2021电子行业投资机会一网打尽：消费5G芯片三大类爆发中【附下载】| 智东西内参
发布时间：2020-10-25 22:21:11来源：智东西
看点：消费电子、电子周期品和半导体三大产业的未来机遇。
消费电子：5G渗透率持续提升，手机终端创新不止，射频、光学、无线充电、散热等方面都有较大改变或升级；智能可穿戴景气度上行，TWS耳机、智能手表、VR/AR行业蓬勃发展；汽车智能化是大势所趋，ADAS渗透率得到快速提升；AIoT受政策、产业、消费三大作用力推动，快速发展。
手机功能创新、可穿戴产品放量以及汽车电子发展带来的FPC需求增长；手机主板集成度提升，促进HDI/SLP渗透率提升；服务器平台升级，高频高速高多层PCB/CCL将得到放量。MLCC市场保持稳步增长（CAGR10%-15%），国产配套诉求强烈，国产MLCC市场份额有望得到提升。
功率半导体供给侧长期紧张，新能源车为功率器件带来纯增量空间；大陆晶圆、存储厂大规模扩产，政策加持，引领设备持续受益。
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本期内参来源：东北证券
原标题：
《新技术与国产替代中的投资机遇》
作者：张世杰杨一飞程雅琪
射频前端芯片是无线通信系统的核心部件。对于智能手机等移动终端而言，位于天线和收发器之间的所有组件都被称为射频前端。按照形式不同，射频前端分为射频器件和射频模组。射频器件主要包括射频开关（Switch）、射频低噪声放大器（LNA）、射频功率放大器（PA）、双工器（Duplexer和Diplexer）、射频滤波器（Filter）等。
其中，射频开关用于实现射频信号接收与发射以及不同频段间的切换，可分为：单刀单掷、单刀双掷、多刀多掷；射频低噪声放大器用于实现接收通道的射频信号放大；射频功率放大器用于实现发射通道的射频信号放大；射频滤波器用于保留特定频段内的信号，而将特定频段外的信号滤除；双工器用于将发射和接收信号的隔离，保证接收和发射在共用同一天线的情况下能正常工作。射频模组是将射频器件中两种或者两种以上的分立器件集成为一个模组，从而提高集成度与性能并使体积小型化。
主要产品包括ASM（集成射频开关和天线）、FEMiD（集成射频开关、滤波器和双工器）、DiFEM（集成射频开关和滤波器）、LNAbank（多通道多模式LNA）、LFEM（集成射频开关、低噪声放大器和滤波器）、PAMQ（集成多模式多频带PA和FEMD）等模组组合。
▲射频前端元器件及其功能
▲射频模组及其集成器件
▲智能手机通信系统结构示意图
射频前端芯片市场规模主要受移动终端需求的驱动和通信技术创新的驱动。在移动终端需求方面，移动终端数量的增加带动了射频前端芯片的数量大幅增加。根据终端的不同，移动终端主要分为手机，PC,平板电脑等其他移动终端三大领域。根据Gartner数据，移动终端的出货量从2012年开始，呈现快速增长趋势，之后增速开始放缓，整体出货量有所下降。但通信行业正在经历从4G到5G的产业升级，5G的到来将会带动换机潮，赋能移动终端行业新的增长点。
根据YoleDevelopment的预测，5G在高端智能手机领域的普及率将会进一步提高，5G手机出货量呈现不断增长的发展趋势。到2025年，5G手机出货量将占市场份额的29%，从2019年到2025年，5G手机出货量年均复合增长率将达到72%。
终端消费者对移动智能终端需求大幅上升的主要原因是移动智能终端已经成为集丰富功能于一体的便携设备，通过操作系统以及各种应用软件可以满足终端用户网络视频通信、微博社交、新闻资讯、生活服务、线上游戏等绝大多数需求。高速率、低时延、大带宽的5G终端将进一步满足用户的互联网需求，带动新一轮的换机潮。在各种网络需求的刺激下，消费者的移动终端需求增加，射频前端市场增长空间广阔。
移动数据传输量和传输速度的不断提高主要依赖于通讯技术的变革，以及相关射频前端芯片的性能提升。过去十年间，通信行业经历了从2G到3G再到4G的两次重大产业升级，并于2019年迎来5G的巨大变革。
在此过程中，手机射频前端最大的变化在于所要支持的频段数的增加。2G时代，手机支持频段不超过5个；4G时代，全网通手机所能够支持的频段数量猛增到37个；据推测，进入5G时代后，手机所需支持的频段数量将新增50个以上，全球2G/3G/4G/5G网络合计支持的频段将超过91个。
为了提高智能手机对不同通信制式兼容的能力，一般智能手机每增加一个频段，需要增加1个功率放大器、1个双工器、1个天线开关、2个滤波器等。就滤波器而言，4G手机为40个，而5G手机则需要70个。
高频段信号的增加也带来了处理难度的增加，所需的载波聚合和MIMO等新处理技术的普及对射频器件的性能提出了更高的要求。另外，手机留给射频前端的容积越来越小，进一步增加了对高性能的射频器件需求。因此单个智能手机中射频前端芯片的价值量随着内部数量和性能的增加而呈上升趋势。
根据YoleDevelopment的统计，2G制式智能手机中射频前端芯片的价值为0.9美元，3G制式智能手机中大幅上升到3.4美元，支持区域性4G制式的智能手机中射频前端芯片的价值已经达到6.15美元，高端4G智能手机中为15.30美元，是2G制式智能手机中射频前端芯片的17倍，而5G的价值量则更是4G的两倍以上。
5G频段增加推动射频前端市场规模扩大。根据Yole的预测，2023年射频前端的市场规模将达到350亿美元，较2017年150亿美元增加130%，未来6年复合增速高达14%。其中，以开关和LNA为例，2011年及之前智能手机支持的频段数不超过10个，而随着4G通讯技术的普及，2016年智能手机支持的频段数已经接近40个；因此，移动智能终端中需要不断增加射频开关的数量以满足对不同频段信号接收、发射的需求，推动整个射频前端市场规模。
根据QYRElectronicsResearchCenter的统计，2010年以来全球射频开关市场经历了持续的快速增长，2016年全球市场规模达到12.57亿美元，2017年及之后增速放缓，但预计到2020年期间仍保有10%的增长率，预计到2020年达到18.79亿美元。而随着移动通讯技术的变革，移动智能终端对信号接收质量提出更高要求，需要对天线接收的信号放大以进行后续处理。
一般的放大器在放大信号的同时会引入噪声，而射频低噪声放大器能最大限度地抑制噪声，因此得到广泛的应用。2016年全球射频低噪声放大器收入为12.80亿美元，而随着4G逐渐普及，智能手机中天线和射频通路的数量增多，对射频低噪声放大器的数量需求迅速增加，因此预计在未来几年将持续增长，到2020年达到14.75亿美元。
▲全球射频开关销售收入
▲全球射频低噪声放大器销售收入
Sub6GHz以上的5G信号需要高频传输，LCP为大势所趋。LCP材料介质损耗与导体损耗更小，同时具备灵活性、密封性，因而具有很好的制造高频器件应用前景。所以在5G时代高频高速的趋势下，LCP将替代PI成为新的软板工艺。
苹果2017年发布的iPhoneX首次采用了多层LCP天线，iPhoneX采用的LCP软板有一段细长线，将WiFi天线、蜂窝天线与主板相连，起到传递射频信号的作用。2018年新发布的iPhoneXS/XSMax/XR均使用了六根LCP天线。但由于LCP单机价值较高，因此今年iPhone11采取LCP+MPI方案压低整体成本。
▲iPhone11ProLCP/MPI射频天线
Sub6GHz下，LDS依旧是安系主流方案。LDS天线技术为激光直接成型技术，利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动，将激光投照到模塑成型的三维塑料器件上，在几秒钟的时间内，活化出电路图案。
苹果公司从iPhone6开始采用LDS天线，在金属后盖上注塑，将金属后盖被切分成三段。与传统的天线的相比，LDS天线性能稳定，一致性好，精度高，并且由于是将天线镭射在手机外壳上，不仅避免了手机内部元器件的干扰，保证了手机的信号，而且增强了手机的空间的利用率，满足了智能手机轻薄化的要求。
▲LDS天线外部化
但由于金属后盖对信号接受仍有影响，玻璃背板开始大规模使用，随着玻璃背板渗透率的提高，LDS天线移至手机内部塑料板上进行通信信号的接受。预计明年5G手机将主要以安卓手机为主，在Sub6GHz的频段下，考虑到成本和设计方案的因素，LDS天线方案将依旧是手机厂商的最优选择。
▲LDS天线内部化
5G时代势必带来天线市场规模的提升。根据中国产业信息网统计，随着5G手机渗透率的提升，5G手机天线将呈现爆发式增长态势，2022年将达到352亿元。
▲5G手机天线市场规模
智能手机存量时代，头部厂商市场集中度提升。根据IDC统计，智能手机销量自2017年开始为期两年的下滑，2017年全球智能手机出货量为14.65亿台，同比下滑0.5%，2018年全球智能手机出货量为13.95亿台，同比下滑4.8%。
截止2019年上半年，手机出货量为6.44亿台，同比下滑4.8%。随着手机销量的下滑，拥有忠实客户群体和品牌效应的手机大厂市场集中度进一步提升，截止19Q2，前五大手机厂商市占率为69%，同比上升2个百分点。
▲历年智能手机出货量（亿台）
▲前五大厂商市场集中度提升
光学创新是智能手机差异化竞争热点之一。智能手机行业近年集中度进一步提升，各大品牌厂商均在努力挖掘差异化竞争的热点。光学领域创新是目前手机差异化竞争的重要热点之一。无论光学结构如何变化，究其核心是在于追求光学器件尺寸的小型化；性能规格的提升（高分辨率、大光圈、广角及3D应用等）。
摄像头模组与智能手机出货量变化趋势不同调，头部厂商积极布局多摄。全球手机摄像头模组数量受多摄、3D深度摄像头等光学创新因素刺激，出货量一直保持稳定增长。2018年3月华为P20Pro搭配后置三射横空出世，开启了从双摄到三摄的时代，此后每半年推出的Mate20Pro,P30Pro以及Mate30Pro均比同期上一代多一颗摄像头。
根据前瞻研究院数据显示，截止2018年，全球智能手机摄像头数量为41.5亿颗，同比增长6.33%，平均每部手机摄像头颗数为2.84颗，同比增长6.77%。而摄像头模组出货量与智能手机出货量增速呈相反方向，表明手机存量时代，光学创新依旧带动摄像头出货量逆势增长。
▲华为旗舰机摄像头数量变化
▲2016-2018年双摄手机渗透率
目前，前置和后置多摄已成为2019年的主流机型。以目前驱动手机出货量的几大头部手机厂商为例，截止2019年10月，大部分厂商机型搭配的摄像头总个数已超过2018年全年数量。除了后置多摄的增加，前置双摄在智能手机中也开始应用，例如三星在2019年发布的GalaxyS10+和GalaxyFold折叠屏手机上均采用前置双摄模组，因此预计未来前置双摄渗透率也将进一步提升。
随着5G的到来，3D结构光技术、ToF技术将加快与AR领域的结合，3Dsensing摄像头渗透率将加速提升。2018年5月10日，OPPO在其召开的技术沟通会上指出，利用精确的结构光双摄相机拍摄的三维信息，可以实现精确的AR贴纸与微表情效果；在AR游戏应用方面，利用结构光对周围的环境进行精确3D建模并将模型实时导入游戏中，可以实现虚拟游戏与现实三维世界的紧密融合，达到逼真的三维效果。
与此同时，OPPOR17Pro可以利用ToF精准探测景深信息，实现有趣且实用的AR测量功能；华为旗下的荣耀V20则在AR测量以外带来了更多ToF玩法，包括瘦身美体、大光圈拍摄、体感游戏等。
▲AR游戏
▲AR测量
3D结构光和ToF技术各有优势。3D结构光技术的基本原理是，通过近红外激光器，将具有一定结构特征的光线投射到被拍摄物体上，再由专门的红外摄像头进行采集。
当有脸部或物体靠近时，会先启动接近感测器，再由接近感测器发出讯号启动泛光照明器，发射出非结构的红外光投射在物体表面，再由红外光相机接收这些反射的影像资讯，传送到手机内的处理器，iPhoneX使用苹果自行开发的A11处理器经由人工智能的运算判断为脸部后，再启动点阵投射器产生大约3万个光点投射到使用者的脸部，利用这些光点所形成的阵列反射回红外光相机，计算出脸部不同位置的距离（深度），再将这些使用者脸部的深度资讯传送到手机内的处理器内，经由计算比对脸部特征辨识是否为使用者本人。
▲3D结构光之红外接收端扫描图
ToF直译为“飞行时间”。其测距原理是通过给目标连续发送脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行（往返）时间来得到目标物距离。这种技术跟3D激光传感器原理基本类似，只不过3D激光传感器是逐点扫描，而ToF相机则是同时得到整幅图像的深度（距离）信息。ToF相机内部每个像素经过上述过程都可以得到一个对应的距离，所有的像素点测量的距离就构成了一幅深度图，如下图所示。左边是拍摄物原图，右边是对应的深度图。
▲ToF飞行时间原理
▲ToF效果图
虽然ToF和结构光是同是深度摄像技术，但两种方案的性能却千差万别。结构光技术受环境光源影响较大，而且帧率较低，所以更适合静态场景或者缓慢变化的场景。其优势是能够获得较高分辨率的深度图像。ToF方案具有响应速度快，深度信息精度高，识别距离范围大，不易受环境光线干扰等优势。
▲ToF和结构光对比
近年来，品牌手机逐渐加强对3D结构光技术和ToF技术的应用。2017年9月13日，苹果推出了基于3D结构光技术的iPhoneX，以面部识别彻底取代了指纹识别；
2018年5月31日，小米8周年代表作——小米8透明探索版正式发布，打造了全球首款采用3D结构光技术的安卓手机；
2018年6月，搭载3D结构光技术的OPPOFindX发布；
2018年8月23日，搭载ToF3D立体摄像头的OPPOR17Pro发布；
2018年10月16日，支持3D结构光人脸识别的华为Mate20Pro正式登场；
2018年12月26日，华为旗下搭载ToF立体深感镜头的荣耀V20正式发布，能够实现实时的3D美体塑形和体感识别；
2018年12月29日，VIVONEX双屏版正式发布，搭载ToF3D立体摄像头的同时还支持ToF零光感人脸识别；2019年2月，三星发布了全球首款正式发售的5G智能手机三星GalaxyS105G版，增加了ToF传感器以辅助散景拍摄和AR应用；2019年9月，华为Mate30Pro发布，其前置和后置3D深感摄像头均采用了ToF方案。2020年10月，苹果iPhone12Pro和iPhone12ProMax的后置摄像头除了多一枚长焦镜头，还增加了一颗采用dToF技术的LiDAR激光雷达扫描仪。
▲iPhone3D结构光技术
▲iPhone12ProToF技术
苹果将dToF引入大众视野，为AR、VR应用铺路。在苹果推出dToF应用之前，安卓系ToF摄像头主要以iToF技术为主。尽管都是以飞行时间来估算目标距离，但dToF和iToF的区别主要在于发射和反射光的区别。dToF的原理为直接发射一个光脉冲，在测量反射光脉冲和发射光脉冲之间的时间间隔之后就可以得到光的飞行时间。而iToF的原理中，发射的并非一个光脉冲，而是调制过的光。接收到的反射调制光和发射的调制光之间存在一个相位差，通过检测该相位差就能测量出飞行时间，从而估计出距离。
因此dToF相较于iToF来说难度要大许多。dToF的难点在于要检测的光信号是一个脉冲信号，因此检测器对于光的敏感度比需要非常高。常见的dToF传感器实现是使用SPAD（single-photonavalanchediode，单光子雪崩二极管），SPAD的优势在于能检测到非常微弱的光脉冲，实现更精确的测算。
因此对于消费电子应用来说，使用dToF的主要优势是可以同时实现较远的测距距离和较高的测距精度，因此当需要把测距距离扩展到10米以上时，dToF有可能会成为更好的选择。此外由于dToF对于环境光干扰较不敏感，所以使用dToF可以让智能设备的深度传感工作在不同光照强度的场景下。
因此苹果今年在iPad和iPhone选择使用dToF，除了在测距精度和抗干扰的考量之外，同样希望能继续扩大测距范围，为下一代AR、VR应用铺路。
▲iPadPro后置Lidar摄像头拆解
3Dsensing市场规模在2020年将加速增长。据TrendForce预测，全球3DSensing市场规模将迎来爆发式增长，从2017年的8.19亿美元增加到2020年的108.49亿美元。3DSensing在智能手机市场的渗透率将有大幅提高，由2017年的2.1%升高至2020年的28.6%。
▲全球3DSensing市场规模及智能手机市场占比
未来无线充电技术渗透率不断提高，市场规模持续扩大。2017年苹果推出无线充电的应用提高了行业对无线充电技术的关注度，为未来无线充电市场规模的扩大奠定了基础，带动了未来消费趋势进而增加了无线充电的渗透率。预计2020年全球无线充电技术渗透率将达到37%，全球无线充电市场规模提升至101亿美元。
无线充电渗透率的提升将使得无线充电市场增长趋势得以保持，随着2022年渗透率提升至60%，全球无线充电市场届时将达到126亿，2024年预计达到150亿。消费电子是无线充电技术主要的需求来源，占到需求量的80%。近年来，无线充电技术在智能手机上的普及率越来越高，本身大量应用无线充电的可穿戴设备如耳机、手表等增速较高，二者为整个无线充电市场的需求提供了增长动力。
▲无线充电技术渗透率变化
▲全球无线充电市场规模
无线充电产业链主要可以划分为五个部分：方案设计、电源芯片、磁性材料、传输线圈以及模组制造。从最开始的方案设计到最终的模组制造，技术难度逐渐下降，技术壁垒降低。随着技术壁垒的降低，对应的利润率也相应降低，因此五个环节的利润率逐渐下降。在整个产业链中，方案设计部分的难度和附加值最高。设计厂商从智能终端厂了解需求，并进行方案设计。国外的方案设计厂商包括高通、联发科等。电源芯片包括发射端电源芯片与接收端电源芯片。
发射端将电能转化为特定频段的无线电信号，接收端再将信号转化为电能完成充电。目前国内外比较领先的电源芯片厂商包括IDT、德州仪器、意法半导体等，其产品广泛运用于三星、华为、小米等主流品牌。
磁性材料在无线充电模组中扮演着屏蔽、降阻的作用。屏蔽即降低向外散发的磁感线，防止信号干扰和涡流的产生；降阻则是降低线圈电阻和发热，提高电磁信号和电能之间的转化效率。磁性材料的技术目前呈现从铁氧体到纳米晶材料的趋势，相比铁氧体纳米晶材料在屏蔽、降阻两个方面效率更高。
行业内主要的企业包括TDK、村田、安洁科技、合力泰、领益智造等。传输线圈的生产也需要和终端厂商紧密对接，定制生产。随着业内主流的方案从FPC到密绕线圈，日趋轻薄化的趋势和更高的技术要求对于线圈厂商精密加工能力提出了新的挑战。
相关的企业包括TDK、松下、立讯精密、东尼电子、顺络电子等。模组制造对于生产技术要求较低。相比其他电子零部件的组装制造，模组制造的工艺差别不大，因此技术门槛较低。
▲无线充电模组
2020年苹果推出iPhone12四款机型以及适用于新款iPhone的MagSafe磁吸配件。从官方分解图中能看到，这套MagSafe组件由很多不同的元件组成，包含了磁力计、屏蔽层、磁环和NFC线圈等。MagSafe借助纳米晶面板，来增强发射和接收线圈之间的磁通量，以及电磁感应强度提高传输效率。另一方面，线圈外围集成的磁环，还有磁力校准计，可以让iPhone12与MagSafe配件更精准地匹配，避免因放置位置的不合理，而导致充电效率的降低。而MagSafe无线充电枕的推出也将推动无线充电接收端是渗透率的提升，有望让无线充电成为5G手机标配。
▲iPhone12无线充电模组拆解图
▲苹果MagSafe无线充电枕
5G手机因为应用功能变多，电池续航、功耗成为不可忽视的问题。5G手机应用场景广泛，手机厂商提高电池续航的方法主要为（1）提升电池容量，和（2）快充功率变高。目前市面上5G手机的电池容量普遍在4000毫安以上，而安卓代表机型华为Mate30Pro5G和三星S105G手机电池容量均为4500毫安，iPhone11系列作为4G手机，电池容量也提升了800毫安至3900毫安。
未来随着5G手机的普及，电池容量的提升成为刚需。快充同样有着类似的增长曲线，随着手机机型的更新迭代，快充瓦数也在不断地突破新高。19年4月发布的三星S105G快充瓦数为25W，19年9月发布的iPhone11快充瓦数为18W，19年10月发布的华为Mate30Pro快充瓦数为40W。以华为Mate30Pro为例，40W快充可以实现30分钟快速充电70%，极大提高了手机的使用时长。
▲手机电池容量与续航时长呈正比
▲各品牌手机快充瓦数持续变高
电池容量增大带来体积的变大，芯片集成更加紧凑，散热成为当务之急。大容量电池几乎都伴随着体积的相应增加。iPhone和华为最新款手机都面临着电池体积增大，其他零部件空间减少的情况。而空间的减少势必带来芯片集成度和封装程度进一步提高。而芯片封装的越紧凑，散热越难。由于iPhone11增加U1超宽带芯片，叠加摄像头个数怎多，主板内部芯片更加紧凑，散热也更难。
▲iPhone主板大小对比
▲iPhone热量对比图
苹果散热一直采用石墨片为主。石墨散热片的化学成分主要是单一的碳(C)元素,是一种自然元素矿物.可以通过化学方法高温高压下得到石墨化薄膜，因为碳元素是非金属元素,但是却有金属材料的导电,导热性能,还具有像有机塑料一样的可塑性,并且还有特殊的热性能，化学稳定性,润滑和能涂敷在固体表面的等等一些良好的工艺性能，石墨散热片平面内具有150-1500W/m-K范围内的超高导热性能。石墨片主要具有以下几个特点：（1）表面可以与金属、塑胶、不干胶等其它材料组合，以满足更多的设计功能和需要；（2）低热阻；（3）重量轻；（4）高导热系数：石墨散热片能平滑贴附在任何平面和弯曲的表面，并能依客户的需求作任何形式的切割。
▲石墨片散热原理
▲石墨片样品
安卓系采用热管和均热板为主。由于安卓系5G手机布局更快，对散热的需求更加紧迫。目前以三星华为为代表的安卓系5G手机均采用VC（均热板）进行散热。相比石墨片，均热板和热管散热效果更好。
▲三星S105G均热板
▲华为手机均热板
均热板更轻薄，管是更适合5G机型的散热方案。VC（VaporChambers）即平面热管，也叫均温板或者均热板，均热板是一个内壁具有微细结构的真空腔体，通常由铜制成。当热由热源传导至蒸发区时，腔体里的冷却液在低真空度的环境中受热后开始产生冷却液的气化现象，此时吸收热能并且体积迅速膨胀，气相的冷却介质迅速充满整个腔体，当气相工质接触到一个比较冷的区域时便会产生凝结的现象。借由凝结的现象释放出在蒸发时累积的热，凝结后的冷却液会借由微结构的毛细管道再回到蒸发热源处，此运作将在腔体内周而复始进行。
热管和均热板的工作原理几乎一样，但在传导方式上，热管是一维线性热传导而均热板则是将热量在一二维平面上传导，相对于热管，首先均热板与热源以及散热介质的接触面积更大，能够使表面温度更加均匀。
由于均温版的面积较大，能够更好的减少热点，实现芯片下的等温性，相较于热管有更大的性能优势，同时均温版还更加轻薄，在快速的吸收以及散发热量的同时也更加符合目前手机更加轻薄化、空间利用最大化的发展趋势。
▲均热板工作原理
根据前瞻产业研究院预估，手机散热约占散热产业总规模的7%，2018年约为100亿元。虽然占比低，但是未来受益于5G智能终端持续升级的驱动，手机散热市场有望保持高增长，2018~2022年年平均复合增长率有望达26%。
▲手机散热市场规模及增速
TWS耳机因为低功耗、低延迟获得用户支持。TWS(TrueWirelessStereo)耳机是指真无线立体声耳机，TWS耳机不仅能像普通蓝牙耳机一样连接到手机，还取消了连接双耳之间的线材，做到了真正的无线化。得益于厂商对产品的不断优化升级，TWS耳机现在已经能够做到低功耗、低延迟、主副耳功耗均衡、以及佩戴时毫无负担的优秀体验，获得了大批苹果和安卓用户的支持。
蓝牙技术+耳机孔取消加速TWS耳机发展。TWS耳机的发展离不开蓝牙技术的进步，2016年发布的蓝牙5.0相比第四代蓝牙版本速度提升了2倍，距离增加了4倍，理论上的有效距离可达300米。不仅如此，蓝牙5.0在传输速率和延迟方面有了很大的提升和优化，让TWS真无线蓝牙耳机的双边通话成为了可能。
2016年9月苹果推出第一代Airpods，并首次在iPhone7系列上取消3.5mm耳机孔，将之与USB-C/Lightning充电插孔合二为一，使手机在充电时无法连接耳机。这一举措旨在加速TWS无线耳机对有线耳机的替代，也体现了苹果将大力发展无线耳机的决心。
▲蓝牙技术发展时间轴
Airpods的推出带动TWS耳机行业进入高速发展期。据Counterpoint数据显示，自2016年苹果推出AirPods1代全面开启TWS市场以来，TWS耳机出货就维持了高速的增长，在2017/2018/2019年分别增长118%/130%/183%。Counterpoint预计未来三年增速虽有所下滑，但将依然维持CAGR80%的高增速，预计2022年将有超过6亿副的出货量。
▲TWS耳机出货总计（万副）
▲TWS耳机出货预测
Airpods大受欢迎，2019年各季度维持两位数的环比增长。AirPods作为TWS耳机中的领头羊产品，在2019年Q1/Q2/Q3/Q4分别达到了环比40%/36.3%/3.8%/40.8%的增速。据Counterpoint数据测算，2020和2021年AirPods预计将维持65%和28%以上的增速，并于2021年达到1.2亿副的出货量。
▲AirPods2019年各季度出货量
▲AirPods出货及预测
TWS配对率仍然处以低位，未来配对率提升有望加速。2016年7月苹果公司宣布苹果已经累计售出10亿部iPhone。尽管此后苹果仍维持每年1.8亿到2亿的出货量，但考虑到近几年安卓系手机分流客户的能力以及老用户的重复购买，我们假设苹果手机的存量将长期维持在8亿部左右。
随着2016年Airpods的推出，以及之后几年的销量的累计，我们预计2017/2018/2019年AirPods配对率分别为1.75%/6.13%/13.70%。假设Airpods出货量为9500万，苹果TWS耳机配对率将进一步提升至25.58%。因此，从配对率来看，苹果TWS依然有巨大的增长空间。此外，未来苹果手机取消附赠有线耳机将进一步刺激用户选购AirPods产品，Airpods耳机配对率有望加速提升。
▲Airpods（累计）配对率变化
安卓手机市场更大，TWS产品配对率更低。根据IDC数据，安卓手机出货量一直显著高于苹果。由于没有可供参考的安卓手机存量数据，我们以各年Airpods/iPhone和安卓系耳机/安卓系手机出货量比值进行对比。2017/2018/2019年Airpods/iPhone出货比值为6.49%/16.76%/31.79%，而安卓系耳机安卓系机比值仅为0.48%/0.92%/6.00%。
假设2020年安卓系手机出货量为10.65亿部，安卓系TWS耳机出货量为1.35亿部，则安卓系耳机/安卓系手机出货比值为12.68%，比值翻倍增长，但仍远低于苹果同年数据。参考上文中2020年预计苹果耳机和手机的配对率为25.58%，可推断安卓系TWS耳机配对率更低。随着安卓用户逐步开始接触TWS产品，以及安卓厂商也逐步推出低价的TWS产品，安卓TWS产品的渗透率将逐步提升，未来市场增长空间巨大。
▲苹果安卓手机出货对比
▲TWS/手机出货量比值
智能可穿戴设备除了智能耳机之外还包括了智能手环和智能手表。智能手表的特点包括eSIM独立4G通话、双芯片架构、无线充电、医疗级ECG和5ATM防水等功能，智能手环的功能特性为低功耗、长续航、人体健康和环境监测、智能语音助手等。
▲智能手表手环产品丰富的功能
▲热门智能手表手环产品
随着近年来可穿戴设备的硬件性能水平的发展以及智能手机用户对运动和健康监测等需求的增加，可穿戴设备的需求迅速增长。据IDC数据，过去几年间可穿戴设备中的手表和手环市场整体保持了较快的增长，2017/2018/2019的出货为1.07亿副/1.26亿副/1.62亿副。2018和2019年分别增长了18.12%和28.62%，2020年受疫情影响预计会下降1.05%，但有望在疫情结束后恢复增长，预计2024年达到2.19亿副的出货量，复合年增长率8.18%。
▲IDC智能可穿戴产品出货（百万副）
小米受益手环价位较低，在可穿戴智能手表手环市场份额第一。从智能可穿戴手表/手环各厂商的市场份额来看，根据Canalys的数据，2019Q3期间，小米/苹果/华为/Fitbit/三星市占率份分别为27%/15%/13%/8%/6%。小米的手环和手表产品由于其高性价比，市场份额位居第一。华为在2018Q3后份额逐渐扩大，加速抢占竞争对手份额。
▲2017Q4-2019Q3智能手表手环产品出货
▲2019Q3智能手表手环产品价格区间和销量
智能手表因功能丰富，销量稳步提升。智能手表兴起于2013，2013年9月三星抢先苹果推出了智能型手表GalaxyGear，可以与GALAXYNote3智能手机搭载使用，具备收发电子邮件和消息、存储和传输数据信息，以及跟踪或管理个人信息、通话、游戏等功能。
一年后苹果也推出了AppleWatch1代产品，配置了OLED压感触控屏，除了能够跟踪用户的运动和健康数据之外，也能很好地与手机交互，获取手机上的信息。之后的智能手表产品不断扩展自身的功能，逐步加入了医疗ECG，eSIM等功能，并增大屏幕以显示更多信息，同时也优化了手表与手机之间的交互，极大的扩展了用户的使用场景。
AppleWatch手表份额提升速度变缓，非苹果系智能手表积极抢占市场。根据Trendforce统计，2017/2018/2019年智能手表产品出货量为2860万台/4390万台/6260万台，增长速度分别为52.9%/53.5%/42.6%，预计2022年智能手表出货量将达到1.13亿台。
其中，苹果的AppleWatch产品在2016/2017/2018/2019份额分别为38.5%/41.6/49.2%/55.4%，呈上升态势，并预计2022年AppleWatch产品的份额将提升至58.5%。未来华为、三星、小米将继续推出智能手表新品，而手机品牌厂OPPO、vivo和Google也将以新进入者身份抢占市场份额。
▲智能手表产品出货
▲AppleWatch出货比例
VR/AR一直被视为笔记本、手机之后的下一代移动端计算平台，但是长久以来一直不能上量，VR行业在2017年甚至出现了衰退。除了应用生态端以及硬件端的逐渐摸索，限制VR/AR成为移动端计算平台的最根本原因在于“移不动”。无论是当前室内无线通信IEEE802.11各标准，还是4G网速，均难以满足VR/AR对无线通讯信息传输要求。复杂计算场景需求只能依托于有线传输。而5G到来，则可以解放VR/AR的线缆束缚，打开其成为移动端计算平台的潜力之门。
VR产业复兴与5G部署匹配且相互促进。在2019年10月19日的“世界VR产业大会”上，华为发布了关于VR的主题演讲。华为认为，当前VR产业正处在复兴期，与5G产业高度匹配且相互促进。经历了2017年的产业低谷，VR在2018年以后进入了产业复兴期。一方面，VR显示规格需求更为清晰，硬件形式也由“眼镜盒子式”逐步演变成“一体式VR”；另一方面，软件生态上，VR应用也有了更多的积累。2019年以后，5G正式开始部署，与复兴中的VR产业匹配而又相互促进。
5G高传输、低延迟，摆脱线缆，匹配VR视觉要求，助力构建云端算力传输体系VR头显属于近眼显示，对于显示的要求极高。当前VR显示最核心的痛点在于用户长久佩戴会有晕眩感。低分辨率和画面延迟都是产生晕眩感的原因。
若要消除晕眩感，VR业界公认有三大指标必须满足：延迟低于20ms、刷新率高于75Hz、单眼1k以的上分辨率。在75Hz刷新率和H.264压缩协议下，显示1k分辨率的VR内容需要17.5Mbps码率，而4G网络的码率仅为10Mbps。
因此，4G网络下，VR无法实现高分辨率高帧数的内容显示，只能依托于线缆进行显示数据的传输。相较而言，5G可以实现100-1024Mbps码率的传输。另外，4G网络的延迟在~10ms量级，LCD的响应时间最短可以到8ms（OLED的响应时间在us量级），加之图像本身的渲染等待时间~5ms（基于PC机主流GPU水平），4G下的图像延迟很难达到20ms以下。而5G的延迟仅1ms，无论是LCD方案或是OLED方案，基于现有外设GPU图像渲染能力，均可以轻松达到20ms以下的图像延迟。5G的大带宽和低延迟，将彻底解放VR的线缆束缚，甚至可以减轻显示屏和GPU的硬件压力，让VR成为正真的移动端生产工具。同时，5G到来也将解放外设主机。VR设备可以将大型运算任务交予云端处理。
行业寒冬已过，VR/AR市场热度回归。2012年，谷歌推出了GoogleGlass的原型机，作为AR产品，这款眼镜以镜片为屏幕，能够实现智能手机的部分功能。同年，Oculus推出了OculusRift的DK1VR产品VR/AR开始进入公众视野。2014年，谷歌推出了成本仅2美元的简易版VR眼镜盒子Cardboard，同年，Facebook斥资20亿美元收购了Oculus。
2015-2016年间，市场对VR/AR热情逐渐达到高点，三星、Sony、HTC、微软等厂商开始推出硬件产品，百度、腾讯、Facebook等互联网公司入局，土豆、优酷、《纽约时报》等内容公司也纷纷宣布进入VR/AR领域。但在2016年下半年，由于商业模式、硬件、网络与内容等方面的不成熟，VR/AR产品销量大大低于预期，行业热度骤减。
2019年，VR/AR市场热度重新被5G点燃，而生态和硬件的成熟也给市场带来的新的活力。其中VR一体机因穿戴简便、操作流畅、价格人性化而受用户追捧。根据SuperData数据，2019年VR一体机出货量达280万台，同比增长133%，2019年5月发布的VR一体机OculusQuest仅二季度销量就达20.8万台。
在VR内容方面，更多粘性更高游戏的出现加快了VR的进程。2019年VR游戏收入达5亿美元，同比增长41%，涌现出《BeatSaber》、《SuperhotVR》等爆款VR游戏。Steam于2020年3月发行的VR游戏《Hald-Life:Alyx》预售数量超30万套，其中约20万套同时购买了IndexVR头显设备。此外，AR领域也出现了《HarryPotter:WizardsUnite》、《MinecraftEarth》等继《PokemonGO》之后的大IP游戏。
无线化趋势显著，一体机或将成为VR终端头显设备主流。VR（VirtualReality）虚拟现实是指通过计算机与光学技术构建一个3D虚拟世界，让使用者产生沉浸于虚拟世界的体验。VR最先应用于电子游戏领域，之后视频、直播、教育、医疗等领域均有所应用。VR的终端头显产品主要有三类，分别为移动端VR眼镜、PC端VR头盔与VR一体机。
（1）移动端VR眼镜将手机置于头显设备中，以手机屏幕为屏幕，通过USB与手机连接，这类VR头显设备成本较低，凭借价格优势曾一度在2016年实现销量暴增，但是由于用户体验较差，销量增长不可持续，在2017年后快速下滑。
（2）PC端VR头盔与VR一体机虽然价格相对昂贵，但在用户体验方面相较移动端VR眼镜有明显优势。PC端VR头盔自带屏幕，通过连接线与电脑主机连接，使用电脑的处理器，由于能够借助电脑较强的计算力，这类VR头显设备的用户体验最好，但是用户普遍反映连接线的存在导致使用不够便捷。
（3）VR一体机自带屏幕与处理器，可独立使用，虽然用户体验没有PC端VR头盔好，但是由于没有了连接线的限制，灵活性好，出货量逐年增长，是未来VR发展的主要趋势。
▲移动端VR眼镜、PC端VR头盔、VR一体机
VR市场目前仍以索尼和Oculus为首。索尼的PlayStationVR于2016年10月13日上市，与PlayStation4、PlayStation5家用视频游戏机兼容，目前支持超过100款电子游戏。这款PC端VR上市时售价为399美元，经过多次调整目前售价已降至200美元。截至2019年底，PlayStationVR自上市以来的销量已超过470万台。
Oculus于2016年3月推出PC端产品OculusRiftCV1，售价599美元，截至2019年底，销量已超过150万台。2019年，Oculus又推出了RiftS，售价降为399美元。此外，Oculus推出了两款VR一体机OculusQuest和OculusGo。其中，OculusGo于2018年5月1日上市，上市时售价为199美元，2020年1月下调至149美元，截至2019年7月，销量已超过200万台。OculusQuest于2019年5月推出，售价399美元，仅19年二季度销量就达20.8万台，三季度销售18万台，截至2019年底，销量已超过40万台。
▲PC端VR头显产品对比
VR一体机头显预计2024年有望占比提升至71%。根据IDC预计，2020年全球VR头显出货量将达637万台，其中无屏类（ScreenlessViewer）将达39万台，占比6.12%，一体机（StandaloneHMD）将达309万台，占比48.51%，PC端VR设备（TetheredHMD）将达289万台，占比45.37%。到2024年，预计出货量将达3561万台，其中无屏类（ScreenlessViewer）将降至10万台，占比降至0.28%，一体机设备（StandaloneHMD）将达2525万台，占比升至70.91%，PC端VR设备（TetheredHMD）将达1026万台，占比降至28.81%。
▲VR头显出货量（百万台）
▲VR头显出货量占比
AR（AugmentedReality）增强现实，是指通过计算机与光学技术将虚拟的3D图像叠加到现实场景中，以实现虚拟与现实世界场的交互。用户在佩戴AR眼镜后能够看到叠加于现实场景之上的虚拟物体。
AR与VR的主要区别在于，VR将用户置于完全虚拟的世界，而AR存在现实与虚拟世界的交互。AR最早应用于电子游戏，例如任天堂在2016年推出的爆款AR手游PokemonGO，未来有望应用于零售、建筑、教育、医疗等领域。AR终端头显也主要分为三类，分别为AR眼镜盒子、连线式AR（通过连接线与手机或电脑连接）、AR一体机。增强现实头显设备的主要厂商有谷歌、PTC、微软、爱普生、联想等。
▲AR眼镜盒子、连线式AR、AR一体机
AR想象空间大，复合增速将高于VR。根据IDC预计，2020年全球AR头显出货量将达69万台其中无屏类（ScreenlessViewer）将达3万台，占比4.35%，一体机（StandaloneHMD）将达41万台，占比59.42%，连线式AR设备（TetheredHMD）将达25万台，占比36.23%。
到2024年，预计各类AR头显总出货量将达4111万台，复合增长率达117.83%。其中，无屏类（ScreenlessViewer）将达3万台，占比降至0.07%，一体机（StandaloneHMD）达2400万台，占比58.38%，连线式AR设备（TetheredHMD）将达1708万台，占比达41.55%。
▲AR头显出货量
▲AR头显出货量占比
智能化成为汽车业发展大势所趋，各种智能化操控系统不再是豪华车的配置，而逐渐成为量产车的标配。目前，ADAS成为汽车电子市场增长最快的领域之一。5G对下游终端的影响不仅体现在手机上，5G增强型移动宽带（eMBB）和超可靠低延迟通信(URLLC)能为车内信息娱乐和车载信息处理提供更快的数据传输速度。5G与ADAS（高级驾驶辅助系统）的结合将大大提高驾驶的安全性。有了高速的数据传输能力，ADAS自然也能更快、更可靠地应付现实驾驶状况。
例如无时无刻地探测盲点，同时自主识别交通标志，用户开启自适应巡航，一旦车道偏离主动预警，自动校正方向并保持在车道中央；一旦发现行人闯入行车线内，可以马上触发自动紧急刹车。5G的高速数据传输，令ADAS系统能比驾驶员更快、更稳、更安全地刹车，避免了大部分交通事故，将损失减少到最低的限度。
受ADAS（高级驾驶辅助系统）应用的驱动，车载摄像头数量与性能将持续提升。ADAS是辅助驾驶及停车的电子系统，它能通过对周围环境的监测与分析，向驾驶员发出各种预警，以提高驾驶的安全性与舒适性。
ADAS对周围环境信息的采集离不开各种摄像头在汽车上的安装。目前车载摄像头主要有前视摄像头、后视摄像头、环视摄像头等，主要应用于360°全景和倒车监控。目前，大部分ADAS配置5-8个摄像头，随着ADAS的不断升级以及向自动驾驶的演进，某些高端车型将配置10个以上的摄像头。此外，车载CIS的性能也在不断提升，像素已从0.3M向2M、3M升级，未来在高敏感度、高动态范围、传感器融合的升级趋势下，CIS将满足夜间视觉、交通标志识别、盲点监测等需求，价值量将进一步提升。
▲ADAS摄像头与传感器配置
▲车载摄像头CIS像素升级
ADAS最早应用于高端车型，现在已向中端车型渗透，但渗透率依然不高。根据Yole数据显示，2017年全球车载CIS出货量达1.21亿颗，预计2023年将达3.43亿颗，复合增长率达19%；2017年全球车载CIS市场规模达7.34亿美元，预计2023年将达18.07亿美元，复合增长率达16%。
▲全球车载CIS出货量（亿颗）
▲全球车载CIS市场规模（亿美元）
互联网是物联网的基础，物联网是互联网的外延。物联网（英语：InternetofThings，缩写IoT）是互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。
广义的物联网概念是指通过射频识别、全球定位系统等信息传感设备，将各种物品通过物联网域名相连接进行信息交换和通信，以实现智能识别、定位跟踪和监控管理的一种网络概念。顾名思义，物联网能在互联网的基础上将人与人之间的连接进行延伸和扩展，实现人与物、物与物间的信息交互和无缝对接，最终达到对物理世界智能识别、精准管理和科学决策的目的。
政策、产业、消费三驾马车驱动物联网发展。随着传统企业和互联网厂商的大规模入局，需求端对物联网发展的主动驱动趋势已愈发明显。
目前，阿里巴巴、腾讯和百度等巨头相继推出了物联网的相关产品及平台。智能家居、智慧建筑等领域也迎来了地产商、物业和商业楼宇等群体，它们作为下游客户积极推动所在领域物联网的落地。此外，汽车、物流、交通、公用事业等领域也有类似厂商的主动入局。
在互联网巨头和传统厂商产业影响力的加持下，消费者、政策机构、产业机构等多方参与者对物联网的市场认知和接受程度将逐步得到提高，进一步驱动物联网未来的发展。物联网应用分为三类，分别为政策驱动应用、产业驱动应用和消费驱动应用。
物联网是国家支持的战略新兴产业之一。在国务院及工信部的全面政策支持下，我国物联网领域在技术标准研究、应用示范和推进、产业培育和发展取得了巨大的进步。过往十多年政府一直大力推动集成电路和物联网的发展。
自2019年以来，我国加快优化物联网连接环境，推动IPv6、NB-IoT、5G等网络建设，促进物联网步入实质性的快速发展阶段。4月，《工业和信息化部关于开展2019年IPv6网络就绪专项行动的通知》正式发布，推进IPv6在网络各环节的部署和应用，为物联网等业务预留位址空间，提升数据容纳量。物联网产业的发展离不开国家政策的支持，下面为我国相继发布的物联网相关的政策文件：
▲国家性政策推动物联网发展
物理网重新定义了智能家居的概念。与政策驱动应用不同，消费驱动应用就是直接应用于消费者的物联网产品和服务，智能音箱、智能门锁、可穿戴设备等都属于此类范畴。智能家居的目的是将家中的各种设备通过物联网技术连接到一起，并提供多种控制功能和监测手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，并兼备网络通信、信息家电、设备自动化等功能，提供全方位的信息交互，甚至可以为各种能源费用节约资金。
▲物联网技术在智能家居上的应用
智能家居作为物联网在家庭生活领域的直接应用，在物联网技术得到了真正的发展。根据IDC全球智能家居设备跟踪报告，2018年全球智能家居设备出货量将达到6.4亿台，预计2022年出货量将达到13亿台，年均复合增长率超过20%。2017年全球智能家居市场规模约为1,621.92亿美元，2022年智能家居行业规模将达到2,769.82亿美元。
目前我国智能家居渗透率相比其他国家还处于低位，2016年我国智能家居渗透率只有0.1%，远远落后于美国的5.8%和日本的1.3%，随着近年来国家政策的鼓励支持、行业技术的成熟发展，我国智能家居渗透率和整体行业规模正在快速提升。根据艾瑞咨询数据，2018年我国的智能家居市场接近4千亿规模，预计到2020年我国智能家居渗透率将上升至0.5%，市场规模达到5,819.3亿元。
▲中国智能家居规模
公司作为小米供应商之一，受益小米在消费级IoT领域市场的快速扩张。小米在IoT领域深耕多年，截至2019年3月31日，小米AIoT平台联网设备数量总数达到1.71亿件（不包含手机和笔记本电脑）。旗下IoT业务收入占比不断扩大，从18Q1的22.4%增长至19Q3的28.7%，收入增速虽逐季放缓，但19Q3增速回升，全年IoT业务增速有望稳定在45%以上。
迄今小米已投资200多家生态链企业，其中100多家从事硬件制造，并称未来5-10年，AI+IoT将是小米发展的核心战略。除了智能家居对Wi-Fi芯片的需求，为了实现AIoT的智能互联，AI音箱可作为智能家居的接入口，让用户通过小爱同学与智能家居进行互动互联。随着以小爱、小度等智能音箱销售量的增长，预计2019年中国智能音箱市场规模将超7亿元，2020年智能音箱销售规模将超过12亿元。
▲2016-2022年中国智能音箱市场规模
物联网点燃产业升级新引擎。政策驱动应用主要服务于G端需求，消费驱动应用面向C端，产业驱动应用则与B端各行业密切相关。物联网的发展点燃了产业升级的新引擎，相关产业主要包括工业物联网、车联网、智慧物流等。
工业物联网是物联网技术在工业转型升级中的运用，它将传感器、控制器以及移动通讯、智能分析等技术应用到工业生产过程中的各个环节，实现对材料、设备及产品的实时监测和管理，从而改善生产效率和产品质量，并达到节约成本和资源的目的。此外，企业可通过传感器远程分析售后设备和产品的状态，并适时提供保养维护、维修预警等服务，进一步拓宽企业创造的价值，使得工业企业的商业模式变革和服务化转型成为可能。
根据赛迪顾问数据，2017年中国工业物联网市场规模高达4,709.10亿元，预计2020年市场规模将达到6,964.4亿元。除了工业应用，物联网还可以应用于智能交通行业，即车联网。它通过射频识别、传感网络与卫星定位等一系列技术实现车内、车际、车与人、车与云平台之间的无线通讯和信息交互，将车载系统的定位从辅助驾驶向自动泊车、智能安全和无人驾驶等综合智能功能转换，使得汽车和交通产业的技术突破和转型升级再上一层楼。
据前瞻产业研究院统计，2017年中国车联网市场规模达114亿美元，预计2022年将达到525亿美元，复合增速高达35.72%。
▲中国工业物联网市场规模（亿元）
▲中国车联网市场规模（亿美元）
物联网驱动智慧物流变革。物流业是最先接触并应用物联网技术的行业，物流业最早主要是通过产业联动和经验备货的形式。随着物联网技术的发展，物流业的形式逐步向信息化、自动化、智能化的方向变革，形成了以物联网技术为依托，以电子标签、传感器、定位系统等设备为基础、以物流实体要素全程数据化感知为功能的智慧物流。
它借助物联网技术对物品包装、运输、仓储、配送等物流过程中的智能监控，及时反馈物品存量及流量数据实现需求预测、分仓备货和线路优化等功能，从而达到提高物流效率和减少运输时间的目的。德勤报告显示，随着电商平台和物流企业对智慧物流的积极布局，预计到2025年中国智慧物流市场规模将超过万亿元。
在政策、消费和产业的作用力下，全球联网的智能硬件设备数量呈现快速上涨的态势。根据中国产业发展研究网数据显示，到2025年，全球物联网设备基数预计将达到754亿台，较2017年的200亿台复合增长率达17%。中国物联网产业2015年达到7500亿元人民币，同比增长29.3%。预计到2020年，中国物联网的整体规模将超过1.8万亿元，市场潜力广阔。
▲2015-2030年全球物联网设备基数
▲2011-2020我国物联网市场规模增长情况
为满足主板集中度要求，5G手机中AnylayerHDI和SLP的渗透率显著提升。5G手机元器件数量增长和电池容量扩大对主板集成度提出更高要求，因此，PCB线宽/线距，微孔盘的直径和孔中心距离，以及导体层和绝缘层的厚度都需要不断下降，从而使PCB得以在尺寸、重量和体积减轻的情况下，反而能容纳不断增长的元器件和为电池体积的增大腾出空间。苹果引领主板变革，于2017年推出的iPhoneX系列手机中，苹果使用堆叠式的SLP（三明治主板）取代AnylayerHDI主板，三明治主板是由双层堆叠的2片SLP与1片连接用的HDI构成，并且此后发布的iPhone均使用SLP板。此外，AppleWatchSeries4也搭载了1片SLP主板。
在苹果的引领下，目前，三星、华为的部分旗舰机型开始使用SLP板。随着5G时代的到来，安卓系手机主板也迎来了由此前一阶、二阶HDI向AnylayerHDI的升级。根据Prismark的数据，2018年全球HDI（含SLP）的市场规模为92.22亿美元，预计到2023年有望增长113.77亿美元。其中AnylayerHDI和SLP的份额有望从2018年的31%提升至2023年的43%。
▲iPhone主板变化
▲HDI市场规模及细分结构预测
从竞争格局来看，HDI主要由中国台湾、欧美、日韩等公司占据。市占率前四位的HDI厂商分别为华通电脑、奥特斯、讯达科技和欣兴，前十大HDI厂商市占率超过50%。中国大陆本土HDI起步较晚，技术能力、接单情况与国外一流厂商有一定差距，目前中国大陆HDI厂商主要有方正科技、生益电子、东山精密、景旺电子、胜宏科技和崇达技术等。
▲2019年全球HDI竞争格局
挠性印制电路板（FPC）是增速较快的PCB细分赛道。作为PCB的一种重要类别，FPC具有配线密度高、重量轻、厚度薄、可折叠弯曲、三维布线、散热快等其他类型电路板无法比拟的优势，更符合下游行业中电子产品智能化、轻薄化和便携化发展趋势，被广泛运用于现代电子产品。
据Prismark统计，2008年挠性线路板产值仅为66亿美元，到2018年，全球FPC产值达到128亿美元，CAGR达到6.8%。预计2022年全球FPC产值为149亿美元，将实现3.5%的CAGR。目前，全球FPC产值约占整个PCB行业产值近20%，预计2022年全球FPC产值约占整个PCB行业产值的21.6%。
▲全球FPC产值及增速
▲各类型PCB产值占比（%）
手机功能创新不断引领FPC需求提升。2017年推出的iPhoneX带来了零部件的全面升级，例如OLED全面屏、TrueDepth3D摄像头、LCP天线等，进一步引领FPC单机用量的提升。iPhone4中FPC单机用量仅为10片，而iPhoneXS中FPC单机用量已经增长到了24片；与此同时单机价值量也由iPhone4的16美金增长到了iPhoneXS的40美金。
目前，iPhone中FPC的应用范围包括：摄像头模组、听筒、麦克风、侧键、音量键、扬声器、马达（tapticengine）、无线充电、天线、电池、Lighting接口、屏幕模组、触控模组等。从FPC单机用量对比上可以发现，华为、OPPO、Google、Vivo和三星旗舰机FPC单机用量约为10-15片，不足iPhoneXS中FPC用量的1/2。我们预计随着智能手机功能创新，安卓系手机中FPC的用量和价值量有望进一步提升，复制苹果手机中FPC用量和价值量的成长路径。
▲历代iPhoneFPC单机价值量（美元）
▲各安卓系品牌手机FPC用量对比
▲iPhoneX中使用的FPC情况
汽车电子化提升带来车用FPC需求上涨。消费者对汽车舒适程度和安全度的要求越来越高，随着自动驾驶的兴起，人们对连通性、信息娱乐的需求凸显，汽车电子的成本占到整车成本比例逐渐升高。据Prismark统计，2009年车用PCB产品产值约为15亿美元，占整体PCB产值的3.7%，至2017年占比显著提升到8.8%，达52亿美元。从增速来看，车用PCB行业在2017-2022年预计复合增速达4.1%，高于行业平均的3.2%。
PCB在汽车电子中应用广泛，主要应用在动力控制系统、安全控制系统、车身电子系统、娱乐通讯。根据NTI的数据，不同车型的PCB用量和价值量差别很大，中低端车型的单车PCB价值量约为30-70美金，豪华车的PCB单车价值量高达100-150美金。此外，单车PCB价值量由2013年的16-24美金增长到了2016年的62美金，CAGR高达45.81%。
车用FPC需求占车用PCB需求约为15%。目前车用FPC主要应用在LED车灯、变速箱、BMS、车载显示屏、信息娱乐系统等。新能源汽车强调智能制造，核心诉求是续航里程，FPC取代线束可以减重，从而实现在相同电池容量下增加续航里程。
▲单车PCB用量和价值量
▲车用FPC应用场景
▲车用PCB产品结构
FPC行业集中度高，CR5超过70%。前五的厂商中有三家都是日本厂商，分别是旗胜、藤仓和住友电工。2017年，鹏鼎FPC营收超过旗胜，成为全球最大的FPC厂商，目前市占率约为25%。日系FPC厂商盈利能力差，无扩产动力，疫情加速日系FPC厂商衰落。这主要是由于日本厂商的投资决策效率低，难以跟上消费电子的迭代速度。近年来，日本FPC产值和产量均出现了较大幅度的下滑，市场萎缩较为严重。2020年以来，日系FPC厂商在东南亚的工厂受到疫情影响开工率低，日本FPC产值和产量急剧下滑。
▲日本FPC产值及增速
▲日本FPC产量及增速
FPC产能逐步向中国大陆转移，成本优势+上下游产业链完善持续推动了产能向大陆的转移，我国FPC厂商积极扩产应对。相较于发达地区较高的环保支出及人力成本，大陆较宽松的环保政策和更加低廉的劳动力价格可以为厂商提供成本优势；近年来我国PCB/FPC上下游产业链逐渐完善，上游PCB/FPC生产过程中所需的原材料供应链已经形成，下游消费电子、汽车电子等市场发展迅猛，并且伴随着疫情的冲击，FPC产能向我国转移的进程呈现加速趋势，建议关注FPC产业链。
云计算需求驱动硬件载体数据中心的迅速发展。数据中心作为云计算的基础设施，其大小决定了云计算服务器资源分配、带宽分配、业务支撑能力和流量防护和清洗能力。随着云计算服务器需求的增加，全球数据中心朝着大型化、集约化方向发展，数量减体量增，整体规模平稳增长。全球数据中心市场规模由2007年的34.6亿美元增长至2017年的534.7亿美元，年均CAGR达到19%。我国数据中心市场规模由2007年的34.6亿元增长至2018年的1228亿元，年均CAGR达到38%。
▲2007-2017年全球数据中心市场规模
▲2007-2018年我国数据中心市场规模
服务器为数据中心主要成本，全球服务器出货量有望不断攀升。数据中心主要由服务器、存储设备、网络设备、安全设备、光模块等组成，其中服务器约占数据中心成本的69%。随着人们工作生活方式向线上进行转移，一方面企业上云步伐加快，另一方面线上视频娱乐方式普及，服务器出货量长期向好。IDC预测，2020年全球服务器市场规模受疫情影响将出现小幅度的下降，但2024年全球服务器市场规模将快速增长，2020-2024年复合增长率达4.9%。
▲2017Q1-2020Q1全球服务器出货量
▲服务器用各类PCB及基本特点
▲服务器主板（系统板）规格
高端服务器用PCB多层数损耗低，技术要求高。服务器用PCB主要包括背板、LC主板、LC以太网卡和MemoryCard等。随着服务器向高速度、高性能、大容量等方向的不断发展，其对印制电路板的要求不断提升，高端服务器所用PCB一般要求具有高层数、高纵横比、高密度和高传输速度。
例如，之前1U或2U服务器的8层主板，现在4U、8U服务器的主板层数可以达到16层以上，而背板在20层以上。此外，Intel每一代芯片更替对服务器材料所要求的性能产生重要影响，从Purely平台的中损耗高速电路基材（M2）、到Whitley平台的低损耗高频高速材料（M4），再到Eagle平台的超低损耗高速电路基材（M6），服务器用PCB板性能持续升级，介电常数（Dk）和介质损耗（Df）越来越低。
▲Intel不同服务器主板和背板采用的层压板材料的电气性能
MLCC被誉为“工业大米”，行业需求有望保持10%以上的增速增长。MLCC是片式多层陶瓷电容器的英文缩写，是世界上用量最大、发展最快的片式元件之一。MLCC是将印刷有金属电极浆料的陶瓷介质膜片以多层交替堆叠的方式进行叠层，经过气氛保护的高温烧结成为一个芯片整体，并在芯片的端头部位涂敷上导电浆料，以形成多个电容器并联。同时，为适应表面贴装波峰焊的要求，在端头电极上还要电镀上镍和锡，形成三层电极端头。其主要优点为体积小、频率范围宽、寿命长、成本低。
2019年，全球MLCC出货量约4.5万亿只，同比增长5.90%，2011-2019年全球MLCC出货量CAGR达8.72%。2019年全球MLCC市场规模达120亿美元，同比增长4.6%，2011-2019年全球MLCC市场规模CAGR达7.08%。随着5G、汽车电子、物联网渗透率的提高，MLCC需求将继续增长，行业需求仍将以每年10%-15%左右的幅度增长。
▲全球MLCC出货量走势图
▲全球MLCC市场规模走势图
日韩台厂商占据MLCC行业的主导地位。从全球来看，MLCC大厂主要分为三大梯队：
第一梯队为日本厂商，起步早，具有技术优势和规模经济效应，主要代表厂商为日本村田、太阳诱电和TDK等；
第二梯队为韩国和中国台湾厂商，技术水平与日本厂商有一定差距，但具有规模优势，主要代表厂商为三星电机、国巨、华新科等；
第三梯队则为中国大陆厂商，在技术和规模方面与前述都有所差距，但与台系厂商之间的差距在逐步缩小，主要代表厂商有风华高科、深圳宇阳、三环、火炬电子等。2019年11月，国巨宣布以16.4亿美元的总额收购美国被动元件大厂基美(Kemet)，此举将助推国巨电容行业市占率进一步提升。具体来看，2019年全球主要MLCC厂商市占率分别为：村田31%/三星电机19%/国巨（+基美）15%/太阳诱电13%/华新科11%/TDK3%/其他8%，行业集中度高，话语权主要掌握在日韩大厂手中。
▲MLCC行业全球竞争格局
▲全球主要MLCC厂商市占率
天时地利人和，助力国内MLCC厂商积极扩产。一方面，《中国制造2025》中提出，要完善重点产业技术基础体系，到2020年实现40%的国产替代率，到2025年实现70%的国产替代率。另一方面，中美贸易摩擦不断，致使我国企业在使用或开始认可本土品牌，将本土品牌作为后续主力。“外部施压+时代要求”促使国产替代的需求激增，建议关注国内MLCC行业产业链。
功率器件分三大类：Si、SiC、GaN。功率半导体器件目前主要基于三类材料：Si、SiC、GaN。Si功率器件是主流，最重要的原因在于成本。Si材料的击穿电压是三者中最低，而SiC和GaN属宽禁带半导体材料，具有更高的带隙，更大的击穿电压。高击穿电压的特性让SiC和GaN在大功率、超高电压控制方面的应用更有前景。
但是因为产业链协同发展的阶段不同，与成熟的Si产业链相比，SiC和GaN无论是工艺水平还是供给规模都远远小于Si材料，造成SiC和GaN在成本上难以与Si产业竞争，只能在一些特定的、非成本优先的专用领域才有应用，大体而言，SiC和GaN器件多应用于高压和高频电路。
从特性上分类，可以把功率器件分为可控和不可控，不可控的器件无法控制信号的通断；可控器件又分为部分可控和完全可控。晶闸管（Thyristor）多属于部分可控器件（注：完整的晶闸管系列中也有完全可控型），MOSFET、IGBT、BJT则可以完全按照需要实现信号的控制。
▲功率器件分类
▲Si、GaN、SiC击穿电压对比
▲Si、GaN、SiC功率器件应用对比
功率器件核心在于通断控制，开关速度与击穿电压性质决定IGBT、MOSFET、晶闸管分工。功率器件的核心应用场景就是控制电路、信号等的通断。但是因为电路场景错综复杂，电流、电压范围很广，因此每种功率器件都有一定的适用范围。
MOSFET的开关速度最快（ns量级）而击穿电压/电流最小，因此MOSFET多应用于高频小电流的电路，比如服务器、交换机、音频设备等场景的电路通断控制，这些场景电路的频率在10kHz以上；IGBT的开关速度居三者之中，主要应用于中频电路场景（10-10kHz），包括电网、风电、铁路、光伏、新能源车、UPS等领域的电路控制。
晶闸管（Thyristor）的响应频率/开关速度在功率器件中处于最低一档，但其电压范围广，可应用于高中低各类功率场景。正因为如此，晶闸管仍然有稳定的需求空间无法被更先进的IGBT和MOSFET替代，形成较稳定的市场。
▲Si基功率器件的适用场景
12英寸晶圆厂产能将优先满足逻辑和存储应用，8英寸及以下尺寸晶圆将是功率器件产能的主要贡献者。从全球晶圆产能分布来看，12英寸（300mmwafer）的产能主要由存储和逻辑芯片的大厂占据。三星、Micron、SKHynix、Toshiba等主要产能被存储芯片占据；TSMC、Intel、GlobalFoundry、UMC、SMIC主攻逻辑制程。相较而言，6英寸（150mmwafer）及以下尺寸的晶圆厂大多生产功率器件以及分离器件。
从经营模式上看，6英寸晶圆厂多为IDM公司，其中意法半导体（STMicro）的功率半导体营收占其总收入的35%（2018年年报）。8英寸晶圆产能中，逻辑、存储、功率等应用都有一定占比。
整体而言，纯代工的晶圆厂（如TSMC、SMIC等）更倾向于将大硅片（12英寸）产能提供给工序更为复杂的逻辑业务，而将8英寸产能提供给其他业务。另外，在IDM厂中，除Infineon、OnSemi、Renesas等大厂拥有12英寸晶圆厂外，其他IDM功率半导体公司（如CRM华润微、Silan士兰微等）主要经营8英寸及以下尺寸的晶圆厂。
由于12英寸相比8英寸，可以切出的芯片数目更多（2.5倍），晶圆厂更愿意将12英寸产能优先提供给需求量更大的逻辑和存储业务。长期来看，8英寸以及以下尺寸将是功率半导体产能的主要贡献者。
▲不同尺寸晶圆的前十大晶圆厂产能占比排名
▲晶圆代工厂功率器件相关wafer尺寸与制程节点
▲12英寸晶圆面积优势
8英寸晶圆全球CAGR仅2.89%，6英寸及以下晶圆CAGR仅为1.18%，功率类晶圆制造供给增长缓慢。IGBT、MOSFET多使用6英寸或8英寸晶圆，而晶闸管多使用6英寸及以下尺寸晶圆。根据SEMI的预测，全球8英寸（200mmWafer）晶圆厂产能在2019年为580万片/月，按照全球各晶圆厂以及IDM厂扩产计划，全球8英寸产能在2022年将达到650万片/月，复合年增长率为2.89%。根据和Hexaresearch的预测，全球6英寸及以下尺寸的晶圆年复合增速仅为1.18%。
▲全球不同尺寸晶圆市场规模及预测
功率IDM大厂未来将持续提高外包晶圆制造比重。Infineon在其2019年年报中披露，将在未来五年，把公司所有领域晶圆的外包制造比重由现在的22%提高到30%。其中，功率器件的晶圆产能由于全球晶圆厂产能规划限制，Infineon计划将其功率器件前端晶圆外包制造的比重提升至15%。在晶圆厂将较多产能应用于逻辑和存储的大背景下，功率器件IDM龙头公司对外包比重提升的策略，将一定程度上加剧功率半导体供给侧紧张。
三大分立器件（不含模组）的全球市场规模：MOSFET最大，IGBT次之，晶闸管较小。全球功率器件年复合增速将保持在3.56%，2018年的总市场规模为2070亿元人民币，预计在2022将达到2381亿元。PMIC是功率器件最大的市场。IGBT则增速最快，增长率达7.62%，但当前市场份额仅为13.67%，预计在2022年市场规模达390.5亿元（含模组）。MOSFET增速与全球功率器件增速接近，CAGR达3.42%，占据功率器件22%的市场份额，长期来看仍将保持重要地位。
全球MOSFET市场规模在2018年为470.7亿元人民币（含模组），预计在2022年达到523.5亿元。晶闸管属于利基市场，2018年仅占全球功率器件市场规模的2.52%，且增速低于全球功率器件市场增速，CAGR达2.01%。2018年全球晶闸管市场规模为52.6亿元，预计在2022年增长至57.7亿元。
▲全球功率器件市场规模
晶闸管、MOSFET、IGBT需求增速均领先对应晶圆供给增速。2018年以后，预计晶闸管CAGR为2.01%，MOSFET为3.42%，IGBT为7.62%。由于IGBT、MOSFET多使用6英寸或8英寸晶圆，而晶闸管多使用6英寸及以下尺寸晶圆。根据上一章节，全球8英寸晶圆产能年复合增长率为2.89%，6英寸及以下尺寸的晶圆年复合增速为1.18%。因此，无论是晶闸管、MOSFET，还是IGBT，其需求增速均大于供给增速，供给侧将保持长期紧张。
▲全球功率器件市场规模与增速预测
▲全球晶闸管市场规模与增速预测
功率器件国内自给率：IGBT最低，晶闸管与MOSFET有国产技术基础。从我国功率半导体各细分领域的自给率来看，IGBT模块在2017年自给率仅33%，是所有功率器件中最低，MOSFET的自给率为39%，晶闸管的自给率为36%。整体而言，我国的晶闸管和MOSFET的基础较IGBT略好。我们认为，国产的晶闸管和MOSFET有一定的技术基础，同时替代难度低于IGBT，有望率先实现自给率的提升。
▲中国本土市场功率器件自给率
芯片生产工艺复杂，所需设备尖端又多样。芯片生产过程涉及到的设备，可以分为硅片制造，前道晶圆图案转移、成膜、过程控制、金属化和测试过程，以及后道的封装测试环节。硅片制造需要单晶炉、切割抛光清洗设备以及外延片所需的MOCVD设备等。前道数十至上百层的结构制造，需要不断重复图案转移与成膜工艺核心流程。将IC设计的图案转移到晶圆上，需要光刻机与涂胶显影机。
成膜工艺主要是在显影图案的基础上，进行刻蚀、薄膜沉积、离子注入与热处理等工艺，需要相应的干法、湿法刻蚀机、PVD、CW、ALD、离子注入和扩散氧化炉等设备。过程控制涵盖晶圆制造的众多流程，主要目的是减少瑕疵、提高良率，需要用到的设备包括清洗机、平坦化抛光机和面型、膜厚量测设备等。金属化一般是最后在晶圆表面镀铝、铜等金属线连接电路，也有用TSV连接多层金属以提高密度，金属化需要金属蒸镀、电镀类设备。
前道最后一步进行光学检测与电信号测试，需要偏振光检测仪、探针检测仪、电子显微镜等。后道工序有晶圆切割、封装、引线、测试等，封装主要起芯片的保护与散热作用。近年来晶圆级先进封装逐渐兴起，使用类似前道的工艺连接晶圆颗粒，制作3D、Fan-out、CoWoS等封装结构，制作SoC、SiP等高集成密度、高连接数量、低成本的芯片结构。先进封装所使用的设备与前道工艺相近，但节点尺寸要求不高，成本可以降低。
国内半导体产业发展迅猛，设备需求逐年攀升。我国半导体产业在终端电子产业的强劲带动下，近几年迎来快速发展期，晶圆厂的投资扩产，推动半导体设备的需求上升。2020年二季度，全球半导体设备的销售，27%在中国大陆。2020年上半年，大陆半导体设备销售总额约500亿人民币，而国产设备占比仅约10%-15%。
▲大陆与全球半导体设备季度销售额
全球化催生垄断型巨头。21世纪以来，随着全球化的产业分工，先进制程设备的研发投入与难度剧增，我国国产半导体设备的渗透率逐渐下降，全球也形成了半导体设备寡头割据的局面。在各种设备领域，几乎都出现了占据超50%市场份额的巨头。全球前五大巨头在半导体设备领域占据约76%的市场份额，前十大巨头占据约91%的全球市场。
▲半导体设备巨头营收（亿美元）
美国以半导体设备为利器，竖起栅栏。随着中国国力的增强，中美之间的竞争和美国对我国的打压愈发明显，中美之间一次又一次进行脱钩尝试。原本巨头畅行的全球大市场，逐渐竖起了栅栏，划分出区域板块。行业内有一种说法，芯片制造六分靠设备，三分靠材料，一分靠设计。不论先进制程还是特色工艺，都需要精良的设备作为生产工具。所以美国也以禁售设备为主要手段，欲卡我国半导体产业脖子。
▲中美芯片领域限制事件
面对竞争与制裁，我国早有战略布局。我国在2011年成立“02专项七支持半导体关键设备技术的发展，使我国半导体设备技术上不断代，产业链不缺失。又在2014年1387亿元成立“大基金"，密集投资，助力半导体产业迎头赶上。
在“大基金"一期的推动下，以汇顶、中芯、长电为代表的部分设计、晶圆和封测企业迈进了世界主流行列，既能利用下游电子产业的需求实现自身造血，又为半导体设备带来了在线验证测试的难得机会。2019年，科创板成立，畅通了需要大额投资的半导体企业的融资渠道，多家半导体企业利用资本市场直接融资，规模与技术得到快速提升。2020年，国务院颁布“集成电路产业新政〃，全方位支持半导体产业大发展。
多条路劲齐发力，不负众望攀高峰。近年来，在政策的推动和需求的拉动下，我国半导体装备企业在国家队自主创新、民企插翅海外资源和海归团队自主创业三种模式的发展下，取得长足发展进步。
中微公司5nm刻蚀机量产出货台积电，北方华创的CVD和退火等设备正在验证14nm技术节点，盛美半导体的清洗设备和芯源微的涂胶显影设备也已实现28nm制程的应用，上海微电子的光刻机、凯世通的离子注入设备和精测电子的量测设备也将实现前道先进制程技术节点的突破。
28nm制程设备接近全覆盖。国内半导体设备企业的快速发展，不仅在于技术节点的接连突破，更是在于全流程领域，各类设备的全面覆盖。目前在28nm制程节点上，除了光刻机还在研发过程中，离子注入机还在测试验证过程中以外，其他的主要设备均已实现量产使用。
▲半导体设备各领域国内外企业状况
产业链团结互助，共同前进。半导体设备向更先进制程的发展，离不开晶圆厂的验证测试，在不断反馈迭代中优化提升。除光刻机外的大多数设备，从28nm提升至更先进制程，所用到的技术路线差异不大，关键在于不断验证下的工艺提升。在美国的打压和“大基金〃等平台力量支持的双重作用下，晶圆厂国产替代的意愿更加强烈，设备厂商得到在线验证测试的机会更多。在先进产线上的测试验证，有利于设备技术快速赶上晶圆厂技术节点，恰如其分的实现国内“大循环〃。
国产设备渗透空间巨大。大多数设备实现技术突破市场不长，在陆续进入生产线应用过程中，目前国产设备渗透率并不高，所有设备的综合国产化率仅约10%-15%。随着有验证能力的代表性企业率先在线使用，进入供应体系后不断复购，中小型晶圆厂也会跟随采购，未来国产设备有很大的市场开拓空间。
国产设备厂商发挥优势，快速成长。国内设备企业近五年的市场销售额均有大幅增加，增速也大多优于我国大陆半导体设备总体销售增速。国产半导体设备在漫长的技术积累后，经历了从量变到质变，从无到有的突破，现在将迎来质变到量变，大量填补市场的阶段。国产设备产商相较国外厂商，拥有更强的客制化动力，更低的生产成本、更及时的售后服务。国产设备更易开拓国内市场，并拥有客户粘性，未来将不断发展扩张。
智东西认为，今年以来，由于新冠疫情以及美国对大陆半导体进出口限制加剧，国内电子行业受到了一定程度的冲击。但是，随着5G渗透率提升，消费电子迎来了技术升级大潮，手机、智能终端、TWS耳机、AIoT等都迎来了一波爆发浪潮，并且带动了电子周期品和半导体等的增长，明年的电子行业必将一次爆发式反弹。
