电子行业中期策略：人工智能开启半导体周期复苏与自主可控并重

  ChatGPT 是由美国初创公司 OpenAI 开发、在 2022 年 11 月发布上线的人工智能对话机 器人，ChatGPT 标志着自然语言处理和对话 AI 领域的一大步。ChatGPT 上线两个月后月活跃 用户数突破 1 亿，是历史上用户上涨的速度最快的消费级应用程序。ChatGPT 热潮引发全球科学技术 巨头的加速布局，Meta 百度、谷歌、百度、阿里巴巴等科技巨头随后相继推出类似产品。

  2023 年 2 月 24 日，Meta 发布四种参数规模的大模型 LLaMA，并将提供底层代码供用户 使用， LLaMA 模型在生成文本、对话、预测蛋白质结构等更复杂的任务方面有很大的前景。 2023 年 4 月 5 日，Meta 正式推出模型 SAM(Segment Anything Model)，SAM 可用于识别图 像和视频中的物体，甚至是从未被训练学习过的物品；对于任何一张照片或动态视频，SAM 都 能够迅速识别其中的各个物体并将其与背景分割，SAM 将开启计算机视觉领域革命。

  2023 年 3 月 16 日，百度发布对标 ChatGPT 的大模型产品文心一言。百度正迅速将文心一言融入到公司所有业务中来测试，利用其能力为产品及服务赋能，来重塑公司面向企业和 消费者的产品和服务，吸引更广泛的用户及客户，围绕文心一言在新的时代中建立新生态。目 前已有十几万家企业申请文心一言内测，其中有超 300 家生态伙伴在 400 多个具体场景取得测 试成效，主要包括办公提效、知识管理、智能客服、智能营销等代表性场景。

  GPT 2023 年 4 月 11 日，阿里巴巴发布大模型产品通义千问，可进行多轮对话、文案创造、逻 辑推理，也融入了多模态理解，并提供多语言支持，阿里巴巴所有产品未来将接入通义千问进 行全面改造。阿里巴巴将把 AI 基础设施和通义千问大模型能力向所有企业开放，未来每一个企 业在阿里云上既可以调用通义千问的全部能力，也可以结合企业自己的行业知识和应用场景， 训练自己的企业大模型，阿里巴巴将为每一家企业打造自己的专属 GPT。

  谷歌——PaLM 2 是最先进的语言模型之一，支持云端大模型和终端小模型

  2023 年 5 月 10 日，谷歌推出了新一代语言大模型 PaLM2，PaLM2 有 Gecko、Otter、 Bison和Unicorn四种不同大小和速度的版本。最强大的版本Unicorn拥有超过1000亿个参数； 最小的版本 Gecko 可以在手机上离线 个 token。PaLM2 是最先进的语言 模型之一，现在可以理解 100 多种语言，在通过高级语言能力考试、数学考试、自动写作、编 程等方面，均表现出优异的水平。

  1.2. AI 大模型推动算力需求呈指数级增长，AI 芯片迎来高速成长期

  AI 大模型预训练数据量呈指数级增长，带动算力需求爆发。从 GPT-1 到 GPT-3，模型参 数量从 GPT 的 1.17 亿增加到 GPT-2 的 15 亿，再到 GPT-3 的 1750 亿；训练数据量也由 GPT 的 5GB，增加到 GPT-2 的 40GB，再到 GPT-3 的 45TB。AI 大模型预训练数据量呈指数级增 长，带动算力需求爆发。

  云边端算力协同融合，有望满足不同应用需求并提升算力效率。人工智能在云端、边缘端、 终端都有广泛应用，对算力有不同需求。云端具有海量数据处理与计算能力，可以承载云端训 练和推理的任务；将算力从云端向边缘侧扩展，支持在网络边缘执行深度学习、强化学习等人 工智能算法，避免计算任务从网络边缘传输到云中心的超长网络传输延迟，可以满足高实时性 应用的需求；通过算力前置实现终端分布式算力与云端中心算力的动态平衡，可以大幅提升算 力效率。通过云边端算力协同融合，有望满足不同应用需求，并提升算力效率。

  算力基础设施云、边、端 AI 芯片作为算力载体，将迎来高速成长期。人工智能的各类应 用场景，从云端溢出到边缘端，或下沉到终端，都离不开智能芯片对于训练和推理任务的高效 支撑，算力基础设施云、边、端 AI 芯片作为算力载体，将迎来高速成长期。云、 边、 端三种 场景对于智能芯片的运算能力和功耗等特性有着不同要求，云端承载处理海量数据和计算任务， 需要高性能、高计算密度，典型计算能力一般要大于 30TOPS；终端对低功耗、高能效有更高 要求，典型计算能力一般小于 8TOPS，典型功耗一般小于 5 瓦；边缘端对功耗、性能的要求 通常介于终端与云端之间。

  1.2.1. AI 大模型产生海量算力需求，驱动云端 AI 芯片快速成长

  大模型调优过程需要对模型不断进行迭代，产生算力需求。大模型需要不断进行调优，开 发者在调优过程中会更新模型参数，以及对模型进行迭代训练，模型调优算力需求和模型迭代 速度有关。 大模型与用户对话时需进行模型的推理，消耗大量算力。根据 OpenAI 团队在 2020 年发 表的论文《Language Models are Few-Shot Learners》，推理阶段算力需求是模型参数数量与 Token 数量乘积的 2 倍：推理阶段算力需求=2×模型参数数量×Token 数量。假设 ChatGPT 每轮对线 个单词），经计算每轮对话产生推力算力需求约为 0.175 PFLOPS。按照 ChatGPT 每日 5000 万访问量，假设每次访问发生 10 轮对话，经计算 ChatGPT 每日对线 PFLOPS。

  大模型及人工智能在多场景广泛、深入应用，驱动智能算力规模高速增长。随着 AI 大模 型带来算力需求爆发式的增长，以及人工智能在智慧交通、智慧金融、生物识别、智能制造、 智慧医疗、自动驾驶等场景的广泛、深入应用，中国智能算力规模将持续高速增长。根据 IDC 的数据，2021 年智能算力规模为 155.2 百亿亿次/秒（EFLOPS），2022 年智能算力规模达到 268 百亿亿次/秒（EFLOPS），预计 2022-2026 年中国智能算力规模的年复合增长率将达 52.3%， 同期通用算力规模复合增速为 18.5%。

  AI 服务器专为人工智能训练和推理应用而设计，大模型有望推动 AI 服务器市场加速成长。 服务器一般可分为通用服务器、云计算服务器、边缘服务器、AI 服务器等类型，AI 服务器专为 人工智能训练和推理应用而设计，大模型带来算力的巨量需求，有望进一步推动 AI 服务器市场 的增长。根据 IDC 的数据，2020 年全球 AI 服务器市场规模为 112 亿美元， 2025 年预计全球 人工智能服务器市场规模将达到 266 亿美元，五年复合增长率为 18.9%。根据 IDC 的数据， 2020 年中国 AI 服务器市场规模将为 35 亿美元，2025 年预计中国 AI 服务器市场规模将达到 108.6 亿美元，五年复合增长率为 25.3%。

  AI 芯片占 AI服务器成本主要部分。CPU+GPU 是目前AI 服务器主流的异构计算系统方案，根据 IDC 2018 年服务器成本构成的数据，推理型和机器学习型服务器中 CPU+GPU 成本占比 达到 50-82.6%，其中机器学习型服务器 GPU 成本占比达到 72.8%。

  AI 芯片以 GPU 为主，NPU 成长迅速。AI 芯片主要包括 GPU、NPU、FPGA、专用集成 电路等，根据的 IDC 数据，2021 年中国人工智能芯片中，GPU 依然是实现云端数据中心加速 的首选，占据 89%的市场份额，GPU 芯片多用于图形图像处理、复杂的数学计算等场景，可 较好地支持高度并行的工作负载，常用于云端的 AI 模型训练，也可应用于边缘端和终端的推理 工作负载；NPU 占据 9.6%的市场份额，NPU 增速较快，NPU 芯片设计逻辑更为简单，常用 于云端、边缘端和终端的模型推理，并生成结果，在处理推理工作负载时，能显著的节约功耗； 而 ASIC 和 FPGA 占比较小，市场份额分别为 1%和 0.4%。

  AI 芯片是 AI 服务器算力的核心组成，有望畅享 AI 算力需求爆发浪潮。AI 芯片是 AI 服务 器算力的核心组成，随着 AI 算力规模的快速增长将催生更大的 AI 芯片需求。根据 IDC 的数据， 云端推理和训练所产生的云端智能芯片市场需求，预计将从 2017 年的 26 亿美元增长到 2022 年的 136 亿美元，年均复合增长率 39.22%。

  英伟达主导云端 AI 计算市场，国内企业加速发展。在云端智能计算市场，主流的芯片和 加速卡方案提供商主要包括英伟达、寒武纪和华为海思等。由于软件生态优势，英伟达的 GPU 芯片和加速卡产品占据大部分市场份额。国内寒武纪、华为海思等企业市场份额相比于英伟达 均较小，但处于加速发展中。根据 Liftr Insights 的数据，目前在 AI 技术进展最为前沿的北美 数据中心 AI 芯片市场，英伟达市场份额占比超过 80%，且在训练、推理环节均保持持续领先； 在数据中心 AI 加速市场，2022 年英伟达市场份额达 82%，AWS 和 Xilinx 分别占比 8%、4%， AMD、Intel、Google 均占比 2%。

  美国限制高端 GPU 供应，国产 GPU 芯片厂商迎来黄金发展期。2022 年 8 月 31 日，英 伟达、AMD 生产的 GPU 产品被美国列入限制范围，英伟达被限制的产品包括 A100 和 H100， AMD 受管制 GPU 产品包括 MI100 和 MI200 系列。海光 DCU 属于 GPGPU 的一种，在典型应 用场景下，海光深算一号指标达到国际上同类型高端产品的水平，在海外监管趋严的背景下， 以海光为代表的国产 GPU 厂商迎来黄金发展期。

  AI 芯片专用于人工智能领域，国产 AI 芯片厂商迎来高速发展期。AI 芯片是专门针对人工 智能领域设计的芯片，其架构和指令集针对人工智能领域中的各类算法和应用作了专门优化， 可高效支持视觉、语音、自然语言处理和传统机器学习等智能处理任务。在人工智能领域，AI 芯片的优势明显，可以替代 CPU、 GPU 等传统芯片。国内 AI 芯片以寒武纪思元系列、华为 昇腾系列等为代表，寒武纪和华为昇腾部分 AI 芯片产品性能已达到较高水平，有望加速实现国 产替代，迎来高速发展期。

  1.2.2. AIGC 有望加速智能在终端上的应用，终端 AI 芯片迎来升级与发展机遇

  AIGC 应用领域广泛，插件有望推动 AIGC 应用爆发。AIGC 是一种利用 AI 技术自动生成 内容的生产方式，包括文本、图片、视频等多种形式的内容，AIGC 可以应用在文本、代码、 图像、语音、视频、3D 模型、游戏、音乐、音频等领域。目前 ChatGPT 已支持插件功能，首 批上架 11 个插件，包括旅行软件、数据提供商、视频创意平台、电商平台、配送服务等公司， 插件有望加速 AIGC 的应用爆发。

  AIGC 有望成为物联网应用的重要助手，推动物联网行业快速发展。物联网可以提供大规 模的数据，能一定程度上解决 AIGC 模型训练所需的数据来源；物联网技术能够实现对物理世 界的状态数据、定位数据、行为数据等采集，在获得这些数据后，AIGC 模型能够更深入地学 习各行业具体场景知识，输出更精准的信息，为行业经营者提供参考，加速产业数字化升级的 步伐，以及简化人们与智能家居、智能硬件交互的方式。AIGC 有望成为物联网应用的重要助 手，推动物联网行业快速发展。根据 IDC 的数据，预计到 2026 年中国物联网设备连接数总量 将达到 102.5 亿个，2022-2026 复合增长率为 18%。

  AIGC 有望加速智能在终端上的应用，终端 AI 芯片迎来升级与发展机遇。随着 AI 技术在 手机、智能音箱、智能摄像头、无人机、自动驾驶汽车等终端上的应用，曾经很多人工智能的 推理工作，诸如模式匹配、建模检测、分类、识别、检测等逐渐从云端转移到了终端侧，赋予 终端设备更多“智慧”。智能终端在不同应用场景下对算力、功耗、时延的多元化需求，使得人 工智能芯片在端侧可以拥有更多元化的应用场景。根据甲子光年的数据，随着人工智能在终端 的广泛应用，2018-2023 年中国终端 AI 芯片市场规模复合增速达到 62.2%，2023 年中国终端 AI 芯片市场规模将超过 160 亿元。AIGC 有望进一步加速智能在终端上的应用，终端 AI 芯片迎 来升级与发展机遇。

  Chiplet 是后摩尔时代满足 AI 芯片性能提升的关键技术。ChatGPT 带动算力需求成指数 级增长，对 AI 芯片性能要求大幅增加，半导体制造工艺制程接近物理极限，通过半导体制程提 升 AI 芯片性能难度越来越大。Chiplet 是满足目前算力需求爆发的关键技术，Chiplet 技术可以 将更多算力单元高密度、高效率、低功耗地连接在一起，从而实现超大规模计算；Chiplet 技术 适用于异构计算，能极大提高异构核之间的传输速率，降低数据访问功耗，从而实现高速预处 理和数据调度，同时降低存储访问功耗，满足大模型参数需求。Chiplet 主要适用于大规模计算 和异构计算，将助力于算力升级浪潮。

  1.3.1. Chiplet 助力芯片制造实现降本增效，未来市场空间广阔

  Chiplet（芯粒）是一种可平衡计算性能与成本，提高设计灵活度，且提升 IP 模块经济性 和复用性的新技术之一。Chiplet 实现原理如同搭积木一样，把一些预先在工艺线上生产好的实 现特定功能的芯片裸片，通过先进的集成技术（如 3D 集成等）封装在一起，从而形成一个片 上系统芯片。

  Chiplet实现硅片级别IP复用，为先进制程工艺中性能与成本的平衡提供解决方案。Chiplet 在继承了 SoC 的 IP 可复用特点的基础上，更进一步开启了 IP 的新型复用模式，即硅片级别 的 IP 复用。不同功能的 IP，如 CPU、存储器、模拟接口等，可灵活选择不同的工艺分别进行 生产，从而可以灵活平衡计算性能与成本，实现功能模块的最优配置而不必受限于晶圆厂工艺。 Chiplet 模式具备开发周期短、设计灵活性强、设计成本低等特点；可将不同工艺节点、材质、 功能、供应商的具有特定功能的商业化裸片集中封装，以解决 7nm、5nm 及以下工艺节点中 性能与成本的平衡，并有效缩短芯片的设计时间并降低风险。

  Chiplet 可以提升芯片制造的良率，实现降本增效。在晶圆制造中，面积小的 Die 良率会 更高，着意味着芯片成本的降低，芯片面积与良率成反比。因为每片晶圆上都有一定概率的失 效点，对于晶圆制造工艺来说，在同等技术条件下难以降低失效点的数量，如果被制造的 Die 面积越大，那么失效点落在单个 Die 上的概率就越大，因此良率就越低。对于 12 英寸的晶圆， 中等尺寸 Die 18mm x 20mm(360 mm²)可以切割 150 颗，而其四分之一大小的 Die 9.5mm x 10.5mm(99 mm²)可以切割 622 颗，芯片的利用面积可以提升 14%；相比于 360mm²的单体 （Monolithic）芯片，4 颗 Chiplet(99 mm²)的良率提升超过 2 倍至 37%；尽管需要额外 10%的 面积用于 Chiplet 之间的通信连接，使用 Chiplet 技术在良率和成本方面仍有巨大的提升。

  Chiplet 技术发展需要统一互联标准。Chiplet 技术在早期阶段，是企业内部的芯片模块复 用，此时 Die 之间的互联使用公司自己的接口标准，比如 AMD 通过计算单元（CCD）和接口 单元（IOD）组合，形成不同规格的服务器和个人电脑芯片，并且 3 代芯片的接口单元用了 2 代芯片的 IO 控制部分。不同 IC 制造商生产的 Die 之间的互连接口和协议不同，众多的芯片厂 商都在推自己的互联标准，Chiplet 技术发展需要统一互联标准。

  UCIe将在标准和生态层面掀开 Chiplet 发展新篇章。UCIe 标准的全称为“UniversalChiplet Interconnect Express”，UCIe 产业联盟是一个由诸多半导体、科技、互联网巨头所建立的组织， 于 2022 年 3 月成立，由英特尔牵头，联合了台积电、三星、日月光（ASE）、AMD、ARM、 高通、谷歌、Meta（Facebook）、微软等十家行业领先公司，旨在打造一个全新的 Chiplet 互 联和开放标准 UCIe，UCIe 将在标准和生态层面掀开 Chiplet 发展新篇章。

  Chiplet 未来市场空间广阔。Chiplet 主要适用于大规模计算和异构计算，大模型推动算力 芯片需求快速增长，Chiplet 未来市场空间广阔。根据研究机构 Omdia 的数据，2024 年采用 Chiplet 的处理器芯片全球市场规模将达 58 亿美元，到 2035 年将达到 570 亿美元，复合增速 为 23.09%。

  1.3.2. 海外巨头引领算力芯片应用 Chiplet 技术，建立基于 Chiplet 的大规模异构计算平台

  英伟达全面投产基于 Chiplet 技术的 GH200 超级芯片，开启生成式人工智能新时代。2023 年 5 月 29 日，英伟达正式发布了全新的 GH200 Grace Hopper 超级芯片，目前已全面投产。 GH200 是将 72 核的 Grace CPU、H100 GPU、96GB 的 HBM3 和 512 GB 的 LPDDR5X 通 过 Chiplet 技术集成在同一个封装中，拥有高达 2000 亿个晶体管。这种组合提供了 CPU 和 GPU 之间高达 900G / s 的数据带宽，为某些内存受限的工作负载提供了巨大的优势。GH200 旨在助力开发面向生成式 AI 语言应用、推荐系统和数据分析工作负载的巨型、下一代模型，这 标志着生成式人工智能领域的一次革命性突破，开启生成式人工智能新时代。

  1.3.3. 先进封装技术是提升芯片性能的最佳方案之一，未来成长空间广阔

  先进封装主要包括 2.5D、3D 以及晶圆级封装。现阶段先进封装主要指 2.5D、3D 以及晶 圆级封装（Wafer Level Package）。2.5D 封装是指采用了中介层（interposer）的集成方式， 中介层目前多采用硅材料，中介层中的 TSV 通常被称为 2.5D TSV。与 2.5D 采用中介层进行 高密度互连不同，3D 是指芯片通过 TSV 直接进行高密度互连，在芯片上直接生成的 TSV 则被 称为 3D TSV。

  Chiplet 异构集成含有异构和异质两重含义，为算力芯片发展趋势。英伟达 GH200 和 AMD MI300 均采用 CPU+GPU Chiplet 异构方案，异构集成为算力芯片发展趋势。异构集成含有异 构和异质两重含义。异构集成主要指将多个不同工艺单独制造的芯片集成到一个封装内部，以 增强功能和提高性能，可以对采用不同工艺、不同功能、不同制造商制造的组件进行封装，例 如将 7nm、10nm、28nm、45nm 的 Chiplet 通过异构集成技术封装在一起。异质集成则是指 将不同材料的芯片集成为一体，可产生尺寸小、经济性好、设计灵活性高、系统性能更佳的产 品，例如将 Silicon、GaN、SiC、InP 生产加工的 Chiplet 通过异质集成技术封装到一起，形成 不同材料的半导体在同一款封装内协同工作的场景。

  SiP 是完整的封装整体，越来越多地采用先进封装工艺。SiP（System-in-Package）是指 在封装内形成一个系统，是完整的封装整体。随着系统对性能、功耗、体积的要求越来越高， 集成密度的需求也越来越高，SiP 也越来越多地采用 Chiplet、2.5D、3D 先进封装工艺。

  先进封装技术是提升芯片性能的最佳方案之一，未来成长空间广阔。随着电子产品进一步 朝向小型化与多功能的发展，芯片尺寸越来越小，使得 2.5D、3D、晶圆级封装、SiP 等先进封 装技术的发展成为提升芯片性能的最佳方案之一，先进封装技术在整个封装市场的占比正在逐 步提升，算力芯片需求的爆发也将成为推动先进封装市场增长的重要动力。根据 Yole 的数据， 2021 年全球先进封装市场总营收为 374 亿美元，预计先进封装市场将在 2027 年达到 650 亿 美元规模，2021-2027 年间年化复合增速达 9.6%。先进封装市场增长速度快于传统封装市场， 未来成长空间广阔。

  1.3.4. 国内封测龙头企业先进封装布局完善，将畅享 AI 算力需求爆发浪潮

  长电科技拥有先进封装技术全方位解决方案，Chiplet 工艺已稳定量产。近年来长电科技 重点发展先进封装技术，在 5G 通讯应用领域，公司具备从 12x12mm 到 77.5x77.5mm 全尺寸 fcBGA 产品量产能力，与客户共同开发了基于高密度 Fanout 封装技术的 2.5D fcBGA 产品， 同时认证通过 TSV 异质键合 3D SoC 的 fcBGA；在 5G 移动终端领域，公司布局的系统级封装 SiP 技术，配合多个国际高端客户完成多项 5G 射频模组的开发和量产，移动终端用毫米波天 线 AiP 产品等已进入量产阶段；在车载电子、存储、AI/IoT 领域，公司拥有先进封装技术全方 位解决方案。长电科技推出的 XDFOI Chiplet 高密度多维异构集成系列工艺已进入稳定量产阶 段，同步实现国际客户 4nm 节点多芯片系统集成封装产品出货；公司 Chiplet 技术不断取得突 破，已在高性能计算、人工智能等领域应用，将畅享 AI 算力需求爆发浪潮。

  通富微电与 AMD 深度合作，构建国内最完善的 Chiplet 封装解决方案。通富微电凭借 Chiplet、 WLP、 SiP、 Fanout、 2.5D、 3D 堆叠等先进封装技术优势，不断提升先进产品 市占率；根据芯思想研究院的数据，2022 年公司在全球封测企业营收规模排名中首次进入全球 四强。公司与 AMD 形成了“合资+合作”的强强联合模式，建立了紧密的战略合作伙伴关系。 公司是 AMD 最大的封装测试供应商，占其订单总数的 80%以上。AMD 是 Chiplet 产品化进 度最快的厂商，引领 Chiplet 技术趋势，公司与 AMD 深度合作，通过在多芯片组件、集成扇出 封装、 2.5D/3D 等先进封装技术方面的提前布局，现已具备 7nm、Chiplet 先进封装技术规 模量产能力，通富微电将构建国内最完善的 Chiplet 封装解决方案，充分受益于 AI 算力升级 趋势。

  全球半导体行业兼具周期与成长属性，每隔 4-5 年经历一轮周期。2000 年至今全球半导 体行业经历几轮周期，通过分析全球半导体月度销售额数据，结合全球半导体月度销售额同比 增速的趋势，按照一轮周期中同比增速的最小值为周期底部、同比增速的最大值为周期顶部， 得出 2001 年 9 月、2009 年 3 月、2011 年 12 月、2016 年 5 月、2019 年 6 月是周期底部，2004 年 6 月、2010 年 3 月、2014 年 2 月、2018 年 5 月、2022 年 1 月是周期顶部。全球半导体行 业大约每隔 4-5 年经历一轮周期，上行周期从周期底部到周期顶部一般经历 1-3 年时间，下 行周期从周期顶部到周期底部一般经历 1-2 年时间。

  全球半导体市场长期稳定增长。根据 WSTS 的数据，全球半导体行业销售额从 2000 年 2044 亿美元增长到 2022 年 5741 亿美元，21 年的复合增速为 5.04%，全球半导体行业保持长期稳定增长。

  半导体下游需求相对分散。1998-2008 年 PC 为半导体需求增长的主要驱动力，随着 2007 年 iPhone 的发布，2008-2021 年智能手机、可穿戴智能硬件逐步成为需求的主要动力，未来 人工智能、智能汽车、物联网、AR/VR 等有望成为驱动半导体行业增长的主要动力。总体来看， 半导体下游需求相对分散。

  半导体产能供给增量释放相对集中。半导体晶圆制造产能从规划到最终释放一般需要 2-4 年时间（厂房建设一般需 1 年左右，设备搬入厂房一般需要半年到 1 年，产能爬坡到满产一般 需要 1 到 2 年），具有一定的滞后性。而半导体产能供给增量释放相对集中，从 2000 年至今， 2000 年、2006-2008 年、2011 年、2015 年、2017-2018 年、2020-2022 年是产能增量较高的 年份。

  供需失衡导致半导体行业呈现周期性。根据 IC Insights 的数据，智能手机、PC 等消费类 下游市场占半导体整体比重超过 70%，2022 年至今智能手机、PC 等出货量均处于大幅下降的 趋势中，消费类需求大幅下滑对全球半导体销售额下降产生较大影响。2020-2022 年半导体产 能供给增量较高，而 2022 年需求出现大幅下滑，供需失衡导致半导体行业呈现周期性，半导 体行业进入新一轮下行周期。

  供需失衡导致半导体行业呈现周期性，半导体周期所处阶段可以通过半导体销售额、库存 水位、晶圆厂产能利用率、存储器价格、设备销售额、硅片出货量等指标进行验证。2023 年 4 月全球半导体销售额同比下降 21.6%、环比增长 0.3%；全球主要芯片厂商 23Q1 库存水位继 续提升；晶圆厂产能利用率 23Q1 继续大幅下降，23Q2 有望逐步恢复；2023 年 4 月日本半导 体设备销售额同比增长 6.49%，环比增长 14%；2023 年第一季度全球硅片出货量同比下降 11.3%，环比下降 9.0%，下降幅度较 22Q4 有所扩大。综上所述，半导体行业景气周期仍处于 下行阶段，关注 23H2 复苏进展。

  2.2.1. 全球半导体月度销售额继续同比大幅下降，预期 23H1 将延续调整

  2023 年 4 月全球半导体销售额同比下降 21.6%、环比增长 0.3%。根据半导体产业协会（SIA） 的数据，4 月份全球半导体销售额约为 400 亿美元，同比下降 21.6%，环比增长 0.3%。分地 区看，4 月份，中国和日本半导体销售额分别环比增长 2.9%和 0.9%，但欧洲、美洲和亚太及 其他地区的销售额均呈下降趋势。4 月份，欧洲的销量同比增长 2.3%，但日本（-2.3%）、美洲 （-20.5%）、亚太及其他地区（-23.9%）和中国（-31.4%）的销量均下降。

  2023 年 4 月中国半导体销售额同比下降 31.4%、环比增长 2.9%。根据半导体产业协会（SIA） 的数据，4 月份中国半导体销售额约为 114 亿美元，同比下降 31.4%，环比增长 2.9%。

  WSTS 预计 2023 年全球年销售额同比下降 10.3%。WSTS 预计 2023 年全球年销售额将 为 5151 亿美元，低于 2022 年的 5741 亿美元销售额，同比下降 10.3%。到 2024 年，全球销售额预计将达到 5760 亿美元，再次创出半导体行业销售额新高。

  全球主要芯片厂商库存水位继续提升，23Q1 平均库存周转天数环比提升 20 天。全球主要 芯片厂商包括英特尔、AMD、英伟达、高通、美光、TI、恩智浦、微芯、安森美 2022 年第四 季度的平均库存周转天数为 130 天，2023 年第一季度增加到 150 天，环比提升 20 天。

  国内部分芯片厂商库存水位继续大幅提升，23Q1 平均库存周转天数环比提升 144 天。国 内主要芯片厂商包括兆易创新、卓胜微、韦尔股份、澜起科技、晶晨股份、瑞芯微、北京君正、 圣邦股份、紫光国微 2022 年第四季度的平均库存周转天数为 207 天，2023 年第一季度增加到 351 天，环比提升 144 天。

  晶圆厂产能利用率 23Q1 继续大幅下降。半导体市场需求自 2022 年三季度大幅下跌，导 致芯片原厂流片意愿不强，晶圆厂的产能利用率也出现下滑，2023 年第一季度晶圆厂产能利用 率进一步下跌。国内晶圆代工龙头厂商中芯国际 23Q1 的产能利用率从 22Q4 的 79.5%大幅下 降至 68.1%；联电 23Q1 的产能利用率从 22Q4 的 90%下降至 70%；由于华虹半导体主要产品 功率等特色工艺依然保持较高的景气度，公司产能利用率一直保持在较高水平，23Q1 产能利 用率为 103.5%，与 22Q4 基本持平。

  预计晶圆厂产能利用率 23H2 有望逐步恢复。根据群智咨询的预测，2023 年第二季度全球 纯晶圆代工（不含 IDM）出货量约 713 万片（12 英寸等效），同比下降约 22%，平均产能利用 率约 74%，相比 2022 年同期平均稼动率 98%有显著下滑；需求方面，随着传统旺季到来，下 游厂商将逐渐启动备货，预计将为晶圆厂带来订单增加，但整体需求回升幅度较小，2023 年第 三季度晶圆厂平均产能利用率预计仍将在 80%左右；供给方面，由于面临半导体市场较高的不 确定性，晶圆厂商目前普遍控制扩产幅度，自身库存水平处于严控状态；受上述供需关系影响， 晶圆代工价格在 2023 年第三季度将持续下跌，预计降幅逐步收窄。

  2.2.5. 日本半导体设备月度销售额同比恢复增长，全球半导体设备仍处于下行周期

  2023 年全球半导体设备进入下行周期，SEMI 预计 2023 年全球 300mm 晶圆厂设备支出 将下降 18%。2023 年 6 月 13 日，SEMI 在《300mm 晶圆厂展望报告-至 2026 年》中表示， 预计 2023 年 300mm 晶圆厂设备支出将下降 18%至 740 亿美元，预计 2024 年将增长 12%至 820 亿美元，预计 2025 年增长 24%至 1019 亿美元，预计 2026 年增长 17%至 1188 亿美元的 历史新高。对高性能计算、汽车应用的强劲需求和对存储器需求的提升将推动支出增长。

  2023 年 4 月日本半导体设备销售额同比增长 6.49%，环比增长 14%。根据日本半导体制 造装置协会的数据，2023年4月份日本制半导体设备销售额为3339.44亿日元，同比增长9.1%， 连续第 3 个月呈现增长，且增幅较前一个月份扩大，月销售额则是连续第 2 个月突破 3000 亿 日元大关，创 1986 年开始进行统计以来的第 6 高纪录。2023 年 1-4 月期间日本半导体设备累 计销售额达 12631.82 亿日元，同比 3.4%，销售额创历年同期历史新高纪录。

  2023 年第一季度全球硅片出货量同比下降 11.3%，环比下降 9.0%。硅片是半导体产业链 中最重要的材料之一，也是价值含量最高的半导体材料，占整个晶圆制造材料超过 33%，2022 年全球市场规模达超过 150 亿美元。根据国际半导体产业协会（SEMI）统计，2023 年第一季 度全球硅片出货量为 32.65 亿平方英寸，同比下降 11.3%，环比下降 9.0%，下降幅度较 22Q4 有所扩大。硅片出货量的下降反映了自今年年初以来半导体需求的疲软。

  2.3. 存储器周期底部渐进，可穿戴设备产业链相关公司2023 年有望率先复苏

  存储器行业每隔 3-4 年经历一轮周期，目前本轮下行周期持续时间已超过 1.5 年，存储器 周期底部渐近。2010 年至今全球存储器行业经历几轮周期，以 DRAM 为例，根据 DRAMexchange 的数据，14Q2、17Q4、21Q3 是价格顶部，16Q2、19Q4 是价格底部。DRAM 大约每隔 3-4 年经历一轮周期，上行周期从周期底部到周期顶部一般经历 1.5-2 年时间，下行 周期从周期顶部到周期底部一般经历 1.5-2 年时间。本轮周期 DRAM 价格 21Q3 见顶，目前下 行周期持续时间已超过 1.5 年，2023 年 5 月 DRAM 现货价格环比跌幅较小且明显趋缓，目前 DDR4 4Gb 合约价、DDR4 8Gb 合约价、DDR3 4Gb 现货价、台股 DRAM 月度营收同比数据 均已跌破上一轮周期底部价格，本轮存储器周期底部渐近。

  在本轮下行周期中，海外存储龙头厂商纷纷减少产出及调整资本开支计划，供给端有望逐 步收缩。在减产方面，根据 TrendForce，铠侠位于日本四日市和北上 NAND Flash 晶圆厂从 2022 年 10 月开始晶圆产量将减少约 30%，美光、SK 海力士、三星也相继宣布减产，供给有 望逐步收缩。在资本支出调整方面，根据各公司业绩说明会，美光 2023 年资本支出计划约 70 亿美元，同比减少 40%以上；SK 海力士 2023 年资本支出计划同比减少 50%。

  存储厂商 23Q1 库存水位环比下降，有望迎来库存拐点。美光 DRAM 和 NAND 产品平均 价格大幅下降，23Q1 DRAM 产品平均售价下降了 40%左右，NAND 产品的平均售价下降了 30%左右；美光 23Q1 的库存周转天数从 22Q4 的 211 天下降到 164 天。美光公司首席执行官 Sanjay Mehrotra 表示客户库存正在好转，行业供需平衡将逐步改善，预计库存周转天数已达 到顶峰，未来有望逐步回到健康水平。

  DRAM 下游应用服务器、移动电子产品、PC 占比较高，NAND Flash 下游应用计算、移 动电子产品、消费电子占比较高。DRAM 下游需求市场格局较为稳定，根据 IDC 的数据， 2018-2021 年全球 DRAM 下游市场服务器和移动电子产品占比较高，PC 次之。根据 IDC 的数 据，2018-2021 年全球 NAND Flash 下游市场计算、移动电子产品、消费电子占比较高，汽车、 工业等应用占比相对较小。

  终端库存正在改善，23H2 需求有望逐步恢复。根据 IDC 的数据，2023 年第 1 季度全球 智能手机出货量为 2.686 亿部，同比下降了 14.6%；IDC 预计 2023 年全球智能手机出货量 预计为 11.7 亿部，同比下降 3.2%，库存在逐步改善，预计 23H2 出货量好于 23H1。根据 IDC 的数据，2023 年第一季度全球 PC 出货量为 5690 万台,同比下降 29%，预计 2023 年 PC 出货 量下降-14.1%，目前库存在过去几个月已经有所改善，随着全球经济的改善及用户开始考虑升级到 Windows 11，23H2 有望逐步恢复。根据 TrendForce 的数据，2023 年第一季度受淡季效 应与终端去库存影响，服务器出货量环比减少 15.9%，第二季度由于过往产业旺季并未如期发 生，预计环比增长 9.23%，目前仍处于去库存阶段，TrendForce 预计 2023 年服务器同比下降 2.9%，其中大模型驱动 AI 服务器出货量将接近 120 万台，同比增长 38.4%，AI 服务器有望带 动服务器市场 23H2 需求修复；AI 服务器使用 DRAM 容量是普通服务器的 8 倍，使用 NAND 容量是普通服务器的 3 倍，进一步推动存储需求的复苏。

  供给端逐步收缩，如果 23H2 下游需求逐步恢复，存储周期 23H2 有望触底回升。2023 年 5 月 DRAM 现货价格环比跌幅较小且明显趋缓，目前 DDR4 4Gb 合约价、DDR4 8Gb 合约价、 DDR3 4Gb 现货价、台股 DRAM 月度营收同比数据均已跌破上一轮周期底部价格；美光 23Q1 库存水位环比下降，有望迎来库存拐点；供给端产出在逐步收缩，如果 23H2 下游需求逐步恢 复，供需关系不断改善，存储器价格 23H2 有望反弹。本轮周期 DRAM 价格 21Q3 见顶，目前 下行周期持续时间已超过 1.5 年，存储器周期 23H2 有望触底回升。

  2.3.2. 预计可穿戴设备 2023 年有望率先复苏，产业链相关公司23Q1 业绩拐点显现

  23Q1 全球可穿戴腕带设备出货量同比下降 1%，印度市场同比增长 122%。根据 Canalys 的数据，2023 年第一季度，全球可穿戴腕带设备出货量同比下降 1% 至 4100 万件。目前整 体的经济环境疲软，导致消费者需求低迷，印度市场却一枝独秀，同比增长 122%，除印度以 外的大多数地区都出现了两位数的出货量下跌，其中美国和其他市场的出货量分别下降 13% 和 21%，中国市场呈现更强韧性，出货量仅下滑 7%。由于厂商和消费的人越来越关注更大屏幕 的设备，全球基础手环出货量继续萎缩，下降 24%至 750 万台；但在印度强劲需求的拉动下， 全球基础手表出货量大幅增加 28%至 1800 万台；智能手表出货量下降 11%至 1580 万台。

  23Q1 苹果、小米、华为、三星及 Fire Boltt 位列全球可穿戴腕带设备市场份额全球前五， 印度本土厂商在印度市场快速崛起。2023 年第一季度，苹果市场份额为 20%，保持在第一的 位置；小米凭借新品发力，以+4%的增长重回第二位，市场份额位 11%；华为凭借自己本土市 场的优势，以 9%的市场份额位列第三；三星由于 Galaxy Watch 5 pro 产品出货情况不及预期， 调整出货节奏且仍在消化渠道库存，出货量下跌 19%，以 7%的市场份额暂时位居第四；Fire Boltt 凭借印度市场近 200%的增速冲入前五，以市场份额 7%位列第五。2023 年第一季度印度 可穿戴腕带设备市场发展迅猛，主要是 Fire Boltt、Noise 和 boAt 等本地厂商开始侧重于高性 价比的产品推出，抓住市场对基础手表快速增长的需求。

  23Q1 全球 TWS 出货量同比下降 10%，印度市场快速地增长。2023 年第一季度，全球 TWS 耳机出货量下滑 10%至 6158 万部，其中苹果出货量下跌 19%，导致其市场份额下降至 29%， 但仍位居第一；三星出货量同比下降了 22%，以 8%的市场份额位居第二；小米出货同比下降 31%，以 6%的市场份额位居第三；印度本土厂商 boAt 的 TWS 出货同比增长 30%， boAt 仍 以 4%的市场份额位居第四。OPPO 由于积极推出新产品，努力耕耘其入门级及中端系列产品， 出货量同比增长 38%，以 4%的市场份额位居第五。23Q1 印度 TWS 耳机市场保持快速地增长， boAt、Boult、Noise 等本地厂商及 OPPO 均实现高速成长。

  IDC 预计 2023 年可穿戴设备市场有望复苏，实现同比增长 6.3%。2023 年第一季度可穿戴设备出货量有所下滑，随着库存不断优化以及旗舰新品后续上市，IDC 预计 2023 年下半年 可穿戴设备有望复苏，2023 年实现同比增长 6.3%，其中 TWS 耳机和智能手表市场的增长幅 度最为显著。2023 年可穿戴设备有望恢复增长主要有以下原因，由于 TWS 耳机市场 2023 年 进入到换机周期，有大量不同功能和价格的产品可供选择，TWS 耳机市场有望出现反弹；2023 年智能手表将更多搭载血压、血糖等健康相关功能，随着更多新品上市，产品线将整体进行迭 代，渠道经营更加注重效率；智能手环 2023 年有望随着消费复苏和中低收入群体消费意愿逐 渐回升，迎来小幅回暖。

  恒玄科技和中科蓝讯 23Q1 营收实现同环比增长，业绩复苏拐点显现。恒玄科技为国内智 能音视频 SoC 芯片领先企业，主要服务于三星、 OPPO、 小米、 荣耀、 华为、 vivo 等 品牌客户，23Q1 由于消费电子市场逐步回暖，恒玄新一代 BES2700 系列芯片逐步上量，整 体产品结构升级，公司 23Q1 实现营收 3.84 亿元，同比增长 33.57%，环比增长 21.64%，净 利率环比提升 8.6%。中科蓝讯在 22Q4 营收已经开始复苏，实现了营收同环比增长；23Q1 消 费电子行业逐步回暖，下游及终端需求有所增强，新增智能穿戴产品线带来一定的市场增量， 使得公司23Q1实现营收3.07亿，同比增长33.89%，环比增长1.18%，净利率环比提升8.59%。 从恒玄科技和中科蓝讯 23Q1 的经营业绩来看，业绩复苏拐点显现。

  受益于全球晶圆厂持续提高资本支出，半导体设备市场空间广阔。由于数字化基础设施的 持续投资，半导体产业持续不断增加产能。根据日本半导体制造装置协会的数据，全球半导体 设备的市场规模从2005年329亿美元增加到2022年1076亿美元，近17年复合增速为7.22%； 中国半导体设备市场规模从 2005 年 13 亿美元增加到 2022 年 283 亿美元，近 17 年复合增速 为 19.87%，中国半导体设备市场空间广阔，且长期高速成长。

  半导体设备零部件是半导体设备的核心，半导体设备的绝大部分关键核心技术需要以精密 零部件作为载体来实现。根据全球半导体设备厂商公开披露信息，设备成本构成中一般原材料 占比 90%以上，考虑国际半导体设备公司毛利率一般在 40%-45%左右，从而全部半导体设备 零部件市场约为全球半导体设备市场规模的 50%-55%。 半导体设备零部件市场空间广阔。以半导体设备零部件占全球半导体设备市场规模的 50% 进行推算，根据日本半导体制造装置协会的数据，2022 年全球半导体设备市场规模 1076 亿美 元，由此推算 2022 年全球半导体设备零部件市场规模为 538 亿美元，2022 年中国半导体设备 零部件市场规模为 142 亿美元。

  美日荷厂商主导全球半导体设备市场。2022 年全球 15 大半导体设备供应商中，美国供应 商有 4 家，市场占有率占比 39.4%；日本供应商有 7 家，市场占有率占比 21.4%；荷兰供应商有 2 家，市场占有率占比 17.4%；美国、日本和荷兰半导体设备供应商市场占有率占比接近 80%，主导 全球半导体设备市场。

  全球半导体设备零部件市场主要被美日欧厂商所占据。根据 IC World 的数据，2020 年全 球主要的 44 家半导体核心零部件供应商中，美国供应商 20 家，占比约 45%；日本供应商 16 家，占比约 36%；德国供应商 2 家、瑞士供应商 2 家、韩国供应商 2 家、英国供应商 1 家等； 美日欧半导体零部件供应商占比超过 90%，主导全球半导体设备零部件市场。 2022 年全球半导体零部件前 10 大供应商包括有 MKS 仪器（MFC、射频电源、真空产品）、 Edwards（真空泵），Advanced Energy（射频电源）、Horiba（MFC），VAT（真空阀件）、Ichor （模块化气体输送系统以及其他组件）、Ultra Clean Tech（真空阀件）、Brooks（机械手）及 EBARA（干式真空泵）等，前十大半导体零部件公司市场占有率超过 50%。

  外部环境监管趋严加速半导体设备零部件国产化进程。2022 年 10 月 7 日，美国商务部产 业安全局（BIS）宣布了一系列在《出口管理条例》下针对中国的出口管制新规，BIS 这项新的 半导体出口限制政策涉及到对中国的先进计算、半导体先进制造进行出口管制；具体要限制美 国的半导体设备在国内应用到 16/14nm 及以下工艺节点（非平面架构）的逻辑电路制造、128 层及以上的 3D NAND 工艺制造、18nm 及以下的 DRAM 工艺制造；对中国超级计算机或半导 体开发或生产最终用途的项目进行限制；限制美国公民支持中国半导体制造或者研发。2022 年 12 月 15 日，美国商务部产业安全局（BIS）发布文件计划将长江存储、上海微电子、寒武 纪等 36 家中国实体加入实体清单。2023 年 3 月 2 日，美国商务部产业安全局（BIS）发布文 件将中国大陆 28 家企业列入实体名单，包括浪潮集团、龙芯中科、第四范式、盛科通信等； 日前荷兰政府宣布计划对半导体技术的出口实施新的限制措施，将部分 DUV 光刻机加入到出 口限制范围内。2023 年 5 月 17 日据路透社报道，荷兰政府宣布计划对半导体技术的出口实施 新的限制措施，将部分 DUV 光刻机加入到出口限制范围内。2023 年 5 月 23 日，日本经济产 业省正式公布了《外汇法》法令修正案，将先进芯片制造所需的 23 个品类的半导体设备列入 出口管理的管制对象。在外部环境监管日益趋严的背景下，智能手机、家电、工业、汽车等国 内终端厂商都非常重视供应链安全，加速国产芯片的导入，国内晶圆厂也在加快国产半导体设 备及零部件、材料国产化进程。 综上，全球半导体设备及零部件市场空间广阔，主要被美日欧厂商占据，目前国产化率较 低，未来国产替代的空间巨大，外部环境监管趋严进一步加速半导体设备零部件国产替代的进 程。

  3.2.1. 国内半导体设备先进制程有望逐步突破，国产化率继续提升将是大势所趋

  半导体设备国产化率较低，未来国产替代空间广阔。目前我国半导体设备国产化率仍处于 快速提升的阶段，国产替代带动市场占有率不断提升，行业增长及国产替代共同驱动国产半导体设备厂商高速成长。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 59%，占国内半导体设备市场销售额的比重为 20 %，目前整体国产 率还处于较低的水平，未来国产替代空间广阔。

  薄膜沉积、光刻、刻蚀设备占半导体设备市场比重较高。在半导体设备中半导体前道设备 投资规模占比较大，根据 SEMI 的数据，2020 年全球半导体设备市场中光刻机、刻蚀机、薄膜 沉积设备市场占有率占比较高，共占据超过60%市场份额，其中光刻机占比24%;刻蚀机占比20%; 薄膜沉积设备占比 20%；其次为测试设备和封装设备。

  中国半导体设备招标采购中越来越青睐国产品牌，未来国产化率继续提升将是大势所趋。 根据采招网的数据，相比于 2020 年，2021 年中国半导体设备的招标采购中越来越青睐国产品 牌。从各细分半导体设备来看，2021 年去胶设备、清洗设备、涂胶显影设备、量测设备设备国 产化率都有显著提高。随着外部环境监管逐步趋严，未来国产化率继续提升将是大势所趋。

  国内大部分半导体设备工艺制程节点已达到 28nm，并逐步突破先进制程。国内半导体设 备公司不断进行高额研发投入，目前除了光刻机以外，其他主要半导体设备基本都已达到 28nm 制程，并且中微公司的刻蚀设备、屹唐半导体的去胶机等设备已经达到先进制程节点。随着国 际地缘政治冲突加剧，国内半导体设备先进制程节点有望逐步突破，半导体设备国产化的进程 在加速进行中。

  3.2.2. 半导体设备国产替代加速进行中，具备突破先进制程能力的公司将充分受益

  23Q1 半导体设备板块业绩表现亮眼。根据 Wind 的数据，2022 年半导体设备板块营业收 入为 371.43 亿元，同比增长 77.53%； 2022 年半导体设备板块归母净利润为 71.99 亿元，同 比增长 101.03%。2023 年一季度半导体设备板块营业收入为 91.02 亿元，同比增长 72.40%， 在半导体产业链自主可控驱动下，半导体设备板块 23Q1 业绩表现较为亮眼。 国内主要半导体设备公司目前在手订单充足且持续增长。从国内主要半导体设备厂商的合 同负债情况来看，大部分设备厂商 23Q1 合同负债同比大幅增长，环比也有一定的增长；其中 盛美上海 23Q1 合同负债同比增长 113.09%，环比增长 14.84%；拓荆科技 23Q1 合同负债同 比增长 109.36%，环比增长 16.89%；中微公司 23Q1 合同负债同比增长 54.67%，环比增长 5.69%；北方华创 23Q1 合同负债同比增长 53.67%，环比增长 8.67%；合同负债是反映在手订 单的指标，表明国内主要半导体设备厂商目前在手订单充足且持续增长，为 2023 年继续高速 成长做好了保障。

  国内半导体设备公司 2023 年有望继续保持高速成长，国产化率较低的环节及具备突破先 进制程能力的公司将充分受益于国产替代加速的进程。根据 Wind 一致预期，预计 2023 年国 内主要半导体设备公司经营业绩仍处于高速成长中，目前在手订单充足且持续增长，2023 年实 现高成长的确定性较高。在半导体的下行周期中，国内主要晶圆厂 2023 年资本开支计划仍然 维持在较高水准，坚持逆周期扩产；国内半导体设备公司不断进行高额研发投入，并逐步突破 先进制程；国内半导体设备国产化率仍然较低，自主可控需求迫切，国产替代在加速进行中， 国产化率较低的环节及具备突破先进制程能力的公司将充分受益。

  半导体设备零部件是半导体设备的基础和核心。半导体设备零部件是指在半导体设备制造 过程中所需的零部件，并在材料、结构、工艺、 品质和精度、可靠性及稳定性等方面能达到半 导体设备的技术要求。半导体设备是半导体行业技术演进的关键，其绝大部分关键核心技术需 要以精密零部件作为载体来实现。 半导体设备零部件具有高精密、高洁净、超强耐腐蚀能力、耐击穿电压等特性，生产工艺 涉及精密机械制造、工程材料、表面处理特种工艺、电子电机整合及工程设计等多个领域和学 科，从而半导体精密零部件是半导体设备制造环节中技术壁垒较高的环节，是半导体设备的基 础和核心，也是整个电子信息产业的支撑。

  半导体设备零部件种类繁多，按功能主要分为机械类、电气类、机电一体类、气体/液体/ 真空系统类、仪器仪表类、光学类等类别，每一大的类别中包含很多细分品类。根据芯谋研究 的数据，机械类占比最高，占全球半导体设备市场规模比重为 12%，电气类占比 6%，机电一 体类占比 8%，气体/液体/线%。 半导体设备零部件按主要材料和使用功能可以分为硅/碳化硅件、石英件、陶瓷件、金属件、石墨件、塑料件、真空件、密封件、过滤部件、运动部件、电控部件以及其他部件，其中各大 类还细分很多品类，例如真空件里就包括真空规（测量工艺真空）、真空压力计、气体流量计、 真空阀件、真空泵等。

  根据芯谋研究的数据，2020 年中国大陆晶圆厂采购半导体前道设备零部件金额超过 10 亿 美元，中国晶圆制造厂商采购的设备零部件中石英（Quartz）、射频发生器（RF Generator）、 各种泵（Pump）、各种阀门（Valve）、静电吸盘（Chuck）、反应腔喷淋头（Shower Head）占 比较高，还包括边缘环（Edge Ring）、测量计（Gauge）、流量计（MFC）、陶瓷制品（Ceramic）、 密封圈（O-Ring）等。

  半导体设备零部件种类繁多，整体市场竞争格局较为分散，相较于 500 亿左右美元的全球 市场规模，单个细分领域市场空间相对不大，但主要细分市场的集中度极高，主要被美日欧等 海外厂商占据。

  半导体设备零部件行业壁垒较高，主要是技术壁垒和客户认证壁垒。 核心技术和原材料形成极高的技术壁垒。半导体设备零部件种类较多，不同细分领域的零 部件所需要的核心技术和工艺有所不同，企业也需要积累相应的专利技术和 Know-How，并对 原材料的质量稳定性、纯度等方面都有较高的要求，这些都形成了极高的技术门槛。 对于机械类金属工艺件和金属结构件，需要满足加工精度、耐腐蚀性、密封性、洁净度、 真空度等指标，通过先进的精密机械制造技术、表面处理特种工艺技术、焊接技术实现。精密 机械制造技术需要围绕精准的加工工艺路线和程序的开发、材料科学和材料力学与零件结构和 加工参数的匹配、制造方式与产业模式的匹配，来高质量输出高精密的产品；表面处理工艺技 术是实现精密零部件的高洁净、超强耐腐蚀等的关键工序；焊接技术能实现半导体设备精密 零部件焊接区域的零气孔、零裂纹、零瑕疵，保证半导体设备零部件的产品性能及使用寿命， 以最终实现真空环境下的半导体设备工艺制程的稳定。

  非金属机械零部件包括石英制品、静电吸盘产品等，也有极高的技术门槛。以石英制品为 例，石英制品因其直接与硅片接触，且在半导体氧化、扩散过程中会遇到很多腐蚀气体，其质 量要求通常较高，产品参数主要体现在外观、尺寸（公差标准）、应力（应力检测）、理化性能 （杂质含量）等维度，上述指标是决定产品质量的关键。

  半导体设备零部件厂商具有极高的客户认证壁垒。通常情况下，全部认证过程完成需要 2-3 年。因此，半导体设备厂商对建立合作关系的零部件供应商一般不会轻易更换，客户黏性较强， 半导体设备零部件厂商具有极高的客户认证壁垒。

  技术壁垒较高的细分领域国产化率低。根据芯谋研究的数据，射频电源、真空泵、阀、机 械手、MFC、测量仪表等零部件国产化率低于 10%。电气类零部件中的射频电源，英杰电气和 北广科技已经有产品在给国内设备厂商供货；气体/液体/真空系统类中壁垒相对偏低的零部件 新莱应材、万业企业已经在做国产替代，技术壁垒较高的真空泵、阀目前国产化率还较低；仪 器仪表类中的 MFC，北方华创和万业企业有一定的国产化能力；机电一体类中的机械手已经有 国内设备厂商自研，也有新松机器人等国内厂商进入；光学类零部件目前炬光科技有部分产品 在进行国产替代，总体上光学类零部件在国产化方面相对薄弱。

  国内半导体设备零部件厂商目前营收规模较小，未来成长空间巨大。目前国内半导体设备零部件厂商半导体业务规模最大的富创精密营收在 15 亿元左右，其他均小于 10 亿元，相较于 中国半导体设备零部件市场 140 亿美元左右的市场规模，目前国内厂商体量较小，处于国产替 代早期阶段，未来成长空间广阔。 国内厂商将延续海外龙头厂商成长路径，未来持续高成长确定性高。国内厂商目前正在延 续海外龙头厂商产品品类和应用领域扩张的成长路径，富创精密通过产品品类的拓展不断成长； 新莱应材进入半导体、食品、医药多个领域，并通过并购美国 GNB 增强真空半导体业务的实 力；万业企业通过并购 Compart Systems 进入流量控制系统零部件领域；富创精密、新莱应材、 华亚智能、万业企业都已进入国外半导体设备厂商供应链。国内厂商目前的成长速度远高于海 外龙头厂商，并且营收规模相对较小，未来持续高成长具有较高的确定性。

  国产半导体设备成长空间广阔，半导体设备零部件国产替代正当时。2014-2021 年全球半 导体设备市场复合增速为 15.49%，2014-2021 年中国半导体设备市场复合增速为 31.4%， 2014-2021 年国产半导体设备销售额复合增速为 37.99%。国产半导体设备的成长速度远高于 全球和中国市场的增速，目前半导体设备国产化率仍相对较低，国产半导体设备未来成长空间 广阔。在国际地理政治学冲突的背景下，国内企业在供应链安全、成本、服务等方面具有优势， 半导体设备零部件国产替代正当时，未来成长空间巨大。

  （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。）