半导体周报(国科龙晖整理)-1023
1.本周半导体行情回顾
本周半导体行情跑赢主要指数。本周中信半导体行业指数4.45%，同期上证指数-1.08%，深证成指-1.82%。本周半导体行业指数跑赢主要指数。
图：本周半导体板块指数涨跌幅（%）
资料来源：wind
本周半导体行业指数出现一定程度上涨。各细分子板块出现不同程度上涨。半导体板块中，中信集成电路指数+2.54%，中信分立器件指数+0.89%，中信半导体材料指数+6.17%，中信半导体设备指数+16.53%。本周半导体行业出现一定程度上涨，其中半导体设备出现较大幅度上涨。
图：本周半导体涨跌幅前十的个股
资料来源：wind
本周半导体涨幅前十的个股为，芯源微、清溢光电、长川科技、北方华创、中微公司、*ST盈方、康强电子、纳思达、江丰电子、华峰测控。
本周半导体跌幅前十的个股为，富瀚微、韦尔股份、立昂微、晶晨股份、富满电子、博通集成、兆易创新、太极实业、士兰微、有研新材。
纳思达本周继续为涨幅前十，芯源微、清溢光电、长川科技、北方华创、中微公司、江丰电子由上周跌幅前十变为本周涨幅前十。兆易创新本周继续为跌幅前十。
2.行业新闻及动态
（1）半导体设计
车规IGBT供不应求业内:新订单提前锁定价格或跟涨。目前车规IGBT产品供不应求，现有产能已基本售罄，保供压力较大。新扩产订单已被下游厂商提前锁定，在手订单已排至今年底甚至明年。后续新订单将随行就市，或进行价格上调。时代电气相关人士对财联社记者表示，“今年电动车的放量是超出了公司的预期，国外厂家也供应不了这么多货，目前是处于需求大于产能的时间窗口。”
功率半导体市场规模2027年将达306亿美元。DIGITIMESResearch观察，在新能源体系的变革下，功率半导体市场规模将显著受惠于电动车与新能源发电等趋势，从2021年204亿美元以复合年均成长率(CAGR)6.9%的速度，成长至2027年306亿美元。其中，随着工业自动化、不断电系统、高压直流电网及储能系统等应用蓬勃发展，促进功率半导体需求增长。
DDR5跌幅扩大2023年有望放量。因笔电市场低迷，标准型存储器升级搭载DDR5的动能疲弱。服务器存储器近来受到企业资本支出紧缩影响，数据中心建设放缓，恐拖延DDR5普及速度。不过市场预估，2022年第四季度DRAM跌幅约15%左右，DDR5价格跌幅大于DDR4，两者价差缩小，可望推动各厂商在2023年启动产品世代转换，未来几年DDR5增长空间相对良好。
消息称显示驱动器IC将于Q4开启价格战。据业内消息人士透露，随着联咏等主要供应商准备开始大幅降价，显示驱动器IC(DDI)可能将在第四季度开启价格战。“与此同时，DDI供应商正在协商较低的代工报价，特别是TDDI和大尺寸DDI订单的8英寸代工报价，不断上涨的代工成本给中小型DDI公司带来了挑战。”消息人士表示。
（2）半导体制造及封测
今年晶圆代工产值增幅有望高于过去两年明年或增长2.7%。市场调研机构TrendForce分析师表示，晶圆代工产业自2020年进入高成长周期，2020年晶圆代工产值增长24%，2021年增长26.1%。今年随着业界新增产能大量开出，叠加晶圆涨价，晶圆代工产值可望成长28%，增幅将高于过去两年水平。目前，晶圆代工业进入库存调整阶段，影响会在明年显现。不过，台积电仍强势涨价，公司高单价的3nm制程也将做出贡献，预计台积电明年营收可望成增长%-9%。在台积电持续成长的驱动下，明年全球晶圆代工产值仍可望维持成长趋势，将增长2.7%。
台积电:3纳米制程发展符合预期将在第四季度晚些时候量产。针对“台积电再度将3纳米芯片量产延期三个月”的消息，台积电回应称，3纳米制程的发展符合预期，良率高，将在第四季度晚些时候量产。
明年晶片代工、封测报价有望松动，已有上游供应商与芯片设计厂讨论优惠方案。业内人士指出，已有上游供应商针对2023年的产能，积极与IC设计业者讨论可能的优惠方案。而现在IC设计业者对于2023年的投片计划仍持保守态度，普遍不愿意过早下决策。部分IC设计公司认为，2023年开始整个半导体供应链的压力将进一步向上转移，尤其二、三线的晶圆代工和封测业者，稼动率或将填不满，叠加设备折旧压力，必然更愿意以更优惠的价格吸引IC设计公司下单，回到以争取投片量为主的策略。
（3）半导体设备及材料
沪硅产业22Q3单季度扣非后归母净利润较上年同期减亏9006.38万元，扭亏为盈。沪硅产业主要提供300mm抛光片及外延片、200mm及以下抛光片、外延片以及200mm及以下的SOI硅片，是中国大陆规模最大的半导体硅片制造企业之一，也是中国大陆率先实现300mm半导体硅片规模化销售的企业。根据公司三季报披露22Q3实现收入9.50亿元，同比增47.39%;扣非后归母净利润6391.30万元，较上年同期减亏9006.38万元，扭亏为盈。
（4）其它
半导体行业预计2023年Q2触底复苏。Omdia预计当前的下行周期将在2023年第二季度触底，并可能在下半年开始全面复苏。在最新的预测报告中，Omdia认为，2022年行情走势积极，预计市场规模将达到6260亿美元，比去年增长5.8%。2023年，Omdia预计同比增长率将相对持平，市场规模达到6250亿美元，同比下降0.2%。
9月芯片交货期缩短4天，为近年来最大降幅。10月18日消息，Susquehanna Financial Group报告显示，9月半导体交货期缩短4天，为多年来最大降幅，表明产业供应危机正在缓解。根据Susquehanna的研究，9月半导体交货时间(从订购芯片到交付之间的时间差)平均为26.3周。相比之下，前一个月为近27周。
深圳拟出台振兴国产半导体政策。深圳市发展和改革委员会发布《深圳市关于促进半导体与集成电路产业高质量发展的若干措施（征求意见稿）》，为国产半导体增强产业发展动能。《征求意见稿》提出，重点支持高端通用芯片、专用芯片和核心芯片、化合物半导体芯片等芯片设计；硅基集成电路制造；氮化镓、碳化硅等化合物半导体制造；高端电子元器件制造；晶圆级封装、三维封装、Chiplet（芯粒）等先进封装测试技术；EDA工具、关键IP核技术开发与应用；光刻、刻蚀、离子注入、沉积、检测设备等先进装备及关键零部件生产以及核心半导体材料研发和产业化。
根据Canalys报告，2022年第三季度全球智能手机市场同比下跌9%。关于具体份额占比情况，三星以22%的市场份额占据了榜首的位置。苹果排名第二，是前五名中唯一一家实现正增长的品牌，份额占比达到18%。小米排名第三，市场份额占比14%，与去年同期相比变化不大;OPPO排名第四，份额占比10%，低于去年同期;vivo排名第五，份额占比9%。
3.本周话题：蓝牙芯片
蓝牙是如今最主要的局域网（短距离）无线通信方式之一，广泛应用于各行各业，其重要性不言而喻，本周就蓝牙芯片进行讨论。
无线通信技术主要分广域网和局域网两种，差别在传输距离和通信协议方面。局域网无线通信技术包括NFC、IrDA、WIFI、蓝牙、ZigBee、Z-Wave、UWB、RFID、LiFi等，传输一般在0-300米；广域网无线通信技术包括GPRS、LoRa、NB-IoT等，有效传输距离在公里级。蓝牙是最主要的局域网（短距离）无线通信方式之一，适合覆盖距离在百米以内、数据传输量较小的通信。
资料来源：头豹研究院
蓝牙实现功耗、成本、功能的完美结合，应用开发方面拥有优势。在主要的几种局域网无线通信技术中，NFC主要用于近场识别与通讯，应用领域较为局限；WIFI传输速度快、与互联网的无缝连接，但功耗较高、应用开发上无优势；ZigBee最大的亮点是可实现mesh组网，在大规模联网设备控制方面具有优势，但与智能手机连接需额外网关。而蓝牙在传输距离（最大可达300米）、功耗（分别可实现10mA和数uA级别的工作和待机功耗）、成本、效率和安全性上均具有较大的优势，且集成其他通信技术的功能，如mesh等，应用优势较为明显。
蓝牙4.0引入了低功耗模块，敲开物联网的大门。蓝牙技术最早由爱立信公司在1995年提出，主要应用于蓝牙音频领域，随后1998年蓝牙技术联盟（SIG）成立，负责制定和维护蓝牙技术标准。至今蓝牙技术标准从1.1到5.1版本，共经历了10次升级，而自2010年蓝牙4.0标准发布之后，蓝牙由经典蓝牙迈向低功耗蓝牙时代，而低功耗模块的引入，也将蓝牙的功耗降低了90%以上，使更多终端尤其是移动终端设备的联网化成为可能。
蓝牙5.0攻克了蓝牙传输速度和传输距离的短板，功耗进一步降低，高精度定位测向功能扩大应用领域。蓝牙5.0相对于4.2版本，传输速度是4.2的两倍，有效传输距离是4.2的4倍，广播模式信息容量提高到原来的8倍；并且功耗再次降低，达到毫安乃至微安级别的工作功耗，待机功耗降至毫安乃至纳安级别；另外，BLE5.1引入高精度定位测向功能，室内导航定位达到厘米级精度，这些性能也进一步巩固了BLE在物联网领域的地位。
Mesh组网技术是低功耗蓝牙实现大规模物联网连接的关键技术。蓝牙Mesh组网技术在2017年得到SIG批准，这是一种独立的网络技术，兼容4及5系列蓝牙协议。它把蓝牙设备作为信号中继站，利用低功耗蓝牙广播的方式进行信息收发，可以实现多对多设备通信，从而实现大面积覆盖。这种技术可组节点成百上千，无需网关就可以直接与智能终端通信，满足物联网的连接需求，尤其是在工业物联网、智慧城市、智能建筑等领域具有应用优势。
相对于经典蓝牙，低功耗蓝牙有传输远、功耗低、延迟低等优势。传输距离方面，经典蓝牙只有10-100米，而BLE最远能传输300米；连接方式上，经典蓝牙只能通过点对点的方式传输，而BLE设备能够能通过点对点、广播、Mesh组网与其他设备相连；在功耗上，两者的差别巨大，低功耗蓝牙运行和待机功耗极低，使用一颗纽扣电池便能连续工作数月甚至数年之久。
经典蓝牙支持音频传输，而低功耗蓝牙主要用在非音频数据传输上。基于这个差距，经典蓝牙和低功耗蓝牙应用场景有所不同。经典蓝牙主要应用在音频传输设备上，而低功耗蓝牙主要用在数据传输领域，尤其是以物联网为主的数据传输。
蓝牙技术联盟（SIG）逐步停止维护经典蓝牙标准，蓝牙进入5.0时代是一个必然。随着蓝牙技术标准不断升级，为提高蓝牙产品品质，推动新版蓝牙应用，蓝牙技术联盟对经典蓝牙标准逐渐停止维护，已于2019年撤销经典蓝牙2.0版本，弃用4.1/4.0/3.0/2.1版本，并将于2020年正式撤销4.2以前的版本，不再认证4.2标准以下的产品，5.0版本的高端低功耗蓝牙取代以前蓝牙是未来主流趋势，蓝牙进入5.0时代已是板上钉钉。
蓝牙芯片定义及分类
蓝牙芯片是一种集成蓝牙功能的电路集合，用于短距离无线通信，其应用场景包括音频传输、数据传输、位置服务、设备网络。
根据蓝牙传输标准划分，蓝牙芯片可分为经典蓝牙芯片及BLE（低功耗蓝牙）：
1）经典蓝牙芯片采用SBC编码格式，常被用于传输音频、文件等场景，功耗较高；
2）BLE芯片采用LC3编码格式，常被用于设备匹配、数据同步、定位等场景，具有低功耗及低延迟优势。
图：蓝牙模块定义及分类
资料来源：驭势资本公众号；头豹研究院
蓝牙设备由蓝牙主机和蓝牙模块组成：（1）蓝牙主机包括主机控制接口、高层协议和应用程序三个功能模块。（2）蓝牙模块包括无线射频单元、基带与链路控制单元、链路管理单元、主机控制器和蓝牙音频五个功能模块。
具体的，蓝牙设备的系统架构包括：
1）蓝牙主机
应用程序：包括文件传输、网络、局域网范围等应用程序
高层协议：包括对象交换协议、无线应用协议和音频协议，使符合该规范的各种应用之间实现数据交换；
主机控制接口：提供控制链路管理单元、基带与链路控制单元、状态寄存器等硬件功能的指令分组格式，以及进行数据通信的数据分组格式。
2）蓝牙模块
主机控制器：具有主控制接口功能的蓝牙器件，通过对基带命令、链路管理器命令、硬件状态寄存器、控制寄存器和事件寄存器的访问，实现蓝牙硬件HCI指令。
链路管理单元：负责管理蓝牙设备之间的通信，完成链路的建立、验证、配置等操作。
基带与链路控制单元：负责将射频信号与数字、语音信号的转化，实现基带协议和其他的底层连接规程。
无线射频单元：负责数据、语音的发送与接收。
蓝牙音频模块：实现语音和立体声音频的无线数据传输。
蓝牙模块是一种集成蓝牙功能的芯片基本电路集合。蓝牙模块通过无线连接将固定和移动信息设备组成个人局域网，实现设备之间无线互连通信。按功能划分，蓝牙模块可分为蓝牙数据模块、蓝牙音频模块、语音与数据复合的SoC。
（1）蓝牙数据模块实现无线数据传输；
（2）蓝牙音频模块实现语音和立体声音频的无线数据传输；
（3）语音与数据复合的SoC可同时实现语音、数据传输。
根据应用和支持协议划分，蓝牙模块分为经典蓝牙模块（BT模块）和低功耗蓝牙模块（BLE模块）：
经典蓝牙模块：泛指支持蓝牙协议在4.0以下的模块，用于数据量比较大的传输，如：语音、音乐、视频等。
低功耗蓝牙模块：指支持蓝牙协议4.0或更高的模块，具有低成本及低功耗特点。低功耗蓝牙模块应用于实时性要求较高、数据速率较低的产品，如：鼠标、键盘等遥控类设备，心跳带、血压计、温度传感器等传感类设备。
图：蓝牙模块
资料来源：驭势资本公众号；头豹研究院
在低功耗蓝牙芯片市场中，存在单模和双模两种不同的芯片设计。单模蓝牙芯片是指仅支持低功耗传输功能的芯片，而双模蓝牙除了支持低功耗传输以外，还支持经典蓝牙传输，这就使得蓝牙芯片可以兼容4.0以下的版本。值得注意的是，双模低功耗蓝牙实际功耗更接近于经典蓝牙。
图：蓝牙芯片类型
资料来源：头豹研究院
行业挑战：
（1）低功耗是BLE设计重要要求
无线连接设备对功耗要求高，平衡BLE性能和功耗十分关键。在可穿戴设备、蓝牙位置服务、智能家居、工业物联网等蓝牙新兴应用方向中，这些设备不需要时刻保持运行，只需在被唤醒时，进行数据传输或执行控制，而且每次传输的数据量不大。出于体积限制和无线连接的要求，要设备保持长久运行就需要功耗极低，这就对BLE芯片的功耗提出了要求。低功耗蓝牙芯片功耗主要来源为动态运行功耗和静态睡眠功耗。而这些功耗是受设备激活时间、休眠时间、激活和休眠之间转换频率、执行通信协议和应用程序的效率、供电电压、工作温度等因素影响。图24反映了连接事件和连接间隔对功耗的影响，当设备激活运行时，功耗较高，处在休眠状态时，功耗较低；当连接间隔越长时，通信频率下降，传输时间变长，而功耗也变低了。另外，图25表示从设备（slave）对主设备（master）发出的连接事件响应的时间也对功耗有影响。从设备只在有数据的时候才传输，在没有数据要传输的情形下不需要对主设备进行响应，功耗也会降低。
BLE功耗的降低，主要是通过芯片设计和系统设计实现。在设计之初，通过合理地划分软硬件，得到比较合理的低功耗系统方案。在此基础上进行设计，芯片设计上需要考虑防异常功耗设计、功耗管理设计、电源管理设计、微功耗值守电路设计等；具体而言是要减少射频、电源管理和系统控制的功耗。系统设计方面需要外围软件开发适应硬件，优化软件代码以减少运算复杂性，采用低功耗的程序设计以及有效的外围功耗管理设计，从而达到产品功耗和性能的最佳平衡。
（2）无线连接稳定性是低功耗蓝牙产品力的体现
BLE连接稳定性直接影响用户体验，是决定产品市场开拓广度和深度的重要因素。外界环境无线干扰很多，给BLE连接带来问题，比如设备无法连接、连接异常断开、反复断开重连、复位从机连接的情况。蓝牙芯片要良好抵御外部干扰，厂商的芯片设计是保证稳定性的首要环节。特别是对模拟信号采集、模数转换、射频端的电路设计，决定了产品稳定性。
从信号链角度出发，蓝牙芯片要传输传感器收集的数据，需要经过基带和射频来实现。基带部分处理数字信号，进行信道编码、脉冲成形和调制解调等，射频端则通过功放、滤波器、天线等发送信号。而在这些过程中，蓝牙芯片需要区分并处理其他蓝牙设备产生的信号或其他无线技术产生的无关信号，以保证数据完整且高质量的传输，这也是蓝牙芯片稳定性的体现。BLE芯片稳定性很大程度上体现了产品性能，这要求公司经验丰富的模拟芯片工程师对芯片架构做合理设计，使蓝牙传输信号保持稳定，优化蓝牙性能。
（3）成本是低功耗蓝牙厂商进入市场的关键因素
BLE厂商能否成功切入市场，不仅需要产品性能好，还要售价合理；而公司自身也需保有较高毛利率来维持运转。这两个因素都要求公司的产品成本要低，而芯片成本主要包括芯片设计成本和芯片硬件成本。
BLE芯片设计成本包括研发费用、EDA开发工具、IP授权等费用。这部分费用不同公司差异较大，而蓝牙IP授权费用占芯片设计成本的很大一部分。低功耗蓝牙芯片使用的CPU核主要来自ARM，蓝牙通讯协议多采用CEVA公司，这些费用都不算便宜。
蓝牙芯片硬件成本包括芯片制造、封装测试阶段的费用。制造成本占比最大，主要包括晶圆成本和掩膜成本，这些成本与采用的制造工艺和芯片设计能力直接相关。采用越先进工艺，一片wafer能够切割的die就越多，面积越小，单颗芯片成本越低；但是wafer本身的成本与芯片设计复杂度相相关，设计越复杂，掩膜成本就越高，芯片制造成本越高。相比之下，芯片封测成本占比较小，占比在硬件成本30%以下。硬件成本控制主要体现芯片公司议价能力，且议价能力的提升是主要靠规模提升实现的。一般来说，芯片产量大的企业规模效应更明显，平均成本也会降低。
在下游应用端，客户还十分关注BLE应用方案整体成本。大多数蓝牙芯片都以SOC的形式存在，而在实际应用中，要形成系统级方案，可能还需要其他配件。所以，客户选择何种芯片，还需要考虑芯片集程度，应用方案整体成本，以及方案实现的难易程度等。
总的来说，上游行业集中度高，蓝牙芯片厂商对设计工具、晶圆制造、封装测试的海外企业依赖度高；下游用户对蓝牙芯片的集成度、方案整体成本及实现难易程度关注度较高。
市场竞争格局：
全球低功耗蓝牙企业呈现充分竞争的格局，国外厂商布局较早，市占相对较大。自2010年低功耗蓝牙引入以来，国外厂商引领低功耗蓝牙建设，到目前为止，全球主要低功耗蓝牙厂商有Nordic、Dialog、TI、ST、Cypress、Siliconlab、Microchip、Toshiba、泰凌微等。除泰凌微外，其他厂商多来自欧美和日本，占据高端BLE芯片市场，其中挪威的Nordic以40%左右的市占率成为BLE领域的龙头，国内在这个领域市占率较高的厂商只有泰凌微一家，目前产品在照明领域应用较多，其他厂商多是蓝牙领域的低端同质产品。
资料来源：头豹研究院
尽管国外低功耗蓝牙芯片发展较早占据优势，但国外产品普遍价格昂贵，且面临着继续开发难度大、国内本土化服务不足等劣势，为国内企业进入低功耗蓝牙领域创造了机会。
国内传统蓝牙厂商出货的BLE的普遍集中在低端BLE上，版本在4.2及以下，近两年才开始转型布局BLE5.0，但主要还是应用在蓝牙音频上的双模低功耗蓝牙芯片，少数厂商开发具有蓝牙mesh和室内定位等功能的单模蓝牙透传芯片。台湾络达、瑞昱成立时间较早，主要生产蓝牙音频芯片，在2016年以后才陆续研发高端BLE，近两年有部分BLE5.0产品出货，但量还不算大。其余公司例如恒玄、珠海杰理、炬芯、博通集成等，近年来都陆续转向高端低功耗双模蓝牙产品研发。国内早期切入BLE芯片市场的厂商只有泰凌微一家，但近几年以BLE作为创业方向的公司越来越多。
资料来源：头豹研究院
芯片设计产业转移大势所趋，多重驱动使得国内低功耗蓝牙厂商实现进口替代确定性高。随着中国对集成电路产业政策支持发力，以及为了抵御中美贸易摩擦带来IC供应链风险等外部因素；还有国内物联网发展带来蓝牙终端市场巨大需求刺激，以及国内芯片设计优秀人才变多等内部因素；蓝牙厂商逐渐向内地转移，高端低功耗蓝牙芯片有望加速国产替代。
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参考资料：
基业长青研究院；
驭势资本公众号；
头豹研究院-头豹研究院2020年中国蓝牙芯片行业概览：
头豹研究院-头豹研究院2021年中国蓝牙芯片行业竞争态势短报告；
未来智库公众号；
