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半导体行业年度策略报告:否极泰来
  • 作者:方正证券
  • 发布时间:2020-11-26 20:30:31
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本文作为电子年度策略报告,旨在结合行业竞争格局和未来发展趋势,通过横向对比和个股的估值对比,来探寻当下各个子领域未来潜 在的投资机会。

报告提纲:

一、底层支撑:半导体工艺核心二、设计:射频、模拟、IGBT、CIS细分赛道趋势分析及投资展望三、制造:景气持续,产能满载四、封测:业绩爆发,先进封装引领行业发展报告摘要:

半导体设备是半导体制造工艺的核心

半导体产业的核心在于制造,制造的核心是工艺,工艺的核心是设备和材料。半导 体设备、材料与半导体工艺相辅相成,相互制约。根据半导体行业内“一代设备, 一代工艺,一代产品”的经验,半导体设备是半导体是晶圆制造商获取制程技术的 关键,制造每道制程中的量产规格(包括量测数据和相关制程参数设定)是采购和 验收设备的标准。也是每一家制造商的专利及核心技术的组成部分,制程技术必须 要通过购买设备才能取得。

摩尔定律逐渐逼近物理和经济极限,发展有放缓趋势,为国内半导体设备企业追赶国际大厂赢得宝贵时间。从“特征尺寸”来说,由于先 进工艺节点的建厂成本呈指数级增长,当前全球也仅有中国台湾地区台积电、韩国三星等极个别代工厂可以继续投资7nm及以下工艺的研发和 生产线建设,美国英特尔正在研发7nm工艺,格罗方德已搁置7nm研发。从“晶圆尺寸”来说,自2001年出现12英寸硅片以来,由于费用投大的问题,何时向18英寸发展仍是未知之数。而与此相对应的是,AIOT场景驱动下,辅助驱动、电源、人机结构、射频器件等芯片需求呈 现一种“品多量少”的形态,通常单一细分品类的出货量不足1KK,且无需使用最尖端的制程工艺,使用12吋线生产性价比一般,8吋线因此 重新焕发生机。在这样的形势下,为国产设备验证从易到难,逐步提高设备稳定性,提供了宝贵的“练兵”机会。

半导体设备产业整合势在必行

半导体设备厂商必须要有规模化效应,一方面从上游供应链而言决定设备性能的关键性零部件(如 Chamber、Heater、Shower head等)主要依靠 进口,规模小采购量小没有议价能力,价格压不下来;另一方面从下游客户来说小公司没有品牌效应,要出售设备必须把利润压得很低。利润低、成 本高两头受挤压必然导致小公司无法生存,未来唯一的出路就是被整合。对于国内半导体设备的龙头企业来说,丰富自身的产品线也具有重要意义。 一方面,下游产品多样化带来设备行业需求多样化,半导体设备市场可能出现结构性机会,因此产品线丰富的企业比产品线单一的企业抗周期能力要 强。另一方面,丰富的产品线可以利用不同的设备组合,对下游客户提供较大的议价空间。从国内的情况来看,目前正处于半导体产能的扩张阶段, 是半导体设备商进行行业整合的黄金时期,从某种程度而言半导体设备产业整合势在必行。

全球半导体设备市场有望高景气

从全球市场规模来看,根据SEMI的统计与预测数据,2019年全球晶圆厂半导体设备采购金额为576.3亿元,同比下降约8%。其中中国大陆市场设备份额达22.4%,同比增长 2.1pct。2020年受全球新冠疫情影响,预计晶圆厂设备采购金额下降为546亿元,同比下降约4%。这也是全球晶圆厂设备支出连续第二年下降。 SEMI在6月的报告同时更新指出,2021年是全球晶圆厂设备支出的标志性一年,预计同比增速为24%,全年将达到创纪录的677亿美元,比先前预测的657亿美元高出20亿美 元,所有产品领域都有望实现稳定增长。存储器工厂将以300亿美元的设备支出领先全球半导体领域,而先进的逻辑和代工厂预计将以290亿美元的设备投资排名第二。 综合来看,2020-2021年全球晶圆厂设备资本支出平均超过600 亿美元,中国大陆将持续保持约25%的份额,即年均超过150亿美元。随着中国大陆晶圆厂设备资本支出的持 续增加,考虑到全球市场设备出货波动影响,预计未来中国大陆市场稳定设备需求有望超过全球三分之一,即达200亿美元。

以刻蚀(25%)、沉积(24%)、清洗(5%)、热处理(4%)等主要环节设备价值占比来看,合计设备价值占比达58%,即大陆市场对应116亿美元采购需求。刻蚀、沉积设 备按照30%国产化率,清洗、热处理设备按照50%国产化率,刻蚀、沉积设备对应约30亿美元国产设备订单,清洗、热处理设备对应9亿美元国产设备订单。以北方华创未来在 四大设备产品领域50%国产占比上限测算,北方华创IC设备国产订单空间对应约140亿元人民币,成长空间广阔。

半导体材料不断演进以适应更先进的制造需求

据SEMI统计,2019年全球半导体材料市场销售额为521亿美元,较上一年519亿美元增长0.31%。自2011年至2019年,全 球半导体材料销售经历了一个滑坡期及高速增长的时期,在2011年及2014年间,全球半导体材料销售逐年减少,在2015年 时,随着半导体产业的发展,半导体材料的销售趋势开始反转,进入高速增长的时期,但近两年看,半导体材料的销售额增 长率有变缓趋势。

5G基站迎来新一轮建设高峰

2020-2023年是5G网络建设的主要投资期。根据前瞻产业研究院的数据,2022年中国新建5G宏基站数量将达到110万 个。除宏基站外,5G网络覆盖还需要微基站对宏基站覆盖不到的地区进行补充,用以满足eMBB的场景需求。5G基站 天线集成无源、有源设备。4G和5G基站之间最大的区别是天线设计的改变。4G系统的天线单元是完全无源的,意味着 它只能接收和传输信号,不进行任何处理。无线电遥控装置(RRU)负责信号处理。为了提高5G天线的性能,满足不同频 谱的需求,天线中加入了大量的MIMO。除了射频器件外,电源管理、信号链等模拟芯片也在5G基站中发挥着重要的 作用。

2021年5G手机出货有望达5亿部

受疫情影响,换机周期推迟,预计明年5G手机出货5亿部。新冠疫情对手机市场造成了冲击,全球供应链出 现中断,封城、失业率降低了消费者换机欲望,另一方面,根据IDC数据,2020年全球智能手机出货量同比 下降12%左右,2021年增速将大幅提升,预计全年手机出货达到13.3亿部。根据Canalys等厂商数据,我们 预计2021年5G全球出货量将达到5亿台。

物联需求增长

5G、WiFi 6、蓝牙5.0带动物联发展。在经历了互联网、移动互联网时代后,通信连接正在迈入物联网时代。物联网产业萌芽 于2005年,经过十余年发展,技术成熟度曲线越过大规模商用拐点,开始进入高速成长阶段。根据ABI数据,到2024年,全球 无线连接出货量将达到286亿台,其中物联设备达到164亿台。根据IDC数据,2019年全球可穿戴设备为3.36亿台,预计2024 年将达到5.26亿台,年增长率将达到9.4%,出货量主要将来自耳机。

模拟芯片增速高于行业平均

模拟芯片年平均增速位列集成电路细分行业第一。根据IC Insights数据,模拟芯片市场在2018-2023年 的年平均增速为7.40%,在集成电路总体市场中排名最高。一方面由于模拟芯片种类繁多,涉及的下游 产品众多,另一方面5G、新能源产业、物联产业发展都将推动模拟芯片发展。

晶圆代工:行业现状

自上世纪八十年代晶圆代工模式诞生以来,晶圆代工市场经过30多年发展,已成为全球半导体产业中不可或缺的核心环节 。根据IC Insights统计,2018年,全球晶圆代工行业市场规模为576亿美元,较2017年的548亿美元增长5.11%,2013年至 2018年的年均复合增长率为9.73%。通过与无晶圆厂设计公司等客户形成共生关系,晶圆代工企业能在第一时间受益于新兴 应用的增长红利。中国大陆晶圆代工行业起步较晚,但发展速度较快。根据中国半导体行业协会统计,2018年中国集成电路产业制造业实现 销售额1,818亿元人民币,同比增长25.55%,相较于2013年的601亿元人民币,复合增长率达24.78%,实现高速稳定增长 。从产业链来看,半导体产业可分为设计、制造、封装测试以及设备和材料环节,其中设备和材料属于支持环 节。半导体产业工序复杂,从开始设计到产品最终落地需要数十道工序。设计环节属于技术密集型,制造环节属于资本和技术密集型,封装测试环节属于劳动力密集型。从毛利率来看,设计>制造>封装测试。从资本投入来看,制造>封装测试>设计。从技术要求来看,制造环节技术难度最大,是半导体产业追随摩尔定律发展的主要瓶颈之一,也是技术突破 发展的主要方向,其微观尺度已走到5-7nm的水平,是当今人类最精密制造能力的体现。2020年封测行业景气来临。 从全球科技产业周期的角度来看,在 5G、IoT、服 务器、AI等领域带动存储器、HPC、基频等半导体 芯片的需求下,2020年全球半导体销售额预计增长3.3%,由去年的4123亿美元增至4260亿美元,封 测行业也将迎来新一轮的景气周期。

后摩尔时代。极小尺寸导致摩尔定律趋缓 ,自此制造龙头 企业于晶圆制造 技术节点的推进转向系统级 封装技术的创新,先进封装 技术愈发重要。先进封装技增加功能、提升产品 价值以及有效降低成本,成延续摩尔定律的关键。

报告节选(报告原文115页):

(报告观点属于原作者,仅供参考。报告来源:方正证券)


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