干货!从五大领域全面解析崛起的半导体产业

1评论 2017-11-14 17:20:13 来源:智通财经网 股市惊现“黑科技”

  本文来自广发证券的港股TMT策略报告《国内半导体产业迎来发展机遇期》,作者为广发证券分析师惠毓伦。

  智通财经APP获悉,广发证券发表研报称,半导体属于高度资本密集和高度技术密集型产业,是世界大国的必争之地。中国作为全球半导体最大的消费市场,无论是从地域配套优势还是国家意志层面,中国半导体产业的崛起势在必行,半导体整个产业链都有望持续受益。建议关注具有一定规模的晶圆代工企业中芯国际(00981)与华虹半导体(01347)以及全球半导体封装测试设备厂商ASM PACIFIC(00522)。

  全球半导体产业重回上行周期

  从产业链上来看,半导体上游主要包括设备和材料两个部分,中游IC生产包括“设计-制造-封装-测试”几个环节,下游应用主要集中在计算机、消费类电子、网络通信、汽车电子等领域。

  半导体产品按种类不同,主要分为集成电路(Integrated Circuit,简称IC)、光电子、分立器件和传感器四部分。根据WSTS统计,2016年集成电路销售占比82%,光电子占比9%,分立器件占比6%,传感器占比3%。由于多年来集成电路销售占半导体销售比重均达80%以上,因此市场上一般将IC代指为半导体。

  此外,集成电路按照不同功能用途区分,主要包括四大类:微处理器(约18%)、存储器(约23%)、逻辑芯片(约27%)、模拟芯片(约14%)。

  目前全球IC产业有两种商业模式:IDM(Integrated Device Manufacturer,集成器件制造)模式和垂直分工模式。

  IDM是指从设计、制造、封装测试到销售自有IC产品,均由一家公司完成的商业模式;

  垂直分工是指IC的设计、制造和封装测试分别由专业的IC设计商(Fabless)、IC制造商(Foundry)、IC封装测试商(Package&Testing)承担的商业模式;

  目前来看,IDM模式在全球仍占主要地位。2016年全球TOP20厂商营收共计占全球半导体销售额约80%,其中,20强中IDM厂商营收规模占比约为68%,Fabless占比为18%,Foundry占比为14%。

  半导体产业属于周期性行业,其发展与GDP相关性较高,整体呈正相关态势。近几年随着人工智能大数据物联网、AR/VR、可穿戴设备等领域新一代信息技术的发展,半导体行业又重新进入了新一轮的景气周期。

  根据世界半导体贸易统计组织WSTS的统计,2003年至2016年全球半导体销售额复合增速为5.21%,其中2016年全球半导体实现销售额3389亿美元,同比增长了1.12%。WSTS预计2017年全球半导体销售规模将达到3966亿美元,同比增速达到17%,到2020年整个市场有望达到4000亿美元的市场规模。

  近年来中国半导体市场需求旺盛,IC市场规模增速显著高于全球增幅。根据WSTS统计,2016年中国半导体消费额1075亿美元,占全球总量的32%,已经超过美国、欧洲和日本,成为全球最大的市场。同时,根据中国半导体行业协会(CSIA)统计,近几年中国集成电路销售保持两位数增速,其中2016年中国集成电路销售同比增速达20.1%。

  但整体上看,国内IC市场自给率仍处于较低水平,产品主要来自国外的进口。

  IC材料:国内厂商步入发展快车道

  IC材料主要分为IC制造材料和IC封装材料。其中IC制造材料主要包括硅晶圆及基材、光掩膜版、光刻胶、电子气体、CMP材料、靶材等;IC封装材料包括层压基板、引线框架、焊线、模压化合物、底部填充料、液体密封剂、粘晶材料、锡球等。

  根据国际半导体产业协会(SEMI)报告,2016年全球IC制造材料市场规模在247亿美元,封装材料市场为196亿美元。其中,在IC制造材料中,硅晶圆的占比最高,达32%,硅晶圆与掩膜版、电子气体、CMP材料、光刻胶合计占比近80%,是影响IC制造流程中最主要的材料。

  晶圆是IC加工的衬底,而从晶圆材料的发展历程来看,大致可划分为三代:第一代以锗、硅为代表;第二代主要是砷化镓、磷化铟;第三代为氮化镓、碳化硅等。目前大部分晶圆仍以硅为主要原料。

  从全球硅晶圆材料竞争格局来看,这一市场主要为日本厂商主导。根据2015年SEMI的统计,日本信越、SUMCO是硅片生产行业的龙头厂商,两家企业合计约占市场份额的50%。

  根据SEMI报告显示,2016年中国大陆IC制造材料市场规模为65.3亿美元,已经成为全世界第四大IC制造材料市场,仅次于台湾地区、韩国和日本。

  IC设备:国产化趋势开始显现

  IC设备是IC生产的上游支撑设备,在IC设计、制造、封装测试等环节基本上都需要用到IC设备。按照功能用途的不同,通常IC设备分为IC制造设备、IC封装设备、IC测试设备三大类。其中IC制造设备种类最多、占比最大,比如光刻机、刻蚀设备、薄膜沉积等核心晶圆加工设备;IC封装设备主要有键合机、塑封机等;IC测试设备主要包括分选机、测试机、探针台等,适用于IC设计、制造、封装的末段测试。

  IC设备行业具有较高的技术壁垒,目前欧美日厂商仍占据绝对主导地位。应用材料(Applied Materials)、阿斯麦(ASML)、东京电子、泛林(Lam Research)是全球前四大半导体设备制造商,市场份额分别约为19%、18%、16%、15%。

  国内下游IC生产环节的快速发展,带动国内IC设备市场需求的旺盛。根据SEMI的调查,2016年中国半导体设备市场规模64.6亿美元,同比增长31.8%,全球增速最快,成为仅次于台湾和韩国的第三大半导体设备市场。根据SEMI预估,中国本土企业对IC设备的需求,将在2018年-2020年间快速提升,预计对IC设备的投资金额分别为108亿美元、110亿美元、172亿美元。

  在市场需求持续提升下,国内IC设备生产商持续加大研发力度,近两年我国在许多关键装备领域取得了突破。

  IC设计:国内厂商崭露头角

  IC设计,Integrated Circuit Design,是将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的物理版图的过程。IC设计流程分为规格定制、硬体语言描述、仿真模拟验证、逻辑合成、电路模拟验证、电路布局与环绕、电路检测、光罩制作等几个步骤。

  根据IC Insights数据显示,在纯IC设计(Fabless)领域,美国占据最大市场份额,2016年美国IC Fabless商合计产能占据全球的62%。高通和博通是IC Fabless行业的龙头厂商,二者合计营收占前十名营收总和的51%。其中2016年高通营收为154亿美元,博通营收153亿美元。

  受益于国内下游移动、通信等领域的需求带动,国内IC设计商竞争力开始显现出来。根据IC Insights统计,2009年全球TOP50 Fabless商中,仅有1家中国大陆企业,而到2016年,中国大陆企业数量已经达11家,合并市占率已经增至10%。其中,华为海思、展讯已跻身全球Fabless商前十。

  IC制造:政策支持力度最大,国内厂商奋起直追

  IC制造是在晶圆上完成集成电路刻蚀的过程。IC制造流程包括表层研磨、清洗、镀膜、多次光刻、离子注入、蚀刻、热处理、去疵、抛光、清洗、 检验、包装等工序。

  目前国际龙头厂商已将工艺制程开发至10nm级,台积电、三星等龙头厂商已实现10nm制程量产,英特尔、格罗方德预计今年年底将实现量产。此外,台积电正率先开发7nm工艺制程技术。

  根据IC Insights数据显示,在纯IC制造(Foundry)领域,台湾地区占据最大市场份额,2016年台湾地区Foundry商合计产能占据全球的73%。其中台积电营收为285.7亿美元,占据全球58%的市场份额。

  IC制造属于资金、技术密集型产业,是国家政策和基金关注的重点。其中投资于IC制造领域的资金中,12英寸晶圆厂占比最大。主要因为当前全球12英寸晶圆需求量最大,而国内企业产能占比很低。根据中国电子网统计,目前全球12英寸半导体硅晶圆单月需求量约510万片,大陆既有12英寸厂合计月产能仅约46万片。

  庞大的资金注入,带动了国内12英寸晶圆生产线的快速增长。根据国际半导体协会(SEMI)的估计,2017年至2020年间,全球将有62座新建晶圆厂投产,而其中将有26座晶圆厂坐落于中国大陆地区,占到全球总数的42%。而在新建的26座晶圆厂中,大部分为12英寸晶圆厂。目前建置中的12英寸晶圆厂产能约63万片,未来大陆12英寸厂单月产能将高达109万片。

  国内厂商产能的迅速扩张也带动了自身销售规模的快速提升。作为国内IC制造业的龙头企业,中芯国际和华虹半导体顺势而上,近年来市场份额逐年提升,目前两家企业均跻身全球Foundry商前十。

  IC封装测试:国内厂商具备一定的竞争实力

  IC封装测试属于劳动密集型产业,产业整体进入壁垒不高。从区域分布看,主要集中于亚太地区。根据IC Insights统计,日月光、Amkor、长电科技、矽品为全球前四大封测厂商。

  凭借着较低劳动成本的优势,中国在劳动密集型的IC封测产业已具备一定的竞争实力,同时也是我国IC产业链中最具国际竞争力的环节。当前国内封测产业呈现外商独资、中外合资和内资三足鼎立的局面,内资封装产业已形成一定的竞争力。根据IC Insights数据统计,长电科技、华天科技、通富微电等内资企业已进入全球封测企业前20名。随着国内企业不断地海外收购或重组兼并,未来国内厂商有望进一步提升自身的市场份额。

  政策助力,半导体国产化进程加速

  近年来,随着我国半导体市场供需缺口的日益增大,国家也相继出台一系列政策,大力支持我国IC产业的发展。从投资去向看,国家集成电路产业投资基金金目前更专注IC制造环节;从投资策略看,基金重点投资每个产业链环节中的骨干企业;从区域分布看,在北京、上海、武汉、福建、江苏、深圳的投资额占全部已投资额的90%。

  大基金的设立极大的提振了行业和社会的对IC产业的投资信心,目前,各地政府也纷纷设立基金,支持集成电路产业。截至2017年上半年,地方政府设立的集成电路投资基金规模已超过3000亿元。

  在政策和基金的推动下,半导体产业已初具成效:在IC材料领域,国内已经突破12英寸硅晶圆技术,预计今年年底量产。具有先进水平的高端靶材、高纯化学试剂、光刻胶等材料已投放市场;在IC设备领域,国内高端光刻机、刻蚀机等设备实现零的突破,正逐步追赶国际先进水平;在IC设计领域,以海思、展讯为代表的国内厂商开始崭露头角,市场份额逐步提升;在IC制造领域,国内已突破28nm制程,12英寸晶圆厂也在快速增长中;在IC封装测试领域,国内厂商已经具备一定的竞争实力。

  关注标的

  半导体属于高度资本密集和高度技术密集型产业,是世界大国的必争之地。广发证券认为中国作为全球半导体最大的消费市场,无论是从地域配套优势还是国家意志层面,中国半导体产业都将迎来最佳成长时机,整体产业链都有望持续受益。建议关注具有一定规模的晶圆代工企业中芯国际与华虹半导体以及全球半导体封装测试设备厂商ASM PACIFIC。

  中芯国际:国内晶圆代工龙头厂商

  中芯国际成立于2000年,是中国大陆规模最大同时也是全球第四大晶圆代工厂。目前中芯国际是大陆内唯一突破28nm制程的IC制造商,公司目前提供0.35微米到28nm晶圆代工与技术服务。

  2016年中芯国际实现销售收入达29.14亿美元。公司毛利率保持在一个较高的水平,2016年毛利率达29.2%。

  从产品收入的构成来看,65nm以下的先进制程占比正在呈上升趋势。从产品下游应用来看,公司的客户主要来自通信和消费领域,二者占收入比重超过85%。

  华虹半导体:全球第二大8英寸晶圆代工厂

  华虹半导体有限公司主要专注于研发及制造技术节点介于1.0μm至90nm的专业领域应用的200mm(8英寸)晶圆半导体。根据IHS的资料,华虹半导体是全球第二大200mm晶圆代工厂。截至2017年6月公司200mm晶圆产能达每月15.9万片。

  从营收规模和毛利率水平上看,近五年整体呈上升态势。其中2016年公司的收入达7.21亿美元,毛利率达到30.5%。

  从下游应用上看,公司产品主要集中于嵌入式非易失性存储器及功率器件上,面向银行卡、公交卡、身份证、IGBT等领域。

  ASM PACIFIC:全球最大的半导体封装设备供应商

  ASM PACIFIC(ASMP)于1975年在香港成立,是全球最大的半导体和发光二极管行业的集成和封装设备供应商。公司的设备主要应用于微电子、半导体、光电子及光电市场,包括固晶系统、焊线系统、滴胶系统、切筋及成型系统等封装测试设备。

  2016年公司收入规模达18.4亿美元,毛利率高达37.6%。其中公司收入按照地域划分,来自中国的收入占比最大,达54.6%;按照业务划分,后工序设备(主要是封装设备)收入占比最高,为50.6%;按照市场应用划分,移动、通信及资讯科技、光电及汽车是公司主要收入来源领域,合计约占50%。

  主要风险提示:半导体行业景气度再次下滑的风险,半导体国产化进程中技术瓶颈不能突破的风险,半导体下游行业销量达不到预期的风险,人民币大幅波动风险。(编辑:胡敏)

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