半导体四大长期投资逻辑(附细分领域龙头股)

半导体四大长期投资逻辑(附细分领域龙头股),第1张

一、 AIoT黄金时代已至,开启半导体“千亿级”大赛道

AIoT智能物联网进入发展“加速段”:智能化技术配套已成熟,未来十年快速成长。2021年受到疫情影响带动防疫+居家双重需求,助推大量AIoT场景落地。国内AIoT龙头连接设备量环比快速上升,大量AIoT应用场景快速落地;是AIoT应用成熟需求快速融合的阶段,叠加疫情催化智能类产品放量,为快速发展元年;预计未来十年应用持续普及,为黄金十年。

AIoT驱动半导体市场规模,有望达到2500亿人民币。传感器与芯片生产商在AIoT产业链中,价值量占比约为10%;按照2021年全球AIoT市场规模3740亿美元计算,预计半导体价值量达到374亿美元,约为2500亿元。半导体是促进智能家居、智能建筑、智能 健康 、智能医疗、智能工控、智能城市等各领域落地与兴起,叠加应用落地与需求提升,使其中半导体板块重点受益。

二、 汽车 半导体价值和量有望同步升级,功率半导体产能短缺成为新常态

汽车 电子所展现的颠覆性趋势不可小觑,随着AIOT和新能源 汽车 的加速渗透, 汽车 半导体的价值和量有望同步升级。按照国家规划的发展愿景,2025年新能源 汽车 销量有望突破500万辆,保有量将在2000万辆。预计2030年, 汽车 电子在整车中的成本占比会从2000年的18%增加到45%,为涉足 汽车 领域的电子及半导体企业提供了莫大的机遇。

功率半导体产能短缺成为新常态,将迎来史上空前景气周期。 汽车 是功率半导体最大需求领域,占比近1/3。预计2025年新能源 汽车 相关功率半导体价格超124亿元。产能方面,主要功率半导体厂商境内有29条功率半导体产线,9条在建及拟建产线。估算从晶圆厂开建到达产需要3年左右的时间,由此可见扩建的大部分产能对缓解目前供需紧张的情况将在2023年后才能逐步显现。

三、半导体景气度持续上行,下半年预计产能持续紧张+旺季更旺

超30家半导体企业2021Q2调涨产品价格。2020年Q3以来,半导体行业热度居高不下,公司纷纷上调产品价格。普遍因市场需求高速增长及上游原材料价格上涨等。集体涨价表明半导体需求正达到前所未有的高度。

中芯华虹扩产趋势明确,晶圆代工成为博弈焦点,未来5年有望持续扩产。大陆半导体制造板块未来趋势主线:需求端受益于“万物互联+国产替代”,技术端受益于成熟制程工艺不断进步和先进制程工艺良率不断上升。晶圆代工作为板块中资产最重的环节,向上拉动设备材料的研发进展,向下影响设计公司的产品能力,在贸易冲突下备受关注。全球数字化进程持续进行,晶圆代工产能重要性凸显,逐渐成为战略性资产。

四、国产半导体设备材料受益制造产能扩张+国产替代加速有预期上修空间

本土半导体制造有望加速融资扩产,带动设备材料预期上修。当前时间节点,短期来看半导体设备材料公司由于在手订单充裕,二/三季度业绩可期;长期来看,受益制造产能扩张及国产替代加速,半导体设备材料板块成长趋势明确。后摩尔时代,随着本土半导体制造板块融资扩产加速,设备材料板块有预期上修空间。设备和材料板块在半导体各细分赛道中涨幅居前。我们持续看好半导体设备材料板块预期上修的机会。

相关标的:

1.AIOT板块SoC主控: 瑞芯微/晶晨股份/全志 科技 /富瀚微/恒玄 科技 ; MCU微控制器: 兆易创新/中颖电子/北京君正/国民技术; 通信IC: 乐鑫 科技 /博通集成; 传感器: 赛微电子/敏芯股份/苏州固锝/惠伦晶体;

2.功率半导体板块: 闻泰 科技 /中车时代电气/斯达半导/捷捷微电/士兰微/华润微/华微电子/新洁能;

3.制造板块: 中芯国际/华虹半导体/晶合集成;

4.设备材料板块: 雅克 科技 /北方华创/中微公司/盛美半导体/精测电子/华峰测控/长川 科技 /鼎龙股份/有研新材/至纯 科技 /正帆 科技

6月22日行情预判

周一沪指小幅低开,全天震荡为主,小涨收阳;创业板指走得较强。沪市成交量较上周五稍微萎缩,量能没能放大,则指数大概率仍是震荡走势;市场涨多跌少,赚钱效应良好,当前轻指数重个股,把握结构性行情机会。若外围市场波动不大,预计周二上证指数大概率反d行情,上方压力3560,下方支撑3500。

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作者/朱公子

第三代半导体

我估摸着只要是炒股或者是关注二级市场的朋友们,这几天一定都没少听这词儿,如果不是大盘这几天实在是太惨了,估计炒作行情会比现在强势的多得多。

那到底这所谓的第三代半导体,到底是个什么玩意?值不值得炒?未来的逻辑在哪儿?

接下来,只要您能耐着性子好好看,我保证给它写的人人都能整明白,这可比你天天盯着大盘有意思的多了!

一、为什么称之为第三代半导体?

1、重点词

客官们就记住一个关键词—— 材料 ,这就是前后三代半导体之间最大的区别。

2、每一代材料的简述

①第一代半导体材料: 主要是指硅(Si)、锗元素(Ge)半导体材料。

兴起时间: 二十世纪五十年代。

代表材料: 硅(Si)、锗(Ge)元素半导体材料。

应用领域: 集成电路、电子信息网络工程、电脑、手机、电视、航空航天、各类军事工程和迅速发展的新能源、硅光伏产业。

历史 意义: 第一代半导体材料引发了以集成电路(IC)为核心的微电子领域迅速发展。

对于第一代半导体材料,简单理解就是:最早用的是锗,后来又从锗变成了硅,并且几乎完全取代。

原因在于: ①硅的产量相对较多,具备成本优势。②技术开发更加完善。

但是,到了40纳米以下,锗的应用又出现了,因为锗硅通道可以让电子流速更快。现在用的锗硅在特殊的通道材料里会用到,将来会涉及到碳的应用,下文会详细讲解。

②第二代半导体材料: 以砷化镓(GaAs)、锑化铟(InSb)为代表,是4G时代的大部分通信设备的材料。

兴起时间: 20世纪九十年代以来,随着移动通信的飞速发展、以光纤通信为基础的信息高速公路和互联网的兴起,以砷化镓、锑化铟为代表的第二代半导体材料开始崭露头角。

代表材料: 如砷化镓(GaAs)、锑化铟(InSb);三元化合物半导体,如GaAsAl、GaAsP;还有一些固溶体半导体,如Ge-Si、GaAs-GaP;玻璃半导体(又称非晶态半导体),如非晶硅、玻璃态氧化物半导体;有机半导体,如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。

应用领域: 主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件,是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料。

因信息高速公路和互联网的兴起,还被广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信和 GPS 导航等领域。

性能升级: 以砷化镓为例,相比于第一代半导体,砷化镓具有高频、抗辐射、耐高温的特性。

总结: 第二代是使用复合物的。也就是复合半导体材料,我们生活中常用的是砷化镓、磷化铟这一类材料,可以用在功放领域,早期它们的速度比较快。

但是因为砷含剧毒!所以现在很多地方都禁止使用,砷化镓的应用还只是局限在高速的功放功率领域。而磷化铟则可以用来做发光器件,比如说LED里面都可以用到。

③第三代半导体材料: 以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、金刚石为四大代表,是5G时代的主要材料。

起源时间: M国早在1993年就已经研制出第一支氮化镓的材料和器件。而我国最早的研究队伍——中国科学院半导体研究所,在1995年也起步了该方面的研究。

重点: 市场上从半年前炒氮化镓的充电器时,市场的反应一直不够强烈,那是因为当时第三代半导体还没有被列入国家“十四五”这个层级的战略部署上,所以单凭氮化镓这一个概念,是不足以支撑整个市场逻辑的!

发展现状: 在5G通信、新能源 汽车 、光伏逆变器等应用需求的明确牵引下,目前,应用领域的头部企业已开始使用第三代半导体技术,也进一步提振了行业信心和坚定对第三代半导体技术路线的投资。

性能升级: 专业名词咱们就不赘述了,通俗的说,到了第三代半导体材料这儿,更好的化合物出现了,性能优势就在于耐高压、耐高温、大功率、抗辐射、导电性能更强、工作速度更快、工作损耗更低。

有一点我觉得需要单独提一下:碳化硅与氮化镓相比较,碳化硅的发展更早一些,技术成熟度也更高一些;两者有一个很大的区别是热导率:在高功率应用中,碳化硅占据统治地位;氮化镓具有更高的电子迁移率,因而能够比碳化硅具有更高的开关速度,所以在高频率应用领域,氮化镓具备优势。

第三代半导体的应用

咱们重点说一说碳化硅 。碳化硅在民用领域应用非常广泛:其中电动 汽车 、消费电子、新能源、轨道交通等领域的直流、交流输变电、温度检测控制等。

咱先举两个典型的例子:

1.2015年,丰田 汽车 运用碳化硅MOSFET的凯美瑞试验车,逆变器开关损耗降低30%。

2.2016年,三菱电机在逆变器上用到了碳化硅,开发出了全世界最小马达。

而其他军用领域上,碳化硅更是广泛用于喷气发动机、坦克发动机、舰艇发动机、风洞、航天器外壳的温度、压力测试等。

为什么我说要重点说说碳化硅呢?因为半导体产业的基石正是 芯片 ,而碳化硅,正因为它优越的物理性能,一定是将来 最被广泛使用在制作半导体芯片上的基础材料

①优越的物理性能:高禁带宽度(对应高击穿电场和高功率密度)、高电导率、高热导率。而且,碳化硅MOSFET将与硅基IGBT长期共存,他们更适合应用在高功率和高频高速领域。

②这里穿插了一个陌生词汇:“禁带宽度”,这到底是神马东西?

这玩意如果解释起来,又得引申出如“能带”、“导带”等一系列的概念,如果不是真的喜欢,我觉得大家也没必要非去研究这些,单说在第三代半导体行业板块中,能知道这一个词,您已经跑赢90%以上的小散了。

客观们就主要记住一个知识点吧: 对于第三代半导体材料,越高的禁带宽度越有优势

③主要形式:“衬底”。半导体芯片又分为:集成电路和分立器件。但不论是集成电路还是分立器件,其基本结构都可划分为“衬底 -外延-器件”结构,而碳化硅在半导体中存在的主要形式是作为衬底材料。

④生产工艺流程:

原料合成——晶体生长——晶锭加工——晶体切割——晶片研磨——晶片抛光——晶片检测——晶片清洗

总结:晶片尺寸越大,对应晶体的生长与加工技术难度越大,而下游器件的制造效率越高、单位成本越低。目前国际碳化硅晶片厂商主要提供4英寸至6英寸碳化硅晶片,CREE、II-VI等国际龙头企业已开始投资建设8英寸碳化硅晶片生产线。

⑤应用方向:科普完知识、讲完生产制造,最终还是要看这玩意儿怎么用,俩个关键词:功率器件、射频器件。

功率器件: 最重要的下游应用就是—— 新能源 汽车

现有技术方案:每辆新能源 汽车 使用的功率器件价值约700美元到1000美元。随着新能源 汽车 的发展,对功率器件需求量日益增加,成为功率半导体器件新的增长点。

新能源 汽车 系统架构中,涉及到功率器件包括——电机驱动系统、车载充电系统(OBC)、电源转换系统(车载DC/DC)和非车载充电桩。碳化硅功率器件应用于电机驱动系统中的主逆变器。

另外还应用领域也包括——光伏发电、轨道交通、智能电网、风力发电、工业电源及航空航天等领域。

射频器件: 最重要的下游应用就是—— 5G基站

微波射频器件,主要包括——射频开关、LNA、功率放大器、滤波器。5G基站则是射频器件的主要应用方向。

未来规模:5G时代的到来,将为射频器件带来新的增长动力!2025年全球射频器件市场将超过250亿美元。目前我国在5G建设全球领先,这也是对岸金毛现在狗急跳墙的原因。

我国未来计划建设360万台-492万台5G宏基站,而这个规模是4G宏基站的1.1-1.5倍。当前我国已经建设的5G宏基站约为40万台,未来仍有非常大的成长空间。

半导体行业的核心

我相信很多客官一定有这样的疑问: 芯片、半导体、集成电路 ,有什么区别?

1.半导体:

从材料方面说 ,教科书上是这么描述的:Semiconductor,是常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的一类材料;

按功能结构区分, 半导体行业可分为:集成电路(核心)、分立器件、光电器件及传感器四大类。

2.集成电路(IC, integrated circuit):

最经典的定义就是:将晶体管、二极管等等有源元件、电阻器、电容器等无源元件,按照一定的电路互联,“集成”在一块半导体单晶片上,从而完成特定的电路或者系统功能。

3.芯片:

半导体元件产品的统称 ,是指内含集成电路的硅片,是集成电路的载体,由晶圆分割而成。硅片是一块很小的硅,内含集成电路,它是计算机或者其他电子设备的一部分。

为什么说集成电路,是半导体行业的核心? 那是因为集成电路的销售比重,基本保持在半导体销售额的80%。

比如,2018年全球4700亿美元的半导体销售额中,集成电路共计3900亿美元,占比达84%。

第三代半导体的未来方向

中国半导体业进入IDM模式是大势所趋,其长久可持续性我非常认可。但是讲到IDM,又有一堆非常容易混淆的概念,篇幅实在是太长了,咱们就不再拆分来讲了,你只要知道IDM最牛逼就完事了!

IDM: 直译:Integrated Design and Manufacture, 垂直整合制造

1.IDM企业: IDM商业模式,就是国际整合元件制造商模式。其厂商的经营范围涵盖了IC设计、IC制造、封装测试等各个环节,甚至也会延伸到下游电子终端。典型厂商:Intel、三星、TI(德州仪器)、东芝、ST(意法半导体)等。

2.IDM模式优势:

(1)IDM模式的企业,内部有资源整合优势,从IC设计到IC制造所需的时间较短。

(2)IDM企业利润比较高。根据“微笑曲线”原理,最前端的产品设计、开发与最末端的品牌、营销具有最高的利润率,中间的制造、封装测试环节利润率较低。

(3)IDM企业具有技术优势。大多数的IDM企业都有自己的IP(知识产权),技术开发能力比较强,具有技术领先优势。

3.IDM重要性

IDM的重要性是不需要用逻辑去判断的,全球集成电路市场的60%由IDM企业所掌握。比如三星电子、恩智浦、英飞凌、NXP等。

4.中国为什么要发展IDM模式?

IDM模式的优势: 产业链内部直接整合、具备规模效应、有效缩短新产品上市时间、并将利润点留在企业内部。

市场的自然选择: 此外,中国已成为全球最大的集成电路消费市场,并具有丰富的劳动力资源,对于发展自有品牌的IDM具有市场优势和成本优势。

现在,无论是被M国的封锁倒逼出来,还是我们自主的选择,我们都必须开拓出一条中国IDM发展之路!

现状: 目前国内现有的所谓IDM,其制造工艺水平和设计能力相当低,比较集中在功率半导体,产品应用面较窄,规模做不大。我知道,这些事实说出来挺让人沮丧的,但这就是事实。

但正因为我们目前处在相对落后的阶段,才更加需要埋头苦干、咬牙追赶,然后一举拿下!

本来写这篇文章的时候不想说股的,但还是提几只吧,也算是给咱们国家的半导体事业做一点点微小的贡献。

射频类相关优质标的:卓胜微、中天 科技 、和而泰、麦捷 科技 ;

IDM相关优质标的:中环股份、上海贝岭、长电 科技


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