2021年五大科技趋势深度剖析

一、Open RAN

自从蜂窝式网络首次被数字化并展开2G通讯以来，其发展迅速，并且每一代技术的复杂性都在发生变化。近年来，行动网络的资料数据量不断地增加，并大量支援各类新业务与应用场景，使得接下来的5G系统必须考虑更大的行动数据量与设备连接性。

无线接取网络（Radio Access Network；RAN）的设置，除了必须考量关键性能指标要求、网络商业营运能力，还有具备持续演进能力等三大因素之外，全球电信营运业者也希望有机会与第三方设备供应商合作，来推动界面的开放性并走向标准化的制订，如此才有机会进一步降低设备成本。因此，5G无线接取网络的基础架构必须走向开放化、虚拟化、灵活性以及与节能等趋势。

在早期，电信营运商若有基地台建置需求，都必须向传统电信设备商（例如Ericsson、Nokia、中兴、华为等）购买基地台设备。这些营运商总是可以透过一个固定的电信设备供应商来提供其核心网络设备，尽管有效提升了整体的性能，但代价则是降低了来自不同供应商的RAN设备之间的互 *** 作性。结果，使用这样的解决方案很难将无线电和基频元件供应商整合在一起。

到了接下来的第五代行动通讯系统（5G NR），将开始导入O-RAN（Open Radio Access Network）网络系统。透过O-RAN这样的开放架构，未来营运商可跳过传统电信设备商，直接向硬设备业者（如广达、中磊这类厂商）采购电信设备，除了有利于创建高灵活性的下一代无线网络，台湾资通讯厂商更有机会切入此传统封闭的电信设备系统，建构出一套新的商业模式。

O-RAN架构以智能和开放的原则为基础，是在具有嵌入式AI驱动的无线电控制的开放式硬件和云端，构建虚拟化的RAN。O-RAN联盟正在将无线电接取网络产业转变成为开放、智能、虚拟化和完全可互 *** 作的RAN架构。O-RAN标准透过更快的创新，可实现更具竞争力和灵活性的RAN供应商生态系统，而基于O-RAN的行动网络更能有效提高RAN部署和运营的效率。

二、AI加速

当前防疫所需的非接触性应用、未来新常态的远距应用，以及实现永续发展的自动化应用，成了数位转型策略的重要引子—人工智能（AI）技术则是主药，从分析大数据的云端平台，到实时决策的边缘终端，凡是数据所在，都会看到AI更显著地牵引着各大产业质变的动向。

国际数据信息（IDC）2020年推出的报告预测，全球在AI系统上的支出将加速成长，2019~2024年间的年复合成长率（CAGR）可高达20.1%。因为对企业而言，要在数位转型的过程中维持竞争力，人工智能技术占了部份。

疫情刺激市场快速转型，AI猛地从产业部署的蓝图要塞上，跃然化为战场主将，改善实际应用的效率，并推动新兴的产业合作模式，将是后疫情时代的发展重点。2021年AI将会加速发展，但如何加速？答案或许可见于两大面向。

其一，产业将会加速分工，链接从资料中心到装置终端的开发资源。2020年NVIDIA与Arm的并购案就能当作这项趋势的楔子。

累积多年的GPU研发与应用资源，NVIDA对云端AI运算的核心技术可说是势在必得，未来若成功将Arm在行动运算上的广泛布局纳入麾下，就能在智慧应用普及化的庞大运算架构中，更快速地实现高度整合且易于d性部署的AI解决方案。

虽说在商业上，这是在整并业务与开发资源，但就技术发展而言，却是在深化集中式与分散式资料管理的分工模式。AI是改变未来 科技 开发与应用的首要关口，要加速AI落地，更细致的产业分工，会是这条转型之路起点上的一小步。

其二，AI应用将会加速，确切地说，产业将更积极建立AI应用的规则性，这不仅能确立问责AI的机制，实现负责任、可信、可靠的智慧运算（responsible AI），对加速技术普及来说，也至关重要。

AI应用涉及更复杂的软硬件整合，从算法的智财权界定、开发规则制定甚至是标准化，到通用或客制专用硬件的开发模式创新，最后是在大小规模装置上，处理推论与做出决策时的资料可溯性与合法性问题，这些目前都还存在不少潜在疑虑。

2020年我们看到了由G7成员国提出的AI全球伙伴关系（Global Partnership on AI；GPAI）成立，业界亦有微软、国际标准化组织（ISO）等跨域共组的AI Global非营利组织，还有前身为MLPerf的开放工程联盟（MLCommons）集结了更多的产业要角，共同推动机器学习技术的开发与应用。

正是有了产业共识，才能延续并稳定这波AI成长的动能，而在2021年，这些针对AI应用的跨国跨界协商与规则订立将会持续。

三、工业数位转型

2020疫战，不仅改变了人们的生活日常，更极速地驱动了数位转型及发展。这场全球化的疫情已从根本改变了人们的生活方式，并史无前例地加速了数位生活转型。从一般生活层面、企业端，到制造业，都正经历着一波数位转型的革命。事实上，数位转型早在疫情之前，各企业早就已经开始陆续布局，然而疫情的突然到来，让各企业原本的数位转型加速进行，一波快速数位转型的革命，正如火如荼的开展。然而所有的企业都一样，在数位转型的路上，总是遇到重重的关卡与挑战，需要进一步克服。

事实上，不管任何企业，数位转型都是一段漫长的旅程，例如正在工业4.0的框架下，加速迈向智慧化的制造业也不例外。制造业涵盖多项设备，正以智慧工厂为目标，并朝向「自主化」的趋势发展。目前制造业转型面临的痛点，包含产线设备效能有限，无法因应新兴的与复杂的工作负载；过去部署的设备与新购入的设备整合不易，缺乏实时反应；以及设备、系统的安全性等。

为了解决上述痛点，成功的智慧化解决方案可由四个面向切入，分别是：效能、实时处理能力、资安与功能性安全。这“四大要件”在IIoT的部署中，扮演重要角色，将直接影响各式工业的发展，从工厂自动化、现有工厂设备的整合，到作业负载的整合，以及机器人的应用等。在智能化工厂的自主化发展趋势中，下列几点需要特别注意：

可扩展的计算能力，以省电的方式解决不同的工作负载；

结合安全性与实时性，避免系统故障或网络受损的潜在风险；

随着系统复杂性增加，来自多个传感器（如：视觉、雷达及光达）的传感器融合（Sensor fusion）讯息必须结合机器学习，得出准确及可行的信息；

所有硬件皆须透过整体性的规模设计，以运行自主系统所需的复杂工作负载，并同时具备高效能以进行商业部署。

四、第三代半导体：SiC &GaN

第一代半导体是硅（Si），第二代是砷化镓（GaAs），目前市场所谈的第三代，则是碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）。

第三代半导体有什么不同？其最主要的特点，就是在“宽能隙（Wide Band Gap）”上。能隙是一个基础的物理学原理，主要用来研究电子运动的现象，其所产生的效用就是导电性的差异。能隙越宽，电子越不容易越过，当然也就越能承受高电压的系统应用。

所以跟传统的硅材料相比，使用宽能隙材料的半导体产品，就展现出对于大功率系统和较高温的环境有良好的适性，并实现了更好的能源转换效率，以及更高的稳定度与可靠性。

而基于先天材料上的体质优势，采用宽能隙材料的半导体元件，并不需要太多其他的辅助设计，例如散热等，因此也有助于减少装置的体积，达成轻量化的系统。

上述这些特色正好符合了当前产业趋势的需要，例如电动车、再生能源、工业4.0、5G等，这些应用的最大特色就是采用高功率的电路设计，也因此使用宽能隙材料的元件就受到市场的青睐。

目前全球主要的电源元件供应商都已陆续布局了碳化硅和氮化镓的方案与产能，尤其是这类元件的材料制作的成本较高，产能十分有限，现在几乎已成了兵家必争之物。一线的大厂更是透过策略联盟，或者收购的方式，来确保自家的产能。

像是英飞凌（Infineon）除了与Cree达成SiC晶圆长期供货战略协定外，近期也与GT Advanced Technologies(GTAT)签署碳化硅(SiC)晶棒供货协议；意法半导体则收购了瑞典SiC晶圆制造商Norstel AB，不久前也与罗姆集团旗下的SiCrystal GmbH，签署了长期供应SiC晶圆的协定。

台湾的晶圆供应商环球晶，日前则公告了将收购Siltronic AG，以强化在GaN和SiC的制造能量；世界先进经过了多年的研发后，目前已逐步量产了GaN的产品。

依据半导体市场研究机构Yole的分析报告，采用SiC电源元件的装置，在2021年将有25%的年成长率；2023年则将达到44%；2025年则会进一步增加至50%的年成长。

五、数位信息医疗照护

在2020年新冠疫情重创全球经济态势之际，防疫 科技 和医疗照护产业相关的人力、技术及产品的需求都很迫切，也让个人智能 健康 照护与数位照护服务系统的成效倍受瞩目，例如其中的医用辅助软件、生理侦测系统及远距问诊等设备促进个人 健康 质量及管理的产品，正促进数位信息医疗发展。

行业主要上市企业：目前国内第三代半导体行业的上市公司主要有华润微(688396)、三安光电(600703)、士兰微(600460)、闻泰科技(600745)、新洁能(605111)、露笑科技(002617)、斯达半导(603290)等。

本文核心数据：第三代半导体分类、SiC、GaN电子电力和GaN微波射频产值、SiC、GaN电子电力和GaN微波射频市场规模

行业概况

1、定义

以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AIN)为代表的宽禁带半导体材料，被称为第三代半导体材料，目前发展较为成熟的是碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)。

与传统材料相比，第三代半导体材料更适合制造耐高温、耐高压、耐大电流的高频大功率器件，因此，其为基础制成的第三代半导体具备更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的导热频，以及更强的抗辐射能力等诸多优势，在高温、高频、强辐射等环境下被广泛应用。

第三代半导体主要包括碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、金刚石、氧化锌(ZnO)，其中，碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)并称为第三代半导体材料的“双雄”，是第三代半导体材料的典型代表。

2、产业链剖析：产业链涉及多个环节

第三代半导体产业链分为上游原材料供应，中游第三代半导体制造和下游第三代半导体器件环节。上游原材料包括衬底和外延片中游包括第三代版奥体设计、晶圆制造和封装测试下游为第三代半导体器件应用，包括微波射频器件、电力电子器件和光电子器件等。中国第三代半导体行业产业链如下：

第三代产业链各个环节国内均有企业涉足。从事衬底片的国内厂商主要用露笑科技、三安光电、天科合达、山东天岳、维微科技、科恒晶体、镓铝光电等等从事外延片生产的厂商主要有瀚天天成、东莞天域、晶湛半导体、聚能晶源、英诺赛科等。苏州能讯、四川益丰电子、中科院苏州纳米所等从事第三代半导体器件的厂商较多，包括比亚迪半导体、闻泰科技、华润微、士兰微、斯达半导、扬杰科技、泰科天润等。

行业发展历程：兴起的时间较短

中国第三代半导体兴起的时间较短，2013年，科技部863计划首次阿静第三代半导体产业列为国战战略发展产业。

2016年，为第三代半导体发展元年，国务院国家新产业发展小组将第三半导体产业列为发展重点，国内企业扩大第三半导体研发项目投资，行业进入快速发展期。

2018年1月，中车时代电气建成国内第一条6 英寸碳化硅生产线2018年，泰科天润建成了国内第一条碳化硅器件生产线2019年9月，三安集成已建成了国内第一条6英寸氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)外延芯片产线并投入量产。在2020年7月，华润微宣布国内首条6英寸商用SiC晶圆生产线正式量产。

2020年9月，第三代半导体写入“十四五”规划，行业被推向风口。

行业发展现状

1、产值规模逆势增长

随着5G、新能源汽车等市场发展，第三代半导体的需求规模保持高速增长。同时，中美贸易战的影响给国产第三代半导体材料带来了发展良机。2020年在国内大半导体产业增长乏力的大背景下，我国第三代半导体产业实现逆势增长。

2020年我国第三代半导体产业电子电力和射频电子总产值超过100亿元，较2019年同比增长69.5%。

其中，SiC、GaN电子电力产值规模达44.7亿元，同比增长54%GaN微波射频产值达到60.8亿元，同比增长80.3%。

2、产能大幅增长但仍供应不足

根据CASA数据显示截至2020年底，我国SiC导电型衬底折算4英寸产能约40万片/年，SiC-on-SiC外延片折算6英寸产能约为22万片/年，SiC-onSiC器件/模块(4/6英寸兼容)产能约26万片/年。

GaN-on-Si外延片折算6英寸产能约为28万片/年，GaN-on-Si器件/模块折算 6 英寸产能约为22万片/年。

但随着新能源汽车、5G、PD快充等市场的发展，我国国产化第三代半导体产品无法满足庞大的市场需求，目前有超过八成产品依赖进口。可见第三代半导体产品国产化替代空间较大。

3、电力电子器件市场规模接近50亿元

2017-2020年，中国SiC、GaN电力电子器件应用市场快速增长，2020年，SiC、GaN电力电子器件应用市场规模为46.8亿元，同比增长90%。

2020年，我国半导体分立器件的市场规模约3002.6亿元，SiC、GaN电力电子器件的应用渗透率约为1.56%。

目前，GaN主要应用在射频及快充领域。SiC重点应用于新能源汽车和充电桩领域。我国作为全球最大的新能源汽车市场，第三代半导体器件在新能源汽车充电桩领域的渗透快于整车市场，占比达38%消费类电源(PFC)占22%光伏逆变器占了15%工业及商业电源、不间断电源UPS、快充电源、工业电机分别占6%、3%、3%、1%。

2020年，我国GaN微波射频器件市场规模约为66.1亿元，同比增长57.2%。其中国防军事与航天应用规模34.8亿元，成为GaN射频主要拉动因素。

国防军事与航天应用是我国GaN微波射频器件的主要应用领域，2020年市场规模占整个GaN射频器件市场的53%其次是无线基础设施，下游市场占比为36%。

行业竞争格局

1、区域竞争格局：江苏省第三代半导体代表性企业分布最多

当前，我国第三代半导体初步形成了京津冀鲁、长三角、珠三角、闽三角、中西部等五大重点发展区域。

从我国第三代半导体行业产业链企业区域分布来看，第三代半导体行业产业链企业在全国绝大多数省份均有分布。其中河南省第三代半导体企业数量分布最多，同时山东、江苏和甘肃等省份企业数量也相对集中。

从代表性企业分布情况来看，江苏省第三代半导体代表性企业分布最多，如苏州纳维、晶湛半导体、英诺赛科等。同时广东、山东代表性企业也有较多代表性企业分布。

2、企业竞争格局：主流企业加速扩张布局

经过初期的发展，第三代半导体迅速在新能源汽车、5G基站、PD快充等领域应用，市场规模增长迅速。同时，行业内的竞争也逐渐加剧。为了迎合市场需求，抢占市场地位，国内主流半导体企业均加强在第三代半导体产业的布局，扩充第三代半导体的产能。其中，代表性的主流企业有三安光电、中电科55所、泰科天润等。

行业发展前景及趋势预测

1、2025年行业规模有望超过500亿元

第三代半导体已经写入“十四五”规划。在国家政策的支持和下游需求增长的背景下，预计到2021-2025年，我国SiC、GaN电力电子器件应用市场将以45%的年复合增长率增长至2025年的近300亿元GaN微波射频器件市场规模将以25.4%的年均复合增长率增长至2025年的205亿元。2025年第三代半导体整体市场规模有望超过500亿元。

2、国产化进程将加速

未来，在市场竞争趋势方面，我国第三代半导体行业国产化率将会加深在细分产品发展趋势方面，SiC需求将会增长在技术发展趋势方面，大尺寸Si基GaN外延等问题将会有所进展。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国第三代半导体材料行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

基本面:

1.业绩增长提速，盈利质量持续提升：

公司坚定贯彻为精密电子组装及微组半导体封装检测领域提供智能装备解决方案的战略规划，持续研发创新，稳步推进外延布局。 2020 年度公司继续稳健增长，实现营业收入5.35亿元，同比增幅16.08%，其中包含新收购子公司恩欧西营业收入2,068.11万元；实现归母净利润1.77 亿元，同比增幅1.99%。其中Q4 单季实现营业收入1.69 亿元，同比增幅36.67%；实现归母净利润4761.34 万元，同比增幅-2.44%。公司全年业绩保持平稳增长态势。Q4 业绩同比基本持平。公司公布利润分配预案，拟每10 股派发现金红利8.00 元（含税），每10股转增2 股。公司2020 年经营活动产生的现金流量净额为2.15 亿元，同比增长23.10%，盈利质量及管理能力持续提升。公司2020 年销售毛利率为53.16%，比去年同期小幅下降1.82个百分点。2020 年公司销售费用、管理费用和财务费用分别为3026.50 万元、2939.87 万元和1174.35 万元，同比增幅分别为-3.00%、13.95%和200.99%。

公司公布2021年一季报，Q1实现营业收入 1.44 亿元 ，同比 增幅74.46%； 实现归母净利润6314.82 万元，同比增82.24%，主要系公司聚焦主业，持续加大研发投入，不断攻克高新电子装联技术，在引领精密焊接技术的基础上，形成包括精密焊接、高精贴合、高速点胶、视觉检测、整体解决方案等的丰富产品阵线，实现高质量交付所致；经营活动产生的现金流量净额为 3978.43 万元 ，同比 增长55.46% ，盈利质量及管理能力大幅提升。

2.深耕精密微焊接设备，增量订单带动持续稳定增长：

随着智能终端及模组产品、5G 通信器件等日益微小、轻薄、集成，促使微焊互联自动化装备的需求增加。公司在精密微焊接、焊点检查AOI 等工艺环节技术积累丰富。分产品来看，2020 年公司电子焊接及装联自动化设备业务实现营收2.56 亿元，同比增幅19.15%，业务毛利率为53.90%，同比下降4.09个百分点；智能焊接工具设备业务实现营收1.78 亿元，同比增幅13.60%，业务毛利率为46.41%，同比下降0.48个百分点；配件及治具业务实现营收9739.91万元，同比增幅11.56%，业务毛利率为63.66%，同比上升2.23个百分点。

2020 年期末，公司存货9827.51 万元，同比增幅57.75%，主要系新收购子公司恩欧西期末存货价值1,939.26 万元所致；公司合同负债2394.09 万元。2021 年Q1 期末，公司存货1.33 亿元，同比增幅35.59%；公司合同负债4380.68 万元，较2020 年末增加1986.59 万元。以上两项表明公司当前在手订单充足，增量订单有望带动公司持续稳定增长。

技术面

周K线显示前期构筑了较为完整的弧形底部，近期价格突破回抽收到支撑得以确认，后续价格有望延续上涨趋势。

基本面:

1.气体布局“再下两城”，长协项目储备持续增厚，夯实成长之基

7月12日公告：公司将投资设立徐州杭氧并新建 6.2万方空分为新恒盛化工供应工业气体，合同期15年；由南京杭氧新建6万方空分为南京钢铁供应工业气体，合同期20年，21年以来公司累计新获项目超过36.7万方。我们认为，相比于转型初期，目前杭氧气体业务已具备国内领先的产能规模和运营能力，并已进入经营现金流与资本支出良性“内循环”的第二发展阶段。20年以来公司持续增厚长协项目储备，有序推进在建项目，管道气平稳高效，零售气受益于工业复苏具备向上潜力，公司的成长属性正逐步超越周期属性。

2.“十四五”：做优设备、做大气体，成为世界一流空分设备和气体运营专家

据公司“十四五”发展规划（纲要），公司长期目标：引领中国空分产业发展，成为世界一流的空分设备和气体运营专家。阶段性目标为：坚持“重两头、拓横向、做精品”发展战略，实现“做优设备、做大气体”。气体业务的重点任务包括：运营存量市场，开发增量市场。拓展高附加值气体业务。争取收购优质项目。

择机开拓海外气体市场。优化区域布局，整合优势资源，形成区域互联、全局管控模式。保证设备高效、安全、可靠运行；提升气体产品价值，从产品品种、技术水平、质量上下功夫，开发高附加值的特种气体；特种气体制取技术达到国内领先水平，提升稀有气体产量。

技术面 :

周K线显示价格在突破前期长期构筑的上行通道底部后形成新的上升波浪，目前处在第三波浪途中概率较高，成交量持续萎缩显示筹码集中度较高，主力资金对于上涨趋势认可度较一致，后市有望继续看多。

参考资料：

2021-07-12-华泰证券-杭氧股份-002430.sz-公司点评《长协再增 12 万方，十四五战略明晰》

2021-04-30-长城证券-快克股份-603203.sh-公司点评《业绩提速，加码布局半导体微组装》

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