行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 1 半导体 证券研究报告 2023年03月15日 投资评级 行业评级 强于大市(维持评级) 上次评级 强于大市 作者 潘暕 分析师 SAC执业证书编号：S1110517070005 panjian@tfzq.com 资料来源：聚源数据 相关报告 1 《半导体-行业研究周报:荷兰对光刻机出口进一步限制，国产化亟待加速》 2023-03-14 2 《半导体-行业研究周报:政策预期升温，关注国产化，周期复苏，与新技术》 2023-03-06 3 《半导体-行业研究周报:23Q1库存持续 去 化 ， 基 本 面 或 加 速 触 底 》 2023-02-27 行业走势图 Chiplet：设计引领、封装赋能，助推产业链价值重构和国产芯破局 事件：当地时间3月2日，BIS将浪潮、龙芯等29家中国实体列入实体清单。其中浪潮、龙芯同时被列入脚注4实体（即涉及先进计算类芯片与超级计算机的实体），将限制其获取18类软件和技术。 我们看好外部形势趋紧之下，Chiplet技术方案由设计公司引领、先进封装赋能落地，从上游IP、EDA、设计到中游制造，再到下游封测，革新半导体产业链，重塑产业链价值，有望助力国产芯实现换道超车。看好封装公司估值处于历史相对低位，周期底部有望率先复苏，伴随2D封装到3D Chiplet发展，封装环节价值逐步提升。 1、硅片级“解构-重构-复用”，Chiplet突破三大产业瓶颈 作为硅片级“解构-重构-复用”的方案，Chiplet或为破局摩尔定律、实现产业再度飞跃的关键。其突破主要体现在三个方面，分别带来百分比级、翻倍级和指数级的性能提升：（1）成本&良率突破：芯片良率与芯片性能之间存在矛盾，同构小芯粒集成可以提升良率，降低成本；（2）面积&性能突破：目前服务器CPU和GPU已逼近单个芯片面积上限，无法满足高算力需求，同构扩展可以提高性能，应对各场景大量增长的算力诉求；（3）设计&制程突破：先进制程芯片设计成本高昂，而异构集成下各模块使用适宜制程各司其职，从我国视角来看，Chiplet或为打破国产制程瓶颈的关键方案。同时，Chiplet可助力超异构集成计算的发展，处理器性能&灵活性同步提升。 2、产业链价值重塑，封装环节具有“估值处历史相对低位+周期复苏+产业价值量提升”的投资逻辑 从全产业链来看，Chiplet作为一种全新设计理念提升了设计、IP、EDA环节的引领性地位，有望为中游制造、下游封测带来价值增量。从具体的落地方案来看，Chiplet主要依靠高速互联的设计和异构集成先进封装技术的支撑。设计方面，主要通过Base Die/IO Die/Die to Die 设计实现核心处理模块之间，及其他各模块间的高速互联。封装方面，Chiplet封装演进的本质是在成本可控的情况下尽可能提升互联的密度与速度，从2D 封装到2.5D Chiplet、3D Chiplet，封装环节价值量&重要性有望不断提升。我国封装厂商技术积累深厚，长电科技、通富微电、华天科技已实现Chiplet量产，封装环节具有“估值处历史相对低位+周期复苏+产业价值量提升”的投资逻辑。 3、高性能计算（HPC）或为Chiplet当前的主要发力点 ChatGPT是大数据+大模型+大算力的产物，每一代GPT模型的参数量高速增长，根据人工智能学家公众号数据，2020年5月发布的ChatGPT的前身GPT-3参数量达到了1750亿（预训练数据量达45TB，远远大于GPT 2的40GB）。算力需求方面，训练ChatGPT所耗费的算力大概是3640 PetaFLOPs per day，即用每秒能够运算一千万亿次的算力对模型进行训练，需要3640天完成。随着科技巨头类ChatGPT项目入局，整体在算力提升、数据存储及数据传输端需求迭起。而随着摩尔定律逐渐趋缓，我们认为Chiplet有望成为支持高性能计算存储的关键。美国正在开发的三个超级计算机Aurora、El Capitan和Frontier，CPU和GPU利用Chiplet方案，AMD，Intel，华为的服务器处理器芯片均采用Chiplet方案助力算力突破及性能提升。 4、投资建议 我们看好Chiplet重塑半导体产业格局，为我国半导体产业带来换道超车的发展机遇。建议关注： （1）封测板块：长电科技、通富微电、华天科技等 （2）测试板块：伟测科技、利扬芯片等 （3）IP板块：芯原股份、润欣科技等 （4）EDA板块：华大九天、概伦电子等 （5）封装测试设备板块：长川科技、华峰测控、金海通、新益昌等 （6）材料板块：兴森科技、南亚新材、华正新材、方邦股份、德邦科技、和林微纳、联瑞新材等 风险提示：国际局势不确定性加剧；科研进度不及预期；需求不及预期 -28%-22%-16%-10%-4%2%8%2022-032022-072022-11半导体沪深300 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2 内容目录 1. 质的飞跃：从成本到性能，Chiplet突破三大瓶颈 ................................................................ 4 1.1. 良率&成本突破：同构小芯粒集成提升良率，降低成本 ................................................. 5 1.2. 面积&性能突破：同构扩展提高性能，应对算力的指数级增长 ................................... 6 1.3. 设计&制程突破：模块化拆分优化设计，超异构打开想象空间 ................................... 9 1.4. 地缘政治影响下，Chiplet加持中国自主产业链的构建 ................................................. 12 2. 产业革新：设计+先进封装实现高速互联，产业链价值迎来重构 .................................... 13 2.1. 产业环节：Chiplet革新半导体产业生态 ............................................................................. 13 2.2. 设计环节：高速互联设计实现各模块“Chiplet化” ...................................................... 14 2.3. 封装环节：国内厂商布局加速，有望受益价值量提升+周期复苏双逻辑 ............... 15 2.3.1. 从2D 封装到3D Chiplet：先进封装价值量不断提升 ........................................ 15 2.3.2. 国内头部厂商：实现Chiplet产品量产，掌握核心工艺 .................................... 16 3. 应用场景：高性能计算（HPC）为主战场 ............................................................................ 18 4. 投资建议 ....................................................................................................................................... 19 5. 风险提示 ....................................................................................................................................... 21 图表目录 图1：SoC与Chiplet对比 ............................................................................................................................ 4 图2：异构集成和异质集成 .......................................................................................................................... 4 图3：Chiplet带来的三大突破示意图及与性能提升的关系 ............................................................. 5 图4：AMD Zen1架构四合一同构方案提升良率 ................................................................................. 5 图5：服务器CPU和GPU芯片尺寸接近上限 ...................................................................................... 6 图6：数据量爆炸式增长 ............................................................................................................................... 6 图7：算力增长曲线 ........................................................................................................................................ 6 图8：机器学习大幅提升算力需求 ............................................................................................................ 7 图9：自动驾驶算力需求增长 ..................................................................................................................... 8 图10：苹果M1-M1 Ultra芯片面积 ......................................................................................................... 8 图11：特斯拉Dojo核心芯片 ..................................................................................................................... 9 图12：先进制程芯片的单位面积成本增加（亿美元） ..................................................................... 9 图13：摩尔定律不断放缓 ..........................................