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新一轮半导体周期开启,AI有望撑起一片天

作者:狮门
新一轮半导体周期开启,AI有望撑起一片天

资料源:天风证券;作者:潘暕、骆奕扬

1.预计2024年半导体周期开启复苏

全球半导体三月平均销售额连续4个月同比正增长

新一轮半导体周期开启,AI有望撑起一片天

周期的成因:供需趋势的不可预测性

• 未来需求的不可预测性:

往往是新的大单品出来,大厂没有提前备充足的货,如历史上的智能手机换代对半导体的需求拉动

• 未来供给(市场竞争格局)的不可预测性:

对市场竞争对手的产能判断失误(数据不透明),例如华为被制裁后,各家手机厂商大量备货抢份额最后导致行业库存过剩,例如功率半导体紧缺后各大厂大力扩产导致行业走向供过于求

• 不可预测事件的发生:

例如中美贸易冲突,对供应链造成的扰动(快速增加海外产品备货同时加快国产验证)例如疫情对供应链造成的扰动(每个环节增加备货)

• 为什么会判断错误?

产业链数据不透明:多数属于商业机密,中美贸易冲突后更加不透明

长鞭效应:产业链长,从设备材料,到制造封测,再到各类ic设计,以及层层分销,环节众多,有长鞭效应科技行业技术进步的不可预测性:产业链总是看到订单才相信趋势

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本轮周期上行预计AI是主要驱动力

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行业库存预计1H24回到正常水位,AI驱动的环节有补库动力

预计1H24半导体库存回到正常水位,部分环节有望优先开始补库存。①半导体库存周期平均39个月(约3年),上轮库存高点在22Q2-Q3。②全球芯片平均交货周期近一年持续下降,2024年2月已回到2021年一季度水平。③部分环节(如AI服务器/智能手机)优先完成库存去化,甚至开始补库存.

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产能端扩张趋于理性,新需求普及或加快扩产进度

①成熟制程的产能利用率在23年旺季维持在较低水位让扩产进度更趋理性,如中芯国际(3Q23 77.1%;4Q23 76.8%)、华虹半导体(3Q23 86.8%;4Q23 84.1%)。

②全球新建半导体工厂数量2022年达到顶峰33座,23年稍有下滑。

③全球晶圆厂资本开支4Q22达到阶段高点后连续四个季度环比下滑体现了晶圆厂扩产趋于谨慎。若AI带来的新需求超过业界判断,或将引起新一轮缺货涨价潮。

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价格端以存储为代表的电子产品开始涨价,市场信心逐步建立

根据闪存市场数据,NAND价格指数自2023年8月触底以来,已有约80%涨幅,DRAM价格指数相对底部也有超30%涨幅,考虑到AI对智能终端的拉动,以及国产模组渗透率有望提升的趋势,预计国产模组厂产品涨价趋势年内具有较好的持续性,产品的持续涨价逐步建立了市场信心,为新一轮周期上行做好准备。

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AIGC快速迭代,需求端创新确立方向

近年来AIGC快速迭代,根据IDC ,未来 3 年,ARVR 、视频分析、知识图谱、自然语言处理将成为 AI 单点技术主要发力点。视频分析、ARVR 与知识图谱需要基于强大的算力来满足渲染、实时视频分析、复杂计算场景需求,是主要的3 个高算力消耗单点技术。

2022 年全球AIGC市场规模为107.9 亿美元,Precedence Research预计,2030 年将达到约731.6 亿美元,复合增长率27%。

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二.看好AI推动半导体周期上行

半导体周期:当前处于相对底部,需求端看AI

• 需求端:核心看AI,AI手机,AI PC,AI+其他终端产品

增量方面:关注AI对硬件的增量,包括云端算力、终端NPU、存储空间增加等

存量方面:关注AI硬件和AI应用搭配下,对换机需求的拉动(2024年手机和PC大盘预期恢复增长,AI让增长提速),进一步带动全产业链的超预期

涨价方面:供需关系改善后,由于AI新需求带来的涨价品种值得被重点关注

• 供给侧:成熟制程核心观测产能利用率,先进制程看扩产,以及国产替代进度

目前成熟制程产能并不紧缺(中芯国际产能利用率(3Q23 77.1%;4Q23 76.8%)、华虹半导体产能利用率(3Q23 86.8%;4Q2384.1%) ),成熟制程的扩产也趋于理性;

先进制程持续短缺,AI带来的算力方面需求主要体现在先进制程领域,预计供需格局较好,但扩产受制于美国核心设备供应;

先进制程/先进封装,所用的设备/材料,预计扩产需求持续提升,且因为技术壁垒较高具有较好的竞争格局

• 不可预测事件的发生:对可能影响行业趋势的重大事件敏感

中美贸易的不确定性

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AI时代,存储有望从“价格“步入”价值“周期

存储是一个周期性的行业,回顾2019-2023 这一轮周期变化,经历了供过于求、疫情缺货、库存超跌等等,最后以原厂主动减产控产而告终。展望 2024-2026 年这一轮新周期,是以新技术和AI PC 等 应用来激发存储的潜能,走出传统的价格周期,进入新周期存储的价值周期。

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NPU助力智能终端进入AI时代

与CPU和GPU相比,NPU在以下几个方面具有明显优势:高性能:AI任务要求NPU具备高吞吐量的运算能力,以支持快速的数据处理和实时的推理。对于下一代AI PC,英特尔于人工智能峰会上提出了至少40 TOPS的性能要求。可以预见AI对手机端NPU的计算能力也将提出较高要求

能效比:高能效比对于延长续航和减少发热至关重要。这要求NPU采用低功耗设计和能效优化方案,如动态电压和频率调整(DVFS)、专用电源传输轨道,以及微架构的优化,以实现高性能的同时保持低功耗

内存管理:当前大语言模型的token生成效率受限于内存带宽。因此,NPU需要具备高内存带宽,以支持大量的数据读

写操作;例如,采用LPDDR5x等高性能内存接口设计,以满足AI模型的内存需求。同时,NPU也需要具备高内存效率,以减少数据移动的延迟和功耗;如采用内存层次结构等技术进一步优化整体性能。

Ryzen 8040系列处理器配备4nm Zen 4 CPU 核心架构,最多 8 核/16 线程,主频提高到5.2 GHz;拥有RDNA 3 图形核心架构,高达 Radeon 780M iGPU(12 个计算单元);配备了XDNA NPU,拥有16TOPS的AI算力,AI性能相比上一代提升了60%。TDP 范围为 15-54W。

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看好AI推动手机开启新的换机潮

面对智能终端市场的增长乏力,手机企业希望借助生成式AI手机开启新一轮增长周期。市场研究机构IDC数据显示,2023年全球智能手机出货量同比下降3.2%,出货量创十年来新低。市场研究机构Canalys预测,对于端侧AI能力的需求有望刺激新一轮的换机潮,有助于拉高设备的平均销售价格,AI能力将成为中国手机厂商推进高端化的有效发力点。生成式AI将带来继功能手机向智能手机转型之后最大的用户交互变革,有望成为智能手机市场新的增长动力,并将显著改变市场规模,加快升级速度。

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AI PC渗透率有望持续提升,换机潮带动产业链重回增长

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AI赋能智能音箱/智能手表等其他终端

AI 技术、大模型在智能音箱、智能手表等智能硬件上的应用逐渐增加。智能音箱和AI大模型结合成为未来发展趋势之一。ChatGPT等模型的语义深度理解有望应用于智能音箱等语音交互终端,以提升用户体验。智能手表厂商有针对性地在其设备生态中集成生成式AI,重点拓展健康和健身跟踪应用场景。随着厂商逐渐意识到,这些功能在促进用户交互和提高用户忠诚度上起到的重要作用,厂商正将大力开发AI驱动的解决方案,以提供可行的见解和个性化建议。

代表性新产品

Galaxy Ring:三星电子计划生产40万台今年首次发布的第一代智能戒指产品Galaxy Ring。智能戒指是一种像戒指一样佩戴的可穿戴设备。通过智能戒指上安装的各种传感器,您可以使用智能手机应用程序检查您的身体和健康信息。初始数量是指产品推出后立即在全球主要市场首先获得销售的数量。

Rabbit R1:从产品形式和交互方式来看,Rabbit R1可以被视为智能音箱的变种。这款产品具备交互式问答功能,在绑定Uber、Spotify等账号后,用户可以通过语音操作播放音乐、打车、订餐、规划旅行等。Rabbit R1还具备视觉识别功能,可以识别冰箱里的食物并为用户规划低热量晚餐。该产品利用自家的大型动作模型(LAM)学习并重复用户在PC端的操作。用户只需发出语音指令,Rabbit R1就能重复此前在PC端的功能。

OPPO Watch X:OPPO在OPPO Watch 4 Pro上增加了血糖表盘,支持连接CGM动态血糖仪,可以在表盘上查看血糖数据情况,OPPO Watch X 也延续了该功能。OPPO健康实验室建立业内首个数字手腕数据模型库,模拟不同生理状态下的血液循环以及组织光学的特性,从而大大扩展手腕模型的样本量,降低手表监测在不同的肤色和手腕状态下的误差。

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三.潜在风险提示

AI应用落地不及预期: AI 算法技术及其应用的推广面临一些挑战 ,大模型在数据安全、准确性、道德问题以及潜在的模型窃取和攻击方面存在隐患。 AI 的商业化路径尚不明朗,消费型大模型的收费模式还在探索中,企业端接口的收费水平和未来的商业模式同样不确定。

研发进度不及预期:存储产品技术持续升级,如果相关公司不能准确把握市场需求,持续研发新品保持竞争力,存在市场份额丢失风险。

行业竞争加剧:存储行业近年来有新厂商持续进入,如果新增厂商持续增加,供给持续过剩,则会对相关公司产品出货及价格造成一定压力。

宏观经济下行风险: 受整体宏观经济、国际地缘政治冲突及半导体周期下行等因素叠加影响,消费电子市场受到较大冲击,国内外市场需求均呈现不同程度的疲软。

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