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創新不止的電子行業:汽車電動化、智能化催生增量需求

創新不止的電子行業:汽車電動化、智能化催生增量需求

華安證券近期釋出電子行業深度研究報告,并指出目前電子行業加快創新步伐,半導體産業持續成長。與此同時,汽車電動化、智能化催生增量需求,使得電子行業有了不同于以往的發展路徑。

半導體:終端創新不止,晶片百花齊放

終端創新+國産替代,國内半導體需求穩健增長

華安證券指出,全球半導體産業在持續成長,天花闆不斷上移。2002年全球半導體銷售額為1422億美元,2012年為2916億美元,2020年為4404億美金。目前終端創新不止,汽車智能化、電動化、光伏風電儲能,5G、物聯網、AI/雲計算以及ARVR等,都在促進半導體需求持續增長。

大陸每年在內建電路産業的貿易逆差較大。據中國海關統計資料,2019年中國內建電路進口金額為3040億美元,同比下降-2.2%。中國內建電路出口金額為1015億美元,同比增長20.1%。整體貿易逆差收窄到2025億美元,同比下降10.94%,但仍舊約是出口金額的2倍。近幾年,雖然大陸內建電路出口金額随着進口金額增長而同步增加,但整體貿易逆差仍舊非常巨大。

IC insights的資料顯示,2012-2019年國内半導體的自給率一直在穩步提升,2019年自給率約為17%。參照《中國制造2025》,2025年目标國産化率達到50%,這意味着中國需要資産至少需要自産接近1000億美元的産品, 但如今中國隻能提供約200億美元的産品,相比2019年替代空間超過5倍,同時,中國距離“中國制造2025”的目标還有很長的路要走。

功率半導體:助力碳中和的核心半導體部件

功率半導體是電子裝置中電能轉換與電路控制的核心,主要用于改變電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉換等。功率半導體細分為功率器件(分立器件的一支)和功率IC(內建電 路的一支)。理想情況下,完美的轉化器在打開的時候沒有 任何電壓損失,在開閉轉換的時候沒有任何的功率損耗,是以,功率半導體這個領域的産品和技術創新,其目标都是為了提高能量轉化效率。

根據Yole的相關統計,目前全球功率半導體中約50%是功率IC,其餘的一半是功率分立器件;在功率分立器件銷售2017年占比中,MOSFET占比最高,約占31%,其次是二極管/整流橋占比約29%,晶閘管和BJT等占分立器件約21%,IGBT占比19%,但是其複合增速是所有産品中最快的。

華安證券指出,IGBT在工業控制及自動化、新能源汽車、電機節能、太陽能發電、風能發電等諸多領域都有廣泛的應用,用于在各種電路中提高功率轉換、傳送和控制的效率,其中,在新能源車中的驅動系統是最典型的應用。

目前,IGBT 的下遊應用是新能源車、光伏、風電等這些新興領域,大陸在世界上的話語權高于過去的傳統燃油車領域和工控領域,是以,在IGBT的增量空間中有一半以上需求都在中國。未來幾年,大陸的IGBT市場需求占比将從2019年的35%提升到2025年的50%或以上,為大陸的IGBT廠商提升份額和競争力創造了良好的條件,國産IGBT廠商市場佔有率和業務量的提升潛力非常 大。

FPGA:高景氣高壁壘,國産廠商多領域奮力追趕

FPGA:架構靈活的可程式設計晶片,兼具并行性和低延遲時間性

FPGA 晶片屬于邏輯晶片大類。邏輯晶片按功能可分為四大類晶片:通用處理器晶片(包含中央處理晶片 CPU、圖形處理晶片 GPU、數字信号處理晶片DSP等)、存儲器晶片(Memory)、專用內建電路晶片(ASIC)和現場可程式設計邏輯陣列晶片(FPGA)。

中國市場增速快于全球,未來五年年均複合增長率23.1%。中國FPGA市場從2016年的約65.5億元增長至2020年的約150.3億元,年均複合增長率約為23.1%。随着國産替代程序的進一步加速,預計到2025年中國 FPGA市場規模将達到約332.2億元。

下遊應用多點開花:FPGA細分領域成長性分析

FPGA下遊應用廣泛,5G+AI+汽車電子引領行業增長。得益于FPGA高靈活性、可擴充的優點,FPGA的下遊應用十分廣闊,包括網絡通信、消費電子、資料中心、汽車電子、人工智能等領域。目前,随着5G通信的快速 滲透,人工智能的蓬勃發展以及汽車智能化趨勢不斷加強,預計未來通信、AI、汽車電子三項領域FPGA需求量将不斷提高,市場規模有望持續收益。

網絡通信領域是FPGA晶片的主要應用市場之一,Frost & Sullivan資料顯示,2020年應用于該領域的FPGA晶片中國銷售額将達到62.1億元,占中國FPGA晶片市場佔有率的41.3%,2021-2025年的年均複合增長率将達到17.5%。

FPGA晶片可用于實作多個圖像傳感器的信号橋接、3D環視視訊融合、倒車輔助視訊、輔助駕駛視訊等功能。在輔助駕駛和自動駕駛領域,FPGA晶片可用于實作機器視覺與目标檢測等各種功能。

競争格局:國外絕對壟斷,國内龍頭公司迎頭趕上

FPGA晶片國外起步較早,技術積累深厚,高度壟斷市場。根據Frost&Sullivan的統計資料,以出貨量為口徑,2019 年中國FPGA晶片市場有超80%的份額被外商占據,前三名供應商為賽靈思、英特爾和萊蒂斯,出貨量分别為5200萬顆,3600萬顆和3300萬顆,占比36.6%、25.3%和23.2%,國産廠商安路科技排在第四位,占比僅6%。

若以銷售額口徑統計,市場呈現雙寡頭形式,2019年賽靈思和英特爾兩家的合計占有率達91.1%,安路科技排名第四,占比0.9% ,在國産廠商中排名第一。

傳感器:智能汽車之眼,感覺層核心硬體

自動駕駛級别越高,所需傳感器數量越多。特斯拉Model3傳感器陣列包含8顆攝像頭,12顆超音波傳感器。3顆攝像頭負責前方視野, 主攝像頭探測距離高達250 m。

随着ADAS和自動駕駛的逐漸深入,預計未來車載攝像頭市場規模仍保持高速增長,根據ICVTank預測,全球車載攝像頭市場規模将有望從2015年的62億美元增長至2025年的至273億美元,10年CAGR達16.0%。國内市場預計在2022年突破百億元,2025年達到237億元,年複合增速為32.7%,高于全球增速。

車載毫米波雷達中心頻率由24 GHz提升到了77 GHz。由于77GHz相比24 GHz具有體積小、容易實作單晶片內建、性能好(更高速度分辨率、提高信噪比、更高輸出功率)以及更少研發成本和雷達系統物料成本的優點。以ACC場景為例,77 GHz毫米波雷達的體積為 24 GHz毫米波雷達的1/3,探測器精度為24GHz毫米波雷達的3~5倍。是以,77 GHz毫米波雷達将成為行業未來發展重要方向。

連接配接器:小部件、大空間,國産供應商破局

根據Bishop & Associates資料顯示,2020年全球連接配接器市場銷售規模為627.3億美金,2010~2020年CAGR為2.7%,預計2023年将超過900億美元。2019年,汽車領域超越通信成為最大的細分市場,占比23.7%。

新能源汽車使用大容量锂電池,其工作電壓的範圍從傳統汽車的12 V蹿升至400~600 V,且電驅單元、電氣裝置數量大量增加,對連接配接器的可靠性、體積和電氣性能提出了更高的要求。

汽車智能化趨勢下,ADAS(智能駕駛輔助系統)的滲透率快速提升,車載傳感器用量增加,資料傳輸要求(高速高頻大資料量)相應提高,車載射頻連接配接器使用量也随之增長,并催生了高速高頻連接配接器需求。

受新能源汽車高速發展紅利驅動,2021年國内新能源汽車連接配接器新增市場約為69億元,樂觀測算,2022年達到140億元,同比增長102.9%,2025年達到350億元。加上傳統燃油車連接配接器需求,2022年合計市場規模達340億元,2025年達500億元。2021~2025年CAGR為14.7%。

華安證券指出,汽車連接配接器高門檻,海外巨頭占壟斷地位,行業集中度較高,前十大廠商市占率超過60%。過去40年,全球前十大連接配接器制造商的市場占有率從1980年的38%提升至2020年的61%,2015年後長期保持60%的占比,頭部集中格局穩固。前三大巨頭——泰科電子、安費諾和莫仕市占率超過35%,形成了較為穩定的全球龍頭地位,帶領着行業技術潮流,并在高端市場具有壟斷地位。

PCB:材料價格望小幅回調,汽車、伺服器齊發力

PCB廠商營業成本對上遊原材料價格較為敏感。目前,相關龍頭企業的營業成本50%~ 75%由原材料成本構成。覆銅闆是PCB制造的核心原材料,是将電子玻纖布等增強材料浸以樹脂,一面或雙面覆以銅箔并經熱壓而制成的一種闆狀材料,主要起電氣連接配接、絕緣和支撐的作用。參考生益電子招股說明書,覆銅闆成本占其原材料成本的43.59%。

汽車電動化、智能化等趨勢将帶來PCB用量提升的市場格局。華安證券指出,新能源動力系統為電動機,PCB用量大幅提升。傳統能源汽車的動力系統采用發動機,與傳統能源汽車相比,新能源汽車電子化程度提高,單車PCB價值提升,PCB增量主要來自于三大控制系統VCU、BMS、MCU。

在傳統燃油車中,PCB平均用量為1平米,高端車型用量在2~3平米,單車PCB價值量大約為400元。新能源汽車PCB單車價值量在2000元以上,大陸新能源汽車滲透率的提升将會給汽車PCB帶來大量的增量空間。

結語

如今,電子行業加快創新步伐,半導體産業持續成長。與此同時,汽車電動化、智能化催生增量需求,使得電子行業有了不同于以往的發展路徑。

汽車以電能作為能源供給,具有節能、零排放等特點。與此同時,運用人工智能等新技術、具有自動駕駛功能的新一代汽車,正在逐漸成為智能移動空間和應用終端。電動化、智能化等趨勢使得汽車對高壓連接配接、智能傳感、車身控制晶片、功率器件等方面提出了增量需求。

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