【国联证券】电子行业2024年度投资策略:AI赋能硬件复苏,需求驱动创新加速.pdf

2023-12-22
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1. 2023 年度电子行业回顾


1.1 电子行业整体及细分板块行情


2023 年度(截至 2023 年 12 月 21 日)电子行业涨跌幅为 4.66%,在申万一级行 业中涨跌幅排名第 4,涨幅前三名的行业分别为传媒、通信、计算机,涨跌幅分别为 28.14%、23.96%、8.91%;涨跌幅后三名的行业分别为美容护理、电力设备、商贸零 售,涨跌幅分别为-33.51%、-30.68%、-30.21%。


电子行业细分板块多数上涨,涨跌幅排名前三位的板块分别为光学元件、集成电 路封测、消费电子零部件及组装,涨跌幅分别为 17.46%、16.25%、15.98%。涨跌幅 排名后三位的板块分别为分立器件、被动元件、半导体材料,涨跌幅分别为-28.65%、 -12.29%、-10.92%。


1.2 电子板块个股行情及估值


2023年度电子板块捷荣技术、佰维存储、寒武纪-U领涨,涨跌幅分别为348.98%、 328.21%、167.96%,三家公司的主营业务分别为精密结构件、存储器、人工智能芯片 设计。


2023 年度电子板块传艺科技、宏微科技、ST 美讯领跌,涨跌幅分别为-56.52%、 -53.95%、-51.14%,三家公司的主营业务分别为消费电子零部件+钠离子电池、功率 半导体、智能移动终端。2023 年底电子板块(申万电子行业指数)PE_TTM 为 37.93 倍,自 2022 年 4 月 底部(20.02 倍)以来估值水平反弹力度约 89%,处于近 5 年(2019-2023 年)的中 游偏上的位置。


2. AI 落地终端硬件有望带动换机需求


2.1 AI 手机引领行业成长新动能


全球智能手机销量预计连续两年下滑。根据 CounterPoint 统计的数据,全球智 能手机出货量在 2017 年之前处于上升通道中,2017 年销量最高达到 15.66 亿部,后 续则进入下降通道,预计 2023 年全年销量将同比下降 6.37%至 11.47 亿部。


中国智能手机市场 LTM 销量周期底部已长达 12 个月。从智能手机 LTM(过去 12 个月)销量来看,中国大陆市场最高在 2017 年 2 月达到 5.29 亿部,随后一路下滑, 在 2022 年 12 月降至 2.64 亿部,随后长达 12 个月内均在 2.6 亿附近窄幅震荡,2023 年 9 月重回 2.64 亿部。因此我们判断当前智能手机销量或已处于周期底部,随着明 年多款新机型发布,以及 AI 手机带来的用户体验提升,智能手机销量有望重回上升 周期。


折叠屏手机带来手机市场结构性增长机遇。根据 Counterpoint 数据,2023 年全球折叠屏智能手机出货量预计将达到 1670 万部,同比增长约 28%,渗透率达到 1.8%。 三星、华为、荣耀、小米等手机厂商积极布局折叠屏手机。华为、荣耀、OPPO 和 vivo 等手机厂商在 2023 年均推出新款折叠屏手机产品。考虑到折叠屏手机对显示面板的 柔性性能要求更高、对显示面板的面积需求增加数倍,OLED 面板在折叠屏手机的应 用有望迎来量价齐升。


国产手机厂商引领国内折叠屏手机市场。根据 IDC 统计数据,2023 年前三季度 中国折叠屏手机市场前 5 大厂商分别为华为、OPPO、三星、荣耀、vivo,除三星外均 为国产手机品牌,其中华为市占率高达 31.7%。


AI 手机引领行业成长新动能,高通骁龙 8 Gen3 首次在手机端支持多模态生成式 AI 大模型。和前代产品(骁龙 8Gen2)相比,骁龙 8 Gen3 的 CPU 性能提升 30%, 能效提升 20%;GPU 性能提升 25%、能效提升 25%;NPU 性能提升高达 98%,能效提升 40%。高通 AI 引擎实现了终端设备上世界首次支持运行 100 亿参数的模型,并且针 对 70 亿参数 LLM 每秒能够生成 20 个 token,支持多种 LLM 大语言模型。高通骁龙 8Gen3 将被华硕、荣耀、iQOO、魅族、蔚来、努比亚、一加、OPPO、realme、Redmi、 RedMagic、索尼、vivo、小米和中兴等全球多家 OEM 和智能手机品牌采用。


联发科天玑 9300AI 打造生成式 AI 强力引擎。天玑 9300 单核性能提升超过 15%, 多核性能提升超过 40%,多核功耗较上一代节省达 33%,采用联发科第 7 代 APU 架构 内建硬件级的生成式 AI 引擎,能够实现更快速且安全的边缘 AI 计算。与前代产品 相比,生成式 AI transformer 运算速度快 8 倍,整数和浮点运算速度翻倍,功耗较 前一代降低 45%,最高可支持 330 亿参数的 AI 大语言模型。 联发科帮助开发者快速部署 AI 大模型。同时,联发科提供完整的工具链,能够 协助开发者在端侧快速且高效地部署多模态生成式 AI 应用,为用户提供包括文字、 图像、音乐等在内的终端侧生成式 AI 创新体验。搭载天玑 9300 的 vivo x100 已于 2023 年 11 月 21 日正式发售。


高通展示的 9 项用户体验提升覆盖了拍照、录像、游戏、AI 助手等多个方面。 在多模态大模型运行效果方面,骁龙 8Gen3 平台下类似于 Stable Diffusion 等大模 型运行速度将加快,文生图只需要零点几秒,大大提升了用户体验。在游戏方面,骁 龙 8Gen3 支持虚幻引擎 5 中的 Lumen 全局照明和反射系统,让用户在复杂的游戏场 景中体验更多的照明、阴影和反射。


2.2 AI PC 有望驱动 PC 销量重回增长周期


PC 全球销量连续两个季度销量环比提升。2023 年 Q3 全球 PC 销量约为 6820 万 台,环比增长约 11%,同比下降约 8%,自 2023 年 Q1 以来连续两个季度环比回升。从 历史上来看,PC 销量呈现周期性波动的特征,2004-2011 年整体呈现上升趋势,2011- 2016 年呈现下降趋势,2016-2019 年呈现平稳态势。随着 PC 需求复苏以及 AI PC 可 能引发的换机潮,2024 年全球 PC 销量有望同比增长。


2023 年 12 月 14 日英特尔发布最新 AI PC 处理器。英特尔在 2023 年 9 月的 Innovation 2023 大会上宣布 AI PC 加速计划,微软 CEO 基辛格表示:“人工智能将 从根本上改变、重塑和重构 PC 体验——通过云和 PC 协同工作的力量释放个人生产 力和创造力。我们正在迎来 AI PC 的新时代。”2023 年 12 月 14 日,英特尔推出基于 Meteor Lake 架构的英特尔酷睿 Ultra 处理器,采用英特尔首款集成神经处理单元 (NPU),是第一个由 Foveros 封装技术实现的客户端 chiplet 设计,可在 PC 上实现 高能效的 AI 加速和本地推理。


AMD 在 2023 年 5 月正式发布锐龙 7040U 系列 CPU,内置锐龙 AI 引擎,提供先进 的个人 AI 助手、创新的 AI 应用,并且功耗较低。AMD 还与微软合作,打造自动取景、 眼神接触矫正、高级背景特效等 AI 技术服务。 高通在 2023 年 10 月的夏威夷峰会发布面向 PC 打造的骁龙 X Elite 平台,采用 业界领先的高通 AI 引擎和集成的高通六边形 NPU,为创意、视频会议、安全和生产 力助手提供变革性体验。骁龙 X Elite 支持在终端侧运行超过 130 亿参数的生成式 AI 模型,提供快达竞品 4.5 倍的 AI 处理速度。搭载骁龙 X Elite 的 PC 预计将于 2024 年中面市。


苹果在 2023 年 10 月 31 日发布了 M3、M3 Pro 和 M3 Max 三款芯片,均基于 3nm 工艺打造,采用全新图形处理器架构,引入增强型神经网络引擎。三款芯片的晶体管 数量分别达到 250/370/920 亿个。具体表现如下: ➢ MacBook Pro 将首次采用硬件加速光线追踪技术,图形渲染速度大幅提升, 最高达到前代产品(M1 Max)的 2.5 倍,光影效果更加真实。 ➢ 相比于前代 CPU 提速 80%,每秒运算次数超过 18 万亿次,强化的 16 核神经 网络引擎,为各种热门机器学习模型大提速。 ➢ MacBook Pro 拥有 Mac 迄今最持久的电池续航,最长可达 22 小时。 ➢ 数千款专门优化的 app,能充分释放 macOS 和 Apple 芯片的全部实力。M3 系 列芯片的加持,也带来更胜以往的性能提升。


联想率先定义 AI PC 产品。联想在 2023 年 10 月 24 日举办的“AI for All”第 九届联想创新科技大会上推出首款 AI PC,联想认为 AI PC 能够创建个性化的本地知 识库,通过模型压缩技术运行个人大模型,实现 AI 自然交互。AI PC 是为每个人量 身定制的全新智能生产力工具,将进一步提高生产力、简化工作流程,联想称之为个 人 AI 双胞胎(AI Twin)。 基于公共大模型、私域大模型、个人大模型,联想集团借助自身在新 IT 领域“端 -边-云-网-智”全栈智能布局的优势,与合作伙伴一起打造了混合 AI 新框架,为企 业和个人提供个性化需求响应。


一项来自联想集团对自身用户的大型调查显示,71%的消费者对 AI 在工作场景 的专业助手应用最为期待。AI 可以帮助工作者完成 PPT、文案、文书、Excel 表格等 日常工作的文档处理需求,大幅提升工作效率,并在学习、生活等多种场景下赋能用 户体验。


联想集团董事长兼 CEO 杨元庆认为前期 AI PC 将占到市场份额的 10%,未来 AI PC 将具备五大核心特质: ➢ 能够运行经过压缩和性能优化的个人大模型。 ➢ 具备更强的算力,能够支持包括 CPU、GPU、NPU 在内的异构计算。 ➢ 具备更大的存储,能够容纳更多个人全生命周期的数据并形成个人知识库,为个人大模型的学习、训练、推理、优化提供燃料。 ➢ 具备更顺畅的自然语言交互,甚至可以用语音、手势完成互动。 ➢ 具备更可靠的安全和隐私保护。


2.3 苹果 Vision Pro 标志 XR 产业进入新纪元


VR 全称 Virtual Reality,意为虚拟现实,借助计算机技术产生一个完全虚拟 的世界,使佩戴 VR 设备的用户产生身临其境的感觉。AR 全称 Augmented Reality, 意为增强现实,在现实世界真实场景的基础上,通过三维建模、投影等多种技术将信 息投射到现实中,起到对现实世界的“增强”效果。MR 全称 Mixed Reality,意为混 合现实,是 VR 和 AR 技术的结合,既有虚拟场景,也可以看到现实中的画面,用户甚 至可以调节现实感和沉浸感的比例。XR 全称 Extended Reality,意为扩展现实,包 含了 VR、AR、MR。 VR 头显是目前最主流的 XR 设备类型,经历过多轮周期性波动。根据 Wellsenn 数据,VR 头显全球销量最高在 2021 年达到 1029 万台,但随后逐年下滑,预计 2023 年将仅有 800 万台,同比下滑约 19%。但 Wellsenn 看好 VR 头显设备未来成长空间, 预计 2024 年市场销量达到 1200 万台,同比增速高达 50%;预测 2027 年销量有望达 到 4500 万台。


自收购 Oculus 之后,Meta 长期占据全球 VR 头显龙头地位。根据 CounterPoint 数据,2023 年 Q2 全球 XR(VR&AR)市场中 Meta 占据 50%的份额,其次是索尼和 Pico, 分别占据 28%和 9%的市场份额。而从中国市场来看,因为 Meta 的 Quest 系列产品并 未在中国大陆发售,所以 Pico 占据主导地位。根据 IDC 数据,2023 年上半年 Pico 市场份额达到 58.7%,索尼市场份额 11.7%,其余厂商市占率均在 10%以下。


AR 设备出货量较低,但逐年递增,2024 年有望保持高增速。根据 Wellsenn 的 数据,2023 年 Q2 全球 AR 头显销量约为 10.8 万台,环比和同比增速分别为 11%和 26%。Wellsenn 预计全年 AR 销量有望达到 56 万台,同比增长约 33%;预计 2024 年 销量 80 万台,同比增速约 43%。Wellsenn 还预计 2027 年全球 AR 头显销量有望达到 1000 万台。


从 AR 设备竞争格局来看,Xreal 处于全球领先地位,根据 IDC 相关报告,Xreal 在 2023 年前两个季度中全球市占率分别为 34.49%和 39.03%,位居全球第一。而从 2023 年上半年中国消费级 AR 眼镜线上平台销售情况来看,雷鸟、Xreal、Rokid、华 为、INMO 位居前五,市占率分别为 32.9%、22.9%、19.7%、11.0%、5.2%,合计占比 约 92%。


苹果 Vision Pro 有望引领 MR 产业迈上新台阶。2023 年 6 月 6 日,苹果在 WWDC2023 正式发布头戴显示器设备 Vision Pro,这是一款 AR 与 VR 技术融合的 MR 设备,苹果将其定义为空间计算设备。用户既可以沉浸式体验虚拟世界,也可以通过 外部传感器看到真实世界的场景。当用户需要和周围人交谈时,Vision Pro 的黑色 外壳会变得透明,让周围人看到用户的眼睛。 人机交互方面,与 VR 设备不同,Vision Pro 的用户无需使用手柄,Vision Pro 采用眼球追踪和手势追踪技术,用户可以通过手势、语音、视线等途径和设备完成交 互。


应用生态方面,一些开发者已经参与到 Vision Pro 的应用开发之中,苹果公开 了其中一些案例,比如:Complete HeartX 创造的互动式的 3D 心脏、JigSpace 让设计师可以同时审阅设计稿(比如 F1 赛车)、企业经营者可以利用 PTC 的 Stages 在正 式投产之前检查产线、可以在 Djay 购建的空间界面上混编音乐、SkyGuide 可以把用 户领入私人天文馆。除此以外,微软 Office 办公软件、Zoom 视频会议软件等应用也 可以在 Vision Pro 内直接使用。


苹果 Vision Pro 堪称革命性产品,有望引领消费电子终端进入空间计算时代, 引领 XR 产业迈入新纪元。展望 2024 年,除了苹果 Vision Pro 即将发售之外,三星、 Meta 等消费级电子终端全球龙头或将陆续发布新品。三星计划在 2024 年下半年公布 一款 XR 头显,然后在 2024 年推出。XR 芯片龙头公司高通继 2023 年 9 月推出骁龙 XR2 芯片之后,预计在 2024 年一季度将推出下一款 XR 芯片。 Meta 作为 VR 头显领域的全球龙头,旗下的 Oculus Quest 产品连续多年位居全 球销量榜首,占据大多数市场份额。而苹果推出 MR 设备之后,Meta 也将直面苹果的 强力竞争。2024 年预计 Meta 也将有较大变化,包括廉价版 Quest 3 Lite、通过腾 讯代理进入中国大陆市场、推出首款 AR 眼镜等等。


3. 半导体周期与创新


随着消费电子换机周期的到来,同时生成式 AI 应用有望为消费电子终端带来新 需求,AI 手机、AI PC、AI pin 等硬件产品将迎来快速成长期。围绕这些硬件产品, 上游半导体产品将迎来创新升级,包括主芯片 SOC 算力迭代,Dram/NAND/HBM 存储 容量增长,射频、CIS、通信、散热、先进封装等环节技术创新,同时也大大加快消 费电子换机周期。


3.1 射频模组化趋势,国内企业产品升级迭代


射频模组化成为长期发展趋势。进入 5G 时代,不仅滤波器的“价值密度”在提 升,射频前端中 PA、开关等“价值密度”也在提升,在手机轻薄化的有限空间内, 解决这个问题是当务之急。在此背景下,射频前端器件工艺的集成化和模组化成为一 大趋势,这样不仅可以降低体积,同时也能够提升性能,降低成本。常用的模组方案 包括 MMMB PA、DiFEM、L-FEM、FEMiD、L-PAMiF、L-PAMiD 等,目前已使用在高端智 能手机中,并不断向物联网、车联网等应用领域发展。


L-PAMiF、L-PAMiD 是价值量最大的模组。根据慧智微公告,2021 年典型 5G 手 机中 L-PAMiF、L-PAMiD 的价值量最大,分立方案中 L-PAMiF 价值量占射频前端总价 值量比重约为 31.3%,模组方案(高集成度方案)中 L-PAMiF、L-PAMiD 的价值量占 比分别为 22.6%、49%。


国内射频前端行业产品升级迭代。卓胜微提供射频开关、LNA、射频滤波器等 射频前端分立器件及模组产品。唯捷创芯是射频 PA 供应商,其射频前端平台化布局 逐步完善。飞骧科技专注射频前端芯片的研发、设计及销售,产品已覆盖多种通信标 准下的网络制式通信。慧智微为智能手机、物联网等领域提供射频前端的芯片,具备 全套射频前端芯片设计能力和集成化模组研发能力。


3.2 国产 CIS 厂商加速升级迭代


手机存量时代,摄像头规格升级维持增长。伴随着智能手机行业进入存量竞争时 代,手机功能创新成为手机厂商保持竞争力的关键因素。手机光学方面,摄像头专业 化需求促使手机厂商持续进行镜头功能的创新,镜头多摄、高像素、光学防抖、光学 变焦等成为镜头热门功能。受益于多摄像头方案的渗透率不断提升,单机搭载的摄像 头数量持续上升,直接带动 CIS 需求增加。根据 Frost&Sullivan 数据,2020 年全球 智能手机 CIS 出货量和销售额分别为 60.6 亿颗和 124.1 亿美元,预计 2025 年智能手机 CIS 出货量和销售额将分别达到 85 亿颗和 204 亿美元。


全球 CIS 市场国外厂商主导,国产厂商加速突破。全球 CIS 市场呈现头部龙头 垄断局面,根据华经产业研究院数据,以出货量口径计算,2020 年 CR5 供应商合计 占据 96%的市场份额,其中格科微以 20.4 亿颗位居全球第一;以销售额计算,2020 年索尼占有 39.1%的市场份额,CR5 为 83.3%。根据 Counterpoint 预测,2022 年全球 CIS 市场将达到 219 亿美元,索尼占有 39.1%的市场份额,其次是三星(24.9%)、豪 威科技(12.9%)、格科微(4.7%)、安森美(4.5%)、海力士(3.5%)、意法半导体(2.5%) 和思特威(2.3%),CR5 为 86.1%。


3.3 存储价格有望触底反弹


上游厂商根据景气度调节产能,存储行业周期性较为明显。从存储芯片历史 价格走势上看其周期性波动特征明显,主要因为存储芯片产品的通用性较高,导致各 厂商在行业景气度上行周期扩产增收、在景气度下行周期降价清理库存;同时存储芯 片的市场集中度较高,为了维持存储产品的市场份额,当一家厂商在景气度上行周期 扩产时,通常其他厂商也会跟随扩产,从而逐步造成产能过剩出现供过于求的市场情 况,导致存储芯片产品价格下跌,而行业处于产能收缩期时,由于相反的原因,最终 导致市场需求大于供给,存储芯片产品价格逐步上涨,形成周期性。 上游厂商供给侧明显放缓,存储大厂缩减资本开支。2022 年在市场压力下, 存储晶圆原厂三星、美光、SK 海力士,以及西部数据(WD)纷纷宣布 2023 年大幅度 削减资本开支甚至减产。


ChatGPT 打开 AI 服务器市场天花板,存储芯片有望量价齐升。根据美光的结 论,AI 服务器对 DRAM 的需求是普通服务器的 8 倍,对 NAND 的需求是普通服务器的 3 倍。根据 IDC 数据,全球 AI 服务器市场在 2025 年有望达到 318 亿美元,2021-2025 年 CAGR 约为 19%。考虑到 ChatGPT 带来的人工智能大变革,对 AI 服务器的需求或将 远超之前的预期,同时带动上游存储芯片的需求进入新的长期增长通道。


3.4 先进封装带动国产设备需求提升


More Than Moore 路线商业化前景更好。根据国际集成电路技术发展路线图的预 测,未来集成电路技术发展将集中在 2 个方向。一是继续遵循摩尔定律缩小晶体管 特征尺寸(More Moore);二是向多类型方向发展、拓展摩尔定律(More Than Moore), 即采用先进的封装技术。目前 IC 制造工艺已经实现 3nm 的商业化,受到良率、成本 等影响,2nm 及以下 IC 制造的商业化正在放缓;同时考虑到成本、技术实现等因素, More Than Moore 的路线受到更多关注,台积电、英特尔、三星等头部大厂将重点逐 渐转向封装工艺。


先进封装工艺是在原来传统封装工艺上更新或增加了部分工艺,对设备的要求 更高。更新工艺部分,对于传统工艺的性能标准在提升,例如背面减薄的翘曲度更平 整,晶圆切割的速度、精度更高等,几乎原有传统工艺都在进行升级,使用的设备也 在升级。如前所述,增加工艺部分主要是五大基本工艺:光刻、溅射、电镀工艺、光 刻胶去胶和金属刻蚀,其中需要用到的设备包括光刻机、PVD、CVD、电镀设备、涂胶 显影设备、去胶机、刻蚀机、CMP、临时键合与解键合设备等。


中国先进封装市场具有较大发展空间。从中国大陆本土封测企业的主要封测 技术来看,目前仍然以传统封装为主,先进封装仅布局了 Bumping、FC 等工艺,2.5D/3D 工艺的布局很少。对比全球市场,中国大陆对于先进封装的布局结构仍需改善。


4. 新时代人工智能开启算力需求新篇章


OpenAI 在 2018 年推出第一代 GPT 时,所采用的参数量为 1.17 亿个,此后 GPT 模型快速迭代,与之相对应的参数量也呈现指数增长,到 GPT3,参数量达 1750 亿, 相比于初代 GPT 增长了近 1500 倍,预训练数据量更是从 5GB 提升到了 45TB,数据量 增长了 9216 倍。2023 年 11 月 6 日,在 OpenAI 举办的首届开发者大会上推出了 GPT4 的新版本 Turbo,其成本更低、功能更强大。


OpenAI 推出的一系列新产品 Turbo、GPTS 等远超大家预期,但于当地时间 11 月 7 日至 8 日,ChatGPT 服务器间歇性出现大范围宕机情况,据 OpenAI 公告将本次事 件定义为“严重停机”。11 月 15 日,OpenAI 首席执行官 Sam altman 在平台上表示, 由于开发者大会后 ChatGPT 的使用量激增,超出了其现有算力承受能力,将暂停新的 ChatGPT Plus 注册,由此希望能够确保每个用户能有良好的产品体验。而这并不是 OpenAI 首次受制于算力瓶颈,2023 年初至 10 月,ChatGPT 已出现 6 次宕机事件、 API 亦出现 7 次宕机事件。我们认为,全球大模型的数量以及单个大模型所需要的算 力支持都在快速增长,这也是 AIGC 目前训练推理以及大范围推广的关键瓶颈,整个 算力需求无论是训练推理端还是边缘端都已开启新篇章。


4.1 推理训练端算力需求与日俱增


4.1.1 推理训练端算力芯片市场空间不断扩大


Al 芯片定义:从广义上讲,能运行 AI 算法的芯片都可以称为 AI 芯片,目前通用 的 CPU、GPU、FPGA、MLU、TPU 等都能运行 AI 算法,只是运行效率差异较大;狭义上 一般将 AI 芯片定义为“专门针对 AI 算法做了特殊加速设计的芯片”,例如谷歌 TPU、 寒武纪 MLU 等。 根据承担的任务不同,Al 芯片可以分为:用于构建神经网络模型的训练芯片,利 用神经网络模型进行推理预测的推理芯片。


训练,是指通过大数据训练出一个复杂的神经网络模型,即用大量标记过的数 据来“训练”相应的系统,使之可以适应特定的功能。训练需要极高的计算性能,需 要较高的精度,训练芯片需较大算力,一般在云端部署。在 Al 计算训练端(主要用在 云计算数据中心里),以英伟达为代表的 GPU 是目前的第一选择,但以谷歌 TPU、寒 武纪 MLU 为代表的通用 AI 芯片也如雨后春笋,逐渐替代 GPU 的应用场景。 推理,是指利用训练好的模型,使用新数据推理出各种结论。即借助现有神经网 络模型进行运算,利用新的输入数据来一次性获得正确结论的过程,在云端和终端均 有部署。Al 计算推理端,以谷歌 TPU、寒武纪 370 为代表的通用 AI 芯片,针对特定 算法深度优化和加速,将在确定性执行模型的应用需求中发挥作用:次优的 GPU 产品 也可以应用于推理端,FPGA 依靠灵活多变的通用性,再加上可编程性,适用于开发 周期较短的 AI 产品、传感器数据预处理工作以及小型开发试错升级迭代阶段等。


ChatGPT 应用场景的增加将持续拉动对算力方面的需求。训练算力端,根据 Lambda 官网数据,完成一次完整的 ChatGPT 训练总算力消耗约为 3640PF-days(即 以每秒一千万亿次计算,需运行 3640 个整日),英伟达 A100 单卡算力相当于 0.6PetaFLOP/s,理想情况下总共需要约 6000 张,在考虑互联损失的情况下,需要 1 万张 A100 作为算力基础,在 A100 芯片每张 10 万人民币的情况下,训练算力的硬件 投资规模达到 10 亿人民币。推理算力端,国内 BAT 也已经布局类 ChatGPT 产品,包 括百度的“文心一言”、阿里的“通义千问”,这类项目无论在早期训练和后续日常运 营均需要消耗大量的算力,未来对算力芯片的需求或将以指数级速度提升。


4.1.2 建议关注公司


海光信息:x86 架构与“类 CUDA”生态助力成为国内 CPU+DCU 龙头企业 国内 CPU+DCU 龙头企业,国产化替代带动业绩快速增长。海光信息成立于 2014 年,上市于 2022 年,是国内少数几家同时具备高端通用处理器(CPU)和协处理器(DCU) 研发能力的集成电路设计企业之一,始终专注于研发、设计和销售应用于服务器、工 作站等计算、存储设备中的高端处理器,建立了完善的高端处理器的研发环境和流程。 海光 CPU 兼容 x86 指令集,支持国内外主流操作系统、数据库、虚拟化平台或云计算 平台,能够有效兼容目前存在的数百万款基于 x86 指令集的系统软件和应用软件, 具有优异的生态系统优势。海光 DCU 兼容“类 CUDA”环境,软硬件生态丰富,主要面向 大数据处理、商业计算等计算密集型应用领域,以及人工智能、泛人工智能类运算加 速领域。


龙芯中科:独立自研架构,CPU 与 GPGPU 双重发力 公司坚持基于自主指令系统构建独立于 Wintel 体系和 AA 体系的开放信息技术 体系的 CPU 企业。龙芯中科成立于 2008 年,旨在依托“龙芯”十余年的自主研发技术, 致力于打造独立于 Wintel(Windows+Intel)和 AA(安卓+Arm)生态的自主生态体系, 将“龙芯”处理器研发成果产业化。2022 年 6 月 24 日,龙芯中科成功登陆科创板,截 至目前,公司已经成为一家拥有自主指令系统 LoongArch(龙架构)的通用处理器设 计公司,全面掌握 CPU 指令系统、处理器 IP 核、操作系统等计算机核心技术,打造 自主开放的软硬件生态和信息产业体系。公司主营业务为处理器及配套芯片的研制、 销售及服务,主要产品与服务包括处理器及配套芯片产品与基础软硬件解决方案等。 公司基于信息系统和工控系统两条主线开展产业生态建设,面向网络安全、办公 与业务信息化、工控及物联网等领域与合作伙伴保持全面的市场合作,合作厂商达到 数千家,下游开发人员达到数十万人,系列产品在电子政务、能源、交通、金融、电 信、教育等行业领域已获得广泛应用。


2021年公司推出3A5000性能逼近市场主流产品水平,2022年推出16核3C5000, 在芯片性能提升的基础上配套使用 7A2000 桥片,通过整体性价比的提高带动了产品 竞争力的提升,另外在服务器芯片的推广过程中提供包括双路、四路等不同解决方案。 在 11 月 28 日举行的 2023 龙芯产品发布暨用户大会上,公司正式发布新一代通用CPU 处理器龙芯 3A6000、打印机主控芯片龙芯 2P0500 等产品。全新龙芯 3A6000 处 理器采用龙芯自主指令系统龙架构(LoongArch),主频达到 2.5GHz,集成 4 个最新 研发的高性能 LA664 处理器核,全芯片 8 个逻辑核,支持多线程技术(SMT2),双通 道 DDR4-3200,通过设计优化大幅提升效率(成倍提高),以及完善对软硬协同的二 进制翻译的支持等。


在大会上公司还公布了新品 3C6000,GPGPU(通用图形处理器) 技术第二代自研图形处理器 LG200、高速互连产品龙链等信息。龙芯 3C6000 采用单 硅片 16 核 32 线程,通用处理性能成倍提升,内存采用 DDR4-3200×4,访存带宽比上 一代 3C5000 成倍提高,而通过优化设计硅面积减少了 15%~20%左右,成本降低,大 幅提升性价比。而 3C6000 通过龙链技术实现了片间高速互连;LG200 GPU 芯片则支 持图形加速、科学计算加速、AI 加速等功能;龙链则突破高速片间互连技术,对标 NVLink、CXL,破解 Chiplet 等关键核心技术,以及提高带宽效率等。


寒武纪:国内 AI 芯片龙头 寒武纪是国内 AI 芯片龙头,专注于人工智能芯片产品的研发与技术创新。公司 的主营业务是各类云服务器、边缘计算设备、终端设备中人工智能核心芯片的研发、 设计和销售,主要产品为云端智能芯片及加速卡、训练整机、边缘智能芯片及加速卡、 终端智能处理器 IP 以及上述产品的配套软件开发平台。目前,公司的主要产品线包 括云端产品线(云端智能芯片、加速卡及训练整机)、边缘产品线(在终端和云端之 间的设备上配备适度的计算能力)、IP 授权及软件(IP 授权和基础系统软件平台)。公司营收逐年稳健增长。


4.2 边缘端算力蓄势待发


4.2.1 边缘端市场空间前景广阔


随着消费级 AIoT 解决方案产品需求增加,消费级 AIoT 解决方案市场近年来有 望持续增长。根据中商产业研究院数据,2022 年全球消费级 AIoT 解决方案市场规模 为 1243 亿美元,同比增长 29.34%;预计 2023 年消费级 AIoT 解决方案市场规模将达 到 1582 亿美元。


全球智能家居行业目前整体市场渗透率不高,欧美是主流市场,拉美、东南亚国 家发展较快,非洲仍处于起步阶段。根据 Statista 统计数据,2022 年欧美国家智能 家居渗透率显著高于其他地区,渗透率超过 30%的主要为欧美国家,其中英国、美国 的渗透率均超过 40%,为全球渗透率最高的前两大国家,市场规模较大。中国市场因 起步晚于欧美发达国家,渗透率相对较低,约 15%。东南亚只有马来西亚、泰国和印 度尼西亚渗透率超 10%,约 13%。东南亚市场因消费者年龄结构整体呈现年轻化,预 计未来将有较大的市场潜力。非洲各国渗透率均没有超过 10%。


根据艺恩咨询发布的《2023 年全球智能家居市场报告》,目前智能家居产业是以 北美和欧洲占主导,欧洲市场相对更成熟,北美国家的增速较快。东南亚国家年轻人 占比较高,进而存在较高的潜在市场需求,非洲地区智能市场仍处于起步阶段。


2022 年智能家居市场以视频娱乐设备占主导,到 2026 年智能照明设备占比将 有较大幅度提升。根据 Statista 统计数据,2022 年智能家居市场以视频娱乐设备占 主导,占比为 33.9%,排名第二、第三、第四的分别为智能监控和安全、智能照明和 智能音箱,占比分别为 21.6%、10.8%和 13.3%。Statista 预计到 2026 年智能家居分 类排名仍将保持不变,智能照明设备占比将有较大幅度提升,从 2022 年的 10.8%提 升至 2026 年的 18%,视频娱乐设备和智能音箱占比将有所下降,家庭监控和安全基 本保持不变。


智能家居海内外市场协同发力,市场前景广阔。一方面随着消费群体的年轻化, 智能家居渗透率有望继续增长。另一方面,中国智能家居产品的出海步伐正在加快, 大量的优秀企业与产品,已经开始了海外市场的渗透。2022 年市场规模约为 6515.6 亿元,预计 2023 年我国智能家居市场规模可达 7157.1 亿元。我国智能家居出货量快速增长,预计到 2026 年将达到 5 亿台。2021 年我国智能 家居设备市场出货量超过 2.2 亿台,2022 年出货量约 2.6 亿台,预计到 2026 年预计 突破 5 亿台,期间 CAGR 为 17.8%。


4.2.2 建议关注公司


乐鑫科技:AIoT 放量在即,公司蓄势以待 全球 Wi-Fi MCU 龙头,创新软硬件产品不断向 AIoT 领域拓展。乐鑫科技成立于 2008 年,总部位于上海,公司通过 ESP8266 系列产品助力公司在 Wi-Fi MCU 领域成 为全球龙头,经过多年发展,公司不断在 AIoT 领域投入研发并取得多项软硬件成果, ESP32-P、ESP32、ESP32-S、ESP32-C、ESP32-H 等系列产品从高端至低端全面覆盖下 游不同层级需求,公司自研软件平台用户遍布全球,技术壁垒提升用户粘性。


硬件产品适用领域不断拓展。公司 2013 年推出适用于平板电脑和机顶盒的单 Wi-Fi 芯片 ESP8089,凭借较高的性价比在相关领域迅速打开市场。2014 年推出 ESP8266,凭借高性能、低价格与便利的开发环境促使公司在 Wi-Fi 芯片领域市占率 迅速提升。2016 年发布旗舰级产品 ESP32 芯片,该芯片新增了蓝牙和 AI 算法功能, 公司产品开始向 AIoT 领域发力。之后公司陆续推出 ESP32-S、ESP32-C、ESP32-H、 ESP32-P 等系列芯片,产品功能重心从“连接”扩展到“处理”,产品线从 Wi-Fi MCU 这 一细分领域扩展至更广泛的 Wireless SoC(无线通信 SoC)领域,研发是从 SoC 和无 线通信两方面技术进行拓展,涵盖包括 AI 智能语音、AI 图像识别、RISC-V MCU、WiFi 6、Bluetooth LE、Thread、Zigbee 等技术。


成熟软件生态构筑强大护城河。首先,公司在提供硬件产品的同时一并提供便于 开发者使用的 SDK(Software Development Kit,软件开发工具包),其中包括物联 网开发框架(ESP-IDF),Mesh 开发框架,音频开发框架,ESP8266_RTOS_SDK,ESP HomeKit SDK,ESP32 for Arduino,ESP-AT 等。公司持续更新优化相关开发框架, 在满足开发者多样化开发需求的同时降低客户的二次开发成本。其次,公司非常注重 打造芯片硬件、软件、客户业务应用以及开发者社区为一体的物联网生态系统。公司 建立了活跃的开发者社区,如 ESP32 论坛和 ESP8266 论坛等,在社区中提供的资源 包括相关产品程序设计书籍、视频、以及课程,并且公司每年都会举办乐鑫全球开发 者大会,供开发者进行学习交流。


全志科技:深耕 SoC 领域,AI 全面赋能多元化产品布局 全志科技成立于 2007 年,总部位于中国珠海,2015 年于深交所创业板上市。公 司属于集成电路设计行业,主营业务为智能应用处理器 SoC、高性能模拟器件和无线 互联芯片的研发与设计,公司产品满足消费、工业、车载领域的应用需求,广泛适用 于 AIoT、智能汽车电子、智能工业、智能解码显示和通用智能终端领域。 深耕 SoC 领域,多平台架构日趋完善。公司一直致力于集成电路设计行业。2009 年,公司发布了第一代电源管理芯片 AXP186,2011 年,发布了首款平板电脑处理器 芯片 A10,获得市场的广泛认可。2015 年,公司实现创业板上市,为了积极应对平板 电脑处理器芯片产品单一依赖性强的风险,公司提出了围绕 MANS 【多媒体 M(Multimedia)、模拟 A(Analog)、网络 N(Network)、服务 S(Service)】的发展战 略,以“SoC+”和“大视频”为核心,将业务范围拓展至智能车载、家庭娱乐产品以及智 能硬件产品处理器。2016 年,公司整合收购合肥东芯通信股份有限公司,填补在 LTE 基带通信技术上的空白,加速扩展在车联网、智能硬件、家用网络设备等业务领域的 产品应用空间。


为了提高交付能力和加快产品迭代速度,全志科技逐渐搭建起了以 SoC 为核心 的平台架构。在芯片设计层面,搭建了兼容不同核数、不同算力、不同应用需求的 SoC 设计技术平台;在系统设计层面,形成了信号和电源完整性、热设计、可制造性设计 的板级技术平台;在基础软件层面,具备了基于 RTOS、Linux、Android 三类操作系 统的软件设计技术平台;在应用层面,积累了面向不同应用领域的产品开发平台。


2017 年以来,公司通过 AI 全面赋能,以多年的技术突破与多元化产品矩阵为基 础,与多家行业标杆客户建立战略合作关系,并配合客户在算力、算法、产品、服务 等方面进行整合,聚焦 AI 语音、AI 视觉应用的完整链条,实现智能音箱、智能家电、 智能安防、智能座舱、智能工控等细分 AI 产品量产落地。目前公司产品系列包括: 智能硬件产品线 R 系列、专业视像应用 V 系列、OTT 家庭娱乐 H 系列、消费电子产品线 A 系列、多媒体解码显示 F 系列、智能汽车电子 T 系列、智能电源管理芯片 AXP 系列、无线通信产品 XR 系列和语言信号芯片 AC 系列。下游应用领域主要为 AIoT、 智能汽车电子、智能工业、智能解码显示和通用智能终端。


恒玄科技:以智能音频 SoC 为基本盘,向 AIOT 主控芯片领导者转变 公司成立于 2015 年,主要从事智能音频 SoC 芯片的研发,设计与销售,为客户 提供 AIoT 场景下具有语音交互能力的边缘智能主控平台芯片,产品广泛应用于智能 蓝牙耳机,Type-C 耳机,智能音箱等智能终端产品。公司致力于成为全球最具创新 力的芯片设计公司,以前瞻的研发及专利布局,持续的技术积累,快速的产品迭代, 灵活的客户服务,不断推出领先优势的产品及解决方案,目标成为 AIoT 主控平台芯 片的领导者。


5. 设备国产化加速,材料周期触底


5.1 设备:头部 Fab 有望开启扩产


中国大陆市场增速高于全球,占比有望维持在 30%左右。根据 SEMI 数据,2016- 2022 年全球半导体设备销售额从 412 亿美元增至 1060 亿美元,期间 CAGR 为 17.04%; 同期中国大陆半导体设备销售额从 64.6 亿美元增至 282.7 亿美元,期间 CAGR 为 27.89%。从中国大陆销售额占全球比重来看,2016-2022 年占比从 16%增至 27%,其 中 2021 年占比达到 29%,未来中国大陆仍然是全球晶圆厂扩产的重地,我们预计中 国大陆半导体设备销售额占比有望持续维持在 30%左右。 2023 年全球市场继续承压,24 年有望迎拐点。根据 SEMI 数据,受周期下行、 晶圆厂缩减资本开支影响,预计 2023 年全球半导体设备销售额下滑 19%至 874 亿美 元,而 2024 年行业复苏,销售额同比增长 14.4%至 1000 亿美元。


受限于美国制裁中国市场先进制程晶圆厂建厂节奏放缓,但成熟制程晶圆厂扩 产加码,TRACK 设备有望受益。2022 年以来,美国持续加大对中国半导体发展的限 制,2022 年 10 月 7 日美国 BIS 发布了关于长鑫、长存晶圆厂的设备采购限制,延缓 了国内存储晶圆厂在 17nm Dram 和 232 层 Nand 的扩产。中美贸易摩擦的升级,延缓 了国内先进制程的发展,但对成熟制程 28nm 逻辑 IC、19nmDram 以及 128 层 Nand 的 扩产影响有限。从国内主要晶圆厂产能规划来看,预计 2025 年以前或将投资约 484 亿美元扩充晶圆产能,其中设备支出约为 380 亿美元,国产设备迎来进一步发展的 机遇。


大基金增持晶圆代工环节,Fab 扩产有望开启。今年以来,国家大基金陆续对国 内晶圆制造厂(Fab)加大投资力度,其中对长江存储、长鑫存储的投资额均超过 100 亿元以上。我们认为,国家大基金的投资有望加快国产 Fab 建设,建议关注受益扩产 的设备/零部件企业:中微公司/拓荆科技/芯源微/富创精密/新莱应材等。


5.2 材料:周期底部区域布局正当时


中国大陆市场规模增速高于全球。根据 SEMI 数据,全球半导体材料市场规模从 2016 年的 428.2 亿美元增至 2022 年的 726.9 亿美元,期间 CAGR 为 9.2%;同期中国 大陆半导体材料市场规模从 68 亿美元增至 129.7 亿美元,期间 CAGR 为 11.4%。从不 同区域来看,中国台湾、中国大陆、韩国三个地区的半导体材料市场规模居前,2022 年分别占比 28%、18%、18%。


2024 年迎来周期反弹,有望持续至 2026 年。受半导体需求的持续疲软和宏观经 济状况影响,2023 年全球硅晶圆出货量预计将下降 14%,从 2022 年 14565 百万平方 英寸降至 12512 百万平方英寸,随着晶圆和半导体需求的恢复和库存水平的正常化, 全球硅晶圆出货量将有望在 2024 年反弹。随着人工智能(AI)、高性能计算(HPC)、 5G、汽车和工业应用推动着硅需求的增加,从 2024 年开始的反弹势头预计将持续到 2026 年,晶圆出货量将创下新高。半导体行业景气有望触底反弹,建议关注掩膜版、 硅片、抛光材料相关标的:路维光电、鼎龙股份、沪硅产业、安集科技、立昂微。


抛光材料迎来反弹,盈利能力有望回升。抛光材料企业鼎龙股份、安集科技或已 于第二季度迎来恢复,第三季度营收分别同比增长 10.93%、11.32%。从盈利能力来 看,鼎龙股份、安集科技第三季度毛利率均有所回升,分别达到 38.94%、57.74%。


国产 ArF 胶 24 年有望进入收获期。国内多款光刻胶处于验证过程中,部分产品 形成销售,未来有望规模起量。南大光电、华懋科技的 ArF 胶已逐步导入产线量产, 2022 年以来华懋科技形成销售的 ArF,KrF,I-line 产品分别有 5、15、14 款,南大 光电目前已有两款胶通过客户验证、多款胶正在验证过程中。KrF 光刻胶方面,彤程 新材、华懋科技的 KrF 光刻胶已经实现量产。


6. 智能驾驶和 800V 平台加速落地


6.1 激光雷达或迎来规模放量拐点


6.1.1 国产激光雷达快速起量


纯视觉路线或迎来发展瓶颈,多传感器融合方案有望成为当前较优选择。在智 能汽车视觉技术发展路径上,特斯拉全新 FSD 方案加装 4D 毫米波雷达,使用 4D 毫 米波雷达主要为增强自动驾驶的感知能力。纯视觉方案与多传感器融合方案最大不 同在于感知能力上的差异,我们认为纯视觉头部企业加装 4D 毫米波雷达,或许意味着纯视觉方案的发展或遇到瓶颈,而多传感器融合方案有望成为当前较优选择。


车载激光雷达被认为是 L3 级以上自动驾驶必备传感器。安全冗余是智能驾驶需 要考虑关键要素,含激光雷达的多传感器融合方案是智能驾驶提速的安全保障,随汽 车自动化水平的提升,单车激光雷达搭载数量将不断增加,L3、L4 和 L5 级别自动驾 驶或分别需要平均搭载 1 颗、2-3 颗和 4-6 颗激光雷达。


国产激光雷达企业发展迅速,23 年有望引领乘用车市场。2022-2028 年全球车 用激光雷达市场规模预计将从 3.17 亿美元增长至 44.77 亿美元,期间 CAGR 为 55%。 其中乘用车市场增长潜力更佳,2022-2028 年间乘用车的 CAGR 为 69%,而同期无人驾驶出租车的年均复合增长率为 25%。从竞争格局来看,国内企业禾赛科技、速腾聚 创发展迅速,2022 车载激光雷达市场份额分别为 23%、14%;同时根据 Yole 预计 2023 年禾赛科技和速腾聚创预期将引领乘用车激光雷达市场,在其中分列冠亚军。


6.1.2 重视产业链上游投资机会


激光雷达落地车型数量迎来快速增长。蔚小理是国内激光雷达上车的积极推动 者,陆续落地多款车型,如蔚来 ET5、ET7、ES7、ES8、ES6;理想 L9、L8 和小鹏 P5、 G9、G6 等。根据佐思汽研,2023 年国内有 20+款新车型搭载激光雷达上市;2024 年 以后,宝马、奔驰、沃尔沃等外资品牌也将加入到激光雷达上车潮中。


乘用车应用快速增长,五巨头领衔国内激光雷达市场。根据佐思汽研统计,2023年 1-7 月,国内乘用车前装标配激光雷达 20.2 万台,同比增长 523.3%,预计全年超 过 35 万台;预计未来 2-3 年,国内激光雷达仍将保持波动上升态势,到 2025 年安 装量有望突破 60 万台。国内乘用车前装市场 TOP5 激光雷达企业均来自本土,其中 禾赛位居榜首,市占率在 45%以上;其次是图达通,主要服务蔚来系车型,市占率达 到 25.0%。此外,速腾聚创、大疆览沃、华为、北醒、万集科技等也在激光雷达市场 拥有一定份额。


激光雷达规模起量,重视上游产业链相关企业。车载激光雷达产业链包括发射模 块、接收模块、扫描模块以及信息处理(控制模块)。上游产业链以欧美日大厂商为 主,国外领先厂商布局较早,产品成熟度和可靠性更高,而国内厂商起步较晚,产业 规模和产品性能仍有较大提升空间。车载激光雷达处于规模起量阶段,建议关注产业 链相关标的:长光华芯、炬光科技、永新光学等。


6.2 800V 渗透率提升打开 SiC 市场空间


800V 平台提升快充速度,逐渐成为新车标配。续航能力和充电效率一直是电动汽车的一大痛点,从 400V 电压平台升级至 800V 平台是一条行之有效的路径。800V 电气架构具有提升快充速度、降低车辆能耗等优势,但同时也会有车辆成本增加、充 电速度对充电桩依赖较大等局限性。以小鹏汽车为例,800V 平台的小鹏 G9(3C 版)最高功率达到 300KW,显著高于 小鹏 P7(400V)。在不同功率充电桩下的充电效率也有不同程度的提升,800V 的优化 效果尤其在大功率充电桩下更加明显,480KW 充电时间仅需 20 分钟,相比小鹏 P7 的 29 分钟缩短了约 31%。


800V 平台普及提升 SiC 市场空间。相比硅基功率器件,SiC 器件具有更优异的 性能,随着渗透率的提升,整个 SiC 市场有望快速扩张。根据 Wolfspeed 和 Yole 的 统计预测,2027 年全球汽车领域 SiC 市场规模有望达到约 50 亿美元,2022-2027 年 CAGR 高达 36%。从 SiC 器件的竞争格局来看,模块市场中英飞凌一马当先,2022 年占据 31%的 份额,ST、安森美分别位居二三位,分别占据 16%、14%的市场份额。SiC 单管市场龙 头为 ST,市占率达到 46%,Wolfspeed 和罗姆分列二三位,市占率分别为 16%、10%。


800V 成为诸多新车型标配,SiC 有望迎来放量增长期。根据充换电研究院整理 的 2023 年 10 月后发布的车型来看,诸多车型已经采用 800V 电压平台,支持快充, 续航能力得到大大提升。随着相关车型在 2024 年逐步量产,SiC 市场需求有望进一 步提升,相关产业链公司有望受益。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)


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