“雙循環”戰略專題:2021年中國芯片行業發展前景及投資機會分析(附圖表)
來源:中商產業研究院 發布日期:2020-12-29 14:49
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三、芯片產業投資機會

隨著研發技術的不斷發展,芯片在越來越多的新興領域得到應用,助推智能汽車、人工智能、消費電子、通信等行業加快發展。

(1)MCU芯片

MCU是一顆集計算機各種功能于一體的芯片,廣泛應用在不同領域。MCU(MicrocontrollerUnit)即微控制器,也被稱為單片機,是將計算機所包含的運算器、計時器、輸入輸出、接口和內存等集成在一顆芯片上,將其應用在不同產品里,從而實現對產品的運算和控制。

根據MCU用途等級,通常可分為商業級,工業級,汽車級及軍工級。數據顯示,2019年我國MCU市場規模超250億元。隨著智能汽車、智能手機等產品的普及應用,MCU芯片的需求將不斷擴大,市場規模也將保持增長。預計2020年我國MCU芯片市場規模將近270億元,到2022年將突破300億元。

數據來源:IHS、中商產業研究院整理

(2)功率半導體

功率半導體是半導體產業中的重要板塊,是關系著高鐵動力系統、汽車動力系統、消費及通訊電子系統等領域能否實現自主可控的核心零部件。功率半導體戰略地位突出,多領域應用持續支撐我國功率半導體行業發展。同時,中國也是全球最大的功率半導體消費國,2018年市場需求規模達到138億美元,增速為9.5%,占全球需求比例高達35%。預計未來中國功率半導體將繼續保持較高速度增長,2021年市場規模有望達到159億美元,年化增速達4.8%。

數據來源:IHS、中商產業研究院整理

從市場結構來看,電源管理IC、MOSFET和IGBT合計占據了95%的市場份額。其中,電源管理IC市場占率高達61%,占比最大,MOSFET和IGBT市場份額分別為20%和14%。得益于下游消費電子、新能源汽車、通訊行業近幾年的快速發展,電源管理IC市場近幾年持穩健增長的態勢,截止2018年,中國電源管理IC市場規模已達84.3億美元。同時,未來伴隨新能源汽車等行業的快速發展,MOSFET和IGBT也將迎來廣闊的成長空間。

數據來源:IHS、中商產業研究院整理

MOSFET、IGBT未來五年增長強勁。MOSFET全稱金屬氧化物半導體場效應管,是一種可以廣泛使用在模擬與數字電路的場效應晶體管。MOSFET具有高頻、驅動簡單、抗擊穿性好等特點,應用范圍涵蓋電源管理、計算機及外設設備、通信、消費電子、汽車電子、工業控制等多個領域。

IGBT全稱絕緣柵雙極晶體管,是由雙極型三極管BJT和MOSFET組成的復合全控型電壓驅動式功率器件。IGBT是新能源汽車電控系統和直流充電樁的核心器件,成本占到新能源汽車整車成本的10%,占充電樁成本的20%。由于未來幾年新能源汽車/充電樁等新興市場的快速發展,IGBT等半導體功率器件將迎來黃金發展期。

對國內市場而言,功率二極管、功率三極管、晶閘管等分立器件產品大部分已實現國產化,而MOSFET、IGBT等分立器件產品由于其技術及工藝的先進性,還較大程度上依賴進口,未來進口替代空間大。未來,MOSFET和IGBT是未來5年增長最強勁的半導體功率器件。

(3)AI芯片

AI芯片是人工智能的“大腦”,目前AI芯片主要類型有CPU、GPU(圖形處理器)、FPGA(現場可編輯門陣列)、DSP、ASIC(針對神經網絡算法的專用芯片)和類人腦芯片幾種,ASIC有望在今后數年內取代當前的通用芯片成為人工智能芯片的主力。AI芯片的應用主要為系統集成及應用企業,比如人工智能解決方案商等。其中,最主要的熱門應用領域包括自動駕駛、智能手機、機器人以及安防等領域。

目前我國的人工智能芯片行業發展尚處于起步階段。隨著大數據的發展,計算能力的提升,人工智能近兩年迎來了新一輪的爆發。數據顯示,2017年中國人工智能芯片市場規模達到33.3億元,同比增長75%;預計2020年市場規模將進一步增長,達到75.1億元。

資料來源:中商產業研究院整理

(4)編碼芯片

近年來,我國加快推廣超高清視頻應用。超高清下數據量的大幅增加使得編解碼等運算的量大幅增加,對電視處理器提出了更高的要求。而編解碼標準的持續升級推動了編解碼芯片的持續升級。

數據顯示,2017年中國超高清視頻產業總產值為7614.8億。伴隨產業鏈上各主導企業的積極布局以及政府部門的大力扶持,2018年中國超高清視頻產業迎來“萬億”級風口,2019年產業規模接近1.2萬億元。根據相關測算,到2022年我國超高清視頻產業市場規模將超4萬億元。

數據來源:中商產業研究院整理

超高清視頻市場不斷擴大,對編解碼芯片的需求、要求也不斷提高。隨著智能終端設備數字化、網絡化、智能化的不斷深入,對應用處理器的性能、功耗和成本提出了更大的挑戰,編解碼芯片制程工藝不斷升級。目前來看,瑞芯微、全志科技、恒玄科技等廠商制程工藝水平達到了28nm,博通應用于機頂盒的芯片邁入了16nm制程工藝,海思、聯發科、晶晨股份等公司應用于高端移動相機和4K/8K智能電視的芯片則已應用12nm制程。同時,晶晨股份等國內廠商已有7nm制程工藝研發計劃。總體來看,編解碼芯片對更為先進制程的需求不斷提升。

來源:中商產業研究院整理

此外,高動態范圍HDR等對電視SoC芯片提出更高要求,電視芯片中的人工智能應用也將更加廣泛,包括:根據播放內容自動選擇相應的場景影像增強功能(AI-PictureQuality)、聲音加強功能(AI-AudioQuality)、語音控制、語音搜索等。

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