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半導體行業研究之 | 深度報告:基石產業,長效風口

科技投2019-07-02 19:11:51

半導體是常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料,因其可受控制的導電性成為電 路中極為重要的材料。


集成電路(IC、Integrated Circuit)是采用一定的工藝,將包含常用 電子元件及布線的電路制作在半導體晶片或介質基片上,成為具有所需電路功能的微型結構。 集成電路的載體稱為芯片,由于含義相近,“芯片”與“集成電路”、“IC”在表達中常混用。



集成電路制造技術代表著當今世界微細制造的最高水平


臺積電為代表的世界一流廠商 已在集成電路工藝上走到 7nm 水平,意味著單個晶體管器件柵極寬度僅為 7nm。


ASML 單 臺先進 EUV 光刻機價格超 1 億美元,中低端光刻機亦需約 1 億元人民幣,建設一條 12 吋集 成電路生產線則需投資約 400~1000 億元人民幣。


集成電路制造集人類超精細加工技術之大 成,因此集成電路產業是一個國家高端制造能力的綜合體現,是全球高科技國力競爭的戰略 必爭制高點。



芯片強則產業強,芯片興則經濟興,沒有芯片就沒有安全。


在信息時代,集成電路是核 心基石,電腦、手機、家電、汽車、高鐵、電網、醫療儀器、機器人、工業控制等各種電子產品和系統都離不開集成電路,集成電路已成為現代工業的“糧食”。


由于存在的普遍性, 集成電路已涉及到國家信息安全問題。發展“中國芯”、硬件“去 IQT(Intel、Qualcomm、TI)”大勢所趨,發展集成電路產業已經被提升為國家安全戰略布局。



產業趨勢:產業轉移,分工細化


集成電路產業有兩大顯著趨勢,空間上,產業經歷了美國——日本——韓臺——大陸 的轉移過程。半導體集成電路產業于 1950s 起源于美國,全球性的產業轉移主要經歷了兩 次:


1) 1970s,家電市場興起,日本集成電路產業迅速趕超,其家電產業與集成電路產業 良性互動,并孵化了索尼、東芝等廠商;


2) 1990s,PC 興起,存儲技術換代以及日本金融 危機影響,產業開始轉向韓國,孕育出三星、海力士等廠商;而晶圓代工環節則轉向中國臺 灣,臺積電、聯電等廠商崛起。



進入 2010s,智能手機、移動互聯網爆發,隨之帶動物聯網、 大數據、云計算、人工智能等產業快速成長。


人口紅利促使中國大陸成為世界最大的集成電 路消費區域,需求轉移或將帶動制造轉移,全新的一輪產業轉移已然開啟,制造強國或將指 日可待。

產業模式上,集成電路產業經歷了從 IDM 模式向垂直分工模式的轉化。全球集成電路 產業有兩種商業模式,一種為 IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件制造)模式, 即設計、制造、封裝測試一體,另一種是垂直分工模式,即設計、制造、封裝測試分別由不 同公司承擔。


集成電路產業初期,IDM 模式是唯一一種商業模式,1987 年臺灣積體電路公 司成立后,開啟了晶圓代工(Foundry)模式,拉開了垂直代工的序幕。


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集成電路制造因具 有規模經濟性,適合大規模生產;另一方面,集成電路產業為重資產重技術的行業,產線建 設成本極高,沉沒成本高,相關技術門檻也較高。


Foundry 的出現使得 IC 設計門檻大大降 低,無產線的設計公司(Fabless)紛紛成立,促進了垂直分工模式的繁榮。


出于規模經濟、 建設維護成本、拓展經濟效益等方面的考量,以英特爾、三星為首的傳統 IDM 廠商紛紛加 入晶圓代工行列,垂直分工模式逐漸成為主流。

市場空間:3400 億市場空間,有望進入新一輪景氣周期


集成電路市場空間達 3400 億美元,大概率進入新需求景氣周期。從歷史數據來看,全 球半導體市場大概 4~6 年為一個周期。


從 2016Q4 開始,全球半導體市場規模數據出現顯著 回暖,2017H1 全行業市場規模為 1878 億美元,同比增長 19.3%。


據 IC Insights 最新統計 預測,受惠于集成電路板塊 DRAM 和 Flash 市場需求強勁,2017 年全球半導體銷售額有望較 2016 年增長 22%,達到 4135 億美元。集成電路產品在全球半導體市場中占比 81.64%, 由此計算,集成電路板塊市場空間達到近 3400 億美元。

上游設備交易額創歷史新高。根據 SEMI 報告,2017 年第二季度全球半導體設備交易 額達到 141 億美元,同比增長 35%,環比增長 8%,創歷史新高,這預示著下游制造、封測 廠商對全球半導體市場高景氣度認同,以及基于該判斷下的積極擴產意愿。

按使用終端分類,智能手機為最大應用。2016 年全球半導體下游終端需求主要以通信 類(含智能手機)(31.5%)、PC/平板(29.5%)、工業/國防(13.9%)、消費電子(13.5%)、 汽車電子(11.6%)為主,其中 PC/平板持續小幅下滑,消費電子較為平穩,主要增長動力 在于智能手機、工業、汽車電子等領域。

按集成電路器件分類,最大細分市場為存儲器和邏輯電路。


從晶圓用量上來看,DRAM、NANDFlash 等存儲器件晶圓需求占比最高,達 35%,12 吋及 8 吋邏輯芯片占比其次,達31%。


存儲器則成為行業主要增長驅動力。根據調研機構 IC Insights 預估,2017 年全球半 導體產業收入預計同比增長 22%,其中 DRAM 預計同比增長55%,NAND Flash 預計同比 增長 35%。


同時 IC Insights 分析認為,存儲也將是未來數年平均市場增速最高的板塊,預 計 2016-2021 的 CAGR 將達到 7.3%。

景氣起點:需求驅動全球半導體行業迎來新一輪周期


全球半導體產業增速創六年新高,新景氣周期有望啟航。根據全球半導體貿易統計組織 統計數據,2017H1 全球半導體銷售額達 1905 億美元,同比+21%,增速再創近六年來新高。


據 IC Insights 最新統計預測,受惠于 DRAM 和 Flash 市場需求強勁,2017 年全球半導體銷售額有望較 2016 年增長 22%,達到 4135 億美元。


存儲芯片需求暴增、12 英寸邏輯芯片需 求維持、8 英寸芯片需求復蘇是本輪景氣周期開啟的主要邏輯。



長效風口:黃金時代起點,下個十年集成電路聚焦大陸


以史為鑒:成功路徑再復制,“市場+持續投入”驅動產業轉移


歷史經驗來看,韓國政府助力三星反周期投資,成就液晶面板全球霸主。1990 年代, 三星的液晶面板業務在韓國政府支持之下高負債運營,連續虧損時間長達 9 年。


三星先后從 韓國政府獲得超過 60 億美元政策貸款進行反周期投資,在 1995~1996 年面板行業第二次 衰退周期中建成第一條 3 代線,1997 年亞洲金融危機爆發后,三星繼續投建 3.5 代線,一 舉成為行業翹楚。



三星DRAM業務依托政府背書穩居龍頭地位:1980年代DRAM 市場景氣不佳,到1986年底,三星半導體累計虧損達 3 億美元,盡管美日多家公司縮減產能或退出市場,三星仍依 靠政府的扶持進行逆周期投資。


2000-2010 年間,三星電子從韓國政府獲得的稅收減免共計約 87 億美元。


2014 年,三星電子在 DRAM 全球市場獲得了 39.6%的市場份額,2016 年, 三星電子在全球移動 DRAM 市場份額達 64.5%,龍頭地位無可撼動。

從三星的經驗來看,集成電路產業需時以十年計,數以每年千億計的高投入,而大陸剛 剛站在投入起點。


(1) 集成電路產業需要時間跨度上長達十年的長期持續投入。三星半導體 業務從上世紀 80、90 年代起持續由政府扶持進行投資,近十年來,三星半導體資本支出穩 定處于高位。


(2) 集成電路產業需要資金量的極大投入。橫向對比三星、英特爾、臺積電, 三星資本支出近五年均為最高,均超 100 億美元,資金量巨大,因而能夠保持產業巨頭優勢。?



中國大陸大基金于 2014 年成立,目前僅僅成立三年時間,投資資金約千億人民幣,從韓國 成功經驗來看,欲培育出一批國際先進企業,仍然需以十年,以每年千億計的持續投入。


黃金起點:大陸芯片產業正站在承接轉移黃金十年的起點


目標遠大,10 年成長周期。近年來集成電路扶持政策密集頒布,融資、稅收、補貼等 政策環境不斷優化。


尤其是 2014 年 6 月出臺的《國家集成電路產業發展推進綱要》,定調“設 計為龍頭、制造為基礎、裝備和材料為支撐”,以 2015、2020、2030 為成長周期全力推進 我國集成電路產業的發展:目標到 2015 年,集成電路產業銷售收入超過 3500 億元;


到 2020年,集成電路產業銷售收入年均增速超過 20%;到 2030 年,集成電路產業鏈主要環節達到 國際先進水平,一批企業進入國際第一梯隊,實現跨越發展。


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“產業+資本”成為產業發展重要手段,集成電路產業基金累計支持資金超過 5000 億 元。2014 年 10 月,中國成立國家集成電路產業投資基金(簡稱“大基金”),“大基金”首 批規模達到 1200 億元,加之超過 6000 億元的地方基金以及私募股權投資基金,中國有望 以千億元基金撬動萬億元資金投入集成電路行業。


據我們統計,國家集成電路產業基金,再 加上各地方的配套產業基金,整體規模將超過 5000 億元,主要投資于設計、制造、封裝測 試、設備&材料等主要環節。


截至 2016 年底,國家集成電路大基金共決策投資 43 個項目, 累計項目承諾投資額 818 億元,實際出資超過 560 億元。已實施項目覆蓋了集成電路設計、 制造、封裝測試、裝備、材料、生態建設等各環節。

黃金十年:打造各細分領域中國芯龍頭


(1) 設計:加速成長,實現趕超。我國優 質 Fabless 廠商,如華為海思、紫光展銳等加速崛起,2016 營收分別約 39.78 億美 元、19.12 億美元,在全球 Fabless 廠商中分列第 7 和第 10,在移動處理芯片、基 帶芯片領域躋身世界一線廠商。


(2) 制造:持續投入,縮小差距。Fabless 產業崛 起為大陸代工廠提供廣闊市場空間。中芯國際在規模、盈利能力、技術等方面持續 逼近臺聯電等海外二線廠商。


目前 28nm 已量產,但較臺積電主流 10nm 技術差距 五年以上,仍需持續投入每年約百億美元,時間十年,縮小差距。


此外,在存儲方 面,大陸近期布局存儲項目包括定位 NAND 和 DRAM 的長江存儲以及專攻 DRAM的合肥長鑫、福建晉華。其背后分別由紫光集團、兆易創新、臺聯電提供技術支撐, 預計 2018-2019 年試產。



(3) 封裝:合縱連橫,先進封裝工藝已有突破。長電科技、 華天科技和通富微電均已突破先進封裝技術能力,三家合計收入體量 280 億元,逼 近日月光 330 億元水平,隨著制造產業向大陸轉移,封測業有望實現趕超。


(4) 設備及材料:配合制造,逐步完善。半導體設備業需配合大陸 IC 制造業成長,受認 可周期比制造業更長,大陸新建晶圓制造產線國產設備率已由 5%上至 7%-10%; 國產大硅片項目則將實現零的突破,預計 2018 年量產,具有重要戰略意義。



「本文僅代表作者個人觀點,不代表科技投立場」


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