一、全球半導體短期下行不影響長期向好格局

1.1 預測 2023 年全球半導體下滑 4.1%，存儲芯片下滑首當其沖

WSTS 預測，2023 年半導體市場規模將同比減少 4.1％，降至 5566 億美元。預計以中國為 中心的亞太地區作為全球最大半導體市場，將出現 7.5％的負增長，日美歐地區將維持正 增長，但增長幅度近乎持平，其中美國增長 0.8%，歐洲增長 0.4%，日本增長 0.4%。預測存儲芯片 2023 年下滑 17%，分立半導體、傳感器、模擬芯片有望實現穩健增長。

1.2 三季度行業庫存達到歷史高位

國內與國外庫存均達到歷史最高水位。我們看到 2022 年第三季度全球半導體平均月數上 升到 4.16 個月，國內半導體設計廠商的平均庫存月數上升到 8.62 個月，都已超過常見的 4 個月庫存水位線。國外內廠商的庫存月數持續上升，終端庫存處于歷史高位，疊加消費 市場的需求持續萎靡，供需調整腳步漸近，半導體行業或將開啟主動去庫存的主旋律。

1.3 晶圓代工廠產能利用率下降，預測 2023 年資本開支下降 19%

分 8 寸和 12 寸廠看，2022 年第四季度 8 寸晶圓廠的主力臺積電、聯電、世界先進、力積 電和中芯國際的產能利用率預計分別下降到 97%/90%/73%/86%/90%，相較于第二季度下滑 3%/10%/25%/12%/6%。8 寸晶圓廠主要面向 90-180 納米和 250 納米以上產品，產品應用相 對單一，主流產品包括 PMIC、CIS、MCU、顯示驅動芯片、分立器件等，8 寸廠相對 12 寸 產能利用率下滑更大。過去兩年電源管理芯片和 MCU 缺貨情況相當嚴重，隨著 8 寸晶圓供 給趨于平衡，上述產品也出現砍單浪潮，大幅影響 8 寸廠產能利用率。2022 年第四季度 12 寸晶圓廠的主力臺積電、三星、聯電、合肥晶合、中芯國際的產能利用率預計分別下 降到 96%/90%/92%/70%/90%，相較于第二季度下滑 2%/7%/8%/25%/8%。12 寸晶圓廠覆蓋
5/7/1X/22/28/4X/55/65/89/90 納米，產品布局更多元，晶圓廠通過將產能分配到過去兩 年不受重視的產品應用上，包括服務器、車用和工業控制 IC 等，來彌補消費類產品需求 的下滑。合肥晶合產品布局相對單一，主要以驅動 IC 和 CIS 主流產品，電源管理芯片剛 開始布局，驅動 IC 需求大幅度下滑疊加積極擴產，導致第四季度產能利用率下降較快。而臺積電、中芯國際和三星等晶圓廠在晶圓產業布局多年，通過產品組合轉換彌補消費類 下行。

存儲器行業：美光 2023 財年整體資本開支年減 30%，設備資本開支年減 50%；南亞科宣布 調降 2022 年資本開支達 22.5%，2023 年設備資本開支比 2022 年減 20%；旺宏宣布調降 2022 年資本開支達 24-29%；SK Hynix 宣布下調其明年資本開支達 50%。晶圓代工：聯電宣布調降 2022 資本開支近 16.7%；臺積電調降 2022 資本開支，從 400-440 億美元降到 360 億美元，臺積電已經減緩了 7 納米產能的擴張。

1.4 全球半導體未來有望繼續穩健增長，車用、工業、數據中心機會最大

我們認為全球半導體這一波下行周期有望在 2023 年下半年觸底向上，細分行業優質龍頭公司迎來布局良機。根據 Gartner 數據，2026 年全球半導體市場規模將達到 7827 億美元，2021-2026 年 CAGR 5.6%，其中增速最快的領域為高性能運算，將從 5 億美元增長到 101 億美元，CAGR 160.6%， 其次是汽車電動化，CAGR 25.2%，ADAS 排第三，CAGR 22%。

根據 Mckinsey & Company 數據，2030 年全球半導體市場規模將達到 10470 億美元，汽車 半導體占比將從 2021 年的 7%提升到 2030 年的 12%，工業占比將從 2021 年的 10%提升到 2030 年的 12%，而通信及消費電子的占比將下降。

1.5 2023 年下半年有望迎來需求回暖

由于 2022 年 Q4 全球晶圓廠稼動率下降明顯，晶圓襯底出貨面積將出現下滑，由于去庫存 等因素的影響，2023 年上半年全球晶圓廠稼動率將降至最低點，晶圓襯底出貨面積有望 在 2023 年 Q3 迎來向上拐點。

半導體行業與宏觀經濟密切相關，目前全球半導體在延續下行趨勢，結合 2023 年下游需 求預測，庫存等信息，我們研判全球半導體有望在 2023 年 Q3 迎來向上拐點。

二、半導體設計：關注明年需求復蘇和由弱轉強的標的

2.1 臺灣半導體原廠庫存于今年三季度開始小幅下降

從庫存水位看，當前臺灣半導體公司庫存月數在今年二季度達到歷史高點后，三季度庫存 環比小幅下滑 1 個點，同時，我們看到臺灣電子暨光學產業 PMI 的客戶存貨從 2021 年 6 月的 45%開始逐步提升，今年年初以來急劇拉升由 2022.01 的 50%提升至 2022.08 達到歷 史高點 63%，2022.09 開始下降，至 2022.11 降到 52%，但從歷史經驗看，庫存水位上行 周期通常為 1-2 年（其中主動加庫存 1-1.5 年，被動加庫存周期為 0.5-1 年），我們認為 臺灣半導體廠商在今年三季度開始進入主動去庫存，庫存水位有望快速下降，主動庫存調 整周期在 1 年左右，之后進入被動去庫存的景氣上行期。

2.2 海外汽車芯片大廠開始消費電子產能轉換成車用

緊缺程度較高的車用 MCU 及模擬芯片交期在縮短。我們看到 8 位 MCU 中 NXP 的芯片交期由 緊缺放緩到 52 周，32 位 MCU 中 ST 和 NXP 的芯片交期由緊缺放緩到 40 周和 26-52 周，原 本全線緊缺的 MCU 芯片已經被打開了一個向下的口子。而模擬芯片中，原本緊缺的傳感器、 定時、接口、開關穩壓器、信號鏈等芯片也有部分產品的交期開始拐頭向下，意味著產能 在弱應用和強需求之間發生了轉換，在消費類產品需求疲弱的情況下，晶圓廠將原本用于 消費產品但能夠滿足車規級 MCU、模擬芯片生產工藝的產能進行轉換。

2.3 半導體復蘇預判：消費類有望率先見底反彈

經典的半導體周期表現為營收增速常領先庫存月數 3-6 個月從底部開啟下一輪上漲周期， 同時股價也同步領先庫存月數開啟上行周期。回顧上一輪半導體周期，智能手機相關半導 體公司的營收表現率先觸底反彈，營收同比增速首先在 2018 年度到 2019 年初觸底，緊接 著具備泛消費屬性的電腦和圖形處理器相關半導體公司的營收同比增速在 2019 年 3 月觸 底，要晚于智能手機 3 個月。而應用場景更廣泛，不單局限于消費類的存儲、電力功率和 車用模擬相關半導體公司的觸底時間要更晚于消費類公司，通常落后 6-12 個月。從周期 底部特征來看，我們看好在本輪周期中消費類產品率先觸底反彈。

2.4 投資分析：關注需求復蘇，長期看好由弱轉強的標的

主線一：關注需求復蘇，看好明年消費類終端需求復蘇

2023 年關注消費電子需求復蘇，目前來看 2022 年消費電子出貨量下跌已成定局，但我們 看好 2023 年需求回暖，消費電子全年出貨量有望恢復正成長。智能手機為消費電子核心 產品，占比達到 50%以上。根據 IDC 的數據，2023 年全球手機出貨量預計將達到 14.8 億 臺，同比增長 0.7%。我們看好智能手機的需求在 2023 年中改善，各類微創新正在給智能 手機產業鏈帶來新的成長機遇，手機攝像頭多攝化趨勢確定，折疊屏手機新品頻出。同時 5G 手機對 4G 手機的持續替代也將成為支撐智能手機銷量的另一大主因，5G 手機在部分發 達與新興國家如印度、東南亞國家、西歐國家的滲透率不足 20%，仍有較大提升空間。

根據 IDC 的數據，2020 年第一季度到 2021 年第一季度受益于新冠疫情帶來的居家教學、 辦公等需求，全球 PC 出貨量同比和環比均加速增長，隨后 2021 年第二季度增速開始掉頭 向下，環比增速在 2022 年第一季度見底后開始反彈。隨著行業步入去庫存階段，全球 PC 季度出貨量環比正在逐季改善。

全球可穿戴設備季度出貨量同比與環比改善。據 IDC 的數據，2022 年全年可穿戴設備的 出貨量預計將持平于 5.355 億臺，而 2023 年由于新興市場涌現的購買力量和發達市場的 存量產品迎來替換周期，可穿戴設備的需求有望在 2023 年恢復增長。手表類穿戴設備的 成長潛力在于產品定位與功能逐漸清晰，潛在的目標客戶擴大，帶動出貨量開始加速成長。可穿戴設備將慢慢聚焦健康/運動監測功能，在設備中開始加入各類心電、血氧、睡眠等 傳感器，微創新驅動銷量的成長。TWS 耳機的成長潛力在于全球范圍內 10 億量級的安卓 手機出貨量與 2021 年僅 13%的配置率形成鮮明對比，保守假設安卓手機出貨量維持 2021 年 11.24 億臺不變，配置率每提升 1%就會增加 1124 萬臺 TWS 耳機的出貨，隨著廠商逐漸 取消出廠附送耳機，我們看好 TWS 耳機的配置率仍有較大提升空間。

主線二：長期看好車用、服務器用及工業用芯片的主邏輯，關注由弱轉強賽道切換的標 的

人駕到自駕，重點在成本及視覺／AI 芯片技術：很多產業專家說未來的自駕車就像裝了 四個輪子的智能手機，以自駕技術的難度及半導體配置而言，我們不同意這說法，我們認 為自駕車像是裝了四個輪子的智能 AI 服務器（如果透過遠端控制軟件來協作，自駕車隊 更像裝了四個輪子的智能集群系統），Gartner 在 2019 年四季度預測在 2023 年，全球有 近 74.6 萬自駕車，而目前使用激光雷達來作為視覺功能的 SAE L4-L5 的自駕車成本要超 過 10 萬美元，昂貴的激光雷達感測元件價格 5 萬美元以上，所以很難普及到自用車，像 是特斯拉不使用激光雷達，但通過 3 顆前置攝像頭（60，150，250 公尺視覺距離），1 顆后置攝像頭（50 公尺視覺距離），4 顆前后側邊攝像頭（80-100 公尺視覺距離），12 顆環繞車身的超音波感測器（感測距離 8 公尺），及一顆前置雷達（160 公尺視覺距離） 推出的 L3 等級 FSD 自駕駛解決方案，整體額外自駕功能成本應該不超過 2 萬美元。我們 估計于 2035 年全球超過 30%的汽車銷量將具備 L3-L5 的自動駕駛功能，未來 15 年的復合 增長率達到 30-35%。

我們認為汽油引擎車轉馬達電動車，接著是由人駕轉 SAE 3-5 級自駕車的占比提升，加上 電動車及自駕車的技術演進（耗能降低，電池密度提升，電源轉換系統重量降低，攝像頭， 感測器，雷達，激光雷達數量提升，及人工智能芯片運算能力提升但要求耗能持續降低）， 這些技術演進將逐步拉升每臺電動車及自駕車的半導體價值，這兩大驅動力對全球車用半 導體公司及產業未來二十年將產生重大影響, 我們先前估計全球車用半導體市場于 2020-2035 年復合成長率應有機會超過 20%（主要系增加 AI GPU, FPGA, ASIC，激光雷達,以太網絡, MCU，模擬芯片，IGBT，碳化硅，電源管理芯片的價值及數量）, 遠超過全球 半導體市場在同時間的復合成長率的 7-9%, 約占全球半導體市場的份額將在 2035 年達到 30% (從 2021 年不到 10 個點), 每車半導體價值從 2020 年的 268 美元，暴增 10 倍到 2035 年的 2758 美元。

根據應用材料提供的資料，機器所產生的數據量在 2018 年首次超越人類所創造的數據量， 從 2019 年，每年幾乎以倍數的幅度來增加，從 2020 年到 2025 年，全球數據增量將達到 157 Zetabytes (1 Yotabyte=1000 Zetabytes; 1Zetabyte=1000 Exabytes; 1 Exabyte=1000 Petabytes; 1 Petabyte=1000 Terabytes; 1 Terabyte=1000 Gigabytes)，5 年有 89% 復 合增長率。以這樣的速度增長，我們很快在 2028 年就會看到超過 1 Yotabyte 的數據增量。這么龐大的數據增量，不可能用人工來處理分析，必須運用各種具備高速運算的人工智能 芯片來過濾，處理分析，訓練及推理，這將持續帶動 7nm 以下高速運算 HBM 存儲器，3D NAND, CPU, AI GPU, FPGA, 網絡芯片晶圓代工的需求，及順勢帶動成熟制程的配套芯片如電源 管理芯片，PCIE Gen 4/5 retimer 等的需求。

我們估計全球服務器廠商營收在 2022／2023 年有 5%／7%的增長，但全球服務器半導體市 場在 2022／2023 年卻有 20%／25%的增長。這對 2022/2023 年半導體增長各有 4－6 個點 的貢獻。每臺服務器芯片價值在 2022 年有超過 12%的增長，主要系 AI 智能服務器比重的 提升對 AI GPU 需求也有提升，而 Intel 7 及 AMD 5nm 的 CPU 的芯片面積大增估計也對成 本及價格進一步提升，PCIE Gen 5 retimer, 及 DDR5, DDR5 內存接口芯片的采用，都對 每臺服務器芯片有增量，增價效果。因為 Intel, AMD, Nvidia 在云端，邊緣運算，企業， 政府，運營商端的技術迭代競爭加速，我們認為未來 10 年，全球服務器半導體增長將明 顯高于服務器廠營收增長平均達 10-15 個點，全球服務器半導體市場于 2021-2035 年復合 成長率達 20%（4-5% CAGR 來自于全球服務器數量成長，2-3% CAGR 來自于每臺服務器芯 片數目增長，12-14% CAGR 來自于芯片平均單價提升）。根據美國半導體設備龍頭應用材 料的預估，從 2020 到 2025 年，全球每臺服務器的半導體芯片價值將增加一倍到 5600 美 元，相當于 20%的 5 年復合增長率。

主線三：關注細分賽道機會。1）BMS 芯片國產替代從 0 到 1 突破；2）車用 MCU 國產化率 提升；3）存儲止跌反彈；4）FPGA 在特種領域和民用市場快速發展。

電池管理芯片可分為電池計量芯片、電池保護芯片、充電管理芯片和模擬前端模組（AFE） 等。在消費電子、工業和汽車三大應用領域中，電池管理系統的芯片構成有所不同。消費 電子領域通常采用 SoC 方案，集成電池計量、電池保護和電池充電管理等模塊；工業和 汽車中常使用分立方案，包含計算單元（如 MCU）、AFE（模擬前端芯片）、數字隔離芯 片、均衡模塊等。根據 Mordor Intelligence 的數據顯示，2021 年全球電池管理芯片市 場規模預計為 78 億美元，2024 年預計將成長到 93 億美元，21-24 年 CAGR 為 6%。

AFE 芯片是電池管理芯片中技術壁壘和價值量最高的芯片，車規 AFE 芯片國產化率極低， 國產替代空間廣闊。電池管理系統中的 AFE 芯片，部分廠商又稱為電池監控芯片或電池采 樣芯片，一般由采集模塊、均衡模塊和通訊模塊等組成。采集模塊采集電池模擬信號，然 后經過 ADC 處理轉換為相應的數字信號，通過通信模塊中的各類接口將數據傳輸給 MCU， 同時均衡模塊負責平衡電池組中不同電芯的容量。國際廠商以 ADI、TI、ST、NXP 和瑞薩 為主，其中 ADI 的產品線主要收購自凌力爾特和美信，瑞薩的產品主要來自收購的 Intersil，國內廠商方面尚未有完全 D 級車規產品問世。

FPGA 在特種領域和民用市場快速發展

隨著全球新一代通信設備以及人工智能與自動駕駛技術等新興市場領域需求的不斷增長， 預計全球 FPGA 市場規模將從 2021 年的 68.6 億美元增長至 2025 年的 125.8 億美元，年均 復合增長率約為 16.4%。根據 Gartner 預測，軍工、航天特種 FPGA 市場穩定增長，占 FPGA 市場整體份額維持在 15%左右，FPGA 在航空航天和軍事領域的應用越來越多，包括 飛行控制、傳感器接口和圖像處理的無人機系統，軍用雷達射頻信號處理等。國內復旦微 電和紫光國微在特種 FPGA 領域已經陸續突破 2xnm 及 1xnm，下游國產化率持續提升。另 一方面 FPGA 下游最大應用領域為通信行業，占比超過 40%，國內民用 FPGA 龍頭為紫光同 創（紫光國微持股 30%）和安路科技，在通信領域驗證加速，持續快速增長。

三、半導體設備材料穿越周期，長期受益國產替代

美國對中國半導體企業的技術封鎖再次加碼，國產替代主線明確。2022 年 10 月 7 日，美 國商務部在半導體制造和先進計算等領域對華升級出口管制措施。此次新規旨在對中國企 業獲取高性能計算芯片、先進計算機、特定半導體制造設施與設備以及相關技術實施進一步限制。同時，將 31 家中國實體列入“未驗證清單”，包括中國最大的存儲芯片制造商 長江存儲。2018 年以來美國對我國半導體產業鏈限制層層加碼，從最開始的芯片端（華 為不能買芯片），到制造端（華為不能找代工、中芯國際先進制程發展受阻），到現在設 備、EDA 軟件等上游（代工廠、存儲廠買不到最先進設備，先進 EDA 軟件受限）以及人才 的限制（阻止美國人協助發展國內半導體先進制程），沿產業鏈條逐步向上。當下產業發 展應重點關注設備、零部件、材料、高端芯片等容易“卡脖子”的環節。

3.1 晶圓廠產能稼動率下滑，但長期擴產趨勢不變，國內逆勢擴張確定性高

受消費電子疲軟，智能手機去庫存等影響，同時半導體制造用稀有氣體價格、硅片價格上 漲，芯片制造成本增加。全球半導體制造行業短期均承壓，產能稼動率下滑。根據臺灣電 子時報，代工龍頭臺積電的產能稼動率明年上半年有可能下跌至 80%，大陸中芯國際今年 以來的稼動率也是在逐季度下降有望在明年年中觸底。SEMI 在預計全球半導體行業將在 2021 至 2023 年間開始建設的 84 座大規模芯片制造工廠 中投資 5000 多億美元，其中包括汽車和高性能計算在內的細分市場將推動支出增長，預 計 2023 年將新增 28 家工廠。各國政府陸續出來激勵措施，在擴大產能和加強供應鏈方面具有重大影響。美國《芯片和 科學法案》推出，政府投資催生了新的芯片制造工廠和供應商支持生態系統。從 2021 到 明年，預計美洲將投建 18 座新工廠/產線。中國大陸新芯片制造工廠數量將超過所有其他 地區，計劃有 20 座支持成熟工藝的工廠/產線。在《歐洲芯片法案》的推動下，歐洲/中 東地區對新半導體工廠的投資預計將達到該地區歷史最高水平，在 2021 至 2023 年間，將 有 17 座 Fab 廠開工建設。中國臺灣地區將開始建設 14 個新工廠/產線，而日本和東南亞 預計將在預測期內分別開始建設 6 個新工廠/產線。韓國預計將開始建設 3 個大型工廠/ 產線。

國內晶圓廠逆周期擴產，未來 5 年成熟制程產能大幅提升。中芯國際 22Q3 已將 22 年 50 億美元的資本開支提升至 66 億美元，同時中芯京城（規劃產能 10 萬片/制程 28nm 及以上/總投資 76 億美金）+中芯臨港（10 萬片/28nm 及以上/總投資 88.7 億美金）+中芯天津（10 萬片/28~180nm /總投資 75 億美金），未來 5-7 年總共有約 34 萬片 12 英寸新產線的建設 項目，擴產節奏進入快速通道。目前中芯國際、華虹集團等國內主要晶圓廠在全球市占率 較低，國產替代背景下，國內晶圓廠加速擴產以滿足國內市場需求，持續看好華虹半導體 和中芯國際。

3.2 美國制裁升級，半導體設備國產替代亟待加速

全球半導體設備市場規模經歷了 2019-2021 年超級景氣周期后，行業增速放緩，SEMI 預 計 2022 年全球晶圓廠設備支出總額為 990 億美元，同比增長 9%，在高位維持穩定。2022 年 1-9 月，全球半導體設備銷售額為 799 億美元，同比增長 6%，中國大陸半導體設備銷 售額為 219 億美元，同比增長 2%。根據 SEMI 數據，預計 2023 年全球半導體設備銷售額 同比小幅下滑約 4%，其中半導體前道晶圓設備支出總額下降 16%至 820 億美元。

國際前五的半導體設備公司銷售額占全球設備市場規模超過 70%，根據海外龍頭年報數 據，2021 年中國大陸在 AMAT、Lam Research、TEL、KLA 這 4 家龍頭公司的下游客戶分布 中均占比最高，其中 AMAT、Lam Research、KLA 均為美國公司。我們測算 2021 年國產設 備采購額在中國大陸設備需求的 10-15%，目前中國大陸的設備市場主要被國際公司壟斷。根據芯謀研究，從 2020 年中國晶圓廠設備采購占比來看，來自美國采購的設備占比超過 50%，日本 17%，荷蘭 16%，中國 7%，其他 7%。國際前五的半導體設備公司銷售額占全 球設備市場規模超過 70%。中國本土的半導體設備仍然占比較小，目前國內大概有將近 20 個半導體前道設備公司，隨著國內晶圓廠的擴產以及國產設備技術迭代，未來國產設備發 展空間廣闊。

當前國產設備對 28nm 及以上制程的工藝覆蓋率逐步提升，基本上實現了設備量產，并積 極推進 14nm 及以下制程的工藝研發。在中美博弈的大背景下，14nm 制程及存儲產線工藝 中的部分關鍵制程也正處在加速驗證的 0-1 階段。同時各大半導體設備廠商基于產品上線 量產的契機，也在與客戶密切開展工藝設備的合作研發、已有產品的迭代和細分新品類的 擴充。不同細分領域的設備目前國產化率差異比較大，分設備類型來看，去膠、清洗、熱處理、 刻蝕、CMP 化學機械拋光領域國產化率均可達到 20%以上，而薄膜沉積、過程控制、離子 注入、***等國產化率較低。國產化率尚低的領域均為技術壁壘較高環節，目前拓荊科 技在 PECVD，北方華創在 PVD 領域，芯源微在涂膠顯影和萬業企業在離子注入等領域實 現突破迎來滲透率加速提升的階段。受益下游晶圓廠持續擴產及國產化率提升，國產設備廠商訂單持續，有望保持相對高速增 長穿越周期。22Q3 末來看，北方華創合同負債 65 億元，存貨 116 億元；中微公司合同負 債 20 億元，存貨 32 億元，北方華創、中微公司以及華海清科的合同負債逐季增長，側面 印證公司在手訂單充沛。受不同公司、不同下游客戶不同付款策略（是否有預收款、預收 款比例等）影響，合同負債僅能在一定程度上體現在手訂單情況。

3.3 國產材料加速驗證，國產化率有望快速提升

半導體材料是半導體產業鏈中細分領域最多的環節，全球整體市場空間（制造+封測）約 643 億美元，前道制造材料 404 億美元、后道封裝材料 239 億美元，占比分別約為 62.8% 和 37.2%。其中，中國半導體材料市場規模約 119 億美元，占比全球材料市場比重約 18%。受益于全球晶圓產能的增長和先進制程的發展，2016-2021 年全球半導體材料市場規模 CAGR 約 8.5%，穩健增長。

中美科技博弈加速半導體材料國產化進程，成熟制程迎來替代機遇。我國半導體材料在品 類豐富度和競爭力上處于劣勢，在成熟制程領域，預計國產材料及設備能夠得到更多的驗 證資源和機會，國產替代周期有望縮短。大陸新建晶圓廠從 2020 年開始加速擴產，我們 測算 2022 年中國大陸內資晶圓廠產能增加至約 90 萬片，23/24 年存量產能增速為 30%、 25%，隨著存量產能的增長，國產半導體材料的黃金窗口期還將持續 2~3 年，是上游材料 供應商進行國產替代的最佳時間。目前本土廠商在部分半導體材料細分領域已經取得了較好的突破，本土高端半導體材料尚 處于起步階段，國產替代仍有較大空間。12 英寸硅片、ArF 光刻膠等半導體材料對產品的 性能要求更為嚴苛、技術要求更高， 本土廠商正在突破這些高端產品的技術和市場壁壘。在 12 英寸硅片領域，本土廠商滬硅產業、立昂微正處于產能快速提升階段；彤程新材、 華懋科技、南大光電等廠商在 ArF 光刻膠領域穩步推進產品研發，2023 年有望開始放量；江化微、格林達、上海新陽的濕電子化學品已成功導入多家 12 英寸半導體晶圓廠，高端 產品營收占比逐年提升。中低端產品有望實現 1-N 的拓展，進一步擴大產能、提高市占率， 高端產品實現 0-1 的突破，加速取得產品研發、客戶導入進展。

四、IGBT、SiC：新能源驅動成長，國產化率加速攀升

4.1 新能源驅動成長，全球/中國三年 CAGR 達 17%/18%

2021 年全球 IGBT 市場規模達 84 億美元，2016~2021 年 CAGR 達 16%。中國市場約占全球 市場的 40%。從產品類型來看，IGBT 可分為單管、IPM、模塊，2021 年單管、IPM、模塊 市場規模占比為 26%、24%、50%。IGBT 單管主要應用于小功率家用電器、分部式光伏逆變器、小功率變頻器，制造工藝為 環氧注塑工藝。2021 年市場規模達 22 億美元，2016~2021 年 CAGR 達 19%。IPM 模塊應用于白色家電中的變頻空調、變頻洗衣機，制造工藝為環氧注塑工藝。2021 年市場規模達 20 億美元，2016~2021 年 CAGR 達 11%。IGBT 模塊應用于大功率變頻器、電焊機、新能源車、集中式光伏等領域，制造工藝為灌 膠工藝。2021 年市場規模達 42 億美元，2016~2021 年 CAGR 達 17%。

從電壓等級來劃分，600V 以下的低壓 IGBT 主要應用于消費電子領域，600V~1200V 的中壓 IGBT 主要應用于新能源車、光伏、家電、工業（電焊機、UPS）領域，1700V 以上的超高 壓 IGBT 主要應用于軌交、風電、智能電網領域。從下游應用來劃分，根據 Yole 數據，2020 年工業、家用、電動車、軌交、光伏、其他行 業市場規模占比為 31%、24%、11%、6%、4%。

根據我們估算，我們預計 2025 年全球 IGBT 市場規模達 991 億元、2022~2025 年 CAGR 為 17%，中國 IGBT 市場規模達 497 億元、2022~2025 年 CAGR 達 18%。其中新能源車、光伏& 儲能貢獻了最大增量。

4.2 缺貨漲價潮助力國產替代加速，2022 年國產化率有望達 38%

從全球 IGBT 競爭格局來看，行業較為集中，根據 Yole，2020 年行業 CR3 達 50%，英飛凌 是行業絕對龍頭、市占率達 27%。分產品類型來看：IGBT 單管主要應用于小功率家用電器、分部式光伏逆變器、小功率變頻器，制造工藝為 環氧注塑工藝。2021 年行業 CR3 達 53%，英飛凌是行業絕對龍頭、市占率超 29%，國內士 蘭微市占率達 2.6%、位居第十名。IPM 模塊應用于白色家電中的變頻空調、變頻洗衣機，制造工藝為環氧注塑工藝。2021 年行業 CR3 達 57%，三菱是行業絕對龍頭、市占率達 30%，國內士蘭微市占率達 1.6%、位 居第九名，華微電子市占率為 2.2%、位居第八名。IGBT 模塊應用于大功率變頻器、電焊機、新能源車、集中式光伏等領域，制造工藝為灌 膠工藝。2021 年行業 CR3 達 57%，英飛凌是行業絕對龍頭、市占率達 33%，國內斯達半導 市占率達 3%、位居第六名。

行業國產化率較低，2019 年僅 12%。根據 Yole，從產量來看，2015 年國內自給率為 10%、 2019 年國內自給率僅 12%，行業自給率緩慢提升。考慮海外產品規格更高、預計從市場規 模口徑來看國產化率更低。

分行業來看：新能源車國產率較高，光伏國產化率接近于 0。1）新能源車：得益于近年 來中國新能源車市場蓬勃發展，帶動國內 IGBT 廠商快速成長，新能源車國產化率相較較 高，2022 年 H1 年比亞迪、斯達、時代電氣市占率達 20%、17%、11%，國產化率將近過半。2）光伏&儲能：2020 年國內該領域國產化率接近為 0。根據固德威 2021 年年報，“IGBT 元器件國內生產商較少，與進口部件相比，產品穩定性、技術指標存在一定差異。目前， 國產 IGBT 元器件、IC 半導體的性能穩定性及相關技術指標未能完全滿足公司產品的技術 要求，預計短期內不能完全實現進口替代。”3）工業：斯達半導是國內工控 IGBT 龍頭， 2019、2020 年斯達工控和電源行業收入達 6、7 億元，對應市占率約為 7%、9%，工控行業 國產化率較低。缺貨漲價潮助力國產替代加速，2022 年行業國產化率有望達 38%。2020 年以來，需求端 得益于新能源車、光伏需求爆發，供給端海外疫情反復限制海外產能，IGBT 供需失衡， 海外大廠交期持續上升，價格持續上升。

得益于缺貨漲價潮，IGBT 行業國產化率快速提升。1）2021 年英飛凌功率半導體業務收入 同增 20%，國內上市公司斯達半導體 IGBT 收入同增 75%，士蘭微 IGBT 業務收入實現翻倍 增長，比亞迪半導功率半導體收入同增 152%，中車時代功率半導體收入同增 33%，新潔能 IGBT 收入同增 529%。2）我們估算 2020、2021 年國內上市公司 IGBT 收入達 31、57 億元， 同增 59%、88%，國產化率達為 17%、25%，提升 5pct、8pct。

分行業來看：新能源車、新能源發電、工控、白電領域國產化率快速攀升。1）新能源車：2021 年比亞迪半導、斯達半導、時代電氣車載 IGBT 收入約為 13、5、2 億元，同比均實 現翻倍增長，國產化率超 30%。2）工業：斯達半導是國內工控 IGBT 龍頭，士蘭微、華潤 微、宏微科技等企業亦有出貨。2021 年斯達半導工控和電源 IGBT 收入約為 11 億元、同 增 51%、市占率約為 12%，國產化率進一步提升。3）白電：士蘭微是國內 IPM 龍頭，新潔 能、揚杰科技等企業亦有出貨。2021 年士蘭微 IPM 收入達 8.6 億元，白電領域 IPM 模塊 出貨量超 3800 萬顆，同比實現翻倍增長，出貨量市占率達 20%，國產化率快速攀升。4） 2021 年斯達半導、時代電氣、揚杰科技、新潔能光伏 IGBT 收入均為幾千萬，且處于快速 放量階段。

回顧 2022 年，供需失衡貫穿全年。1）8 月英飛凌公告財年三季報，公司積壓訂單達 420 億歐元（2021 年公司收入為 111 億歐元，預計 2022 年收入為 140 億歐元），且 80%需求 集中于 12 個月交付，2 月英飛凌向經銷商向經銷商發布通知函、表示 2022 年供需失衡貫 穿全年，或醞釀新一輪產品提價。2）5 月安森美內部人士稱 2022 年、2023 年車用 IGBT 訂單已滿且不再接單。3）1 月逆變器龍頭企業錦浪科技預計 2022 年四季度前芯片供給難 有大改善。4）海外廠商擴產普遍謹慎，主要的增量貢獻是英飛凌投資 16 億歐元在奧地利 菲拉赫 12 寸產能，于 2021 年 8 月投產，預計通過 4~5 年產能爬坡后貢獻增量收入 20 億 歐元，增量有限。

供不應求的背景下，國產化率進程取決于產能釋放速度，2022 年國產化率有望達 37%。從國內 IDM 模式的龍頭 IGBT 產能規劃來看，比亞迪半導、中車時代 2022 年 8 寸晶圓產能 均實現翻倍增長，從國內 Fab 廠（華虹半導、中芯紹興、先進積塔）IGBT 產能規劃來看 亦能實現 60%以上成長，從產能數據來看，我們估算 2022 年國內產能同增 90%+，我們估 算 2022 年國內上市公司 IGBT 收入有望實現翻倍增長，國產率達 37%。

4.3碳化硅行業迎來快速發展機遇期

碳化硅具有低導通損耗、低開關損耗，應用于 800V 高壓平臺的電動汽車，可以充分體現 快充、節能的優勢。在電動汽車主驅逆變器中，由于 SiC MOSFET 器件的單極性特性以及較低的開關損耗，從 而能夠為主機廠節省電池成本；在光伏領域，SiC MOSFET 器件在輕載情況下的高效率使 得發電成本降低；在車載電源領域，SiC MOSFET 的高頻化特性使得整機尺寸、重量降低 的同時，還可以節省電容、電感等無源儲能器件的成本；在燃料電池空氣壓縮機應用領域， SiC MOSFET 器件的高開關頻率使得壓縮機的超高速化成為可能，進而能夠提高壓縮機效 率，降低尺寸和冷卻需求，從而實現系統層級降本。

小鵬的 800V 車型 G9 除了主驅、OBC 采用碳化硅之外，在空調壓縮機上也率先采用了 SiC MOSFET，有望形成電動汽車空調壓縮機采用 SiC MOSFET 趨勢。在夏季和冬季，電動汽車的續航里程衰減嚴重。根據德國 IAV 研究數據表明，空調系統的 能耗在一輛中型的電動汽車中在夏季能耗占比高達 21%（WLTP 工況）。而在冬季，此項數據會飆升至 38%，主要原因還是目前主流電動汽車還普遍采用 PTC 進行 風暖或水暖的加熱方式，能效較低。

根據針對400V以及800V電壓平臺的電動空調壓縮機控制器在同樣的運行工況（同樣電壓、 電流、功率因數、調制因數以及開關頻率等）的量化評估情況：1）針對 400V 電壓平臺，在輕載情況下，SiC MOSFET 方案在開關損耗以及開通損耗均有 明顯優勢，整體損耗僅為傳統 IGBT 方案的 17%~29%；重載情況下主要表現為開關損耗優 勢明顯，整體損耗為傳統 IGBT 方案的 40%左右。2）針對 800V 電壓平臺，因 1200V IGBT 器件以及反并聯二極管開關損耗特性較差，SiC MOSFET 方案的優勢更為明顯。輕載情況下整體損耗僅為傳統 IGBT IPM 方案的 11%~17%， 而在重載工況下則變為 23%~27%左右。

雖然碳化硅成本還比較貴，但是 SiC MOSFET 有在諸多行業中的順利推廣應用，其背后驅 動力也基本都是廣義上的成本，即采用此類型器件之后，在系統層面帶來的經濟效益會超 出增加的采購成本，碳化硅正在多個行業推廣應用。Yole 預計碳化硅功率器件器件市場規模將由 2021 年 10.9 億美元增長至 2027 年 62.97 億 美元，復合增長率達 34%。

全球化硅襯底市場集中度較高，2020 年 CR3 占比高達 85%，規模最大的 Wolfspeed，2020 年市占率 50%，其次是羅姆及 II-VI，合計占比 35%。全球最大的碳化硅器件為意法半導體，是特斯拉車載碳化硅器件的主要供應商，2021 年 市占率達到 40%，其次是英飛凌，市占率 22%。

隨著全球 800V 車型的逐漸增多，碳化硅將迎來需求爆發，近期，全球大廠紛紛表示接到 碳化硅大單，如英飛凌宣布獲得 222 億元碳化硅設計定點，法雷奧宣布獲得 285 億元碳化 硅電驅訂單，采埃孚推出全新 SiC 電驅系統，獲得訂單金額高達 250 億歐元等。

編輯：黃飛

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