军工行业深度研究报告:电子、电气、半导体

云脑智库 2021-05-01 00:00


(报告出品方/作者:华泰证券,李聪、胡剑)

报告综述:

中美信息化先进水平存在差距,强军目标推动行业发展

在现今信息安全事件频发的复杂环境中,实现国防信息系统装备的自主可控 是我国军工行业必走之路。对标世界先进水平,我国信息化武器装备与美国 差距较大。十四五规划指出,加快机械化信息化智能化融合发展,确保 2027 年实现建军百年奋斗目标。《十九大》报告明确指出,力争到 2035 年基本 实现国防和军队现代化,到本世纪中叶把人民军队全面建成世界一流军队。我们认为,中长期政策规划是国防信息化成长的重要逻辑支点。2021-2027 年乃至更长的范围内,我国国防信息化建设都将处于快速发展阶段。而在信 息化战争中,高端信息化装备离不开上游元器件的支持。

被动元器件需求向好、军民领域应用广泛

被动元器件是优质赛道,下游空间较大。MLCC 是当前市场份额最高的电容 器产品,将充分受益军民两大领域电子元器件高景气度。根据鸿远电子 2020 半年报,预计 2020 年中国军工 MLCC 需求量将达到 3.5 亿只,到 2024 年 需求量将达 5.2 亿只。结合中国电子元件行业协会的价格数据,我们预计 2024年我国军用MLCC市场规模有望达到48.26亿元,2020-2024年CAGR 约为 10.4%。钽电容性能优良,工作温度宽、体积效率高、可自愈、高频效 率好、适宜小型化。根据中商产业研究院预测,2022 年我国钽电容器行业 市场规模有望达到 74.1 亿元,2017 年-2022 年 CAGR 达到 4.3%。

信号传输关键器件,连接器市场规模稳步上升

连接器是系统或整机电路单元之间电气连接或信号传输必不可少的关键元 件,广泛应用于军工、通讯、汽车等领域。连接器企业具有较高的技术壁垒 和市场壁垒,市场份额主要集中于头部企业。根据 2019 年各公司收入口径, 在军用连接器领域,中航光电占据了国内市场 64%的份额,航天光电占据 了 25%的份额。根据中国产业信息网整理,预 2020 年到 2025 年,我国连 接器市场规模 CAGR 为 7.7%,2025 年市场规模达到 354 亿美元。

电源行业高景气,军工半导体需求扩张

电源是电子设备的心脏,用于稳定输出电压,在军工及通讯领域应用广泛。随着装备电气化趋势明显,军用电源市场景气度上行。根据 Reportlinker 预 测,到 2025 年底,全球下一代军用电源市场规模有望从 2019 年的 92.9 亿 美元增长到 156.5 亿美元,CAGR 为 7.74%。根据 Markets and Markets 预测,2025 年全球智能电源模块市场规模有望从 2020 年的 16 亿美元增长 到 2025 年的 27 亿美元,CAGR 达到为 9.11%。军工半导体细分赛道多品 类开花。GPU、DSP、FGPA、SoC 芯片国产化需求迫切,国产替代前景广 阔;红外芯片产品市场前景明朗。

国防信息化大潮涌动,国产替代进行时

在现今信息安全事件频发的复杂环境中,把关键技术掌握在自己手里,实现国防信息系统 装备的自主可控,不仅是打赢信息化战争的“底牌”,更是衡量一个国家科技实力和综合国 力的重要标志,实现进口替代、自主可控道路漫长但是我国军工行业必走之路。近期受中 美贸易战事件刺激,将加速我国对相关产业的财政和政策扶持,也将促进我国国防信息化 装备研发能力和自主可控水平,促进加快进口替代的步伐。

电子信息装备使用率逐步提高。近几次局部战争表明,精确制导武器逐步成为战争的主要 毁伤手段,其使用比例显著上升,海湾战争占 7.7%、科索沃战争占 29.8%、阿富汗战争占 60.4%、伊拉克战争占 70%。电子信息装备在现代战争中使用率逐步提高。


国防信息化是以 C4ISR (一体化指挥控制系统)为核心,涵盖通信、计算机、情报、监视、 侦查等全维度军事信息系统。其下游产业链包括雷达、卫星导航、军工通信、军工电子等 市场领域,C4ISR 众多子系统功能的实现离不开信息化武器装备的支持。

军用电子元器件是信息化装备实现战斗力的基础和关键。军用电子元器件来自于民用半导 体技术,但因其使用环境,研发和制造标准均高于民用级产品,所以军用电子元器件一般 选用质量和性能较为成熟的民用产品进行军用化改造,在性能上与最新型民用级产品有较 大差距。军用电子元器件的发展趋势是小型化、智能化和通用化。我国目前在军用电子元 器件领域已实现自主可控,但仍有小部分元器件依赖进口或仿制,国产替代仍有较大市场 空间。

美军第三代 C4ISR 系统组建完成,配套武器装备集中服役

美军 1962 年为实现战略级协同及预警能力研制了第一代战略级指控系统 WWMCCS。全 球军事指挥控制系统(WWMCCS)研制开始于 1962 年古巴导弹危机后,1968 年正式装 备。主要功能是实现战略级协同能力和集成战略导弹预警及控制能力。主要缺点为无法实 现战略、战役和战术级部队作战协同。

美军 1990 年为实现全球协同和跨级别指挥能力研制了第二代战略级指控系统。第二代全 球指挥控制系统(GCCS)研制开始于 1990 年,于 1996 年正式装备。主要功能:实现多国 部队战略级协同、纵向结构实现战役与战术级部队作战协同、横向初步实现各军兵种系统 间互联互通。

美军 2004 年为实现无缝态势共享能力和大范围跨级别作战协同能力开始研制第三代战略 级指控系统。第三代网络赋能指挥能力系统(NECC)研制开始于 2004 年,2011 年终止, 研发完成模块集成于第二代 GCCS 最新版本中。主要功能:横向实现战场信息无缝共享能 力、纵向实现更大范围跨级别指挥能力、各系统间互操作能力强。

美国各军兵种现役主战装备均为 90 年代后装备,配套第二代 C4ISR 系统,信息化水平较 高。通过对美军陆、海、空三军现役主战装备的研制历程进行梳理,我们发现美军现役主 战装备的研制起点均在 80 年代,90 年代初期,美军在采购费总体下降的过程中,仍然保 留了重要的采购项目,新型武器装备研制依然保持中高速推进,并最终于 90 年代末左右批 量服役。配套第二代 C4ISR 系统 GCCS,使美军整体信息化水平得到较大提升。

国防信息化建设加速,C4ISR 系统进入跨越发展时期

根据智研咨询《2019-2025 年中国军工信息化行业市场供需预测及投资战略研究报告》, 2019 年美陆军信息化装备超过装备总量的 50%,海空军装备的信息化程度已达到 70%以 上,而我军武器信息化水平总体上还处于刚刚起步阶段。

国防信息化建设将是未来我国军队主要发展方向。中期来看,《第十四个五年规划和 2035 远景目标纲要》指出:加快机械化信息化智能化融合发展,全面加强练兵备战,提高捍卫 国家主权、安全、发展利益的战略能力,确保 2027 年实现建军百年奋斗目标。长期来看, 《十九大》报告明确指出:力争到二〇三五年基本实现国防和军队现代化,到本世纪中叶 把人民军队全面建成世界一流军队。我们认为,中长期政策规划是国防信息化成长的重要 逻辑支点。2021-2027 年乃至更长的范围内,我国国防信息化建设都将处于快速发展阶段。

2021 年全国财政安排国防支出预算 13795.44 亿元,较上年预算执行数增长 6.8%,高于 2021 年 GDP 目标增速 6.0%。2021 年两会期间,解放军和武警部队代表团新闻发言人吴谦 表示,增加的国防费将主要用于保障重大工程和重点项目启动实施以及加速武器装备升级 换代,推进武器装备现代化建设等方面。


国防信息化程度不断提高,市场规模有望扩大。根据中国产业信息网数据,预计 2025 年中 国国防信息化开支有望增长至 2513 亿元,占当年国防装备费用的比例超过 4 成,国防信息 化支出显著提升。

信息化板块保持高增速,看好上游元器件

在信息化战争中,高端信息化装备离不开上游元器件的支持。C4ISR 作为“武器系统化、 国防信息化”的最高水平,其对获取战场信息、信息传输、信息分析处理、辅助作战决策、 下达行动指令、引导武器攻击、评估攻击效果等各个作战环节的整体控制都依赖集成电路 的后台计算。可以说一个国家军工电子元器件制造水平决定了其在信息化战争中的国防军 事实力。未来战争的争夺,实际上的是集成电路技术的竞争。谁占有了集成电路制造技术 水平的制高点,谁就掌握的未来战争的潜在控制权。

我国军工关键元器件、零部件、新材料依赖进口,美国对中兴通讯禁售引起军工行业警惕。 在美国等西方国家愈加严格的禁运高压下,为了在高新技术上不再受制于他人,我国开启 了芯片自主控制的进程,政府及各部门出台了多重政策文件支持芯片自主可控的发展。如 2010 年设立总额超过 1000 亿元的“核高基”专项基金,发布《信息产业发展指南》对芯 片安全加固等核心技术做出指导,将提升集成电路设计水平、丰富设计工具列入《中国制 造 2025》计划中。通过“九五”至“十三五”期间二十五年的艰苦奋斗,我国军用电子元器件已 经实现较高水平的自主可控,推出了“华睿”及“银河飞腾”等系列芯片。

我们预计,未来军工电子作为武器装备产业链上游,其需求量将持续增长,军用被动元器件 (如 MLCC、钽电容、连接器、新型电子元器件)和军用半导体(如红外芯片、射频芯片、 FPGA 芯片)等赛道将有望迎来贯穿“十四五”至“十五五”的 5-10 年高景气发展机遇。

根据工信部 2021 年 1 月 29 日最新发布的《基础电子元器件产业发展行动计划(2021—2023 年)》,行业总体目标到 2023 年,产业规模不断壮大,电子元器件销售总额达到 21000 亿 元,进一步巩固我国作为全球电子元器件生产大国的地位,充分满足信息技术市场规模需 求;技术创新取得突破,突破一批电子元器件关键技术,行业总体创新投入进一步提升, 射频滤波器、高速连接器、片式多层陶瓷电容器、光通信器件等重点产品专利布局更加完 善;企业发展成效明显。形成一批具有国际竞争优势的电子元器件企业,力争 15 家企业营 收规模突破 100 亿元,龙头企业营收规模和综合实力有效提升,抗风险和再投入能力明显 增强。

根据中国报告大厅《电子元器件市场调查分析报告》,2019 年我国电子元件制造行业规模 总资产达到 12907.19 亿元,行业销售收入为 17362.32 亿元,2019 年行业利润总额为 1104.88 亿元。结合工信部电子元器件发展计划对 2023 年销售总额达到 21000 亿元的目标 指引,我们预计 2020-2023 年期间中国电子元器件销售额 CAGR 达到 5%。


军工被动元器件:细分赛道景气上行,行业进入快车道

军民两大领域景气度高,助力 MLCC 产业规模增长

MLCC 是当前市场份额最高的电容器产品,将充分受益军用、民用两大领域电子元器件高 景气度。电容的主要功能为滤波、耦合、谐振、旁路等,可细分为陶瓷电容器、铝电解电 容、钽电解电容、薄膜电容器四种,针对不同应用领域选择也不同。其中陶瓷电容器又可 分为片式 MLCC、引线式 MLCC、SLCC。

陶瓷电容器又可分为单层陶瓷电容器、片式多层陶瓷电容器(MLCC)以及引线式陶瓷电容 器,其中 MLCC 占陶瓷电容器市场的 90%以上。MLCC 由印好电极(内电极)的陶瓷介质 膜片以错位的方式叠合起来,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金 属层(外电极)形成。与其他电容器品类相比,多层陶瓷电容器具有低 ESR、耐高温高压、 体积小、电容量范围宽等优点,在成本和性能上都具有优势,是用量最大、发展最快的片 式电子元件品种之一,已被广泛应用于通讯、计算机及外围产品、消费类电子、汽车电子 和其他信息电子领域,在电子线路中起到振荡、耦合、旁路和滤波等作用。

据中国产业信息网,2019 年全球陶瓷电容器市场规模约为 114.2 亿美元,中国市场规模为 577.6 亿元。中国陶瓷电容器的市场规模占比将超过 70%,为全球最大的电容器市场。而 在全球陶瓷电容器领域中,片式 MLCC 占总规模的 93%,引线式 MLCC 占 3%,SLCC 占 4%。片式 MLCC 的应用最广,引线式 MLCC 因为尺寸和高度受限,无法满足进一步小型 化的要求,被片式 MLCC 逐步取代。

受益于海、陆、空、地部队装备更新换代和信息化程度提升的需求,我国军用高可靠 MLCC 市场前景十分广阔。在国内军工电子领域,MLCC 被广泛应用于卫星、飞船、火箭、雷达、 导弹、机载等武器装备。据解放军和武警部队代表团新闻发言人吴谦,2021 年全国财政安 排国防支出预算 13795.44 亿元,较上年预算执行数增长 6.8%,增加的国防费将主要用于 保障重大工程和重点项目启动实施以及加速武器装备升级换代,推进武器装备现代化建设 等方面。军用 MLCC 的需求或随国防信息化建设的加速推进而放量。

军用 MLCC 市场需求或伴随国防信息化建设加速而放量。据中国电子元件行业协会, 2014-2019 年中国军用 MLCC 市场规模年均增长率为 12.07%,预计 2020 年中国军用 MLCC 市场规模达到 32.48 亿元。根据《2020 年版中国 MLCC 市场竞争研究报告》(智多 星顾问),预计 2020 年中国军工 MLCC 需求量将达到 3.5 亿只,到 2024 年需求量将达 5.2 亿只。按 2020 年预计的军用 MLCC 市场规模及需求量得出军用 MLCC 期望单价为 9.28 元/只,我们将此平均单价线性外推至 2024 年,预计 2024 年我国军用 MLCC 市场规模将 达到 48.26 亿元,2020-2024 年 CAGR 约为 10.4%。军用 MLCC 市场由于军工行业高壁垒 及技术壁垒而处于有限竞争状态,目前市场份额呈现鸿远电子、火炬电子、宏科电子三足 鼎立的状态。


受益高端智能手机、5G 通讯、汽车电子、新能源发电等领域的持续高景气度,预计我国 MLCC 市场规模将稳定增长。电容器下游的各类电子产品在一定程度上均有小型化趋势(如 消费电子智能化、轻薄化;军事装备轻型化、高性能化;汽车电子集成化等),而 MLCC 相 较于薄膜电容器和铝电解电容器更易于小型化,且相比钽电容具有成本优势。据中国产业 信息网预测,2024 年我国 MLCC 市场规模将达到 894.7 亿元,2020-2024 年 MLCC 市场 规模 CAGR 达到 7.0%。

民用 MLCC 市场份额由外企垄断,国产替代前景广阔。据前瞻产业研究院,2019 年全球 MLCC 市场份额主要被村田、三星电机、太阳诱电三家外企所占据,按销售口径分别占全 球市场份额的 38.4%、20.5%、12.0%,而我国民用 MLCC 龙头风华高科仅占据全球市场 份额的 1.1%。据立鼎产业研究网,2017-2019 年我国 MLCC 进口金额分别为 369.5 亿元、 602.3 亿元、466.4 亿元,年均进口 MLCC 数量为 2.4 万亿只。

钽电容可靠性强,在高端军民中应用广泛

电容器阻直通交,在电子设备中不可或缺。电容器是电子线路中必不可少的基础电子元件, 可以隔阻直流信号、通过交流信号,继而通过静电的形式储存和释放电能,并将电能储存其 间,主要作用为电荷存储、交流滤波、旁路切断、阻止电流、提供调谐及振荡等。几乎所有 的电子设备中都需要规模化的配置,根据产品标准以及应用领域不用,电容器产品可以分为 军用市场、民用工业类市场以及民用消费类市场。电容器在军工市场主要应用于航天、航空、 船舰、兵器等武器装备,在民用工业类市场主要应用于系统通讯、医疗设备、汽车电子等领 域,而在民用消费类市场则主要为笔记本电脑、手机、数码相机等领域的应用。

钽电容性能优良,具有工作温度宽、体积效率高、可自愈、高频效率好、适宜小型化等优 势,广泛适用于各种应用场景。首先,由于钽电容内部没有电解液,很适合在高温下工作, 即工作温度范围宽,且形式多样,体积效率优异。其次钽电容工作过程中可自动修复或隔 绝氧化膜中的瑕点,即具有自我恢复能力,保证了其长寿命和高可靠性。第三,ESL 值小、 高频滤波特性好。第四,比容量非常高,因此特别适宜于小型化。

从结构上看,钽电容由内到外分为三层,分别为阳极、阴极、导电层。内部阳极是由钽粉 烧结而成的坦块,使用钽氧化层(Ta2O5)在坦块表面形成绝缘层。之后是负极,可以是液 体电解液、固体电解质 MnO2、高分子聚合物。而外部依次是导电石墨层和导电银层。

工艺流程方面,钽电容的制作主要包含压制成型、烧结、赋能、被膜、被石墨银奖、装配、 模塑、测试等流程。以常用的固体钽电容为例,简单的说,固体电解质钽电容器工艺流程 主要分为三步:1)在钽粉中加入粘合剂,混合均匀后压块、烧结、成型;2)通过电化学 方法,在钽阳极表面形成一层氧化膜作为电介质,再在氧化膜介质上叠加一层 MnO2 作为 电容阴极;3)进行封装、老炼。上述工艺流程中决定电容性能的关键因素有:1)钽粉纯 度、比容;2)烧结温度、保温时间;3)形成阶段对温度、电流、电压的控制;4)被膜阶 段高温对介质膜的损伤。

展望未来,钽电容器将向小型化、大容量、高可靠、高频化、低 ESR 值的方向发展。目 前,世界上电子产品正加速向高性能、小型化方向发展,表面贴装技术正逐步取代传统的 组装技术。国际上表面贴装元件成为电子元件发展的主流。随着军用电子设备性能的提高, 钽电容器的发展趋势必将向片式化、小型化发展。以导电聚合物为阴极的片式高分子固体 电解质钽电容器,高频性能优良、可靠性高,可以很好地满足电子技术及发展需求以及武 器装备的小型化、轻型化和高性能化的需要。

钽电容市场参与者少,宏达电子和振华科技规模较大。国内军品市场的参与者主要有振华 新云、北京七一八、鸿远电子、火炬电子等上市公司或大型国有企业,上述公司各有优劣 势。振华新云是上市公司振华科技子公司,作为老牌国营企业,在传统钽电容领域地位稳 固。火炬主营 MLCC,在钽电容领域技术相对较弱。宏达体制灵活性和市场化程度优势凸 显,拥有多年钽电容生产经验,技术储备充足,在行业内市场地位较高。

据中商产业研究院发布的《2017-2022年中国钽电容器行业市场前景及投资机会研究报告》 数据统计显示:近年来,我国钽电容器行业市场规模保持逐年增长的趋势。2016 年我国钽 电容器行业市场规模为 57.5 亿元,较上年同比增长 5%。根据中商产业研究院预测,2022 年我国钽电容器行业市场规模将会到达 74.1 亿元,2017 年-2022 年 CAGR 达到 4.3%。


军工连接器:信号传输关键器件,市场规模稳步上升

连接器:系统、模块间传输信号的桥梁

连接器是系统或整机电路单元之间电气连接或信号传输必不可少的关键元件,位于产业链 中游,已广泛应用于军工、通讯、汽车、消费电子、工业等领域。连接器在电子设备中主 要用以实现电线、电缆、印刷电路板和电子元件之间的连接,进而起到传输能量和交换信 息的作用,连接器可以增强电路设计和组装的灵活性,是不可或缺的关键组件。连接器产业上游产业主要包括金属材料、塑胶材料和电镀材料等,其中有色金属占成本比 重较大。根据中国产业信息网,连接器产品德上游产业主要为制造连接器所需德各项原辅 材料,按照成本占比来排序的话,金属材料所占成本最大,塑胶材料次之,电镀材料较小;其中,金属材料主要用于制作连接器端子。而为避免电子信号在传输过程中受到阻碍或衰 减,连接器厂商多采用黄铜或磷青铜为原料制作铜合金板片;塑胶一般用于制作连接器产 品的外设,多以 LCP、PA9T 等为原料;电镀材料一般使用镀金、镀锡,其次为镀镍和镀银。相对于上游,一方面, 原材料主要是基础金属和非金属原料,高度市场化;另一方面,连 接器成本中,原材料占比不高,低于 50%,连接器的价值更多的体现在设计和精密制造方 面。

连接器的应用领域非常广泛下游市场将带动产业快速发展。连接器应用领域几乎囊括所 有需要电信号、光信号传输和交互的场景,其中占比最高的前五个领域为汽车电子、通讯 及数据传输(包含手机、网络设备、无线网络基础设施、电缆设备等方面)、电脑及外设、 工业控制和军工航天等。连接器下游应用中的智能手机、电脑等产品迭代速度较快,新能 源汽车、物联网、无人机等新兴产业正在蓬勃发展,整体来看下游市场的发展将推动连接 器产业快速增长。

评价连接器质量的基本标准包括机械性能、电气性能、环境性能等。机械性能主要指插拔 力和机械寿命。插拔力分为插入力和拔出力(拔出力亦称分离力),两者的要求是不同的。在有关标准中有最大插入力和最小分离力规定,这表明,从使用角度来看,插入力要适当 的小(从而有低插入力 LIF 和无插入力 ZIF 的结构),而分离力若太小会影响接触的可靠 性。另一个重要的机械性能是连接器的机械寿命。机械寿命实际上是一种耐久性指标,它 是以一次插入和一次拔出为一个循环,以在规定的插拔循环后连接器能否正常完成其连接 功能(如接触电阻值)作为评判依据。连接器的插拔力和机械寿命与接触件结构(正压力 大小)接触部位镀层质量(滑动摩擦系数)以及接触件排列尺寸精度(对准度)有关。

电气性能包括稳定的技术电阻、绝缘电阻、抗电强度等。一是应当具有低而稳定的接触电 阻。连接器的接触电阻从几毫欧到数十毫欧不等;二是具有稳定的绝缘电阻,绝缘电阻是 衡量电连接器接触件之间和接触件与外壳之间绝缘性能的指标,其数量级为数百兆欧至数 千兆欧不等;三是具有一定的抗电强度,抗电强度是表征连接器接触件之间或接触件与外 壳之间耐受额定试验电压的能力;此外,还有电磁干扰、特性阻抗、传输延迟等其他性能:电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果,电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电 磁干扰屏蔽效果,一般在 100MHz~10GHz 频率范围内测试。对射频同轴连接器而言,还 有特性阻抗、插入损耗、反射系数、电压驻波比等电气指标。由于数字技术的发展,为了 连接和传输高速数字脉冲信号,出现了一些新型的连接器如高速信号连接器,相应地,还 出现了一些新的电气指标,如串扰,传输延迟、时滞等。

环境性能包括主要包括耐温性和耐湿潮性能。一是具有耐温性能,目前连接器的最高工作 温度为 200℃(少数高温特种连接器除外),最低温度为-65℃。由于连接器工作时,电流 在接触点处产生热量,导致温升,因此一般认为工作温度应等于环境温度与接点温升之和。在某些规范中,明确规定了连接器在额定工作电流下容许的最高温升。二是耐湿潮性能, 湿潮的侵入会影响连接器的绝缘性能,并锈蚀金属零件。

国防建设叠加信息化发展,军用需求将持续快速增长

对传输性能和系统可靠性的影响,以及连接器的高技术难度,使得连接器企业具有较高的 技术壁垒和市场壁垒,市场份额主要集中于头部企业。国内军用连接器供应商主要包括中 航光电、航天电器、四川华丰、陕西华达等。

军用连接器市场集中度相对较高,龙头企业研发力度加大。根据 2019 年中国电子元件百强 企业排名,军用连接器前五强中航光电、航天电器、陕西华达、四川华丰的总收入达到 142 亿元,相对于其它连接器市场,军用领域集中度较高。由于军用产品国产替代的需要,相 关企业研发投入的力度不断加大,并且不断通过并购相关企业提升公司市场竞争力,如中 航光电从 13 年起先后收购西安富士达、深圳翔通光电等企业,从而支撑了公司连续稳定的 业绩增长。


根据 Bishop&Associate 的统计, 2018 年全球连接器市场规模达 667 亿美元。2018 年中 国地区连接器市场规模为 209 亿美元,占据了全球 31.4%的市场份额,是全球最大的连接 器市场。连接器作为实现信息化的基础元器件,受益于信息化建设投入不断扩大,2010 年 到 2018 年,我国连接器市场规模由 108.33 亿美元增长到 209 亿美元,年复合增长率 8.56%, 显著高于全球同期 4.8%的增速。

随着下游产业的发展和连接器产业本身的进步,连接器已经成为设备中能量、信息稳定流 通的桥梁,总体市场规模基本保持着稳定增长的态势。根据中国产业信息网整理,预计从 2020 年到 2025 年,我国连接器市场规模 CAGR 为 7.7%,2025 年市场规模达到 354 亿美 元。

新能源、5G 发展,连接器需求持续增长

我国新能源汽车产销量连续 6 年位居全球第一,累计销量超过 550 万辆。近年来,我国相 继发布了约 60 多项支持政策和举措,新能源汽车产业发展取得了积极成效,基础材料、基 础零件、电机、电控、电池以及整车等各方面都取得了实质性突破。2020 年新能源汽车销 量增速达 10.9%,并呈现持续增长的趋势。受益于新能源汽车行业的快增长,汽车连接器 业务有望迎来快速增长。

新能源汽车整车中,高压连接器应用频繁。高压线束是新能源汽车高压系统的神经网络, 和高压连接器相连形成高压连接系统,将高压器件和电动汽车高压箱(PDU)进行连接, 形成高压系统。动电池组输出的高压直流电,由电动汽车高压配电箱进行分配,通过电动 机控制器逆变器或变频器驱动转向电机和动力电机,同时,通过直流电压转换器或变频器, 向空调压缩机,水暖 PTC 充电机、风暖 PTC 和部件进行供电。

根据智研咨询数据统计,全球汽车连接器市场规模到 2025 年预计将增长到 2700 亿元,其 中新能源汽车连接器占比 15%,达到 420 亿元。从 2019 年至 2025 年,汽车线束市场空 间增量中,78%均将来自于新能源汽车。报告中假设:传统汽车内的连接器(端子+线束) 的价值约 2500 元,而新能源汽车中则达到了 3500 元。全球汽车销量的增速为 3%;新能 源汽车到 2025 年增长至 1200 万辆。传统汽车线束由于电气架构改革,线束长度有所减少;新能源汽车线束长度虽然可能大幅降低,但 ADAS 渗透将带来新增线束需求,总体单价维 持不变。

5G 建设周期已至,带动通信连接器业务增长。根据 Bishop&Associates 2019 年公布的数 据显示,通信和数据传输领域所用连接器价值占整个连接器市场的 22%,略低于汽车行业, 排在所有下游应用中的第二位。连接器是通信设备的重要组成部分,在一般通信设备中的 价值占比约为 3-5%,而在一些大型设备中的价值占比则超过了 10%。根据智研咨询预测, 2022 年中国 5G 基站市场空间有望达顶点 1504 亿元,5G 通信连接器业务有望成为新的增 长点。


军工电源:行业高景气,军工及通信需求持续扩张

电源是电子设备的心脏,与国民经济各部门紧密相关

电源是将其它形式的能转换成电能的装置。广义上讲电源也包括把一种制式(电流、电压) 的电能转换为其它制式(电流、电压)的电能的装置。根据中国电源学会出版的《中国电 源行业年鉴》,电源按产品名称和原理可主要分为开关电源、UPS 电源、线性电源、逆变器、 变频器和其他电源,应用范围覆盖国民经济各部门。

电源产业链主要包括原材料供应商、电源制造商、设备制造商和行业应用客户。行业上游 为电路基板、磁性元件、电子元器件、五金及结构件、连接器等原材料供应商,其中原材 料供应商提供控制芯片、功率器件、变压器、PCB 板等电子器件。电源产业链的下游主要 为设备制造商,这些设备制造商根据行业用户对相关产品的需求,采购相应型号、规格的 电源产品,应用到相应的电子设备中,并提供设备的技术支持和售后服务。

电源产业在欧美发达国家技术较为成熟,中国市场发展相对较晚。随着国际产业转移、中 国信息化建设的不断深入以及航空、航天及军工产业的持续发展,下游行业快速发展对电 源行业的有力拉动,中国电源产业市场迎来了前所未有的商机。国内电源企业主要分布在 三个区域,一是珠江三角洲,主要是深圳、东莞、广州、珠海、佛山等地;二是长江三角 洲,主要是上海、苏南、杭州一带;三是北京及周边地区;武汉、西安、成都等地也有一 定的分布。这三大区域经济发展最快,轻重工业均较发达,信息化建设和科技研发水平较 高,为技术密集型的电源行业的研发、生产以及销售提供了充分的条件和便利的场所。中 国电源行业已形成了高度市场化的状态,生产电源产品的厂商数量众多,市场集中度较低, 且企业规模普遍差别很大。近年来,全球电源市场一直保持稳步的增长趋势。

不同应用领域不同客户需求变化很大。铁路机车用的电源对于抗振动性能及环境温度要求 较高;航天航空及军工领域对电源产品的极端工作温度、剧烈冲击/加速度、低气压等严酷 环境下的性能要求很高,并要求长期可靠性;通信领域对于电源产品的转换效率、功率密 度要求严格等。因此,为了能够满足多领域应用、极端使用环境条件,多重输入范围,高 转换效率,最小化产品体积等要求。因此,行业内公司在技术积累以及设计生产工艺方面 都需要满足适应电源产品的要求。

开关电源稳定输出电压,技术稳定,军工通信领域应用广泛

开关电源主要用于稳定输出电压,在军工及通讯领域应用广泛。开关电源利用现代电子电 力技术,控制开关开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,主要用于工业 自动化控制、军工设备、科研设备、LED 照明、通信设备、电力设备、医疗设备等领域。

开关电源研发应用较早,技术走向成熟。开关电源的研究和应用始于 20 世纪 50 年代。60 年代,开关电源技术基本成型。80 年代,第一个民用标准化开关电源诞生,80 年代中期出 现了符合全球通用规格的开关电源。随着上游器件技术水平和电力电子关键技术的不断发 展,开关电源技术取得了飞速发展,迅速成长为电子工业的重要基础产品。

开关电源逐步取代线性电源,成为稳压主流品种。线性电源功率器件工作在线性状态,功 率器件一直在工作,导致功耗大、转换效率低、发热量大、体积大等缺点。开关电源因其 体积小,电流大,效率高等优点,在 21 世纪初逐渐取代了线性电源成为电源市场主流品类。开关电源上电过程中会有大的浪涌电流从输入端向输出端,如果输出端持续短路,短路电 流经同步续流管,热量积累会导致芯片损坏。因此不能直接将市电转化电路所用的小电压, 而需要分成两级甚至多级降压,在最后一级有时候也会使用线性电源。

集成化和小型化是开关电源主要发展趋势。集成化可以使电源产品更加紧凑,减少引线长 度,降低寄生参数,提高系统可靠性。在航空、航天、军工领域,小型化和轻型化得电源 产品能够减轻起飞及飞行重量,增大关键人物功能单元空间,在航空、航天领域整机产品 严苛得体积、重量设计及参数分配中占有优势。在车载及新能源汽车领域,电源小型化和 轻型化可以降低启动和形式重量,增大有效车内空间。目前开关电源已完成电路板层面得 继承,更为集成得电源芯片使行业发展的方向。

中国模块电源市场规模稳步增长。模块电源,又称电源模块、板上安装式电源,是采用优 化的电路和结构设计,利用先进的工艺和封装技术制造,形成一个结构紧凑、体积小、高 可靠性的电子稳压电源,是可以直接安装(主要为焊接)在印刷电路板上的电源变换器。开关电源模块是将开关电源上的分立元器件进行模块化封装,从而形成体积更小、功率密 度更高的模块电源,其内部电路也是开关电源。近年来,我国模块电源市场需求呈现稳步上升的态势,但增速呈波动下降的趋势。据前瞻产业研究院发布的《中国模块电源行业发 展前景预测与投资战略规划分析报告》统计数据显示,2013 年中国模块电源行业市场销售 额为 39 亿元,同比增长 26.25%,为近几年最高增速。2015 年中国模块电源行业市场销售 额突破 50 亿元。2018 年中国模块电源行业销售规模增长至 77.2 亿元,2014-2018 年复合 增长率为 14.6%。


军用电源市场扩容,装备电气化趋势明显

中美机型差距大,正处于更新换代关键时期。当前我国军用飞机正处于更新换代的关键时 期,未来 10 年现有绝大部分老旧机型将退役。根据《World Air Forces 2021》,2020 年我 国共有歼-7、歼-8 二代战斗机 484 架,歼-10、歼-11 等三代战机 550 架,歼-20 系列四代 战机 19 架。而美国现役战斗机中以三代机为主,辅以一定量的四代战斗机,未来订单也将 以四代机为主。我国现役战斗机结构和数量与世界空军强国差距较大,升级换装需求强烈。

根据《World Air Force 2021》,从战斗机构成分布上看,美国现役战斗机已经实现了全三代 以上,并开始加速列装 F-22、F-35 等四代战机,现役四代机 294 架,四代机占比高达 19%。我国第三代和第四代歼击机规模和世界空军强国还存在差距。我国三代机、四代机数量和 美国、俄罗斯相比都差距较大。我国目前仍有近 500 架二代歼击机,占比达 46%。随着我 军装备加速更新换代,给军工电源行业带来发展机遇。

战场电气化趋势明显,为电源产业提供需求。当前,以电气化为代表的新一轮能量系统技 术革命正在重构全球航空、地面、海上装备产业格局。在现代武器装备发展过程中,先进 任务系统与武器系统的应用对装备电能生成、存储和管理等提出了极高的要求。以航空装 备为例,随着多电技术发展,航空装备电气化水平大幅提升,电网容量、能量转换效率、 功率密度、综合控制能力得到了长足进步,能够有力保障任务系统的效能。随着我国战场 电气化程度不断提高,将为军用电源行业的持续增长提供需求支撑。

发展综合航电系统趋势明显。以航空装备为例,四代机谋求更强的态势感知能力,以及隐 身、超声速巡航、超常规机动等性能要求,推动了机载任务系统的快速发展,F-22 采用了 基于“宝石柱”计划的综合航电系统,F-35 进一步开展射频综合,机上大量装备大功率电 子设备。未来先进任务与武器系统的应用与效能发挥都需要电气化技术提供基础性保障。

海上装备电气化需求提升。随着先进任务系统及武器系统技术的引入,舰艇功率需求激增, 对电力系统容量和稳定性的需求也大幅提升。美国海军正推进研究面向定向能武器等新型 负载的模块化、可扩展的中间电力系统,目的在于为定向能武器等高能任务系统提供电力, 同时保护能量系统及平台其他系统不受任务系统产生的脉冲的影响。同时,能量库可以支 持舰艇平台的能量管理、负载均衡和应急供电。

根据 Reportlinker 预测,到 2025 年底,全球下一代军用电源市场规模有望从 2019 年的 92.9 亿美元增长到 156.5 亿美元,年复合增长率为 7.74%。根据 Markets and Markets 预 测,2025 年全球智能电源模块市场规模有望从 2020 年的 16 亿美元增长到 2025 年的 27 亿美元,年复合增长率为 9.11%。


军工半导体:铸造国防实力坚实盾牌,国产替代需求广阔

按产品划分,半导体产品可以分为集成电路、分立器件、光电器件和传感器四种。集成电 路是半导体的核心产品,占据整个半导体行业规模八成以上。我国集成电路产业早先起源 于军事应用,军用集成电路是现代军事技术的核心和基础,广泛应用于雷达、计算机、通 信设备、导航设备、火控系统、制导设备和电子对抗设备等各类军用设备上。

集成电路已经历四个发展阶段,从西向东进行产业转移。从上世纪 50 年代发展至今,分别 是:在美国发明起源、在日本加速发展、在韩国及中国台湾分化发展和在中国分工细化快 速发展。中国的集成电路产业已经迎来了黄金时代。2001 年我国加入了世界贸易组织,成 为世界产业链重要的一环。中国凭借庞大的市场需求以及强有力的政策支持,半导体产业 布局不断完善,吸引众多国外半导体公司来华合作建厂,正扮演第三次集成电路产业转移 承接者的角色。

SPARC 处理器架构的 SoC 芯片近年来已经成为航天领域应用的热点,广泛应用于探月及 星际探索等运载火箭,卫星等领域。图形处理器芯片 GPU 是武器显控系统的“大脑”,显 控系统是现代作战武器的必备,其广泛应用于各类战斗机、轰炸机、预警机及其他特种军 用飞机等各类机型。可编程逻辑门列阵 FPGA 在雷达领域应用具备明显优势,一个大型相 控阵雷达所需 FPGA 价值量可达千万。数字信号处理芯片 DSP 多用于飞行控制、火炮阵列 控制、雷达等需快速机动反应的军用领域。四款高端芯片在军用领域需求广泛,是各类信 息化武器装备的核心,但国内技术水平较国外差距明显,国产化率很低。若能够实现替代 进口,市场空间十分可期。

GPU 芯片是国防信息化装备显控系统核心组成部分

图形处理器 GPU(Graphics Processing Unit)又称显示核心、视觉处理器,是一种专门处 理图像运算工作的微处理器,承担输出显示图形的任务。它将计算机系统所需要的显示信 息进行转换驱动,并向显示器提供行扫描信号,控制显示器的正确显示,是连接显示器和 个人电脑主板的重要元件,是“人机对话”的重要设备之一。

GPU 芯片是武器显控系统的“大脑”,显控系统是现代作战武器的必备,其广泛应用于各类 战斗机、轰炸机、预警机及其他特种军用飞机等各类机型,包括 RQ-8 无人直升机,MQ-9 无人机等多种美军先进武器都已经搭载了计算处理能力极高的 GPU,此外,还可应用于军 用舰艇、坦克装甲车等舰载、车载领域。其先进程度,直接关乎是否能到制敌于“千里” 之外

随着电子技术的发展,以及航电技术在空战中的战术地位日益突出,航电系统在整机中的 价值占比也越来越高。根据立鼎产业研究网统计,近年来,航电系统在飞机出厂成本中的 比例直线上升,航电系统研发成本已占先进作战飞机研制总成本的 30~40%,并且保持着 持续扩大的趋势。军用飞机上,航电系统的价值占比一般占到 20%以上,在最先进的战斗 机上航空电子系统的成本已经占到整机成本的 40%左右,电子战专用机、预警机和电子侦 察机等飞行平台的电子设备所占成本比例几乎达到 50%,如 E-3A 预警机占 44%、EF2000 和 F22 飞机约占 40%。大型客机中,机载设备在飞机成本构成中所占份额均高于 30%, 航空电子系统已经成为飞行器中价值最高的部分,而图显 GPU 为航电系统的核心组件


我国军机在数量上与美国存在较大差距,总量提升需求显著。军用飞机是直接参加战斗、 保障战斗行动和军事训练的飞机的总称,是航空兵的主要技术装备。据《World Air Forces 2021》统计,截至 2020 年美国现役军机总数为 13232 架,在全球现役军机中占比为 25%, 而我国现役军机总数为 3260 架,在全球现役军机中占比仅为 6%。按各个细分机型来看, 战斗机是我国军机中的主力军,总数为 1571 架,但数量不到美国同期的 60%,且其他机 型的数量都远落后于美国,我国未来军机总量提升需求显著。

我国空军目前正在向战略空军转型,未来 10 年带来军机需求较大。当前我国军用飞机正处 于更新换代的关键时期,未来 10 年现有绝大部分老旧机型将退役,歼-10、歼-11、歼-15、 歼-16 和歼-20 等将成为空中装备主力,新一代先进机型也将有一定规模列装,运输机、轰 炸机、预警机及无人机等军机也将有较大幅度的数量增长及更新换代需要。我们假设 2021-2030 年二代机全部替换为三代机,且战斗规模按机种结构达到美国的 1/2,根据 《World Air Forces 2021》,2020 年我国共有歼-10、歼-11、歼-15、歼-16 系列战机 620 架,歼-20 系列战机 19 架,作战支援飞机 115 架,大型运输机 264 架,武装直升机 405 架,通用运输直升机 902 架,根据前瞻产业研究院做出的各类型飞机增量预测, 2021 年 -2030 年新增军机合计约 4940 架,根据景嘉微招股书披露,图显系统单价约为 10 万元, 我们预测 2021-2030 年我国军机领域图显 GPU 市场规模可达 4.94 亿元。

DSP 芯片在军用通信指挥领域不可或缺

DSP 芯片(数字信号处理器)作为一种具有特殊结构的微处理器,拥有将现实世界中的真 实信号(光、电、声音)转换为计算机能够处理信息的能力,其采用的哈佛总线结构,流 水线操作,专用的硬件乘法器等使其可以高速完成复数乘加,三角函数以及矩阵预算等数 字信号处理。

DSP 得益于其独特的结构设计,使其能够实时处理信息,多用于零延迟等实时信号处理领 域,是通信、计算机、消费电子产品领域最普遍的基础器件,如日常里手机中的 DSP 芯片 就主要用于对语音通话的急速处理,保证在听到对话时没有任何延迟。


军用方面,DSP 芯片多用于飞行控制、火炮阵列控制、雷达等需快速机动反应的军用领域。以美国宙斯盾系统 AN/SPY-1 被动电子扫描阵雷达为例,雷达将获得的电子信号传输到 DSP 芯片输入端,由芯片内部一系列系统进行处理分析后,辨别出各种来自空中和海面的 威胁信号,转化成数字信号,继而转交指挥控制电脑系统进行后续处理。由此可见,DSP 芯片处理性能的高低直接制约着雷达的发现、追踪能力以及后续武器精确打击的时间。

DSP 成为我国未来实现超算芯片国产化新突破口。2015 年美国商务部决定对中国四家国家 超级计算机中心禁售 Intel Xeon-PHI 计算卡,为突破国外封锁,中国正另辟蹊径,将 DSP 数字信号处理芯片用作通用计算,测试其性能已经超过第一代 Xeon-PHI,功耗比优于 GPGPU, 2017 年 9 月实现全面替代原有 Intel PHI。用作通用计算的 DSP 芯片,正成为 中国未来实现超算芯片自主化的全新突破口。

DSP 中国生产商有中电 14 所、中电 38 所、湖南进芯电子、北京中星微电子、中科院等。“华睿 1 号”芯片是中电 14 所牵头研制的国内首款具有国际先进水平的高端四核 DSP 芯 片,采用 65nmCMOS 工艺,处理能力达到 32GFMACS,功耗为 10W,总体性能优于国 外同类型 DSP 芯片,填补了我国多核 DSP 领域的空白,目前已成功应用于我国十多型雷 达产品中;“魂芯二号 A”芯片在 2018 年 4 月由中电 38 所发布,采用全自主体系架构,研 发历时 6年,单核实现 1024 浮点 FFT 运算仅需 1.6 微秒,运算效能比 TI公司 TMS320C6678 高 3 倍,实际性能为其 1.7 倍,器件数据吞吐率达每秒 240Gb。可靠性、综合使用成本等 方面全面优于进口同类产品。作为通用 DSP 处理器,“魂芯二号 A”将广泛运用于雷达、 通信、图像处理、医疗电子、工业机器人等高密集计算领域。

FGPA 国产化需求迫切,国产替代前景广阔

FPGA(Field Programmable Gate Array)是在 PAL、GAL 等可编程器件的基础上进一步 发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决 了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA 芯片由输入/输 出块、可配置逻辑块和可编程互联三部分组成,同一片 FPGA,不同的编程数据,可以产生 不同的电路功能,因此 FPGA 的使用非常灵活。

FPGA 是军工特种半导体核心单品之一,广泛应用至军用领域中信号处理、图像处理单元, 主要应用于相控阵雷达,下游应用产品涵盖航天、航空、船舶等领域,覆盖战斗机、预警 机、航母、驱逐舰、防空导弹系统等战斗单元。据中国产业研究网预测,2025 年我国军用 雷达市场规模有望达到 565 亿元,2018-2025 年军用雷达市场规模 CAGR 预计为 13.20%。随着空军、海军武器装备加速更新换代、新式装备的列装及国防信息化的加速推进,军用 FGPA 将在国防现代化建设中大有可为。

FGPA 国产化需求迫切,国产替代前景广阔

FPGA(Field Programmable Gate Array)是在 PAL、GAL 等可编程器件的基础上进一步 发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决 了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA 芯片由输入/输 出块、可配置逻辑块和可编程互联三部分组成,同一片 FPGA,不同的编程数据,可以产生 不同的电路功能,因此 FPGA 的使用非常灵活。

FPGA 是军工特种半导体核心单品之一,广泛应用至军用领域中信号处理、图像处理单元, 主要应用于相控阵雷达,下游应用产品涵盖航天、航空、船舶等领域,覆盖战斗机、预警 机、航母、驱逐舰、防空导弹系统等战斗单元。据中国产业研究网预测,2025 年我国军用 雷达市场规模有望达到 565 亿元,2018-2025 年军用雷达市场规模 CAGR 预计为 13.20%。随着空军、海军武器装备加速更新换代、新式装备的列装及国防信息化的加速推进,军用 FGPA 将在国防现代化建设中大有可为。


民用领域,FGPA 广泛应用于电子通讯、消费电子、汽车、数据中心等领域,5G 通讯及人 工智能两大领域高景气度有望拉动 FGPA 产业迅猛发展。据中国产业信息网,全球 FGPA 市场规模 2019 年达到 69 亿美元,预计 2025 年将达到 125 亿美元,2020-2025 年市场规 模 CAGR 预计达到 12.64%。其中,亚太区是 FGPA 的主要市场,2018 年占据全球市场份 额的 42%。

我国 FPGA 芯片行业下游应用市场覆盖范围广泛,市场空间广阔。电子通讯及消费电子是 我国 FGPA 市场应用的最大下游,随着 5G 通讯建设的加速推进及云计算、人工智能等新 兴技术的广泛应用,FGPA 市场有望延续加速增长态势。据中国报告网,我国 FGPA 从 2014 年的 37.7 亿元增长至 2019 年 176.4 亿元,预计 2023 年市场规模将达到 459.4 亿元, 2020-2023 年市场规模 CAGR 预计将达到 27.03%。

FPGA 行业现处于垄断市场竞争,全球 FGPA 市场份额基本被美国 Xilinx 公司及 Altera 公司(现已被 Intel 收购)占据。中国产业信息网,2018 年上述两家公司市场份额分别占 据全球市场份额的 56%及 31%,以及中国 FGPA 市场份额的 52%、28%,与此对比,我国 FGPA 厂商份额仅占国内市场的 4%。美国政府对中国的 FGPA 产品与技术出口进行苛刻的 审核和禁运,由于国际贸易摩擦的不确定性及 FGPA 在军品及民品中应用前景广泛,FGPA 国产化替代势在必行,国产化市场空间广阔。

SoC 芯片助力航空航天突破技术瓶颈

著名的摩尔定律曾预言:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔 18-24 个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。而晶体管集成数量取决于 MOS 管栅极几何长度, 2015 年,IBM 首次宣布了 7 纳米工艺研制成功,基于该技术的服务器芯片将含高达 200 亿 个晶体管,是目前为止最为先进的半导体工艺制程。

受集成度提升带来的散热、效率降低等问题,不断缩小几何长度工艺已经接近物理极限。部分学者认为摩尔定律时代即将落幕,超越摩尔定律,即致力于在单片 IC 上 集成越来越 多的功能,开始被学界认同。

目前国内外倾向将 SoC 芯片表述为将微处理器、数字/模拟 IP 核、DSP、信号采集和转换 电路,以及存储器等集成在一起的通常为定制的单一芯片,是采用超深亚微米工艺技术和 第三方 IP 核实现的 VLSI,并通过操作系统和应用程序进行控制。由于 SoC 消除了芯片间 的信号传输延迟,避免了电路板上的信号串扰,相比传统电路板级系统其工作频率有了大 幅度的提高,同时系统芯片在功耗、尺寸和成本等方面与传统电路极级系统相比有了较大 的进步,SoC 有着诸如性能高、体积小、功耗低和研制周期短等优势,成为了提高互联网 络、信息家电、高速计算、多媒体技术和军用电子系统性能的核心器件,因此逐步广泛地 应用在消费、存储、无线、医疗、网络、安全和汽车电子等领域,成为一种具有国家战略 意义的实用技术。

设计一块 SoC 芯片,难点在于架构整体既需要避免各个模块互相耦合以降低设计复杂度, 同时还需要保证各个模块配合工作时可以发挥出最佳性能,以手机为例,SoC 芯片集成了 CPU、GPU、ISP、各类功能端接口等集成了上百种 IP 核,设计制造工艺复杂,技术门槛 高。而对于军用级 SoC 芯片,其 IP 核要求则更为严苛。

SPARC 处理器架构的 SoC 芯片近年来已经成为航天领域应用的热点。SoC 芯片广泛应用 于探月及星际探索等运载火箭,卫星等领域。从技术优势上看,SoC 芯片能够显著提高星 载电子系统的功能密度,从而降低系统质量、体积与功耗,满足对重量、功耗等指标敏感 的新型飞行器需求。同时,在 SoC 设计中可以充分考虑系统防护性能与自恢复性能,有利 于提高系统可靠性,其技术水平将直接制约着卫星的效率及先进程度。

我国卫星导航产业发展迅速。随着全球卫星技术的不断发展,市场规模也在不断 扩大。根 据 Satellite Industry Association (SIA)年度报告,近些年卫星产业规模整体保持增长趋 势,2018 年,全球卫星产业规模达到 2774 亿美元,同比增长 3%,2019 年全球卫星产 业规模为 2710 亿美元,下滑 2%。其中地面设备产业规模最大,占比高达 48%,其次为 卫星服务产业,占比达到 45%。发射产业与卫星制造产业占比相对较小,2019 年两者产 业规模合计约 174 亿美元。

根据《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》数据显示,2018 年我国卫星导航与位置 服务产业总体产值达 3016 亿元,较 2017 年增长 18.3%。2019 年中国卫星导航与位置服 务 产业总体产值达 3450 亿元,较 2018 年增长 14.4%。根据白皮书,2021 年我国航天器发 射次数有望超过 40 次,卫星发射频率稳步提升,我们预计在十四五期间,卫星产业总体产 值将维持 18-19 年的增速,继续以 15.0%左右的 CAGR 发展。

我国力争 2025 年成为航天强国,SoC 芯片发展空间广阔。现阶段我国正在积极谋划 “十四 五”期间航天事业发展蓝图,缩短与发达国家的技术差距,力争 2025 年成为航天强国。预 计未来中国商业航天产业将有望迎来重大发展机遇,继续带动相关产业链 发展,SoC 芯片 技术也必将因此受益。根据 Valuates Reports 的最新研究报告,到 2026 年,全球片上系统 (SOC)作为服务市场将达到 6.768 亿美元。这比 2020 年的 3.055 亿美元有所增长,在 2021-2026 年的预测期内,年复合增长率为 14.2%。


红外热成像产品市场前景明朗,未来可期

红外线无处不在,可用于昼夜观察和物体测温。红外线是太阳光线中众多不可见光线中的 一种,又称红外光、红外热辐射,是波长在 0.76~1000 微米之间、介乎微波与可见光之间 的电磁波。按照波长的长短,红外线可分为三部分,即近红外线,波长为 0.76~1.50 微米 之间;中红外线,波长为 1.50~6.0 微米之间;远红外线,波长为 6.0~1000 微米之间。

红外产品特性使其在军事上有较高的应用价值。红外热成像仪最早运用在军事领域,红外 热成像仪能在完全黑暗的环境下探测到物体,即使在有烟雾、粉尘的情况下也不需要可见 光光源,因此可以全天候使用。红外热成像仪以被动的方式探测物体发出的红外辐射,比 其他带光源的主动成像系统更具有隐蔽性。由于红外热成像仪具有隐蔽性好、抗干扰性强、 目标识别能力强、全天候工作等特点,在军事侦察、监视、制导和武器装备等方面得到广 泛应用。根据 Maxtech International 预测,2023 年全球军用红外市场规模将达到 107.95 亿美元。

红外成像技术发展和成本下降,民用应用领域不断扩大。随着红外成像技术的发展与成熟, 产品成本下降带来新应用领域的不断扩大,红外热成像仪可以应用于新兴经济体中基础设 施建设、城市管理、工业生产、交通管控以及资源勘探的领域,需求广阔,其在国民经济 各个领域发挥着越来越重要的作用。随着产业结构升级及消费水平提高,未来,我国民用 红外热成像仪将更多的应用于汽车辅助驾驶、个人消费电子及物联网等新兴领域,市场规 模在不断扩大,需求空间广阔。根据 Maxtech International 预测,2023 年全球民用红外市 场规模将达到 74.65 亿美元。

红外产品技术向小像元间距、晶圆级封装升级。红外热成像仪用于探测目标物体的红外辐 射,然后经过光电转换、电信号处理及数字图像处理等手段将目标物体的温度分布图像转 换成视频图像。红外成像行业亦是典型技术驱动行业,技术演进向小像元间距、晶圆级封 装等方向迈进。当前业内重点聚焦于缩小像元间距,以期能够使设备更加集成化,同时降 低成本,进一步扩大行业应用场景。睿创微纳为国内 12 微米非制冷红外探测器唯一稳定供 应商,全球第二家研制出 10 微米级产品的厂商。

非制冷红外技术国产化成为未来趋势。非制冷红外焦平面阵列探测器是从 20 世纪 80 年代 开始,在美国军方的支持下发展起来的。由于非制冷焦平面探测器在军事方面的诸多应用, 美国对中国一直实行严格的禁运措施。美国厂商在中国大陆仅出售热成像仪整机,或者在 分辨率、帧频等方面有限制条件的机芯组件。法国的探测器可以对中国出口,但实施最终 用户许可制度,并且在高端产品严格限制。国内过去主要在高校等研究机构进行一些材料、 传感器和读出电路技术相关研究,但一直未能实现国产化批量供货。从 2006 年前后,国内 开始有商业公司进行红外探测器的研制工作,包括睿创微纳、大立科技、高德红外和北方 广微等。目前,红外热成像仪的核心元器件——非制冷红外焦平面探测器已成功国产化并 量产,但是终端应用方面,与欧美等发达国家相比,仍存在一定差距。

详见报告原文。



(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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