云岫資本合伙人兼首席技術(shù)官趙占祥
中國半導(dǎo)體投資有哪些機(jī)遇？今天，走出去智庫（CGGT）刊發(fā)的云岫資本合伙人兼首席技術(shù)官趙占祥在演講PPT報(bào)告，供關(guān)注半導(dǎo)體投資的讀者參閱。
要 點(diǎn)：
1、過去一年，市場上有534個(gè)半導(dǎo)體公司獲得融資，總?cè)谫Y金額達(dá)1536億；其中融資額超過5億的大項(xiàng)目數(shù)量是46個(gè)，數(shù)量上僅占8.6%，但總?cè)谫Y金額達(dá)992億，占據(jù)總?cè)谫Y金額的64.6%，龍頭效應(yīng)明顯。
2、智能汽車汽車正在向電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化三個(gè)方向發(fā)展。2020 年中國新上市的車系中，智能汽車占據(jù)33.6%；全球2020年智能汽車入圍品牌里，中國占47%，包括小鵬、蔚來等造車新勢(shì)力和長安、比亞迪、紅旗等傳統(tǒng)車廠。
3、中興事件、華為事件發(fā)生之后，家電、手機(jī)到汽車各大終端廠商都在快速推進(jìn)國產(chǎn)替代。但國產(chǎn)替代需要時(shí)間，芯片研發(fā)的周期長、投入大，同時(shí)還涉及軟件生態(tài)的協(xié)同。
正 文
過去一年的半導(dǎo)體創(chuàng)業(yè)投資熱潮中，涌現(xiàn)出很多融資額超過5億的大項(xiàng)目，這在過去的半導(dǎo)體發(fā)展歷史上十分罕見。
歷史上的巨額半導(dǎo)體融資，往往需要政府級(jí)力量來投入，但是過去一年的大項(xiàng)目中，投資方更多是投資機(jī)構(gòu)等民間資本。為什么會(huì)有這樣的變化？
核心是由于“國產(chǎn)替代”和大的市場機(jī)會(huì)出現(xiàn)，導(dǎo)致各個(gè)領(lǐng)域過去很難做的芯片，現(xiàn)在可以做了，而且有很大的概率能夠成功，因此吸引了很多資金進(jìn)場。
具體來看，少數(shù)大項(xiàng)目吸引了6成融資額——據(jù)云岫資本統(tǒng)計(jì)，過去一年，市場上有534個(gè)半導(dǎo)體公司獲得融資，總?cè)谫Y金額達(dá)1536億；其中融資額超過5億的大項(xiàng)目數(shù)量是46個(gè)，數(shù)量上僅占8.6%，但總?cè)谫Y金額達(dá)992億，占據(jù)總?cè)谫Y金額的64.6%，龍頭效應(yīng)明顯。
進(jìn)一步拆解，會(huì)發(fā)現(xiàn)龍頭公司往往集中在數(shù)據(jù)中心、汽車和半導(dǎo)體制造三大熱門賽道，以及設(shè)備材料、EDA/IP等領(lǐng)域。本篇報(bào)告，我們將針對(duì)這5大領(lǐng)域的投資態(tài)勢(shì)與趨勢(shì)做進(jìn)一步探討。
數(shù)據(jù)中心
隨著數(shù)據(jù)大爆炸時(shí)代來臨，全球半導(dǎo)體正進(jìn)入數(shù)據(jù)中心驅(qū)動(dòng)時(shí)代。
和手機(jī)、汽車不同，數(shù)據(jù)中心在日常生活中大概率是看不到的，但它卻是一個(gè)吞“芯”巨獸，實(shí)實(shí)在在地消耗著大量芯片，就我曾經(jīng)從事的存儲(chǔ)領(lǐng)域來說，數(shù)據(jù)中心消耗的存儲(chǔ)芯片已經(jīng)占到全球存儲(chǔ)芯片產(chǎn)量的25%左右。
2019年，全球超大型數(shù)據(jù)中心資本支出1200 億美元以上，去年一年，英特爾、英偉達(dá)、marvell等全球巨頭都進(jìn)行了幾場高達(dá)四、五百億美金的巨額并購，而這些并購面向的市場都是數(shù)據(jù)中心，目標(biāo)是擴(kuò)大數(shù)據(jù)中心芯片的市場份額。
數(shù)據(jù)中心新型架構(gòu)下，網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算和存儲(chǔ)融合，計(jì)算分流。具體來看，網(wǎng)絡(luò)主要是DPU和交換機(jī)芯片，計(jì)算主要分為CPU、GPU和AI芯片，存儲(chǔ)的主要機(jī)會(huì)在于智能存儲(chǔ)控制芯片等。
據(jù)預(yù)測，隨著數(shù)據(jù)量的激增，到2025 年，交換機(jī)芯片、CPU、GPU 和 AI 芯片的市場規(guī)模都會(huì)迎來大規(guī)模的增長，增長率分別將達(dá)7.5%、14%、46.9%、36.9%。
CPU
全球來看，英特爾和 AMD 占據(jù)了CPU 的絕對(duì)壟斷地位。
CPU傳統(tǒng)架構(gòu)分為x86和ARM兩種，x86主要應(yīng)用于PC和服務(wù)器，ARM主要應(yīng)用在手機(jī)和移動(dòng)端。
MIPS架構(gòu)中，中國龍芯處于領(lǐng)先地位；RISC-V架構(gòu)一開始只應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)等嵌入式場景。隨著整個(gè)生態(tài)的快速成熟，未來還將會(huì)覆蓋 PC、平板、手機(jī)、超級(jí)計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。代表企業(yè)包括賽昉科技、SiFive、晶心科技等。
GPU并不僅僅意味著云計(jì)算GPU服務(wù)器和電腦顯卡，在5G MEC基站、高清視頻、建筑和工程設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、渲染與仿真、電子競技、娛樂與傳媒產(chǎn)業(yè)等產(chǎn)業(yè)里， GPU都將起到關(guān)鍵的推動(dòng)作用。
中國GPU市場占據(jù)全球市場的三分之一以上，消費(fèi)類大約占50%左右，但我國GPU幾乎全部依靠進(jìn)口。
依托中國巨大的市場，以及國家對(duì)GPU等急需自主可控的芯片技術(shù)的重視，國產(chǎn)GPU將有機(jī)會(huì)在短期內(nèi)迅速崛起，重建GPU行業(yè)生態(tài)。
AI 芯片
AI芯片按照技術(shù)路線主要分為GPU、FPGA、ASIC和軟ASIC。
GPU是通用計(jì)算，計(jì)算能力強(qiáng)、產(chǎn)品成熟，但效率不高、編程難度大，目前NVIDIA壟斷市場。
FPGA是半定制化，平均性能較高、功耗低、靈活性強(qiáng)；然而峰值計(jì)算能力較弱、編程語言難度大。目前Xilinx市占率超過50%，Xilinx和Intel合計(jì)市占率達(dá)90%左右。
ASIC是全定制化，平均性能高、功耗低、體積?。坏豢删庉?、研發(fā)時(shí)間長、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較高。ASIC市場較為分散，谷歌是主要玩家。
軟ASIC兼有ASIC和通用計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)，以思朗科技發(fā)布的MaPU架構(gòu)為例，它自主可控，具有廣泛的適用性，兼具了靈活性和高性能的特點(diǎn)。
按照應(yīng)用 ，數(shù)據(jù)中心的 AI 芯片主要分成云端訓(xùn)練芯片和云端推理芯片；按照廠商類型，可以分成傳統(tǒng)芯片廠商、跨界巨頭和初創(chuàng)公司三類玩家。
傳統(tǒng)芯片公司包括英偉達(dá)、AMD、英特爾、海思等，它們擁有深厚的技術(shù)積累、雄厚的資金、現(xiàn)成的人才隊(duì)伍，但產(chǎn)品在邊緣推理市場的滲透力不足。
跨界巨頭包括 Google、阿里、百度等，它們加入AI加速芯片市場主要源于業(yè)務(wù)需要，切入方式包括收購創(chuàng)業(yè)公司和自主研發(fā)。目前 Google 的 TPU 已經(jīng)迭代了好幾代，給 Google 也帶來了很大的收益。
初創(chuàng)公司包括中國的寒武紀(jì)、希姆計(jì)算等，他們產(chǎn)品緊貼下游需求，體制靈活、反應(yīng)迅速，未來可期。
DPU
DPU是面向數(shù)據(jù)中心的專用處理器，將成為新一代的重要算力芯片。它能夠完成性能敏感且通用的工作任務(wù)加速，更好地支撐CPU、GPU的上層業(yè)務(wù)。
傳統(tǒng)的智能網(wǎng)卡叫高性能網(wǎng)卡，但它僅僅是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的翻譯網(wǎng)卡，而DPU網(wǎng)卡新增了AI、安全、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等各種加速功能，有了這些功能，網(wǎng)卡就是一個(gè)智能網(wǎng)卡，成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)。
DPU最大的價(jià)值是對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的改變。
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心時(shí)代以計(jì)算為中心，CPU在中心節(jié)點(diǎn)；但DPU時(shí)代是以數(shù)據(jù)為中心，DPU位于整個(gè)數(shù)據(jù)中心的中心，做流動(dòng)的管理，CPU、GPU、存儲(chǔ)等都圍繞在它周邊。
博通、英偉達(dá)都出了自己的DPU。創(chuàng)業(yè)公司里，F(xiàn)UNGIBLE和PENSANDO比較明星，這兩家是思科和Juniper出來的創(chuàng)業(yè)公司，他們重新打造了DPU的概念，提出了許多新的數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)。
交換機(jī)
過去一年，全球交換機(jī)市場增長迅猛，尤其在日本、中國、韓國等國家。其中大型高速交換機(jī)，特別是100G端口的交換機(jī)增長最快，過去一個(gè)季度營收增長27%。
交換機(jī)的核心是交換芯片，它決定了交換機(jī)的性能。Juniper、Cisco 和華為都是自研400G交換芯片；商用的交換芯片主要是博通、Innovium、被英特爾收購的 Barefoot，以及國產(chǎn)的盛科網(wǎng)絡(luò)等公司，其中盛科網(wǎng)絡(luò)的交換芯片已經(jīng)進(jìn)入部分國內(nèi)的交換機(jī)廠商。
智能汽車
智能汽車汽車正在向電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化三個(gè)方向發(fā)展。2020 年中國新上市的車系中，智能汽車占據(jù)33.6%；全球2020年智能汽車入圍品牌里，中國占47%，包括小鵬、蔚來等造車新勢(shì)力和長安、比亞迪、紅旗等傳統(tǒng)車廠。汽車邁入智能化時(shí)代的過程中，產(chǎn)業(yè)鏈也在向中國轉(zhuǎn)移。
智能汽車芯片種類增多，使得單車半導(dǎo)體價(jià)值逐步增大。傳統(tǒng)的汽車?yán)铮酒饕性贛CU控制等領(lǐng)域，但是智能汽車時(shí)代，新增了動(dòng)力安全域、網(wǎng)關(guān)域、通信域、自動(dòng)駕駛域和智能座艙域。隨著自動(dòng)駕駛的等級(jí)從L1升至L5，單車上的半導(dǎo)體價(jià)值將從100美金漲到超1000美金，成為千億美金市場。
MCU
今年全球汽車缺芯嚴(yán)重。雖是危機(jī)，卻也使得國內(nèi)很多有產(chǎn)能且有技術(shù)實(shí)力的MCU初創(chuàng)公司獲得爆發(fā)式增長。比如芯旺微電子，過去進(jìn)入上汽等頂級(jí)車廠的供應(yīng)鏈需要3～5年，而今年在全球缺芯的背景下，迅速進(jìn)入幾家全球頂級(jí)車廠，一年就可以量產(chǎn)出貨了。這對(duì)優(yōu)秀的國產(chǎn)MCU是一個(gè)巨大的機(jī)遇。
自動(dòng)駕駛芯片
汽車的電子電氣架構(gòu)會(huì)向集中化演進(jìn)，具備高算力和開放性的自動(dòng)駕駛芯片重要性將逐漸凸顯。
從2020年到2025年，ECU在從分布式架構(gòu)向域集中式架構(gòu)發(fā)展，從一個(gè)ECU控制一個(gè)功能變?yōu)槎鄠€(gè)ECU合并成域，由域控制器控制多個(gè)功能。
2030年，ECU的數(shù)量會(huì)從最開始的100個(gè)，減少到20~45個(gè)，演進(jìn)為中央計(jì)算式架構(gòu)，所有域控制器集中成中央計(jì)算機(jī)。
全球和國內(nèi)的自動(dòng)駕駛芯片公司，也推出了自己的自動(dòng)駕駛芯片和量產(chǎn)時(shí)間。
影響自動(dòng)駕駛芯片選擇的關(guān)鍵指標(biāo)主要有5個(gè)，包括深度學(xué)習(xí)的算力和效能、支持多個(gè)不同種類傳感器輸入、軟件開發(fā)的便利性、獲得功能安全認(rèn)證以及提供完整開放的解決方案。
汽車傳感器
自動(dòng)駕駛的感知層主要是攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)。
隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)不斷增高，傳感器的物料成本不斷增加，攝像頭會(huì)從普通發(fā)展到多目，毫米波雷達(dá)的頻率在不斷提升，激光雷達(dá)會(huì)從 16 線發(fā)展到更加復(fù)雜的 128 線再到低成本的固體激光雷達(dá)，而傳感器融合會(huì)變成更加復(fù)雜的前融合，算法也會(huì)從傳統(tǒng)算法向融合算法發(fā)展。
智能座艙
由于功能與駕駛安全關(guān)聯(lián)性小，落地速度快，實(shí)現(xiàn)難度低，智能座艙將成為汽車智能化趨勢(shì)下最先迎來快速發(fā)展的方向之一。
隨著智能座艙功能愈加復(fù)雜，座艙SoC發(fā)展體現(xiàn)出5個(gè)趨勢(shì)，第一， CPU 的算力不斷提高；第二，AI 的算力提高，將有更多的交互；第三，支持接入更多車載顯示屏和傳感器；第四，芯片的迭代速度會(huì)越來越快，新產(chǎn)品的發(fā)布周期將縮短 1~2 年；第五，會(huì)向模塊化、可更換可擴(kuò)展的趨勢(shì)發(fā)展，解耦軟硬件開發(fā)過程。
目前，從全球到國內(nèi)不同的廠商都推出了自己的智能座艙的SoC芯片。在中國市場，高通幾乎壟斷高端智能座艙市場，NXP、TI是自主品牌中低端智能座艙芯片的主供應(yīng)商。
功率半導(dǎo)體
一臺(tái)傳統(tǒng)汽車的功率器件價(jià)值只有70美金，但電動(dòng)車的功率器件價(jià)值將達(dá)到330美金，目前比較重要的IGBT器件結(jié)合了BJT和MOSFET的優(yōu)點(diǎn)，是功率半導(dǎo)體的核心元器件。全球的IGBT市場2025年預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)43.8億美元，而這個(gè)市場當(dāng)前國產(chǎn)化率不到 10%。
另一方面，未來碳化硅的市場空間將會(huì)更大。SiC MOSFET器件雖然直接成本增加，但由于其高頻、體積小等特性，可使電池、變壓器、電感等其他成本降低。特斯拉 Model3 里，碳化硅的成本占了功率半導(dǎo)體價(jià)值的80%。
設(shè)備和材料
今年缺芯已成普遍現(xiàn)象。以重災(zāi)區(qū)汽車行業(yè)為例，去年疫情期間汽車產(chǎn)量大幅下降，廠商大幅砍單；但是在下半年汽車產(chǎn)量驟增后，芯片產(chǎn)能沒有及時(shí)跟上來，導(dǎo)致目前全球汽車缺芯，芯片交貨時(shí)間延遲到 18 周，未來或許還會(huì)繼續(xù)增加。
在這樣產(chǎn)能緊張的情況下，2022 年，全球?qū)U(kuò)建 29 座晶圓廠，新增產(chǎn)能最高每月可達(dá)到40萬片，中國是其中最主要的發(fā)力方，將會(huì)擴(kuò)建16座晶圓廠。大量的產(chǎn)能擴(kuò)建下，半導(dǎo)體設(shè)備和材料的需求量大大增加。
晶圓制造是設(shè)備占比最大的環(huán)節(jié)，其中光刻、刻蝕、薄膜沉積和過程檢測占比最大，前5大廠商占有66%的市場份額。
作為半導(dǎo)體行業(yè)上游支撐，設(shè)備和材料的市場占比達(dá)25%，但國產(chǎn)化率不到 20%。所以目前國家推出了各種產(chǎn)業(yè)政策和補(bǔ)貼政策，重點(diǎn)支持半導(dǎo)體設(shè)備和材料。但從 2016年到2020年整體國產(chǎn)化率的提升并沒有太快，仍然任重道遠(yuǎn)，另一角度，這個(gè)領(lǐng)域的投資創(chuàng)業(yè)的機(jī)會(huì)仍然很大。
半導(dǎo)體設(shè)備
半導(dǎo)體材料
晶圓制造和封裝材料的市場細(xì)分較多，單一細(xì)分市場的規(guī)模很小，行業(yè)巨頭集中。半導(dǎo)體材料往往是大型材料廠商的一小塊業(yè)務(wù)，如杜邦，三菱化學(xué)，住友化學(xué)等，鮮有純粹的半導(dǎo)體材料公司。
盡管如此，由于半導(dǎo)體工藝對(duì)材料的嚴(yán)格要求，就單一半導(dǎo)體化學(xué)品而言，僅有少數(shù)幾家供應(yīng)商可以提供產(chǎn)品。因此，半導(dǎo)體材料市場目前國外由大型材料公司壟斷，國內(nèi)競爭格局分散。材料基礎(chǔ)硅片行業(yè)由全球5大供應(yīng)商壟斷，中國大陸僅有少數(shù)幾家企業(yè)具備8英寸半導(dǎo)體硅片的生產(chǎn)能力，而12英寸半導(dǎo)體硅片主要依靠進(jìn)口。
EDA/IP
EDA 作為串聯(lián)整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)的根技術(shù)，市場空間巨大。2020年，EDA全球市場達(dá)74億美元，IP 41億美元；國內(nèi)EDA市場大于5億美元。
EDA覆蓋著從IC設(shè)計(jì)、晶圓代工、封測的全產(chǎn)業(yè)鏈，易形成高壁壘和壟斷，需要依靠產(chǎn)業(yè)上下游共同支持，才能建立生態(tài)圈，得以更好發(fā)展。目前EDA 行業(yè)被國外的三家巨頭 Synopsys、Cadence、Mentor 所壟斷。它們憑借平臺(tái)式發(fā)展，覆蓋IC設(shè)計(jì)全流程，深受大客戶青睞，占據(jù)95%中國市場份額。
EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要并購。Synopsys、Cadence 等大公司都是靠上百次并購才能做大做強(qiáng)，成為巨頭。
EDA和IP也需要用綁定方式增加用戶粘性，國際巨頭 Synopsys和Cadence的IP分別占其總收入的10%和13%。
國內(nèi)目前點(diǎn)工具類型的EDA企業(yè)居多，缺少全流程工具公司，但是未來相信中國肯定會(huì)出現(xiàn)擁有全流程 EDA工具的公司。
隨著美國技術(shù)封鎖加固，EDA“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)上升 ，國家正大力鼓勵(lì)自主發(fā)展 EDA。未來中國成為全球最大半導(dǎo)體生產(chǎn)國時(shí)，國內(nèi) EDA 市場也將對(duì)應(yīng)發(fā)展到更大規(guī)模。
2021年展望
根據(jù)過去一年的觀察和分析，云岫資本將 2021 年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展和投資趨勢(shì)總結(jié)成 4 點(diǎn)。
第一，產(chǎn)能為王。
半導(dǎo)體制造端的 IDM 、Foundry、封測等企業(yè)擁有產(chǎn)能的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展迅猛；為半導(dǎo)體制造提供設(shè)備和材料的公司，業(yè)績也正高速增長，訂單供不應(yīng)求，甚至排到一年之后。
擁有產(chǎn)能資源的少數(shù)芯片設(shè)計(jì)公司正處于絕佳的跨越式發(fā)展機(jī)會(huì)。一方面，其銷售額正大幅增長；另外，設(shè)計(jì)公司也可以優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，優(yōu)先發(fā)展高毛利、高端的產(chǎn)品；最后，隨著客戶缺供應(yīng)商缺芯片，正優(yōu)先選擇國內(nèi)廠商，現(xiàn)在也是進(jìn)入高端客戶供應(yīng)鏈的好時(shí)機(jī)。
第二，龍頭效應(yīng)凸顯。
資金、人才、客戶等多重資源正在涌入大芯片的龍頭企業(yè)、細(xì)分賽道的頭部企業(yè)，以及半導(dǎo)體制造、數(shù)據(jù)中心和智能汽車等熱門領(lǐng)域里。未來，多數(shù)資金會(huì)繼續(xù)向少數(shù)半導(dǎo)體企業(yè)匯集，這些企業(yè)會(huì)成為中國半導(dǎo)體的核心力量。
第三，國產(chǎn)替代全面展開。
中興事件、華為事件發(fā)生之后，家電、手機(jī)到汽車各大終端廠商都在快速推進(jìn)國產(chǎn)替代。但國產(chǎn)替代需要時(shí)間，芯片研發(fā)的周期長、投入大，同時(shí)還涉及軟件生態(tài)的協(xié)同。
目前階段，中國的高端大芯片還未能到達(dá)量產(chǎn)階段。反而是模擬、數(shù)?；旌?、傳感器等小芯片公司，正迅速抓住國產(chǎn)替代機(jī)遇，業(yè)績進(jìn)入快車道。因此我們可以看到，今年申報(bào)科創(chuàng)板 IPO 的很多小芯片公司業(yè)績非常好，已上市的公司也明顯處于高速增長狀態(tài)。
未來，越來越多的半導(dǎo)體公司不只是虧損上市，而是業(yè)績會(huì)比我們想象中更要好。
另一方面，汽車缺芯也加速汽車芯片的國產(chǎn)替代，使得國產(chǎn)汽車芯片獲得巨大發(fā)展機(jī)遇。
第四，關(guān)注創(chuàng)新型芯片企業(yè)。
雖然目前半導(dǎo)體最大的機(jī)會(huì)仍是國產(chǎn)替代，但不同領(lǐng)域的國產(chǎn)替代是有時(shí)間窗口的，這個(gè)行業(yè)的格局也會(huì)逐漸清晰。
國內(nèi)半導(dǎo)體領(lǐng)域目前還沒有芯片巨頭，各領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)公司正“逐鹿群雄”，但是創(chuàng)業(yè)公司遲早會(huì)長大，在每個(gè)細(xì)分領(lǐng)域里成為龍頭，當(dāng)他們占據(jù)各種資源，行業(yè)格局將會(huì)逐漸清晰，國產(chǎn)替代投資時(shí)間窗口也就結(jié)束了。
國產(chǎn)替代的時(shí)間窗口預(yù)計(jì)還有 5 年。更長周期的半導(dǎo)體投資，必須從現(xiàn)在開始關(guān)注在全球范圍領(lǐng)先的創(chuàng)新型芯片公司，他們?cè)谖磥頃?huì)有更大的成長空間。
