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云岫资本:2022中国半导体行业投资深度分析与展望报告(49页).pdf

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云岫资本:2022中国半导体行业投资深度分析与展望报告(49页).pdf

1、2022中国半导体投资深度分析与展望中国半导体投资深度分析与展望云岫资本合伙人云岫资本合伙人&CTO 赵占祥赵占祥|2半导体企业市值回归理性,护城河深的企业仍受青睐半导体企业市值回归理性,护城河深的企业仍受青睐数据来源:Wind(数据截止到2022年7月1日)、云岫资本整理1:样本为139家2021年前上市的A股半导体公司,市值做归一化处理,并将2020/12/31作为基期半导体细分领域上市公司半导体细分领域上市公司1市值走势市值走势 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.201/1/20214/1/20217/1/202110/1/20211/1

2、/20224/1/2022设备材料设计IDM电子元器件分销制造封测科创板半导体公司市值分布科创板半导体公司市值分布 市值50亿及以下上市公司数量增加 2022年1-4月,科创板上市的14支半导体新股中有7支首日破发,未盈利企业100%破发;5月以来,科创板上市的半导体新股无首日破发2118278850亿及以下50亿-100亿100亿-300亿300亿-500亿500亿及以上 稀缺性高和盈利能力强的公司,仍逆势增长公司名称公司名称业务业务7/14市值市值(亿元)(亿元)上市日期上市日期首日涨幅首日涨幅PE(TTM)拓荆科技半导体设备2252022/4/2028.41%336纳芯微车规模拟芯片43

3、02022/4/2212.90%157龙芯中科CPU芯片3232022/6/2448.30%153|3半导体企业上市活跃,科创板募集资金首次超过主板半导体企业上市活跃,科创板募集资金首次超过主板数据来源:Wind(数据截止到2022年7月1日)、安永、云岫资本整理科创板半导体公司分布情况科创板半导体公司分布情况 432家科创板上市公司中有84家半导体公司,占比占比19%;从细分行业来看,EDA 1家,材料12家,设备8家,设计40家,制造1家,封测2家,IDM 4家,电子元器件14家 2022年上半年,新增18家科创板上市公司中有14家是设计公司,设计公司占比持续提高设计公司占比持续提高201

4、9-2022H1新增半导体上市公司数量新增半导体上市公司数量30554020022H1其他科创板EDA,1.2%材料,14.3%设备,10.7%设计,48.8%制造,1.2%封测,2.4%IDM,4.8%电子元器件,16.7%2022H1科创板IPO 54家企业,其中半导体企业18家,占比33%半导体企业上市活跃,推高了科创板筹资额,2022H1科创板整体募集资金总额为1,155.56亿元亿元,同比增长63.15%,首次超过主板|4半导体行业投资热度依旧,芯片市场冰火两重天半导体行业投资热度依旧,芯片市场冰火两重天数据来源:IT

5、桔子、中国汽车工业协会、Gartner、博世、AlixPartners LLP、云岫资本整理 2022年上半年,半导体行业完成318起起投融资交易,融资规模近800亿元亿元人民币9373478686318235.13232.761878.01689.9861.912316.282013.74797.46005006007008000500025002000212022H1事件数量融资规模(亿元)2015-2022H1半导体行业融资事件数量及规模半导体行业融资事件数量及规模2022E年智

6、能手机及新能源汽车出货量变化年智能手机及新能源汽车出货量变化全球全球中国中国5.8%18.3%55%63%高通已砍骁龙8系列订单约10%-15%,并预计年底将把两款旗舰移动芯片降价30%-40%芯片仅满足汽车厂商31%的需求,预计下半年供给率可以提升到50%至60%今年上半年有100万辆汽车产能受到影响,半导体短缺对汽车行业的影响将持续到2024年|5市场创新、技术革命、高端国产替代是半导体投资的热点市场创新、技术革命、高端国产替代是半导体投资的热点汽车芯片汽车芯片Chiplet半导体设备与材料半导体设备与材料|6汽车芯片篇汽车芯片篇|7数据来源:中国产业信息网、ICVTanK、车东西、兴业证

7、券研究所、特斯拉官网、普华永道、云岫资本整理01.EE架构升级架构升级中央网关ECUECUECUECUECUECUECUECUDCUECUECUDCU中央网关中央计算DCUDCUDCUDCUDCU品牌品牌蔚来蔚来蔚来蔚来上汽上汽理想理想小鹏小鹏北汽北汽特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉车型车型ET7ET5R ES33One L9G9极狐阿尔法SModel Y Model 3上市上市/更新更新时间时间20222022202220222022202120222022自动驾驶自动驾驶芯片芯片英伟达Orin英伟达Orin英伟达Orin英伟达Orin英伟达Orin华为MDC810特斯拉FSD特斯拉FSD自动驾驶自

8、动驾驶总算力总算力(TOPS)0+508508400144144满足级别满足级别L3L3L3L4L4L2L2L2摄像头摄像头388毫米波雷达毫米波雷达55655601超声波雷达超声波雷达21212激光雷达激光雷达11112300传感器数量传感器数量合计合计2929322931342021分布式架构分布式架构域集中式架构域集中式架构中央计算式架构中央计算式架构自动驾驶芯片自动驾驶芯片汽车架构、传感器、收费模式多重升级,主流车企为更高级别自动驾驶预埋硬件汽车架构、传感器、收费模式多重升级,主流车企为更高级别自动驾驶预埋硬件 多类传感

9、器信号数据融合、决策与控制指令输出等大量计算将由一颗芯片完成02.传感器数量增加传感器数量增加自动驾驶等级L1L2L3L4L5超声波雷达88121212毫米波雷达013568摄像头1581012激光雷达00135合计91416263137特斯拉汽车软件服务类型特斯拉汽车软件服务类型费用费用自动辅助驾驶Autopilot$2,000-3,000完全自动驾驶FSD$12,000或$199/月软件应用升级(信息娱乐/续航/动力升级/OTA加速包等)根据产品类型收费高级连接服务(实时路况/卡拉OK/流媒体等)$9.99/月03.软件订阅服务推出软件订阅服务推出 到2030年,汽车软件数量增长将超过30

10、0%,软件在消费者感知价值中的占比将达到60%,是未来汽车产业中的重要利润点|8数据来源:未来智库、汽车之家、特斯拉、国泰君安证券研究所、佐思汽车研究、云岫资本整理 自动驾驶芯片平台多为异构SoC,由CPU+GPU+XPU+其他功能模块(如基带单元、图像信号处理单元、内存、音频处理器等)组成。异构IP的配置非常重要,自动驾驶SoC芯片商均不断加强核心IP研发以保持关键竞争力公司公司芯片型号芯片型号自动驾驶自动驾驶等级等级工艺制程工艺制程算力算力(TOPS)功耗功耗(W)主要合作车企主要合作车企英伟达英伟达XavierL2-L512nm3030小鹏、上汽、一汽、奔驰OrinL2-L57nm200

11、45理想、蔚来、上汽AtlanL4-L5-1000-高通高通SnapdragonRideL1-L55nm36065长城MobileyeEyeQ4L2-L328nm2.53小鹏、蔚来、威马、理想、长城、广汽、大众、宝马EyeQ5L3-L47nm2410吉利、宝马华为华为Ascend 310L212nm168长城、长安、北汽Ascend 610L3-L47nm16053-特斯拉特斯拉FSDL314nm7272Model S/X/3地平线地平线征程2L1-L228nm42理想、长安、长城、奇瑞、上汽、广汽、一汽、奥迪征程3L3-L416nm52.5理想征程5L3-L47nm9620比亚迪、红旗、自游

12、家自动驾驶芯片自动驾驶芯片异构异构SoC芯片成为主流,国产自动驾驶芯片已上车芯片成为主流,国产自动驾驶芯片已上车特斯拉特斯拉FSD SoC芯片框图芯片框图ISPLPDDR4VideoEncodeCamera I/FGPUNPUNPUSafety SystemSecuritySystemCPULPDDR4CPUCPUNoC大算力大算力高带宽高带宽低功耗低功耗丰富外设丰富外设自研自研IP开放生态开放生态|9数据来源:IHS Markit、汽车之家、云岫资本整理智能座舱芯片智能座舱芯片智能座舱已成为消费者购车的重要考量,汽车网联、交互功能加速渗透智能座舱已成为消费者购车的重要考量,汽车网联、交互功能

13、加速渗透中国用户购车因素中国用户购车因素-TOP 51 主动安全(ABS、车道保持、盲点监测)2 被动安全(安全气囊、头颈保护系统)3 智能科技(智能科技(HUD、语音交互、人脸识别、语音交互、人脸识别)4动力与尺寸(发动机功率、轴距)5 购车价格38.40%45%49.40%52.20%55.10%57.60%59.40%35.30%48.80%53.30%59.80%66%72.10%75.90%30%40%50%60%70%80%20022202320242025全球市场中国市场座舱智能科技配置新车渗透率趋势座舱智能科技配置新车渗透率趋势0.0%10.0%20.0%

14、30.0%40.0%50.0%60.0%200202021智能座舱功能渗透率趋势智能座舱功能渗透率趋势车联网导航道路救援远程启动全液晶仪表盘OTA升级车内氛围灯手机无线充电HUD面部识别手势控制网网联联功功能能交交互互功功能能|10数据来源:IHS Markit、天风证券研究所、亿欧智库、佐思汽研、焉知、搜狐、方正证券研究所、云岫资本整理公司公司芯片型号芯片型号CPU算力算力(DMIPS)GPU算力算力(GFLOPS)制程制程典型搭载厂商典型搭载厂商髙通SA8155P105k11427nm蔚来、智己、小鹏、广汽、威马等SA8195P150k21007nmADIGO3.0S

15、A8295P200k30005nm集度汽车恩智浦i.MX829k12816nm福特瑞萨R-CAR H340k28816nm大众、广汽、路虎、雷克萨斯R-CAR M328k7628nm丰田、大众、长城、日产华为Kirin 980A75k6417nm/Kirin 990A80k7687nmAITO、北汽联发科MT271222k1337nm大众MT8195139k9266nm/手机芯片厂商相较于传统汽车芯片厂商具有迭代速度快,AI性能强等优势,快速主导智能座舱SoC芯片市场,高通在座舱域是绝对领导者,2021年市占率约70-80%智能座舱芯片智能座舱芯片智能座舱芯片算力需求提升,手机芯片厂商主导智能

16、座舱智能座舱芯片算力需求提升,手机芯片厂商主导智能座舱SoC2024 年,年,NPU 算力需求将是算力需求将是2021 年的十倍年的十倍2024 年,年,CPU 算力需求将是算力需求将是2021 年的年的3.5 倍倍手机芯片厂商主导智能座舱手机芯片厂商主导智能座舱SoC芯片市场芯片市场|11数据来源:ICV Tank、盖世汽车研究所、天风证券研究所、IHS Market、TrendForce、云岫资本整理32位位MCU占比增长占比增长不同位数车规不同位数车规MCU应用场景应用场景32位仪表板车身多媒体智能驾驶动力16位传动引擎离合器涡轮电子泵8位风扇空调车窗集线盒座椅汽车汽车MCU芯片芯片智能

17、化推动汽车智能化推动汽车MCU市场量价齐升,市场量价齐升,32位是未来趋势位是未来趋势0-1美元1-5美元5-10美元价格位数由于供应紧张,MCU在2021年的平均销售价格上涨12%,是近25年来最大上涨幅度当前消费型4bit MCU开始降价,但车用MCU需求仍居高不下,汽车使用的汽车使用的8、16、32bit MCU价格相对平稳价格相对平稳76%84%13%10%11%6%16位32位20218位2025E|12数据来源:HIS、前瞻产业研究院、公司公告、云岫资本整理全球汽车全球汽车MCU芯片由国外厂商主导芯片由国外厂商主导国产汽车国产汽车MCU进展进展公司公司应用领域应用领域量产量产/发布

18、时间发布时间兆易创新车身、汽车导航、T-BOX(Telematics Box)、汽车 仪表、汽车娱乐系统2021H1流片,2022年中量产芯海科技中控屏2021年1月通过AEC-Q100认证复旦微车身2021年11月道过AEC-Q100认证,预计2022年Q1-Q2上车国芯科技汽车车身控制和网关应用、汽车动力总成目前汽车电子控制 MCU 芯片产品CCFC2002BC、CCFC2003PT 和CCFC2006PT 已量产销售比亚迪半导体BMS系统、车身核心控制以及分布式控制2018年推出第一代8位车规级MCU芯片,适用于车身控制等领域:2019年推出第一代32位车规级MCU芯片,批量装载在比亚迪

19、全系列车型上杰发科技汽车座椅、车窗2018年底量产国内首颗车规级MCU-AC7811(32位);2020年第二代车规MCU-AC7801X(32位)量产;预计2022年底量产三代AC7840 x赛腾微电子车身控制模块(BCM)2019年发布针对汽车LED尾灯流水转向灯的主控8位MCU芯片芯旺微电子车身控制、汽车电源与电机、汽车照明和智能座舱等场景2019年8位汽车MCU-KF8A实现量产,2021年发布32位MCU KF32A156瑞萨德州仪器恩智浦英飞凌+赛普拉斯微芯2%意法半导体其他2020年全年全汽车汽车MCU竞争格局竞争格局汽车汽车MCU芯片芯片国内厂商积极切入汽车国内厂商积极切入汽车

20、MCU市场,未来继续向高端领域突破市场,未来继续向高端领域突破 MCU缺货给国内厂商带来替代良机,部分厂商已切入汽车MCU供应链,但目前主要应用在车灯、雨刮器、空调等低阶领域 车规MCU仍维持缺货状态,但随着消费市场需求下滑,晶圆厂产能释放,汽车MCU缺货将逐步缓解,缺货带来的导入窗口将逐渐收窄,现有厂商需向32位等高端领域进一步实现国产替代|13模拟芯片模拟芯片汽车电子是未来模拟芯片市场增长的主要驱动因素汽车电子是未来模拟芯片市场增长的主要驱动因素数据来源:WSTS、IC Insight、华泰证券研究所、WIND(市值数据为2022年6月30日数据)、云岫资本整理200

21、020201520172021E2022E2023E2024E2025E市场规模(亿美元)消费电子驱动消费电子驱动汽车电子驱动汽车电子驱动100亿亿美元2020年汽车模拟芯片173亿亿美元2025年汽车模拟芯片CAGR 12%市值:1,417亿美元市值:759亿美元市值:149亿美元市值:315亿美元市值:285亿美元市值:389亿美元模拟芯片赛道已经孕育并可以容纳多家巨头模拟芯片赛道已经孕育并可以容纳多家巨头|14通过通过验证验证并销并销售售研发投入研发投入拓展拓展产品产品品类品类产品品类是竞争关键因素产品品类是竞争关键因素80,000种45,000种1,500种1,6

22、00种横向和向上拓展品类较困难横向和向上拓展品类较困难技术难度汽车工业消费其他品类现有品类其他品类拓展难拓展难验证周期长且要求严苛验证周期长且要求严苛-40 125125稳定工作1000h工作温度芯片设计制造封测方案设计上车系统认证AEC-Q100测试拓展其他整车912月36月1012月1824月36月干扰测试4.2KV FET 干扰测试电源噪声、RF干扰、电源波动静电放电承受8KV ESD接触放电支持10万次程序擦写擦写测试模拟芯片模拟芯片车规级模拟芯片壁垒高,芯片供应商需要形成良性循环车规级模拟芯片壁垒高,芯片供应商需要形成良性循环数据来源:TI、ADI、圣邦微、思瑞浦、公开资料、云岫资本

23、整理|15数据来源:Frost&Sullivan、中金公司、云岫资本整理2023E20202024E2022E2021E2030E2025E+21.5%+14.7%汽车智能化促进汽车汽车智能化促进汽车CIS需求需求汽车汽车CIS市场规模迅速增长市场规模迅速增长前视摄像头前视摄像头FCW/LDW/TSP/PCW夜视驾驶辅助行车记录仪环视摄像头环视摄像头自动泊车系统后视摄像头后视摄像头倒车影像内视摄像头内视摄像头疲劳驾驶监测侧视摄像头侧视摄像头盲区监测变道辅助疲劳智能汽车摄像头及其功能智能汽车摄像头及其功能新能源品牌旗舰车摄像头数量新能源品牌旗舰车摄像头数量ET7Model YP5ONEL7001

24、汉Alpha单位:亿美元汽车传感器汽车传感器-图像传感器图像传感器汽车智能化趋势推动汽车汽车智能化趋势推动汽车CIS需求快速增长需求快速增长|16数据来源:公开资料、云岫资本测算(产能以2020年为基准做归一化处理)汽车汽车手机手机技术要求技术要求技术指标技术指标使用寿命使用寿命竞争策略竞争策略追求高像素高像素,对CIS的技术和工艺要求高全方位的技术能力,追求稳稳定性定性与安全性安全性3-5年8-10年年价格驱动技术驱动像素范围像素范围2-100 MP帧率15-60 FPS动态范围60-70 dB感光度2,000-3,500 mv/Luxs近红外感光度需求无像素范围1-8 MP帧率帧率30-1

25、20 FPS动态范围动态范围100-140 dB感光度感光度3,500-12,000 mv/Luxs近红外感近红外感光度需求光度需求中中产线要求产线要求产能高产能高车规级产线车规级产线产品售价产品售价5美金美金10美金美金汽车汽车CIS技术壁垒更高技术壁垒更高产能缺口提供进入机会产能缺口提供进入机会全球车载全球车载CIS产能缺口预测产能缺口预测2025年产能总需求20204.0 x2025E2021E2023E2022E2024E像素提升CIS面积增大预计到预计到2025年,车载年,车载CIS将产生将产生3x的产能缺口的产能缺口具备设计能力的产能紧张具备设计能力的产能紧张现有设计能力的公司并没

26、有足够产能应对市场需求的快速增长新进入者有机会参与市场竞争新进入者有机会参与市场竞争汽车传感器汽车传感器-图像传感器图像传感器汽车汽车CIS是技术驱动型产品,产能紧张为新进入者提供机遇是技术驱动型产品,产能紧张为新进入者提供机遇|17数据来源:Frost&Sullivan、方正证券研究所、公开资料、云岫资本整理2023E20212022E2025E2024E中国市场规模(亿美元)全球市场规模(亿美元)激光雷达市场规模高速增长激光雷达市场规模高速增长2021年以来激光雷达加速上车年以来激光雷达加速上车2021年搭载激光雷达的车型年搭载激光雷达的车型2022年搭载激光雷达的车型年搭载激光雷达的车型

27、长城WEY 摩卡宝马 iX丰田雷克萨斯 LS小鹏 P5小鹏 G9威马 M7广汽埃安 LX PLUS路特斯 ELETRE长城 机甲龙Arcfox S HI阿维塔 11上汽飞凡 R7沃尔沃 XC90蔚来ET7理想 L9奔驰 S级汽车传感器汽车传感器-激光雷达激光雷达汽车前装搭载激光雷达推动行业快速增长汽车前装搭载激光雷达推动行业快速增长当前总体渗透率仍然较低,不足当前总体渗透率仍然较低,不足3%|18技术实现方式技术实现方式技术特点技术特点性能性能领先领先量产量产简单简单量产量产成本低成本低工艺工艺成熟成熟产品产品可靠可靠数据来源:公开资料、云岫资本整理半固半固态态机械式机械式转镜转镜/棱棱镜镜M

28、EMSOPAFlash固态固态通过电机带动光机结构整体旋转,实现扫描测量收发模块保持不动,电机带动转镜/棱镜运动,将光束反射至空间的一定范围,从而实现扫描测量采用高速振动的二维振镜来实现对空间一定范围的扫描测量通过施加电压调节每个相控单元的相位关系,利用相干原理,实现发射光束的偏转进而实现扫描按照时间顺序依次驱动不同视场的收发单元,以此实现扫描优点:精度高、性能好缺点:技术复杂、成本十分高昂、可靠性一般优点:可靠性较高、成本低缺点:性能不及机械雷达优点:可靠性较高、成本低缺点:性能不及机械雷达优点:精确稳定、可靠性高,理论量产成本低缺点:扫描角度受限、加工工艺不成熟优点:可靠性高、成本低缺点:

29、发射功率不足,探测距离有限汽车传感器汽车传感器-激光雷达激光雷达半固态雷达是当前市场主流,固态雷达有望后来居上半固态雷达是当前市场主流,固态雷达有望后来居上|19EELPD光纤激光器光纤激光器数据来源:禾赛科技招股书、滨松电子、中信建投研究所、云岫资本整理FPGA(主控单元)(主控单元)时序控制、波形算法处理、激光雷达其他模块控制多通道激光多通道激光驱动芯片驱动芯片驱动激光器发射激光脉冲激光器激光器发射激光脉冲探测器探测器接收回波信号多通道模拟多通道模拟前端芯片前端芯片通道选通及模拟信号放大高精度数字高精度数字化芯片化芯片ADC/TDC数字化采集控制控制数字信号放大后的模拟信号模拟信号控制激光

30、回波汽车传感器汽车传感器-激光雷达激光雷达激光器和探测器是激光雷达的关键部件激光器和探测器是激光雷达的关键部件激光雷达结构激光雷达结构VCSEL原原理理在芯片的两侧镀光学膜形成谐振腔,沿平行于平行于衬底表面衬底表面发射激光在芯片的上下两面镀光学膜,形成谐 振 腔,由于光学谐振腔与衬底垂直,能够实现垂直于垂直于芯片表面芯片表面发射激光用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,一般用光纤光栅作为谐振腔,稀土离子吸收泵浦光形成粒子数反转,在谐振腔中选模放大后输出激光优优点点技术成熟,功率密度高晶圆级制造,成本低,寿命长,适合阵列集成电光效率高、输出功率高、光束质量好、高速缺缺点点生产成本高且一致性难

31、以保障输出功率输出功率及电光效率较EEL低复杂性增加,运行成本高扫扫描描机械、半固态固态半固态SPADAPD电电压压 10 V 150 V增增益益无信号完整性、温度补偿信号完整性、猝灭电路噪噪声声信号完整性 100106测测距距短距中长距中长距成成本本低探测器成本高探测器成本高探测器成本难难点点高探测器噪声低探测器噪声高探测器噪声目前市场应用仍以APD为主,SPAD有望实现更远的探测距离,但是存在点云噪声、高温性能减弱等问题有待解决波波长长范范围围1200nm(Si)2.6um(InGaAs)1150nm(Si)1700nm(InGaAs)1150nm(Si)1700nm(InGaAs)|20

32、 收发通道增加 集成度提高24-300GHz全天候低成本视距外感知202520224+25.5%毫米波雷达正加速渗透毫米波雷达正加速渗透全球毫米波雷达市场规模全球毫米波雷达市场规模(亿元)电装维宁尔安波福博世大陆2.0%6.0%海拉3.0%法雷奥2.0%其他毫米波雷达供应商仍以国外为主毫米波雷达供应商仍以国外为主毫米波雷达芯片是产业链关键环节毫米波雷达芯片是产业链关键环节硬件软件MMIC高端PCBDSP5.0%其他毫米波雷达成本构成毫米波雷达成本构成毫米波雷达芯片集成度将持续提高毫米波雷达芯片集成度将持续提高汽车传感器汽车传感器-毫米波雷达毫米波雷达加速渗透前装市场,毫米

33、波雷达芯片是产业链关键环节加速渗透前装市场,毫米波雷达芯片是产业链关键环节数据来源:Yole、佐思产研、国信证券研究所、云岫资本整理TI毫米波雷达芯片布局MMICMMIC+HWA+MCUMMIC+DSP+MCUMMIC+HWA+DSP+MCUMMIC+HWA+DSP+MCU+天线77GHz60GHzAWR6443AWR6843AWR6843AOPAWR1243AWR2243AWR1443AWR1642AWR1843AWR2944AWR1843AOP 高速ADC DSP性能可适度下降|21数据来源:Yole、海通证券研究所、云岫资本测算及整理类别类别测量原理测量原理典型应用典型应用霍尔开关通过霍

34、尔元件与磁场距离变化引起磁场变化,输出0 或1 信号,控制接通与关断车窗升降电机、天窗点击、车门开关、安全带锁扣等线性霍尔通过霍尔元件与磁场的线性/角度距离变化引起磁场变化,输出与磁场强度相关的电压幅值,由此来测量线性位置/角度位置的变化量油门踏板、刹车踏板、座椅位置、EPS扭矩角度霍尔BLDC转子位置、方向盘转角、雨刮电机角度3D霍尔通常用两轴霍尔传感器与单轴霍尔传感器封装而成,测量三维平面的位置变化汽车换挡等特定场合速度霍尔旋转运动中产生变化的磁场,从而捕捉旋转运动状态轮速传感器、凸轮轴转速、曲轴转速电流霍尔电流方向大小变化引起磁场变化,从而测量电流大小BMS系统、电机控制器等磁力计三轴磁

35、力计用于测量地球磁场,利用指南针原理锁定汽车航向惯导系统磁传感器应用广泛磁传感器应用广泛磁传感器市场规模稳步增长,国产替代仍有较大空间磁传感器市场规模稳步增长,国产替代仍有较大空间20212022E2024E2023E2025E+5.3%全球车载磁传感器市场规模(亿美元)磁传感器全球市场格局磁传感器全球市场格局汽车传感器汽车传感器-磁传感器磁传感器磁传感器在汽车行业广泛应用,国产替代仍有较大空间磁传感器在汽车行业广泛应用,国产替代仍有较大空间磁传感器成本构成磁传感器成本构成10%13%芯片支撑座芯片13%生产费用其他64%|2215元MEMS传感器均价750元单车价值MEMS传感器传感器压力传

36、感器压力传感器加速度计加速度计陀螺仪陀螺仪温度计温度计湿度计湿度计变速器液压制动安全气囊排放控制系统ESP系统惯性导航系统50个单车MEMS数量2,608万辆国内汽车产量8,105万辆全球汽车产量196亿元国内市场规模608亿元全球市场规模胎压监测车载车载MEMS市场规模庞大市场规模庞大IDM是行业主流模式是行业主流模式p 无法采用标准CMOS制造工艺p 第三方Fab不具备成熟MEMS工艺模块p 专业测试设备系统及测试技术IDM模式更具优势模式更具优势 交期可控 改良周期短 质量可控国外知名大厂均采用国外知名大厂均采用IDM模式模式IDM模式模式Fabless模式模式汽车传感器汽车传感器-ME

37、MS传感器传感器MEMS传感器在车内应用广泛,传感器在车内应用广泛,IDM是行业主流模式是行业主流模式数据来源:海通证券研究所、中汽协、盖世汽车、云岫资本测算及整理|23数据来源:车云、北汽产投、盛科通信招股说明书、方正证券研究所、云岫资本整理2008车载以太网逐渐成为车厂共识车载以太网逐渐成为车厂共识200202021车车域域网网动力域动力域网关网关车身域车身域网关网关辅助驾驶辅助驾驶域域网关网关娱乐域娱乐域网关网关T-box远程通远程通信信以太网将与以太网将与CAN和和LIN共同组成车身网络共同组成车身网络ESPTCUEMSEPBICMPEPSBCM车窗车窗车灯车灯辅

38、助驾驶CAN动力总成CAN车身控制CANPASBSD高精高精地图地图雷达雷达摄像摄像头头TVDVD显示显示器器车载以太网络传统车载网络以太网CANLIN车载以太网的高速率可以适应智能汽车的通信要求车载以太网的高速率可以适应智能汽车的通信要求名称名称通信速率通信速率通信介质通信介质成本成本应用范围应用范围CAN1Mb/s非屏蔽双绞线低骨干网、故障诊断、底盘、车身电子等LIN20Kb/s单线缆低灯光、门锁、座椅等CAN-FD8Mb/s非屏蔽双绞线低空调、电子显示、底盘、故障诊断等FlexRay10Mb/s双绞线/光纤较高ABS、换挡控制、刹车控制、转向控制等MOST150Mb/s双绞线/光纤较高

39、导航、娱乐系统等LVDS655Mb/s一组双绞线中车载摄像头以太网以太网1000Mb/s单对非屏蔽双单对非屏蔽双绞线绞线低低骨干网骨干网、摄像头摄像头、激光雷激光雷达达、IVI、域控域控交换芯片交换芯片网关芯片网关芯片PHY汽车通信芯片汽车通信芯片车载以太网正成为新一代汽车通信网络,以太网芯片需求增长车载以太网正成为新一代汽车通信网络,以太网芯片需求增长国外大厂占据主要市场份额国外大厂占据主要市场份额国外厂商5.0%国内厂商|24数据来源:华经产业研究院、IC Insights、云岫资本整理汽车智能化驱动汽车智能化驱动DRAM和和NAND需求增长需求增长DRAM和和NAND集中度极高,由国外主

40、导集中度极高,由国外主导国内厂商积极突破存储芯片国内厂商积极突破存储芯片国内厂商国内厂商NANDDRAM兆易创新量产38nmSLC NAND量产DDR4,DDR3研发中心长江存储量产3D NAND不涉及合肥长鑫不涉及量产DDR4 4Gb8Gb北京君正少量,1Gb4GbDDR4/LPDDR4 完整产品线 25nm紫光国芯不涉及量产38nm15nm DDR3东芯股份 量产38nm/28nm SLC NAND量产DDR3 1Gb4GbnDRAM 近几年制程迭代速度明显放缓,主流大厂工艺停留在 10nm+阶段,目前合肥长鑫 19nm 工艺已成功量产,17nm 工艺即将推出nNAND方面,工 艺制程演进

41、相对缓慢,3D 堆叠层数增长迅速,长江存储128层NAND闪存已经量产,192层已客户送样自动驾驶等级自动驾驶等级L1/2/2+L3/4L4/5芯片类型芯片类型DRAMNANDDRAMNANDDRAMNANDIVI3-6GB16-64GB 6-12GB128-512GB20GB+1TB+ADAS3-6GB8-64GB6-18GB512GB/1TB20GB+2TB+33%19%15%12%11%8%其他三星西部数据铠侠美光2%英特尔海力士2021年全年全球球NAND市场份额市场份额44%28%23%6%三星海力士美光其他2021年全年全球球DRAM市市场份额场份额技术迭代放缓,国内厂商迎来技术追

42、赶机会技术迭代放缓,国内厂商迎来技术追赶机会汽车存储芯片汽车存储芯片汽车存储市场高速增长,国内存储龙头积极突破汽车存储市场高速增长,国内存储龙头积极突破|25数据来源:Strategy Analytics、公司公告、云岫资本整理国外巨头主导全球车用功率半导体,国外巨头主导全球车用功率半导体,CR5市场份额达市场份额达70%技术壁垒:设计、制造和封装全方位技术能力技术壁垒:设计、制造和封装全方位技术能力芯片设计芯片设计难点在于减薄工艺、背面工艺芯片制造芯片制造芯片封装芯片封装散热效率是模块封装的关键指标,是影响 IGBT 最高工作结温和 IGBT 功率密度30%17%10%7%6%30%罗姆英飞

43、凌德州仪器意法半导体其他安森美2020年全球年全球汽车功率半汽车功率半导体市场份导体市场份额额IDM模式是突破功率半导体技术壁垒的关键模式是突破功率半导体技术壁垒的关键公司公司新建新建/项目项目主要产品主要产品投资金额投资金额闻泰科技上海临港12英寸车规级功率半导体自动化晶圆制造中心二极管、TVS、保护器件、逻辑器件、车用MOSFET、GaN120亿华润微功率半导体封测基地项目MOS、IGBT、SiC器件及模块50亿元士兰微8英寸集成电路芯片生产线二期项目,12英寸高压集成电路和功率器件芯片MOS管、TVS、FRD、IGBT器件及模块35亿斯达半导高压特色工艺功率芯片和SiC芯片研发及产业化项

44、目IGBT、SiC等功率器件及模块35亿扬杰科技新能源汽车电子及大功率半导体晶圆生产线MOS管、TVS、SBD、FRD、IGBT器件及模块3.5亿功率半导体功率半导体车规功率半导体壁垒高,国内厂商积极打造车规功率半导体壁垒高,国内厂商积极打造IDM实力实力难点在于不同参数的均衡取舍|26数据来源:公司公告、Yole、云岫资本整理SiC MOSFETIGBT开关频率能量损耗50KHz以上以上20KHz以下低低高大小小体积&重量开关时间300ns50ns成本高高低SiC正加速上车正加速上车车型车型发布时间发布时间品牌品牌具体应用具体应用特斯拉Model32018特斯拉电驱主逆变器上,釆用了意法半导

45、体供应的650V碳化硅MOSFET器件特斯拉ModelY2020特斯拉 动力模块后轮驱动采用了碳化硅MOSFET比亚迪汉EV高性能四驱版2020比亚迪国内首款采用自研碳化硅模块的车型,功率密度提升了一倍特斯拉ModelS Plaid2021特斯拉该款车搭栽的碳化硅逆变器助其成为全球现阶段最快的量产车型小鹏 G92021小鹏推出的800V平台采用碳化硅器件,可实现充电5分仲,续航200公里C-Power 220s2021中车时代电气该产品是国内首款基于自主碳化硅大功率电驱产品,系统效率最高可达94%宏光 MINIEV2021五菱阳光电源2021年5月底发布了碳化硅电机控制嚣,并且就是miniEV

46、的供应商蔚来 ET72022蔚来汽车搭裁碳化硅电驱系统,将在2022年第一季度开始交付504586854,986262021381,0926,298+477%汽车其他能源交通工业通信消费全球碳化硅市场规模(百万美元)功率半导体功率半导体SiC功率器件比传统硅基器件更具性能优势,车用功率器件比传统硅基器件更具性能优势,车用SiC规模将快速增长规模将快速增长SiC相较传统硅基功率半导体具有明显优势相较传统硅基功率半导体具有明显优势新能源车是碳化硅最大的下游市场新能源车是碳化硅最大的下游市场|27数据来源:公开资料、云岫资本整理碳化硅投资关注点碳化硅投资关

47、注点01.突破大尺寸:当前国内碳化硅衬底产能仍有较大部分为2-4英寸,部分头部厂商完成了6英寸碳化硅衬底的技术储备并实现了量产,但规模较小,8英寸衬底生产技术仍处于技术储备之中02.提升良率:目前SiC生产良率较低,晶棒良率平均水平约为50%,衬底良率近两年在70%-75%区间03.产能扩张:目前中国大陆SiC产能不足20万片/年,在建和已建成的项目总规划投资额超过300亿元人民币,已规划产能超200万片/年SiC产业链中衬底和外延具有最大价值量与投资机会产业链中衬底和外延具有最大价值量与投资机会衬底衬底外延外延器件设计器件设计器件制造器件制造非非大大陆陆大大陆陆Wolfspeed、Rohm、

48、STInfineon、富士电机、三菱电机、安森美、住友电气、富士电机、三菱电机、安森美、住友电气Panasonic、MitsubishiDowCorning、-VI新日铁住金新日铁住金SK SiltronX-Fab 昭和电工昭和电工台湾汉磊台湾汉磊瑞萨、瑞萨、Littlefuse、GeneSic、USCI、Microsemi、台湾瀚薪、台湾瀚薪X-Fab 台湾汉磊台湾汉磊台湾环宇台湾环宇三安光电、世纪金光、华大半导体、中电科三安光电、世纪金光、华大半导体、中电科55所所基本半导体、中电科基本半导体、中电科13所所泰科天润、中车时代、扬杰电子、斯达半导体、泰科天润、中车时代、扬杰电子、斯达半导体

49、、比亚迪半导体、华润微、比亚迪半导体、华润微、士兰微士兰微露笑科技露笑科技天科合达、山东天岳山西天科合达、山东天岳山西烁科、东尼电子同光晶体烁科、东尼电子同光晶体、中科钢研、中科钢研瀚天天成瀚天天成东莞天域东莞天域瞻芯电子瞻芯电子苏州锴威特苏州锴威特47%23%30%功率半导体功率半导体规模占比规模占比|28SoC芯砺智能地平线爱芯元智复睿微电子华为海思黑芝麻芯擎科技芯驰科技辉羲智能后摩智能欧冶半导体奕行智能核芯达科技速显微超星未来寒武纪行歌MCU芯旺微Chipways比亚迪华大半导体赛腾微电子摩芯半导体曦华科技智芯半导体兆易创新杰发科技国民技术传输芯片传输芯片裕太微电子国科天迅慷智集成激光雷

50、达芯片激光雷达芯片芯思杰摩尔芯光挚感光子博升光电芯视界芯辉科技纵慧芯光长光华芯CIS芯视达创视微电子韦尔股份思特威格科微超声波雷达芯片超声波雷达芯片优达斯奥迪威毫米波雷达芯片毫米波雷达芯片圭步半导体加特兰芯谷微电子晟得微微度芯创矽典微牧野微电子其他传感器芯片其他传感器芯片光大芯业琻捷电子赛卓电子汇北川龙微科技胜脉电子纳芯微麦斯卓微汽车芯片相关标的汽车芯片相关标的|29Chiplet篇篇|30$28.5M$37.7M$51.3M$70.3M$106.3M$174.4M$297.8M$542.2M10nm65nm22nm7nm40nm28nm5nm16nm+70.8%+82.1%先进工艺芯片研发投

51、入巨大先进工艺芯片研发投入巨大 随着制程精进,芯片综合成本急剧上升,摩尔定律失效:5nm芯片的研发费用已经超过5亿美元亿美元 3nm的研发费用可能要超过15亿美元亿美元 龙头公司、创业公司均难以承受如此高昂的成本 未来大算力的芯片面积不可避免地会增大大 晶圆的缺陷率是恒定值 大的芯片面积会导致低的良率 降成本的关键就是减小芯片面积从而提高良率减小芯片面积从而提高良率 将原本大芯片“分拆”成多颗小芯片后,小芯片的面积减小面积减小,良率提升良率提升 而后通过封装工艺将诸多小芯片连接在一起连接在一起 本质:较小程度牺牲性能,极大程度缩减成本极大程度缩减成本MonolithicChipletsChip

52、letsChipletsChiplets现现状状与与痛痛点点根根本本原原因因解解决决方方案案die size越小小良率越高高35%80%90%每颗小芯片面积会减小每颗小芯片面积会减小提升良率是降成本的关键,提升良率是降成本的关键,Chiplet技术或是后摩尔时代半导体产业的最优解集技术或是后摩尔时代半导体产业的最优解集摩尔定律失效,先进制程成本不降反增摩尔定律失效,先进制程成本不降反增数据来源:中芯国际招股书、华安证券、国元证券、五矿证券、云岫资本整理|31Substrate先分后合,架构设计和先进封装齐头并进,双头加速先分后合,架构设计和先进封装齐头并进,双头加速Chiplet的落地与实现的

53、落地与实现Chiplet不仅是先进封装,合理的架构设计才能和封装技术相得益彰不仅是先进封装,合理的架构设计才能和封装技术相得益彰架构设计2D先进封装:先进封装:MCMMulti-Chip Module把模拟模拟die和数字数字die封在同一封装里,提高集成度2.5D先进封装:先进封装:HBMHigh Bandwidth Memory把数字数字die和存储存储die封在同一个封装里,提升存储访问的性能和带宽,同时降低功耗3D先进封装:先进封装:X-CubeDie stacking把SRAM堆叠在数字数字die顶部,进一步提高数据传输速度、降低功耗的同时,提高密度AMD Zen1架构架构每个完整的

54、CPU,无论有多少小芯片,都通过Infinity Fabric链接与中央IO die结对;IOdie作为所有芯片外通信的中心枢纽,因为它包含处理器的所有PCIe通道,以及内存通道;IO die的内存控制器集中在一个芯片上,有助于降低内存访问的局部性降低内存访问的局部性(NUMA),再次提升性能。每款用每款用Chiplet技术实现的大芯片一定是两者共同作用的产物技术实现的大芯片一定是两者共同作用的产物大芯片架构设计极其复杂大芯片架构设计极其复杂多多die封装技术已发展多年封装技术已发展多年AMD Zen2架构架构将一颗芯片拆分成四颗Chiplets,通过Infinity Fabirci互联,单d

55、ie面积下降,良率提升,换来极高的性价比;NUMA结构结构,本地die访问其他die的latency不确定,带来执行效率和内存时延方面的致命问题。是“分”的关键:需要考虑访问频率、缓存一致性等 SubstrateAnalogLogicMCM 1990s设计侧先进封装侧先进封装是“合”的关键:需要考虑功耗、散热、成本等MemoryLogicHBM 2010sSilicon InterposerWire BondingTSVSubstrateSRAMLogicX-Cube 2020sSilicon InterposerTSV数据来源:AMD、TSMC、SAMSUNG、CSDN、半导体行业观察、云岫

56、资本整理|32UCIe:是一个开放的工业标准互连,提供高高带宽带宽、低延迟低延迟、高功率高功率和高成本效益高成本效益的芯片封装连接。从产业链视角看从产业链视角看Chiplet技术地图技术地图产业生态逐渐完善,革命已经来临,多方龙头相继布局上下游的关键技术产业生态逐渐完善,革命已经来临,多方龙头相继布局上下游的关键技术互联接口架构设计制造及先进封装AIB/MDIO:技术主要适用于通信距离短通信距离短,损耗低损耗低的2.5D和3D封装技术,例如EMIB、Foveros。LIPINCON:可以在没有PLL/DLL的情况下降降低功耗和占用面积低功耗和占用面积,LIPINCON接口包含两种类型的PHY:

57、PHYC和PHYM,分别用于SoC芯片和存储器/收发器芯片。Ryzen、Threadripper、EPYC:以Zen系列架构发力,AMD的三大产品线都在朝的三大产品线都在朝Chiplet这个方向发这个方向发展展,且效果不凡,是业内Chiplet架构设计的先锋之一。M1 Ultra:使用UltraFusion互联将两个两个M1 Max芯芯片连在一起片连在一起,具有 1140 亿个晶体管和不同性能的单个封装。Grace:Grace CPU Superchip由两块两块Grace CPU组组成成,通过芯片互连技术NVIDIA NVLink-C2C将两块Grace CPU连在一起.CoWoS:一种 2

58、.5D封装技术,是把芯片封装到Wafer上,并使用silicon interposer上的高密度走线进行互联高密度走线进行互联。InFo:集成式FanOut技术(InFO)是使用聚酰胺薄膜代替CoWoS中的硅中介层,从而降低了单位成本和封装降低了单位成本和封装高度高度。EMIB:属于有机基板封装,通过硅片进行局部高密度互联,和interposer相比,EMIB硅片面积更微小硅片面积更微小、更灵更灵活活、更经济更经济;Foveros:3D堆叠技术,在体积和功耗方面的优势体积和功耗方面的优势更加明显。Co-EMIB:两类技术的结合,堆叠+横向拼接,提高芯提高芯片组合弹性片组合弹性。新新兴兴成成熟熟

59、数据来源:半导体行业观察、公开资料、云岫资本整理|33技技术术优优势势支支撑撑基基础础间间接接直直接接 Chiplet的初衷是为了节约芯片研发综合成本节约芯片研发综合成本;芯片面积越大面积越大,用Chiplet技术带来的成本效应明显成本效应明显;技术上只要能做出Chiplets并连起来,就能达到节约制造成本的目的开放的生态:接口、开放的生态:接口、EDA等技术要全面发展等技术要全面发展快速迭代和可扩展性是快速迭代和可扩展性是Chiplet的两大额外优势,产业的生态是优势支撑基础的两大额外优势,产业的生态是优势支撑基础多重收益加速驱动多重收益加速驱动Chiplet产业标准和开放,生态建设是革命的

60、关键产业标准和开放,生态建设是革命的关键节约成本节约成本050 100 150 200 250 300 35050%100%04-ChipletMonolithic单位:单位:mm2快速迭代快速迭代 可以做到局部迭代局部迭代某颗die,而不用对整体架构伤筋动骨,大大缩短迭代周期,侧面侧面降低研发成本降低研发成本。只要能做到预留接口预留接口,后续扩展算力die、网关die等需添加在原有基础上扩展在原有基础上扩展,不必回炉重造整个芯片;不同工艺节点的不同工艺节点的Chiplets可以封在一可以封在一起,例如Zen 2架构中I/O die使用14nm工艺,而周边的CCD使用7nm工艺高可扩展高可扩展

61、 实现互联接口标准的统一互联接口标准的统一,是构建产业生态的核心之一;对于不同来源的芯片,其芯片架构与工艺各不相同,但通过统一的接口协议,便可实现芯片与芯片的互联互通;因此,快速迭代、高可扩展的基础都来自统一的接口;ODSA、DARPA的CHIPS项目等都在寻求一个标准,UCIe只是一大步,但也只是第一步只是一大步,但也只是第一步;以此为基础的Chiplets封装封装EDA也是生态的核心之一 数据来源:AMD、ChipWiki、云岫资本整理|34基板基板设计设计制造制造封测封测未来的格局:传统的半导体产业链或将被重塑未来的格局:传统的半导体产业链或将被重塑Chiplet产业会先经历一个各自为营

62、的过渡期,后形成真正完整的“晶体管级复用”时代产业会先经历一个各自为营的过渡期,后形成真正完整的“晶体管级复用”时代2022及以前及以前2023年年2025年年当当前前状状态态中中间间形形态态最最终终格格局局基板基板设计设计制造制造封测封测自家自家Chiplets有源基板有源基板EDAIPEDAIP大芯片设计大芯片设计Chiplet设计设计EDAIPChiplet封装封装EDAIP制造制造封测封测基板基板有源基板有源基板 Chiplet生态成熟期成熟期:真正的IP硬化时代;诞生一批新公司:诞生一批新公司:小芯片设计公司、集成小芯片的大芯片设计公司、有源基板供应商、用于封装Chiplet的EDA

63、公司等。Chiplet生态成长期成长期:设计商对自家设计的Chiplets进行自重用自重用和自迭代自迭代;工艺和互联标准等生态逐步成型并统一。Chiplet生态早期早期:设计商发力,把自家的大芯片分拆,并寻求先进封装组合起来;未对产业链形成冲击未对产业链形成冲击。|35超摩科技芯砺智能赛昉科技奇异摩尔奇普乐北极雄芯巨路创芯芯动科技芯原股份海芯微锐杰微泰研半导体Chiplet相关标的相关标的|36设备和材料篇设备和材料篇|37数据来源:Bloomberg、华创证券、IHS Markit、ASML、云岫资本整理半导体晶圆厂半导体晶圆厂Capex稳步增长,全球龙头设备厂商上调收入预测稳步增长,全球龙

64、头设备厂商上调收入预测半导体半导体FAB迎来超级迎来超级Capex周期周期ASML收入预测推算整体市场规模区间收入预测推算整体市场规模区间半导体FAB资本开支(十亿美元)单位:亿美元5.15.96.36.77.27.20204060800140.084.4145.42022E53.4147.02025E85.3156.448.648.434.5110.695.72021E51.054.4202087.571.02024E88.82023E142.0+5.9%21,2231,5292025(预测下限)20202025(预测上限)+71.8%+114.7

65、%SATSIDMFoundry|3856421韩国3日本828美国6欧洲/中东2中国大陆2022中国台湾数据来源:SEMI、屹唐半导体招股书、ASML、JW Insights、云岫资本整理全球扩建晶圆厂,大陆占全球全球扩建晶圆厂,大陆占全球8寸晶圆产能比重最大寸晶圆产能比重最大2022年,中国大陆占全球21%的8寸晶圆产能,超过日本、中国台湾,排名第一目前中国大陆共有23座12英寸晶圆厂正在投入生产,与2021年相比,晶圆产能增长18%左右,增速全球第一到2026年,全球12寸晶圆厂总计200座左右,中国大陆将占全球产能25%全球扩建晶圆厂数量全球扩建晶圆厂数量2022年

66、全球年全球8寸晶圆厂产能占比寸晶圆厂产能占比中国大陆,21%日本,16%中国台湾,15%欧洲与中东,15%其他,33%|39 根据SEMI数据,近年来半导体设备整体规模稳步提升,2020年已增长至711亿美元。中国大陆市场占比同步提升,2020年已达到26.2%全球半导体设备地区市场全球半导体设备地区市场全球半导体设备市场规模全球半导体设备市场规模单位:十亿美元各类设备环环相扣各类设备环环相扣,不同设备的技术难度不同设备的技术难度、市场格局均不尽相同市场格局均不尽相同单位:十亿美元 半导体设备一般分为前道设备和后道设备 进入前道工艺之前,硅片生长设备将硅加工成硅片 其中晶圆制造设备占比提升至8

67、6.07%,是半导体设备行业最核心的一环 前道设备中,光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备是三大主设备2020年全球各类半导体设备市场规模及各类前道设备市场占比:年全球各类半导体设备市场规模及各类前道设备市场占比:硅片生长前道制造后道封测单位:亿美元75233438清洗机CMP硅片制造设备离子注入机薄膜沉积设备过程检测刻蚀机封装设备去胶设备后道测试设备6涂胶显影设备光刻机热处理设备半导体设备30.1%26.4%21.5%8.4%去胶1.1%离子注入设备3.2%涂胶显影清洗抛光设备刻蚀机过程检测光刻机3.3%6.0%薄膜沉积设备4.2%13.6%8.8%10.

68、4%10.6%28.7%24.3%22.5%26.2%16.6%22.8%日本2019中国台湾59.6东南亚 北美韩国欧洲中国大陆71.13.5%3.8%20203.9%51.761.281.786.92.93.86.06.4晶圆制造设备测试设备2022F封装设备5.08.059.67.695.36.071.120202021F2019101.3+19%数据来源:SEMI、鼎晖百孚、云岫资本整理中国大陆设备占全球市场比重增加,国产替代正值风口中国大陆设备占全球市场比重增加,国产替代正值风口|40硅片生长封装测试晶圆测试测试机探针台减薄减薄机焊线焊线机切割划片机贴片贴片机塑封塑封机切筋成型切筋成

69、型设备终测测试机分选机封测过程是将晶圆切后封装、测试,最后得到半导体产品晶圆制造拉单晶单晶炉晶棒加工液磨机截断机切片切片机研磨研磨机倒角倒角机抛光硅片抛光机硅片生长过程是将硅材料加工成硅片电路布图多次循环堆积电路层实现特定功能功能实现掩膜制作薄膜沉积沉积设备涂光刻胶涂胶显影设备除光刻胶去胶设备曝光光刻机刻蚀刻蚀机离子注入离子注入设备金属化沉积设备显影涂胶显影设备清洗设备过程检测设备热处理热处理设备CMPCMP设备清洗过程检测晶圆制造过程,光刻、刻蚀、薄膜沉积为核心工艺;上述操作需重复成百上千次才能形成有电路结构的硅片贯穿整个过程贯穿整个过程 前道是指晶圆制造厂的加工过程,在空白的硅片完成电路的

70、加工,出厂产品依然是完整的圆形硅片 后道是指封装和测试的过程,在封测厂中将圆形的硅片切割成单独的芯片颗粒,完成外壳的封装,最后完成终端测试,出厂为半导体产品数据来源:中芯国际招股书、华安证券、国元证券、五矿证券、云岫资本整理半导体工艺流程复杂,涉及设备种类繁多半导体工艺流程复杂,涉及设备种类繁多|41观察第三代半导体器件的成本结构,衬底成本几乎要占到47%,外延成本占比23%,因此,在第三代半导体的产业链中,衬底和外延是价值链的核心;而衬底和外延环节最核心的价值点在于对应的一系列的衬底制造设备一系列的衬底制造设备和外延生长设备外延生长设备。衬底外延47%23%高纯碳粉/硅粉碳化硅粉碳化硅晶棒碳

71、化硅晶锭碳化硅晶片碳化硅衬底首先,要将纯度高的的硅粉和碳粉按一定比例混合在一起;其次,在2000以上的高温条件下于反应腔室内进行反应,合成特定晶型和颗粒度的碳化硅颗粒;最后,经过破碎、筛分、清洗后即可制得高纯度碳化硅粉原料,用以满足晶体生长要求。原料合成碳化硅粉料合成设备单晶生长炉晶体生长晶体加工、切割、掩膜、抛光、清洗金刚石多线切割机该环节主流技术为PVT(物理气相传输),由于温度很高、不可实施监控,因此该环节的难难点是工艺本身而不点是工艺本身而不是设备是设备。各家衬底厂的设备也许相同但工艺均不同。切片机:切片机:碳化硅的切割和传统硅的切割方式相似,但因为碳化硅属于硬质材料,切割难度非常大,

72、切一刀可能需几百个小时,对系统设备的稳定性很高,国内设备进展较慢国内设备进展较慢。研磨研磨、抛光抛光、SMT设备:设备:和传统硅机台基本类似,主要差别在于研磨盘和研磨液。研磨机抛光机外延可满足不同应用领域对器件参数要求。外延质量的好坏跟设备和工艺强相关跟设备和工艺强相关,会影响SiC器件的性能。目前SiC衬底上常见外延有SiC同质外延同质外延和GaN异质外延异质外延,前者用于功率器件功率器件,后者用于射频器件射频器件。SiCbufferSiCSiCbufferGaN同质外延同质外延异质外延异质外延方法与设备方法与设备工艺优点工艺优点工艺缺点工艺缺点液相外延生长(LPE)设备需求简单需求简单并且

73、成本较低成本较低很难控制好外延层的表面形,设备不能同时外延多片晶圆分子束外延生长(MBE)可在低生长温度低生长温度下生长不同的 SiC 晶型外延层设备真空要求度很高,成本高昂,生长外延层速率慢化学气相沉积(CVD)批量生产最主要的方法批量生产最主要的方法,生长厚外延层时能够对生长速率精确控制外延层仍然存在各种缺陷,生长工艺不断优化蒸发生长法使用和SiC拉晶同样的设备,工艺和拉晶稍微有区别,设备成熟,成本低设备成熟,成本低SiC 的蒸发不均匀,很难利用其蒸发生长出较高质量的外延层数据来源:浙商证券、天岳先进、天科合达、海通国际、基于碳化硅衬底的宽禁带半导体外延、公开资料、云岫资本整理衬底和外延占

74、据三代半价值量制高点,衬底设备与外延设备迎来投资风口衬底和外延占据三代半价值量制高点,衬底设备与外延设备迎来投资风口|42数据来源:SIA、光大证券研究所、SEMI、DEALLAB、云岫资本整理半导体材料要求严格,国外大型材料公司垄断市场半导体材料要求严格,国外大型材料公司垄断市场37.0%13.0%12.0%12.0%7.0%6.0%11.0%光刻胶配套试剂其他电子气体CMP抛光材料2.0%光掩膜版靶材湿化学品硅片硅基材料32.5%16.8%15.8%14.6%12.4%7.9%其他封装基板引线框架包装材料陶瓷基板键合丝31.4%24.4%17.8%13.5%9.8%3.1%SK Siltr

75、onSiltronic AG其他信越化学环球晶圆SUMCO2020年全球晶圆制造材料市场年全球晶圆制造材料市场规模规模349亿美元亿美元2021年全球封装材料市场年全球封装材料市场规模规模239亿美元亿美元 半导体材料市场更细分,单一产品的市场空间很小,少有纯粹的半导体材料公司 半导体材料往往是某些大型材料厂商的一小块业务,如杜邦,三菱化学,住友化学等,半导体材料业务只是其电子材料事业部下面的一个分支 尽管如此,由于半导体工艺对材料的严格要求,就单一半导体化学品而言,仅有少数几家供应商可以提供产品2020年全球半导体硅片竞争格局年全球半导体硅片竞争格局 硅片巨头集中在日本、韩国、德国、中国台湾

76、 中国大陆仅有少数几家企业具备8英寸半导体硅片的生产能力,而12英寸半导体硅片主要依靠进口硅片硅片国外垄断国外垄断,国内鲜有公司具备竞争能力,国内鲜有公司具备竞争能力半导体材料要求严格,国外由大型材料公司垄断,国内竞争格局分散半导体材料要求严格,国外由大型材料公司垄断,国内竞争格局分散|43类别类别用途用途主要产品主要产品电子电子大宗气体大宗气体环境气保护气载体氮气、氧气、氩气、氢气、二氧化碳、压缩空气等电子电子特种气体特种气体化学气相沉积(CVD)氨气、氦气、氧化亚氮、TEOS(正硅酸乙酯)、TEB(硼酸三乙酯)、TEPO(磷酸三乙酯)、磷化氢、三氟化氯、二氯硅烷、氟化氮、硅烷、六氟化钨、六

77、氟乙烷、四氯化钛、甲烷等离子注入氟化砷、三氟化磷、磷化氢、三氟化硼、三氯化硼、四氟化硅、六氟化硫、氙气等光刻胶印刷 氟气、氦气、氪气、氖气等扩散氢气、三氯氧磷等刻蚀氦气、四氟化碳、八氟环丁烷、八氟环戊烯、三氟甲烷、二氟甲烷、氯气、溴化氢、三氯化硼、六氟化硫、一氧化碳等掺杂含硼、磷、砷等三族及五族原子之气体,如三氯化硼、乙硼烷、三氟化硼、磷化氢、砷化氢等65.0%55.0%45.0%40.0%35.0%45.0%55.0%60.0%集成电路LED、光伏电子大宗气体电子大宗气体面板光纤通信电子特种气体电子特种气体电子气体在85%以上的以上的电子产品工艺流程中均有应用电子大宗气体海外公司垄断严重,本

78、土公司进展缓慢,被誉为“最有“最有价值的高地”价值的高地”国内电子气体主要集中在特气领域,大部分国内气体公司的供应产品仍较为单一,用气级别不高。电子特气及电子大宗气体占气体成本比例电子特气及电子大宗气体占气体成本比例电子特种气体:电子特种气体:化合物,通过化学反应合成,气体种类多;用气量小,易燃易爆,有毒有害,危险度高电子大宗气体:电子大宗气体:物理方法从大气中分离,气体种类少;用气量大,无色无味电子气体为半导体领域第二大材料,其中电子大宗气体仍缺少国内龙头公司电子气体为半导体领域第二大材料,其中电子大宗气体仍缺少国内龙头公司数据来源:金宏气体、安信证券、公开资料、云岫资本整理|44硅晶体生长

79、硅晶体生长晶盛机电连城数控刻蚀刻蚀鲁汶仪器金盛微纳屹唐半导体邦芯芯源微中微公司北方华创清洗清洗聚晶科技亚电科技芯梦芯源微北方华创盛美半导体至纯科技薄膜沉积薄膜沉积上海新阳陛通半导体原磊纳米费勉中微公司北方华创拓荆科技微导纳米埃特曼涂胶显影涂胶显影众鸿芯源微去胶去胶屹唐半导体恒格微电子稷以科技芯源微至纯科技光刻光刻上海微电子启尔机电科益虹源微高精密影速苏大维格国科精密离子注入离子注入凯世通中科信热处理热处理博锐恒电子屹唐半导体北方华创CMP众硅烁科精微特思迪华海清科设备相关标的设备相关标的!#!#$%&$%&|45封装测试封装测试寒驰科技悦芯科技冠中集创宏泰科技强一半导体博湃半导体华峰测控长川科

80、技华兴源创盛达克盛美半导体零部件零部件京仪装备靖江先锋欣奕华宁波云德中科科仪华卓精科晶盛机电新莱应材江丰电子新松机器人富创精密万业企业半导体自动化半导体自动化弥费科技果纳半导体广川寒驰PCB设备设备科视光学恒格微电子稷以科技燕麦科技正业科技东威科技大族数控芯碁微装过程检测过程检测匠岭精测鲁汶仪器埃芯上海睿励东方晶源中安微崇御微赛腾天淮中科飞测设备相关标的设备相关标的|46半导体一级市场投资半导体一级市场投资云岫观点云岫观点01智能汽车是中国半导体巨大市场机遇智能汽车是中国半导体巨大市场机遇2022H1新能源乘用车国内零售销量排名前15的厂商中,有12家是自主品牌自主品牌智能电动汽车销量高速增长

81、,国产汽车芯片出现巨大市场机遇02摩尔定律放缓摩尔定律放缓,Chiplet是半导体产业革命是半导体产业革命硅工艺演进速度放缓,先进制程投入越来越巨大Chiplet技术将带动半导体产业革命,Chiplet产业链有众多投资机会03半导体设备半导体设备/材料材料、模拟芯片等领域需要模拟芯片等领域需要高端国产替代高端国产替代中国将成为世界重要的半导体生产国,半导体设备/材料国产化率依然很低工业、医疗、汽车等领域高端模拟和数模混合芯片有巨大国产替代空间04中国半导体设计在技术和市场创新方面将与中国半导体设计在技术和市场创新方面将与世界同步世界同步世界半导体设计创新过去由欧美大公司引领中国半导体设计各个领

82、域已经出现头部企业,将与世界同步创新2021年全球增速最快的20家芯片公司,19家来自中国,依托中国巨大市场,中国芯片设计公司将迎来长期高速增长|47云岫资本:助力科技,改变世界云岫资本:助力科技,改变世界“科技创新”与“产业升级”财经杂志2021年科创板最具贡献机构36氪2021最具影响力新型投行Top4中国半导体行业协会会员/SEMI中国会员企名片2021最佳财务顾问半导体榜No.1200+笔笔私募融资及并购交易案例550+亿亿项目交易金额33家家拟申报科创板企业50%交易仅接触10家机构即完成|48云岫资本:云岫资本:2021年度科创板最具贡献机构年度科创板最具贡献机构2021年7月22

83、日,科创板开市二周年之际,云岫资本云岫资本获评获评财经财经杂志杂志“2021年度年度科创板最具贡献机构科创板最具贡献机构”奖项奖项,为本次评选唯一获奖的精品投行机构。作为中国领先的科技产业精品投行及投资机构,云岫资本很荣幸陪伴着190多家硬科技企业高速成长,总交易金额超550亿人民币亿人民币。过去一年内,中国融资超过5亿人民币的半导体项目数量为46个,其中13家为云岫家为云岫服务项目服务项目,占比占比28.2%。云岫服务及投资项目京微齐力京微齐力、赛昉科技赛昉科技、芯旺微电子芯旺微电子、芯华章芯华章入选“2020年度第四届中国年度第四届中国IC独角兽独角兽”榜单。5家云岫服务企业家云岫服务企业

84、已已申报科创板申报科创板IPO,其中恒烁半导体恒烁半导体已注册生效;2022-2023年,20家企业拟申报科创板家企业拟申报科创板IPO。未来,云岫将进一步扩充科创企业储备库,为科创企业提供更为专业系统的梯度培育服务,挖掘更多属于中国的科创独角兽!|49持续助力科技企业成为行业领军者持续助力科技企业成为行业领军者n芯旺微芯旺微国内最早面向汽车和工国内最早面向汽车和工业领域的芯片设计公司业领域的芯片设计公司A/B/C轮数亿数亿人民币尚颀资本 中芯聚源恒旭资本等中国顶尖的模拟芯中国顶尖的模拟芯片厂商片厂商杰华特杰华特C/C+轮8亿亿人民币英特尔资本 中信证券同创伟业 云锋基金等英诺赛科英诺赛科世界

85、最大的世界最大的8寸氮化寸氮化镓芯片镓芯片IDM厂商厂商B/C轮30亿亿人民币华业天成 招银国际SK集团 ARM等n赛昉科技赛昉科技世界领先的世界领先的RISC-V CPU芯片公司芯片公司A+轮近近10亿亿人民币国科投资中国互联网投资基金等B/C轮15亿亿人民币国家大基金二期中国互联网投资基金中船投资 国科投资等中国顶级的存储解中国顶级的存储解决方案厂商决方案厂商武岳峰资本 阳光融汇嘉御基金 朗玛峰创投等全球领先的智能存储全球领先的智能存储芯片公司芯片公司B+/C轮10亿亿人民币英韧科技英韧科技佰维存储佰维存储n摩尔线程摩尔线程中国顶尖的通用中国顶尖的通用GPU芯片公司芯片公司Pre-A/A轮30亿亿人民币深创投 红杉资本GGV 字节跳动等n爱芯爱芯元智元智全球领先的端全球领先的端/边缘侧边缘侧AI芯片公司芯片公司A+轮数亿数亿人民币韦豪创芯 美团GGV纪源资本等

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