半導體產業鏈細分行業梳理

▌晶片設計:美國領先地位明顯，中國升至第三

IP授權、EDA軟體屬於利基市場

半導體IP授權屬於半導體設計的上游。

IP主要分為軟IP、固IP和硬IP。

軟IP是用Verilog/VHDL等硬體描述語言描述的功能塊，不涉及具體電路元件。

固IP是以電路元件實現的功能模塊。

硬IP提供設計的最終階段產品—掩膜。

IP授權的出現源自半導體設計行業的分工，設計公司無需對晶片每個細節進行設計，通過購買成熟可靠的IP方案，實現某個特定功能。

這種類似搭積木的開發模式，縮短了晶片開發的時間，提升了晶片的性能。

全球半導體IP市場在2018年整體市場規模為49億美元。

其中ARM公司是IP領域絕對龍頭，占41%市場份額。

EDA設計軟體包括電路設計與仿真工具、PCB設計軟體、IC設計軟體、PLD設計工具等。

目前EDA設計軟體領域集中度較高，Synopsys、Cadence和MentorGraphics三巨頭占據了EDA設計軟體市場95%以上的市場份額，Synopsys、Cadence等公司將自己的軟IP集成在設計軟體中，進一步增加了用戶黏性，也提高了行業壁壘。

晶片設計國內進步較快，未來潛力最大

晶片設計過程可以粗略的分為確定項目需求、系統級設計、邏輯設計、硬體設計四部分。

IC設計行業中少數巨頭企業占據了主導地位，其中美國IC設計行業處於領先地位。

從營收規模來看，全球前十大晶片設計公司總營收規模達到810億美元，同比增長12%。

其中博通同比增長15.6%，以217.54億美元營收居首;高通同比下降了4.4%，以164.50億美元繼續位居第二。

從地區分布來看，2018年美國在全球晶片設計領域擁有59%的市場占有率，居世界第一;台灣地區市場占有率約16%，居全球第二;中國大陸則擁有12%的市場占有率，位居世界第三。

日本、歐洲半導體公司以IDM模式居多。

以毛利率和營收規模兩個維度來看，國內晶片設計上市公司與全球前十差距仍然較大。

根據2018年ICInsights數據，2018年國內半導體設計公司銷售收入約385億美金，海思和紫光展銳(均未上市)合計銷售額超過了100億美金，占國內市場規模的26%，剩餘1700餘家半導體設計公司產生了280億美金的收入。

儘管差距明顯，國內的晶片設計行業仍在高速成長，從過去二十年來看，國內半導體設計行業年複合增長速度超過40%，2018年的成長速度也達到了21.5%，相較於2007-2017年全球晶片市場4.4%的增長率，中國晶片市場的增長率一直在維持在20%以上。

▌晶圓代工:台積電一枝獨秀，三星開始發力代工

2018年，全球晶片代工產業市場規模為627億美金，同比增長5.72%。

國內晶片代工產業市場規模為60.16億美元，同比增長11.69%。

預計未來三年國內增速仍將領先全球，市場份額的快速增長表明目前全球集成電路產能正向大陸轉移。

從企業來看，2018年台積電以54.39%的市場占有率處於絕對領先的地位，在三星將晶圓代工部門從系統LSI業務部門中獨立出來後，統計口徑的改變讓三星一躍成為第二。

格羅方德和聯華電子分列第三、第四。

國內廠商中芯國際暫列第五。

從製程工藝來看，頂尖工藝(7nm+10nm)目前占據13%的市場份額，主要用於CPU、GPU等超大規模邏輯集成電路的製造。

主要用於存儲晶片製造的14nm-28nm工藝占據了34%的市場份額;MCU/MPU、模擬器件、分立器件和傳感器主要使用40nm以上工藝，占據了剩餘的41%市場份額。

移動設備主導的半導體市場，更加注重功耗的降低。

移動設備受鋰電池續航所限，CPU功耗變得尤為重要。

2011年左右，隨著智慧型手機滲透率的迅速提高，消費電子的重心開始從PC端向移動端傾斜，傳統PC晶片巨頭英特爾在移動端的舉步不前也導致了其製程發展在近5年放慢了腳步。

台積電、三星得益於智慧型手機晶片龐大出貨量，在製程工藝方面拚命追趕。

從2011年落後英特爾一代製程到15年趕上，最終在17年實現反超。

2019年4月台積電宣布5nm工藝已經準備就緒，將在2020年進行量產。

三星則宣布2021年5nm量產，並且未來十年(2020-2030)將投資1200億美金加強晶圓代工和系統LSI方面的競爭力。

反觀此前代工市場份額第二、第三的格羅方德和聯華電子均宣布暫緩10nm以下製程的研發。

目前頂尖製程的競爭就只剩下台積電和三星兩家。

領先廠商通過提前量產獲取訂單，分攤工廠折舊，進而繼續研發下一代工藝，使得後進廠商在先進位程工藝上的投資低於預期回報而放棄競爭，以此擴大市場份額、形成壁壘。

未來晶片代工領域馬太效應會愈加明顯。

封測:併購整合獲得擴張，長電實力位列第一梯隊

半導體封測的技術含量相對較低，國內企業最早以此為切入點進入集成電路產業。

國內封測企業通過外延式擴張獲得了良好的產業競爭力，技術實力和銷售規模已進入世界第一梯隊。

近年來，國內封測廠商藉助併購潮進入了實力顯著提升。

2018年國內封測三巨頭長電科技、華天科技、通富微電在全球行業中分別排名第三、第六、第七。

在全球封測行業市場中，台灣地區、中國大陸和美國占據整個封測市場81%的份額，形成了三足鼎立的格局。

在晶片製造產能向大陸轉移的大趨勢下，國內封測企業近水樓台，搶占了台灣、美國、日韓封測企業的份額。

國內企業實現了遠超同行增長率的快速壯大。

預計未來三年，隨著中國晶片封裝市場規模的提升，國內企業的銷售規模和技術水平也會得到進一步提升。

▌半導體材料:日歐壟斷，國內自給率較低

半導體材料可分為製造材料和封裝材料。

製造材料可以分為以下幾類:矽片，靶材，CMP拋光材料、光刻膠、高純試劑、電子特種氣體、(光掩膜)。

矽片、氣體、光掩模和光刻膠四種材料占整體比例67%以上，其中矽片是半導體材料的核心。

我國半導體材料在國際分工中多處於中低端領域，高端產品市場主要被美、日、歐、韓、台灣等少數國際大公司壟斷，國內大部分產品自給率較低，基本不足30%，主要依賴於進口。

▌半導體製造設備:製造產能國內轉移趨勢利好國產設備商

在2018年全球半導體設備市場區域分布情況中，中國市場逐步崛起:從半導體裝備銷售額情況看，從2014年開始，北美半導體設備投資逐年減少，日本基本維持穩定，整個半導體製造的產能轉移到了韓國、台灣地區和中國大陸。

隨著眾多晶圓代工廠在大陸投建，大陸設備市場增速將超過全球增速水平。

半導體製造過程複雜，涉及到的設備包括矽片製造設備、晶圓製造設備、封裝設備和輔助檢測設備等。

在製造設備中，光刻機、刻蝕機和薄膜沉積設備為核心設備，分別占晶圓製造環節的約21%、18%和18%。

光根據各細分設備市場占有率統計數據，在光刻機、PVD、刻蝕機、氧化/擴散設備上，CR3達90%以上。

光刻機是半導體製造設備中價格占比最大，也是最關鍵的設備，被譽為是半導體產業皇冠上的明珠，每顆晶片誕生之初，都要經過光刻技術的鍛造。

光刻決定了半導體線路的精度，以及晶片功耗與性能。

以核心設備光刻機為例，荷蘭公司阿斯麥(ASML.O)是全球最大的半導體光刻機設備及服務提供商，在細分領域具備壟斷地位，在高端光刻機市場占據75%以上份額。

半導體設備技術難度高、研發周期長、投資金額高、依賴高級技術人員和高水平的研發手段，具備非常高的技術門檻。

目前國內廠商離全球領先企業差距較大。

除中微半導體在蝕刻機領域成為全球一線供應商外，其他領域在三年內達到世界領先水平的可能性較低。

國內半導體產業政策支持力度較大，但是通過產業政策支持獲取的進口替代、自主可控需要經過較長時間的演進才能實現。

目前半導體進口替代是國內資本市場較為火熱的主題，短期估值偏高。

我們建議關注細分領域內具有較強實力、市場份額有望進一步提升的標的。

晶片設計:匯頂科技、紫光國微;晶圓代工:中芯國際、華虹半導體和台積電;封裝測試領域:長電科技、日月光;在半導體設備方面:北方華創。

報告來源：平安證券（分析師：劉舜逢）

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