“硬科技”领域投资方略
如何在硬科技领域寻找出值得关注的投资标的，是我们这篇报告的写作 初衷。考虑到对部分投资者而言，硬科技各领域仍然较为陌生，我们在 第一部分对硬科技各领域目前的发展现状作出梳理，并在报告的第二部 分提出针对性的分析框架，并筛选出一系列值得关注的股票。我们认为， 投资硬科技领域的相关股票，要重点选择那些在产业链具备优势，目前 盈利估值匹配相对合理，并且未来盈利与估值仍然有望得到支撑的领域 与公司。
一、硬科技各领域发展现状
硬科技（Key & Core Technology）一般是指基于科学发现和技术发明而 产生的技术产品、设备和系统，其底层是科学研究支撑的，具有较高技 术门槛和技术壁垒，难以被复制和模仿，有明确的应用产品和产业基础， 对产业的发展具有较强的引领和支撑作用。具体来说，包括人工智能、 航空航天、生物技术、光电芯片、新一代信息技术、新材料、新能源、 智能制造等领域。
过去几年全球人工智能市场经历了快速增长。近年来，在海量大数据获 取、大规模云计算以及先进微处理器的推动下，以机器学习和深度学习 为代表的人工智能取得了重大进展。根据中国产业信息网与中国信息通 信研究院的统计数据，到2020年世界人工智能将达到6800亿元人民币，复合增长率 26.2%；中国人工智能市场将达到 710 亿元人民币，复合增 长率 44.5%。从技术发展看，智能应用、机器学习近年来在人工智能领域发展势头最 为强劲。通过追踪各细分领域 AI 技术发生 的时间、频次以及所处的阶段，来回顾近些年人工智能领域的发展变化。频次在 5 次以上的技术包括 NLP、规范分析、预测分析、商用无人机、 智能应用、智能机器人、机器学习、认知计算、神经神态网络、图谱分 析、无人驾驶、语音识别。其中，智能应用、机器学习在短暂的萌芽期 后，持续稳定的处于过热期，这也就意味着这种新技术近年来的建设与 预期持续处于高峰阶段，拥有大规模的媒体报道，企业出现扩大生产的 迹象，成为近年来发展势头最为强劲的领域。从组织架构看，目前中国的人工智能企业主要集中在应用层，基础层与 技术层的占比较低。根据新一代人工智能战略发展研究院统计的数据显 示，2018 年中国人工智能领域应用层企业占比 75%、技术层企业占比 22%、基础层企业占比仅有 3%。从具体的领域看，大数据、云计算、 机器学习、语音设备与自然语言处理、人脸/步态、表情识别的企业数量最多合计占比近 6 成。
生物技术产业规模平稳上升，但全球生物产业集聚趋势明显，美国领跑 全球。据 MarketLine 咨询公司的 2018 年行业报告显示，全球生物技术 产业在 2018 年的总收入为 4200 亿美元，在 2014 年至 2018 年期间的 复合年增长率（CAGR）为 8.5％。其中，美国是全球产值最大的地区， 占 2018 年总产值的 48.2％，远高于亚太、欧洲、中东等地。生物医药领域：市场规模稳步上升，但是新药研发回报率逐年下降。根 据赛迪顾问统计的数据看，2015~2019 年全球生物医药市场规模增速稳 定在 3%以上，中国发展速度更快，稳定 8%以上；从市场规模来看， 2019 年全球生物医药市场规模预计达到 1.7 万亿美元，中国则有望达到 2.5 亿元。然而，严峻的的是 2010~2018 年企业投资回报率持续下降，新药 平均成本上升。这都迫使药品开发商扩大投资组合，通过并购来补充产 品线。此外，从生物医药的各领域看，癌症药品仍是最大的医药市场。全球对癌症领域新药与新疗法的投资亦远超其它疾病领域。
生物能源领域：生物能源占可再生能源消费的 70％，在全球能源结构中 继续发挥重要作用。2017 年，全球最终能源消耗总量为 370 EJ，比 2016 年增长 2％，化石燃料依然处于能源结构中占主导地位，全球消耗的能 源中有 40％来自石油和石油产品，可再生能源占全球最终能源消费总量 的比重为 17.7％，比上一年下降 0.2％。其中，生物质供应量占可再生 能源供应总量接近四分之三，被广泛用于交通运输、供暖、烹饪等多个 领域。
生物农业领域：转基因技术成为世界上采用最快的作物技术，美国，巴 西，阿根廷，加拿大和印度，主要作物的采用率接近 100％ 。全球转基 因农作物的面积已从 1996 年的 170 万公顷增加到 2018 年的 1.92 亿公 顷，增幅约为 113 倍。其中，26 个国家播种，另外 44 个国家进口。播 种国家中排名前五的分别是美国，巴西，阿根廷，加拿大和印度，占全 球面积的 91％。因此，生物技术使这五个国家的 19.5 亿人受益，占当 前全球 77 亿人口的 26％。从播种内容看，四大主要的转基因作物分别 是大豆，玉米，棉花和油菜。其中，基因大豆的种植面积最大，达到 9590 万公顷，占全球生物技术作物采用量的 50％。从全球单季作物种植面积 来看，2018 年转基因作物大豆的应用率为 78％，转基因棉花为 76％， 转基因玉米与油菜的应用率分别为 30%与 29%。
生物制造领域：我国的生物基产业亟需进行转型升级，生物基材料未来 市场空间广阔。目前我国的生物基产业主要集中在技术含量相对较低的 大宗发酵产品，与欧美日等发达国家及地区相比，在产品的性能、精细 化程度以及下游产业的衍生性上仍有一定的差距。与此同时，根据欧洲 生物塑料协会和 nova-Institute 调研数据显示，随着需求的不断增长，以 及更复杂的生物聚合物、应用及产品的出现，全球生物基塑料产能将从 2017 年的约 205 万吨增长至 2022 年的 244 万吨，且市场增速在 20% 以上。
新材料产业规模不断扩大，但高端材料寡头垄断现象显著。据前瞻产业 研究院的行业报告显示，全球新材料产业在 2019 年的规模达到 2.82 亿 美元，同比增长 10％。中国新材料产业规模增长至 4.5 万亿元，同比增 长 15.4%，预计到 2021 年有望突破 7 万亿元。虽然产业规模平稳上升， 但在经济实力、核心技术、研发能力、市场占有率方面，地区差异明显。例如 2018 年前五大硅片供应商信越、SUMCO、Siltronic、德国 Siltronic AG、台湾环球晶圆股份有限公司和韩国 SK Siltron Inc，产值合计占据 超过 90%的市场份额。杜邦、大金、Hoechst、3M、Ausimont、ATO 和 ICI 等 7 家公司拥有全球 90% 的有机氟材料生产能力。信息材料技术向高性能、低功耗方向发展。2019 年美国斯坦福大学的研 究人员将聚合物基氧化还原晶体管与导电桥存储器进行集成，研制出名 为“离子浮栅内存”的非易失性、可寻址的突触存储器，为人工智能和 大数据等信息技术突破提供可能；英国卡迪夫大学成功开发出一种由化合物半导体组成的雪崩光电二极管（APD），新型 APD 具有灵敏度超高、 数据 传输速度快等特点，未来有望大规模应用于激光雷达、3D 激光测 绘、自动驾驶和地震预测等领域。美国华盛顿大学等通过将两种单层二 维半导体材料叠在一起扭曲，开发出可精确捕捉并操控数百激子的人工 量子平台。生物材料领域心血管医用材料需求最为广泛。从应用类型来看，全球生 物材料市场可以分为心血管、矫形、眼科、牙科、整形手术、伤口愈合、 组织工程、神经 / 中枢神经系统和其他应用。其中，全球生物材料以骨 科和心血管两类产品的需求最大，共占全球生物医用材料市场近 80%份 额。根据世界卫生组织估计，心血管病已成为全球的头号致死因素。而 根据《中国心血管病报告 2018》的推算，我国心脑血管病现患人数约为 2.9 亿，死亡率也是城乡居民总死亡原因的首位。考虑到全球人口老年 化的增长，人类心血管和骨科疾病发病率不断增加，未来心血管医用材 料的需求仍会较为广泛。新能源汽车材料领域，新型锂电池材料不断涌现，为开发高容量、高安 全性电池奠定重要基础。新能源汽车研发的重点与锂电池为代表的电池 材料的开发密不可分。2019 年 3 月，日本东北大学等开发出一种新的复 合氢化物锂超离子导体。该材料对锂金属显示出了极高的稳定性，使锂 金属有望成为全固态电池的最终阳极材料，催生出迄今能量密度最高的 全固态电池。6 月，美国卡内基梅隆大学研究人员开发出一种容量更高、 更安全的半液态锂金属阳极，这种阳极设计有望成为下一代电池的新范 式。全球能源转型大势所趋，可再生能源市场规模市场广阔。2019 年以来 德国、韩国、波兰等众多国家先后发布能源发展规划，宣布向可再生能 源转型，同时，随着太阳能发电、风能发电以及生物能源等非传统可再 生能源的成本持续下滑与技术水平逐步提高，也为再生能源市场规模的 扩大提供了重要的基础。根据美国能源信息署《2019 年能源展望》报告 指出，未来 30 年，可再生能源发电将从 2018 年的 5000 亿千瓦时增加 到 2050 年的 1.5 万亿千瓦时。2019 年 BP 也对未来能源转型作出了渐进与积极的两种预测，具体数据变化，我们整理如下：
动力电池回收与梯次利用引起发达国家重视。2019 年以来，政府层面， 美国、德国、日本加紧布局动力电池回收产业，与此同时，企业层面， 德国大众集团推出一款新型移动充电站，其内部电能存储单元由二次回 收的电动车动力电池组成，已在德国率先投放使用。日本本田汽车公司 与美国电力公司展开合作，共同开发一个能够将废旧电动汽车电池集成 至 AEP 电网中的新商业模式。中国北汽鹏龙、北汽新能源等企业合伙在 河北省黄骅市实施了北汽鹏龙动力电池梯次利用及资源化项目，标志着 动力电池梯次利用商业化得到快速发展。2019 年全球半导体销售放缓，内存产品销售下滑明显。在持续的全球贸 易动荡和产品价格周期性等因素的综合作用下， 2019 年全球半导体销售 总额为 4121 亿美元，与 2018 年相比下滑 12.1%，创下 2000 年以来全 球半导体产业销售额的最大跌幅。分产品来看，按美元价值计算，2019 年内存产品的销售额显着下降，与 2018 年相比下降了 32.6％，在内存 类别中，DRAM 产品的销售额下降了 37.1％，NAND 闪存产品的销售额 下降了 25.9％。而不包括内存产品的销售额，所有其他产品的销售额合 计在 2019 年下降了 1.7％。
亚太地区是全球半导体行业收入的主要贡献者，各区域半导体市场 2019 年销售皆呈现下滑。从地区划分看，2019 年亚太地区在全球的销售占比 达到 63%，远超美洲（18%）与欧洲（10%）。其中，中国市场的半导 体销售占比最大，达到全球的 1/3。但中国本土晶片厂商的销售额仅有 约 400 亿美元，中国是全球制造中心，美国则在半导体设计领域依然占 据龙头地位。此外，所有地区的年销售额均出现下降：欧洲（-7.3％）， 中国（-8.7％），亚太地区/其他地区（-9.0％），日本（-10.0％）和美洲 （-23.8％）。
疫情冲击下，2020 年全球半导体行业收入下滑压力明显上升。根据 IDC 在 3 月最新的预测结果，受 COVID-19 的影响，到 2020 年，全球半导 体收入将有 80％的机会显着萎缩，而不是此前预期的 2％的总体小幅增 长。在四种不同的情景假设下，最有可能出现的情况是，2020 年全球半 导体市场的收入同比增长为-6％。在这种情况下，整个夏天，供应链将 开始恢复，隔离和旅行禁令将缓解。对于全球半导体市场，其影响将达 到 258 亿美元。
目前全球智能制造发展梯队相对固定，形成了智能制造“引领型”与“先 进型”国家稳定发展，“潜力型”与“基础型”国家努力追赶的局面。 根据《全球智能制造发展指数报告》评价结果显示，美国、日本和德国 名列第一梯队，是智能制造发展的“引领型”国家;英国、韩国、中国、 瑞士、瑞典、法国、芬兰、加拿大和以色列名列第二梯队，是智能制造 发展的“先进型”国家。根据前瞻产业研究院保守估计，未来几年全球 智能制造行业保持 10%左右的平均复合增速，预计到 2022 年全球智能 制造产值将达到 1.51 万亿美元左右。目前中国智能制造行业发展并不均衡，优势行业继续保持领先地位。据 2019 年《智能制造发展指数报告》的数据显示，目前中国制造业的智能 制造水平实现了快速发展，85%的企业正在践行智能制造。在此阶段， 企业对实施智能制造有了初步规划并开始实践，能够实现对设计、生产、 物流、销售、服务等核心业务进行流程化管理。12%的企业处于成熟度 二级，自动化特征显著。但与此同时行业间发展差异明显。根据《智能 制造发展指数报告》的统计，目前电子、汽车、食品、运输、医药等处 于行业的排头兵地位。尤其是汽车、家电等龙头企业在智能制造方面进 行了大量的探索和实践，智能化特征明显，带动行业整体水平的提升。
航空领域，高超声速技术、新一代战斗机和无人作战平台等新航空技术 装备已成为未来军事能力发展的重点领域，将为新型作战模式提供重要 支撑。目前，世界新军事革命加速发展，新技术与新装备不断涌现，军 队体制编制深入调整，新作战样式和战法不断生成，对军用航空装备技 术发展提出严峻挑战。在此背景下，世界主要航空大国不断增加对新技 术研发的投入力度，不断推进新型作战平台建设和军队转型，以维持空 中优势，保卫国家安全。我们在下表中列出了主要国家在 2019 年航空 领域的技术新变革：资料显示，为夺取技术优势，美、俄等国近年来在 高超攻防领域展开了新一轮技术竞争。同时，美、俄、日、法等国家也 在战机技术领域不断发展和升级。航天领域，卫星板块在全球航天产业中占绝对优势，美国在商业航天领 域优势明显。2018 年全球航天经济规模达 3600 亿美元，而卫星产业总 收入就达到 2774 亿美元，占全球航天产业规模的 77%，同比增长 3%。从卫星发射的类型看， 2018 年排名前三的领域分别是遥感卫星（39%）、 商用通信卫星（22%）以及研究与开发卫星（18%），较 2017 年占比分 别下降 25%，上升 4%，上升 22%。此外，从国家层面看，在全球商业 航天发展中，美国无疑居于领军地位，涌现了大批优秀企业。
信息技术是一个比较广泛的范畴了，它包含了一切与信息有关的技术， 它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系 统及应用软件。此处，我们重点梳理下 2019 年技术或应用上有较大突 破的量子技术、5G、超级计算机等前沿领域。各国加快 5G 部署，竞争趋于白热化。2019 年 4 月，美国联邦通信委员 会主席表示，未来 10 年美国将向 5G 通讯基础设施建设投入 204 亿 美元，通过补贴推动基站和天线的建设，将用户与 5G 技术更紧密地联 系起来。2019 年 4 月，日本政府电信监管部门正式向日本NTTDocomo、KDDI、软银公司和乐天移动 4 家移动运营商分配 5G 频 谱，希望运营商建造覆盖大城市及农村广泛地区的 5G 基础设施。这 4 家移动运营商计划在 2020 年开始推出商用 5G 服务，并在 5 年内累 计投入约 152.9 亿美元建设 5G 网络。2019 年 7 月，德国电信宣布 投资约 56 亿美元用于 5G 网络基础设施建设，并率先在德国推出 5G 商用网络。英国政府将简化 5G 部署流程，并投资 4000 万英镑用于 5G 测试平台和试验项目。量子技术屡获突破，各国谋求抢占先机。2019 年 9 月，美国 IBM 公 司表示将上线 53 比特量子计算机进行商用，并保证提供 95%的服务 可用性。2019 年 5 月，澳大利亚新南威尔士大学研究人员成功测量硅 双量子比特操作的准确性，首次验证了硅双量子比特逻辑运算的保真度。与此同时，美国、德国、英国和日本等国均加大对量子技术的政策倾斜 和资金支持，旨在构筑竞争优势，抢占发展先机。2019 年 2 月，美国 国家科学基金会发布“量子跃迁挑战研究所”项目指南，拟投资 9400 万 美元推动量子信息科学与工程前沿研究，涵盖量子计算、量子通信、量 子模拟和量子传感等方向。5 月，德国政府宣布将拨款 6.5 亿欧元开展 大型量子通信研究项目，以拓展德国及欧洲在量子通信技术领域独立自 主的能力。6 月，英国政府宣布投资 1.5 亿英镑用于量子技术商业开发， 资助产品和服务创新、行业主导的技术开发项目、供应链、投资加速器等各个领域，以最大限度发挥英国在量子技术方面的潜力。中美超算领先全球，下一代研发竞争加剧。在超级计算机分布上，美国 超算能力位于世界第一。2019 年 6 月，第 53 届全球超算 TOP500 名单在德国法兰克福举办的国际超算大会上发布，中国大陆有 219 台 超算上榜，占比 43.8%；美国以 116 台位列第二，占比 23.2%。但在 总计算力上，美国占据全部超算算力的 38.4％，中国占据 29.9%。往 后看，美国下一代超级计算机“极光”浮点运算能力将达每秒百亿亿次 级，计划在 2021 年底全面投入使用。新一代超级计算机“Post 京”， 最早 也有望在 2021 年投入运行。总体来看，全球硬科技产业规模在过去几年平稳上升。根据我们的测算， 截至2018年全球硬科技的市场规模至少在7.4万亿美元，同比增速8.3%， 在 2014 年至 2018 年期间的复合年增长率（CAGR）为 8.2％。其中， 人工智能在各领域中增速最快，同比达到 50%以上， 2018 年市场规模 接近 555 亿美元；新材料在各领域中目前规模最大，超过 2.5 万亿美元， 2018 年同比增速超过 10%。具体各分项的变化，如下表所示：A 股市场中从事硬科技领域的上市公司不在少数，尤其是随着科创板的 建立，使得更多的小微科技创新型企业获得融资支持，得到迅速发展机 会。其中，主营业务涉及相关产业的就多达 825 家，总市值约为 12 万 亿，占总体 A 股市值的 20%，由此可见，硬科技领域虽然风险较高，产 业较新，但无论企业还是投资者参与热情高涨。二、硬科技行业投资筛选框架
我们根据这些产业在各个指标上的优劣程度并给与 1~4 的评分，得分越 高，表明该指标表现越好。并通过雷达图来展示不同行业的投资优势。从这些图中，我们发现生物技术、人工智能的整体优势较为明显。具体 计算分析过程如下：硬科技领域内部估值分化明显，但较 A 股市场整体偏高。我们从市盈率 以及所处的历史分位两个维度分别计算了硬科技各领域的估值分布，数 据显示，信息技术、生物技术、半导体估值偏高，而新能源、新材料的估值相对较低。考虑到高估值不仅蕴含着较高的增长预期，更隐藏着较 高的风险。我们根据分析师的预测自下而上估算了 2019~2021 年各领域 的盈利增长情况，半导体、生物技术、信息技术在八大领域中脱颖而出， 复合增长率达到 30%以上。
在了解哪些板块有望得到基本面支撑的情况后，我们进一步希望寻找到 那些盈利增长可期同时估值没有高到无法下手的板块。从下图的数据中， 我们可以看到目前 5G、工业互联网、机器人、光通信等领域处于相对 值得关注的区间。
对投资者而言，无论选择哪一个行业最关心的莫过于最终的回报，如果 说支撑这种回报的变化主要来自背后财务杠杆的持续上升，而非营运能 力的改善以及盈利能力的好转，那么这种回报的持续性就有待进一步观察。从上市公司的数据来看，目前智能制造、新材料、生物技术的盈利 回报相对较高，而航空航天、信息技术领域的盈利回报相对较弱。通过进一步梳理硬科技子领域背后盈利的构成，我们发现目前创新药、 基因检测、工控自动化、医疗器械、生物疫苗领域较高的 ROE 是来自 于净利润率或资产周转率的支撑，能较好的回避负债过高的财务风险。
大类行业中人工智能领域的现金流水平较好，子领域中医疗器械、体外 诊断、创新药、在线教育、工业互联网、云计算、非金属新材料等现金 流状况最好。现金流对上市公司的重要性不言而喻，尤其是对科技行业 而言，如若企业遇到财务困境，资金缺乏，暂停或终止研发项目都会使 得企业遭受重大的损失。我们发现无论是从现金流总量（经营+筹资+投 资）占营业收入的比重，还是从自由现金流占营业收入的比重看，2015 年以来多数领域的现金流状况一直处于起伏波动的状态。尽管如此，人 工智能领域现金流在上述两种计算口径下始终为正，成为少数的现金流水平较为稳定的板块。进一步我们从现金流类型筛选了硬科技细分领域 现金流水平较好的行业，主要集中在医疗器械、体外诊断、创新药、在 线教育、工业互联网、云计算、非金属新材料等领域。与传统行业不同的是，研发创新是科技股赖以生长的源动力，是支撑科 技股业绩，甚至是估值的重要前提。考虑到硬科技领域对技术壁垒的较 高要求，我们用三类指标筛选各行业上市公司的研发情况，分别是（1） 研发支出的投入情况；（2）研发人员的参与情况；（3）专利数量的拥有 情况。通过估算我们发现 2015 年以来上市公司研发资金投入增加较高 的行业主要集中在航空航天、半导体等领域，而研发人员占比方面信息 技术、人工智能领域的排名靠前。
行业研发投入上升的背后，往往标志着经营者对该领域的关注度与期望 值的上升，而研发上升同时收入增长则意味着现有的研究已经取得了一 定实践性的成果，开始得到市场认可，步入快速的成长期。从分析师盈 利预测的情况来看，半导体、生物技术、新能源的收入增速最快，分别 达到 26%、24%、22%，其它行业稍低，但也在 10%以上。
在了解哪些板块有望得到基本面支撑的情况后，我们进一步希望寻找到 那些研发投入较高同时风险较低，已经可以获得稳定收入的板块。从下 图的数据中，我们可以看到目前传感器、半导体分立器件、大数据等领 域处于相对值得关注的区间。
信息技术、智能制造板块最近 3 年来并购表现持续活跃。我们在前期《从 市场担忧，把脉科技股的机遇与风险》中对历史上影响科技股估值大幅 向上波动的触发因素进行了详细的梳理，发现上市公司并购重组的热情 上升对科技股估值提升有较为明显的促进作用。通过整理，我们发现制 造制造、新一代信息技术领域是最近三年硬科技各行业中最为活跃的板 块，而细分板块中又主要集中在区块链、5G、大数据领域。智能制造、人工智能是硬科技领域目前最为投资者偏好的板块。剔除股 价效应扰动后，我们计算了 2019 年海外资金、基金、保险等不同类型 投资者对硬科技上市公司的持股情况。数据显示，保险与 QFII 对硬科技 的持股相对较少，远低于基金与北上资金持仓规模。其中，信息技术、 智能制造、人工智能又稳定的位于基金与北上资金持仓的前三名。进一 步我们筛选了细分板块中的持仓偏好变化，我们发现主要集中在 5G、 工业互联网、医疗器械、创新药、云计算等板块。三、硬科技领域优质标的一览
在综合考虑上市公司的技术、增长、抗风险能力，产业链特定环节市场 领先地位以及显著的竞争优势后，我们精选了 30 只值得关注的投资标 的。
