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AI+电子行业市场分析

格局一:AI大格局,科技浪潮奇点时刻

(-)量:ChatGPT开启AI奇点,AI服务器需求大幅提升

2023年3月中旬,随着OPENAI发布GPT4.0,微软把GPT4.0应

用于office办公系列,科技巨头引领大模型技术迭代和应用超预期。

全球大模型和AIGC产业链公司争先恐后加入AI浪潮,迎来奇点时

刻。

AIGC产业链大致可以分为三层,应用层、模型层和基础设施层。其

中应用层为训练好的模型应用于网络平台/数据中心或边缘端,即为

模型的推理过程;模型层为开源预训练模型的训练过程或非开源预训

练模型的API调用,即模型的训练过程;基础设施层则分为两部分,

一部分是是开放式云平台,另一部分则是用于LLM训练与部署的计

算、存储、连接芯片等硬件。

大模型的训练和推理对算力需求庞大。(1)训练是指生成一个大模

型的过程;(2)推理是指将搭建好的模型于实际应用中使用。由于

训练和推理过程其特点有所不同,在此我们分别对AI大模型在训练

阶段和推理阶段的算力需求进行测算:

(1)AI大模型在训练阶段算力需求测算

我们以参考NVIDIA发表的文章

^EfficientLarge-ScaleLanguageModelTrainingonGPUCIustersUsi

ngMegatron-LM»中对不同参数GPT模型算力需求的计算方法及

NVIDIAA100在模型训练过程的参数,对以GPT-3.5175B为代表的

大模型的训练算力需求进行测算,测算主要基于以下关键假设:①考

虑到大模型训练的时间要求,假设模型单次训练时间为30天,即每

年可进行约12次训练;②训练阶段每个A100吞吐效率为48%o此

外,我们假设每台AI服务器均配有8张A100。由此测算,单个

GPT-3.5175B参数量AI大模型训练而新增的NVIDIAA100需求空间

为1080个,新增的AI服务器需求为135台。

表1:GPT35175B训练算力需求测算

指标/“1败值

A100FP16TensorCore(TFLOPS)312

吞吐量(TFLOPS)150

模型枭盘量(8)175

调练Token敦量(B)300

单次训练时间(天)30

训练所寄A100数量(个)1080

讯练所高AI总务M数量(台)135

考虑到各大互联网巨头正在/计划训练的模型参数量仍在持续增加;

同时越来越多的互联网公司加入大模型训练的阵营;我们基于以下关

键假设,对用于大模型训练的NVIDIAA100.AI服务器的需求做关于

模型参数、模型训练个数的敏感型分析。①假设模型单次训练时间为

30天;②假设训练阶段每个A100吞吐效率为48~52%。

(2)AI大模型在推理阶段算力需求测算。

目前,以GPT为代表的大语言AI模型在文字推理/生成领域的应用

加速落地;此外,基于GPT的midjourney展现出较强的图片创作能

力,Adobe也发布了可生成图片、视频、声音等内容的模型Firefly,

Al模型在多媒体领域的推理/生成应用也在快速发展。考虑到AI模型

在文字生成领域应用落地进展较快,我们对这一部分推理算力需求进

行测算,基于以下关键假设:①参考谷歌月均搜索次数,假设一个谷

歌级应用每日的搜索次数为30亿次;并假设30亿次问答在每日24

小时中均匀分布;②假设单次问答总字数为1850字。由此测算,单

个应用GPT-3.5175B模型的谷歌级文字推理应用新增的

NVIDIAA100需求空间为72万个,新增的AI服务器需求为9万台。

AIGC大幅提升HPC算力需求,推动AI服务器增长。AIGC大模型

的训练和推理需要大量的高性能计算(HPC)算力支持,对AI服务

器需求提升。据Trendforce数据,预估2022年搭载GPGPU的AI

服务器年出货量占整体服务器比重近1%,即约14万台。预计2023

年出货量年成长可达8%,2022~2026年CAGR达10.8%。根据上

文对训练&推理算力需求测算,并以TrendForce数据预估2022年搭

载GPGPU的AI服务器出货量14万台为基数,测算训练侧与推理

侧AI服务器需求对服务器出货量的拉动。100个175B训练模型对

AI服务器出货量的拉动为9.6%,10个使用GPT-3.5175B模型的谷

歌级推理应用对全球AI服务器出货量的拉动为643%o

(二)价:AI服务器ASP提升显著,“算连存”深度受益

AI服务器单价是普通服务器的10倍以上,算、连、存增量显著vAI

服务器内部除了2颗CPU外,一般还要配备4/8颗GPGPU以及一

系列的相关配套芯片,AI训练服务器因为其对算力需求更高,单机

价格较普通服务器将有较大的提升,通用服务器价格一般为几千美金

/台,而主流AI服务器价格多在10-15万美金/台。以英伟达DGXH100

的综合技术创新可以将大型语言模型的速度提高30倍,从而提供业

界领先的对话式AI功能。具体到性能参数,同为SXM外形规格的

H100/A100,半精度浮点算力(FP16tensorcore)分别为

989.4/312TFLOPS,互连带宽分别为900/600GB/S。

英伟达GH200性能进一步提升。2023年Computex2023大会上,

英伟达发布基于GraceHopperSuperchip的用于运行AIGC的大内

存超级计算机DGXGH200oNVIDIA最新的Grace“Hopped架构将

72核GraceCPU、HopperGPU、96GBHBM3和480GBLPDDR5X

集成在同一封装中。在HPC、AI等应用场景中,相较于传统的

X86CPU+GPU的解决方案,GraceHopperSuperchip能提供更高的

效率。

GPU龙二厂商AMD积极布局。AMD于2018年开始,积极推出并

持续迭代面向高性能计算和人工智能工作负载的Ml系列加速器。

2023年6月,AMD正式发布最新一代AI加速器——MI300系列。

其中,Ml300A性能与MI250相比提高八倍,效率提高五倍。MI300X

为针对LLM大语言模型推的升级版,内部为纯GPU架构,并拥有更

大的HBM密度,意味着单个MI300X便可运行一个参数高达800亿

的模型。

本土AI芯片厂商加速追赶。从技术架构来看,AI芯片主要分为GPU、

FPGA、ASIC三大类。国内AI芯片厂商中,华为、阿里和寒武纪为

ASIC技术架构,百度昆仑芯为FPGA技术架构,海光信息、景嘉微、

摩尔线程、沐曦、燧原科技、壁仞科技、天数智芯则采用GPU技术

架构。目前各家产品参数与英伟达A100/H100相比,仍有差距,但

在英伟达等高端AI芯片出口受限的背景下,国产AI芯片企业获取了

难得的发展机遇,随着本土下游AI需求的不断拉动,国产AI芯片厂

商加速追赶。

(2)ODM厂商重要性凸显,工业富联深度绑定英伟达构筑竞争壁

服务器ODM厂商重要性日益凸显。英伟达于2017年启动全球顶尖

ODM伙伴合作计划,与包括鸿海(富士康)在内的中国台湾服务器

设计生产大厂成为合作伙伴。通过HGX合作伙伴计划,英伟达为所

有ODM厂商提供HGX参考架构、GPU运算技术以及设计准则等资

源。ODM厂商利用HGX作为切入点,能与英伟达加快设计合作,

并针对超大规模数据中心推出各种类型的认证GPU加速系统。并与

英伟达工程师密切合作,协助缩短从设计到产品部署上市的进程。

图10:2021年服务器市场份额

•DellInc•MFC/NewH3CCroup•ln»pur/ln»purFow«rSyMtms

•Lenovo•IBM•Cisco

•Huaw«i■HFt•Or«l«

•Fuiittu•OOMDtrvct•Other

工业富联深度绑定英伟达构筑竞争壁垒。工业富联与英伟达合作多年,

2017年工业富联旗下鸿佰科技与英伟达和微软共同发布第一代应用

于人工智能深度学习的HGX-1系统。在此之后,工业富联随英伟达

GPU产品升级,陆续推出HGX3/HGX4系列产品。工业富联深度参

与英伟达H100服务器的生产制造,2023年台北国际电脑展上英伟

达CEO黄仁勋播放了于工业富联拍摄的H100自动化产线视频。

2.连接:集群带来光模块高弹性,接口芯片和PCB量价齐升

(1)光模块/光芯片:DGX服务器集群架构升级带来高弹性

DGX服务器集群架构升级带来光模块/光芯片需求量的高弹性。大模

型需要大量的GPU进行训练或推理,为了使数百甚至上千个GPU

组成的计算单元能够有效发挥其效率,需要使用低延迟、高带宽的网

络连接各服务器节点,满足服务器/GPU间计算、读取存储数据的互

联通信需求。光模块/光芯片是实现服务器间高速互联的核心部件,

伴随服务器/集群架构的迭代升级,高速光模块/光芯片的需求显著增

长。DGXA100服务器集群中单颗A100对应约7颗200G光模块需

求。仅考虑服务器集群中计算网络和存储网络的互联需求,在140

台DGXA100服务器组成的集群中,计算网络使用三层网络架构(包

含三层交换机:Leaf.Spine,Core),存储网络则使用双层网络架

构;经测算,计算网络中单颗A100对应6颗200G光模块需求,存

储网络中单颗A100对应1.2颗200G光模块需求,合计单颗A100

对应7.2颗200G光模块需求,对应约28颗50G光芯片需求。

DGXH100服务器集群中单颗H100对应约1.5颗800G光模块+2颗

400G光模块需求。在DGXH100服务器集群的计算网络中,服务器、

交换机均配有800G光模块端口,显著拉动了对800G光模块的需求。

在128台DGXH100服务器组成的集群中,计算网络、存储网络均

采用双层网络架构,单颗H100对应1.5颗800G光模块+2.25颗

400G光模块,对应约20颗100G光芯片需求。如果集群中服务器

数量增加,计算网络需要使用三层网络架构,则单颗H100对应800G

光模块需求会增加至2.5颗。DGXGH200使用NVLink高速互联多

达256颗GPU,走光模块需求大幅增加。不同于传统集群架构使用

IB网络连接服务器,NVIDIA最新发布的DGXGH200使用带宽高达

900GB/S的NVLink网络连接多达256颗GPU(等效32台服务器);

DGXGH200使用了双层NVSwitch的网络架构,假设GPU和一层

NVSwitch间使用铜互联、一层NVSwitch和二层NVSwitch之间使

用光模块互联,则单颗GPU对应9颗800G光模块需求。NVIDIA

计划今年发布由4个DGXGH200构成的超级计算机NVIDIAHelios,

DGXGH200内部仍使用NVLink网络互联,4个DGXGH200间使用

IB网络互联,这会进一步增加对光模块需求。

(2)高速接口芯片:PCIeRetimer需求增长

PCIeRetimer用于高速信号恢复。人工智能、云计算、大数据的快速

发展推动服务器对数据传输的速度越来越高,PCIe协议传输速率也

快速提升,但主板物理尺寸延展空间有限,信号损耗问题愈发严重。

PCIeRetimer芯片主要用于信号恢复,已较多应用于AI服务器、SSD

扩展卡、Riser卡等典型应用场景。

图14:Retimer在Al服务器中的配置数量可达8颗

Acc«t«rato<B«MBoard(OAB)

Mtdplan*InterconMctorCable

根据AsteraLabs的方案,一台8卡GPU的AI服务器需要8颗

PCIe4.0Retimer芯片,同时Retimer芯片可在通用服务器中

NVMeSSD,NIC,Riser卡等多个场景中使用。随着PCIe5.0的渗

透提升,通用服务器的主板上还可在距离CPU较远的Endpoint间使

用PCIeRetimer。在对PCIeRetimer芯片市场规模进行测算过程中,

我们按照单通用服务器约装配1-2颗PCIeRetimer芯片,

PCIe4.0Retimer约24美元,PCIe5.0Retimer芯片约48.5美元为基

础,预计至2026年,市场规模有望增长至7.27亿美元。

(3)PCB:单机量价齐升

AI服务器PCB单机量价齐升。AI服务器PCB板价值量提升主要来

自三方面:(1)PCB板面积增加。AI服务器中除了搭载CPU的主

板外,增配的4至8颗GPGPU需要分别封装在GPU模块板,并集

成到一块主板上,PCB面积大幅增加。(2)PCB板层数增加。AI

服务器相对于传统服务器具有高传输速率、高内存带宽、硬件架构复

杂等特征,需要更复杂的走线,因而需要漕加PCB层数以加强阻抗

控制等性能。(3)PCB用CCL材料标准更高。AI服务器用PCB需

要更高的传输速率、更高散热需求、更低损耗等特性,CCL需要具

备高速高频低损耗等特质,因此CCL材料等级需要提升,材料的配

方以及制作工艺复杂度攀升。服务器用PCB市场规模高速增长。根

据沪电股份2021年年报数据,服务器与数据存储领域PCB市场规

模预计在2026年达到126亿美元,2020年到2026年CAGR为

13.5%,高于同期PCB市场整体增速7.7%。

3.存储芯片:HBM成高端GPU标配,CoWoS助力HBM与GPU

间高速互连

(1)HBM成高端GPU标配

GPU显存分为GDDR和HBM两种方案。GPU芯片周围一般需要配

备高容量的显存,传统的方案为GDDR,而用于AIGC的高端GPU

则采用HBM方案。HBM方案由多个芯片垂直堆叠而成,每个芯片

上都有多个内存通道,可以在很小的物理空间内实现高容量和高带宽

的内存,有更多的带宽和更少的物理接口,并拥有更低的功耗和低延

迟,但相对而言,成本更高。HBM堆栈没有以外部互连线的方式与

计算芯片连接,而是通过中间介质层紧凑连接。以HBM2方案为例,

相对于GDDR5,HBM2节省了94%的芯片面积。从带宽角度看,一

个HBM2堆栈封装的带宽就是307Gbyte/s,远高于GDDR5的带宽。

HBM已经成为了高端GPU的标配。海力士、三星美光等厂商紧跟

HBM趋势,己发布多款产品。英伟达历代主流训练GPU基本都配置

HBM,如H100采用了6颗HBM3,从2017年发布的V100起,一

直配置最新的HBM技术,如A100使用了HBM2E,H100使用了

SK海力士的HBM3。随着GPU的升级,每颗GPU所搭配HBM的

容量、代际也随着GPU的升级而提升。体现在单颗GPU需要配置

的HBM的Die层数增加,Stack个数增力口,单机价值量提升显著。

(2)2.5DCoWos封装,助力HBM与GPU高速互联

CoWoS-S是目前HBM与GPU之间封装的主流方案。在过去十年间,

CoWoS-S技术已经迭代了五代,在中介层尺寸、晶体管数量、存储

容量和电源完整性/信号完整性等方面都有了长足的进步。英伟达的

P100、V100、A1OO.GraceHopper等数据中心芯片均使用CoWoS-S

实现HBM与GPU的封装。除此之外,CoWoS-S还广泛用于

Broadcom>GoogleTPU、AmazonTrainium^NECAurora^

FujitsuA64FX、AMDVega、XillinxFPGA>IntelSpringCrest^

HabanaLabsGaudi,以及一些初创公司的Al芯片等。Al芯片执行训

练和推理任务需要在内存和处理器之间传输大量数据,CoWoS-S的

高带宽优势对于AI芯片性能的提升格外显著。即使目前CoWoSS的

成本很高,但仍然是主流厂商高性能AI处理器的首选方案。

CoWoS技术未来可期。据Digitimes报道,台积电预测2023年对先

进封装和测试的需求可能略弱于2022年,今年该细分市场在公司整

体销售额中的份额将达到6%—7%,略低于去年的7%。但预计未来

五年,先进封装和测试领域的增长将高于平均水平cCoWoS的变种,

包括CoWoS-S、C0W0S-R和CoWoS-L,均已得到台积电顶级客户

的认可。除了AhPC应用外,CoWoS-S还渗透到高端网络芯片领

域。CoWoSL可以满足未来对更高计算性能和更多HBM集成的需求。

图19「CoWoS封装HBM示意图

1

WE

(3)传统存储用量提升显著

AI服务器存储单机用量提升显著。根据美光预计,AI服务器的存储

配置中DRAM容量可达通用服务器的8倍,NAND容量可达3倍。

以DRAM为例,除了新增HBM,DDR模组容量和价值量也有望提

升,尤其是AI服务器更倾向于升级为DDR5等高性能和高密度模组。

4.其他产品:多相电源供电方案增量显著

多相电源产品在AI服务器中单机价值增量显著。多相控制器+DrMOS

组成的多相电源解决方案是GPU的主流供电形式。我们对8卡AI

服务器的多相电源解决方案产品新增需求进行测算,A100/H100需

要16相电源解决方案(1颗多相控制器+16颗大电流DrMOS的配

置),则该AI服务器相较于普通服务器增加了8颗多相控制器、128

颗大电流DrMOS需求,参考TI官网产品价格,AI服务器单机新增

多相电源产品价值量约为254美元;根据MPS数据,单台普通服务

器CPU主板电源解决方案(包含多相控制器+DrMOS+POL+EFuse

等产品)合计价值量约80美元;因此AI服务器单机多相电源产品价

值量相较于普通服务器有数倍提升。

(三)下游应用:AIGC赋能千百行业,智能应用蓄势待发

AIGC应用技术场景细分领域众多,按照模态区分,可以分为音频生

成、文本生成、图像生成、视频生成及图像、视频、文本间的跨模态

生成,多点开花。伴随着有关底层技术原理的不断突破和细化,AIGC

将迎来快速发展和广泛应用。目前,人工智能已初步实现与安防、

VR/AR、家庭智能音箱、自动驾驶、机器人等领域的结合,AIGC赋

能效应蓄势待发。

1,安防:AIGC有望与安防紧密结合,驱动泛安防产业智能化升级

AIGC有望与安防紧密结合,驱动泛安防产业智能化升级。ChatGPT

和AIGC技术的应用,可以帮助安防产品实现更高效的数据处理和管

理,大幅提升安防系统的反应速度和处理能力,实现一定程度降本增

效,推动智慧安防乃至智能物联网行业发展。近几年,传统安防已通

过物联网、云计算、AI等技术升级为智慧安防。据IDC数据,视频

监控、人脸识别、智能摄像头等泛安防是中国近年来已部署和计划部

署的重点AI领域,也是AI最先商业化的领域之一。随着AIGC时代

的来临,智慧安防可进一步升级。具体而言,ChatGPT可以通过分

析和处理大量语音、文本和图像数据,帮助识别并分类人、车辆、动

物等不同对象,帮助安全系统快速识别异常事件,以及实现更精细化

的数据分析和挖掘,进一步提升预测准确率等。

图24:20232024年内计划部署AI场景企业应用率

2.视觉:AIGC作为生产力工具赋能元宇宙,推动XR设备发展

AIGC逐渐实现元宇宙的可扩展性潜力,低成本、高效率地满足

VR/AR用户海量内容需求。以AR/VR作为入口,元宇宙极大扩展了

人类在虚拟世界的生存空间。但元宇宙中需要大量3D场景构建,高

保真3D模型单靠人工设计开发效率低、成本高。AIGC有望成为新

的元宇宙内容生成解决方案,利用AI方式生成3D场景将成为未来

元宇宙满足海量用户不同需求的解决之道。具体而言,AIGC技术通

过提供元宇宙环境生成的基础设施、提供个性化内容体验和交互方式

等,更好地满足用户需求。具体体现在:(1)AIGC释放开发人员

生产力,为构建沉浸式元宇宙空间环境提供核心基础设施技术。(2)

AIGC为元宇宙用户提供个性化内容体验,吸引更多用户进驻元宇宙。

(3)AIGC在元宇宙用户交互界面发挥作用,充当元宇宙中的虚拟

助手或伙伴,执行“智能”动作和更为复杂的任务。

3.听觉:AIGC有望提升智能音箱用户体验,打开终端设备成长空间

智能交互与家庭场景深度匹配,AIGC加持下智能音箱有望实现飞跃。

未来,在生成式AI模型加持下,智能音箱能够给出更加丰富、更加

准确的反馈,提升消费者的体验。同时在控制层面,AIGC有望帮助

智能音箱更深层次理解人类指令,并进一步实现对家庭内部各类物联

网设备的复杂控制,强化家庭设备控制中心的地位。预计在AIGC加

持下,作为家庭智能设备交互中心与控制人口的智能音箱有望不断增

强交互与控制能力,在家庭内部家庭教育、电器控制、起居辅助等方

面进一步提升用户体验,推动销量进一步毙升。

4,自动驾驶:AI大模型深度赋能自动驾驶,产业落地未来可期

AI大模型赋能自动驾驶技术,有望在自动驾驶产业中持续落地。自

动驾驶技术高度复杂,需要融合多学科领域的知识和技能,包括传感

器技术、机器学习、路径规划等方面,而随着人工智能技术发展,自

动驾驶算法被组装成一系列任务,包括目标检测与跟踪、在线建图、

轨迹预测、占据栅格预测等子任务。2021年特斯拉首次基于

Transformer将摄像头2D图像拼接转化成3D图景,生成鸟瞰图

“Bird'sEyeView”,简称“BEV”。这也是大模型在自动驾驶感知环节的

应用,国内企业已纷纷跟进。2023年6月22日,在全球顶级计算机

视觉会议CVPR2023上,由上海人工智能实验室、武汉大学及商汤

科技联合完成的《Planning-orientedAutonomousDriving))成为

CVPR历史上第一篇以自动驾驶为主题的最佳论文,该论文首次提出

感知决策一体化的自动驾驶通用大模型UniAD,首次将检测、跟踪、

建图、轨迹预测,占据栅格预测以及规划整合到一个基于Transformer

的端到端网络框架下,更高效契合了“多任务”和“高性能”的特点,取

得自动驾驶技术研究重要突破。UniAD证明了大模型与自动驾驶产业

结合的潜力,AI大模型驱动的全栈端到端自动驾驶方案有望在自动

驾驶产业中持续落地,赋能更高阶自动驾驶智能技术的实现。

5.机器人:多模态持续赋能,AI大模型助力机器人产业发展

多模态大语言模型有望在机器人应用落地。人工智能技术在计算机视

觉、语义分析等方面赋能机器人应用,而随着Transformer等模型的

推出,多模态大模型助力机器人实现机器人视觉、文字、语音等更多

维数据交互发展,大大提升机器人的人机交互能力以及在不同垂直领

域应用场景的适应性。2023年2月,微软在其官网发表了一篇名为

《ChatGPTforRobotics:DesignPrinciplesandModelAbilities》

的论文,接入ChatGPT后的机器人可以实现自然的人机交互,并且

可通过分析摄像头的视觉输入和高级语言命令完成复杂工作。未来多

模态大语言模型有望在机器人应用持续落地,不断拓展垂直细分领域

应用,助力机器人产业发展。

格局二:竞争格局,穿越周期后的王者

(-)周期探底,逐步迎来复苏

1.三重周期:产品周期、产能周期、库存周期

2022年11月我们发布了报告《周期视角下半导体设计及设备、材料

投资机遇》,提出了基于产品、产能和库存的三重周期嵌套的分析框

架:在供需的变化下,半导体行'也呈现出周期性成长的趋势。通过分

析每一轮行业周期的驱动因子,我们可以将行业周期拆解为三重基本

周期的嵌套:产品周期(需求端)、资本支出/产能周期(供给端)、

库存周期(供需关系),以分析半导体行业的周期阶段和发展趋势。

图32:三重周期的变化构成半导体行业的周期波动

封装测试产能利用率触底且指引相对乐观、设计公司库存水位也逐步

下降,行业的周期变化基本按照当时我们的判断向前发展。且半导体

行业的产品、产能和库存周期的发展状态已经有较为明显的景气好转

特征,为行、也周期的发展趋势带来了积极的影响。

2.中游制造:稼动率触底,有望企稳回升

复盘2020年初以来的产能周期。20Q3-22Q3,疫情催生的“宅经济'

带动PC、NB、平板、小家电等产品需求激增,同时,新能源发展趋

势强化,对半导体需求显著攀升;多重因素刺激下,全球半导体行业

景气度持续上升,上游代工、封测环节企业营收迅速增长;2021Q3

以来,行'也需求分化,尽管消费电子市场需求放缓,但新能源应用需

求持续旺盛,叠力「“缺芯期”overbooking、晶圆&封测订单交货节奏拉

长影响,上游代工、封测环节厂商21Q3-22Q3仍维持了较明显的成

长趋势。22Q3-23Q1,受到终端需求持续低迷、下游设计厂商砍单

去库存影响,代工、封测环节营收快速下滑•<>截至23M5,伴随终端

需求复苏信号逐渐明朗、下游设计厂商产生补库存需求,中游制造环

节稼动率、营运表现逐渐显现触底反弹趋势。

代工封测环节有望在年内迎来稼动率的触底及修复。根据台积电经营

展望,产能利用率预期在23Q2触底,23H2迎来逐渐复苏、表现优

于23H1。根据中芯国际经营展望,23Q2营收指引环比增长5%〜7%,

产能利用率、出货量将优于23Q1。根据长电科技经营展望,当前产

能利用率仍处于历史上较低位置,预期国内、海外陆续逐步恢复,到

Q3、Q4有望恢复到较为健康的状态。

3.下游应用:需求分化,库存去化

各细分赛道呈现不同需求分化和库存去化程度。据Statists,

2020-2030年全球半导体市场结构演变过程中智能手机和PC占比分

别下降,而服务器、汽车及工业市场占比相对提升。就长期的成长性

看,2020-2030年服务器及汽车、工业市场规模增长较快,CAGR

分别达13%、14%、12%。但中短期来看,半导体各细分下游也不

同程度受到周期性影响。当前2023年年中,各个细分领域呈现出不

同程度的需求分化和库存去化,其中具体分析如下。

图40:家电厂商库存瑕瓶

注:统计了12家A股上市家电厂商库存

家电:产业链库存包袱较轻,需求边际向上有望拉动上游IC需求。

在国内消费复苏+竣工拉动、以及行业需求层面的海外低基数+低库

存的宏观环境下,家电需求整体呈逐季改善趋势。其中,白电中空调

超预期、冰洗稳中向好。小家电结构性需求复苏明显。地产政策边际

放松也有助于释放厨电需求。根据奥维云网数据,今年1-5月家电线

上、线下零售额分别同比+4.5%、+2.5%。此外,根据海关总署数据,

今年1―5月家电出口金额累计同比+5.8%(人民币口径),三月以来

出口数据恢复良好增长。从供给端看,家电产业链各环节库存并不高

企,渠道很少囤货,且经过几个季度调整,终端客户厂商库存基本回

归正常水位,因此若需求端有边际恢复,则可较快传导至上游。目前

大部分家电IC厂商库存去化顺利,再叠加行业层面需求复苏、以及

IC设计厂商自身新产品渗透,预计其业绩有望较快且较早向上。

AIOT:库存持续去化,AIGC催化终端需求回升。AIOT市场具有品

类繁多且分散,需求偏向于碎片化,终端产品形式多样,长尾客户众

多等特点。2022年AIOT行业受到宏观环境影响,各细分赛道需求

受到一定冲击。但长期来看,对AIOT产品“低功耗”、“强连接”、“增

长AI算法”等各种创新和升级的需求一直存在,AIOT市场的产品创

新潜力还远未被完全发掘,AIOT长期往各细分市场渗透趋势不变。

以及本轮AIGC浪潮下,大模型可赋能AIOT硬件终端,提升用户体

验从而促进需求回升。库存方面,综合物软网模组厂、平台服务商,

以及诸如小米等终端客户的需求和库存来看,产业链各环节的库存都

己得到明显下降,尤其是下游智能耳机/智能音箱/智能家居赛道。从

IC厂商库存来看,大部分AIOTMCU/SOC的厂商的库存去化取得一

定成果。

PC:库存去化明显,预计行业23H2和24年可温和复苏。从需求端

看,PC需求或走出低迷,IDC预计23年年底或24年有望复苏。Intel

表示长期来看PC稳态年出货量会回归到3亿部左右。跟踪台股月度

更新的笔电/PC出货量数据来看,2023年5月,几家主流ODM厂

商PC/NB合计出货1130万台,YoY-8.9%,QoQ+22.8%。根据AMD

和Intel在23Q1EarningsCall上的预期,AMD表示已经连续三个季

度减少PC客户发货,促使供应链库存正常化,预计23H2库存水位

会正常化。Intel表示23Q1PC供应链消耗大量库存,公司自身PC

芯片有望在23Q2末库存正常化。智能手机:客户和渠道库存趋向正

常化,23H2及24年有望迎来复苏。根据海外芯片大厂的观测,尽

管目前大部分品牌客户和渠道库存已恢复正常水位,但客户暂维持谨

慎备货策略,对上游拉动力度改善不明显。三星预计23Q2手机中低

端市场需求量有一定恢复,H2恢复会更明显。根据IDC预测,2023

年全球智能手机出货量将下降3.2%,全年总计11.7亿部,但全年出

货量有望在24年重回增长。参考下游应用以AIOT、PC/NB、手机

为主的海外ICFabless厂商的库存数据,相应观察到库存已基本趋

向正常化。

表15:RambusProductRevenue下季指弓I

SM营收环比下季指引指引QoQ

22Q148.06.0%49-552.1%-14.6%

22Q253.311.0%51-5743%69%

22Q358.69.9%63-697.5%-17.7%

22Q467.214.7%47-63・15.2%63%

23Q163.8-5.1%50-56・21.6%~・12.2%

服务器:产业链仍在去库存阶段,23H2有望好转,但AI服务器需求

预计持续上升。目前,通用服务器产业链仍在去库存阶段,美光预计

数据中心业务Q2营收触底,其客户库存水位将于23年底达健康水

平,Intel预计Q2末自身的数据中心库存接近正常。信骅23M3-23M5

月度营收同比在・50%〜・40%区间,环比则基本持平。我们认为通用

服务器在23H1承受较大去库存压力,但有望在23H2得到一定好转。

受AIGC趋势推动,Google/Meta/Mircosoft等各云厂商CapEx一定

程度上修,但主要围绕AI算力中心建设为主。从供需角度来看,2022

年服务器需求整体呈现高景气,传递至产业链备货积极、库存水位较

高,因而去化起点高、时间也相对较晚。在宏观疲软背景下,云厂商

并未明显增加对通用服务器CapEx,导致库存去化也相对较慢。从

历史来看,服务器产业链库存去化周期通常在3-4季度,预计在23H2

将有望看到供需拐点。

汽车和工业:汽车供应链降本诉求传导至上游,工业景气度相对平稳。

2023年以来,国内乘用车和新能源车销量整体相对需求下滑,根据

中汽协数据,2023年4月新能源车销量同比+117.4%,环比-1.5%,

国内乘用车4月销量同比+55%,环比基本持平。再叠加车企价格战

开启,降本诉求变强,对上游芯片厂商导入进度和库存积累和利润水

平产生一定影响。工业方面,TI(德州仪器)表示23Q1该业务环比

持平,美光表示,工业市场在23Q1需求疲软但预计23H2将有所改

善。

(-)格局清晰,做时间的朋友

1.半导体设备:行业壁垒高企龙头地位稳固,国产替代驱动成长

半导体设备行'也具有较高的技术壁垒、市场壁垒和客户壁垒,龙头厂

商格局、份额较为稳固。根据VLSIResearch,2020年,应用材料、

阿斯麦、拉姆研究、东京电子、科磊半导体五家龙头厂商占据全球半

导体设备市场65.5%的份额,行业处于寡头垄断局面,且龙头厂商格

局、份额较为稳固。近年来,本土厂商基于国产替代机会窗口,与客

户密切开展工艺设备的合作研发、推进已有产品的迭代和细分产品品

类扩充,目前以北方华创为代表的平台化布局公司,和以拓荆科技为

代表的深耕专长领域的公司已经在本土半导体设备市场形成较强的

竞争力,厂商在确立本土市场龙头地位后,有望受益于行业的高壁垒,

形成强者恒强的竞争格局。

图47:国产半导体设备销售额及国产化率变化

国产半导体设备销售额(左轴•亿元)

半导体设备国产化率(右轴)

内资晶圆产线产能距离规划仍有较大的提升空间,中国大陆配套的半

导体设备需求有望保持稳固,国产替代空间广阔。从远期内资晶圆产

线的建设情况来看,根据各公司官网的不完全统计,目前,内资晶圆

产线的总产能约为162.5万片/月(8寸约当),而各条产线的规划总

产能约为454.5万片/月(8寸约当),现有产能距规划产能仍有较大

的扩充空间。根据SIA数据,2030年中国大陆晶圆产能在全球日比

有望提升至24%,成为全球最大的晶圆产能区域市场。晶圆产能的

持续扩张,有望显著拉动上游配套半导体设备的市场需求。在供应端,

2021年国产半导体设备销售额占中国大陆半导体设备销售额仅约

20%,当前国产化率仍处于非线性提升阶段,国产替代驱动的份额提

升,将为行业贡献可观的成长速度和空间。

2.半导体材料:主要细分市场均呈现寡头垄断格局,本土厂商加速突

半导体材料种类繁多,各细分市场均呈现寡头垄断格局。半导体材料

根据应用场景和产品形态可分为硅片、电子特气等晶圆制造材料,和

引线框架、封装基板等封装材料。半导体材料行业具有技术难度高、

研发周期长、客户认证周期长等特点,进入壁垒较高;由于海外厂商

拥有技术积淀深厚、人才储备充足、与客户合作关系密切等先发优势,

当前各细分市场主要由海外厂商主导,且均呈现高度垄断的竞争格局。

如根据沪硅产业定增说明书、GlobalMarketMonitor^金宏气体招股

书、CabotMicroelectronics等数据,半导体硅片、电子特气、光刻

胶等市场CR5均超过80%;在抛光垫市场Dow占据全球市场约80%

的份额,一家独大。

中国大陆已成长为全球半导体材料第二大市场,本土材料厂商正处在

国产替代的加速突破阶段。根据SEMI数据,2022年中国大陆半导

体材料市场已增长至130亿美元,在全球市场占比提升至17.8%,

市场空间广阔。近年来,本土厂商一方面受益于产业、政策支持,同

时在研发、量产、客户导入等方面积极推进,目前已经在部分细分领

域取得较高的市场份额,如8英寸及以下半导体硅片可基本满足国内

晶圆代工产业的需求;同时,在12英寸硅片、ArF光刻胶等高端半

导体材料市场,本土头部厂商正加速突破,研发、扩产进展顺利,未

来成长有望充分受益于国产替代驱动的份额提升以及高端产品突破

拓宽的成长边界。

3.代工封测:竞争格局清晰,国产厂商持续提升竞争力

晶圆代工:头部效应显著,“一超多强”格局稳固。全球晶圆代工市场

呈现“一超多强”格局,根据TrendForce数据,23Q1,台积电在全球

代工市场市占率超过60%,一家独大;行业CR5超过90%,呈现寡

头垄断格局。在国内市场,根据©Insights数据,近年来中芯国际、

华虹等本土头部晶圆厂的市占率稳中有升,龙头地位愈发突出。晶圆

代工行业资本开支高、进入门槛较高,行业竞争格局高度集中,头部

厂商地位较为稳固。

工艺产能同步扩张,本土晶圆厂成长可期。近年来本土晶圆厂积极加

大资本开支,有效扩充了产能。预计未来儿年内,国内晶圆代工厂仍

将保持扩产节奏。根据公司经营展望,中芯国际2023年资本开支预

计将与2022年持平,未来五到七年中芯深圳、中芯京城、中芯东方、

中芯西青共约34万片/月12寸新产能陆续扩出。华虹半导体致力于

特色工艺平台的建设,不断提升在汽车、新能源、物联网、数据中心

等下游领域的渗透率,特色工艺有望成为公司核心竞争力和重要的业

绩增长点。

封装测试:竞争格局稳定,国内厂商占据全球较高份额。根据研究数

据,2022年全球前十大委外封测厂商中有四家来自中国大陆(长电

科技、通富微电、华天科技、智路封测),合计市场占有率达24.55%,

相比2021年的23.53%提升了1.02pct。国内头部厂商在保持现有优

势地位的基础上,不断提升市场占有率。根据MordorIntelligence数

据,封装测试市场规模预计仍将保持稳定成长,2022年全球半导体

委外封装测试市场规模(不含IDM和晶圆厂的封装测试业务)约为

420亿美元,到2027年预计将增长到602亿美元,对应CAGR7.5%。

困59:全球委外封装测试市场规模

后摩尔时代先进封装重要性凸显,HBM+CoWoS带动2.5D/3D封装

市场快速增长。目前,晶圆制造技术已经逐渐逼近物理极限,制程节

点的微缩趋于放缓c先进封装正在成为提升芯片性能的重要技术方向。

混合键合、硅中介层等新技术的引入有效提升了封装环节的互连密度,

为异构芯片的集成提供了可行的技术方案。据丫。©数据,2021年全

球先进封装市场规模约为374亿美元,到2027年预计将提升至650

亿美元,期间CAGR达10%。在HBM、CoWoS等新兴技术的带动

下,预计全球2.5D/3D封装市场规模将从2021年的66亿美元增长

至2027年的150亿美元,期间CAGR达14%。

4.EDA/IP:壁垒高企、格局稳定,国产替代进行中

EDA赛道成长性较好,竞争格局相对稳定。据ESDAIIiance数据,

全球EDA市场规模从2016年的85.23亿美元增长至132.75亿美元,

CAGR达9.27%。据VerifiedMarketResearch数据,2028年全球

EDA市场规模有望达到215.6亿美元,2021-2028年CAGR约7.17%。

此外,EDA与IP具有强大的协同效应。EDA公司往往也是IP公司,

两个赛道具有一定相似特点。格局方面,海外EDA三巨头Synopsy.

Cadence.SiemensEDA经过多年的发展,通过持续高强度的研发

投入、频繁并购以及紧密的生态合作已建立较高壁垒。因此,越早积

累更多点工具、突破全流程工具的公司,更易建立强者恒强的格局。

根据Trendforce数据,三家海外大厂约占据超全球70%的份额,行

业集中度高。就国内格局来看,本土EDA厂商发展较晚,前三大海

外厂商的市占率更高。

国产替代机遇下,国内EDA厂商发展较快。一方面,中国芯片产业

链各环节的不断发展创造了更多EDA的需求空间,且我国新技术(云

/智能化等)发展迅速给未来的EDA提供了超车的机会。另一方面,

位于关键环节的EDA对其自主可控的需求也愈加迫切。在国产替代

机遇下,华大九天、概伦电子、广立微等本土厂商发展迅速。华大九

天经过13年赛道深耕,已覆盖了模拟电路设计全流程EDA工具系

统、数字电路设计EDA工具、平板显示电路设计全流程EDA工具系

统和晶圆制造EDA工具等EDA工具软件产品,是本土EDA龙头。

概伦电子聚焦于制造类与设计类EDA领域,发布了设计类EDA全流

程平台NanoDesigner,已成长为国内EDA行业的头部企业。广立

微聚焦在制造类EDA中的良率测试环节并提供晶圆级电性测试设备

供应商,经过几十年发展,逐步形成了包括自动化测试、测试平台,

设备测试等一系列产品解决方案。

5.面板:格局优化,拥抱复苏

韩国和中国台湾产能持续退出,供给格局不断优化。韩国厂商方面,

以三星、韩国LG为主的面板厂LCD产线老旧、竞争力弱,逐渐退

出LCD竞争转向OLED;中国台湾厂商方面,2023年4月,友达表

示规划将5A厂产能转至其他各厂,以提升生产制造最优效能与配置。

5A厂目前主要以生产笔电面板为主,月产能约6.2万片;群创表示

将基于弹性策略动态调整产能,致力达成整体营运正面效益,中国台

湾面板“双虎”也将逐渐退出竞争。考虑新增产能释放和韩厂产能退出,

根据Omdia数据,2023年京东方全球LCD面板产能占比将提升至

27.2%,国内三大厂的全球LCD面板产能占比将提升至57%,国内

三大厂的全球高世代(G7及以上)LCD面板产能占比将提升至68%O

在行业集中度加速提升的情况下,我们判断龙头厂商对上下游议价能

力以及对产品结构的控制能力将明显提升。

从季度来看,23Q2面板厂稼动率预计继续回升,有效提振面板厂营

收规模。根据DSCC,供应链中库存已降至正常水平,品牌厂备货浪

潮导致需求增加,使得23年第二季度面板厂商稼动率大幅提高,提

振面板厂营收规模。根据DSCC数据,22Q2产能利用率下降6%,

22Q3继续下降15%,达到65%,22Q4产能利用率处于2008-2009

年金融危机以来的最低区间,23Q1开始产能利用率略有回升,预计

23Q2-23Q3产能利用率将进一步恢复至70%以上。

图69:全球高世代(G7及以上)LCD面板产能格局

100%

80%

60%

40%

20%

0%

■京东方TCL华星■惠科

■日本夏普韩国LG■中国台湾友达

■中国台湾群创彩虹股份韩国三星

其他

LCDTV面板价格持续上涨,有效改善面板厂盈利能力。根据Omdia

数据,自2022年10月以来,LCDTV面板价格已连续9个月维持环

比上涨趋势。受益于终端销售持续回暖叠加备货潮,品牌厂商积极增

加采购量,面板厂通过调整产线稼动率控制产出,使得供需保持在相

对平衡状态,面板价格有望维持上涨趋势,持续改善面板厂盈利能力。

根据Omdia数据,2023年6月,65寸电视面板均价为165美元,

与前月相比上涨9美元,环比增长6%;55寸电视面板均价为123

美元,与前月相比上涨7美元,环比增长6%;50寸电视面板均价为

103美元,与前月相比上涨7美元,环比增长7%;43寸电视面板均

价为62美元,与前月相比上涨2美元,环比增长3%;32寸电视面

板均价为37美元,与前月相比上涨1美元,环比增长3%。

6,被动元件:稼动率处于低位,价格底部区间已现

全球MLCC市场集中度高,日韩厂商主导竞争格局。韩国厂商MLCC

产品范围丰富,在技术和规模上均占据绝对优势。MLCC主要厂商有

村田、三星电机、国巨、太阳诱电、华信科技等。根据TrendForce

数据,从23Q1全球前10大MLCC厂商市场规模来看,日本厂商村

田和韩国厂商三星电机为龙头企业,合计占比为51.4%;中国台湾厂

商国巨位列第三,占比14%;中国大陆厂商微容科技和风华高科合

计占比为10.1%。

23Q1主要MLCC厂商稼动率处于低位,订单需求减弱。23Q1受终

端需求低迷影响,OEM厂商持续调整订单,市场呈现淡季,导致

MLCC出货量继续下降。23Q2至今,由于品牌端与ODM订单需求

起伏不定,加上降价压力不断,导致MLCC供应商持续控制产能降

载,以维持供货、库存、价格三者间的平衡,根据TrendForce统计,

2023年5月日木MLCC厂商平均稼动率为78%,中国大陆、中国台

湾和韩国厂商的平均稼动率为60%-63%o根据TrendForce数据,

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