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潜龙在渊:A股那些人工智能“硬头羊”

潜龙在渊:A股那些人工智能“硬头羊”

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本文系基于公开资料撰写,仅作为信息交流之用,不构成任何投资建议。

春节期间Open AI再次赚足了科技圈的眼球,“Sora”横空出世,一部59秒的漫步视频拉近了人们对赛博世界的畅想,以及虚拟和现实之间的关系。

与去年ChatGPT爆火相对应,可以预见的是,与AIGC技术密切关联的算力,或者说整个半导体行业将再一次站上市场的风口浪尖。

以此为引,我们来梳理下当前半导体产业链的趋势、特征,同时以基本面的视角回顾下A股半导体行业的优质标的。

01 2024:新一轮半导体周期的起点

半导体行业有两个典型的特征:第一个是强周期性,另一个是技术驱动性。

与油气、电气时代相同的是,作为新时代最重要的基础材料,半导体行业的周期性也非常明显。长周期来看21世纪以来,全球半导体整体增长3倍左右。

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图:近25年半导体产销额及增长率,来源:华金证券研究所

短周期来看每轮半导体周期长度约为4-5年左右,扩张周期约为2-3年,收缩周期约为1-1.5年。

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图:半导体行业周期变化(月度),来源:Choice金融客户端,锦缎整理

与基础能源周期波动不同的是,除了供需关系影响周期外,细分半导体市场还会随着新技术突破出现典型的逆周期波动,比如去年的GPU。2022年下半年以来正处于半导体整体的下行周期,三季度GPU全球出货量减少10.3%,仅仅半年后,随着大模型的爆火带动了GPU市场逆周期的上扬,2023年3季度便实现环比增长16.8%的优异表现。

根据WSTS(世界半导体贸易统计组织)数据,2024年全球半导体在经历了此轮去库存周期后,有望迎来强势复苏,预计增长13.1%。结合Sora爆火带来的示范效应,半导体行业形成了底部周期和技术共振,今年大概率有机会成为半导体周期的新一轮起点。

要涉猎半导体,先要了解半导体产业链都包括哪些。

02 半导体产业链全景图

狭义半导体主要涵盖两大门类,以芯片产品为核心的设计环节,以设备、材料为何新的制造环节。

设计环节以产品视角主要分为三大种类,逻辑芯片,存储芯片和模拟芯片,以市场规模的角度来讲,三类产品的市场份额占比约为5:3:2(逻辑:存储:模拟),逻辑芯片占据狭义半导体的半壁江山。

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图:芯片设计产品分类及价值分析,来源:华金证券研究所,锦缎整理

制造环节以产品视角也可以分为三类,上游原材料、上中游设备零部件和制造封测。原材料、设备及制造环节相对于设计环节,三者属于上下游承接关系,并且可摊销重资产较多,因此我们并不能以营收口径来区分三者的市场份额。

单就设备层面的价值分析,刻蚀设备和光刻机占据总价值量的45%左右,CVD占据13%左右,是整个设备链的价值核心。

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图:半导体制造环节分类,来源:锦缎研究院

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图:半导体设备产业链流程图,来源:华福证券研究所

加上IP、EDA工具,以上,几乎涵盖了半导体产业链的所有环节。

回到A股市场,目前最热门的两大环节,无外乎IC芯片设计、上游设备及中游的制造环节,以2018年4月17日美国封锁政策为节点,近六年间,整个半导体发展、融资额、市值增长最为迅猛的也是这三个环节。

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图:申万半导体二级行业市值变化,来源:Choice金融客户端,锦缎整理

接下来,我们来梳理下这三个环节A股标的基本面究竟如何。

03 AI半导体 “头羊”一览

(1)数字芯片设计

数字芯片设计是目前半导体产业链中涉及上市公司最多的次级板块,主要包括逻辑芯片、存储芯片设计标的企业,去年我们在《A股存储势力榜》中着重阐述了存储芯片设计及制造厂商的基本面逻辑,不再赘述,今天主要梳理下逻辑芯片板块。

以申万二级行业芯片设计为样本,我们梳理了正在研发或已销售可能与AI相关逻辑芯片产品的标的,总结如下。

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图:部分芯片设计标的涉足逻辑芯片产品,来源:锦缎研究院

其中海光信息目前的市值最高,其次是韦尔股份、寒武纪。也仅有这三家市值突破了500亿门槛,其中海光达到了2000亿,断层领先。

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图:芯片设计企业总市值,来源:Choice金融客户端,锦缎整理

从基本面视角来看,IC设计企业均处在发展期,用盈利视角来审视并不公平,也不符合此轮半导体叠加AI技术周期上涨逻辑。因此我们选取了目前最能代表这类型企业的指标,分别是:

代表企业研发水平的研发投入;

代表企业造血能力的营收增长率;

最能体现企业长期生存能力的有息负债率和现金流储备情况;

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图:数字芯片设计企业研发、营收、现金流及负债率,来源:Choice金融客户端,锦缎整理

以上述逻辑来看,韦尔股份、海光信息和寒武纪是数字芯片设计行业中研发支出最高的企业,现金流方面,海光信息、韦尔股份和格科微最为充沛,但需要注意的是韦尔股份和格科微的有息负债率较高,海光信息、寒武纪、瑞芯微、龙芯中科的有息负债率均低于10%,属于优异的水平。

结合AI产品的相关性来看,海光信息、寒武纪是此轮半导体+AI龙头标的(韦尔股份涉足AI产品较少,主要还是基于上一代技术的CMOS图像传感产品,这一点也可以从市场表现得到印证)。

海光信息:无论是当前市值,产品布局,还是整体的研发支出,现金流储备乃至资产结构都是数字芯片设计毫无争议的第一梯队标的。整体来看无论是成熟CPU产品线还是正在研发的GPU产品线,都具备比较强的国产替代价值,从基本面来看无短板,需要关注未来的研发进度,尤其是算力相关产品(海光信息财报中的DPU产品)研发进度。

寒武纪:产品线布局相对其他IC设计企业,更贴近AI产品线,无论是NPU还是加速卡,不再是套用ASIC那套视觉人工智能逻辑。寒武纪陈氏兄弟长期耕耘在卷积神经网络等前沿理论思想中,中生代的管理层也更容易贴合先进技术。需要注意的是目前基本面相较于头部企业有一定差距。

最后,我们总结了数字芯片设计头部企业的六维能力图供大家参考。

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图:数字芯片设计企业基本面六维图,来源:锦缎研究院。点击可看大图

(2)集成电路制造

集成电路制造的核心趋势近年来呈现一超多强的态势,“一超”即为台积电,“多强”则指全球晶圆代工CR10达到了惊人的92.7%,集中度非常强,其中台积电达到58.2%,大陆企业中,中芯国际排名全球第4、华虹半导体排名全球第7、华力微排名全球第9。

华虹是华力微的母公司,如果仅看先进制成工艺技术(1微米以下)目前A股仅有中芯国际和华虹公司两家标的,产品以成熟制程为主。

根据Gartner的数据,大陆地区是目前集成电路制造产值最高的地区,占有率在21%左右,2020-2023年间产能从353.1MSI/Q增长至581.8MSI/Q,但先进制程占比较小。

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图:芯片制造企业不同制程收入分类,来源:企业财报,锦缎整理

横向对比中芯国际和华虹公司来看,无论是规模、营收、利润还是研发和资本储备,中芯国际都更胜一筹。

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图:中芯国际与华虹半导体财务基本面对比,来源:企业财报

整体来看,A股的集成电路制造产业有产能优势,同时存在技术劣势,目前无论是华虹还是中芯相较于台积电的毛利端有25pct左右的利润差,技术劣势或许只能靠时间解决。

(3)半导体设备

半导体设备主线逻辑只有一个:国产替代。

目前A股涉足半导体设备的标的一共18个标的,总市值超过百亿的有10家,超过500亿的仅有2家,北方华创是毫无争议的龙头,市值约为1350亿左右。

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图:半导体设备企业总市值来源:Choice金融客户端,锦缎整理

接上文所述,目前半导体市场国产替代率相对较高的环节聚焦于去胶、刻蚀、薄膜沉积,约占整个芯片制造价值链的30%左右,与海外差距还比较明显。

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图:部分国产化率超20%的设备制造环节,来源:平安证券

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图:半导体设备资本开支比例,来源:华福证券研究所

我们整理了市值过百亿的半导体设备企业所涉足的业务:

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图:市值超百亿半导体设备企业涉足业务,来源:锦缎研究院

横向对比来看,市值超过百亿的半导体设备企业中,去年三季度营收仅北方华创一家企业突破百亿关口,整体来看多数企业都实现了高速正增长。

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图:半导体设备企业营收及增长率,来源:Choice金融客户端,锦缎整理

从研发视角来看,北方华创是唯一前三季度研发开支超过10亿的半导体设备企业,当然这与营收规模密切相关。

从现金流储备来看,北方华创,中微公司也名列前茅,这两家公司的速动比率都在1倍以上,安全边际相对较高。从资本结构来看,半导体设备公司的有息负债率普遍较低,最高的也没有超过20%,整体的流动性风险不大。

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图:半导体设备企业研发、现金储备及资本结构,来源:Choice金融客户端,锦缎整理

着重看一下行业龙头北方华创:平台化布局半导体工艺装备,目前已经在炉管、刻蚀、薄膜和清洗设备中占据了一定的市场份额,除了半导体工艺装备外,在真空锂电装备、精密电子元器件也取得了不俗的成绩。上文所述的两大晶圆代工厂中芯和华虹,以及国产存储龙头长江和长鑫都是其客户。

有基础技术积累,有稳定的客户和市场,有相对完善的产品布局,但瞒忧报喜的逻辑也并不对,北方华创的产品线中,炉管、清洗设备国产化率约为30%-40%,刻蚀设备在20%-30%,薄膜设备不足20%。因此相较于成熟企业,北方华创的利润率偏低10pct,还有提升空间,未来在零部件材料领域依旧存在风险。

同样的,我们也总结了下半导体设备的六维能力图供大家参考。

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图:半导体设备企业基本面六维图,来源:锦缎研究院。点击可看大图

04 结语

篇幅有限,本文仅涵盖了半导体产业链的一小部分,市场中也有一些本文未提到的半导体龙头,比如做EDA的华大九天、做材料的沪硅产业等等,都是具有潜力的半导体标的。

说来道去,半导体全产业链二级市场的主线逻辑就是国产替代,无论是设计、制造、还是设备。我们能看到在国产化设备中取得的一些突破,也能看到在设计领域逐渐追上差距,但是在容易让人忽视的另一面(比如上游原材料),依旧是日美牢牢掌握着主动权和话语权。

半导体投资,如果仅关注基本面是不合理的,毕竟任一环节产品如果做出了突破技术封锁的提升,那面对的就是上千亿的市场,满眼望去都是“莫欺少年穷”的逻辑。

但是所有的横空出世都是蓄谋已久,没有研发投入,充足资本、人才积累谈何技术突破。

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