细数那些还被卡着脖子的领域（上）：从操作系统到芯片.pdf

敬请阅读末页的重要说明 证券研究报告 | 策略研究 深度报告 从操作系统到芯片 2018年 8月 29日 细数那些还被卡着脖子的领域（上） 今年六月科技日报总编辑刘亚东曾做题为“除了那些核心技术，我们还缺什么”演讲，介绍了中国目前包含光刻机、芯片、操作系统、 ITO 靶材、光刻胶等在内的 35 项卡脖子技术，我们对其中部分领域做了一些梳理，以期投资者在相关方向布局有所启发。 操作系统： 移动操作系统 17 年安卓市占 85.9%/IOS14%。 PC 操作系统同样是寡头垄断（ 2017 年 Windows 市占率达 91.41%）。 国内 中标软件旗下的中标麒麟操作系统申威版、龙芯版等自主可控产品已非常成熟。 相关上市公司：中国软件等 。 激光雷达： 目前全球有超 50 家激光雷达初创公司角逐，到 2025 年全球车用激光雷达市场规模有望达百亿 美元 。 目前 市场上大多采用美国 Velodyne 激光雷达，国内起步较晚但已涌现了一批优秀的公司及产品。 相关上市公司：万集科技等 锂电池隔膜： 目前锂电池四大核心材料中，正负极、电解液都已实现了国产化，隔膜是技术壁垒最高的部分，干法完全进口替代，湿法正处于进口替代前期。 17 年我国湿法隔膜前三 /五 企业出货量占比达 71 /87 ；干法隔膜前三 /五 占比为 42 /55 。相关上市公司： 长园集团、 星源材质、沧州明珠等 。 靶材： 预计 16-19 复合增速达 13%， 19 年将超过 163 亿美元。霍尼韦尔等龙头 17年全球份额占 80%。 国内 小型靶材国产化率较高，而高品质大型靶材几乎被国外垄断 ，但已 出现少量专业从事高纯溅射靶材的企业。 相关上市公司：江丰电子、阿石创等 高端电容电阻 ：大部分市场被日本占据，大陆只占据中低端市场 ， 但军用级别的电容电阻是可以实现国产化的。目前日本让被动元件疯狂涨价，这给国产厂家足够的机遇占领市场份额、扩大产能 。 相关上市公司：风华高科、三环集团等。 手机射频器件： 市场规模超 200 亿美元， 目前 手机核心器件只有射频器件仍然 95%由欧美厂商主导。 5G 时代 到来为射频前端带来诸多挑战，国内在军工等方面的射频已经存在一些积累。 相关上市公司：信维通信、硕贝德等。 工业软件： 研发设计类 、 生产控制 类被 外资企业占据主导 ， 信息管理类目前处于群雄割据。 国内 市场 80%的设计软件、 50%的制造软件等为国外品牌占领 ， 但也涌现出了一些优秀的工业软件企业。 相关上市公司： 用友网络 等 。 环氧树脂： 前三为陶氏、南亚塑胶和迈图特种化学， 合计占 37%。我国是生产大国，但不是强国 ， 中低端产能严重过剩，高端严重依赖进口。 相关上市公司：宏昌电子等 。 光刻胶： 应用范围主要有 PCB /LCD/LED 和半导体，前三种 要求相对较低，但 仍未完全自给。 半导体光刻胶 壁垒较高 ， 几乎被日美垄断。国内产品落后 4 代 ， 但 少数企业在中高端领域已取得一定突破。 相关上市公司： 强力新材 、 容大感光、 晶瑞股份等 。 数据库管理系统： 目前全世界最流行的两种 DBMS 是甲骨文公司旗下的 Oracle 和MySQL，中国数据库厂商大多基于开源数据库引擎开发或基于成熟数据库源码进行自主研发。总体看，国产数据库产 品已经取得了明显进展。 相关上市公司：东软集团等 。 微球： 17 年大陆的液晶面板出货量达到全球的 33%，但面板中的间隔物微球以及导电金球只有日本一两家公司可以提供。在平板显示领域，纳微间隔物微球已成功地取代日本进口产品；药物微球方面，丽珠成功研发并产业化上市了中国第一个缓释微球制剂。 相关上市公司： 丽珠 集团等 。 光刻机： 拥有光刻技术的只有美国 ultratech、荷兰 ASML、日本 Nikon 和 cannon。由于西方瓦森纳协议限制，中国只能买到 ASML 中低产品。 国产 只能够提供 90 纳米的光刻技术。光刻机工件台是光刻机技 术的难点之一，我国在该领域有很大的突破 。 芯片： 国内芯片制造工艺仍然落后国际同行两代。在装备与材料方面与国际顶尖水平差距较大。而封测领域，长电科技已经跻身世界第三。设计与制造环节目前是中国芯片产业投资和政府扶持的重点。 相关上市公司： 长电科技、士兰微等 。 张夏 86-755-82900253 zhangxia1cmschina S1090513080006 陈刚 chengang6cmschina S1090518070004 策略研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 2 目录 一、 操作系统 . 4 1、 PC操作系统及手机操作系统，市场占有率 . 4 2、 国内外对比：手机操作系统没有独立自主的产品， PC操作系统主要用于政务 . 4 3、 国内相关公司 . 5 二、 激光雷达 . 7 1、市场容量、机械、固态 . 7 2、国内外对比：高端不成熟，价格便宜 . 8 3、国内主要公司 . 9 三、 锂电池隔膜 . 10 1、干法和湿法工艺对比 . 10 2、干法完全进口替代，湿法正处于进口替代前期 . 11 3、主要湿法隔膜厂商 . 12 四、 靶材 . 13 1、高纯度溅射靶材分类 . 13 2、小型靶材国产化率高，大型靶材依赖进口 . 13 3、国内相关公司 . 14 五、 高端电容电阻 . 15 1、 MLCC全球市场占有率 . 15 2、日本厂商停产对行业影响巨大 . 15 3、日本厂商涨价为国产企业带来机遇 . 17 六、 手机射频器件 . 17 1、手机射频前端组件分类 . 17 2、全球手机射频器件市场格局 . 18 3、国内外射频器件主要厂商 . 19 七、 工业软件 . 21 1、工业软件分类 . 21 2、全球工业软件市场格局 . 22 3、国内外代表企业 . 23 八、 环氧树脂 . 23 1、环氧树脂行业发展 . 23 2、全球环氧树脂行业格局 . 24 3、国内主要厂商 . 25 九、 光刻胶 . 26 1、光刻胶应用种类分布 . 26 2、全球主要厂商 . 27 3、国产化进程及主要厂商 . 28 策略研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 3 十、 数据库管理系统 . 29 1、全球数据库管理系统排名 . 29 2、国内数据库管理系统开发优势、劣势 . 30 3、国内主要厂商 . 30 十一、 微球 . 32 1、微球主要应用领域 . 32 2、国内外微球技术差距 . 33 3、国内微球技术研发进展 . 33 十二、 高端轴承钢 . 34 1、国内高端备用钢材现状 . 34 2、国内外高端钢铁产品差距 . 35 3、国内主要公司 . 36 十三、 高压柱塞泵 . 37 1、高压柱塞泵产品分类 . 37 2、 国内外液压工业差距 . 38 3、国内相关公司 . 38 十四、 光刻机 . 39 1、光刻机是芯片制造的核心设备 . 39 2、全球光刻机市场分布 . 40 3、国内光刻机技术的突破 . 41 十五、 芯片 . 41 1、中国芯片产业高速发展 . 41 2、核心集成电路 . 42 3、国内相关公司 . 43 十六、 相关上市公司罗列 . 45 策略研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 4 一、 操作系统 1、 PC操作系统及手机操作系统，市场占有率 操作系统主要分为 PC操作系统和移动操作系统两个方面。移动操作系统方面主要由谷歌、苹果等少数几家巨头占领。 2017 年安卓系统市场占有率达 85.9%，苹果 IOS 为14%，其他系统仅有 0.1%，主要为美国的微软 Windows和黑莓。 2013年韩国三星曾尝试推出 Tizen系统打破垄断，但最后以失败告终，目前三星手机仍然搭载的是安卓系统。手机操作系统难以打破垄断，主要在于软件厂商只会为流行的操作系统开发版本，其他小众的操作系统难以获得软件厂商的开发投入。 PC 操作系统市场同样是以微软、苹果等美国公司为主的寡头垄断市场。自从 1985 年微软发布第一代操作系统 Windows 1.0，微软的 Windows操作系统一直占据 PC 操作系统市场龙头位置长达三十余年， 2017年 Windows操作系统的市场占有率高达 91.41%。其他 PC 操作系统包括 Linux、 Unix、 ChromeOS 等市场份额较小。 Linux 操作系统的内核源代码可以自由传播，当前主要用于服务器， 2017年市占率为 2.27%； Unix操作系统大多是在多处理器架构下运行，常用于学校的工作站。国产操作系统深度、普华、中标麒麟、红旗等都是在 Linux的基础上二次开发出来的操作系统。 表 1：全球主要 PC 端操作系统 操作系统 生产公司 开发时间 用户数量 Windows 微软（美国） 1985 40亿左右 Unix AT&Bell实验室 （美国） 1969 7亿左右 Mac OS 苹果（美国） 1984 6亿左右 Linux Linus Torvalds （芬兰人，后移居美国） 1991 4亿左右（主要用于大型系统定制，开发工程师等） 中标麒麟 中标软件（中国） 2003 5000万左右 （主要人群政府机构） 资料来源：公开资料整理、招商证券 2、 国内外对比：手机操作系统没有独立自主的产品， PC操作系统主要用于政务 与国外相比，操作系统的技术开发并不是难点，也不是制约国内操作系统发展的核心因素。之所以不能在市场中 占有一席之地，主要原因在于国内操作系统缺乏优质应用程序搭载的生态环境。 手机操作系统长期被安卓和 ios系统垄断，其他的手机操作系统逐渐被淘汰，微软已经正式宣布 Windows phone系统正式退出，三星的 Tizen系统变成了电视系统。 Android和 iOS的优势在于其良好的软件生态，可以让开发者创造优质的应用，并且用户愿意买单，从而形成良性循环，开发者愿意继续开发。目前，中国已经开发了多个自主手机操策略研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 5 作系统，如阿里的 yunos、元心智能系统等。但是由于产业链和生态链尚未成熟，所以还没有没有发布。中国在手机操作 系统的人才队伍积累、技术积累、专利积累方面都已经取得了一定成果。 另外，目前国产手机厂商的操作系统都是基于 Android 上层界面进行修改，如华为的EMUI、小米的 miui，都是基于安卓系统在性能、体验方面进行改进，系统底层仍然是Android 的内核，国内至今尚未开发出一个自主创新的操作系统内核。但是近十年来，中国手机企业在 android系统上进行研究、改造，从文件管理、文件调用、到硬件的管理等最底层把 android逐渐完善，适合中国消费者的需要。中国消费者对国产手机操作系统的青睐使得三星手机在中国市场份额不 断缩小。华为的 EMUI不但做到系统非常流畅，而且各方面能力都很强大，以致谷歌愿意把修改后的能力购买回去。由此可见，在技术实力方面中国目前已经具有完备的技术储备。 PC操作系统方面，国产的 Linux系统已经十分成熟，在窗口和视图方面向 Windows看齐，符合用户习惯，并且在软件方面也包括了办公娱乐、影音视频、即时通讯、浏览器等常用应用。但是传统的 Linux操作系统仍然缺乏足够丰富的应用程序，加之我国传统国产操作系统基本都是基于 Linux内核开发，从而导致了传统国产操作系统缺乏应用生态的最大痛点。目前传统国产操 作系统的发展仍然主要依托政策扶持，商业化进程举步维艰。 图 1： 2017 年全球 PC 端操作系统市场份额 图 2： 2018 年全球移动端操作系统市场份额 资料来源： IDC，招商证券 资料来源： NetMarketShare，招商证券 3、 国内相关公司 PC 操作系统方面 ，中标软件旗下的中标麒麟操作系统申威版、龙芯版等自主可控产品已经非常成熟。中标麒麟操作系统以可信安全操作系统技术为重点，打造完善的产业生态，全面支持 X86、 ARM 平台，以及龙芯、申威、兆芯、众志、华为等国产芯片，并实现了代码同源，用户体验一致。目前，中标麒麟自主可控产品和技术已经可以满足国产化替代的需求。帮助我国政府、国防和企业客户构建安全、可靠、易用的信息化系统体系。 北京技德终端技术有限公司致力于操作系统国产化的研究，核心产品技德跨平台操作系统 (Jide OS)基于 Linux内核，实现了 Linux应用软件与移动应用生态全面兼容，可以满足不同场景下使用各种计算机智能终端，是我国自主知识产权的操作系统。技德终端解策略研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 6 决了困扰国产操作系统缺乏应用生态的问题，参与了操作系 统国产化替换、国家信息中心的电子政务本的规范编制和全国人大常委会会议文件电子阅读器示范工程等重要的工作，在此基础上进行国家等保三级，信息安全产品以及涉密资质的认证等相关工作。目前，在操作系统的安全级别上已经达到了国内一流水平。 同时，技德系统在商业化方面已经与展讯、 Intel、高通、 MTK、 Amlogic、瑞芯微、全志，以及 ARM公司等国内外著名的芯片厂商展开深入的合作，推出的技德自主品牌的二合一平板电脑、桌面电脑主机等产品。技德也与惠普、弘基、华硕、冠捷、中兴等国内外知名品牌建立和操作系统 OEM合作关系， 利用技德系统优势，共同推出不同的硬件产品，扩大技德系统生态链。 移动端操作系统方面 ，航天通信下属智慧海派自主研发的移动智能终端“双系统” 科斗操作系统（ Tadpole OS），该系统是以信息安全为核心双系统安全平台系统，已经成功获得中国信息安全认证中心颁发的信息产品安全认证 4 级（ EAL4）证书，成为国内首个获得此认证的“双系统”操作系统。目前该系统力争以中国国内政企安全移动终端为主要应用。 同时，国内公司也积极寻求与国外先进技术进行战略合作，技术水平不断进步。 2018年7月，德国西门子公司与阿里巴巴达成协 议，将利用阿里云基础设施推出其数字操作系统 MindSphere，这笔交易将有助于升级中国的产业水平。迄今为止，该公司的数字产品仅通过亚马逊的网络服务（ Web Services）和微软的 Azure在线平台提供。 表 2：国产操作系统 操作系统 开发单位 产品特点 SPG思普操作系统 中国软件公司 将办公、娱乐、通讯等开源软件一同封装到办公系统中 深度 Linux(Deepin) 武汉深之度科技有限公司 开发了基于 HTML5 技术的面向日常使用的应用软件 红旗 Linux 北京中科红旗软件技术有限公司 中 国较大、较成熟的 Linux发行版之一 银河麒麟 国防科技大学、中软公司、联想公司、浪潮集团和民族恒星公司合作研 发 银河麒麟完全版共包括实时版、安全版、服务器版三个版本，简化版是基于服务器版简化而成的 中标麒麟 Linux(原中标普华 Linux) 上海中标软件有限公司 广泛的使用在能源、金融、交通、政府、央企等行业领域 雨林木风操作系统(YLMF OS) 广东雨林木风计算机科技有限公司 去除不常用系统软件包，增加中文语言包，增加最常用的应用软件 凝思磐石安全操作系统 北京凝思科技有限公司 成功部署于军队 、政府、电力和电信等诸多对安全性、稳定性和功能性要求高的机构和领域 共创 Linux桌面操作系统 北京共创开源软件有限公司 采用类似于 WindowsXP风格，符合 WindowsXP的操作习惯 startOS（起点操作系统） 东莞瓦力网络科技有限公司 沿承 Windows使用习惯，运行速度快，安全稳定，界面美观 优麒麟（ UbuntuKylin） 中国 CCN 开源创新联合实验室、天津麒麟信息技术有限公司 政府推广开源软件、加速中国开源生态系统发展的计划一部分 中兴新支点桌面操作系统 广东新支点技术服务有限公司 基于 Linux稳定内核，客户覆盖国内外电信运营商、电子政务、金融、交通、航天、教育、军工等众多领域 策略研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 7 威科乐恩 Linux（ WiOS） 威科乐恩（北京）科技有限公司 帮助企业无缝地过渡到包含虚拟化和云计算的新兴数据中心模式 中科方德桌面操作系统 中科方德软件有限公司 采用核高基安全加固内核，与基于兆芯的国产整机进行全面适配优化，性能优异 RT-Thread RTOS RT-Thread工作室 开源实时操作系统，面向嵌入式系统的软件平台，覆盖了全抢占的实时操作系统内核 一铭操作系统 一铭软件 基于 Linux内核， 2013、 2014、 2015年度中央机关政府协议供应产品，列入全国各级省市的政府采购目录。 资料来源：公开资料整理、招商证券 二、 激光雷达 1、市场容量、机械、固态 随着无人驾驶技术不断发展提升，未来激光雷达市场将有很大的提升空间。高工智能产业研究院数据，目前全球有超过 50 家激光雷达初创公司参与市场角逐，到 2025 年全球车用激光雷达市场规模有望达到百亿美元。无人驾驶整车装配 2-4个激光雷达，对应整车成本为 800-1600 元，按 20%的市场渗透率估算，国内激光雷达市场规模将超过150亿元。 激光雷达包括机械式和固态式激光雷达，当前激光雷达市场中仍然以机械旋转式激光雷达为主。除了美国 Quanergy以外，各大主流的激光雷达供应商都是以机械旋转式的产品线为主，并以此为基础不断推进更高线数产品的迭代。机械旋转式雷达的系统结构复杂、核心组件价格昂贵，包括激光器、扫描器、光学组件、光电探测器、接收 IC 以及位置和导航器件等，对厂商的成本控制造成一定压力。相比之下，固态式雷达更能够实现量产。 L3 以上自动驾驶方案一定要用激光雷达，传统机械旋转式雷达成本高、体积大，难以过车规。而固态雷达成本低、性能强，而且没 有大型旋转结构，更容易通过车规。 固态激光雷达的方案可以细分为 MEMS、 OPA 以及 Flash 等。未来中远距离激光雷达将会以 MEMS固态为主，而短距离则以 Flash固态为主。 OPA方案目前技术暂不成熟，两年内可能不会有成熟落地的产品出现，未来 OPA 可能会取得技术突破从而占据一席之地。 MEMS、 Flash原理的固态激光雷达在国内外已经有多家公司开始布局， Innoviz、速腾聚创、知微传感、禾赛科技、北醒光子等多家公司正在努力通过车规认证，两年内会出现满足中远距离和近距离要求的固态式雷达。 目前行业内的共识是先用 机械式激光雷达研究自动驾驶技术、积累数据，而真正量产上车主要依靠固态激光雷达。固态激光雷达没有机械式的旋转部件，容易达到车规级，类似电子产品的生产过程可以省去人工步骤，从而提高生产效率、降低成本。目前固态激光雷达已经开始出现在测试车上，但成本、功耗尚未达到量产车使用的要求。 策略研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 8 图 3： 国内车载激光雷达市场规模 资料来源： 中商产业研究院， 招商证券 2、国内外对比：高端不成熟，价格便宜 与国外相比，国内在多线激光雷达方面的技术有较大差距。国内的激光雷达产品大多用于服务机器人、地形测绘、建筑测量等领域，在 这些领域技术较为成熟。而在更为高端的技术领域内，国内尚未研制出可用于 ADAS及无人驾驶系统的 3D激光雷达产品。目前，智能汽车的浪潮从国外涌向国内，思岚科技、镭神智能、巨星科技等国内企业开始尝试进入车用激光雷达行业。 除了技术的突破，激光雷达的成本和量产也是制约激光雷达应用及市场拓展的重要因素。目前，市场上大多采用美国 Velodyne的激光雷达，其 16线产品今年的市场价格为 4000美元，相比去年已经降低了 50%，大规模的市场需求有效地降低了 Velodyne 的成本，同时也引领市场快速向前发展，随后美国 Ouster 公司也宣布旗下的 16 线产品价格下探到 3500美元。固态雷达领域巨头 Quanergy未来达到量产之后也将相应下调价格至100 美元。与国外相比，国内供应商在产品的定价上相对比较便宜，一些 16 线的机械式雷达价格甚至仅仅是 Velodyne 产品价格的 1/3 甚至 1/10。镭神智能的 16 线激光雷达已经量产，单台价格为 2万元人民币不等，后期大规模量产后单价为 5000元，在业内成本优势较大。 表 3：国内外激光雷达产品价格对比 公司 产品型号 激光雷达价格 思岚科技 RPLIDAR A2 3276元 /台 思岚科技 RPLIDAR-A1 1053元 /台 Velodyne HDL-64E 115000元 /台 （折合人民币约： 782000元 /台） Velodyne HDL-32E 68000美元 /台 （折合人民币约： 462400元 /台） Velodyne VLP-16 13800美元 /台 策略研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 9 （折合人民币约： 93840元 /台） 资料来源：公开资料整理、招商证券 3、国内主要公司 国内对于激光雷达技术的研究开发起步较晚，但发展速度较快，目前已经涌现了一批优秀的公司及产品。 万集科技 是国内第一家自主研发激光传感器 的厂商，在激光雷达领域技术研发积累较多，在 8 线、 32 线上有较大的技术和成本优势，目前已经成功在在全国上千条车道安装了激光雷达设备。公司的激光雷达产品、 V2X产品均可运用在无人驾驶领域。 北科天绘 拥有 18年的激光雷达技术积累，采用完全自主研发的芯片和半导体工艺，是我国唯一实现高端激光雷达装备自主研发和量产的高新技术企业。 2015 年，北科天绘开始启动智能车和智能机器人导航激光雷达的研制工作， 2018 年 3 月，北科天绘两款产品已经获得美国 FDA 雷达辐射安全证书，获准进入美国市场销售。未来北科天绘将专注于全固态激光雷 达的研发，采用 3D-Flash 技术路径，预计今年会发布全固态激光雷达产品。 速腾聚创 也已经在加紧推进 MEMS固态雷达的量产。去年 5 月速腾聚创推出“普罗米修斯计划”，基于激光雷达点云的物体识别、分类、跟踪等算法为自动驾驶提供支持。通过提供“硬件 +算法 +平台”的解决方案加速自动驾驶行业的技术开发。目前速腾聚创的新产品终结行业对激光雷达的高昂售价认知，有助于推动自动驾驶进入寻常百姓家。速腾聚创认为 MEMS 固态激光雷达大规模量产的话，可以做到价格百元美金级别。 北醒电子 早期在无人机定高和机器人避障等领域中有不 少技术积累，近几年自动驾驶的持续升温使得北醒电子意识到车载激光雷达产品的强烈市场需求，开始瞄准车载领域创造新的价值。 2015