1、2022 年深度行业分析研究报告 2 正文目录正文目录 科创板制度红利及国产化推动半导体板块快速发展科创板制度红利及国产化推动半导体板块快速发展.3 第三代半导体国产化第三代半导体国产化.7 第三代半导体材料在高压、高温、高频场景具备明显优势.7 全球 SiC 市场空间广阔，国内厂商奋起直追.8 新能源汽车/光伏/工控等领域加速渗透，2025 年市场规模有望增长至 2020 年的 5 倍.8 竞争格局：衬底及外延市场集中度高，器件领域海外厂商占绝对主导.10 产业链各环节国产化进程及国内主要公司情况.11 产业链相关公司梳理：泰科天润.12 GaN 下游领域丰富，国内厂商积极布局.13 消费快

2、充/5G/新能源汽车/数据中心多元应用驱动，26 年市场规模有望达 20 年接近 4 倍.13 竞争格局：欧、美、日厂商是氮化镓产业链各环节的核心玩家.14 产业链各环节国产化进程及国内主要公司情况.15 产业链相关公司梳理：英诺赛科、Navitas.16 国产替代加速中国半导体设备行业发展，看好国产化长逻辑国产替代加速中国半导体设备行业发展，看好国产化长逻辑.18 当前中国半导体设备主要集中在热处理/氧化扩散、去胶、PVD 和刻蚀等.19 投资亮点一：供应链安全催化产能区域化，本土晶圆厂扩产助力设备厂崛起.21 投资亮点二：看好未来设备行业国产化率持续提升.22 投资亮点三：本土设备厂产品品

3、类持续扩张，平台化布局加码业绩增长.23 产业链相关公司梳理.24 半导体制程设备：屹唐、上海微、晶升、镭明激光、宏泰半导、悦芯、中安、国仪量子.24 零部件厂商：富创精密、先锋半导体.28 大算力芯片：信创大算力芯片：信创/数据中心数据中心/汽车汽车/安防场景落地安防场景落地.30 大算力芯片是什么？.30 全球计算芯片：通用+专用双驱动，摩尔定律失效下异构计算成为趋势.30 中国计算芯片：技术加速追赶，国产替代空间广阔.31 国产大算力芯片的机会在哪里？.32 信创：政策驱动 PC 及服务器 CPU/GPU 进口替代加速.32 1）CPU：国产 CPU 产业初具规模，走出三条国产化路线.3

4、2 2）GPU：国产 GPU 奋起直追，图像/计算花开两朵.34 数据中心：依托互联网云计算企业投资建设加码，AI 加速芯片异军兴起.35 安防：安防龙头供应受限+海思缺位为 AI 芯片初创企业提供发展机会.36 国产安防芯片企业崛起，前端基本实现国产替代.36 海思供应受限，国产安防 SoC 厂商积极把握窗口期实现份额提升.36 汽车：行业迈入新景气周期，催化车载芯片的发展.37 自动驾驶芯片：英伟达占据主导地位，CPU+XPU 为主流架构.38 智能座舱：性能要求低于自动驾驶，国内厂商已崭露头角.39 汽车国产供应链备份及降本需求，国产汽车 ASIC/FPGA/SoC 芯片快速崛起.40

5、产业链相关公司梳理：寒武纪、海光、景嘉微、登临、燧原、壁仞、摩尔线程、中科驭数、京微齐力、天数智芯 41 MAlUcZnV7UqQpPpQbR8QbRnPmMsQnPfQmMoRfQpNuMaQnNzRMYrNrQMYmQmO 3 科创板科创板制度红利及制度红利及国产化推动半导体板块国产化推动半导体板块快速发展快速发展 半导体行业在科创板注册制下充分受益。半导体行业在科创板注册制下充分受益。根据 Wind 数据，自 2019 年 6 月科创板开板至2022 年 7 月 26 日，A 股上市半导体公司总数量增加 2.1 倍到 105 家，总市值上升到 2.7万亿元。公募基金半导体持仓占比从 2Q

6、19 的 1.2%上升到 2Q22 末的 5.1%，半导体成为中国股票投资中的重要行业之一。图表图表1：科创板推动下半导体设计公司加速上市（截止科创板推动下半导体设计公司加速上市（截止 2022 年年 7 月月 26 日）日）注：预测来自 wind 一致预期 资料来源：Wind,华泰研究 2019 年至今半导体板块市值占比增加明显，行业地位在年至今半导体板块市值占比增加明显，行业地位在 A 股市场重要性显著提高。股市场重要性显著提高。根据我们统计，自 2019 年初以来，得益于半导体国产化及科创板落地，A/H 科技股半导体子板块市值增加了 2.52 万亿元（包含个股股价上涨，及新上市公司加入的

7、贡献），达到 2.82万亿元，较 19 年初增长了 631%，相比之下 A/H 科技股手机产业链子板块市值增加了48%，通信及安防设备子板块市值仅增加了 40%。从市值占比来看，半导体板块从 2021年初的 15%增加到 2022 年 7 月 26 日的 45%，在 A 股市场重要性显著提高。图表图表2：2019 年来各板块涨跌幅年来各板块涨跌幅 图表图表3：2019 年来各板块市值占比年来各板块市值占比 资料来源：Wind，华泰研究 资料来源：Wind，华泰研究 SW半导体板块中新增半导体公司中设计公司数量接近一半半导体板块中新增半导体公司中设计公司数量接近一半SW半导体板块上市公司数量半导

8、体板块上市公司数量IDM10%材料15%代工1%封测11%设备17%设计46%排名排名公司公司营收营收（2021百万元百万元）营收（2023E）2021-2023 CAGR主要产品主要产品工艺节点工艺节点1韦尔股份24,1043733924.5%CIS40nm,55nm2兆易创新8,5101407628.6%存储,NOR,MCU65nm,55nm,0.18m3格科微7,0011344238.6%CIS、DDIC40nm，55nm,90nm4汇顶科技5,713896725.3%MCU,指纹识别55nm,0.18m5紫光国微5,342983235.7%存储,可编程系统芯片,智能终端安全芯片,功率器

9、件14nm,16nm,28nm,40nm,55nm,0.18m6晶晨股份4,777663217.8%智能 Soc、AI Soc12nm,28nm7卓胜微4,634807732.0%射频前端芯片,蓝牙微控制器芯片65nm,0.13m8澜起科技2,562496839.3%内存接口芯片,服务器平台,PCIe Retimer芯片28nm,40nm9艾为电子2,327536751.9%数模混合、模拟、射频NA10晶丰明源2,302424735.8%LED照明驱动,功率器件0.18m and above11圣邦股份2,238373329.1%信号链，电源管理0.18m and above12恒玄科技1,7

10、65455660.6%智能音频SoC28nm,40nm13中颖电子1,494289239.1%MCU,显示驱动0.18m,0.11m合计72,769124,12830.6%中国主要半导体设计公司保持高增长中国主要半导体设计公司保持高增长0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%02040608000002020212022（家）（家）SW半导体板块上市公司数量（左轴）同比增长率（右轴）0%200%400%600%800%1000%1200%2019/1/112020/1/112021/1

11、/112022/1/11(相对2019年初涨跌幅)AH科技-半导体AH科技-消费电子AH科技-通信设备及安防0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2019/1/42020/1/42021/1/42022/1/4(各板块市值占比)AH科技-半导体AH科技-消费电子AH科技-通信设备及安防 4 A 股半导体企业在模拟、功率、股半导体企业在模拟、功率、CIS、封测等领域具备一定竞争力。、封测等领域具备一定竞争力。经过多年的发展，我国大部分中低端半导体产品实现了国产化替代，但是高端产品有待进一步的发展和提高国产化率。目前在消费类电子，如机顶盒芯片、监控器芯片等以及通信设备芯

12、片，国内厂商能较好地兼顾性能、功耗、成本等因素，被市场广泛认可。但在高端如智能手机、汽车、工业以及其他嵌入式芯片市场，我国仍落后。图表图表4：A股半导体企业股半导体企业国产化率国产化率 注：美国及中国为各地区厂商合计市占率 资料来源：Gartner，SEMI，华泰研究 我们认为未来中国半导体国产化拥有三我们认为未来中国半导体国产化拥有三大重要方向大重要方向：第三代半导体、半导体设备、：第三代半导体、半导体设备、AI/大大算力芯片。算力芯片。1）第三代半导体：）第三代半导体：根据 Yole 和我们的测算，到 2025 年全球碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）市场规模有望分别达 60/35 亿美元

13、，分别达 2020 年的 5/4 倍。第三代半导体可满足高温、高压、高频等应用场景，与新能源汽车、光伏、5G、消费快充等高成长性下游领域深度绑定，未来成长空间广阔。目前国内厂商已基本覆盖全产业链，未来有望把握国产替代机遇，实现份额快速提升。2）半导体设备：）半导体设备：受地缘政治影响，我们认为全球半导体行业的生产中心未来会从中国台湾一级集中走向全球分散布局。发展制造，设备，材料等核心环节，避免“卡脖子”问题是未来中国半导体行业重要发展路线。我们看到中国企业在清洗、PVD、炉管、刻蚀等领域取得长足进展，光刻机等关键设备上国产化率几乎为 0。美国出口管制压力下，设备国产化需求存在进一步提升空间。3

14、）AI/大算力芯片：大算力芯片：据 WSTS，全球计算芯片 2021 年市场规模约 1548 亿美元，占全球半导体市场 28%。主要以英伟达、AMD 和英特尔三家独大，21 年三家营收总和 1036.14 亿美元。我们看到国内目前在四大领域计算芯片正加速国产替代：1）信创市场：国产化率政策驱动下 PC 及服务器 CPU/GPU 进口替代加速；2）数据中心：依托互联网云计算企业投资建设加码；3）智能汽车：电子电气架构向中央集成转变下，车载芯片迎来发展；4）安防：龙头企业受制裁叠加海思缺位下芯片国产化率较高。类别市场集中度全球市场规模（百万美元）美国中国大陆中国公司EDA软件10,51077%0%

15、华大九天、全芯智造、芯华章、国微集团、概伦电子设备71,09040%2%北方华创、盛美上海、中微公司材料53,14017%0%沪硅产业、中环股份、飞凯材料、晶锐电材晶圆代工70,91611%11%中芯国际、华虹集团封装测试56,40015%20%长电科技、通富微电、华天科技存储器124,54128%1%兆易创新、长江存储、长鑫存储CPU/GPU70,76098%0%龙芯、华为鲲鹏、景嘉微、航锦科技、龙芯、兆芯模拟IC58,34060%5%矽力杰、圣邦股份、思瑞浦、纳芯微、艾为电子、晶丰明源无线通讯芯片28,78672%5%卓胜微、华为海思，紫光展锐、翱捷科技显示驱动8,84690%10%格科微

16、、韦尔股份、集创北方MCU20,69230%3%兆易创新、乐鑫科技、中颖电子、芯海科技传感器32,15319%13%豪威、汇顶科技、兆易创新、思特威FPGA5,57599%0%安路、紫光同创、高云半导体、复旦微AP40,10852%12%华为海思，紫光展锐，晶晨股份、瑞芯微、全志功率半导体24,70829%13%闻泰科技，华润微，扬杰科技，斯达半导产业链环节芯片全球市场情况（2021A）5 图表图表5：国产替代走向高端国产替代走向高端 注：曲线表示国产化进程 资料来源：Wind，华泰研究 图表图表6：中国三大国产化方向市场情况及主要公司梳理中国三大国产化方向市场情况及主要公司梳理 注：市场规模

17、数据为 2021 年 资料来源：Yole，SEMI，华泰研究 指纹指纹/图像传感器图像传感器模拟电路模拟电路/消费类消费类MCU功率器件功率器件通信通信基带基带代工代工先进封装先进封装AI/大算力芯片大算力芯片第三代半导体第三代半导体半导体设备半导体设备进口替代进口替代先进制造、通用芯片先进制造、通用芯片三三条主线条主线123板块全球市场规模（百万美元）主要海外公司主要国内上市公司主要国内非上市公司第三代半导体（SiC/GaN）3,599Wolfspeed、ST、英飞凌、住友化学、PI、Navitas斯达半导、华润微、闻泰科技、时代电气、山东天岳、三安光电、士兰微、露笑科技、华灿光电等天科合达

18、、同光晶体、东莞天域、瀚天天成、泰科天润、英诺赛科、中镓半导、苏州晶湛、苏州纳维、苏州能讯、江苏能华微、聚力成、捷芯微、海威华芯、珠海镓未来、时商创展等半导体设备71,090ASML、AMAT、LamResearch、TEL、KLA北方华创、中微公司、盛美上海、拓荆科技、芯源微、至纯科技、万业企业、华海清科等屹唐、上海微电子、富创精密、晶升装备、镭明激光、南京宏泰、常州铭赛、高芯众科、先锋半导体、悦芯科技、中安半导体、国仪量子等AI/大算力芯片154,800英伟达、AMD、ARM、Intel、IBM、高通、联发科寒武纪、景嘉微、龙芯中科、安路科技、北京君正、瑞芯微、国科微、富瀚微、晶晨半导体等

19、飞腾、申威、黑芝麻、地平线、高云半导体、华为、海光信息、壁韧、登临、摩尔线程、芯动科技、中科驭数、京微齐力、天数智芯、燧原科技、星宸科技等全球市场情况（2021A）6 图表图表7：产业链相关公司估值表产业链相关公司估值表（截止（截止 2022 年年 7 月月 26 日）日）注：A 股公司取自 Wind 一致预期，海外公司取自彭博一致预期 资料来源：Wind，彭博，华泰研究 总市值总市值（百万元）（百万元）2022E2023E2022E2023E2022E2023E5D1MYTD第三代半导体第三代半导体WOLF USWolfspeed77.064,300-142.3747.63.93.613.1

20、9.1-3.4%7.8%-20.3%STM US意法半导体35.1214,22410.510.52.72.22.12.0-0.5%3.6%-23.4%IFX GR英飞凌24.8222,87513.913.42.42.42.42.1-1.9%2.2%-26.5%4005 JP住友化学524.042,9206.67.10.70.60.30.30.0%0.4%-10.0%POWI USPI79.531,30520.719.76.45.36.05.5-3.2%4.6%-8.5%NVTS USNavitas4.84,019-15.4-17.72.83.413.05.3-4.8%1.7%-57.5%600

21、745 CH 闻泰科技(安世)68.284,98822.016.12.32.01.20.9-6.5%-3.7%-47.3%688187 CH 时代电气57.366,38234.629.62.42.24.74.1-9.7%-5.4%-30.1%688396 CH 华润微51.768,18326.222.83.53.16.15.1-4.0%-9.9%-20.0%600460 CH 士兰微44.763,28442.332.88.16.66.24.9-5.6%-3.7%-17.5%603290 CH 斯达半导380.264,86493.567.111.59.923.115.71.0%1.4%-0.2%

22、688234 CH 山东天岳84.336,225289.6206.410.510.249.933.524.9%31.0%-1.4%600703 CH 三安光电23.2103,69743.230.93.12.96.04.62.0%-3.5%-38.4%平均值34.391.34.64.210.37.2中位数22.022.83.13.16.04.9半导体设备半导体设备ASML USASML539.01,465,61736.826.222.116.310.18.3-0.6%4.6%-18.0%AMAT USAMAT101.0593,46413.812.17.56.73.53.2-2.7%3.7%-27

23、.7%LRCX USLam Research457.5428,59514.512.69.67.53.83.3-3.9%1.6%-23.1%TEL USTEL123.1267,78617.316.13.63.32.52.4-1.4%3.9%-16.5%KLAC USKLA350.6353,39716.814.912.911.85.75.2-2.8%3.3%-10.0%002371 CH 北方华创271.4143,14081.258.77.56.710.07.4-3.3%1.1%-21.8%688012 CH 中微公司125.377,20371.256.15.24.717.112.63.4%6.9

24、%-1.0%688082 CH 盛美上海107.846,724114.077.59.08.117.812.2-5.2%15.7%-15.7%688072 CH 拓荆科技201.425,467199.4113.29.18.420.614.00.2%30.5%118.1%688037 CH 芯源微148.513,72696.465.012.310.510.47.4-7.1%7.6%-12.1%603690 CH 至纯科技38.612,34431.623.02.82.54.13.1-5.5%1.3%-19.8%600641 CH 万业企业20.920,02141.032.82.52.413.49.9

25、-7.9%9.4%-37.2%688120 CH 华海清科278.629,72180.952.87.46.518.011.7-1.4%11.0%24.3%平均值61.242.38.77.49.97.4中位数38.929.58.37.110.17.4AI/大算力芯片大算力芯片NVDA US英伟达170.22,874,63031.827.113.510.212.811.0-5.7%-0.6%-34.1%AMD USAMD87.5958,16020.117.92.42.45.44.8-3.9%0.5%-30.4%INTC USIntel39.21,081,53411.611.71.51.42.12.

26、1-3.6%1.4%-19.9%IBM USIBM128.5784,13913.712.75.34.41.91.91.1%-9.5%-3.7%QCOM US高通153.31,159,30812.311.710.47.13.93.6-1.7%22.5%-12.0%2454 TT联发科681.0245,7488.58.92.42.41.91.8-4.9%1.6%-41.3%688256 CH 寒武纪61.124,490-27.0-32.64.85.523.415.9-3.6%-7.8%-35.8%300474 CH 景嘉微62.428,31262.943.98.77.415.710.9-3.8%-

27、3.0%-59.0%688047 CH 龙芯中科86.434,646106.178.310.89.622.216.74.6%-3.0%-3.0%688107 CH 安路科技63.025,2066428.6670.216.816.222.215.2-7.4%-4.7%-12.1%300223 CH 北京君正85.140,96733.726.43.53.16.04.7-8.1%-11.9%-36.5%603893 CH 瑞芯微88.336,84743.330.610.17.99.06.6-7.4%7.9%-35.5%300613 CH 富瀚微70.416,13529.822.66.75.26.24

28、.8-4.6%-4.0%-56.8%688099 CH 晶晨半导体85.635,20429.422.37.05.45.34.1-2.5%-9.1%-34.2%平均值465.272.99.27.813.310.6中位数29.822.67.05.56.24.8P/B（倍）（倍）P/S（倍）（倍）股价变动股价变动代码代码公司公司股价股价P/E（倍）（倍）7 第三代半导体国产化第三代半导体国产化 第三代半导体材料在高压、高温、高频场景具备明显优势第三代半导体材料在高压、高温、高频场景具备明显优势 第三代半导体材料是指以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体材料第三代半导体材料是指以碳化硅、氮化镓为代表的宽

29、禁带半导体材料，主要应用于高压、，主要应用于高压、高温、高频场景高温、高频场景。与前两代半导体材料相比，第三代半导体材料禁带宽度大，具有击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优势。因此相较于传统硅基器件，采用第三代半导体材料制备的半导体器件不仅体积小重量轻，同时还具备更高的功率输出密度、更高的能量转换效率，可以显著提升系统装置的性能。其中，碳化硅器件具备耐高压、低损耗和高频三大优势，可以满足高温、高压、大功率等条件下的应用需求，广泛应用于新能源汽车、光伏、工控等领域。氮化镓器件具备高开关频率、耐高温、低损耗等优势，可用于制作功率、射频、光电器件，广泛应用于消费电子、新能源车、国防

30、、通信等领域。图表图表8：半导体材料物理特性对比半导体材料物理特性对比 图表图表9：主要功率分立器件所处的功率及频率区间主要功率分立器件所处的功率及频率区间 资料来源：英飞凌，华泰研究 资料来源：ROHM，华泰研究 碳化硅用于生产碳化硅用于生产功率及射频器件，产业链包括衬底制备、外延层生长、器件及下游应用。功率及射频器件，产业链包括衬底制备、外延层生长、器件及下游应用。根据电化学性质不同，碳化硅晶体材料分为半绝缘型衬底（电阻率高于 105cm）和导电型衬底（电阻率区间 1530mcm）。不同于传统硅基器件，碳化硅器件不可直接制作于衬底上，需先使用化学气相沉积法在衬底表面生成所需薄膜材料，即形成

31、外延片，再进一步制成器件。通过在半绝缘型碳化硅衬底上生长氮化镓外延层制得碳化硅基氮化镓外延片，可制成 HEMT 等微波射频器件，适用于高频、高温工作环境，主要应用于 5G 通信、卫星、雷达等领域。在导电型碳化硅衬底上生长碳化硅外延层制得碳化硅外延片，可进一步制成碳化硅二极管、碳化硅 MOSFET 等功率器件，适用于高温、高压工作环境，且损耗低，主要应用于新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等领域。图表图表10：碳化硅的主要器件形式及下游应用碳化硅的主要器件形式及下游应用 资料来源：天科合达招股说明书，华泰研究 GTOIGBT 模块模块IGBT单管单管MOSFET100W1kW10

32、kW100kW1MW10MW(功率功率)10Hz1kHz1MHz(频率频率)SiC MOSFETSiC 模块模块GaN HEMT高频、高压高频、高压碳化硅衬底碳化硅衬底半绝缘型半绝缘型导电型导电型氮化镓外延氮化镓外延射频器件射频器件5G通信、国防等通信、国防等碳化硅外延碳化硅外延功率器件功率器件新能源汽车、工控、新能源汽车、工控、光伏光伏/风电等风电等衬底衬底外延外延器件器件应用应用 8 氮化镓用于生产氮化镓用于生产射频、功率、光电器件，产业链与碳化硅类似。射频、功率、光电器件，产业链与碳化硅类似。氮化镓器件所用衬底主要包括碳化硅衬底、硅衬底、蓝宝石衬底、氮化镓衬底。通过在碳化硅衬底上生长氮化

33、镓外延层制得 GaN-on-SiC 外延片可制成射频器件，碳化硅基氮化镓射频器件具备更高效率、更大带宽、更高功率等优势，可更好的满足 5G 宏基站、卫星通信、微波雷达、航空航天等军事/民用领域对射频器件的高要求；通过在硅衬底上生长氮化镓外延层制得 GaN-on-Si外延片可制成功率器件，硅基氮化镓功率器件具备高转换效率、低导通损耗、高工作效率等特点，可在大功率快充充电器、新能源车、数据中心等领域实现快速渗透；通过在蓝宝石/氮化镓衬底上生长氮化镓外延层制得 GaN-on-Sappire/GaN-on-GaN 外延片可制成光电器件，氮化镓光电器件具备基带宽度大、击穿电场高、电子饱和漂移速度快等特性

34、，在Mini LED、Micro LED、传统 LED 照明领域应用优势突出。图表图表11：氮化镓的主要器件形式及下游应用氮化镓的主要器件形式及下游应用 资料来源：聚力成，苏州能讯，华泰研究 全球全球 SiC 市场空间广阔，国内厂商奋起直追市场空间广阔，国内厂商奋起直追 新能源汽车新能源汽车/光伏光伏/工控等领工控等领域加速渗透，域加速渗透，2025 年市场规模有望增长至年市场规模有望增长至 2020 年的年的 5 倍倍 2020 年全球年全球 SiC 器件市场规模达器件市场规模达 11.84 亿美元，预计到亿美元，预计到 2025 年有望增长至年有望增长至 59.79 亿美元，亿美元，对应对

35、应 CAGR 为为 38.2%。我们考虑 SiC 渗透率等假设，根据下游领域分别测算后加总。在碳中和趋势下，受益于 SiC 在新能源汽车、光伏、工控等领域的持续渗透，SiC 功率器件市场规模有望从 2020 年的 2.92 亿美元增长至 2025 年的 38.58 亿美元，对应 CAGR 为67.6%；5G、国防驱动 GaN-on-SiC 射频器件加速渗透，逐步取代硅基 LDMOS，SiC 射频器件市场规模有望从 2020 年的 8.92 亿美元增长至 2025 年的 21.21 亿美元，对应CAGR 为 18.9%。下游 SiC 功率及射频器件高速增长的需求也将带动 SiC 材料市场规模快速

36、成长，按照 SiC 材料在 SiC 器件中价值量占比 50%计算（根据 CASA），预计将由 2020年的 5.92 亿美元增长至 2025 年的 29.90 亿美元，对应 CAGR 为 38.2%。图表图表12：全球碳化硅器件市场规模预测全球碳化硅器件市场规模预测 图表图表13：全球碳化硅材料市场规模预测全球碳化硅材料市场规模预测 资料来源：Yole，Marklines，华泰研究预测 资料来源：Yole，Marklines，华泰研究预测 碳化硅碳化硅衬底衬底硅硅蓝宝石蓝宝石氮化镓氮化镓外延外延氮化镓氮化镓氮化镓氮化镓氮化镓氮化镓氮化镓氮化镓器件器件射频器件射频器件功率器件功率器件光电器件光电

37、器件应用应用5G基基站、国防军工等站、国防军工等消费电子、工业、数据消费电子、工业、数据中心、新能源汽车等中心、新能源汽车等光电领域如光电领域如LED照明、照明、紫外紫外/蓝蓝/绿光激光器等绿光激光器等0%10%20%30%40%50%60%01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,000201920202021E2022E2023E2024E2025E(百万美元)全球SiC器件市场规模同比增速（右）0%10%20%30%40%50%60%05001,0001,5002,0002,5003,0003,500201920202021E2022E2023E2024E2025

38、E（百万美元）全球SiC材料市场规模同比增速（右）9 驱动力驱动力#1 新能源汽车：新能源汽车：800V 架构时代来临，架构时代来临，SiC 加速渗透的核心驱动力加速渗透的核心驱动力 我们认为碳化硅加速渗透的核心驱动力为新能源汽车。根据我们的测算，2020 年全球新能源汽车 SiC 器件及模块市场规模为 2.7 亿美元，预计到 2025 年达 30.1 亿美元，对应CAGR 为 62.3%，占全球碳化硅器件市场规模将达到 50%；由此带来的 2020 年对 SiC 晶圆（6 寸）的消耗量达 13.7 万片，预计到 2025 年将达 199.6 万片，对应 CAGR 为 71.0%。目前应用碳化

39、硅的包括特斯拉、比亚迪中高端车型等，主要场景为主逆变器/OBC，我们预计至 2025 年 SiC 渗透率有望达 38/43%，我们认为其主要驱动力为 1）特斯拉、比亚迪、蔚来、小鹏等头部新能源车厂的“示范效应”；2）碳化硅器件价格下降后带来系统经济效益；3）800V 架构有望成为重要催化剂，1200V SiC 在高压下较 IGBT 性能优势更为明显。展望未来，我们认为全球新能源汽车渗透率的快速提升将驱动 SiC 市场规模高速增长。图表图表14：全球新能源汽车全球新能源汽车 SiC 市场规模预测市场规模预测 图表图表15：全球新能源汽车消耗全球新能源汽车消耗 SiC 衬底数（等效衬底数（等效 6

40、 寸）预测寸）预测 资料来源：Marktlines，华泰研究预测 资料来源：Marktlines，华泰研究预测 驱动力驱动力#2 光伏：光伏：SiC 光伏逆变器性能提升显著，广泛应用未来可期光伏逆变器性能提升显著，广泛应用未来可期 据英飞凌，使用 SiC MOSFET 功率模块的光伏逆变器，其转换效率可从 98.8%提升至 99%以上，能量损耗降低 8%，相同条件下输出功率提升 27%，推动发电系统在体积、寿命及成本上实现重要突破。据 CASA 数据，2020 年光伏逆变器中碳化硅器件渗透率为 10%，预计 2025 年将增长至 50%。高效、高功率密度、高可靠和低成本为光伏逆变器未来发展趋势

41、，SiC 器件有望迎来广阔增量空间。驱动力驱动力#3 工控：工控：SiC 模块有望在轨交、智能电网、风电等领域实现全方位渗透模块有望在轨交、智能电网、风电等领域实现全方位渗透 轨道交通方面，碳化硅器件应用于轨道交通牵引变流器能极大发挥碳化硅器件高温、高频和低损耗特性，可提升系统的整体效能，符合轨道交通大容量、轻量化和节能型牵引变流装置的应用需求。智能电网方面，碳化硅器件突破了硅基功率半导体器件的局限性，具有高频、高可靠性、高效率、低损耗等独特优势，推动智能电网的发展和变革。此外碳化硅功率器件在风力发电、工业电源、航空航天等领域也已实现成熟应用。图表图表16：光伏逆变器中光伏逆变器中 SiC 器

42、件占比预测器件占比预测 图表图表17：轨道交通中轨道交通中 SiC 功率器件占比预测功率器件占比预测 资料来源：天岳先进、天科合达招股说明书，CASA，华泰研究 资料来源：天岳先进、天科合达招股说明书，CASA，华泰研究 0%20%40%60%80%100%120%140%05001,0001,5002,0002,5003,0003,500201920202021E2022E2023E2024E2025E(百万美元)全球新能源汽车SiC市场规模同比增速（右）0%20%40%60%80%100%120%140%160%05001,0001,5002,0002,500201920202021E20

43、22E2023E2024E2025E(kwpy)全球新能源汽车消耗SiC衬底数（折合成6英寸）同比增速（右）10%50%70%75%80%85%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%20202025E2030E2035E2040E2048E98%70%30%10%2%17%35%30%5%20%40%8%15%20%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20182030E2040E2050E硅基IGBT器件混合SiC器件全SiC器件SiC分立器件 10 综上，我们测算综上，我们测算 2020 年全球年全球 SiC 功率器件市场规模为功率器件市场规

44、模为 2.92 亿美元，受新能源车、光伏、亿美元，受新能源车、光伏、工控等需求驱动，预计到工控等需求驱动，预计到 2025 年将增长至年将增长至 38.58 亿美元，对应亿美元，对应 CAGR 为为 67.6%。2025年新能源车、新能源发电、工控占年新能源车、新能源发电、工控占 SiC 功率器件市场规模比重分别为功率器件市场规模比重分别为 77.88/13.71/8.41%。竞争格局：衬底及外延市场集中度高，器件领域海外厂商占绝对主导竞争格局：衬底及外延市场集中度高，器件领域海外厂商占绝对主导 SiC 衬底衬底市场高度集中市场高度集中，Wolfspeed、-全面领先全面领先，2020 年山东

45、天岳在半绝缘型市场份年山东天岳在半绝缘型市场份额达额达 30%。碳化硅衬底为碳化硅产业链核心环节，据 Yole 数据，2020 年半绝缘型碳化硅衬底和导电型碳化硅衬底市场规模分别达 1.82 亿、2.76 亿美元。其中，1）Wolfspeed、-、山东天岳三家寡头垄断半绝缘型碳化硅衬底市场，2020 年合计市场份额达 98%，市场高度集中。2）导电型碳化硅衬底市场 Wolfspeed 一家独大。Wolfspeed 凭借较早布局先发优势，在良率及产能上遥遥领先，2020 年占据 60%市场份额，-以 11%市场份额位居第二。图表图表18：半绝缘型碳化硅衬底市场份额情况（半绝缘型碳化硅衬底市场份额

46、情况（2020 年）年）图表图表19：导电型碳化硅衬底市场份额情况（导电型碳化硅衬底市场份额情况（2020 年）年）资料来源：Yole，华泰研究 资料来源：Yole，华泰研究 Wolfspeed、Showa Denko 双寡头垄断双寡头垄断 SiC 外延片市场。外延片市场。碳化硅外延片属于行业产业链中间环节，参与厂商多为 IDM 公司，Industry Research 测算 2020 年全球碳化硅外延片市场规模约为 1.72 亿美元。据 Yole 数据，2020 年 Wolfspeed 与 Showa Denko 分别占据碳化硅导电型外延片市场 52%和 43%的市场份额，合计高达 95%，

47、具备显著的制备技术优势。其他碳化硅外延供应商包括-、Norstel、罗姆、三菱电机、英飞凌，占据市场较小份额。图表图表20：碳化硅导电型外延片市场份额情况（碳化硅导电型外延片市场份额情况（2020 年）年）资料来源：Yole，华泰研究 欧美厂商占据欧美厂商占据 SiC 功率器件市场功率器件市场主要份额。主要份额。SiC 功率器件制造工艺壁垒较高，目前市场主要厂商为传统硅基功率器件巨头及借助 SiC 材料介入器件领域的新锐玩家 Wolfspeed，市场集中度高于 IGBT 器件及模块市场。据 Yole 数据，2020 年全球碳化硅功率器件市场CR5 达 90.8%，显著高于 IGBT 器件及模块

48、市场的 62.8%和 66.7%，欧美厂商占据主要市场份额。其中，意法半导体成功研制全球第一款大规模应用于电动汽车的 SiC MOSFET模块，与特斯拉的合作为其累积大量市场份额，2020 年达 40.5%。-35%Wolfspeed33%山东天岳30%其他2%Wolfspeed60%-11%其他29%Wolfspeed52%Showa Denko43%其他5%11 图表图表21：IGBT 市场份额市场份额 vs.SiC 功率器件市场份额功率器件市场份额（2020 年）年）资料来源：Omdia，Yole，华泰研究 产业链各环节国产化进程及国内主要公司情况产业链各环节国产化进程及国内主要公司情况

49、 国内外厂商积极布局国内外厂商积极布局碳化硅，产业链日趋完善。碳化硅，产业链日趋完善。以碳化硅材料为衬底的产业链主要包括碳化硅衬底制备、外延层生长、器件及模组制造三大环节。伴随更多厂商布局碳化硅赛道，产业链加速走向成熟。目前，碳化硅行业企业形成两种商业模式，第一种覆盖完整产业链各环节，例如 Wolfspeed、Rohm；第二种则只从事产业链的单个环节或部分环节，例如-仅从事衬底及外延的制备，英飞凌则只负责器件及模组的制造。当前，国内的碳化硅生产厂商大多属于第二种商业模式，聚焦产业链部分环节。衬底：国内主要从事碳化硅衬底业务的企业主要有天岳衬底：国内主要从事碳化硅衬底业务的企业主要有天岳先进先进

50、、天科合达等。、天科合达等。国内碳化硅衬底企业已掌握 2-6 英寸碳化硅衬底的制备技术，并持续扩大投资碳化硅衬底项目。一方面为扩大 6 英寸碳化硅衬底产能；另一方面为推进 8 英寸碳化硅衬底的研发，缩小与国际龙头企业的技术差距。据中国电子材料行业协会半导体材料分会（CEM）统计，截至 2021年，全国碳化硅衬底规划投资超 300 亿元，预计规划年产能达 200 万片。其中，天岳先进投资 2.5 亿元开展 6 英寸导电型碳化硅衬底项目，预计于 3Q22 投产，2026 年达产后将实现新增产能 30 万片/年；天科合达碳化硅产业化基地计划于 2022 年建成投产，达产后预计可实现年产 12 万片

51、6 英寸碳化硅晶片；露笑科技于 22 年 7 月初完成25.67 亿元定增，全力推进碳化硅产能建设，建成可实现满产 24 万片 6 英寸导电型碳化硅衬底片的年产能规划，同时，加大力度推进 8 英寸氮化硅衬底片研发；山西烁科于 2022年初实现 8 英寸 N 型碳化硅抛光片小批量生产，向 8 英寸国产 N 型碳化硅抛光片的批量化生产迈出了关键一步。我们认为伴随着碳化硅衬底制备技术的不断成熟和产能扩张持续推进，国产碳化硅衬底企业市场份额有望实现持续提升。外延：外延：国内主要从事碳化硅外延业务的企业主要有东莞天域和瀚天天成等。国内主要从事碳化硅外延业务的企业主要有东莞天域和瀚天天成等。目前我国已研制

52、成功 6 英寸碳化硅外延晶片，且基本实现商业化。其中，东莞天域目前拥有国内最多的碳化硅外延炉-CVD，并已实现 4、6 英寸 4H-SiC 外延晶片全系列产品的批量生产，同时正积极突破研发 8 英寸 SiC 工艺关键技术；瀚天天成目前已实现 3、4、6 英寸碳化硅外延晶片的批量生产，可应用于 600-6500V 碳化硅电力电子功率器件 器件器件&模块：国内布局碳化硅器件模块：国内布局碳化硅器件&模块业务的模块业务的上市上市企业主要有华润微、时代电气、士兰企业主要有华润微、时代电气、士兰微、斯达半导等微、斯达半导等，未上市的包括泰科天润等，未上市的包括泰科天润等。国内厂商在 SiC 功率器件领域

53、入局较晚，目前市场份额较小，但由于行业处于早期阶段，格局尚未定型，国内厂商仍有较大替代空间。排名排名公司公司市占率市占率排名排名公司公司市占率市占率排名排名公司公司市占率市占率1 英飞凌29.3%1 英飞凌36.5%1 意法半导体40.5%2 富士电机15.6%2 富士电机11.4%2 科锐14.9%3 三菱电机9.3%3 三菱电机9.7%3 罗姆14.4%4 安森美7.7%4 赛美控5.8%4 英飞凌13.3%5 东芝5.5%5 威科3.3%5 安森美7.7%6 意法半导体4.6%6 斯达半导2.8%6 三菱电机3.6%其他32.6%其他30.5%其他5.6%IGBT器件器件IGBT模块模块

54、SiC功率器件功率器件 12 产品布局方面，目前国内已经商业化的 SiC 产品可覆盖 650V-3300V 全电压等级。其中，华润微已发布 650V/1200V 工业级 SiC 二极管系列产品；同时自主研发的平面型 1200V SiC MOSFET 进入风险量产阶段，静态技术参数达到国外对标样品水平；时代电气已发布1200V-3300V SiC SBD/MOSFET/模块系列产品，同时于 21 年底发布了国内首款基于自主 SiC 大功率电驱产品 C-Power 220s；士兰微已完成车规级 SiC MOSFET 器件研发，正在进行全面的可靠性评估，将要送客户评价并开始量产；斯达半导已实现车规级

55、 SiC 功率模块量产，21 年新增多个使用全 SiC MOSFET 模块的 800V 系统的主电机控制器项目定点；泰科天润已实现 650V-3300V 多规格 SiC 二极管和 1200V SiC MOSFET 产品量产；此外三安集成、基本半导体等公司也已实现 650V-1700V SiC MOSEFET 的小规模量产。产能布局方面，面对广阔的发展前景，国内各大厂商积极布局扩产。其中，斯达于 21 年 8月宣布投资 5 亿元在 SiC 芯片研发及产业化项目，达产后预计将形成年产 6 万片 6 英寸SiC 芯片生产能力；时代电气拟投资 4.6 亿元将现有 4 英寸 SiC 芯片线 1 万片/年

56、的能力提升到 6 英寸 SiC 芯片线 2.5 万片/年；士兰微 SiC 功率器件中试线已于 1H21 实现通线，现着手在厦门士兰明镓公司建设一条 6 英寸 SiC 功率器件芯片生产线，预计在 3Q22 实现通线。设备：设备：国内布局碳化硅设备的企业主要有国内布局碳化硅设备的企业主要有北方华创、北方华创、晶盛机电晶盛机电、华峰测控、华峰测控等。等。其中，北方华创第三代半导体设备已实现批量销售；晶盛机电已开发长晶设备、抛光设备及外延设备，其中 6 英寸碳化硅外延设备兼容 4、6 寸碳化硅外延生长，沉积速度、厚度均匀性及浓度均匀性等技术指标已到达先进水平；华峰测控针对 SiC 功率模块推出基于 S

57、TS8200 测试平台的 PIM 专用测试解决方案，现已实现批量装机。图表图表22：碳化硅产业链及国内主要公司碳化硅产业链及国内主要公司 资料来源：IHS，华泰研究 产业链相关公司梳理产业链相关公司梳理：泰科天润：泰科天润 泰科天润（未上市）：碳化硅功率器件产业化领军企业泰科天润（未上市）：碳化硅功率器件产业化领军企业 泰科天润半导体科技有限公司成立于 2011 年 4 月，是中国碳化硅功率器件产业化领军企业，专业从事碳化硅器件研发与制造，并提供应用解决方案。公司在北京和湖南分别拥有4 寸和 6 寸碳化硅半导体工艺晶圆生产线。基于自有晶圆厂，泰科天润开发出先进特色工艺，并向市场推出了丰富的碳化

58、硅器件产品，性能达到国际领先水平。泰科天润的碳化硅产品已通过 USCG、AEC-Q101 等标准认证，产品质量比肩行业先进水平。产品规格范围覆盖 650V-3300V（1A-100A）等多款规格，可以提供多款塑封以及高温封装形式，并可按客户需求提供其他封装形式。产品已批量应用于光伏逆变器、充电桩、OBC、车载 DC-DC、通信电源、高端服务器电源、工业电源、PC 电源等领域。山东天岳（688234 CH）露笑科技（002617 CH）天科合达（未上市）同光晶体（未上市）德清州晶（未上市）神州科技（未上市）中科钢研（未上市）东尼电子（603095 CH）天通凯成（未上市）中电科2所（未上市）东莞

59、天域（未上市）瀚天天成(未上市）华大半导体(未上市）国盛电子(未上市）南京百识（未上市）启迪控股(未上市）普兴电子(未上市）中电科46所(未上市）衬底外延器件模块三安光电（600703 CH）基本半导体（未上市）世纪金光（未上市）中电科55所（未上市）中电科13所（未上市）华润微（688396 CH）新洁能（605111 CH）斯达半导（603290 CH）士兰微（600460 CH）绿能芯创（未上市）芯光润泽（未上市）时代电气（688187 CH）泰科天润（未上市）瞻芯电子（未上市）派恩杰半导体（未上市）瀚薪科技（未上市）瑞能半导体（未上市）美林电子（未上市）13 GaN 下游领域丰富，国内

60、厂商积极布局下游领域丰富，国内厂商积极布局 消费快充消费快充/5G/新能源汽车新能源汽车/数据中心多元应用驱动，数据中心多元应用驱动，26 年市场规模有望达年市场规模有望达 20 年年接近接近 4 倍倍 2020 年全球年全球 GaN 器件市场规模达器件市场规模达 9.37 亿美元，亿美元，Yole 预计到预计到 2026 年有望增长至年有望增长至 35 亿美亿美元，对应元，对应 CAGR 为为 24.6%。根据 Yole，GaN 的效率比 LDMOS/硅器件要高 10%-15%，受益于在 5G 通信基站和军事应用的持续渗透，GaN 射频器件市场规模有望从 2020 年的8.91 亿美元增长至

61、 2026 年的 24 亿美元，对应 CAGR 为 18%；随着消费级快充、新能源汽车、数据中心的需求发展，GaN 功率器件市场规模有望从 2020 年的 0.46 亿美元增长至2026 年的 11 亿美元，对应 CAGR 为 70%。图表图表23：全球氮化镓射频器件市场规模预测全球氮化镓射频器件市场规模预测 图表图表24：全球氮化镓功率器件市场规模预测全球氮化镓功率器件市场规模预测 资料来源：Yole，华泰研究 资料来源：Yole，华泰研究 驱动力驱动力#1：国防：国防+通信是现阶段拉动通信是现阶段拉动 GaN 射频器件市场规模的主要驱动力射频器件市场规模的主要驱动力 国防应用方面，国防应用

62、方面，以碳化硅为衬底的氮化镓射频器件同时具备碳化硅高导热性能和氮化镓高频段下大功率射频输出优势，可满足雷达系统/电子战系统等领域对高频性能、高功率处理能力的要求，同时氮化镓器件能够实现小体积和轻量化，更有利于雷达系统实现机载和舰载。根据 Yole 预测，国防应用 GaN 射频器件市场规模有望从 2020 年的 3.4 亿美元增长至 2025 年的 11.1 亿美元，对应 CAGR 为 22%。5G 通信方面，通信方面，GaN 器件相比 LDMOS 和 GaAs 传统器件，可以提供良好的宽带性能以及卓越的功率密度和效率，并且在满足严格的热规范的同时，还能提供更高的集成度和更小的封装，符合毫米波领

63、域所需的高频、大带宽、尺寸小等要求。我们认为，未来 GaN 有望逐步取代 LDMOS，成为射频器件的主流技术。根据 Yole 预测，5G 基站 GaN 射频器件市场规模有望从 2020 年的 3.7 亿美元增长至 2025 年的 7.3 亿美元，对应 CAGR 为 15%。图表图表25：不同材料微波射频器件应用范围对比不同材料微波射频器件应用范围对比 图表图表26：碳化硅基氮化镓射频器件市场规模展望碳化硅基氮化镓射频器件市场规模展望 资料来源：Analog Dialogue，华泰研究 资料来源：Yole，华泰研究 8.9253020202026E（亿美元）US$891mn

64、US$2.4bnCAGR:18%024686E消费电子通信&数据中心工控能源电动汽车国防&航天其他（亿美元）CAGR:70%US$46mnUS$1.1bn 14 驱动力驱动力#2：消费电子、新能源汽车等下游领域全面开花，推动：消费电子、新能源汽车等下游领域全面开花，推动 GaN 功率市场发展功率市场发展 在消费电子领域，在消费电子领域，GaN 功率器件在消费电子中主要用于快速充电、无线充电、过电压保护OVP 等场景。相比传统硅器件，氮化镓快充体积小重量轻，在显著提升充电速度的同时，能够降低系统待机的电量消耗。伴随其性能优化、产能提升和成本控制，我们认为氮化镓快充有望实现快

65、速渗透。根据 Yole 预测，全球消费电子 GaN 功率市场规模有望从 2020年的 2870 万美元增长至 2026 年的 6.72 亿美元，对应 CAGR 为 69%。在汽车电子领域，在汽车电子领域，GaN 功率器件在电动汽车中主要用于车载充电器 OBC、DC-DC/DC-AC及电机控制。与传统硅材料相比，搭载氮化镓器件提高车载充电系统效率，同时减轻车载散热系统的负担并增加电动汽车的续航里程。我们认为，汽车电动化对功率器件的要求不断提升，有望推动 GaN 功率半导体上车放量。根据 Yole 预测，受全球电动汽车 GaN 功率市场规模有望从 2020 年的 30 万美元增长至 2026 年的

66、 1.55 亿美元，对应 CAGR 为185%。在数据中心领域，在数据中心领域，GaN 功率器件在数据中心中主要用于 PSU 电源供应单元中。与传统硅材料相比，搭载氮化镓功率器件可以提升系统效率、提高计算性能、降低设备的冷却成本。我们认为，伴随数据中心能耗管理需求大幅提高，有望持续拉动 GaN 功率器件需求。根据 Yole 预测，全球数据中心 GaN 功率市场规模有望从 2020 年的 910 万美元增长至 2026年的 2.33 亿美元，对应 CAGR 为 71%。根据 Yole，2020 年全球 GaN 功率器件市场规模为 0.46 亿美元，受益于消费电子、新能源车、数据中心等领域全面渗透

67、，Yole 预计到 2026 年将增长至 11 亿美元，对应 CAGR为 70%，其中消费电子/新能源车/数据中心占比分别为 61.1/14.1/21.2%。竞争格局：竞争格局：欧、美、日厂商是氮化镓产业链各环节的核心玩欧、美、日厂商是氮化镓产业链各环节的核心玩家家 从产业链各环节来看，欧、美、日厂商为主要参与者。从产业链各环节来看，欧、美、日厂商为主要参与者。其中，GaN 衬底市场主要由日本厂商主导。相对于常规半导体材料，GaN 单晶的生长进展缓慢，GaN 衬底主要以 2-4 英寸小尺寸晶圆为主。据半导体产业网，2020 年住友电工、三菱化学、住友化学等三家日商合计占据 GaN 衬底市场份额

68、超过 85%。GaN 外延片市场中，欧、美、日厂商占据领先位置。据 QYResearch，2020 年全球 GaN 外延片市场 CR5 为 53%，核心厂商包括 NTT AT、Wolfspeed、住友化学、EpiGaN（Soitec）等。GaN 器件市场的竞争格局较为集中。据新材料在线，2020 年全球氮化镓射频器件前三大厂商为住友化学、Wolfspeed、Qorvo，市场份额分别为 40%/24%/20%，CR3 为 84%；据 Trendforce，2020 年全球氮化镓功率器件前 5 大厂商为 PI、Navitas、EPC、Transphorm 和英诺赛科，CR5 为 88%。图表图表2

69、7：氮化镓射频器件市场份额情况（氮化镓射频器件市场份额情况（2020 年）年）图表图表28：氮化镓功率器件市场份额情况（氮化镓功率器件市场份额情况（2020 年）年）资料来源：新材料在线，华泰研究 资料来源：Trendforce，华泰研究 住友化学,40%Wolfspeed,24%Qorvo,20%其他,16%PI,27%Navitas,26%EPC,21%Transform,8%英诺赛科,6%其他,12%15 产业链各环节国产化进程及国内主要公司情况产业链各环节国产化进程及国内主要公司情况 GaN 产业链与产业链与 SiC 类似，主要包括类似，主要包括 GaN 单晶衬底、外延层生长、器件设计

70、、制造。单晶衬底、外延层生长、器件设计、制造。目前行业龙头企业以 IDM 模式为主，但是设计与制造环节已经开始出现分工。从氮化镓产业链公司来看，国外公司在技术实力以及产能上保持较大的领先。中国企业仍处于起步阶段，虽已初步形成全产业链布局，但市场份额和技术水平仍相对落后。衬底：衬底：国内目前实现国内目前实现 GaN 衬底产业化的企业主要有苏州纳维、中镓半导等公司。衬底产业化的企业主要有苏州纳维、中镓半导等公司。其中，苏州纳维目前已可以实现 2 英寸 GaN 单晶的量产，并完成了 4 英寸和 6 英寸 GaN 单晶衬底关键技术的研发。中镓半导已建成国内首家专业的氮化镓衬底材料生产线，可制备出厚度达

71、 1100 微米的自支撑 GaN 衬底，并能够稳定生产。外延：外延：国内目前布局国内目前布局 GaN 外延的企业主要有苏州晶湛、聚能晶源等公司。外延的企业主要有苏州晶湛、聚能晶源等公司。其中，苏州晶湛拟投资 2.8 亿元进行氮化镓外延片异地扩建项目，预计 2023 年建成投产，可实现年产氮化镓外延片 24 万片，其中，6 英寸和 8 英寸氮化镓外延片年产能分别为 12 万片；同时拟投资 1000 万元进行原厂扩产，建成后，预计年新增氮化镓外延片 1 万片，其中 6 英寸和 8 英寸氮化镓外延片年产能分别新增 5000 片；聚能晶源已掌握业界领先的 8 英寸 GaN-on-Si、6 英寸 GaN

72、-on-SiC 外延技术，可以为客户提供符合业界标准的高性能 GaN 外延晶圆产品。设计：设计：国内 GaN 器件 Fabless 厂商主要有华为海思、安谱隆等公司。IDM/制造：制造：国内国内 GaN 器件器件 IDM 厂商主要厂商主要有苏州能讯、英诺赛科、江苏能华、大连芯冠科有苏州能讯、英诺赛科、江苏能华、大连芯冠科技等技等公司公司；同时海威华芯和三安集成可提供；同时海威华芯和三安集成可提供 GaN 器件代工服务。器件代工服务。其中，英诺赛科已建立了全球首条产能最大的 8 英寸 GaN-on-Si 晶圆量产线，目前产能达到每月 1 万片/月，并将逐渐扩大至 7 万片/月。大连芯冠科技在氮化

73、镓功率领域，已实现 6 英寸 650V 硅基氮化镓外延片的量产，并发布了比肩世界先进水平的 650 伏硅基氮化镓功率器件产品；在氮化镓射频领域，已着手进行硅基氮化镓外延材料的开发、射频芯片的研发与产业化准备工作。图表图表29：氮化镓产业链及国内主要公司氮化镓产业链及国内主要公司 资料来源：前瞻产业研究，华泰研究 16 产业链相关公司梳理产业链相关公司梳理：英诺赛科、：英诺赛科、Navitas 英诺赛科（未上市）：英诺赛科（未上市）：全球技术领先的第三代半导体公司全球技术领先的第三代半导体公司 英诺赛科科技有限公司成立于 2015 年 12 月，是一家致力于第三代半导体硅基氮化镓研发与产业化的高

74、新技术企业。公司采用 IDM 全产业链模式，集芯片设计、外延生长、芯片制造、测试与失效分析于一体，建立了全球首条产能最大的 8 英寸 GaN-on-Si 晶圆量产线。目前，公司拥有珠海及苏州两座 8 英寸硅基氮化镓生产基地，产能达到每月 10000 片，并将逐渐扩大至每月 70000 片以上。其中，珠海生产基地已具备 4000 片的月产能，苏州生产基地具备 6000 片的月产能，到 2025 年，苏州基地满产后月产能将达到 65000 片。公司的主要产品涵盖从低压到高压（30V-650V）的氮化镓功率器件，产品设计及性能均达到国际先进水平。目前，英诺赛科已在激光雷达、数据中心、5G 通讯、高密

75、度高效快速充电、无线充电、车载充电器、LED 灯照明驱动等方面发布产品方案，并与国内多家应用头部企业开展深度合作，实现量产。据 TrendForce 预测，2021 年公司氮化镓功率器件市场份额将提升至 20%，成为全球第三。图表图表30：英诺赛科功率芯片英诺赛科功率芯片 资料来源：英诺赛科官网，华泰研究 17 Navitas（NVTS US）:全球领先的氮化镓功率全球领先的氮化镓功率 IC 设计及供应商设计及供应商 Navitas 成立于 2014 年，并于 2021 年 10 月在纳斯达克成功上市。公司专注于开发超高效的氮化镓半导体产品，是全球第一家将氮化镓器件和驱动、控制和保护等电路整合

76、为功率集成电路并实现量产的公司。2021 年公司实现营业收入 2370 万美元，同比增长100.3%；毛利率为 45.0%；公司预计 2022 年全年收入有望达到 4800 万美元，同比增长102.5%。截止 2022 年 7 月 24 日，公司市值达到 5.88 亿美元。公司研发的 Navitas GaNFast 功率芯片是一种易于使用的“数字输入、电源输出”（digital in,power out）模块，使电源系统的开关速度比传统硅基产品快 100 倍，并提供 3 倍高功率密度、40%的节能量和 20%的系统成本降低，此外还同时支持“全桥”和“半桥”电路设计，具备实用性极强的功率范围和功

77、能，扩大应用范围。目前，公司的 GaN 功率 IC 覆盖 30W-3KW 的应用场景，共有三个产品系列，重点布局消费电子领域和服务器领域。其中，30W-150W 适用于手机和电脑的适配器；150W-300W 适用于户外照明系统；300W-1000W 适用于 5G 基站电源，1KW 以上适用于数据中心和服务器电源。截止 2021 年底，已有超过 3500 万个 GaN IC 出货，现场故障为 0。公司表示未来将持续致力于降低 GaN 功率 IC 的应用成本，并专注在进一步的芯片和系统集成；同时还会向光伏、电动汽车等领域积极拓展。2022 年 1 月，公司宣布开设新的电动汽车(EV)设计中心，与传

78、统的硅解决方案相比，基于氮化镓的车载充电器（OBC）的充电速度约提高 3 倍，同时节能 70%。图表图表31：氮化镓氮化镓 NV6128 系列芯片系列芯片 图表图表32：采用采用 GaNFast 芯片的充电器芯片的充电器 资料来源：新材料在线，华泰研究 资料来源：Navitas 官网，华泰研究 18 国产替代加速中国半导体设备行业发展，看好国产化长逻辑国产替代加速中国半导体设备行业发展，看好国产化长逻辑 2022 年全球半导体设备市场规模有望再创历史新高。年全球半导体设备市场规模有望再创历史新高。半导体设备行业的核心增长驱动力是下游晶圆厂的资本开支，由于半导体行业的强周期属性，晶圆厂的扩产节奏

79、及资本开支同样也呈现较强的周期性特征，带动半导体设备行业呈现一定的周期性。近年来，随着先进近年来，随着先进制程投资比例逐步加大，以及本地建厂的趋势兴起，全球半导体设备市场的周期性有所减制程投资比例逐步加大，以及本地建厂的趋势兴起，全球半导体设备市场的周期性有所减弱，呈现波动上行的趋势。弱，呈现波动上行的趋势。根据 SEMI，虽然新冠疫情爆发对供需两侧形成冲击，但在台积电大幅提升资本开支及中芯国际、华虹等国内本土晶圆厂积极扩产的带动下，2021 年全球半导体设备市场规模同比增长 44.7%至 1030 亿美元。2022 年随着存储器尤其是 DRAM 资本开支回暖，叠加台积电、联电、中芯国际、Gl

80、obalFoundries 等晶圆代工厂商持续高强度资本开支，SEMI 预计 2022 年全球半导体资本开支将同比增长 24%至 1,904 亿美元，带动半导体设备市场规模增长 14.7%至 1,175 亿美元。随着全球半导体进入下行周期，2023 年全球设备市场规模随周期下行，但随着新兴代工厂建设，总体波动幅度较小。图表图表33：全球半导体设备市场规模全球半导体设备市场规模 资料来源：Gartner，SEMI,华泰研究 根据根据 Gartner 数据，综合晶圆前后道加工，以及封测设备来看，北美和日本则处于绝对的数据，综合晶圆前后道加工，以及封测设备来看，北美和日本则处于绝对的优势地位。优势地

81、位。就晶圆处理设备而言，美国公司实力非常强劲，在 2021 年全球半导体设备供应商前 10 名中，美国公司占 4 席，分别为 AMAT/Lam Research/KLA/Teradyne，市占率为 24%/16%/8%/3.6%，排名 1/4/5/7。日本公司在电子束描画设备、涂布/显影设备、清洗设备、氧化炉、减压 CVD 设备等重要前端设备、以划片机为代表的重要后道封装设备和以探针器为代表的重要测试设备环节竞争力强劲，21 年全球半导体设备供应商前 10 名中日 本 公 司 占4席，分 别 为TEL/Advantest/Screen/Hitachi，市 占 率 为17%/2.8%/3.5%/

82、2.4%，排名 3/6/8/10。中国半导体设备公司并未上榜。本土半导体设备公司已进入多个细分领域，但国产替代仍处于早期。本土半导体设备公司已进入多个细分领域，但国产替代仍处于早期。当前重要的本土半导体设备公司涵盖产品已涵盖半导体全产业链，包括清洗设备（盛美上海、北方华创、至纯科技）、氧化设备（屹唐股份、北方华创）、光刻设备（上海微）、涂光显影设备（芯源微）、刻蚀设备（屹唐股份、北方华创、中微公司）、去胶设备（屹唐股份、北方华创）、离子注入设备（万业企业）、CMP 设备（华海清科）、过程控制设备（上海睿励、中科飞测）等。根据我们的测算，21 年中国已上市半导体设备公司营收规模约为 30 亿美元

83、，仅占全球半导体设备总销售额的 2.45%。-100%-50%0%50%100%150%200%02040608087036920002000420052006200720082009200001920202021A2022E2023E全球半导体设备销售额半导体设备销售额同比增速（右）1987-1995，6寸晶圆开始替代4寸晶圆，PC与家电为主要需求驱动力1995-2000，手机和通讯带动半导体需求

84、提升，8寸晶圆开始替代6寸晶圆，迎来扩产期2000年年互联网泡沫破裂，产能过剩导致两年倒退，2004年起12寸晶圆带动新一轮扩产潮2007-2011，智能手机需求爆发，12寸晶圆厂产能扩张2011-2015，全球经济出现疲软，智能手机销量增速出现下滑2016-2018，数据中心与智能手机对存储器需求增加。2019，行业短暂进入下行周期(十亿美元)2020年后，年后，全球半导体进入上行周期，资本开支大幅提升强周期性强周期性波动上行波动上行周期转弱周期转弱 19 图表图表34：2021 年半导体制造设备产业链地图年半导体制造设备产业链地图 资料来源：Gartner，SEMI,华泰研究 当前中国半导

85、体设备主要集中在热处理当前中国半导体设备主要集中在热处理/氧化扩散、去胶、氧化扩散、去胶、PVD 和刻蚀和刻蚀等等 当前中国半导体设备产品主要集中在热处理/氧化扩散设备、去胶设备、PVD 和刻蚀设备，根据 Gartner，2021 年其国产化率分别为 13.6%/33.66%/2.8%/2.8%。而对于工艺相对复杂的道次所需的半导体设备（如光刻机、离子注入设备和过程控制设备），国产化率则仍处于低位，根据 Gartner，2021 年光刻机领域国产化率几乎为 0%，离子注入和过程控制设备自给率均不到 1%。随着半导体产能向大陆转移、制程和硅片尺寸升级、政策的大力支持，大陆半导体设备增长强劲。目前

86、国内 Stepper 光刻机基本可以满足当前量产封装需求，性价比高，客户需求响应度快；Mask Aligner 光刻机目前主要应用于小尺寸晶圆和低精度应用，4/6 英寸可以满足量产要求，但精度、稳定性需要继续提高。另外，8 英光刻寸设备国内自主研发不足，未来亟需填补国内市场空白。除此之外，国内干法去胶机、干法蚀刻机和薄膜沉积设备基本成熟，已经具备量产应用，而研磨设备国内目前尚处于起步阶段，未来有望实现国产替代。过程控制设备2021全球市场空间：89.30亿美元上海睿励(未上市)中科飞测（待上市）KLA AMAT Hitachi过程控制过程控制设备硅片表面清洗氧化涂光刻胶光刻显影蚀刻金属溅射化学

87、机械抛光原子层沉积气相沉积离子注入光刻胶去除硅抛光片/硅外延片/SOI晶片靶材CMP设备光刻胶光刻设备电子气体热处理/氧化扩散刻蚀设备显影设备去胶设备清洗设备CVD&PVD离子注入设备清洗设备2021全球市场空间：26.67亿美元盛美上海(688082 CH)北方华创(002371 CH)至纯科技(603690 CH)迪恩士东晶电子SEMESLam Research热处理/氧化扩散设备2021全球市场空间：18.95亿美元屹唐股份(待上市)北方华创(002371 CH)AMAT国际电气维易科涂光显影设备2021全球市场空间：36.72亿美元芯源微(688037 CH)TEL SEMS SCRE

88、ENCMP设备2021全球市场空间：27.83亿美元华海清科(688120 CH)烁科精微（未上市）EBARAAMATCVD2021年全球市场空间：134.9亿美元北方华创(002371 CH)拓荆科技(688072 CH)AMAT Lam Research TEL刻蚀设备2021全球市场空间：199.24亿美元屹唐股份(待上市)北方华创(002371 CH)中微公司(688012 CH)Lam Research TEL AMAT光刻设备2021全球市场空间：230.72亿美元上海微电子(未上市)ASML尼康佳能PVD2021年全球市场空间：36.1亿美元北方华创(002371 CH)AMAT

89、 Evatec Ulvac去胶设备2021全球市场空间：6.01亿美元屹唐股份(待上市)北方华创(002371 CH)比思科日立泛林泰仕爱发科离子注入设备2021全球市场空间：20.89亿美元万业企业(600641 CH)AMATSMITAxcelis 20 图表图表35：中国半导体设备自给率（中国半导体设备自给率（2021A）注：红色虚线表示中国设备公司份额 资料来源：Gartner、华泰研究 热处理热处理/氧化扩散设备：氧化扩散设备：主要被国外厂商占据，包括应用材料、东京电子、Kokusai（科意半导体），这几家企业在全球市场范围内占据主导地位，行业集中度很高。目前中国半导体热工艺处理设备

90、生产企业主要有北方华创和屹唐半导体，在中国市场占据一定份额。涂胶显影涂胶显影/去胶设备：去胶设备：目前国际上前道晶圆加工领域中涂胶显影设备主要被日本东京电子（TEL）所垄断。TEL 在中国大陆的涂胶显影设备市场中，处于绝对垄断地位。根据Gartner 数据，2021 年 TEL 的市占率达到 88%，国内厂商占比 2%。国内厂商芯源涂胶显影设备尚处于产业化初期，其前道 I-line 涂胶显影机已在长江存储上线进行工艺验证，可满足 0.18m 技术节点；前道 Barc 涂胶设备在已在上海华力测试应用，可满足 28nm 技术节点。屹唐半导体实现去胶设备国产化，根据 2021 年中国国际招标网数据统

91、计的去胶设备竞争格局，屹唐半导体公司占 81%。光刻机：光刻机：根据 Gartner 数据，目前全球光刻机市场为 ASML 垄断，2021 年市占率高达91%，在高端的 EUV 光刻机市占率达到 100%。在国产光刻机领域中，上海微电子产品主要采用 ArF、KrF 和 i-line 光源，目前只能达到 90nm 制程，且主要用于 IC 的后道封装和面板领域，公司披露在 2021 年 i 交付国产第一台 28nm 的 immersion 式光刻机。刻蚀设备：刻蚀设备：LamResearch，TEL，AMAT 三巨头主导市场，2021 年市占率分别为46.7%/26.6%/17.0%。国产镀膜沉积

92、/刻蚀设备领域的主要公司北方华创拥有较为丰富的设备产品线。另外，中微半导体已经成功生产出 5nm 的蚀刻机，并开始获得台积电及长江存储等公司的刻蚀设备订单。但国内仍缺乏需要精细加工的关键工艺，因此开发能够处理这些工艺的干式蚀刻技术和 ALD 设备就成为当务之急。外部合作仍然是技术强化的较好选择，如与日立高新或爱发科（ULVAC）合作。薄膜沉积设备：薄膜沉积设备：1）CVD：目前市场由美国厂商主导，沈阳拓荆 CVD 设备成功进入长江存储生产线。2）PVD：全球市场份额高度集中于 AMAT，根据 Gartner 数据，2021 年达到85%，国内北方华创在 PVD 领域实现了国产高端薄膜制备设备零

93、的突破，设备覆盖了 90-14nm 多个制程。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%过程控制CMP设备去胶设备光刻机离子注入刻蚀设备涂胶显影清洗设备PVDCVD热处理/氧化扩散AMAT 屹唐屹唐日立维易科AMAT Lam Research TEL ASM Kokusai 其他TEL SAMSAMAT UlvacKLASCREEN东京电子东京电子SAMS Lam ResearchLam Research TEL AMAT 其他AMAT SMIT 其他ASML 尼康 佳能屹唐日立比思科泛林泰仕其他EBARAAMAT 其他KLA AMAT 日立其他北方华创北方华创2.1%

94、2.1%北方华创北方华创0.2%0.2%拓荆科技拓荆科技0.0%0.0%北方华创北方华创2.8%2.8%盛美上海盛美上海2.3%2.3%至纯科技至纯科技0.0%0.0%芯源微芯源微2%2%中微半导体中微半导体1.9%1.9%北方华创北方华创0.9%0.9%万业企业万业企业0.9%0.9%北方华创北方华创1.66%1.66%中科飞测中科飞测0.61%0.61%华海清科华海清科4%4%上海微电子上海微电子0.0%0.0%屹唐屹唐 31%31%屹唐屹唐 11.5%11.5%全球半导体全球半导体设备市场竞争格局设备市场竞争格局中国厂商市占率中国厂商市占率 21 清洗设备：清洗设备：全球半导体清洗设备行

95、业的龙头企业主要是迪恩士(Dainippon Screen)、东京电子(TEL)、韩国 SEMES、泛林半导体等等。根据 Gartner 数据，2021 年迪恩士占据了全球半导体清洗设备 45.1%的市场份额。近年来盛美半导体、至纯、北方华创（Akrion）等国产设备公司不断在单片、槽式等清洗设备上有所突破，根据 2021 年中国半导体清洗设备招标采购份额来看，我国半导体清洗设备的国产化率已经超过了 20%，预计到 2030年有望翻倍。离子注入机：离子注入机：美国厂商 AMAT 与 Axcelis2021 市占率分别为 70%/19%，国产设备仍相对空缺。凯世通制造的 IC 离子注入机迎来商业

96、客户及多款设备订单的重大突破，电科装备的中束流离子注入机已经在 12 英寸和 8 英寸产线量产或 demo 验证超过数十台套，其工艺稳定性获得业内客户高度认可，其大束流离子注入机已实现多台销售，正在陆续进入客户端。CMP 设备：设备：全球 CMP 设备市场主要由 AMAT 和 EBARA 垄断，根据 Gartner 数据，AMAT 和 EBARA2021 市占率分别为 62%/28%。国内企业仅有华海清科和天隽机电，国产化率低。随着中美贸易摩擦反复，我们认为近年来中国半导体设备行业的格局及商业模式发生了明显变化，主要体现在长江存储、华虹、中芯国际等制造厂商开始加强对国产设备的支持力度，国产设备

97、厂商也有望通过加强与下游制造厂商合作加快在国内客户的验证进度和设备能力。投资亮点一：供应链安全催化产能区域化，本土晶圆厂扩产助力设备厂崛起投资亮点一：供应链安全催化产能区域化，本土晶圆厂扩产助力设备厂崛起 全球全球 2032 年全球半导体资本开支增速开始放缓。年全球半导体资本开支增速开始放缓。受到全球经济疲弱、通胀压力和需求下滑的影响，22 年全球晶圆厂扩产速度趋缓。台积电在高雄 7/28 纳米新厂以及目标提高特殊制程产能的南科 Fab 14 扩建 P8 厂的计划相对有所放缓，英特尔（Intel）也因美国芯片法案卡关宣布其俄亥俄州新厂动工时间将延后。受下行周期影响，Omidia 预测 2023

98、 年全球资本开支下滑 6.0%。供应链安全催化产能区域化，供应链安全催化产能区域化，23 年中国大型晶圆厂资本开支仍持续提升，利好上游本年中国大型晶圆厂资本开支仍持续提升，利好上游本土土设备厂商。设备厂商。近年来受到中美贸易摩擦影响，供应链安全问题日益凸显，中国系统厂商和本土设计厂纷纷转向本土代工厂，为其带来庞大市场需求。因此，不同于全球半导体资本开因此，不同于全球半导体资本开支放缓趋势，本土晶圆厂产能仍持续扩张，进而拉升对上游设备厂商的需求。支放缓趋势，本土晶圆厂产能仍持续扩张，进而拉升对上游设备厂商的需求。根据各公司公开披露数据，中芯国际、华虹宏力、华力微、长江存储和合肥长鑫五家中国龙头晶

99、圆/存储厂 2022 年资本开支有望从 2021 年 136 亿美元提升至 179 亿美元，同比增长 32%，较2021 年 1%的同比增速提升 31 个百分点。我们认为中国市场和全球有所不同，虽然中芯国际，华虹等会随着经济周期放慢资本开支步伐，但粤芯、积塔、中芯绍兴等新厂产能在未来几年会陆续释放，推动 2023 年中国大陆地区半导体设备资本开支增加 0.9%，看好国产化率提升推动下设备厂商业绩保持韧性。22 图表图表36：全球半导体行业资本开支及增速预测全球半导体行业资本开支及增速预测 图表图表37：中国大型晶圆厂资本开支预测中国大型晶圆厂资本开支预测 资料来源：Gartner，彭博资讯，华

100、泰研究 资料来源：Gartner，彭博资讯，华泰研究 2021 年，中国半年，中国半导体设备企业平均导体设备企业平均实现实现 59%收入增长，增速显著高于收入增长，增速显著高于 AMAT、ASML 等等全球主要设备企业中国区平均收入增速全球主要设备企业中国区平均收入增速 29%。从业绩侧角度，不同于海外半导体公司3Q21 以来营收增速的逐步下滑，本土半导体公司营收增速持续提升，未见放缓，3Q21/4Q21/1Q22 本土半导体设备公司营收增速分别达到 50%/56%/70%，预计 22 年随着本土晶圆厂扩产进程的持续推进，营收增速将持续提升。毛利率方面，19-22 年本土和海外半导体设备公司齐

101、升，本土半导体设备公司平均毛利率提升幅度超海外平均水平，1Q22 平均毛利率达到 44%，接近海外公司 48%的平均毛利率水平。受上海疫情以及下游消费需求疲软等影响，很多半导体公司 Q2 及 Q3 业绩面临一定的压力，但半导体设备板块业绩坚挺，一季度受到疫情影响延迟的订单可能会在二季度确认，全年业绩有望保持高于行业平均的增速。图表图表38：中国半导体设备及全球半导体设备收入走势分化中国半导体设备及全球半导体设备收入走势分化 图表图表39：中国半导体设备及全球半导体设备毛利率齐升中国半导体设备及全球半导体设备毛利率齐升 注：1Q21 大幅提升主因芯源微收入同比增速 1130%资料来源：Wind，

102、华泰研究 资料来源：Wind，华泰研究 投资亮点二：看好未来设备行业国产化率持续提升投资亮点二：看好未来设备行业国产化率持续提升 当前半导体设备国产化率较低，国产替代空间广阔。当前半导体设备国产化率较低，国产替代空间广阔。由于半导体设备行业本身的商业模式，行业龙头通常会拥有较强的规模效应及用户粘性，故设备各细分赛道市场集中度较高，且大多被国际龙头垄断。各领域国内公司市占率均较低，除整体市场规模低于 20 亿美元的去胶设备和氧化设备领域外，本土设备公司在各细分领域市占率之和均不及 5%，国产替代空间广阔。从技术角度看，当前国内各设备细分领域龙头公司工艺水平均已达到 28nm 及以上成熟制程技术要

103、求，与海外龙头公司技术差距逐步缩小，具备一定制程范围内国产替代的能力。-20%-10%0%10%20%30%40%020,00040,00060,00080,000100,000120,000140,000160,0002002020212022E2023E(百万美元)全球资本开支（百万美元）同比增速-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%160%02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,0002002020212022E2023E(百万美元)中国资本开支（百万美元）同比增速-50

104、%0%50%100%150%200%250%300%1Q192Q193Q194Q191Q202Q203Q204Q201Q212Q213Q214Q211Q22国内半导体公司季度营收平均增速海外半导体公司季度营收平均增速0%10%20%30%40%50%60%1Q192Q193Q194Q191Q202Q203Q204Q201Q212Q213Q214Q211Q22国内半导体公司季度营收平均增速海外半导体公司季度营收平均增速国内半导体公司季度平均毛利率海外半导体公司季度平均毛利率 23 我们认为在国产替代需求的推动下，中国半导体设备市场规模将持续增长。我们认为在国产替代需求的推动下，中国半导体设备市场

105、规模将持续增长。由于目前设备的低自给率，我们看好未来 10 年半导体设备国产化的投资机会。我们认为清洗设备、后道检测设备有望率先突破，晶圆加工核心设备技术难度高，但在国家大力支持与企业持续不断的研发投入下，具备研发实力的公司一旦突破核心技术，有望享受到巨大的市场红利。从客户国产替代的角度看，21 年长江存储前 20kwpm 招标各细分设备中，本土设备厂商表现亮眼，中微公司在刻蚀设备占比 14%，北方华创在 PVD 设备和热处理设备占比9%/31%，盛美在清洗设备占比 18%，拓荆在 CVD 设备占比 2%。图表图表40：2021 年长江存储对前年长江存储对前 20kwpm 招标各细分设备的进口

106、替代率招标各细分设备的进口替代率 资料来源：中微公司招股说明书，Lam Research，华泰研究 投资亮点三：本土设备厂产品品类持续扩张，平台化布局加码业绩增长投资亮点三：本土设备厂产品品类持续扩张，平台化布局加码业绩增长 近年来，本土设备厂商持续拓宽产品广度和挖掘产品深度，平台化布局有利于其后续规模近年来，本土设备厂商持续拓宽产品广度和挖掘产品深度，平台化布局有利于其后续规模的持续扩张。的持续扩张。芯片制造各阶段所需设备种类不同，具体涵盖清洗设备、氧化设备、光刻设备、涂光显影设备、刻蚀设备、去胶设备、离子注入设备、CMP 设备、过程控制设备等，中国设备厂商往往仅专注于其中 1-2 种设备。

107、我们认为，拓宽现有设备的覆盖工艺及道次我们认为，拓宽现有设备的覆盖工艺及道次将为公司营收增长提供更多可能性，有助于本土设备厂商规模的扩张。将为公司营收增长提供更多可能性，有助于本土设备厂商规模的扩张。这是因为每拓展一种新的半导体设备业务，厂商便能够参与该设备所在细分领域的竞争，理论可得的市场空间也将随之拓宽。此外，挖掘产品深度，在特定细分设备领域中持续推出性能更佳的新产品将有助于公司在该细分领域市占率的提升，也有利于公司整体营收规模的提升。我们看好未来中国半导体设备公司受益于平台化布局，业绩持续增长。我们看好未来中国半导体设备公司受益于平台化布局，业绩持续增长。2021 年北方华创、盛美上海、

108、屹唐半导体和芯源微均实现产品品类扩张，营收规模进一步提升，2021 年中国市场市占率分别达到 2.45%/0.78%/1.43%/0.41%。我们认为随着中国半导体设备公司平台化布局的持续推进，中国半导体设备业将继续增长，市场规模有望持续扩张。图表图表41：中国半导体设备厂商产能实现逐步突破中国半导体设备厂商产能实现逐步突破 设备设备/公司公司 北方华创北方华创 中微公司中微公司 盛美上海盛美上海 屹唐半导体屹唐半导体 上海微电子上海微电子 芯源微芯源微 万业企业万业企业 至纯科技至纯科技 华海清科华海清科 沈阳拓荆沈阳拓荆 上海睿励上海睿励 中科飞测中科飞测 光刻光刻 涂胶显影涂胶显影 热处

109、理热处理 刻蚀刻蚀 清洗清洗 去胶去胶 CMP CVD PVD 电镀电镀 离子注入离子注入 量测量测 2121 年中国市占率年中国市占率 2.45%1.57%0.78%1.43%N.A.0.41%0.06%0.80%0.41%0.38%N.A.0.18%2121 年全球市占率年全球市占率 0.71%0.45%0.23%0.41%N.A.0.12%0.02%0.23%0.12%0.11%N.A.0.05%注：黄色表示 21 年该细分领域有新产品推出，红色表示 21 年公司新切入该细分领域 资料来源：各公司官网及公告，华泰研究 Lam Research51%AMAT10%中微14%北方华创3%其他

110、22%AMAT33%Lam Research22%TEL26%沈阳拓荆2%其他17%AMAT69%Lam Research13%北方华创9%日立高科6%其他3%SCREEN29%盛美18%Lam Research19%TEL10%其他24%TEL44%北方华创31%AMAT16%屹唐半导体2%其他7%刻蚀刻蚀CVDPVD清洗清洗热处热处理理 24 产业链相关公司梳理产业链相关公司梳理 半导体制程设备半导体制程设备：屹唐、上海微、晶升、镭明激光、宏泰半导、悦芯、中安、国仪量子：屹唐、上海微、晶升、镭明激光、宏泰半导、悦芯、中安、国仪量子 屹唐半导体：半导体设备龙头，干法去胶及热处理设备全球领先屹

111、唐半导体：半导体设备龙头，干法去胶及热处理设备全球领先 北京屹唐半导体成立于 2015 年，主要从事集成电路制造过程中所需晶圆加工设备的研发、生产和销售，主要产品包括干法去胶设备、快速热处理设备、干法刻蚀设备在内的集成电路制造设备及配套工艺解决方案。公司干法去胶设备、快速热处理设备主要用于 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；干法刻蚀设备主要用于 65 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。其中，根据 Gartner 数据，2020

112、 年公司干法去胶设备、快速热处理设备的市场占有率分别位居全球第一、第二，干法刻蚀设备已应用在三星电子、长江存储等知名集成电路制造商生产线。公司拥有全球顶尖的客户资源，已全面覆盖全球前十大芯片制造商和国内行业领先芯片制造商，且公司与重要客户建立了长期合作关系，下游客户稳定性较高。图表图表42：屹唐半导体产品屹唐半导体产品 资料来源：屹唐半导体招股说明书，华泰研究 上海微电子：国产光刻机龙头，上海微电子：国产光刻机龙头，IC 前道光刻机领域有望缩小差距前道光刻机领域有望缩小差距 上海微电子成立于 2002 年，主要从事半导体装备、泛半导体装备以及高端智能装备的开发、设计、制造、销售，其中光刻设备是

113、公司的主营业务。公司在光刻设备领域拥有全国最先进的技术。公司光刻机应用领域覆盖 IC 产业链中晶圆制造、封装测试，以及平板显示、高亮度 LED 等领域。公司已突破 28nm 技术水平，未来有望缩小与国际顶尖水平的差距。公司 500 系列封装光刻机国内领先，关键指标达到或接近国际先进水平。公司封装光刻机已实现批量供货，公司已成为长电科技、日月光半导体、通富微电等封测龙头企业的重要供应商，并出口海外市场。25 图表图表43：上海微电子上海微电子 IC 领域产品领域产品 资料来源：上海微电子官网，华泰研究 晶升装备：国内半导体级晶体生长设备领先者，实现晶升装备：国内半导体级晶体生长设备领先者，实现

114、12 英寸单晶硅炉国产化英寸单晶硅炉国产化 南京晶升装备成立于 2012 年，主要从事晶体生长设备的研发、生产和销售，向客户提供半导体级单晶硅炉、碳化硅单晶炉和蓝宝石单晶炉等定制化的晶体生长设备。公司设备控制设计和长晶工艺技术国内领先，推出自研 12 英寸半导体级单晶硅炉并实现量产。2018 年，沪硅产业子公司上海新昇率先实现了 300mm（12 英寸）半导体硅片规模化生产及国产化，公司向其提供的 12 英寸半导体级单晶硅炉获得验收通过，同步实现了 12 英寸半导体级单晶硅炉的国产化。公司顺应以碳化硅为代表的第三代半导体材料兴起趋势，成功开发碳化硅单晶炉产品，并于 2019 年实现量产销售。公

115、司已在晶体生长设备领域形成丰富产品序列，陆续开拓了上海新昇、金瑞泓、神工股份、三安光电、东尼电子、合晶科技等客户，取得良好市场口碑，确立了公司在半导体级晶体生长设备领域的市场地位。图表图表44：晶升装备产品晶升装备产品 资料来源：晶升装备招股说明书，华泰研究 镭明激光：激光应用方案解决者，积极布局半导体激光切割赛道镭明激光：激光应用方案解决者，积极布局半导体激光切割赛道 苏州镭明激光成立于 2012 年，致力研发、生产和销售各类工业应用超精密激光设备，主要应用于半导体晶圆制造、封装测试以及消费电子等相关加工领域。公司注重人才培养，打造了一支包括机械、电气、软件、光学、控制与工艺等领域的优良技术

116、队伍，建有千级和万级超净实验室 500 多平方，十万级生产车间 1500 平方，持续开展技术创新。通过自研激光切割技术，公司生产的激光晶圆开槽设备广泛应用于 28nm 制程以下 12 寸晶圆的表面开槽工艺，另一款激光晶圆隐切设备广泛应用于 MEMS 传感器芯片、存储芯片等高端芯片制造领域。公司把握行业前沿需求，研发激光解键合机、激光钻孔等设备，积极布局高端先进封装测试领域。26 图表图表45：镭明激光镭明激光产品产品 资料来源：镭明激光官网，华泰研究 宏泰半导体：半导体测试设备供应商宏泰半导体：半导体测试设备供应商，对标国际主流，对标国际主流 SoC 测试技术测试技术 南京宏泰半导体前身成立于

117、 2007 年，主要从事半导体测试设备的研制与销售，并提供完整测试解决方案，通过旗下三大品牌覆盖半导体行业集成电路测试系统、分立器件测试系统与转塔式测试分选系统三大品类。其中 IC 测试系统中的 MS8000 直接对标国际主流SoC 测试设备，采用 Tester On Board、多核测试处理器及多时钟域的设计架构以及新一代更高速的 ATE 数据总线，拥有 384 Site 的并行测试能力；分立器件测试系统中在研XI1500 测试设备，是目前国内仅有的能够在 1500V 以上可实现高速测试的分立器件测试设备，同时该平台的测试电压可扩展到 3000V6000V；电流可扩展到 200A600A，同

118、时具备可扩展动态参数 AC 模块的能力。公司业务覆盖全国，走向海外，目前已在上海、深圳、东京等设有子公司：在台湾、东南亚设有办事处或代理商，与近百家封测厂商、测试代工厂、IC 设计公司、研究所等建立了业务关系。图表图表46：宏泰半导体宏泰半导体集成电路测试产品集成电路测试产品 资料来源：宏泰半导体官网，华泰研究 全自动激光开槽/全切设备应用范围：Lowk圆晶，GaN圆晶，非Lowk圆晶全自动硅晶圆隐形切割设备应用范围：MEMS，RFID，Image sensor等全自动激光解键合设备应用范围：Lowk圆晶，GaN圆晶，非Lowk圆晶 27 悦芯科技：国内中高端悦芯科技：国内中高端 IC 测试方

119、案提供者，打破高端市场日美垄断格局测试方案提供者，打破高端市场日美垄断格局 悦芯科技成立于 2017 年，主要从事大规模集成电路自动化生产测试设备（ATE）的研发、生产和销售，客户包含集成电路晶圆制造厂、独立测试厂、封装测试厂、芯片设计公司及科研院所等企事业单位。公司深耕中国，面向全球，在中国合肥、西安、韩国水原等地设有研发部门，与国内院校设立产学研合作基地。公司研发技术人员占总员工近 60%，累计申报的知识产权数量 100 余项，成功推出具备完全自主知识产权的系列测试设备。2017年，公司开发的高端 SoC 测试设备 T800 系列填补了中国国产高端 SoC 测试设备的空白，性能指标接近国际

120、主流高端测试仪表板卡技术水平；2019 年，公司自主研发的 Memory测试设备 TM8000 系列的性能指标实现对标国际领先同类设备供应商。未来，公司计划投入下一代 ATE 系统构架研究和设备专用 ASIC 芯片设计，逐步实现 ATE 测试系统创新研发能力并达到核心零部件的自主可控。产品规划方面进一步拓展测试设备型号，覆盖IGBT、CIS、RF 等细分市场领域。图表图表47：悦芯悦芯科技科技产品产品 资料来源：悦芯科技官网，华泰研究 中安半导体：半导体检测设备研发商，资深初创团队引领技术突破中安半导体：半导体检测设备研发商，资深初创团队引领技术突破 南京中安半导体成立于 2020 年，主要从

121、事半导体生产线精密检测设备的研发和生产。公司创始团队系美国硅谷顶尖半导体公司资深技术总监和开发半导体生产检测设备经验丰富的工程师团队，平均拥有 15 年的先进半导体设备研发经验，目前已研发了 200mm 和300mm 晶圆平整度翘曲度测量设备。2022 年，公司完成 2 亿元 A 轮融资，由中芯聚源、元禾璞华领投，江北科投、红杉资本以及老股东华登国际、金茂资本参与跟投，主要用于开发 200mm 和 300mm 半导体硅片平整度和三维形貌检测设备，未来将通过开发拥有独立知识产权和中国专利的硅片平整度及形状测量设备。国仪量子：专业科学仪器生产商，量子技术助力精密测量国仪量子：专业科学仪器生产商，量

122、子技术助力精密测量 国仪量子成立于 2016 年，致力以量子精密测量和量子计算为核心技术，打造先进仪器产业集群，为全球范围内企业、政府、研究机构提供以增强型量子传感器为代表的核心关键器件、用于分析测试的科学仪器装备、赋能行业应用的核心技术解决方案等产品和服务。2018 年，公司推出第一款产品电子顺磁共振波谱仪 EPR100，并于 2020 年推出 EPR200-Plus、EPR200M、EPR-W900 等多款电子顺磁共振波谱仪，形成全面的 X 波段产品系列，进一步突破 W 波段高端波谱仪。基于全球领先的 NV 色心量子自旋调控技术，公司推出“人无我有”的量子钻石单自旋谱仪、量子钻石原子力显微

123、镜、金刚石量子计算教学机，均在知名高校和科研单位实现交付。2022 年，公司将推出第一台商用离子阱量子计算机，向该领域科研工作者提供稳定可靠的低成本解决方案。28 图表图表48：国仪量子比表面及孔径分析仪国仪量子比表面及孔径分析仪产品产品 资料来源：国仪量子官网，华泰研究 零部件厂商零部件厂商：富创精密、先锋半导体：富创精密、先锋半导体 富创精密：国内半导体设备精密零部件的领军企业，富创精密：国内半导体设备精密零部件的领军企业，提供一站式解决方案提供一站式解决方案 沈阳富创精密设备成立于 2008 年，主要从事半导体设备精密零部件制造，产品应用的半导体设备覆盖集成电路制造中刻蚀、薄膜沉积、光刻

124、及涂胶显影、化学机械抛光、离子注入等核心环节，部分产品已应用于制造先进 7 纳米制程的前道设备中。公司已形成了达到全球半导体设备龙头企业标准的一站式制造工艺和产能，在精密机械制造、表面处理特种工艺、焊接等领域拥有大量特种工艺，有利于客户降低供应链成本、提升采购效率。公司已进入的客户供应链体系既包括国际知名半导体设备企业，如东京电子、HITACHI High-Tech 和 ASMI 等，也包括国内主流半导体设备企业，包括北方华创、屹唐股份、中微公司、芯源微等，公司通过与知名客户的合作及时掌握行业发展趋势，提升公司技术水平和知名度。图表图表49：富创精密部分产品应用示例富创精密部分产品应用示例 资

125、料来源：富创精密招股说明书，华泰研究 29 先锋半导体：中国半导体设备精密零部件供应商，实现蚀刻机核心部件国产化先锋半导体：中国半导体设备精密零部件供应商，实现蚀刻机核心部件国产化 靖江先锋半导体成立于 2008 年，主要从事精密金属零部件生产制造、以数控加工中心为主体的精密加工和针对铝、不锈钢等金属材料表处理，为国内外半导体设备厂商提供金属零部件。公司专注技术，在刻蚀机、机器人、加热器、等离子体、阳极氧化、半导体、新型结构等领域已公开专利申请 97 件，其中非外观专利占比超过 85%。公司产品质量优异，已实现规模出货，主要客户包括北方华创、中微半导体、中科院微电子研究所、中芯国际、台积电、t

126、echonline、SCREEN、GENIC 等国内外优质公司。其中，公司喷淋盘产品将用于中微半导体公司生产的 5nm 刻蚀机，并应用于台积电全球首条 5nm 制程生产线，助力蚀刻机核心部件国产化。图表图表50：先锋半导体不锈钢先锋半导体不锈钢/铝制加热器产品铝制加热器产品 资料来源：先锋半导体官网，华泰研究 30 大算力芯片大算力芯片：信创信创/数据中心数据中心/汽车汽车/安防场景落地安防场景落地 大算力芯片是什么？大算力芯片是什么？全球计算芯片：通用全球计算芯片：通用+专用双驱动，摩尔定律失效下异构计算成为趋势专用双驱动，摩尔定律失效下异构计算成为趋势 计算芯片可大致分为通用芯片、专用芯片

127、和可编程逻辑门阵列。其中，通用芯片（CPU/GPU 等）在计算芯片市场占据主流。根据 IC Insights 数据，2021 年全球 MPU 市场规模达到 1030 亿美元，预计 2025 年市场规模将达到 1278 亿美元，2021-2025 CAGR为 5.5%。在通用芯片中，CPU 作为计算机系统运算和控制的核心，主要用在 PC、服务器等领域，2020 年全球市场规模达到 512 亿美元。而 GPU 优秀的并行处理能力能帮助CPU 分担图像处理等复杂计算任务，2020 年全球市场规模为 365 亿美元，市场上主要玩家包括英伟达和 AMD。专用芯片主要包括 DSP 和 ASIC，主要针对云

128、端、智能汽车等特定场景的加速计算需求，国内寒武纪、平头哥均采用 ASIC 路线。目前 ASIC 在 2021 年的全球市场规模达到 199 亿美元。图表图表51：计算芯片的分类计算芯片的分类（2021 年）年）资料来源：IC Insight，technavio，Research and Markets，Statista，华泰研究 计算芯片计算芯片行业壁垒体现在芯片设计、芯片制造以及生态构建三大方面，全球竞争格局高度行业壁垒体现在芯片设计、芯片制造以及生态构建三大方面，全球竞争格局高度集中集中。我们认为以 Intel、高通、NVIDIA、联发科及 AMD 为代表主要厂商取得成功的关键要素在于：1

129、）重视研发创新，形成密集研发投入与高利润率相互支撑的正向循环；2）拥有先进制造工艺配套支持，不断推进产品性能升级；3）构建完善软硬件生态，培育用户黏性。计算芯片行业技术变革步伐迅速，龙头厂商先发优势显著，呈现强者恒强特征。1Q22 英特尔、AMD 分别占据全球 PC CPU 市场 65.7/34.1%份额；而英伟达在独立 GPU领域占据全球 78%份额。数据中心、智能汽车快速发展，英伟达市值数据中心、智能汽车快速发展，英伟达市值 12 年翻年翻 39 倍。倍。过去十年，英伟达、AMD、英特尔三大科技巨头凭借各自在电脑、手机、AI 云计算的优势实现了市值飞跃，2022 年 7月 26 日的市值较

130、 2010 年分别同比+3928/+2023/+38%至 4133/1381/1593 亿美元，三家公司合计市值接超 8000 亿美元。其中，英伟达凭借在游戏显卡、数据中心加速卡、智能汽车等新应用领域的领先优势，当前市值达到 2010 年的 39 倍，已超越英特尔、AMD 的市值水平。计算芯片计算芯片Computing chips(US$178bn)通用计算芯片通用计算芯片GPP(US$148bn)微处理器微处理器MPU(US$103bn)专用计算芯片专用计算芯片ASSP(US$23bn)微控制器微控制器MCU(US$20bn)数字信号处理器数字信号处理器DSP(US$3bn)专用集成电路专用

131、集成电路ASIC(US20bn)片上系统片上系统SoC(US$25bn)可编程逻辑门阵列可编程逻辑门阵列FPGA(US$7bn)硬件功能不可改变硬件功能不可改变硬件功能可改变硬件功能可改变多芯片集成：多芯片集成：CPU+RAM/ROM应用：小型的嵌入式设备，如家电应用：小型的嵌入式设备，如家电多芯片集成：多芯片集成：CPU+RAM/ROM+DSP+GPU等等应用：功能复杂的嵌入式电子设备，如智能手机、应用：功能复杂的嵌入式电子设备，如智能手机、平板、机顶盒或其他智能家居产品平板、机顶盒或其他智能家居产品单芯片：单芯片：CPU/GPU应用：台式机、笔记本、服务器等应用：台式机、笔记本、服务器等计

132、算能力相对较强的终端计算能力相对较强的终端单芯片：单芯片：DSP应用：功能单一的处理数字信号场应用：功能单一的处理数字信号场景景单芯片：单芯片：ASIC应用：功能单一的计算应用，如比应用：功能单一的计算应用，如比特币矿机特币矿机单芯片：单芯片：FPGA应用：早期专用芯片开发场景应用：早期专用芯片开发场景 31 图表图表52：海外大算力芯片企业市值情况海外大算力芯片企业市值情况 资料来源：Wind，华泰研究 中国计算芯片中国计算芯片：技术加速追赶，国产：技术加速追赶，国产替代空间替代空间广阔广阔 近年来，国产计算芯片在技术方面得到长足发展，但产业化速度出现分化，主要由于面向近年来，国产计算芯片在

133、技术方面得到长足发展，但产业化速度出现分化，主要由于面向的下游应用有所不同。目前，我们观察到的下游应用有所不同。目前，我们观察到面向面向信创、数据中心、安防以及智能汽车领域信创、数据中心、安防以及智能汽车领域的的国产国产计算芯片发展较快：计算芯片发展较快：1）信创市场：信创市场具有明确的国产化要求及具体的执行时间表，信创 PC 及服务器 CPU/GPU 国产化趋势明确；2）数据中心：依托互联网云计算企业投资加码，AI 加速芯片行业快速发展；3）智能汽车：自动驾驶和智能座舱对芯片算力需求不断提升，国产智能汽车具备供应链安全备份以及降本需求；4）安防：国内安防龙头在全球出货量占比较高，受清单限制国

134、产化需求迫切，海思缺位下大批国产芯片厂商切入。图表图表53：行业国产化率及主要厂商情况行业国产化率及主要厂商情况 资料来源：公司官网，华泰研究 0200,000400,000600,000800,0001,000,0001,200,0002000-01-042001-01-042002-01-042003-01-042004-01-042005-01-042006-01-042007-01-042008-01-042009-01-042010-01-042011-01-042012-01-042013-01-042014-01-042015-01-042016-01-042017-01-042

135、018-01-042019-01-042020-01-042021-01-042022-01-04PCAI？+38%+2023%+3928%信创信创安防安防数据中心数据中心CPUGPU智能汽车智能汽车CPUGPUASICASICFPGAASICSoC国产化率国产化率主要厂商主要厂商FPGA国产驱动因素国产驱动因素国产化率政策驱动下PC及服务器CPU/GPU进口替代加速依托互联网云计算企业投资建设加码，AI加速芯片快速发展国内安防龙头在全球出货量占比较高，受清单限制国产化需求迫切，海思缺位下大批国产芯片厂商切入自动驾驶和智能座舱对芯片算力需求不断提升，国产智能汽车具备供应链安全备份以及降本需求

136、32 国产大算力芯片的机会在哪里？国产大算力芯片的机会在哪里？信创：政策驱动信创：政策驱动 PC 及服务器及服务器 CPU/GPU 进口替代进口替代加速加速 短期来看短期来看信创信创政策刚性要求政策刚性要求，推动推动 CPU 等关键等关键基础基础零部件国产替代零部件国产替代。我国信创产业发展核心在于通过行业应用拉动构建完整国产化信息技术软硬件底层架构体系和全周期生态体系，计划从早期的政策驱动发展逐步走向市场驱动发展。行业布局来看，我国信创产业呈现“2+8+N”发展态势。其中，党、政部门布局最早，2019 年工信部要求全国党政行业从底层服务器到中间件、操作系统、数据库、终端等进行 全面国产替换，

137、目标 2020 年、2021 年分别实现 30%和 50%的国产替代，并在 2022 年实现全面国产替代。行业信创中，金融行业推进最快，2020 年至 2021 年金融信创试点完成两期，试点机构已扩容至 198 家，电信、交通、电力等行业紧随其后。而汽车、物流等 N 个行业预计将在 2023 年开始发力。图表图表54：“2+8+N”信创发展过程”信创发展过程 资料来源：工信部，华泰研究 1）CPU：国产：国产 CPU 产业产业初具规模，走出三条国产化路线初具规模，走出三条国产化路线 国产国产 CPU 沿三条路线走向进口替代，自主化程度存在差异沿三条路线走向进口替代，自主化程度存在差异。“十五”

138、期间，泰山计划、863 计划等催生了我国一批 CPU 厂商，经历 20 年发展，现已形成以龙芯、飞腾、申威等为代表的具备竞争力的国产 CPU 力量。根据内核指令集路线，国产主流 CPU 厂商可分为三类：1）“指令集授权+自研”路线，代表厂商为龙芯和申威，分别基于 LoongArch 指令集和 SW_64 指令集，均为全新自研架构。2）“指令集授权”路线，代表厂商为海思和飞腾，两者已获得 ARM V8 架构指令集永久授权，拥有较高自主发展权。3）“IP 内核授权”路线，代表厂商为获得 X86 内核层级授权的兆芯和海光，其自主可控程度最低，但生态更完善。33 图表图表55：国产国产 CPU 厂商三

139、大技术路线厂商三大技术路线 资料来源：各公司官网，华泰研究 国内国内 CPU 厂商厂商发展路径各有差异，厂商在自主可控和产业化速度两方面进行取舍发展路径各有差异，厂商在自主可控和产业化速度两方面进行取舍。目前，国产 CPU 主要厂商为龙芯、申威、海思、兆芯、飞腾以及海光。在服务器领域，海思、飞腾及海光性能上表现突出，所采用的 ARM、X86 架构拥有较为完善的生态体系，受到市场认可。其中，华为海思具备较大技术领先优势，鲲鹏 920 产品性能上可媲美 Intel 至强系列 CPU（Xeon 8180、Xeon E5-2630 V3），但目前受清单限制影响。在桌面领域，龙芯与飞腾产品拥有更大市场份

140、额。龙芯由于使用自主架构，应用生态相较匮乏，但产品性价比更高且性能基本符合桌面端要求，因此同样具备较高竞争力。飞腾利用 ARM 生态产品性能和研发速度表现优异，申威 CPU 产品专用性较高，主要用于超算领域，性能上全球领先。图表图表56：国产主要国产主要 CPU 公司公司 公司公司 架构架构 主要股东主要股东 目标市场目标市场 最新最新 CPU 产品产品 优势与机会优势与机会 挑战挑战 龙芯中科 MIPS；自主架构 中科院计算所 桌面、服务器 龙芯 3A5000（LoongArch 指令集，4 核 64位，12nm 工艺，与 2017 年Intel 推出 i7-7700k 性能相当）全自主可控

141、 MIPS 架构停止更新 申威 Alpha；自主架构 捷世智通科技 超算 申威 1621（SW_64 指令集；16 核 64 位；2.0GHz；28nm）超算 500 强 应用范围有限 海思 ARM 架构 华为 服务器 鲲鹏 920-7260（ARM 指令集；64 核 64 位；2.6GHz；7nm）鲲鹏+华为服务器+华为服务云 美国实体清单影响生产 ARM 生态有待完善 飞腾 ARM 架构 中国电子 服务器、桌面 D2000（ARM 指令集；8 核 64 位；2.3-2.6GHz;14nm）飞腾+麒麟 OS+中国长城 ARM 生态有待完善 兆芯 X86 上海市国资委 桌面 开胜 KH-U68

142、80（X86 指令集；8 核 64 位；3.0GHz；16nm）现有生态完善 VIA 架构陈旧 海光信息 X86 中科院计算所 服务器 海光 7185（X86 指令集；32 核 64 位；2.0GHz，14nm）海光+曙光 AMD 不提供新架构授权 资料来源：各公司官网，华泰研究 34 2）GPU：国产国产 GPU 奋起直追，图像奋起直追，图像/计算花开两朵计算花开两朵 国产国产 GPU 厂商沿图像厂商沿图像/计算两条路径切入，计算两条路径切入，人才、资本共同驱动产品落地。人才、资本共同驱动产品落地。按照功能，GPU 可分为图像处理 GPU 和通用 GPU（GPGPU）。图像处理 GPU 侧重

143、图形图像的渲染，GPGPU 则侧重处理以人工智能训练、推理为代表的通用计算任务，前者的软硬件开发复杂程度高于 GPGPU。我国 GPU 初创公司创始团队多拥有英伟达、AMD 等国际大厂工作背景，结合自身优势及阶段性定位分别从不同路线切入。当前，国产 GPU 厂商在性能和生态建设上较国际厂商仍存在较大差距，但在人才和资本的双重驱动下，国产 GPU 产品落地明显加快。2022 年 5 月成立仅 1 年的摩尔线程发布首款全功能国产智能显卡“MTT S60”；2022 年 5 月景嘉微宣布 JM9 系列第二款 GPU 已经完成流片、封装阶段工作，性能有望媲美 GTX 1080。图表图表57：国产国产

144、GPU 厂商两大产品路径厂商两大产品路径 资料来源：各公司官网，华泰研究 国内国内 GPU 厂商产品尽管与国外厂商仍存在差距，但差距在不断缩小。厂商产品尽管与国外厂商仍存在差距，但差距在不断缩小。以国内 GPU 厂商景嘉微为例，公司 2014 年发布的 JM5400 技术 指标相当于 ATI 于 2003 年 3 月发布的 M96 芯片，与国外相当技术水平的产品发布时间相差近 11 年；2018 年发布的 JM7200 与2012 年 NVIDIA 发布的 GT640 接近，发布时间相差约 6 年；2021 年发布的 JM9 系列在部分性能上逼近 NVIDIA2016 年发布的 GTX1080

145、，如核心频率、外存容量、工艺制程等，但考虑到 JM9 系列 32 位单精度浮点性能仅为 1.5TFlops，远低于 GTX1080 的 8.8TFlops，但接近 GTX960 的 2.3TFlops，因此我们估计 JM9 系列 NVIDIA 的代际差距在 5-6 年之间。随着在国产替代过程中的技术迭代和人才的流入，我们认为国内 GPU 芯片与海外厂商的差距将不断缩小。35 数据中心：依托互联网云数据中心：依托互联网云计算企业投资建设加码，计算企业投资建设加码，AI 加速芯片异军兴起加速芯片异军兴起 AI 加速芯片为加速芯片为国内国内初创企业提供更快初创企业提供更快切入切入服务器计算芯片市场服

146、务器计算芯片市场机会。机会。GPU、FPGA 及ASIC 为数据中心主要 AI 加速芯片，其中 GPU 凭借强大并行计算能力、高通用性以及成熟生态体系占据主要市场份额，国内天数智芯、登临科技等厂商均通过 GPU 产品进入服务器计算芯片领域。相对而言，ASIC 芯片内部结构较为简单，通用性要求较低，为我国初创企业进入服务器计算芯片市场提供了更低门槛的路径。具体来看，华夏芯等厂商选择FPGA 路线切入，由于 FPGA 产品兼顾灵活性与效率，其 CPU+FPGA 结构在应用和算法变化较多场景优势明显；而寒武纪、燧原科技、平头哥等初创公司则选择 ASIC 技术路线，ASIC 类芯片专用性强，在特定场景

147、中其针对部分算法的加速效果要显著优于 GPU，且能效比更高，其份额有望伴随生态环境进一步完善实现较大提升。图表图表58：国产主要国产主要 AI 加速芯片厂商加速芯片厂商 公司公司 创立时间创立时间 创始人创始人 团队背景团队背景 代表产品代表产品 类型类型 应用场景应用场景 华为海思 2004 年-华为子公司 Ascend 310/910 ASIC 云边端全栈 平头哥 2018 年-阿里子公司 含光 800 NPU ASIC 云端推理 寒武纪 2016 年 陈天石、陈云霁 中科院 思元 290/270/370 ASIC 云端训练和推理 燧原科技 2018 年 赵立东、张亚林 AMD 云燧 T2

148、0/i20 ASIC 云端训练和推理 墨芯 2018 年 王维、严恩勖等 Intel、Google、SK Hynix ANTOUM AI 芯片 ASIC 互联网、智慧城市等 鲲云科技 2016 年 陆永青 CAISA 芯片 ASIC 数据中心、边缘端推断 昆仑芯 2011 年 欧阳剑 前百度智能芯片及架构部 昆仑芯 1 代/2 代 ASIC 云数据中心、智慧城市等 华夏芯 2014 年 李科奕-可编程 AI 加速卡 FPGA 数据中心、网络安全 天数智芯 2015 年 李云鹏 AMD 7nm GPGPU GPGPU AI 训练、超级计算等 登临科技 2017 年 李建文 图芯 Goldwass

149、er GPU 云端推理、互联网、安防 壁仞科技 2019 年 张文 商汤科技、AMD-GPU 云端通用智能计算 沐曦集成电路 2020 年 陈维良-GPU 数据中心、AI 资料来源：公司官网，华泰研究 国产云端推理芯片国产云端推理芯片具备具备进口替代进口替代能力能力，训练，训练端端仍仍有差距有差距。按照功能不同，云端 GPU 及 AI加速芯片划分为训练芯片和推理芯片。训练芯片需通过海量数据训练出复杂的神经网络模型，使其适应特定的功能，对性能和精度有较高的要求，并需具备一定的通用性。近年来，国内厂商训练芯片产品硬件性能不断取得突破，但与市场主流英伟达 A100 产品仍存在一定差距。以云邃 T10

150、 产品为例，其 32 位单精度浮点性能达 20 TFLOPS，略高于 A100 的19.5 TFLOPS，且在功耗上更具优势，但内存宽带不足 A100 的 1/3，在应对机器学习和深度学习的带宽需求上仍有差距。而推理芯片在性能和精度要求上相对较低，寒武纪、海思以及燧原等国内厂商产品已具备与市场主流的 Tesla T4 正面竞争能力。以寒武纪思元370 为例，其 INT8 运算性能达到 256 TOPS，高于 T4 的 130TOPS，且能效比和性价比均更优，已具备替代 T4 能力。图表图表59：主要云端训练芯片对比主要云端训练芯片对比 处理器名称处理器名称 NVIDIA A100 第八代第八代

151、 GPU NVIDIA V100 第六代第六代 GPU Google TPU 3.0 Habana（Intel）Gaudi 平头哥平头哥 含光含光 800 燧原燧原 云邃云邃 T10 百度百度 昆仑昆仑 818-300 华为海思华为海思 昇腾昇腾 910 逻辑核心数 6912（CUDA cores）5120（CUDA cores）多核 多核 多核 32 个 SIP 多核 弹性多核 训练计算性能 19.5 TFLOPS（FP32）15.7 TFLOPS（FP32）420 TFLOPS（FP32）60 TFLOPS（FP32）78563 帧/秒（Resnet50 v1）20 TFLOPS（FP32

152、）260 TOPS 320 TFLOPS（FP16）内存大小 40GB 32GB 128GB 32GB NA 16GB NA NA 内存带宽 1555GB/S 900GB/S NA 1TB/S NA 512GB/S 512GB/S NA 功耗 400W 300W 200W 140W 157W 225W 100+W 310W 能效比 0.05 TFLOPS/W 0.05 TFLOPS/W 2.1 TFLOPS/W 0.42TFLOPS/W 500 帧/秒/瓦（Resnet50 v1）0.09 TFLOPS/W 2.6 TOPS/W 1.03 TFLOPS/W（FP16）工艺节点 7nm 12nm

153、 NA 16nm 12nm 12nm 14nm 7nm 资料来源：各公司官网，华泰研究 36 图表图表60：主要云端推理芯片对比主要云端推理芯片对比 处理器名称处理器名称 NVIDIA Tesla T4 Google TPU 3.0 Habana Goya Groq 寒武纪寒武纪 思元思元 370 训练计算性能（TFLOPS）8.1（FP32）支持训练 支持 FP32 250（FP16）支持训练 推断计算性能（TOPS）130 INT8 支持推断 支持 INT8 1 PetaOp/s INT8 256 INT8 功耗 70W 200W 100W NA 75W 带宽 320 GB/S NA NA

154、 80TB/S NA 推断能效比 1.86 TOP/W NA 1TOPS/W NA 3.41 TOPS/W 工艺节点 12nm NA 16nm 14nm 7nm 资料来源：各公司官网，华泰研究 安防安防：安防龙头供应受限：安防龙头供应受限+海思海思缺位缺位为为 AI 芯片初创企业提芯片初创企业提供发展机会供发展机会 国产安防芯片企业崛起，前端基本实现国产替代国产安防芯片企业崛起，前端基本实现国产替代 安防行业前端芯片产品基本实现国产替代，后端产品海外厂商主导。安防行业前端芯片产品基本实现国产替代，后端产品海外厂商主导。视频监控系统可以分为模拟监控系统、网络监控系统。模拟监控系统前端的 ISP

155、芯片主要负责对原始图像信号进行降噪及曝光调整，国产化率较高，以富瀚微为国内龙头；网络监控系统前端芯片为IPC SoC，在中低端领域国产全面替代，中高端产品瑞芯微、联咏、国科微可以提供丰富的国产化方案。目前后端 DVR/NVR SoC 国产替代空间较大，前期华为海思占据较高份额，海思供应受限后，国内厂商陆续推出替代方案，如星宸科技、眸芯、瑞芯微等。图表图表61：智能安防摄像头中智能安防摄像头中 AI 芯片的应用芯片的应用 模拟监控系统模拟监控系统 网络监控系统网络监控系统 智能化升级智能化升级 前端前端 后端后端 前端前端 后端后端 前端前端 后端后端 芯片 ISP DVR SoC IPC So

156、C NVR SoC ISP SoC+AI-IP/独立 AI 芯片 GPU/ASIC 智能服务器 主要功能 图像信号处理。对原始图像信号进行降噪、曝光调整，决定最终成像质量 将模拟音频信号数字化，编码压缩 与 存 储（A/D芯片和视频编解码芯片）集成 CPU、ISP、高压缩比视频编解码 模 块、网 络 接口、加密模块、内存子系统等 接受摄像机的 IP 码进行编码、存储，适用于环境复杂和分散的大型监控系统 在现有 IPC 上集成算法实现识别任务，SoC 中集成协处理器或增加独立 AI 芯片进行结构化分析或运行 DL 算法提升检出率 将智能推理功能集成在边缘的服务器级产品中，实现更大规模的人工智能应

157、用，如：GPU 服 务 器 或 最 新ASIC 服务器方案 厂商 富瀚微、NextChip 海 思、TI、STM、星宸科技 海思、安霸、TI、北京君正、富瀚微、国科微 海思、TI、Marvell、星宸科技 摄像机 结构化分析摄像机 智能网络摄像机 深度学习摄像机 资料来源：头豹研究院，甲子光年，华泰研究 海思供应受限，国产安防海思供应受限，国产安防 SoC 厂商积极把握窗口期实现份额提升厂商积极把握窗口期实现份额提升 华为海思原为安防 IPC SoC 的行业龙头，根据富瀚微公告数据，2019 年海思 IPC 芯片行业市场占比 60%以上。后由于美国制裁，华为海思该业务逐渐收缩，根据集微咨询数据

158、，2020 年海思市场份额占比仅为 30%。海思出货量的骤减为本土芯片供应商提供机遇。其中星宸科技获得了大华股份等设备商的支持；富瀚微则切入高端数字芯片领域，推出了8858 等一系列针对摄像机的高端 AI SoC 芯片。北京君正主打中低端市场，推出针对摄像机的 T 系列 AI SoC 芯片，2021 年还推出了针对 NVR 的 A 系列产品，实现了前后端的完整布局。国外厂商安霸推出了 CV5/CV52 系列第一代 5 纳米芯片，并布局 CV28S22MEX和 CV28S26MEX 两款 10nm 低功耗芯片，主攻高端市场，产品性能优于国内厂商。综上，行业中低端产品国产化程度较高，高端产品有待国

159、内公司未来进一步发力。37 图表图表62：2019 年中国年中国 IPC SoC 芯片竞争格局芯片竞争格局 图表图表63：2020 年年 IPC SoC 竞争格局竞争格局 资料来源：IDC，华泰研究 资料来源：富瀚微，华泰研究 图表图表64：IPC 芯片对比芯片对比 芯片厂商 芯片名称 类型 制程（nm）功耗（W）处理速度（TOPS）价格 上市时间 应用领域 海思 Hi3559AV100 ASIC/SoC 12 5 4 高端 2017.01 端侧 IPC 相机、端侧人脸识别设备，边缘侧 NVR Hi3519AV100 12 2.5 2 中端 2018.06 端侧 IPC 相机、端侧 人 脸 识

160、 别 设 备（门禁、考勤、支付终端等）Hi3516DV300 28 1.5 1 中低端 2018.08 Hi3516AV500 3.1 1 中低端 2018 Hi3516CV500 28 1 0.5 低端 2018.06 昇腾 310 12 8 16TOPS(INT8)8TFLOPS(FP16)高端 2018.11 智能视频、人车识别 地平线 旭日 3 ASIC 16 2.5 5 高端 2020.09 寒武纪 思元 220 ASIC 16 10 32 高端 2019.11 边缘侧 比特大陆 BM1682 ASIC 28 30 3 中低端 2018.03 图像/视频处理 BM1880 ASIC

161、28 2 1 中低端 2018.10 端侧人脸识别、智能视频 星宸科技 SSC369G SoC 4 高端 2022 量产 专业安防 SSC359G 1 中低端 2020 SSC339G 22 3 1 中低端 2019.10 SSC338G 22 220mW 1 中低端 2019.10 SSC336Q 22 3 0.5 低端 2019.10 富瀚微 FH8636 SoC 22-28 0.5 中低端 2022.04 安防摄像头 FH8658 0.5 中低端 2021.07 FH8656 0.5 中低端 2021.07 FH8652 0.5 中低端 2021.07 北京君正 T30 SoC 高端 2

162、018 智能视频 T31 中低端 2019 T20 低端 2017.04 T40 8 中低端 2H20 资料来源：CSDN，各公司官网，华泰研究 汽车：行业迈入新景气周期，催化车载芯片的发展汽车：行业迈入新景气周期，催化车载芯片的发展 汽车电动化、智能化趋势拉动汽车芯片需求快速增长汽车电动化、智能化趋势拉动汽车芯片需求快速增长。汽车电动化趋势下，汽车半导体用量持续攀升。其中，汽车电子控制单元（ECU）负责一个或多个功能控制（如车身控制、驾驶控制、信息娱乐和驾驶辅助系统等），MCU 作为 ECU 内部的核心部件，负责各种信息的运算处理。除了基础的计算芯片以外，随着座舱智能化、驾驶自动化的发展，大

163、算力芯片在汽车中的应用也在不断增加，国内亦孵化出一批汽车 AI 芯片初创企业。海思,64%德州仪器,17%安霸,13%升迈,2%恩智浦,1%其他,3%海思德州仪器安霸升迈恩智浦其他星宸科技,25%富瀚微,17%北京君正,12%国科微,5%海思,30%其他,10%星宸科技富瀚微北京君正国科微海思其他 38 图表图表65：智能汽车成为计算芯片行业主要驱动力智能汽车成为计算芯片行业主要驱动力 资料来源：亿欧智库，CSDN，电子信息产业网，华泰研究 自动驾驶芯片：自动驾驶芯片：英伟达英伟达占据占据主导地位，主导地位，CPU+XPU 为主流架构为主流架构 主流自动驾驶芯片架构为“主流自动驾驶芯片架构为“

164、CPU+XPU”。目前我国的智能驾驶渗透率在不断提升，工信部的数据显示，2021 年国内 L2 级智能网联乘用车渗透率达 20%（yoy：+5 pct）。CIC 预计到 2025 年我国自动驾驶市场将实现量的突破，规模达到 4000 亿元，2020-2025 年CAGR 接近 107%，远高于全球增速。为了解决数据量愈来愈大的问题，芯片厂商在利用CPU 作为通用处理器之外，会选择计算能力更高的 AI 芯片作为补充。目前市场上主流的自动驾驶芯片 SoC 架构分为三种：1）CPU+GPU+ASIC；2）CPU+ASIC；3）CPU+FPGA，长期来看低功耗、低成本的 CPU+ASIC 方案将是未来

165、的主流架构。图表图表66：自动驾驶自动驾驶 SoC 主流架构主流架构 架构方案 代表厂商 具体实现 未来发展方向 CPU+GPU+ASIC 英伟达、特斯拉、高通 英伟达 Xavier：CPU+GPU+DLA+PVA 特斯拉 FSD：CPU+GPU+2*NPU 在自动驾驶算法尚未成熟之前仍是主流架构 CPU+ASIC Mobileye、华为、地平线 Mobileye EyeQ5：CPU+CVP+DLA+MA 地平线：自研 ASIC 芯片BPU 自动驾驶算法成熟后，定制批量生产的低功耗低成本的专用自动驾驶AI 芯片（ASIC）将逐渐取代高功耗的 GPU GPU+FPGA 百度-赛灵思、Waymo

166、Waymo 采用英特尔 Xeon12 核以上 CPU，搭配 Altera 的 Arria 系列FGPA FGPA 适合做算法的开发测试，在大规模量产方面不具备成本优势 资料来源：盖世汽车，华泰研究 智能驾驶芯片市场由智能驾驶芯片市场由 Mobileye 与英伟达与英伟达两分天下两分天下，国内厂商加速追赶。，国内厂商加速追赶。1）国外厂商：据 Mobileye 数据，其产品在已发布的主流车型中占据 70%市场，主要聚焦 L3 级以下市场，属于辅助驾驶领域的龙头；而英伟达在 L3 级以上领域实力雄厚，已和众多车企在下一代车型中达成合作计划；高通瞄准中高端自动驾驶市场，Ride 能够支持 L1-L5

167、 自动驾驶。2）国内厂商：华为是国内智能驾驶 AI 芯片领头羊，已借助北汽阿尔法 S 完成产品落地，后续将与长安、广汽等更多品牌形成合作；地平线陆续推出征程系列产品，与比亚迪、哪吒、奇瑞等车厂保持紧密合作。截止目前除零跑外，大部分厂商都已发布单颗芯片算力超过100TOPS 的自动驾驶芯片，均可支持 L3、L4 级算力要求。39 图表图表67：自动驾驶计算芯片自动驾驶计算芯片 芯片厂商 芯片名称 AI 算力（TOPS）功耗（W）能效比（TOPS/W）工艺制程（nm）适用等级 量产 时间 搭载车型 特斯拉 FSD(HW3.0)72 72 1 14 L3 2019 特斯拉全车系 FSD(HW4.0)

168、216-7 L4/L5 2022-英伟达 Xavier 30 30 1 12 L2/L3 2020 小鹏 P7/P5 Orin 254 45 5.6 7 L4/L5 2022 小鹏 G9、理想 X01、上汽智己、上汽飞凡、蔚来 ET7、威马M7、华人运通 HiPhi Z Atlan 1000-L4/L5 2025-Mobileye（英特尔）EyeQ4 2.5 4 0.6 28 L1/L2 2018 吉利路特斯、上汽 MARVEL-R/X、广汽埃安、大众 ID.4、蔚来 ES6/ES8/EC6、理想 ONE、哪吒 U EV、长城欧拉 EyeQ5 24 10 2.4 7 L2/L3 2021 宝马

169、 IX、吉利极氪 001 EyeQ6 128 40 3.2 7 L4/L5 2023-高通 SM8540+SA9000B 360 65 5.5 7 L2/L3/L4/L5 2022 长城 2022 年新车型、宝马下一代车型 瑞萨 R-CAR V3U 60-12 L3 2023-华为 Ascend310 16 8 2.0 12 L3 2019 北汽蓝谷阿尔法 S、长安阿维塔、广汽 AH08/星灵架构、沙龙机甲龙 Ascend910 512 310 1.7 7 L4 2022-地平线 征程 2 4 2 2.0 28 L1/L2 2019 长安 UNI-T、长安 UNI-K、奇瑞蚂蚁、智己 L7、广

170、汽埃安 Y、广汽 传 祺GS4 Plus、岚 图FREE、思皓 QX 征程 3 5 2.5 2.0 12 L2/L3 2020 理 想 ONE2021款、哪 吒U智、上汽大通 MAXUS MIFA 征程 5 128 30 4.3 16 L3/L4 2022 比亚迪 黑芝麻智能 A500 5.8 2 2.9 28 L1/L2 2020 比亚迪 A1000 70 8 8.8 16 L2/L3 2021 红旗 A1000Pro 106 25 4.2 16 L3/L4 2022-A2000 250-7 L4/L5 2025-寒武纪行歌 SD5223 16-L2+2022-SD5226 400-7 L4

171、 2023-零跑+大华股份 凌芯 01 4.2 4 1.1 28 L2/L3 2021 零跑 SUV C11 资料来源：各公司官网，CSDN，华泰研究 智能座舱：性能要求低于自动驾驶，国内厂商已崭露头角智能座舱：性能要求低于自动驾驶，国内厂商已崭露头角 智能座舱智能座舱是计算芯片在车内的另一主要应用场景是计算芯片在车内的另一主要应用场景。智能座舱是指搭载了智能化、网联化的车载设备和服务，能够实现人、车、路、云全方位智能交互的汽车座舱。与传统座舱相比，以液晶仪表盘和大尺寸中控屏代替机械仪表盘和传统中控屏，以触控交互代替物理按键，信息娱乐功能更丰富，安全度、集成度与智能化程度明显提升。根据华经产业

172、研究院数据，2020 年国内智能座舱市场规模为 567 亿元，预计到 2025 年将突破 1000 亿元。相比于自动驾驶 SoC，座舱 SoC 对芯片算力要求较低，IHS Markit 预测到 2024 年，智能座舱 NPU算力将达到 136TOPS，约为 2021 年的 10 倍，CPU 算力也将达到 2021 年的 3 倍之上。高通目前仍稳坐智能座舱高通目前仍稳坐智能座舱 SoC 头把交椅。头把交椅。高通、英特尔、英伟达在中高端车型智能座舱主控芯片上竞争激烈，三星、华为异军突起，切入高端市场；瑞萨、恩智浦等在中低端车型上应用较为广泛，地平线、芯驰科技等国产创新厂商与国产车企展开合作。40

173、图表图表68：智能座舱芯片智能座舱芯片 芯片厂商 芯片名称 发布时间 制程（nm）GPU 算力（DMIPS）GPU 算力（GFLOPS）视频输出（屏幕支持）搭载车型 瑞萨 R-car H3 2015 16 40K 288 3 大众、长城 R-car M3 2015 228 28K 76 3 英伟达 Tegra Parker 2013 16-3 奔驰 2020S 级、现代全部车型 高通 602A 2014 28-3-820A 2016 14 45.2K 588-小鹏、理想 SA8155P 2020 7 105K 1142 4 广汽 英特尔 A3950 2015 14 48.4K 216-特斯拉

174、Model3、长城WEY VV6、红旗 HS5、宝马、沃尔沃、奇瑞星途、哈弗 F7 NXP Auto V8 2017 14 79.2K 803 3-i.mx 8QM 2017 28 28.6K 128-福斯特锐界、荣威RX8、名爵 HS Auto V9 2018 8 111K 1205 6 大众 ID.4、奥迪 MIB3 联发科 MT2712-28 22K 133-大众、现代、奥迪 TI Jacinto 6 2014 28 22K 166.4-荣威 RX5、大众 瑞芯微 RK3588 2021 8 100K 450 8-晶晨 V901D 2021 12-4 林肯 SUV、宝马 华为 麒麟 98

175、0A 2018 8 75K 641 3-麒麟 990A 2021 7 75K-4 北汽极狐阿尔法 S 地平线 征程 2 2019 28-5 长安 UNI-T 芯驰科技 X9U 2021 16 100K 300-芯擎科技 龙鹰一号 2021 7 90K 900-吉利 资料来源：各公司官网，华泰研究 汽车国产供应链备份及降本需求，国产汽车汽车国产供应链备份及降本需求，国产汽车 ASIC/FPGA/SoC 芯片快速崛起芯片快速崛起 借国产化之势迅速崛起，借国产化之势迅速崛起，初创企业初创企业积极积极试水试水，构建生态圈。，构建生态圈。智能汽车车载计算芯片市场处于发展初期，市场可选择产品较少，海外龙头

176、凭借长期以来的技术积累，叠加客户资源，占据了大部分市场。以地平线、黑芝麻智能、芯驰科技为代表的芯片公司凭借 AI 计算优势迅速切入智能汽车车载计算芯片市场，于“缺芯”+“国产替代”替代背景下，在汽车产业生态中与国外龙头企业抢占下游客户，通过“芯片+算法参考+工具链”的产品服务模式，积极探索自身产业定位，构建汽车产业生态圈。图表图表69：国产企业崛起与生态圈国产企业崛起与生态圈 资料来源：头豹研究院，亿欧智库，华泰研究 Tier1Tier2AITier1Tier2Tier1.5AITier1Tier2Tier0.5AITier1 41 产业链产业链相关相关公司梳理公司梳理：寒武纪、海光、景嘉微、

177、登临、燧原、壁仞、摩尔：寒武纪、海光、景嘉微、登临、燧原、壁仞、摩尔线程、中科驭数、京微齐力、天数智芯线程、中科驭数、京微齐力、天数智芯 寒武纪（寒武纪（688256 CH）：聚焦端云一体、端云融合的智能新生态）：聚焦端云一体、端云融合的智能新生态 寒武纪成立于 2016 年，专注于人工智能芯片产品的研发与技术创新，致力于打造人工智能领域的核心处理器芯片，让机器更好地理解和服务人类。寒武纪是目前国际上少数几家全面系统掌握了通用型智能芯片及其基础系统软件研发和产品化核心技术的企业之一，能提供云边端一体、软硬件协同、训练推理融合、具备统一生态的系列化智能芯片产品和平台化基础系统软件。寒武纪产品广泛

178、应用于服务器厂商和产业公司，面向互联网、金融、交通、能源、电力和制造等领域的复杂 AI 应用场景提供充裕算力，推动人工智能赋能产业升级。2021 年 1 月，寒武纪发布首颗 7nm 训练芯片思元 290，思元 290 智能芯片采用台积电 7nm 先进制程工艺，集成 460 亿个晶体管，支持 MLUv02 扩展架构，全面支持 AI 训练、推理或混合型人工智能计算加速任务。2022 年 3 月，寒武纪发布新款训练加速卡 MLU370-X8，搭载双芯片四芯粒思元 370，集成寒武纪 MLU-Link多芯互联技术，主要面向训练任务，8 卡计算系统的并行性能平均达到 350W RTX GPU 的 155

179、%。图表图表70：寒武纪首颗训练芯片思元寒武纪首颗训练芯片思元 290 图表图表71：寒武纪训练加速卡寒武纪训练加速卡 MLU370-X8 资料来源：公司官网，华泰研究 资料来源：公司官网，华泰研究 海光信息（海光信息（未上市未上市）：国产）：国产 CPU 引领者，受益国产替代趋势成长迅猛引领者，受益国产替代趋势成长迅猛 海光信息是成立于 2014 年的中科院系公司，专注于高端处理器的研发与设计，是国内重要的高性能 CPU 产品提供商。公司拥有实力雄厚的研发团队，截止 2021 年底，研发技术人员达到 1031 人，其中硕士及以上学历人员占比达 65.53%，多数核心研发人员具有二十年以上高端

180、处理器研发经验，为公司不断取得产品突破打下坚实基础。公司 CPU 产品包括 7000 系列、5000 系列和 3000 系列，分别面向高端、中低端和边缘计算服务器市场，其中 7000 系列营收贡献最大，2021 年占销售收入比重达 65.01%。公司产品基于市场主流 X86 指令集，具有成熟丰富的应用生态，相较国内其他架构厂商具备优势。浪潮、联想、新华三、同方等多家国内知名服务器厂商产品均已搭载公司 CPU 产品。公司业绩增长十分迅速，2019、2020、2021 年公司营业收入分别为 3.79/10.22/23.10 亿元，毛利率达 37.3%/50.5%/56.0%，净利润为-1.39/-

181、0.82/4.38 亿元，2019 年、2020 年连续亏损主要系研发资金投入较大所致，2021 年公司首次实现扭亏为盈。伴随信创国产化需求大幅增长，同时公司强竞争力产品得到下游客户及行业客户广泛认可，公司业绩将进一步实现较大提升。42 图表图表72：海光信息海光信息 CPU 产品产品 资料来源：公司官网，华泰研究 景嘉微（景嘉微（300474 CH）：）：GPU 业务有望业务有望开启第二增长曲线开启第二增长曲线 公司主营业务包括图形显控产品、小型专用化雷达及公司主营业务包括图形显控产品、小型专用化雷达及 GPU 芯片芯片。公司主要从事高可靠电子产品的研发、生产和销售，已经形成图形显控、小型专

182、业化雷达、芯片三大主要产品线。图形显控模块是公司现有核心业务，也是传统优势业务；小型专用化雷达和芯片两大业务是公司未来大力发展的业务方向。公司具备齐全的科研生产资质和认证，并与多家科研院所和高校建立了战略合作伙伴关系，成立联合实验室、工程中心、院士工作站。芯片业务有望驱动公司芯片业务有望驱动公司 2022 年业绩增长年业绩增长。2018 年公司推出第二代芯片 JM7200，2019年公司推出商用版本产品，芯片业务收入迅速增长，从 2018 年的 0.2 亿元增长至 2020 年的 0.7 亿元，期间复合增长率达到 88.4%。据公司公告，2022 年新一代芯片 JM9 系列已经完成流片、封装、

183、测试工作。我们认为，公司 GPU 产品的核心驱动力在于产品化、商业化和国产化：1）公司芯片产品系列从 JM5，到 JM7，再到 JM9，产品矩阵日益完善，产品力持续升级；2）芯片业务向民用市场拓展，有望打开商业化空间；3）JM9 系列支持翼辉、天脉等国产操作系统适配，国产化替代可期。43 图表图表73：公司芯片产品矩阵图公司芯片产品矩阵图 名称名称 发布时间发布时间 制程制程 应用情况应用情况 JM5400 2014 年 65nm 可广泛应用于有高可靠性要求的图形生成及显示等领域，满足机载、舰载、车载环境下图形系统的功能与性能要求。JM7200 2018 年 28nm 已广泛投入通用市场的应用

184、，已完成与国内主流 CPU、操作系统适配工作。JM7201 2019 年 28nm 主要应用于个人办公电脑显示系统以及高可靠性嵌入式显示系统，满足桌面系统高性能显示需求，并全面支持国产 CPU 和国产操作系统 JM9 系列 2021 年 14nm 已完成流片、封装阶段工作及初步测试工作。产品满足地理信息系统、媒体处理、CAD 辅助设计、游戏、虚拟化等高性能显示需求和人工智能计算需求。资料来源：公司官网、公司公告、华泰研究 登临科技（未上市）：致力于开发兼容现有生态的创新通用人工智能芯片登临科技（未上市）：致力于开发兼容现有生态的创新通用人工智能芯片 登临科技成立于 2017 年，是一家专注于自

185、主创新，构建基于 GPGPU 核心技术的云端 AI计算平台公司。公司核心团队成员来自图芯、S3、英伟达、AMD、阿里等全球知名的芯片设计公司。公司产品采取兼容 CUDA 的技术路线，保证客户业务可继承现有生态上的投入，且相比传统 GPU 在 AI 计算上性能和能效均有明显提升，大大降低了外部带宽的需求，显著降低客户成本。在芯片和板卡产品方面，2019 年 6 月公司采用自主创新 Minsky 体系结构的 Goldwasser设计完成，MPW 流片成功；2020 年 6 月公司 Goldwasser 系列产品在台积电 12nm 工艺上 FullMask 流片成功。2021 年 7 月，百度飞桨适

186、配登临 GPU+系列芯片，加速 AI 应用落地；同年 11 月公司 Goldwasser 系列产品已实现量产，并在互联网、智慧安防等多个行业的领军企业实现了商业化落地。2022 年 1 月公司宣布完成新一轮战略投资。图表图表74：登临科技登临科技 Goldwasser 产品产品 资料来源：公司官网，华泰研究 燧原科技（未上市）：专注于人工智能云端领域，训练、推理产品全覆盖燧原科技（未上市）：专注于人工智能云端领域，训练、推理产品全覆盖 燧原科技成立于 2018 年 3 月，专注于人工智能云端领域，致力于成为中国领先的数据中心基础设施提供商。公司创始人兼 CEO 赵立东曾历任 AMD 产品工程部

187、高级总监以及紫光集团副总裁，有近二十多年的 CPU/GPU/APU 研发经验；创始人兼 COO 张亚林在 AMD亦有长达十年的任职经历，期间曾领导开发全球最大融合芯片 APU，产业经验丰富。公司成立至今已完成四轮融资，累计融资超 30 亿元，其中 2021 年 1 月完成 C 轮融资高达 18亿，中信产业基金、中金资本旗下基金以及春华资本领投。腾讯作为公司战略投资方，为其提供广泛应用场景，双方针对 AI 的多种应用场景进行深度合作，有利推动公司产品研发突破进程。44 公司坚持原始创新的技术研发路线，现已具备提供高算力、高能效比通用人工智能训练和推理产品的能力。2019 年 12 月，公司发布了

188、首款面向云端数据中心的 AI 训练产品“云燧 T10”，单精度（FP32）算力达 20TFLOPS，最大功耗仅为 225W，能效比表现突出；2020 年 12 月，公司进一步推出第一代推理产品“云燧 i10”，实现云端训练、推理产品全覆盖；2021 年 7 月，公司发布第二代训练产品“云燧 T20/T21”，并于 2021 年 12 月发布第二代推理产品“云燧 i20”，单精度 FP32 峰值算力达到 32TFLOPS，整型 INT8 峰值算力达到 256TOPS，分别较第一代推理产品提升 1.8/3.6 倍，存储带宽高达 819GB/s，领先于行业同类产品水平。图表图表75：燧原科技产品矩阵

189、燧原科技产品矩阵 资料来源：公司官网，华泰研究 壁仞科技（未上市）：致力于打造通用计算体系和软硬件平台，多次刷新融资纪录壁仞科技（未上市）：致力于打造通用计算体系和软硬件平台，多次刷新融资纪录 壁仞科技创立于 2019 年，团队在 GPU、DSA 和计算机体系结构等领域具有深厚的技术积累和独到的行业洞见。公司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。发展路径上，公司首先聚焦云端通用智能计算，逐步在人工智能训练和推理、图形渲染等多个领域赶超现有解决方案，实现国产高端通用智能计算芯片的突破。自成立以来，公司在短时间内完成了由顶级投资机构启明创投、

190、IDG 资本、华登国际中国基金、高瓴创投等领投的多轮融资。公司于 2020 年 6 月完成 A轮融资，总额为 11 亿元，创近年芯片设计领域新纪录。2021 年 3 月，公司完成 B 轮融资，累计融资额超 47 亿元，继续刷新芯片设计领域融资速度及融资规模纪录。2021 年 10 月壁仞科技的首款通用 GPUBR100 正式交付开始流片，该款芯片采用7nm 工艺制程，并结合了包括 Chiplet（芯粒技术）等在内的多项业内前沿芯片设计、制造与封装技术，具有高算力、高能效、高通用性等优势。2022 年 3 月该款芯片一次点亮成功，在核心性能设计标准上，BR100 系列是国内算力最大的通用 GPU

191、 芯片，直接对标国际厂商近日发布的最新旗舰产品。摩尔线程（未上市）：核心团队产业经验丰富，顺利打造首颗国产全功能摩尔线程（未上市）：核心团队产业经验丰富，顺利打造首颗国产全功能 GPU 芯片芯片 摩尔线程创立于 2020 年 10 月，创始人张建中为原英伟 C 达全球副总裁、中国区总经理，公司团队其它成员来自微软、英特尔、AMD、Arm 等海外芯片巨头，熟悉 GPU 芯片设计、生产、封装、测试、系统、软件应用等质量管理各个环节。公司受到资本市场高端关注，2021 年 2 月，在成立仅仅 100 天左右，摩尔线程已完成共计数十亿元的两轮融资，由深创投、红杉资本中国基金、GGV 联合领投。2021

192、 年 11 月，摩尔线程宣布首颗国产全功能 GPU 芯片研制成功，距离公司成立不到300 天，开创了国产 GPU 研发速度的先河。2022 年 3 月，公司正式推出第一代摩尔线程多功能 GPU 芯片苏堤以及首款数据中心级多功能 GPU 产品 MTTS2000。公司成为目前中国市场率先进行多功能 GPU 研发设计、并能快速实现 GPU 量产交付的厂商。45 图表图表76：摩尔线程第一代摩尔线程第一代 MUSA架构架构 资料来源：公司官网，华泰研究 中科驭数（未上市）：国内领先中科驭数（未上市）：国内领先 DPU 芯片提供商芯片提供商 中科驭数成立于 2018 年，公司聚焦于专用数据处理器的研发与

193、设计，主要产品包括超低时延智能网卡、数据库加速卡、大数据加速卡、存储加速卡、硬件 IP 核产品（TOE、UOE）。公司团队为国内较早进行 DPU 芯片研发团队，创始人兼 CEO 鄢贵海博士、联合创始人兼CTO 卢文岩博士及首席科学家李晓维博士均来自中科院计算所计算机体系结构国家重点实验室，在芯片架构领域有 15 年的技术积累。截止 2021 年底，公司累计申请 130 项发明专利，其中 68 项已获得授权。中科驭数 DPU 芯片基于自主研发的 KPU 芯片架构，目前公司已经完成了四类 KPU 芯片架构设计，包括 1）KPU-Swift 针对网络协议处理设计；2）KPU-Conflux 针对时间

194、序列/大数据分析设计；3）KPU-Trusy 针对安全领域处理设计，4）KPU-FlexFlow针对智能计算设计，并在 5 大应用领域积累了 80 余类功能核。2019 年，中科驭数完成第一代 KPU 芯片 K1 流片，该芯片针对序列数据处理及数据库/大数据分析而设计，为业界首个支持网络数据库一体化加速功能的 DPU 芯片。2021 年公司完成第二代 DPU 芯片 K2 研发，采用 28nm 制程，其算力达到 15 TOPS。目前已经正在开展第三代 DPU 芯片 K2 Pro 的研发工作。根据公司 DPU 产品规划路线，公司将陆续推出更先进制程、更大算力 KPU 芯片，赋能金融科技、数据中心、

195、混合云及边缘计算等高带宽、低延迟、数据密集型的计算场景。46 图表图表77：中科驭数中科驭数 DPU 产品路线产品路线 资料来源：公司官网，华泰研究 京微齐力（未上市）：国产京微齐力（未上市）：国产 FPGA 领军厂商，立足消费市场开拓高端领军厂商，立足消费市场开拓高端 京微齐力成立于 2017 年，国内最早进入自主研发、规模生产、批量销售通用 FPGA 芯片及新一代异构可编程计算芯片的企业之一。公司拥有超 200 件专利，具备独立完整的自主知识产权，涵盖 FPGA 内核设计、SOC 架构设计、芯片开发、EDA 软件开发、IP 开发与集成等全栈技术领域。公司产品将 FPGA 与 CPU、MCU

196、、Memory、ASIC、AI 等多种异构单元集成在同一芯片上，实现了可编程、自重构、易扩展、广适用、多集成、高可靠、强算力、长周期等特点，为用户提供高性价比的系统解决方案。公司市场涵盖国家通信/工业/安防/电力/医疗/消费等核心基础设施。目前，公司产品在 65/55/40nm 工艺节点上全面实现量产，22nm 产品从 2022 年开始规模量产。京微齐力在产品路线拓展上制定了两个四年计划。第一个四年计划是 2018-2022 年，主要建设 40/22nm 产品线，实现 H1，H2，H3，P1 等中小规模高性价比的产品量产；目前这四颗产品均已量产，重点突破消费电子和显示等市场。截止到 2022

197、年上半年，出货量达到了上千万颗。第二个四年计划是 2023-2026 年，主要建设 22/12nm 产品线，实现 P0，P2，P6，H7，H8，A1，A8 等中高端高性能大容量的产品量产，重点突破通信，工控，电力，安防，视频，服务器等市场。图表图表78：京微齐力产品路线图京微齐力产品路线图 资料来源：公司官网，华泰研究 1M600K350K100K60K25K12K1K超高端超高端SoC与高端与高端SoC与与中低端中低端SoC与与低成本低成本低功耗低功耗H1H2P1P2P0A8A10A10C130nm-65nm-55nm-40nm制程28nm/22nm制程16nm-7nm制程201720202

198、0102024工控、LED显示、智能家居山山M系列系列消费电子智能终端消费电子、手机屏显、AR/VR、智能终端安防、视频、工控、电力、通信河河R系列系列阿凡达阿凡达A系列系列已量产已量产设计中设计中飞马飞马P系列系列P6M1M5M7R2R3H3计划中计划中H820212022-2023H7大力神大力神H系列系列湖湖L系列系列-CPLDL9L6工控、电力通信、服务器通信、服务器 47 天数智芯（未上市）：专注云端服务器级通用天数智芯（未上市）：专注云端服务器级通用 GPU 设计，助力各行业实现算力升级设计，助力各行业实现算力升级 天数智芯于 2018 年成立并启动 7 纳米通用并行云端计算芯片（

199、通用 GPU)设计，是中国第一家通用 GPU 高端芯片及超级算力系统提供商。公司研发实力雄厚，由首席技术官吕坚平博士和联合创始人、首席科学家郑金山先生带领的研发团队人数占比 80%以上，既包含一批行业经验超过 20 年的世界级技术专家，同时也包含一大批具备 5-15 年业界经验的高执行力技术菁英。2021 年 3 月公司宣布完成 12 亿元人民币的 C 轮融资，该轮融资由沄柏资本和大钲资本联合领投，粤民投资管及联通资本跟投，将进一步助力公司扩大核心技术研发及创新、加速产品商业化落地、赋能更多行业和客户。2022 年 7 月，公司宣布完成超 10 亿元人民币的 C+及 C+轮融资，C+轮由金融街

200、资本领投，C+轮由厚安创新基金领投，中关村科学城科技成长基金、上海国盛、熙诚致远、新兴资产、鼎祥资本、鼎礼资本等知名企业参与投资。本轮融资将助力公司量产 AI 推理芯片智铠 100，开发第二三代AI 训练芯片天垓 200 及 300，扩展天数智芯软件平台，加速 AI 与图形融合，为算力基建及数字化社会提供强大基础算力。2020 年 12 月，公司成功点亮国内第一款 7nm 云端训练通用 GPU 产品天垓 100，并于2021 年 3 月正式对外发布，实现了国内通用 GPU 从 0 到 1 的突破。截止至 2022 年 3 月底，天垓 100 产品已实现销售订单近 2 亿元，协助客户落地达两百多应用场景。2022 年 5月第二款产品-7nm 云边推理芯片“智铠 100”成功点亮，天数智芯成为国内唯一同时拥有GPU 架构下云端训练+推理完整解决方案的硬科技公司，产品迭代开发和商业广泛应用遥遥领先国内同行。图表图表79：天垓天垓 100 产品历程产品历程 资料来源：公司官网，华泰研究