報告出品方：山西證券

以下為報告原文節(jié)選

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1. 復盤半導體周期：行業(yè)周期與經(jīng)濟周期共振

1.1 半導體行業(yè)具備明顯周期屬性

1978 年以來半導體產(chǎn)業(yè)共經(jīng)歷了 9 輪大的周期，目前正處于第 9 輪周期的下行階段。半導體作為兼具成長與周期屬性的產(chǎn)業(yè)，從行業(yè)規(guī)模來看，1978 年以來共經(jīng)歷了 9 輪大周期。按增速拐點判斷，本輪峰值出現(xiàn)在 2021 年；按絕對值規(guī)模判斷，本輪峰值出現(xiàn)在 2022 年。根據(jù) WSTS 數(shù)據(jù)，2022 年全球半導體銷售額達 5,740 億美元，創(chuàng)歷史新高。

存在大周期嵌套小周期現(xiàn)象，2000 年來共有 6 次小周期。結(jié)合銷售額絕對規(guī)模和增速拐點判斷，頂部分別出現(xiàn)在 2004Q2，2007Q4，2011Q1，2014Q4，2018Q4 和 2022Q2 年，底部分別出現(xiàn)在 2001Q3，2005Q3，2009Q1，2012Q1，2016Q2 和 2019Q2。

小周期長度約在 4 年左右，上行周期通常為 2-3 年，下行周期通常為 1-1.5 年。以絕對規(guī)模判斷，本輪周期上行區(qū)間為 2019Q3-2022Q2，下行區(qū)間為 2022Q2 至今。2019 年，中美貿(mào)易摩擦導致下游需求轉(zhuǎn)弱，存儲芯片供過于求價格下跌，全球半導體行業(yè)進入下行周期。2019Q3 見底后，5G 滲透、疫情“宅經(jīng)濟”、新能源產(chǎn)業(yè)迅速成長驅(qū)動半導體行業(yè)復蘇增長，至 2021Q3 行業(yè)景氣度持續(xù)上行，并形成了全球范圍的“缺芯潮”。2021Q3 后，半導體下游需求出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性分化，消費電子增速放緩。2022Q2 至今，全球半導體銷售額回落，行業(yè)步入下行周期。WSTS 報告顯示，由于宏觀經(jīng)濟不確定性以及終端需求放緩，2023 年半導體市場規(guī)模預計將同比減少 10.3%，降至 5,150.95 億美元。

1.2 半導體周期與經(jīng)濟周期共振

半導體銷售額增速與全球?qū)嶋H GDP 增速具有較高的相關性。半導體下游應用涉及通信、PC/計算機、消費電子、汽車、工業(yè)等領域，終端需求受宏觀景氣度影響，行業(yè)周期與經(jīng)濟周期共振。疊加產(chǎn)品創(chuàng)新、技術升級等影響，半導體周期波動更大，彈性更高。

半導體行業(yè)周期波動背后本質(zhì)是供需關系的變化。經(jīng)濟周期輪動中，半導體行業(yè)供需變化可以劃分為四個階段：階段一，經(jīng)濟周期上行帶動終端設備和整機需求回暖，需求增速高于出貨量增速時，半導體產(chǎn)品價格上漲，行業(yè)銷售額迎來量價齊增；階段二，為滿足持續(xù)上升的市場需求，晶圓廠和 IDM 公司加大資本開支并規(guī)劃產(chǎn)能擴產(chǎn)，同時經(jīng)濟復蘇進入過熱階段，需求增速逐步放緩，但銷售額絕對值仍在上行；階段三，經(jīng)濟下行抑制下游需求，而擴產(chǎn)產(chǎn)能集中釋放使得供給保持慣性增長，供大于求引發(fā)半導體產(chǎn)品價格回落，銷售額量價承壓；階段四，經(jīng)濟持續(xù)衰退，市場需求疲軟，晶圓廠和 IDM 公司降低稼動率并縮減資本開支，行業(yè)供給回落，逐步見底。

2. 解構(gòu)半導體周期：AI 開啟“新十年”，產(chǎn)能擴張減緩庫存持續(xù)去化

半導體行業(yè)周期按時間長短和驅(qū)動因素可以組合和拆解為長、中、短三類。1）長周期，又稱創(chuàng)新周期，一般是 8-10 年左右的大周期，主要受行業(yè)自身及下游應用的創(chuàng)新驅(qū)動，依賴于終端新技術、新代際應用的升級帶動。2）中周期，指產(chǎn)能周期，表現(xiàn)為供給側(cè)擴產(chǎn)節(jié)奏波動，以全球半導體行業(yè)的資本開支增速來看，每 3-5 年會出現(xiàn)一次集中擴產(chǎn)。由于半導體產(chǎn)線從建設到量產(chǎn)需要 1.5-2 年左右，產(chǎn)能釋放與下游需求波動通常存在錯配。3）短周期，即庫存周期，長度大約在 2-3 年，由產(chǎn)業(yè)供需關系變化和自主調(diào)節(jié)決定，包括主動補庫存、被動補庫存、主動去庫存、被動去庫存四個階段。從影響來看，中、長周期決定波動方向，庫存周期則是放大短期波動的推手。

2.1 創(chuàng)新周期：AIoT+AIGC 開啟科技“新十年”

PC/智能手機支撐前兩輪創(chuàng)新周期增長。按下游應用拆分，通信（含智能手機）與 PC/計算機終端市場長期占據(jù)全球半導體銷售額的一半以上。2001-2010 年全球半導體市場增長動力主要來自于互聯(lián)網(wǎng)與筆記本電腦的普及，2010-2020 年之間的增長動力主要來自于通信技術和智能手機的迭代升級。

本輪創(chuàng)新周期驅(qū)動力由 AIoT 開啟。AIoT 即智慧物聯(lián)網(wǎng)，是人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術的融合應用，下游場景包括智慧城市、智能家居、智能安防、工業(yè)物聯(lián)和自動駕駛等。2017 年后，智能手機增長乏力，隨即物聯(lián)網(wǎng)概念興起，連接數(shù)量快速增長。2020 年，全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)首次超過非物聯(lián)網(wǎng)（智能手機、PC 以及固定電話）連接數(shù)，AIoT 正式接棒開啟新一輪創(chuàng)新周期。創(chuàng)新周期驅(qū)動力的轉(zhuǎn)變直接表現(xiàn)為下游應用場景銷售額的結(jié)構(gòu)變化。據(jù) SIA 數(shù)據(jù)，其他消費電子（不含 PC 與智能手機）/工業(yè)/汽車領域終端應用銷售額在全球半導體銷售額中的占比由 2020 年 12%/12%/11.4%分別增加到 2022 年的 14%/14%/14%，通信（含智能手機）和計算機占比則由 32.3%/31.2%分別縮減到 30%/26%。全球半導體銷售額 2017-2022 年 CAGR 為 6.85%，汽車/工業(yè)終端應用領域銷售額同期 CAGR 則分別為 12.13%/8.28%，增速明顯快于行業(yè)總體水平。

AIGC 成為周期新增長點。AIGC（AI Generated Content）狹義理解是利用 AI 自動生成的內(nèi)容形態(tài)，是相對于 Web1.0 時代 PGC（Professional Generated Content）和 Web2.0 時代 UGC（User Generated Content）提出的。廣義理解是生成式 AI，是相對于分析式 AI 實現(xiàn)的人工智能從理解世界到創(chuàng)造世界的躍遷。2022年智能對話機器人模型 ChatGPT 上線，并在 2 個月內(nèi)實現(xiàn)月活用戶突破 1 億，成為史上增速最快的消費級應用和 AIGC 浪潮的代表。ChatGPT 屬于 AIGC 技術應用中的文本生成模態(tài)應用模型，AIGC 的多模態(tài)技術還可以應用于音頻、圖像、視頻、游戲等領域。

支撐 AIGC 發(fā)展三大核心要素：數(shù)據(jù)、算法、算力。AIGC 技術的核心思想是通過訓練模型和大量數(shù)據(jù)學習，利用人工智能算法生成與輸入指令相關的內(nèi)容。數(shù)據(jù)、算法、算力既是推動生成式 AI 進步的要素，也是 AIGC 行業(yè)的基礎設施。數(shù)據(jù)是基礎資源，是算法發(fā)揮作用的前提和支撐決策與優(yōu)化的基礎；算法是解決方案，是實現(xiàn)特定功能的有序指令和步驟；算力是計算能力，是計算設備執(zhí)行算法和處理數(shù)據(jù)的能力。

大模型海量參數(shù)帶來巨大算力需求。大模型是指具有龐大參數(shù)數(shù)量的人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型，通常有數(shù)億到數(shù)萬億參數(shù)，需要在大規(guī)模數(shù)據(jù)集上進行訓練，并需要使用大量的計算資源進行優(yōu)化和調(diào)整。簡言之，大模型是充分運用海量算力讓模型在數(shù)據(jù)中進行自由的探索和學習。為了使大模型輸出近似甚至超出人類水平的結(jié)果，用于訓練和推理的計算量呈現(xiàn)指數(shù)級增長。據(jù) OpenAI 測算，最先進的 AI 模型訓練所用計算量每 3-4 個月翻一番，即每年增長十倍，遠超芯片領域摩爾定律 18-24 個月增長一倍的速度。

AI 基礎層是算力支撐和產(chǎn)業(yè)鏈基石。AI 產(chǎn)業(yè)鏈分為基礎層、技術層和應用層，應用落地和技術創(chuàng)新都會通過產(chǎn)業(yè)鏈傳導為基礎層需求?；A層指 AI 硬件及云計算、傳感器、數(shù)據(jù)服務、生物識別等基礎設施；技術層是機器學習、計算機視覺、算法理論、智能語音、自然語言處理等通用 AI 技術；應用層則包括機器人、智能醫(yī)療、智慧交通、智慧金融、智能家居、智慧教育、可穿戴設備、安防等領域。

AIGC 元年開啟高性能硬件黃金時代。AIoT+AIGC 雙重驅(qū)動下，全球 AI 市場快速增長。IDC 預測，到2026 年包括軟件、硬件和服務在內(nèi)的 AI 市場規(guī)模將超 9,000 億美元，2022-2026 年 CAGR 為 18.6%。其中，AI 硬件包括 AI 服務器、算力芯片、存儲芯片、CPO、PCB、交換機、數(shù)據(jù)中心、服務器電源等。據(jù)預測，2026 年 AI 硬件市場規(guī)模將達 343.4 億美元，2022-2026 年 CAGR 為 27.0%。雖然從絕對值規(guī)模看，AI 硬件是最小的細分市場，到 2026 年僅占整個 AI 市場的 5%，但其增速卻快于行業(yè)整體。

2.2 產(chǎn)能周期：擴張減緩供給結(jié)構(gòu)性調(diào)整

全球半導體產(chǎn)業(yè)每 3-5 年出現(xiàn)一輪擴產(chǎn)周期。產(chǎn)能周期反應供給側(cè)變化，主要與經(jīng)濟周期下需求變化、行業(yè)競爭策略等因素相關。19Q3-21Q4，行業(yè)回暖需求提振，產(chǎn)能利用率迅速爬升至滿載狀態(tài)仍供不應求，缺芯潮下 2021 年行業(yè)資本開支同比增長高達 35%。22Q1-22Q3 下游需求回落，供需缺口逐步收窄，但產(chǎn)能利用率依舊高企，資本開支維持高位。22Q4 起，需求疲軟疊加在建產(chǎn)能持續(xù)釋放，供需關系反轉(zhuǎn)，產(chǎn)能利用率松動并迅速下滑。2023 年行業(yè)資本開支預期較上年縮減，出現(xiàn) 2008 年金融危機以來最大跌幅。

本輪產(chǎn)能擴張規(guī)模仍在合理市場空間內(nèi)。其一，從資本開支增速看，本輪產(chǎn)能擴張節(jié)奏從未觸及危險邊界。SemiWiki 通過分析 1984 年~2017 年間歷史數(shù)據(jù)得出結(jié)論，當資本支出增速超過 27%時需引起警惕，超過 56%時會面臨過剩風險。其二，本輪資本開支最大增幅低于前一輪周期，但市場規(guī)模最大增幅卻高于前一輪周期。其三，當前供需關系出現(xiàn)分化，消費電子持續(xù)疲軟，汽車、工業(yè)等應用領域所需的模擬芯片/功率器件韌性強勁，AI 大模型所需的算力芯片更是供不應求。因此，我們認為擴產(chǎn)是合理的結(jié)構(gòu)性調(diào)整。

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