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2024-12-25 13:42
(来源:西部证券研究发展中心)
半导体:自主可控已初现成效,超精密设备及高端封测产业链发展前景广阔。半导体设备:1)12月2日美国BIS将136个中国相关实体添加到“实体清单”,涉及多家国内半导体设备厂商,关键设备自主可控刻不容缓。近年来,我国在刻蚀、离子注入、CMP、清洗等多个关键半导体设备领域国产化工作已取得积极进展,部分设备已经可以覆盖14nm及以下节点;在光刻机和高端量检测设备领域,当下发展仍然道阻且长,但发展前景广阔。光刻机方面,光刻机光源涵盖汞灯、准分子激光器、全固态深紫外激光器、激光等离子体等,目前以上海微电子为首的中国光刻机产业持续取得突破,国产光刻机呼之欲出。量检测设备方面,国内市场长期被KLA等厂商垄断,2023年前道量检测设备国产化率不足5%;目前中科飞测、精测电子积极布局前道量检测设备领域,量检测设备自主可控持续迎来积极进展。2)高端封测:先进封装可以超越摩尔定律,同时在一定程度上弥补国内在先进制程领域的差距,对国内高端芯片产业有着关键的战略意义。高端封测市场也有望持续增长,Yole预计2024年先进封装市场规模将达到472.5亿美元。
消费电子:AI+赋予电子产品新生命力,持续技术创新有望引爆新需求。1)手机: 2024H1以来消费电子回暖,随着存储涨价压力缓解,叠加补贴政策持续推出,手机市场有望加速复苏。当前各厂商积极布局AI领域,苹果AI持续领先。我们认为,一方面AI手机有望催化换机周期,另一方面AI手机对硬件方面新的要求带动产业链创新升级。2)PC:在端侧AI发展下,AI PC有望重塑传统PC产品形态,通过多元产品形态满足用户需求。头部PC厂商及芯片厂商纷纷入局AI PC,加速产业升级创新,未来仍有巨大想象空间。3)可穿戴设备:RayBan Meta作为AI智能眼镜销量及口碑双收。AI智能眼镜作为AR眼镜的过渡形态,有望推动AR眼镜实现加速发展。此外在其他可穿戴设备上,字节跳动发布Ola Friend,耳机成为AI交互新入口。4)面板:2024年前三季度全球TV面板出货稳健增长,TV面板需求呈现尺寸分化,整体均价或将维持平稳。从需求端看,国补政策催化电视升级换代需求,从供给端看,夏普堺工厂停产行业产能持续优化。我们认为,随着供需格局持续优化,利润中枢有望继续上扬。
AI算力:全球AI发展点亮新兴产业,多条核心供应链源自中国。AI有望为全球科技公司业绩增长带来新曲线,而当前对AI的投资方处早期。端侧大模型应用对AI服务器的数据吞吐带来新的挑战,AI服务器对算力的需求日益增长,多卡服务器应运而生。AI服务器中如高速铜缆、PCB等零组件迎来新的增长。1)高速铜缆:DAC铜缆凭借高带宽、高速、低成本的优势,有望成为数据中心网络连接的最优解。例如NVIDIA Blackwell架构通过采用DAC铜互连方案,DGX带宽量直接增加了18倍,AI FLops增加了45倍。未来AI高性能计算催生铜缆需求,LightCounting预计2028年全球高速互联市场规模有望达到28亿美元。2)PCB:AI服务器PCB主要涵盖主板、UBB、OAM三类。相较传统服务器在面积、层数、材料方面升级趋势明显。Prismark预计2028年全球HDI板的市场空间达到142.26亿美元,23-28年CAGR为6.2%。
风险提示:市场竞争加剧,半导体行业周期波动,产品迭代不及预期风险。
一、2024年电子板块回顾
Q4电子行业进入复苏阶段。2024年初至今(12月23日),SW电子累计涨幅为21.08%,排名第五,领先沪深300指数6.44pct。其中,前三季度SW电子累计涨幅为3.75%,跑输沪深300(17.10%);然而,得益于AI端侧的加速落地叠加自主可控的持续推进,Q4电子行业进入复苏阶段。Q4至今(9月30日-12月11日),SW电子累计涨幅为31.80%,大幅跑赢沪深300(6.21%)。
分板块来看,截至2024年12月23日,年初以来SW电子二级行业中,元件、其他电子II、半导体、消费电子、光学光电子、电子化学品II累计涨幅分别为30.41%、29.42%、27.72%、15.68%、7.06%、1.37%。SW电子三级行业中,数字芯片设计、印刷电路板、半导体设备涨幅领先,累计涨幅分别为43.22%、36.85%、31.20%;模拟芯片设计、品牌消费电子跌幅领先,累计跌幅分别为-5.06%、-3.50%。
Q4电子板块估值显著提升。截至2024年12月23日,SW电子板块整体PE-TTM为55.66x,已超过去十年估值平均水平(46.57x),处于过去十年历史分位75.36%。分板块来看,半导体、其他电子II、元件、光学光电子、消费电子、电子化学品II的PE-TTM分别为90.81x、60.52x、38.08x、56.83x、30.22x、56.86x,处于过去十年历史分位的62.61%、74.95%、49.10%、70.34%、28.67%、57.94%,元件和消费电子仍有较大的估值修复空间。
二、半导体:设备国产替代大势所趋,高端封测前景广阔
2.1 半导体设备:关键设备陆续突破,自主可控正当时
2.1.1 概述:半导体设备制裁持续加码,设备国产化率稳步提升
半导体设备种类繁多,市场空间持续增长。半导体设备是指用于制造、处理或测试半导体材料和器件的设备,分为前道工艺设备(晶圆制造)和后道工艺设备(封装测试):前道晶圆制造分为7大工艺,包括氧化/扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、清洗和金属化等;后道设备包括减薄、划片、打线、Bonder、FCB、BGA植球、检查、测试设备等。过去几年中全球半导体设备市场持续增长,尤其是在先进工艺制程、AI、5G、汽车电子等新兴应用的推动下,光刻机、刻蚀机、沉积设备等需求大幅增加。
全球市场方面,根据SEMI数据,2024年上半年全球半导体设备出货总额为532亿美元;预计2024年全球半导体制造设备市场将达到1090亿美元的新高,同比增长3.4%;2025年全球销售额有望继续增长至1280亿美元。中国市场方面,SEMI数据显示中国大陆是世界上最大的半导体设备市场,24H1中国在芯片制造工具上的支出达到创纪录的250亿美元,超过中国台湾地区、韩国和美国的支出总和。
美国发起多次有关半导体设备的制裁,关键设备自主可控刻不容缓。12月2日晚美国商务部工业和安全局(BIS)修订了新的《出口管理条例》(EAR),将136个中国相关实体添加到“实体清单”,其中有多个实体与半导体设备有关,涉及北方华创、拓荆科技、凯世通、盛美半导体、中科飞测、华海清科、芯源微等公司,涵盖了涂胶显影、刻蚀、薄膜沉积、清洗、去胶、离子注入、CMP、封装测试等半导体设备的大部分领域。此前美、日、荷等国曾多次发布对华半导体设备管制措施,涉及先进节点的光刻机、ALD、沉积等多种关键设备。我们认为,制裁虽然对当前国内半导体产业发展带来一定影响,但关键设备的自主可控也为国内半导体设备厂商带来了良好的国产替代机遇。
国内厂商加速研发验证,部分设备已可覆盖14nm及以下节点。从2023年的半导体前道设备上市公司营收角度来看,清洗设备和CMP设备的国产化率已经比较高,刻蚀设备的国产化率预计在30%左右,薄膜沉积设备的国产化率小于20%,其余设备如光刻机等国产化仍有待提高。从工艺覆盖角度来看,国产设备在成熟制程上基本已经突破,并持续向先进节点迈进,设备国产替代持续加速。
2.1.2 光刻机:半导体工业皇冠上的明珠,国产光刻机加速落地
光刻机是技术难度最大、最关键的半导体设备,主要由光源、照明及投影物镜、双工台三大系统组成。光刻机是半导体制造中的关键设备,它使用特殊的光源通过光罩照射到涂有光敏材料的硅片上,形成有效电路图案。光刻机是半导体芯片制造中最精密复杂、难度最高、价格最昂贵的设备,是整个制造流程工艺先进程度的重要指标。光刻机主要结构涵盖光源、照明系统、掩模台、掩模传输系统,投影光刻物镜、工件台、硅片传输系统等,其中根据光源的不同光刻机可分为G-line光刻机、I-line光刻机、KrF光刻机、ArF光刻机(包括ArF Dry和ArFi,统称为DUV光刻机)、EUV光刻机等。
光刻机的光源提供曝光所需光线,多种技术路线各有优劣。光源系统是光刻设备的核心,光源波长决定工艺能力,光源波长越短,则晶体管线宽越小,芯片性能越强。目前光刻机光源主要技术路线涵盖高压汞灯、准分子激光器、全固态深紫外激光器、激光等离子体技术(LPP)等。
高压汞灯:目前g-line(436nm)和i-line(365nm)主流光源。高压汞灯是利用汞蒸气在高气压状态下,通过电极间施加高电压使汞原子电离激发,汞原子在从激发态回到基态的过程中发射紫外线(如波长436nm或365nm)。高压汞灯方案技术成熟,有着宽光谱输出、高亮度的优势,但其在更先进的制程所需的短波长(如深紫外248nm)分辨率不足,限制了其在高精度光刻中的应用。目前高压汞灯是g-line和i-line主流光源,广泛应用于ASML、Canon与Nikon的光刻机中。
准分子激光器:广泛用于ASML的DUV光刻机中。准分子激光器是利用稀有气体和卤素气体的混合物在激发态形成准分子(Excimer)产生激光的装置,能够发出深紫外(DUV)波长的激光(如248nm的KrF和193nm的ArF),是ASML光刻机光源的主流技术路线。准分子装置有着高能量短脉冲、波长稳定性高等优势,但也存在光束质量较差、稳定性较低、可调谐范围较小,而且还有技术复杂、气体有毒和工作气体寿命有限等缺点。
全固态深紫外激光器:采用非线性晶体的多级变频原理产生紫外光,倍频与和频是关键技术。全固态深紫外激光器的原理是通过全固态激光器(DPL)产生基础光源,再结合非线性光学频率变换技术,将光的波长转换为深紫外区域。全固态深紫外激光器主要涉及倍频与和频技术:1)倍频(SHG):利用非线性晶体将输入光的频率加倍,由于波长与频率呈反比,输出波长转为输入光波长一半;2)和频(SFG):将两束不同频率的光在非线性晶体中相互作用,生成频率等于两者之和的光。
全固态深紫外激光器结构紧凑,优点众多。全固态深紫外激光器优点包括高效率输出、光束质量优异、高重复频率、性能稳定可靠等,同时由于采用激光二极管泵浦源和固体增益介质,全固态激光器省去了传统气体激光器的复杂管道和高压设备,整体设计更加紧凑,适合集成到各种设备中。
全固态深紫外激光器难点在于晶体,中国在该领域全球领先。目前常用的非线性晶体包括LBO、BBO、KBBF、LSBO等。在频率变换过程中,非线性晶体的特性(晶体类型、晶体长度、切割角度、相位匹配类型、走离角、接收角、潮解特性、吸收特性、温度特性、保护环境)将直接决定整个激光系统的效率和复杂程度。应用方面,目前中国科学院的研究人员已经实现了使用三硼酸锂(LBO)晶体产生的193 nm和221 nm激光器的最高功率输出。这一成就为该激光器在深紫外(DUV)光谱中的更多应用奠定了基础。
LSBO优势突出,有望成为新一代全固态深紫外激光器晶体。2015年中国科学院发现新型无铍深紫外非线性光学晶体材料LSBO,有望成为下一代深紫外非线性光学晶体的优秀候选材料。LSBO即指锂掺杂的硼酸锶(SBO,SrB4O7)晶体,相比LBO、BBO与KBBF,LSBO的优势在于更宽的透过范围、较低的吸收损耗、非线性光学效应更优、较高的抗光学损伤能力等。
EUV光刻机光源采用激光等离子体技术(LPP),由高能激光轰击金属锡滴产生等离子体辐射。EUV光源的原理为高功率的CO2激光打在锡液滴上,使其产生等离子体,从而发出13.5nm波长的EUV光。EUV光源技术难度极高,其激光系统结构极为复杂,由大约45万个零件组成,重约17吨;仅检查标准就多达1000多条,从种子光发生器到锡珠有500多米的光路。目前仅有ASML拥有生产EUV光刻胶的能力。
光刻机的照明及投影物镜、双工作台也是实现优异光刻性能的关键。
照明及投影物镜:将光源发出的光线均匀地照射到掩膜版上。通过光束整容器、光束均匀器和照明镜组等部件的协同工作,照明物镜系统能够将光源发出的光线进行高效处理,并均匀、准确地照射到掩膜版上,为高精度的光刻操作提供了保障。
双工台:承载晶圆的工作台。光刻机的工作台能够实现高精度的定位和移动,确保晶圆在曝光过程中的位置精度;而双工台可以在一个工作台进行曝光操作时,另一个工作台进行晶圆的上料、对准等准备工作,极大提高光刻机的工作效率。
市场方面,光刻是半导体制造的三大核心工艺之一,2023年占前道设备细分市场的17%。根据SEMI数据,2022年全球半导体设备市场规模为1076.5亿美元,其中光刻机市场规模达到约258.4亿美元,2023年约为271.3亿美元。中商产业研究院预测2024年全球光刻机市场规模将增至315亿美元。
高端光刻机市场被ASML垄断,出口管制下光刻机自主可控刻不容缓。ASML、Nikon和Canon三大供应商占据了光刻机市场99%的市场份额,2022年ASML、尼康和佳能三家厂商市场份额占比分别为82.14%、10.20%和7.65%,其中ASML垄断了高端光刻机市场:EUV方面ASML市占率达100%;ArFi方面ASML市占率高达95%以上;ArF方面ASML占有87%以上的市场份额。
中国大陆方面,长期以来我国在光刻机领域一直受制于人,高端设备主要依赖进口。根据中国海关总署数据,2023年ASML中国大陆销售额达到80.1亿美元;而根据《瓦森纳协定》,美国及其盟友限制向中国出口高端技术和设备,光刻机是其中之一。2018年中国大陆企业中芯国际向ASML支付了一台EUV光刻机的定金,但最终却没有完成交付;此后先进的浸润式DUV光刻机如NXT 2050i、NXT 2100i亦无法向中国大陆地区交付。2024年9月6日,荷兰政府宣布扩大光刻机出口管制范围至浸没式深紫外光刻设备,ASML如果要向中国出口TWINSCAN NXT:1970i和1980i型号浸润式DUV光刻系统,需要先向荷兰政府申请出口许可证。我们认为,目前先进制程的重要性日益凸显,高端光刻机作为半导体制造的核心支柱有着极其关键的战略意义,在有关光刻机出口管制持续加码背景下国产光刻机自主可控刻不容缓。
国内光刻机领域持续取得积极进展,国产光刻机呼之欲出。EUV等高端光刻机的核心技术主要包括顶级光源系统、高精度物镜系统和工件台等,随着国内研发工作的持续推进,光刻机关键核心技术持续取得突破。
2024年9月工业和信息化部印发《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录(2024年版)》在重大技术装备文件,列表中包含了国产氟化氪光刻机(110nm)和氟化氩(ArF)光刻机(65nm)的内容,其中氟化氩光刻机光源为193nm,分辨率≤65nm,套刻≤8nm。这也标志着我国在高端光刻技术领域取得了重大进展,在深紫外(DUV)光刻机领域取得了里程碑式进步。
9月10日上海微电子装备(集团)股份有限公司公开了一项名为“极紫外辐射发生装置及光刻设备”的发明专利,其中涉及的极紫外光刻技术(EUV lithography)是面向7nm及以下节点的主流光刻技术。
我们认为,随着光刻机关键技术持续取得进展,国产光刻机自主可控将加速发展。
2.1.3 量检测设备:国外厂商长期垄断市场,国内厂商未来可期
量检测设备品类众多,贯穿晶圆制造全过程。半导体质量控制是控制芯片良率的关键,可分为前道检测、中道检测和后道测试三个环节。
检测(Inspection)指在晶圆表面上或电路结构中检测其是否出现异质情况,如颗粒污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷;
量测(Metrology)指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述,如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测等,主要包括关键尺寸量测、薄膜厚度量测与套刻对准量测等。
设备方面,前道制程与先进封装量检测设备品类众多,其中检测设备包括无图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆缺陷检测设备、掩膜检测设备等;量测设备包括三维形貌量测设备、薄膜膜厚量测设备(晶圆介质薄膜量测设备)、套刻精度量测设备、关键尺寸量测设备、掩膜量测设备等。
国内前道量检测设备市场广阔,2023年有望达到43.60亿美元。根据中科飞测招股书,以中芯天津T3集成电路12寸成熟制程晶圆产线为例,月产1万片晶圆产线需配置约50台质量控制设备,在国内晶圆厂持续扩产的带动下,中国半导体量检测设备市场稳步增长。根据VLSI Research数据,2023年中国大陆半导体检测与量测设备市场规模达到43.60亿美元,2019年至2023年的年均复合增长率为26.61%。细分市场方面,根据VLSI Research,2020年半导体检测设备占比为62.6%,量测设备占比33.5%;纳米图形晶圆缺陷检测设备、掩膜版缺陷检测设备与关键尺寸量测设备销售额占据前三,占比分别为24.7%/11.3%/10.2%。
KLA等国外厂商长期垄断市场,国内厂商持续发力未来可期。国外厂商方面,目前中国半导体量检测设备市场中,科磊、应用材料、日立等垄断全球市场的国外企业占据主导地位,科磊一家独大。根据VLSI Research,2020年科磊半导体在中国半导体检测和量测市场的市占率达54.8%,科磊、应用材料、日立前三家合计占比超过70%,呈现高度集中的竞争格局。国内厂商方面,过去长川科技、华峰测控等多家国内设备厂商在后道测试设备领域进行布局,而前道量检测设备国产厂商则相对较少。近年来上海精测(精测电子控股)、上海睿励(中微公司持股)、中科飞测等积极布局前道量检测设备,这些国产设备企业以成熟制程领域一类或几类产品为切入点,逐步实现技术突破,并向更多品类及更先进制程水平发展。随着技术逐渐成熟,未来国产替代前景广阔。
2.2 高端封测:超越摩尔定律,先进封装重要性日益提升
半导体产品在由二维向三维演进,先进封装成为未来发展方向。先进封装技术通过优化连接、在同一个封装内集成不同材料、线宽的半导体集成电路和器件等方式提升集成电路的连接密度和集成度,主要包括系统级封装(SiP)、倒装(FlipChip)、凸块(Bumping)、晶圆级封装(Wafer level package)、2.5D封装(interposer,RDL等)与3D封装(TSV)等。先进封装进一步缩小芯片间的连接距离,提高元器件的反应速度,提高芯片的综合性能,被视为高性能芯片发展的“最佳拍档”。
先进封装可以超越摩尔定律,同时在一定程度上弥补国内在先进制程领域的差距。一方面,随着芯片特征尺寸已接近物理极限,芯片制造节点难以进一步缩小,同时功耗、散热和量子效应等技术挑战也日益严峻,摩尔定律发展至今已遇到瓶颈。先进封装通过提升芯片集成度和互连密度,实现更小体积、更高性能和更低功耗,从而成为延续摩尔定律的重要途径。
另一方面,在国内先进制程持续受到关键设备出口管制制裁的背景下,国内企业能够通过3D封装、系统级封装(SiP)等技术,在较低的制程节点上实现更高的集成度和性能,降低对尖端制程的依赖,从而在一定程度上弥补制程技术上的差距,保持技术进步和市场竞争力。因此先进封装对我国高端芯片产业发展有重大战略意义。
全球先进封装市场持续增长,重要性日益提升。由于高端消费电子、AI、数据中心等应用领域大量依赖先进封装,故先进封装的成长性要显著好于传统封装,其占封测市场的比重预计将持续提高。根据Yole数据,2023年全球先进封装市场规模约为439亿美元左右,同比增长19.62%;预计2024年先进封装市场规模将达到472.5亿美元。市场结构方面,根据中商产业研究院数据,预计2024年全球先进封装市场以FCBGA为主,占比达34%。2.5D/3D封装和FCCSP封装在全球市场占比约为20%,同为重要组成部分。SIP、FO、WLCSP市场份额分别为12%、7%、7%。
国内外各大晶圆厂与封测厂持续聚焦先进封装赛道。目前全球先进封装厂商主要包括台积电、英特尔、三星、日月光、安靠、甬矽电子、通富微电、长电科技等。
台积电:台积电是先进封装技术创新的引领者之一,早在2008年便成立集成互连与封装技术整合部门入局先进封装,目前已形成CoWoS、InFO、SoIC技术阵列。其中CoWoS是台积电推出的一种2.5D封装技术,可分为CoWoS-S、CoWoS-R以及CoWoS-L,英伟达H100、A100、B100、B200都采用了台积电CoWoS封装技术。
英特尔:英特尔推出了EMIB、Foveros和CO-EMIB等先进封装技术,通过2.5D、3D和埋入式3种异质集成形式实现互连带宽倍增与功耗减半的目标;
三星:三星电子提供2.5D封装I-Cube、3D封装X-Cube等,2022年12月在半导体业务部门内成立先进封装(AVP)业务团队,2024年7月AVP业务团队重组为AVP开发团队,以加强2.5D、3D等先进封装技术。国内厂商方面,长电科技、通富微电、甬矽电子等国内封装厂积极布局先进封装技术,不断提升技术实力与竞争力。
三、消费电子:端侧AI催化加速,行业迎来新一轮创新周期
3.1 手机:端侧AI最佳落地终端,看好AI手机带来的产业链升级
3.1.1 手机出货复苏,产业链压力有所缓解
2024H1以来手机出货回暖。根据IDC数据,24Q3全球智能手机出货量同比增长4.36%,达到3.16亿部;而根据TechInsights数据,预计2024年全球智能手机出货量将同比增长5%。国内市场方面,根据中国信通院数据,2024年10月国内市场手机出货量 2967.4万部,同比增长 1.76%;2024年1-10月,国内市场手机累计出货量2.5亿部,同比增长8.9%。
存储涨价压力缓解,叠加补贴政策持续推出,有望加速行业修复。自2023Q3开始,由于三星等储存制作厂通过控制产量、涨价,叠加下游逐渐复苏、高性能存储需求升温等因素,存储行业进入涨价周期。进入24Q4以来,储存的涨价压力得以缓解,根据Trend Force最新调查,因原厂增产和需求疲软,预计2024Q闪存NAND Flash合约价将下调3%至8%,DRAM存储器价格涨幅放缓。
此外,国补政策覆盖到手机品类,补贴额度可达10%,手机行业有望加速复苏,品牌厂商将迎来真正的量价齐升。江苏省3c数码产品补贴专项活动采取线下补贴形式,补贴额度按产品成交价格的15%,最高可优惠1500元;贵州省《贵州省全力推动经济持续回升向好若干政策措施》文件要求,补贴按照产品成交价格的15%,最高可优惠1500元;珠海市“以旧换新”促消费活动产品种类新增参与3类家电品类产品包括手机、平板、智能穿戴设备。
3.1.2 AI与智能手机加速融合,苹果AI探索持续领先
端侧AI持续升级,AI手机成为端侧AI的最优落地方式。AI手机很重要的配套技术是AI agent,又叫“人工智能代理”,是一种能够感知环境、进行决策和执行动作的智能实体。与LLM之类的AI大模型不同,AI agent 不仅会实现“如何做”,更会具体帮助用户去做。简单来说,用户只需要提供一个目标,比如写一个游戏、开发一个网页,AI agent就会根据环境的反应和独白的形式生成一个任务序列开始工作。
苹果AI发展有所领先,国内厂商纷纷发力。
苹果:Apple Intelligence 需要强大的底层硬件支持,新AI生态有望推动苹果换机潮。由于 24 年 6 月苹果推出的 Apple Intelligence 的运行需要高端的处理能力,目前仅支持搭载 A17 Pro 或 M 系列系统级芯片(SoC)的设备,在手机端苹果全新 AI 技术将仅支持 iPhone 15 Pro 以及 iPhone 15 Pro Max 两款机型,在 iPad 端则支持 M1 芯片及以上机型,在 Mac 和 iMac 端也仅支持 M1 芯片及以上机型。而根据 CIRP 数据,过去一年高达 71%的 iPhone 用户和 68%的 Mac 用户的相关设备已经使用了超过两年时间,而 2020年这两个比例分别为 63%和 59%。我们认为,Apple Intelligence的发布标志着苹果AI的一次“全面进化”,各类重磅 AI 能力在苹果生态全家桶中的打通、应用,苹果系统级的AI 能力构建,都给行业树立了一个新的 AI 体验标准。由于新 AI 生态对设备硬件有较高要求,Apple Intelligence 端侧落地有望催生 iPhone、iPad、Mac 等苹果终端设备换机潮,产业链相关企业有望持续受益。
安卓:各厂家顺应AI发展,涌入大模型/AI操作系统浪潮。23年8月以来,国内安卓厂家接续宣布AI大模型研发进展,各家24年新品发布会上相继展示了相关AI功能:搭载盘古大模型的华为 Mate 70系列,宣布一系列AI手势、AI分身、AI防窥等提升了用户体验的AI功能;首次搭载澎湃OS 2的小米15系列推出了AI动态壁纸、AI电影感锁屏、AI写作、AI识音、AI字幕和AI妙画等AI功能,同时将小爱同学升级为“超级小爱”,是小米旗舰级AI助手;“中国销冠”vivo举办了以“同心·同行”为主题的2024开发者大会,发布了全新AI战略“蓝心智能”,几天后发布X200系列,蓝心小V与Jovi语音正式合并为一键唤醒的“小V搜索”;OPPO也在几乎同期分别召开了两场发布会,先后发布了新一代Color OS和Find X8系列;在今年2月份魅族宣布All in AI 战略后,今年暂无旗舰机型发布的最新消息。
3.1.3 AI催化换机周期,硬件升级带来行业机会
我们认为,一方面AI手机有望催化换机周期,另一方面AI手机对硬件方面新的要求带动产业链创新升级。
AI催化出货量上:根据Canalys数据,受消费者对AI助手和端侧处理等增强功能需求的推动,2023年至 2028 年间 AI 手机市场以 63%的年均复合增长率(CAGR)增长。AI持续渗透也有望引领新一轮换机潮,以AI手机三星Galaxy S24为例,根据Counterpoint 数据,Galaxy S24系列的前三周全球销量相比Galaxy S23系列增长8%。
硬件创新上:智能终端对芯片、存储、散热、电池和电源/充电器等零组件提出更高要求,同时也带来了广阔的升级空间。
芯片与存储:AI模型提高芯片综合性能需求,16GB RAM将成为新一代AI手机标配。芯片方面,大模型的应用需要处理大量数据,并在训练过程中占用大量计算资源,对手机芯片的综合性能提出了更高要求。以苹果A系列为例,不支持Apple Intelligence的A16 Bionic神经引擎算力为17 TOPS;相比之下支持Apple Intelligence的A17 Pro芯片神经引擎算力达35 TOPS。存储方面,大内存可以轻松容纳更大规模的AI模型,使得设备能够运行更复杂、精度更高的算法,从而提升图像识别、自然语言处理、智能推荐等AI功能的性能。根据IDC预测,16GB RAM将成为新一代AI手机的基础配置。
散热:散热成为制约算力提升的阻碍之一,也是限制AI终端产品创新升级的重要因素。随着AI终端行业快速发展,高强度、高精度的运算需求不仅仅带来了高能量的消耗,同时也产生各种发热、散热的现实问题。以芯片为例,根据极客湾测评数据,苹果A系列芯片的主板功耗随CPU性能提升而持续增加。在算力提升、性能升级趋势下,未来AI终端核心组件中散热组件日趋复杂,散热系统的价值量有望显著提升。
电池:以iPhone为例,通过对2007到2023年间苹果发布的42款手机电池容量的对比可以看出,容量最大的是最新发布的iPhone 15 Pro Max的4422 mAh,对比电池容量最小的iPhone(iPhone 3G)多出3272mAh,电池升级趋势明显。随着功耗的提升,为缓解用户充电焦虑,未来AI终端产品的电池有望持续提升。电池容量的提升带来的影响包括:1)手机内部设计方案更新,电池容量变大带来的体积提升对手机内部PCB与相关结构件的布局带来影响,以苹果为例,随着电池容量升级,苹果内部PCB经历了由L型到三明治结构、再到双层结构主板的演变。2)散热需求提升,大电池容量需要更多的导热石墨片等;3)电池配套的电源管理芯片等也有望同步升级。
电源/充电器:安卓系手机快充向平价机型渗透,苹果手机快充功率提升潜力大。根据Counterpoint Research统计数据,18Q1全球智能手机快充平均功率18W,而23Q1提升至34W。安卓方面,大功率充电在成为中高端机型标配后,逐步向平价机型渗透,目前iQOO、Redmi、OPPO等品牌的多款2000元以下的手机充电功率达到67W以上,其中首发价格1599元的iQOO Z8可支持120W快充。苹果方面,苹果手机从iPhone 8开始支持USB-PD快充协议,该标准协议本身支持240W快充,但iPhone8-iPhone15系列手机的充电功率都在30W以下。
快充功率提升有望带来充电器等硬件产品升级。以快充所需的电荷泵芯片为例,目前常见的电荷泵架构有 2:1、4:1、4:2、6:2等,目前单颗电荷泵芯片就可以实现60W以下的手机快充,而支持120W及以上充电功率的手机则一般需要2-3颗电荷泵充电管理芯片。充电器方面,此前苹果曾多次对手机充电器进行升级,根据充电头网数据,对比两种MagSafe充电器的性能,采用新174固件后iPhone全程充电时间相比旧171固件减少15分钟。我们认为,充电器等硬件有望随手机充电功率的提升同步升级,未来充电器的单机价值量有望呈逐步增加趋势。
3.2 PC:AI PC持续突破,未来想象空间巨大
3.1.2 PC产品迎来大模型时代变革,AI PC有望激发PC行业出货
全球PC市场持续复苏,国内市场增长面临挑战。根据Canalys数据,2024年第三季度,全球PC市场连续四个季度实现增长,台式机、笔记本和工作站的总出货量增长1.3%,达到6640万台,其中笔记本(包括移动工作站)的出货量为5350万台,台式机(包括台式工作站)的出货量为1290万台。由于微软宣布2025年10月Windows 10将终止服务,所以仍有大量Windows PC装机需求。同时,54%的渠道合作伙伴预计2024年下半年PC市场与去年同期相比有所增长。中国PC市场复苏轨迹与全球趋势并不一致。2024年第二季度,中国大陆PC出货量(包括台式机、笔记本和工作站)同比下降6%至910万台,其中消费市场和商用市场分别下降3%和9%,主要由于需求持续疲软导致。
端侧AI发展下, AI PC有望重塑传统PC产品形态,通过多元产品形态满足用户需求。AI PC是一个内嵌大模型且能在本地运行的计算机产品。在当前,AI PC更多是指配有能在本地运行大模型、且具有良好能耗平衡能力芯片的PC,它具有初级的AI能力。作为AI的载体,AI PC涵盖多种产品形态,包括AI笔记本电脑、AI平板电脑、AI台式机等,其中AI台式机不仅包括传统的桌面台式电脑、工作站、一体机(AIO)等形态,也包括与终端紧密协同的边缘设备家庭AI主机、企业AI边缘主机。这些产品形态可以在家庭和企业场景中灵活组合,以满足不同用户的需求。同时,AI PC在实现AI模型和硬件融合的基础上,具备了五大特征:能够实现自然语言交互、内嵌个人大模型、混合AI算力、开放的AI应用生态、保护个人数据和隐私。
AI PC渗透率持续提升,后续有望拉动PC市场整体增长。根据Canalys数据,24Q3 AI PC出货量达到1330万台,环比增长49%,占本季度PC总出货量的20%。预计未来AI PC将加速渗透,根据Omdia数据,2024年作为AI PC元年,其在全球PC出货量中的渗透率仅为0.5%;预计到2028年AI PC在PC市场渗透率将达到79.5%。国内市场方面,AI PC也将拉动PC市场进入新一轮增长。根据IDC预测,AI PC在中国PC市场中新机的装配比例将在2027年达到85%,成为PC市场主流。PC市场也将因AI PC的到来结束负增长,在未来5年中保持稳定的增长态势。
3.2.2 各大厂商争相布局,未来AI PC仍有巨大想象空间
头部PC厂商纷纷入局AI PC,加速产业升级创新。大模型支持方面,各大厂商积极在产品中搭载大模型,多数产品支持200亿参数的语言大模型,部分产品如微软的Surface Pro 11版和Surface Laptop 7支持端侧运行130亿参数的语言大模型。AI功能方面,现有产品的AI功能覆盖了会议、创作、翻译、图像处理、内容创作、个人助理等多个方面,可以提高用户的工作效率和体验。价格方面,不同品牌的AI PC产品价格差异较大,价格在5399到19999元不等,覆盖了中端到高端的不同价格区间。
芯片厂商积极完善生态平台,英伟达等高算力厂商将优先推动游戏场景“掘金”。目前,各主要芯片厂商也在密集推出产品,并实现市场化。同时,各厂商不仅推出硬件产品,还积极构建和完善其生态平台,包括开发工具、软件框架和合作伙伴关系,旨在吸引开发者,优化芯片性能,以及促进硬件与软件的协同工作。应用场景方面,以英伟达为例,其除了提供算力升级外,其DLSS技术为游戏赋能,AIPC对游戏场景的优化与体验升级有望优先落地。
基于各大厂商的布局,AI PC已初步实现落地,未来仍有巨大想象空间。随着技术不断创新,未来的AIPC有望更安全、更智能。AIPC未来发展路线或将聚焦两大方面:一是用户数据和隐私保护,二是算力提升。
更安全:用户生态话语权或将持续提高,数据主权与隐私保护地位日益凸显。在AI PC的推动下,PC产业生态将从应用为本转向以人为本,从应用驱动转变为意图驱动。随着AI技术的不断进步,越来越多的企业加入AI PC的开放生态,形成用户、终端厂商、模型、应用、算力多层开放的繁荣生态,用户的需求是推动整个生态发展的关键要素。同时,随着用户话语权的提升,用户数据主权的重要性也日益提升。根据艾瑞咨询数据,用户对于AI PC未来推广最大的顾虑来自隐私和数据安全性,占比达69.3%。为更好地保护和利用用户的数据,隐私加密技术亟须进一步发展。
更智能:AI PC算力有望持续提升,跨端协同、端边协同效应值得期待。为实现更高效的运行,未来AI PC的算力将持续升级。一方面,以CPU+GPU+NPU的异构算力形式将会长期存在,算力持续提升,未来可能还会演变为CPU+GPU+NPU+DPU等模式;另一方面,AI PC将会调用云端算力,可能未来将以AI PC为主要处理中心、AI PC与云端协同处理为主。同时,随着算力的提升,AI PC与其他终端的关系必将有所变更:1)AI PC与其他终端的端-端互联与协同将会加强;2)AI PC可以扮演边的角色,为其他终端提供一定算力支持。
3.3 可穿戴设备: AI眼镜蓄势待发,AI耳机新品涌现
3.3.1 AI眼镜:Rayban Meta引领变革,AI眼镜浪潮已来
2023年9月28日,Meta与EssilorLuxottica合作的新款Ray-Ban Meta智能眼镜正式发布,起售价299美金。2024年4月,Ray-Ban Meta在AI方面进行更新,新型号搭载Meta Llama 3大模型并可实现语音交互、物体识别、文字翻译等诸多功能。Ray-Ban Meta “AI+眼镜”的模式一经推出便广受好评,根据The Verge数据,截至24年5月Ray-Ban Meta的全球销量可能已经突破100万副;相比之下,根据VR陀螺数据,初代产品Ray-Ban Stories从2021年9月至2023年2月累计只售出30万副。
我们认为,RayBan Meta作为AI智能眼镜,取得成功的主要原因是其拥有出色的AI交互能力、多模态性能与设计理念,为用户带来了良好的佩戴体验。
1)RayBan Meta搭载高通AR1 Gen1芯片并集成Meta AI,提供对话式AI助手功能,有望为AI+眼镜提供成功范例。
硬件方面,RayBan Meta眼镜采用4nm工艺制程的主控芯片高通 AR1 Gen 1,该平台配备第三代Hexagon NPU,同时专门针对散热限制在功耗方面进行独特设计优化,终端侧AI还能够提供音质增强、视觉搜索和实时翻译等个人助手体验。
软件方面,2024年4月RayBan Meta上线AI功能,眼镜用户可以通过“Hey Meta”指令唤起AI,主要功能包括:1)播放歌曲、开启相机拍摄/录制等基本功能;2)询问天气、对话交流等互动功能;3)物体识别等多种视觉化操作。2024年9月Meta connect 2024大会上,Rayban Meta的AI功能再度升级,可提供时尚穿搭建议、记忆用户日常细节、实时语音翻译和“Be My Eyes”智能识物等多项功能。
2) Ray-Ban Meta视频、音频等硬件升级带来了更加强大的多模态性能。
视频方面,Ray-Ban Meta眼镜拥有1200万像素超广角摄像头,支持1080p/ 60fps视频录制,同时支持用户直接在Facebook或Instagram上进行直播;
音频方面,Ray-Ban Meta眼镜采用新设计的扬声器和5麦克风阵列,支持空间音频录制,低音相比初代产品提升2倍,最大音量提高50%,缓解了音频失真缺陷并优化了漏音问题。
2) 设计理念方面,Meta侧重于眼镜的时尚与佩戴属性,更好控制产品形态。
Meta选择了“先发展智能眼镜产品,随后叠加AR显示”的产品逻辑,2021年初版Ray-Ban Stories发布时就提出了“兼顾外形与功能、提供第一人称视角、让用户停留在当下”的准则,使得Ray-Ban Meta眼镜尽量趋近于普通墨镜,提高用户穿戴体验。以产品重量为例,根据Wellsenn XR的数据,普通眼镜的重量通常在10-30g,而Ray-Ban Meta智能眼镜重量在50g左右,与传统眼镜相差不大。
AI智能眼镜作为AR眼镜的过渡形态,有望推动AR眼镜实现加速发展。传统AR发展思路下,厂商一般是先解决显示问题,再解决轻便美观的问题。但是AR行业需要同时解决“成本、重量、显示性能和交互体验”难题,难度巨大。而AI眼镜的出现带动行业发现了新的AI渐进式发展思路,也就是先解决美观轻便问题,再逐步解决显示问题,新的思路下可以让用户尽早体验到AI眼镜的乐趣,给企业带来更多的时间和信心,进而给行业更充足的条件逐步攻克微显示的成本、重量与性能问题。
展望未来,随着端侧算力提升,摆脱对手机的依赖,泛AI智能眼镜(AI音/视频眼镜+AR眼镜)有望成为比肩手机的下一代计算平台。原因:
在产品形态上,相比其他AI产品(VR、MR、AI PIN等),眼镜产品由来已久,AI智能眼镜佩戴成本较低;
信息获取上,AI智能眼镜贴近人体,能实现随时随地的交互和信息获取,同时AI智能眼镜具有独特的视角优势,可以实时对佩戴者所看到的场景进行分析反馈;
用户体验上,与手机、PC等传统产品不同,AI智能眼镜可以通过虚拟成像等技术来突破物理尺寸的局限,为佩戴者提供更广阔的视觉感受。根据Statista数据,2023年全球太阳眼镜出货量约为8.5亿副;传统眼镜出货量约为5.8亿副,合计14.3亿副(2023年智能手机出货量11.7亿部),因此长期来看,AI智能眼镜的潜在市场规模巨大。
各大厂商纷纷布局,AI眼镜百花齐放。近期百度、小米、三星、雷鸟、Rokid、INMO等厂商纷纷进入眼镜市场。据VR陀螺不完全统计,目前已公开的AI眼镜数量预计超过50款+,预计将于24Q4开始陆续发售。我们认为,随着各大厂商的积极入局,AI眼镜有望于明年上半年迎来放量。
2024年11月12日,百度正式发布全球首款搭载中文大模型的原生AI眼镜——小度AI眼镜,该产品搭载百度文心大模型和DuerOS AI操作系统,具备第一视角拍摄、边走边问、卡路里识别、识物百科、视听翻译、智能备忘等功能,预计于25H1上市。
2024年11月18日,Rokid发布新品Rokid Glass,通过搭载通义千问多模态大模型,支持接打电话、AI 问答搜索、AI 识别物体、AI 拍照答题、AI 多语种翻译、AI 导航、AI 转译、AI 健康提醒等,重量约49g,定价2499元,预计于25Q2上市。
2024年11月29日,INMO发布两款AR眼镜新品INMO Air 3和INMO GO2,其中INMO Air3为全球首款实现1080P分辨率的一体式AR眼镜,主打全彩显示应用场景,如观影、游戏、办公,首发价为4299元;INMO GO2为全行业首款同传翻译眼镜,以信息提示与同传翻译两大高频应用场景为主,首发价为3299元。新品发售48小时,两款产品盲订突破10000台,并已同步开启第二批预定。
2024年12月3日,亿道信息子公司亿境虚拟发布第一代全链路AI眼镜解决方案,硬件参数基本对标RaybanMeta。搭载高通AR1芯片,12MP摄像头,5MIC。与此同时,亿境虚拟披露未来的AI/AR产品路线图:1)AI眼镜:2024Q4 EVT;2025Q1 大规模量产;2)AR(单色)眼镜:2025Q2 EVT;3)AR(全彩)眼镜:2025Q3 EVT。
产业链拆分:以RayBan Meta为例,该产品BOM成本中占比前三依次为芯片、结构件、OEM/ODM,国产供应商价值量占比38.90%。据wellsenn XR数据,RayBan Meta的BOM成本约为164美元。按品类看,芯片成本约为85.6美元(占比52.20%);结构件成本约为19美元(占比11.59%);OEM/ODM成本约为15美元(占比9.15%);摄像头成本约为9美元(占比5.49%)。按供应商看,国内供应商约63.8美元,占比38.90%,其中包括佰维(11美元)、舜宇(6美元)、歌尔(5.5美元)、飞毛腿(5美元)等。
3.3.2 AI耳机:字节跳动发布Ola Friend,耳机成为AI交互新入口
2024年10月10日,字节旗下豆包正式发布首款AI智能体耳机Ola Friend,售价1199元。Ola Friend为OWS开放式耳机,单耳重量为6.6g,可基本实现无感佩戴;与此同时,该产品接入了豆包大模型的Seed ASR(语音识别)技术模型并与豆包APP深度结合,可通过语音直接与豆包进行互动,可应用于信息查询、旅游出行、英语学习等场景。
AI技术赋能,助力耳机出货加速。2024年上市的六款代表性的耳机中,iKKO ActiveBuds、讯飞会议耳机iFLYBUDS Nano、时空壶W4 Pro同声传译耳机重点强调实时翻译功能;Cleer ARC 3内置AI运动算法,可以提供个性化的运动指导;声智科技的耳夹式耳机接入自研大模型AzeroGPT、字节跳动的Ola Friend耳机接入豆包大模型,从而提供更加丰富的智能助理服务,如实时翻译、个性化推荐等。我们认为,AI技术的落地助力耳机实现应用场景的拓展,进而推动AI耳机实现加速出货。据洛图科技(RUNTO)预测,2024年中国AI耳机的线上电商市场销量有望突破20万副,同比增速预计可达488.7%。
3.4 面板: 供需格局持续优化,利润中枢有望继续上扬
2024年前三季度全球TV面板出货稳健增长。根据奥维睿沃《AVC产业链-全球电视面板产销存月度报告》显示,2024年前三季度全球TV面板出货量186.6Mpcs,同比增长1%;出货面积135M㎡,同比增长4%。其中24Q3 TV面板出货62.1Mpcs,同比增长1%,环比下滑5%;出货面积44.3M㎡,同比环比分别下滑2%、8%。同时根据洛图科技(RUNTO)数据,2024年11月,中国TV市场品牌整机出货量为381.5万台,仍处于高位,同比增长达6.9%。
三季度TV面板需求呈现尺寸分化,整体均价或将维持平稳。出货量方面,三季度海外LCD中小尺寸需求强劲,43寸及以下的小尺寸TV面板出货量大幅增长;中大尺寸50寸~75寸因二季度备货多库存高,三季度需求相对下滑,而超大尺寸85寸及以上的面板需求虽在持续增加,但体量远小于小尺寸增加的幅度,因此三季度LCD TV面板平均尺寸同环比双降。价格方面,根据群智咨询数据,各尺寸受终端市场和品牌采购需求影响,11月价格平稳,预计12月均价持平趋稳。
多因素催化需求旺盛,供给端产能优化升级,行业格局景气上行。
从需求端看:2024年8月,商务部等4部门办公厅发布《关于进一步做好家电以旧换新工作的通知》,明确各地自主确定补贴“8+N”类家电品种,每件最高补贴2000元。下半年,北京、湖北、西安、海南、宁德、云南、重庆等各个地方政府也相继出台具体的补贴政策,刺激了存量产品的升级换代需求。国补政策落地以来(9月25日-12月1日),国内电视市场整体销量较同期增长28.41%,其中,百吋超大屏和Mini LED增长最明显:百吋及以上超大屏销量同比增幅高达296.65%,可见国补有效加速了电视市场的大屏化,尤其是百吋化进程;此外,Mini LED电视销量也较同期迅速增长。
从供给端看:12月9日,夏普与日本电信巨头 KDDI 正式签署合作协议,后者将全盘接手夏普堺工厂(10代线面板厂,85K/M产能)原址的土地、建筑物以及供电设备等,并着手在此打造数据中心。夏普10代线面板厂正式退出,意味着面板供需格局进一步优化。此前因市场竞争激烈,堺工厂在与中韩工厂的价格战中失利,且中国企业的制作的 65 英寸和 75 英寸面板成为主流,堺显示器产品公司的 60 英寸和 70 英寸面板被动降价,最终导致产能退出,并于24年8月全面停产。
四、算力:AI发展催生需求,市场空间加速释放
4.1 铜缆:DAC铜缆优势显著,AI驱动下市场腾飞
DAC铜缆凭借高带宽、高速、低成本的优势,有望成为数据中心网络连接的最优解。高速铜缆(DAC)是一种两端带有固定接头的线缆组件,主要可以分为无源铜缆(Direct Attach Cable)、有源铜缆(Active Copper Cables)与有源电缆(Active Electrical Cable)三大类,用于实现设备间的高速数据传输。相比于传统的有源光缆AOC方案,DAC通常用于短距离的高速数据传输,具有低延迟、低功耗、低成本等特点,目前广泛应用于短距离、高带宽的连接,如在同一机架或相邻机架内的服务器之间的互联,或在交换机和存储设备之间的连接。
AI高性能计算催生铜缆需求,高速互连市场有望持续增长。目前大多数高速电缆用于高性能计算机(HPC)、数据中心与AI集群,根据以太网联盟 (Ethernet Alliance)数据,全球数据传输需求将逐渐由当前的400-800Gbps阶段向甚至1.6Tbps甚至更高的方向发展。数据中心网络吞吐规模越大,需求的网络设备与收发器也随之增加,为DAC高速数据传输线缆带来了广阔的市场空间。根据LightCounting数据,预计2024-2028年DAC和AEC的销售额将分别以25%和45%的复合年均增速增长,2028年全球AOC、DAC和AEC市场将达28亿美元。
以英伟达为例,NVIDIA Blackwell架构是AI高性能计算领域的重大突破,高速铜缆连接发挥重要作用。24年3月英伟达在GTC 2024开发者大会上发布了新的GPU架构Blackwell,有望成为通用计算全栈矩阵的终极解决方案。Blackwell中采用的第5代NVLink技术,一组NVIDIA GB200 NVL72使用了5000多根、总长度超过2英里的NVLink铜缆来进行GPU之间的互联,为每个GPU提供了突破性的1.8TB/s的双向吞吐量,确保复杂LLM之间576个GPU之间的无缝高速通信。通过采用DAC铜互连方案,当代英伟达DGX带宽量直接增加了18倍,AI FLops增加了45倍,但功率仅仅增加了100千瓦。市场方面,根据Trendforce数据,2025年GB200机柜合并出货有望达到6万台,其中NVL36可能达到5万台,为DAC铜缆带来了广阔的市场空间。
4.2 PCB:AI服务器提高PCB要求,升级驱动价值量跃升
PCB是电子行业关键互连件,广泛应用于消费电子、服务器等领域。印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)又称印制线路板,按产品结构分为刚性板、挠性板(FPC)、刚挠结合板、HDI板、封装基板等。PCB是组装电子零件用的关键互连件,不仅为电子元器件提供电气连接,也承载着电子设备数字及模拟信号传输、电源供给和射频微波信号发射与接收等业务功能,为绝大多数电子设备及产品的必须配备。
2024年PCB市场有望复苏,HDI与SLP细分市场持续增长。PCB行业是全球电子元件细分产业中产值占比最大的产业,2023年全球经济承压,印制电路板产业所受影响也较为显著。根据Prismark数据,2023年全球PCB市场产值695.17亿美元,同比下降15%。但从中长期来看,随着人工智能、汽车电子、云计算等下游应用行业的拓展,进而直接或间接地带动了PCB产业的发展。预计2024年全球PCB市场有望回暖,根据Prismark数据,2024年全球PCB产值有望达到729.71亿美元,同比增长5%。高性能PCB方面,根据Prismark数据,随着高性能计算和AI服务器领域HDI技术应用增加,中长期看18层以上多层板与HDI将保持相对较高的增长,2023至2028年CAGR分别为7.8%、6.2%,高于总体增长水平。
AI服务器PCB主要涵盖主板、UBB、OAM三类。AI服务器PCB即应用于人工智能服务器的印刷电路板,是AI服务器的核心组件之一。它承载着处理器、内存、网络接口等关键电子元件,为这些元件之间的信号传输提供稳定的物理层支持。
交换主板:AI服务器交换板支撑着AI服务器系统的整体性能,负责系统高速信号的交换,通常具备高性能、高宽带、低延迟、可扩展性、高可靠性等特点,在PCB板上有非常多的PCIe通道以及各类高速连接器的插接通道。
UBB板:在AI领域,UBB主板的主要作用是搭载整个GPU平台,在AI服务器中与GPU加速模块(SXM/OAM模块)直接相连,为GPU加速模块提供高效的数据传输与交换通道,同时具备一定的数据管理功能,通常具备高性能、高稳定性和高可拓展型等特点。
OAM交换模块板:在AI领域,开放加速模组(Open Accelerator Module,简称OAM)可以用于各种需要高性能计算的场景,如图像识别、自然语言处理、机器学习等。通过使用开放加速模组,用户客户更加灵活地构建AI系统,提高系统性能和效率,是AI加速的核心单元。
相较于传统服务器,AI服务器在面积、层数、材料方面升级趋势明显。由于AI服务器所承载任务的特殊性,其对PCB的技术要求也相对较高,高端服务器的要求一般为高层、高密、高速等,将带动PCB产品的价值的提升。AI服务器PCB板价值量提升主要来自三方面:
PCB板面积增加。AI服务器中除了搭载CPU的主板外,每颗GPU需要分别封装在GPU模块板,相比传统服务器仅使用一块主板,PCB面积大幅增加。
PCB板层数增加。AI服务器相对于传统服务器具有高传输速率、硬件架构复杂等特征,需要更复杂的走线,因而需要增加PCB层数以加强阻抗控制等性能。
PCB用CCL材料标准更高。AI服务器用PCB需要更高的传输速率、更高散热需求、更低损耗等特性,其核心材料CCL需要具备高速高频低损耗等特质,CCL材料等级需要提升,材料的配方以及制作工艺复杂度攀升,推动价值量提升。
以NVIDIA GB200为例,GB200 NVL72内部PCB主要包括Superchip、NIC、DPU、NVLinkSwitch以及其它配卡等,其整机集成度不断提升,同时性能、高频高速材料、带宽传输速率、功耗散热各个维度均有成倍提升,对PCB提出了更高要求。根据《PCB:AI引领新增长 覆铜板有望先行》测算,预计GB200 NVL72的PCB总价值量约为24900~33945美元,对应单GPU HDI价值量约为263~459美元,较H100的97美元提升幅度约为171.9%~374.4%。
五、投资建议
半导体:
芯片设计:推荐龙迅股份,纳芯微,思特威,澜起科技,杰华特;建议关注峰岹科技,瑞芯微,乐鑫科技。
半导体设备与零部件:推荐北方华创,茂莱光学;建议关注中微公司,福晶科技,福光股份,精测电子,中科飞测,富创精密,新莱应材。
晶圆厂:建议关注中芯国际,华虹公司。
封测:建议关注长电科技,甬矽电子,通富微电。
消费电子:
随着端侧AI从核心层到应用层技术的日趋成熟,消费电子终端进入了产品迭代的重要窗口期。各终端品牌厂商融入“AI血液”创新不断,手机及PC传统终端方面有望引起新一轮“换机潮”,可穿戴设备等新兴终端或将大批落地。我们认为,再次背景下产业链相关企业有望充分受益,因此梳理了2025年消费电子三条投资主线。
主线一:AI+手机/PC落地节奏加速,建议关注产业升级带来的投资机会。1)果链:推荐立讯精密、鹏鼎控股、水晶光电、领益智造,建议关注歌尔股份、蓝思科技、东山精密等。2)安卓、华为链:推荐汇顶科技、电连技术、思特威,建议关注欧菲光、韦尔股份、格科微等。3)终端及ODM:推荐传音控股,建议关注华勤技术等。
主线二:各厂商持续AI+可穿戴设备,建议关注本轮产业链布局中深度受益标的。1)代工:推荐天键股份,佳禾智能,建议关注歌尔股份,亿道信息等;2)配镜:推荐明月镜片,建议关注博士眼镜等;3)Soc:推荐恒玄科技,建议关注中科蓝讯,乐鑫科技等;4)光学:推荐水晶光电,建议关注舜宇光学等;5)品牌:建议关注漫步者,小米等。
主线三:面板行业供需格局持续优化,利润中枢有望继续上扬,建议关注面板行业投资机会。推荐TCL科技;建议关注京东方、彩虹股份。
算力:
铜缆:建议关注沃尔核材,精达股份;
PCB:建议关注沪电股份,胜宏科技,景旺电子,世运电路。
六、风险提示
1、市场竞争加剧。如果未来随着市场竞争的进一步加剧,行业将可能面临主要产品价格下降、利润空间缩减的风险。
2、半导体行业周期波动。半导体行业具有较强的周期性特征,全球和国内宏观经济的周期性波动都对行业的发展带来影响。如果全球及中国宏观经济增长大幅放缓,产业政策变化或行业景气度下滑,将给行业短期业绩带来一定的压力。
3、市场风险偏好下降。短期来看,内外部宏观环境依旧存在不确定性,如果经济复苏不及预期以及外围局势持续扰动,市场风险偏好有下降的风险。
证券研究报告:《2025电子年度策略:AI算力+端侧方兴未艾,自主可控之道行则将至》
对外发布日期:2024年12月24日报告发布机构:西部证券研究发展中心
郑宏达(S0800524020001)zhenghongda@research.xbmail.com.cn
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