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科普知识

半导体现状最全分析,机会在哪里?

稿件来源:国盛郑震湘团队 责任编辑: 发布时间:2019-01-18

环保节能需求推动汽车电气化,新能源汽车快速增长。由于各国政府对能源和环境问题高度重视,纷纷提出禁售燃油车计划,汽车电气化几乎是必然趋势。Katusa Research数据显示,中国,美国和德国将成为电动汽车的主要推广者,致使2040年电动汽车年均销售量可达6千万量。新能源汽车能够有效降低燃油消耗量,而新能源汽车需要用到大量的电源类IC(比如升降电压用的DC/DC),模拟IC行业可从中受益。

 

汽车电动化程度逐步加深,硅价值量持续增长。各车企纷纷推出新能源车,以实现汽车电动化的软替代,常见的新能源汽车包括混合动力汽车、插电式混合动力汽车、增程式电动汽车、纯电动汽车。随着电气化程度的提升,汽车半导体价值量也水涨船高。2018年中度混合动力汽车、插电式混合动力汽车和纯电动汽车单车半导体价值量分别达475、740和750美元,根据Strategy Analytics预测,2025年度混合动力汽车、插电式混合动力汽车和纯电动汽车销量分别可达到0.17亿、0.13亿、0.08亿。

 

从价值量来看,在仅考虑汽车电动化的情况下,其主要电子系统的价值增量将体现在动力电池系统代替发动机系统,而动力电池系统价值估算约为10000~12000美元左右,占整车电子系统价值比重超70%,其中锂电池组占比又达到动力电池系统价值的70~75%,价值量约为8000美元左右。

电动化将持续推动汽车硅含量提升。我们对动力总成系统硅含量进行拆解分析,从应用市场规模来看,目前发动机半导体市场规模最大,2017年发动机半导体市场规模超42亿美元,占动力总成半导体市场比重近50%,其次依次是变速箱、混动系统、辅助系统、起停系统。从增速来看,混动系统半导体市场规模增长最快,2015-2022年复合增长率接近30%,其次为启停系统,7年复合增长率为10%。

 

  • 发动机硅含量集中于模拟IC、分立器件、传感器、MCU,整体较为成熟,未来增长平稳。

  • 变速箱硅含量增长将由MCU引领。随着变速箱系统电子化,微控制器的应用将逐渐增加,预计变速箱系统MCU市场2015-2022年复合增长率可达5%。

  • 辅助动力系统硅含量增长将由IGBT、MCU引领。除了功率器件的增长外,随着性能要求的提高,辅助动力系统所使用的MCU将由8位向16位迁移,带来ASP提升。

  • 混动系统所有分类应用均将维持30%左右的增速,其硅含量主要集中于电池管理IC以及IGBT。

  • 启停系统整体增速将维持在10%左右,价值量占比较高的部分除了MCU以外,主要增长来自于12V向48V迁移所带动的MOSFET价值量提升。

非动力总成方面,我们以特斯拉Model 3为例,对中控模组、辅助驾驶、车身控制等核心部件进行拆解分析,相较于动力总成价值结构,逻辑IC、存储IC价值占比大幅提升,初步测算中控模组半导体价值量约为103~157美元,辅助驾驶模组半导体价值量约为369~502美元,车身控制模组半导体价值量约为79~128美元。

 

 

智能驾驶时代,“车载电脑”、“车载服务器”大势所趋。建立“感应-融合-决策-执行”大闭环。智能驾驶,在监测到障碍物时,如果无法及时进行智能化决策,控制方向避开障碍物,而是先传入云端再下发指令到车载终端的话,因信号传输等原因稍有延迟就会导致事故的发生。因此需要本地具备高性能运算能力的辅助驾驶/自动驾驶控制系统来对传感器接收数据进行融合、处理,“车载电脑”、“车载服务器”将是大势所趋,形成“感应-融合-决策-执行”大闭环。基于上述框架,我们进一步对车用传感器、微控制器、存储器进行分析

 

传感器方面,以特斯拉model 3为例,其使用了一颗雷达与8颗摄像头,仅能实现2级自动/辅助驾驶水平,保守估计单车至少需要安装30颗以上图像传感器才有可能实现L5自动驾驶。除图像传感器以外,动力总成系统内也将使用大量压力、温度等传感器,预计2021年,动力总成系统内传感器出货量将达18亿颗,以单颗1美元计算,对应市场空间保守估计将接近18亿美金量级。

 

 

MCU方面,综合考虑安全应用、车身控制、动力系统、电池组方面的需求,估算整车微控制器用量约为36~54颗,考虑到车规级芯片单价一般较高,以单颗芯片3至10美金计算,整车MCU价值量约为100至500美元。

 

 

存储方面,从目前车载存储主流方案来看,整体呈现存储使用颗数、单颗容量、单颗价值量三项齐升的趋势。麦肯锡相关报告对车载存储整体产值进行预测,预计到2020年车载存储整体产值将达到28.32亿美元,其中DRAM和NAND占比分别为51%、36%。

 

根据发改委最新《智能汽车创新发展战略》(征求意见稿),到 2020年,中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、路网设施、法规标准、产品监管和信息安全体系框架基本形成,智能汽车新车占比达到 50%,中高级别智能汽车实现市场化应用。我们对中国智能驾驶渗透与DRAM空间进行测算,以2020年中国乘用车销量2770万辆、智能汽车渗透率50%、单车DRAM容量38GB来测算,仅中国车载DRAM空间就有望达到5.27亿GB。

 

2.2.3IoT:物联网浪潮迭起,芯片环节率先受益

 

随着NB-IOT标准化火速落地和稳步推进,海量广覆盖低功耗连接条件已经初步具备。

 

以互联网、智能手机为代表的信息产业的第二次浪潮已步入成熟,增速放缓,而以物联网为代表的信息感知及处理正在推动信息产业进入第三次浪潮,物联网革命已经悄然开始!

 

 

物联网快速发展将激活海量智能终端。小到智能手机、汽车,大到智能工厂,未来智能终端将渗透到人们生产生活的方方面面,物联网设备接入数量将迎来指数级增长。Gartner 研究显示,2014 年全球联网设备有37.5 亿台,比2013年增加24%,预计到2020 年时,物联网安装基数将达到250 亿,同时增加收入将达到3000 亿美元。Radiant Insights 则更为乐观的表示,连接到网络的设备数量有望在2020年时快速飙升至超过1000亿台。

 

 

从Gartner对物联网半导体的细分领域预测来看,MCU、通信芯片和传感器芯片在未来四年内将具有更大的增长弹性,且物联网半导体整体市场空间在2020年有望达到350亿美元。从物联网终端模组成本来看,尽管物联网终端产品应用情景多,但整体上成本主要集中在处理器(MCU/AP)、传感器以及无线通信芯片,总共占比可能达到60%-70%。

 

2.3 库存周期:库存水位仍处于相对低位

 

供给端库存水位较低,行业回调主要由于渠道端去库存,根据行业一般规律,渠道端去库存一般将维持2-3个季度,2019年中行业有望回暖。为了更好的理解半导体下游需求水平及变化趋势,也为了进一步对本轮景气周期放缓程度及持续周期进行分析,我们分别在IDM、代工、设计以及渠道分销等板块筛选具有代表性的公司作为板块样本进行库存分析。

 

2.3.1 IDM库存:库存占营收比重同比、环比均有所下滑

 

IDM产业样本公司的筛选过程中,我们综合考虑了存储、模拟以及数字电路,选择了模拟器件、美信、安森美、恩智浦、Cypress、英特尔、德州仪器、IDT、AMS、SK 海力士、麦格纳、英飞凌、意法、威世以及三星电子等十余家企业作为样本公司。

 

 

IDM板块库存占营收比重同比、环比均有所下滑。从库存绝对值来看,2018年三季度IDM样本公司期末库存合计为498亿美元,同比增长12%,环比增长3%。但从库存周转天数来看,18Q3约为82天,环比减少3天,边际有所改善。从库存占营收比重来看,18Q3库存水位为43.70%,同比下降0.53pct,环比下降2.18pct,同比、环比均出现改善势头,基本面向好。

 

我们进一步对IDM中的公司进行筛选分析,选取德州仪器、美光、海力士作为样本公司,三家公司均具有相当程度的代表性,美光、海力士的主营产品存储器是本轮景气周期主要抓手;而德州仪器作为模拟电路龙头,在售芯片超两万种,对接几乎所有半导体下游,其库存水平较有综合参考价值。SK海力士库存占比为32%,环比、同比均基本持平;美光库存占比为49%,同比提升3pct,环比提升6pct;德州仪器库存占比为50%,同比提升4pct,环比下滑2pct。海力士、德州仪器库存水位不升反降,仅美光库存水位环比有所提升,但与2011年、2016年两轮下行周期相比,仍处于较低水位。我们认为,目前仅是上升周期中的阶段性放缓,行业基本面已有根本性改善,2016年的下行周期不会重演。

 

2.3.2 设计公司库存:出现边际改善势头

 

设计产业样本公司的筛选方面,我们综合考虑了通讯、计算、消费类等不同下游,选择了AMD、Cirrus、Lattice、英伟达、高通、赛灵思、ATI、联发科、芯科以及威盛电子等十家企业作为样本公司。

 

设计板块库存占营收比重、DOI均呈改善趋势。从库存绝对值来看,2018年三季度设计板块样本公司期末库存合计为69亿美元,同比增长5%,环比增长3%。但从库存周转天数来看,18Q3约为85天,同比减少2天,环比减少1天,边际有所改善。从库存占营收比重来看,18Q3库存水位为47.23%,同比下降1.94pct,环比下降1.74pct,同比、环比均出现改善势头,与IDM公司趋势一致,行业基本面整体向好。

 

2.3.3 晶圆厂库存:18Q3库存水位环比下滑

 

晶圆代工板块库存水平受下游需求影响较大,18Q3已出现边际改善势头。我们综合考虑了地域分布情况,选择台积电、联电、中芯国际、塔尔、世界等五家企业作为样本公司。从库存绝对值来看,2018年三季度设计板块样本公司期末库存合计为50亿美元,同比增长30%,环比增长4%。但从库存周转天数来看,18Q3约为67天,环比持平。从库存占营收比重来看,18Q3库存水位为44.61%,同比增长9.27pct,环比下降0.51pct,库存增长主要原因为消费级需求下滑所致,但从库存水位来看,环比已有所改善。

 

2.3.4 渠道库存:艾睿、大联大库存水位逐季下滑

 

渠道库存边际改善,曙光临近。我们选择了艾睿电子、安富利、大联大等三家企业作为样本公司。从库存绝对值来看,安富利、大联大Q3期末库存同比、环比均有个位数百分比的增长,艾睿电子库存环比下滑。但从库存周转天数来看,艾睿、大联大环比均减少一天左右,安富利Q3库存增长天数增加一天。从库存占营收比重来看,18Q3艾睿、库存水位连续两个季度改善;安富利自16年丢失ADI、Cypress、博通代理权后,库存水位长期高位震荡;大联大在收入增速逐月下滑的同时,库存占营收比重也不断改善,合理推断分销代理商均有意识控制库存水平,预计渠道去库存周期将在2-3个季度后迎来拐点。

 

 

2.3.5 库存之外,下游终端情况如何?

 

2.3.5.1 手机出货疲软,关注半导体价值量提升

 

智能手机出货量持续低迷其主要原因是因为智能手机的价格不断增长,但是硬件的创新上却稍显不足,一定程度上消耗了购买力。其次,智能手机的软件系统不断加强,各大厂商又定期会对系统进行优化和升级,使得手机的使用寿命变长。其次,各大厂家都在布局抢占5G的先机,华为、高通、Intel都已经宣布在2019年会推出5G的基带芯片,小米已经在2018年下半年宣布了5G版本的MIX 3,另外一方面国内三大运营商也在抢先组建5G实验局,大部分消费者在此时或处于观望状态,希望可以一步到位到直接换成5G手机。根据Counterpoint的数据统计,目前年换机周期已经超过了22周。基于以上三个主要原因,智能手机的换机周期拉长,进而导致全球手机出货量趋缓。

 

手机半导体价值量持续提升。结合Tech Insights相关数据,我们对历代iphone物料成本进行了详细拆解,除2016年iPhone 7半导体价值量短暂减少以外,整体上,智能手机半导体器件成本不断攀升,我们估算iPhone Xs Max整机物料成本约为453美元,其中半导体器件价值约为227美元,占比超50%。

 

 

2.3.5.2服务器市场增长结合PC企稳,助力芯片需求成长

 

服务器市场增长结合PC企稳,GPU、CPU等计算类芯片以及存储器将受益:1)服务器方面,下游需求提升,出货量整体增长,结构上高性能服务器占比提高,进一步加大了对芯片需求的拉动;2)PC方面,出货量趋于稳定,对CPU、GPU、存储器市场扰动减少。

 

高性能服务器带动服务器市场加速成长。产业信息网数据显示,2017年传统服务器出货量达650万台,预计传统服务器出货量增速将延续往年趋势,在低个位数百分比水平波动,2025年出货量有望超8百万台。高性能服务器方面,2017年出货量达480万台,预计增速将始终保持在两位数水平,2022年出货量或将超越传统服务器,2025出货量有望达到1100万台。

 

 

全球PC出货量趋于稳定。IDC数据显示,2017年以来全球PC出货量同比止跌,同比增速整体在低个位数百分比波动。笔记本市场方面,2017年出货量有所回暖。整体上,PC市场趋于稳定有助于减少对CPU、GPU等计算芯片以及存储IC市场的扰动。

 

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