（报告出品方/作者：广发证券，许兴军、王亮、耿正）

一、半导体行业周期性：三重周期的嵌套

在供需关系的波动下，半导体行业呈现出周期性成长的趋势。2010年以来的十 多年间，半导体行业整体上经历了三轮大的周期波动，每一轮周期中，行业的供给 端、需求端或是二者的关系均有非常鲜明的表征。例如，2012-2015年，智能手机 市场高增长是半导体产业发展的主要驱动力；2016-2019年，存储器供不应求成为 市场的主要矛盾；而2020年至今，半导体产业经历的缺芯则成为过往市场的关键词。

通过分析每一轮周期背后的驱动因子，我们可以将半导体行业周期拆解为三重 基本周期的嵌套：产品周期、资本支出/产能周期、库存周期： （1）销售额为销量与ASP的乘积，而销量由产量及库存决定，由此可拆解出第 一重周期---存货周期； （2）产量由产能和库存决定，由此可以拆解出第二重基本周期---资本支出/产 能周期； （3）ASP由供给和需求决定，供给端的影响因素主要为产能、产量和库存，由 此可拆解出第三重基本周期---产品周期（代表需求）。

产品周期代表了需求端的变化，主要与产品的生命周期相关；资本支出/产能周 期代表了供给端的变化，主要与需求变化、竞争性投资、时滞等因素相关；库存周 期代表了供需关系的变化，主要与行业供需关系、短期的信息不对称、时滞以及 overbooking等因素相关。 半导体行业的周期性变化与产品周期的变化直接相关，行业增长与下滑的背后， 是各类电子产品应用的兴衰更迭。从2010年以来的产品周期看，以智能手机为代表 的智能移动终端产品的涌现和升级，整体驱动了半导体行业的持续扩容。目前，智 能手机市场逐渐趋于饱和，新能源车、VR/AR等产品则有望成为推动半导体行业增 长的全新驱动力。

半导体行业的周期性变化与资本支出/产能周期密切相关，并且这种相关性在存 储器市场表现地较为显著：每一轮资本支出的低点之后，都尾随着行业毛利率（行 业景气指标之一）的高点。其背后的原因在于：行业资本支出的大幅收缩，导致产 能增长放缓，在需求稳步扩张的过程中，供需关系逐步趋紧，进而转向供不应求， 再到剪刀差逐渐扩大，在此阶段，产品价格上升，毛利率提升，行业景气上行。之 后，资本支出开始扩张，产能增长加速，供需关系逐渐趋于平衡，产品价格也趋于 稳定，毛利率增长放缓，行业景气维持。随着资本支出持续扩张，行业供需关系逐 渐反转，市场开始出现供过于求，产品价格下降，毛利率下滑，行业景气下行，并 再次驱动资本支出收缩，如此循环往复。

半导体行业的周期性变化与库存周期具备一定的相关性，其相关性在存储器以 外的半导体市场表现地较为显著。以数字芯片市场为例，由于其应用场景较为分散、 产品标准化程度较低，叠加其产品生命周期较短，故而其库存的变化对行业的供需 关系较为敏感。并且，基于同样的原因，不同于存储器市场主流的IDM模式，数字 芯片市场分化出具备集散效应的Foundry和多种多样的Fabless。市场供给端的变化， 除了资本支出/产能周期以外，产能利用率周期的表现也十分显著。

理想的库存周期变化过程：实际订单与预期订单存在差距，进而导致了库存周 期的变化。当实际订单大于预期订单，行业的库存周转天数下降，产能利用率提升，但资 本支出/产能维持，毛利率、营收增速提升，企业被动去库存。 预期订单上修，行业的库存周转天数逐步向正常水平靠拢，产能利用率逐步趋 于高位，资本支出扩张，产能增长加速，毛利率、营收增速持续提升，企业主动补 库存。 当预期订单超过实际订单，行业的库存周转天数上升，产能利用率开始松动并 下降，资本支出收缩，产能增长放缓，毛利率下滑，营收增速放缓，企业被动补库 存。 预期订单下修，行业的库存周转天数回落，产能利用率下降，资本支出收缩， 产能增长放缓，毛利率下滑，营收增速放缓，企业主动去库存。直至实际订单再次 大于预期订单，如此循环往复。

从库存周期的变化来看，一般行业库存周转天数触底之后，行业景气度即将开 始上行，而库存周转天数上升到一定水平之后，需警惕行业景气度反转的风险。

二、复盘：2016-2019 年的半导体行业周期

2016年Q2-2019年Q2，半导体行业经历了一轮完整的周期。从产品周期来看， 2016年Q2-2017年Q2，4G手机、服务器、汽车等应用需求增长，驱动半导体市场 景气上行，全球半导体销售额增速逐月攀升；2017年Q2-2018年Q2，需求持续成长 后达到稳态，全球半导体销售额增速稳定在高位；2018年Q2-2019年Q2，手机、PC 等下游应用需求低迷，叠加全球贸易摩擦影响，全球半导体销售额增速显著回落。

从产能周期来看，伴随相关产品应用需求提升，2016年-2017年Q2，全球8寸晶 圆产能供不应求，产能利用率稳步提升；2017年Q2-2018年Q2，随着产能利用率持 续爬升，供需缺口收窄，代工厂产能利用率高位企稳；2018年Q2-2019年Q1，随着 产能持续释放和下游需求回落，供需关系反转，产能利用率松动后下滑。

从上游设备环节看产能周期，2016年Q2-2017年Q1，存储器市场大规模扩产， 此外晶圆代工产线产能利用率攀升，设备需求提升，推动半导体制造设备出货额快 速增长；2017年Q1-2018年Q2，晶圆产能稳步扩张，半导体制造设备出货额增速维 持稳定；2018年Q2-2019年Q2，晶圆产线扩产节奏调整，设备需求放缓，半导体制 造设备出货额增速回落。

从库存周期来看，2016年Q3-2017年Q1，下游产品需求提升持续消耗行业库存， 存储芯片库存周转天数维持低位；2017年Q1-2018年Q3，晶圆产能持续扩张，供给 增加，库存企稳，行业的库存周转天数逐步回升；2018年Q3-2019年Q2，下游产品需求放缓，存储器市场的扩产速度逐渐超过下游需求增速，存储厂商库存累积，行 业的库存周转天数上升。

简而言之，本轮半导体行业的周期主要包括三个阶段： （1）下游应用端：首先，下游应用需求提升，产品供不应求，以存储器为代表 的产品价格上升，行业库存周转天数下降；中游制造端：此后，晶圆产线加大 投片量，产能利用率提升；上游配套端：随着需求的持续增长，晶圆产线产能 利用率满载，并规划扩产，上游设备出货和订单增加。 （2）中游制造端：产能利用率维持高位，产能持续扩张，推动供需趋于平衡； 下游应用端：下游芯片厂库存企稳，行业库存周转天数回升，产品价格逐渐稳 定；上游配套端：设备持续交付，出货额增速保持稳定。 （3）中游制造端：产能持续扩张，行业供需反转，产品逐渐供过于求，此后， 晶圆产线产能利用率开始松动并出现下滑；下游应用端：下游芯片厂库存累积， 行业库存周转天数上升，产品价格松动；上游配套端：晶圆产线扩张节奏放缓， 设备订单收缩，出货增速回落。

从细分市场的周期表现来看，一方面，晶圆制造市场由于其重资产的属性，与 行业周期波动的关联度较高。2018年Q3以来，伴随行业周期下行，以晶圆代工为代 表的晶圆制造市场的营收增速亦显著回落；以DRAM为代表的存储器市场在经历了 2016-2018年供不应求和产品涨价后，伴随供给端扩产快速推进，市场供需关系反 转，产品价格下滑，行业步入下行周期。

另一方面，2018年Q3以来，尽管行业开始周期下行，但国产半导体设备市场凭 借国产替代的推动，国内半导体设备板块营收同比增速整体维持在20%以上，增速 显著高于全球半导体市场平均水平；同时，得益于4G的渗透和5G商用的启动，射频 前端市场稳步增长，2016-2019年全球射频前端市场规模CARG=12%，基本未受到 半导体行业周期下行的影响。

三、推演：2019-2023 年的半导体行业周期

(一) 2019-2022 年半导体行业周期复盘

2019年Q3以来，行业经历了新一轮的周期变化，在当前时点，产品周期和产能 周期已经有较为明显的景气切换特征。

产品周期：2019年Q3-2020年Q1，5G智能终端的加速渗透和放量，为半导体 市场注入了全新的需求增量，推动全球半导体销售额增速逐步回升，行业景气度持 续回暖；2020年Q1-2020年Q3，新冠疫情短期扰动终端需求，全球半导体销售额增 速短暂放缓；2020年Q3-2021年Q3，疫情防控催生的“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，新能源车加速渗透，光伏 等新能源发电的市场需求显著攀升，全球半导体销售额增速持续攀升，行业景气度 持续上行，并爆发了愈演愈烈的缺芯潮；2021年Q3-2022年Q1，半导体的终端应用 需求出现分化，消费电子产品需求开始放缓，智能手机、PC、平板电脑市场在经历 复苏和刺激后，转入存量状态，销量增速逐步下滑，而新能源应用的需求依旧高涨， 新能源车市场销量也维持了较高增速，整体而言，全球半导体销售额增速在高位企 稳；2022年Q1至今，半导体的终端应用需求进一步分化，消费电子产品需求弱化， 智能手机、PC、平板电脑等消费电子市场的销量增速进一步下滑，而新能源应用的 需求持续高涨，新能源车市场销量持续高增长，整体而言，全球半导体销售额增速 开始逐步回落，行业步入景气下行周期。

产能周期：此处主要从上游设备环节看产能周期的变化。2019年Q3-2020年Q2， 受5G等下游应用推动晶圆产线产能利用率提升，半导体设备需求逐步复苏，带动半 导体制造设备出货额增速逐步回升，行业景气度回暖；2020年Q2-2020年Q4，疫情 影响全球半导体供应链，设备出货节奏收到干扰，并且，晶圆厂扩产计划的波动扰 动半导体设备需求，半导体制造设备出货额增速亦随之波动；2020年Q4-2021年Q4， 半导体市场供不应求，行业缺芯驱动晶圆厂积极扩产，半导体设备需求持续上行， 半导体制造设备出货额增速持续攀升，行业景气度上行；2021年Q4至今，受到下游 需求分化、疫情扰动供应链的影响，半导体制造设备出货额增速在经历了短暂的高 位运行后开始逐步回落，行业步入景气下行周期。

库存周期：2019年Q3-2020年Q1，下游产品需求回暖并持续消化行业库存，库 存周转天数下行；2020年Q1-2020年Q2，新冠疫情扰动需求和供应链，库存周转天 数短暂提升；2020年Q2-2021年Q2，随着缺芯潮越演愈烈，行业库存快速回落，库 存周转天数持续低于正常水平；2021Q3-2021Q4，随着下游产品需求分化，以及晶 圆制造产能的扩张，行业库存企稳，库存周转天数开始恢复；2021年Q4至今，以消 费电子为代表的下游产品需求进一步弱化，行业库存持续累积，库存周转天数快速 上升，目前，行业内大多公司均已进行库存调整。

本轮半导体行业周期的整体表现为： 中游制造端：产能持续扩张，以消费电子市场为代表的半导体市场的产能供需 矛盾逐渐缓解。 下游应用端：需求分化，以消费电子市场为代表的半导体市场的行业库存开始 累积，行业库存周转天数上升，前期因供需矛盾尖锐而大幅涨价的半导体产品的价 格开始松动和下滑，以消费电子市场为代表的半导体市场开始主动去库存。 上游配套端：从全球市场来看，半导体设备出货额增速出现回落。从国内市场 来看，得益于国产替代需求的增长，国内半导体设备厂商的订单和出货量的增速均 维持高增长。

(二) 2023 年半导体行业周期展望

在当前时点展望2023年： 渗透+复苏，23年中半导体需求有望回升：从产品周期来看，一方面产业升级 带动新品渗透快速推进，服务器DDR5产品升级带动市场量价齐升，新能源（车、发 电、储能等）需求高增长推动应用市场扩容；另一方面，当前手机、PC等消费电子 应用的产品周期处于历史低位，2023年随着需求复苏有望触底回升。根据西部数据 业绩会的指引，随着市场企稳，公司预计2023财年的出货量有望逐渐回升；根据联 发科的法说会指引，电视应用市场从21年底就已开始库存修正，目前修正已接近周 期的尾部，终端应用市场已展现需求复苏的积极信号。

产能趋于宽松，设计板块成本压力有望缓解：从产能周期来看，一方面全球市 场半导体设备出货额增速出现回落，另一方面，部分晶圆代工厂的产能利用率已开 始松动，在当前需求分化和库存调整的趋势下，晶圆代工厂的产能裕量有望改善， 并有望减轻下游的芯片设计环节的成本压力，进而改善芯片设计环节的盈利能力和 业绩。

库存调整持续，行业库存逐步恢复健康水平：从库存周期来看，以台积电、联 电、世界先进、英特尔、思佳讯等为代表的半导体公司或其客户均开始库存调整， 随着半导体行业主动去库存的持续，行业库存水位有望恢复至健康水平，根据台积 电的法说会指引，预计行业库存将持续调整几个季度至23H1。

同时，在国内市场，上游的半导体设备、材料的自主可控需求迫切，当前国产 化率仍处于非线性提升区间，伴随着国产替代持续推进，上游半导体设备、材料有 望穿越供需周期。 通过对半导体行业周期性的分析、复盘和推演，我们认为，2023年，顺周期的 下游设计板块在产品、产能和库存等维度均有望持续改善，渗透和复苏带来的成长 性凸显。上游半导体设备、材料受益于自主可控趋势和国产替代提速，仍具备显著 的穿越周期特性。

四、下游设计环节：关注渗透与复苏机遇

(一) 产品创新+国产替代，市场渗透率快速提升

1. 服务器DDR5：升级拐点将至

服务器 DDR5 内存接口量价齐升，PC 贡献增量市场。DDR5内存接口芯片的 市场规模=服务器端市场规模（服务器内存条数量×单个内存模组中接口芯片的价值 量）+新增的PC端市场规模（PC内存条数量×单个内存模组中接口芯片的价值量）。 服务器市场，量增逻辑：根据 JEDEC 的定义，在 DDR5 世代，服务器内存模组 需要 新增搭配一颗串行检测芯片（SPD）、一颗电源管理芯片（PMIC）及两颗温 度传感器（TS）。价增逻辑：性能更优的世代与子代升级，寄存时钟驱动器（RCD） 和数据缓冲器（DB）的 ASP 提升。

DDR5新定义开辟PC端内存接口及配套芯片新增量市场。 DDR5世代普通台式 机及笔记本电脑常用的内存模组UDIMM/SODIMM额外搭配一颗SPD及一颗PMIC。 此外，根据JEDEC定义，DDR5渗透中后期UDIMM/SODIMM还将搭载一颗CKD芯 片用以提高时钟信号的信号完整性和可靠性。因此，DDR5新定义下，内存接口及配 套芯片的应用延伸至PC端，开辟了PC端新增量市场。

DDR5时代空间大幅增长，现有玩家继续瓜分市场，DDR5时代寡头竞争格局有 望进一步强化。基于上述对服务器市场和PC市场的量价分析，可以看到，整个DDR5 时代，市场空间大幅增长。而整个内存接口行业芯片由于多重认证和技术难度构建 起来了认证和技术壁垒，因此预计还是三大内存接口芯片厂商（澜起科技、瑞萨、 Rambus）共享市场。目前，在DDR5产品布局方面，澜起科技、瑞萨（IDT）均能 提供RCD+DB+SPD+TS+PMIC的全套解决方案。Rambus暂时可提供RCD+DB产品， SPD产品正在研发中，聚辰股份可提供SPD产品。

升级节奏方面，主流服务器CPU发布是DDR5渗透关键节点。内存接口芯片是 服务器CPU存取内存数据的必由通路，需要与CPU、各种内存颗粒和内存模组配套 发挥效用。CPU、内存和内存接口芯片需要相互配合形成计算生态，产业链相关厂 商组成的JEDEC协会通过制定标准推动产业的发展，DDR5是JEDEC定义的新一代 内存技术规格。2020年10月后，国际内存大厂相继发布DDR5内存模组（内存+内存 接口芯片）。因此，支持DDR5的CPU何时发布，成为开启DDR5产业升级周期的关 键。 目前主流CPU发布节奏和渗透预期都相继明晰。PC方面，支持DDR5的CPU已 相继发布。服务器端，AMD已于2022年11月10日发布支持DDR5的第四代EPYC服 务器 DDR5 Genoa CPU，同时Intel预计于2023年1月10日发布支持DDR5的 Sapphire Rapids CPU。同时，Intel也于2022Q3电话会上表示，接下来几个季度 Sapphire Rapids会加大放量。

就渗透节奏看，各家对渗透节奏进行积极指引。据内存接口芯片龙头厂商澜起 科技公开调研纪要，DDR5的渗透节奏可参考DDR4时代上量节奏：通常每一子代产 品在上量后的12个月末渗透率可达到20~30%左右，24个月末渗透率可达到50~70% 左右，36个月末基本上这个子代就完成了市场绝大部分的渗透。内存龙头厂商SK海 力士在2022Q3电话会上表示，DDR5渗透率预计在23年年底达30%。内存接口芯片 厂商Rambus的预计，自己产品结构里DDR5超过DDR4的时间节点发生在2024H1， 由于该市场格局和供应关系，因此我们认为Rambus对自身业务的占比指引，也能一 定程度上指引DDR5行业渗透率在2024H1渗透率可超50%。 从短期能见度看，信骅月度营收和Rambus对22Q4指引均指引了服务器产业链 较好景气度。信骅科技是一家专注服务器领域高毛利利基市场的IC设计公司，主营 产品为服务器管理芯片，近年来市占率超过60%，其月度营收对指引服务器景气度 有一定意义。自2021年8月起，信骅单月营收YoY保持增速较高30%以上的增速，且 在22Q4半导体行业下行期保持了月度营收环比增长态势，指引了服务器产业链相对 较好景气度。服务器内存接口芯片厂商Rambus于22Q3季度实现Product Revenue （以内存接口IC为主）营收58.6百万美元，QoQ+9.94%，超出Q2指引。并继续指 引Q4 Product revenue业务实现营收63~69百万美元，QoQ7.5%~17.7%，环比呈现 强劲增长预期。体现了Rambus对内存接口芯片需求较好的预期。

澜起科技：优势卡位DDR5，公司迈入成长黄金期。澜起科技在内存接口领域深耕十余年，产品覆盖DDR2-DDR5世代的多款市场主流产品，通过不断进行技术迭代 与产品创新，积极拓展市场份额，站稳了内存接口芯片市场。2016年-2021年，公司 营业收入平均年复合增速为24.84%, 归母净利润年复合增速为54.96%。2022年前三 季度，公司营收为28.81亿元，同比增长80.88%，归母净利润为9.99亿元，同比增 长94.94%。公司互连类芯片产品线营收逐季提升，22Q3再创单季度历史新高，毛 利率环比略有下降1.8pct，主要系配套芯片占比提升。后续随着服务器端CPU上量 拉货RCD和DB等内存接口芯片，预计毛利率可回升并维持相对稳定状态。

公司竞争优势明显，深耕技术多年，且公司多名成员在JEDEC任职并参与行业 标准制定。公司多名成员在国际行业标准组织JEDEC中担任要职，并入选JEDEC董 事会。作为中国唯一一家入选JEDEC的芯片公司，公司深度参与标准制定,占据行业 高点，DDR5第一子代和第二子代的内存接口芯片的产品标准都由公司牵头制定。公 司发明的DDR4全缓冲“1+9”架构被JEDEC采纳，并在DDR5世代演化为“1+10”架构， 继续作为LRDIMM的国际标准。业内新产品如CKD芯片、MCRRCD/DB芯片等，公 司也参与了标准制定并已布局研发。 聚辰股份是国内EEPROM龙头，抓住机遇与澜起合作开发SPD EEPROM。公 司在手机摄像头EEPROM领域优势明显，目前产品应用延展至服务器、PC和汽车等 高价值量市场。公司凭抓住DDR5时代升级机遇，通过与内存接口芯片龙头澜起科技 合作推出 SPD5 EEPROM、SPD5+TS EEPROM产品，形成先发优势与较高壁垒。 DDR5 SPD EEPROM单颗价值量相较于公司原消费级出货的EEPROM均价大幅提 升，也给公司业绩带来较大弹性。

2. 功率器件：新能源需求爆发，本土公司持续突破

新能源行业需求接棒消费类产品，推动市场规模稳定增长。回顾本轮周期起点， 2020年初，受疫情影响，“宅经济”应运而生，手机、PC、平板等产品需求旺盛， 拉升功率器件市场规模。随着疫情逐渐好转，下游需求放缓，全球消费电子市场回 归存量状态，此时新能源行业进入高速增长阶段，接棒消费类产品，推动功率器件 市场规模持续提升。

新能源市场爆发，引领高压功率器件量价齐升。在“双碳”政策的持续推动下， 新能源行业需求持续提升。根据英飞凌的数据，相比于燃油车，纯电动车单车将新 增400美元功率半导体用量；光伏、风电和储能设备的功率半导体单位含量为 2000-5000欧元/兆瓦。由于新能源车与新能源发电大多工作在高压环境，广阔的下 游需求将有力推动以IGBT和超结MOSFET为首的高压功率器件需求，迎来量价齐升 的好光景，推动行业实现持续增长。

产业进入碳化硅时代，开启产品新周期。碳化硅材料较硅具有以下优势，（1） 带隙宽度较宽、临界击穿电场强度较高，使其具备在高压环境下的应用能力；（2） 较高的热导率和熔点使其能够实现快速的散热，满足高温环境的应用；（3）较高的 饱和飘逸速度使其能够实现更高的工作频率和更高的开关频率。（4）非常低的热膨胀系数，这意味着在极端温度变化下，它也保持尺寸稳定。因此，相较传统的硅基 器件，以碳化硅为材料制造的功率器件的在功率密度、开关效率和器件损耗等性能 上都有大幅度优化，已广泛应用于工业、汽车、光伏、储能、电网、轨交等诸多高 压大功率应用场景。

碳化硅器件降低功率损耗，高压环境优势进一步提升。相较于IGBT模块，在新 能源车逆变器中使用碳化硅模块可大幅降低整体功率损耗，提升车辆电池工作效率， 进而提升整车续航里程。此外，在800V电压平台下，逆变器中使用碳化硅模块的低 损耗优势将会进一步放大。此外碳化硅器件由于其高耐压的特性，芯片厚度大幅降 低，模块体积减小重量减轻，整车架构得到优化。目前特斯拉、蔚来等品牌在主驱 逆变器中都已采用碳化硅模块，以获取更强劲的性能，根据英飞凌的预测，预计至 2027年，全球将有45%的新能源车搭载碳化硅模块。在新能源车高压化的持续推进 下，新能源车中碳化硅功率器件渗透率有望实现逐步提升，进而拉动碳化硅器件市 场规模增长。

碳化硅功率器件优势匹配光伏逆变技术升级趋势。光伏逆变技术将向着不断降 低单位电成本趋势进行升级，具体包括提高交直流电压、提升单机功率、高频化、 减少损耗和降低散热成本等方法。目前，光伏逆变器中功率器件主要以IGBT为主， 而碳化硅器件损耗低、功率密度高等优势与光伏逆变技术升级趋势相匹配，预计未来碳化硅导入光伏逆变器速度有望进一步加速。

展望未来，在新能源汽车高压化升级，以及光伏逆变技术降低单位电成本升级 的趋势下，碳化硅功率器件在新能源应用中的优势将继续扩大。同时伴随着技术迭 代升级，碳化硅产业链正走向成熟，将逐步实现对硅基功率器件的全方位替代，碳 化硅器件市场规模有望实现持续高速增长，推动功率器件产业升级，开启全新产品 周期。

国内企业发力布局碳化硅产业。从上游衬底外延再到设计制造与封测，我国既 有布局全产业链的企业，也有专注于某一具体环节的企业。目前我国碳化硅产业整 体处于早期阶段，本土企业已开始加大布局力度，有望在未来3-5年内加速成长，成 为国际市场上的重要力量。从产业模式看，与国外产业链主要以纵向多环节整合为 主不同，国内产业链相对来较为分散，除三安光电采用垂直一体化模式之外，更多 厂商选择专注于产业链中某个特定环节。

功率器件下游应用广泛，新能源需求拉动市场规模持续增长。我国作为最大的 新能源下游市场，本土功率器件公司迎来高速发展的黄金期，庞大的本土需求有利 于厂商与下游客户之间实现更加顺畅的前期沟通与产品导入；此外受地缘政治、疫 情扰动等其他外界不确定因素影响，本土新能源客户对其供应链的稳定性要求日益 提升，为本土企业创造更大的替代空间。

3. 模拟芯片：长坡厚雪黄金赛道，国产替代加速推进

模拟IC市场空间广阔，下游应用广泛。根据WSTS的预测数据，2022年全球模 拟芯片市场规模有望达到883亿美元，在全球集成电路市场中占比约15.8%，市场空 间广阔。模拟IC的应用涵盖消费电子、通信、工业、汽车电子、安防监控、医疗等 诸多下游领域，产品几乎存在于所有电子产品中，下游应用广泛。

模拟IC企业拥有较高的成长天花板，可保持较长的上行周期。模拟IC公司通常 以微型体量诞生，相对于巨大的市场空间，其成长天花板较高。相对于数字IC的“一 代拳王”现象，模拟IC通常受到单一产品和单一下游的爆发与衰退的影响较小，更 多的是以不断丰富产品品类和下游场景去持续成长，而这也需要时间的积淀，因此 模拟IC公司通常具有较长的上行成长周期，如TI自1930年成立，其营收规模至今仍 在增长，处于成长期的MPS在2006-2021年几乎实现了营收的每年正增长，国内的 矽力杰在2013-2021年也保持了营收的快速增长。

海外龙头占据主要市场份额，国产替代空间广阔。根据IC Insights数据，2021 年全球市占率前十模拟龙头均为海外厂商，合计占据约68%的市场份额。中国市场 是全球最大的模拟IC市场，目前国产替代率较低，根据赛迪顾问和中商产业研究院 数据测算，2021年国内上市模拟IC市场自给率仅约12%，具有广阔的国产替代空间。

在国产替代进程上，本土厂商在消费电子领域率先取得突破，在工业领域不断 提高市占率。在本土消费电子终端厂商的快速发展下，以及消费电子芯片验证周期 短及对价格敏感的背景下，国内模拟IC公司率先在消费电子领域实现了国产替代， 抢占了海外模拟大厂的市场份额，实现了加速成长。如圣邦股份在电源管理领域已 实现了多品类的国产替代，艾为电子在安卓手机模拟音频功放领域位居龙头地位。 在工业领域，对模拟IC的要求相对更高，自给率相对较低，国内模拟IC正处于加速 成长的阶段，如圣邦股份、纳芯微、思瑞浦在工业领域均有深入布局，在客户端的 市占率在不断提升，且公司自身的工业营收比例也在不断提升。

布局汽车电子，把握下一轮机会窗口。根据IC Insights数据，2021年模拟IC各 下游应用领域中汽车市场占比为24%，是第二大市场，且在汽车智能化电动化中， 模拟IC的用量显著提升，汽车模拟IC的前景广阔。另外，国内模拟IC公司在汽车上 的营收体量非常小，仍处在国产替代的早期。在产业变革和国产替代背景下，国内 模拟IC公司均大力布局车规领域，如圣邦股份接连推出车规级电压基准芯片、车规 运放等产品；纳芯微22Q3汽车业务营收占比约21%，围绕汽车布局众多电源管理和 信号链产品；思瑞浦22Q1-3汽车业务进展顺利，营收占比持续提升。

4. MCU：国产替代空间广阔，本土公司高端产品初露锋芒

下游需求广阔，市场规模持续提升。MCU芯片是实现智能控制的核心元件，广 泛应用于汽车、工业、消费、计算等领域。根据IC Insights数据，随着2021年经济 复苏，MCU市场规模实现了强劲增长，市场规模达196亿美元，同比提升23%。预 计至2026年，全球MCU市场规模将达到272亿美元，五年复合增长率为6.7%。

工业、消费和汽车下游应用占比较高。分应用来看，2021年以工业和消费市场 为主的嵌入式应用占比最高，达46%，汽车应用占比则为40%，此外智能IC卡等其 他下游应用占比为14%。未来，随着汽车电动化/智能化以及工业自动化的持续深入， 车规/工控MCU将是拉动整体市场规模增长的重要驱动力。 汽车电子电气架构换代为MCU产品创造新机会。随着汽车从分布式架构往集中 式架构的转变，MCU的功能出现两极分化。一方面，8-16位的MCU被其他芯片集成， 做成智能传感器和智能执行器，或者是升级成32位的运算能力更强的MCU；另一方 面，高端MCU的需求主要在高主频、多核，在域控制器和计算平台上做实时的运算， 起到安全性功能。在这个过程中，单核MCU迭代到双核MCU，再到三核MCU；制 程从90nm迭代到40nm，再到28nm，甚至更先进制程；MCU的架构从电源 +MCU+ASIC迭代到更高集成化（如功率+MCU+电机驱动）。

汽车电子电气架构的变革为汽车MCU市场带来新机遇，随着汽车电动化和智能 化的发展趋势，对MCU的性能和数量都提出了新的需求。电动化增加了汽车对电池 管理系统、增加整车控制器对MCU的需求；智能化增加了驾驶信息系统、油门控制 系统、自动泊车、先进巡航控制、防撞系统等对MCU芯片的需求。同时因系统复杂 程度日益增加，车用MCU逐渐32位产品占比持续增加，价值量提升显著。车载MCU 市场将迎来量价齐升的好光景，是未来MCU行业规模增长的重要驱动力。

汽车应用引领MCU市场规模提升。根据IC Insights数据，汽车MCU市场规模在 经历了2018~2020年的微增长，甚至负增长之后，在2021年迎来爆发式上涨，市场 规模达76亿美元，同比提升23%。同时，IC insights还预计在未来两年，车载MCU 市场仍然会以16%的年复合增长率实现快速增长，其增长速度显著高于行业整体增 速。分产品类型来看，2021年，32位MCU占比最高，达到了76.7%，市场规模为58 亿美元，16位MCU的收入为13亿美元，8位MCU的收入为4.41亿美元。未来预计32 位MCU市场份额将会进一步提升。

海外市场占据主要份额，高端产品替代空间广阔。目前，MCU全球市场竞争格 局较为分散，主要份额被恩智浦、瑞萨、意法半导体等海外厂商占据。在汽车电动 化及智能化升级趋势下，众多MCU厂商纷纷入局汽车产业，汽车MCU领域竞争格局 进一步集中。在中美摩擦加剧等因素的影响下，本土下游客户替代意愿逐渐加强； 同时在应对众多造车新势力的设计与采购需求时，产品供应紧张态势持续，行业需 要更多优秀的芯片企业投身于汽车MCU供应链，高端应用MCU国产替代空间正逐渐打开。

本土MCU公司产品持续突破，高端领域初露锋芒。由于消费电子类、家电类MCU 验证周期较短，较易实现国产替代，目前本土MCU厂商大多以家电、消费类MCU产 品为主。随着国产替代进程由点到面，由易到难的深入，叠加“缺芯”的加速，在 工业、汽车等领域，本土MCU厂商已逐渐实现产品导入，成长动能强劲。

5. FPGA：国产替代驱动本土厂商持续成长

国产FPGA迎来历史发展机遇。一方面，行业成长性佳。FPGA芯片在网络通信、 工业控制、消费电子、人工智能等终端应用场景持续渗透，叠加FPGA制程工艺、逻 辑规模和集成度升级带来的ASP提升，FPGA芯片将迎来量价齐升、新应用场景不断 涌现的发展机遇。根据Frost&Sullivan预计，2022年中国FPGA芯片市场规模约200 亿。另一方面，FPGA的重要下游场景如通信、工控等对国产替代需求增加。而国产 厂商技术升级、中美贸易摩擦、客户技术支持和自主产权化等多因素助力国产替代。

从格局上看，国际双寡头占据海内外市场主导，本土厂商份额较小。Xilinx与 Intel(Altera)两大龙头企业受益于先发以及多年研发投入带来的技术和客户优势。根 据安路科技招股书引用的Frost&Sullivan数据，2019年，两大龙头占据全球90%以上 市场份额。国内市场整体国产化率低于5%，存在较大替代空间。

本土FPGA厂商在国内市场各领域均有布局。本土厂商从成熟制程和中小逻辑 规模细分市场切入赛道，随后不断进行产品迭代。本土FPGA芯片公司中，复旦微电、 紫光同创和安路科技身位领先，已实现28nm制程和500K以上逻辑容量芯片量产。 其中复旦微电的FPGA芯片主要应用于对可靠性要求更高的领域，紫光同创主要布局 网络通信领域。安路科技的下游应用更为广泛，主攻通信、工控领域的同时，积极 拓展消费电子和数据中心等领域。凭借在国内民用FPGA领域的领先地位和国产替代 机遇，安路科技已打入中兴通讯、汇川技术、利亚德等多家头部网络通信和工业控 制厂商供应链，服务于下游千余家客户。

安路科技加大研发，由成熟制程中低逻辑容量切入，逐步开拓中高端市场。安 路科技拥有ELF低功耗产品系列、EAGLE高性价比产品系列、PHOENIX高性能产品 系列和低功耗SWIFT FPSoC系列，产品已覆盖400K以内的重点逻辑规模。从性能 角度看，相同制程上的产品上，公司FPGA的性能参数整体对标行业龙头赛灵思。安 路科技首先从28nm以上及100K以下逻辑规模的芯片切入，逐步扩展市场份额。公 司是国内首批具备28nm FPGA芯片设计和量产能力的企业，12nm先进制程和600K 以上高逻辑容量芯片处于有序研发中。从应用领域看，公司从以下游通信为主发展 为扩展为向工控、消费电子、数据中心等场景持续渗透。

公司产线持续拓展，相同制程产品性能对标国际龙头。安路科技拥有ELF低功 耗产品系列、EAGLE高性价比产品系列、PHOENIX高性能产品系列和低功耗SWIFT FPSoC系列，产品已覆盖400K以内的重点逻辑规模。从性能角度看，工艺制程、逻 辑容量和SerDes速率是当前FPGA产品性能的重要指标。相同制程上的产品上，本 土厂商，安路科技和紫光同创的FPGA的性能参数都直接对标行业龙头赛灵思。

目前公司在各下游应用领域都实现了良好的技术积累。 （1）工业控制：公司具有集成SDRAM、MCU、高速MIPI DPHY、PCIE硬核 等不同功能的多品类产品，可满足工业控制中的实时控制、外设扩展和控制、高速 数据传输等应用。 （2）网络通信：公司产品在定义时即瞄准行业痛点，可满足主流应用需求，并 在发现客户其他需求时，快速迭代增加了Dual Boot、ADC集成等特性，成功减小客 户PCB面积。 （3）消费电子：公司通过对消费电子行业部分原有技术方案的改良，集成高速 MIPI接口硬核功能，以单颗FPGA芯片替代了原本需3颗芯片构成的视频桥接技术方 案，成功降低了方案成本。 （4）数据中心：公司产品集成ADC，可以单颗芯片代替传统FPGA和电源管理 芯片的双芯片方案。同时公司提供了针对国产CPU主板所需的I2C、LPC、QSPI电 平转换等参考设计方案，成功减少客户自主开发所需的时间与成本。

(二) 行业复苏+新品拓展，开启广阔成长空间

本土厂商在存量和增量市场有较多可触及空间。半导体芯片类型品类繁多、下 游广泛。从存量市场看，各个细分品类和应用广泛还存在较多领域国产厂商并未触 及。同时，各类半导体芯片产品形态还在不断演进，下游空间还在不断扩展，如汽 车和AIOT需求，增量需求也给延展了国产厂商可开拓空间。虽然短期行业受到了宏 观环境、行业周期等因素波动影响，但长期来看，各下游需求场景需求增加对芯片 功能和数量增加的长期趋势不变。

五、上游设备材料环节：国产替代空间广阔，产品突 破穿越周期

(一) 国产替代驱动成长，设备板块空间广阔

历经行业“超级周期”之后，半导体设备市场规模有望在高位维持稳定。2019 年-2021年，受到下游应用需求的驱动以及疫情对行业供需关系的影响，全球半导体 设备市场经历了一轮高景气周期。2022年，半导体设备市场规模有望再创新高。根 据SEMI的数据，2022年，全球半导体设备销售额有望达1143.4亿美元，同比增长 11.24%，以2021年中国市场的占比测算，预估2022年中国半导体设备市场规模有 望达329.48亿美元，同比增长11.24%。并且，未来1-2年的半导体设备市场规模有 望在高位基本保持稳定。其中，全球半导体设备市场规模有望稳定在1000亿美金左 右，中国半导体设备市场规模有望稳定在300亿美金左右。

半导体设备公司的增量将更多地来源于市场份额的提升。在半导体设备整体市 场规模保持高位稳定的过程中，产业链公司的增量将更多地来源于市场份额的提升。 我们认为，市场份额的提升主要由三个因素驱动：产品的竞争力、所处市场的份额 或空间、品类扩张能力。其中，产品的竞争力是公司立足于市场获取份额的基础， 所处市场的份额或空间将决定公司高速成长的持续性，而品类扩张能力能够持续拓 展公司的成长边界。 中国大陆晶圆产能仍处于快速扩张期，且增速显著高于全球平均水平，配套半 导体设备的需求稳固。中国大陆是全球最大的电子终端消费市场和半导体销售市场， 吸引着全球半导体产业向大陆的迁移。从产业链配套层面来看，在中游晶圆制造环节，中国具备成为全球最大晶圆产能基地的潜力。特别是在中国打造制造强国的战 略下，政府在产业政策、税收、人才培养等方面大力支持和推进本土半导体制造的 规模化和高端化。近年来，中美贸易摩擦凸显出供应链安全和自主可控的重要性和 急迫性，晶圆制造及其配套设备等产业环节作为半导体产业的基石，加速发展势在 必行。因此，在市场、国家战略、产业自主可控等多重因素的驱动下，中国大陆晶 圆产能在未来一段时间内仍处于快速扩张期，且增速显著高于全球平均水平。

根据IC Insights的数据，2021年，全球晶圆产能约2160万片/月（8寸约当）， 同比增长3.78%，中国大陆晶圆产能350万片/月（8寸约当），同比增长9.92%，在 全球的占比约16.2%。根据SIA的数据，伴随着中国大陆晶圆产能的持续快速扩张， 2030年，大陆晶圆产能在全球的占比有望达24%，届时将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。 在中国大陆晶圆产能快速扩张的过程中，配套的半导体设备需求有望保持稳固。

内资晶圆产线产能距离规划仍有较大的提升空间，国产半导体设备的订单增量前景广阔。目前，内资晶圆产线仍然是国产半导体设备的消费主力，从远期内资晶 圆产线的建设情况来看，国产半导体设备的需求前景更为乐观。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，因此，内资晶圆产能的大幅扩张，有望为国产半导体设备公司带来广阔 的订单增量。

当前半导体设备国产化率仍处于非线性提升区间，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。对于国产半导体设备厂商而言，其驱动力除 了行业规模的自然扩张，还包括在国内市场的国产替代。根据中国电子专用设备工 业协会的数据，2021年，国产半导体设备销售额为385.5亿元，同比增长58.71%， 占中国大陆半导体设备销售额的比例为20.02%。

以半导体晶圆制造设备为例，当前的国产设备对28nm及以上制程的工艺覆盖度 日趋完善，并积极推进14nm及以下制程的工艺突破，产品正处于验证密集通过、开 启规模化起量的成长阶段。并且，各大半导体设备厂商基于产品上线量产的契机， 也在与客户密切开展工艺设备的合作研发、已有产品的迭代和细分新品类的扩充， 利于产品竞争力和市场拓展的继续深入。所以，我们认为目前的半导体设备国产化 率仍处于非线性增长区间，未来国产设备有望加速渗透。假设2025年，该统计口径下的中国大陆半导体设备市场的国产化率提升至50%，则2021-2025年，国产半导 体设备销售额的CAGR近30%。并且，对于65-40nm等国内配套较成熟的制程，本 土半导体设备供应商的单一供应比例最高已达80%，足见设备国产化有较高的成长 空间。 目前，国产半导体设备厂商在沉积、CMP以及测试机等核心工艺环节已与海外 传统厂商形成了初步的技术对标。在前道领域，28nm及以上的制程范围，国产半导 体设备厂商实现了工艺、技术和产品的大部分覆盖。以北方华创等为代表的国产半 导体设备公司不断完善产品的平台化布局，可服务市场规模快速扩张，远期收入空 间不断打开；另一方面，以拓荆科技、华海清科等为代表国产半导体设备公司在各 自专长的领域内已占据了领先的供应份额，不断夯实技术和市场壁垒。在后道领域， 国产半导体设备厂商整体已在测试机、分选机、探针台等设备市场具备一定的市场 份额优势。随着细分品类的市场份额提升，以及产品品类的多元扩张，未来，国产 半导体设备公司的成长边界有望不断拓宽。

(二) 自主可控任重道远，材料厂商加速突破

晶圆制造材料占据主要的市场空间，半导体材料市场规模稳健增长。根据SEMI 数据，2021年全球半导体材料市场规模约643亿美元，同比增长约15.9%；其中，晶 圆制造材料和封装材料市场规模分别约为404亿美元和239亿美元，占比分别约为 62.8%和37.2%，晶圆制造材料占据主要市场空间。受益于全球晶圆产能的增长和先 进制程的发展，2016-2021年全球半导体材料市场规模CAGR约8.5%，稳健增长。

半导体材料种类繁多，硅片为最大细分市场。硅是第一代半导体材料，目前硅 基半导体仍然占据主要半导体市场，硅片也是半导体材料最大细分市场，根据SEMI 数据，2018年硅片市场在晶圆制造材料市场中占比为38%。电子特气、光掩模为第 二、第三大晶圆制造材料市场，占比均约为13%。抛光材料、光刻胶辅助材料、光 刻胶、工艺化学品、靶材等材料占比均在2%-7%之间。半导体材料产业呈现种类繁 多、细分市场相对较为分散的特点。

中国大陆是半导体材料第二大市场，增速较快，全球占比持续提升。根据SEMI 数据，2021年中国半导体材料市场规模达到119亿美元，在全球市场占比为18.6%， 是全球第二大市场。中国大陆晶圆产能的持续扩张显著拉动了对上游配套半导体材 料的市场需求，2021年中国半导体材料市场规模同比增长约21.9%，远高于全球平 均水平15.9%，同比增速与欧洲地区并列全球第一。过去15年间，中国大陆半导体 材料市场在全球占比从6.4%提升至18.6%，市场空间、全球占比均实现快速提升。 未来，随着前文所述国内晶圆产能的快速扩张和释放，本土半导体材料需求有望持 续扩容，市场规模有望保持持续增长。

本土厂商奋起直追，部分半导体材料已基本实现国产自给自足。近年来，一方 面受益于国内下游晶圆产业的发展和政府对产业的支持，同时半导体材料厂商积极 吸纳、培养高层次技术人才，把握行业和技术发展趋势，积累研发经验和攻克关键 技术，募集资金投入产能建设，在新产品的研发、生产、客户导入等方面均取得了 一定突破。目前本土厂商在部分半导体材料细分领域已经取得了较高的市场份额， 如8英寸及以下半导体硅片的产能可满足国内晶圆代工产业的需求，6英寸及以下晶 圆加工用的湿电子化学品国产化率达到80%。 本土高端半导体材料尚处于起步阶段，国产替代仍有较大空间。12英寸硅片、 应用于先进制程的光刻胶等半导体材料对产品的性能要求更为严苛、技术要求更高，本土厂商正在突破这些高端产品的技术和市场壁垒。例如，在12英寸硅片领域，本 土厂商沪硅产业、立昂微正处于产能快速提升阶段；彤程新材、南大光电、晶瑞电 材、上海新阳等厂商在ArF光刻胶领域稳步推进产品研发，进展较为顺利；江化微的 湿电子化学品已成功导入多家12英寸半导体晶圆厂，稳步提升国产化水平，且高端 产品营收占比逐年提升。受益于大陆晶圆代工产业的快速发展和国产替代趋势下企 业得到的政策、产业支持，本土半导体材料厂商有望保持快速成长；中低端产品有 望进一步扩大产能、提高市占率，高端产品有望加速取得产品研发、客户导入进展， 不断拓宽企业成长边界。

（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。）

精选报告来源：【未来智库】。「链接」