二十届三中全会《决定》提出“抓紧打造自主可控的产业链供应链,健全强化集成电路、工业母机、医疗装备、仪器仪表、基础软件、工业软件、先进材料等重点产业链发展体制机制,全链条推进技术攻关、成果应用。针对会议提出的抓紧打造自主可控的产业链供应链目标”。本篇报告针对《决定》提及的七大产业链,综合分析了我国企业在产业链中所处位置,以及我国国产化替代进程。
中央提出抓紧打造自主可控的产业链供应链。7月21日,新华社受权发布《中央关于进一步全面深化改革推进中国式现代化的决定》。其中提到,健全提升产业链供应链韧性和安全水平制度。抓紧打造自主可控的产业链供应链,健全强化集成电路、工业母机、医疗装备、仪器仪表、基础软件、工业软件、先进材料等重点产业链发展体制机制,全链条推进技术攻关、成果应用。建立产业链供应链安全风险评估和应对机制。完善产业在国内梯度有序转移的协作机制,推动转出地和承接地利益共享。建设国家战略腹地和关键产业备份。加快完善国家储备体系。完善战略性矿产资源探产供储销统筹和衔接体系。
【集成电路】近年来,在国家政策的支持以及物联网、新能源汽车、智能终端制造、新一代移动通信等下游市场需求的驱动下,我国集成电路产业市场规模显著增长。芯片制造:国产替代率较低但发展势头迅猛。目前制造环节先进制程良率有待提高,设备材料突破进展较快,EDA与IP核进展相对慢;射频芯片:尚无完全国产化能力,射频开关与LNA领域国内厂商涉足较早,技术水平较为先进,滤波器有待突破;存储器:我国DRAM先进制程距离龙头大厂还有5-7年差距。NAND Flash进展相对较快,长江存储与海外龙头约有两年差距;模拟芯片:我国自给率约为12%,电源管理芯片方面我国企业开始逐渐占据中小功率段的消费电子市场,信号链芯片领域,国内厂商产品接近国际先进水平;逻辑芯片:市场竞争格局高度集中,我国国产化进程缓慢,近两年采用国产 CPU 的桌面和服务器产品发展迅速,但市场份额仍不足5%。
【工业母机】工业母机即数控机床,是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高效能的自动化机床,代表了现代机床控制技术的发展方向,是一种典型的机电一体化产品。数控机床上游供应商主要是传动系统、数控系统、数控机床主体及零部件等领域;中游则是各类机床,主要包括金属切削机床、金属成形机床、特种加工机床;数控机床下游应用领域广泛,包括航空航天、兵船核电、石油化工、汽车、3C等领域。目前高端产品极度依赖进口,国内缺乏高端产品功能部件配套能力。
【医疗设备】医学影像设备是我国医疗器械招标的主要部分。近年来,虽然医疗器械招标总金额时有波动,但医学影像设备占比均保持在高位,均超过60%。医学影像设备产业链包括上游的设备原材料供应商及零部件生产商。包括电子制造、机械制造、特殊材料等。由于平板探测器、主磁体、超声探头等核心耗材关键技术复杂,大多由国际厂商所垄断,也拥有较高的议价能力。中游为成像设备的生产与销售。下游则由医疗机构、体检中心及第三方检测机构和实验室等需求方构成。
【分析仪器】分析仪器是用于测定物质的组成、结构等特性的仪器,是科学仪器的重要组成部分,具备复杂而精密的技术体系。分析仪器包括色谱、质谱、原子光谱、分子光谱、材料表征、表面科学、生命科学仪器、实验室自动化及软件、通用分析仪和实验室设备等。分析仪器行业产业链上游主要由进样系统、离子源、分析器、检测器等组成;下游应用领域广泛,伴随物理、化学、光学、生命科学等各学科领域分析技术的加速创新,实验分析仪器目前已广泛应用于生命科学、医疗健康、新型材料研究、新能源、航天和海洋探测、环境保护、食品安全等行业。目前我国分析仪器产品大量依赖进口,高端分析仪器国产化率极低。
【基础软件】数据库:海外厂商仍占据半数以上份额,国产替代部分厂商科研能力强劲,产品性能处世界前沿;操作系统:国产率不足5%,受限于兼容适配壁垒,国产替代进程相对缓慢;中间件:具备一定的国产替代能力,但以IBM和Oracle为代表的龙头企业仍占中国中间件市场领导地位。
【工业软件】CAX软件:国产2D CAD在中低端市场替代能力不足,受制于软件生态和技术水平,国产3D CAD、CAM和CAE软件仍由欧美龙头企业主导,国产替代进程缓慢;EDA软件:海外厂商占据市场垄断地位,国产替代率低;生产控制类软件:大中型PLC国产替代率低;DCS、SCADA国产化率均达50%及以上,二者有明显行业特征,前者集中于化工、石化和电力行业,后者集中于市政、基建行业;制造执行类软件MES: 国产替代趋势明显且潜力强劲,受限于利润率和自动化程度,流程型行业应用市场国产替代率更高且更成熟;运营管理类软件:EPR国产化率达到70%,高端技术和产品性能有待提升;CRM国产化率达到75%,呈现专业化和本地化部署发展特征。网络安全:网络安全硬件、服务基本实现国产化。
【先进材料】碳纤维:我国企业产能扩张速度较快但核心技术缺失严重,高附加值的航空航天用碳纤维仍被“卡脖子”。汽车铝板:我国企业核心设备与技术均需进口,高性能产品产能尚待提升。聚酰亚胺:产品多用于军用领域,我国电子级PI薄膜质量落后于国际先进水平。SiC纤维:日美企业统治全球市场,我国第三代SiC纤维产业化处于起步阶段。硅片:我国企业产能集中于6英寸硅片,12英寸大硅片国产化率较低。碳化硅:美国企业一家独大,我们龙头企业开始批量生产,进口依赖度度达80%。半导体溅射靶材: 日美厂家占据垄断地位,我国国产化率仅20%。尼龙66:己二腈国产替代进程加速,尼龙66行业有望迎来新发展周期。电子陶瓷:我国企业占据中低端市场,陶瓷粉末技术有待突破,被日美卡脖子。光学膜:PVA膜、TAC膜、增亮膜、扩散膜等基膜被日韩企业卡脖子。光刻胶:我国半导体光刻胶国产化率2%,KrF、ArF光刻胶对外依赖最为严重。
《中央关于进一步全面深化改革 推进中国式现代化的决定》7月21日公布。《决定》提到,健全提升产业链供应链韧性和安全水平制度。抓紧打造自主可控的产业链供应链,健全强化集成电路、工业母机、医疗装备、仪器仪表、基础软件、工业软件、先进材料等重点产业链发展体制机制,全链条推进技术攻关、成果应用。建立产业链供应链安全风险评估和应对机制。完善产业在国内梯度有序转移的协作机制,推动转出地和承接地利益共享。建设国家战略腹地和关键产业备份。加快完善国家储备体系。完善战略性矿产资源探产供储销统筹和衔接体系。
制造业是一个国家经济发展的重要支柱,而产业链供应链的完整性和自主性则是保障制造业可持续发展的关键。2021年3月召开的中央政治局会议要求,要强化科技创新和产业链供应链韧性,并提出开展补链强链专项行动,加快解决“卡脖子”难题。近年来发布了一系列有关强链补链的政策,整理如下:
2018年,中美贸易摩擦发生,美国进一步对华开启科技战,中兴通讯、中芯国际、华为等多家国内科技公司受到美国制裁,我国对于科技领域“安全可控”、“自主可控”重视程度不断提升。
2020年,新冠疫情爆发,阻断了全球供应链,金属矿产、纺织服装、半导体等多个领域因为某个环节的供应问题,造成整个产业供应链的紧缺,这使得各国开始对全球产业链分工过于细化、经济全球化程度过高产生一定的担忧。
2022年,俄乌战争开始,由于俄乌在能源、部分金属矿产(如铝、镍等)以及农产品等领域资源丰富,随着俄罗斯被北约集体制裁,相关产品难以出口,再次造成全球供应链风险,能源及原材料价格大幅上涨。国内对供应链安全的强调也从科技转向了粮食、能源等国民经济的各个领域。
2021年11月18日,中央政治局会议审议了《国家安全战略》等重要文件,强调“要强化科技自立自强作为国家安全和发展的战略支撑作用”,“必须牢固树立总体国家安全观”,“确保粮食安全、能源矿产安全、重要基础设施安全,加强海外利益安全保护”,“加快提升生物安全、网络安全、数据安全、人工智能安全等领域的治理能力”。
2024年7月15- 18日,第二十届三中全会于在北京举行。会议提及要健全因地制宜发展新质生产力体制机制,健全促进实体经济和数字经济深度融合制度,健全提升产业链供应链韧性和安全水平制度。本次会议公报提及“安全”的次数高达16次,比十八届三中全会增加了10次,创历史新高,显示了国家对安全问题的高度重视。在此背景下,自主可控技术和信息创新(信创)产业有望加速推进。
我们认为,在百年未有之大变局、国际关系愈发复杂的今天,供应链安全将会成为未来很长一段时间我国关注的重要问题,不少机会将由此诞生。
集成电路作为现代电子信息产业的核心,其发展水平直接关系到国家信息安全和科技竞争力。近年来,随着国家政策的大力支持和市场需求的快速增长,中国集成电路产业实现了长足发展,特别是在设计、制造、封测等产业链各环节均取得了显著进步。然而,尽管市场规模不断扩大,技术不断创新,国产化进程中仍面临不少挑战,尤其是在高端芯片领域,对外国厂商的依赖度依然较高。不过,值得关注的是,国内一些企业在特定细分市场已经展现出强劲的竞争力,国产替代的步伐正在加快,预计未来几年,随着技术突破和产能扩张,国产集成电路产业将迎来更广阔的发展空间。
集成电路是一种微型电子器件,通过专门的集成电路制造工艺,可以实现晶体管、电阻、电容、电感等元器件及金属布线的互连,将其集成在一块或若干块半导体晶片上并装在一个管壳内,就形成了能执行特定电路或系统功能的微型结构。
集成电路产业链上游主要为半导体材料及设备,包括硅片、光刻胶、光掩膜版、靶材、CMP抛光液、电子特种气体、试剂、封装材料、光刻机、刻蚀机、离子注入设备、抛光机、薄膜设备、检测设备等;中游包括集成电路设计、集成电路制造、集成电路封测;下游为集成电路的应用,包括通讯、消费电子、计算机、汽车电子、医疗器械、新能源、工业生产、航空航天、军工安防等。
集成电路产品主要为芯片,可以分为逻辑芯片、射频芯片、模拟芯片和存储芯片四类。
近年来,在国家政策的支持以及物联网、新能源汽车、智能终端制造、新一代移动通信等下游市场需求的驱动下,我国集成电路产业市场规模显著增长。数据显示,2022年中国集成电路产业的销售额达到了12006.1亿元,同比增长14.8%。中商产业研究院分析师预测,2023年中国集成电路行业销售规模将达13093亿元,2024有望增至14205亿元。
随着技术的不断创新和升级,集成电路的生产效率和性能不断提高,市场需求也逐渐增加,2023年我国集成电路产量回升势头强劲。国家统计局显示,2023年我国集成电路产量3514.35亿块,同比增长6.9%。其中,2023年12月的产量为362亿块,同比增长34.0%。
集成电路产业包括设计、制造、封测业。近年来,我国在设计、制造、封测、装备、材料全产业链环节取得诸多创新成果,企业自主创新能力不断提升。数据显示,2022年我国集成电路设计业销售规模占比42.9%;集成电路制造业销售规模占比32.1%;集成电路封测业销售规模占比24.9%。
集成电路设计处于集成电路产业链的最前端,其设计水平直接决定了芯片的功能、性能及成本。依托国家政策的大力扶持、庞大的市场需求等众多优势条件,我国的集成电路设计产业已成为全球集成电路设计市场增长的主要驱动力。数据显示,2022中国集成电路设计行业销售额为5156.2亿元,同比增长14.1%。预测2023年中国集成电路设计行业销售额将达到6543亿元,2024年将增至7852.2亿元。
近年,全球半导体产业链向国内转移,封测产业已成为我国半导体的强势产业,市场规模持续向上突破。数据显示,2022年中国集成电路封测销售规模2995.1亿元,同比增长8.4%。预测2023年集成电路封测销售规模将增至3166.95亿元,2024年有望达3368.52亿元。
从进出口情况来看,我国集成电路进出口均出现同比下降趋势,进口的下降程度比出口更大。数据显示,2023年我国集成电路进口数量为4795.6亿个,同比下降10.8%,进口金额为3493.77亿美元,同比下降15.4%;出口数量为2678.3亿个,同比下降1.8%,出口金额为1359.73亿美元,同比下降10.1%。
芯片制造的主供应链分为“设计-制造-封装”三个环节,辅产业链还包括用于芯片设计的EDA软件与IP核,半导体设备与半导体材料。其中,制造、设计、设备环节附加值较高,美、韩、日、中国台湾、欧洲、中国大陆是全球半导体供应链的主要参与方。
芯片制造主要分为代工厂模式和IDM模式,主要由中国台湾、韩国、欧美企业主导。其中,全球主要的代工厂包括台积电、三星、环球晶圆、中芯国际、联华电子等,主要的IDM企业包括英特尔、瑞萨电子、意法半导体、微芯科技、恩智浦等。我国的芯片代工企业以中芯国际与华虹半导体为首,占全球15%产能,主要分布在成熟制程领域。
芯片封测环节的产能主要分布在中国台湾、美国、中国大陆、韩国。其中,外包的专业封测公司包括日月光、安靠、长电科技、Powertech、通富微电、华天科技、UTAC等。IDM或者代工厂企业主要包括英特尔、三星、SK海力士、美光科技、台积电。
半导体设备用于硅晶圆制造、芯片制造、封测及光掩模制造等各个环节。设备由美国、日本、荷兰主导市场,我国自给率较低,设备是我国半导体卡脖子核心。
半导体材料可分为晶圆、电子气体、光掩模、光刻胶、抛光材料、溅射靶材、湿电子化学品。其中,晶圆、电子特气的价值较高。日本、美国、德国是全球半导体材料的主要供应商,在晶圆、光掩模材料上日本占到了全球产值的50%以上。
EDA软件用于半导体设计,美国主导了全球EDA市场,核心公司为新思科技、铿腾电子、Siemens EDA(2016 年收购 Mentor Graphic)。
IP核辅助芯片设计,是一些芯片中具有独立功能的电路模块的成熟设计,核心公司为ARM、新思科技、铿腾电子、SST公司。
在芯片制造领域,我国国产化水平逐渐提高,已具备14nm级芯片量产能力,但良率有待提高。从企业角度看,中芯国际利用现有DUV设备开发的“N+1”、“N+2”两种工艺已经在14纳米制程上有了全方位的进步,距离7纳米工艺标准仅一步之遥。
存储芯片制造方面,紫光国微DRAM芯片厂已经落地,合肥长鑫也在中高端DRAM芯片制造技术上持续研发,已经突破19纳米制程,基本能够进行中端DRAM芯片的制造。
半导体设备领域,国产设备在清洗,刻蚀,薄膜沉积等领域均取得了一定突破,光刻设备被严重卡脖子。清洗领域国内已具备生产 8-12 英寸高阶单片湿法清洗设备和槽式湿法清洗设备的相关技术。国产设备在国内晶圆厂市占率达 20%,且积极开拓海外市场,已获得韩国海力士等国际领先企业订单。刻蚀设备上,国产12 英寸高端刻蚀设备已运用在国际知名客户 65nm 到 5nm 等先进的芯片生产线nm 刻蚀设备也在积极开发过程中。薄膜沉积设备方面,在一些新兴特殊工艺赛道,由于起步时间接近,国产设备与国际公司技术差距较小。在光刻领域,荷兰 ASML 垄断全球高端光刻机供应,由于技术壁垒非常高,国内公司仍需不断积累。
半导体材料领域,我国的大尺寸硅片、光刻胶、电子特气、湿电子化学品等国产化替代持续加速。大尺度硅晶圆上,目前沪硅产业的300mm(12英寸)硅片已经通过了客户认证,实现了面向14nm工艺节点应用的300mm半导体硅片的批量供应,目前公司有30万片/月的12寸半导体硅片产能。中环股份4-12英寸半导体硅片全部实现规模化量产,在12英寸各门类产品上也均拥有自主技术方案。光刻胶领域,在中国光刻胶产业链上半导体光刻胶的占比仅有 2%,企业中南大光电的技术相对领先,已建成25吨生产线ArF光刻胶生产线nm集成电路制造的要求。电子特气领域,上百种电子特气品种之中,我国在六氟化硫、六氟乙烷等气体上已经基本实现自给。其中六氟化硫国内产能超过全球50%,六氟乙烷自给率超过60%。并在三氟化氮、超纯氨、锗烷等多个品种上已经取得较大的技术突破,其中三氟化氮国内产能已接近三分之一与国内市场需求达成基本匹配。湿电子化学品领域,国内企业距世界整体水平还有一定距离,但近年来在个别领域已接近国际领先水平,半导体行业国产化率接近30%。部分企业双氧水、氨水技术突破国际 G5 等级;超大规模集成电路用超净高纯氨水等技术更是突破了国外技术垄断。
射频芯片是能够将射频信号和数字信号进行转化的芯片,决定了移动终端可以支持的通信模式、接收信号强度、通话稳定性、发射功率等重要性能指标,直接影响终端用户体验。除通信系统以外,手持设备中的无线连接系统(WiFi、GPS、Bluetooth、FM 和 NFC 等)对射频前端芯片也有较强的需求。民用射频芯片下游主要为移动终端(手机为主)、通信基站,其中手机是主要的下游市场。根据QY Research的数据显示,2019年全球射频前端市场规模为169.57亿美元,2011年至2019年年增长率均在10%以上。Yole的数据显示,全球射频前端市场在2022年的规模为192亿美元,2022年至2028年间实现CAGR为5.8%的增长,至2028年达到约269亿美元市场规模。
从组成来讲,一个射频芯片包括RF收发机、功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)、滤波器、射频开关(Switch)、天线调谐开关(Tuner)等组成部分。根据 QYR Electronic Research Center 数据,在射频前端芯片中,滤波器、功率放大器(PA)、射频开关、低噪声放大器(LNA)等 2020年的全球市场份额分别为 59.01%、18.68%、11.23%和 8.78%。
全球射频前端芯片市场目前仍主要被美日厂商垄断,根据Yole在2021年的报告中的介绍,射频前端市场 80% 的份额被Skyworks、村田、Qualcomm、Qorvo和 Broadcom在内的五家厂商占据,分具体门类来看:
➢在PA领域:Skyworks约占43%的市场份额,Qorvo和博通各自占比25%,其他厂商占比7%;
➢ BAW滤波器领域:博通与Qorvo两家公司独占94%的市场,另外6%由太阳诱电与TDK瓜分;
➢开关及LNA领域:Qorvo占有35%的市场,Skyworks占比23%,我国企业卓胜微占比8%,其他厂商合计占有34%的市场。
射频开关与LNA领域国内厂商涉足较早,技术水平较为先进。早在2010年,卓胜微便转型进入射频开关与LNA赛道。2014年,卓胜微量产第一款射频开关,全年销量超过一亿颗。与小米、OPPO、vivo和华为等移动终端产品大厂均建立了牢固的合作关系。卓胜微是全球率先采用 12 寸 65nm RF SOI 工艺晶圆生产高性能天线调谐开关芯片的企业之一,也是国内企业中领先推出适用于 5G 通信制式 sub-6GHz 高频产品及射频模组产品的企业之一。2020年,卓胜微成功在全球LNA与开关市场中抢占了8%的市场份额。
射频PA国产替代加速。经过多年的发展,国内拥有昂瑞微、华为海思、紫光展锐、卓胜微、唯捷创芯等20多家射频PA器件供应商。国内品牌手机公司中,射频PA国产率最高的达到73%,最低的为25%。而国内ODM手机公司射频PA国产化率平均达80%以上。2020年3月,搭载慧智微5G PA模组的首批OPPO K7x手机终端批量生产,首次采用国产5G射频前端集成收发模组,而在2021年,唯捷创芯和慧智微又同时推出应用于5G UHB单频方案的n77/78收发模组芯片,这款产品是5G手机的通用射频模组,应用面很广,覆盖高中低端5G手机。
滤波器成为国频芯片的最后一块拼图,当前已经有所突破。中国SAW厂商有麦捷科技、德清华莹、好达电子等,其中麦捷科技与中电26所共同生产的SAW产品已进入华为、TCL、闻泰等企业;好达电子的SAW产品已进入中兴、魅族等手机厂商供应链。2021年,麦捷科技与成功流片FullB41BAW滤波器的华芯无线科技达成合作,成立“麦捷瑞芯技术有限公司”,从事BAW滤波器的研发与生产。
半导体存储器是以半导体电路作为存储媒介、用于保存二进制数据的记忆设备,是市面上的主流存储器,被广泛应用于各类电子产品中。据 WSTS 统计数据显示,2020 年全球存储器市场规模达 1174.82 亿美元,在半导体中的占比达 26.68%。在存储器行业中,DRAM 和 Flash为最主要的产品类型,其营收占存储器总营收的95%。
DRAM为动态随机存取存储器,是存储器细分产品中的营收占比最大的产品,可分为主流DRAM与利基型DRAM。根据闪存市场(CHINA FLASH MARKET,CMF)预测,2021年全球DRAM市场规模约945亿美元,在存储行业的营收占比将达56%。从市场的角度划分,DRAM可以分为主流DRAM和利基型DRAM,两者的区别在于,主流DRAM是市场的主流规格,生产标准化较强。利基型DRAM多数是从主流规格退役的DRAM产品,相对较为低端,占全部内存份额约为10%左右,根据 Trendforce 统计,2021 年全球利基型 DRAM 市场(消费、工控等)规模约 90 亿美元。从需求端来看,主流DRAM主要用于PC、手机、服务器、游戏机等,利基型DRAM主要用于液晶电视、数字机顶盒、播放机、安防等消费型电子相关产品。
主流DRAM市场高度集中,主要由三星、美光、海力士主导,三者市场份额占全部市场份额的94%,其中三星以42%的占比处于行业第一的位置,海力士、美光以29%、23%的市场份额紧随其后。
Flash 为只读存储器,NAND Flash是主流产品,主要用于手机、PC、服务器等领域。Flash储存器可分为NAND Flash与NOR Flash。其中 NAND 因其存储容量更高、单位成本更低和写入速度更快,存储数据时更具优势,从而成为闪存市场的主流,被广泛用于手机、PC、服务器等领域,2020年三大市场占NAND的消费比例分别为37%、28%、19%。NOR 则因为有着片上代码运行的功能而更多应用于小运算应用场景中。据CFM闪存统计数据显示,2023年全球NAND市场规模为397.6亿美元,至2025年则有望达到656.1亿美元,增速近65%。
从全球市场来看,NAND Flash行业市场相对分散,三星市场份额比例最高为35%,Kioxia与西部数据紧随其后,占有比例为19%与14%。而NOR Flash则呈现群雄割据的局面,华邦以25.4%居首,旺宏、兆易创新以22.5%与15.6%紧随其后,赛普拉斯、美光、普冉股份也占有一定份额。
总体来看,中国已初步完成在存储芯片领域的战略布局,但由于中国起步晚,且受到技术封锁,市场份额较少,距离全面国产替代还有较大的发展空间。
我国储存器国产替代面临较为严重的专利技术封锁。国内存储器行业龙头兆易创新在2021年公司年报中披露“公司已获得834项授权专利,其中包含787项中国专利、30项美国专利、9项欧洲国家专利。”而根据最新的美国商业专利数据库(IFI Claims)报告,三星电子的专利数量是7.66万件(也包含代工、面板、手机等其他诸多专利),SK海力士是7934件,美光是7488件。专利的差距使得国内厂商极容易陷入无休止的“专利战”诉讼之中。早在2018年,美国存储器龙头美光以知识产权被窃为由,在美国加州起诉国内存储器巨头福建晋华与其合作方台联电,在2018年10月份,美国商务部将福建晋华列入无法从美国公司购买元件、软件和技术产品的实体名单。
在DRAM芯片方面,合肥长鑫、兆易创新、北京君正等公司已走在国内企业前列:
➢主流DRAM方面,我国主要企业为长鑫存储,已成功推出DDR4、LPDDR4 和 DDR4 模组。DRAM制程工艺进入20nm以后,制造难度越来越高。全球前三大厂商于2016-2017年进入1Xnm(16nm-19nm)阶段,2018-2019年进入1Ynm(14nm-16nm)阶段,2020年进入1Znm(12nm-14nm)时代,目前进入第四阶段1anm(10nm)的研发。长鑫存储还处于1Xnm(16nm-19nm)阶段,与龙头大厂还是有一定的差距。
➢利基型DRAM方面,国内主要生产商是兆易创新与北京君正。其中,兆易创新利基型 DRAM 营收快速增长,公司已于2019 年 9 月非公开发行募集资金用于 DRAM 芯片自主研发及产业化项目,致力于研发 1Xnm 级(19nm、17nm)工艺制程下的 DRAM 技术,设计和开发 DDR3、LPDDR3、DDR4、LPDDR4 系列 DRAM 芯片,并已经成功推出DDR4 产品。北京君正在 DRAM 产品方面主要针对具有较高技术壁垒的专业级应用领域,类型涵盖 16M、32M、64M、128M 到 1G、2G、4G、8G、16G 等多种容量规格,形成了全方位覆盖。
在Flash芯片领域,长江存储NAND Flash 进展迅猛,已于 2018 、2019年分别实现了 32 层 3D NAND Flash 、64 层3D NAND Flash 量产,仅落后行业先进水平2-3年;2020 年 4 月长江存储宣布 128 层 QLC 3D NAND 闪存研发成功,跻身全球前沿技术队列;2021 年,公司 128 层TLC/QLC 正式量产,同年长存一期实现满产。其64 层3D NAND Flash是全球首款基于Xtacking架构设计并实现量产的闪存产品,拥有同代产品中最高存储密度,相比传统三维闪存架构可带来更快的传输速度、更高的存储密度和更短的产品上市周期。
模拟芯片指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路,具有将模拟信号转变为数字信号的功能。
根据功能划分,模拟芯片可分为电源管理芯片、信号链芯片、射频芯片,2023 年全球模拟芯片市场规模达到948 亿美元,同比增长12%;预计2024年将达到983亿美元的规模。分项看,2021年,全球电源管理芯片市场规模约336亿美元,射频芯片市场规模约69亿美元,信号链芯片的市场规模约为122亿美元。我们前面已经对射频芯片做了详细分析,本小节主要分析电源管理芯片与信号链芯片。
电源管理芯片是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片,广泛应用于网络通信、安防监控、智能电力、消费电子、智慧照明、工业控制、医疗仪器、汽车电子等领域中。由于不同的电子设备应用场景所需的电源管理方案各有不同,电源管理芯片具有很多细分种类,如AC/DC(交流/直流)转换器、DC/DC 转换器、LDO(低压差线性稳压器)、LED 驱动器、马达驱动器、电源监控器、过流保护、过压保护等。电源管理芯片在全球市场集中度相对分散,主要生产商为德州仪器、亚德诺、英飞凌、罗姆、微芯、日立等,市场份额分别为17%、12%、10%、8%、7%、7%。
信号链模拟芯片是指拥有对模拟信号进行收发、转换、放大、过滤等处理能力的集成电路,包括数据转换芯片(AD/DA)、数据接口芯片和放大器等。据相关数据显示,全球信号链模拟芯片的市场规模由2016年的84亿美元增长至2022年的110亿美元,预计到2023年将达到118亿美元左右。根据思瑞浦招股说明书,全球排名前五的信号链芯片生产商为亚德诺、德州仪器、安森美、美信、微芯,均是美国企业。
我国是全球最主要的模拟芯片市场,目前自给率约为12%。根据 Frost&Sullivan 数据,我国 2021 年模拟芯片市场规模约为 2731.4 亿元,市场规模约占全球的 36%。在国内电源管理芯片市场,欧美企业甚至占据了约80%的市场份额,以德州仪器、高通、ADI、美信、英飞凌五家企业为代表,目前全球电源管理芯片的企业集中度高。
我国模拟芯片对外依赖程度较高。在2017至2021年间,中国大陆芯片自给率维持在一个相对稳定的区间,大致徘徊于14%至16%之间,表明国内芯片产业在这一时期的发展步伐较为稳健。与此同时,模拟芯片的自给率则经历了小幅度的增长,由2017年的6%稳步爬升至2021年的12%,显示出国内在模拟芯片领域正逐步增强自给自足的能力。2022年,随着国家层面一系列支持政策的密集出台,芯片自给率实现了显著飞跃,飙升至25.6%,这标志着中国芯片产业进入了一个高速发展的新阶段。尽管模拟芯片的自给率也达到了14%,但与整体芯片自给率的增长相比,其提升幅度相对较小,依然远低于整体芯片自给率的水平,凸显出对进口模拟芯片的强烈依赖。模拟芯片工艺要求高,设计难度大,中国大陆企业整体技术实力仍然比较薄弱。国产模拟芯片主要集中在毛利率较低的低端消费电子领域,高端市场仍被进口品牌占据。
在电源管理芯片领域,部分本土电源管理芯片设计企业在激烈的市场竞争中逐渐崛起,逐渐占据中小功率段的消费电子市场,整体技术水平和国外设计公司的差距不断缩小。其中圣邦股份拥有 25 大类 3500 余款可供销售产品,包括 LDO、微处理器电源监控电路、DC/DC 转换器、背光及闪光灯 LED 驱动器、AMOLED 电源芯片、MOSFET 驱动芯片等多种具体产品,广泛应用于智能穿戴、人工智能、智能家居、智能制造、5G 通讯等电子产品领域。与此同时芯原微基于“高低压集成技术平台”打造的 AC-DC、Gate Driver 等高压电源管理芯片已经具备较强技术实力和市场竞争力。已成为国内家电品牌厂商的主流国产电源芯片提供商。
在信号链芯片领域,国内厂商信号链产品接近国际先进水平。其中思瑞浦作为国内信号链行业龙头。产品涵盖线性产品、转换器和接口三大主流信号链产品,在信号链模拟芯片市场规模中占比最高的放大器和比较器领域,2020 年公司分别位居全球销售第 12 名和亚洲区销售第 9 名,在CMOS全高清视频滤波器,零漂运算放大器,主流能耗监控芯片(转换器),接口产品(高速RS485芯片、RS232芯片)四类产品上已经接近或领先于国际水平。此外,芯原微公司自主研发ADC高精度芯片,CS124精度高达24位,已实现量产,可满足国内中高端衡器对高精度ADC的要求,目前处于国内领先、国际先进水平。
逻辑芯片按照分类主要包括CPU、GPU等通用处理器及诸如FPGA等专用性较强的逻辑芯片。逻辑芯片在全世界范围内都有广阔的需求,2019年占整个半导体行业的市场份额超过1/4,占集成电路全部市场份额近1/3。
根据Yole的数据,2021年,全球处理器市场规模为1500亿美元,其中CPU占据主要市场份额。市场格局来看,英特尔占据主要市场份额,其次,英伟达、高通份额较高,AMD、联发科、赛灵思、苹果也是全球主要的处理器厂商。
基于指令集的不同,CPU行业主要由两大体系主导,英特尔、AMD、ARM是主要厂商。CPU(中央处理器)是计算机的运算和控制核心,是对计算机的所有硬件资源(如存储器、输入输出单元)进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元;同时,计算机系统中所有软件层的操作,最终都将通过指令系统映射为CPU的操作。其内部的指令集是CPU中计算和控制计算机系统所有指令的集合,目前CPU行业由两大生态体系主导:一是基于X86指令系统和Windows操作系统的Wintel体系,主要用于服务器与电脑等;二是基于ARM指令系统和Android操作系统的AA体系,主要用于移动设备。围绕CPU芯片和操作系统两个基点,CPU行业内存在Wintel体系和AA体系的两种模式:(1)在Wintel体系中,CPU厂商生产芯片,操作系统厂商提供操作系统;(2)在AA体系中,CPU厂商对芯片或系统厂商进行指令系统或IP核授权,操作系统厂商提供基础版操作系统,由整机厂商定制专用芯片和发行版操作系统。
全球CPU市场高度集中。X86 CPU方面,全球主要厂商为英特尔与AMD,2021年Q4,英特尔CPU市场占有率为74.4%,AMD的市场占有率为25.6%。近年来,AMD的市场份额呈现上升趋势。手机处理器芯片方面,全球主要的生产商是高通、联发科、苹果,截止2021年Q4,联发科市场份额为33%,高通市场份额为30%,苹果市场份额为21%,此外,我国的紫光展锐占比11%,三星占比4%,华为海思占比1%。
全球GPU市场规模约334.7亿美元,由英特尔、英伟达、AMD三家公司垄断。GPU即图形处理器(graphics processing unit,缩写GPU),是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上做图像和图形相关运算工作的微处理器。根据Verified Market Research数据,2021年全球GPU市场达到334.7亿美元,并有望在2021-2030年间以34.35%的速度同比增长。预计到2030年,全球GPU市场规模或将达到4773.7亿美元。数据显示,在个人计算机GPU市场上,Intel占有率一骑绝尘,市场份额达到了65%,AMD、Nvidia瓜分剩下的市场,份额分别是17%和15%。此外,在独立GPU市场,英伟达与AMD占据主要的市场份额,根据2021年Q2的数据,英伟达占据83%的市场份额,AMD占据剩余17%市场份额。
全球FPGA市场规模为60亿美元,主要企业是赛灵思(已被AMD收购)、阿尔特拉(已被英特尔收购)。FPGA的中文名称是现场可编程逻辑门阵列,FPGA内部的电路旨在实现各种不同的功能,并且可以根据需要重新编程以执行这些功能,具有开发时间短、延迟低、能耗低的优点。根据Frost&Sullivan,全球FPGA芯片市场规模从2016年43.4亿美元增长至2020年60.8亿美元,年复合增长率为8.8%。下游应用广泛的FPGA市场规模会随着AI、5G、数据中心市场的发展不断扩大。预计2025年FPGA市场将会增长至125.8亿美元。FPGA市场供给主要被美国Xilinx(已被AMD收购)、阿尔特拉(已被英特尔收购)两家企业垄断,市占率分别为49%和34%,此外美国的Lattice、Microsemi也占据一定市场份额。
CPU领域,根据 IDC 数据,2020 年中国服务器出货量为 350 万台,同比增长 9.80%。近两年采用国产 CPU 的桌面和服务器产品发展迅速,但市场份额仍不足5%。
海光信息:公司通过与AMD合作,获得了x86处理器设计核心技术授权,进入到x86处理器设计领域。公司的产品包括海光通用处理器(CPU)和海光协处理器(DCU)。海光CPU主要应用于服务器和工作站,分为7000、5000、3000三个系列,分别面向高、中、低端算力需求,公司目前在售的海光CPU产品主要为海光7200、海光5200和海光3200系列产品,2021年出货量分别达到17万片、2.9万片、36万片。自 2018 年来,浪潮、联想、新华三、同方等多家国内知名服务器厂商的产品已经搭载了海光 CPU 芯片,并成功应用到工商银行、中国银行等领域客户,中国石油、中国石化等能源化工领域客户,并在电信运营商的数据中心类业务中得到了广泛使用。2020年公司CPU产品销售量约占总体市场份额的3.75%。公司产品占据了国产x86服务器处理器绝大部分市场份额。
龙芯中科:采用自主LoongISA指令系统,兼容MIPS指令,所有IP模块都是自主设计。龙芯中科研制的芯片包括龙芯 1 号、龙芯 2 号、龙芯 3 号三大系列处理器芯片及桥片等配套芯片,其中龙芯 1 号系列、龙芯2 号系列主要面向工控类应用;龙芯 3 号系列主要面向信息化应用。2020 年底流片成功的龙芯 3A5000 使用12/14nm 工艺节点,主频最高为 2.5GHz,集成双通道 DDR4-3200 和 HT3.0 接口,单核 SPEC CPU 2006 Base 定浮点分值均超过 26 分,逼近开放市场主流产品水平,与世界巨头有3年左右差距。然而,龙芯处理器软件生态完备程度和整体成熟度偏低,应用软件的总体数目与成熟生态差别显著,目前在Wintel体系和AA体系中的大量应用软件尚不能在龙芯平台上运行。因此,目前军政及企事业单位是中科龙芯主要发力点。
华为鲲鹏:鲲鹏CPU基于ARMV8架构的永久授权,处理器核、微架构和芯片均由华为自主研发设计,主要面向服务器市场。华为鲲鹏主要有两个CPU产品,分别为鲲鹏916与鲲鹏920,其中鲲鹏920是业界首款7nm数据中心ARM处理器,是华为在2019年1月发布的产品,可以与英特尔旗舰产品媲美。然而,由于华为受到美国制裁,无法生产先进制程的芯片,目前鲲鹏生态面临一定挑战。
天津飞腾:专注于ARM芯片研发,是中国最早获得ARMv8指令集架构授权的芯片设计厂商之一。目前主要包括高性能服务器CPU(飞腾腾云S系列)、高效能桌面CPU(飞腾腾锐D系列)、高端嵌入式CPU(飞腾腾珑E系列)和飞腾套片四大系列。其最新设计的飞腾腾云S2500CPU芯片合作伙伴数量超过1000家、累计研制了6大类900余种整机产品,已经适配和正在适配的软件和外设超过2400种,商用前景较好。
在GPU领域,我国企业大多数仍处于概念推出阶段,产品推出较少且大多数仍未进入民用市场。我国GPU行业规模位列世界前列,2021年达到63亿美元。但国内企业市场占有率极低。其中,景嘉微在2014年完成的首款65nm工艺制程的GPU流片,是国内首款具有完全自主知识产权的高可靠图形处理芯片,并在2015年成功研制 GPU 芯片 JM5400,逐步应用于公司军用显控产品中;2018 年公司第二代 GPU 芯片 JM7200 成功流片并切入民用和信创市场;2021年 9 月公司新一代 JM9 系列芯片成功流片并于 11 月完成性能测试。此外2020年底,天数智芯实现了7nm工艺的GPGPU云端训练芯片“点亮”,其公布的算力达到147TFlops,是目前市占率最高的Nvidia N100芯片同等精度下算力的近两倍。中船重工也在2018年推出GP101芯片,实现了我国通用3D显卡零的突破,支持X86架构和多款国产CPU。
➢ FPGA:国产率不足1%,以偏低端的CPLD和小规模FPGA器件为主
据统计,中国FPGA市场从2016年的约65.6亿元增长至2023年的255.1亿元,年均复合增长率约为21.4%。国内主要的FPGA企业为安路科技、复旦微电子、成都华微、紫光同创等。其中,安路科技的TangDynasty是国内少数全流程自主开发的FPGA专用软件,并积累了一批成熟的图像处理和逻辑接口IP,大幅提升了用户的应用开发效率。目前,该公司的28nm制程FPGA已经量产,是国内首批具有28nm FPGA芯片设计和量产能力的企业,且已开展FinFET工艺产品预研工作。复旦微电子在2018年推出了采用28nm制程工艺的亿门级FPGA产品,其SerDes传输速率最高达13.1Gbps,已向国内数百家客户发货。紫光同创的Titan系列(40nm)、Logos系列(40nm)均实现了量产与商业化,采用28nm制程的千万门级(4000万)FPGA量产工作也在推进过程当中。
工业母机,亦称数控机床,是制造业的核心设备,其技术水平直接反映一个国家的工业竞争力。作为生产机器的机器,数控机床以其高效率、高柔性和自动化程度,成为现代制造业不可或缺的工具。全球数控机床市场持续增长,2023年产业规模达到1999亿美元,预计2024年将进一步增长至2067亿美元。然而,尽管市场需求旺盛,中国在高端数控机床领域的国产化率仍然较低,仅为6%,面临核心部件依赖进口的挑战。国内企业正在积极推动技术升级和产业转型,以提升国产数控机床的竞争力。
工业母机,也被称为机床,是制造机器的机器,是生产一切工业品的基础设备,其技术水平代表了一个国家制造业的核心竞争力。现代制造中加工机械零件的方法很多,主要有铸造、锻造、粉末冶金、冲压、焊接、切削加工和机械装配等。其中应用范围最广、用量最大的是切削加工。切削加工机床的种类非常多,通常可将其分为车床、铣床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、刨床、插床、拉床、特种加工机床、锯床和刻线机等。
现代机床控制技术的发展方向为数控机床——一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高效能的自动化机床,是一种典型的机电一体化产品。数控机床上游供应商主要是传动系统、数控系统、数控机床主体及零部件等领域;中游则是各类机床,主要包括金属切削机床、金属成形机床、特种加工机床;数控机床下游应用领域广泛,包括航空航天、兵船核电、石油化工、汽车、3C等领域。
全球数控机床产业规模呈逐年增长态势,2023年全球数控机床产业规模为1999亿美元,同比增长9.7%。中研普华研究院预测,2024年全球数控机床产业规模将达2067亿美元。数控机床主要分为数控金属切割机床、数控金属成形机床和数控特种加工机床。2019年全球数控金属切削机床规模为783.3亿美元,占总规模比重为52%;数控金属成形机床规模为420.7亿美元,占总规模比重为28%;数控特种加工机床规模为265.6亿美元,占总规模比重为18%。
汽车与军工是机床的主要下游。机床是制造业的基础装备,广泛应用于各种类型的制造业,如汽车、机械、电子、军工等。我国数控机床的下游应用领域中,2018年汽车行业比重最大,占比约为40%,航空航天位居第二,占比约17%,二者约占我国下业总消费的50%左右,半岛体育 半岛官网是最主要的下游应用领域。
全球竞争格局来看,日本、德国、美国是全球高端机床的主要生产国,根据科德数控的招股说明书,德国重视数控机床和配套件的高、精、尖和实用性,各种功能部件研发生产高度专业化,在质量、性能上位居世界前列;日本重点发展数控系统,机床企业注重向上游材料、部件布局,一体化开发核心产品;美国在数控机床设计、制造和基础科研方面具有较强的竞争力。2019年,日本山崎马扎克、德国通快以及德日合资的德马吉森精机位于全球机床生产商前三名。
根据CCID相关数据,2023年中国数控机床产业规模达4016亿元。目前,国内机床的中低端市场基本被国内企业占据,但是在高端市场的国产化率仍然较低。近年来,我国高档数控机床市场销售数量持续攀升,市场需求稳步扩大。然而我国高档数控机床国产化率截至2023年仅为6%,供给严重失衡,亟需加快推动国产企业转型升级,提质增效。
我国高端数控机床的上游各功能部件尚未形成较好的产业配套,多数功能部件被日本、德国、美国的公司垄断,国内企业主要依赖外购。数控机床的核心部件包括数控系统、传动系统、功能部件、驱动系统等,其中,数控系统占数控机床成本的25%-30%,主要被西门子、发那科垄断;传动系统包括主轴、导轨、丝杠、轴承等,主要被德国、瑞士、日本、中国台湾的一些公司占据;功能部件包括转台、刀具、齿轮箱等,全球市场依旧由欧美日等发达国家企业占据仍然来自欧日美等发达国家。以配套或者外购以上核心部件实现车床精度和可靠性在行业竞争中无法获得显著优势,一方面技术受限于核心部件生产方,另一方面产品成本难于控制。
以数控系统为例,系统是数控机床的大脑,约占高端数控机床成本的 20%-40%。我国数控系统虽然取得了较大的发展,但高档数控机床配套的数控系统90%以上都是国外产品,但国外高档数控系统的功能通常无法完全开放甚至是禁止对中国出口,成为制约我国高档数控机床发展的瓶颈。国内数控系统的中高端市场被德国西门子、日本发那科、日本三菱、德国海德汉瓜分。低端市场是国内数控系统的天下,数十家系统厂挤在这个狭小的市场区域内激烈搏。
我国主要的高端数控机床生产商包括科德数控、国盛智科、浙海德曼、日发精机、海天精工等,其中:
➢科德数控:拥有从多种类型五轴联动高端数控机床到高档数控系统、关键功能部件等机床关键部件的核心技术和自主知识产权,生产制造工艺先进,供应链成熟稳定,产品性价比高,已在航天、航空、能源、汽车、模具、工具、机床、机械等领域实现广泛应用,部分实现进口替代。
➢国盛智科:自主研发、生产的五轴联动数控机床——GMF4027AC(AX)五轴联动龙门加工中心,集中运用了误差控制、可靠性、复合成套加工、高性能装备部件开发、二次开发与优化等领域的关键核心技术,可实现对精密模具复杂空间曲面的一次性成形高精度加工,具有加工精度高、持续稳定性好、加工效率高等优点,与国外先进产品相比,在性能和质量上仍处于跟跑状态,但能够在满足目标客户基本需求的情况下,充分采取价格优势、快速响应、交期保证等竞争策略进行市场竞争。
➢ 纽威数控:已推出大型加工中心、立式数控机床、卧式数控机床等系列200多种型号的机床产品,覆盖从应用于简单机械零件加工的普通数控机床,到适应复杂精密曲面加工的大型五轴联动数控机床。经自主研发,公司已开发出了大扭矩电主轴、高精度数控转台等部分机床核心功能部件。
医学影像设备是构建临床诊疗体系必不可少的医疗设备。医学影像设备在临床各科室应用广泛,可通过借助于某种介质(如X射线、电磁场、超声波等)与人体相互作用,把人体内部组织器官结构、密度以影像方式予以表现,供诊断医师进行判断。根据国家药监局2017年发布度《医疗器械分类目录》(2017),医学影像设备根据成像原理可划分为18个一级产品类别,主要有X线成像设备、超声成像设备、磁共振成像设备和内窥镜等。临床常用的医学影像设备包括计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MR)、X线成像设备、核医学诊断设备以及超声设备(US)等,不同模态的医学影像在不同科室临床诊疗应用各有优势。
医学影像设备是我国医疗器械招标的主要部分。近年来,虽然医疗器械招标总金额时有波动,但医学影像设备占比均保持在高位,均超过60%,总体呈现波动增长态势。据全国各省市政府采购平台数据整理,我国医疗器械采购金额在2022年达到1592亿元的高位,而医学影像设备的招标金额为1024元,占比64.32%,2023年医学影像设备招标金额为770亿元,相较于2019年487亿增长了超过58%。根据2023年的采购数据,X射线机,内窥镜,超声影像设备和磁共振成像设备这四类产品金额在医学影像设备的招标金额占比之和超过了95%,其中,X射线%,超声影像设备和磁共振成像设备分别为17.45%和17.13%。
医学影像设备产业链包括上游的设备原材料供应商及零部件生产商。包括电子制造、机械制造、特殊材料等。由于平板探测器、主磁体、超声探头等核心耗材关键技术复杂,大多由国际厂商所垄断,也拥有较高的议价能力。中游为成像设备的生产与销售,代表企业有GE、飞利浦、西门子(合称GPS)等厂商。下游则由医疗机构、体检中心及第三方检测机构和实验室等需求方构成。
医疗机构是医用影像设备的主要使用方。根据MDBIDS统计,2023年一至三级医用影像设备销额为640.91亿元,占医用影像设备总销额的83.12%。根据国家卫健委统计,我国数量逐年稳步上升,已经从2017年的3.1万个增长到了2022年的3.7万个,应用市场广阔。然而,我国医用影像设备市场份额外商占比较高,2023年,外商市场总份额占59.21%,传统意义上的GPS三巨头共占据了48.22%,TOP10公司中仅4家中国公司,国产替代空间大。
X射线影像设备广泛应用于医疗健康、工业无损探测等领域。当X射线穿过不同密度和厚度的人体组织或者工件时,X射线被吸收的程度不同,人们通过X射线强度的变化及分布情况可以诊断一些肉眼不可见的疾病或者检测工件内部各种宏观或微观缺陷的性质、大小及分布。医用X线机根据成像图像方法的不同又可将医用X线机分为CT、DR、DSA等器械,三者作用方式和检测侧重点各不相同。2023年。X线亿元,占医用成像设备总销额的40.48%
CT,即Computed Tomography Scan,是特指以X线束从多个方向沿着人体或物体某一选定断层层面进行照射,测定透过的X线量,数字化后经过计算机处理,得出该层面组织或组成的各个单位容积的吸收系数,据此重建图像的一种成像方法。根据医招采数据统计,2023年采购的X线%为CT。其中,通用电气占比最多达25.79%,第二名是联影,占比为21.82%,第三名是西门子医疗,占比为21.50%。Top10中,有6家中国公司。根据明峰科技招股书,64 排以下 CT 国产化率已经超过 50%,而64排及以上 CT 国产化率不到10%。高端市场对外依存度仍然较高。
DSA是数字减影血管造影(Digital subtraction angiography)的英文缩写,其基本原理是将注入造影剂前后拍摄的两帧X线图像经数字化输入图像计算机,通过减影、增强和再成像过程把血管造影影像上的骨与软组织影像消除来获得清晰的纯血管影像,是电子计算机与常规X线血管造影相结合的一种检查方法。2023年采购的X线%为DSA。其中,飞利浦、西门子医疗、通用电气占比最多,分别为46.22%,29.89%和17.11%。总体来看,国产化率不到10%,国外公司拥有较大议价权。
DR,即Digital Radiography,是指采用平板探测器的影像直接转换技术的数字放射摄影替代传统屏-片系统的X线成像方式。与CT不同,此类X线机主要仅生成二维图像,因此它大大减少了同一对比度下所需的X线剂量。DR在总采购金额中占比为8.65%,其中,前三名均为国产企业,分别为联影:14.84%,万东:12.33%,和迈瑞:8.87%,国产化率超过55%。
磁共振成像技术(Magnetic Resonance Imaging,简称MRI)是一种先进的人体无损成像技术,广泛应用于人体各个部位疾病的诊断。MRI设备主要有五大部分组成,即主磁体、梯度系统、射频系统、谱仪系统和计算机及其他辅助设备,其中主磁体、梯度系统、射频系统为MRI设备的核心硬件,覆盖MRI设备成本达90%以上。主磁体可分为普通电磁体、永磁体、和超导磁体。按主磁体类型分类,MRI可分为永磁型、常导型、超导型、和混合型。按磁场强度分可分为低场(0.1T-0.5T)、中场(0.6T-1T),高场(1T-2T),和超高场(2T以上)。临床中常用磁场强度为1.5T和3T。
传统的电磁体和永磁体在能耗、重量、体积、稳定性和操控性方面均有一定缺陷,而低温超导磁体势成像区磁场高,所以可以获得更高的分辨率,通过闭环运行方式实现磁场空间和时间稳定性更高,一般可达 10 年以上而不变化,具有永磁型 MRI 无可比拟的优势。
2023年,磁共振成像设备销额为131.93亿元,占医用成像设备总销额的17.13%。目前临床上主要使用高场强的1.5T和3T超导磁共振成像设备,和低场强的0.2-0.5T常导型永磁磁共振成像设备。前者场强稳定,信噪比高图质更佳但成本较高,后者成像脉冲序列受限,难以获得较佳质量的图像但成本较低,目前正逐步退出临床使用。2023年超导磁共振成像设备销额为62.91亿元,占所有磁共振成像设备销额的47.68%。其中GPS共占比78.32%,联影占比16.26%,进口依存度较高。
分析仪器是用于测定物质的组成、结构等特性的仪器,是科学仪器重要组成部分,具备复杂而精密的技术体系。分析仪器包括色谱、质谱、原子光谱、分子光谱、材料表征、表面科学、生命科学仪器、实验室自动化及软件、通用分析仪和实验室设备等。
分析仪器行业产业链上游主要由进样系统、离子源、分析器、检测器等组成;下游应用领域广泛,伴随物理、化学、光学、生命科学等各学科领域分析技术的加速创新,实验分析仪器目前已广泛应用于生命科学、医疗健康、新型材料研究、新能源、航天和海洋探测、环境保护、食品安全等行业。
分析仪器主要包括生命科学仪器、表面科学仪器、色谱仪、光谱仪和质谱仪等,分别占市场比例约为26%、13%、15% 、14%和8%,其中色谱仪、光谱仪和质谱仪是市面上最常见的分析仪器。分析仪器作为专用设备,下游主要应用于学术界、制药领域和生物技术等领域,分别占比18%、16%和13%。
近年来伴随着机械、信息技术等基础行业的发展和物理、化学、光学、生命科学等学科的加速创新,实验分析仪器迎来快速发展,2017至2023 年,全球实验室分析仪器市场规模保持稳定增长。数据显示,2023年全球实验分析仪器市场规模约为789.2亿美元,同比增长4.63%。
根据仪器信息网发布的2023年全球仪器公司榜单,TOP20全部都是海外企业。其中,美国赛默飞仪器营收达428.6亿美元,排名第一;美国丹纳赫公司排名第二,营收238.9亿美元。在前二十企业中美国有13家,日本1家,德国和瑞士各有2家,英国1家,中国没有一家企业上榜。
我国分析仪器产业规模约110亿美元,多数产品自美国进口。2022年,全球分析仪器产业规模约750亿美元中国分析仪器市场约占全球的15%,也就是大约110亿美元市场规模。从进口金额来看,以科学仪器为例,从2019到2023年,中国科学仪器进口规模呈上升趋势,到2023年达到169.8亿美元,年均复合增长率为5.4%。2023年,中国科学仪器进口规模增长速率明显放缓,仅为1.1%。但是我国多数分析仪器均来自进口。2016-2019年我国分析仪器的进口率超过80%,进口来源国主要是美国、德国、日本、英国和瑞士。
高端分析仪器国产化率极低。根据第一财经的采访数据,2016至2019年间,我国采购的200万元以上的科学仪器中,质谱仪、X射线类仪器、光学色谱仪、光学显微镜等的国产设备比例不足1.50%,其中,3年间,没有采购一台高端国产光学显微镜。
国内分析仪器上市公司包括聚光科技、钢研纳克、天瑞仪器、莱伯泰科等,其中:
➢聚光科技:公司已经形成了积累了质谱、光谱、色谱、生物、样品前处理、理化分析等二十余项新型技术平台,成功研制并产业化了数十款技术先进、填补空白的实验室高端分析仪器。聚光旗下子公司谱育科技是全国唯一拥有自主三重四极杆的国产厂家,填补了三重四极杆串联质谱仪的国内空白。谱育科技持续不断衍生积累质谱、光谱、色谱、生物、样品前处理、理化分析等新型技术平台,成熟掌握了离子阱、四极杆、三重四极杆、飞行时间等多个质谱分析技术平台,先后推出了 ICP-MS、ICP-MS/MS、GC-MS、GC-MS/MS、LC-MS/MS、GC/LC-TQMS、ICP-QTOF、CI-TOFMS 等一系列技术领先产品。
➢莱伯泰科:公司是国内样品前处理仪器龙头,在2021年5月正式发布了新产品电感耦合等离子体质谱仪,并在半导体、医疗、传统领域实现了销售。
俄乌冲突期间,多家美国软件龙头断供俄罗斯,造成较为严重的产业链供应链安全事件。22年3月,俄乌冲突发生之后,美国多家全球软件巨头宣布暂停在俄罗斯的服务,包括Adobe、ADP、Oracle、Salesforce、SAP等,造成较为严重的供应链安全事件,也为我国敲响警钟。
2022 年9月,国资委下发了重要的国资发79号文件,全面指导并要求国央企落实信息化系统的信创国产化改造,明确要求所有中央企业在2022年11月底前将安可替代总体方案报送国资委。2023年央国企要实现全面替换的包括OA、门户、邮箱、纪检、建、档案管理,战略决策、ERP、风控管理、CRM经营管理系统处于应替就替范围。
2024年7月19日,全球范围内许多微软用户报告称其搭载Windows系统的电脑出现“蓝屏”故障,无法正常启动。经确认,这一问题与全球知名终端安全厂商CrowdStrike的软件更新有关。本次事件对全球多个行业,包括航空、医疗、传媒、、零售和物流等,直接干扰了多个国家公司和机构的正常运行。根据航空分析公司Cirium的数据,截至7月19日11时(英国标准时间),已有1390个航班被取消,美国达美航空和美联航宣布停飞所有航班。此次事件再次为我国科技安全发展敲响警钟。三中全会提出,“国家安全是中国式现代化行稳致远的重要基础”,并特别强调“必须全面贯彻总体国家安全观,完善维护国家安全体制机制,以实现高质量发展和高水平安全的良性互动”。
我国基础软件、工业软件对美国依赖度大,因此软件自主可控、网络安全、数据安全也是产业链供应链安全涉及的重要领域,值得重点关注。
数据库是按照数据结构对数据进行组织、存储和管理的集合软件。它与操作系统、中间件一起,是构成计算机设备的三大基础软件,存在较高的技术壁垒,亦被称作“IT重构”必争之地。数据库系统由数据库、数据库管理系统(DBMS)、应用系统、数据库管理员和用户构成,是存储介质、处理对象和管理系统的集合体,其中数据库管理系统为其核心部分。数据库行业上游供应商主要是存储器、交换机、小型机、微型机、路由器等软硬件设备领域,中游为数据采集、数据存储和云平台、数据分析和挖。
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