半导体行业154页深度研究报告：AIoT芯片产业分析

来源：方正证券
发布时间：2021/08/07
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一、AIoT投资逻辑框架

天时：中美半导体摩擦激发国内供应链安全可控诉求疫情影响海外厂商产能，国内厂商趁势抢占份额。

地利：下游应用领域，国内厂商产品市占率逐渐提高，国内厂商切入供应链机会放大。

人和：大量相关人才回流，大部分应用领域国内厂商与国外厂商产品参数差距不大。

二、详解AIoT：行业概况

AIoT = AI（人工智能）+IoT（物联网），即将智能赋予终端设备。将人工智能算法转移到物联网终端设备来运行，减少对云计算的依赖，消除数据通信过程中的延迟。人工智能使物联网获取感知与识别能力、物联网为人工智能提供训练算法的数据。

AIoT四大核心芯片：

SoC：数据运算处理中心，实现智能化的关键。

MCU：数据收集与控制执行的中心，辅助SoC实现智能化。

WiFi/蓝牙芯片：数据传输的中心，远程交互的关键。

传感器：数据获取的中心，感知外界信号的关键。

三、鸟瞰于胸：产业链分析

AIoT产业结构

AIoT 产业主要包括“端”、“边”、“管”、“云”、“用”、“产业服务”六大板块。其中，“端”即终端，包括芯片、模组、传感器、屏幕、AI底层算法、操作系统等；“边”是相对于“中心”的概念，泛指中心节点之外的位置；“管”是指连接通道及相关产品和服务；“云”是指PaaS平台，包括物联网平台、AI平台和其他能力平台；“用”指应用，AIoT产业应用行业可分为消费驱动型、政府驱动型和商业驱动型；“产业服务”是指与AIoT产业相关的联盟、协会、机构、媒体、投资基金等。 AIoT是一个智能化的生态体系，它涉及上下游许多行业，市场规模巨大。

AIoT产业链价值分布

AIoT行业产业链可分为四个层级：感知层、传输层、平台层、应用及服务层。AIoT产业链价值大致划分为硬件与智能终端（芯片、传感器、模组、智能终端）25%、通信服务 10% 、平台服务 10%、软件开发/系统集成/增值服务/应用服务55%。

根据2022年全球AIoT市场规模为4820亿美元，预计2022 年全球AIoT行业中传感器/芯片生产商的价值量为482亿美元、模组/智能终端生产商的价值量为723亿美元。根据2022年中国AIoT市场规模为1280亿美元，预计2022 年中国AIoT行业中传感器/芯片生产商的价值量为128亿美元、模组/智能终端生产商的价值量为192亿美元。

终端应用：AIoT智能硬件主要应用于家居、安防、商办和汽车。AIoT家居类市场增长最快，商业类市场规模最大，汽车类尚具发展潜力。截至2018年底全球连网的设备数量达220亿台，预计到2025年将有386亿台设备联网，到2030年将达到500亿台。企业物联网是占比最大的细分市场；智能家居是增长最快的领域，主要在于产品持续迭代使用户体验快速提升，叠加消费升级带动智能家居设备量快速增长。

四大核芯之MCU：行业竞争简况

行业集中度高，国内厂商市占率较低。

全球MCU供应商以国外厂商为主，行业集中度相对较高：全球MCU厂商主要为瑞萨电子（日本）、恩智浦（荷兰）、英飞凌（德国）、微芯科技（美国）、意法半导体等，TOP7头部企业市占率超过80%。

中国MCU奋起直追，逐步扩大市场份额：国内MCU芯片厂商在中低端市场具备较强竞争力。兆易创新、华大半导体、中颖电子、东软载波、北京君正、中国台湾企业新唐科技、极海半导体等市占率稳步上升。

国外厂商IDM模式为主，国内厂商Fabless模式为主：国外大厂如意法半导体、瑞萨电子、德州仪器、微芯、英飞凌采用IDM模式，集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身；国外个别厂商如恩智浦以及大部分大陆厂商采用Fabless模式，只负责芯片的电路设计与销售；中国台湾企业盛群、松翰、新唐以及大陆厂商士兰微、华大半导体等采用IDM模式。

四、窥见核心：增长驱动力

宏观视角：

补库存周期与创新周期共振拉动需求。5G时代下，新一轮的创新周期与补库存周期共振，消费、政策、产业智能化需求拉动智能化终端设备的出货，驱动相关芯片需求的快速增长。

产业变迁规律带来国产替代机会。产业变迁趋势下，我国AIoT市场增速快于全球平均值，AIoT相关芯片国产替代势不可挡。

消费驱动—智能家居

智能机顶盒：电视类从传统迈向联网。网络智能机顶盒包括IPTV、OTT两种，IPTV提供直播服务，通过运营商专网传输，在周期内需要招投标，国内主要有联通、移动和电信；OTT内容丰富，通过公共网络传输，主要品牌包括天猫、腾讯、小米、华为等。

全球机顶盒销量年复合增长达到30%，国内政策驱动IPTV占据主导。全球IPTV/OTT机顶盒市场销售总量由2013年的0.53亿台增长至2017年的1.62亿台，复合年增长率达到 32%。目前IPTV正在集成OTT内容，未来随着政策红利及三大运营商在视频终端发力， IPTV渗透率将进一步提高，市场前景广阔，IPTV机顶盒逐渐4K化，随着用户对视频体验的高要求，以及技术的不断成熟，IPTV芯片配置将继续向高端化发展。

智能空冰洗：AI提高大家电附加值。智能空调在自动控温的基础上新增SoC实现AI语音识别，具有自动识别、调节、控制等功能，侦测室外气候与室内温度湿度，通过主控芯片分析调节温度与湿度，通过手机实现的开关机与温度调节。

智能冰箱新增SoC实现图像识别与AI互动，嵌入智慧屏幕并包含语音与影音模块，配备 Wi-Fi连网能力的触摸屏，可提供食材管理、查找食谱、采购列表、影音娱乐等功能。智能冰箱需要大量的感应器且配置液晶显示屏进行人机交互。冰箱人机互动比较频繁，未来的智慧冰箱，将会成为厨房经济的核心终端和智慧家居的重要入口。

智能洗衣机新增远端控制、AI诊断、自动化清洗等功能，通过在智能终端加入WiFi模组和 AI控制模组来实现相应功能。

消费驱动—智能穿戴

TWS耳机：组成及工作原理。TWS，即True Wireless Stereo（真无线立体声）。TWS耳机是将TWS技术应用于蓝牙耳机领域所产生的一种新的智能穿戴产品，主要由充电盒部分与无线耳机部分组成。其中充电盒包括锂电池包、电源PCB 组件、电池管理IC、LED充电指示灯模块等器件，无线耳机部分包括芯片（蓝牙芯片、电源管理芯片等）、传感器（如加速度传感器、距离传感器等）、电池、麦克风及其他电子器件。

TWS耳机基本工作原理：移动装置连接主耳机，再由主耳机通过蓝牙无线方式连接副耳机组成立体声系统，实现真正的蓝牙左右声道无线分离使用。

智能手表/手环：芯片拆解。智能手表和智能手环的性能和功能的差异决定了主控芯片的配置不同。通常情况下，高端智能手表的主控芯片功能强于智能手环。智能手表处理的任务多，需要用内嵌操作系统的SoC，而手环只需要时钟、记步、统计热量消耗、测血压等简单的功能，使用MCU即可。

随着智能手表性能和功能的加强，使用带系统的SoC已成趋势，其中WiFi模块中集成了MCU，另外需要多一颗MCU来链接众多的传感器，辅助SoC采集数据。

政策驱动—智慧医疗

智慧医疗系统可分为三个方面，一是面向医院的医疗器械设备、医疗信息化及远程医疗；二是面向患者的可穿戴设备以及移动医疗APP；三是面向第三方的医保控费等。根据火石创造数据，2020年中国智慧医疗投资规模已突破千亿元大关，约1049亿元，预计2024年增长至 1850亿元，CAGR（2020-2024）为15.24%。

产业驱动—智能物流

智慧物流是“人、车、物”多维度融合，指通过智能硬件、物联网、大数据等智慧化技术与手段，提高物流系统分析决策和智能执行的能力，提升整个物流系统的智能化、自动化水平。

产业驱动—智能零售

智能零售，即AI+零售。采用计算机视觉、智能语音、自然语言处理、机器学习、知识图谱等AI相关技术，提升消费者体验，广泛应用于精准营销、商品识别分析、消费者识别分析、智能化运营、无人零售、智能客服等应用场景。

五、知己知彼：细说核“芯”厂家

高通：手机SoC+智能座舱SoC龙头厂商

高通（Qualcomm）1985年创立于美国加利福尼亚，从一家研发卡车定位的公司成长为移动设备和无线设备通信技术的全球龙头。高通凭借整合基带功能的AP芯片成长为全球第一大IC设计公司。高通21Q2年营收约79.35亿美元，其中QCT业务营收62.81亿美元，占总营收的79.16%，同比增长53%， QTL业务营收16.14亿美元，占总业务的20.34%，同比增长51%。

手机业务占比最高。高通21Q2 QCT业务中，手机业务实现营收40.65亿美元，同比增长53%；RF前端营收9.03亿美元，同比增长39%；汽车业务营收2.4亿美元，同比增长40%；物联网营收10.73亿美元，同比增长71%。

联发科：全球智能手机SoC龙头厂商

联发科成立于1997年，公司主要从事无线电通讯及数字多媒体等技术领域的半导体芯片设计，和提供芯片整合系统解决方案。

全球智能手机SoC市占率位居第一。2020年智能手机SoC市场，联发科以32%的市占率位居第一。预计2021年联发科市占率将达到37%，其竞争对手高通市占率31%。

联发科在全球智能音箱市场占据主导地位。根据Strategy Analytics的研究报告，在2020年全球出货的1.51亿智能音箱和智能屏中，有近50%都在使用联发科的应用处理器。

三星电子：积极布局车载SoC

三星电子成立于1969年，总部设立在韩国，是韩国民族工业的代表，也是韩国最大的电子工业企业。同时三星电子还是全球前五大半导体公司。公司手机产品采用三星自家Exynos处理器，同时也采用高通SoC，因此整体来看，三星Exynos SoC市占率不高，维持在15%水平左右公司积极布局车用领域SoC，三星电子正在为汽车IVI系统开发下一代SoC。例如Exynos Auto V9将配套 2021年的奥迪车载信息系统。预计未来有可能也会像英伟达、高通、英特尔/Mobileye一样，进入自动驾驶平台领域。