半导体底部放量反转，低位逻辑芯片四龙头深度分析

序言：上个月重点关注了光伏系列，现在准备开启第三个系列--半导体篇章，其中，半导体和军工系列将作为未来1-3年重点投资领域。

一、投资逻辑

只要国产替代的逻辑还在，卡脖子问题尚未解决，半导体板块就会一直有反复炒作的行情。

同时，由于半导体行业具有明显的周期性，所以我们投资该行业也需要做波段操作。

二、半导体市场规模

根据SIA的数据，全球半导体销售额从1977年的35.5亿美元增长到2021年的5559亿美元，近十年的年均复合增速为6.4%；

中国半导体销售额从2015年的986亿美元增长到2021年的1925亿美元，占全球销售额的34.6%。

三、半导体分类

世界半导体贸易统计组织（WSTS）将所有半导体按照结构功能划分为集成电路、分立器件、光电子器件与传感器四大类。

按照2021年全球销售额来计算的话，分别为集成电路4630亿美元、光电器件434亿美元、分立器件303亿美元、传感器191亿美元，占比分别为83.3%、7.8%、5.5%、3.4%。

我们今天主要讲集成电路中的逻辑芯片，也是占比份额最大的。

四、集成电路

集成电路又分为模拟芯片和数字芯片，其中数字芯片包括逻辑芯片、存储芯片和微处理器。

2021年集成电路中逻辑芯片、存储芯片、微处理器、模拟芯片的销售额分别为1548、1538、802、741 亿美元。

因为集成电路四个模块内容太多，限于篇幅，我计划用4篇文章来分别阐述。

五、逻辑芯片

逻辑芯片指包含逻辑关系，以二进制为原理，实现运算与逻辑判断功能的集成电路，其中，常见的逻辑芯片有CPU、GPU、ASIC与FGPA。

1.1、CPU（中央处理器）

CPU是大家最为熟悉的逻辑器件，由运算、控制、存储三个单元组成，是计算机操作与控制的核心，也是最广泛使用的计算机系统主控芯片。

1.2、应用领域

CPU主要应用于服务器、工作站、个人计算机（台式机、笔记本电脑）、移动终端和嵌入式设备等。

1.3、市场空间

据IDC数据显示，2021年国内服务器CPU需求为794万颗，市场广阔；

除服务器外，桌面PC也是CPU的重要应用领域，2021年国内PC出货量约为5700万台，因此，国内PC市场CPU需求量约为5700万颗。

1.4、竞争格局

目前，英特尔和AMD垄断全球服务器和PC用CPU市场，俩家合计份额达93.8%，国有芯片市占率在个人PC领域约为1%，服务器领域约为2%，国内CPU领域的上市企业为龙芯中科、海光信息，国产替代空间大。

目前，国产CPU公司主要有6家，分别是龙芯中科、电科申泰、华为海思、飞腾信息、海光信息、上海兆芯。

1.5、技术路线

按采用的指令系统可大致分为两大类：

1、走的是授权路线，譬如采用X86指令系统的海光信息和上海兆芯，采用ARM指令系统的华为海思和飞腾信息，至于，是否可以持续获得授权，存在一定的不确定性。

2、走的是自主研发路线，譬如中科龙芯和电科申泰。

目前，大多数国产CPU走的是授权路线，国内仅有两大完全自主的指令集，一个是龙芯中科自主研发的LoongArch指令系统，另一个是电科申泰的申威系列。

1.6、国产CPU三大市场

国内CPU市场主要分为三类：

政务及重点行业市场，这是国产CPU的核心市场；

企业级市场，这是国产CPU未来重要的增量市场；

消费级市场，这是国产CPU长期需要突破的远景目标市场。

1.7、龙芯中科VS海光信息

从短期财报角度看，海光信息业绩优于龙芯中科；

从长远角度来看，走自研路线的龙芯中科未来想象空间更大。

2.1、GPU（图像处理器）

随着个人PC机数据运算量的猛增，CPU的数据处理逐渐变得吃力，图形处理器GPU作为CPU的辅助应运而生。

2.2、应用领域

GPU是专门在个人电脑、工作站、游戏机、如平板电脑、智能手机上执行绘图运算工作的处理器。

相对CPU，GPU舍弃了部分控制单元，拥有更多的计算单元（即运算器），因此可以高密度执行大量同质化数据运算，如图形渲染等，对玩游戏较为感兴趣的读者知道显卡功能较为强大的电脑玩起3D游戏画面会更为流畅，显卡的处理器就是GPU。

GPU擅长的是大规模并发计算，这也正是密码破解等所需要的，所以，除了图像处理，GPU也越来越多的参与到计算当中来。

而CPU由于具备更多的存储单元和控制单元，因此更适合进行复杂运算。在功能上，GPU可以视为CPU的巨大补充。

2.3、市场空间

2021年全球GPU市场规模约334.7亿美元，到2030年有望增长至4773.7亿美元，复合增速达到33.3%，3D图像显示、人工智能深度学习的需求支撑GPU市场持续增长。

2021年中国大陆GPU市场规模约70亿美元。

2.4、竞争格局

从全球竞争格局来看，当前全球GPU市场由英伟达、英特尔与AMD垄断，三者市场份额接近100%。

在独显领域，2022Q2英伟达和AMD的市场份额分别达到79%和20%；

在PC领域，2022Q2英特尔、AMD、英伟达市场份额分别为62%、20%、18%。

目前，国内GPU领域龙头企业为A股上市公司景嘉微，产品目前主要面向军用领域，公司的JM9系列GPU在2021年9月流片成功并于11月完成性能测试，有助于公司产品向民用市场的拓展。

景嘉微

3、ASIC（专用处理器）

随着智能手机、可穿戴设备等体积更小的智能设备的问世，芯片的集成度也越来越高，出现了以用户参加设计为特征的专用集成电路(ASIC)。

专用集成电路往往跟据用户的具体需求将CPU、GPU、存储器乃至蓝牙、WIFI等数十个小规模集成电路模块集成在一块芯片上，实现系统级设计需要，这样的做法也被称为SOC（片上系统）。

它使整机电路优化，元件数减少，布线缩短，体积和重量减小，提高系统可靠性。

智能手机是ASIC的主要应用场景，大家所熟知的麒麟芯片便属于ASIC，华为1991年便成立ASIC设计中心进行相关研究，ASIC设计中心是2004年成立的海思半导体的前身。

经历了一年的制裁，华为海思麒麟在1月1日官宣：2022，向“芯”而行。裂缝是光照进来的地方，2022年，华为麒麟的首要目标就是冲破限制，恢复麒麟芯片的正常供应。

暂未发现相关主营产品的上市公司，也有可能是我未发现，有遗漏的欢迎补充。

4.1、FPGA（现场可编程门阵列）

FPGA(Field-Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

ASIC虽然优化了整机电路，有效缩减了智能设备的体积，然而这也意味着芯片设计的复杂度大大提升，流片（打样）失败的风险增大。

在此背景下现场可编程门阵列（FPGA）应运而生。

FPGA最大的特点在于它名称中的现场可编程，无论是CPU、GPU还是ASIC，在芯片制造完成后，芯片的功能即被固定，用户无法对硬件功能做出更改；

而FPGA在制造完成后功能未被固定，使用者可使用FPGA芯片提供商的软件对芯片进行功能配置，将芯片上空白的模块转化为自身所需的具备特定功能的模块。

FPGA具有强大的灵活性，使用者只需几分钟便能改变芯片的逻辑功能，使之在不同的业务需求之间灵活调配，且相比于ASIC方案，FPGA方案能够降低流片失败的风险。

4.2、竞争格局

当前中国FPGA市场由赛灵思与英特尔垄断，两者市占率约90%。

国内FPGA领域龙头企业为安路科技，当前市占率接近1%。

其他的还有复旦微电和紫光国微

其中，安路科技主营FPGA芯片和相关EDA软件的研发与设计，出货量在国产FPGA芯片供应商中排名第一。

安路科技VS复旦微电VS紫光国微

通过三家券商的数据对比，可以看出复旦微电的技术更为领先，但FPGA占企业营收不大，紫光国微也是同理，占比大于复旦微电，而且这俩家业务主要是面向军工领域；

在民用市场，还是安路科技市占率更高，而且也是FPGA业务纯度最高的企业，出货量在国产FPGA芯片供应商中排名第一。

4.3、市场份额

我这里只找到了2019年的数据，最新的2022年的暂未查询到。

2019年全球市场Xilinx、Intel(Altera)、Lattice和Microsemi分别占据了51.7%、33.7%、5.0%和4.0%的市场份额。

根据Frost&Sullivan统计，以出货量口径统计，2019年中国市场份额排名前三的供应商占据85.2%的市场份额。

其中Xilinx、Intel(Altera)和Lattice分别以5,200万颗、3,600万颗和3,300万颗的出货量位列市场前三位，市场占有率达到36.6%、25.3%和23.2%。

此外，安路科技的出货量排名第四，占据了6.0%的市场份额，在国产FPGA芯片厂商中排名第一。

复旦微电

紫光国微

安路科技

小结：

CPU：龙芯中科、海光信息

GPU：景嘉微

FPGA：安路科技、紫光国微、复旦微电

风险提示：今天文章里面提到的标的，并不是推荐现在买入，当前超高的估值，买入需要注意潜在风险。

本文仅仅是为各位梳理一下半导体行业，帮助大家更好地理解；

文章提到的信息和相关数据也都来自各大券商的研报和企业的招股书，花费了大量时间归纳总结，基本上读完本文你对逻辑芯片中相关上市公司已有了初步了解。

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