总体来看,中国半导体市场体量更大,增长更快,但国产化率低,且中高端芯片高度依赖进口,多处于产业链中下游。美国半导体市场整体规模增长有限,但占据产业链上游并完整拥有半导体设计,设备的核心控制权,产业质量极高,综合实力将长期稳固于世界第一的位置。
2.半导体之集成电路行业产业结构
集成电路作为5G和AI发展之关键,结构复杂流程众多,国产化替代长路漫漫。
3.集成电路在一级市场和科创板的表现
从投资数量和规模来看,目前集成电路在国内资本市场出现全面开放的局面。从科创版试点注册到推进创业板试点注册制,为半导体等高科技企业IPO打开了大门,同时也积极支持国内企业并购重组。近两年,国内半导体并购案持续发生。
△集成电路在科创板的表现
AI芯片:头部效应显现,挖掘长期有效场景仍然扑朔迷离
1.CPU、FPGA、ASIC三大主流AI芯片对比分析
GPU为通用芯片,其灵活性高,成本高,功耗高计算能力强,产品成熟,效率低,编程难。主要玩家是英伟达,AMD,其中英伟达一家独大。
FPGA为半定制化芯片,其灵活性高,成本和功耗低于GPU,性能较高,功耗低,编程难。主要玩家有赛灵思,英特尔,Lattice,Microsemi,其中赛灵思市场份额超过50%,Intel占据40%。
ASIC为全定制化芯片,其灵活性低,成本低,平均性能稳定,功耗低,体积小,不可编程。主要玩家有Google、IBM高通、Intel、海思、寒武纪、地平线,整体市场分散,型号众多。
针对传统巨头产业能力不足,跨界巨头提供了丰富的落地场景,丰富云端推理和边缘推理的业务面,以及丰富的结构化数据资源。
针对跨界巨头的需求,传统巨头需要授权自主研发的代码,采用开源/半开源/BPO,融合人才队伍,注入产业因素。
针对传统巨头多元开发需求,初创公司需要寻求解决线性发展路径上的必经点,选择讲个人资产M&A,例如深鉴科技。
针对初创公司在某一技术点的挑战,传统巨头需要与跨界巨头融合,开源部分算法,例如平头哥开源基于RISC-V的DSP芯片;与初创公司就某一技术点展开合作,例如寒武纪在麒麟海思970上的合作。
3.2019投资情况——两极分化显现,强者恒强
AI芯片逐步进入布局中后场,融资金额两极分化明显,小型创业企业融资艰难,且技术方案涵盖较为单一,难以形成规模之势头,大型创业企业纷纷再次融资扩大资金池,在没有更好的战略方向的前提下储粮过冬,继续寻找AI芯片在市场的落地场景。
通用算法芯片,尤其是中央处理器,创业企业都不具备实际优势,但基于异构的专用芯片如若性能有突破性提升,有机会从某个成熟场景的应用中杀出重围,或被传统通用半导体厂商并购,实现产业整合。
专题篇——通信芯片:射频前端(滤波器+PA)如何带动5G发展
1.行业纵览——以5G+场景为基础的对应发展模式
5G通信芯片以移动互联网及物联网的发展,催生5G通信技术为出发点。相较于前几代移动通信技术,5G在标准、性能、网络架构、用户群体及产业链的发展速度方面均有很大不同。
目前3GPP(为移动通讯提供市场建议和统一意见的机构组织)分别从4G和5G两个角度,定义了NSA和SA两种组网方式。其组网最终达到的效果是超高可靠低时延应用场景的能力。
而ITU-R定义了eMBB,uRLLC和mMTC,以上三个为基础应用场景。任意工业,生产业(B端)与民用(C端)都涵盖在基础应用场景内。
目前对5G芯片应用较为广泛的领域主要有两个,一是明确应用场景的落地方式,可提供成熟软硬件下游的公司或团队,二是高质量的5G基站建设所用通信芯片。
3.通信芯片如何搭建和融合5G网络的移动互联网应用
5G射频前端市场,以滤波器为最大细分市场,主要由于SAW国产化替代和BAW滤波器的渗透导致,其余市场由PA构成。
5.SAW滤波器国内市场概况
国内的SAW滤波器刚刚起步,中低难度市场有初步参与,但高难度市场一片空白。
具体来说,以中低难度的BAND1,BAND2等低端滤波器为主,高难度市场未有涉及,高难度市场由日本村田,TDK和太阳诱电占据市场份额的85%,呈现寡头统治。
此外在高端滤波器领域,包括高频滤波器,双工器,多工器,以及共存滤波器等,国内市场迄今一片空白。
但超材信息独家研发的BAND40,是国内首家具备完整研发和生产能力的高端滤波器器件单品,有望突破国内该项产品国产化率为零的尴尬,并通过渠道逐渐渗透进入智能手机领域,逐步开展对进口SAW滤波器的国产化替代。
6.2019投资情况——手机端国产化替代机会初显,基站端进入价格战
射频器件的市场以手机射频市场为主,其他市场构成剩下的小部分,手机PA和手机SAW滤波器,是该市场最大的两个赛道。
目前基站Pa和基站滤波器市场基本进入红海,各方案价格战初显,技术门槛逐渐消失。
而国产滤波器收发芯片DPX,收的基础功率已达到世界领先水平,发的基础功率还未达标(大于29dbm),部分厂家已接近该数据,但均处于试验阶段,还未进入大规模一致性监测,双工器的国产化空白将长期存在。
2.汽车电子行业规模
根据中汽协数据,2018年中国汽车产量约为2352万辆。下游整车增速放缓,但基盘依旧庞大,为汽车电子行业规模提供了强有力的需求基础。
随着自动驾驶系统、信息娱乐与网联系统部件在车型上不断渗透,汽车电子成本占总整车成本比例提升,分车型来看,新能源汽车引领传统燃油车,豪华车优先中低端车,整体成本单元虽然没有本质性变化,但大规模汽车电子产业的工业发展趋势已不可逆转。
随着电子电器在汽车产业应用逐渐扩大,根据盖世汽车研究院,2017-2022年全球汽车电子市场规模将以6.7%的复合增速持续增长,预计至2022年全球市场规模可达2万亿,而国内市场规模接近万亿。
二、AUTOMOBILEMEMS(汽车微电系统)
1.MEMS基础概念
从车载MEMS的宏观市场形态来看,MEMS器件是ADAS实现自动控制的神经元,是刚需。
因为智能传感器直接向外界收集信息,通过MEMS在汽车各系统控制过程中进行信息的反馈,所以MEMS的性能和能耗比直接决定了该赛道企业的品质。
未来智能汽车和单车大约会采用25-40个MEMS传感器。单车MEMS传感器客单价在2000-20000元不等,整个MEMS传感器市场预计2021年将达到472.27亿规模。
同时,车载传感器的融合趋势将提升单车信息化水平。
传感器是汽车电子控制系统的信息来源,是车辆电子控制系统的基础关键部件。
传感器的三大基础构成中,敏感元件负责传感器中直接感受或响应测量,转换元件负责非电量转换为电参量,转换电路负责转换元件输出的电信号的处理、显示、记录和控制。
而传统微机电传感器和智能传感器两大重要组成中,传统传感器包括压力,位置,温度,加速度,角速度,流量,气体浓度和液位,智能传感器包括激光雷达,毫米波雷达,超声波雷达和摄像头。传统汽车传感器,主要运用于动力总成,车身控制和底盘系统,智能汽车传感器主要进行环境感志、规划决策,分析折返时间测算距离,完成驾驶决策输出。
在国产化替代方面,中游厂商进行传感器生产,中游环节国内厂商基于成本优势和自主车企的客户群优势,存在极大的成长机会。国内主要厂商如华工科技、保隆科技、东风科技等与比亚迪、东风日产、一汽等主机厂具有良好的合作关系。
二是车载传感器国内羸弱,需要部署追赶,从第一条产线开始布局。
中国半导体未来行业趋势:国家基金高举高打
1.宏观:国家集成电路大基金高举高打下的红色半导体战略
国家集成电路大基金从半导体设计,半导体制造,半导体封测和半导体装备四个战略点,实际出资超过1000亿元,支撑共和国半导体战略版图
3.一级市场微观:头部机构投资在半导体行业的战略布局
北极光创投主要关注以下四个方向:
- 显示驱动芯片及电路板卡研发商,支持包括LCD、LED、OLED在内的各种类型显示屏。并将它们应用到手机、平板、笔记本等设备上,行业方面,重点面向手机、笔记本电脑、电视、AR/VR等消费类电子市场。
- 关注实时三维成像声呐技术及相关产品研发商,垂直海洋中的实时三维成像声纳系统,核心传感器及硬件环节。
- 可穿戴芯片及物联网无线通信芯片设计、研发、制造和销售,具备不侵权,国产化替代的窄带,蜂窝IOT芯片方案。
- 提供高性能、单芯片解决方案,支持在手机、膝上型电脑、上网本电脑、便携式设备和消费电子产品和移动电视的软硬件耦合方案,即使在移动环境下也具有超凡的灵敏度和画面质量、超低的功耗和最高的集成度。
关注小饭桌公号,后台回复“半导体”获取凡卓资本《国内半导体行研报告》pdf版本。