料细分市场分散，覆盖制造到封装全流程。半导体材料细分市场分散，覆盖制造到封装全流程。半导体材料分为晶圆制造材料和封装材料，晶圆制造材料和封装材料又可以进一步细分为多种材料；半导体材料在芯片制造和封装的整个流程都有应用，具体来说，在芯片制造过程中，硅晶圆环节会用到硅片；清洗环节会用到高纯特气和高纯试剂；沉积环节会用到靶材；涂胶环节会用到光刻胶；

132、曝光环节会用到掩模板。有些材料应用于多个环节，如显影、刻蚀、去胶环节均会用到高纯试剂。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 39：从从制造到封装，半导体材料覆盖芯片制造全流程制造到封装，半导体材料覆盖芯片制造全流程 数据来源：国泰君安证券研究 半导体材料市场规模持续扩大，中国半导体材料市场增速高于全球。半导体材料市场规模持续扩大，中国半导体材料市场增速高于全球。除2018-2019 年受供需影响增速存在波动，其余均成增长态势。根据 SEMI数据，全球半导体材料销售额由 2019 年的 521 亿美元上升至 2021 年的643 亿美元，3 年 CAGR 达

133、 11.1%；中国半导体材料销售额由 2019 年的87 亿美元上升至 2021 年的 119 亿美元，3 年 CAGR 达 17.0%，明显高于全球增速。图图 40：全球半导体材料市场规模不断提升：全球半导体材料市场规模不断提升 图图 41：中国半导体材料市场规模不断提升：中国半导体材料市场规模不断提升 数据来源：SEMI，国泰君安证券研究 数据来源：上海市集成电路行业协会，国泰君安证券研究 晶圆制造材料占比高于封装材料，细分市场分散，规模偏小。晶圆制造材料占比高于封装材料，细分市场分散，规模偏小。2020 年全球晶圆制造材料市场规模约为 349 亿美元，约占半导体材料整体规模的63%；国内

134、两种材料规模相近，2020 年国内晶圆制造材料市场规模约为406 亿元，约占半导体材料整体规模的 52%。晶圆制造材料中硅片占据绝对主流，占比 35%；封装材料中基板占比最高，达 39%。减薄切割贴片引线键合模塑电镀切筋成型终测封装基板引线框架键合丝塑封料硅微粉锡球硅晶圆清洗沉积氧化涂胶前烘曝光显影刻蚀后烘去胶离子注入薄膜生长研磨抛光金属化WAT测试高纯试剂靶材光刻胶掩膜版前驱体靶材抛光液抛光垫制造封装高纯特气硅片高纯特气-2%0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%00500600700800200022E全球市场规

135、模（亿美元）YoY0%5%10%15%20%25%0204060800022E中国大陆市场规模（亿美元）YoY 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 42：晶圆制造材料晶圆制造材料细分市场分散细分市场分散 图图 43：封装材料成本封装材料成本构成中基板占比最高构成中基板占比最高 数据来源：SEMI，国泰君安证券研究 数据来源：上海市集成电路行业协会，国泰君安证券研究 半导体材料各细分市场大都由国外企业垄断，国产化率均有待提高。半导体材料各细分市场大都由国外企业垄断，国产化率均有待提高。硅片市

136、场全球前五大公司的市场份额达 87%，光刻胶全球市场前五大公司的市场份额达 87%，高纯试剂全球市场前六大公司的市场份额达 80%以上，CMP 材料全球市场前七大公司市场份额达 90%。各细分材料国产化率也有差别，其中电子特气与溅射靶材国产化率相对较高，达 30%-40%；掩模版、抛光垫、光刻胶国产化率较低，均不足 10%。图图 44：半导体材料各细分市场大都由国外企业垄断半导体材料各细分市场大都由国外企业垄断 数据来源：前瞻产业研究院，中国电子材料行业协会，国泰君安证券研究 表表 20：半导体材料各细分市场半导体材料各细分市场国产化率国产化率均有待提高均有待提高 材料种类材料种类 硅片及硅基

137、材料硅片及硅基材料 电子特气电子特气 掩模版掩模版 抛光材料抛光材料 湿电子化学品湿电子化学品 光刻胶光刻胶 溅射靶材溅射靶材 抛光垫 抛光液 国产化率国产化率 20%-30%30%-40%10%5%30%20%-30%5%30%-40%数据来源：新材料在线，国泰君安证券研究 3.2.细分材料：细分材料：3.2.1.硅片：规模稳增硅片：规模稳增 12 寸成主流，产能扩张加速国产化寸成主流，产能扩张加速国产化 35%13%12%8%6%6%7%2%11%硅片电子气体光掩模光刻胶配套化学品抛光材料光刻胶湿法化学品溅射靶材其他基板,39%引线框架,16%陶瓷封体,10%键合线,15%包装材料,14%

138、芯片粘贴,4%其他,2%信越化学信越化学信越化学信越化学SUMCOSiltronic环球晶圆SK SiltronJSRJSRJSRJSRTOKTOKTOKTOK杜邦杜邦杜邦杜邦住友化学住友化学住友化学富士胶片富士胶片CabotCabotDowHitachi日矿金属霍尼韦尔东曹普莱克斯空气化学林德集团液化空气 太阳日酸日本企业欧美企业中国大陆韩国中国台湾其他其他其他其他其他其他其他其他其他其他0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%硅片半导体光刻胶g/i光刻胶ArF光刻胶KrF光刻胶CMP抛光垫CMP抛光液靶材电子特气湿电子化学品 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必

139、阅读正文之后的免责条款部分 0 3.2.1.1.市场规模近千亿，12 寸成大势所趋 硅片制备可大致分为多晶硅硅片制备可大致分为多晶硅-单晶硅、单晶硅单晶硅、单晶硅-硅片两大步骤，前者是技硅片两大步骤，前者是技术难点所在。术难点所在。硅片制造商购入电子级多晶硅作为原材料，通过拉晶环节得到单晶硅锭，然后依次进行硅锭切端、直径滚磨、切割倒角、研磨腐蚀、抛光清洗得到抛光片。根据客户要求，可在抛光片基础上进一步加工以制备退火片、外延片、SOI 等细分产品。图图 45：硅片制硅片制造工艺复杂，技术壁垒在于拉晶环节造工艺复杂，技术壁垒在于拉晶环节 数据来源：沪硅产业招股说明书，国泰君安证券研究 半导体器件的

140、制程水平与硅片尺寸需求相对应。半导体器件的制程水平与硅片尺寸需求相对应。按尺寸分，6 英寸、8 英寸、12 英寸占据市场主要份额。不同尺寸下的不同制程对应不同的应用场景，涵盖从成熟到先进制程的半导体器件。表表 21：不同制程要求决定半导体硅片需求结构不同制程要求决定半导体硅片需求结构 硅片尺寸硅片尺寸 制程范围制程范围 制程制程 应用应用 12 英寸英寸 5nm-28nm 5nm 高端智能手机处理器（苹果 A14）7nm-14nm 高端智能手机处理器、高性能计算机 20-22nm DRAM、NAND Flash 存储芯片、中低端处理器芯片、影像处理器、数字电视机顶盒等 28nm-90nm 28

141、nm-32nm WiFi、蓝牙、存储芯片、FPGA 芯片、低电压低功耗联网芯片等 45nm-65nm 主要用于性能需求较低、对成本和生产效率要求较高的领域，如手机基带、WiFi、GPS、蓝牙、Nor Flash 芯片等 8 英寸英寸 90nm-0.5m 90nm-0.13m 物联网、汽车 MCU、射频芯片、基站通讯设备 DSP 等 0.13m-0.15m MCU、指纹识别芯片、影像传感器、电源管理芯片、液晶驱动 IC 等 0.18m-0.25m 影像传感器、eNVM 嵌入式非易失性存储器等 2-6 英寸英寸 0.35m 及以上 MOSFET、IGBT、模拟 FR、MEMS、二极管等功率器件 数

142、据来源：电子工程世界，国泰君安证券研究 中国硅片市场增幅高于全球，硅片价格及出货面积维持高位。中国硅片市场增幅高于全球，硅片价格及出货面积维持高位。2015 年至2020 年，全球半导体硅片市场从 495 亿元扩张至 785 亿元，CAGR 达9.67%；中国市场从仅仅 30.5 亿元增长至 93.7 亿元，CAGR 达 25.18%，远超同期全球市场增速。此外，全球半导体硅片价格及出货面积近两年来均维持在高位水平：2018 年-2020 年全球硅片销售单价依次为 0.91 美元/英寸、0.96 美元/英寸、0.91 美元/英寸，总体维持稳定；全球半导体硅片出货面积从 2011 年起逐年增长，

143、近两年来增速有所放缓，但仍然维持在较高水平。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 46：全球规模：全球规模近千亿级，中国份额增幅领先近千亿级，中国份额增幅领先 数据来源：SEMI，国泰君安证券研究 为提高半导体的生产效率和降低成本，硅片向大尺寸演进是大势所趋。为提高半导体的生产效率和降低成本，硅片向大尺寸演进是大势所趋。12 英寸半导体级硅片自 2003 年起出货面积开始爆发式增长，从约 3.5 亿平方英寸增加至 85 亿英寸左右，市场份额由 2003 年的 7%增长至 2015年近 65%，随后几年在高位保持相对稳定。当前与 8 英寸硅片合计占据市场超

144、90%，是未来晶圆生产的主流规格。图图 47：大尺寸大尺寸半导体硅片出货面积占比半导体硅片出货面积占比不断提高不断提高 图图 48：从从 2003 年开始年开始 12 英寸半导体级硅片出货面积爆发英寸半导体级硅片出货面积爆发式增长式增长（百万平方英寸）（百万平方英寸）数据来源：IC Insights，国泰君安证券研究 注：不包括 SOI 硅片 数据来源：SEMI，国泰君安证券研究 注：不包括 SOI 硅片 3.2.1.2.三大驱动助力成长，国内厂商打破垄断 并购式外延扩张造就行业高集中度，国内企业发展致使全球格局微妙改并购式外延扩张造就行业高集中度，国内企业发展致使全球格局微妙改变。变。20

145、世纪 90 年代，全球主要的半导体硅片企业超过 20 家。自此 20多年来，龙头企业纷纷收购合并提升自身市占率。近几年，前五大公司市场份额之和稳定在 80%以上。2020 年 12 月 10 日，环球晶圆以 37.5 亿欧元收购德国硅片制造商 Siltronic AG，此次收购合并完成后，环球晶圆将从全球第三大硅片生产商一跃成为全球第二大硅片制造商。近年来，国内硅片企业加速发展，CR5 自 2017 年高点后逐年下降。沪硅产业在全球半导体硅片市场的市占率从2016年的0.54%增长为2020年的2.18%，0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20002001200

146、2200320042005200620072008200920000192020125mm150mm200mm300mm00400050006000700080009000200020004200520062007200820092000019125mm150mm200mm300mm 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 是国内生产半导体硅片最大的厂商。图图 49：硅片市场集中度较高硅片市

147、场集中度较高 图图 50：全球硅片市场行业集中度在：全球硅片市场行业集中度在 2017 年达顶峰，随后逐年达顶峰，随后逐年下降年下降 数据来源：沪硅产业招股书，芯思想研究院，国泰君安证券研究 数据来源：沪硅产业招股书，芯思想研究院，国泰君安证券研究 国内硅片厂商不断成长，打破垄断的主要驱动力有三：国内硅片厂商不断成长，打破垄断的主要驱动力有三：1）外延式并购加快企业版图扩展。）外延式并购加快企业版图扩展。以沪硅为例，2015 年上海硅产业投资有限公司成立，注册资本 2 亿元；2016 年，公司收购上海新昇，同年通过要约收购的方式完成对 Okmetic 的控股；2019 年，公司继续通过收购股份

148、取得新傲科技控制权。随着公司 12 英寸硅片的规模量产，沪硅产业市占率增长至 2.18%，有望在世界舞台上占据一席之地。2）下游需求驱动下，国内厂商积极扩张产能，顺应行业趋势，新增硅片）下游需求驱动下，国内厂商积极扩张产能，顺应行业趋势，新增硅片产能聚焦产能聚焦 12 英寸。英寸。大多数国内厂商已具备 8 英寸硅片量产能力，但 12英寸硅片仍主要依赖进口。以沪硅产业、立昂微为首的国内厂商积极扩增 12 英寸产能，沪硅产业 12 英寸硅片技术领先国内，其子公司上海新昇 2021 年末完成 30 万片/月的 12 寸安装产能的建设，其募投项目将进一步新增 30 万片/月的 12 寸产能，最终达到月

149、产 60 万片 12 英寸硅片的产能。表表 22：国内硅片厂商国内硅片厂商积极扩张产能积极扩张产能，新增硅片产新增硅片产能聚能聚焦焦 12 英寸英寸 硅片厂商硅片厂商 子公司子公司 8 英寸硅片产能情况英寸硅片产能情况 12 英寸硅片产能情况英寸硅片产能情况 沪硅产业沪硅产业 上海新上海新昇/已建产能 30 万片/月，新增规划产能 30 万片/月轻掺 新傲科技新傲科技 8 寸以下 20 万片/月，其中 8寸 SOI 技改，达到 4 万片/月 建设 40 万片/年的 12 寸高端硅基材料研发中试线 Okmetic 20 万片/月 8 寸，2 万片/月的SOI 产能 立昂微电子立昂微电子 金瑞泓金

150、瑞泓 已建产能 40 万片/月 已建产能 15 万片/月，规划产能 45 万片/月 超硅半导体超硅半导体 上海超硅上海超硅/重庆超硅重庆超硅 已建产能 50 万片/月/国晶半导体国晶半导体/已建产能 15 万片/月，二期规划产能 30 万片/月 中环股份中环股份 已建产能 70 万片/月，规划产能 100 万片/月 已建产能 17 万片/月，规划产能 60 万片/月 78.0%80.0%82.0%84.0%86.0%88.0%90.0%92.0%94.0%96.0%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%200192020信越化学SUMCOSil

151、tronic环球晶圆SK Siltron沪硅产业其他CR5（右轴）请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 神工股份神工股份 已建产能 5 万片/月，规划产能 15 万片/月/麦斯克电子麦斯克电子 预计至 2024 年新增产能 20 万片/月 预计至 2024 年新增产能 5 万片/月 有研半导体有研半导体 已建产能 276 万片/年 扩产项目一期于 2020 年年底量产，已建成 300 吨 12-18 英寸硅单晶的生产能力，二期建设目标为 360 万片/年 中欣晶圆中欣晶圆 已建产能 45 万片/月，规划产能 55 万片/月 现有产能 10 万片/月，预计 202

152、2 年年底二期建成新增产能 10万片/月 郑州合晶郑州合晶 已建产能 20 万片/月 已完成 1 万片/月试产，规划产能 28 万片/月 晶睿电子晶睿电子 已建产能 13 万片/月，2022 年年底规划产能 38 万片/月 预计 2022 年年底产能达 10 万片/月 鑫晶半导体鑫晶半导体 新建产能 30 万片/月 已建成产能 10 万片/月，预计 2022 年扩充至 30 万片/月，2023年扩充至 60 万片/月 数据来源：各公司公告，国泰君安证券研究 3）重掺外延片聚焦功率和模拟市场，附加值高，与国外技术差距小，利）重掺外延片聚焦功率和模拟市场，附加值高，与国外技术差距小，利于国内厂商追

153、赶国际龙头。于国内厂商追赶国际龙头。重掺主要为外延片，面向 DAO 产品，市场占比约 26%；轻掺则主要面向存储和逻辑，市场占比约 74%。重掺外延片虽然市场规模偏小，但由于增加了外延环节，利润附加值更高。另外，重掺片技术门槛低于轻掺片，且国外大厂多以轻掺片为主，产品竞争壁垒相对较小，适宜以立昂微为首的国内厂商加速成长。3.2.2.光刻胶：光刻胶：K 胶进入放量，胶进入放量，A 胶加速验证胶加速验证 3.2.2.1.下游市场分散，市场格局垄断明显 光刻是半导体晶圆制造中的最重要的工艺环节。光刻是半导体晶圆制造中的最重要的工艺环节。光刻环节决定着芯片的最小特征尺寸，占芯片制造时间的 40-50%

154、，占制造成本的 30%。光刻胶作为光刻环节的核心耗材，决定工艺图形的精密程度和良率，光刻胶作为光刻环节的核心耗材，决定工艺图形的精密程度和良率，随随着光刻特征尺寸的不断缩小，工艺环节对于光刻胶的要求愈发严格着光刻特征尺寸的不断缩小，工艺环节对于光刻胶的要求愈发严格。光刻胶是由感光树脂、增感剂和溶剂三种主要成分构成的对光敏感的混合液体，通过刻蚀工艺将光掩模上的图形转移到所在的衬底上。集成电路随着摩尔定律的不断推进，制程工艺进入 5nm 时代，对光刻胶性能要求愈发严格。光刻胶的性能与光刻分辨率紧密相关，光刻分辨率直接关系芯片特征尺寸大小，其与曝光波长、数值孔径及工艺系数相关。图图 51：光光刻胶随

155、着光刻特征尺寸的演进而演进刻胶随着光刻特征尺寸的演进而演进 数据来源：CNKI 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 光刻胶根据应用领域，主要分为半导体光刻胶、面板光刻胶和光刻胶根据应用领域，主要分为半导体光刻胶、面板光刻胶和 PCB 光光刻胶。刻胶。半导体光刻胶，主要应用于半导体，根据曝光波长不同，分为 g线光刻胶、i 线光刻胶、KrF 光刻胶、ArF 光刻胶以及 EUV 光刻胶等；面板光刻胶主要应用于面板显示，分为彩胶、黑胶等；PCB光刻胶则主要应用于 PCB行业，主要分为干膜光刻胶、湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨等。其中半导体光刻胶技术壁垒较高，国产化率较低。

156、图图 52：2019 年全球光刻胶下游市场占比年全球光刻胶下游市场占比主要为主要为 PCB、LCD 和半导体三大领域。和半导体三大领域。图图 53：2020 年全球半导体光刻胶细分市场年全球半导体光刻胶细分市场以以 ArF 和和 KrF为为主主 数据来源：前瞻产业研究院，国泰君安证券研究 数据来源：Trendbank，国泰君安证券研究 光刻胶壁垒高筑，是光刻胶壁垒高筑，是半导体材料中国产化率最低的材料之一半导体材料中国产化率最低的材料之一。除 PCB光刻胶外，半导体光刻胶和面板光刻胶均严重依赖进口。其壁垒包括原材料壁垒、设备壁垒、技术壁垒、验证周期长等方面，前三者为主要技术壁垒。原材料市场基本

157、被国外厂商垄断，尤其是树脂和感光剂高度依赖于进口，国产化率很低，由此增加了生产成本以及供应链风险。光刻胶生产需要光刻机进行配套测试，相关研发设备成本高昂且依赖进口。光刻胶的技术壁垒既来自于专利突破的障碍，也有晶圆厂高度定制化的配套要求。图图 54：半导体半导体光刻胶在产品升级过程中的不同技术要求光刻胶在产品升级过程中的不同技术要求 数据来源：Trendbank，前瞻产业研究院，国泰君安证券研究 高壁垒铸就垄断格局，市场主要被日美厂商所占据。高壁垒铸就垄断格局，市场主要被日美厂商所占据。全球光刻胶市场主要被东京应化、杜邦、JSR、住友化学等制造商所垄断，尤其是在半导体光刻胶的高端的 KrF 和

158、ArF 领域，市场集中度更高。在较为低端的 g/iPCB光刻胶,25%LCD光刻胶,27%半导体光刻胶,24%其他光刻胶,24%44%35%14%4%2%1%ArFKrFigEUV紫外负胶G线I线KrFArFEUV传统光刻胶，基于酚醛树脂体系。酚醛树脂作为主体，提供成膜性及抗刻蚀性能；重氮萘醌感光材料，提供感光性能。化学放大型光刻胶，解决248 nm波长下透光性问题并对光信号进行放大。感光能力 248 nm透光性无苯环化学放大型光刻胶，丙烯酸类树脂，沿用化学放大机理，提升无苯环材料抗刻蚀能力。克服苯环193 nm吸收新材料体系光刻胶，利用金属氧化物提高感光速度、抗刻蚀能力；或在聚合物中加入吸色

159、基团提升吸收能力；小分子光刻胶材料体系。感光速度、放气控制 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 线光刻胶领域，CR4 为 74%，但在 KrF 光刻胶领域的 CR4 为 85%，ArF光刻胶领域的 CR4 为 83%，两者均超过 83%以上。而中国公司除少数公司覆盖 g/i 光刻胶外，在更高的光刻胶领域基本都处于客户验证甚至只是研发阶段，任重而道远。图图 55：各各类光刻胶市场类光刻胶市场主要被日美厂商所占据主要被日美厂商所占据 数据来源：前瞻产业研究院，中国产业信息网，TECHCET，国泰君安证券研究 表表 23：全球半导体光刻胶产品情况对比全球半导体光刻胶

160、产品情况对比，国内厂商任重道远国内厂商任重道远 区域区域 企业企业 i/gline 胶胶 KrF 胶胶 干性干性 ArF 胶胶 浸没浸没 ArF 胶胶 EUV胶胶 全球市场全球市场 JSR 量产 量产 量产 量产 量产 东京应化 量产 量产 量产 量产 量产 美国杜邦 量产 量产 量产 量产 产能建设 信越化学 量产 量产 量产 量产 量产 富士胶片 量产 量产 量产 量产 产能建设 中国大陆市场中国大陆市场 北京科华 量产 量产 客户验证阶段 研发 通过 02 专项验收 上海新阳 客户验证 通过客户验证 产能建设/南大光电/25 吨，获部分客户认证/晶瑞电材 量产 客户验证阶段 研发、产能建

161、设/江苏博硕 研发/北旭电子 定制化服务 定制化服务 定制化服务/飞凯材料 客户验证阶段/数据来源：前瞻产业研究院，国泰君安证券研究 3.2.2.2.光刻胶从 0-1 突破，国产化进入爆发拐点 国产光刻胶从国产光刻胶从 0-1 实现技术突破，逐步导入供应链，国内大厂有望抓住实现技术突破，逐步导入供应链，国内大厂有望抓住国产替代窗口进入爆发上升的拐点。国产替代窗口进入爆发上升的拐点。信越化学等国外大厂断供造成国内光刻胶供需短缺持续紧张，伴随着半导体供应链安全问题日益严重，光刻胶的国产替代的窗口逐步打开。与此同时，各大国产厂商在高端光刻胶领域逐步实现量产和规模出货，并借助优异的产品配套开发能力成功

162、导入国产供应链，有望实现光刻胶国产替代的大爆发。光刻胶加速国产替代的主要逻辑为：光刻胶加速国产替代的主要逻辑为：28%21%15%24%18%13%21%19%26%20%34%46%15%15%18%4%11%13%13%23%22%41%10%15%15%10%9%8%13%13%18%13%15%0%20%40%60%80%100%120%光刻胶半导体光刻胶g/i光刻胶ArF光刻胶KrF光刻胶EUV光刻胶JSRTOK杜邦信越化学住友化学富士胶片其他 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 行业窗口打开：行业窗口打开：供需紧张和供应链安全问题日益严重，光刻胶的

163、国产替代窗口进一步打开。新产能的配套发展：新产能的配套发展：光刻胶属于高度定制化产品，并需要和光刻机联动发展。随着国内晶圆厂新产能的迅速释放，国内厂商为满足产品配套化发展，会优先选择具有本土化优势的国内厂商。供应链一体化：供应链一体化：以华懋科技、彤程新材等为代表的国内公司将单体、树脂等上游材料和光刻胶一体化发展，实现供应链的全方位安全，成为国内晶圆厂商长期发展的首选供应商。KrF、ArF 等关键领域实现客户导入及产品扩产：等关键领域实现客户导入及产品扩产：KrF 线光刻胶用于0.25m-0.11m，ArF 线光刻胶用于 90nm-7nm，两者覆盖成熟制程内几乎所有产品，以彤程新材等为代表的国

164、内厂商突破 KrF 和 ArF线光刻胶实现规模化量产，打开了光刻胶领域的最大应用市场，有助于国内厂商的快速发展。表表 24：各大国产厂商在高端光刻胶领域逐步实现量产和规模出货各大国产厂商在高端光刻胶领域逐步实现量产和规模出货 产品产品 细分二级细分二级 2020 年年 国产化率国产化率 主要用途、技主要用途、技术制程节点术制程节点 相关公司相关公司 量产化阶段量产化阶段 产能及时间节点产能及时间节点 PCB 光刻胶光刻胶 干膜光刻胶 几乎全进口 微细图形加工/湿膜光刻胶及阻焊油墨 50%容大感光 飞凯材料 LCD 光刻胶光刻胶 彩色光刻胶 5%制备彩色滤光片（占成本27%）永太科技 产能建成

165、雅克科技 收购 LG 彩胶 彤程新材（北旭电子 45%）黑色光刻胶 5%上海新阳 产能在建 触摸屏光刻胶/玻璃基板上沉积 TO 制作 TFT-LCD 光刻胶 大部分进口 微细图形加工 晶瑞股份 量产 彤程新材（北京科华42.26%）量产 年产 1.1 万吨半导体、平板显示用光刻胶及 2 万吨相关配套试剂项目，因为疫情有所推迟，将在 2022 下半年完成建设并投入生产。容大感光 飞凯材料 产能扩建 彤程新材（北旭电子 45%）产能扩建 北旭潜江工厂年产 6000 吨正型光阻项目已于 2022 年1 月份正式投产 半导体半导体 光刻胶光刻胶 g(436nm)/i(265nm)线光刻胶 10%g:6

166、 英寸晶圆（0.5 微米以上）；i:6、8 英寸晶圆（0.35-0.5 以上）容大感光 产能扩建 晶瑞股份 量产 彤程新材（北京科华42.26%）量产 500 吨/年 华懋科技（博康化学29.7%）量产 KrF 光刻胶1%8 英寸（0.15-晶瑞股份 中试完成 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0（248nm）0.25 以上）彤程新材（北京科华42.26%）量产 10 吨/年 华懋科技（博康化学29.7%）量产 ArF 光刻胶（193nm）1%12 英寸（干法：65-130nm;湿法：45nm 以下）晶瑞股份 研发 彤程新材（北京科华42.26%）研发 上海新阳

167、 产能建设 ArF 厚膜 21 年少量销售，22 年量产；干法 22 年少量销售，23 年量产。23 年预计合计销售额 2 亿 南大广电 02 建设 华懋科技（博康化学29.7%）规模化量产 EUV光刻胶(13.5nm)研发阶段 12 英寸（32nm以下）彤程新材（北京科华42.26%）02 专项研发通过验收 数据来源：萝卜投研，国泰君安证券研究 3.2.3.CMP：鼎龙与安集合力，打破：鼎龙与安集合力，打破 CMP 材料垄断材料垄断 3.2.3.1.深度受益下游扩产与工艺升级，国内市场增速预计高于全球 CMP 技术是目前国际公认唯一可以提供全局平坦化的技术。技术是目前国际公认唯一可以提供全局

168、平坦化的技术。化学机械研磨/化学机械抛光（CMP，Chemical Mechanical Planarization）基本原理是在晶圆抛光过程中，抛光头将晶圆待抛光面压抵在粗糙的抛光垫上，借助抛光液腐蚀、微粒摩擦、抛光垫摩擦等耦合实现全局平坦化，随后通过清洗清除晶圆表面的颗粒。CMP 核心耗材聚焦抛光液和抛光垫。核心耗材聚焦抛光液和抛光垫。根据功能的不同，抛光材料可划分为抛光垫、抛光液、调节器、以及清洁剂等，其中抛光液占据 49%的市场份额，抛光垫占据了 33%的市场份额。二者均为易耗品，其性能在很大程度上决定了抛光的质量。抛光垫：决定晶圆平整度的重要辅料。抛光垫：决定晶圆平整度的重要辅料。抛

169、光垫主要通过化学物理作用打磨晶圆，在使用时对硅片提供一定压力并对其表面进行机械摩擦，主要起存储、传输抛光液的作用。主要类别分为聚氨酯类、无纺布类和绒毛结构，其中软性垫在抛光垫中占据主流。抛光液：抛光液：CMP 技术核心要素。技术核心要素。抛光液是一种不含任何硫、磷、氯添加剂的水溶性抛光剂，其性能直接影响被加工工件表面的质量以及抛光加工的效率。不同的抛光步骤会需要不同的抛光液种类，7nm 以下逻辑芯片中 CMP 抛光步骤达到三十步，使用抛光液种类近三十种。主要类别分为氧化铝类、氧化硅类和氧化铈类，其中氧化铈在抛光液中占据主流。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0

170、随着国内半导体逻辑芯片与存储芯片工艺升级，抛光步骤和随着国内半导体逻辑芯片与存储芯片工艺升级，抛光步骤和 CMP耗材耗材用量将会增加，用量将会增加，CMP 材料市场将进一步扩大。材料市场将进一步扩大。比如 14 nm 以下逻辑芯片工艺要求的关键 CMP 工艺将达到 20 步以上；7 nm 及以下逻辑芯片工艺中 CMP 抛光步骤甚至可能达到 30 步。同样地，存储芯片由 2D NAND 向 3D NAND 技术变革，也会使 CMP 抛光步骤数近乎翻倍。CMP 抛光材料全球市场规模稳步提升，国内市场增速高于全球市场。抛光材料全球市场规模稳步提升，国内市场增速高于全球市场。根据SEMI的数据，202

171、0年全球CMP抛光材料市场规模为24.8亿美元，14-20 年 CAGR为 8%；2020 年中国 CMP 抛光材料市场规模为 32 亿元，15-20 年 CAGR 约为 10%。国内的中芯国际、长江存储、长鑫存储等晶圆厂/存储厂在技术工艺上实现突破后，正进入扩产高峰期，国内市场预计将有明显高于全球市场的增速。图图 56：全球抛光垫市场规模持续增长全球抛光垫市场规模持续增长 图图 57：中国抛光垫市场规模近六年中国抛光垫市场规模近六年 CAGR 超超 10%数据来源：Techcet，国泰君安证券研究 数据来源：Techcet，国泰君安证券研究 3.2.3.2.国外厂商高度垄断，安集鼎龙率先突破

172、 由于由于 CMP 材料较高的工艺壁垒及认证难度，行业格局较为集中，主要材料较高的工艺壁垒及认证难度，行业格局较为集中，主要被美国及日本厂商垄断。被美国及日本厂商垄断。抛光液：国外厂商垄断，国内龙头追赶迅猛。抛光液：国外厂商垄断，国内龙头追赶迅猛。长期以来，全球抛光液市场被美日企业所垄断，Cabot、Hitachi、Fujimi、V ersum 占比分别为 33%、13%、10%、9%，CR4 约为 65%。值得一提的是，中国企业安集科技追赶势头迅猛，其全球市场份额已经增加到 4.5%。抛光垫：美国抛光垫：美国 Dow 公司一家独大，呈现单寡头格局。公司一家独大，呈现单寡头格局。美国陶氏化学企

173、业占全球抛光垫市场 79%的市场份额，更在细分集成电路芯片和蓝宝石两个高端领域占据 90%的市场份额。3M、卡博特、日本东丽、中国台湾三方化学等也可生产部分芯片用抛光垫。0%5%10%15%20%25%30%35%0246800202021全球抛光垫市场规模全球市场规模（亿美元）YoY0%5%10%15%20%25%30%35%0246800202021中国抛光垫市场规模中国市场规模（亿元）YoY 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 58：全球全球 CMP 抛光垫市场

174、抛光垫市场呈现单寡头格局呈现单寡头格局 图图 59：全球全球 CMP 抛光液市场抛光液市场由国外厂商垄断由国外厂商垄断 数据来源：Cabot，国泰君安证券研究 数据来源：Cabot，前瞻产业研究院整理，国泰君安证券研究 抛光垫打破垄断稳步放量，抛光液加速突破稳固市场，国内厂商在抛光垫打破垄断稳步放量，抛光液加速突破稳固市场，国内厂商在 CMP材料领域追赶势头迅猛，国产化进程驶入快车道。材料领域追赶势头迅猛，国产化进程驶入快车道。抛光液领域：抛光液领域：以安集为例，安集在铜及铜阻挡层抛光液突破 14nm 工艺，并持续拓展钨抛光液和介电材料抛光液在 3D NAND 先进制程的应用，产品技术已经接近

175、国际最高水平。根据 SEMI 的数据，公司 CMP 抛光液在全球市场的份额由 2019 年的 3%左右成长到 2020 年的 4.5%左右。未来随着产能进一步放量，市场份额将加速扩张。表表 25：安集科技抛光液安集科技抛光液部分部分产品产品技术已经接近国际最高水平技术已经接近国际最高水平 产品种类产品种类 技术节点技术节点 预计总投资额预计总投资额（万元）（万元）进展进展 铜抛光液 28nm-14nm 15000 相关产品已在 28nm 产线和 14nm 产线实现量产，并持续在更多产品上验证 10nm 以下 10nm-7nm 技术节点的产品平台研发完成，并在相关客户端测试优化 阻挡层抛光液 2

176、8-14nm 7000 相关产品已在 28nm 产线和 14nm 产线实现量产，并持续优化并验证 高去除速率 性能满足要求，正在多家客户端验证 10nm 以下 10nm-7nm 技术节点的产品平台研发完成，并在相关客户端测试优化 钨抛光液 高选择比 8000 相关产品在 3D NAND 和 DRAM 全面量产，在 Logic 上测试验证 中低选择比 相关产品在 3D NAND 和 DRAM 全面量产，在 Logic 上测试验证 硅抛光液 1500 产品性能基本达到要求，在客户端持续测试验证中 数据来源：公司公告，国泰君安证券研究 抛 光 垫 领域：抛 光 垫 领域：以鼎 龙为 例，鼎龙 已 通

177、过 28nm 产 品全制程（ILD/SIT/W/Cu/GKMG）的验证并获得订单，针对 14nm 以下先进制程开发的新产品部分已认证通过。国内厂商初步打破抛光垫技术垄断，产能仍在释放当中。随着市场推进和产能建设双管齐下，抛光垫国产化之路未来可期。表表 26：鼎龙股份抛光材料鼎龙股份抛光材料产品进展顺利产品进展顺利 产品种类产品种类 技术节点技术节点 产品验证产品验证 产能产能 79%5%4%2%1%9%DowCabotThomas WestFojiboJSR其他33%13%10%9%33%CabotHitachiFujimiVersum其他 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的

178、免责条款部分 0 抛光垫 28nm 及以上 已通过 28nm 产品全制程（ILD/STI/W/Cu/HKMG）的验证并获得订单 一期和二期将合计产能 30 万片/年，潜江三期建设已封顶，设备导入中，设计产能 50 万片/年 14nm 及以下 DH5XXX 系列新产品在客户端验证进展顺利，将在 2021 年底获得新突破 抛光液 公司进行 Oxide，SiN，Poly，Cu，Al 等 CMP 制程抛光液产品多线布局，目前在客户端的验证反馈情况良好，部分产品已通过各项技术指标测试，其中 Oxide 制程某抛光液产品已取得小量订单，Al 制程某抛光液产品在 28nm 技术节点 HKMG 工艺中通过客户

179、验证，进入吨级采购阶段。公司已初步建成武汉本部一期年产 2000 吨清洗液产线，并计划在产业园启动年产 10000 吨产线建设 数据来源：公司公告，国泰君安证券研究 此外，国内也有一批新兴企业正在加速布局此外，国内也有一批新兴企业正在加速布局。在国家政策和国家基金的大力扶持下，中国半导体 CMP 抛光材料行业将涌现更多有技术实力的高科技企业，中国半导体产业国产化可期。表表 27：国内其他企业国内其他企业加速布局加速布局抛光材料业务抛光材料业务 厂商厂商 业务情况业务情况 宁波赢伟泰科 2019 年开始进军抛光材料领域，业务涉及抛光垫及保持环 苏州观胜 于 2017 年投入 CMP 抛光垫生产，

180、其股东台湾智胜在抛光垫领域有 15 年生产经验，在这一领域已经积累了100 多项专利技术，目前主要面向国内半导体市场生产以聚氨酯为基材制作的 CMP 抛光垫 万华化学 基于其本身在国内化工行业的领头地位，正在烟台经济技术开发区内建设大规模集成电路平坦化关键材料（抛光垫+抛光液）项目，建成后希望实现 60-100 万片/年产能 上海芯谦 成立于 2021 年，致力 CMP 耗材生产研发，计划年产半导体用抛光垫约 10 万片，目前已实现投产运营。数据来源：各公司公告，国泰君安证券研究 3.2.4.靶材：江丰领衔国产替代，突破先进技术节点靶材：江丰领衔国产替代，突破先进技术节点 3.2.4.1.功能

181、薄膜制备核心，市场规模持续上行 靶材是溅射工艺核心原材料，功能薄膜制备必经之路。靶材是溅射工艺核心原材料，功能薄膜制备必经之路。溅射工艺属于物理气相沉积（PVD）的一种，在超大规模集成电路制造过程中被反复使用到。它利用离子源产生的离子流，在高真空中经过加速聚集形成高速度能离子流束，轰击固体表面，使固体表面的离子离开固体沉积在基底表面形成电子薄膜，存在工艺不可替代性。被轰击的固体称为靶材，是溅射工艺的重要基石。图图 60：溅溅射工艺原理图射工艺原理图 数据来源：江丰电子招股说明书 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 靶材制造产业链可分为“金属提纯靶材制造产业链可

182、分为“金属提纯-靶材制造靶材制造-溅射镀膜溅射镀膜-终端应用”四大终端应用”四大环节，核心环节聚焦靶材制造和溅射镀膜。环节，核心环节聚焦靶材制造和溅射镀膜。产业链上游为高纯金属，中游为高纯溅射靶材，下游为相关应用。根据根据 WSTS 数据显示，靶材下游领域涵盖半导体芯片、平板显示器、太数据显示，靶材下游领域涵盖半导体芯片、平板显示器、太阳能电池、信息存储、工具改性、电子器件和其他领域。阳能电池、信息存储、工具改性、电子器件和其他领域。在全球靶材应用市场中，占比最高的为显示面板，信息存储排名第二，其次为半导体芯片和太阳能电池。国内靶材应用市场中，主要分为显示面板、半导体芯片和太阳能三大领域，其中

183、半导体芯片占比近 50%。图图 61：2020 年全球靶材应用分布结构年全球靶材应用分布结构中半导体芯片只占中半导体芯片只占11%图图 62：国内溅射靶材应用国内溅射靶材应用主要分为显示面板主要分为显示面板、半导体芯片和半导体芯片和太阳能三大领域太阳能三大领域 数据来源：中商产业研究院，国泰君安证券研究 数据来源：中商产业研究院，国泰君安证券研究 表表 28：靶材应用领域及要求靶材应用领域及要求 应用领域应用领域 金属材料金属材料 主要用途主要用途 性能要求性能要求 半导体芯片半导体芯片 超高纯度铝、钛、铜、钽等 制备集成电路的关键原材料 技术要求最高、超高纯度金属、高精度尺寸、高集成度 平面

184、显示器平面显示器 高纯度铝、铜、钼等，掺锡氧化铟（ITO）高清晰电视、笔记本电脑等 技术要求高、高纯度材料、材料面积大、均匀性程度高 太阳能电池太阳能电池 高纯度铝、铜、钼铬等，ITO 薄膜太阳能电池 技术要求高、应用范围大 信息存储信息存储 铬基、钴基合金等 光驱、光盘等 高存储密度、高传输速度 工具改性工具改性 纯金属铬、铬铝合金等 工具、模具等表面强化 性能要求较高、使用寿命延长 电子器件电子器件 镍铬合金、铬硅合金等 薄膜电阻、薄膜电容 要求电子器件尺寸小、稳定性好、电阻温度系数小 其他领域其他领域 纯金属铬、钛、镍等 装饰镀膜、玻璃镀膜等 技术要求一般，主要用于装饰、节能等 数据来源

185、：新材料产业，国泰君安证券研究 靶材靶材 2020 年全球高纯溅射靶材市场规模为年全球高纯溅射靶材市场规模为 195.63 亿美元，亿美元，2015-2020 年年CAGR 超超 10%。就国内市场来说，2020 年中国靶材市场规模约 337.38亿元。随着国内进口靶材免税期结束，国产替代动力充足，预计到 2026年国内靶材行业市场规模将达 653 亿元，21-26 年 CAGR 为 14.98%。3.2.4.2.高壁垒铸就高垄断，国产替代逐步提升 靶材行业准入门槛较高，主要体现在技术与客户壁垒这两个方面；靶材行业准入门槛较高，主要体现在技术与客户壁垒这两个方面；技术壁垒：技术壁垒：溅射设备专

186、用性强、精密度高、投资较大，长期被美日企业垄断，主要设备提供商包括 AMA T（美国）、ULVAC（日本）、请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 ANELV A（日本）、V arian（美国）等。内资厂商国内市占率仅为 30%，并以中低端产品为主，高端靶材主要依赖进口。客户壁垒：客户壁垒：超大规模集成电路、太阳能电平板显示器等下游客户对靶材质量要求较高，靶材行业存在严格认证机制。须经供应商初评、产品报价、样品检测、小批量试用、稳定性检测等认证程序，从新产品开发到实现批量供货，时间长达 2-3 年。高门槛铸就高集中度，全球呈现美日寡头垄断特征，先发优势明显。高门槛

187、铸就高集中度，全球呈现美日寡头垄断特征，先发优势明显。由于靶材制造工序繁多，技术门槛较高，设备投资大，能实现规模化生产企业较少。美日龙头厂商掌握核心生产技术，实施严格技术保密举措，目前霍尼韦尔（美国）、日矿金属（日本）、东曹（日本）和普莱克斯全球前四大厂商市占率近 80%。从靶材种类细分来看，铜靶主要供应商为日矿金属；钼靶主要供应商为攀时与世泰科；铝靶主要供应商为住友化学与爱发科；ITO 靶材的主要供应商为三井、日矿金属与优美科。图图 63：全球半导体溅射靶材市场全球半导体溅射靶材市场呈现美日寡头垄断格局呈现美日寡头垄断格局 数据来源：智研咨询，国泰君安证券研究 国内厂商奋起直追，技术节点不断

188、突破。国内厂商奋起直追，技术节点不断突破。江丰电子作为国内最大半导体芯片用高纯溅射靶材生产商，超高纯金属溅射靶材产品已经应用于全球先端制造工艺中，7nm 技术节点实现批量供应，5nm 技术节点部分产品评价通过并实现量产，部分产品进入验证阶段。光微半导体生产的超纯溅射靶材产品已经进入台积电 3nm 供应量并完成工艺终端测试，即将进入量产阶段，主打产品超高纯铜锰溅射靶材达到 45-3nm 工艺节点使用要求，为中国台湾地区光洋稳定供应超高纯 6N/7N 铜原料，后为其代工3nm 芯片制造工艺所需铜锰靶材。表表 29：中国靶材行业上市公司中国靶材行业上市公司技术节点不断突破技术节点不断突破 公司公司

189、产品情况产品情况 产能产能 江丰电子江丰电子 300mm 晶圆用 Al、Ti、Ta、Cu 等靶材产品已覆盖半导体 90-7nm 技术节点，5nm 技术节点的部分产品已量产，部分产品进入验证阶段 2020 年铝靶 13.17 万块/年，钛靶 6.05 万块/年，钽靶 3.17万块/年；计划扩产高纯铝、钛、钽靶材 5.2 万块/年，高纯铜靶材 1.8 万块/年 阿石创阿石创 铝伉靶材、钼、铝、硅靶材 2020 年靶材产量 590 吨；计划扩产 800 吨/年钼靶材、350吨/年铝靶材、50 吨/年硅靶材、2000 吨/年铜靶材 有研新材有研新材 IC 用 8-12 英寸铝、钛、铜、钴等靶材已供货，

190、7nm 以下铜、钴等高端靶材研发测试中 有研亿金项目扩产高纯铜系靶材，预计 2025 年底前达产，产能 5.3 万块/年 隆华科技隆华科技 钼靶、ITO 靶、铜靶、钛靶、钨靶、IGZO 靶等 氧化铟锡靶材 10 吨/年，钼靶材 80 吨/年；规划建设 ITO 靶材 140 吨 数据来源：各公司公告，前瞻产业研究院，国泰君安证券研究 30%20%20%10%20%JX nipponHoneywellTOSOHPraxair其他 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 3.2.5.电子特气：产能扩张电子特气：产能扩张+客户突破，国产替代势在必行客户突破，国产替代势在必

191、行 3.2.5.1.下游应用广泛，规模迅速增长 根据制备方法和应用领域的不同，工业气体可以分为大宗气体和特种气根据制备方法和应用领域的不同，工业气体可以分为大宗气体和特种气体。体。大宗气体包括空分气体(由空气分离得到)和合成气体，该类气体产销量大、对纯度要求低，主要用于化工能源、金属冶炼、机械制造等；特种气体可分为高纯气体、标准气体和电子特种气体。电子特气的下游应用包括集成电路 IC、显示面板(LCD、OLED)、光伏、LED 等。表表 30：大宗气体与特种气体比较大宗气体与特种气体比较 产品类型产品类型 产品用量产品用量 产品价格产品价格 应用领域应用领域 纯度要求纯度要求 大宗气体大宗气体

192、 较单一 用量大 价格较低 传统领域 3N 特种气体特种气体 种类繁多 用量小 价格昂贵 新兴领域 5N 以上 数据来源：中国半导体协会、国泰君安证券研究 电子特气需求广阔，在半导体制造的材料成本中占比高。电子特气需求广阔，在半导体制造的材料成本中占比高。在电子产品制程工艺中广泛应用于离子注入、刻蚀、气体沉积、掺杂等工艺，被广泛应用于半导体、显示面板、太阳能、LED 等行业。与全球市场相比，我国半导体市场发展相对滞后，但在面板、光伏等领域具有全球领先的规模优势，因此在电子特种气体的消费结构表现上与全球有所差异。在半导体制造的材料成本中电子特气占比高达 13%，是仅次于硅片的第二大材料。国内电子

193、气体市场规模增速明显，远高于全球增速。国内电子气体市场规模增速明显，远高于全球增速。我国半导体特种气体需求在迅速扩大，市场发展空间巨大。由于半导体等下游技术更迭带来附加值不断提高，电子特气市场增长超越了整个半导体材料增速，中国半导体行业协会预计到 2024 年电子特气行业规模将达到 230亿元。图图 64：中国中国电子特气市场规模电子特气市场规模增速明显增速明显 数据来源：智研咨询，国泰君安证券研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 行业壁垒较高，具体表现为技术壁垒、客户认证和资金壁垒：行业壁垒较高，具体表现为技术壁垒、客户认证和资金壁垒：（1）技术壁垒高：

194、电子特气通过不同的制程使硅片具有半导体性能，也决定了集成电路的性能、集成度、成品率。为了保证半导体器件的质量与成品率，特种气体产品要同时满足“超纯”和“超净”的要求，“超纯”要求气体纯度达到 4.5N、5N 甚至 6N、7N，作为特种气体的核心参数，纯度每提升一个 N，粒子、金属杂质含量浓度每降低一个数量级，都将带来工艺复杂度和难度的显著提升。（2）客户认证周期长且客户粘性强：下游客户对气体供应商的选择均需经过审厂、产品认证 2 轮严格的审核认证，其中光伏能源、光纤光缆领域的审核认证周期通常为 0.5-1 年，显示面板通常为 1-2 年，集成电路领域长达 2-3 年。电子特气质量对电子产品性能

195、影响较大，因而为了保持气体供应稳定，客户不会轻易更换气体供应商。（3）资金壁垒高：工业气体行业需要大规模采购设备，业内企业扩大规模时往往通过兼并收购的方式横向布局，这些必须有强大的资本实力作为支撑。高壁垒导致市场高度集中，形成了寡头垄断的格局。高壁垒导致市场高度集中，形成了寡头垄断的格局。从 2020 年全球电子特气市场占比来看，美国空气化工、法国液化空气、日本大阳日酸、德国林德集团合计占比 48%；在中国的电子特气市场，外资四大巨头则牢牢控制了 85%的市场份额。半导体领域电子特气国产化率不足 15%，国产替代需求强烈。图图 65：全球电子特种气体市场全球电子特种气体市场高度集中高度集中 图

196、图 66：中国电子特种气体市场中国电子特种气体市场由外资四大巨头垄断由外资四大巨头垄断 数据来源：亿渡，国泰君安证券研究 数据来源：前瞻产业研究院，各公司官网，国泰君安证券研究 国内企业奋力追赶，国产替代势头强劲。国内企业奋力追赶，国产替代势头强劲。由于我国电子特气行业起步晚，相关技术与国外仍有一定差距，其中电子气体市场中有八成以上空间为国外巨头占据，但特种气体的研究与应用在我国出现了从无到有的长足发展，国内特种气体企业也逐渐追上外国巨头。国产企业加速扩产迎接需求释放，国产化率有望从 2020 年的 14.2%提升至 2025 年的 25%。突破技术壁垒：自主掌握气体纯化、混配、处理、检测等工

197、艺。突破技术壁垒：自主掌握气体纯化、混配、处理、检测等工艺。国内企业在多个环节实现突破，在气体纯化环节能将部分电子特气实现 9N 级别的纯度，在气体混配环节可使配气误差达到2%以内，在气瓶处理环节可使粗糙度达到 0.2 微米以下，在气体分析检测环节对多种气体的检林德,20.20%空气化工,6.61%液化空气,15.46%太阳日酸,5.47%其他,52.26%1.90%1.60%1.50%1.30%8.80%85%华特气体金宏气体南大光电雅克科技其它中国企业外资企业 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 测精度可达 0.1ppb。突破客户壁垒：国产企业成功打入主流

198、客户供应链。突破客户壁垒：国产企业成功打入主流客户供应链。一旦企业某一产品通过认证，后续其他品类的认证时间可节省约一半。国内许多电子特气生产企业下游客户覆盖各行业龙头。表表 31：许多许多国国产产企业已通过主流客户认证企业已通过主流客户认证 企业 下游主要客户 华特气体 英特尔、中芯国际、美光科技、台积电（中国）金宏气体 华润微电子、联芯集成、三星电子、三安光电 南大光电 Osram、LG、三安光电、士兰微电子 正帆科技 中芯国际、长江存储、京东方、乾照光电、三安光电 数据来源：各公司公告，国泰君安证券研究 突破资金壁垒：国产企业加大资本开支。突破资金壁垒：国产企业加大资本开支。国产气体企业平

199、均资本开支占比处于高位，产能持续扩张，且产能扩张以电子特气为主，积极迎接国产替代需求增长。据 Wind 数据，2021 年中国大陆八家气体企业平均资本开支占比达 24.3%，超过四大巨头。本土服务优势凸显，国产替代势在必行。本土服务优势凸显，国产替代势在必行。在零售气体模式上，国产企业具有明显的区位优势：物流配送体系响应迅速且成本较低，从而产品价格具有明显的优势。国内高纯气体产品平均价格只有国际市场价格的 60%左右，采用国产产品可大幅度降低下游企业的制造成本。表表 32：国内电子特气公司国内电子特气公司产能持续扩张产能持续扩张，积极迎接国产替代需求增长积极迎接国产替代需求增长 公司公司 主要

200、产品主要产品 2020 年产能情况年产能情况 扩产情况扩产情况 华特气体华特气体 高纯六氟乙烷、高纯四氟化碳、高纯一氧化碳、光刻气等 230 余种特种气体，及 10 余种普通气体 特气产量为 1.26 万吨，其中氟碳类0.12 万吨、氢化物 0.24 万吨、光刻及其他混合气体 0.27 万吨、氨氧化合物 0.32 万吨、碳氧化合物 0.32 万吨 年产 15 吨乙硅烷项目预计 2022 年 6 月建设完成，年底试产，2023 年初小批量生产 金宏气体金宏气体 特种气体、大宗气体和天然气三大类 100 多种气体，超纯氨特气在国内市占率超过 50%特气产量为 0.58 万吨，超纯氨产能为 8500

201、 吨/年/昊华科技昊华科技 氟电子气体、绿色四氧化二氮、高纯硒化氢、硫化氢等特气产品 特种含氟电子气体产能为 5000 吨/年 项目一期于 2021 年底投产，二期 2022 年一季度投产，项目建成后将实现年产三氟化氮3000 吨、四氟化碳 1000 吨、六氟化钨 600吨，达产后可实现 5.7 亿元/年的销售收入 南大光电南大光电 含氟气体（三氟化氮、六氟化硫等）和氢类气体（磷烷、砷烷等）电子特气产品，主要应用于 IC、LED、LCD 的芯片制造 电氟类特气产能为 4000 万吨/年 项目首期建设年产 3600 吨的三氟化氮生产基地，建设完成后含氟电子特气产能将达8700 吨/年 凯美特气凯

202、美特气 拥有 12 套电子特气生产及辅助装置，生产半导体、面板、航天、医疗等领域液氧 1.5 万吨/年、液氮 4.5 万吨/年、高纯氢气 2 万吨/年、氪气 11750Nm/年、氩气 144000Nm/年、氖气68000Nm/年 初步建设 15 套电子特气和混配气体生产加工及辅助装置 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 急需的超高纯气体和多元混配气 和远气体和远气体 普通气体、特种气体以及清洁能源 电子级超纯氨产能为 8 万吨/年、电子级高级氢气最大产能 3.2 亿万 m/年，氢气总产能约为 3.78 万吨/年 一期建成可年产电子特气及功能性材料等产品 15

203、万吨，预计实现年销售收入 25 亿元，整个项目达产后，预计可实现年销售收入60 亿元 数据来源：各公司公告，国泰君安证券研究 4.设计设计 本篇深度我们重点对半导体国产化替代深度解读分析，着重关注目前国产化率较低的 GPU、CPU、FPGA、存储器等领域。我们坚定认为，随着国内厂商的不断发展、下游需求恢复叠加新一轮创新启动，以上企业有望深度受益，实现长期持续成长。4.1.GPU：高性能计算和人工智能的核心：高性能计算和人工智能的核心 4.1.1.基础介绍：大算力时代的核心基础介绍：大算力时代的核心 GPU（Graphic Processing Unit）即图形处理器，是一种专门进行图形和）即图

204、形处理器，是一种专门进行图形和图像相关运算工作的微处理器，现已成为高性能计算及人工智能领域的图像相关运算工作的微处理器，现已成为高性能计算及人工智能领域的核心部件。核心部件。1999 年，NVIDIA 公司推出 GeForce256 产品，首次提出了GPU 的概念。2006 年，NVIDIA 公司推出第一款采用统一渲染架构的桌面 GPU（G80 系列）和 CUDA 开发环境，开启了 GPU 计算的新时代，此后 GPU 的性能提升速度远远超过 CPU。2011 年专用于加速计算的TESLA GPU 发布，标志着英伟达的 GPU 正式应用于通用计算领域。现代的 GPU 不仅具备高性能图形处理能力，

205、更是高性能计算和人工智能领域的算力核心，广泛应用于云计算、数据处理、深度学习、智慧医疗、自动驾驶、金融等计算密集型领域。表表 33:GPU 发展历程发展历程 时间时间 80 年代年代 80 年代末年代末 90 年代初年代初 90 年代后期年代后期 20042010 2011至今至今 类型类型 图形显示 2D 加速 部分 3D 加速 固定管线 统一渲染 通用计算 相关标准相关标准 CGA,VGA GDI,DirectFB OpenGL(1.14.1),DirectX(6.011)CUDA,OpenCL1.22.0 代表产品代表产品 IBM 5150 86C911 Glint300SX GeFor

206、ce256 G80 TESLA 基本特征基本特征 光栅生成器 2D 图元加速 硬件 T&L Shader 功能固定 多功能 shader 科学计算 数据来源：GPU 的发展历程、未来趋势及研制实践 图图 67：GPU 应用领域应用领域广泛广泛 图图 68：GPU 提速幅度远超提速幅度远超 CPU 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 数据来源：CSDN 数据来源：博客园 GPU 可并行处理大量数据，计算能力出色。可并行处理大量数据，计算能力出色。CPU 与 GPU 有着完全不同的逻辑架构，CPU 具备完善的控制器、Cache 以及存储单元，适用于功能复杂的通用计

207、算；GPU 则很大程度上省略了控制器和 Cache，并包含了大量的 ALU（逻辑运算单元），能够实现同时处理多任务的并行计算，在大量的、繁杂的重复计算领域具备优势。举例而言，主流 CPU 的浮点运算能力一般在几十 GFLOPS，而 Tesla K40 双精度浮点运算能力可达1.43TFLOPS。在深度学习训练上，采用 GPU 加速算法，在某些情况下可实现超过人类水平的识别和检测能力。图图 69：CPU 与与 GPU 架构对比示意图架构对比示意图，区别较大，区别较大 图图 70：CPU 的串行运算与的串行运算与 GPU 的并行运算示意图的并行运算示意图 数据来源：半导体产业纵横 数据来源：GPU

208、 云服务器在人工智能领域的应用 GPU 的发展趋势主要有两个方向：一是延续传统意义的 GPU，随着视觉和虚拟现实的发展，对图像显形计算提出更高要求，以达到更逼真的视觉效果。二是高性能计算（GPGPU），包括通用计算和人工智能计算。GPGPU 作为运算协处理器，能够提升浮点运算的进度和性能，满足不同计算场景的需要。GPGPU（General-purpose computing on Graphics Processing Units）是）是一种利用一种利用 GPU 来完成原本由来完成原本由 CPU 负责计算的密集计算任务的协处理负责计算的密集计算任务的协处理器。器。GPGPU 作为 GPU 的重

209、要分支，具有优异并行计算能力的同时，且通常集成高速的 GDDR 或 HBM 内存系统，能够提供每秒 TB级别的访存带宽，在对大规模数据流并行处理的应用场景上具备明显优势。随着GPGPU 的技术发展和生态完善，其被广泛应用于商业计算和大数据处理、人工智能领域。GPGPU 是人工智能领域最主要的协处理器解决方 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 案，占据了主要的市场份额，在智能工厂、无人驾驶、智慧城市等领域有广泛的市场空间。表表 34:GPGPU 主要应用领域主要应用领域 类型类型 应用领域应用领域 运算类型运算类型 技术特点技术特点 商业技术和大数据商业技术和大

210、数据处理处理 1、CAE 仿真 2、物理化学 3、石油勘探 4、生命科学 5、气象环境 1、双精度浮点 2、单精度浮点 3、32 位整型 1、对芯片计算能力及运算精度要求高 2、科学运算指令集丰富 3、片上集成缓存容量大 4、内存带宽需求高 5、I/O 带宽高 6、支持多片一致性互连 7、可靠性高，RAS 功能丰富 人工智能人工智能 1、模型训练 2、应用推理 1、混合精度浮点 2、半精度浮点 3、16 位整型 4、8 位整型 1、对计算性能要求高，精度需求相对低 2、能效比要求高 3、运算指令集丰富 4、内存带宽要求大 5、I/O 带宽高 6、支持多片互连 7、可靠性高、RAS 功能丰富 8

211、、开放的生态环境 数据来源：海光信息招股说明书，国泰君安证券研究 4.1.2.数据计算需求爆发，数据计算需求爆发，GPU 市场规模快速成长市场规模快速成长 进入大算力时代，全球及中国进入大算力时代，全球及中国 GPU 市场规模快速增长。市场规模快速增长。GPU 拥有比较强的浮点计算能力，在大量的图像计算、科学计算、人工智能计算中有广泛应用。因此，随着大数据产业的兴起，GPU 市场规模快速增长。据VMR 数据，2021 年全球 GPU 市场规模达到 334.7 亿美元，预计到 2027年将达到 1853.1 亿美元，2021-2027 年 CAGR 为 33.0%。就中国市场而言，2020 年中

212、国大陆 GPU 市场规模为 47.39 亿美元，约占全球市场的18.7%，预计未来将保持 32.8%的年均复合增速，至 2027 年达到 345.6 亿美元的市场规模。图图 71：全球：全球 GPU 市场规模市场规模快速增长快速增长（亿美元）（亿美元）图图 72：中国：中国 GPU 市场规模市场规模快速增长快速增长（亿美元）（亿美元）数据来源：VMR，华经产业研究院，国泰君安证券研究 数据来源：华经产业研究院，国泰君安证券研究 从下游市场看，游戏和数据中心为从下游市场看，游戏和数据中心为 GPU 最主要的应用领域，未来最主要的应用领域，未来 GPU在智能驾驶领域亦具备成长潜力。在智能驾驶领域亦

213、具备成长潜力。从英伟达的收入结构来看，游戏及数 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 据中心是其目前最为重要的两大市场，2021 年游戏在其营收中占比达46.3%。而据英伟达 2022 年半年报显示，数据中心营收占比达 50.4%，已经超越游戏，成为其第一大营收来源。受益于高性能计算（HPC）和人工智能（AI）领域的快速发展，GPU 作为算力的基础，其市场价值不断凸显。目前，在汽车智能驾驶领域，尽管 GPU 市场规模仍然较小，但随着汽车向着智能化不断发展，GPU 以其超强算力，未来有望迎来新一轮增长曲线。图图 73：GPU 用于改善游戏画质用于改善游戏画质 图图

214、 74：2021 年英伟达营收结构年英伟达营收结构，游戏占比高，游戏占比高 数据来源：NVIDIA 官网，国泰君安证券研究 数据来源：Wind，国泰君安证券研究 4.1.2.1.数据中心成为新动能，人工智能多场景应用 数据中心建设快速发展，带动计算需求增长。数据中心建设快速发展，带动计算需求增长。受益于 5G、人工智能、大数据、云计算等新兴产业发展，对海量数据处理的需求不断提升，数据中心成为数字化发展的重要基础设施。截止 2021 年底，我国在用数据中心机架规模达到 520 万架，近五年 CAGR 超过 30%，其中大型以上机架规模达 420 万架，占比达 80%。进入数字经济时代，数据量呈指

215、数级增长，对算力提出了巨大需求。据 Cisco 预计，2021 年计算能力更强的超级数据中心将达到 628 座，占数据中心总量的 53%。图图 75：中国数据中心机架规模：中国数据中心机架规模快速增长快速增长（万架）（万架）图图 76：全球超级数据中心数量：全球超级数据中心数量快速增长快速增长（座）（座）数据来源：数据中心白皮书（2022 年）数据来源：Cisco Global Cloud Index，国泰君安证券研究 人工智能下游需求多点爆发，商业价值快速显现。人工智能下游需求多点爆发，商业价值快速显现。人工智能近年来快速发展，在计算机视觉、语音识别等领域的应用越来越多，在教育、医疗、金融、

216、交通、家居、安防、政务等下游领域均有巨大的拓展空间。据 IDC预计，2021-2025 年全球 AI 市场规模将从 885.7 亿美元增长至 2218.7 亿美元，五年复合增速达 26.2%，保持高速增长。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 1）计算机视觉技术：随着深度学习算法的发展，在计算机视觉领域的很多研究成果已取得接近甚至超过人类视觉系统的突破性进展。以物体识别为例，2012 年，AlexNet 模型以超越第二名 10%的成绩在 ImageNet 竞赛中获得冠军；2015 年，基于深度学习技术的计算机视觉算 法在ImageNet 数据库上的识别准确率首次

217、超过人类；2017 年，ImageNet 图像分类竞赛 Top5 的误报率低至 2.25%，相比 2010 年有了 10 倍以上的下降。随着计算机视觉技术的逐渐成熟，其应用领域不断扩展至到人脸识别分析、物体检测识别、行为识别分析、医疗影像诊断技术等诸多方向。2）语音识别：即对音频中的各类信息进行解析的技术，如从音频中提取人类说话的文字、识别说话人的身份等。当前，语音识别技术已逐渐在多个领域开始提供服务，例如司法领域的庭审记录和客服场景的语音识别等。3）自然语言理解技术：即赋予机器“理解文字”的能力，如文本翻译、文本结构化等。近年来，基于深度学习的自然语言理解技术取得质的突破，在单个任务上取得比

218、传统算法显著更高的准确率，已被应用于智能音箱、智能客服、翻译、智能文档分析等多个场景。图图 77：全球人工智能市场规模全球人工智能市场规模快速增长快速增长（亿美元）（亿美元）图图 78：科创部首批支持建设人工智能十大应用场景：科创部首批支持建设人工智能十大应用场景 数据来源：IDC，国泰君安证券研究 数据来源：关于支持建设新一代人工智能示范应用场景的通知 图图 79：中国计算机视觉市场规模中国计算机视觉市场规模超过千亿超过千亿（亿元）（亿元）图图 80：中国智能语音行业市场规模：中国智能语音行业市场规模超过百亿超过百亿（亿元）（亿元）数据来源：沙利文咨询，依图科技招股说明书 数据来源：沙利文咨

219、询，依图科技招股说明书 GPU 成为主流成为主流 AI 芯片，技术与需求加速融合。芯片，技术与需求加速融合。人工智能芯片是人工智 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 能计算任务的重要承载实体，分为训练和推理芯片，训练芯片涉及海量数据和大规模计算，对算法、精度、处理能力要求非常高；推理芯片更注重综合能力，包括算力能耗、时延、成本等。2012 年以来，以深度学习为代表的新一代 AI 技术得到快速发展，数据量与算法复杂度快速提升，对单位面积的计算能力提出了极高要求。GPU 具备大规模并行运算能力，已成为人工智能芯片的主流技术路线之一，广泛应用在深度学习和机器学习领域

220、。图图 81：典型：典型 AI 芯片技术路线与代表芯片技术路线与代表 图图 82：2015-2021 年英伟达数据中心业务收入（亿美元）年英伟达数据中心业务收入（亿美元）数据来源：人工智能计算中心发展白皮书 数据来源：Nvidia 年报，国泰君安证券研究 受益于高性能计算（HPC）和人工智能产业的迅猛发展，英伟达在数据中心板块的业务收入增速巨大。从 2015-2021 年，英伟达数据中心业务收入从 3.4 亿美元增长至 106.1 亿美元，年均复合增速达 77%。作为GPGPU 领域的代表性企业，英伟达该板块业务的快速增长，反映了下游大算力产业对泛 AI 芯片的旺盛需求。4.1.2.2.游戏产

221、业：存量时代质量竞争，GPU 助力游戏产业发展 游戏是最主要的娱乐产业之一，市场规模稳定增长。游戏是最主要的娱乐产业之一，市场规模稳定增长。据 Newzoo 统计，2021 年全球游戏收入 1927 亿美元，预计 2024 年将达到 2226 亿美元，2020-2024 五年年均复合增速约为 5.6%。看国内游戏市场，2021 年市场规模为 2965.1 亿元，实现同比增长，但增速较 2020 年放缓。2021 年中国游戏用户规模达 6.66 亿，同比增长 0.22%，表明游戏产业已进入存量市场，游戏品质成为竞争焦点。2021 年国内主机游戏销售收入为 25.8 亿元，同比大增 22%，主机游

222、戏具有高画质、高帧率、制作精美的优势，未来有望成为新一增长点。图图 83：全球游戏产业市场规模：全球游戏产业市场规模较大较大（亿美元）（亿美元）图图 84：中国游戏产业市场规模：中国游戏产业市场规模超过千亿超过千亿（亿元）（亿元）请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 数据来源：Newzoo，国泰君安证券研究 数据来源：2021 年中国游戏产业报告 GPU 性能不断升级，与游戏产业共同发展。性能不断升级，与游戏产业共同发展。2018 年，英伟达推出基于图灵架构的 GPU，支持光线追踪（DXR）技术，通过模拟真实世界中的光线特征，渲染出更逼真的画面，给玩家带来身临其

223、境的体验。在 2019年，英伟达又推出了 DLSS（深度学习超级采样）技术，它利用 GPU 上的专用 AI 处理单元，通过深度学习神经网络的强大功能提高帧率，在保证高质量图像的同时能够保证性能。GPU 性能不断升级，与游戏产业共同发展。图图 85：光线追踪工作原理：光线追踪工作原理 图图 86：DLSS 开启后游戏性能大幅提升开启后游戏性能大幅提升 数据来源：英特尔 FPGA 中国创新中心 数据来源：Nvidia 官网 GPU 性能优化成为性能优化成为 VR 设备走向现实的关键。设备走向现实的关键。虚拟现实技术能够给游戏带来更强的沉浸感和互动性，是游戏产业发展的新方向，但相比传统设备，VR 对

224、 GPU 的运算能力提出了更高要求。预计 VR 对于 GPU 的性能要求是传统游戏的 7 倍以上，如果按“全球 VR 技术标准”来算，GPU的算力至少需达到每秒 300M 的三角形输出率，对于低端 GPU 而言该指标则难以实现。目前 VR 头显已开始小量出货，随着 GPU 技术升级及VR 生态发展，未来的想象空间十分广阔。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 87：VR 设备帧速率需要保持在设备帧速率需要保持在 90FPS 图图 88：全球全球 VR 头显出货量头显出货量快速增长快速增长（万台）（万台）数据来源：硬件频道，国泰君安证券研究 数据来源：VR

225、陀螺，36 氪研究院，国泰君安证券研究 4.1.3.寡头垄断格局寡头垄断格局，GPU 巨头享有生态护城河巨头享有生态护城河 英特尔在英特尔在 PC CPU 市场上保持领先。市场上保持领先。GPU 分为独立 GPU 和集成 GPU，其中集成 GPU 内置于计算机主板或 CPU 本身，常见于笔记本电脑。Intel凭借在 CPU 市场的主导地位，其核心显卡在 PC GPU 市场上占据了 60%以上的市场份额，AMD 和英伟达基本平分了剩余的 40%市场。在独立在独立 GPU 市场，英伟达和市场，英伟达和 AMD 双寡头垄断，且英伟达处于绝对龙双寡头垄断，且英伟达处于绝对龙头地位。头地位。据 JPR

226、数据，截止 22 年 Q2，英伟达占据全球独立 GPU 市场的 79%，AMD 占有 20%的份额。2022 年，英特尔推出 Xe 架构独立显卡，市场份额预计在1%左右。独立GPU的性能要求一般高于集成GPU，也拥有 AI 计算等更多应用场景。图图 89：PC GPU 市场份额市场份额中，英特尔占比高中，英特尔占比高 图图 90：独立：独立 GPU 市场份额市场份额，英伟达占比高，英伟达占比高 数据来源：Statista，国泰君安证券研究 数据来源：JPR，国泰君安证券研究 英伟达早年推出了英伟达早年推出了 CUDA 生态，形成了生态，形成了 GPU 开发生态的护城河。开发生态的护城河。CUD

227、A（Compute Unified Device Architecture）是由英伟达公司于 2007 年推出的通用并行计算架构，它包含 CUDA 指令集架构以及 GPU 内部的并行计算引擎，支持 C/C+/Python 等编程语言。采用统一的 CUDA 开发架构，能够使 GPU 开发具备广泛的可移植性，便于开发复杂的计算产品。以开发 AI 芯片为例，它包含数据处理、特征工程、机器学习、模型评估等多个环节，每一个环节都需要大量的数据运算，而 CUDA-X AI 平台则能够提供足够的开发工具，降低开发难度。随着 CUDA 生态体系的完 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款

228、部分 0 善，它将吸引更多的 GPU 开发者，形成更加牢固的生态壁垒，如同电脑领域的 Windows 系统、手机领域的安卓系统。图图 91：CUDA 生态示意图生态示意图 图图 92：CUDA-X AI 生态库覆盖多个应用领域生态库覆盖多个应用领域 数据来源：CSDN 数据来源：Nvidia 官网 4.1.4.国产国产 GPU 星火燎原，搭乘中国数据产业发展快车星火燎原，搭乘中国数据产业发展快车 国际龙头占据先发优势，专利墙构成较大阻碍。国际龙头占据先发优势，专利墙构成较大阻碍。GPU 的设计与代工均具有极高的技术壁垒，GPU 的架构有英伟达的 Tesla 架构、Fermi 架构、Turing

229、 架构等，每个架构构成都相当复杂，以早期发布的 Fermi 架构为例，它包含 16 个 SM（Stream Multiprocessor）、每个 SM 中有 2 个 Warp（线程束）、每个 Warp 中有 16 个核、每个核包括 1 个 FPU和 1 个 ALU。在图形算法上，GPU 图形渲染流程包括顶点着色、图元着色、几何着色、光栅化等多个流程，需要复杂的算法加以实现。同时，英伟达等国际龙头已经牢牢构建了专利墙，国产厂商在开发的过程中，绕开现有专利具备一定难度。图图 93：GPU 图形渲染流程图形渲染流程 图图 94：英伟达：英伟达 Fermi 架构架构 数据来源：CSDN 数据来源：博客

230、园 国产国产 GPU 企业、产品不断涌现。企业、产品不断涌现。在上市公司中，景嘉微是是国内率先成功研制国产 GPU 芯片并实现大规模工程应用的企业之一，先后成功研制 JM5 系列、JM7 系列、JM9 系列等高性能 GPU 芯片，并向民用市场拓展。海光信息的 DCU 系列产品以 GPGPU 架构为基础，兼容 ROCm和 CUDA 计算生态，可广泛应用于大数据处理、人工智能等领域。其他 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 国产厂商还包括芯动科技、壁仞科技、芯瞳半导体、摩尔线程、沐曦集成电路、天数智芯等，成为国产 GPU 的新生力量。表表 35:主要国产主要国产

231、GPU 公司公司 企业名称企业名称 成立时间成立时间 融资情况融资情况 公司介绍公司介绍 主要主要 GPU产品产品 产品介绍产品介绍 景嘉微景嘉微 2006 年 已上市 国内首家成功研制国产GPU 芯片并实现大规模工程应用的企业 JM5 系列 JM7 系列 JM9 系列 JM9 系列第二款 GPU 研发成功，可满足地理信息系统、媒体处理、游戏、虚拟化等高性能显示需求和人工智能计算需求。芯动科技芯动科技 2007 年 无相关信息 中国一站式 IP 和芯片定制服务及 GPU 领军企业，连续十年中国市场份额遥遥领先 风华 1 号 风华 2 号 风华一号是首款国产高性能 4K 级显卡 GPU 芯片，在

232、渲染能力、图形 API 支持、低延时等方面创下多个国内第一。海光信息海光信息 2014 年 已上市 专注于高端处理器，主要包括 CPU 和 DCU（协处理器）两类产品，DCU 属于GPGPU 的一种 深算一号 全面兼容 ROCm GPU 计算生态，可广泛应用于大数据处理、人工智能、商业计算等计算密集类应用领域 天数智芯天数智芯 2015 年 2022 年 7 月完成超 10 亿元 C+及 C+轮融资 中国第一家通用 GPU 云端芯片及超级算力系统提供商 天垓 100 国内第一款 7nm 云端训练通用GPU 产品，能够支持国内外主流AI 生态和各种深度学习框架。壁仞科技壁仞科技 2019 年 2

233、021 年 3 月完成 B 轮融资，累计融资额约 47 亿元 致力于开发原创性的通用计算体系，建立高效的软硬件平台，同时在智能计算领域提供一体化的解决方案 BR100 采用 7nm 工艺，使用 Chiplet 技术，单芯片峰值算力达到 PFLOPS级别 芯瞳半导芯瞳半导体体 2019 年 2022 年 3 月完成数千万元的 Pre-A 轮融资 专注于自主研发 GPU 芯片，创始团队专注于 GPU芯片设计领域 12 年以上 GenBu01 国内第一款统一渲染架构芯片，创下“一次流片、一版封装、一次调通”等优异记录。沐曦集成沐曦集成电路电路 2020 年 2022 年 7 月完成 10 亿元pre

234、-B 轮融资 致力于研发具有自主知识产权的国产高性能 GPU 芯片及其应用生态 MXN MXC MXG 均采用完全自主研发的高性能GPU IP，拥有完全自主的指令集和架构，配以兼容主流 GPU 生态的完整软件栈 摩尔线程摩尔线程 2020 年 2021 年 11 月完成 20 亿元A 轮融资 专注于研发设计全功能GPU 芯片及相关产品，支持 3D 高速图形渲染、AI 训练推理加速、超高清视频编解码和高性能科学计算等多种组合工作负载“苏堤”GPU芯片 MTT S60 MTT S2000 MTT S60“苏堤”芯片基于统一 MUSA 架构研发，是第一款支持 AV1 编解码的 GPU，支持视频云、直

235、播、8K 游戏等智能多媒体运用。数据来源：公开新闻整理，国泰君安证券研究 在图形在图形显示显示 GPU 领域，领域，部分厂商产品比肩英伟达部分厂商产品比肩英伟达 GTX 1050（2016 年年推出）水平。推出）水平。芯动科技最新发布的桌面级 GPU“风华 2 号”，集超低功耗、强渲染、4K 高清三屏显示、4K 视频解码及智能 AI 计算于一体，像素填充率 48G Pixel/s，FP32 浮点算力为 1.5TFLOPS，且工作功耗最低仅4W，能效比优于竞品。而摩尔线程推出的 MTT S60，像素填充率高达192G Pixel/s，FP32 最高达 6TFLOPS，并且是全球率先支持 AV1

236、格式编 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 码加速的显卡。表表 36:国产图形处理国产图形处理 GPU 与英伟达与英伟达 GTX1050 性能对照表性能对照表 GPU产品产品 JH920 风华风华 2 号号 Arise-GT-10C0 MTT S60 Geforce GTX 1050 公司名称公司名称 景嘉微 芯动科技 格兰菲 摩尔线程 NVIDIA 像素填充率像素填充率 32G Pixel/s 48G Pixel/s 48G Pixel/s 192G Pixel/s 36.43G Pixel/s FP32 1.5TFLOPS 1.5TFLOPS 1.5TFL

237、OPS 最高 6TFLOPS 1.73TFLOPS 工艺工艺 14nm 未知 28nm 12nm 14nm 功耗功耗 30W 4-15W（实测）45W 低功耗 75W 数据来源：铁君公众号，国泰君安证券研究 在通用计算与人工智能在通用计算与人工智能 GPU 领域，国产厂商快速前行。领域，国产厂商快速前行。天数智芯作为国内首家云端 GPGPU 公司，于 2021 年推出了国内首款 7nm 全自研云端训练 GPGPU“天垓 100”，并于 2022 年发布了 7nm 云端推理 GPGPU“智铠 100”，能够为云端 AI 训练和 HPC 通用计算提供业界领先的高算力和高能效比。其他针对数据中心和

238、AI 产业的国产 GPU 还包括 BR100（壁仞科技）、MTT S2000（摩尔线程）、MXC 系列（沐曦集成电路）等，国产 GPU 芯片算力近年来得到了快速提升。图图 95：BR100 与国际厂商最新旗舰峰值算力对比与国际厂商最新旗舰峰值算力对比 图图 96：中国：中国 AI 芯片市场规模及预测（亿元）芯片市场规模及预测（亿元）数据来源：芯东西，国泰君安证券研究 数据来源：前瞻产业研究院，海光信息招股说明书 AI 大数据产业蓬勃发展，加速国产大数据产业蓬勃发展，加速国产 GPU 成长。成长。近年来，数字化与智能化发展成为趋势，得益于行业的高速发展，中国大数据和人工智能产业也在快速崛起，应用

239、场景不断丰富，市场规模不断扩大，给国产 GPU 厂商带来了十足的市场机遇。同时，随着高端芯片国产化需求的日益提升，国产 GPU 厂商也将迎来国产替代的良机，叠加政策红利的释放，长期来看，我国 GPU 产业有望茁壮成长。4.2.CPU：计算机运算控制的核心：计算机运算控制的核心 4.2.1.计算机的运算控制核心计算机的运算控制核心 CPU（Central Processing Unit）是计算机的运算控制核心，是取址、译）是计算机的运算控制核心，是取址、译码、执行的对象。码、执行的对象。CPU 的本质是超大规模集成电路，主要用于对计算机指令进行译码、对软件中的数据进行运算处理，同时作为计算机的大

240、脑控制、调配计算机的所有软硬件资源。图图 97：CPU 程序执行流程程序执行流程 图图 98：CPU 指令执行流程指令执行流程 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 数据来源：CSDN 数据来源：icode 从从 CPU 工作原理看，通常可以划分为工作原理看，通常可以划分为 5 个阶段：取指令、指令译码、个阶段：取指令、指令译码、执行指令、访存取数、结果写回。执行指令、访存取数、结果写回。一般程序是 CPU 从存储器或高速缓冲存储器中一条一条取出指令，放入指令寄存器，并对指令进行译码，最后执行指令，直到程序执行完毕为止。CPU 的构成包括控制单元、运算单元和存储

241、单元三部分，由内部总线进的构成包括控制单元、运算单元和存储单元三部分，由内部总线进行连接。行连接。控制单元（控制单元（Control Unit）：是）：是 CPU 的指挥控制中心，对协调计算机的有的指挥控制中心，对协调计算机的有序工作发挥关键作用。序工作发挥关键作用。控制单元根据用户事先编好的程序，依次从存储单元中获取可执行的代码，放在指令寄存器（Instruction Register，IR）中通过指令译码将其转换为可执行的指令。然后通过操作控制器（Operation Controller，OC），按照确定的时序，向相应的部件发出控制信号。图图 99：CPU 包含控制、存储、运算三个单元包含

242、控制、存储、运算三个单元 图图 100：CPU 内部细分结构内部细分结构复杂复杂 数据来源：CSDN 数据来源：Elecfans 运算单元（运算单元（Arithmetic&logical Unit）：是）：是 CPU的执行部件，主要根据的执行部件，主要根据控制单元发出的信号做出相应的运算。控制单元发出的信号做出相应的运算。运算单元基于获取的指令可以对存储单元中的数据进行算数运算（包括加减乘除等基本运算及附加运算）或者逻辑运算（包括移位、逻辑测试或两个值比较等）。存储单元：暂时存放待处理或已处理的数据，主要指寄存器组和存储单元：暂时存放待处理或已处理的数据，主要指寄存器组和 CPU片片内缓存。内

243、缓存。寄存器是 CPU 的内部组成单元，是有限存贮容量的高速存贮部件，速度很快，可以用来暂存指令、数据和地址，是 CPU 运算时提取指 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 令和数据的地方。在控制单元中的寄存器包括指令寄存器（IR）和程序计数器（PC），在运算单元中包含的寄存器有累加器（ACC）等。采用寄存器可以减少 CPU 访问内存的次数，从而提高 CPU 工作的效率。但是，由于芯片面积有限，寄存器的容量不会很大，因此需要 Cache（高速缓冲存储器）和内存来扩大容量。图图 101：计算机存储体系金字塔：计算机存储体系金字塔 图图 102：Memory 存储器

244、类别划分存储器类别划分为易失性和非易失性为易失性和非易失性 数据来源：Elecfans 数据来源：宏旺半导体 内存包括随机存储器等，是用于暂时存放内存包括随机存储器等，是用于暂时存放 CPU 运算数据的单元。运算数据的单元。主内存是 CPU 外接的存储器，容量可以根据使用需求进行选择。然而由于内存除了要和 CPU 通信，还需要与其他硬件通信，反馈 CPU 的请求存在不及时的问题；此外，内存和 CPU 的通信还会受到“总线带宽”的限制，因此CPU访问内存提取数据的时间相对较长，会影响CPU的工作效率。为了解决由于为了解决由于 CPU 运行速度远大于主内存，直接从主内存中提取数据运行速度远大于主内

245、存，直接从主内存中提取数据需要时间等待的问题，需要时间等待的问题，Cache 应运而生。应运而生。Cache（高速缓冲存储器）保存CPU 刚用过或需要循环使用的部分数据，当 CPU 需要再次使用该数据时，就可以直接从 Cache 中调用，无需再从内存中提取，因此能够减少CPU 等待时间、提高系统效率。Cache 从结构上可以分为 L1、L2 和 L3等，传输效率逐次递减。L1 Cache 集成在 CPU 内部，即前述 CPU 片内缓存，L2 Cache 随着集成度变高，也更多集成在 CPU 内部。按照寄存器的位数划分，按照寄存器的位数划分，CPU 可划分为可划分为 8、16、32、64 位等类

246、型。位等类型。例如16 位 CPU 就表达了 3 个层面的含义，1）指 CPU 内部运算器一次最多能处理 16 位的数据；2）表明该 CPU 的寄存器最大宽度为 16 位，最大宽度值就是通用寄存器能处理的二进制数的最大位数；3）也同样指寄存器和运算单元之间的通路为 16 位，即总线一次能传输 16 位的数据。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 103：32 位与位与 64 位操作系统的差异对比位操作系统的差异对比 数据来源：程序员信息网 此外，按照指令集架构划分，此外，按照指令集架构划分，CPU 包括以包括以 x86 为代表的复杂指令集和以为代表的复杂指

247、令集和以ARM、MIPS 为代表的精简指令集。为代表的精简指令集。CISC（复杂指令集，（复杂指令集，Complex Instruction Set Computing），其指令格式），其指令格式和指令大小均不固定，指令按照顺序串行执行。和指令大小均不固定，指令按照顺序串行执行。CISC 每条指令按照规范设计为最合适的格式和大小，各条指令以及每条指令中的各个操作都是按顺序串行执行，因此每条指令执行的时间也不一致。顺序执行的优点是控制简单、能力强，但复杂度较高，计算机各部分的利用率不高，执行速度较慢。CISC 以 Intel x86 为代表，主要被用于服务器、工作站和个人计算机等领域。图图 10

248、4：CISC 与与 RISC 指令集的差异指令集的差异 图图 105：RISC 固定长度的指令也会导致架构优化变复固定长度的指令也会导致架构优化变复杂杂 数据来源：ITNEXT 数据来源：ITNEXT RISC（精简指令集，（精简指令集，Reduced Instruction Set Computer），其指令长度），其指令长度固定，采用多级指令流水线结构。固定，采用多级指令流水线结构。所谓精简，即指令集长度一致，指令数不超过 128 条、寻址方式不超过 4 种、指令格式不超过 4 种。所谓流水线结构，即以流水线的模式将处理过程划分为离散的多个周期，每个周期执行一条指令，执行部分并行处理。RI

249、SC 优点在于低成本的同时能有效提高速度。1）ARM：是英国：是英国 Acorn 公司设计的低功耗、低成本的公司设计的低功耗、低成本的 RISC 微处理器微处理器 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 内核。内核。在 MCU 领域，由于 ARM 生态建设比较完善，促使主要厂商纷纷迁移到 32 位 MCU 产品开发，成为目前主流架构。就 CPU 而言，苹果PC 端 CPU 采用 arm 架构。2）MIPS：即无内部互锁流水级的微处理器，其原理是尽可能利用软件：即无内部互锁流水级的微处理器，其原理是尽可能利用软件手段避免流水线中的数据问题。手段避免流水线中的数据问题

250、。就用户而言，Mobileye 广泛采用 MIPS架构。表表 37：CPU 的指令集架构对比的指令集架构对比 项目项目 复杂指令集复杂指令集 精简指令集精简指令集 主要架构主要架构 x86 ARM MIPS Alpha 架构特征架构特征 1、指令系统庞大，功能复杂，寻址方式多，且长度可变，有多种格式 2、各种指令均可访问内存数据 3、一部分指令需多个机器周期完成 4、复杂指令采用微程序实现 5、系统兼容能力较强 1、指令长度固定，易于译码执行 2、大部分指令可以条件式地执行，降低 在分支时产生的开销，弥补分支预测器的不足 3、算数指令只会在要求时更改条件编码 1、采用 32 位寄存器 2、大多

251、数指令在一个周期内执行 3、所有指令都是 32 位，且采用定长编码的指令集和流水线 模式执行指令 4、具有高性能高速缓存能力，且内存管理方案相对灵活 1、采用 32 位定长指令集，使用低 字 节 寄 存器 占用低内存地址线 2、分支指令无延迟槽，使用无条件分支码寄存器 架构优势架构优势 x86 架构兼容性强，配套软件及开发工具相对成熟，且 x86 架构功能强大，高效使用主存储器，因此在处理复杂指令和商业计算的运用方面有较大优势 ARM 结构具有低功耗、小体积的特点，聚焦移动端市场，在消费类电子产品中具有优势 MIPS 结构设计简单、功耗较低，在嵌入式应用场景具有 优势 Alpha结构简单，易于

252、实现超标量和高主频计算 主要应用主要应用领域或使领域或使用场景用场景 服务器、工作站和个人计算机等 智能手机、平板电脑、工业控制、网络应用、消费类电子产品等 桌面终端、工业、汽车、消费电子系统和无线电通信等专用设备等 嵌入式设备、服务器等 数据来源：海光信息招股说明书，国泰君安证券研究 从市场占比看，目前使用从市场占比看，目前使用 x86 复杂指令集架构复杂指令集架构 CPU 的服务器仍然占绝的服务器仍然占绝对优势。对优势。根据 Omdia 数据，2021 年 97%的市场由 x86 架构贡献，其中Intel 的出货远超 AMD。此外，值得重视的是以 ARM 为代表的 RISC 架构自 202

253、0 年来增长迅速，尤其国内诞生了以阿里平头哥、飞腾等为代表的芯片企业。图图 106：CPU 不同指令集架构不同指令集架构，x86 占比高占比高 图图 107：指令集技术路径分类及代表企业：指令集技术路径分类及代表企业 数据来源：Omdia 数据来源：芯八哥 4.2.2.打破生态壁垒是实现突围的关键打破生态壁垒是实现突围的关键 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 CPU 行业设计技术门槛高、研发周期长，无论是软件还是硬件都存在较行业设计技术门槛高、研发周期长，无论是软件还是硬件都存在较高的壁垒。高的壁垒。根据芯片指令架构和操作系统的不同，当前CPU 行业存在两大

254、生态体系，分别为由 Intel x86 架构联合 Window 操作系统的 Wintel 体系，以及 ARM 指令架构和 Android 操作系统形成的 AA 体系。根据海光信息的招股说明书，Wintel 技术联盟的基本特点是基于 x86 架构优化各类软件应用，使得 x86 架构具有显著的产业生态优势。根据龙芯中科招股说明书，Intel 于上世纪 80 年代自研 X86 指令系统架构，凭借先发优势迅速扩大市场份额并构建生态优势，并通过与 Windows 联盟形成“Wintel”联盟逐步占领桌面 CPU 市场。ARM 则在苹果、高通、三星、华为、英伟达等方面的努力下，凭借其指令系统开源、异构运算

255、、可定制化等一系列优势，立足于低功耗的移动市场。图图 108：Wintel 体系生态构成体系生态构成 图图 109：AA 体系生态构成体系生态构成 数据来源：传感器专家网 数据来源：传感器专家网 图图 110：Wintel 生态自上世纪生态自上世纪 80 年代崛起，实现年代崛起，实现 CPU 行业的垄断行业的垄断 数据来源：Asymco Wintel 起步较早，在桌面和服务器市场中占据主导地位。起步较早，在桌面和服务器市场中占据主导地位。上世纪 80 年代开始，Intel 凭借自研的 x86 指令架构，联合 Windows，以先发优势迅速扩大市场份额并最先建立起生态优势，逐步占领桌面和服务器的

256、 CPU市场。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 表表 38：ARM 授权方式对比授权方式对比 授权方式授权方式 简介简介 特点特点 客户研发能力要求客户研发能力要求 处理器使用层级授权处理器使用层级授权 授权经过工艺验证具有可保证性能的 CPU 核 应用快，可以直接测试和生产；但自主设计灵活性低，不能更改 ARM 的 IP，只能嵌入设计中 一般，小型企业 处理器内核架构授权处理器内核架构授权 授权处理器内核的高级形式，模块化 IP 授权 在内核基础上对缓存、I/O 等外设进行修改 高，三星、TI 等 架构架构/指令集层级授权指令集层级授权 最大限度授权指令集

257、架构，可以对 ARM 指令集进行扩展或缩减 自主设计灵活性强，可优化ARM 指令集和微架构、自研CPU 非常高，成本高昂，如苹果、高通、海思等 数据来源：国泰君安证券研究 AA 体系主要应用于移动平台，在移动终端领域占据主导地位。体系主要应用于移动平台，在移动终端领域占据主导地位。AA 体系由 ARM 公司和 Android 系统共同打造，凭借系统开源、异构运算、可定制化等系列优势，在移动市场中立足，近年来份额迅速提升，接近 99%的智能手机、90%的物联网应用终端、90%的可穿戴设备、以及 75%的车内娱乐系统和辅助驾驶系统，均采用 ARM 架构。与 Wintel 生态的商业模式不同，AA

258、体系中，ARM 公司并不生产芯片，而只是对 ARM 核收取授权费用；操作系统厂商则提供基础版操作系统，由整机厂定制专用芯片和发行版操作系统。图图 111：全球操作系统市场份额（：全球操作系统市场份额（2019 年）年）图图 112：全球桌面：全球桌面操作系统市场份额变化趋势操作系统市场份额变化趋势 数据来源：T4 Strategy&Advisory，国泰君安证券研究 数据来源：Statista 2022 除了除了 Wintel 和和 AA 以外，以差异化、封闭生态为代表的苹果以外，以差异化、封闭生态为代表的苹果 MacOS 正正在试图打破上述被垄断的在试图打破上述被垄断的 CPU 生态壁垒。生

259、态壁垒。据 Gartner 报道，2021 年Windows 电脑将占 PC 市场的 81.8%，苹果将占 7.9%。但随着苹果 M系列芯片的推出，Windows PC 出货占比未来有望下降。据 Statista 数据，自 2013 年以来，macOS 在桌面操作系统中的市场占比仅提升约 5 个百分点。生态壁垒的打破不是毫无可能，但需要强大的芯片定义能力、叠加操作生态壁垒的打破不是毫无可能，但需要强大的芯片定义能力、叠加操作系统的适配，并且需要长时间的用户积累和粘性培养。系统的适配，并且需要长时间的用户积累和粘性培养。4.2.3.千亿美元市场，千亿美元市场，Intel&AMD 占据绝对垄断地位

260、占据绝对垄断地位 2021 年全球年全球 CPU 市场规模有望突破千亿美元，行业正在加速成长。市场规模有望突破千亿美元，行业正在加速成长。IC Insights 数据显示，2021 年全球 MPU 出货量将达到 24.9 亿台，市场规 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 模将首超 1000 亿美元，较 2020 年同比增长约 14%。其中，量的规模扩大贡献了约 8.3%的成长，剩余为 CPU 由于规格、性能提升带来的价格增加。随着下游数据中心、服务器等需求日益攀升，CPU 市场将有望迎来量价齐升。图图 113：全球全球 MPU 市场规模市场规模超过千亿美金超过

261、千亿美金 图图 114：MPU 出货量及价格趋势出货量及价格趋势向上向上 数据来源：IC Insights，国泰君安证券研究 数据来源：IC Insights，国泰君安证券研究 从下游应用看，从下游应用看，CPU 主要被应用在服务器、工作站、个人计算机、移动主要被应用在服务器、工作站、个人计算机、移动终端、嵌入式设备等领域。终端、嵌入式设备等领域。根据应用领域的不同，CPU 的架构、功能、性能、可靠性等技术指标也存在一定差异。其中，服务器对于 CPU 的要求最为苛刻，单颗处理器核心数在 20 核以上居多，同时对可靠性、稳定性、制造工艺先进性要求也非常高。表表 39：CPU 在各类场景中的应用在

262、各类场景中的应用 类型类型 主要性能指标主要性能指标 典型应用场景典型应用场景 技术特点技术特点 服务器服务器 单颗处理器核心数一般在 8 核-64 核，20 核以上居多；支持多路互连，两路、四路、八路等；可靠性、稳定性要求高，常年无故障运行；高端内存，支持 ECC 等可靠性要求；功耗比较高，一般 100W 以上 行业关键应用（电信、金融、教育、互联网等）政府国计民生关键应用（税务、电力、公安、社保等）微结构复杂、先进，制造工艺先进，核心数多，单核及多核性能皆优异；指令集功能齐全；片上集成缓存容量大；内存通道数多；I/O 带宽高；支持多处理器一致性互连；可靠性高，RAS功能丰富；TDP 功耗较

263、高 工作站工作站 单颗处理器核心数一般在 10 核以下，4 核、8 核居多；单路或双路形式；可靠性、稳定性要求较高；内存容量要求较高；一般配有独立显卡；功耗一般在 100W 以下 图形工作站；计算工作站 微结构复杂、先进，制造工艺先进，单核及多核性能优异；指令集功能齐全；片上集成缓存容量大；I/O 能力要求较强；可靠性较高 个人计算个人计算机机 单颗处理器核心数一般在 10 核以下，4 核、8 核居多；主要是单路形式；可靠性、稳定性要求低；低成本内存，可靠性要求相对较低，内存容量要求低；功耗一般在 100W 以下 台式机；笔记本电脑 微结构复杂、先进，制造工艺先进；性能与功耗较平衡；指令集功能

264、较齐全；I/O 接口功能齐全；内存通道数为 1-2 个 移动终端移动终端 单颗处理器核心数一般在 10 核以下，4 核、8 核居多；主要是单路形式；可靠性、稳定性要求相对较低；内存成本低，可靠性要求低，内存容量要求低；功耗要求严格，关注低功耗设计 手机；平板电脑；能电视；POS机 微结构较复杂，制造工艺先进；性能功耗比优异；指令功能较齐全 嵌入式设嵌入式设备备 处理器一般采用 SoC 方案，CPU 内部集成丰富的外围设备；功耗要求苛刻，功耗一般智能汽车；网络设备；物联网设备；工业控制系统 应用领域非常广泛，针对不同应用领域有不同规格 801278-5%0%5%10%15%

265、20%25%0200400600800020021E2022E全球MPU市场规模（亿美元）YoY（RHS）22.821.52324.928.930323436384042444605520021E2022E全球MPU出货量（亿台）平均销售价格（美元/台，RHS）请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 很低 数据来源：海光信息招股说明书，国泰君安证券研究 从从 CPU 细分产品占比情况看，计算机需求占比高，嵌入式需求快速提细分产品占比情况看，计算机需求占比高，嵌入式需求快速提升。

266、升。据 IC Insights 统计，50%左右的 CPU 用在计算机领域，包括服务器、工作站和个人计算机，30%为手机应用处理器。嵌入式处理器 2020 年占据 20%的份额，主要应用在智能家居、物联网设备等领域。近年来随着AIoT 迅速起量，推动了嵌入式处理器的快速增长。过去 5 年实践中，嵌入式处理器整体占比从 2015 年的 12%提升近 8 个 pcts，2020 年市场规模接近 177 亿美元。按照下游终端需求划分，互联网需求最高占据份额约按照下游终端需求划分，互联网需求最高占据份额约 44%，其次为通信、，其次为通信、金融和政府。金融和政府。互联网作为对数据中心、服务器性能要求最

267、高的领域之一，不管是对 CPU 的需求量，还是对 CPU 性能、规格、运算能力的要求都比较严格，占据了市场下游需求约 43.8%的份额。其次为通信运营商10.6%、金融领域 9.9%，以及政府系统 9%的 CPU 需求。图图 115：全球全球 CPU 细分产品细分产品看，计算机看，计算机 CPU占比占比高高 图图 116：CPU 下游应用领域下游应用领域看，互联网占比高看，互联网占比高 数据来源：IC Insights，国泰君安证券研究 数据来源：芯八哥，国泰君安证券研究 从单个设备价值量看，通常而言，从单个设备价值量看，通常而言，1 台桌面计算机只需要台桌面计算机只需要 1 颗颗 CPU，而

268、，而服务器平均单台服务器平均单台 CPU 需求量更高，未来潜在增长空间很大。需求量更高，未来潜在增长空间很大。服务器所需 CPU 将由路数决定，以国内 x86 服务器为例，80%以上为双路服务器、需要 2 颗 CPU，1 路、4 路服务器合计占比约 10%，剩余为 8 路服务器。如果以中国 x86 服务器出货量为基础，估算未来 3 年的 CPU 芯片需求，预计 2025 年 CPU 出货量将达到 1066 万颗，年均复合增长率为9%左右。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 117：中国中国 x86 服务器路数分布情况服务器路数分布情况看，看，2 路占路占

269、比高比高 图图 118：中国中国 x86 服务器及服务器及 CPU 芯片出货量芯片出货量呈增长趋呈增长趋势势 数据来源：IDC，海光信息招股说明书，国泰君安证券研究 数据来源：IDC，海光信息招股说明书，国泰君安证券研究 CPU 行业高度垄断，行业高度垄断，Intel 和和 AMD 几乎占据了全部市场。几乎占据了全部市场。目前全球 CPU行业基本由 Intel 和 AMD 垄断，整体来看，Intel 具备先发优势、是全球X86 CPU 架构的龙头企业，AMD 紧随其后。据 Mercury Research 最新数据显示，AMD 在移动笔记本、台式机、服务器以及整个 x86 CPU 的市场占有率

270、都在逐季爬升。从整个 x86 市场看，AMD 的市场份额已经达到 31.4%，环比增加 3.7pcts，而 Intel 首次跌破 7 成的市占率，领先AMD 的优势在逐渐减小。图图 119：Intel 和和 AMD 占据几乎全部的占据几乎全部的 CPU市场市场 图图 120：AMD 市场占有率逐渐提高市场占有率逐渐提高 数据来源：EE Times China 数据来源：Mercury Research，EE Times China 就技术而言，就技术而言，Intel 和和 AMD 还在不断实现微架构的迭代更新，持续保持还在不断实现微架构的迭代更新，持续保持其市场领先的地位，与行业后进入者不断拉

271、开差距。其市场领先的地位，与行业后进入者不断拉开差距。早期 AMD 属于工艺技术追赶者，整体工艺落后 Intel 2-3 年左右。随着研发投入持续提高，AMD 的 CPU 工艺技术一度反超，不管是芯片制程还是单核性能均实现超越，但在整体多核稳定性上仍有差距。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 121：Intel 和和 AMD 的的 CPU 晶圆工艺迭代晶圆工艺迭代 数据来源：华经产业研究院，国泰君安证券研究 4.2.4.CPU 国产化浪潮加速，国内厂商有望持续推动技术更迭国产化浪潮加速，国内厂商有望持续推动技术更迭 4.2.4.1.CPU 国内需求将显著

272、增长 从需求侧看，随着对数据处理需求的增加，从需求侧看，随着对数据处理需求的增加，CPU 增量需求持续增长。增量需求持续增长。CPU 下游最大应用为互联网领域，而我国互联网企业众多，且均在快速发展，未来需要大量的数据中心进行大算力运算。同时，随着物联网的不断普及，对大数据处理能力要求也在不断提升，相应的也要求更高性能、更多数量的 CPU。叠加政策驱动的国产替代浪潮，国内叠加政策驱动的国产替代浪潮，国内 CPU 行业有望快速发展。行业有望快速发展。在科技竞争加剧的背景下，基于国家安全的角度考虑，在通信、金融、电子政务等关键领域，国内也在加速推进 CPU 等核心元器件的国产化替代。日益增长的增量应

273、用，叠加存量国产替换，将显著提升 CPU 国产化的需求，国内 CPU 行业有望快速发展。4.2.4.2.国产 CPU 性能和生态上潜在增长空间大 目前，国产 CPU 的企业主要为龙芯中科、海思、飞腾信息、海光信息、上海兆芯等。国产国产 CPU 已获得越来越多的认可。已获得越来越多的认可。以龙芯中科为例，公司历经 20 多年的努力打造出多款 CPU，推出自主指令系统 LoongArch 以及基于该自主指令集的产品与解决方案。此外，飞腾信息在高端嵌入式 CPU、高性能服务器 CPU 与高效能桌面 CPU 这三大产品系列，持续填补我国多项空白。2020 年，飞腾 CPU 交付量已经大幅提升至 150

274、 万片，2021 年有望突破 200 万片。出货量的增加一方面反映出国产化趋势的加速，另一方面，也说明国产化 CPU 正越来越被更多的终端需求所接受。表表 40：国内外主要国内外主要 CPU 的性能参数对比的性能参数对比 Intel AMD 海光海光 兆芯兆芯 海思海思 飞腾飞腾 龙芯龙芯 申威申威 品牌品牌 Xeon 6354 EPYC 7542 海光 7285 开胜 KH-30000 鲲鹏 920-7260 S2500 企业级 3C5000L 申威 1621 指令集指令集 x86 x86 x86 x86 ARM ARM LoongArch SW_64 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必

275、阅读正文之后的免责条款部分 0 核心数核心数 18 32 32 8 64 64 16 16 超线程超线程 36 64 64 不支持 不支持 不支持 不支持 不支持 主频主频 3.0GHz 2.9GHz 2.0GHz 3.0GHz 2.6GHz 2.2GHz 2.2GHz 2.0GHz 内存类型内存类型 DDR4 DDR4 DDR4 DDR4 DDR4 DDR4 DDR4 DDR3 内存通道数内存通道数 8 8 8 2 8 8 4 8 最高内存频率最高内存频率 3200MHz 3200MHz 2666MHz 2666MHz 2933MHz 3200MHz 3200MHz 2133MHz PCIe

276、 通道数通道数 64 128 128 16 40 17 32 16 产品定位产品定位 服务器CPU 服务器CPU 服务器CPU 服务器CPU 服务器CPU 服务器CPU 服务器CPU 服务器CPU 数据来源：海光信息招股说明书，国泰君安证券研究 国产国产 CPU 距离国际大厂仍有一定差距，主要体现有二：距离国际大厂仍有一定差距，主要体现有二：一方面，从一方面，从 CPU 的参数上对比，国产的参数上对比，国产 CPU部分性能已经可以齐平海外部分性能已经可以齐平海外大厂，但仍有提升空间。大厂，但仍有提升空间。根据各家公司公开披露的产品参数，可以看到，总体上看在核心数、主频、内存、内存通道等关键参数

277、上，国产 CPU 已经可以部分齐平国际厂商。但综合性能指标亦有提升空间，例如海光7285，虽然核心数、超线程数、内存及通道数均与 AMD、Intel 产品性能接近，但在主频、内存频率上稍显逊色，在一定程度上可能会影响 CPU运算的综合效率和稳定性。与 Intel 和 AMD 相比，国产 CPU 起步较晚，同时国内先进制程的晶圆加工工艺与国外还存在差距，最终也会导致整体性能表现上还有提升空间。根据前瞻产业研究院统计数据，全球 CPU第一大技术来源地区为中国，专利申请数量占全球总申请量的 58.32%，随着研发投入的不断提升，国产 CPU 技术突破指日可待。图图 122：全球：全球 CPU 行业技

278、术来源地区分布情况行业技术来源地区分布情况 图图 123：中国处理器生态发展示意图中国处理器生态发展示意图 数据来源：智慧芽，前瞻产业研究院，国泰君安证券研究 数据来源：对信息技术新体系的思考 另一方面，除了产品自身的性能外，国产另一方面，除了产品自身的性能外，国产 CPU 在生态环境上同样需要在生态环境上同样需要时间去实现经验积累。时间去实现经验积累。生态壁垒是实现 CPU 突围的关键所在，主要体现在软硬件的适配，以及操作系统对应用程序的兼容等问题上。如前所述，Wintel 和 AA 两大生态体系几乎分别垄断了 PC 端和移动端，即使是苹果也花了不少时间才实现些许突破。国产国产 CPU 目前

279、在生态的积累上已经有所成果。目前在生态的积累上已经有所成果。如龙芯中科在 MIPS 基础上推出 LoongArch 指令集架构、申威在 Alpha 架构上推出 SW_64 等，有望在国内关键信息领域逐渐积累经验，最终在商业化上实现突围。此 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 外，飞腾 CPU 也一直加快软件适配，其打造的生态体系已经与百度、搜狗、腾讯等多家终端厂商进行合作。截至 2021 年 12 月，与飞腾平台完成兼容认证的国产软件已有 2000 多个。4.3.FPGA：可根据需求任意配置的“空白”芯片：可根据需求任意配置的“空白”芯片 4.3.1.简介：现

280、场可编程的逻辑芯片简介：现场可编程的逻辑芯片 FPGA（现场可编程门阵列，（现场可编程门阵列，Field-Programmable Gate Array），是基于），是基于通用逻辑电路阵列的集成电路芯片。通用逻辑电路阵列的集成电路芯片。上个世纪 80 年代初，美国 Xilinx 发明 FPGA 技术，于 1985 年首次推出商业化产品 XC2064。FPGA 本质而言，是在短时间内、以低成本让用户得到想要的逻辑。其最大的特点是芯片的具体功能是在制造完成后由用户根据需求配置决定，因此得名“现场可编程”。根据 Frost&Sullivan 数据，2020 年全球 FPGA 市场规模超过 60 亿美

281、元，占集成电路市场约 1.4%的价值量。图图 124：2020 年全球年全球 FPGA 市场规模超过市场规模超过 60 亿美元亿美元 数据来源：Frost&Sullivan，安路科技招股说明书，国泰君安证券研究 FPGA 芯片由三大部分构成，分别为可编程的逻辑单元、输入输出单元芯片由三大部分构成，分别为可编程的逻辑单元、输入输出单元和开关连线阵列。和开关连线阵列。1）输入输出单元（）输入输出单元（Input Output Block，IO）：）：顾名思义是芯片与外围电路的接口部分，主要用于实现不同条件下对输入/输出信号的驱动与匹配要求。2）开关连线阵列（）开关连线阵列（Switch Box，S

282、B）：）：通过内部的 MOS 管控制信号连线走向。3）逻辑单元（）逻辑单元（Logic Cell，LC）：）：通过数据查找表（look up table，LUT）存放的二进制数据实现不同的电路功能，是实现 FPGA 芯片可编程的关键结构。此外，逻辑单元还包括选择器、进位链和触发器（FF）等其他器件。多个逻辑单元进一步组合形成的逻辑块，能有效优化层次架构、提高芯片效率，其数目决定了 FPGA芯片的逻辑容量规模。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 125：FPGA 芯片结构芯片结构 图图 126：FPGA 的逻辑结构的逻辑结构 数据来源：安路科技招股说明书

283、数据来源：HardwareBee 现场可编程功能的实现主要是通过调整现场可编程功能的实现主要是通过调整 LUT中的二进制数据。中的二进制数据。LUT 本质上是一种静态随机存取存储器（SRAM），用于加载用户编译出的二进制位流数据（bitstream）。LUT 的大小是由输入端的信号数量决定的。以3 输入 LUT 为例，图中左部分相当于 8bit 的位存储单元 RAM，输入信号会选择 8bit 存储器中的一个值输出，得到输出信号 Y。通过修改存储单元 RAM 的内容（即 LUT 的映射模式），就可以通过电路结构实现任意的逻辑函数。图图 127：LUT 3 结构示意图结构示意图 图图 128：从：

284、从 LUT 3 到到 LUT 6 数据来源：TAdviser 数据来源：Altera FPGA Architecture White Paper LUT 的输入端越多，可以实现的逻辑电路越复杂，得到的的输入端越多，可以实现的逻辑电路越复杂，得到的 FPGA 芯片芯片的逻辑容量也就越大，但随之而来的会是功耗的提升。的逻辑容量也就越大，但随之而来的会是功耗的提升。LUT 输入端数量增加的同时，会带来 SRAM 存储电路面积指数级的增加，每增加 1 个输入端，面积增加 1 倍。此外，实现相同的逻辑电路情况下，FPGA 由于在制造时并不知道下游具体应用，通常会留有冗余逻辑单元。因此，FPGA 芯片面积

285、会比 ASIC 更大，功耗相对也更高。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 129：FPGA 芯片逻辑功能实现过程芯片逻辑功能实现过程 图图 130：FPGA 设计流程设计流程 数据来源：安路科技招股说明书 数据来源：SemiWiki 配套配套 EDA 软件是编译生成二进制位流数据的关键。软件是编译生成二进制位流数据的关键。在 FPGA 芯片制造完成后，需要用户根据自身需求完成芯片功能的配置。具体而言，首先是利用 V erilogHDL 等硬件描述语言，提出对电路功能的要求。功能描述结果随后被配套的 FPGA 专用 EDA 软件接收，通过 EDA 软件实现

286、逻辑综合、布局布线和物理优化，最终编译生成二进制位流数据。如前所述，该二进制位流数据将存放在 FPGA 芯片上或芯片外的特定存储空间，FPGA 芯片启动后将位流加载到 LUT 中，从而实现用户期望的特定功能。因此，FPGA 芯片公司需要兼备硬件和软件的设计能力。表表 41：FPGA 的主要技术指标的主要技术指标 指标类别指标类别 技术指标技术指标 介绍介绍 容量容量 LUT 数量 逻辑容量 基于 SRAM 查找表的逻辑单元是 FPGA 芯片的最基本单元，可以实现多个基本逻辑门组合的功能。为了使逻辑容量具有可比性，行业能通常将不同设计的逻辑单元等效至 4 输入 LUT。DSP 数量 数字信号处理

287、能力 DSP 单元可以实现多个数的乘法、加减法、宽位逻辑操作等功能。DSP 的主要参数包括乘法器的位数和加法器的位数。RAM 容量 数据存储能力 RAM 包括多个内嵌整块 RAM 和用 LUT 实现的分布式 RAM。RAM 的存储容量通常以 Kbit 为单位。User IO 数量 数据接口能力 指用户可用的最大输入/输出接口数量。性能性能 制造工艺 指 55nm/28nm/16nm 等芯片制程。制造工艺越先进，FPGA 芯片的成本越高，性能越高。FPGA 产品规划时需综合考虑应用情景、成本、性能的最佳平衡。DSP 工作频率 DSP 工作频率越高，数据运算速度越快。通常以兆赫兹（MHz）为单位。

288、动态功耗 指芯片处于工作状态时电路翻转产生的功耗，动态功耗越低，芯片耗电越少，芯片寿命越长，芯片对系统设备的散热要求越低。通常以瓦（W）为单位。SerDes 速率 指高速串并转换数据的传输速率，该速率越高，数据传输量越大。通常以 Gbps 为单位。DDR3/DDR4 速率 指 DDR3/DDR4 同步动态随机存储器数据读取接口的标准速率。数据速率以 MT/s 为单位。数据来源：安路科技招股说明书，国泰君安证券研究 FPGA 芯片技术发展关注容量和性能两大方面。芯片技术发展关注容量和性能两大方面。1）容量方面，）容量方面，LUT数量、数量、DSP 数量、数量、RAM 数量和数量和 User IO

289、 数量是重要数量是重要的技术指标。其中的技术指标。其中 LUT数量是数量是 FPGA 芯片的基本容量单位。芯片的基本容量单位。但 LUT 数量并不等同于 ASIC 芯片的基本容量单位逻辑门数。在 FPGA 芯片发展早期，部分 FPGA 厂商为了更好的推广宣传，为客户提供等效逻辑门数 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 以更加方便的与 ASIC 芯片进行对比。但 FPGA 的 LUT 单元数和 ASIC逻辑门数并不等同，工业界和学术界也没有统一的方法实现两者的转换。因此 2000 年后，国际 FPGA 厂商开始逐渐停止提供逻辑门指标，而只采用 LUT 的逻辑单元

290、数进行衡量。同时，LUT 规格如果不同也会影响容量的比较，因此业内习惯以等效 LUT4 的数量进行统计。2）性能方面，）性能方面，FPGA 芯片的关键在于制造工艺，此外，芯片的关键在于制造工艺，此外，DSP工作频率、工作频率、动态功耗、动态功耗、SerDes 速率和速率和 DDR3/DDR4 速率也是重要的性能参数。速率也是重要的性能参数。FPGA作为逻辑芯片的一种，同样遵循摩尔定律、追求先进制程，制造工艺越先进、线宽越小，芯片的性能会越高，但同时制造成本也将随之上升。此外，FPGA 对运算速度、功耗、传输速率、接口速率也有一定的要求。因此，FPGA 产品定义时需要综合考虑芯片的应用场景，平衡

291、性能与成本。4.3.2.特点：灵活性、实时性、高效能、软硬兼具特点：灵活性、实时性、高效能、软硬兼具 相比于相比于 ASIC 等不可编程的芯片而言，等不可编程的芯片而言，FPGA 具有四大特点：可编程灵具有四大特点：可编程灵活性高、开发周期短、并行计算效率高，但对研发人员要求高。活性高、开发周期短、并行计算效率高，但对研发人员要求高。FPGA可随意定制内部逻辑的阵列，并且可以在用户现场进行即时编程，以修改内部的硬件逻辑，从而实现任意逻辑功能。形象地讲，ASIC 相当于出厂时就写有数据且不可擦除的 CD，而 FPGA 是一张出厂时空白的 CD，需要用户自己刻录数据，后续还可以擦除、反复刻录。4.

292、3.2.1.灵活性高，适合小批量、高价值的专业应用 可编程灵活性高，适用于需求多元的专业应用领域。可编程灵活性高，适用于需求多元的专业应用领域。与 ASIC 全定制化电路不同，FPGA 属于半定制电路。理论上，如果 FPGA 提供的逻辑单元数足够高、逻辑容量规模足够大，通过编程可以实现任意 ASIC 的逻辑功能。一方面，FPGA 编程可以后续反复修改，以适应不同应用场景持续迭代的性能需求，而 ASIC 一旦流片完成后则固化无法更改。另一方面，开发人员可以通过软件升级包在片上运行程序来修改芯片，甚至可以实现远程升级，而无需替换芯片。因此，FPGA 的灵活性更高。图图 131：FPGA 更加灵活，

293、但更加灵活，但 ASIC 功耗更低功耗更低 图图 132：FPGA 与与 ASIC 成本对比成本对比 数据来源：ResearchGate 数据来源：UTO Semiconductor 尽管尽管 FPGA 灵活性更高，但相应的其单位成本也较高，在小批量应用中灵活性更高，但相应的其单位成本也较高，在小批量应用中更具性价比。更具性价比。实现相同逻辑的 ASIC 芯片，在流片量足够大的情况下，请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 成本远低于 FPGA 芯片，而在小批量、高价值、专用的领域，采用 FPGA将拥有更高的性价比。4.3.2.2.开发周期短，导入市场快 首先，首

294、先，FPGA 在芯片开发流程上更加简化。在芯片开发流程上更加简化。ASIC 制造流程包括逻辑实现、布线处理、流片等多个步骤，而基于 FPGA 可以大大简化开发流程。其次，其次，FPGA 的研发周期更短，导入市场速度更快。的研发周期更短，导入市场速度更快。从设计周期维度看，传统的 ASIC 或 SoC 等芯片设计周期往往会比较长，达 14-24 个月。而根据 AI 电堂报道，FPGA 的开发时间平均能降低 50%以上，极大程度地节省了设计时间成本，适用于应对下游新需求、新应用。对于产品开发而言，快速导入市场往往有望帮助客户抢占先发优势，因而在诸多领域FPGA 是非常重要的选择。图图 133：FP

295、GA 设计流程比设计流程比 ASIC 更加简化更加简化 图图 134：FPGA 导入市场时间更短导入市场时间更短 数据来源：ResearchGate 数据来源：HardwareBee 4.3.2.3.指令和内存的结构特点决定并行计算效率更高 FPGA 主频较低，但并行计算效率高。主频较低，但并行计算效率高。FPGA 属于并行计算，一次可执行多个指令算法，而传统的 CPU 都是属于串行计算，每次只能处理一个指令集。通常情况下，CPU 往往采用增加频率的方式来提升处理速度，因此其主频普遍比 FPGA 高。FPGA 虽然主频较低，但并行处理的方式使其对诸多应用领域、场景的处理速度更快。目前 FPGA

296、 作为 CPU 的协处理器已经广泛应用在 Intel、AMD 等公司的产品上。表表 42：CPU、GPU、FPGA 特点对比特点对比 类型类型 CPU GPU FPGA 定制化程度定制化程度 通用型 通用型 半定制化 功耗功耗 中 高 低 成本成本 高 高 中 算力算力 低 中 高 数据来源：Xilinx，国泰君安证券研究 具体来讲，具体来讲，FPGA 高能效的优势本质是和高能效的优势本质是和 CPU体系结构存在区别。体系结构存在区别。CPU、GPU 均属于冯诺依曼结构，指令译码执行、共享内存；而 FPGA 本质 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 上是无指令

297、、无需共享内存的体系结构，因而相比 GPU 和 CPU 更加高效。就指令结构而言，就指令结构而言，FPGA 逻辑单元功能在重编程时就已经确定，不需要逻辑单元功能在重编程时就已经确定，不需要指令再进行译码执行。指令再进行译码执行。而对于冯氏结构，一方面，CPU 等执行单元可能执行任意指令，因此需要指令存储器、译码器、运算器、分支跳转处理等。另一方面，由于指令流的控制逻辑相对复杂，也不太可能拥有多条独立的指令流。因此，指令流较长、数量有限，就造成了 CPU 等计算速率提升存在困难。就内存结构而言，就内存结构而言，FPGA 无需仲裁与共享内存。无需仲裁与共享内存。对于冯氏架构，内存的作用有二，即保存

298、状态和执行单元间通信。对于 CPU 而言，其内存是共享的，故在访问时需要执行仲裁；同时，为了充分利用访问局部性，各执行单元存在私有缓存，故需维持执行部件间缓存一致性。但对于 FPGA，保存状态的需求角度，FPGA 的寄存器和片上内存是属于各自逻辑单元的，无需不必要的仲裁和缓存，极大提升效率。而对于通信需求，FPGA每个逻辑单元与周围单元的连接在重编程时就已经确定，不需要再通过共享内存实现。FPGA 内部架构包含可编程的 I/O、DSP、memory、PCIE等，因为大量存储单元的存在，FPGA 在做计算的时候可以直接从内部存储单元读取数据。图图 135：CPU 及及 GPU 内部架构内部架构

299、图图 136：FPGA 内部架构内部架构 数据来源：Xilinx 数据来源：Xilinx GPU 拥有并行计算优势，拥有并行计算优势，FPGA 拥有流水线并行和数据并行，所以其速拥有流水线并行和数据并行，所以其速率更快。率更快。GPU 从结构看，ALU 计算单元占了绝大部分，所以并行计算能力很强。但 GPU 的弱点是 Cache 较小，需要大量的高速 DDR 保证数据吞吐率，从而提升计算能力。此外，GPU 虽同为并行计算，但几乎只有数据并行，也就是多个计算单元可以同时处理不同的数据包，但所有的计算单元必须按照统一的步调、做相同的事，即单指令流多数据流模式（SIMD，Single Instruc

300、tion Multiple Data）。这就要求多个计算单元同时输入、输出，故延迟随之增加。但 FPGA 不同，FPGA 同时拥有流水线并行和数据并行两种模式，例如，处理一个数据包需要多个步骤，FPGA可以搭建与之对应的多级流水线分别处理多个步骤，每个数据包流经多级之后，处理即完成、能够立刻输出。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 137：GPU 的的 SIMD 工作模式工作模式 图图 138：FPGA 流水线、并行处理模式流水线、并行处理模式 数据来源：Intel 数据来源：Intel 基于上述结构特点，基于上述结构特点，FPGA 在部分计算密集型任务

301、和通用密集型任务中在部分计算密集型任务和通用密集型任务中存在高速运算优势。存在高速运算优势。在矩阵运算、图像处理、机器学习等计算密集型场景中，在矩阵运算、图像处理、机器学习等计算密集型场景中，CPU 将任务卸载给 FPGA 执行，大量相对低速并行的单元比起少量高效单元而言效率更高。目前，Altera 的 Stratix V FPGA 整数乘法运算性能与 20 核 CPU基本相当，浮点乘法运算性能与 8 核 CPU 基本相当。对于通用密集型任务，如对称加密、防火墙、网络虚拟化等，对于通用密集型任务，如对称加密、防火墙、网络虚拟化等，其对每个输入数据的处理并不复杂，只需要简单计算即可输出，因此通信

302、往往会成为通用密集型任务的瓶颈。在这种场景下，FPGA 的优势更大，一方面从吞吐量上讲，FPGA 的收发器可高效线速处理各种容量的数据包；另一方面从延迟的角度看，FPGA 延时低且稳定，亦比较适用于流式的任务处理场景。表表 43：计算密集型任务性能对比：计算密集型任务性能对比 表表 44：通用密集型任务性能对比：通用密集型任务性能对比 数据来源：电子设备知识，国泰君安证券研究；注：以 16位整数乘法为例，数字仅为数量级的估计 数据来源：电子设备知识，国泰君安证券研究；注：以 64 字节网络数据包处理为例，数字仅为数量级的估计 4.3.2.4.需要软硬兼备的研发能力 FPGA 的使用必须和配套的

303、使用必须和配套 EDA 软件相结合，意味着软件相结合，意味着 FPGA 芯片设计公芯片设计公司需要同时具备软硬件能力。司需要同时具备软硬件能力。软件工具研发水平甚至决定了硬件规模和性能所能达到的高度。EDA 的主要功能包括设计输入（DesignEntry）、综合（Synthesis）、仿真（Simulation）、实现（Implementation）和下载（Download）等。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 139：FPGA 软件工具设计流程图软件工具设计流程图 图图 140：FPGA 需要芯片、需要芯片、EDA 工具及工具及 IP 完整生态完整生

304、态 数据来源：紫光同创官网 数据来源：紫光同创微信公众号 配套配套 EDA 软件设计复杂，壁垒较高。软件设计复杂，壁垒较高。用户端在使用 FPGA 时，需将 RTL代码通过逻辑综合工具、映射工具等生成下载到芯片里，结合时序、功耗分析工具、在线调试工具等，实现功能。在整个软件工具设计流程中，第三方厂商除往往仅能提供仿真工具，其他复杂的环节往往需要 FPGA厂商所提供的软件工具来覆盖，故其存在着较大软件研发难度。图图 141：企业急需的：企业急需的 FPGA 人才类型人才类型 图图 142：高校培养：高校培养 FPGA 人才面临的挑战人才面临的挑战 数据来源：Intel，IDC，国泰君安证券研究

305、数据来源：Intel，IDC，国泰君安证券研究 FPGA 厂商需要研发人员同时兼具软硬件思维。厂商需要研发人员同时兼具软硬件思维。除了考虑 EDA 软件和芯片架构的匹配和一致性，编程设计时还要考虑应用场景多样性、时序模型的复杂性和用户使用体验及效率等。Xilinx 公司研发人员约为 1500人，软硬件人员基本相同。但但 FPGA 设计的相关人才培养难度大、十分短缺。设计的相关人才培养难度大、十分短缺。Intel 和 IDC 合作发布的FPGA 产业发展现状及人才培养研究报告中提到，人才匮乏是阻碍 FPGA 产业发展的首要因素，超过 70%的被访企业认为中级水平以上的工程师严重不足。而 FPGA

306、 人才的高校培养又存在缺乏培养体系、与现实脱节、学习周期长等诸多问题，导致了相关研发人员的进一步短缺。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 4.3.3.发展趋势：产品高度集成化，工艺追求先进制程发展趋势：产品高度集成化，工艺追求先进制程 4.3.3.1.产品高度集成化为 SoPC 产品高度集成化：向可编程系统级芯片（产品高度集成化：向可编程系统级芯片（SoPC）方向发展。）方向发展。SoPC高度集成了 CPU、FPGA、存储接口、IO 外设接口、甚至人工智能专用引擎等所有模块，单颗芯片可完成应用情景的所有功能需求。一方面，SOPC具有 ASIC 高集成度、低功耗

307、、小尺寸、低成本的优点，另一方面又继承了 FPGA 的低风险、灵活和快速上市的特点。此外，两个电路合二为一，意味着占用 PCB上的空间将更小，有助于终端器件小型化。图图 143：SOPC 组件和外部互连数量大幅下降组件和外部互连数量大幅下降 图图 144：SOPC 具有低延迟、高贯穿路径具有低延迟、高贯穿路径 数据来源：Intel 数据来源：Intel 实现实现 SoPC 主要有主要有 2 种途径，一种是基于种途径，一种是基于 FPGA 芯片，后嵌入其他芯片，后嵌入其他 IP核，另一种是将可编程逻辑核，另一种是将可编程逻辑 IP 嵌入到传统嵌入到传统 SoC 中。中。Xilinx SoC 产品

308、系列将处理器的软件可编程性与 FPGA 的硬件可编程性进行完美整合，可以为设计带来更低功耗与更低成本的整体系统优势，同时可以有效加快产品上市进程。此外，据紫光国微 2021 年年报披露，其参股子公司紫光同创第一代 SoPC 研发进展顺利，内部集成了处理器、可编程模块、高速接口及多种应用 IP 等丰富资源，拥有控制运算处理、智能运算处理、高性能计算等多个细分系列，能够为嵌入式终端、工控、图像视频、通信等领域提供系统解决方案。紫光同创面向人工智能机器视觉等领域第二代 SoPC 也已经开始布局研发。目前，SoPC 已经被大量应用在消费、工控、无线通信、自动驾驶、电力系统等领域。图图 145：Xili

309、nx FPGA SoC 系列产品系列产品 图图 146：Xilinx SoC、MPSoC 和和 RFSoC 功能简要功能简要 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 数据来源：Xilinx官网 数据来源：Xilinx官网 4.3.3.2.先进制程、先进封装提升 FPGA 综合性能 工艺上追求先进制程，继续扩大工艺上追求先进制程，继续扩大 FPGA 芯片逻辑单元规模，从而实现大芯片逻辑单元规模，从而实现大容量、高性能、低功耗等目标。容量、高性能、低功耗等目标。随着数字芯片制造工艺不断迭代、线宽不断缩小，FPGA 的架构持续更新，性能得到显著提升。目前，28nm 以下

310、制程的 FPGA，由于其低功耗、高性能的特点，获得了快速发展。随着先进制造能力的发展，FPGA 芯片的容量、性能、功耗等参数都得到了大幅优化。尽管 100K 以下逻辑单元的 FPGA 芯片仍是市场需求的重要组成部分，但 100K-500K 逻辑单元部分的芯片正在快速起量，逐步开始从高端市场延展。图图 147：Xilinx FPGA SoC 系列产品系列产品 图图 148：易灵思：易灵思 SiP 系统级封装系统级封装 数据来源：Xilinx官网 数据来源：易灵思官方公众号 4.3.4.市场增势显著，行业呈现双寡头格局市场增势显著，行业呈现双寡头格局 4.3.4.1.60 亿美元市场规模，国内增速

311、领先全球 2020 年全球年全球 FPGA 市场超过市场超过 60 亿美元，预计市场规模将加速增长。亿美元，预计市场规模将加速增长。由于 FPGA 灵活性强、开发周期短、运算速率高等优点，其覆盖下游领域广泛，包含工业控制、网络通信、消费电子、数据中心等细分市场。过去5年间，受益于工控、网络通信等下游应用需求的高速增长，全球FPGA市场规模从 2016 年的 43.4 亿美元，增长至 2020 年约 60.8 亿美元，年均复合增速达到 8.8%。随着自动驾驶技术、人工智能及新一代通信设备部署等新兴市场需求的不断增长，FPGA全球市场将持续扩大。根据 Frost&Sullivan 统计数据，预计到

312、 2025 年，全球 FPGA 市场规模有望增长至125.8 亿美元，年均复合增速为 16.4%。请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 图图 149：全球：全球 FPGA 市场规模市场规模快速增长快速增长 图图 150：中国：中国 FPGA 市场规模市场规模快速增长快速增长 数据来源：Frost&Sullivan，安路科技招股说明书，国泰君安证券研究 数据来源：Frost&Sullivan，安路科技招股说明书，国泰君安证券研究 中国中国 FPGA 市场约占全球近市场约占全球近 38%的份额，未来的份额，未来 5 年增速领跑全球。年增速领跑全球。据Frost&Su

313、llivan 统计，2020 年中国 FPGA 市场规模约为 150.3 亿元人民币，折合接近全球市场 40%的价值量。随着国产替代进程加速，国内市场需求将进一步增加，预计 2021 年至 2025 年，国内 FPGA 市场年均复合增速有望达到 17.%，领跑全球其他地区。至 2025 年市场规模将突破330 亿元，在全球的份额有望提升至 41%。图图 151：中国：中国 FPGA 市场结构（按逻辑单元容量）市场结构（按逻辑单元容量）图图 152：中国：中国 FPGA 市场结构（按芯片制程工艺划分）市场结构（按芯片制程工艺划分）数据来源：Frost&Sullivan，安路科技招股说明书，国泰君

314、安证券研究 数据来源：Frost&Sullivan，安路科技招股说明书，国泰君安证券研究 按逻辑单元数量划分，小容量产品仍为国内市场主流，但不改按逻辑单元数量划分，小容量产品仍为国内市场主流，但不改 FPGA 迈迈向大容量的趋势。向大容量的趋势。以销售额核算，2019 年，中国市场 38%的份额为小于100K 逻辑单元的 FPGA，100K-500K 的产品占据了 32%的份额。目前，大容量 FPGA 仅为市场的一小部分，大于 100KK 逻辑单元的产品价值量只占到 6%。但随着下游高端应用市场需求起量，对大容量 FPGA 的需求也将与日俱增，带动大容量产品份额提升。从芯片制程角度，成熟制程产

315、品占据国内市场的主要地位，但预计先进从芯片制程角度，成熟制程产品占据国内市场的主要地位，但预计先进制程产品凭借其高性能优势将持续提升其市场份额。制程产品凭借其高性能优势将持续提升其市场份额。国内FPGA市场中，考虑到成熟制程产品的性价比优势和较高良品率，28nm-90nm FPGA 芯片需求占据超一半的市场份额，达 63%。此外，由于 28nm 以下先进制程工艺下的产品具有更高的性能，在功耗、效率上的优势，预计未来将快速起量，推动其份额的提升，当前 28nm 以下制程的 FPGA 已经占据市场超 20%的价值量。1KK6%90nm16%请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条

316、款部分 0 4.3.4.2.通信应用占据主要市场，汽车电子或是未来最大增量 FPGA 以其计算速率高、灵活性强等、开发周期短等特点，广泛覆盖包以其计算速率高、灵活性强等、开发周期短等特点，广泛覆盖包括工业、通信、数据中心、消费、汽车、人工智能在内的下游应用领域，括工业、通信、数据中心、消费、汽车、人工智能在内的下游应用领域，行业长期增长动力足。行业长期增长动力足。在对信息传输速率要求较高的行业中，FPGA 因其并行运算的高效能，占全球加速服务器市场的 28.3%，在通信网络、工控、智慧交通等领域具有优势。此外，FPGA 在智能计算、医疗设备、互联网等对信息处理能力要求高的行业以及前沿孵化项目均

317、有一席之地。据 Intel 联合 IDC 预测，未来 FPGA 在多个领域都将具有较大的发展空间，尤其是电子测试仪器、通信网络、航空航天等，潜在空间均超过 60%，其中电子测试设备的增长空间有望达到 73.3%。图图 153：FPGA 的主要应用场景的主要应用场景 图图 154：FPGA 具有较大发展空间的领域具有较大发展空间的领域 数据来源：英特尔 FPGA 中国创新中心，国泰君安证券研究所 数据来源：英特尔 FPGA 中国创新中心，国泰君安证券研究所 国内国内 FPGA 市场中，网络通信为最大的下游应用，预计汽车电子增速最市场中，网络通信为最大的下游应用，预计汽车电子增速最快。快。FPGA

318、 下游应用结构保持相对稳定，网络通信为最大的需求来源，2020 年市场份额超过 40%；其次为工业控制领域，市场占比接近 31.5%。至 2025 年，据 Frost&Sullivan 预测，通信、工业领域仍然会是下游主要应用，增速较快，但工业市场的增速波动较大、周期性明显。而尽管当前车用 FPGA 的市场规模较小、不到 10 亿人民币，但从发展趋势看，预计 2021-2025 年汽车电子会是 FPGA 最大的需求增量。车用 FPGA 将保持稳定、高速增长，年均复合增速有望超过 22%。除此之外，消费电子、数据中心、人工智能等市场也将保持平均除此之外，消费电子、数据中心、人工智能等市场也将保持

319、平均 15%左左右的年均复合增速。右的年均复合增速。数据中心作为传统的 FPGA 应用第三大市场，在下游应用中占比接近 10%。消费电子、人工智能虽当前市场规模不大，2020年分别为 9.4 亿元、5.8 亿元，但据 Frost&Sullivan 预测，未来 5 年的年均复合增速也能分别达到 13%、16.9%。图图 155：中国：中国 FPGA 通讯占比大通讯占比大（单位：亿元）（单位：亿元）图图 156：未来：未来 5 年汽车电子平均增速最快年汽车电子平均增速最快 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 数据来源：Frost&Sullivan，安路科技招股说明

320、书，国泰君安证券研究 数据来源：Frost&Sullivan，安路科技招股说明书，国泰君安证券研究 4.3.4.3.网络通信：高速 DSP/CPU+FPGA 将是发展趋势 当前中国当前中国 FPGA 网络通信市场规模已达到网络通信市场规模已达到 62.1 亿元，预计未来亿元，预计未来 5 年年CAGR 达到达到 17.5%。网络通信领域中，FPGA被大量用于实现接口扩展、逻辑控制、数据处理和单芯片系统等多种功能。一方面，FPGA 高速并行计算能力可以有效满足通讯信息传输要求；另一方面，其现场可编程的灵活性符合通信行业快速迭代的要求，适用于未来日益复杂的网络环境。目前，Xilinx 公司的 FP

321、GA 内部主要集成三类通信应用，包括基带处理、射频以及接口和连接功能。图图 157：中国：中国 FPGA 网络通信市场达到网络通信市场达到 62 亿元亿元 图图 158：FPGA+DSP 的高速串口通信设计的高速串口通信设计 数据来源：Frost&Sullivan，安路科技招股说明书，国泰君安证券研究 数据来源：鼎达信 从技术上角度，从技术上角度，FPGA 能够提升通信系统性能，主要是因为无线通信系能够提升通信系统性能，主要是因为无线通信系统中大量模块需要滤波运算。统中大量模块需要滤波运算。FPGA 的分布式算术结构，有助于实现通信系统中大量滤波函数的乘和累加操作，对于无线通信中的高速数字信号

322、处理十分有利。特别是对于调制解调器，由于需要大量的复杂数学运算，并且对调制解调器的大小、重量、功耗有较高要求，FPGA 的应用显著提高了调制解调器的速度，大大改善了现代通信系统的性能。从发展趋势看，从发展趋势看，DSP/CPU+FPGA 系统有望成为无线通信技术的重要支系统有望成为无线通信技术的重要支柱。柱。随着无线移动通信系统的发展，以及终端便携式设备小型化的需求，对系统级处理器的要求变得更高。然而，FPGA 单芯片难以达到系统级处理的能力。比如第三代移动通信，FPGA 单芯片只能进行信源和信道方面的物理层处理，只有与另外的 DSP 或者 CPU 相结合才能高效地完 请务必阅读正文之后的免责

323、条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 成整个任务。因此，基于 DSP/CPU 加 FPGA 的系统级架构芯片有望成为未来的应用热点。4.3.4.4.汽车电子：FPGA 有望充分受益于汽车智能化 国内国内 FPGA 汽车领域市场规模较小，但成长势头迅猛，有望成为未来市汽车领域市场规模较小，但成长势头迅猛，有望成为未来市场主要增量之一。场主要增量之一。2020 年国内汽车 FPGA 市场仅 9.5 亿元，在下游应用中占比约为 6.3%。但随着车载数据采集系统、自动驾驶和智能辅助驾驶等需求持续放量，未来汽车 FPGA 市场有望迎来显著增长。据 Frost&Sullivan 预测，2025 年

324、车用 FPGA 市场有望达到 26.3 亿元人民币，年均复合增速超 22%。图图 159：中国：中国 FPGA 汽车电子市场规模汽车电子市场规模 图图 160：FPGA 在汽车上的应用示意在汽车上的应用示意 数据来源：Frost&Sullivan，安路科技招股说明书，国泰君安证券研究 数据来源：Xilinx FPGA 在汽车电子上应用十分广泛，随着自动驾驶的发展，其单车用量在汽车电子上应用十分广泛，随着自动驾驶的发展，其单车用量有望提升。有望提升。根据安路科技招股说明书，FPGA 在汽车电子中的应用主要有以下几个领域。在系统接口及控制领域，FPGA 芯片用于控制和驱动电动汽车电机控制系统，连接

325、驾驶系统、仪表盘、雷达、超声波传感器等各种车载设备，实现激光雷达、毫米波雷达等信号处理和控制。在视频桥接和融合领域，FPGA 芯片可用于实现多个图像传感器的信号桥接、3D 环视视频融合、倒车辅助视频、辅助驾驶视频等功能。在辅助驾驶和自动驾驶领域，FPGA 芯片可用于实现机器视觉与目标检测等各种功能。图图 161：2020 年中国年中国 L2 以上渗透率比较低以上渗透率比较低 图图 162：2025 年中国年中国 ADAS L2 占比提升占比提升 数据来源：Roland Berger，前瞻产业研究院，国泰君安证券研究 数据来源：Roland Berger，前瞻产业研究院，国泰君安证券研究 57%

326、34%9%0%10%20%30%40%50%60%L0L1L2/L2+30%30%35%4%1%0%5%10%15%20%25%30%35%40%L0L1L2/L2+L3L4-L5 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 无人驾驶、高级驾驶辅助系统（无人驾驶、高级驾驶辅助系统（ADAS）领域，）领域，FPGA 技术能提供灵活技术能提供灵活的、低成本、高性能的解决方案。的、低成本、高性能的解决方案。在辅助驾驶的视频分析领域，FPGA可实现机器视觉与目标检测等功能，同时可以采用超低延时精确算法对来自车辆摄像机的实时视频输入信号进行分析，及时作出判断，有效提高了汽车自动

327、驾驶的安全可靠性。此外，FPGA 方案研发周期短的特性，能够适应当前快速迭代的算法，在不重新设计芯片的前提下实现编程升级，极大程度加快了整体方案的推进速度。目前，特斯拉已将 FPGA 应用在其自动驾驶的系统方案中。ADAS 渗透率进一步提升，有望为渗透率进一步提升，有望为 FPGA 市场带来增量。市场带来增量。据罗兰贝格统计，2020 年中国辅助驾驶系统（ADAS）的市场渗透率仍然较低，L2 级（部分自动驾驶）及以上的占比仅为 9%，仍以 L0 级（无自动驾驶）为主，占比过半。预计 2025 年，我国 L1 级（辅助驾驶）以上的 ADAS 系统渗透率将达 70%。其中 L2L2+级 ADAS

328、系统的渗透率提升最快，将达 35%。4.3.4.5.工业市场：工业智能化加速 FPGA 市场规模扩张 工业领域是国内工业领域是国内 FPGA 市场中的第二大下游需求，市场份额占比达市场中的第二大下游需求，市场份额占比达31.5%。FPGA 芯片在工业领域应用十分广泛，在视频处理、图像处理、数控机床等领域均被用于实现信号控制、运算加速等功能。随着工业智能化、自动化发展，FPGA 灵活、高效的特点将被充分发挥，其市场有望持续扩大。2020 年，国内 FPGA 工业市场规模达到 47.4 亿元，占下游需求的 31.5%，是仅次于通信的第二大应用。预计到 2025 年，国内FPGA 工业市场将突破 1

329、00 亿元，年均复合增速达到 16.1%，推动整个FPGA 市场规模的扩张。但相比于汽车领域的高速稳定增长，工业市场波动较大。图图 163：中国：中国 FPGA 工业领域市场规模工业领域市场规模 图图 164：基于：基于 FPGA 的工业以太网解决方案的工业以太网解决方案 数据来源：Frost&Sullivan，安路科技招股说明书，国泰君安证券研究 数据来源：Ofweek 工业市场的工业市场的 3 大发展趋势，将有助于大发展趋势，将有助于 FPGA 应用的拓宽。应用的拓宽。1）工业网络向以太网发展：）工业网络向以太网发展：FPGA 作为通信协处理器连接到以太网，通过一个硬件平台支持多种协议，提

330、供了更加灵活的解决方案。2）工业显示要求以更低的成本支持更大的显示器尺寸：）工业显示要求以更低的成本支持更大的显示器尺寸：FPGA 结合其他芯片作为主控，可满足大型 LED 显示屏数据格式转化需求，可定制各种 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 形状和规格的显示屏，同时对亮度、对比度、灰度等参数可灵活调节。图图 165：基于：基于 FPGA 的工业显示器驱动解决方案的工业显示器驱动解决方案 图图 166：基于：基于 FPGA 的电机控制解决方案的电机控制解决方案 数据来源：Ofweek 数据来源：Ofweek 3）工业驱动变得分散，对能源利用效率要求日益增高：

331、）工业驱动变得分散，对能源利用效率要求日益增高：用 FPGA 控制马达，可以实现多种优化算法整合，同时控制多个电机而不增加额外的器件，大大提高能源的利用效率。FPGA 所提供的灵活性、成本效益可帮助工业应用实现更智能化、高性能、低能耗的解决方案，而工业市场也将给 FPGA 带来良好的发展契机。4.3.5.竞争格局：双寡头垄断，国内厂商有望破局竞争格局：双寡头垄断，国内厂商有望破局 全球全球 FPGA 市场高度集中，呈现双寡头格局。市场高度集中，呈现双寡头格局。2020 年，全球 FPGA 市场 83%的份额被掌握在 Xilinx、Intel（Altera）两家国际巨头的手中，其中 Xilinx

332、 占据 49%的份额，Intel 市占率 34%。行业集中度很高，CR4 达到 96%，完全被海外厂商垄断。由于海外厂商起步早，Xilinx、Altera、Lattice 和 Microchip 四大家通过近 9000 项的专利，在硬件设计和 EDA软件设计上均构筑了牢固的技术壁垒，并且形成了非常强大的产业生态链。图图 167：2020 年，全球年，全球 FPGA 市场竞争格局市场竞争格局 图图 168：2019 年，中国年，中国 FPGA 市场竞争格局（按出货市场竞争格局（按出货量）量）数据来源：华经产业研究院，国泰君安证券研究 数据来源：Frost&Sullivan，安路科技招股说明书，国

333、泰君安证券研究 从国内市场看，海外厂商仍然占据主导地位，但国产厂商在奋起直追。从国内市场看，海外厂商仍然占据主导地位，但国产厂商在奋起直追。据 Frost&Sullivan 数据，以出货量口径统计，2019 年 Xilinx、Intel、Lattice 三家占据了市场共 85%的市场份额，按销售额口径，占比进一步提升至 96.3%。国内 FPGA 厂商安路科技凭借自身多年来的技术积累，请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 在国内市场中也能占据 6%的出货量，在全球排名第四、国内厂商排名第一。此外，紫光国微（紫光同创）、复旦微、广州高云、西安智多晶等国内 FPGA 设计厂商技术也日益成熟。随着国内 FPGA 技术的迭代升级、国产替代进程的加速推进，在上下游产业链相互合作的带动下，预计国内厂商有望实现份额提升。4.3.6.国产替代：技术实力突破叠加客户替代意愿提