半導體:國別競爭視角下的長線投資

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作者:華創策略 王君范子銘王梅酈

一、製造興國,IC先行

我國進入社會主義建設的「新時代」,為解決新的主要矛盾而力爭實現既平衡、又充分的發展,產業發展重心將不僅僅局限於在國內實現己有資源稟賦的最優配置、產出最大社會財富,更要在全球市場的維度上,探討如何提升我國的自身競爭優勢,在與他國的競爭中催生出壓力與動力。

一國的工業,特別是製造業水平,和一國當前及潛在國家競爭力有著決定性的關係。

國際貿易地位(順逆差、進出口產品附加值)、國際金融市場環境(匯率、外商直接投資吸引力)、與他國相比具有的核心競爭力(技術、創新、智慧財產權)等,都是國家競爭力的直接表現形式,是國際分工中一個國家產業競爭力的直接體現。

我們在8月6日的深度報告《戰略型工業化下的產業趨勢與市場選擇》中,通過梳理美、日、德工業化道路,指出新興戰略性工業化也將是我國歷史和現實賦予的必然選擇。

9月13日的專題報告《先進位造,大勢所趨——行業配置觀察》中,明確提示了半導體、軌交、新能源汽車產業鏈、5G、環保設備的投資機會。

展望明年,我們堅定的認為先進位造是一條確鑿的並且貫穿全年的行業配置主線,並在11月20日發布的2018年度策略報告《遠山初見,曲徑徐行》濃墨推薦。

以2008年金融危機爆發為標誌,全球進入了經濟增長中樞下移和價格體系大幅波動的階段。

面對金融危機的衝擊,全球主要經濟體都通過財政擴張予以應對,而我國在財政政策之外,同時開啟了企業部門、地方政府債務以及居民的加槓桿之旅。

隨著我國2009年後進入工業化轉型期,國內勞動生產率下滑,國外貿易與需求惡化,鋼鐵、煤炭、建材等行業產能過剩。

在經濟周期的衰退與蕭條階段,由於經濟體中所固有的、占據主導的資本存量生產力過剩,同時邊際產出遞減,均使得求新、求變的內生性動力得以孕育。

傳統製造業大國,產業升級模式便更多的是利用先進的雲計算、大數據或物聯網等技術,在己經工業化的基礎上再一次提高製造業的勞動生產效率,這也是當今全球時代背景下,產業升級的核心要義。

不管是亞洲、北美還是歐洲,各國紛紛採取行動,力求保持自己在新一輪的工業革命中不被時代摒棄。

美國提出「再工業化」,意識到不能過度依賴於虛擬經濟,在2011年及2012年提出了《先進位造業夥伴計劃》和《先進位造業國家戰略計劃》,致力於用先進的生產模式改造傳統製造業,並大力發展高新技術產業。

日本提出了「重振製造業」,號召高新技術產業更大程度上服務於人們的生活,並且鼓勵企業經營的多元化,積極進入新的有發展前景的高新技術產業之中。

英國對傳統工業提出了「低碳」和「數字化」兩大升級戰略,希望通過先進的科學技術打造新的經濟增長點。

法國同樣在2013年相繼提出了「新工業法國」和「未來工業」兩大戰略,力求通過整合信息化的技術,改造和發展先進位造業,抑制自身國內製造業萎縮的趨勢。

一直未進行去工業化的德國得益於製造業的強大競爭優勢,積極推出了「工業4.0」的概念,力求在新一輪競爭中,保持並發展自身的工業優勢。

非傳統製造業強國也紛紛加入此列,如西班牙在2011年也出台了「再工業化援助計劃」,積極響應著新科技驅動下的產業趨勢。

當下「人工智慧」、「自動化」、「數字化」無疑是產業發展與製造升級最主流、最鮮明的標籤。

在工業化水平越來越高的現代社會中,三項技術進步,正改變著製造業的版圖,也繪製著未來工業的藍圖。

在新一輪產業升級浪潮中,製造業將朝著精細化、個性化、訂製化、發散化的方向演變發展。

產業升級浪潮來勢洶洶,並且勢不可擋,先進工業國紛紛行動,力求搶占新一輪工業革命的制高點,而上述趨勢無一不新增了對於半導體產業的大量需求。

我國作為一個己完成工業化,且一定程度上仍以製造業出口貿易為拉動經濟重要增長方式的國家,在當前的政治背景、經濟環境、社會特徵中,抓住工業化持續升級的契機非常重要。

從2010年國務院頒布《國務院關於加快培育和發展戰略性新興產業的決定》開始,高端裝備製造、新一代信息技術、節能環保等承載著經濟轉型希望的產業逐步走上歷史舞台。

自此,一系列相關扶持智能裝備行業發展的國家政策、法律法規及指導意見相繼出台。

在我國較長的供給側改革、經濟結構轉型過程中,政府成為決定性力量。

產業政策的傾斜勢必將引領資本流入我國中長期戰略發展方向。

圖表 1 先進位造產業政策梳理

資料來源:華創證券研究所整理

我們從人力資本、固定資產投資、研發投入三個維度來審視製造業政策引導效果及未來發展潛力。

(一)人力資本:工程師紅利顯現

1961年「人力資本之父」西奧多·W·舒爾茨(Theodore W. Schultz)在其代表作《論人力資本投資》中指出,人力資本是勞動者通過教育、醫療保健、在職培訓、其他非企業學習積累、家庭或個人的就業遷徙所獲得的各種素質的總和。

人力資本對先進位造業發展的影響主要體現為具有豐富知識與經驗、較高技能水平、較好身體素質。

高素質人才是企業採用先進位造技術生產製造與先進管理技術管理的前提。

先進位造業包括高新技術產業和經過先進位造技術改造升級後的生產傳統工業品的企業,但無論哪一種企業都要求採用先進位造技術。

這種技術往往跨專業、學科交叉,因而具有相當程度的複雜性。

製造業企業採用該種製造技術需要員工的理解與掌握,這就對勞動者的素質提出了更高的要求。

先進的管理技術是將管理過程通過信息技術的形式加以實施的,並有現代管理學理論知識。

結合我國國情看,儘管第一類人口紅利正在衰減,但以人力資本積累為代表的第二類人口紅利的潛力仍然非常豐富。

為了避免人口紅利枯竭對經濟增長產生負面影響,應通過效率改善、提升勞動力素質等手段來充分挖掘第二類人口紅利。

2000年至2016年,我國共培養了超過7500萬名高校畢業生,而這個數據還在以每年超過700萬的速度遞增。

到2025年還將有超過7000萬高校畢業生參加工作,這是一個很龐大的高校畢業生資源,屆時將有超過數以億計的工程師分布於社會各個崗位,這就是所謂「工程師紅利」。

從高校畢業人數來看,根據美國NSF《科學與工程指標(2016)》統計,2015年,我國工科畢業生數、占所在國家畢業生總數比例及占世界工科畢業生總數的比例均居世界首位。

(二)固定資產投資:雄厚支撐及政策扶持

固定資產投資在實物投資中的地位和作用是最主要的,其對先進位造業發展的影響主要體現在宏觀層面。

首先,一國或地區經濟社會對於固定資產的購買可以形成有效需求。

有效需求能夠增加社會總需求,從而引起社會總產出的增長。

社會總產出的增長帶動經濟的繁榮,處於經濟社會中的先進位造業企業的產品就更容易銷售掉。

其次,一國或地區的固定資產投資往往在於建立新興部門。

採用更加先進的技術裝備,以及社會基礎設施建設方面,包括鐵路、公路與機場。

採用先進的製造技術可以提高先進位造業企業的生產效率,而基礎設施的改進可以降低先進位造業企業的外部成本,從而增強企業的競爭力。

再次,固定資產投資的方向往往和國家的產業政策密切相關。

針對不同的產業政策,一國或地區政府會對固定資產投資的方向加以限制,比如當前我國政府想要轉變經濟發展方式,調整工業結構,提高先進位造業企業的比重,就會向先進位造業進行更多的固定資產投資。

2003年全國固定資產投資總額為5.6萬億元,製造業投資總額為1.1萬億元,總額占比為19%。

2016年全國固定資產投資總額為60.6萬億元,製造業行業的投資總額為18.8萬億元,總額占比為31%。

全國固定資產投資增長率成逐年上升趨勢,截至2017年CAGR為20.2%,而同期製造業固定資產投資年複合增長率為24.6%。

製造業是中國對外開放時間早、領域最寬、程度最深的產業。

中國以充裕的勞動力和廣闊的市場為條件,通過引進國外直接投資,製造業資本存量和技術水平逐步提高,並且對製造業產業升級具有明顯的帶動效應。

製造業外商投資企業的產出在全部製造業產出中具有重要地位。

截至2017年4月,比較各行業外商直接投資情況,服務業、高技術服務業、製造業包攬前三甲。

(三)研發投入:潛力與征途

先進位造業的先進性體現在技術的先進性,包括使用先進的製造技術與先進的管理技術,生產製造具有先進性的工業產品。

先進位造業獲得先進的技術主要是通過企業自主研發,通常以研究與開發(R&D)作為技術進步的衡量指標。

向國外進行技術引進的方式受到了諸多限制,比如一些已開發國家明令禁止本國先進技術轉讓給其它國家,甚至連先進技術製造的產品的出口也有一定限制。

通常企業引進外國即將淘汰或者已經淘汰的技術,運用這樣的技術在本國市場上或許具有一定的競爭力,但是在國際市場上就沒有競爭優勢。

根據壟斷優勢理論,R&D活動是跨國公司獲得競爭優勢的方式之一,企業通過牢牢控制R&D環節,維持其長期壟斷優勢。

國際上通常使用一國R&D的投入所占GDP的比重來衡量該國的科技投入水平。

已開發國家的R&D占GDP比重一般在2%以上,世界平均水平則為1.6%左右,而2015年我國R&D占GDP比重為2.07%。

一般來說,R&D投入占GDP比重再由1%上升到2%的階段是R&D投入的快速增長期,也是經濟快速發展時期。

之後R&D投入占GDP比重在2%左右的水平則會維持相當一段時間。

截至2015年,我國R&D占GDP比重為2.07%,已達到已開發國家2%的水平。

同時,從研發開支絕對值來看,2015年研發開支為2144億美元,居世界第二位。

2010-2015年,我國研發開支增長迅速,以11%複合年均增長率居世界首位,同期的韓國研發開支複合年均增長率為9%,美國、德國、英國等已開發國家維持在4%左右。

我們以R&D經費支出與主營業務收入之比來衡量一個行業對技術創新或者技術進步的支持力度,即R&D投入強度。

一般而言,R&D投入與主營業務收入之越高意味著企業創新能力越強,反之則越弱。

按照國際上比較流行的觀點,研發投入低於3%的企業在市場上沒有競爭力,而研發投入如果低於1%,則該企業通常難以生存。

先進位造企業所歸屬的一級行業普遍R&D投入強度較高,占前6名,計算機6.75%,電子5.19%,通信4.49%,電氣設備4.08%,機械設備3.87%,國防軍工3.66%。

專利技術申請數量,是一國科研投入及研發成果的集中體現。

從幾個專利大國PCT專利申請量的發展軌跡看,我國的增長速度最快,2000-2016年,我國從781件猛增至4.3萬餘件,國際排名從第16位躍居至第3位,申請量年均增速達到28%,居世界之首。

(四)半導體產業鏈:彎道超車的關鍵

談現狀,我國集成電路嚴重依賴進口。

集成電路由於廣泛應用於網絡通信、工業控制、消費電子等領域,其在製造業中的戰略地位不言而喻,但我國集成電路卻嚴重依賴進口。

根據IHS數據,2016年全球半導體市場規模達到3389億美元,而我國2016年集成電路進口額為2271億美元,占全球半導體市場規模的67%。

這一超高的比例,一方面揭示了我國是主要的電子設備消費國的事實,另一方面則反映了我國集成電路國有製造供給端的嚴重缺失。

集成電路下游驅動力切換,國內需求爆發利於本土晶片孕育。

半導體產業下游驅動力隨著時代的變遷而不斷變換著內涵,回望20世紀40-50年代,二戰期間戰爭需求催化了IC的誕生;70-80年代PC的普及使得眾多半導體公司開始技術競賽,IC製造工藝大幅提高;進入21世紀,移動通訊設備的爆髮式增長使得面向智慧型手機的晶片成為主流產品。

展望未來,包括指紋識別、OLED顯示驅動等在內的智慧型手機新型晶片、當前電子化率仍處於較低水平的汽車電子、物聯網等下游應用將成為半導體產業的主要驅動力。

當前,我國在手機、汽車等下游需求端覺有數量優勢,本土需求的激增,輔以政策引導,極大的利於採購需求的傾斜並推動國產晶片的發展。

政策扶持力度加大,產業投資迎來風口。

國務院在2015年發布的《中國製造2025》中明確提出,到2020年中國晶片自給率要達到40%,2025年要達到50%。

按2016年全球半導體產量作為估算基準,《中國製造2025》提出的目標意味著2025中國集成電路產業規模將占全世界35%,位居世界首位。

2014年6月國務院發布《國家集成電路產業發展推進綱要》,同年千億國家集成電路產業投資基金成立,投資範圍涵蓋了半導體產業鏈各個主要環節。

半導體行業作為高資金壁壘的產業,產業資金的密集投入為行業發展提供了重要保證。

綜上,站在國內經濟新舊動能切換的關鍵時點,半導體產業鏈作為製造升級的重要抓手,已占天時、地利、人和,行業崛起前景確鑿國內行業龍頭啟運時點已來。

二、半導體產業鏈梳理

半導體是指常溫下導電性介於導體和絕緣體之間的材料,常見的半導體材料有矽、鍺、砷化鎵等。

由於導電性的可控制性,半導體被廣泛地應用於大部分電子產品中。

半導體產品可分為集成電路、分立器件(含功率器件)、光電器件和傳感器,集成電路又可以分為數字電路和模擬電路,數字電路又細分為存儲器、微器件(CPU、MPU、MCU、DSP)、邏輯電路(標準應用電路、特殊邏輯電路)。

2016年全球半導體產業3389億美元的銷售額中,產業的核心部分集成電路占據82%的市場份額。

其中,邏輯電路銷售額達到915億美元,占比達27%,位列第一;儲存器銷售額達到768億美元,占比達23%,位居第二。

存儲器是成長最快的集成電路,其中DRAM表現最佳。

微器件和模擬電路產品銷售額達到606億美元,占比達18%,位居第三。

(一)半導體價值鏈全景

半導體產業從相關R&D開始,依次為設計、製造、組裝、測試、封裝等環節,最後一環為分銷。

整個產業鏈主要包括核心產業鏈和支撐產業鏈,核心產業鏈主要由設計、製造和封測三個環節構成,具體指晶片設計、晶圓製造加工和封裝、測試;支撐產業鏈主要包括半導體材料、半導體設備以及半導體軟體服務,其中半導體設備主要應用於晶圓製造及封裝測試環節,半導體軟體主要應用於IC設計流程中。

1、半導體核心產業鏈

IC設計:晶片設計是晶片的研發過程,是通過系統設計和電路設計,將設定的晶片規格形成設計版圖的過程。

晶片設計公司對晶片進行寄存器級的邏輯設計和電晶體級的物理設計後,將不同規格和效能的晶片提供給下游。

這一過程要求公司根據下游用戶需求設計新的晶片產品。

晶片設計高度依賴技術經驗豐富的工程師和設計團隊整體水平。

晶圓製造:晶圓製造是在製備的晶圓材料上構建完整的物理電路。

這一過程固定成本投入巨大,同時設備和技術水平與良率息息相關。

對於製造環節而言,一方面擴大產能可產生顯著的規模效應;另一方面由於市場競爭激烈,只有大規模經營且產能利用率達到90%以上的公司才可能存活。

封裝測試:將生產出來的合格晶圓進行切割、焊線、塑封,使晶片電路與外部器件實現電氣連接,並為晶片提供機械物理保護,利用集成電路設計企業提供的測試工具,對封裝完畢的晶片進行功能和性能測試。

2、半導體支撐產業鏈

IP(Intellectual Property)供應商:IP核位於半導體行業的最上游。

目前IC設計已經步入SoC(系統級晶片)時代,一款SoC設計的晶片內可能包含CPU、DSP、Memory、各類I/O接口等多個內部單元,這些內部單元在設計時都是以IP的形式集成在一起。

由於大多數無生產線的IC設計公司沒有足夠的精力和時間單獨開發IP,必須藉助於IP供應商的IP來加快產品設計進度和縮短面市時間,所以近幾年IP供應商成長迅速,IP市場還有巨大的增長空間。

IP廠商的商業模式:目前國際IP市場的通用商業模式是基本授權費和版稅的結合。

設計公司首先通過支付一筆不菲的IP技術授權費來獲得在設計中集成該IP並在晶片設計完成後銷售含有該IP的晶片的權利,而一旦晶片設計完成並銷售後,設計公司還需根據晶片銷售平均價格(ASP)按一定比例(通常在1%~3%之間)支付版稅。

由於設計成本變得日益高昂,很多中小型設計公司面臨的風險越來越大。

IP廠商為此進行了商業模式變革,將由一些設計用仿真模型組成的設計套件部分(DesignKit)授權給設計公司,將GDSII部分(硬核)授權給晶圓製造廠商,以減輕設計公司的授權成本。

半導體軟體服務:半導體軟體主要應用在IC設計流程中。

設計完產品規格後,要用硬體描述語言將電路描寫出來,然後將合成完的程式碼再放入EDA Tool,進行電路布局和繞線。

這一過程有助於減少設計成本、縮短設計時間。

半導體材料:半導體材料公司主要提供晶圓製造的材料和封裝的材料,種類繁多,涉及襯底(矽片/藍寶石/GaAs等)、光刻膠、電子氣體、濺射靶材、CMP材料、掩膜板、電鍍液、封裝基板、引線框架、鍵合絲等。

半導體設備:半導體設備主要應用於晶圓製造、組裝、封裝測試環節,由於半導體加工工序多,因此在製造的過程中需要大量的半導體製造設備,例如光刻機、刻蝕機、化學氣相沉積等。

3、與時俱進的商業模式:IDM模式和Fabless-Foudry模式

半導體價值鏈分工的細化和產業的專業化,導致半導體行業兩種商業模式的出現:IDM模式和Fabless-Foudry模式。

IDM模式,即一體化的商業模式,廠商的經營範圍涵蓋了IC設計、晶圓製造、封裝、測試等環節。

Fabless-Foudry模式,即垂直分工的商業模式,形成了專業的IP(智慧財產權)核、無生產線的IC設計(Fabless)、晶圓製造(Foundry)以及封裝測試(Package &Testing)廠商。

截至2015年,IDM模式占據52%的市場份額。

儘管目前而言,IDM模式對於半導體產業仍是主流,但近些年來迅速變化的下游需求促使Fabless-Foudry模式快速崛起。

2009-2015年IDM複合年均增長率為6.8%,而晶圓製造複合年均增長率為15.0%,IC設計、封裝測試分列二三名,均高於IDM行業。

出現垂直分工模式的主要原因有兩個:首先,半導體製造業具有規模經濟性特徵,適合大規模生產。

隨著製造工藝的進步和晶圓尺寸的增大,單位面積上能夠容納的IC數量劇增,成品率顯著提高。

企業擴大生產規模會降低單位產品的成本,提高企業競爭力。

其次半導體產業所需的投資十分巨大,沉沒成本高。

一般而言,一條8英寸生產線需要8億美元投資,一條12英寸生產線需要12-15億美元的投資,而且每年的運行保養、設備更新與新技術開發等成本占總投資的20%。

這意味著除了少數實力強大的IDM廠商有能力擴張外,其他的廠商根本無力擴張。

4、半導體各子行業的核心驅動因素分析

總體來看,半導體行業主要的進入壁壘包括資金壁壘與技術壁壘。

從資金需求角度來看,IDM、晶圓製造、封測、IC設計、IP核依次降低。

但IP核的技術要求最高,IC設計與IDM次之,晶圓製造再次之,封測的技術壁壘最低。

半導體行業的主要風險源於下游市場需求的大幅波動。

從面臨的市場風險角度看,IC設計與IDM都擁有自己的產品,直接面對客戶需求,因此所面臨的市場風險較大。

晶圓製造與封測企業只負責代工或者加工,不直接面對終端用戶,相較而言市場風險較小。

相應地,IC設計與IDM的收益率較高,晶圓製造與封測企業的收益率較低。

IP供應行業的根本驅動因素是技術創新能力。

IP核代表著半導體產業最尖端的技術,這些技術往往被少數企業掌握,形成技術壟斷。

全球三大IP核供應商ARM、MIPS和Synopsys占據一半以上的市場份額(僅指第三方IP市場,不包括IDM、IC設計公司自有的IP)。

此外某個細分產品市場上往往只能容納一兩家中大型IP供應商,如物理庫IP市場就只有ARM,其他IP供應商想擠進這個市場很難,除非掌握了更高級的技術,開發出全新的IP。

所以,技術創新能力強的IP供應商成功的可能性更大。

IC設計行業的核心驅動因素是市場把握能力。

與IDM公司相比,IC設計的技術儲備與品牌影響力較弱,企業規模與資金更是遠遠不及,但是IC設計的優勢是「快」,能夠迅速對市場做出反應。

所以,對IC設計而言,其核心驅動因素就在於對市場的把握能力。

能夠準確掌握市場需求,並快速實現產品上市的企業最有可能成功。

晶圓製造行業的核心驅動因素是低成本。

晶圓製造根據IC設計廠商或者IDM的訂單生產矽晶圓,只專注IC製造環節,不管設計、封測以及產品銷售,所以單位成本是IC製造業的核心驅動因素。

IC製造業具有規模經濟性,容易出現規模壟斷。

提升工藝水平、降低人工成本、提升生產自動化水平、提高管理水平等方式也能降低單位成本。

封裝測試行業的核心驅動因素也是低成本。

與IC製造相比,封裝測試環節的投資少、建設周期短、技術相對簡單,所以封裝測試環節的進入門檻較低。

與製造業一樣,成本是封裝測試業的首要驅動因素,成本較低的企業能夠獲得較多的訂單,成功的可能性更高。

另外可以通過區域集中和提升封裝技術來降低成本。

區域集中,即封裝測試企業向IC製造產能相對密集的地區遷移。

IC製造是封裝測試的上游,封測業的發展依賴於製造業,與製造廠商相鄰,能降低運輸成本。

技術實力強,率先採用先進封裝技術與封裝形式的企業能夠獲得低成本優勢。

(二)國內半導體產業發展情況一覽

1、設計環節:美國、台灣占據行業龍頭,中國市占率不斷提升

集成電路(IC)是半導體產業最重要的組成部分,占到半導體總產值的80%以上。

在IC設計環節,美國無疑是行業龍頭,市占率遙遙領先。

根據IC insight的報告,2009年全球純晶片設計公司50強中,僅有一家是中國企業,即華為旗下的海思公司,而到2016年數量擴張到11家,包括海思、展訊、中興、大唐、南瑞、華大、銳迪科、ISSI、瑞芯微、全志和瀾起科技。

17Q3晶片設計環節更是占全行業比重達到31.7%。

據IC Insight統計,2016年全球IC設計業中,美國市占率達到53%,穩居龍頭地位,台灣市占率達到18%,位居第二。

中國大陸市占率達到10%,除去內部銷售額該比例為6%。

歐洲IC設計業由於歐洲第二、三大設計廠英商CSR和德商Lantiq被收購導致16年市占率僅僅只有1%。

日本地區主要純IC設計業者也僅僅剩下Mega Chips一家,市占率下滑到不足1%。

我國IC設計行業發展迅猛,是過去十年中占比提升最高領域。

2015年,我國IC設計業規模達到1325億元,實現了26.5%的高增長,2016年規模進一步提升至1644.30億元,保持了24.1%的增長趨勢。

在2017年第一季度,中國的晶片設計產業銷售額已達到351.6億元,整體增長達到23.8%,中國自主設計晶片全球市場占有率已經高達8%,中國市場占有率達到13%以上。

目前隨著《中國製造2025》的出台,包括電子汽車、物聯網在內的新興市場成長趨勢確定,極大地激發了對上游半導體晶片的需求,疊加多項產業政策的出台對半導體行業無疑是大力的扶持和推動,我國IC設計業有望在未來繼續保持高速發展態勢。

預計在2017年我國IC設計市場規模將有望超過1990億元。

2、製造環節:五大供應商壟斷矽晶圓,本土晶圓代工廠正在崛起

五大供應商占據主要市場份額,打破國際壟斷成為國內矽晶圓產業首要目標。

製造環節主要是指晶圓的製造加工,是半導體產業鏈上盈利能力最高的環節。

在半導體製造環節中,矽晶圓是半導體製造的基礎部分。

據國際半導體產業協會旗下矽晶圓製造部門SMG最新公布的矽晶圓產業分析報告顯示,今年第三季度全球半導體矽晶圓出貨面積達到2997百萬平方英寸,已經連續6個季度出貨量刷新歷史最高紀錄。

目前矽晶圓市場基本被日、台、韓廠商壟斷,其中五大供應商的全球市占率達到92%。

由於當前矽晶圓仍然處於供不應求狀態,預計明年價格還會繼續上漲。

在我國積極發展智慧型手機、新能源汽車、物聯網、雲端伺服器等半導體下游產業的同時,國內對矽晶圓的市場需求快速上升,而中國大陸在半導體矽晶圓產業的發展水平遠不及世界先進水平,進口依賴度非常高。

打破矽晶圓的國際壟斷將是中國半導體行業未來發展的首要目標之一。

隨著IC設計的推動,本土晶圓代工廠未來發展可期。

半導體矽晶圓供應商的最大貨源去向是只做晶圓代工和封裝測試的公司。

早期半導體公司(IDM)多一手包辦包括IC設計、製造、封裝、測試到銷售的全套環節。

隨著摩爾定律發揮作用,單獨一家公司完成全程需要負擔高額研發和製作費用,產業分工開始明細,代工廠開始出現,其中晶圓代工市占率全球排名第一的台積電的成立便是該分工模式形成的重要里程碑。

緊隨其後的是格羅方德(Global Foundries)、聯電(UMC)和中芯(SMIC)。

本土晶圓廠中芯國際和華虹宏力雖然榜上有名,但與台積電相比仍有較大差距。

截止2014年,按照真實國產化率來計算的大陸本土公司擁有的晶圓廠占全球產能不足2%。

未來隨著IC設計的發展、下游新增需求的推動,本土晶圓廠有較大的發展潛能。

未來幾年大陸將新投建26座晶圓廠,占全球新建數量的50%以上,若成功投建,大陸將成為晶圓廠產能全球擴張最快的地區。

3、封測環節:大陸封測產業通過自主研發及海外併購已處於全球領先地位

《國家集成電路產業發展綱要》發布後,中國本土封測產業鏈取得快速發展。

由於該環節技術含量低,屬於勞動密集型產業,因此在半導體發展早期成為我國半導體行業的主要選擇。

大批骨幹企業技術突破再加上海外人力成本的提升、國際IDM企業封測業務向國內轉移,中國大陸的封測行業獲得迅猛發展。

2015年我國封測市場規模是2010年的兩倍以上,2016年封測業更是占整體銷售規模的36%,產值增長到1564億元,複合增長率達20%。

值得注意的是,雖然大陸封測三強長電科技、華天科技以及通富微電已經躋身全球TOP10,但是在封測行業領先的仍是日月光、矽品、京元電、力成等多家台灣廠商。

2016年,台灣在全球封測市場的市占率高達54.3%。

4、支撐產業:兩大支撐產業處於寡頭壟斷格局,國內產業相對薄弱

設備和材料在半導體產業鏈中位於上游,是半導體製造所需的工具和原料。

由於半導體的製造技術十分精細複雜,因此對設備和材料的要求非常苛刻。

目前半導體設備和半導體材料行業處於寡頭壟斷局面。

全球知名的半導體設備製造商主要集中在美國、日本和荷蘭,截止2014年在前十大半導體設備生產商中,分別擁有4家美國企業、5家日本企業和1家荷蘭企業。

其中美國的應用製造在晶圓製造設備的幾個核心環節,如熱處理、鍍膜設備、離子注入設備等領先全球,日本公司在刻蝕設備、塗膠機、顯影機、測試設備等產品表現突出,而荷蘭以ASML為首的公司則在高端光刻機領域處於領先地位。

據SEMI統計,14年全球半導體設備前十大廠商的銷售額為351億美元,市占率達到93.6%的高點。

目前國內的本土設備占比絕對值較低,2015年國內半導體設備需求41億美元,本土企業市場7.49億美元,本土化率僅為16%。

國產化才剛剛開始,中國在半導體設備上將有巨大的成長空間。

目前中國晶圓廠已經開始加速建設,預估在2017-2020年間,中國大陸將投入26座晶圓廠, 中國的晶圓廠投資將迎來史上少見的爆炸性增長。

此外大陸晶圓生產線建設也將進入新一輪的發展浪潮,目前共有9條12英寸晶圓生產線,16條8英寸晶圓生產線,40條6英寸晶圓生產線及15條5英寸晶圓生產線。

當前我國已經在次級設備或泛半導體設備領域取得了一定的突破,代表企業有中微半導體的刻蝕設備及北方華創的CVD設備等。

半導體材料同樣被海外廠商壟斷,我國半導體材料和設備占全球市場不足1%。

半導體的主要材料如矽片被日本廠商壟斷, Photronics、大日本印刷株式會社DNP和日本凸版印刷株式會社Toppan三家則占領掩膜版領域80%以上市場份額,同樣光刻膠的核心技術也基本掌握在美國和日本手上,另外CMP材料主要被美國的陶氏化學壟斷,市占率高達90%,整個半導體材料海外壟斷局面嚴重。

從市場規模上看,目前中國大陸地區、台灣地區和日本是成長最快的市場,歐洲、韓國和其他地區材料市場僅微幅成長,北美則出現萎縮狀態。

2016年台灣地區以97.9億美元的市場規模連續7年成為全球最大的半導體材料買主,韓國和日本分居第二和第三,中國大陸排名則提升至全球第四。

受益於下游Foundry廠和封測強勢崛起,國內晶圓、光刻膠等材料發展迅猛。

半導體材料按所屬環節來看可以分為晶圓製造環節材料和封裝測試環節材料,分別占比60%和40%。

晶圓製造材料主要包括矽片、掩膜版、光刻膠等8大類,是影響半導體製造流程中最主要的材料。

封裝材料主要包括封裝基板、陶瓷基板、鍵合絲、引線框架及包封材料。

近年來國內半導體行業快速增長,帶動半導體材料需求的加速釋放,2011年半導體製造材料市場規模已經超過北美成為全球第四大市場,之後一直保持高速增長,並有望在2017年進入全球前三。

但是本土的半導體材料仍然有很大的供給缺口,目前主要依賴進口,半導體材料廠商僅能滿足約20%的需求,且提供的材料多為中低端材料,不能滿足分立器和集成電路等高端領域的材料要求。

隨著下游Foundry廠和封測的發展,我國的半導體材料行業雖然起步晚,但是發展迅猛,部分材料如靶材和拋光液已經達到了國際水平。

目前中國半導體材料產業已經解決政策和資金方面的問題,最大的阻礙來自於技術、人才和客戶認證等方面的挑戰,未來我國將大機率圍繞各類別的半導體材料,集中優勢資源進行資源的再整合,並建立完善的半導體材料體系,加大半導體材料的研發力度,實行半導體人才儲備和培養計劃,努力實現國產替代。

大陸未來半導體崛起路徑將由封測主導轉變為IC設計、晶圓製造快速崛起及材料設備逐步突破的全面發展模式。

進入17年以來,在半導體行業美國依然保持超級強勢狀態,中國和韓國半導體行業處於上升態勢,台灣、歐洲和日本出現小幅衰退。

據中國半導體行業協會分析,2017年上半年中國IC產業銷售額同比增長19.1%,達到2201.4億元,而台灣在17Q2衰退4.8%。

未來中國半導體行業發展重心將由封測向IC設計和IC製造微笑曲線的兩端轉移,逐步補上在半導體設備和材料方面的短板,提高整個半導體行業的產值水平,實現勞動密集型向技術密集型的轉型。

本文源自格隆匯

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