2024年美股半导体行业投资策略:业绩上行期与投资的“后周期”思维

  • 来源:中信证券
  • 发布时间:2024/01/02
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美股半导体行业2024年投资策略:业绩上行期与投资的“后周期”思维。市场概述&产业运行周期。1)SOX股价创历史新高,带动板块PE处于高位水平。自2023年Q3以来,伴随着AI景气度的提升、半导体主要应用领域(消费电子、服务器等)去库存完成、美联储降息预期,带动美股费城半导体指数创历史新高。股价上涨导致SOXPE(Bloomberg一致预期,下一年度)估值倍数约23.5倍,处于历史上的高位水平。2)产业运行周期:经过前期的库存消化,消费电子、PC、服务器等领域的库存已恢复至健康水平,预计行业2024年将进入到复苏状态。我们认为2024年智能手机、PC、传统服务器...

市场回顾:SOX 创历史新高,产业进入上行通道

市场回顾:SOX 创下历史新高,板块 PE 亦回到高位

市场回顾:1)自 2023 年 Q3 以来,伴随着 AI 景气度的提升、半导体主要应用领域 (消费电子、服务器等)去库存完成、美联储降息预期,带动美股费城半导体指数创历史 新高。2)从费城半导体板块的 PE 估值水平来看,目前 PE(下一年度)估值倍数约 23.5 倍,处于历史上的高位水平;PE(当年年度)估值倍数约 32.8 倍,亦处于历史上的高位 水平。3)从费城半导体板块的 EPS 水平来看,EPS(下一年度)在 2023 年 3-4 月份迎 来大幅上调,主要原因是 AI 带来的预期上行。此后美股费城半导体板块 2024 年的 EPS 预期,围绕着 170-175 美元/股上下波动,并未出现大幅上调的现象,市场上行更多通过估 值扩张实现。

估值水平:从费城半导体指数成分股的估值水平来看,大部分公司估值水平均处于中 高分位数水平。1)费城半导体指数 30 支成分股中,有 19 支股票的估值均处于大于 50% 分位数水平,部分公司(英特尔、德州仪器、博通、泰瑞达)估值水平处于历史高位。2) 我们认为,短期维度,板块股价若要进一步上行,需要看到更为超预期的业绩兑现,或周 期拐点事件出现。

产业周期:已迈过库存高点,进入 U 形复苏通道

供需结构:行业整体迈过库存高点,但内部各子板块间分化明显。1)从主要半导体 公司的指引来看,经过前期的持续消化,主要领域的库存已恢复至健康水平。2)消费电 子领域,Android 库存目前恢复至健康水平,目前下游 ODM 厂商正处于补库存状态。3) PC 和平板电脑已于 2023 年 Q2 恢复至健康库存状态。4)服务器领域,库存进入到消化 的尾声,判断产业链公司于 23Q4 恢复至健康状态。5)工业/汽车半导体、物联网等,仍 处于去库存状态。

需求侧:行业需求开始回暖,但复苏斜率可能偏平坦

从全球半导体销售额数据来看,2023 年 Q3 销售额已出现回暖,同比降幅在逐渐 收窄。考虑到 2022Q4 的低基数,以及 2023Q4 行业迎来复苏,我们预计 2023Q4 全球半导体销售额有望迎来同比正向增长,行业复苏拐点已现。

从目前厂商等对半导体下游的需求预测来看,考虑到宏观经济的逆风,我们认为 2024 年大概率为全球消费电子行业弱复苏的一年。其中联发科预计,智能手机 行业 2024 年出货量增速为低个位数增长;戴尔科技预计,PC 行业 2024 年出货 量增速约 3%-4%;Trendforce 预计,传统服务器 2024 年出货量增速约 2.3%。

市场展望:股价上行持续性、子板块性价比筛选

美股半导体板块典型的周期股属性,股价一般领先于业绩,目前美股半导体指数已经 创下历史新高,股价已较多反映本轮板块的周期复苏预期,并体现为估值层面的大幅扩张, 但板块业绩刚迈过周期低点,并进入复苏通道。股价、业绩层面的上述特征组合亦使得明 年的半导体板块投资充满挑战。基于广泛的投资者交流,我们总结认为,目前市场关注的 焦点主要集中在两个层面:1)自 2022 年 10 月底以来的本轮股价上行,还能持续多久、 能够达到多高的水平;2)股票投资更多是风险、收益的综合比较后的性价比考量,从估 值、市场预期计入等维度看,哪些子板块当前位置可能具有更好的性价比。显然,从历史 经验来看,每轮半导体周期约 4 年左右,其中业绩下行 4~6 个季度,业绩上行 10~12 个 季度,显然 2024、2025 两年,板块业绩大概率将处于明显的上行周期,估计亦有望在 2024 年维持升势,但上升幅度,以及各子板块的偏好,我们将在下文进行系统分析和回答。

数据中心:预计通用计算将恢复正增长,AI 总量维持 强劲但结构发生变化

回顾 2023 年数据中心发展情况来看,传统服务器处于去库存状态,AI 服务器上游芯 片受限于 Cowos 产能吃紧。展望 2024 年,我们认为:云厂商&企业客户资本开支回升料 驱动数据中心市场整体需求增长;Cowos 产能快速扩产使得 AI 训练卡的紧缺度进一步缓 解;CSP 企业加大 AI 训练卡的研发投入,ASIC 芯片出货量将快速提升。

计算:传统计算市场料恢复增长,AI 需求维持强劲但格局趋于分散

从整个行业的发展趋势来看,预计全球数据中心市场规模在 2024 年将继续保持增长, 其中传统计算市场已在 23Q4 开始恢复增长,AI 训练卡 2024 年有望继续保持高景气度。

传统服务器领域:已在 23Q4 开始恢复增长,我们预计 2024 年行业保持稳步增长。 (a)Intel 表示,进入到 23Q4 之后,传统服务器库存恢复至健康状态,并受益于生成式 AI 的有力影响,未来 TAM 有望不断增长。公司预计 23Q4 数据中心业务将实现温和环比 增长,同时多数客户 2023 年底将回归健康库存水位。(b)AMD 预计 23Q4 公司数据中心 业务有望实现两位数的同环比增长。(c)展望 2024 年,我们预计传统服务器出货数量将 保持中个位数增长,主要原因在于:  CSP 企业对普通服务器和 AI 服务器进行单独预算,云巨头云服务更多依赖于通 用服务器承载,AI 服务器对普通服务器的挤出影响相对有限。  2023 年传统服务器经历去库存后,企业需求迎来增长,在一定程度上拉动对传 统服务器的需求。  2024 年,英特尔 Eagle Stream 和 AMD Genoa、AMD Bergamo 等新服务器平 台的推出,换机周期背景下,亦将拉动传统服务器的需求。

AI 加速卡:预计 2024 年继续保持高速增长,但竞争格局或将趋于分散。(a)2023 年 12 月 7 日,AMD 在“Advancing AI”发布会上表示,全球数据中心加速器市场规模将 从 2023 年的 450 亿美元增长至 2027 年的 4000 亿美金,年复合增速达 70%。(b)英伟 达数据中心 2023 年四季度收入指引强劲,公司预计 2024-2025 年数据中心业务将保持增 长。(c)尽管 AI 加速卡推动整个行业在快速增长,但考虑到 AMD MI300 快速放量、CSP 企业自研 ASIC 芯片等情况,我们认为 AI 加速卡的竞争格局将于 2024 年趋于分散。 

GPU 加速卡,预计产业链 COWOS 短缺将于 2024Q2 附近得到缓解。目前英伟 达数据中心 GPU 加速卡销量仍主要以高端的 A100/H100 系列卡为主。需求层面, 短期科技巨头的军备竞赛、创业公司的积极涌入等,叠加主要参与者在模型构建 环节的极大热情等,均有望构成持续的需求支撑;供给层面,目前 A100/H100 仍主要受制于 HBM(高带宽内存)、先进封装(CoWoS)等,其中台积电 CoWoS 环节产能为主要约束,考虑到封测设备的交货周期等因素,我们预计台积电 CoWoS 产能实质性改善最早将在 2024Q2 左右。同时参考历史经验,短期偏紧 的供给、供需的严重错配等,预计将导致下游客户出现 double booking、over booking 等现象。因此,短期维度(至少 2024Q2 之前),无论是从订单流入、交 付量、价格等维度,英伟达数据中心业务均有望维持强劲势头,且持续保持季度 环比向上。

GPU 加速卡:预计 AMD 产品将于 2024 年快速放量。伴随着 AMD 加大在 GPU 加速卡领域中的产品布局,据公司在 23Q3 业绩交流会上透露,MI300 将在 23Q4 出货,目前已有多家云厂商客户承诺部署 MI300,公司预计数据中心部门的 GPU (含 MI300)营收 23Q4 将达 4 亿美元,在 2024 年将超过 20 亿美元。

云计算巨头加大 AI ASIC 芯片布局。(a)除了 NVIDIA 与 AMD 的 GPU 解决方 案外,大型公有云厂商亦在扩大自研 ASIC 芯片将成趋势。Liftr Cloud Insight 数 据显示,2023Q2 AWS 自研 AI 训练卡比例约 26.7%,谷歌自研 AI 训练卡比例约 9%。展望未来,各大云厂商将加大后续 ASIC 产品的布局。具体包括:Google 自 2023 年下半加速自研 TPU 导入 AI 服务器;根据 TrendForce 报道,2024 年 AWS 亦将扩大采用自研 ASIC,Trendforce 预计其出货量有望翻倍成长。此外, Microsoft、Meta 等亦规划扩展自研 ASIC 计划。(b)主要玩家及产品布局:高 端 ASIC 产品已迭代至 3-5nm,博通和迈威尔走在行业前列。高端 ASIC 市场(针 对云计算、网络、视频、电信服务和企业数据中心存储控制器领域的定制芯片设 计)的主要供应商包括博通、Marvell、英特尔、联发科技和 Socionext 等。博通 推出了最新的 5nm ASIC 设备和 7nm ASIC IP,支持高达 112G SerDes 传输速 率。Marvell 提供广泛的 ASIC IP,涵盖 3-14nm 制程,支持 64 位 ARM 处理器,传输速率可达 112Gbps SerDes。英特尔推出了结构化 ASIC 产品 eASIC,传输 速率最高达 112Gbps,作为 FPGA 和标准单元 ASIC 之间的中间技术,其产品涵 盖 N5X、N3XS、N3X 系列。联发科技推出了 7nm ASIC 产品,传输速度最高达 112G SerDes。Socionext 提供高性能的定制 ASIC 和网络 ASIC,采用 5-28nm ASIC 制程技术。

网络:持续聚焦速率升级、AI 网络等产业机会

AI 网络:短期 IB 网络有望持续占优,但以太网占比料将持续提升。1)Infiniband 网 络(IB 网络:是指通过一套中心 Infiniband 交换机在存储、网络以及服务器等设备之间建 立一个单一的连接链路),通过中心 Infiniband 交换机来控制流量,能够降低硬件设备间数 据流量拥塞,有效解决传统 I/O 结构的通信传输瓶颈,还能与远程存储设备和网络设备相 连接。2)在处理大模型中较多的数据时,数据传输错误或数据丢失可能会导致训练过程 中断甚至失败,因此保证传输的可靠性尤为重要,而 IB 网路有效实现避免了这一问题。3) 我们测算,英伟达自收购 Mellanox 业务之后,营收快速增长,由 FY2020 年的 13 亿美元 增长至 FY2024 年的 80 亿美元。

伴随着新型网络架构的升级,高速率交换机在数据中心领域中的出货量及占比有望逐 渐提升。1)数据中心用交换机出货量增长,主要缘于 25/50Gb、100Gb、200/400Gb 交 换机出货量的增长。IDC 数据显示,全球数据中心用交换机出货量的快速增长,主要缘于 25/50Gb、100Gb、200/400Gb 交换机出货量的增长。2)数据中心用交换机市场规模增 长,主要缘于 200/400Gb 交换机市场规模的增长。IDC 数据显示,全球数据中心用交换 机市场规模的快速增长,主要缘于 200/400GB 型号的快速增长,有望由 2022 年的 23.4 亿美元增长至 2026 年的 106 亿美元。3)IDC 数据显示,2022Q1-Q3 全球数据中心用交 换机季度出货量约 2000-2500 万个,其中 Cisco 出货量约 530-580 万个(出货量占比约 23.2%-26.5%),为此领域中的绝对龙头。Arista 近些年来出货量快速增长,2022Q1-Q3 出货量约 260-360 万个(出货量占比约 13%-14%)。在高速率交换机领域,Arista23Q2 季报中披露的数据显示,按照交换机端口数划分,Arista 在 100/200/400G 交换机领域的 市占率更是已经超过了思科,位居行业第一。

数据中心网络组件:由不同数据中心链接器件构成,主要包括光模块、AOC 和 DAC。 1)伴随着云计算和大数据的普遍应用,数据中心作为云计算的核心基础设置,其计算能 力和内部数据交换能力也呈现出指数级的发展,催生了对不同链接器件的需求。目前,光 模块、有源光缆(AOC)和有源电缆(DAC)是数据中心链接的主要选择。2)市场规模: 光模块市场规模是 AOC&DAC 十倍左右。LightCounting 数据显示,2022 年全球 AOC&DAC 市场规模分别为 7.1 亿美元、5.1 亿美元;2022 年光模块全球市场规模约 130 亿美元。

光模块 DSP 电芯片未来增长动力:主要来源于 800G/1.6T 光模块产品的升级、 AOC&AEC 对其需求的增长。(a)从各公司的产品升级节奏来看,2018-2022 年,受产 品升级的有利影响,亚马逊和 Meta 分别对 400G 和 200G 光模块的需求不断增加,带动 了其对 DSP 产品的需求。(b)展望未来,我们认为 DSP 产品的增长主要来源于 800G 和 1.6T 以太网收发器的部署,并将推动 PAM4 DSP 芯片组销量的增长。同时,有源光缆(AOC) 和有源电缆(AEC)也需要 PAM4 DSP,也能带动市场规模的上涨。

DSP 市场规模&竞争格局:全球市场规模约 10 亿美元,Marvell 是该领域的绝 对龙头。(a)LightCounting 数据显示,全球数据中心 DSP 芯片市场规模有望由 2022 年的 8.7 亿美元增长至 2024 年的 14.1 亿美元,其中 PAM 4 DSP(主要用 于数据中心内部的传输)市场规模有望由 2022 年的 5.51 亿美元增长至 2024 年 的 9.4 亿美元;Coherent DSP(主要用于数据中心之间的传输)市场规模有望由 2022 年的 3.22 亿美元增长至 2024 年的 4.6 亿美元。(b)从竞争格局来看,LightCounting 数据显示,全球数据中心 DSP 主要由三家公司提供,Marvell 为 该领域的绝对龙头公司,2022 年市占率约 60%。

灼识咨询预计 2025 年全球交换机芯片市场规模将超过 60 亿美元,未来增速主要源 于商用领域。(a)伴随着数据中心网络架构的升级,带动交换机芯片市场规模的增长。灼 识咨询数据显示,全球交换机芯片试产规模有望由 2020 年的 51 亿美元增长至 2025 年的 60 亿美元,其中增长动力主要源于商用以太网交换机芯片的增长。(b)从市占率来看, 2020 年商用以太网市占率约 50.4%,预计 2025 年商用以太网市占率将增长至约 54.9%。 (c)具体到商用以太网交换机芯片领域,博通和 Marvell 几乎垄断商用以太网交换机芯片 市场。650 Group 数据显示,全球商用以太网交换机芯片市场,几乎是由博通和 Marvell 垄断。根据 650 Group 数据,2020Q4,博通市占率(按出货量计算)约 70%,Marvell 市占率(按出货量统计)约 29%。

消费电子:短期补库存结束,关于 AI PC&手机进展

智能手机:中期维持谨慎观点

智能手机:2024 年为弱复苏,华为手机回归在一定程度上抹平行业出货量的增量。1) IDC 数据显示,2022 年全球智能手机年度出货量仅 12.1 亿部(同比-11%),为 2013 年以 来最低谷水平。伴随着 23Q4 全球智能手机销量的提升,IDC 预计 2023 年全年智能手机 销量约 11.6 部(同比-3.5%),2024 年全年智能手机销量约 12.3 亿部(同比+5%)。2) 从竞争格局来看,伴随着华为智能手机业务的回归,华为智能手机市占率不断提升。IDC数据显示,2023Q3 华为智能手机市占率约 3.2%。展望 2024 年,华为智能手机的回归, 将在一定程度上抹平行业出货量的增量。

5G 智能手机渗透率进一步提升,2024 年出货量有望保持双位数增长。1)IDC 预计, 2023 年全球 5G 智能手机增速约 11%(对应渗透率约 61%),2024 年增速约 20%(对应 渗透率约 69%)。2)据联发科和 Skywork 财报数据显示,2024 年全球 5G 智能手机增速 有望保持双位数增长。

手机芯片:短期受益于补库存带来业绩释放,中期维持谨慎观点。(a)从终端的角度 来看,2016 年全球智能手机行业销量见顶,行业增速进入到周期波动的情况。Canalys 数 据显示,2020Q1-2021Q4,智能手机销量进入到周期增长的阶段;2021Q4-2023Q2,智 能手机销量进入到单边下降的阶段。(b)从智能手机芯片的角度来看,近两年行业竞争不 断加剧,高通扩大在中低端领域中的产品布局;联发科扩大在高端领域中的产品布局。展 望 2024 年,我们认为:智能手机行业弱复苏再叠加强竞争的背景下,相关产业链公司毛 利率提升相对有限。

PC:边缘 AI+windows 10 EOL ,关注整机、核心处理器、DDR5

我们认为 AI PC 有望成为边缘 AI 的率先落地场景。伴随着生成式 AI 技术的普及,高 通、AMD、英特尔、苹果等科技巨头加大了在边缘端 AI 领域中的投入,市场关注点正在 逐渐由云端训练领域,向边缘端逐渐拓展,AI 与 PC、智能手机、智能汽车等产业的结合, 有望加速边缘端 AI 的落地。综合考虑算力约束、应用场景、功耗等因素,我们认为 AI PC 有望成为此轮边缘 AI 优先落地的场景。

PC 产业运行周期:行业正迎来复苏,主要厂商、机构预计 2024 年增速为中个位数 水平。1)Canalys 数据显示,2023 年 Q3 全球 PC 出货量约 6560 万台(同比-7%,环比 +8%),连续两个季度环比出现正增长,行业迎来复苏。2)受换机的有利影响、Windows 12 的更新,以及 AI PC 的推动,Gartner、IDC、AMD、美光、戴尔科技等公司预计,2024 年 PC 行业有望实现中个位数增长,整体表现出弱复苏状态。

AI PC 渗透率:短期看,产业界对明后年渗透率有分歧,但对后续长期发展趋势均看 好。短期来看,从产业链中的公司描述来看,英特尔对明后年 AI PC 的渗透率相对乐观, 义隆电子和华硕认为 2025 年 AI PC 渗透率将迎来实质性增长。  英特尔预计未来 2 年 AI PC 累计出货量为 1 亿台。我们假设第一年出货量为 4000 万台,第二年为 6000 万台,对应搭载英特尔处理器的 AI PC 渗透率,2024-2025 年分别为 11%、17%。 

义隆电子将 AI PC 区分为云端 PC与终端应用 PC,其中 2025年终端应用 AI PC 预计将迎来显著成长。(a)其中云端 PC 是指,比如订阅微软 Copilot 服务。公 司在 23Q3 法说会上预估此类 PC 2024 年市占率约 20%~30%,由于用户付费即 可使用,对于后续换机贡献相对较小。(b)终端应用 PC,是指如搭载 Qualcomm 或联发科 ARM-base CPU,依托其 AI 能力,在总结电子邮件、撰写文稿与生成 图像等方面可大幅提高生产力。终端应用 PC 在使用过程中需要消费者重新购买 PC 方能体验此类 AI 功能,在一定程度上可以带来换机需求。义隆电子预估 2024 年终端应用 AI PC 渗透率相对较低,2025 年会有显著的成长。  华硕预计 2025 年之后 AI PC 渗透率有望达到双位数水平。据公司联合创始人 Samson Hu 在台南成功大学举办的《国立大学电气工程系校友会年度技术》会 议上透露,目前 AI PC 仍处于起步阶段,2025 年及之后 AI PC 渗透率才有望达 到双位数水平。

Canalys 认为 AI PC 是指搭载 AI 加速功能的处理器(苹果 M 系列、高通 Snapdragon Elite X、AMD Ryzen 7040/8050、英特尔 Meteor Lake)。这些公司 预计全球 AI PC 渗透率将由 2023 年的 10%提升至 2027 年的 60%。

AI PC 在核心处理器领域有较大的升级。我们看到产业链相关公司纷纷计划在 2024 年量产推出核心处理器,做到处理数十亿到一百多亿参数的模型。从 AI PC 核心处理器的 厂商布局来看,2023 年苹果、高通、英特尔、AMD 等厂商先后发布 AI PC CPU 产品,预 计将于 2024 年开始量产出货。从产品参数来看,AI PC CPU 的算力在稳步提升,目前可 以处理数十亿到一百多亿参数的模型。

苹果电脑有望带动 ARM 架构渗透率进一步提升,其他 ARM 芯片供应商仍面临系统& 生态兼容的挑战。(a)Canalys 数据显示,受益于苹果自研 M 系列芯片有利影响,ARM 架构的 PC 芯片市占率近些年来不断提升,目前渗透率已提升至 10.6%。(b)我们认为, 苹果在 PC 领域渗透率能够快速起量,主要原因是公司依赖硬件加速模拟器 Rosetta 2 可 以很好地做到与 x86 系统的兼容,同时苹果在 APP 领域也有丰富的软件生态,可以很好 地服务于下游用户。相反,我们认为其他 ARM 芯片供应商尽管在 2024 年有望推出部分芯 片产品,但在 X86 系统兼容、应用程序的丰富度上,仍面临着较大挑战。

DDR5 市占率快速提升 Omida 数据显示,2022 年 PC 领域 DDR5 市占率约 3%,伴 随着 DDR5 价格的下跌,且预计 2023 年 PC 领域 DDR5 的市占率快速提升至 12%。未来 伴随着英特尔和 AMD 先后发布 Meteor Lake、锐龙 7000 系列 PC 处理器,再加上工作负 载和带宽需求的增加,Omida 预计 DDR5 在 PC 市场领域中的市占率将稳步提升,2024 年 PC 领域 DDR5 的市占率将提升至 27%,并将在 2025 年成为主流技术。

物联网:继续底部徘徊,关注 AR 产业链

物联网产业正处于下行周期,短期仍有压力。1)高通在 FY23Q4 业绩交流会上 (CY2023 年 9 月)透露,目前物联网下游需求疲软、产业链库存处于较高水平位置。公 司预计 FY24Q1 将是其物联网业务营收的底部。2)恩智浦在 FY23Q3 业绩交流会上 (CY2023 年 9 月)透露,公司 IoT 业务经过 1 年的需求疲软后,后续业绩有望逐季度改 善。3)Qorvo 在 FY24Q2 业绩交流会上(CY2023 年 9 月)上预计 IoT 业务仍然有压力, 短期内不会有实质性的增长。

预计 2024 年 VR 产出货量快速提升,AR 目前仍处于 B 端市场。1)Statista 数据显 示,2022 年全球 VR 出货量约 959 万台(同比+12%),苹果于 2023 年中举办 MR 发布会, 但发货时间为 2024 年。我们认为,2024 年苹果 MR 的产品发货,以及高通 XR2+新芯片 的发布,有望驱动 VR 产品出货量的提升。2)Statista 数据显示,目前 AR 产品的出货量 仍低于百万级,主要面向于 B 端市场。

关注苹果 MR 量产带来的消费者教育,以及软件生态的边际贡献。1)2023 年 6 月 6 日苹果在 WWDC 大会上正式发布公司第一款 MR(混合现实)设备 Vision Pro,计划于 2024 年初正式发售。从产品形态上来看,混合现实技术 Mixed Rality (MR)是虚拟现实和增强现 实的结合。从概念上来说,MR 与 AR 更为接近,但受限于 AR 技术成熟度偏低,MR 基本 是基于 VR 技术增加元素。相较 VR,MR 更多基于现实环境的背景下加入各类虚拟物件和 形象的融合,在交互层面强调更多可能性。2)我们认为,尽管早期第一代产品 Vision Pro 的定价相对较高,但我们认为 VisonPro 凭借其出色的硬件实力、进一步完善的生态体系 和多种全新创新功能未来可能将重塑 ToB、To C 的场景与体验。

存储芯片:进入价格上行周期,AI 注入市场增量

整体:上游主动控产带动价格上涨,库存与 AI 驱动中期修复

整体市场:2024 年全球存储市场有望迎来 40%以上增长,主要受价格上涨、高端产 品需求驱动。1)DRAM、NAND 等存储芯片作为高度同质化产品,本身具备较强的大宗 商品属性,并具备典型的周期属性,根据市场回顾,我们发现每轮周期持续时间为 3-4 年。 伴随上游厂商的主动减产、控产,叠加库存水位下降、下游需求拉货、AI 带来新的产品需 求,以及市场对价格预期的反转,当前全球 DRAM、NAND 市场已迈过价格谷底,并持续 处于价格的回升通道,主要存储芯片企业盈利能力正在逐步改善。2)WSTS 统计,存储 芯片的市场增速波动显著大于其他类型的集成电路,且预计 2024 年存储芯片市场规模将 达到 1203 亿美元,对应同比增速为 43%,显著高于集成电路的平均水平。

价格走势:DRAM 与 NAND 价格仍处于上行区间,主要受厂商联合减产的影响。在 当前存储产品中,DDR4 8Gb 产品价格具备较高参考性。2023H1,DRAM 产品价格持续 走低,但随着各大厂商有默契地减产,市场供需环境得到改善;根据 iFind 数据,其中高端产品 DDR5 的现货价格率先在 8 月开始回升,随后主流产品 DDR4 的现货价格亦在 9 月份实现回升,NAND 产品合约价比 DRAM 产品更早触底。截至 2023 年末,DRAM 与 NAND 产品价格仍处于上升通道中。

库存水平:存储厂商库存水位开始下行,推动市场进入下一周期。硅晶圆供应商 SUMCO 自 23Q3 开始才看到其下游存储客户的库存指数开始下降,主要反映三星为 应对持续市场需求疲软而在 23Q2-23Q3 期间对自身产能进一步缩减的影响。同时, 三大存储厂商(三星、美光、SK 海力士)的存储库存水平在 23Q3 开始出现调头迹象。 我们认为,库存水平压力缓解有助于推动市场进入下一周期。

产能利用率:预计 23Q4 为产能利用率低点,将在 24Q2 及以后明显回升。2023 年 以来的行业减产导致全行业的 wafer starts 出现显著下滑,但随着 DRAM 与 NAND 产品的 价格企稳回升,以及下游去库接近尾声带来的拉货需求,我们预计 23Q4 将为本轮周期的 利用率低点。此外,考虑到第一季度是传统淡季,厂商出现大幅增产的可能性不高,因此 我们认为产能利用率在 2024Q1 的回升会较为温和或保持相同水平,其后利用率才会出现 较明显的回升迹象。

Capex:预计 2024 年较为谨慎且集中在高端产品,具体节点关注 FCF 水平。根据三 大存储厂商三星、美光、SK 海力士对 2024 年 Capex 的预期表述,我们认为 2024 年存储行业 Capex 将保持温和增长,且主要集中在 HBM、DDR5 等高端产品的投入。其中,美 光在 FY24Q1 业绩会上预计 FY2024 的整体 Capex 为 75-80 亿美元(FY2023 约 70 亿美 元)。具体 Capex 的回升节点,我们认为将在自由现金流 FCF 转正后出现,建议关注存储 厂商未来几个季度的 FCF 水平。

DRAM:预计 2024 年供需持续偏紧,HBM&DDR5 有望放量

供需分析:2024 年供给提升相对谨慎,预计供需格局仍将偏紧。2023 年,手机、PC、 服务器三大下游应用中,服务器的需求复苏不及预期,主流库存厂商预计其库存水平需要到 24Q1 才能恢复正常,其原因包括科技巨头对 AI 的积极投入等。随着 23Q2-23Q3 的减 产动作,DDR5 与 DDR4 价格先后触底回升,同时考虑到下游库存去化进入尾声,我们预 计 DRAM 产品的需求将会回升、库存将会减少,但由于厂商增产节奏偏向谨慎,预计 2024 年整体行业供需环境仍将偏紧。

下游分析:2024 年出货量有望回升但斜率较平缓,HBM&DDR5 有望放量。  传统需求:预计手机与 PC 2024 年出货量增速有限,服务器 24Q1 恢复正常库 存。存储芯片的下游领域主要包括智能手机、PC、通用服务器,但从主流存储 厂商对下游需求的感知看,我们认为这三大下游领域对出货量的贡献有限。尽管 手机、PC、通用服务器明年皆有望出现需求复苏,但增速大概率维持在中个位 数到低个位数百分比,对整体需求的驱动有限。

HBM:我们预计为 2024 年存储 Capex 的主要方向,具备较高业绩确定性。1) 搭载情况:我们预计未来两年向 HBM3E 过渡。当前 NVIDIA 主流高端 AI 芯片 H100 与 A100 分别搭载 HBM3 与 HBM2E 产品,AMD 量产 AI 芯片 MI250 则搭 载 HBM2E。而展望 2024 年,根据 Trendforce 报道,英伟达有望推出搭载 HBM3E 的 H200 和 B100,并通过整合自家 CPU 与 GPU 推出 GH200 以及 GB200。根 据 Trendforce 数据,AMD 2024 年主流产品为搭载 HBM3 的 MI300,Trendforce 预计其下一代 MI350 将采用 HBM3E,将在 24H2 开始开启验证,25Q1 开始产 品放量。2)格局变化:HBM3E 产品处于验证阶段,订单分配、产能扩张为格局 变化的重要因素。AI 芯片性能的快速提升推动 HBM 持续迭代,2022 年,SK 海 力士、三星占据了 HBM 大部分市场份额(分别占据 50%、40%的市场份额)。 而美光通过直接布局 HBM 的下一代产品 HBM3E,已率先送样至 NVIDIA 进行资 质验证,有望带来格局变化。根据美光 FY24Q1 业绩会,目前美光 HBM3E 产品 已进入 NVIDIA 资质验证的最后阶段,有望供货 H200 与 GH200,美光预计 2025 年 HBM 市占率将与 DRAM 整体持平(约 20%-25%)。此外,根据 TrendForce 数据,SK海力士和三星亦在2023年8月和10月向英伟达送样HBM3E(24GB)。 我们认为,NVIDIA 有意培养多个供应商,将根据三家厂商的送样结果分配订单 比例,分配结果与各家的产能提升进度,将共同带来新的竞争格局。

DDR5:受性能需求提升所驱动,未来两年渗透率有望持续提升。根据存储行业 的历史表现,随着终端对性能的需求持续提高,历代 DDR 产品在推出后 2-3 年 内渗透率将快速提升至 50%以上。我们认为,受到下游手机、PC、服务器领域 对性能需求的快速提高,DDR5 凭借其更高的性能参数,其渗透率将在 2023-2025 年快速提升,该趋势在服务器领域将会较为明显。

NAND:预计 2024 年供需依旧偏紧,行业恢复或将晚于 DRAM

供需分析:预计 2024 年供需环境偏紧,市场恢复正常水平或将晚于 DRAM 1-2 个季 度。NAND 市场库存水平较 DRAM 市场更高,因此我们预计市场恢复正常水平的时间将 比 DRAM 市场晚 1-2 个季度。NAND 高库存的主要原因是 SSD 固态硬盘的销售下降较为 明显,且近期的价格上涨更多由于减产而非需求回暖,因此 2024 年 NAND 市场的供给增 加很可能需要考虑 SSD 的需求恢复情况。

SPE&Foundy:关注先进制程、存储设备

半导体设备:2024 年或为过渡之年,2025 年有望迎来显著增长

整体市场:预计 2024 年维持个位数增速,2025 年迎来显著增长。1)SEMI 最近预 计,2023 年全球半导体设备市场规模将超过 1000 亿美元(同比-6%),好于其年初预计 的 870 亿美元。SEMI 认为,2024 年将会是半导体设备的过渡年,在产能扩张、新晶圆厂 项目以及前/后端对先进技术和解决方案的高需求推动下,2025 年全球半导体设备市场将 反弹至 1240 亿美元(同比+18%)。2)阿斯麦作为重要半导体设备光刻机的龙头厂商,其 在 23Q3 业绩会上预计 2024 年营收不增长。结合本轮行业周期相对迟缓的需求复苏、以 及地缘政治等因素带来的不确定性,我们谨慎看待 2024 年的半导体设备市场增长,但 2025 年受到 GAA 架构革新驱动,市场有望迎来强劲增长。

市场结构:近九成为 Fab 设备,主要用于逻辑芯片生产。1)根据 SEMI 数据,全球 半导体设备市场中,有 85%-90%由用于晶体管制造的 Fab 设备提供。而在 2022 年晶圆 Fab 设备市场中,用于 Foundry/逻辑的设备占据了超过一半的市场(56%),DRAM、NAND 领域分别占总 Fab 设备市场的 13%、19%。2)展望 2023-2025 年,SEMI 预计 2023 年 Foundry/逻辑将占据较大的市场份额,存储占比则将在 2024-2025 年出现回升。

驱动力 1——存储:HBM 扩产注入设备需求,关注 FCF 转正节点  2024 年存储厂商 Capex 有望实现温和增长,HBM 为主要投入领域之一。展望 2024 年,存储厂商先进技术扩产带来的设备需求,将会是全球半导体市场的重 要支撑。根据美光、三星、SK 海力士三大存储厂商对 2024 年 Capex 的预期表 述,虽然 2024 年 Capex 大概率不会出现明显增长,但在 AI 需求的驱动下,高 端产品 HBM 将保持快速扩产,以满足 AI 芯片厂商产品迭代带来的性能要求。此 外,存储厂商还将专注于生产工艺、产品的升级迭代。

TSV 有望支撑 2024 年设备需求,主要受 AI 芯片先进封装驱动。HBM 采用 TSV (Through Silicon Via)工艺生产,用于主流 AI 芯片,TSV 工艺既包括通过蚀刻 形成孔(via)的前工艺,也包括后工艺 WLP(晶圆级封装)。我们预计到 2024 年底三星电子三大 DRAM 公司的 TSV 产能将达到 9.9 万片/月,SK 海力士将达 到 10.4 万片/月,美光将达到 3 万片/月。

FCF 转正是 Capex 回升的基础,关注 FCF 的转正节点。对存储厂商而言,由于 业绩受到行业周期的影响较大,对自身产能的控制会较为谨慎,因此我们认为尽 管以美光为代表的存储厂商近期毛利率有望转正(美光 FY24Q1 毛利率转正并指 引 FY24Q2 毛利率显著恢复至 11.5%至 14.5%),其 Capex 回升节点的出现仍然 取决于公司自由现金流水平,在自由现金流回正之后,公司 Capex 才有较大可 能出现明显回升。

驱动力 2——Foundry:GAA 架构有望为 2025 年注入新需求。  新厂建设情况:2nm 新晶圆厂在建,ASML 预计 2025 年一半需求来自于新厂建 设。对于 2025 年的设备需求,我们认为机会主要集中在 2nm 工艺节点推出带来 的设备需求:1)当前节点,台积电、英特尔等晶圆代工厂商正在积极布局 2nm 生产工艺,以满足芯片厂商性能要求的逐步提升,根据各公司官网及业绩会当前 在建的 2nm 晶圆厂多将于 2025 年投产,由此带来新的设备需求。2)根据 ASML 在 23Q4 业绩会上的表述,ASML 预计 2025 业绩将迎来强劲增长,其中一半需 求将来自新晶圆厂的建设。

2nm 工艺采用全新 GAA 架构,带来设备迭代需求。根据 IMEC(比利时微电子 研究中心)预计,2022 年世界最先进的量产制程工艺为 3nm,采用 FinFET 晶 体管结构(鳍式场效电晶体管),而随着 2025 年制程工艺的发展至 2nm,晶体 管结构将转换至 GAA(环绕式栅极技术晶体管),由此将带来新的半导体设备需 求,以及更密集的设备升级、维护服务需求。

晶圆制造:关注先进制程的结构性机会

经历过行业去库存之后,晶圆代工行业销售额于 23Q3 开始出现反弹。从台湾四家晶 圆代工厂商(台积电、联电、力积电、世界先进)的销售额来看,四家公司 2023 年 10 月 累计销售额约 2695 亿新台币,创阶段性新高。预计 2024 年晶圆产能利用率缓慢回升,但难回 2021-2022 年的景气度高点。据 Trendforce 数据(转引自电子工程专辑)显示:1)8 英寸晶圆产能利用率上,2023Q4 季 度迎来低谷,2024 年会有逐步回升的趋势。同时,在高度同质化的 8 英寸市场,价格竞 争也更为激烈。2)在 12 英寸晶圆产能利用率上,位于头部的晶圆代工企业的产能利用率 大致也能达到 80%左右,但难以回到上一周期 2021-2022 年的周期高点。

先进制程快速迭代,成熟制程近两年扩产迅速或将导致 2024 年晶圆代工价格承压。1) 从先进制程台积电的下游客户结构来看,苹果、AMD、高通、英伟达等公司后续均加大新 产品的研发。产品迭代过程中驱动对先进制程的需求放量。同时考虑到先进制程的竞争格 局,我们认为 2024 年先进制程的产能利用率及晶圆代工价格均有一定支撑。2)在成熟制 程领域,我们看到头部公司及中国厂商,均加大在此领域中的建厂进度,未来或将对成熟 制程的晶圆代工率、晶圆代工价格产生一定压力。

功率半导体:2024 年有望实现软着陆

硅基器件:供需环境进一步缓解,2024H1 市场有望软着陆

交货周期:交期松动扩展至 IGBT,MOSFET 供需进一步缓解。通过跟踪 IGBT 与高 /低压 MOSFET 等主流功率器件的交货周期,我们不难察觉,在经历过去两年汽车与工业 市场的需求驱动后,功率半导体不同子品类的交货周期出现了不同程度、不同时间上的松 动。与 23Q3 的数据相比,23Q4 低压 MOSFET 与高压 MOSFET 的交期下滑,在范围上 和程度上皆更为明显。此外,过去一直供需偏紧的 IGBT 亦在 23Q4 出现交期下滑,主要 反映当前市场供需环境的持续缓解。

需求分析:汽车市场有望在 2024H2 实现软着陆,工业市场保持谨慎态度。汽车与工 业领域是功率半导体两大下游领域,通过跟踪德州仪器、安森美、意法半导体等厂商对下 游市场的感知,我们发现,1)工业板块:需求疲软已基本成为业内共识,并已传递到主 流厂商的业绩表现上。2)汽车板块:汽车半导体的需求主要受到库存水位限制,但考虑到大多数厂商对下游汽车需求的乐观态度、汽车厂商在经历芯片缺供后主动提高自身库存、 以及汽车厂商格局较为分散等因素,我们认为汽车半导体有望在 24H2 实现软着陆。

碳化硅:全球供需持续偏紧,产能扩张驱动格局变化

市场规模:2022 年碳化硅器件市场达 19 亿美元,维持高速增长。碳化硅器件作为宽 禁带半导体的典型代表,是汽车与工业市场的重要功率器件,但由于其生产工艺复杂,市 场供需环境持续供不应求,交货周期截至 23Q3 并未有松动迹象。根据 Yole 数据,全球碳 化硅市场由 2021 年的 11.3 亿美元增长至 2022 年的 18.8 亿美元,同比增长 66%。在供 需偏紧的行业背景下,产能扩张的进度成为市场竞争格局变化的主要变量,主流器件厂商 意法半导体、英飞凌、安森美,以及由衬底厂商向器件厂商发展的 Wolfspeed,皆推出了 积极的产能扩张计划,以实现各自的市场份额增长目标。

格局变化:安森美跃升至行业第二,衬底供应仍为重要瓶颈。预计碳化硅市场中短期 内仍将保持供不应求,基于各大厂商对 2023 年的碳化硅营收指引,我们对 2023 年碳化硅 市场的竞争格局进行了判断,我们认为,1)2023 年:市场格局更加集中,安森美为 2023 年碳化硅市场最大的黑马之一,其市场份额有望从 2022 年的 15%提升至 24%,仅次于行 业第一的意法半导体,这主要由于安森美碳化硅衬底材料的顺利量产。2)展望未来:碳 化硅器件厂商(如英飞凌、意法半导体)主要通过自建产能或签订长期供应协议的方式, 维持自身的衬底供应,但无论是哪一种,我们预计 2024 年仍能够看到衬底的供需偏紧, 衬底的供应质量和稳定性,将仍然是各厂商争夺市场份额的重要瓶颈。

产能建设:器件工厂衬底产能建设积极,主要用于自身供应。下游碳化硅器件厂商主 要通过签订长期供应协议(如英飞凌),以及自建产能的方式(如安森美、意法半导体) 维持自身衬底供应。展望 2024 年,根据 Wolfspeed FY24Q1 业绩会,其器件工厂将在 CY24H1 迎来快速爬坡,新工厂产能利用率有望在 2024 年中提升至 20%(此前受到 8 英 寸衬底供应限制),安森美与意法半导体的衬底内供率持续提升,因此我们认为,2024 年 仍将是器件厂商衬底自供率持续提高的一年,衬底仍是业绩的主要限制因素之一。

交货周期:23Q4 交期出现下滑,关注汽车半导体的着陆情况。22Q1 到 23Q3,碳化 硅器件的供需环境始终保持偏紧,但从 23Q4 无论是 IGBT 还是碳化硅器件的交货周期皆 出现松动,我们认为这是汽车 Tier1 库存处于较高水平、行业供给相对提高的短期作用的 结果,但考虑到整体汽车市场的需求仍相对乐观,汽车半导体本轮的周期性疲软或将较为 温和,交货周期有望在 2024 年随下游库存修正产生的拉货需求而修复。

 

编辑:520中国
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