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半导体行业研究之 | 深度报告:基石产业,长效风口

科技投2019-07-02 19:11:51

半导体是常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,因其可受控制的导电性成为电 路中极为重要的材料。


集成电路(IC、Integrated Circuit)是采用一定的工艺,将包含常用 电子元件及布线的电路制作在半导体晶片或介质基片上,成为具有所需电路功能的微型结构。 集成电路的载体称为芯片,由于含义相近,“芯片”与“集成电路”、“IC”在表达中常混用。



集成电路制造技术代表着当今世界微细制造的最高水平


台积电为代表的世界一流厂商 已在集成电路工艺上走到 7nm 水平,意味着单个晶体管器件栅极宽度仅为 7nm。


ASML 单 台先进 EUV 光刻机价格超 1 亿美元,中低端光刻机亦需约 1 亿元人民币,建设一条 12 吋集 成电路生产线则需投资约 400~1000 亿元人民币。


集成电路制造集人类超精细加工技术之大 成,因此集成电路产业是一个国家高端制造能力的综合体现,是全球高科技国力竞争的战略 必争制高点。



芯片强则产业强,芯片兴则经济兴,没有芯片就没有安全。


在信息时代,集成电路是核 心基石,电脑、手机、家电、汽车、高铁、电网、医疗仪器、机器人、工业控制等各种电子产品和系统都离不开集成电路,集成电路已成为现代工业的“粮食”。


由于存在的普遍性, 集成电路已涉及到国家信息安全问题。发展“中国芯”、硬件“去 IQT(Intel、Qualcomm、TI)”大势所趋,发展集成电路产业已经被提升为国家安全战略布局。



产业趋势:产业转移,分工细化


集成电路产业有两大显著趋势,空间上,产业经历了美国——日本——韩台——大陆 的转移过程。半导体集成电路产业于 1950s 起源于美国,全球性的产业转移主要经历了两 次:


1) 1970s,家电市场兴起,日本集成电路产业迅速赶超,其家电产业与集成电路产业 良性互动,并孵化了索尼、东芝等厂商;


2) 1990s,PC 兴起,存储技术换代以及日本金融 危机影响,产业开始转向韩国,孕育出三星、海力士等厂商;而晶圆代工环节则转向中国台 湾,台积电、联电等厂商崛起。



进入 2010s,智能手机、移动互联网爆发,随之带动物联网、 大数据、云计算、人工智能等产业快速成长。


人口红利促使中国大陆成为世界最大的集成电 路消费区域,需求转移或将带动制造转移,全新的一轮产业转移已然开启,制造强国或将指 日可待。

产业模式上,集成电路产业经历了从 IDM 模式向垂直分工模式的转化。全球集成电路 产业有两种商业模式,一种为 IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件制造)模式, 即设计、制造、封装测试一体,另一种是垂直分工模式,即设计、制造、封装测试分别由不 同公司承担。


集成电路产业初期,IDM 模式是唯一一种商业模式,1987 年台湾积体电路公 司成立后,开启了晶圆代工(Foundry)模式,拉开了垂直代工的序幕。


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集成电路制造因具 有规模经济性,适合大规模生产;另一方面,集成电路产业为重资产重技术的行业,产线建 设成本极高,沉没成本高,相关技术门槛也较高。


Foundry 的出现使得 IC 设计门槛大大降 低,无产线的设计公司(Fabless)纷纷成立,促进了垂直分工模式的繁荣。


出于规模经济、 建设维护成本、拓展经济效益等方面的考量,以英特尔、三星为首的传统 IDM 厂商纷纷加 入晶圆代工行列,垂直分工模式逐渐成为主流。

市场空间:3400 亿市场空间,有望进入新一轮景气周期


集成电路市场空间达 3400 亿美元,大概率进入新需求景气周期。从历史数据来看,全 球半导体市场大概 4~6 年为一个周期。


从 2016Q4 开始,全球半导体市场规模数据出现显著 回暖,2017H1 全行业市场规模为 1878 亿美元,同比增长 19.3%。


据 IC Insights 最新统计 预测,受惠于集成电路板块 DRAM 和 Flash 市场需求强劲,2017 年全球半导体销售额有望较 2016 年增长 22%,达到 4135 亿美元。集成电路产品在全球半导体市场中占比 81.64%, 由此计算,集成电路板块市场空间达到近 3400 亿美元。

上游设备交易额创历史新高。根据 SEMI 报告,2017 年第二季度全球半导体设备交易 额达到 141 亿美元,同比增长 35%,环比增长 8%,创历史新高,这预示着下游制造、封测 厂商对全球半导体市场高景气度认同,以及基于该判断下的积极扩产意愿。

按使用终端分类,智能手机为最大应用。2016 年全球半导体下游终端需求主要以通信 类(含智能手机)(31.5%)、PC/平板(29.5%)、工业/国防(13.9%)、消费电子(13.5%)、 汽车电子(11.6%)为主,其中 PC/平板持续小幅下滑,消费电子较为平稳,主要增长动力 在于智能手机、工业、汽车电子等领域。

按集成电路器件分类,最大细分市场为存储器和逻辑电路。


从晶圆用量上来看,DRAM、NANDFlash 等存储器件晶圆需求占比最高,达 35%,12 吋及 8 吋逻辑芯片占比其次,达31%。


存储器则成为行业主要增长驱动力。根据调研机构 IC Insights 预估,2017 年全球半 导体产业收入预计同比增长 22%,其中 DRAM 预计同比增长55%,NAND Flash 预计同比 增长 35%。


同时 IC Insights 分析认为,存储也将是未来数年平均市场增速最高的板块,预 计 2016-2021 的 CAGR 将达到 7.3%。

景气起点:需求驱动全球半导体行业迎来新一轮周期


全球半导体产业增速创六年新高,新景气周期有望启航。根据全球半导体贸易统计组织 统计数据,2017H1 全球半导体销售额达 1905 亿美元,同比+21%,增速再创近六年来新高。


据 IC Insights 最新统计预测,受惠于 DRAM 和 Flash 市场需求强劲,2017 年全球半导体销售额有望较 2016 年增长 22%,达到 4135 亿美元。


存储芯片需求暴增、12 英寸逻辑芯片需 求维持、8 英寸芯片需求复苏是本轮景气周期开启的主要逻辑。



长效风口:黄金时代起点,下个十年集成电路聚焦大陆


以史为鉴:成功路径再复制,“市场+持续投入”驱动产业转移


历史经验来看,韩国政府助力三星反周期投资,成就液晶面板全球霸主。1990 年代, 三星的液晶面板业务在韩国政府支持之下高负债运营,连续亏损时间长达 9 年。


三星先后从 韩国政府获得超过 60 亿美元政策贷款进行反周期投资,在 1995~1996 年面板行业第二次 衰退周期中建成第一条 3 代线,1997 年亚洲金融危机爆发后,三星继续投建 3.5 代线,一 举成为行业翘楚。



三星DRAM业务依托政府背书稳居龙头地位:1980年代DRAM 市场景气不佳,到1986年底,三星半导体累计亏损达 3 亿美元,尽管美日多家公司缩减产能或退出市场,三星仍依 靠政府的扶持进行逆周期投资。


2000-2010 年间,三星电子从韩国政府获得的税收减免共计约 87 亿美元。


2014 年,三星电子在 DRAM 全球市场获得了 39.6%的市场份额,2016 年, 三星电子在全球移动 DRAM 市场份额达 64.5%,龙头地位无可撼动。

从三星的经验来看,集成电路产业需时以十年计,数以每年千亿计的高投入,而大陆刚 刚站在投入起点。


(1) 集成电路产业需要时间跨度上长达十年的长期持续投入。三星半导体 业务从上世纪 80、90 年代起持续由政府扶持进行投资,近十年来,三星半导体资本支出稳 定处于高位。


(2) 集成电路产业需要资金量的极大投入。横向对比三星、英特尔、台积电, 三星资本支出近五年均为最高,均超 100 亿美元,资金量巨大,因而能够保持产业巨头优势。 



中国大陆大基金于 2014 年成立,目前仅仅成立三年时间,投资资金约千亿人民币,从韩国 成功经验来看,欲培育出一批国际先进企业,仍然需以十年,以每年千亿计的持续投入。


黄金起点:大陆芯片产业正站在承接转移黄金十年的起点


目标远大,10 年成长周期。近年来集成电路扶持政策密集颁布,融资、税收、补贴等 政策环境不断优化。


尤其是 2014 年 6 月出台的《国家集成电路产业发展推进纲要》,定调“设 计为龙头、制造为基础、装备和材料为支撑”,以 2015、2020、2030 为成长周期全力推进 我国集成电路产业的发展:目标到 2015 年,集成电路产业销售收入超过 3500 亿元;


到 2020年,集成电路产业销售收入年均增速超过 20%;到 2030 年,集成电路产业链主要环节达到 国际先进水平,一批企业进入国际第一梯队,实现跨越发展。


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“产业+资本”成为产业发展重要手段,集成电路产业基金累计支持资金超过 5000 亿 元。2014 年 10 月,中国成立国家集成电路产业投资基金(简称“大基金”),“大基金”首 批规模达到 1200 亿元,加之超过 6000 亿元的地方基金以及私募股权投资基金,中国有望 以千亿元基金撬动万亿元资金投入集成电路行业。


据我们统计,国家集成电路产业基金,再 加上各地方的配套产业基金,整体规模将超过 5000 亿元,主要投资于设计、制造、封装测 试、设备&材料等主要环节。


截至 2016 年底,国家集成电路大基金共决策投资 43 个项目, 累计项目承诺投资额 818 亿元,实际出资超过 560 亿元。已实施项目覆盖了集成电路设计、 制造、封装测试、装备、材料、生态建设等各环节。

黄金十年:打造各细分领域中国芯龙头


(1) 设计:加速成长,实现赶超。我国优 质 Fabless 厂商,如华为海思、紫光展锐等加速崛起,2016 营收分别约 39.78 亿美 元、19.12 亿美元,在全球 Fabless 厂商中分列第 7 和第 10,在移动处理芯片、基 带芯片领域跻身世界一线厂商。


(2) 制造:持续投入,缩小差距。Fabless 产业崛 起为大陆代工厂提供广阔市场空间。中芯国际在规模、盈利能力、技术等方面持续 逼近台联电等海外二线厂商。


目前 28nm 已量产,但较台积电主流 10nm 技术差距 五年以上,仍需持续投入每年约百亿美元,时间十年,缩小差距。


此外,在存储方 面,大陆近期布局存储项目包括定位 NAND 和 DRAM 的长江存储以及专攻 DRAM的合肥长鑫、福建晋华。其背后分别由紫光集团、兆易创新、台联电提供技术支撑, 预计 2018-2019 年试产。



(3) 封装:合纵连横,先进封装工艺已有突破。长电科技、 华天科技和通富微电均已突破先进封装技术能力,三家合计收入体量 280 亿元,逼 近日月光 330 亿元水平,随着制造产业向大陆转移,封测业有望实现赶超。


(4) 设备及材料:配合制造,逐步完善。半导体设备业需配合大陆 IC 制造业成长,受认 可周期比制造业更长,大陆新建晶圆制造产线国产设备率已由 5%上至 7%-10%; 国产大硅片项目则将实现零的突破,预计 2018 年量产,具有重要战略意义。



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