來源：云岫資本，謝謝

編輯：感知芯視界

01

市場表現

2022年半導體行業經歷了產能緊張、芯片缺貨、封控停工、消費電子市場下滑等動蕩，半導體A股上市公司2022年業績喜憂參半。據集微網不完全統計，截至4月27日，在A股170家披露了2022年度業績報告的公司中，僅有65.88%的公司實現營收增長；而盈利方面，有88家公司歸母凈利潤出現同比下降，占比高達51.76%，超過5成。半導體上市公司市值變化同樣反映出行業動蕩，2022年前四個月各細分領域上市公司市值均急速下滑，隨后大幅波動。2023年開始，ChatGPT熱度暴增，帶動算力芯片、存儲、光通信等相關概念股票價格上漲，人工智能帶動芯片及上下游產業需求，將引領新一輪半導體周期。

2022年國際形勢加劇惡化，美國對華出口管制升級，瞄準半導體先進計算與先進制造產業鏈。8月，美國總統拜登簽署了《芯片與科學法案》，計劃為美國半導體產業提供約527億美元的補貼，主要面向制造與封測廠的建造，以及先進制程、先進封裝等先進技術的發展。同時特別指出：接受補貼的公司不能在中國以及其他美國關切地區擴產先進芯片的產能，已經規劃的擴產計劃必須向美國商務部報備，擴產被裁定為違約的公司需要停產或者退回補貼。10月，美國商務部工業安全局發布半導體出口管制新規，新增對大算力芯片、超級計算機、先進工藝制造設備以及相關軟件的出口管制，對于上游使用美國技術生產產品的管制范圍進一步擴大，并對于有美國產品或美國人參與的活動加強管制。

2022年半導體行業一級市場投融資事件數量與投融資金額都較2021年下降，據企名片數據，去年全年完成約989起投融資交易，融資規模約1,114億元人民幣。2022年消費電子市場下滑，全球智能手機出貨量創2013年以來新低，預計消費電子市場接近底部，2023年高端機型將率先復蘇，2024年手機銷量將全面恢復增長，帶動相關芯片需求反彈。與之相反，2022年新能源汽車市場火爆，汽車芯片供不應求，2022年全球因芯片短缺減產了450萬輛汽車，當前汽車芯片需求仍然旺盛，國產汽車芯片也在逐步實現替代。

總結來看，未來半導體投資要關注三個熱點：

• AI硬件基礎設施，人工智能的發展需要數據中心CPU、GPU、DPU及光通信芯片的支撐；
• 半導體設備與材料，美國不斷針對半導體先進制造與先進封裝產業鏈發布新規，在生產端卡脖子，高端國產替代任重道遠；
• 汽車芯片，新能源汽車市場仍然高速增長，國產汽車品牌引領市場，帶動國產汽車芯片需求增長。

02

AI硬件基礎設施篇

ChatGPT自2022年11月30日發布后迅速火爆全球，僅用5天時間用戶量便破百萬，推出2個月后用戶量破億，訪問量從1830萬增長到6.72億，成為史上用戶增長速度最快的消費級應用程序。

歷代GPT的參數量呈現指數級增長，ChatGPT的總算力消耗約為3640PF-days，GPT4在ChatGPT的基礎上增加了圖像、視頻等交互信息類型，內容容量擴大到2.5萬字，所需的算力將遠大于單純的文字交互。OpenAI首席執行官Sam Altman表示：GPT-5預計將在2024年底至2025年發布，它的參數量將為GPT-3的100倍，需要的計算量為GPT-3的200-400倍。隨著ChatGPT用戶和應用范圍的持續擴大，將直接帶來巨大的算力需求。

而強大的算力離不開硬件支持，ChatGPT將直接帶動提供算力的服務器需求以及確保服務器能高效發揮作用的交換機和光模塊需求，其中的核心芯片將涉及CPU、GPU、AI芯片、交換芯片、光模塊光芯片與電芯片。

信創即信息技術應用創新產業，信創產業是一條規模龐大、體系完整的產業鏈，是新基建的重要組成部分，也是我國經濟發展的重要抓手。信創產業有4個最主要的核心部分，分別是基礎硬件、基礎軟件、應用軟件以及信息安全。簡單用一句話來概括，即在整個IT技術產業里實現自主可控、國產替代。

2020年黨政單位率先啟動IT基礎軟硬件國產替代，八大關鍵行業亦緊隨其后。2019年工信部要求全國黨政行業從底層服務器到中間件、操作系統、數據庫、終端等進行全面國產替換，目標2020年、2021年分別實現30%和50%的國產替代，并在2022年實現全面國產替代。其中基礎硬件依舊是信創招投標的重中之重，占比達44%。

芯片是 ICT 產業基石，主要分為集成電路（CPU、GPU、FPGA、ASIC、存儲芯片、MCU、電源管理芯片等）、功率芯片（IGBT、MOSFET 等）、光電子芯片（激光器芯片、光探測器芯片等）以及傳感器芯片（MEMS、指紋識別芯片等）四類。目前，從計算機行業視角來看，關注度最高的芯片主要是集成電路中的CPU、GPU、存儲芯片以及交換機芯片等算力相關領域。

ARM架構服務器CPU因為其低功耗的特點，近年來越來越受到全球各大云服務廠商青睞，亞馬遜、谷歌、阿里、騰訊等廠商紛紛將ARM架構服務器CPU引入其數據中心方案。以AWS Graviton 2為例，Intel x86每小時云服務成本要比基于ARM服務器的云服務成本高近40%。雖然目前數據中心服務器仍然以X86為主，隨著AWS、華為和Ampere等廠商的快速成長，ARM CPU在數據中心的市場份額正在加速提升，預計2025年ARM CPU在數據中心占比將達22%。

RISC-V兼具技術、趨勢和社會三大價值，未來十年有巨大的發展潛力，其架構的靈活性可以和Chiplet的可擴展性有高度契合，有望成為未來數據中心計算的強力方案。據RISC-V基金會預測，全球到2025年采用RISC-V架構的處理器將突破800億顆，IoT、AI和機器學習是重點發力領域。此外隨著平頭哥、賽昉科技、芯來科技等國內企業發力產業鏈各個環節，中國的RISC-V生態構建也已初見成效。

交換機作為各種類型網絡終端互聯互通的關鍵設備，廣泛應用于消費級市場、企業級市場、工業市場和云服務商市場，交換芯片是交換機的核心部件之一，負責交換機底層數據包的交換轉發。

交換芯片由海外廠商絕對主導，2020年中國商用以太網交換芯片市場中CR3廠商均為境外品牌，大陸廠商盛科通信市占率為1.6%。

光芯片與電芯片是光模塊最核心的芯片，兩者占光模塊價值量近70%。光芯片可分為激光器芯片和探測器芯片，其中激光器芯片主要用于發射信號，將電信號轉化為光信號；探測器芯片主要用于接收信號，將光信號轉化為電信號。電芯片是光通信系統中負責電信號處理的芯片，主要作用為驅動光信號、提升光信號效能、電信號處理等。

2021年25G光芯片的國產化率約20%，25G以上光芯片的國產化率約5%，仍以海外光芯片廠商為主。

電芯片國產化率低于光芯片，國內只有少數供應商涉足25G及以下速率的電芯片產品，25G以上基本無國內玩家。其中DSP難度最高，國產幾乎為0，其余電芯片國產化率在5%左右。

DPU，因數據中心而生的“第三顆主力芯片”，數據中心是DPU目前最主要的應用場景，預計未來用于數據中心的DPU數量將達到和數據中心服務器同等量級。DPU行業市場集中度較高。根據頭豹研究院數據，2020年國內DPU市場中，國際三大巨頭英偉達、博通、Intel的份額分別達到55%、36%、9%。

得益于數據中心升級和邊緣計算、新能源汽車、IoT、工業物聯網等產業的發展所帶來的需求增長，中國 DPU 產業市場規模呈現逐年增長的趨勢，預計中國 DPU市場將迎來快速增長。根據賽迪顧問數據，2020年中國DPU產業市場規模達3.9億元，預計到2025年中國DPU產業市場規模將超過565.9億元，期間CAGR高達170.6%。

隨著更大的數據量處理需求和數據中心的發展，AI基礎設施硬件中的芯片逐步出現國產替代。數字芯片中的摩爾線程引領國內GPU行業發展，賽昉科技推動RISC-V生態發展，此芯科技打造高性能ARM CPU，長瑞光電是國內領先的VCSEL光芯片IDM企業，橙科微實現了DSP電芯片的國產替代，中科海網實現了新一代DPU解決方案，篆芯是國內稀缺的交換機芯片供應商，京微齊力持續打造國產FPGA芯片標桿。

03

設備和材料篇

設備和材料是半導體產業鏈的關鍵上游，隨著半導體制造市場的增長而增長。2022年以來外部環境對國內半導體的監管日益加強，美日荷先后對半導體出口進行管制，業績上來看半導體行業國際設備廠商周期下行，但中國設備廠商逆勢上行。國內半導體板塊整體23年Q1業績承壓，半導體設備板塊業績表現亮眼。

當前半導體設備的國產化率還非常低，而中國大陸半導體制造占全球比重很高，因此半導體設備還有很大的國產替代空間。另一方面國內政策大力扶持，在此背景下國內晶圓廠有望加大國產半導體設備、材料的使用規模，國產替代也正在加速進行中。

第三代半導體的快速增長也帶來了相關設備投資的窗口。襯底和外延占據三代半價值量制高點，相應的襯底制造設備和外延生長設備具備投資價值。

長晶爐是目前SiC單晶、硅片制備的主要設備，具有較高的技術壁壘。受益于下游SiC產業和光伏行業的需求旺盛，長晶爐制造廠商在手訂單飽滿，新簽訂單也仍維持較高水平。

刻蝕設備作為半導體設備的中堅力量，有望率先完成國產替代。隨著半導體制程的微縮和結構的復雜化，半導體刻蝕設備的種類和技術難度遞增。從國內市場來看，刻蝕機尤其是介質刻蝕機，是我國最具優勢的半導體設備領域，也是國產替代占比最高的重要半導體設備之一。

第三代半導體是以碳化硅和氮化鎵為代表的寬禁帶半導體材料，具備高頻、高效、高功率、耐高壓、耐高溫、抗輻射能力強等優越性能，是支撐新能源汽車、光伏儲能、高速軌交、智慧電網、新一代移動通信等產業持續發展的重點核心材料。

碳化硅襯底材料是碳化硅產業鏈中最具價值的一環。碳化硅器件制作過程可分為襯底加工、外延生長、器件設計、制造、封裝等環節，產業鏈存在較為顯著的價值量倒掛現象，其中襯底制造技術壁壘最高、價值量最大。在碳化硅產業鏈中，碳化硅襯底約占碳化硅器件成本的47%，而對于硅基器件來說，晶圓制造占據 50%的成本，硅片襯底僅占據7%的成本。

碳化硅襯底的核心壁壘在于晶體生長，缺陷控制難度極高。在目前主流的工藝中，PVT法目前仍然存在一定的局限性。該工藝是在一個封閉系統中完成的長晶過程，其監測和控制都具有非常高的難度，這也導致目前的碳化硅晶體很難長厚，良率也一直停滯不前。因此，目前碳化硅的長晶路線仍在不斷迭代，業界主要在兩種新的長晶路線上進行研發突破。

一種路線是高溫化學氣相沉積法（HTCVD），最早是在1995年由瑞典林雪平大學的Kordina提出，并已由Norstel實現4英寸襯底的量產。這種方法利用氣態的高純碳源和硅源實現碳化硅晶體生長，生長過程中可以持續通入氣體，因此可以實現更高的長晶厚度和更精準的碳硅比控制，同時生長速度也高出PVT法一個量級。

另一種路線是液相法（LPE），但是與硅行業不同的是，碳化硅只有在相當苛刻的高溫高壓條件下才可能呈現液態，因此目前碳化硅液相法使用的并不是碳化硅溶液，而是在硅溶液中通過金屬助溶劑溶解碳進而長出晶體，但金屬助溶劑的使用會導致晶體殘留金屬雜質，不能用于后續器件的制作，因此液相法目前還處在發展早期。

目前，全球碳化硅襯底正面臨極度的供不應求。事實上，我們認為這也是特斯拉不得不尋求減少碳化硅用量的直接原因。如果按照1片6寸襯底供給2輛新能源汽車來計算，那么2022年特斯拉130萬輛的產銷就需要65萬片6寸碳化硅襯底，同期全球碳化硅襯底產能不過80-100萬片；如果考慮到一部分襯底只能用來做工規級產品，那么目前全球產能也只能勉強滿足特斯拉一家車企的需求；而特斯拉計劃2030年實現2000萬輛的年產能，相當于1000萬片的襯底需求，這需要全球襯底產能擴大10倍以上。

即使考慮到單車碳化硅用量可能的減少，根據云岫資本測算，到2027年，全球車載碳化硅襯底需求量仍會突破650萬片，其中中國市場需求也將突破240萬片，當前產能仍有6倍缺口。

氮化鎵材料具有高開關頻率、低導通電阻、小尺寸等優勢，可以實現更高的系統效率、更少的功率損耗和更小的模塊體積，在功率器件領域相較硅材料優勢明顯。最早，氮化鎵材料大范圍用于消費電子快充，目前正在向汽車、數據中心、光伏儲能等領域滲透，未來市場將持續穩定增長。

國內氮化鎵行業持續高速增長，2026年有望實現千億市場規模。目前國內創業公司眾多、行業集中度相對分散，但是以英諾賽科為代表的GaN IDM公司優勢明顯，不僅可以廣泛覆蓋不同的下游應用場景并自主掌握工藝和產能保障，未來也將持續提升市場份額。

IC載板占高階倒裝芯片封裝成本的70%以上，是封裝最大的成本端。其中，ABF載板技術壁壘最高，面向CPU、GPU、FPGA、ASIC等算力芯片，2021年全球ABF載板供給缺口達30%，預計產能還將吃緊至2026年。隨著高性能、高算力芯片需求高企，FC-BGA 已成為IC載板行業規模最大、增速最快的細分領域。據Prismark預測，2026年ABF載板市場規模將達到121億美元；而當前，全球ABF載板產能集中于中國臺灣、日本和韓國，國產化率幾乎為零。

雖然外部環境對國內半導體的監管日益加強，但近年來國內涌現了大量半導體設備優秀企業，中微公司、北方華創、邑文科技、磐石創新都是發展迅速的半導體設備公司，其中邑文科技主營碳化硅自研薄膜、刻蝕設備，磐石創新主營新型半導體材料單、多晶長晶設備。

材料領域近年來涌現了一批優秀企業，超芯星、銘鎵半導體、漢驊半導體都是發展迅速的第三代半導體公司，宏芯氣體、追光科技在各自領域都已占據領先身位，科睿斯、新菲新材料在封裝材料領域積累深厚、優勢明顯。

04

汽車芯片篇

2022年全球新能源汽車銷量增長63.6%，達到1065萬輛；中國新能源汽車銷量增長95.5%，達到688.4萬輛，中國新能源汽車銷量占全球近65%，在廠商銷量榜上，中國品牌占據主流。

2022年我國汽車出口總量突破300萬輛，超過德國的261萬輛，成為僅次于日本的世界第二大乘用車出口國，中國汽車品牌在國際市場上也實現了量價齊升。2023年1-4月我國汽車出口總量達137萬輛，首次超越汽車第一大出口國日本，市場紛紛預測，中國今年有望成為全球最大汽車出口國。這給國產汽車芯片提供了沃土，汽車芯片國產化率將持續提升。

模擬芯片產品品類是競爭的關鍵因素。全球最大的兩家模擬芯片廠商TI和ADI產品種類有幾萬種，而國內龍頭廠商不到2000種。模擬芯片的驗證周期長且要求嚴苛，研發投入大，品類拓展困難，壁壘非常高，但是一旦能夠形成良性循環，未來的收入和毛利增長都是非常確定的。所以我們可以看到二級市場車規芯片公司如斯達半導體、納芯微等，市盈率都非常高，其核心還是具備很深的護城河以及行業有極大的想象空間。

電源管理芯片有廣闊的存量市場，中國市場約占全球市場的三分之一。電源管理芯片在電動汽車上應用廣泛，在高級駕駛輔助系統（ADAS)、三電動力系統、車身電子及照明系統以及信息娛樂與儀表盤等大模塊中都用到很多的電源管理芯片。隨著汽車電動化、智能化發展，單車電源管理芯片的數量和價值量進一步上升，Yole預測汽車將是電源管理芯片增速最快的賽道。此外國內外知名大廠體量上差距顯著，國內格局未定，電源管理初創公司也值得關注。

隨著新能源、電動汽車市場爆發式增長，功率半導體持續供不應求，2023年Q2的IGBT貨期仍在39-54周。為優化下游應用，功率半導體產品不斷向高功率密度與低損耗發展。

國內外IGBT技術仍存在差距，英飛凌已在大規模使用第七代技術，而國內第七代技術剛剛起步，大多數廠商還在應用第四代技術。這也使得當前新能源用IGBT國產化率仍然較低，只有10%，而光伏逆變器頭部廠商中中國廠商較多，未來隨著國產IGBT性能提升，國產化率會逐步提高。

碳化硅材料禁帶寬度更大，在擊穿電場強度、飽和電子漂移速率、熱導率以及抗輻射等關鍵參數方面有顯著優勢。因此，碳化硅是制造高溫、高頻、大功率半導體器件的理想材料，具有高效率、開關速度快等性能優勢，能大幅降低產品能耗、提升能量轉換效率并縮小產品體積，完美契合碳中和時代的應用需求。

在新能源汽車領域，碳化硅器件主要用于主驅逆變器、OBC、DC/DC和充電樁。2017年，特斯拉率先在其Model 3車型上使用碳化硅器件，以簡化供電網絡、減少逆變體積和重量、降低損耗并提高汽車續航。在特斯拉的帶領下，國內外各大車企紛紛發布碳化硅上車計劃，新能源汽車逐漸成為碳化硅器件最大的終端應用市場。

全球碳化硅器件市場長期以來一直由海外巨頭主導。根據Yole的數據，2021年全球碳化硅功率器件市場份額由海外巨頭意法半導體、Wolfspeed、羅姆、英飛凌、三菱電機、安森美等廠商壟斷，全球TOP 6占據了99%的市場份額。國內創業公司眾多，但是同時具備強大技術實力、制造產能支撐、襯底保供能力的企業非常稀缺，目前頭部公司均嘗試向IDM模式轉型。

車規級BMS芯片，是各電源管理芯片玩家積極布局的重要方向。該類芯片需要BCD高壓工藝，以及通過AEC-Q100和ASIL D認證，技術壁壘極高。目前特斯拉、小鵬等新能源車企仍廣泛采用TI、ADI等海外廠商的BMS芯片，全球BMS芯片市場中國內玩家份額不足10%，市場還存在巨大的國產替代空間。國內上市公司納芯微、凹凸電子等表現出色，未來將繼續向汽車中更高端的領域突破。

隨著新能源汽車平臺升級到800V，光伏系統升級到1500V，隔離芯片作為高壓場景的必要芯片，市場需求不斷提升。磁隔因可靠性更高，抗干擾能力更強，安全性更高，將得到更廣泛的應用。

車載以太網正成為新一代的汽車通信網絡，傳統的CAN總線通信速率在1 Mb/s，而車載以太網的通信速率可以達到1000 Mb/s以上。車載以太網的高速率可以適應智能汽車的通信要求，高傳輸速率對傳輸大量傳感器數據和中控數據幫助非常大，以太網芯片需求隨之增長，車載以太網逐漸成為車廠的共識。目前博通、美滿科技、瑞昱等國外大廠占據主要市場份額。

車聯網是未來確定性的發展方向，近年來中國車聯網市場保持30%的高速增長，滲透率逐步上升。隨著車聯網扶持政策的落地以及端、管、云相關技術的成熟，2030年實現智能網聯汽車在高速公路廣泛應用，在部分城市道路規?；瘧?。車聯網配套的數據服務和新商業模式也將創新落地。

國內汽車通訊的發展遵從“車-云通訊率先落地，車-路云通訊等待路側單元配套基建落地爆量”的路徑。目前主流的車云通訊需求主要由T BOX滿足，市場規模大且分散，尚未形成穩定格局。CV2X生態在構建中，從產業鏈的角度看，國內具備車聯網終端能力的廠商較多，但是具備自主研發生產CV2X基帶芯片的廠商僅華為、展銳、中興和宸芯四家，具備國產CV2X芯片能力的初創公司值得關注。

汽車傳感器種類繁多。在圖像傳感器上，汽車智能化推動汽車CIS市場規模迅速擴張。相比于手機CIS，汽車CIS追求更高的穩定性、安全性，擁有更高的技術壁壘、單價和更長的使用壽命，預計到2025年，車規級CIS仍有三倍的產能缺口。

近年來，激光雷達加速上車，預計2025年全球激光雷達市場規模將達到135億美元，在激光雷達的結構中，激光器和探測器是關鍵部件。激光器有EEL、VCSEL、光纖激光器三類主要方案，探測器的主流方案是APD，該方案具有低探測噪聲、中長測距的優勢。

毫米波雷達目前仍是汽車傳感器的一大熱點。隨著未來自動駕駛的要求更高，需要輸入的信息更多，4D毫米波成像會具有更大的需求和市場空間。

磁傳感器在汽車中的關鍵位置發揮巨大作用，目前芯片占據磁傳感器60%以上成本，供應商以國外廠商為主，仍有很大的國產替代空間。

MEMS傳感器在車內應用廣泛，IDM廠商擁有成熟的CMOS、MEMS工藝以及專業的測試設備，在芯片交貨和品控上更具優勢，是目前MEMS傳感器廠商的主流模式。

自動駕駛芯片是智能汽車的大腦，異構SoC會成為自動駕駛芯片架構主流。SoC芯片包括CPU、GPU、XPU及其他功能模塊，芯片廠商力爭不斷加強核心IP自研能力以提高競爭力。

智能座艙如今已成為消費者購車的重要考量，手機芯片廠商由于具有迭代速度快、AI性能強的優勢，快速主導智能座艙SoC芯片市場。

目前，國內的汽車MCU廠商市占率還非常低，全球車規級MCU芯片由海外廠商主導，市場存在巨大的國產替代空間。

汽車芯片相關標的，SoC如芯礪智能、愛芯元智、地平線都是頭部廠商，輝曦智能、歐冶半導體擁有業界領先的智能控制和駕駛的解決方案；激光雷達芯片中長瑞光電、映訊芯光發展迅速；信號鏈芯片中線易解決方案完備；電源管理芯片中凹凸科技積累深厚，先發優勢明顯；SiC中長飛先進、超芯星表現優異。

05

2023年展望

云岫資本對于2023年中國半導體投資有如下觀點：首先，AI硬件基礎設施和信創產業將培養出國產數據中心芯片巨頭，ChatGPT爆發帶動數據中心加速升級，推動高性能GPU、CPU、光模塊芯片、交換機芯片需求迅速攀升；第二，半導體設備/材料、模擬芯片等領域需要高端國產替代，美國對華半導體設備出口管制政策升級，為國產半導體設備/材料企業帶來重大挑戰和機遇；第三，智能汽車是中國半導體巨大供應鏈機遇，汽車智能化已成為新能源發展的必要趨勢，而芯片是汽車智能化的核心。

在新冠疫情、俄烏沖突、美元加息、下游市場分化、消費電子需求疲軟等綜合因素疊加下，2022年半導體行業進入下行周期，全球半導體市場遭受了嚴重的挑戰。然而，以智能手機為代表的下游通信市場和以PC為代表的下游計算機市場，需求均在一季度觸底，伴隨汽車電子、數據中心等場景的增量需求，半導體行業有望實現強勁反彈。經過22年的大幅回撤調整，目前半導體企業估值已進入底部區間，在市場逐漸恢復理性的過程中，最佳的半導體企業投資時點將會出現。

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審核編輯黃宇