佚名 Datayes投研 2022-09-07 - 小 + 大
18年以来,中美贸易摩擦、科技战、新冠疫情、俄乌冲突不断冲击着全球供应链。以美国为首的西方国家通过各类型制裁对我国高端制造进行全方位封锁,我国被迫加速向高端制造业突围。 过去,我们以劳动力要素参与国际大循环,对供应链安全的重视程度相对较低,但梳理下进口依赖情况很容易发现,依赖度较高的产品大多存在技术壁垒,想要摆脱依赖还“卡脖子”。 就在昨天,中央全面深化改革委员会第二十七次会议强调,健全关键核心技术攻关新型举国体制,全面加强资源节约工作。 会议强调,围绕国家战略需求,优化配置创新资源,强化国家战略科技力量,大幅提升科技攻关体系化能力,在若干重要领域形成竞争优势、赢得战略主动。 在逆周期扩产以及新型举国体制的加持下,今天芯片概念股大涨。 在过去的文章中,萝卜君就曾对“卡脖子”“国产替代”的重点领域芯片端有过介绍,今天我按照分类再梳理下芯片企业目前的国产替代进展。 芯片制造的主供应链分为“设计-制造-封装”三个环节,辅产业链还包括用于芯片设计的EDA软件与IP核、半导体设备与半导体材料。 其中,制造、设计、设备环节附加值较高,美、韩、日、中国台湾、欧洲、中国大陆是全球半导体供应链的主要参与方。 逻辑芯片 逻辑芯片按照分类主要包括CPU、GPU等通用处理器,以及诸如FPGA等专用性较强的逻辑芯片。 逻辑芯片在全世界范围内都有广阔的需求,2019年占整个半导体行业的市场份额超过1/4,占集成电路全部市场份额近1/3。 CPU CPU(中央处理器)是计算机的运算和控制核心,2021年,全球处理器市场规模为1500亿美元,其中CPU占据主要市场份额。 围绕CPU芯片和操作系统两个基点,CPU行业内存在Wintel体系和AA体系的两种模式:在Wintel体系中,CPU厂商生产芯片,操作系统厂商提供操作系统;在AA体系中,CPU厂商对芯片或系统厂商进行指令系统或IP核授权,操作系统厂商提供基础版操作系统,由整机厂商定制专用芯片和发行版操作系统。 基于两种模式的发展,英特尔、AMD、ARM成为主要厂商。 近两年采用国产CPU的桌面和服务器产品发展迅速,但市场份额仍不足5%。龙芯、鲲鹏、飞腾、海光、兆芯、申威是我国六大国产CPU芯片厂商。 其中海光信息通过与AMD合作,获得了x86处理器设计核心技术授权,进入到x86处理器设计领域,公司产品占据了国产x86服务器处理器绝大部分市场份额,自2018年来,浪潮、联想、新华三、同方等国内多家厂商的产品已经搭载了海光CPU芯片。 龙芯中科是采用自主LoongISA指令系统,兼容MIPS指令,所有IP模块都是自主设计。硬件方面虽然逼近开放市场主流产品水平,但与世界巨头还有3年左右差距。软件方面也是整体成熟度偏低,目前在Wintel和AA体系中的大量软件也不能在龙芯平台上运行。因此,目前军政及企事业单位是中科龙芯主要发力点。 华为鲲鹏主要有两个CPU产品,分别为鲲鹏916与鲲鹏920,其中鲲鹏920是业界首款7nm数据中心ARM处理器,可以与英特尔旗舰产品媲美。然而,由于华为受到美国制裁,无法生产先进制程的芯片,目前鲲鹏生态面临一定挑战。 天津飞腾专注于ARM芯片研发,是我国最早获得ARMv8指令集架构授权的芯片设计厂商之一,已经适配和正在适配的软件和外设超过2400种,商用前景较其他公司还是比较乐观的。 GPU 美国当地时间8月31日,GPU巨头英伟达在一份监管文件中披露,美国政府已推出一项新的出口许可管制,将影响英伟达向中国出口两款高性能GPU产品。 谈及GPU,数码爱好者都不陌生。GPU中文全称为图形处理器,也叫显示核心、视觉处理器、显示芯片,一般用于个人电脑、游戏机等电子设备,很多人喜欢用“显卡”一词来代替GPU。市场中常见的GPU有英伟达GTX3090、英伟达GTX3080Ti、AMD6900XT 等。 然而,这次涉及的GPU并非上述型号,而是消费电子市场中并不常见的英伟达A100、H100两款芯片。 事实上,GPU分为很多种,对于玩游戏、做设计的普通用户来说,个人电脑需要配备一个GPU,然后将显示器的接口插到GPU板的接口上,就能让游戏拥有更高画质,让PS、PR等软件运行更加流畅。这些主要用于个人用户的GPU,也是大众最为熟知的产品形式。 不过,在GPU领域,还有一类产品叫计算卡,用于大型的计算工作,比如深度学习、地球天气模拟等等。这些工作涉及大量图形计算运输,GTX3090等显卡难以满足要求。因此,英伟达先后推出了A100和H100系列计算卡。 售价几十万的计算卡,自然不会影响普通消费者。在国内市场,A100与H100的消费群体主要是企业用户与政府机构。在英伟达官网上可以发现,蔚来、上海市磁共振实验室、腾讯PCG、阿里云、火山引擎等等。 以蔚来汽车为例,通过A100构建综合全面的数据中心基础设施,并在此基础上开发 AI 驱动的软件定义汽车。凭借 A100 高性能计算,蔚来可以在复杂的深度学习模型上不断迭代,在闭环环境下构建自动驾驶算法。 出口许可管制生效之后,国内企业很难及时获得产品。那么,在此背景下国产企业又该如何应对呢?我们还需要继续等待。 毕竟是人家的产品,在GPU领域,我国企业大多数仍处于概念推出阶段,产品推出较少且大多数仍未进入民用市场。 景嘉微在2014年完成的首款65nm工艺制程的GPU流片,是国内首款具有完全自主知识产权的高可靠图形处理芯片,并在之后不断升级,2021年9月公司新一代JM9系列芯片成功流片,并于11月完成性能测试。 天数智芯在20年底也实现了7nm工艺的GPGPU云端训练芯片“点亮”,其公布的算力达到147TFlops,是目前市占率最高的Nvidia N100芯片同等精度下算力的近两倍。 中船重工也在2018年推出GP101芯片,实现了我国通用3D显卡零的突破,支持X86架构和多款国产CPU。 但说到底,在这样的背景下,我国的GPU市场占有率也是极低的。 模拟芯片 模拟芯片指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路,具有将模拟信号转变数字信号的功能。 根据功能划分,模拟芯片可分为电源管理芯片、信号链芯片、射频芯片。 射频芯片 射频芯片是能够将射频信号和数字信号进行转化的芯片,决定了移动终端可以支持的通信模式、接收信号强度、通话稳定性、发射功率等重要性能指标。 举个例子,民用射频芯片下游需求里,手机就是主要的市场。 从组成来讲,一个射频芯片包括RF收发机、功率放大器、低噪声放大器、滤波器等组成部分。其中在射频前端芯片中,滤波器、功率放大器、射频开关、低噪声放大器等2020年的全球市场总份额超过95%。 全球射频前端芯片市场目前仍主要被美日厂商垄断,有组21年的数据显示,射频前端市场85%的份额被Skyworks、村田、Qualcomm、Qorvo和Broadcom在内的五家厂商占据。 再来看国内的情况,射频开关与LNA领域国内厂商涉足较早。 早在2010年,卓胜微便转型进入射频开关与LNA赛道。2014年,卓胜微量产第一款射频开关,全年销量超过一亿颗。与小米、OPPO、vivo和华为等移动终端产品大厂均建立了牢固的合作关系。2020年,卓胜微成功在全球LNA与开关市场中抢占了8%的市场份额。 经过多年的发展,国内拥有昂瑞微、华为海思、紫光展锐、卓胜微、唯捷创芯等 20 多家射 频功率放大器器件供应商。 在2021年,唯捷创芯和慧智微同时推出应用于5G UHB单频方案的n77/78收发模组芯片,这款产品是5G手机的通用射频模组,应用面很广,覆盖高中低端5G手机。 滤波器成为国内射频芯片的最后一块拼图,当前已经有所突破。中国SAW厂商有麦捷科技、德清华莹、好达电子等,2021年,麦捷科技与成功流片FullB41BAW滤波器的华芯无线科技达成合作,成立“麦捷瑞芯技术有限公司”,从事BAW滤波器的研发与生产。 电源管理芯片 电源管理芯片是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片,应用于网络通信、安防监控、智能电力、消费电子等领域中。 由于不同的电子设备应用场景所需的电源管理方案各有不同,电源管理芯片具有很多细分种类。如AC/DC(交流/直流)转换器、DC/DC转换器等,这些之前萝卜君也给大家提到过。 在国内电源管理芯片市场,欧美企业甚至占据了约80%的市场份额,以德州仪器、高通、ADI、美信、英飞凌五家企业为代表。 信号链模拟芯片 信号链模拟芯片是指拥有对模拟信号进行收发、转换、放大、过滤等处理能力的集成电路,包括数据转换芯片(AD/DA)、数据接口芯片和放大器等。 全球排名前五的信号链芯片生产商为亚德诺、德州仪器、安森美、美信、微芯,均是美国企业。可以说后两者尚无完全国产化能力。 总结下就是射频芯片尚无完全国产化能力,射频开关与LNA领域国内厂商涉足较早,技术水平较为先进,滤波器有待突破。 逻辑芯片市场竞争格局高度集中,我国国产化进程缓慢,近两年采用国产CPU的桌面和服务器产品发展迅速,但市场份额仍不足5%。 综上所述,虽然说国产芯片想突破关键”卡脖子“的技术困境,仍有一段长路,但道阻且长,行则将至! 写在最后,大家还想要了解什么板块,可以留言在下面,记得给萝卜君留个小心心♥! 免责声明:本文仅为对历史数据的客观分析,不构成任何投资建议,不对用户依据本文做出的任何决策承担责任 获取更多深度逻辑,以及更多高确定性的成长型公司,请点击最上方蓝字,关注Datayes投研公众号!(账号:robotouyan) |
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