半导体行业前瞻研究系列报告：从半导体行业过去30年看未来机遇 16页

'%前瞻研究系列报告28证券研从半导体行业过去30年看未来机遇究报告/2018年2月27日强于大市（维持）行投资要点业研中信证券研究部报告缘起：全球半导体行业进入新一轮景气周期，市场普遍关注寻找投资标的。究/我们回顾了全球半导体行业过去30年的总量和结构变迁。以史为鉴，我们尝试。许英博寻找半导体行业未来投资机遇。电话：010-60838704前行业特点：需求驱动，周期成长。全球半导体产业规模于2000年突破2000亿邮件：xuyb@citics.com瞻美元，2011年突破3000亿美元，Gartner预计2017年有望首次突破4000亿执业证书编号：S1010510120041研美元，SEMI预计2019年有望突破5000亿美元。此外，上游半导体设备交易究额亦明显提速，2017年第三季度达143.3亿美元（+30.5%），创历史新高。从徐涛半导体产业发展主要由下游需求驱动：1）1970s，家电市场兴起，孵化了NEC、电话：010-60836719东芝、日立、摩托罗拉等厂商；2）1990s，PC兴起，英特尔稳居行业第一，邮件：txu@citics.com。德州仪器、英飞凌、意法等MCU厂商亦逐渐崛起；3）进入2010s，智能手机、执业证书编号：S1010517080003移动互联网爆发，推动存储芯片和通信芯片的需求爆发，三星、SK海力士、美光、高通、博通等厂商迅速赶超。相关研究结构变迁：大市场成就大企业，中资公司有望崛起。全球半导体市场经历了从日本到美国的产业转移：1980s，日本半导体市场占全球份额超40%，NEC、1.前瞻研究：税改法案改善美股科技公东芝、日立、富士通、三菱、松下等均位列全球营收前十；至2016年，美国司资产负债表.........（2018-02-23）半导体市场占全球份额达48%，英特尔稳居行业第一，美光、博通、高通、德2.前瞻研究：2018年，科技股买什么州仪器、英伟达等后来居上。历史上，几乎所有半导体消费大国都成了制造和..............................（2017-12-28）技术大国。2016年，中国半导体消费额1075亿美元，全球占比32%，成为全3.前瞻研究：从蔚来ES8看智能网联汽球最大市场。未来数年全球在建的晶圆厂中，中国占比将接近40%。此外，国车未来...................（2017-12-17）家集成电路产业基金（“大基金”）及配套地方产业基金整体规模将超5000亿元，亦将助力中资企业成长。4.前瞻研究：从加州路测资质看无人驾驶产业格局.............（2017-11-29）未来机遇：新需求+新技术，AI驱动巨头变迁。过去30年间，全球半导体行业集中度先降后升：1988年前后集中度较高，CR10为65.9%；2006年前后达5.前瞻研究：重估中国科技力量到近30年来最低，CR10仅44.1%；随后稳步增长，2017年CR10提升至58.6%。...............................（2017-11-17）我们认为：每一轮科技创新的初期，先发企业占据技术优势，市场集中度较高；6.前瞻研究：半导体板块进入战略机遇伴随技术逐渐成熟，其他企业快速效仿，市场集中度逐渐降低；在市场竞争较期..........................（2017-10-12）为充分之后，龙头公司凭借制造经验和成本优势，市场份额可获持续提升，呈7.前瞻研究：美国调研：从硅谷看全球现强者愈强的局面。未来5-10年，科技进步的主要驱动力为人工智能+大数据，科技发展趋势.........（2017-09-26）核心芯片（GPU、FPGA、ASIC）将成关键。掌握领先技术+制造经验+成本优8.前瞻研究：云：确定性机会，中资企势者有望最终胜出。业盛宴...................（2017-09-14）风险因素：宏观经济下行；下游终端需求不及预期；产能释放进度不及预期；9.前瞻研究：亚马逊：极致客户体验，芯片性能提升速度不及预期等。长期成长空间.........（2017-08-09）投资策略：全球半导体行业进入新景气周期，掌握领先技术+制造经验+成本优10.前瞻研究：从科大讯飞翻译机看本土势者有望最终胜出。建议关注全球半导体龙头，包括：英伟达、赛灵思、英特AI巨头的进步........（2017-07-21）尔等。中美科技巨头或将完成软硬一体的全面布局，建议关注：苹果、谷歌、11.前瞻研究：特斯拉到底改变了什么？亚马逊等。A股建议关注：设计领域，存储龙头兆易创新、功率半导体扬杰科..............................（2017-07-18）技、模拟电路圣邦股份；制造领域，龙头公司中芯国际、存储大平台紫光国芯；封装领域，收购星科金朋达到全球领先的长电科技、国内盈利能力最强的华天12.前瞻研究：FAAMG估值太贵了吗？科技；设备领域，龙头公司北方华创等。..............................（2017-06-16）13.前瞻研究：全球市值前十大：科技股重点公司盈利预测及估值简表占七席...................（2017-06-13）公司股价EPSPE评级14.前瞻研究：从上海车展看新科技发展1617E18E19E1617E18E19E趋势.......................（2017-04-21）英伟达（美元）245.933.085.096.208.2080484030买入15.前瞻研究：新能源汽车：从全球格局赛灵思（美元）70.052.052.322.052.8734303424-看中国企业投资机会（2017-03-28）英特尔（美元）47.732.121.993.323.5823241413-兆易创新163.122.122.263.184.0777725140买入16.前瞻研究：从“数据主义”到“人工中芯国际（港币）10.660.590.290.300.5018373621-智能”...................（2017-03-14）紫光国芯42.320.550.580.730.8877735848-17.前瞻研究：数据金融：互联网盛宴下华天科技7.700.180.240.310.3343322523买入半场.......................（2017-03-13）长电科技19.390.100.280.671.06194692918-18.前瞻研究：手机摄像头：从“双摄”北方华创32.400.220.300.580.841471085639-到“3D”...............（2017-03-02）资料来源：Wind，Bloomberg，中信证券研究部预测。注：股价为2018年2月26日收盘价，英伟达、19.前瞻研究：从汽车电子展看“车机”赛灵思、英特尔、中芯国际17年均为实际数据，赛灵思、英特尔采用Bloomberg一致预测，中芯国际、的未来...................（2017-02-18）紫光国芯、长电科技、北方华创采用Wind一致预测。请务必阅读正文之后的免责条款部分 前瞻研究系列报告28目录行业特点：需求驱动，周期成长..........................................................................................1结构变迁：大市场成就大企业，中资公司有望崛起.............................................................4未来机遇：新需求+新技术，AI驱动巨头变迁....................................................................8风险因素............................................................................................................................12投资策略............................................................................................................................12请务必阅读正文之后的免责条款部分 前瞻研究系列报告28插图目录图1：全球半导体市场年度规模数据...................................................................................1图2：全球半导体市场季度规模数据...................................................................................1图3：全球半导体设备季度销售额.......................................................................................2图4：北美半导体设备月度出货额.......................................................................................2图5：全球PC出货量.........................................................................................................3图6：全球智能手机出货量..................................................................................................4图7：全球半导体产业各地区市场份额数据........................................................................4图8：美国和日本的GDP同比增速（1970-2017）...........................................................5图9：美国和日本工业生产指数（计算机和电子产品）走势...............................................5图10：1988-2017年全球前十大半导体厂商的国别分布....................................................5图11：中国半导体消费占全球比重.....................................................................................6图12：中国&全球半导体增速对比......................................................................................6图13：美国各行业研发投入/收入比重（2016）...............................................................7图14：各地区半导体研发投入/收入比重（2016）.............................................................7图15：半导体行业集中度变化趋势.....................................................................................8图16：全球人工智能市场规模及其增长率..........................................................................9图17：全球人工智能芯片市场规模.....................................................................................9图18：2017Q1GPU全球市场份额....................................................................................9图19：2014年FPGA全球市场份额..................................................................................9图20：2010-2017年Intel总市值.....................................................................................10图21：Intel营业收入和净利润..........................................................................................10图22：2010-2017年Nvidia总市值...................................................................................11图23：Nvidia营业收入和净利润.......................................................................................11图24：2010-2017年Xilinx总市值....................................................................................11图25：Xilinx营业收入和净利润.........................................................................................11图26：谷歌CloudTPU芯片和TPU舱............................................................................12表格目录表1：全球各地区半导体设备销售额...................................................................................2表2：1988-2017年全球前十大半导体厂商变迁.................................................................3表3：我国12寸晶圆厂规模规划（不包含独立MEMS产线）...........................................6表4：中国国家及主要地方集成电路产业基金规划..............................................................7表5：国家集成电路大基金资金投向列表............................................................................8表6：目前主要的AI核心芯片简要梳理..............................................................................9表7：英特尔近年主要兼并收购.........................................................................................10表8：重点公司盈利预测及估值简表.................................................................................12请务必阅读正文之后的免责条款部分 前瞻研究系列报告28行业特点：需求驱动，周期成长全球半导体产业：长期稳定增长，大概率进入新需求景气周期。全球半导体产业规模于1995年突破1000亿美元，2000年突破2000亿美元，2011年突破3000亿美元。从历史数据来看，全球半导体市场大概4~6年为一个周期。从2016Q4开始，全球半导体市场规模数据出现显著回暖，2017Q1-3全行业市场规模为2923亿美元，同比增长20.7%。Gartner预计2017年有望首次突破4000亿美元。SEMI乐观预期2018年将再创新高，2019年整体半导体市场将挑战5000亿美元纪录。图1：全球半导体市场年度规模数据全球半导体产业规模（亿美元）行业增速5000150.00%4000100.00%300050.00%20000.00%10000-50.00%资料来源：SIA，中信证券研究部图2：全球半导体市场季度规模数据市场规模（亿美元）同比增速1,20025%1,0451,00092591995920%84083784285584879178315%80010%6005%4000%200-5%--10%2015Q12015Q22015Q32015Q42016Q12016Q22016Q32016Q42017Q12017Q22017Q3资料来源：SIA，中信证券研究部上游设备交易额创历史新高。根据Wind数据，2017年第三季度全球半导体设备交易额达到143.3亿美元，同比增长30.5%，环比增长1.6%，创历史新高。根据SEMI报告，2018年1月北美半导体设备制造商出货金额为23.6亿美元，比去年12月24.0亿美元相比下降1.4%，但较去年同期18.6亿美元增长27.2%，半导体设备出货金额已经连续3年维持正增长。这预示着下游制造、封测厂商对全球半导体市场高景气度认同，以及基于该判断下的积极扩产意愿。请务必阅读正文之后的免责条款部分1 前瞻研究系列报告28图3：全球半导体设备季度销售额（十亿美元）16141210864202005-032005-082006-012006-062006-112007-042007-092008-022008-072008-122009-052009-102010-032010-082011-012011-062011-112012-042012-092013-022013-072013-122014-052014-102015-032015-082016-012016-062016-112017-042017-09资料来源：WIND，中信证券研究部表1：全球各地区半导体设备销售额（十亿美元）2017Q32017Q32017Q1-32016Q12016Q22016Q32017Q12017Q22017Q3/2016Q3/2017Q2/2016Q1-3韩国1.681.532.093.534.794.99139%4%151%中国台湾1.892.733.463.482.762.37-32%-14%7%中国大陆1.602.271.432.012.511.9335%-23%22%日本1.241.051.291.251.551.7334%12%27%北美1.011.201.051.271.231.5043%22%23%欧洲0.350.370.530.920.661.06100%61%111%其他0.511.311.130.630.620.74-35%19%-33%全球8.2810.4610.9813.0814.1114.3331%2%40%资料来源：WIND，中信证券研究部图4：北美半导体设备月度出货额（百万美元）3,0002,5002,0001,5001,00050001991-011991-121992-111993-101994-091995-081996-071997-061998-051999-042000-032001-022002-012002-122003-112004-102005-092006-082007-072008-062009-052010-042011-032012-022013-012013-122014-112015-102016-092017-08资料来源：SEMI，中信证券研究部全球半导体产业驱动力演变：从家电、PC到智能手机。我们梳理了全球半导体行业前十大公司的历史变迁。1）1970s，家电市场兴起，孵化了NEC（投影机、显示器等）、东芝（冰箱、洗衣机等）、日立（冰箱、投影机等）、摩托罗拉（收音机、传呼机等）、富士通（打印机、显示器等）、松下（冰箱、相机等）、飞利浦（剃须刀、电动牙刷等）等厂商；2）1990s，PC兴起，英特尔（CPU）稳居行业第一，德州仪器、英飞凌、意法半导体、瑞萨、恩智浦、飞思卡尔等MCU厂商亦逐渐崛起；3）进入2010s，智能手机、移动互联网爆发，推动存储芯片和通信芯片的需求爆发，三星（硬盘、存储卡等）、SK海力士（存储芯片）、美光（存储芯片）、高通（基带芯片）、博通（射频芯片）等厂商迅速赶超。请务必阅读正文之后的免责条款部分2 前瞻研究系列报告28表2：1988-2017年全球前十大半导体厂商变迁1988F19932000排名营收额营收额营收额公司市占率公司市占率公司市占率（亿美元）（亿美元）（亿美元）1NEC4510.23%Intel769.2%Intel29713.6%2Toshiba4410.00%NEC718.6%Toshiba1105.0%3Hitachi357.96%Toshiba637.6%NEC1095.0%4Motorola306.82%Motorola587.0%Samsung1064.8%5TI276.14%Hitachi526.3%TI964.4%6Fujitsu265.91%TI404.8%Motorola793.6%7Intel245.46%Samsung313.8%ST793.6%8Mitsubishi235.23%Mitsubishi303.6%Hitachi743.4%9Matsushita194.32%Fujitsu293.5%Infineon683.1%10Philips173.86%Matsushita232.8%Philips632.9%2006201120162017公司营收额市占率公司营收额市占率公司营收额市占率公司营收额市占率Intel31611.8%Intel49716.5%Intel57015.6%Samsung*65615.0%Samsung1977.3%Samsung30410.1%Samsung44312.1%Intel62813.9%TI1375.1%Qualcomm1324.4%Qualcomm1544.2%SKHynix2666.0%Toshiba1003.7%TI1294.3%Broadcom1524.2%Micron2035.3%ST993.7%Toshiba1274.2%SKHynix1494.1%Broadcom1764.0%Renesas823.1%Renesas1073.6%Micron1353.7%Qualcomm1653.9%Hynix742.8%ST963.2%TI1253.4%TI1503.2%Freescale612.3%SKHynix943.1%Toshiba1093.0%Toshiba1263.1%NXP592.2%Micron862.9%NXP952.6%Nvidia972.1%NEC572.1%Broadcom712.4%MediaTek882.4%NXP932.1%资料来源：ICinsights，IHS，Gartner，中信证券研究部（注：不包括纯晶圆代工企业，如台积电等；其中1988年数据为当年11月预测值；2017年三星电子营收额为ICinsights预测值，其余为实际值）图5：全球PC出货量（百万台）400.00363.89347.00349.38350.00304.78315.12308.37295.20300.00267.70275.79260.18259.50235.40250.00208.60200.00177.50154.70150.00131.70134.06136.02100.0050.000.00资料来源：IDC，中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款部分3 前瞻研究系列报告28图6：全球智能手机出货量（百万台）1,470.601,600.001,437.201,400.001,301.101,200.001,019.401,062.101,000.00725.30800.00600.00494.50305.00400.00151.40174.20200.009.5720.9656.7080.50125.000.00资料来源：IDC，中信证券研究部结构变迁：大市场成就大企业，中资公司有望崛起全球半导体产业经历了从日本向美国的产业转移。从全球半导体产业分地区市场份额数据可以看出：1980s日本半导体市场份额为全球第一，随后开始快速下降，至2016年仅为11%；而美国半导体市场份额稳中有增，自1992年以来长期位居全球之首，2016年达48%。从美日两国的GDP同比增速可以看出：在1970s日本经济迅速发展，而到了1990s之后，其增速明显落后于美国，甚至出现负增长。从工业生产指数来看：在2000年之前，日本的计算机电子产品工业生产指数远高于美国，而进入二十一世纪后，美国开始发力，后来居上，为其半导体产业的发展奠定了良好的行业环境。图7：全球半导体产业各地区市场份额数据资料来源：SIA，中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款部分4 前瞻研究系列报告28图8：美国和日本的GDP同比增速（1970-2017）美国日本25.0020.0015.0010.005.000.00-5.00197019721974197619781980198219841986198819901992199419961998200020022004200620082010201220142016-10.00资料来源：Wind，中信证券研究部图9：美国和日本工业生产指数（计算机和电子产品）走势美国日本200.00150.00100.0050.000.001978-011979-041980-071981-101983-011984-041985-071986-101988-011989-041990-071991-101993-011994-041995-071996-101998-011999-042000-072001-102003-012004-042005-072006-102008-012009-042010-072011-102013-012014-042015-072016-10资料来源：Wind，中信证券研究部全球半导体前十大公司亦从日本转移至美国。1980s全球半导体行业的前十大厂商中，日本厂商占据了大半江山，包括NEC、东芝、日立、富士通、三菱、松下等。2000年之后，美国厂商节节攀升，英特尔稳居行业第一，美光、博通、高通、德州仪器、英伟达等后来居上，日本厂商则逐渐减少。图10：1988-2017年全球前十大半导体厂商的国别分布美国日本韩国其他100011110223822121166623347652333301988F199320002006201120162017F资料来源：ICinsights，IHS，Gartner，中信证券研究部中国已成最大半导体消费国。根据WSTS数据，2016年中国半导体消费额1075亿美元，占全球比重为32%，超过美国、欧洲和日本，成为全球最大的半导体消费区域市场。2017Q1国内半导体消费额同比上升26.9%，再次创出历史新高，较全球半导体市场整体增速高8.6个百分点。请务必阅读正文之后的免责条款部分5 前瞻研究系列报告28图11：中国半导体消费占全球比重图12：中国&全球半导体增速对比资料来源：前瞻产业研究院资料来源：前瞻产业研究院固定资产投资：全球40%新建晶圆厂将落地中国。大基金和政府带动国内半导体企业加速布局，据统计，当前国内在建和拟建的21座12寸晶圆厂有望在2020年前实现投产。届时，我国将有32座12寸晶圆厂，每月产能将超过160万，为现有产能的3倍，比肩目前台积电产能水平。根据SIA统计，未来数年在建的晶圆厂中，中国占比将接近40%，且从2018年开始，中资将成为国内晶圆厂建设的主力。表3：我国12寸晶圆厂规模规划（不包含独立MEMS产线）公司工厂代码地点生产项目月产量（万）SK海力士HC1无锡DRAM10HC2无锡DRAM7英特尔FAB68大连NANDFlash4三星FABx1西安NANDFlash12台联电（联芯）FAB12X厦门逻辑代工5建成华力微FAB1上海逻辑代工3.5长江存储（武汉新芯）FAB2武汉NorFlash2.5中芯国际FABB1北京逻辑代工4.5FABB2A北京逻辑代工3.5FABS2上海逻辑代工2德科玛FAB1淮安CMOS感测元件2华力微FAB2上海逻辑代工4联电（晋华）FAB1晋江DRAM6力晶（晶合）FAB1合肥逻辑代工4长江存储（武汉新芯）FAB2武汉NAND、DRAM30在建中芯国际FAB16深圳逻辑代工4FABB2B北京逻辑代工3.5FABB3北京逻辑代工3.5FABSN1上海逻辑代工7台积电FABNJ南京逻辑代工2格罗方德（格芯）FAB11-1成都逻辑代工2德克玛FAB3淮安CMOS感测元件4长鑫FAB1合肥DRAM6万国半导体FAB2重庆逻辑代工7中芯国际FABN2宁波逻辑代工未定FABN3宁波逻辑代工未定拟建FABSN2上海逻辑代工未定紫光FABNJ南京NAND、DRAM10FABCD成都逻辑代工未定FABSZ深圳NAND、DRAM4格罗方德（格芯）FAB11-2成都逻辑代工6.5资料来源：公司官网、芯盈速腾行业新闻、新浪财经、中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款部分6 前瞻研究系列报告28技术研发：国内半导体技术研发/收入比重已经超过韩国、日本。半导体作为尖端科技行业，一直保持着较高的研发投入，以美国市场为例，2016年美国半导体研发投入占整体收入比重高达18.5%，仅次于生物医药，排名第二。同时分地区比较看，2016年中国内地半导体研发投入占收入比重已经达到9.2%，和台湾地区持平，高于韩国和日本。图13：美国各行业研发投入/收入比重图14：各地区半导体研发投入/收入比重（2016）（2016）生物制药19%美国18.5%半导体19%欧洲15.1%软件服务15%中国台湾9.2%媒体8%中国内地9.2%移动通信7%韩国8.2%IT硬件&设备7%金融6%日本5.2%0%10%20%30%0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%资料来源：SIA，中信证券研究部资料来源：SIA，中信证券研究部国家集成电路产业基金：累计支持资金超过5000亿元。据我们统计，国家集成电路产业基金，再加上各地方的配套产业基金，整体规模将超过5000亿元，主要投资于设计、制造、封装测试、设备&材料等主要环节。截至2016年底，国家集成电路大基金共决策投资43个项目，累计项目承诺投资额818亿元，实际出资超过560亿元。已实施项目覆盖了集成电路设计、制造、封装测试、装备、材料、生态建设等各环节。表4：中国国家及主要地方集成电路产业基金规划地区基金规模基金名称主要用途2015-2019年分别国家集成电路产业投资基金重点投资集成电路芯片制造业，兼顾芯片设计、国家级200/240/360/240/134（“大基金”）封装测试、设备和材料等产业。亿元上海100亿元上海集成电路信息产业基金并购基金500亿新基金主要用于推动上海新的临港产业园区集成电路基地建设。目前已确定上海新阳的上海500亿元新基金正在筹划中大硅片项目将落户该基地。如新基金募集完成，上海华虹集团、中芯国际、上海贝岭有望受益。北京市集成电路产业发展股主抓设计和制造；鼓励创新投融资模式，推动重北京300亿元权投资基金点企业兼并重组和产业园区建设。在京津冀大格局下，谋划布局首都集成电路产业北京20亿元北京集成电路海外平行基金发展。天津集成电路设计产业促进专项每年2亿元主抓设计滨海资金多元化投融资体系，突出芯片在家电、显示面板、安徽－－汽车制造等终端企业的应用重点支持制造，兼顾设计、封装测试、装备材料湖北300亿元+湖北集成电路产业投资基金等环节。重点对四川集成电路行业中的骨干企业、重大项四川100亿元－目和创新实体进行投资。建成20-30家集成电路设计中心，重点培育和引进3-5家具有国际先进水平的集成电路芯片制山东100亿元－造、封装测试和材料生产企业，建成两个国内有影响力的集成电路产业化基地。IC设计公司为主，系统、方案、整机等全产业深圳<300亿元－链扶持具备原始创新、集成创新或消化吸收再创新属性南京10亿元南京浦口集成电路产业基金的初创期或成长期的集成电路企业。其他地区：厦门、甘肃、江苏等资料来源：中证网，中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款部分7 前瞻研究系列报告28表5：国家集成电路大基金资金投向列表产业环节投资企业列表芯片设计紫光展讯、中兴微电子、艾派克、国科微、北斗星通、深圳国微、盛科网络、硅谷数模、芯原微电子芯片制造中芯国际、中芯北方、长江存储、华力微电子、士兰微电子、三安光电、耐威科技封装测试长电科技、南通富士通、华天科技、中芯长电、通富微电设备中微半导体、沈阳拓荆、杭州长川、上海睿励、北方华创材料上海硅产业集团、鑫华半导体、安集微电子、烟台德邦生态建设地方子基金（北京、上海）、龙头企业子基金（芯动能、中芯聚源、安芯基金）、绩优团队子基金（武岳峰、鸿钛、盈富泰克）等资料来源：芯思想，中信证券研究部未来机遇：新需求+新技术，AI驱动巨头变迁掌握领先技术+制造经验+成本优势者有望最终胜出。我们统计了全球半导体行业集中度的历史变迁。1988年前后，全球半导体行业集中度较高，CR10为65.9%；2006年前后，半导体行业集中度达到近三十年来最低，CR10仅为44.1%；随后十年间，全球半导体行业集中度稳步增长，2017年CR10提升至58.6%。我们认为：每一轮科技创新的初期，先发企业占据技术优势，市场集中度较高；伴随技术逐渐成熟，其他企业快速效仿，市场集中度逐渐降低；在市场竞争较为充分之后，龙头公司凭借制造经验和成本优势，市场份额可获持续提升，呈现强者愈强的局面。图15：半导体行业集中度变化趋势CR2CR4CR8CR1065%55%45%35%25%15%1988199319962000200620102011201220132014201520162017F资料来源：ICinsights，IHS，Gartner，中信证券研究部人工智能进入爆发期，核心芯片（GPU、FPGA、ASIC）是关键。人工智能技术体系分为基础层、技术层与应用层，其中基础层的芯片和大数据是支撑AI发展的要素。AI芯片市场规模2016年达23.88亿美元，我们测算2020年可达146.16亿美元。目前AI的核心算法是深度学习，其“训练”主要在云端进行，而“推断”则可在云端和终端进行。两大过程对芯片要求极高，传统CPU算力不足，新架构芯片成AI趋势。当前主要有延续传统架构的GPU、FPGA、ASIC路径，及彻底颠覆传统架构的芯片路径。GPU市场由英伟达、AMD两家垄断，其中英伟达市场份额超70%。FPGA市场主要参与者为Xilinx、Altera、Lattice、Microsemi，市场份额分别为48%、39%、7%、6%。请务必阅读正文之后的免责条款部分8 前瞻研究系列报告28图16：全球人工智能市场规模及其增长率图17：全球人工智能芯片市场规模（亿美元）全球人工智能市场规模（亿美元）AI芯片市场规模增长率增长率160146.16120%14001200100.00%140100%120097180.00%120109.98100080%74510080060.00%74.455198060%60040.00%4002936047.9820.00%40%2004023.8800.00%20%2000%20162017E2018E2019E2020E资料来源：赛迪，英伟达，Intel,gartner等，中信证券资料来源：赛迪，英伟达，Intel,gartner等，中信证券研研究部预测究部预测表6：目前主要的AI核心芯片简要梳理名称主要提供商简介CPU是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（ControlUnit）,它CPUIntelARM的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。GPU又称视觉处理器,专门用作图像运算工作的微处理器。相比CPU更GPUNVIDIAMD适合执行复杂的数学和几何计算，尤其是并行运算。XilinxFPGA即现场可编程门阵列,用户可根据自身需求，用硬件描述语言FPGAAltera,深鉴（HDL）对FPGA的硬件电路进行设计。科技TPU是谷歌针对自身应用专门优化的人工智能芯片，该芯片已经在TPUgoogleAlphaGo中应用，并支持TensorFlow机器学习框架。NPU是中科院计算所团队研发，采用“数据驱动并行计算”的架构，可NPU寒武纪应用于手机、安防、可穿戴设备等终端芯片中。Intel收购的Movidius开发的Myriad系列VPU专门为计算机视觉进行优VPUIntel化，可以用于3D扫描建模、室内导航、360°全景视频等计算机视觉ASIC用途。BPU芯片是地平线机器人研发，该芯片未来会直接应用于自身的主要产BPU地平线品中，包括：智能驾驶、智能生活和智能城市。2017年其最新发布的BM1680专用芯片适用于CNN/RNN等深度学习BM1680比特大陆网络模型的预测和训练计算加速，最新推出的Sophon加速器搭载两颗BM1680芯片，32位单精度浮点峰值运算性能达到8TFLOPS，资料来源：中信证券研究部整理图18：2017Q1GPU全球市场份额图19：2014年FPGA全球市场份额NvidiaAMDXilinxAlteraLatticeMircosemi6%7%28%48%39%72%资料来源：PeddleResearch，中信证券研究部资料来源：电子发烧友，中信证券研究部英特尔（Intel）立足CPU，兼并收购布局数据智能。英特尔公司成立于1968年，专注于CPU（中央处理器）的研制和生产，目前是全球最大的个人计算机零件和CPU制造商。近年来，处于转型期的英特尔进行了多次兼并收购，领域涉及AI芯片、云计算、自动驾驶、物联网等领域。2015年，英特尔以167亿美元收购FPGA厂商Altera，收购完成后，英特尔成为第二大FPGA芯片厂商。2016年，英特尔收购深度学习芯片公司Nervana，进一步请务必阅读正文之后的免责条款部分9 前瞻研究系列报告28彰显在AI芯片领域的决心。2017年，英特尔收购以色列驾驶辅助系统开发公司Mobileye，其单目视觉高级驾驶辅助系统(ADAS)的开发方面走在世界前列。在2018CES展上，英特尔携Mobileye发布了全新自动驾驶平台，并宣布与Waymo、宝马、上汽、四维图新等公司达成合作。图20：2010-2017年Intel总市值（百万美元）图21：Intel营业收入和净利润（百万美元）250,000216,029营业收入净利润200,000178,287171,55770,00062,761165,28160,00053,99952,70855,355150,000121,250127,15550,00043,623114,84940,000100,000100,01730,00050,00020,00012,9549,52111,51013,39311,42510,000--资料来源：Wind，中信证券研究部资料来源：Wind，中信证券研究部表7：英特尔近年主要兼并收购收购公司公司主要业务公告时间收购价格Mobileye车用视觉ADAS系统2017年3月153亿美元VOKEVR直播2016年11月N/AMAVinciGmbH无人机技术2016年11月N/AMovidius机器视觉芯片2016年9月4亿美元Nervana深度学习芯片2016年8月4亿美元Itseez机器视觉软件与咨询服务2016年5月N/AReplayTechnologies3D视频成像技术2016年3月1.75亿美元AscendingTechnologies无人机技术2016年1月N/ASaffronTechnology人工智能、大数据2015年10月N/AReconInstruments智能可穿戴设备2015年6月1.75亿美元AlteraFPGA2015年5月167亿美元McAfee安全软件开发与应用2010年76.8亿美元InfineonTechnologies移动芯片业务2010年14亿美元Giga高性能的网络芯片业务2000年12.5亿美元资料来源：Crunchbase，VentureBeat，中信证券研究部英伟达（Nvidia）是GPU绝对领导者。深度学习所要求的高性能并行运算是GPU的优势领域。近年来，英伟达业务领域逐渐由游戏显卡转变为数据中心甚至自动驾驶，正在由一家游戏设备公司蜕变为人工智能公司。2017年，英伟达（Nvidia）首次跻身全球前十大半导体厂商，其总市值、营业收入和净利润都有明显增长。请务必阅读正文之后的免责条款部分10 前瞻研究系列报告28图22：2010-2017年Nvidia总市值（百万美元）图23：Nvidia营业收入和净利润（百万美元）140000营业收入净利润11726112000012,0001000009,71410,00080000575338,0006,910600006,0004,6825,010400004,130177324,0003,0472000089477661108981,66602,000580879872-20132014201520162017资料来源：Wind，中信证券研究部资料来源：Wind，中信证券研究部赛灵思（Xilinx）稳居FPGA市场领导者地位。Xilinx公司是AllProgrammableFPGA、SoC和3DIC的全球领先提供商，拥有超过3500项专利，2016年实现23.49亿元。从产品市场地位来看，Xilinx重点布局前沿技术、高利润中高端市场，20nm等高端市场占有率达70%。从产品技术来看，Xilinx比Altera领先一年推出16nm技术产品，保持在高端产品市场的绝对优势。同时，公司实现战略转型，从FPGA公司向全可编程（AllProgrammable）企业转型，重点发力云计算、嵌入式视觉、工业物联网和5G四大领域。近几年来，总市值稳中有升。图24：2010-2017年Xilinx总市值（百万美元）图25：Xilinx营业收入和净利润（百万美元）1800016919营业收入净利润15244160001400012321120703000120001144825002369224121692383237722142349935710000841575092000800060001500400010006425304886306485516232000500002010201120122013201420152016资料来源：Wind，中信证券研究部资料来源：Wind，中信证券研究部谷歌商用TPU相关服务。谷歌从2006年开始布局神经网络芯片，TPU（TensorProcessingUnit）是介于ASIC与FPGA的集成电路，具有部分可定制性，可对TensorFlow等特定算法高效执行；TPU在2015年用于谷歌内部的机器学习，因打败棋手李世石而声名大噪的AlphaGo，便是采用TPU作为计算芯片。基于TPU的机器学习云服务（CloudTPU），在2017年5月已免费开放1000个名额，并在2018年2月，公布商用的测试版本，用户可通过谷歌云平台接入CloudTPU服务，用来加速以谷歌机器学习（TensorFlow）所开发的计算系统，目前该服务的价格为每小时6.5美元。请务必阅读正文之后的免责条款部分11 前瞻研究系列报告28图26：谷歌CloudTPU芯片和TPU舱资料来源：雷锋网，中信证券研究部风险因素宏观经济下行；下游终端需求不及预期；产能释放进度不及预期；芯片性能提升速度不及预期等。投资策略全球半导体行业进入新景气周期，掌握领先技术+制造经验+成本优势者有望最终胜出。建议关注全球半导体龙头，包括：英伟达、赛灵思、英特尔等。中美科技巨头或将完成软硬一体的全面布局，建议关注：苹果、谷歌、亚马逊等。A股建议关注：设计领域，存储龙头兆易创新、功率半导体扬杰科技、模拟电路圣邦股份；制造领域，龙头公司中芯国际、存储大平台紫光国芯；封装领域，收购星科金朋达到全球领先的长电科技、国内盈利能力最强的华天科技；设备领域，龙头公司北方华创等。表8：重点公司盈利预测及估值简表EPSPE公司股价评级1617E18E19E1617E18E19E英伟达（美元）245.933.085.096.208.2080484030买入赛灵思（美元）70.052.052.322.052.8734303424-英特尔（美元）47.732.121.993.323.5823241413-兆易创新163.122.122.263.184.0777725140买入中芯国际（港币）10.660.590.290.300.5018373621-紫光国芯42.320.550.580.730.8877735848-华天科技7.700.180.240.310.3343322523买入长电科技19.390.100.280.671.06194692918-北方华创32.400.220.300.580.841471085639-资料来源：Wind，Bloomberg，中信证券研究部预测。注：股价为2018年2月26日收盘价，英伟达、赛灵思、英特尔、中芯国际17年均为实际数据，赛灵思、英特尔采用Bloomberg一致预测，中芯国际、紫光国芯、长电科技、北方华创采用Wind一致预测。请务必阅读正文之后的免责条款部分12 分析师声明主要负责撰写本研究报告全部或部分内容的分析师在此声明：（i）本研究报告所表述的任何观点均精准地反映了上述每位分析师个人对标的证券和发行人的看法；（ii）该分析师所得报酬的任何组成部分无论是在过去、现在及将来均不会直接或间接地与研究报告所表述的具体建议或观点相联系。评级说明投资建议的评级标准评级说明报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级买入相对同期相关证券市场代表性指数涨幅20%以上；（另有说明的除外）。评级标准为报告发布日后6到12个增持相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于5%～20%之间月内的相对市场表现，也即：以报告发布日后的6到12股票评级持有相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-10%～5%之间个月内的公司股价（或行业指数）相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。其中：A股市场以沪深300卖出相对同期相关证券市场代表性指数跌幅10%以上；指数为基准，新三板市场以三板成指（针对协议转让标的）强于大市相对同期相关证券市场代表性指数涨幅10%以上；或三板做市指数（针对做市转让标的）为基准；香港市场行业评级中性相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-10%～10%之间；以摩根士丹利中国指数为基准；美国市场以纳斯达克综合指数或标普500指数为基准。弱于大市相对同期相关证券市场代表性指数跌幅10%以上其他声明本研究报告由中信证券股份有限公司或其附属机构制作。中信证券股份有限公司及其全球的附属机构、分支机构及联营机构（仅就本研究报告免责条款而言，不含CLSAgroupofcompanies），统称为“中信证券”。法律主体声明中国：本研究报告在中华人民共和国（香港、澳门、台湾除外）由中信证券股份有限公司（受中国证券监督管理委员会监管，经营证券业务许可证编号：Z20374000）分发。新加坡：本研究报告在新加坡由CLSASingaporePteLtd（公司注册编号：198703750W）分发。作为资本市场经营许可持有人及受豁免的财务顾问，CLSASingaporePteLtd仅向新加坡《证券及期货法》s.4A（1）定义下的“机构投资者、认可投资者及专业投资者”提供证券服务。根据新加坡《财务顾问法》下《财务顾问（修正）规例（2005）》中关于机构投资者、认可投资者、专业投资者及海外投资者的第33、34、35及36条的规定，《财务顾问法》第25、27及36条不适用于CLSASingaporePteLtd。如对本报告存有疑问，还请联系CLSASingaporePteLtd（电话：+6564167888）。MCI(P)024112017.针对不同司法管辖区的声明中国：（i）根据中国证券监督管理委员会核发的经营证券业务许可，中信证券股份有限公司的经营范围包括证券投资咨询业务。（ii）本期报告涉及股票扬杰科技(300373)，中信证券股份有限公司持股数量占上市公司总股本的比例超过1%。新加坡：监管法规或交易规则要求对研究报告涉及的实际、潜在或预期的利益冲突进行必要的披露。须予披露的利益冲突可依照相关法律法规要求在特定报告中获得，详细内容请查看https://www.clsa.com/disclosures.html。该等披露内容仅涵盖CLSAgroup,CLSAAmericas及CLSecuritiesTaiwanCo.,Ltd的情况，不涉及中信证券及/或其附属机构的情况。如投资者浏览上述网址时遇到任何困难或需要过往日期的披露信息，请联系compliance_hk@clsa.com.美国：本研究报告由中信证券编制。本研究报告在美国由中信证券（CITICSecuritiesInternationalUSA,LLC（下称“CSI-USA”）除外）和CLSAgroupofcompanies（CLSAAmericas,LLC（下称“CLSAAmericas”）除外）仅向符合美国《1934年证券交易法》下15a-6规则定义且分别与CSI-USA和CLSAAmericas进行交易的“主要美国机构投资者”分发。对身在美国的任何人士发送本研究报告将不被视为对本报告中所评论的证券进行交易的建议或对本报告中所载任何观点的背书。任何从中信证券与CLSAgroupofcompanies获得本研究报告的接收者如果希望在美国交易本报告中提及的任何证券应当分别联系CSI-USA和CLSAAmericas.英国：本段“英国”声明受英国法律监管并依据英国法律解释。本研究报告在英国须被归为营销文件，它不按《英国金融行为管理手册》所界定、旨在提升投资研究报告独立性的法律要件而撰写，亦不受任何禁止在投资研究报告发布前进行交易的限制。本研究报告在欧盟由CLSA（UK）发布，该公司由金融行为管理局授权并接受其管理。本研究报告针对《2000年金融服务和市场法2005年（金融推介）令》第19条所界定的在投资方面具有专业经验的人士，且涉及到的任何投资活动仅针对此类人士。若您不具备投资的专业经验，请勿依赖本研究报告的內容。一般性声明本研究报告对于收件人而言属高度机密，只有收件人才能使用。本研究报告并非意图发送、发布给在当地法律或监管规则下不允许该研究报告发送、发布的人员。本研究报告仅为参考之用，在任何地区均不应被视为出售任何证券或金融工具的要约，或者证券或金融工具交易的要约邀请。中信证券并不因收件人收到本报告而视其为中信证券的客户。本报告所包含的观点及建议并未考虑个别客户的特殊状况、目标或需要，不应被视为对特定客户关于特定证券或金融工具的建议或策略。对于本报告中提及的任何证券或金融工具的分析，本报告的收件人须保持自身的独立判断。本报告所载资料的来源被认为是可靠的，但中信证券不保证其准确性或完整性。中信证券并不对使用本报告所包含的材料产生的任何直接或间接损失或与此有关的其他损失承担任何责任。本报告提及的任何证券均可能含有重大的风险，可能不易变卖以及不适用所有投资者。本报告所提及的证券或金融工具的价格、价值及收益可能会受汇率影响而波动。过往的业绩并不能代表未来的表现。本报告所载的资料、观点及预测均反映了中信证券在最初发布该报告日期当日分析师的判断，可以在不发出通知的情况下做出更改，亦可因使用不同假设和标准、采用不同观点和分析方法而与中信证券其它业务部门、单位或附属机构在制作类似的其他材料时所给出的意见不同或者相反。中信证券并不承担提示本报告的收件人注意该等材料的责任。中信证券通过信息隔离墙控制中信证券内部一个或多个领域的信息向中信证券其他领域、单位、集团及其他附属机构的流动。负责撰写本报告的分析师的薪酬由研究部门管理层和中信证券高级管理层全权决定。分析师的薪酬不是基于中信证券投资银行收入而定，但是，分析师的薪酬可能与投行整体收入有关，其中包括投资银行、销售与交易业务。若中信证券以外的金融机构发送本报告，则由该金融机构为此发送行为承担全部责任。该机构的客户应联系该机构以交易本报告中提及的证券或要求获悉更详细信息。本报告不构成中信证券向发送本报告金融机构之客户提供的投资建议，中信证券以及中信证券的各个高级职员、董事和员工亦不为（前述金融机构之客户）因使用本报告或报告载明的内容产生的直接或间接损失承担任何责任。未经中信证券事先书面授权，任何人不得以任何目的复制、发送或销售本报告。中信证券2018版权所有。保留一切权利。'