计算机网络太难了？了解这一篇就够了

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作者：哆啦A梦的猜想

计算机网络、计算机操作系统这两个“兄弟”是所有开发岗位都需要“结拜”的，不管你是 Java、C++还是测试。对于后端开发的童鞋来说，计算机网络的重要性不亚于语言基础，毕竟平时开发经常会和网络打交道，比如：抓个包等等。所以对这一块知识点的准备还是要抱着敬畏之心，不要放过任何一个漏网之题。下面分享下我的学习过程：

1. 看书：对于计算机比较基础的模块，我都是比较推荐找一本经典的书籍来好好学习下，不可以只看面经就去面试了。我一共看了两本书：汤小丹的《计算机操作系统》和《图解HTTP》。《计算机操作系统》是教科书，所以知识点相对比较基础，覆盖范围也比较广，非科班的学生还是很有必要看一看的。《图解HTTP》这本书用很多插图将一些知识点讲的通俗易懂，看起来也很快，还是比较推荐的。

2. 做笔记：计算机网络的知识点还是比较多的，需要看书的时候做好笔记，方便复习。而且做笔记的时候可以就这个知识点去百度下，看看有没有自己遗漏的点，再给补充进来。在这里说下，我为什么一直强调做笔记？好处 1：做笔记是第 1 次你对书中的知识点的回顾，加深记忆；好处 2：而且如果你是发表在公关社区的肯定要保证最大限度的正确性，就需要再去看看这个知识点，核对下自己是否有理解偏差和遗漏等，这样就完成了知识点的深挖；好处3：正在到面试复习的时候，你是不太可能重新看一本书的，那么笔记就显得很重要了，自己做的笔记，复习起来很快，而且最好在笔记里能有一些自己区别于面经的理解。

3. 看面经：经常刷一刷牛客，看看对于计算机网络，面试官们都是怎么问的？很多问题你可能会，但是不懂面试官的问法，也会回答不上来；问到的题目自己是否准备了？而且对于计算机网络和计算机操作系统会因为公司和岗位的不同而有所侧重的，多看看面经就会发现还是有一点规律的，但是这都不是绝对的，最后还要看面你的面试官的喜好。

1、谈下你对五层网络协议体系结构的理解？

学习计算机网络时我们一般采用折中的办法，也就是中和 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体系结构，这样既简洁又能将概念阐述清楚。

应用层（application-layer）的任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。应用层协议定义的是应用进程（进程：主机中正在运行的程序）间的通信和交互的规则。对于不同的网络应用需要不同的应用层协议。在互联网中应用层协议很多，如域名系统 DNS，支持万维网应用的 HTTP 协议，支持电子邮件的 SMTP 协议等等。我们把应用层交互的数据单元称为报文。

运输层（transport layer）的主要任务就是负责向两台主机进程之间的通信提供通用的数据传输服务。应用进程利用该服务传送应用层报文。“通用的”是指并不针对某一个特定的网络应用，而是多种应用可以使用同一个运输层服务。

由于一台主机可同时运行多个线程，因此运输层有复用和分用的功能。所谓复用就是指多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务，分用和复用相反，是运输层把收到的信息分别交付上面应用层中的相应进程。

在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点， 确保数据及时传送。在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组和包进行传送。在 TCP / IP 体系结构中，由于网络层使用 IP 协议，因此分组也叫 IP 数据报，简称数据报。

数据链路层（data link layer）通常简称为链路层。两台主机之间的数据传输，总是在一段一段的链路上传送的，这就需要使用专门的链路层的协议。在两个相邻节点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的 IP 数据报组装成帧，在两个相邻节点间的链路上传送帧。每一帧包括数据和必要的控制信息（如：同步信息，地址信息，差错控制等）。

在接收数据时，控制信息使接收端能够知道一个帧从哪个比特开始和到哪个比特结束。这样，数据链路层在收到一个帧后，就可从中提出数据部分，上交给网络层。控制信息还使接收端能够检测到所收到的帧中有无差错。如果发现差错，数据链路层就简单地丢弃这个出了差错的帧，以避免继续在网络中传送下去白白浪费网络资源。如果需要改正数据在链路层传输时出现差错（这就是说，数据链路层不仅要检错，而且还要纠错），那么就要采用可靠性传输协议来纠正出现的差错。这种方法会使链路层的协议复杂些。

在物理层上所传送的数据单位是比特。物理层（physical layer）的作用是实现相邻计算机节点之间比特流的透明传送，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。使其上面的数据链路层不必考虑网络的具体传输介质是什么。“透明传送比特流”表示经实际电路传送后的比特流没有发生变化，对传送的比特流来说，这个电路好像是看不见的。

2、简单说下每一层对应的网络协议有哪些？

计算机五层网络体系中涉及的协议非常多，下面就常用的做了列举：

3、ARP 协议的工作原理？

网络层的 ARP 协议完成了 IP 地址与物理地址的映射。首先，每台主机都会在自己的 ARP 缓冲区中建立一个 ARP 列表，以表示 IP 地址和 MAC 地址的对应关系。当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时，会首先检查自己 ARP 列表中是否存在该 IP 地址对应的 MAC 地址：如果有，就直接将数据包发送到这个 MAC 地址；如果没有，就向本地网段发起一个 ARP 请求的广播包，查询此目的主机对应的 MAC 地址。

此 ARP 请求数据包里包括源主机的 IP 地址、硬件地址、以及目的主机的 IP 地址。网络中所有的主机收到这个 ARP 请求后，会检查数据包中的目的 IP 是否和自己的 IP 地址一致。如果不相同就忽略此数据包；如果相同，该主机首先将发送端的 MAC 地址和 IP 地址添加到自己的 ARP 列表中，如果 ARP 表中已经存在该 IP 的信息，则将其覆盖，然后给源主机发送一个 ARP 响应数据包，告诉对方自己是它需要查找的 MAC 地址；源主机收到这个 ARP 响应数据包后，将得到的目的主机的 IP 地址和 MAC 地址添加到自己的 ARP 列表中，并利用此信息开始数据的传输。如果源主机一直没有收到 ARP 响应数据包，表示 ARP 查询失败。

4、谈下你对 IP 地址分类的理解？

IP 地址是指互联网协议地址，是 IP 协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。IP 地址编址方案将 IP 地址空间划分为 A、B、C、D、E 五类，其中 A、B、C 是基本类，D、E 类作为多播和保留使用，为特殊地址。

每个 IP 地址包括两个标识码（ID），即网络 ID 和主机 ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络 ID，网络上的一个主机（包括网络上工作站，服务器和路由器等）有一个主机 ID 与其对应。A~E 类地址的特点如下：

A 类地址：以 0 开头，第一个字节范围：0~127；

B 类地址：以 10 开头，第一个字节范围：128~191；

C 类地址：以 110 开头，第一个字节范围：192~223；

D 类地址：以 1110 开头，第一个字节范围为 224~239；

E 类地址：以 1111 开头，保留地址

5、TCP 的主要特点是什么？

1. TCP 是面向连接的。（就好像打电话一样，通话前需要先拨号建立连接，通话结束后要挂机释放连接）；

2. 每一条 TCP 连接只能有两个端点，每一条 TCP 连接只能是点对点的（一对一）；

3. TCP 提供可靠交付的服务。通过 TCP 连接传送的数据，无差错、不丢失、不重复、并且按序到达；

4. TCP 提供全双工通信。TCP 允许通信双方的应用进程在任何时候都能发送数据。TCP 连接的两端都设有发送缓存和接收缓存，用来临时存放双方通信的数据；

5. 面向字节流。TCP 中的“流”（Stream）指的是流入进程或从进程流出的字节序列。“面向字节流”的含义是：虽然应用程序和 TCP 的交互是一次一个数据块（大小不等），但 TCP 把应用程序交下来的数据仅仅看成是一连串的无结构的字节流。

6、UDP 的主要特点是什么？

1. UDP 是无连接的；

2. UDP 使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的链接状态（这里面有许多参数）；

3. UDP 是面向报文的；

4. UDP 没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如 直播，实时视频会议等）；

5. UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信；

6. UDP 的首部开销小，只有 8 个字节，比 TCP 的 20 个字节的首部要短。

7、TCP 和 UDP 的区别？

TCP 提供面向连接的服务。在传送数据之前必须先建立连接，数据传送结束后要释放连接。TCP 不提供广播或多播服务。由于 TCP 要提供可靠的，面向连接的运输服务（TCP 的可靠体现在 TCP 在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接用来节约系统资源），这难以避免增加了许多开销，如确认，流量控制，计时器以及连接管理等。这不仅使协议数据单元的首部增大很多，还要占用许多处理机资源。

UDP 在传送数据之前不需要先建立连接，远地主机在收到 UDP 报文后，不需要给出任何确认。虽然 UDP 不提供可靠交付，但在某些情况下 UDP 确是一种最有效的工作方式（一般用于即时通信），比如：QQ 语音、 QQ 视频 、直播等等。

8、TCP 和 UDP 分别对应的常见应用层协议有哪些？

FTP：定义了文件传输协议，使用 21 端口。常说某某计算机开了 FTP 服务便是启动了文件传输服务。下载文件，上传主页，都要用到 FTP 服务。

Telnet：它是一种用于远程登陆的端口，用户可以以自己的身份远程连接到计算机上，通过这种端口可以提供一种基于 DOS 模式下的通信服务。如以前的 BBS 是-纯字符界面的，支持 BBS 的服务器将 23 端口打开，对外提供服务。

SMTP：定义了简单邮件传送协议，现在很多邮件服务器都用的是这个协议，用于发送邮件。如常见的免费邮件服务中用的就是这个邮件服务端口，所以在电子邮件设置-中常看到有这么 SMTP 端口设置这个栏，服务器开放的是 25 号端口。

POP3：它是和 SMTP 对应，POP3 用于接收邮件。通常情况下，POP3 协议所用的是 110 端口。也是说，只要你有相应的使用 POP3 协议的程序（例如 Fo-xmail 或 Outlook），就可以不以 Web 方式登陆进邮箱界面，直接用邮件程序就可以收到邮件（如是163 邮箱就没有必要先进入网易网站，再进入自己的邮-箱来收信）。

HTTP：从 Web 服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

DNS：用于域名解析服务，将域名地址转换为 IP 地址。DNS 用的是 53 号端口。

SNMP：简单网络管理协议，使用 161 号端口，是用来管理网络设备的。由于网络设备很多，无连接的服务就体现出其优势。

TFTP(Trival File Transfer Protocal)：简单文件传输协议，该协议在熟知端口 69 上使用 UDP 服务。

9、详细说下 TCP 三次握手的过程？

TCP 建立连接的过程叫做握手，握手需要在客户和服务器之间交换三个 TCP 报文段。

最初客户端和服务端都处于 CLOSED(关闭) 状态。本例中 A（Client） 主动打开连接，B（Server） 被动打开连接。

一开始，B 的 TCP 服务器进程首先创建传输控制块TCB，准备接受客户端进程的连接请求。然后服务端进程就处于 LISTEN(监听) 状态，等待客户端的连接请求。如有，立即作出响应。

第一次握手：A 的 TCP 客户端进程也是首先创建传输控制块 TCB。然后，在打算建立 TCP 连接时，向 B 发出连接请求报文段，这时首部中的同步位 SYN=1，同时选择一个初始序号 seq = x。TCP 规定，SYN 报文段（即 SYN = 1 的报文段）不能携带数据，但要消耗掉一个序号。这时，TCP 客户进程进入 SYN-SENT（同步已发送）状态。

第二次握手：B 收到连接请求报文后，如果同意建立连接，则向 A 发送确认。在确认报文段中应把 SYN 位和 ACK 位都置 1，确认号是 ack = x + 1，同时也为自己选择一个初始序号 seq = y。请注意，这个报文段也不能携带数据，但同样要消耗掉一个序号。这时 TCP 服务端进程进入 SYN-RCVD（同步收到）状态。

第三次握手：TCP 客户进程收到 B 的确认后，还要向 B 给出确认。确认报文段的 ACK 置 1，确认号 ack = y + 1，而自己的序号 seq = x + 1。这时 ACK 报文段可以携带数据。但如果不携带数据则不消耗序号，这种情况下，下一个数据报文段的序号仍是 seq = x + 1。这时，TCP 连接已经建立，A 进入 ESTABLISHED（已建立连接）状态。

10、为什么两次握手不可以呢？

为了防止已经失效的连接请求报文段突然又传送到了 B，因而产生错误。比如下面这种情况：A 发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在网路结点长时间滞留了，以致于延误到连接释放以后的某个时间段才到达 B。本来这是一个早已失效的报文段。但是 B 收到此失效的链接请求报文段后，就误认为 A 又发出一次新的连接请求。于是就向 A 发出确认报文段，同意建立连接。

对于上面这种情况，如果不进行第三次握手，B 发出确认后就认为新的运输连接已经建立了，并一直等待 A 发来数据。B 的许多资源就这样白白浪费了。

如果采用了三次握手，由于 A 实际上并没有发出建立连接请求，所以不会理睬 B 的确认，也不会向 B 发送数据。B 由于收不到确认，就知道 A 并没有要求建立连接。

11、为什么不需要四次握手？

有人可能会说 A 发出第三次握手的信息后在没有接收到 B 的请求就已经进入了连接状态，那如果 A 的这个确认包丢失或者滞留了怎么办？

我们需要明白一点，完全可靠的通信协议是不存在的。在经过三次握手之后，客户端和服务端已经可以确认之前的通信状况，都收到了确认信息。所以即便再增加握手次数也不能保证后面的通信完全可靠，所以是没有必要的。

12、Server 端收到 Client 端的 SYN 后，为什么还要传回 SYN？

接收端传回发送端所发送的 SYN 是为了告诉发送端，我接收到的信息确实就是你所发送的信号了。

SYN 是 TCP / IP 建立连接时使用的握手信号。在客户机和服务器之间建立正常的 TCP 网络连接时，客户机首先发出一个 SYN 消息，服务器使用 SYN-ACK 应答表示接收到了这个消息，最后客户机再以 ACK(Acknowledgement[汉译：确认字符，在数据通信传输中，接收站发给发送站的一种传输控制字符。它表示确认发来的数据已经接受无误]）消息响应。这样在客户机和服务器之间才能建立起可靠的 TCP 连接，数据才可以在客户机和服务器之间传递。

13、传了 SYN，为什么还要传 ACK？

双方通信无误必须是两者互相发送信息都无误。传了 SYN，证明发送方到接收方的通道没有问题，但是接收方到发送方的通道还需要 ACK 信号来进行验证。

14、详细说下 TCP 四次挥手的过程？

据传输结束后，通信的双方都可以释放连接。现在 A 和 B 都处于 ESTABLISHED 状态。

第一次挥手：A 的应用进程先向其 TCP 发出连接释放报文段，并停止再发送数据，主动关闭 TCP 连接。A 把连接释放报文段首部的终止控制位 FIN 置 1，其序号 seq = u（等于前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加 1），这时 A 进入 FIN-WAIT-1（终止等待1）状态，等待 B 的确认。请注意：TCP 规定，FIN 报文段即使不携带数据，也将消耗掉一个序号。

第二次挥手：B 收到连接释放报文段后立即发出确认，确认号是 ack = u + 1，而这个报文段自己的序号是 v（等于 B 前面已经传送过的数据的最后一个字节的序号加1），然后 B 就进入 CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP 服务端进程这时应通知高层应用进程，因而从 A 到 B 这个方向的连接就释放了，这时的 TCP 连接处于半关闭（half-close）状态，即 A 已经没有数据要发送了，但 B 若发送数据，A 仍要接收。也就是说，从 B 到 A 这个方向的连接并未关闭，这个状态可能会持续一段时间。A 收到来自 B 的确认后，就进入 FIN-WAIT-2(终止等待2)状态，等待 B 发出的连接释放报文段。

第三次挥手：若 B 已经没有要向 A 发送的数据，其应用进程就通知 TCP 释放连接。这时 B 发出的连接释放报文段必须使 FIN = 1。假定 B 的序号为 w（在半关闭状态，B 可能又发送了一些数据）。B 还必须重复上次已发送过的确认号 ack = u + 1。这时 B 就进入 LAST-ACK(最后确认)状态，等待 A 的确认。

第四次挥手：A 在收到 B 的连接释放报文后，必须对此发出确认。在确认报文段中把 ACK 置 1，确认号 ack = w + 1，而自己的序号 seq = u + 1（前面发送的 FIN 报文段要消耗一个序号）。然后进入 TIME-WAIT(时间等待) 状态。请注意，现在 TCP 连接还没有释放掉。必须经过时间等待计时器设置的时间 2MSL（MSL：最长报文段寿命）后，A 才能进入到 CLOSED 状态，然后撤销传输控制块，结束这次 TCP 连接。当然如果 B 一收到 A 的确认就进入 CLOSED 状态，然后撤销传输控制块。所以在释放连接时，B 结束 TCP 连接的时间要早于 A。

15、为什么 TIME-WAIT 状态必须等待 2MSL 的时间呢？

1. 为了保证 A 发送的最后一个 ACK 报文段能够到达 B。这个 ACK 报文段有可能丢失，因而使处在 LAST-ACK 状态的 B 收不到对已发送的 FIN + ACK 报文段的确认。B 会超时重传这个 FIN+ACK 报文段，而 A 就能在 2MSL 时间内（超时 + 1MSL 传输）收到这个重传的 FIN+ACK 报文段。接着 A 重传一次确认，重新启动 2MSL 计时器。最后，A 和 B 都正常进入到 CLOSED 状态。如果 A 在 TIME-WAIT 状态不等待一段时间，而是在发送完 ACK 报文段后立即释放连接，那么就无法收到 B 重传的 FIN + ACK 报文段，因而也不会再发送一次确认报文段，这样，B 就无法按照正常步骤进入 CLOSED 状态。

2. 防止已失效的连接请求报文段出现在本连接中。A 在发送完最后一个 ACK 报文段后，再经过时间 2MSL，就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。这样就可以使下一个连接中不会出现这种旧的连接请求报文段。

16、为什么第二次跟第三次不能合并, 第二次和第三次之间的等待是什么?

当服务器执行第二次挥手之后, 此时证明客户端不会再向服务端请求任何数据, 但是服务端可能还正在给客户端发送数据（可能是客户端上一次请求的资源还没有发送完毕），所以此时服务端会等待把之前未传输完的数据传输完毕之后再发送关闭请求。

17、保活计时器的作用？

除时间等待计时器外，TCP 还有一个保活计时器（keepalive timer）。设想这样的场景：客户已主动与服务器建立了 TCP 连接。但后来客户端的主机突然发生故障。显然，服务器以后就不能再收到客户端发来的数据。因此，应当有措施使服务器不要再白白等待下去。这就需要使用保活计时器了。

服务器每收到一次客户的数据，就重新设置保活计时器，时间的设置通常是两个小时。若两个小时都没有收到客户端的数据，服务端就发送一个探测报文段，以后则每隔 75 秒钟发送一次。若连续发送 10个 探测报文段后仍然无客户端的响应，服务端就认为客户端出了故障，接着就关闭这个连接。

18、TCP 协议是如何保证可靠传输的？

1. 数据包校验：目的是检测数据在传输过程中的任何变化，若校验出包有错，则丢弃报文段并且不给出响应，这时 TCP 发送数据端超时后会重发数据；

2. 对失序数据包重排序：既然 TCP 报文段作为 IP 数据报来传输，而 IP 数据报的到达可能会失序，因此 TCP 报文段的到达也可能会失序。TCP 将对失序数据进行重新排序，然后才交给应用层；

3. 丢弃重复数据：对于重复数据，能够丢弃重复数据；

4. 应答机制：当 TCP 收到发自 TCP 连接另一端的数据，它将发送一个确认。这个确认不是立即发送，通常将推迟几分之一秒；

5. 超时重发：当 TCP 发出一个段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段；

6. 流量控制：TCP 连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP 的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据，这可以防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出，这就是流量控制。TCP 使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。

19、谈谈你对停止等待协议的理解？

停止等待协议是为了实现可靠传输的，它的基本原理就是每发完一个分组就停止发送，等待对方确认。在收到确认后再发下一个分组；在停止等待协议中，若接收方收到重复分组，就丢弃该分组，但同时还要发送确认。主要包括以下几种情况：无差错情况、出现差错情况（超时重传）、确认丢失和确认迟到、确认丢失和确认迟到。

20、谈谈你对 ARQ 协议的理解？

停止等待协议中超时重传是指只要超过一段时间仍然没有收到确认，就重传前面发送过的分组（认为刚才发送过的分组丢失了）。因此每发送完一个分组需要设置一个超时计时器，其重传时间应比数据在分组传输的平均往返时间更长一些。这种自动重传方式常称为自动重传请求 ARQ。

连续 ARQ 协议可提高信道利用率。发送方维持一个发送窗口，凡位于发送窗口内的分组可以连续发送出去，而不需要等待对方确认。接收方一般采用累计确认，对按序到达的最后一个分组发送确认，表明到这个分组为止的所有分组都已经正确收到了。

21、谈谈你对滑动窗口的了解？

TCP 利用滑动窗口实现流量控制的机制。滑动窗口（Sliding window）是一种流量控制技术。早期的网络通信中，通信双方不会考虑网络的拥挤情况直接发送数据。由于大家不知道网络拥塞状况，同时发送数据，导致中间节点阻塞掉包，谁也发不了数据，所以就有了滑动窗口机制来解决此问题。

TCP 中采用滑动窗口来进行传输控制，滑动窗口的大小意味着接收方还有多大的缓冲区可以用于接收数据。发送方可以通过滑动窗口的大小来确定应该发送多少字节的数据。当滑动窗口为 0 时，发送方一般不能再发送数据报，但有两种情况除外，一种情况是可以发送紧急数据，例如，允许用户终止在远端机上的运行进程。另一种情况是发送方可以发送一个 1 字节的数据报来通知接收方重新声明它希望接收的下一字节及发送方的滑动窗口大小。

22、谈下你对流量控制的理解？

TCP 利用滑动窗口实现流量控制。流量控制是为了控制发送方发送速率，保证接收方来得及接收。接收方发送的确认报文中的窗口字段可以用来控制发送方窗口大小，从而影响发送方的发送速率。将窗口字段设置为 0，则发送方不能发送数据。

23、谈下你对 TCP 拥塞控制的理解？使用了哪些算法？

拥塞控制和流量控制不同，前者是一个全局性的过程，而后者指点对点通信量的控制。在某段时间，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏。这种情况就叫拥塞。

拥塞控制就是为了防止过多的数据注入到网络中，这样就可以使网络中的路由器或链路不致于过载。拥塞控制所要做的都有一个前提，就是网络能够承受现有的网络负荷。拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的主机，所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。相反，流量控制往往是点对点通信量的控制，是个端到端的问题。流量控制所要做到的就是抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。

为了进行拥塞控制，TCP 发送方要维持一个拥塞窗口(cwnd) 的状态变量。拥塞控制窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态变化。发送方让自己的发送窗口取为拥塞窗口和接收方的接受窗口中较小的一个。

TCP 的拥塞控制采用了四种算法，即：慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复。在网络层也可以使路由器采用适当的分组丢弃策略（如：主动队列管理 AQM），以减少网络拥塞的发生。

慢开始算法的思路是当主机开始发送数据时，如果立即把大量数据字节注入到网络，那么可能会引起网络阻塞，因为现在还不知道网络的符合情况。经验表明，较好的方法是先探测一下，即由小到大逐渐增大发送窗口，也就是由小到大逐渐增大拥塞窗口数值。cwnd 初始值为 1，每经过一个传播轮次，cwnd 加倍。

拥塞避免算法的思路是让拥塞窗口 cwnd 缓慢增大，即每经过一个往返时间 RTT 就把发送方的 cwnd 加 1。

在 TCP/IP 中，快速重传和快恢复（fast retransmit and recovery，FRR）是一种拥塞控制算法，它能快速恢复丢失的数据包。

没有 FRR，如果数据包丢失了，TCP 将会使用定时器来要求传输暂停。在暂停的这段时间内，没有新的或复制的数据包被发送。有了 FRR，如果接收机接收到一个不按顺序的数据段，它会立即给发送机发送一个重复确认。如果发送机接收到三个重复确认，它会假定确认件指出的数据段丢失了，并立即重传这些丢失的数据段。

有了 FRR，就不会因为重传时要求的暂停被耽误。当有单独的数据包丢失时，快速重传和快恢复（FRR）能最有效地工作。当有多个数据信息包在某一段很短的时间内丢失时，它则不能很有效地工作。

24、什么是粘包？

在进行 Java NIO 学习时，可能会发现：如果客户端连续不断的向服务端发送数据包时，服务端接收的数据会出现两个数据包粘在一起的情况。

1. TCP 是基于字节流的，虽然应用层和 TCP 传输层之间的数据交互是大小不等的数据块，但是 TCP 把这些数据块仅仅看成一连串无结构的字节流，没有边界；

2. 从 TCP 的帧结构也可以看出，在 TCP 的首部没有表示数据长度的字段。

基于上面两点，在使用 TCP 传输数据时，才有粘包或者拆包现象发生的可能。一个数据包中包含了发送端发送的两个数据包的信息，这种现象即为粘包。

接收端收到了两个数据包，但是这两个数据包要么是不完整的，要么就是多出来一块，这种情况即发生了拆包和粘包。拆包和粘包的问题导致接收端在处理的时候会非常困难，因为无法区分一个完整的数据包。

25、TCP 黏包是怎么产生的？

采用 TCP 协议传输数据的客户端与服务器经常是保持一个长连接的状态（一次连接发一次数据不存在粘包），双方在连接不断开的情况下，可以一直传输数据。但当发送的数据包过于的小时，那么 TCP 协议默认的会启用 Nagle 算法，将这些较小的数据包进行合并发送（缓冲区数据发送是一个堆压的过程）；这个合并过程就是在发送缓冲区中进行的，也就是说数据发送出来它已经是粘包的状态了。

接收方采用 TCP 协议接收数据时的过程是这样的：数据到接收方，从网络模型的下方传递至传输层，传输层的 TCP 协议处理是将其放置接收缓冲区，然后由应用层来主动获取（C 语言用 recv、read 等函数）；这时会出现一个问题，就是我们在程序中调用的读取数据函数不能及时的把缓冲区中的数据拿出来，而下一个数据又到来并有一部分放入的缓冲区末尾，等我们读取数据时就是一个粘包。（放数据的速度 > 应用层拿数据速度）

26、怎么解决拆包和粘包？

分包机制一般有两个通用的解决方法：

1. 特殊字符控制；

2. 在包头首都添加数据包的长度。

如果使用 netty 的话，就有专门的编码器和解码器解决拆包和粘包问题了。

tips：UDP 没有粘包问题，但是有丢包和乱序。不完整的包是不会有的，收到的都是完全正确的包。传送的数据单位协议是 UDP 报文或用户数据报，发送的时候既不合并，也不拆分。

27、你对 HTTP 状态码有了解吗？

1. 100 Continue ：表明到目前为止都很正常，客户端可以继续发送请求或者忽略这个响应。

1. 200 OK

2. 204 No Content ：请求已经成功处理，但是返回的响应报文不包含实体的主体部分。一般在只需要从客户端往服务器发送信息，而不需要返回数据时使用。

3. 206 Partial Content ：表示客户端进行了范围请求，响应报文包含由 Content-Range 指定范围的实体内容。

1. 301 Moved Permanently ：永久性重定向；

2. 302 Found ：临时性重定向；

3. 303 See Other ：和 302 有着相同的功能，但是 303 明确要求客户端应该采用 GET 方法获取资源。

4. 304 Not Modified ：如果请求报文首部包含一些条件，例如：If-Match，If-Modified-Since，If-None-Match，If-Range，If-Unmodified-Since，如果不满足条件，则服务器会返回 304 状态码。

5. 307 Temporary Redirect ：临时重定向，与 302 的含义类似，但是 307 要求浏览器不会把重定向请求的 POST 方法改成 GET 方法。

1. 400 Bad Request ：请求报文中存在语法错误。

2. 401 Unauthorized ：该状态码表示发送的请求需要有认证信息（BASIC 认证、DIGEST 认证）。如果之前已进行过一次请求，则表示用户认证失败。

3. 403 Forbidden ：请求被拒绝。

4. 404 Not Found

1. 500 Internal Server Error ：服务器正在执行请求时发生错误；

2. 503 Service Unavailable ：服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护，现在无法处理请求。

28、HTTP 状态码 301 和 302 代表的是什么？有什么区别？

301，302 都是 HTTP 状态的编码，都代表着某个 URL 发生了转移。

301 redirect: 301 代表永久性转移（Permanently Moved）

302 redirect: 302 代表暂时性转移（Temporarily Moved）

29、forward 和 redirect 的区别？

Forward 和 Redirect 代表了两种请求转发方式：直接转发和间接转发。

直接转发方式（Forward）：客户端和浏览器只发出一次请求，Servlet、HTML、JSP 或其它信息资源，由第二个信息资源响应该请求，在请求对象 request 中，保存的对象对于每个信息资源是共享的。

间接转发方式（Redirect）：实际是两次 HTTP 请求，服务器端在响应第一次请求的时候，让浏览器再向另外一个 URL 发出请求，从而达到转发的目的。

直接转发就相当于：“A 找 B 借钱，B 说没有，B 去找 C 借，借到借不到都会把消息传递给 A”；

间接转发就相当于："A 找 B 借钱，B 说没有，让 A 去找 C 借"。

30、HTTP 方法有哪些？

客户端发送的 请求报文 第一行为请求行，包含了方法字段。

1. GET：获取资源，当前网络中绝大部分使用的都是 GET；

2. HEAD：获取报文首部，和 GET 方法类似，但是不返回报文实体主体部分；

3. POST：传输实体主体

4. PUT：上传文件，由于自身不带验证机制，任何人都可以上传文件，因此存在安全性问题，一般不使用该方法。

5. PATCH：对资源进行部分修改。PUT 也可以用于修改资源，但是只能完全替代原始资源，PATCH 允许部分修改。

6. OPTIONS：查询指定的 URL 支持的方法；

7. CONNECT：要求在与代理服务器通信时建立隧道。使用 SSL（Secure Sockets Layer，安全套接层）和 TLS（Transport Layer Security，传输层安全）协议把通信内容加密后经网络隧道传输。

8. TRACE：追踪路径。服务器会将通信路径返回给客户端。发送请求时，在 Max-Forwards 首部字段中填入数值，每经过一个服务器就会减 1，当数值为 0 时就停止传输。通常不会使用 TRACE，并且它容易受到 XST 攻击（Cross-Site Tracing，跨站追踪）。

31、说下 GET 和 POST 的区别？

GET 和 POST 本质都是 HTTP 请求，只不过对它们的作用做了界定和适配，并且让他们适应各自的场景。

本质区别：GET 只是一次 HTTP请求，POST 先发请求头再发请求体，实际上是两次请求。

1. 从功能上讲，GET 一般用来从服务器上获取资源，POST 一般用来更新服务器上的资源；

2. 从 REST 服务角度上说，GET 是幂等的，即读取同一个资源，总是得到相同的数据，而 POST 不是幂等的，因为每次请求对资源的改变并不是相同的；进一步地，GET 不会改变服务器上的资源，而 POST 会对服务器资源进行改变；

3. 从请求参数形式上看，GET 请求的数据会附在 URL 之后，即将请求数据放置在 HTTP 报文的 请求头 中，以 ? 分割 URL 和传输数据，参数之间以 & 相连。特别地，如果数据是英文字母/数字，原样发送；否则，会将其编码为 application/x-www-form-urlencoded MIME 字符串(如果是空格，转换为+，如果是中文/其他字符，则直接把字符串用 BASE64 加密，得出如：%E4%BD%A0%E5%A5%BD，其中 ％XX 中的 XX 为该符号以 16 进制表示的 ASCII)；而 POST 请求会把提交的数据则放置在是 HTTP 请求报文的 请求体 中；

4. 就安全性而言，POST 的安全性要比 GET 的安全性高，因为 GET 请求提交的数据将明文出现在 URL 上，而且 POST 请求参数则被包装到请求体中，相对更安全；

5. 从请求的大小看，GET 请求的长度受限于浏览器或服务器对 URL 长度的限制，允许发送的数据量比较小，而 POST 请求则是没有大小限制的。

32、在浏览器中输入 URL 地址到显示主页的过程？

1. DNS 解析：浏览器查询 DNS，获取域名对应的 IP 地址：具体过程包括浏览器搜索自身的 DNS 缓存、搜索操作系统的 DNS 缓存、读取本地的 Host 文件和向本地 DNS 服务器进行查询等。对于向本地 DNS 服务器进行查询，如果要查询的域名包含在本地配置区域资源中，则返回解析结果给客户机，完成域名解析(此解析具有权威性)；如果要查询的域名不由本地 DNS 服务器区域解析，但该服务器已缓存了此网址映射关系，则调用这个 IP 地址映射，完成域名解析（此解析不具有权威性）。如果本地域名服务器并未缓存该网址映射关系，那么将根据其设置发起递归查询或者迭代查询；

2. TCP 连接：浏览器获得域名对应的 IP 地址以后，浏览器向服务器请求建立链接，发起三次握手；

3. 发送 HTTP 请求：TCP 连接建立起来后，浏览器向服务器发送 HTTP 请求；

4. 服务器处理请求并返回 HTTP 报文：服务器接收到这个请求，并根据路径参数映射到特定的请求处理器进行处理，并将处理结果及相应的视图返回给浏览器；

5. 浏览器解析渲染页面：浏览器解析并渲染视图，若遇到对 js 文件、css 文件及图片等静态资源的引用，则重复上述步骤并向服务器请求这些资源；浏览器根据其请求到的资源、数据渲染页面，最终向用户呈现一个完整的页面。

6. 连接结束。

33、DNS 的解析过程？

1. 主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。所谓递归查询就是：如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询的域名的 IP 地址，那么本地域名服务器就以 DNS 客户的身份，向根域名服务器继续发出查询请求报文(即替主机继续查询)，而不是让主机自己进行下一步查询。因此，递归查询返回的查询结果或者是所要查询的 IP 地址，或者是报错，表示无法查询到所需的 IP 地址。

2. 本地域名服务器向根域名服务器的查询的迭代查询。迭代查询的特点：当根域名服务器收到本地域名服务器发出的迭代查询请求报文时，要么给出所要查询的 IP 地址，要么告诉本地服务器：“你下一步应当向哪一个域名服务器进行查询”。然后让本地服务器进行后续的查询。根域名服务器通常是把自己知道的顶级域名服务器的 IP 地址告诉本地域名服务器，让本地域名服务器再向顶级域名服务器查询。顶级域名服务器在收到本地域名服务器的查询请求后，要么给出所要查询的 IP 地址，要么告诉本地服务器下一步应当向哪一个权限域名服务器进行查询。最后，本地域名服务器得到了所要解析的 IP 地址或报错，然后把这个结果返回给发起查询的主机。

34、谈谈你对域名缓存的了解？

为了提高 DNS 查询效率，并减轻服务器的负荷和减少因特网上的 DNS 查询报文数量，在域名服务器中广泛使用了高速缓存，用来存放最近查询过的域名以及从何处获得域名映射信息的记录。

由于名字到地址的绑定并不经常改变，为保持高速缓存中的内容正确，域名服务器应为每项内容设置计时器并处理超过合理时间的项（例如：每个项目两天）。当域名服务器已从缓存中删去某项信息后又被请求查询该项信息，就必须重新到授权管理该项的域名服务器绑定信息。当权限服务器回答一个查询请求时，在响应中都指明绑定有效存在的时间值。增加此时间值可减少网络开销，而减少此时间值可提高域名解析的正确性。

不仅在本地域名服务器中需要高速缓存，在主机中也需要。许多主机在启动时从本地服务器下载名字和地址的全部数据库，维护存放自己最近使用的域名的高速缓存，并且只在从缓存中找不到名字时才使用域名服务器。维护本地域名服务器数据库的主机应当定期地检查域名服务器以获取新的映射信息，而且主机必须从缓存中删除无效的项。由于域名改动并不频繁，大多数网点不需花精力就能维护数据库的一致性。

35、谈下你对 HTTP 长连接和短连接的理解？分别应用于哪些场景？

在 HTTP/1.0 中默认使用短连接。也就是说，客户端和服务器每进行一次 HTTP 操作，就建立一次连接，任务结束就中断连接。当客户端浏览器访问的某个 HTML 或其他类型的 Web 页中包含有其他的 Web 资源（如：JavaScript 文件、图像文件、CSS 文件等），每遇到这样一个 Web 资源，浏览器就会重新建立一个 HTTP 会话。

而从 HTTP/1.1 起，默认使用长连接，用以保持连接特性。使用长连接的 HTTP 协议，会在响应头加入这行代码

Connection:keep-alive

在使用长连接的情况下，当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输 HTTP 数据的 TCP 连接不会关闭，客户端再次访问这个服务器时，会继续使用这一条已经建立的连接。

Keep-Alive 不会永久保持连接，它有一个保持时间，可以在不同的服务器软件（如：Apache）中设定这个时间。实现长连接需要客户端和服务端都支持长连接。

36、谈下 HTTP 1.0 和 1.1、1.2 的主要变化？

1. HTTP1.0 经过多年发展，在 1.1 提出了改进。首先是提出了长连接，HTTP 可以在一次 TCP 连接中不断发送请求。

2. 然后 HTTP1.1 支持只发送 header 而不发送 body。原因是先用 header 判断能否成功，再发数据，节约带宽，事实上，post 请求默认就是这样做的。

3. HTTP1.1 的 host 字段。由于虚拟主机可以支持多个域名，所以一般将域名解析后得到 host。

1. HTTP2.0 支持多路复用，同一个连接可以并发处理多个请求，方法是把 HTTP数据包拆为多个帧，并发有序的发送，根据序号在另一端进行重组，而不需要一个个 HTTP请求顺序到达；

2. HTTP2.0 支持服务端推送，就是服务端在 HTTP 请求到达后，除了返回数据之外，还推送了额外的内容给客户端；

3. HTTP2.0 压缩了请求头，同时基本单位是二进制帧流，这样的数据占用空间更少；

4. HTTP2.0 适用于 HTTPS 场景，因为其在 HTTP和 TCP 中间加了一层 SSL 层。

37、HTTPS 的工作过程？

1. 客户端发送自己支持的加密规则给服务器，代表告诉服务器要进行连接了；

2. 服务器从中选出一套加密算法和 hash 算法以及自己的身份信息（地址等）以证书的形式发送给浏览器，证书中包含服务器信息，加密公钥，证书的办法机构；

3. 客户端收到网站的证书之后要做下面的事情：

4. 服务器接收到客户端传送来的信息，要做下面的事情：

5. 如果计算法 hash 值一致，握手成功。

38、HTTP 和 HTTPS 的区别？

1. 开销：HTTPS 协议需要到 CA 申请证书，一般免费证书很少，需要交费；

2. 资源消耗：HTTP 是超文本传输协议，信息是明文传输，HTTPS 则是具有安全性的 ssl 加密传输协议，需要消耗更多的 CPU 和内存资源；

3. 端口不同：HTTP 和 HTTPS 使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是 80，后者是 443；

4. 安全性：HTTP 的连接很简单，是无状态的；HTTPS 协议是由 TSL+HTTP 协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比 HTTP 协议安全。

39、HTTPS 的优缺点？

1. 使用 HTTPS 协议可认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户机和服务器；

2. HTTPS 协议是由 SSL + HTTP 协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，要比 HTTP 协议安全，可防止数据在传输过程中不被窃取、改变，确保数据的完整性；

3. HTTPS 是现行架构下最安全的解决方案，虽然不是绝对安全，但它大幅增加了中间人攻击的成本。

1. HTTPS 协议握手阶段比较费时，会使页面的加载时间延长近 50%，增加 10% 到 20% 的耗电；

2. HTTPS 连接缓存不如 HTTP 高效，会增加数据开销和功耗，甚至已有的安全措施也会因此而受到影响；

3. SSL 证书需要钱，功能越强大的证书费用越高，个人网站、小网站没有必要一般不会用；

4. SSL 证书通常需要绑定 IP，不能在同一 IP 上绑定多个域名，IPv4 资源不可能支撑这个消耗；

5. HTTPS 协议的加密范围也比较有限，在黑客攻击、拒绝服务攻击、服务器劫持等方面几乎起不到什么作用。最关键的，SSL 证书的信用链体系并不安全，特别是在某些国家可以控制 CA 根证书的情况下，中间人攻击一样可行。

40、什么是数字签名？

为了避免数据在传输过程中被替换，比如黑客修改了你的报文内容，但是你并不知道，所以我们让发送端做一个数字签名，把数据的摘要消息进行一个加密，比如 MD5，得到一个签名，和数据一起发送。然后接收端把数据摘要进行 MD5 加密，如果和签名一样，则说明数据确实是真的。

41、什么是数字证书？

对称加密中，双方使用公钥进行解密。虽然数字签名可以保证数据不被替换，但是数据是由公钥加密的，如果公钥也被替换，则仍然可以伪造数据，因为用户不知道对方提供的公钥其实是假的。所以为了保证发送方的公钥是真的，CA 证书机构会负责颁发一个证书，里面的公钥保证是真的，用户请求服务器时，服务器将证书发给用户，这个证书是经由系统内置证书的备案的。

42、什么是对称加密和非对称加密？

对称密钥加密是指加密和解密使用同一个密钥的方式，这种方式存在的最大问题就是密钥发送问题，即如何安全地将密钥发给对方。

非对称加密指使用一对非对称密钥，即：公钥和私钥，公钥可以随意发布，但私钥只有自己知道。发送密文的一方使用对方的公钥进行加密处理，对方接收到加密信息后，使用自己的私钥进行解密。

由于非对称加密的方式不需要发送用来解密的私钥，所以可以保证安全性。但是和对称加密比起来，它非常的慢，所以我们还是要用对称加密来传送消息，但对称加密所使用的密钥我们可以通过非对称加密的方式发送出去。

来自掘金，https://juejin.im/entry/5d896edc518825092453674b

日本半导体产业投资机会研究：关注三大机会

（报告出品方：华泰证券）

摘要

市场回顾

年初至今，东证指数在企业盈利持续上行的预期下，表现较好。其中，半导体板块尤其是 半导体设备板块公司股价表现强劲、交易量领先。日本半导体设备板块年初至今（截至 12 月 14 日）总市值上涨 58.0%，超过费城半导体指数的 55.2%。主要由于：1）市场预期半 导体周期触底回升，企业业绩有望改善；2）生成式 AI 需求高涨情况下，先进封装产能加 速扩充，日本作为全球半导体前后道设备最重要的供应基地之一，深度受益。年初至今， 东证成分股中，半导体及半导体生产设备日均成交额达 34.6 亿美元，领跑其他行业板块， 成交额前 5 位的企业为 Lasertec、东京电子、爱德万、瑞萨、DISCO。

目前东证指数估值相对合理，且 2024/2025 年企业盈利有望保持上升趋势。估值方面，当 前日本股市总体估值处于合理水平，东证指数的 PE（一年期前向）处于全球中位数附近， 估值较为合理，截至 2023 年 12 月 14 日为 14.3x，低于纳斯达克、道琼斯及标普 500，但 高于沪深 300 及恒生指数。企业盈利方面，有望维持上升趋势。根据彭博一致预期，东证 指数 2024/2025 年预测 EPS 将同比增长 10.4%/10.0%，有望为日股持续上涨行情奠定基 础。

为什么要投日本半导体

理由#1：全球竞争力强，产业链重构背景下显著受益

日本在前后道设备的全球份额均较高，根据 Gartner 及 SEMI 的数据，2021 年日本企业占 全球半导体设备市场份额达 25%，其中测试设备的市占率为 43.3%，封装设备的市占率为 35%，晶圆制造设备的市占率为 27.6%。龙头企业 TEL 在涂胶显影设备、干法刻蚀设备、 ALD、CVD、氧化扩散设备、清洗系统和探针台领域的全球市占率分别达到了 89%、25%、 19%、43%、49%、29%和 37%。后道设备龙头企业 Disco 在划片机和研磨机领域的全球 市占率分别达到 73%、82%。日本一直以来都在半导体材料领域拥有主导地位，2022 年全 球占比 48%。SUMCO、信越化学在规模最大的大硅片占据着霸主地位，JSR，住友化学在 光刻胶占主导地位。

全球半导体产业从上世纪四五十年代在美国起源后开始蓬勃发展，在成长过程中历经了从 美国到日本，从日本到韩国和中国台湾，以及再到中国大陆的三次产业区域转移。当前各 国正积极筹建产能本土化，对半导体设备材料需求激增，以中国为例，我们预计中国区 CAPEX 在经历 2023 年 18.5%的下滑，2024 年有望迎来 28.7%的上涨。3Q23 日本主要设 备公司中国区收入占比达 42%，日本设备公司有望从中收益。

理由#2：先进封装相关布局完整，生成式 AI 推动相关公司进入业绩释放期

AI 需求旺盛推动下，主要数据中心芯片企业 2024/2025 年业绩有望快速增长。4Q23 传统 计算市场恢复增长，AI 加速计算景气度有望持续至 2025 年。Intel 表示进入第四季度，行 业库存显现正常化迹象，推动 TAM 环比增长，公司预计 4Q23 数据中心业务将实现温和环 比增长，同时多数客户 2023 年底将回归健康库存水位。AMD 同样预期 4Q23 公司数据中 心业务有望实现两位数的同环比增长，其中 GPU 产品四季度营收将达 4 亿美金，且 2024 年全年营收将超 20 亿美金，公司看好 AI 服务器未来 3-4 年复合增长率或高达 50%。12/7， AMD 在“Advancing AI”发布会上表示数据中心加速器市场规模将从 23 年的 450 亿美元 增长至 2027 年的 4000 亿美金，年复合增速达 70%。英伟达数据中心四季度收入指引强劲， 公司预计数据中心业务增长将持续至 2025 年。根据彭博，全球主要企业数据中心相关收入 2024 年有望实现 46%的增长。

日本在先进封装设备产业链布局完善，后道设备企业有望深度受益 AIGC 驱动下的先进封 装扩产浪潮。生成式 AI 需求蓬勃发展下，市场对于英伟达等的 AI 训练芯片需求高速增长。 而 AI 芯片制造端的核心瓶颈在于台积电的先进封装产能紧缺。根据科创板日报报道，台积 电对 2024 年 CoWoS 产能倍增的目标再次上修 20%（2024 年底达 3.5 万片/月）。在台积 电先进封装产能紧缺、成本较高的情况下，全球领先的 OSAT 企业和三星、Intel 等制造企 业也有望迎来发展机遇。各大领先封测企业如日月光、安靠、长电、通富等，IDM 企业如 三星、Intel 等，均在积极研发各自 2.5/3D 封装平台，正逐步进入扩产加速期。Disco、东 京精密、Shibaura、Yamada、Towa、Tazmo、爱德万等日本后道设备企业有望深度受益。

理由#3：汽车电动化布局完整，智能化电动化主受益板块

随着汽车行业电动化、智能化的普及，汽车半导体单车价值量增厚。据 Omdia 测算，一台 燃油车半导体的单车价值量约为 490 美元，主要包含 MCU 等控制类芯片（30%）、功率半 导体（20%）、模拟芯片（20%）、传感芯片（10%）、存储芯片（10%）等；而一台电动车 半导体单车价值量或将提升至 950 美元，主要增量来自主驱逆变器、OBC、DC-DC、BMS 等环节的功率器件与模块。此外，汽车智能驾驶、智能座舱的完善，中央集中架构的形成 也依托于 MCU、传感、存储等芯片的支撑。

日本半导体设备及材料的投资机会

半导体设备：日本在前后道设备的全球份额均较高，为全球重要的设备基地。根据 Gartner 及 SEMI 的数据，2021 年日本企业占全球半导体设备市场份额达 25%，其中测试设备的市 占率为 43.3%，封装设备的市占率为 35%，晶圆制造设备的市占率为 27.6%。2021 年全球 前 15 名半导体设备企业中日本有 7 家，分别为 TEL（第 3）、Advantest（第 6）、Screen （第 8）、Hitachi（第 10）、DISCO（第 11）、Nikon（第 13）、Kokusai Electric（第 15）。 龙头企业 TEL 在涂胶显影设备、干法刻蚀设备、ALD、CVD、氧化扩散设备、清洗系统和 探针台领域的全球市占率分别达到了 89%、25%、19%、43%、49%、29%和 37%。后道 设备龙头企业 Disco 在划片机和研磨机领域的全球市占率分别达到 73%、82%。

半导体材料：日本一直以来都在半导体材料领域拥有主导地位，2022 年全球占比 48%。这 些关键材料在半导体制造的前道工序中起着至关重要的作用。在规模最大的大硅片、光刻 胶领域，日本的企业依旧占据着霸主地位，如 EUV 光刻胶是用于制造 7nm 以下芯片的关 键材料，日本企业在该领域占有 100%的份额。这种光刻胶的独特特性使得其在高精度芯片 制造中具有重要地位。ArF 光刻胶用于 130nm 至 7nm 工艺的芯片制造，日本占有 87%的 份额。日本的薄膜材料企业在材料的研发和生产方面一直处于领先地位，为芯片制造提供 了高质量的薄膜材料。

成长机会#1：把握中国成熟制程扩产机遇

3Q23 中国市场逆势上涨，海外设备企业中国区收入与中国设备企业收入合计同比增长 53% 至 132 亿美元，中国区收入占全球比例达到历史新高的 47%，同时预期 4Q 中国区收入占 比将保持目前的高水位。东京电子指出，先进逻辑/晶圆代工厂投资虽出现延迟，不过在成 熟制程部分，中国客户投资大幅加速，因此将 2023 年 WFE（晶圆前段制程制造设备）全 球市场规模自 8 月时预估的 700 亿-750 亿美元（年减 25-30%）调高至 850 亿-900 亿美元 （将年减 10-15%）；2）2024 年 WFE 市场预估将呈现微增，未来 2 年期间（2024-2025 年）合计市场规模预估达 2,000 亿美元。我们预计中国区 CAPEX 在经历 2023 年 18.5%的 下滑，2024 年有望迎来 28.7%的上涨，日本设备公司有望从中收益。

成长机会#2：生成式人工智能下的发展机遇

生成式 AI 带给日本半导体设备企业广阔发展前景。生成式 AI 需求蓬勃发展下，市场对于 英伟达等的 AI 训练芯片需求高速增长。而 AI 芯片制造端的核心瓶颈在于台积电的先进封装 产能紧缺。根据科创板日报报道，台积电对 2024 年 CoWoS 产能倍增的目标再次上修 20% （2024 年底达 3.5 万片/月）。在台积电先进封装产能紧缺、成本较高的情况下，全球领先 的 OSAT 企业和三星、Intel 等制造企业也有望迎来发展机遇。各大领先封测企业如日月光 （FOCoS）、安靠（SWIFT）、长电（XDFOI）、通富（TF-VISionS）等，IDM 企业如三星 （X-Cube）、Intel（EMIB、Foveros）等，均在积极研发各自 2.5/3D 封装平台，正逐步进 入扩产加速期。全球 2.5/3D 封装产能扩张将对后道设备订单拉动明显，同时 RDL、TSV、 Bumping 等工艺上对前道设备需求也呈现增长，日本作为全球前后道设备的核心供给来源， 日本设备企业有望深度受益于生成式 AI 浪潮。

前道设备方面：先进封装 Bumping 工艺来源于倒装芯片所需的焊球，一定程度上替代了引 线键合，为此后产生的多种封装形式提供了基础，RDL（重布线）的作用主要是为 2D 平面 上的芯片电气延伸与互连提供媒介，TSV（硅通孔）工艺主要用于立体封装，在垂直方向 上为芯片起到电气延伸和互连的作用。按照集成类型的不同 TSV 分为 2.5D 和 3D，在这些 过程中需要光刻机、涂胶眼影设备、湿法刻蚀设备等。根据 Yole 数据，2027 年全球先进封 装市场规模预计为 650 亿美元。相关日本企业为 TEL、SCREEN、lasertec 等。 后道设备方面，2.5/3D 封装较传统封装、其他先进封装类别，我们认为对设备的使用和要 求增加主要为贴片机、研磨机、临时键合/解键合设备、测试机。1）贴片机，使用次数翻 倍为 2 次，分别在 CoW 和 WoS 贴片工序中使用。同时对于贴片机的精度和效率的要求有 明显提升，技术路径沿着倒装-TCB-混合键合的工艺发展，相关日本企业为 Shibaura；2） 研磨机，需对硅中介层和晶圆均进行背面减薄，使用次数成倍增加，相关日本企业包括 Disco 和东京精密；3）临时键合和解键合，传统 FC、晶圆级封装以及非先进封装均不涉及这一 工序，主要日本企业包括 Tazmo；4）由于 2.5/3D 封装芯片系统更为复杂，芯片成品测试 和 HBM 测试难度明显提升，相关日本企业为爱德万、Micronics Japan、东京精密。

日本半导体产品的投资机会

上世纪 90 年代以来，日本 NEC、日立、东芝等企业经历重组和退出存储市场。1999 年富 士通退出 DRAM 市场，日立、NEC、三菱将 DRAM 业务合并成立尔必达。2001 年 NEC、 东芝等公司退出 DRAM 市场。2003 年日立将半导体和 IC 部门与三菱的 LSI 部门合并成立 瑞萨科技。2010 年 NEC 与瑞萨科技合并为瑞萨电子。自此日本半导体三巨头日立、NEC、 三菱正式脱离垂直整合的商业模式，形成尔必达和瑞萨电子两大新势力。2013 年富士通将 旗下的 MCU 和模拟 IC 业务出售给 Spansion；同年尔必达被美光正式收购。2019 年松下 将传感器业务出售给新唐科技、将分立器件业务出售给罗姆。罗姆在分立器件和模拟芯片 业务处于行业领先地位，而索尼一直是全球 CIS 市场的龙头企业。

日本在上游设备和材料领域占据全球优势地位，在 CIS、NAND、MCU、功率分立器件等 半导体品类市场地位仍突出。日本半导体设备、材料厂商在 20 世纪 80 年代跟随设计、制 造环节崛起，由于上游市场相对稳定，长期量产奠定良好工业基础，持续积累技术经验， 长时间在全球具有较强竞争力。根据 Gartner，2022 年日本在全球设备和材料领域的市场 份额分别为 33%/48%。目前日本本土厂商在 CIS、NAND Flash、MCU、功率分立器件等 细分品类具有全球竞争优势。根据 Yole Intelligence、Omdia 的数据，CIS 方面，2022 年 索尼半导体全球市占率为 42%；NAND 存储方面，2023 年第一季度铠侠全球市占率为 21%； MCU 方面，2022 年瑞萨电子全球市占率为 17%；功率分立器件方面，2022 年日本厂商富 士、三菱、东芝、罗姆合计占比达 14%。

功率芯片：迎接 SiC 的发展机遇

根据 Omdia 统计，2022 年全球功率半导体市场规模约为 608 亿美元。按照产品类型分， 功率 IC 和功率分立器件市场规模分别为 391/289 亿美元，MOSFET、IGBT 作为功率分立 器件价值量最大的部分，2022 年全球市场规模分别达到 127/76 亿美元。按照应用分，2021 年汽车/工业（包括光伏、风电、工控、轨交）/消费占比为 31/36/17%。 功率半导体竞争格局较为分散， CR8 中日企占 4 席。2022 年全球功率分立器件 CR8 市占 率为 55%，其中日本公司 4 家，为三菱、富士电机、东芝、罗姆，市占率合计达 14%。

日企产品种类齐全，矩阵完善。MOSFET 和 IGBT 作为功率器件核心产品，被广泛应用于 消费电子、新能源汽车及光伏等领域。MOSFET 具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、 制造工艺简单和辐射强等优点，IGBT 由 BJT 和 MOSFET 组合而成且兼具两者优点，包括 高输入阻抗、低导通压降、驱动功率小等。 日本公司中，瑞萨、三菱电机、富士、罗姆等 企业在高压 IGBT、MOSFET 以及 SiC MOSFET 等领域产品矩阵完善。

日企加码碳化硅，本土投资设厂先后启动。罗姆在日本拥有四个基于碳化硅的功率半导体 生产基地，分别位于京都总部、福冈、长滨、宫崎，目标是到 2025 财年碳化硅功率半导体 产能提高到 2021 财年的 6 倍。瑞萨 2023 年 5 月宣布投资 SiC 工厂，目标 2025 年开始量 产。三菱电机与安世半导体 2023 年 11 月宣布联合开发 SiC MOSFET。

MCU：把握汽车领域成长机会

瑞萨一枝独秀，进军汽车电子领域。根据 Tech Insights 数据 2022 年全球 MCU 市场规模为 209 亿美元，市场头部效应明显，前五大玩家包括意法半导体、瑞萨、恩智浦、微芯及英飞 凌，占据全球 76%的市场份额。瑞萨作为日本代表性企业其 MCU 在营收占超过 60%，在 日本本土 MCU 销量已占据一半以上比例，其余在日本较大的供应商为英飞凌和意法半导体。 公司网站显示，FY23瑞萨电子在全球 MCU 市场的份额达到 18%，较 FY22市占率提升 1pp， 位居全球第一。从下游应用领域来看，根据 2021 年 Omdia 数据，汽车/数据中心/消费电子 /工业/有线通讯/无线通讯收入份额占比分别为 35%/21%/11%/28%/1%/4%，其中日本在数 据中心和消费电子部分更具有优势。根据 2022 年业绩报告，瑞萨 56%的收入来自工业/基 础设施/物联网，43%的收入来自自动驾驶，其收入结构与欧美其他头部 MCU 公司类似， 但与大陆 MCU 厂商（以消费电子为主）产品结构区别较大。我们认为瑞萨将依靠自身在 MCU 的技术积淀以及日本汽车产业链的发达在未来汽车电子 MCU 中继续扩大竞争优势。

CIS：手机升规+汽车自动化智能化驱动

根据 Omdia 统计，2022 年全球 CIS 芯片市场 184.95 亿美金，按照应用分为手机 134.29 亿美金（占比 70%）、汽车 15.18 亿美金（占比 10%）、PC 3.04 亿美金（占比 2%）、其他 消费电子 7.23 亿美金（占比 4%）、工业 25.20 亿美金（占比 14%）。 日本企业中主要玩家是索尼，在 CIS 行业收入占比 60%。索尼坚持大 pixel 高画质的技术 优势策略，聚焦于高端市场，通过高性能及高质量维系高端市场的粘性。从客户角度来看， 索尼与苹果客户紧密绑定合作为双方都获得了双赢的机会，并且其最新技术都将优先供应 其头部客户，保证头部客户的产品竞争力及产能稳定。

手机大像素 50M 占比提升。我们看到中低端机型将主要采用双摄配置，而中高端机型将保 持稳定的三摄规格。未来智能手机在影像方面的升级将不会集中于多颗摄像头数量的增加， 而主要集中于性能的差异化升级，如后置主摄像头光学尺寸逐年增长。随着光学尺寸的提 升，图像传感器的功能细节在多个方面都呈现出迭代升级的趋势，其中包括 QPD（相位检 测自动对焦技术）、HDR（高动态范围）、帧率以及 Remosaic（重新组合图像）等性能的升 级。根据群智咨询，对比 2021 年，预计 2023 年 1/1.3 英寸和 1/2-1/2.8 英寸这两个尺寸规 格分别都将同比呈现出 3 倍增长。

自动驾驶渗透驱动车载 CIS 市场成长。根据群智咨询，预计 2023 年全球车载 CIS 出货量 将达到 3.5 亿颗，同比增长 9%；其中前装市场出货量占比约 77%达到 2.43 亿颗，同比增 长 31%。2024 年全球车载 CIS 出货量将突破 4 亿颗。由于自动驾驶功能的快速渗透，ADAS 感知类汽车图像传感器（主要包括前视、侧视等）的市场份额将呈现长期增长趋势；而目 前 360 全景以及 APA 自主泊车等功能尚未实现新车 100%标配，因此未来 2 - 3 年内环视功 能的车载 CIS 市场份额仍将呈现上升趋势，到 2024 年后随着搭载基数的提升以及 ADAS 应用的持续上涨，环视、倒车后视 CIS 的市场占比或将开始下滑。

数字芯片：定制化为发展路径

错失 PC/智能手机时代红利，数字芯片定制化成为发展路径。根据 IDC 数据统计，2022 年 全球数字芯片市场（MPU+ASIC+ASSP）共计 2896 亿美金，按照下游应用领域划分数据 中心/PC/手机/汽车份额占比分别为 45%/26%/26%/3%。按照设计方式划分：1）MPU（微 处理器，Micro Processor Unit），代表产品包括：Intel 的至强/酷睿处理器、AMD 的锐龙/ 霄龙处理器、英伟达的 RTX 系列/A100/H100 显卡等。2）ASIC（供专门应用的集成电路芯 片设计，Application Specific Integrated Circuit），代表公司包括：专为 ASIC 和 SoC 提供 硅设计及量产服务的世芯（Alchip）、提供通讯、运算与消费电子领域 ASIC 设计的创意电 子（GUC）。3）ASSP（在特殊应用中使用而设计的集成电路，Application Specific Standard Parts），代表公司包括 2015 年通过富士通和松下公司的数字芯片业务分拆和整合成立的解 决方案 SoC 厂商 Socionext（日本唯一一家芯片设计公司）、Marvell 和 Broadcom。日本在 上世纪 PC/智能手机等消费产品兴起时由于缺乏芯片设计经验错失发展机会，导致在数字芯 片设计领域几乎没有市场份额。2015 年开始日本开始通过成立分拆整合及方式增强在数字 芯片设计方向能力，并逐步走向定制化芯片细分赛道（ASSP）。从全球下游分类来看，虽 然汽车领域仅占到 3%的份额，但日本在该领域保持较强的竞争力，代表企业为 Socionext， 在收入规模和毛利率角度虽然与全球大厂博通仍有一定差距，但与中国台湾和中国大陆同 产业链公司相比仍具备一定优势。

案例分析

东京电子：世界领先的半导体生产设备制造商

东京电子（TEL）成立于 1963 年，由久保德雄和小高敏夫设立，前身是东京电子研究所。 总部在日本东京，在宫城县、山梨县和熊本县等地设有生产基地，在日本、美国、欧洲、 台湾、韩国及中国大陆等地已拥有超过 30 个子公司及 70 个业务据点。为了进一步完善全 球化经营战略，TEL 于 2002 年 4 月在中国上海设立了分公司，成为最早进入中国市场的跨 国半导体制造设备供应商之一。根据公司 2023 财年年报，公司业务按产品分，主要分为半 导体制造设备（涂胶显影设备、热处理成膜设备、干法刻蚀设备、化学气相沉积设备、物 理气相沉积设备、电化学沉积设备、清洗设备，封测设备等）以及平板显示设备（干法刻 蚀设备、涂胶显影设备）等。

2023 财年，公司实现收入 22090 亿日元（152.16 亿美金），净利润 4715.8 亿日元（32.48 亿美金）。在全球半导体设备行业中，收入规模次于应用材料公司（AMAT）、ASML、LAM 排名第四，净利润规模排名第四。

刻蚀设备：刻蚀设备是公司营收占比最高的业务，2023 财年，该设备占比为 34%。随着芯 片微缩技术的发展，半导体器件结构不断发生变化，包括 EUV 光刻在内的新技术不断涌现。 因此，在蚀刻系统中需要新的能力，如高各向异性蚀刻和不同薄膜之间的高选择性。2022 年，公司干法蚀刻系统的全球市占率为 25%，排名第二，由于其独特的技术和卓越的竞争 性能，公司在先进设备的关键蚀刻工艺方面表现出色。 涂胶显影设备：应用广泛，用于 LED 芯片制造、化合物半导体制造以及功率器件；也用于 先进集成电路的前道晶圆加工以及后道先进封装工艺。公司生产的最新设备，可以支持 EUV 和其他先进光刻工艺，具有出色的可靠性和生产力。2022 年全球市场规模 27 亿美金，公 司全球市占率 89%，排名第一，主要竞争对手包括 Semes，SCREEN。 沉积设备：TEL 提供各种类型的沉积系统，包括氧化/退火(热沉积)，CVD(化学气相沉积)， ASFD(高级顺序流沉积)，ALD(原子层沉积)和 PVD(溅射)。2022 年，公司沉积系统全球市 占率 34%，其中 ALD/CVD/氧化扩散设备市占率分别为 19%/43%/49%。2023 财年，相关 业务占公司营业收入的 21%，占比较为稳定。 清洗设备：该设备的主要作用是清除电路中的异物。公司专注于制造最新半导体器件的关 键工艺和技术的差异化，正在开发具有卓越工艺性能和生产力的晶圆清洁技术。2022 年， 公司全球市占率 29%，排名第二。2023 财年，该设备的营收占比为 12%。

DISCO：全球半导体划片机及研磨机龙头

DISCO 总部位于东京，在日本拥有三个设备生产基地，截止 2023 年 9 月末，全球员工人 数超 4700 人。DISCO 成立于 1937 年，当时名称“Dai-Ichi Seitosho Company”，主要从 事切割刀片和研磨砂轮业务，1978 年研发出世界首台全自动切片机 DFD-2H/S，1988 年改 名为“DISCO Cooperation”，1999 年在东京证券交易所上市。 DISCO 多年来专注于切、磨、抛领域，形成了半导体切、磨、抛装备材料完善的产品布局， 主要包括：1）半导体设备：切割机（划片机）、研磨机等；2）半导体耗材：划片刀、研磨 /抛光砂轮等。凭借产品在精度、性能和稳定性上的优势，DISCO 已成为全球半导体设备材 料巨头。根据 SEMI，2021 年 Disco 在全球半导体切割机及研磨机市场的份额分别为 73%/82%，占据领导地位。2022 财年实现营收 JPY284.1bn，同比增长 12.0%。

2023 财年来自精密加工设备、精密加工工具的收入分别占比 64%、22%。精密加工设备中， 切割机、研磨/抛光机分别占公司整体收入 31%和 29%。切割机中刀片切割机占比 55%， 激光切割机收入占比 45%；研磨/抛光机中 DGP 系列通过实现研磨、抛光一体化生产效率 更高，占比 48%。

DISCO 股价自今年年初以内快速上行，我们看到公司股价主要由三方面因素驱动：1）半 导体周期见底，下游封测企业产能利用率见底逐季回升，设备采购有望在 2024 年迎来增长； 2）生成式 AI 浪潮下，以台积电为主的厂商积极扩建 2.5/3D 先进封装产能以应对旺盛的 AI 芯片需求，海力士、三星等积极扩建 HBM 产能，DISCO 作为全球划片及研磨设备的龙头， 较为受益；3）汽车电动化、光伏储能等清洁能源发展趋势下，全球 SiC 需求旺盛，公司较 为受益。

Advantest：全球测试机龙头

爱德万成立于 1954 年，总部位于东京，成立后公司发展迅速，多次推出日本乃至世界首款 半导体测试设备。1968 年，爱德万在埼玉县制造厂竣工，并开设开发 IC 测试仪业务。1983 年，公司在东京证券交易所二部上市。2001 年，公司在纽交所上市。2003 年，公司推出 T2000和 T7721测试设备，分别提供开封市 SoC测试系统和汽车领域的混合信号测试系统。 2015 年，推出针对 DDIC 的测试设备 T6391。2021 年，收购美国 Altanova 公司，同年宣 布推出 T5835 设备支持 DRAM 和 NAND 测试。公司全球拥有超过 7000 名员工。 目前公司主要产品可以分为三部分，覆盖了半导体行业主流测试的设备需求：1）半导体及 元件测试，包括 V93000 和 T2000 等 SoC 测试系统和 T5835 等存储测试系统；2）机电一 体化系统，包括 M4872 等测试处理器、Change Kit 等设备接口和 E3650 纳米技术；3）服 务、支持及其他：包括各类支持服务的提供和 MTP3000HVM 和 ATS503s 等系统及测试产 品。公司目前为全球半导体测试设备龙头企业。

SoC 业务贡献公司主要营收。根据公司 2QFY23（2023 年 6-9 月）业绩数据，公司主要营 收来自于 SoC 测试机，SoC 测试机营收占比高达 54%，其次是服务及其他（19%）、存储 器测试机（16%）和机电一体化系统（11%）。

公司在 SoC 和存储测试设备领域常年市占率维持在 50%左右。根据 SEMI，截至 2022 年， 爱德万在全球SoC和存储芯片测试设备市场中的市场份额分别为56.06%、46.58%，从2011 年到 2022 年市占率总体维持在 50%左右。公司在 SoC 测试设备领域市占率有所提高，从 2011 年到 2022 年提高了 18.25pp，主要原因系公司于 2011 年收购了惠瑞捷并结合自身技 术积累在原平台的基础上推出了 V93000 Smart Scale 测试台，进一步拓展了低端市场份额； 公司在存储芯片测试设备领域市占率总体保持稳定。

爱德万股价自今年年初以内快速上行，我们看到公司股价主要由三方面因素驱动：1）半导 体周期见底，下游封测企业产能利用率见底逐季回升，设备采购有望在 2024 年迎来增长； 2）生成式 AI 浪潮下，以台积电为主的厂商积极扩建 2.5/3D 先进封装及测试产能以应对旺 盛的 AI 芯片需求，爱德万作为全球 SoC 测试机的龙头，较为受益；3）海力士、三星等积 极扩建 HBM、DDR5 的产能，爱德万作为全球存储测试机龙头，较为受益。

Screen:全球清洗设备龙头

迪恩士（SCREEN）成立于 1943 年，其根源可追溯到 1868 年，前身是大日本 SCREEN 制造株式会社，公司总部在日本东京。成立之初的迪恩士目的是建立他们原始的玻璃幕布 业务，直到 1974 年开始扩展到电子领域。截至 2023 年 3 月末，公司员工 5987 人，2023 财年，公司实现收入 4608.3 亿日元（31.66 亿美金），净利润 574.9 亿日元（3.95 亿美金）。 公司是全球第六大的半导体设备厂商，主要产品包括清洗机、蚀刻、显影/涂布等。其中， 清洗设备在过去多年来一直稳居半导体行业龙头的位置。

公司主营 SPE 设备，同时致力于媒体与精密技术。公司主营 SPE，LCD 相关业务过去约 占 SPE 销售额的 50%，但由于市场萎缩，最近销售额和利润都有所下降。媒体和精密技术 部门包括印刷和出版设备（公司的原始业务）以及印刷电路板（PCBs）的测试设备，这些 业务都不是特别有利可图。然而，公司坚定地致力于其媒体和精密技术业务，并希望无论 如何都能让它们继续下去。 20 世纪 90 年代，公司是行业头部清洁系统生产商。公司生产批量和单晶圆清洗系统，同 时公司热处理系统，闪光灯退火系统的销售额超过 10 亿日元。在艰难的商业环境下，公司 仍然继续开发 300mm 系统，并且由于并购行动，批量和单晶圆清洗系统的竞争对手退出市 场，这使该公司大大增加了其市场份额，目前公司是行业头部清洁系统生产商。 公司无法打破东京电子的主导地位，在涂布机/开发商市场的份额长期低于 10%。东京电子 的涂布/开发部门通常被认为是该公司最强大的部门，该部门采取的措施扼杀了公司提高市 场份额的努力，导致公司市场份额一直低于 10%。

单晶圆清洗系统低利润率的回升。批量清洗系统是公司最盈利的产品线，其次是单晶圆清 洗系统。尽管单晶圆清洗系统的市场份额很高，但是设计问题导致其利润率很低，SU-3200 的发布有助于确保适当的收益水平。此外，由于规模经济不足和公司为了和竞争对手抢占 份额采取激进的定价，我们估计涂布商/开发商只能获得微薄的收入。

Lasertec：全球唯一一家 EUV 光刻制造测试设备公司

Lasertec 成立于 1960 年，总部在日本横滨。2023 财年，公司实现收入 1528.5 亿日元（10.51 亿美金），净利润 461.6 亿日元（3.18 亿美金）。公司成立之初主要生产 X-射线电视系统， 后经过 60 多年的发展，目前其已经成长为从事检测和量测设备领域的领先开发商，主要提 供半导体（晶圆/光罩）与 LCD 检测机台产品，太阳能电池相关设备与印刷电路板安装检测 设备等，六十多年专注于检测领域。Lasertec 的高速成长则得益于 2017 年，其开发并推出 世界首台空白 EUV 掩模版缺陷检测和复检系统 ABICS E120，后续并于 2019 年推出世界 首台 EUV 掩模缺陷检测系统 ACTISA150，进一步奠定了其在 EUV 掩模版缺陷检测领域的 龙头地位。

公司的支柱产品为半导体检测系统，2023 年 Q2 占总收入 85.28%，对整体业绩起到关键 作用。半导体检测系统收入中，掩膜检测设备占比 82.65%，收入同比上涨 60.9%，掩膜空 白检测设备占比 10.80%，收入同比上涨 73.8%，晶圆检测设备占比 6.55%，收入同比上涨 50.4%。 2021-2023 年 Lasertec 公司掩膜检测设备收入在半导体设备收入中占比为 66%，83%和 82.65%，呈现稳步上升趋势；空白掩膜检测设备收入占比为 25%，10%和 10.8%，占比虽 然有所下降，但相对稳定；晶圆检测设备收入占比为 9%，7%和 6.55%，呈现轻微下降的 趋势，但整体占比相对较小。

在光学检测领域，在 1976 年，Lasertec 就成功研发了全球首台自动 LSI 光罩检测系统，这 一系统为 Lasertec 之后的快速发展之路奠定了基础。2017 年，Lasertec 针对最先进制程发 布了他们经过6年研发的EUV空白光罩检测系统ABICS E120，这和KLA推出其FlashScan 空白光罩检测产品线的时间线相当。

索尼：子公司索尼半导体是全球 CIS 龙头

索尼集团成立于 1946 年，是日本的一家全球知名的大型综合性跨国企业集团，也是世界上 民用及专业视听产品、游戏产品、通信产品核心部件和信息技术等领域的先导之一。集团 预计 FY2023 全年营收 12.4 万亿日元；营业利润为 1.17 万亿日元；调整后 EBITDA 预计 为 1.785 万亿日元。 索尼半导体解决方案（Sony Semiconductor Solution）是索尼的全资子公司，2023 财年预 计收入 1.40 万亿日元，集团收入预计占比 12.15%，利润预计占比 17.56%。公司营业收入 规模在全球半导体公司中按收入规模排名 18。 公司目前在日本国内，长崎、熊本、山行、大分四个地方均有索尼 CIS 晶圆厂，其中包括 4 个 12 寸厂，1 个 8 寸厂。2023 年索尼宣布投资台积电熊本厂，与台积电合资在日本熊本 市新设立一家晶圆代工厂，预估投资约 70 亿美元。台积电占有大部分股份，索尼半导体解 决方案公司投资约 5 亿美元，获得不超过合资公司 20%的股份。建成之后采用 12/16、22/28 纳米制程工艺为相关的客户代工晶圆，月产能将达到 5.5 万片 12 英寸晶圆。 此外，索尼在鹿儿岛、宫城县、爱知县也有相关工厂，用以生产制造模拟 LSI、半导体激光 器、有机 EL 等。

游戏产业：Sony 旗下的游戏公司索尼互动娱乐一直以来都拥有强大的实力，其推出的 PlayStation 游戏机系列成为全球最受欢迎的游戏机之一。此外，索尼互动娱乐还投资、发 行了大量的优秀游戏作品，是游戏产业中备受瞩目的公司之一。公司预计 G&NS（游戏及 网络服务）板块 FY23 营收 4.36 万亿日元，占比 35.16%，PS5 销量 2500 万台目标，还计 划推出 PS Portal，用户可以通过它与 PS5 享受远程游戏，预计会增强销售势头。 娱乐产业：Sony 旗下拥有众多知名品牌和公司，例如索尼影视娱乐、索尼音乐等，这些公 司和品牌都在各自的领域里占据着重要的地位。公司音乐业务预计全年营收 15600 亿日元， 占公司总营收的 12.58%，影像业务预计全年营收 1.460 万亿日元，占公司总营收的 11.77%； 娱乐、技术和服务板块预计全年营收为 2.4 万亿日元，占公司总营收的 19.35%，电视机方 面由于需求不振和价格竞争加剧，正积极调整销售计划。数码相机市场相对强劲。

电子领域：Sony 在半导体、显示技术等领域拥有非常强的技术实力，也拥有众多专利技术， 例如液晶显示、半导体等。其中最具代表性的就是其独立研发的 CMOS 图像传感器技术。 公司可以为手机、相机等设备提供高质量的图像拍摄能力，是全球最大的图像传感器供应 商。公司影像和传感解决方案板块全年营收预计 1.59 万亿日元，占公司总营收的 12.82%， 其中超过 55%的智能手机 CIS 收入来自苹果。

公司前向一年 PE 在 13-19 倍之间波动。公司估值的变化主要由两方面因素驱动。1）随行 业周期及市场景气度影响；2）公司经营状况，包括公司业绩、库存、产品良率等。

瑞萨电子：全球 MCU 龙头

瑞萨电子前身为瑞萨科技，是日立与三菱电机于 2002 年合资成立的半导体公司，2010 年 与日本电气旗下半导体子公司 NEC 合并后更名为瑞萨电子（Renesas Electronics Corporation）。瑞萨电子是一家集 MCU、LCD 驱动器集成电路、射频集成电路（RF）、大 功率放大器、混合信号集成电路、系统及芯片（SoC）、系统级封装（SiP）等产品的著名 制造商和行业领先者，在多个领域拥有领先的市场份额，为移动、汽车及个人电脑提供领 先半导体集成电路解决方案。公司是全球 MCU 厂商龙头，据 Yole 预测，2022 年公司 MCU 全球市场份额达 17%，为全球最大汽车 MCU 供应商。

公司产品品类齐全，微电子处理器为其主要收入来源。截至 2023 年，公司主营业务产品包 括：1）微处理器，主要包括 MCU、MPU 等芯片产品。2）功率半导体产品，主要包括汽 车 IGBT、车用功率 MOSFET 等。3）模拟半导体产品，主要包括模拟开关和多路复用器 (MUX) 、精密 A/D 和 D/A 转换器等。4）SoC，主要为车上计算 SoC。此外，公司还供 应 RF 合成器、混频器等射频产品与无线连接、传感器等产品，是一家能够提供完整解决方 案的公司。 从瑞萨电子的产品线来看，最核心的是 MCU、MPU 和 SoC 的产品,全面覆盖主流的内核架 构，为全球 MCU 龙头。公司此类产品基于自研内核架构，包括低功耗的 8 位/16 位 RL78 和高性能的 32 位 RX 系列。近年来不仅加入了基于 Armv8 的内核架构 RA 系列，还推出了 基于 RISC-V 内核的 ASSP 系列。公司网站显示，FY23 瑞萨电子在全球 MCU 市场的份额 达到 18%，较 FY22 市占率提升 1pp，位居全球第一。

按下游市场划分，在电车领域，公司跟随汽车电子化潮流，深耕电车市场，为全世界最大 汽车 MCU 供应商。未来随着智能化的进一步升级，单车 MCU 用量或将持续提升。公司财 报显示，2022 年在汽车 MCU 市场，瑞萨电子市场份额达 30%，位居全球第一。

就 FY23 而言，公司股价主要受两方面影响。宏观环境上，公司下游汽车存储赛道迎来高速 增长，下游车载信息娱乐系统 （IVI）、高级驾驶辅助系统（ADAS）、车载信息系统、数位 仪表板等领域需求增长推动上游公司市值增长；经营情况上，公司库存调整情况良好。公 司 4Q22 库存水位见顶，随着经济预期复苏，公司库存管理不断优化，推动经营状况回归 健康水位。

罗姆：日本 SiC 领军供应商

罗姆半导体是全球最知名的半导体厂商之一，创立于 1958 年，总部位于日本京都市。经过 半个世纪的发展，罗姆已经成为了一家领先的半导体和电子元器件制造商。公司业务包括 于 IC、半导体功率元件、通用元件和模块业务等，其中，公司在功率电子和模拟两大技术 领域处于行业领先地位。根据 Yole 估计，2023 年公司在功率半导体行业排名全球第六。 罗姆是 SiC 衬底的主要供应商之一。2009 年，罗姆通过把全球排名前列的 SiC 衬底供应商 SiCrystal 纳入集团旗下，完成了 IDM 垂直统合型的生产体制，也使得其成为 SiC 衬底的头 部供应商。据 Yole 测算，2020 年罗姆在全球 SiC 衬底市场占比 20%，仅次于 CREE（现 Wolfspeed），为全球第二大 SiC 衬底供应商。

截至 2023 年，公司产品包括：1）集成电路（IC）类，主要包括隔离式栅极驱动器、LED 驱动器、电源管理 IC 等；2）分立器件类，主要包括功率器件（SiC、Si power MOSFET 与 IGBT）、小信号、LED 等；3）模组类，主要包括热敏打印头、传感模组等。其中，公司 为 SiC 功率器件龙头，根据 Yole 研究，公司 2023 年 SiC 功率器件销售额为 1.49 亿美元， 占全球 SiC 功率器件市场 6.9%，为全世界第五。按下游划分，公司下游市场主要分为汽车、 工业、消费、通讯与储存五大板块。其中，公司汽车板块占比随新能源汽车需求增大逐年 提升，FY2022 占比为 41.9%。

公司为碳化硅龙头，市值主要受三方面影响。1）市场环境因素，包括下游市场供需变化、 宏观市场环境等；2）公司研发进度，包括公司 SiC 新产品研发情况与公司收购情况等；3） 公司经营状况，包括公司销售情况、工厂研发进度等。

信越化学：全球最大半导体硅片公司

信越化学（Shin-Etsu Chemical)成立于 1926 年，前身为“信越氮肥株式会社”，公司总部 在日本东京，在美国、新加坡、韩国、中国等多个国家设有分公司。是世界最大的半导体 硅片制造企业、世界最大聚氯乙烯（PVC）制造企业。 公司在 PVC、半导体硅片等多个领域拥有全球领先的市场份额。根据公司 2023 财年年报， 公司在 PVC、半导体硅片、合成石英、合成信息素等关键材料领域拥有全球第一的市场份 额。同时公司在光刻胶、纤维素衍生物、先进光掩模基板方面的市场份额位列世界第二。 在有机硅方面，公司为日本第一、世界第四大供应商。根据 IHS Markit 和 Siltronic 数据， 公司在半导体硅片制造市场的份额常年维持在 30%左右，稳定在第一的位置。

基础设施材料：2023 财年营收占比为 41%，产品包括 PVC、烧碱以及聚乙烯醇（POVAL） 等，最主要的产品是 PVC。PVC 的主要应用领域是管道和建筑材料。相比其他塑料产品， PVC 制品使用寿命更长（PVC 管材的使用寿命为 30-50 年）；相比钢材，PVC 建筑材料重 量更轻，能够减少运输过程中所需的燃料。美国子公司 Shintech 是全球最大的 PVC 生产 商。根据公司 2023 财年年报，公司在美国、欧洲和日本的三个基地的 PVC 年生产能力合 计为 444 万吨 电子材料：2023 财年营收占比为 36%，产品包括半导体硅片、光刻胶、光掩模基板、半导 体封装材料、稀土磁体（用于环保汽车和电器中使用的节能电机），以及高纯合成石英（用 作光纤和其他应用的原材料），最主要的产品是半导体硅片。公司凭借高精度单晶技术、高 端加工技术和高质量外延生长技术，占据全球最大半导体硅片供应份额。 功能材料：2023 财年营收占比为 18%。1953 年，信越化学是第一家将有机硅商业化的日 本公司，目前产品阵容包括 5000 多个品种。公司还提供各种具有卓越功能的材料，包括广 泛用于制药、食品和工业应用的纤维素衍生物，以及合成信息素、金属硅、液态氟弹性体、 薄膜和锂离子电池的阳极材料。 加工和专业服务：2023 财年营收占比为 5%。利用公司的先进技术满足客户在汽车、信息 设备、半导体、包装材料、建筑材料行业等广泛领域的不同需求，包括提供汽车转向系统、 硅橡胶玻璃和导管、晶圆盒、包装薄膜等。

公司 2023 年以来（截至 12 月 14 日）股价提升 65%，主要受估值提升拉动，前向 PE 已 从年初的 10.5x 提升到 12 月的 18.5x。2023 年受到半导体下行周期影响，公司电子材料分 部收入连续三个季度同比下跌，然而公司认为 300mm 硅片已经见底，客户 300mm 硅片库 存将在 2024 年 1-3 月达到峰值，预计库存调整将持续到明年下半年，届时晶圆出货量将增 加；200mm 晶圆则需到 2024 年才能见底，150mm 晶圆仍然处于底部。PVC 方面，公司 基础设施材料分部收入同样连续三个季度同比下跌，公司表示 2023 年以来北美 PVC 终端 需求较为平稳，没有通常的季节性，虽然没有出现春季高峰季节，但夏季也没有下降，秋 季也没有回升。2023 年以来 PVC 价格有所下降，但公司致力于维持价格。

SUMCO：全球第二大半导体硅片公司

SUMCO 成立于 1999 年，前身是硅晶圆联合制作所，由住友金属工业和三菱材料集团共同 投资成立。2002 年与三菱硅材料合并，2005 年更名为株式会社 SUMCO，并于东京证券 交易所上市。2006 年收购小松电子金属，并建立了目前的业务结构。SUMCO 总部在日本 东京，并通过中国大陆、印度尼西亚、韩国、新加坡、韩国、中国台湾、英国和美国的附 属公司销售和分销其产品。 SUMCO 多年来专注硅晶圆业务，目前产品类型主要包括抛光晶圆、退火晶圆、外延晶圆、 结隔离晶圆、SOI 晶圆、再生晶圆等，直径涵盖 100mm~300mm。公司凭借其完善的供应 链控制体系，为较好的良率以及具有竞争力的产品质量都打下了扎实基础，多年以来一直 稳居全球第二大硅片供应商的行业地位。

公司海外收入常年占比达 80%，中国台湾收入占比常居第一。分地区来看，FY3Q23 海外 贡献收入 805.3 亿日元，中国台湾、中国大陆、美国、韩国和欧洲及其他分别占公司整体 收入 36%、13%、11%、8%和 12%，主要客户包含台积电、三星等晶圆代工与 IDM 大厂。 全球第二大半导体硅片公司，公司市占率常年维持在 25%左右。根据 Omdia，公司 2021 年在全球半导体硅片领域市占率达 24%，位居全球第二。从历史市占率来看，公司在全球 半导体硅片领域市占率总体保持稳定。

2023 年以来公司股价表现平稳，主要系三个方面原因：1）宏观经济方面，地缘政治风险 造成了硅片市场低迷。2）需求方面，逻辑芯片和存储芯片需求疲软，FY3Q 23 公司 300mm 晶圆出货量环比下降；另外，消费和其他应用需求仍显疲软，公司 200mm 晶圆出货量今年 持续下降，就 FY3Q23 而言，公司 200mm 晶圆出货量接近 2016 年的最低水平。3）客户 库存方面，2023 年以来客户 300mm 晶圆积压库存持续上升，于 2023 年 8 月达到历史高 位。由于电动汽车和能源领域需求坚挺，考虑下游客户去库存，公司订单恢复需要额外的 时间，公司 CEO Mayuki Hashimoto 预计逻辑芯片对晶圆的需求将在 2024 年中期反弹，用 于存储芯片的晶圆将在 2024 年底左右反弹。

Resonac：包装材料和电子特气的领先制造商

Resonac 是全球领先的半导体材料制造商之一，前身是昭和电工株式会社，其成立于 1939 年。2020 年，昭和电工和昭和电工材料(原日立化成)整合成 Resonac，总部在日本东京。 公司的主要业务为半导体及电子材料、汽车相关、创新材料和化学品，生产和销售用于晶 圆工艺到封装工艺的各种半导体材料，包括电子特气和溶剂、CMP 浆料、覆铜箔层压板、 光敏薄膜和环氧成型化合物。2022 年，公司实现收入 13930 亿日元（95.73 亿美金），净 利润 307.9 亿日元（2.16 亿美金）。2023 年 11 月 22 日，日本化工企业 Resonac 控股宣布， 计划在美国加利福尼亚州硅谷设立半导体封装技术和半导体材料研发中心，计划在无尘室 和设备准备就绪后于 2025 年开始运营。

半导体及电子材料：按产品主要分为前端半导体材料(电子化学品(电子特气)，CMP 浆料)， 后端半导体材料(环氧成型化合物，模具粘合材料，覆铜箔层压板，光敏干膜，光敏阻焊剂)， 器件解决方案(硬盘介质，用于功率器件的 SiC 外延片，化合物半导体(LED 芯片))。公司半 导体材料销售额的 85%来自全球市场占有率前三名的产品，其中电子特气、CMP 浆料、覆 铜层压板和光敏薄膜全球市占率第一，环氧成型化合物全球市占率第二。2022 年，公司该 业务营收同比增长 1%至 4271.71 亿日元，占公司总营收的 30.7%。

汽车相关：主要包括汽车制品(塑料模塑制品、摩擦材料、粉末金属制品)、锂离子电池材料 (铝层压膜 SPALF、负极添加剂、碳阳极材料)。2022 年，公司该业务营收同比增长 3.9% 至 1806.26 亿日元，占公司总营收的 13%。 创新材料：主要包括功能化学品(聚合物乳液和不饱和聚酯树脂)、功能树脂、涂层材料、陶 瓷(氧化铝、磨料和精细陶瓷)、铝特种部件(激光打印机用圆柱体、挤压件、锻造产品和热 交换器)。2022年，公司该业务营收同比下降1.6%至1410.81亿日元，占公司总营收的10.1% 化学品：主要包括石化产品(烯烃(乙烯和丙烯)，有机化学品(醋酸乙烯单体，乙酸乙酯和烯 丙醇)，化学品(工业气体(液化二氧化碳，干冰，氧气，氮气和氢气)，基本化学品(液化氨， 丙烯腈和氯丁橡胶))，石墨电极。2022 年，公司该业务营收同比增长 22.5%至 5278.25 亿 日元，占公司总营收的 37.9%。 营业收入方面，FY2022 公司营业收入同比下降 1.87%至 13930 亿日元，其中化学品占比 最高，为 37.9%，半导体及电子材料占比 30.7%，汽车相关和创新品分别占比 13%/10.1%。 净利润方面，FY2023 公司归母净利润下降 24.34%至 307.9 亿元。利润率方面，Resonac 毛利率由 FY2021 的 23.81%下降至 FY2022 的 17.54%,主要原因系原材料价格上涨。

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精选报告来源：【未来智库】。「链接」

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