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半導(dǎo)體市場規(guī)模
半導(dǎo)體下游應(yīng)用廣泛, 與經(jīng)濟發(fā)展密切相關(guān)。半導(dǎo)體( semiconductor) 指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料, 其電阻率隨著溫度的升高而升高, 可用來制作集成電路與半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體下游應(yīng)用廣泛, 涵蓋智能手機、PC、 汽車電子、醫(yī)療、通信技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)電子和軍事等各行各業(yè)。
從下游需求結(jié)構(gòu)看, 計算機( 以 PC、服務(wù)器為主) 和通訊產(chǎn)品( 以智能手機為主) 構(gòu)成全球半導(dǎo)體需求的主要需求來源,二者合計占比接近四分之三。根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù),2020 年計算機領(lǐng)域銷售額占半導(dǎo)體下游比重為 39.7%, 通信領(lǐng)域銷售額占比 35.0%, 其次為消費電子與汽車電子, 分別占比 10.3%和 7.5%。
圖表 1:半導(dǎo)體行業(yè)下游銷售結(jié)構(gòu)
數(shù)據(jù)來源:IC Insights, 東莞證券研究所
電子信息時代 半導(dǎo)體銷售額與全球經(jīng)濟增長關(guān)系愈發(fā)密切, 在經(jīng)濟發(fā)展中起到重要作用。電子信息時代, 半導(dǎo)體在經(jīng)濟發(fā)展中扮演愈發(fā)重要的角色, 半導(dǎo)體銷售情況與全球經(jīng)濟發(fā)展密切相關(guān)。根據(jù) WSTS 與貨幣基金組織提供的數(shù)據(jù), 在 1987-1999 年, 全球半導(dǎo)體銷售額增長率與 GDP 增長率相關(guān)系數(shù)為 0.13, 而在 2000-2022 年二者相關(guān)系數(shù)提升至 0.46, 相關(guān)性大幅增強。隨著下游 PC、 服務(wù)器、 智能手機和新能汽車等含硅量持續(xù)提升, 預(yù)計未來一段時間半導(dǎo)體銷售金額與經(jīng)濟發(fā)展水平的相關(guān)程度有望繼續(xù)提高。
圖表 2:2000-2022 年全球半導(dǎo)體銷售額同比增長率、 全球 GDP 實際增長率
數(shù)據(jù)來源:WSTS, 國際貨幣基金組織, 東莞證券研究所
行業(yè)銷售規(guī)模復(fù)盤:下游創(chuàng)新驅(qū)動行業(yè)發(fā)展,行業(yè)規(guī)模在波動中增長。我們對歷年半導(dǎo)體銷售情況進行復(fù)盤, 發(fā)現(xiàn)行業(yè)市場規(guī)模主要由下游創(chuàng)新決定, 下游終端銷售情況與企業(yè)產(chǎn)能釋放共同決定周期波動, 整體呈現(xiàn)出在波動中成長的特點。從 2015 年至 2022 年,全球半導(dǎo)體銷售規(guī)模從 3,352 億美元增長至 5,735 億美元, 年復(fù)合增速為 7.97%, 高于同期全球 GDP 增速。
2015-2018 年:智能手機仍處于快速滲透期, 受下游智能手機、 TWS 等消費類電子需求旺盛的驅(qū)動, 全球半導(dǎo)體市場蓬勃發(fā)展, 市場規(guī)模從 3,352 億美元增長至 4,688 億美元,2015-2018 年復(fù)合增長率為 11.83%;
2019 年:以智能手機為代表的智能終端市場景氣度下滑, 全球半導(dǎo)體周期向下, 疊加國際貿(mào)易摩擦加劇, 全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模為 4,123 億美元, 同比下滑 12.05%;
2020-2022 年:隨著 5G 終端規(guī)模不斷擴大、 數(shù)據(jù)中心需求增加, 以及 AIoT 等智能化場景逐步拓展及汽車電子不斷滲透, 疊加疫情背景下對遠程辦公、 居家娛樂等需求增加,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模上行, 2020 年、 2021 年和 2022 年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模分別為 4,404億美元、 5,559 億美元和 5,735 億美元, 同比分別增長 6.82%、26.83%和 3.17%。
圖表 3:2015-2022 年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模
數(shù)據(jù)來源:WSTS, 東莞證券研究所
半導(dǎo)體行業(yè)分類。根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計組織( World Semiconductor Trade Statistics,WSTS) 將半導(dǎo)體產(chǎn)品細分為四大類:集成電路、 分立器件、 光電子器件和傳感器。其中, 集成電路占據(jù)行業(yè)規(guī)模的八成以上, 其細分領(lǐng)域包括邏輯芯片、存儲器、微處理器和模擬芯片等, 被廣泛應(yīng)用于 5G 通信、 計算機、 消費電子、 網(wǎng)絡(luò)通信、 汽車電子、 物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè), 是絕大多數(shù)電子設(shè)備的核心組成部分。
據(jù) WSTS 數(shù)據(jù), 2022 年全球集成電路、 分立器件、 光學(xué)光電子和傳感器市場規(guī)模分別為4,799.88 億美元、 340.98 億美元。437.77 億美元和 222.62 億美元, 在全球半導(dǎo)體行業(yè)占比分別為 82.7%、 5.9%、 7.5%和 3.8%。在上述半導(dǎo)體產(chǎn)品分布中, 集成電路是技術(shù)難度最高、 增速最快的細分產(chǎn)品, 是半導(dǎo)體行業(yè)最重要的構(gòu)成部分。
圖表 4:半導(dǎo)體分類
數(shù)據(jù)來源:WSTS, 東莞證券研究所 圖表 5:半導(dǎo)體細分品類銷售額占比(2022 年)
數(shù)據(jù)來源:WSTS, 東莞證券研究所 圖表 6:半導(dǎo)體各細分品類 2011-2022 年市場規(guī)模變化
數(shù)據(jù)來源:WSTS, 東莞證券研究所
集成電路:集成電路(integrated circuit, IC) 是一種微型電子器件或部件, 采用一定的工藝, 把一個電路中所需的晶體管、 電阻、 電容和電感等元件及布線互連一起, 制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上, 然后封裝在一個管殼內(nèi), 成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu), 也叫做芯片。
根據(jù)處理信號類型的不同, 集成電路可分為數(shù)字芯片和模擬芯片。按處理信號類型的不同, 集成電路可分為數(shù)字集成電路和模擬集成電路兩大類, 其中數(shù)字集成電路用來對離散的數(shù)字信號進行算數(shù)和邏輯運算, 包括邏輯芯片、 存儲芯片和微處理器, 是一種將元器件和連線集成于同一半導(dǎo)體芯片上而制成的數(shù)字邏輯電路或系統(tǒng);模擬集成電路主要是指由電容、 電阻、 晶體管等組成的模擬電路集成在一起用來處理模擬信號的集成電路。根據(jù) WSTS 數(shù)據(jù), 2020 年邏輯芯片、 存儲芯片、 微處理器和模擬芯片分別占集成電路市場規(guī)模的32.78%、 32.52%、19.29%和15.41%。
圖表 7:2020 年全球集成電路產(chǎn)品構(gòu)成
數(shù)據(jù)來源:WSTS, 東莞證券研究所 圖表 8:模擬集成電路和數(shù)字集成電路對比
數(shù)據(jù)來源:希荻微招股說明書, 東莞證券研究所
分立器件:指具有固定單一特性和功能, 且在功能上不能再細分的半導(dǎo)體器件, 如二極管、 三極管、 晶閘管、 功率半導(dǎo)體器件(如 LDMOS、 IGBT) 等。它內(nèi)部并不集成其他任何的電子元器件, 只具有簡單的電壓電流轉(zhuǎn)換或控制功能, 而不具備電路的系統(tǒng)功能。相比集成電路, 分立器件的體積更大, 但在超大功率、 半導(dǎo)體照明等場合, 分立器件相比集成電路具有優(yōu)勢。
圖表 9:分立器件-二極管
數(shù)據(jù)來源:互聯(lián)網(wǎng), 東莞證券研究所 圖表 10:分立器件-三極管
數(shù)據(jù)來源:互聯(lián)網(wǎng), 東莞證券研究所 圖表 11:分立器件-IGBT
數(shù)據(jù)來源:互聯(lián)網(wǎng), 東莞證券研究所 圖表 12:分立器件部分種類
數(shù)據(jù)來源:互聯(lián)網(wǎng),東莞證券研究所
光學(xué)光電子器件(photoelectron devices):是利用電-光子轉(zhuǎn)換效應(yīng)制成的各種功能器件。光電子器件應(yīng)用范圍廣泛,包括光通訊、光顯示、手機相機、夜視眼鏡、 微光攝像機、光電瞄具、紅外探測、紅外探測、紅外制導(dǎo)、 醫(yī)學(xué)探測和透視等多個領(lǐng)域。
圖表 13:光學(xué)光電子器件種類
數(shù)據(jù)來源:WSTS, 東莞證券研究所
傳感器(sensor):根據(jù)國家標準準 GB/T7665-2005 的定義, 傳感器指能感受被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置, 它能夠偵測環(huán)境中所發(fā)生的事件或變化, 并將此消息傳送至其他電子設(shè)備(如中央處理器) 的設(shè)備, 通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成, 一般包含傳感單元、 計算單元和接口單元。傳感器種類繁多, 根據(jù)測量用途不同可將其分為溫度傳感器、壓力傳感器、 流量傳感器、 氣體傳感器、 光學(xué)傳感器和慣性傳感器等。
圖表 14:傳感器分類
數(shù)據(jù)來源:賽瑞研究,東莞證券研究所
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈情況。從生產(chǎn)流程角度看, 半導(dǎo)體生產(chǎn)主要分為設(shè)計、 制造和
封測三大流程, 并需要上游的半導(dǎo)體設(shè)備與材料作為支撐。以集成電路為代表的都不同產(chǎn)品下游應(yīng)用廣泛, 下游創(chuàng)新引領(lǐng)的需求增長是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的核心驅(qū)動力。
圖表 15:半導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈
數(shù)據(jù)來源:盛美上海招股說明書, 東莞證券研究所
集成電路設(shè)計:指按照既定的功能要求設(shè)計出所需要的電路圖, 最終的輸出結(jié)果為掩膜版圖。我國的集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)發(fā)展起點較低, 但依靠著巨大的市場需求和良好的產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境等有利因素,已成為全球集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)的新生力量。從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看,我國大陸集成電路設(shè)計行業(yè)銷售規(guī)模從 2010 年的 383.0 億元增長至 2021 年的 4,519.0 億元,年復(fù)合增長率約為 25.15%;而本土產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善, 也為國內(nèi)初創(chuàng)芯片設(shè)計公司提供了晶圓制造支持, 疊加產(chǎn)業(yè)資金與政策支持,以及海外人才回流, 我國芯片設(shè)計公司數(shù)量快速增加。據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù), 自 2010 年以來,我國芯片設(shè)計公司數(shù)量大幅提升,2010 年僅為 582 家,2022 年增長至 3,243 家,2010-2022年年均復(fù)合增長率約為 15.39%。
圖表16:2010-2022 年中國芯片設(shè)計企業(yè)數(shù)量增長情況
數(shù)據(jù)來源:中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會, 東莞證券研究所 圖表 17:我國集成電路設(shè)計業(yè)銷售額及同比增長率
數(shù)據(jù)來源:中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會, 東莞證券研究所
集成電路制造:集成電路制造指將設(shè)計好的電路圖轉(zhuǎn)移到硅片等襯底材料上的環(huán)節(jié), 即將電路所需要的晶體管、 二極管、 電阻器和電容器等元件用一定工藝方式制作在一小塊硅片、 玻璃或陶瓷襯底上, 再用適當(dāng)?shù)墓に囘M行互連, 然后封裝在一個管殼內(nèi), 使整個電路的體積大大縮小, 引出線和焊接點的數(shù)目也大為減少。
從工藝流程看, 集成電路制造工藝一般分為前段(Front End of Line, FEOL)和后段(Back End of Line, BEOL)。前段工藝一般是指晶體管等器件的制造過程, 主要包括隔離、柵結(jié)構(gòu)、源漏、接觸孔等形成工藝。后段工藝主要是指形成能將電信號傳輸?shù)叫酒鱾€器件的互連線, 主要包括互連線間介質(zhì)沉積、 金屬線條形成、 引出焊盤(Contact)制備工藝為分界線。
近年來, 受益中芯國際、 華虹半導(dǎo)體等本土晶圓代工廠崛起, 以及臺積電等晶圓代工龍頭企業(yè)在中國大陸設(shè)廠, 我國集成電路制造產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模實現(xiàn)快速增長。據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù), 2010 年至 2021 年, 中國大陸集成電路制造業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模從 409.0 億元增長至 3,176.3 億元, 2010-2021 年間復(fù)合增長率為 20.48%;其中, 中芯國際年度營收從84 億元增長至 507.57 億元, 2011-2022 年復(fù)合增長率為 17.77%。
圖表 18:中國大陸集成電路制造業(yè)銷售額及同比增長率
數(shù)據(jù)來源:中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會, 東莞證券研究所 圖表 19:2011-2022 年中芯國際年度營收及同比增長率
數(shù)據(jù)來源:中芯國際財報, 東莞證券研究所
行業(yè)競爭格局:臺積電一家獨大, 中芯國際、 華虹半導(dǎo)體快速崛起。集成電路制造需要上千個步驟, 各環(huán)節(jié)之間的緊密配合與誤差控制需要大量經(jīng)驗積累, 任何一個步驟的誤差都可能導(dǎo)致芯片良率大幅下滑, 因此具備極高的技術(shù)門檻。除技術(shù)外, 半導(dǎo)體制造環(huán)節(jié)也具有極高的資金要求, 建設(shè)一座晶圓廠的資本開支需要數(shù)十億甚至上百億美元。極高的技術(shù)、 資金壁壘導(dǎo)致極高的行業(yè)集中度, 目前行業(yè)呈現(xiàn)臺積電一家獨大的競爭格局,在制程工藝與市場份額方面保持雙重領(lǐng)先。根據(jù) Trendforce 數(shù)據(jù),22Q4 臺積電實現(xiàn)營收 199.62 億美元, 市場份額高達 58.5%, 同比提高 2.4pct, 遙遙領(lǐng)先其他晶圓代工廠商;內(nèi)資方面,大陸半導(dǎo)體制造業(yè)以中芯國際和華虹半導(dǎo)體為代表, 近年制程技術(shù)不斷提升, 生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴大, 實現(xiàn)快速崛起。2022 年第四季度,中芯國際與華虹半導(dǎo)體分別實現(xiàn)營收 16.21 億美元與 8.82 億美元, 分列全球第五、 第六位。
圖表 20:2022 年第四季度全球前十大晶圓代工廠營收排名
數(shù)據(jù)來源:Trendforce, 東莞證券研究所 注:力積電進包含晶圓代工營收;華虹集團包含華虹宏力和上海華力
集成電路封測:受益產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,我國 IC 封測產(chǎn)業(yè)增速高于全球平均水平。封測行業(yè)位于半導(dǎo)體生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的下游, 需要大量的設(shè)備與人員投入, 屬于資本密集型、 人員密集型產(chǎn)業(yè)。與集成電路其他領(lǐng)域相比, 封測門檻相對較低, 是國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)成熟度最高、 最容易實現(xiàn)國產(chǎn)替代的領(lǐng)域。過去十余年, 在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、 人力資源成本優(yōu)勢、 稅收優(yōu)惠等因素促進下, 全球集成電路封測產(chǎn)能逐步向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移, 我國IC 封測業(yè)起步較早, 憑借勞動力成本優(yōu)勢和廣闊的下游市場承接了大量封測訂單轉(zhuǎn)移,因此發(fā)展較為迅速, 近年市場規(guī)模穩(wěn)步增長。近年來, 全球集成電路封測產(chǎn)業(yè)進入穩(wěn)步發(fā)展期, 2014-2021 年行業(yè)市場規(guī)模復(fù)合增長率為 4.27%, 而我國受益于下游智能手機等終端應(yīng)用的蓬勃發(fā)展, 封測產(chǎn)業(yè)增速領(lǐng)先全球。據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)統(tǒng)計, 中國集成電路封測業(yè)年度銷售額從 2014 年的 1,256 億美元增至 2021 年的 2,763 億美元,2014-2021 年符合增長率約為 11.92%, 遠高于同期全球平均水平, 隨著下游應(yīng)用持續(xù)發(fā)展以及先進封裝工藝不斷進步, 國內(nèi)封測行業(yè)成長空間廣闊。
圖表 21:2014-2021 年全球集成電路封測行業(yè)市場規(guī)模及同比增長率
數(shù)據(jù)來源:Yole, 東莞證券研究所 圖表 22:2014-2021 年中國集成電路封測銷售額及同比增長率
數(shù)據(jù)來源:中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會, 東莞證券研究所
封測為我國集成電路領(lǐng)域最具競爭力環(huán)節(jié), 共有四家廠商營收進入全球前十。目前我國集成電路領(lǐng)域整體國產(chǎn)自給率較低, 尤其是在半導(dǎo)體設(shè)備、 材料與晶圓制造等環(huán)節(jié),與國際領(lǐng)先水平差距較大, 而封測為我國集成電路領(lǐng)域最具國際競爭力的環(huán)節(jié)。近年來,以長電為代表的幾家國內(nèi)封測龍頭企業(yè)通過自主研發(fā)和并購重組, 在先進封裝領(lǐng)域不斷發(fā)力, 現(xiàn)已具備較強的市場競爭力, 有能力參與國際市場競爭。據(jù)芯思想研究院數(shù)據(jù),2022, 中國大陸有 4 家企業(yè)進入全球封測廠商前十名, 分別為長電科技、 通富微電、 華天科技和智路封測、 全年營收分列全球第 3、 第 4、 第 6 和第 7 位。
圖表 23:2022 年全球封測前十強預(yù)估排名
數(shù)據(jù)來源:芯思想研究院( 2023 年 1 月) , 東莞證券研究所 注:智路封測的營收包括 UTAC 和日月新半導(dǎo)體
我國集成電路市場持續(xù)增長, 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),2010-2021 年我國集成電路銷售額從 1,424.0 億元增長至 10,458.3 億元, 年復(fù)合增長率為 19.87%。在率先經(jīng)歷全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和多次產(chǎn)業(yè)并購后,集成電路封測產(chǎn)業(yè)成為我國最具全球競爭力的半導(dǎo)體細分領(lǐng)域,在 2016 年以前銷售額在三大環(huán)節(jié)中位列第一;近年來, 以華為海思為代表的國內(nèi) IC 設(shè)計企業(yè)快速崛起, 帶動 IC 設(shè)計產(chǎn)業(yè)銷售額占比快速提高, 銷售規(guī)模于 2016 年超過封測業(yè)位列第一;而中芯國際、 華虹半導(dǎo)體等本土晶圓廠的崛起, 也帶動我國集成電路制造產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模增長, 于 2020 年超過 IC 封測位列第二。附加值更高的集成電路設(shè)計、 制造產(chǎn)業(yè)占比提高, 表明我國 IC 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化,從封測業(yè)一家獨大的模式不斷發(fā)展為 IC 設(shè)計、 制造與封測三業(yè)并舉的完整集成電路產(chǎn)業(yè)鏈。
圖表 24:我國集成電路各環(huán)節(jié)銷售額
數(shù)據(jù)來源:中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會, 東莞證券研究所 圖表 25:我國集成電路各環(huán)節(jié)銷售額占比
數(shù)據(jù)來源:中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會, 東莞證券研究所
半導(dǎo)體市場規(guī)模
21 世紀之后,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)向中國大陸轉(zhuǎn)移??v觀全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程,經(jīng)歷了由美國向日本、 向韓國和中國臺灣地區(qū)及中國大陸的幾輪產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移, 目前中國大陸已成為全球最重要的半導(dǎo)體應(yīng)用和消費市場之一。根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù), 2022 年中國大陸共有 23 座 12 寸晶圓廠正在投產(chǎn), 合計月產(chǎn)能約 104.2 萬片, 而國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI) 預(yù)計,至 2026 年, 中國大陸 12 寸晶圓廠月產(chǎn)能有望達到 240 萬元,全球比重提升至 25%。一般而言, 新晶圓廠從建立到生產(chǎn)的周期大概為 2 年, 因此未來幾年我國晶圓制造產(chǎn)能仍有望持續(xù)增長, 并帶動上游半導(dǎo)體設(shè)備、 材料發(fā)展。
圖表 26:全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)區(qū)域轉(zhuǎn)移歷程
數(shù)據(jù)來源:盛美上海招股說明書, 東莞證券研究所
中國集成電路產(chǎn)量快速提升,半導(dǎo)體銷售額占全球比重有所提高。受益消費電子、PC等市場蓬勃發(fā)展, 以及國產(chǎn)替代不斷推進, 2016-2022 年我國集成電路產(chǎn)量從 719.52 億塊增長至,3241.9 億塊, 年復(fù)合增速為 12.08%;市場規(guī)模方面, 我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額增速高于全球平均水平, 占全球比重有所提升。2014 第二季度我國半導(dǎo)體銷售額占全球比重為 26.37%, 至 2020 年第二季度提升至 35.52%, 雖然 2022 年以來銷售額占全球比重有所下降, 但仍維持在 30%左右。
圖表 27:我國集成電路產(chǎn)量快速提升
數(shù)據(jù)來源:國家統(tǒng)計局, 東莞證券研究所 圖表 28:2014-2022 年中國半導(dǎo)體銷售額及占全球比重
數(shù)據(jù)來源:WSTS, 東莞證券研究所
半導(dǎo)體 IC 成為我國最大貿(mào)易逆差商品,供應(yīng)缺口巨大。近年來, 集成電路進口金額超過原油、 汽車整車與汽車零部件等商品, 成為我國進口金額最大的商品品類。據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù), 近年我國集成電路進口金額快速增長, 貿(mào)易赤足逐年擴大, 由 2010 年的 1,277.4億美元擴大到 2022 年的 2,616.61 億美元, 旺盛的下游市場需求與較低的自給率之間形成巨大缺口。由于集成電路行業(yè)存在巨大的供給缺口與貿(mào)易逆差, 我國發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)迫在眉睫, 產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)迎來機遇。
從海關(guān)總署公布的進出口細分元器件看(處理器、 控制器、 存儲器、 放大器、 其他集成電路和集成電路零件) , 其中處理器及控制器進口金額 2,051 億美元, 占比 49.2%, 同比增長 2.7%;存儲器進口金額 1,013 億美元, 占比 24.3%, 同比下降 7.1%。處理器及控制器貿(mào)易逆差為 1,528 億美元, 存儲器貿(mào)易逆差則下降至 310 億元。由此可見, 我國集成電路領(lǐng)域在存儲器方面的自主可控程度有所提高, 而在處理器、 控制器等方面對外依賴程度仍然較高。
圖表 29:中國集成電路進出口金額(億美元)
數(shù)據(jù)來源:海關(guān)總署, 東莞證券研究所
海外科技領(lǐng)域制裁加劇,限制國內(nèi)半導(dǎo)體先進制程發(fā)展。近年來中美摩擦加劇, 美國針對中國在高科技領(lǐng)域的限制增多, 企圖通過加大制裁力度來限制國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2020 年 12 月, 美國將中芯國際列入“實體清單” , 限制企業(yè) 14nm 及以下半導(dǎo)體制程的擴產(chǎn);2022 年 8 月, 美國簽署《芯片與科學(xué)法案》 , 主要用于增強美國本土晶圓廠的競爭力, 并明確規(guī)定獲得美國政府補貼的企業(yè), 10 年內(nèi)不得在中國大陸擴產(chǎn) 28nm 以下的芯片制造?!缎酒ò浮?的簽署, 進一步加劇了中美在高科技領(lǐng)域的脫鉤程度, 導(dǎo)致國內(nèi)芯片先進制程發(fā)展受到限制。
圖表 30:海外制裁限制我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展
數(shù)據(jù)來源:《中美戰(zhàn)略競爭下兩岸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題研究》, 美國商務(wù)部,東莞證券研究所
集成電路戰(zhàn)略地位顯著,多項政策出臺產(chǎn)業(yè)發(fā)展。集成電路產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略地位顯著, 為鼓勵集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展, 推進自主可控, 擺脫受制于人的情況, 國家先后出臺一系列集成電路投資稅收減免、 政府補貼相關(guān)政策, 舉國之力保障供應(yīng)鏈安全, 促進行業(yè)健康發(fā)展。
圖表 31:我國先后頒布多項政策促進集成電路行業(yè)發(fā)展
數(shù)據(jù)來源:政府網(wǎng)站, 東莞證券研究所
半導(dǎo)體設(shè)備:可分為前道/后道設(shè)備,是晶圓線擴產(chǎn)的主要支出來源。半導(dǎo)體設(shè)備分為前道晶圓制造設(shè)備和后道封裝設(shè)備, 其中前道設(shè)備包括***、 刻蝕機、 CVD 設(shè)備、 PVD設(shè)備、 離子注入設(shè)備和 CMP 研磨設(shè)備等, 后道設(shè)備包括測試機、 探針臺和分選機等。據(jù)SEMI, 一條半導(dǎo)體產(chǎn)線中, 半導(dǎo)體設(shè)備投資占比高達 80%, 廠房和其他支出僅占 20%。而在前道制造設(shè)備中, 投資占比前三分別為***、 刻蝕機和 PVD 設(shè)備, 占比分別為 30%、20%和 15%, 其后分別為 CVD、 量測設(shè)備、 離子注入機、 CMP 和擴散/氧化設(shè)備。
圖表 32:晶圓廠資本支出占比情況
數(shù)據(jù)來源:SEMI, 東莞證券研究所 圖表 33:前道設(shè)備中設(shè)備投資占比
數(shù)據(jù)來源:WSTS, 東莞證券研究所
行業(yè)競爭格局:海外廠商先發(fā)優(yōu)勢明顯,國產(chǎn)替代迫在眉睫。半導(dǎo)體設(shè)備對質(zhì)量、 參數(shù)和運行穩(wěn)定性等方面要求極高, 因此行業(yè)具有較高的技術(shù)壁壘, 且需投入大量資金用于研發(fā)和購買原材料與零部件, 下游客戶認證后不會輕易更換廠商, 因此具有一定的客戶粘性, 取得先發(fā)優(yōu)勢的企業(yè)更易保持與鞏固優(yōu)勢。
從行業(yè)競爭格局看,全球半導(dǎo)體設(shè)備的市場集中度極高, 單一設(shè)備的主要參與廠商一般不超過 5 家, 美、 日、 歐技術(shù)保持領(lǐng)先, 代表性廠商包括應(yīng)用材料(美國) 、 阿斯麥(荷蘭) 、 泛林半導(dǎo)體(美國) 和東京電子(日本) 等。據(jù) CINNO Research 數(shù)據(jù)顯示, 2022年全球上市公司半導(dǎo)體設(shè)備業(yè)務(wù) top10 營收合計達 1,030 億美元,同比增長 6.1%, 且均來自美國、 日本與荷蘭。從營收金額來看, 前四大設(shè)備商的半導(dǎo)體業(yè)務(wù) 2022 全年的營收均已超過 160 億美元。
圖表 34:2022 年全球上市公司半導(dǎo)體設(shè)備業(yè)務(wù)營收 top10
數(shù)據(jù)來源:CINNO Research, 東莞證券研究所
中國大陸是全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備銷售市場,設(shè)備采購需求旺盛。根據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI)數(shù)據(jù), 我國半導(dǎo)體設(shè)備銷售額從2005 年的 4.05%提升至2022年的 26.26% ,2022 年銷售額達 283 億美元, 連續(xù)三年成為全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備市場。國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備市場的旺盛需求與較低的國內(nèi)供應(yīng)之間形成較大的供需缺口,國產(chǎn)替代空間廣闊。
圖表 35:中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷售額及占全球比重變化
數(shù)據(jù)來源:SEMI, 東莞證券研究所 圖表 36:中國大陸是全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備銷售市場(2022年)
數(shù)據(jù)來源:SEMI, 東莞證券研究所 圖表 37:2022 年全球各地區(qū)半導(dǎo)體設(shè)備銷售情況(億美元)
數(shù)據(jù)來源:SEMI, 東莞證券研究所
半導(dǎo)體材料:細分領(lǐng)域眾多, 各子行業(yè)之間差距較大。半導(dǎo)體材料行業(yè)位于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游, 是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中細分領(lǐng)域最多的環(huán)節(jié), 細分子行業(yè)多達上百個。按大類劃分,半導(dǎo)體材料主要包括晶圓制造材料和半導(dǎo)體封裝材料, 其中晶圓制造材料包括硅片、 光掩模、 光刻膠、 電子特氣、 靶材、 CMP 拋光材料(拋光液和拋光墊) 等, 封裝材料則包括封裝基板、 引線框架、 鍵合線和封裝樹脂等。根據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI) 數(shù)據(jù),2020 年全球晶圓制造材料價值占比前五分別為:硅片(35%)、電子特氣(13%)、光掩模( 12%) 、 光刻膠輔助材料( 8%) 和濕電子化學(xué)品(6%), 封裝材料市場規(guī)模前五則分別為:封裝基板(48%)、引線框架(15%)、鍵合線(15%)、 封裝樹脂(10%) 和陶瓷封裝(6%) 。由于半導(dǎo)體材料子行業(yè)眾多, 且各細分領(lǐng)域之間差距較大, 因此各子行業(yè)龍頭各不相同。
圖表 38:2020 年晶圓制造材料市場占比
數(shù)據(jù)來源:SEMI, 東莞證券研究所 圖表 39:2019 年封裝材料市場占比
數(shù)據(jù)來源:Wind, 東莞證券研究所 半導(dǎo)體材料:核心材料進口依賴度較大,國產(chǎn)替代空間廣闊。半導(dǎo)體核心材料技術(shù)壁壘極高, 國內(nèi)絕大部分產(chǎn)品自給率較低,市場被美國、日本、歐洲、韓國和中國臺灣地區(qū)的海外廠商所壟斷。以占比最大的晶圓制造材料——半導(dǎo)體硅片為例,前五大廠商份額占比超過 95%,其中 top3 日本信越化學(xué)、 SUMCO 和臺灣環(huán)球晶圓合計占據(jù)全球 74%份額(2020年數(shù)據(jù),SEMI), 國內(nèi)企業(yè)以滬硅產(chǎn)業(yè)為代表, 距國際領(lǐng)先水平仍存在較大差距;而在格局相對分散的封裝基板領(lǐng)域, 前七大廠商占比也接近 70%, 主要被臺灣、日本和韓國廠商占據(jù)。國內(nèi)半導(dǎo)體材料企業(yè)僅在部分領(lǐng)域已實現(xiàn)自產(chǎn)自銷, 在靶材、 電子特氣、CMP 拋光材料等細分產(chǎn)品已經(jīng)取得較大突破, 部分產(chǎn)品技術(shù)標準達到國際一流水平,本土產(chǎn)線已實現(xiàn)大批量供貨。 圖表 40:2020 年硅片領(lǐng)域競爭格局
數(shù)據(jù)來源:DEALLAB, 東莞證券研究所 圖表 41:2020 年封裝基板競爭格局
數(shù)據(jù)來源:Prismark, NTI, 東莞證券研究所 資料來源:東莞證券研究所
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原文標題:一文看懂半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈!你做的工作有意義嗎?
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