來源:國金電子
投資建議
◾ 全球電動汽車的快速發展將積極帶動光伏發電、風電、儲能、充電樁、高壓輸變電等新能源産業的發展,新能源用電子半導體迎來了新的發展機遇。800V系統有望成爲中高端電動汽車的主流趨勢,SiC深度受益。汽車智能化發展加速,拉動攝像頭及激光雷達需求大幅增長。被動元件有望在芯片缺貨漲價緩解下迎來需求向上拐點。消費電子看好折疊手機、AR/VR及射頻芯片向中高端進軍。PCB/CCL看好車用、服務器、IC載板等方向。
◾ 2022年投資方向
◾ 新能源蓬勃發展,看好重點受益産業鏈。預測全球新能源汽車2025年將達到1800萬輛,2030年將達到4000萬輛。預測到2025年全球光伏新增裝機規模可達270-330GW,年複合增長率達16-20.5%。此外,風電及儲能也迎來新的發展機遇。電動汽車800V高壓系統+超級快充,可以實現充電10分鍾,續航300公裏以上,能有效解決充電及續航焦慮,有望成爲主流趨勢。我們看好重點受益新能源産業的锂電材料/動力電池、功率半導體(IGBT、碳化硅)、薄膜電容、高壓連接器、隔離芯片等細分行業。
◾ 功率半導體-碳化硅迎來甜蜜時刻。主驅控制器用SiC MOSFET的800V平台車型總體節能5%-10%,目前已發布或即將發布的800V高壓系統方案大部分都選擇采用SiC MOSFET。對于超級快充,最好的辦法是采用800V的平台,用800V的超級快充時,要求充電樁電源模塊的功率要擴容到40kW/60kW,全SiC的方案效率則可以提高2%。800V高壓系統將帶動主驅逆變器、車載OBC、DC-DC、PDU、超充、快充電樁開始大規模應用碳化硅,碳化硅迎來甜蜜時刻。
◾ 汽車智能化加速,ADAS硬件需求大幅增長。預測2035年全球超過30%汽車具備L3-L5自動駕駛功能。預計2022年車載攝像頭市場同增44%,2025年將達到5億顆,2025年全球攝像頭市場規模將達到782億元,2020~2025年CAGR達32%。2021年是激光雷達元年,共有19款車型搭載,預計2022年滲透率快速攀升。Yole預計2026年ADAS激光雷達市場達23億美元,2020~2026年CAGR達110%。看好車載攝像頭及激光雷達受益産業鏈。
◾ 消費電子看好折疊手機、AR/VR創新方向、被動元件國産替代及射頻前端向中高端産品進軍。OPPO、華爲、三星新款折疊手機價格定在萬元以內。我們認爲,隨著技術不斷成熟及成本下降,折疊手機走向平價時代,銷量有望打開新局面。VR正在從遊戲端向消費級領域發展,預測2022年VR頭顯將達到1880萬台,同比增長59%。被動元件國産化率還不高,在貿易摩擦、海外廠商轉向車用及新能源領域的背景下,國內廠商面臨較好的國産替代機會。中國本土射頻廠商正在向中高端領域發展,如L-PAMiF、PAMiD、四工器、BAW濾波器等,未來2年有望取得突破。
◾ 推薦組合:法拉電子、立訊精密、歌爾股份、三安光電、欣旺達、舜宇光學科技、韋爾股份、杉杉股份、斯達半導體、時代電氣、聞泰科技、士蘭微、天嶽先進、三環集團、順絡電子、水晶光電、滬電股份。
風險提示
◾ 通信(手機、基站、IOT設備)及新能源發展低于預期,新冠疫情影響。
1、新能源(電動汽車、風光儲)蓬勃發展,看好重點受益産業鏈
1.1、預測2025年全球新能源汽車達到1800萬輛
◾ 預測全球新能源汽車2025年將達到1800萬輛,2030年將達到4000萬輛。2021年7月,EVTank發布《全球新能源汽車市場中長期發展展望(2030年)》,預測到2025年全球新能源汽車銷量將達到1800萬輛,上調銷量目標數據的主要原因在于中國新能源汽車市場的進展超出之前預期,預計2021年中國市場新能源汽車的銷量將超過320萬輛,遠超年初預測的200萬輛。
◾ 動力電池技術不斷提升,成本大幅度下降以及充換電基礎設施的逐步完善積極推動新能源汽車快速增長,汽車用動力锂電池的價格由2011年的3800元/KWh下降到2020年的578元/KWh,量産電池的能量密度由2011年的80Wh/kg上升到2020年的270Wh/kg,預計未來汽車用動力電池成本仍將保持大約年均5%左右的降幅。
◾ 中國新能源車發展呈現爆發式增長態勢。2021年11月新能源乘用車零售銷量達到37.8萬輛,同比增長122.3%,環比增長19.8%;2021年1-11月新能源車零售251.4萬輛,同比增長178.3%。
1.2、預測全球光伏新增裝機量年複合增長率達16-20.5%
◾ 預測2021年中國光伏新增裝機規模將達到55-65GW,同比增長14-34%,占全球比例超過30%,預測到2025年可達90-110GW,年複合增長率達13-18%。
◾ 分布式光伏迎來發展新機遇,在整縣推進政策的支持下,分布式市場將迎來高速發展,也與産業鏈價格走勢密切相關。目前分布式的市場環境有所改善,部分之前不具備開發條件的項目也變得可以開發,整體看會有較好發展。
1.3、風電市場穩健增長,儲能市場發力
◾ 根據GWEC數據,2020年全球風電新增裝機量達到曆史峰值93GW,預計2025年將達到112GW,中國將貢獻五成以上份額。
◾ 中國市場上,2020年中國風電新增裝機量同樣達到曆史峰值52GW,同時,根據《風能北京宣言》預測,2021-2025年中國年均風電新增裝機規模將保持在50GW以上規模。
◾ IHS Markit預測2021年全球部署的儲能系統總裝機容量將超過12GW,比2020年儲能部署裝機容量多出7GW,預測2024年,這一數字將超過20GW,到2030年將超過30GW,2021年標志著全球儲能行業持續快速增長期的開始。
1.4、新能源汽車向800V高壓系統方向發展
1.4.1、快充、節能,800V高壓系統開啓發展元年
◾ 新能源汽車發展如火如荼,在動力性能、智能化方面、節省成本等方面大幅領先燃油車,但電動車仍然面臨續航裏程焦慮的問題,爲了延長續航裏程,各大廠商紛紛加裝電池,超過700公裏續航能力的新車層出不窮,甚至有超過1000公裏的。1度锂電池的重量是3-4公斤,超過一定電量之後的加電池策略,續航邊際收益極低,算上行車安全問題甚至出現負的邊際收益。隨著電池容量的增加,續航焦慮已經降低不少,充電焦慮開始浮出水面,快充能有效的解決續航焦慮問題,新能源汽車800V高壓平台方案應運而生。
◾ 受限于硅基IGBT功率元器件的耐壓能力,之前電動車高壓系統普遍采用的是400V電壓平台。基于該電壓平台的充電樁中,充電功率最大的是特斯拉第三代超級充電樁,達到了250kW,工作電流的峰值接近600A。如果想要進一步提高充電功率、縮短充電時間,就需要將電壓平台從400V提升到800V、1000V甚至更高的水平,來實現高壓系統的擴容。
◾ 高電壓平台技術看起來並不複雜,只是升高了整車的電壓。但對于技術的開發和應用,卻是“牽一發而動全身”的系統工程。 電壓平台的升高,意味著核心三電系統以及空調壓縮機、DCDC(直流變壓器)、OBC(車載充電機)等部件都要能在800V甚至1000V的電壓下正常工作。
◾ 保時捷Taycan率先量産800V電壓平台。在高電壓平台方面,率先嘗試的是2019年上市的保時捷Taycan。出于對充電速度和持續性能的追求,Taycan率先量産了800V電壓平台。保時捷Taycan已經將最大充電功率提升到了350KW,可以在22.5分鍾,把Taycan Tuebo S容量93.4kWh的動力電池從5%充至80%,提供300公裏的續航能力。
1.4.2、全球各大汽車廠商紛紛推出800V高壓系統車型
◾ 800V優勢明顯,可實現快充及節能,各大廠商競相研發及推出800V系統車型。
◾ (1)緯湃科技推出800V電壓平台EMR4
◾ 2021年,7月8日,緯湃科技帶來了其兼容800V電壓平台的第四代三合一電驅動産品-EMR4,EMR4整體結構呈三段式布置,從左到右依次爲電控、減速器和電機。從結構上看比第三代EMR3更加緊湊。可兼容現有400V和800V電壓平台,最大功率區間爲80-230KW。
◾ 緯湃科技800V平台亮點:定子采用六層扁線設計,冷卻方式爲電機+減速器油冷,電控水冷設計。電子最高轉速16000轉/分,主力功率平台爲230Kw(最大功率)。電控功率模塊與羅姆電子合作,類型爲碳化硅基。由于更加緊湊的設計,相比EMR3,同功率平台下EMR4效率提升5%,性能提升20%,重量節省25%,成本降低30%。EMR4量産時間爲2023年,生産工廠爲天津工廠。緯湃科技表示,在800V平台領域已經拿到現代汽車E-GMP電控産品的訂單。
◾ (2)采埃孚800V系統2022年投入量産
◾ 采埃孚800V系統性能和效率分別提升了33%和11%。全球傳動系統巨頭采埃孚(ZF)在7月發布了全新的電驅産品,即采用碳化硅功率芯片的電控和動力脫開機構的三合一電驅動系統,該系統將基于800V電壓平台打造,預計將于2022年年底之前在國內投入量産。這是采埃孚基于第三代半導體材料的量産碳化硅功率芯片,令電機控制器的最高效率可達99.5%,組成電驅動橋後,相比現階段常規的400V硅基方案,重量減輕了25%,性能和效率分別提升了33%和11%。
◾ (3)岚圖800V系統可實現充電10分鍾,續航400公裏
◾ 充電速率可提升125%。2021年9月26日,岚圖汽車展示了自研800V高電壓平台及超級快充技術,是一套動力電池和用電設備均爲800V高壓系統,無冗余升壓裝置的全新高壓系統架構,包括超級快充系統、超低系統能耗、高性能電池、SiC電驅總成,並支持無線充電。該技術具備極致快速充電的能力,其中整車高性能電池搭載4C電芯,在360KW超級充電樁的加持下,充電速率可提升125%,實現充電10分鍾,續航400公裏。續航能力提升5%。同時,該系統憑借SiC電驅三合一應用技術,使得電驅效率提高5%,工況效率高達91%,實現相同電量下續航能力提升5%。
◾ (4)2022年奧迪RS e-tron GT將搭載800V系統,奔馳也正在開發自己的800V系統。
◾ 全球車廠推出800V系統勢如破竹
◾ 從目前公開的消息看,包括保時捷、奧迪、捷尼賽思等豪華品牌電動車均已宣布采用800V高壓系統,通用的電動版悍馬、領克浩瀚SEA架構也采用了800V高壓系統。
◾ 國內方面,北汽極狐αS 和華爲合作的Hi版,其中搭配華爲高壓三電平台,小鵬G9,還有蔚來ET7等。2022年前後,會有更多的800V産品推出。其中包括:比亞迪宣布他們的e平台3.0版本將支持800V閃充。廣汽AionY推出憑借800V以上電壓將實現 8分鍾充電80%的超級快充。奇瑞的鲲鵬混動將會推出800V的PHEV方案。現代將要量産的E-GMP産品支持400/800V的快充等。
1.5、新能源看好動力電池、功率半導體、薄膜電容、高壓連接器
◾ 全球電動汽車的快速發展將積極帶動光伏發電、風電、儲能、充電樁、高壓輸變電等新能源産業的發展,新能源用電子半導體迎來了新的發展機遇,我們看好重點受益的锂電材料/動力電池、功率半導體(IGBT、碳化硅)、薄膜電容、高壓連接器、隔離芯片等細分行業。
◾ (1)動力電池、锂電材料:杉杉股份、欣旺達、珠海冠宇;
◾(2)功率半導體:三安光電、斯達半導體、時代電氣、聞泰科技、士蘭微;
◾(3)薄膜電容:法拉電子、江海股份;
◾(4)高壓連接器:瑞可達;
◾(5)隔離芯片:納芯微。
◾ 800V系統隔離芯片量價齊升。800V電驅動系統使得系統具有更高的瞬態共模幹擾,對于逆變器的隔離驅動芯片來說,需要能夠承受超過100kV/us的共模瞬態幹擾,不然驅動信號容易出錯,導致上下橋臂的功率管直通。隨著800V電壓的提高,系統需要更高的原副邊絕緣耐壓。這主要體現在兩個方面,一個是絕緣工作電壓。對于800V電壓的系統來說,其跨隔離帶的隔離芯片需要承受至少800V的絕緣工作電壓,保證至少15-20年的工作壽命。另外隔離芯片的外部爬電距離的要求也比之前有了很大提高。
◾ 納芯微有全系列的車規級的加強隔離的數字隔離芯片,包含了數字隔離器、隔離驅動、隔離電壓電流采樣芯片。這些數字隔離芯片能夠承受超過1500V的絕緣工作電壓,完全滿足800V電驅動系統的要求。另外芯片的絕緣材料CTI等級達到I級,具有8mm的爬電距離,可以滿足800V電驅動系統要求的同時使得系統更加小型化,集成度更高。
2、功率半導體-碳化硅迎來甜蜜時刻
2.1、功率半導體-持續高景氣
◾ 汽車電動化對IGBT、MOSFET和SiC等的功率半導體的用量大幅增加。IGBT決定了車輛的扭矩和最大輸出功率等,是影響電動車性能的關鍵技術。MOSFET則主要應用于汽車的低壓用電器,如電動座椅調節、雨刷器等所用的直流電機、LED照明、電池電路保護等應用。新能源(電動汽車、風電、光伏、儲能)及家電變頻行業的快速增長帶動了功率半導體行業的需求旺盛,2020年下半年開始,功率半導體需求持續旺盛,2021年全年IGBT都處在缺貨的狀態,我們從産業鏈了解到,目前IGBT及碳化硅需求旺盛,仍處于缺貨狀態,晶圓廠産能仍然非常緊張。根據富昌電子Q3行情報告,英飛淩、意法半導體、安森美等國際大廠的IGBT交貨期及價格仍然是上升趨勢。
2.2、800V高壓系統時代到來,碳化硅深度受益
2.2.1、碳化硅具有低導通損耗、低開關損耗優勢
◾ 相對于Si基IGBT,碳化硅具有低導通損耗、低開關損耗,應用于800V高壓平台的電動汽車,可以充分體現快充、節能的優勢。
◾ 在車用方面,SiC MOSFET在性能方面明顯占優,可以降低損耗,減小模塊體積重量,IGBT在可靠性、魯棒性方面占優。碳化硅器件應用于車載充電 系統和電源轉換系統,能夠有效降低開關損耗、提高極限工作溫度 、 提升系統效率。目前全球已有超過20 家汽車廠商在車載充電系統中使用碳化硅功率器件;碳化硅器件應用于新能源汽車充電樁,可以減小充電樁體積,提高充電速度。
◾ 碳化硅在新能源汽車中主要應用于DC/DC直流變壓器、DC/DC升壓器、OBC車載充電器以及動力電機控制器。
2.2.2、碳化硅有望在800V系統中大顯身手
◾ SiC由于其高耐壓的特性,在1200V的耐壓下阻抗遠低于Si。從400V提升到800V,意味著電動汽車所有的高壓元器件及管理系統都要提高標准,首當其沖的就是逆變器。功率器件是電動汽車逆變器的核心能量轉換單元,目前,傳統IGBT通常適應的高壓平台在600-700V左右,如果直流母線電壓提升到800V以上,那麽對應的功率器件耐壓則需要提高到1200V左右。SiC由于其高耐壓的特性,在1200V的耐壓下阻抗遠低于Si,對應的導通損耗會相應降低,同時由于SiC可以在1200V耐壓下選擇MOSFET封裝,可以大幅降低開關損耗,這將大幅提高功率器件的效率。
◾ 全球最高水平,1200V碳化硅導通電阻控制在3mΩ•cm2以下。作爲爲全球碳化硅龍頭,Wolfspeed在電阻率指標控制方面表現優異,750V碳化硅導通電阻控制在2mΩ•cm2左右,900V碳化硅導通電阻控制在2.5mΩ•cm2以下,1200V碳化硅導通電阻控制在3.2mΩ•cm2左右,Rohm也表現出色,650V碳化硅導通電阻控制在2mΩ•cm2以下,1200V碳化硅導通電阻控制在3mΩ•cm2以下。
◾ 800V下SiC 總功率損耗顯著低于Si。當今最先進的 400 V Si‑IGBT 逆變 在 8 至 10 kHz 的開關頻率下運行。電壓壓擺率通常高達 5 kV/µs。傳統 Si 技術和 SiC 技術在 800V下的總功率損耗之間存在顯著差異。
◾ 在800V,10kHz,電壓壓擺率50kV/µs條件下,SiC逆變器的模塊低損耗優勢更加明顯。
◾ 根據ST數據,碳化硅器件損耗大幅低于Si基IGBT,在常用的25%的負載下,碳化硅器件損耗低于IGBT 80%,碳化硅器件在1200V時優勢更加明顯。
2.3、800V電驅采用碳化硅,整車可節能5-10%
◾ 電驅采用碳化硅總損耗有效下降。美國能源部對純電動車Nissan-Leaf做了能耗分布,77-82%能耗消耗在了風阻、刹車、滾阻上面,而電驅能量損耗約16%,在16%裏面功率半導體又占其中的40%左右,剩下的60%是電機的損耗,功率半導體在電控裏占整車的能量損耗約爲6.4%,而碳化硅器件的總損耗相比硅器件下降了70%,采用碳化硅器件,全車總損耗下降約4.48%。
◾ 根據英飛淩、Fraunhofer研究,在城市工況,全碳化硅模塊比Si基IGBT模塊多續航10%。
◾ 根據戴姆勒奔馳研究,采用碳化硅模塊,800V高壓平台,采用碳化硅模塊較Si基IGBT模塊整車降低了7.6%的能耗。
2.4、車載OBC、DC-DC、PDU開始大規模應用碳化硅
◾ 車載充電模塊開始大規模采用碳化硅。動力電池電壓平台升級到800V ,當前的OBC 、DC/DC 及 PDU 等電源産品都需要從400V等級提升至符合 800V 電壓平台的應用, SiC 器件由于其優異的特性也將開始大規模的應用。
◾ 碳化硅器件可提升OBC效率與功率密度,降低損耗。車載OBC采用碳化硅器件,系統效率可提升 1.5% – 2.0%。器件開關頻率x2,減少被動器件體積,提升功率密度(30% – 50%)器件數量減少,簡化驅動電路設計,減少驅動芯片使用量,有望降低系統成本。
◾ 800V系統車型,車上需要加裝大功率升壓模塊,廣泛應用碳化硅。直流快充樁原本輸出電壓等級爲400V,可直接給動力電池充電, 但升級爲800V 後充電樁電壓不再能夠繼續充電,因此需要一個額外的升壓産品使400V電壓能夠上升到 800V ,進而給動力電池進行直流快充。在此技術方案下,這個器件需要能夠滿足大功率充電的功率,因此其價值量相比傳統DC/DC 要更大,而電源企業也將充分受益于此升壓 DC/DC 産品的配置。高電壓對功率器件提出更高要求,碳化硅將借助耐高壓、耐高溫、開關損耗低等優勢在功率器件領域進行廣泛應用。
◾ 以OBC舉例,從 Si 設計轉到 SiC 設計,功率器件和柵極驅動的數量減少 30% 以上,開關頻率提高一倍以上。降低了功率轉換系統的組件尺寸、重量和成本,同時提高運行效率。
◾ 在車載電源系統中使用SiC MOSFET能以更高的頻率進行開關,功率密度更高,能效更高,EMI性能得到改善以及系統尺寸減小。同時,再以22KW OBC系統舉例,再進一步細化成本結構:盡管相比單個 Si 基二極管和功率晶體管,分立式 SiC 基功率器件的成本更高。但從系統角度來說,SiC 器件的性能可減少所需元件的數量,從而降低電路元件成本以滿足支持各種功率器件功能的要求。綜合測算,SiC系統比Si系統可節約近 20% 的成本。
◾ 除了結構成本節約之外,SiC 系統在 3 kW/L 的功率密度下可實現 97% 的峰值系統效率,而 Si OBC 僅可在 2 kW/L 的功率密度下實現 95% 的效率。
2.5、充電樁向大功率方向發展,全碳化硅模塊用量增加
◾ 2021年8月,廣汽埃安發布了A480超級充電樁,電壓可達880V,最高充電功率爲480kW。2021上海車展上,起亞EV6全系車型支持400V和800V充電,現代IONIQ 5最新800V高電壓平台支持高達350kW的超大功率充電,吉利浩瀚架構下首款車型采用800V高壓系統,東風旗下岚圖汽車宣布研發基于超高壓平台的超級快充技術。隨著超充、快充需求的增加,全碳化硅模塊開始在充電樁上大量采用,根據産業鏈調研,800V架構的高性能充電樁大部分采用全碳化硅模塊。
◾ 公共充電樁快速增長。根據中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟9月10日發布的數據,2021年8月比2021年7月公共充電樁增加3.44萬台,8月同比增長66.4%。1-8月國內公共充電基礎設施增量同比上漲322%。
2.6、全球軌交逐漸推廣碳化硅技術
◾ 碳化硅技術有望在整個歐洲軌交推廣應用
◾ 碳化硅應用于有軌電車,減少10%能耗。2021年12月3日,西門子官方公布了他們的碳化硅有軌電車的測試結果,即將正式批量投入使用。2021年8月,西門子鐵路系統和慕尼黑市政公司在慕尼黑的 Avenio 有軌電車上成功完成了爲期一年的SiC 半導體技術的測試。目前,裝備 SiC 芯片的 Avenio m ü nchen 號已經運行一年時間,總共行駛了6.5萬裏。根據西門子最近公布的研究結果,碳化硅電車在操作過程中噪音水平較低,電機噪音總體上有所降低,而且能源消耗大約減少了10%。
◾ 目前碳化硅轉換器的初始規劃階段和車輛試驗階段已經完成。這次測試的Avenio電車兩個牽引轉換器中只有其中一個安裝了SiC半導體,接下來,PINTA項目將重點在雙系統有軌電車中使用SiC來實現系統優化。預計測試完成後,碳化硅將有望在整個歐洲推廣使用。
◾ 日本多條列車線路采用碳化硅
◾ 日本軌道交通對碳化硅的使用更爲領先,9月22日,JR東日本橫濱分公司推出了搭載碳化硅的E131 Series 500系列列車,以替代相模線上現有的205 機型,預計將于年底正式投入商業運營。
◾ 11月22日,日本JR Central表示,將于2022年3月5日在名古屋至中津川的中央幹線上推出新的315系列通勤列車。
◾ JR Central 公司表示,與之前的211系列相比,315系列列車的牽引系統配備了碳化硅(SiC),可以節約大概35% 的能耗。
◾ 預計2023財年年底前,315系列列車將全面替代中央線上的211系列八節車廂列車。同時,315系列列車還將部署在東海道幹線以及名古屋和靜岡附近的通勤線路上,並將在2026年3月前分四批交付。
◾ 中國8條地鐵搭載碳化硅
中國方面,今年5月,搭載碳化硅技術的深圳地鐵1號線也已通過專家認證,根據《2021第三代半導體調研白皮書》,目前國內已有8條地鐵線路已經搭載碳化硅技術
2.7、全球碳化硅公司大舉擴産,強化合作,迎接需求大時代
◾ 全球碳化硅龍頭Cree 10億美元擴産碳化硅。2019年5月,Cree宣布將投資10億美元用于擴大碳化硅産能,在美國總部北卡羅萊納州達勒姆市建造一座采用最先進技術的自動化8英寸 SiC碳化硅生産工廠和一座材料超級工廠,材料産能比2017年增加30倍,器件産能比2017年增加18倍。
◾ 特斯拉供應商ST碳化硅器件擴産10倍。ST向Cree及羅姆下了長期采購碳化硅襯底的訂單,並收購了Norstel,已開發出8寸,ST在美國及新加坡積極擴産器件産能,2024年産能將是2017年的10倍,2020年的2.5倍。
◾ 日本碳化硅企業也大舉擴産:ROHM投資500億日元(約28億元人民幣)擴産碳化硅,東芝SiC擴産10倍、富士電機目前也在考慮將SiC投産的時間提前,昭和電工在5月還和全球最大的半導體企業英飛淩簽訂了優先供貨合同。
◾ 在日本的半導體企業之間還出現了並購——與材料商垂直整合的動向。羅姆早在2010年收購的德國SiC晶圓制造商SiCrystal,在去年和意法半導體ST就SiC晶圓達成了1.2億美元以上的長期供應協議。美國安森美半導體在今年8月宣布,以4億美元的價格收購了一家專業從事SiC生産的美國本土企業。
◾ 全球各大廠商深入合作。2019年9月,雷諾-日産-三菱聯盟就與意法半導體達成合作,選擇意法半導體SiC産品,開發車載充電器 (OBC)。2019年9月,大衆/保時捷與德爾福簽訂了爲期8年的SiC逆變器批量生産訂單,訂單額爲27億美元(約175億人民幣)。2019年11月,科銳與采埃孚推進電驅動領域合作,應用碳化硅技術。合作簽訂時特別提到利用SiC技術協同800V電壓的車輛電氣系統。今年4月21日,江淮汽車與博世簽訂了碳化硅逆變器等方面戰略協議。
◾ 預測2026年車用碳化硅功率器件市場規模超30億美元。當前整個碳化硅功率器件的市場規模在10億美元左右,還沒有迎來滲透率的拐點。根據Yole的預測,到2026年整個碳化硅功率器件的市場規模有望達到50億美元,其中60%以上用于新能源汽車領域。
2.8、看好碳化硅細分領域龍頭
◾ 美國公司占全球 SiC 産量的 70%~80%。在 SiC領域,歐美日企業領先,其中美國優勢最爲明顯。全球 SiC 産量的 70%~80%來自美國公司,海外 SiC單晶襯底企業主要有Cree、DowCorning、SiCrystal、II-VI、新日鐵住金、Norstel等;外延片企業主要有DowCorning、II-VI、Norstel、Cree、羅姆、三菱電機、Infineon等;器件方面相關主要企業包括Infineon、Cree、羅姆、意法半導體等。 中國碳化硅産業雖然基礎薄弱,但是在大力發展,在碳化硅外延方面做的較好,如東莞天域、瀚天天成等,襯底企業天科合達、山東天嶽也取得了一定的發展,器件方面二極管方面成熟性相對較好,已大量應用于光伏、大功率電源、充電樁等,如三安光電、泰科天潤、派恩傑等,但是SiC MOSFET還非常薄弱,尤其是車用,但是中國電動汽車發展較好,中國碳化硅企業本土化優勢明顯,未來具有較好的發展機會。
◾ 我們認爲800V高壓系統在電動汽車領域有望快速滲透,看好碳化硅重點受益公司:三安光電、斯達半導體、聞泰科技、時代電氣、士蘭微、天嶽先進、晶盛機電、鳳凰光學、華潤微、新潔能。
3、汽車智能化加速,ADAS硬件需求大幅增長
3.1、預測2035年全球超過30%汽車具備L3-L5自動駕駛功能
◾根據The Boston Consulting Group預估從2020到2030年,全球汽車/電動車銷量加總年均複合增長率約爲1%,並預計2030年,全球車市銷量將增加至1.09億輛,但汽油,柴油車將被各種形態的電動新能源車來取代。雖然在未來10年,全球車市的銷量複合增長率 CAGR可能只有1-2個點,但隨著消費者從汽油車轉換成新能源電動車及從人駕車轉換成SAE L3-L5自動駕駛車需求的不斷擴大,智能駕駛用智能硬件産品迎來發展良機。
◾ 我們預測于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年的複合增長率達到30-35%。
3.2、智能駕駛:2021年車載攝像頭、激光雷達高速增長
◾ 2021年中國L2級智能駕駛滲透率突破20%,智能車滲透率加速。根據工信部數據,2020年國內L2級智能網聯乘用車滲透率爲15%,2021年國內L2級智能網聯乘用車滲透率達20%,汽車智能化滲透率加速。展望未來,伴隨更多玩家入場,汽車智能化軍備賽日趨白熱化。我們認爲未來汽車智能化滲透率有望高度擬合智能手機滲透率S曲線,實現快速增長。
◾ 攝像頭和激光雷達都是智能輔助駕駛必不可少的硬件,一般L2級別智能輔助駕駛搭載5~8顆攝像頭,L3級別智能輔助駕駛搭載搭載8~16顆攝像頭及1~3顆激光雷達,L4、L5級別自動駕駛ADAS系統尚在研發階段,一般需要搭載13顆以上攝像頭及4~6顆激光雷達。
3.3、車載攝像頭:預計2022年市場同增44%
◾ 根據TSR,2020年全球車載攝像頭出貨量達1.65億顆、過去十年CAGR達30%,單車搭載攝像頭數量達2.1顆。目前市面上主流智能車型普遍搭載攝像頭數量在5~8顆。預計伴隨智能汽車滲透率逐步提升,未來車載攝像頭數量快速增長。
◾ 後視滲透率最高,前視、環視、艙內滲透率較低。1)按位置來劃分,2020年全球汽車前視搭載0.6顆、環視搭載0.6顆、後視搭載0.85顆、艙內搭載0.01。2)參考市面上主流車型,一般智能車前視搭載攝像頭3顆、環視搭載4顆、後視搭載1顆。對應估算前視滲透率達22%、環視滲透率達16%、後視滲透率達85%,艙內滲透率達1.8%。
◾ 回顧2021年,全球車載鏡頭行業同增20%、實現穩健增長,增速前高後低主要受累于汽車缺芯。考慮舜宇光學科技是全球車載鏡頭龍頭、市占率超30%,我們可以通過舜宇光學科技車載鏡頭出貨量增速來窺測行業增速,2021年1~11月舜宇光學科技車載鏡頭出貨量達0.63億顆、同增25%,從單月出貨量增速來看,呈現前高後低的情況,車載鏡頭增速自6月起逐步放緩,主要系去年基數較高、缺芯導致整車出貨量增速不佳影響車載鏡頭拉貨動能不足,2021年7月~10月車載鏡頭出貨量同比8%、1%、-21%、-23%。2021年1~11月全球汽車銷量達0.73億部、同增7%,2021年7月~10月全球汽車銷量同比-6%、-11%、-20%、-17%。
◾ 展望未來,得益于缺芯改善、智能化加速,預計2022年車載攝像頭市場同增44%,2020~2025年CAGR達32%。1)我們預計2022~2025年全球L2級自動輔助駕駛滲透率爲28%、40%、50%、60%,L3級自動輔助駕駛滲透率爲0.5%、1.5%、3%、5%。假設2020年L2級自動輔助駕駛單車搭載攝像頭6顆,對應L1及以下單車搭載攝像頭爲1.4顆,假設L3即自動輔助駕駛單車搭載攝像頭8顆,未來每年單車搭載攝像頭同增5%。對應2025年單車搭載攝像頭數量爲5.7顆,假設全球汽車銷量爲0.9億部,對應2025年全球車載攝像頭銷量爲5億顆。假設2020年車載攝像頭鏡頭均價爲40元、考慮規格升級,未來每年價格同增5%,對應2025年全球車載攝像頭鏡頭市場爲261億元,五年CAGR達32%。考慮鏡頭價格約占攝像頭價格的1/3,對應2025年全球攝像頭市場爲782億元。
◾ 車載攝像頭鏡頭市場格局呈現出“一超多強”局面,舜宇光學是絕對領軍者。1)2020年舜宇光學出貨量位居第一,市場占有率超30%,日本麥克賽爾、日本電産三協、日本富士膠片、韓國世高光位居二至五位。得益于本國汽車工業發達、日本企業占比較高,份額前八廠商中,日本廠商占據5席。2)在規格、壁壘更高的ADAS鏡頭中,舜宇光學一騎絕塵,市占率超50%。3)車載鏡頭具有較高的技術壁壘,産品通常需要配合傳感器芯片進行參數調整,經過1-2年研發周期後交貨給Tier1組裝,並經過車廠上路驗證1-2年通過後方可供貨,認證周期3-5年,客戶粘性較強,頭部企業先發優勢穩固。
◾ 安森美及韋爾的豪威主導全球車載攝像頭芯片市場:不同于智能手機攝像頭芯片市場是由索尼及三星主導,美國On Semi 安森美是車載攝像頭芯片龍頭,約有30-40%全球份額,2013年,安森美收購Cypress CMOS部門,2014年收購高性能圖像傳感器供應商Truesense Imaging 和AptinaImaging兩家公司,並不斷強化其圖像傳感器的設計技術優勢,目前是少數幾家攝像頭芯片公司能夠提供全方位(SAE L1-L5)自駕系統所需要各種不同的攝像頭芯片;韋爾豪威 OmniVision緊追在後,約有20-25%份額,加上索尼Sony, 松下 Panasonic, 合計超過70%的全球份額,市場高度集中。
3.4、激光雷達:需求迎來爆發式增長
◾ 2021年是激光雷達元年,共有19款車型搭載激光雷達,預計2022年行業滲透率快速攀升。11月廣州車展上,多款搭載激光雷達的車型紛紛亮相,其中長城機甲龍成爲全球首款搭載4顆激光雷達的車型,小鵬G9搭載雙激光雷達,極狐阿爾法S華爲版搭載3顆激光雷達。12月發布的智己L7亦宣布未來將搭載激光雷達。我們統計2021年共有19款車型宣布搭載激光雷達,現有激光雷達車型普遍高于40萬元,車載前裝激光雷達價格普遍超5千元,此前華爲宣布未來激光雷達成本將降至千元級別,我們認爲未來伴隨激光雷達價格下沉,行業滲透率有望快速提升。
◾ 需求端:Yole預計2026年ADAS激光雷達市場達23億美元,2020~2026年CAGR達110%。根據2021年9月Yole最新數據,2020年全球汽車與工業激光雷達市場達18億美元,其中ADAS激光雷達約爲2億元、占比僅爲2%。預計2026年全球汽車與工業激光雷達市場達57億美元、CAGR爲21%,其中ADAS激光雷達市場達23億美元、CAGR爲110%、占比達41%,行業增速遠遠領先人駕駛、智能基礎設施、物流、公路監控等領域。
◾ 得益于L3滲透率提升,我們預計2021年全球車載激光雷達市場同增4倍,2025年全球車載激光雷超300億元、CAGR超150%。我們假設2021~2025年搭載L3以上的智能輔助駕駛滲透率爲0.1%、0.5%、1.5%、3%、5%。假設2021年單車搭載激光雷達數量爲1.5、未來每年增長10%。假設2021年激光雷達單價爲7000元,伴隨技術進步、規模效應,未來每年價格同比降價20%。預計2022年車載全球激光雷達市場達42億元、同增4倍,2025年全球激光雷達市場達337億元、四年CAGR達152%。
◾ 供給端:1)全球範圍內激光雷達玩家包括法雷奧、Luminar、電裝、大陸、Innoviz,以及國內的華爲、大疆、禾賽科技、速騰聚創、萬集科技等企業。2020年法雷奧、速騰聚創市占率達28%、10%,領先行業。2)從技術路線上來看,激光雷達按照光束操縱方式可分爲機械式、半固態及固態式。機械式目前最爲成熟、産量最高,主要應用于無人駕駛,但使用壽命限制難過車規要求;MEMS微振鏡、轉鏡、棱鏡等半固態式激光雷達陸續通過車規,並已少量前裝量産,近年內或形成放量;長期來看FLASH、OPA的固態式方案均可能成爲主導路線。2020年在全球汽車與工業激光雷達市場中機械式占比達66%、MEMS占比達17%、Flash占比達10%。2)從技術路線上來劃分,Velodyne、禾賽科技主要爲機械式産品,但是機械式産品由于壽命受限難以進入前裝市場。Luminar、速騰聚創、Innoviz、大疆、華爲等企業積極布局半固態/固態激光雷達。
◾ 光學系統是激光雷達重要組成部分。根據激光雷達不同掃描類型,對于光學系統設計要求也不盡相同。以MEMS爲例,發射光學系統的主要任務是減小發射光束的發散角,使其光束質量更好,主要設計難點是MEMS掃描振鏡的鏡面面積較小,限制光束的直徑,直接影響准直光束的發散角。接收光學系統主要任務是在保證口徑的前提下接收更大視場範圍內的回波光束,主要設計難點是光電探測器面積有限,會限制接收光學系統相對孔徑和視場。總體而言,激光雷達鏡頭是車載鏡頭中最難的部分,需要具備大通光孔徑、高亮度、寬視場角、高對比度、低信噪比等特點,同時在機械方面具有體積小巧、防塵防水、抗震等特點,對光學設計、加工工藝提出相當高要求。
◾ 國內激光雷達零部件供應商包括舜宇光學、永新光學、炬光科技、藍特光學、水晶光電。1)舜宇光學具備激光雷達光學部件及整機制造能力,機械式、轉鏡、MEMS、FLASH、OPA方案均有涉及,與麥格納、華爲、大疆等激光雷達方案商均有合作,預計明年將有項目進入大批量生産。2)永新光學于2018年與Quanergy Systems達成25000個激光測距鏡頭訂單,目前與禾賽和Innovation的合作有多款激光雷達鏡頭産品導入,目前正處于驗證導入階段、尚未形成量産。3)炬光科技激光雷達發射模組已與德國大陸簽署4億元框架協議,並與Velodyne、Luminar等多家激光雷達知名企業達成合作意向,2020年、2021年H1公司智能輔助駕駛産業銷售收入爲0.31、0.21億元。4)藍特光學主要爲激光雷達整機企業提供非球面透鏡。5)水晶光電主要爲激光雷達整機企業提供視窗玻璃。
3.5、看好汽車智能化細分行業龍頭
◾ 展望2022年,看好汽車智能化下的車載攝像頭、激光雷達、HUD的投資機會。
◾ 車載攝像頭鏡頭:舜宇光學、聯創電子、宇瞳光學;
◾ 車載攝像頭芯片:韋爾股份;
◾ 車載激光雷達:炬光科技;
◾ 車載AR-HUD:水晶光電。
4、被動元件:新興需求驅動,國産替代加速
4.1、被動元件將顯著受益于新興需求增長及半導體缺貨緩解
◾ 2021年呈現上半年需求旺盛,價格上漲,三季度需求平穩,三季度末部分産品價格有所下調,四季度受到芯片缺貨影響,被動元件市場訂單有所減少,部分産品出現降價,預計2021年全球被動元件增長5-10%。2021年上半年,被動元器件的市場景氣度開始回升。電容方面,全球龍頭國巨在4月調漲MLCC價格10%-20%,三星電機部分MLCC産品價格于4月上漲10%-26%,華新科也發出調漲MLCC報價30%-40%的通知,6月份國巨對一線大型組裝大廠進行全面性調價,钽質電容平均調漲約10%,MLCC漲幅約1%-3%。電阻方面,自第三大電阻廠旺诠自2月份開始調漲厚膜電阻價格15%後,全球龍頭國巨在3月、4月分別調漲芯片電阻價格15-25%和10%-20%,6月又對芯片電阻價格上調10%。
◾ 展望2022年,我們研判,在新能源(電動汽車、風電、光伏、儲能)、通信、IOT、數據中心等新興需求的拉動下,在芯片缺貨漲價逐步緩解下,被動元件有望實現穩健增長,預測2022年全球被動元件增長5-7%。
◾ 被動元件短期受困于長短料問題,靜待半導體供貨拐點到來
◾ 被動元件是電路基礎元件,2020年全球市場規模315億美元。被動元件又稱無源器件,區別于半導體等有源器件,其不依靠外加電源就能夠獨立表現特性,在電路中主要發揮調節電流電壓、儲存靜電、防治電磁波幹擾等功能。主要包括電容、電阻、電感、被動射頻器件四大類,根據ECIA、Mordor Intelligence數據,2020年全球被動元件市場規模爲315.4億美元,其中電容、電阻、電感分別占比65%、9%、15%左右。日本MLCC出口金額與全球半導體銷售額相關系數高達0.94,可見被動元件作爲電路必備基礎元件,與半導體市場規模高度相關。
◾ 通過回顧被動元件曆史周期,我們發現17-18年漲價潮後,被動元件市場中囤貨炒價等商業行爲再難奏效,價格、訂單表現逐步回歸真實供需。而受到當前半導體供應短缺影響,被動元件廠商短期內價格、銷量承壓,我們預計長期高增長拐點將伴隨半導體缺貨緩解而出現。
◾ 未來展望:被動元件高增長拐點將伴隨半導體缺貨緩解而出現
◾ 日系、台系廠商共同反映,受IC元件供應短缺導致部分客戶延遲出貨影響,廠商訂單有所減少,大廠預期由樂觀轉爲謹慎。由于被動元件廠商訂單減少的原因系下遊客戶庫存已足夠匹配半導體用量,而半導體缺貨現狀使供給尚無法滿足終端市場需求,因此我們預計,被動元件市場的高增長拐點將伴隨半導體缺貨情況緩解而出現。
◾ 三季度以來芯片缺貨情況有所緩解,研判2022年新能源車用MCU、模擬、功率芯片緊缺仍將持續,其他領域將逐步回歸到正常狀態。今年大幅漲價一些國産的MCU和MOS等通用芯片,進入9月下旬後價格開始松動,有分銷商開始頂不住壓力對外抛貨。進入四季度,國際芯片漲價聲又起,主要是進入歐美的聖誕供貨季和中國的春節長假備貨季,我們認爲是階段性的,研判2022年除新能源車用MCU、模擬、功率芯片持續緊缺外,其他領域芯片缺貨將逐步環節,回歸到正常狀態。
4.2、需求端:通信市場穩增,新能源市場拉動高可靠性被動元件需求
4.2.1、通信市場:5G通信技術普及帶動小尺寸被動元件用量穩增
◾ 通信市場(包括智能手機、物聯網設備、基站、數據中心等)仍爲被動元件的最大應用市場,占據超50%的市場份額,車用及風電、光伏等新能源市場則因終端市場需求增長、被動元件可靠性要求提高帶動單價提升兩大原因,成爲成長性最高的兩大賽道。另外,航空航天、醫療、工業等市場亦存在增量空間。
◾ 智能手機方面,從4G到5G,手機支持頻段增多要求射頻模塊各類芯片數量增多,而新增的各類芯片與模組需要各類被動元件提供濾波、諧振、旁路等功能。除射頻端模組需要支持更多頻段之外,5G手機的許多新增功能如WiFi-6、無線充電、IC設計性能的提升、傳感器以及攝像頭的升級都會帶來被動元器件用量的提升。據村田預測,手機由4G升級至5G,電感單機用量將由90-110顆增加至120-200顆,MLCC單機用量將由700顆增加至1000顆左右。雖然智能手機總體的存量市場增長減速,但未來伴隨5G手機加速滲透,被動元件用量將實現大幅提升。
◾ 基站方面,由于5G新增頻段頻譜高、有效傳輸距離近,廣泛采用“宏基站+微基站模式”,基站數量將較4G大大增加,預計未來幾年海外5G基站持穩健增長,被動元件行業將積極受益。
◾ 同時5G使用了更多的通訊頻段,基站信道數量、天線扇面數量均有提升,帶動單台設備被動元件用量的提升。電感方面,總電感用量由4G基站的1100-1300顆增加至1600-1700顆;MLCC方面,從4G到5G,基站組網中RRU(遠端射頻模塊)上MLCC用量從2000顆增加至6000顆左右,BBU(基帶處理單元)上的MLCC用量從3000顆增加至5000顆左右,同比增長200-300%。
◾ 服務器方面,5G時代,雲計算産業將迎來前所未有的發展。一方面5G的高速特性(20 Gbit/s)使得人們可以把更多的資源放在雲端保存,另一方面5G背景下以“雲遊戲”爲代表的終端産品變革需要高速低延遲服務器的支持。支持超高速網絡的服務器中被動元件用量也將得到明顯提升,以英特爾的服務器平台Purley爲例,其MLCC用量相較于上一代有15%左右的提升。
◾ 物聯網方面,5G時代的超高帶寬低時延等特性爲物聯網的大力發展做好了技術鋪墊。隨著智能家居、可穿戴設備以及超大規模傳感器群的推廣普及,終端産品的功能不斷豐富,數量不斷增多,預計2018-2030年全球物聯網基礎設施、設備及解決方案需求將實現6.8%的年複合增速,給被動元件行業帶來新的增長需求。而根據Venkel的數據,物聯網終端設備平均MLCC用量將超過75顆/台。
4.2.2、車用市場:新能源汽車滲透提升,單車高可靠性被動元件用量增加
◾ 汽車電動化大幅提升被動元件需求。傳統燃油車被動元件需求量爲6000~8000顆,混動車被動元件需求爲10000顆,電動車被動元件需求達14000顆。預計未來伴隨新能源汽車市場快速增長、電感需求快速增長。
◾ 與通信終端設備追求元器件小型化趨勢不同,汽車領域要求被動元件能夠適應高溫、振動、沖擊等惡劣環境,因此鋁電解電容、薄膜電容等具備惡劣環境耐受能力的電容受益汽車電動化趨勢,被廣泛應用于電動汽車的動力總成、充電系統及DC-DC轉換電路等場景。
◾ 汽車電動化、智能化趨勢下,被動元件單車用量將大幅提升。(1)政策驅動下新能源車滲透率快速提升,預計2021年全球新能源車銷量將達600萬輛,2025年將達2300萬輛,21-25年CAGR爲40%。(2)由傳統燃油車升級爲純電動汽車,高可靠性鋁電解電容、薄膜電容、钽電容用量將大幅提升,動力系統用MLCC將增加約2000顆,ADAS系統將增加MLCC用量3000-5000顆,單車電感用量將由300顆增加至至少600顆。
4.3、供給端:國産替代恰逢其時,本土廠商實現産能、技術雙提升
4.3.1、日系廠商退出部分市場
◾ 日系廠商持續退出部分市場,爲本土廠商創造以常規産品切入市場的契機。以村田、TDK爲例,2019、2020年因價格競爭激烈村田相繼關閉在華電感廠升龍科技、華钜科技、華建電子,並不斷調整MLCC産能,至2020年已將25-30% MLCC産能投向車用市場,TDK明確戰略聚焦車用、工業等高可靠性及智能手機高容MLCC市場,2021年車用被動元件營收占比已超40%。
4.3.2、國內廠商大舉擴産,國産替代恰逢其時
◾ 日韓企業壟斷MLCC市場,國産替代大有可爲。當前全球MLCC行業集中度高,日韓企業占據了大部分的市場份額。日本村田、韓國三星電機爲規模最大的MLCC企業,共占據超過50%的市場份額,太陽誘電、台灣國巨、華新科等企業緊隨其後,風華高科、三環集團、宇陽科技等國內企業僅占據全球較少的的市場份額,大陸制造商僅占全球10%的份額。
◾ MLCC方面,日系廠商已進入産能年增幅10%左右的成熟期,大陸廠商積極興建擴産項目。日系龍頭村田、太誘2021年分別規劃了5-10%、20-15%的擴産幅度,且將存量及新增産能向車用、工業等高端MLCC産品傾斜。本土廠商風華高科、三環集團開始由常規産品向高容、高壓産品過渡,現有産能分別爲206億顆/年、100億顆/年,至2024年遠期將分別實現5400億顆/年、5500億顆/年産能,根據風華高科預測的2024年37700億顆的需求量,兩大廠商可滿足國內市場30%需求。
◾ 鋁電解電容方面,情況相似,Nichicon、NCC等日系龍頭近五年固定資産增速有限,僅在産能結構上進行由低端品向高端品的調整,相比之下,中國台灣及大陸廠商擴産動作更顯積極。
◾ 薄膜電容方面,以法拉電子爲代表的本土廠商市場滲透初見成效,逐步完成高端産品技術追趕。(1)憑借在中低端産品市場上的成本優勢,法拉電子已占據全球薄膜電容市場8%市場份額。(2)以法拉電子爲代表的中國廠商已完成高端産品技術追趕,法拉電子從2013年開始將薄膜電容發展中心由照明、家電等傳統市場轉向新能源汽車、工控等高端新興市場,並實現新能源領域業務的快速起量;江海股份于2018年與KEMET合資成立南通海美電子有限公司,將薄膜電容産品線拓展至車用領域。根據各公司官網披露的産品信息,法拉電、江海股份目前的車用、工控産品線已基本實現對日美廠商的技術追趕。
4.4、看好行業細分龍頭
◾ 我們認爲被動元件受到智能手機等下遊需求不佳的影響,具有周期性特征,展望2022年,芯片缺貨漲價情況將逐步緩解,回歸到常態化,在智能手機需求趨勢向好及新能源等新興需求的拉動下,被動元件需求將保持穩健增長,中國廠商經過多年的技術積累,在多個領域具有核心優勢,並大舉擴産,具有較好的發展機會,看好MLCC、薄膜電容、電感、鋁電解電容等細分行業重點受益公司。
◾ (1)MLCC重點公司:三環集團;
◾ (2)電感重點公司:順絡電子;
◾ (3)薄膜電容重點公司:法拉電子、江海股份;
◾ (4)鋁電解電容重點公司:艾華集團。
5、消費電子看好折疊手機、AR/VR創新方向
5.1、折疊手機走向平價時代,迎來需求快速增長
◾ 折疊手機依靠其大屏幕帶來的更優的操作、視覺體驗在手機創新愈發困難的情況下提供了發展的新方向。目前折疊手機滲透率仍然非常低,但是隨著各廠商逐漸壓縮成本,擁有更親民價格的折疊手機出貨量會快速提升。
◾ 衆多廠商紛紛推出折疊手機。18年柔宇推出Flex Pai手機,將折疊手機正式引入大衆視野。在其之後,三星、華爲等紛紛推出自己的折疊手機,但是價格均在10000元以上,價格較爲昂貴。2021年12月15日,Oppo推出Find N系列折疊手機,定價7699元起,12月23日華爲推出P50 Pocket,定價8988元起,同樣也將價格定在10000元之下。價格越來越“親民”的情況下,折疊手機的接受度也將越來越廣,Find N系列手機首批10萬台手機也在12月18日全部售罄。
◾ 折疊手機主要有三種形態。第一種是外折(以華爲 Xs爲例)。外折只需要用一塊屏幕,結構相對簡單,但缺點是屏幕容易折損。第二種是內折(以三星Fold爲例)。內折是目前最完美、最成熟的折疊機形態,擁有成熟的機身結構設計,同時充分體現出大屏幕的特點,缺點是需要配兩塊屏幕使成本有所提高。第三種是縱向折疊(以三星 Flip和華爲P50 Pocket爲例)。這是相對成熟的折疊方案,具有一定的美觀性以及更方便攜帶。
◾ 未來折疊手機出貨量可能迅速提升。除了三星、華爲外,蘋果也在這幾年間申請了幾項關于折疊屏的專利,有望于未來幾年推出自己的折疊手機。2020年,全球折疊手機出貨量約195萬台,而2021年前三個季度折疊手機出貨量已達約440萬台。根據DSCC預計,2021年第四季度,折疊屏手機的銷量將持續攀升,出貨量可達到380萬台。而2022年折疊屏手機的全年銷量將達到1750萬台,若蘋果推出折疊手機,則2025 年將增至 6600 萬台。折疊屏手機已經從用戶嘗鮮/備用到主力機,折疊屏將迎來全面爆發。
◾ 目前三星占據了折疊手機絕大部分市場份額。三星在折疊手機市場上占據了絕對優勢,21Q3占了約93%的市場份額,華爲緊隨其後占據了約5% 的份額。隨著未來Oppo、Vivo、榮耀、蘋果等廠商紛紛進入這個市場,折疊手機出貨量會大大增加,預計未來市場的兩大巨頭會是蘋果與三星。
5.1.1、折疊手機看好鉸鏈及UTG玻璃産業鏈
◾ 相比傳統的智能手機,折疊手機的設計更爲複雜精密。在智能手機的基礎上,折疊手機對屏幕、鉸鏈、蓋板、偏光片、OCA膠、電池等都有更高的要求。
◾ 可折疊顯示模組是折疊手機首先需要解決的問題。與傳統智能手機相比,折疊手機的屏幕面積增加約50%,屏幕的使用數量也有所增加,因此顯示屏需要做的又大又有良好的折疊耐性。柔性AMOLED屏幕憑借其在折疊、卷曲上的優勢,成爲了折疊手機屏幕的首選材料。目前AMOLED的主要産能集中在韓國與中國。三星作爲全球AMOLED的龍頭,在柔性AMOLED出貨量上占據第一,三星自己的折疊手機柔性屏全部由自己供應,新發布的Oppo Find N內屏也是由三星供應,顯示屏由京東方供應。國內廠商如京東方、深天馬、華星光電、維信諾也在加速布局産線,有望爭奪柔性AMOLED市場。2021年12月28日,京東方重慶第6代柔性AMOLED正式量産,與京東方成都、綿陽柔性AMOLED生産線一起,支幫助京東方保持全球柔性AMOLED出貨量第二,並向三星逼近。同時京東方柔性AMOLED産品的良率也超過了80%。
◾ 鉸鏈是折疊屏手機的核心精密組件之一。鉸鏈是實現穩定、可靠的折疊屏産品的關鍵。應用于折疊屏智能手機上的鉸鏈不僅需具備至少 10 萬次以上的開合壽命,同時還需具備重量輕、尺寸小和穩定性強等特點,因而折疊屏鉸鏈的制造工藝十分複雜。MIM 、液態金屬工藝、CNC工藝是實現高性能鉸鏈的關鍵加工技術,其中MIM更適合生産結構複雜的精密件。目前折疊手機的鉸鏈結構正在從U型鉸鏈向水滴型鉸鏈轉變。水滴型鉸鏈由于彎折半徑更大可以最大程度地減少折痕並具有更長的生命周期,但是價格更貴。Oppo Find N采用的就是水滴型設計的擬椎式鉸鏈,包含 136 個元器件,用戶可實現多角度自由懸停,成本超過 600 元,是其它鉸鏈的 3 倍,由安費諾供應。目前主要的供應商來自韓國,主要包括KHVatec、S-Connect等,還有像安費諾等美國廠商。大陸廠商主要包括如長盈精密、科森科技、精研科技、東睦股份等。
◾ 超薄玻璃(UTG)將逐漸取代CPI膜。折疊屏手機要求可折疊、防劃傷,傳統手機使用的玻璃蓋板無法滿足可折疊的要求。目前具有潛力的蓋板材料有CPI和超薄玻璃(UTG)。相比CPI膜,UTG的設計更爲複雜,價格更高,良率更低,但是在透光性、硬度、抗折痕、抗刮傷能力上都更有優勢。目前三星手機主流未減薄UTG方案以肖特爲主,小米Mix Fold等機型采用更爲成熟的CPI膜。CPI膜領域中,日本住友化學、韓國KOLON等公司控制了絕大部分市場,國內鼎龍股份、新綸科技等也開始布局。UTG端,德國肖特、日本電氣硝子、美國康甯具備量産未減薄UTG方案能力;韓國DowooInsys以及國內企業長信科技、凱盛科技等有量産減薄UTG方案能力。
◾ 2020年,三星Z Flip采用的德國肖特UTG價格爲40美元/片,我們預計未來伴隨規模效應、國産率提升,UTG 玻璃價格有望下探至 150 元,假設UTG玻璃滲透率爲80%,貼合良率爲80%,2025年UTG市場規模有望達到100億元。
5.2、VR迎來需求爆發,AR蓄勢待發
5.2.1、全球科技巨頭大力布局
◾ VR&AR行業在經曆了2018-2019年的市場出清、硬件叠代、內容積累後,于2020年進入複蘇期,硬件銷售、軟件內容應用雙提振。
◾ 1)起步階段:1968-2012年,VR&AR走出實驗室、以有形商品形式出現,並開啓早期風投,至2012年谷歌推出Google Glass AR眼鏡産品;
◾ 2)風潮階段:2012-2017年,Facebook、索尼、三星、微軟等全球大廠相繼入局,玩家大量湧入,硬件産品陸續上市;
◾ 3)市場調整階段:2018-2019年,缺乏技術競爭力與盈利能力的部分項目部門陸續宣布解散,但市場上依然存在硬件叠代、內容積累,
◾ 4)複蘇階段:2020年起,硬件銷售與內容生態建設顯著提振,硬件銷售以2020年Q4高性價比産品Oculus Quest 2銷量超百萬台爲代表,軟件生態建設以爆款遊戲《Half-Life:Alyx》引爆VR行業爲代表。
◾ 發展模式上,全球科技巨頭布局軟硬件、助力VR&AR生態自循環。VR&AR與智能手機作爲消費品的定位有所不同,其目前仍屬于內容驅動型産品、而沒有社交類剛需,優質內容是硬件廠商出貨的關鍵,而內容應用又需要硬件背後的用戶支撐盈利。市場中“缺乏爆款內容-硬件銷售萎靡-內容廠商無法盈利”的矛盾需要全球科技巨頭發揮協調作用,以Facebook爲例,其以平價硬件提高用戶基數,而通過內容端收費提成進行硬件端補貼,形成VR生態自循環。
◾ Facebook、微軟、谷歌等全球科技巨頭均持續布局VR&AR軟、硬件,字節跳動也于2021年8月收購Pico成爲國內VR産業領頭大廠。軟件方面,全球科技大廠持續收購遊戲開發廠商、更新VR&AR開發平台;硬件方面,則持續收購VR&AR相關核心技術公司,2021年Q1銷量前五大XR頭顯産品中就包括Facebook産品Oculus Quest 2、索尼産品PSVR以及近期被字節跳動收購的Pico Neo 3。未來在科技巨頭推動下,VR&AR生態繁榮可期。
5.2.2、VR加速2C端遊戲領域滲透,AR主要面向2B應用
◾ 當前階段,VR&AR産業的複蘇主要以VR設備成功開啓2C端滲透爲引領,而VR設備在2C端的初步滲透客戶群主要爲科技愛好者及遊戲用戶,VR在遊戲領域的滲透以“硬件設備+內容應用”兩大維度的逐步繁榮爲基礎。
◾ 1)硬件設備:功能定位日益清晰,VR頭顯2021年銷量將增長61%
◾ 功能定位方面,以Oculus Quest 2爲代表的高性能VR終端可作爲電視、遊戲機等傳統文娛平台的産品演進形態,以微軟Hololens 2爲代表的一體式AR終端可在一定程度上取代PC,以華爲VR Glass、Focal爲代表的輕量級VR、AR終端可作爲手機伴侶。
◾ 設備上量方面,高性價比Oculus Quest 2以299美元的價格達到VR頭顯消費級水平,同時實現分辨率、刷新率、芯片算力等關鍵性能指標的升級,因此自Quest 2于2020年Q4上市後,Oculus開始占據全球XR品牌70%以上的市場份額。消費級水平VR頭顯的出現也成功帶動全球VR頭顯上量,根據VR陀螺統計,2021年H1全球VR頭顯出貨量約430萬台,其中Quest 2上半年累計銷量約350萬台,根據上半年市場表現,VR陀螺上調2021年全年VR頭顯銷量預測值至1080萬台,將較2020年增長61%。
◾ AR市場方面,暫未有爆款消費級應用,主要在2B端應用市場。受限于目前市場上主流的AR眼鏡産品在成本價格、沉浸度、佩戴舒適度等方面尚未達到消費級水平,AR眼鏡暫未有爆款消費級應用出現,目前落地場景集中在汽車、醫療、軍工、教育等2B端市場,應用方案大多作爲一種工具以解決客戶痛點並提高效率。以微軟官方合作夥伴Taqtile的解決方案爲例,AR可在工業維修過程中提供標准化操作指導。
◾ 根據VR陀螺統計,2021年上半年AR眼鏡出貨量爲28萬台,略低于上年預期,因此根據上半年市場表現,VR陀螺下調2021年全年AR眼鏡銷量預測值5萬台,將較2020年增長63%。
5.2.3、規模預測:23年VR突破600億元 、AR突破100億元市場
◾ VR定位于全新媒體形式,AR定位于通用計算平台,短期內二者應用市場存在差異,長期將走向模糊化與融合。短期內,VR主要應用于遊戲、娛樂,目前其已開始替代遊戲主機,長期可能演化爲虛擬社交平台;AR定位于通用計算平台,可滲透至教育、醫療、工業等諸多領域,因此在技術走向成熟後AR將坐擁巨大市場空間。長期來看,VR與AR將走向模糊化與融合,單一設備即可提供VR&AR雙重虛擬體驗。本章主要預測VR、AR在短期3年內的市場模增長情況。
◾ (1)VR頭顯加速遊戲領域滲透,21-23年市場規模CAGR達56%
◾ 短期內VR頭顯替代遊戲主機的趨勢在用戶滲透、經典IP上線兩方面得以體現。(1)用戶滲透方面,在2020年Q4高性價比VR頭顯Oculus Quest 2上市後,VR頭顯開始在遊戲領域加速滲透。2021年以來,Steam平台使用VR設備的用戶占比已穩定在2%左右,用戶數接近300萬,較2020年初實現翻倍增長。未來伴隨VR軟硬件兩大方向的持續升級、繁榮,遊戲領域VR頭顯用戶占比將持續提升。(2)經典IP上線方面,2020年VR原生3A大作《Half-Life:Alyx》點燃VR遊戲市場後,陸續有生化危機、細胞分裂、刺客信條等多款經典IP登陸VR遊戲平台,VR設備相較遊戲主機更好的沉浸感將帶動遊戲玩家向VR設備遷移。目前除2C端的遊戲、娛樂應用之外,VR應用還覆蓋了教育培訓、文化旅遊、展覽展示等2B場景。
◾ 長期而言,VR應用將走向社交、元宇宙,客戶群體有望實現大幅拓寬。Rec Room、VRChat、Horizon均爲已獲得成功的VR社交應用案例,旨在搭建虛擬世界供用戶進行社交探索,Rec Room于2021年1月宣布其VR用戶活躍數量超100萬,累計用戶超過1500萬,VR有望憑借高沉浸感進一步向社交應用滲透。而Metaverse元宇宙被認爲是互聯網的下一代形態,旨在構建一個持久的虛擬共享空間,同時保持對現實世界的感知。元宇宙胚模Roblox已逐漸搭建起Metaverse的基本框架,其平台兼具元宇宙8大關鍵特點,即身份、朋友、沉浸感、隨地、多元化、低延遲、經濟、文明。VR、AR作爲爲元宇宙用戶提供沉浸式交互體驗的技術基礎,長期存在成爲通用技術設備的可能性。
◾ 銷量方面, VR頭顯加速替代遊戲主機,2023年遊戲領域滲透率突破60%。Facebook將1000萬Oculus用戶定位爲VR産業的轉折點,該時點下內容開發者將由巨頭扶持轉向自盈利。自Oculus Quest 2于2020年9月上市以來,其2020年Q4、2021年H1銷量分別達到100萬台、350萬台左右,疊加2021年下半年將迎來聖誕節等消費電子出貨高峰,我們預計, 2021年Oculus將達到1000萬用戶阈值,帶動VR行業開啓軟硬件生態自循環、步入跨越式發展階段。
◾ 結合遊戲主機接近5000萬台的年銷量,我們預計VR頭顯將于2023年實現遊戲領域60%的滲透率、年銷量突破3000萬台。另外,教育、展覽展示等應用場景下的VR頭顯出貨也將小幅增長。
◾ 價格方面,VR頭顯單機價格將下探至2000元左右區間並趨于穩定。全球廠商陸續發布新機型、參與競爭,以一體機爲例,Oculus、Pico、HTC均已完成4次産品叠代,市場競爭者湧入將帶動VR頭顯平均市場價格下探,同時考慮到遊戲主機2000元的均價水平,我們預計2021-2023年VR頭顯價格將下探至2000元左右區間並趨于穩定。
◾ 綜上,我們預計2021-2023年VR頭顯市場規模將分別達到248億元、395億元、630億元,年增速分別達到48%、59%、60%。
◾ (2)AR眼鏡價格將下探至消費級,21-23年市場規模CAGR達46%。
◾ 預計22、23年AR産品性價比將提升至消費級水平,蘋果公司産品上市亦將帶動2C端市場出貨。根據Gartner技術成熟度曲線,AR已穿越2017-2018年泡沫幻滅的低谷,于2019年從新技術成熟度曲線移除,標志著AR技術開始走向成熟。預計至22、23年,光波導鏡片、MicroLED顯示屏良率及量産難題將實現突破,AR眼鏡的功耗、體積、重量、視場角等性能將實現大幅改善,AR産品將更契合2C端對産品性價比的要求。
◾ 根據彭博社消息,蘋果將最快于2022年推出其首款VR/AR組合功能的頭顯産品,2023年推出AR眼鏡,與蘋果在消費電子市場將新興技術打造成大衆産品的慣用策略不同,預計蘋果首款VR/AR組合功能的頭顯産品將定位爲高端AR眼鏡的利基先驅,旨在爲未來的AR眼鏡産品鋪平道路。
◾ 銷量方面,2023年將迎來2C端市場的爆發式增長。根據Strategy Analytics數據,目前81%的AR眼鏡銷量是2B端的,而消費級AR眼鏡問世後2C端市場將呈現爆發式增長,到2026年將有80%以上的銷量面向消費者。因此我們預計2023年將迎來AR眼鏡消費級市場的爆發式增長,2C端AR眼鏡銷量將達到100萬台;伴隨更多工業企業向智能化方向發展,2B端AR眼鏡銷量也將在未來三年平穩增長,2023年銷量將達到120萬台。
◾ 價格方面,2C端市場平均售價向500美元下探。根據Strategy Analytics數據,目前2C端AR眼鏡平均售價仍然高于1500美元,2020年Nreal發布的售價不到600美元的親民AR眼鏡則開始讓價格接近消費級水平,預計未來2C端AR眼鏡平均售價將進一步向500美元下探;伴隨核心技術良率及産能的改善,2B端市場均價也下降至1000美元左右。
◾ 綜上,我們預計2021-2023年AR眼鏡市場規模將分別達到44億元、60億元、125億元,年增速分別達到8%、37%、109%。
5.3、看好折疊手機、AR/VR重點受益公司
◾ 折疊手機重點公司:精研科技;
◾ AR/VR:歌爾股份、舜宇光學、立訊精密、水晶光電;
6、射頻前端,中國企業向中高端産品進軍
6.1、5G 帶動射頻前端量價齊升,預測2023年全球規模達313億美元
◾ 射頻前端指位于射頻收發器及天線之間的模塊,與基帶芯片、射頻收發器芯片、天線模塊共同完成無線電磁波信號的發送和接收。基帶與射頻收發器實現二進制數字信號與高頻率無線電模擬信號之間的轉換和編解碼功能;射頻前端負責實現信號在發射通道和接收通道中的放大、濾波和信道切換等功能;天線模塊負責發射或接收電磁波。射頻前端包含射頻功率放大器、射頻開關、天線調諧開關、濾波器和雙工器/多工器、低噪聲放大器等器件。
◾ 射頻前端始終跟隨無線通信技術發展,根據Yole的射頻前端SiP市場數據,蜂移動通信占據射頻前端80%左右的市場份額,是射頻前端的主要應用領域。
◾ 5G通信技術加速落地。(1)5G手機滲透率、銷量走高。根據Yole,2020年成爲5G手機大規模出貨元年,全球銷量達2.14億部,其中約0.35億部同時支持sub 6GHz和毫米波頻段。預計至2025年5G手機滲透率將超50%,年銷量達8.04億部。受5G商用推動4G手機向5G換代的影響,2023年以前4G手機出貨量將持續下降,2023年及以後年度4G手機年出貨量預計將穩定在6.5-7億部區間。(2)5G向中低端手機市場下沉。根據Counterpoint數據,2021年Q2中低端機型(價格低于400美元)已占5G手機出貨量45%比重,未來伴隨5G通信技術商用普及,5G手機價格將進一步下沉。國産手機廠商vivo、OPPO、小米分別占據全球中端5G手機(價格介于200至399美元之間)30%、23%、16%份額,國産品牌對5G中端市場的引領利于本土射頻廠商以高性價比優勢切入5G射頻前端模組市場。
◾ 5G通信技術在通信頻率、頻段數量、頻道帶寬和複雜技術應用等多方面相較4G存在升級,因此爲射頻前端帶來價量齊升動力,具體而言,射頻前端價量增長邏輯主要體現在以下幾大趨勢上:
6.1.1、頻段數量、通道數量增加,帶動單機射頻前端用量增加
◾ 5G通信技術開辟更高頻段頻譜資源,新增頻段需新增對應的射頻前端。一方面爲尋求更多可作爲全球通訊使用的頻段,另一方面高頻段能提供Gbps級的傳輸應用服務,5G通信技術在中高頻段開辟更寬廣的頻譜資源。目前通訊終端要求實現4G/5G雙連接,需要在原4G射頻前端架構基礎上新增5G頻段的射頻前端器件。以iPhone系列手機爲例,自兼容4G開始,iPhone6至iPhone11支持的頻段數由35個增長至41個,支持5G通信後,iPhone12支持的頻段數躍升至55個。
◾ 載波聚合(CA)帶動頻段數量大幅增加,增加開關、濾波器用量。CA是將多個載波聚合成一個更寬的頻率,同時可以把不連續的頻譜碎片聚合到一起,提高傳輸速率和頻率使用效率。載波聚合帶來頻段數的大幅增加,頻段數從4G LTE的66個增加到4G LTE-Advanced Pro的1000多個,預計5G NR總頻段數將超過1萬個,因此將帶動天線開關、濾波器用量的大幅增加,由于PA、LNA帶寬較寬,可以多個頻段共用,用開關切換,因此相應的PA、LNA的開關數也會增加。
◾ MIMO技術增加獨立射頻通道,增加天線調諧、天線開關用量。(1)通信技術由4G發展到5G,手機端通路數量將從1T2R升級到1T4R(NSA)或2T4R(SA),同步增加下行通路LNA、開關、濾波器用量,或上行通路PA、開關、濾波器用量。(2)更多的MIMO需要增加更多的天線,但由于限手機空間有限,單台手機可裝載的天線數量有限,因此需要使每根天線能夠高效地支持更寬的頻率範圍,從而需要更多的天線tuner提高輻射效率,以及更多的天線轉換開關保證信號連接數量最大化。
6.1.2、高階調制方案、高頻,要求器件工藝技術提升
◾ 高階QAM調制要求高信噪比,提升射頻前端性能要求。QAM調制即正交幅度調制,把多進位與正交載波技術結合起來,高階QAM調制可以提升數據 傳輸速率和頻譜效率,4G LTE支持64QAM,目前的5G技術普遍采用256QAM,在40MHz頻寬下其傳輸速率較64QAM高出1/3,5G NR承諾在未來版本中支持1024QAM及更高。
◾ 高階QAM調制點數量增加,導致其在載波上的幅度更加接近,更加容易受到噪音或幹擾,因此RF組件性能需要提高,比如QAM256調制需要更高的PA線性度,此外滿足這些PA性能要求可能會帶來功耗上的挑戰。
◾ 射頻前端器件需要在更高頻段、更大帶寬下保持高性能。(1)PA:第二、第三代半導體材料GaAs、GaN更適用高頻工作環境,通信終端的PA主流發展路徑爲從Si CMOS到GaAs HBT/ GaAs HEMT,基站的PA主流發展路徑爲從Si DMOS到GaN HEMT。(2)濾波器:由SAW技術遷移至BAW技術,1GHz以下頻段SAW更具成本優勢,而1到6GHz頻段BAW性能更優,同時還具備低插入損耗、尺寸更小、對溫度不敏感等優勢。
6.1.3、模組化趨勢下,高性能濾波器成核心技術難點
◾ 5G使用模組化射頻前端架構,提升器件集成度。(1)終端産品小型化、內部芯片複雜化要求射頻前端模組化,根據集成方式的不同,主集天線射頻鏈路可分爲:FEMiD、PAMiD、LPAMiD等;分集天線射頻路可分爲:DiFEM、LFEM等。(2)4G通信技術下,發射端架構由MMMB PA、 TxM低集成度PA模組搭配構成。演進至5G通信技術後,市場中存在高集成度方案及高、中集成度搭配方案兩種主流架構,高集成度方案由多顆高集成度LPAMiD或LPAMiF模組搭配構成;高、中集成度搭配方案則同時搭載5G MMMB PA、 TxM低集成度模組,及5G高頻段的LPAMiF模組,同時爲滿足4G-5G雙連接要求,仍需搭載4G PA模組。
◾ 同時支持4G/5G的高複雜度模組最具價值,濾波器是核心技術難點。
◾ 射頻發射模組:根據開元通信,應用于新增5G頻段的PAMiF或LPAMiF模組對濾波器要求不高,而同時支持4G/5G的高集成度模組則提升了高性能BAW濾波器、多工器的設計難度。以覆蓋移動通信黃金頻段的M/HB PAMiD模組爲例,其頻率範圍爲擁擠的1.5GHz-3GHz,因此需集成10顆以上的BAW濾波器或多工器。
◾ 這類高複雜度射頻前端模組市場由産品線全面的美商Broadcom、Qorvo等廠商占據,本土廠商則因爲缺乏先進濾波器技術及産品,5G PA模組僅初步覆蓋低價值量産品線。以唯捷創芯爲例,其高集成度模組中的LTCC濾波器系對外采購,僅初步實現支持5G NR n77 /n79 頻段 L-PAMiF 模組的量産。
◾ 射頻接收模組:根據開元通信,從第三難度梯度開始,接收模組開始需要集成單刀多擲或雙刀多擲的SOI開關,以及若幹通路支持載波聚合(CA)的SAW濾波器,第四、第五難度梯度是應用于擁擠的M/H Band頻段的LFEM模組,高性能SAW濾波器的集成數量進一步增加,以幫助客戶壓縮Rx部分占用的PCB面積,將寶貴的面積用于發射或天線部分,提升整體性能。
◾ 綜上,5G通信技術加速落地將帶動射頻前端量價齊升,市場規模快速增長。(1)根據QYR Electronics Research Center,2018年全球射頻前端市場規模爲149億美元,預計2023年將增長至313億美元,CAGR高達16%,其中濾波器、射頻開關是增速最快的兩大細分市場,2023年濾波器、PA、射頻開關、LNA市場規模將分別達到219億美元、36億美元、36億美元、18億美元。 (2)從模組及分立器件角度,根據Yole ,PA模組是最大細分市場,在模組化趨勢下,2026年FEM模組市場規模將超過分立濾波器成爲第二大細分市場。
6.2、美日領先,本土廠商發力濾波器、PA兩大關鍵賽道
6.2.1、模組化方案向中低端市場下沉,創造國産替代機遇
◾ 美日廠商占據射頻前端各細分市場主導地位。根據Yole數據,2020年Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata占據80%以上射頻前端市場份額,細分市場方面,Murata占據50% SAW濾波器市場,TDK、太陽誘電位列市場份額二、三位,Broadcom、Qorvo合計占據90%以上BAW濾波器市場份額。
◾ 美日龍頭在産品線寬度、研發投入、盈利能力多方面較本土廠商遙遙領先:
◾ (1)産品線寬度:美日龍頭能夠提供PA、濾波器、LNA、射頻開關等全品類産品,並且每家龍頭都擁有BAW濾波器技術或其替代方案。産品應用領域更加多元化,同時覆蓋無線通信、汽車、智能家居、航空航天與國防、醫療健康等多個領域。
◾ (2)研發投入:專門從事射頻微波芯片業務的Skyworks、Qorvo最近一財年的研發投入分別達5億美元、6億美元,研發人員數量達2900人、4870人,遙遙領先于本土射頻開關龍頭卓勝微1.8億元的研發投入、201人的研發人員規模。
◾ (3)盈利能力:分別以主營PA、SAW濾波器的國內公司唯捷創芯、好達電子爲例,唯捷創芯毛利率顯著低于PA龍頭Skyworks、Qorvo,其中原因包括兩家龍頭廠商供貨蘋果、三星等國際知名手機廠商,産品定價更高,且Skyworks、Qorvo均采用IDM生産模式,將晶圓生産、産品封測等環節的利潤留于體系內。好達電子因采取IDM模式組織生産,因此毛利率能夠達到45%左右的較高水平,與SAW濾波器龍頭村田、TDK、太陽誘電的毛利率存在差異的主要原因爲國際廠商産品類型豐富,除濾波器、雙工器産品外,同時銷售電容、電感等毛利率較低的産品。
◾ 本土射頻前端市場廣闊,跨境貿易摩擦倒逼國內終端大廠提升元器件國産化率。Skyworks、Broadcom、Qorvo 2020財年年度報告顯示,其約1/3的營收來自中國市場,足見中國在作爲5G手機&基站制造、建設大國的基礎上,也成爲全球射頻前端的主力市場。相較不足10%的國産化率,貿易摩擦背景下國內終端大廠有意提升元器件國産化率,唯捷創芯、好達電子等本土射頻前端先鋒企業已獲國內頭部手機品牌大廠入股,本土射頻前端廠商存在巨大國産替代空間。
◾ 5G時代中低端機型射頻前端由分立方案轉向模組方案,爲本土廠商創造中低端切入點。4G時代,分立器件方案即可滿足中低端機型射頻前端需求,高端旗艦機型與中低端機型在射頻前端方案上存在“模組鴻溝”,本土廠商難以跨越,而5G背景下射頻元器件數目激增使中低端機型也走向模組化需求,爲本土廠商創造了從分立器件走向高性能模組的橋梁。
6.2.2、本土廠商發力濾波器、PA兩大關鍵賽道
◾ 本土廠商選擇細分領域切入市場,發力濾波器、PA兩大關鍵賽道。以本土主流射頻前端廠商爲例,卓勝微深耕射頻開關和LNA 領域,並擬通過布局SAW濾波器、PA進一步拓寬産品線,韋爾股份、艾爲電子也在射頻開關、LNA 領域有所涉獵,好達電子、麥捷科技、信維通信等布局射頻濾波器領域,射頻PA市場參與者包括唯捷創芯、慧智微、飛骧科技、昂瑞微等。
◾ 本土濾波器廠商産品線大多僅覆蓋SAW技術,5G頻段濾波器性能指標較國外領先廠商尚存差距,正積極募投項目以推進5G高性能産品量産。
◾(1)好達電子:采用IDM模式組織生産,具備成熟的芯片設計、制造及封裝測試能力。在3.6GHz及以下常用頻段SAW濾波器、雙工器的部分關鍵性能指標的表現上以達到國外領先廠商的産品參數水平,綜合性能表現較好,但在4G、5G常用頻段的帶外抑制(Atten)能力,即對頻段外幹擾信號的抑制程度上較國外領先廠商尚存差距。
◾(2)卓勝微:在濾波器産品的開發主要以SAW、IPD工藝技術爲主,已推出應用于衛星定位系統的GPS濾波器、用于無線互聯前端的WiFi濾波器、適用于移動通信的濾波器等SAW濾波器産品,上述産品均已實現量産或出貨。2019年IPO募投項目擬開發7種SAW濾波器産品,分兩期分別進行濾波器産品、濾波器模塊産品的研究開發。2020年定增募投高端射頻濾波器芯片及模組研發和産業化項目,與Foundry合作自建生産專線,擬快速實現高端濾波器産品工藝技術能力和量産能力。
◾ 本土PA廠商處高集成度模組導入初期,5G高集成度L-PAMiF或L-PAMiD模組複雜度不高,僅覆蓋少量非“擁擠”頻段。
◾(1)唯捷創芯: 4G中集成度産品的功率、線性度、效率等PA模組關鍵性能指標基本達到行業先進水平,按4G手機PA單機價值量3.25美元測算,唯捷創芯2020年4G PA 模組全球市占率接近7%。2020年爲5G兼容的2G GSM/GPRS/EDGE、3G/4G LTE/5G NR通信制式的頻段推出中低集成度模組,2021年H1量産n77單頻L-PAMiF,後續將有雙頻L-PAMiF、低/中/高頻L-PAMiD新品交付,在與大客戶緊密合作條件下,5G PA模組研發、量産進程有序推進。
◾(2)慧智微:5G PA 模組産品線包括PAM、TxM、L-PAMiF、L-PAMiD、多模多頻PA模組,N77/N79主收發模組L-PAMiD模組已成功搭載于OPPO K7x機型。
◾(3)飛骧科技:采用三安光電國産砷化镓工藝量産L-PAMiF模組,2020年6月實現支持所有5G頻段的國産射頻前端解決方案,其中包括可處理N77/78/79頻段的L-PAMiF、LFEM模組,可處理N41頻段的PAMiF模組,及可處理包含N41/1/3等全部Sub-3GHz頻段的多模多頻PA模組。
6.3、看好中國射頻廠商向中高端突破
◾ 5G快速向中低端手機市場下沉,爲本土射頻前端廠商打開國産替代窗口,本土廠商也因此發力建設5G高性能、模組化射頻前端産品線,重點看好公司:卓勝微、唯捷創芯(已過會)、好達電子(已過會)、艾爲電子。
7、PCB/CCL,看好車通、服務器、IC載板方向
◾ 覆銅板明年處于周期下行,價格下降已成趨勢,但如若部分廠商高端産品有導入放量,則能夠對沖周期帶來的下行壓力,我們認爲主要有汽車、MiniLED、服務器、載板四大領域可以關注。PCB板塊中短期的關注重點仍然在盈利修複而非需求端帶動的收入增長,但長期仍需要關注成長屬性較強的細分領域,重點包括汽車、服務器、載板三個方向。
7.1、單車PCB價值量大幅提升,安全性和可靠性要求增加附加值
◾ 隨著汽車的電動化和智能化升級,汽車的電子化率也在逐步體現,這就使得PCB這一電子載體的使用量在逐漸提升。根據産業鏈調研數據,我們可以看到傳統油車的單車PCB價值量大約僅有200~300元/車,但目前看到自動駕駛L3級別的豪華電動車的單車PCB價值量能夠達到3500元/車,可見汽車升級將爲PCB帶來機會。
7.2、MiniLED對翹曲、散熱要求高,産品附加值較高
◾ 隨著高端顯示的加速滲透,MiniLED作爲新型的顯示方案將成爲帶動行業發展 的新機會。由于MiniLED上搭載的顯示器件(燈珠等)密度較高、數量較多,因此在采取PCB方案時容易造成PCB的翹曲、散熱不均等問題,從而使得顯示效果不佳,因此MiniLED用PCB産品所需要的覆銅板材料相應規格也較普通産品更高一些,根據産業鏈調研情況,目前MiniLED所用覆銅板的單價相較普通覆銅板增幅有望達到50%,因此MiniLED也是未來拉動成長的高端新型材料應用領域。
7.3、服務器叠代推動PCB價值量成長
◾ 隨著Intel和AMD兩大主流服務器芯片設計廠商的更新換代,PCB的設計也將實現升級。根據Intel和AMD的産品規劃,明年第二季度服務器平台將從今年的Whitley向明年的Eagle Stream升級,PCB層數將從12~16層升級到16~20層,價值量將會提升3~4倍,從而帶動整個行業成長。
7.4、載板國産替代空間大
◾ 封裝載板是PCB産品等級中最高等級産品,今年載板行業實現了接近38%的增長,並且以往該類産品主要被日韓台廠商高度壟斷,隨著半導體産業鏈國産替代加快,該類材料也成爲了國內加速布局的重點。根據2021年預測數據預估,目前國內主要載板公司深南電路、興森科技在全球的市占率合計不到5%,行業上升空間較大。
7.5、看好細分領域龍頭
◾ 我們認爲PCB行業明年整體投資邏輯應當重點把握盈利修複邏輯,同時把握合理的估值安全邊際,在滿足前兩個條件的情況下,有汽車、服務器、載板等領域布局的廠商可以加重關注。考慮到各類公司的盈利修複空間、估值的安全邊際和業務布局情況,我們重點看好:滬電股份、景旺電子、世運電路、協和電子、深南電路、生益電子。