“双循环”战略专题:2021年中国芯片行业发展前景及投资机会分析(附图表)
来源:中商产业研究院 发布日期:2020-12-29 14:49
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三、芯片产业投资机会

随着研发技术的不断发展,芯片在越来越多的新兴领域得到应用,助推智能汽车、人工智能、消费电子、通信等行业加快发展。

(1)MCU芯片

MCU是一颗集计算机各种功能于一体的芯片,广泛应用在不同领域。MCU(MicrocontrollerUnit)即微控制器,也被称为单片机,是将计算机所包含的运算器、计时器、输入输出、接口和内存等集成在一颗芯片上,将其应用在不同产品里,从而实现对产品的运算和控制。

根据MCU用途等级,通常可分为商业级,工业级,汽车级及军工级。数据显示,2019年我国MCU市场规模超250亿元。随着智能汽车、智能手机等产品的普及应用,MCU芯片的需求将不断扩大,市场规模也将保持增长。预计2020年我国MCU芯片市场规模将近270亿元,到2022年将突破300亿元。

数据来源:IHS、中商产业研究院整理

(2)功率半导体

功率半导体是半导体产业中的重要板块,是关系着高铁动力系统、汽车动力系统、消费及通讯电子系统等领域能否实现自主可控的核心零部件。功率半导体战略地位突出,多领域应用持续支撑我国功率半导体行业发展。同时,中国也是全球最大的功率半导体消费国,2018年市场需求规模达到138亿美元,增速为9.5%,占全球需求比例高达35%。预计未来中国功率半导体将继续保持较高速度增长,2021年市场规模有望达到159亿美元,年化增速达4.8%。

数据来源:IHS、中商产业研究院整理

从市场结构来看,电源管理IC、MOSFET和IGBT合计占据了95%的市场份额。其中,电源管理IC市场占率高达61%,占比最大,MOSFET和IGBT市场份额分别为20%和14%。得益于下游消费电子、新能源汽车、通讯行业近几年的快速发展,电源管理IC市场近几年持稳健增长的态势,截止2018年,中国电源管理IC市场规模已达84.3亿美元。同时,未来伴随新能源汽车等行业的快速发展,MOSFET和IGBT也将迎来广阔的成长空间。

数据来源:IHS、中商产业研究院整理

MOSFET、IGBT未来五年增长强劲。MOSFET全称金属氧化物半导体场效应管,是一种可以广泛使用在模拟与数字电路的场效应晶体管。MOSFET具有高频、驱动简单、抗击穿性好等特点,应用范围涵盖电源管理、计算机及外设设备、通信、消费电子、汽车电子、工业控制等多个领域。

IGBT全称绝缘栅双极晶体管,是由双极型三极管BJT和MOSFET组成的复合全控型电压驱动式功率器件。IGBT是新能源汽车电控系统和直流充电桩的核心器件,成本占到新能源汽车整车成本的10%,占充电桩成本的20%。由于未来几年新能源汽车/充电桩等新兴市场的快速发展,IGBT等半导体功率器件将迎来黄金发展期。

对国内市场而言,功率二极管、功率三极管、晶闸管等分立器件产品大部分已实现国产化,而MOSFET、IGBT等分立器件产品由于其技术及工艺的先进性,还较大程度上依赖进口,未来进口替代空间大。未来,MOSFET和IGBT是未来5年增长最强劲的半导体功率器件。

(3)AI芯片

AI芯片是人工智能的“大脑”,目前AI芯片主要类型有CPU、GPU(图形处理器)、FPGA(现场可编辑门阵列)、DSP、ASIC(针对神经网络算法的专用芯片)和类人脑芯片几种,ASIC有望在今后数年内取代当前的通用芯片成为人工智能芯片的主力。AI芯片的应用主要为系统集成及应用企业,比如人工智能解决方案商等。其中,最主要的热门应用领域包括自动驾驶、智能手机、机器人以及安防等领域。

目前我国的人工智能芯片行业发展尚处于起步阶段。随着大数据的发展,计算能力的提升,人工智能近两年迎来了新一轮的爆发。数据显示,2017年中国人工智能芯片市场规模达到33.3亿元,同比增长75%;预计2020年市场规模将进一步增长,达到75.1亿元。

资料来源:中商产业研究院整理

(4)编码芯片

近年来,我国加快推广超高清视频应用。超高清下数据量的大幅增加使得编解码等运算的量大幅增加,对电视处理器提出了更高的要求。而编解码标准的持续升级推动了编解码芯片的持续升级。

数据显示,2017年中国超高清视频产业总产值为7614.8亿。伴随产业链上各主导企业的积极布局以及政府部门的大力扶持,2018年中国超高清视频产业迎来“万亿”级风口,2019年产业规模接近1.2万亿元。根据相关测算,到2022年我国超高清视频产业市场规模将超4万亿元。

数据来源:中商产业研究院整理

超高清视频市场不断扩大,对编解码芯片的需求、要求也不断提高。随着智能终端设备数字化、网络化、智能化的不断深入,对应用处理器的性能、功耗和成本提出了更大的挑战,编解码芯片制程工艺不断升级。目前来看,瑞芯微、全志科技、恒玄科技等厂商制程工艺水平达到了28nm,博通应用于机顶盒的芯片迈入了16nm制程工艺,海思、联发科、晶晨股份等公司应用于高端移动相机和4K/8K智能电视的芯片则已应用12nm制程。同时,晶晨股份等国内厂商已有7nm制程工艺研发计划。总体来看,编解码芯片对更为先进制程的需求不断提升。

来源:中商产业研究院整理

此外,高动态范围HDR等对电视SoC芯片提出更高要求,电视芯片中的人工智能应用也将更加广泛,包括:根据播放内容自动选择相应的场景影像增强功能(AI-PictureQuality)、声音加强功能(AI-AudioQuality)、语音控制、语音搜索等。

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