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- 2022-04-29 14:09:40 发布
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'内容目录一、半导体—十年产业投资大机会8二、全球半导体周期分析112.1供给:硅片剪刀差-供需有望长期维持健康结构112.1.1最核心材料钳制产能释放112.1.2摩尔定律放缓+数据时代来临,放大剪刀差132.1.3存储器位元需求是硅片偏紧的最大驱动因素142.2需求:第四轮硅含量提升162.2.1人工智能持续驱动服务器硅含量提升182.2.2汽车电子核心驱动在于ECU量价齐升252.2.3IoT:物联网浪潮迭起,芯片环节率先受益352.3库存周期:库存水位仍处于相对低位372.3.1IDM库存:库存占营收比重同比、环比均有所下滑372.3.2设计公司库存:出现边际改善势头402.3.3晶圆厂库存:18Q3库存水位环比下滑412.3.4渠道库存:艾睿、大联大库存水位逐季下滑422.3.5库存之外,下游终端情况如何?44三、国之重器、大投入加快推进473.1国产化需求快速提升,各大领域不断突破473.1.1国内现状:自给率亟待提升,产业链布局完善473.1.2从韩国模式看半导体发展路径493.1.3政策凝聚产业链,大基金撬动杠杆513.2存储:大国市场纵深孕育关键产品突破573.2.1寡头格局下的默契联盟573.2.2趋势研判:目前仅是上行周期的间断性放缓623.2.3国产需求广阔,合肥长鑫睿力进展顺利653.2.4长江存储首批32层3DNAND已部分量产,64层有望突破673.3设计:国内IC设计厂商轻装追赶683.3.1垂直分工大势所趋,中国Fabless产业高速成长683.3.2多领域已实现部分突破733.3.3从海思看国产IC设计厂商成长路径763.4设备:中国将成全球最大半导体设备市场793.4.1半导体产业东迁带动中国设备市场高速成长793.4.2全面完整布局,多项设备均实现国产突破81四、投资建议及重点标的推荐864.1板块估值已经历显著消化,业绩增速体现基本面改善864.2投资组合推荐874.2.1兆易创新:存储“芯”希望884.2.2景嘉微:GPU时代开启,景嘉微大有可为924.2.3全志科技:下游布局多元化,语音交互前景乐观934.2.4韦尔股份:自研+分销双管齐下,收购豪威进军CIS市场944.2.5圣邦股份:模拟芯片龙头,国产替代深度受益954.2.6富满电子:深耕模拟电路20年,设计+封测整合优势凸显964.2.7闻泰科技+安世半导体:强强联手,打造5G+IoT+云的生态链974.2.8扬杰科技:功率半导体领先者,内生外延顺利推进98
4.2.9士兰微:A股IDM龙头厂商994.2.10三安光电:LED龙头进军化合物半导体广阔市场1004.2.11北方华创:国产半导体设备平台型厂商,订单释放业绩持续高增长1014.2.12精测电子:检测设备大厂,换挡半导体后续空间巨大1024.2.13至纯科技:半导体湿法刻蚀设备龙头,开创“芯”篇章1024.2.14长川科技:整合优质设备标的STI,后续有望迎来强协同1034.2.15兴森科技:拐点已至,老牌PCB联合新星半导体双剑合壁1044.2.16晶瑞股份:国产微电子化学品龙头,核心关键产品不断突破1054.2.17中环股份:收购国电光伏,高度契合双产业链布局1064.2.18江丰电子:靶材龙头,关键技术不断突破1074.2.19通富微电:三大市场共同增长,六大厂区逐步迎来释放期1084.2.20晶方科技:外延更进一步,光学能力协同补强109风险提示110图表目录图表1:全球及中国半导体销售额8图表2:全球及中国集成电路销售额8图表3:全球及中国半导体销售额(单季度,亿美元)9图表4:全球半导体市场增速9图表5:中国半导体市场增速9图表6:从我国产业市占率看产业迁移10图表7:2016中国晶圆厂布局10图表8:26座晶圆厂在建11图表9:17年3月对硅片价格趋势判断“硅片剪刀差”(左轴为增速,右轴为价格指数)12图表10:硅片需求量持续提升12图表11:硅片扩产情况13图表12:终端设备硅含量提升13图表13:半体公司需求的持续增长13图表14:摩尔定律正逼近物理极限14图表15:存储器是全球半导体景气度的主要推手(百万美元)14图表16:存储、逻辑等对12寸硅片的需求(千片/月)15图表17:SUMCO估算300mm库存水平指数16图表18:全球半导体硅含量17图表19:2017-2020年第四次全球半导体硅含量提升17图表20:全球AI需求整体测算18图表21:主流云计算厂商现有及规划数据中心20图表22:IDC服务器装机量增长趋势(千台)20图表23:服务器BOM拆分测算(美元)21图表24:DGX-1服务器成本拆分22图表25:DGX-2成本拆分22图表26:服务器出货量预测(千台)22图表27:服务器合计出货量预测22图表28:服务器DRAM用量测算(GB/台)23图表29:服务器DRAM市场需求测算(万GB)23图表30:服务器DRAM市场空间测算23
图表31:单位服务器CPU用量测算(颗)24图表32:服务器CPU市场空间测算24图表33:单位服务器GPU用量测算25图表34:服务器GPU市场空间测算25图表35:汽车半导体市场规模(亿美元)26图表36:汽车电子核心驱动在于ECU26图表37::2013-2018年全球IC各领域的年均复合增长率27图表38:2017-2022F年全球半导体各领域的年均复合增长率27图表39:估算汽车平均硅含量(美元)27图表40:Cypress预测汽车未来硅含量27图表41:汽车电子价值成本占比(%)27图表42:汽车集成电路市场规模(十亿美元)28图表43:新能源燃油消耗对比28图表44:部分国家禁售燃油车时间表29图表45:汽车电气化分类29图表46:新能源汽车硅价值量提升30图表47:电动车电子器件价值量拆解30图表48:动力电池系统价值量拆解30图表49:发动机半导体价值量拆解(百万美元)31图表50:变速箱半导体价值量拆解(百万美元)31图表51:动力总成辅助系统半导体价值量拆解(百万美元)31图表52:混动系统半导体价值量拆解(百万美元)31图表53:启停系统半导体价值量拆解(百万美元)32图表54:特斯拉Model3核心模组BoM测算(美元)32图表55:各大厂商主要汽车传感器用量33图表56:动力总成用传感器出货量33图表57:动力总成用传感器市场空间33图表58:单车MCU用量34图表59:目前车载存储主要方案34图表60:2020年车载存储产值(百万美元)34图表61:智能汽车平均车载DRAM容量34图表62:中国智能驾驶渗透率35图表63:中国乘用车销量35图表64:智能汽车DRAM空间35图表65:物联网各层次价值量36图表66:Gartner估算物联网安装基数(亿)36图表67:IDC估算物联网安装基数(十亿)36图表68:IoT半导体市场规模37图表69:物联网半导体各细分应用37图表70:IDM板块样本公司38图表71:IDM板块库存情况38图表72:IDM板块库存值以及DOI39图表73:德州仪器库存占比情况39图表74:美光库存占比情况40图表75:海力士库存占比情况40图表76:设计板块样本公司40
图表77:设计板块库存情况41图表78:设计板块库存值以及DOI41图表79:代工板块样本公司42图表80:代工板块库存情况42图表81:代工板块库存值以及DOI42图表82:代工板块库存情况42图表83:代工板块库存值以及DOI42图表84:渠道分销样本公司43图表85:艾睿电子库存水位43图表86:安富利库存水位43图表87:大联大库存水位43图表88:大联大月度营收44图表89:全球手机出货量以及增长率(按年度)44图表90:全球手机出货量以及增长率(按季度)45图表91:历代iPhone物料成本拆解45图表92:服务器出货量预测(千台)46图表93:服务器合计出货量预测46图表94:全球PC出货量46图表95:全球笔记本出货量47图表96:中国芯片产业国产化情况48图表97:全球设备市场主要参与者49图表98:韩国半导体产业发展大事记49图表99:韩国官产学研联盟的发展50图表100:三星发展历程51图表101:中国政府对半导体产业的扶持52图表102:我国半导体产业布局示意53图表103:大基金投资领域及部分企业53图表104:国家集成电路产业投资基金所投领域占比55图表105:国家集成电路产业投资基金支持主体占比55图表106:集成电路地方基金分布56图表107:国内企业和资本海外并购重点案例57图表108:八点论证寡头格局下的默契联盟的牢固性58图表109:2Q17全球DRAM市场份额58图表110:2Q18全球DRAM市场份额58图表111:DRAM产能和年增长率(kWPM)59图表112:DRAM位元供给增速放缓59图表113:各厂商Capex投入60图表114:DRAM三强近期产能规划情况60图表115:龙头DRAM制程情况62图表116:1980年以来DRAM价格走势63图表117:DRAM基本面改善:下行周期缩短、陡峭度放缓;上行周期拉长、陡峭度上升63图表118:DRAM基本面改善:价格周期高、低点均显著上升63图表119:DRAM基本面改善:毛利率周期高、低点均显著上升64图表120:DRAM基本面改善:营业利润率周期高、低点均显著上升64图表121:各公司DRAM业务毛利率趋势65图表122:各公司DRAM业务营业利润率趋势65
图表123:近年中国集成电路进出口规模66图表124:存储行业格局66图表125:合肥长鑫进展规划67图表126:长江存储进展规划68图表127:设计行业格局69图表128:中国芯片产业国产化情况69图表129:中国设计产业销售规模70图表130:中国IC设计企业数量70图表131:中国销售过亿元IC设计企业数量70图表132:国内分下游IC设计企业数量71图表133:国内分下游IC设计业规模71图表134:中国集成电路领域专利增长趋势71图表135:我国集成电路布图设计专有权(2006年到2016年)72图表136:全球IC设计收入vsIDM收入(十亿美元)72图表137:全球IC设计收入增速vsIDM收入增速72图表138:我国集成电路设计区域发展对比表73图表139:国产CPU情况73图表140:景嘉微GPU产品规划图73图表141:英伟达GPU路线图74图表142:全球模拟IC市场规模75图表143:中国模拟IC市场格局75图表144:模拟IC集中度75图表145:模拟电路分类76图表146:华为手机出货量(百万部)76图表147:华为海思芯片+手机配合战略77图表148:中国半导体设备市场79图表149:全球半导体设备市场79图表150:全球半导体设备市场(单季度)80图表151:中国半导体设备市场(单季度)80图表152:中国半导体设备市场维持高速增长80图表153:18Q3中国半导体设备市场增速突破100%80图表154:国内晶圆厂扩产&新建情况81图表155:芯片制造过程中使用多种、大量设备82图表156:全球设备市场主要参与者82图表157:半导体设备国产化情况82图表158:刻蚀设备市场规模(百万美元)84图表159:刻蚀设备市场格局84图表160:沉积设备市场规模(亿美元)85图表161:沉积设备应用占比85图表162:清洗设备市场趋势85图表163:清洗设备市场份额85图表164:检测设备市场趋势86图表165:检测设备市场份额86图表166:SW半导体PE(TTM,整体法,剔除负值)86图表167:SW半导体PB(LF,整体法,剔除负值)86图表168:SW半导体单季度营收增速(整体法)87
图表169:SW半导体归母净利润增速(整体法)87图表170:投资组合所属公司盈利预期88图表171:兆易创新主要产品系列及下游应用89图表172:兆易创新营收及归母净利润情况90图表173:兆易创新利润率情况90图表174:兆易创新业务布局及市场空间91图表175:DRAM弹性测算92图表176:汇顶、FPC、思立微2018年上半年指纹芯片出货量(kk)92图表177:景嘉微营收及归母净利润情况93图表178:景嘉微利润率情况93图表179:全志科技营收及归母净利润情况94图表180:全志科技利润率情况94图表181:韦尔股份营收及归母净利润情况95图表182:韦尔股份利润率情况95图表183:圣邦股份营收及归母净利润情况96图表184:圣邦股份利润率情况96图表185:富满电子营收及归母净利润情况97图表186:富满电子利润率情况97图表187:闻泰科技借助安世半导体向产业链上游延伸98图表188:扬杰科技营收及归母净利润情况99图表189:扬杰科技利润率情况99图表190:士兰微营收及归母净利润情况100图表191:士兰微利润率情况100图表192:三安光电营收及归母净利润情况101图表193:三安光电利润率情况101图表194:北方华创营收及归母净利润情况102图表195:北方华创利润率情况102图表196:精测电子营收及归母净利润情况102图表197:精测电子利润率情况102图表198:至纯科技营收及归母净利润情况103图表199:至纯科技利润率情况103图表200:长川科技营收及归母净利润情况104图表201:长川科技利润率情况104图表202:兴森科技营收及归母净利润情况105图表203:兴森科技利润率情况105图表204:晶瑞股份营收及归母净利润情况106图表205:晶瑞股份利润率情况106图表206:中环股份营收及归母净利润情况107图表207:中环股份利润率情况107图表208:江丰电子营收及归母净利润情况108图表209:江丰电子利润率情况108图表210:通富微电营收及归母净利润情况109图表211:通富微电利润率情况109图表212:晶方科技营收及归母净利润情况110图表213:晶方科技利润率情况110
一、半导体—十年产业投资大机会中国半导体市场规模占全球比重持续提高。据中国半导体行业协会等统计,2017年受存储器涨价影响和物联网需求推动,全球半导体收入约4122.21亿美元,同比增长16%。预计2018年全球半导体收入将达到4779.36亿美元,实现连续3年稳步增长。其中,中国为全球需求增长最快的地区。2017年国内半导体销售额为1102.02亿美元,同比增长19.9%。随着5G、消费电子、汽车电子等下游产业的进一步兴起,叠加全球半导体产业向大陆转移,中国将持续成为全球最大和贸易最活跃的半导体市场。预计2018我国半导体销售额再增20%,达到1322亿美元。我国集成电路市场增速全球第一。2016年我国集成电路销售额624.98亿美元,2017年为828.15亿美元,同比增长32%,是全球集成电路产业增速最快的区域。预计2018再增20%,达到993.1亿美元。统计2000年以来18年间集成电路产业销售规模年均增速,中国CAGR为20.6%,全球CAGR为4.8%。中国集成电路产业持续扩大,在全球的占比持续提高,已成为全球主要消费市场。图表1:全球及中国半导体销售额6000500040003000200010000全球半导体销售额(亿美元)中国半导体销售额(亿美元)20082009201020112012201320142015201620172018E30.00%25.00%20.00%15.00%10.00%5.00%0.00%资料来源:中国半导体行业协会、全球半导体贸易统计组织、图表2:全球及中国集成电路销售额450040003500300025002000150010005000全球集成电路销售额(亿美元)中国集成电路销售额(亿美元)中国占全球比重30.00%25.00%20.00%15.00%10.00%5.00%0.00%资料来源:中国半导体行业协会、全球半导体贸易统计组织、《2018-2024年中国集成电路行业市场深度分析及投资前景预测报告》、
中国半导体市场增速在17Q3至18Q1曾短暂低于全球增速,主要由于国内存储器产业仍处于突破初期,而本轮半导体景气度主要推手为存储器产业,所以导致国内产业增速短暂低于全球增速,但长期来看我国半导体产业占全球比重提升的大趋势没有改变,长期增速将始终维持较高水平。图表3:全球及中国半导体销售额(单季度,亿美元)1,4001,2001,0008006004002000全球半导体市场中国半导体市场全球同比增速中国同比增速45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%-5%-10%资料来源:全球半导体贸易统计组织、图表4:全球半导体市场增速图表5:中国半导体市场增速资料来源:全球半导体贸易统计组织、资料来源:中国半导体行业协会、产业第三次转移,中国占比不断提高。从我国半导体产业迁移历史来看,各细分板块均经历了技术突破、份额提升、国际领先三个阶段,其中光伏、显示面板、LED等泛半导体产业经过多年发展,均已达到国际领先水平。目前半导体封装测试、IC设计等产业已经站稳脚跟,进入份额提升期。半导体制造、设备、材料等方面,我国相关技术不断突破,有望在区域聚集属性下,重演产业迁移之路。
图表6:从我国产业市占率看产业迁移资料来源:SEMI、ICInsight、WSTS、从晶圆制造厂地域分布来看,据PWC统计,2016年我国晶圆制造厂共计170家,封测厂共计123家。其中,晶圆厂制造主要分布在东部沿海、西北地区和南部沿海,三者产能占比为56.8%、10.5%和8.5%。江苏晶元制造厂共计54家,数量全国居首,上海和广东晶圆厂分别为18和14家,分居二三。封测厂方面,东部沿海集中度更高,产能占比62.2%。其中江苏、上海封测厂数量为20和18家。图表7:2016中国晶圆厂布局资料来源:PwC、
26座晶圆厂在建,12寸是目前的主流建设方向。根据前瞻产业研究院,目前我国晶圆厂在建产能涉及12家公司、15个项目,投资额合计4399.9亿元,在建产能超过81万/月。预计2018年将贡献约50万片/月产能,届时我国12寸晶圆产能增幅将达到78%。12寸投资规划方面,据SEMI统计,主要涉及6家企业8个项目,规划投资额约为7812.3亿元。项目主要集中在北京、成都、重庆及江浙一带。主要代表:华力上海12寸新厂在建、SMIC北京12寸厂扩建、海力士无锡12寸厂扩产中、英特尔大连12寸十月流片。图表8:26座晶圆厂在建资料来源:SEMI、二、全球半导体周期分析2.1供给:硅片剪刀差-供需有望长期维持健康结构我们17年3月推出独家核心逻辑“硅片剪刀差”,领先产业判断2016年以来硅片供需剪刀差带来半导体行业8年一遇景气行情。2.1.1最核心材料钳制产能释放硅片供需关系有望持续维持健康结构。从硅片面积需求量来看,2017年硅片需求量为9.04亿平方英寸/月,至2022年可达10.51亿平方英寸/月。从不同尺寸来看,12寸硅片需求扩张幅度最高,预计2022年将达661万片/月。8寸硅片紧缺情况也在蔓延,需求量将从2017年的486百万片/月增长至2022年的500万片/月。150mm及以下的需求正在放缓,预计2022年需求量不足324万片/月。硅片平均价格将持续上涨。台湾半导体硅晶圆龙头环球晶董座徐秀兰在18年11月表示,2019年硅晶圆供需仍紧,价格持续看涨。12吋硅晶圆合约价格涨幅约6~9%;8吋的合约价格也会在高个位数。“看好2019年硅晶圆供需仍紧,价格持续看涨,是非常健康的一年。全球第一大半导体硅晶圆厂商SUMCO也表示,除了预期硅晶圆价格,2018-2019年将
持续调涨外,也预期硅晶圆恐将缺货缺到2021年,因为已有客户针对2021年之后的产能供给进行协商。SUMCO预计,12寸硅片继2017年价格大涨20%后,2018价格亦将再度调涨20%,并且2019年硅晶圆价格续涨已成定局,2020年市场可能仍供不应求;“当前顾客关心的重点已经不是价格多少,而是能否确保取得所需的硅晶圆数量,部份客户已开始就2021年的供给量进行协商,有意签下长约。”图表9:17年3月对硅片价格趋势判断“硅片剪刀差”(左轴为增速,右轴为价格指数)资料来源:整理图表10:硅片需求量持续提升硅片需求量(百万平方英寸/月)300mm硅片需求(百万片/月)200mm硅片需求(百万片/月)150mm及以下硅片需求(百万片/月)1,2001,0008006004002007.006.005.004.003.002.001.00200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021202200.00资料来源:Sumco、
图表11:硅片扩产情况12寸硅片供给(万片/月)700600500400300200100020122013201420152016201720182019E资料来源:Sumco、测算2.1.2摩尔定律放缓+数据时代来临,放大剪刀差大数据+人工智能是核心,物联网提供了数据基础,云计算解决数据处理问题,5G便利了数据传输,存储芯片解决算力匹配及存储,共同引领了新一轮的TMT创新浪潮。数据的产生、存储、传输和处理,都要映射到芯片的需求,微观层面看到的就是终端设备含硅量提升和半导体公司需求的持续增长;数据中心、移动、汽车、IoT市场需求扩大催生终端设备硅含量持续提升。美光统计了四大应用的潜在成长空间,汽车市场将从CY17的25亿美元增长至CY21的59亿美元,成长2.4倍。此外,移动、数据中心、IoT市场也将在四年间分别成长1.2倍、2.1倍和1.7倍。受此影响,据ICInsights,十年来终端设备硅含量增长9个百分点。预计2021年继续增长至28.9%。图表12:终端设备硅含量提升图表13:半体公司需求的持续增长电子系统硅含量线性(电子系统硅含量)30%28%26%24%22%20%18%19971999200120032005200720092011201320152017F2019F2021F16%资料来源:ICInsights、资料来源:美光,摩尔定律放缓,进一步放大硅片剪刀差。摩尔定律正逼近物理极限,在冯诺依曼架构没有变化之前,芯片性能提升的放缓和数据需求几何级数式的增长之间矛盾将日益凸显。在芯片体积无法进一步有效缩小的情况下,对芯片的需求将加剧硅片剪刀差。
图表14:摩尔定律正逼近物理极限资料来源:DonsNotes、存储器是本轮景气周期的主要推手,占增量70%以上。从全球集成电路市场结构来看,全球半导体贸易统计组织预计2018年全球集成电路市场规模达4015.81亿美元,相较于本轮景气周期起点2016年增长了1249亿美元。而存储器18年市场规模达1651.10亿美元,相较2016年增长了883亿美元,占增量比重达71%,是本轮景气周期的主要推手。图表15:存储器是全球半导体景气度的主要推手(百万美元)模拟电路微处理器逻辑电路存储器450000400000350000300000250000200000150000100000500000资料来源:WSTS、2.1.3存储器位元需求是硅片偏紧的最大驱动因素300m紧缺主要由各类数据相关应用驱动,其中存储器位元需求增长速度已超越制程及
工艺进步速度,是硅片紧张的最大驱动因素!也是硅片剪刀差传导下来最为受益的通用型品种!其中DRAM的制程工艺在进入20nm以下后速度明显放缓、我们判断未来几年对硅片的需求量持续偏紧。而NAND由于处于2D向3D迁移过程中、预计3D良率爬坡后会有一段时期对于硅片需求下降/波动,但从长期来看增速仍将由全面替代HDD、云计算、消费电子容量升级等因素所驱动。SUMCO分品类对12寸硅片需求在未来数年根据PPP-GDP指数小幅增长来测算,出现较大缺口也仍然是确定性事件。未来四年硅片紧缺延续,逻辑芯片、DRAM、NAND、其他逻辑芯片和测试级对12寸硅片的需求量均突破100万片/月,主要原因为头厂商扩产幅度不大,3D-NAND良率提升带来的需求增长。图表16:存储、逻辑等对12寸硅片的需求(千片/月)资料来源:SUMCO、从龙头厂商SUMCO最新公布客户存货及周转指数来看,厂商周转天数持续下降同时在自身出货量相对稳定情况下客户硅片存货持续下降,表明硅片紧缺程度持续。
图表17:SUMCO估算300mm库存水平指数资料来源:SMUCO、,左右轴均为指数2.2需求:第四轮硅含量提升2017-2020年我们即将进入第四个全球半导体硅含量提升周期,下游需求的推动力量是汽车、工业、物联网、5G通讯、AI等,数据是核心。2017年全球半导体销售产值突破4000亿美金,我们预计,这一时期,全球半导体销售产值首次突破5000亿美金大关。此前一共经历了三轮提升周期,包括半导体硅含量代表电子系统中半导体集成电路芯片总价值占电子系统价值的百分比,可用来衡量半导体的渗透率。如果从下游需求分析,硅含量就是下游需求中半导体芯片的渗透率。根据全球半导体硅含量趋势图,从第一款半导体集成电路芯片发明以来,直接推动着信息技术发展,我们一共经历着3个完整的发展周期,目前正在进入第4个发展周期。Ø1)第一个周期,上个世纪60年代到90年代,全球半导体的硅含量从6%提高到23.1%,第一周期市场空间增长500亿元,由PC电脑、大型机等需求推动;Ø2)第二个周期,2000年到2008年,全球半导体的硅含量从17.3%提高到22.4%,下游需求推动的力量是笔记本、无线2G/3G通讯等,带来1000亿美元市场空间,随后进入衰退期;Ø3)第三个周期,2010年到2014年,全球半导体硅含量从21.1%提高到26.4%,下游需求推动的力量是智能手机为代表的移动互联网产品,市场空间再增750亿;Ø4)2017-2020年全球进入第四次半导体硅含量提升,此轮将提升到30-35%,下游需求的推动力量是汽车、工业、物联网、5G通讯等。
图表18:全球半导体硅含量硅含量()353025201510519651975198519952000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018E2019E2020E0资料来源:根据电子系统与半导体价值量进行测算我们结合半导体硅含量提升趋势图与60年全球半导体产值对过去的三轮提升周期进行回顾。我们可以清晰看到,从第一款半导体集成电路芯片发明以来,直接推动着信息技术发展,我们一共经历着3个完整的发展周期,目前正在进入第4个发展周期。工业、互联网、移动互联网、泛物联网图表19:2017-2020年第四次全球半导体硅含量提升资料来源:知乎、第四波硅含量提升周期的三大核心创新驱动是5G支持下的AI、物联网、智能驾驶,从人产生数据到接入设备自动产生数据,数据呈指数级别增长!智能驾驶智能安防对数据样本进行训练推断、物联网对感应数据进行处理等大幅催生内存性能与存储需求,数据为王!所有数据都需要采集、存储、计算、传输,存储器比重有望持续提升。同时传感器、微处理器(MCU/AP)、通信(RF、光通讯)环节也将直接受益。我们强调,第四次波硅含量提升周期,存储器芯片是推动半导体集成电路芯片行业上行的主要抓手,密切关注大陆由特殊、利基型存储器向先进存储有效积累、快速发展进程。
2.2.1人工智能持续驱动服务器硅含量提升人工智能市场不断成长,拉动上游半导体需求持续提升:Ø数据时代对服务器需求增长,服务器出货量提升;Ø服务器市场结构变化:AI训练需求对高性能服务器出货量的拉动;Ø性能需求对芯片价值量的拉动:并行计算对GPU的拉动;数据量指数级增长拉动存储器需求;运算效率催生In-MemoryProcessing对存储器性能要求的提升带动ASP的提升;摩尔定律放缓,但性能需求持续提升,多路CPU有望重演多核CPU成长路径。图表20:全球AI需求整体测算20172018E2019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E服务器数量(单位:1000)高性能运算服务器48005280586165057286823392211023611259yoy10%11%11%12%13%12%11%10%传统服务器650067606963710273157608776079938153yoy4%3%2%3%4%2%3%2%服务器总量113001204012824136081460115841169811822819412yoy7%7%6%7%8%7%7%6%DRAM需求测算高性能DRAM用量4005206507808971032118613641569yoy30%25%20%15%15%15%15%15%传统服务器DRAM250300330363381400420441463yoy20%10%10%5%5%5%5%5%高性能DRAM需求192000274560380952507425653563849306109390613963711766409yoy43%39%33%29%30%29%28%27%传统服务器DRAM162500202800229772257805278816304467326084352660377699yoy25%13%12%8%9%7%8%7%DRAM需求总量(万3545004773606107247652309323791153772141999017490302144107yoy35%28%25%22%24%23%23%23%服务器DRAMASP2.82.52.42.22.02.01.71.71.4yoy-10%-6%-6%-13%0%-14%0%-17%服务器DRAM市场99260012029471453524171411418274632261394238558229383713001750CPU需求测算单位高性能CPU数量(个)yoy5%10%10%15%10%5%5%0%(GB)用量(GB)(万GB)需求(万GB)GB)(美元/GB)空间(万美元)2.02.12.32.52.93.23.43.53.5
单位传统服务器1.01.11.11.21.31.41.51.51.53264000395841650748876506220838001198955365474000649240279524189896239CPU数量(个)yoy5%5%10%10%5%5%0%0%CPU单价(美金)340035703749393639363739355233753037yoy5%5%5%0%-5%-5%-5%-10%高性能服务器CPU110552912240691211829市场(万美金)370传统服务器CPU市221000025339862877531339001938408923984541405407239669093641623场(万美金)服务器CPU市场空12220901388007151093616207601575991间(万美金)38562GPU需求测算单位高性能GPU数0.80.91.01.21.41.61.81.91.9yoy10%15%20%15%15%10%5%0%单位传统服务器0.20.20.30.30.30.40.40.50.5yoy10%15%20%15%15%10%5%0%GPU单价(美金)400044004840532455905590531147804063yoy10%10%10%5%0%-5%-10%-15%高性能服务器GPU153600020444162870667420607556882967391941865152890750208485144传统服务器GPU市520000654368852609114795214277371707574182010317715971535975场(万美金)服务器GPU市场空104716310846611002111205600026987843723276535402871160349099515间(万美金)179汇总服务器DRAM市场99260012029471453524171411418274632261394238558229383713001750空间(万美元)服务器CPU市场空12220901388007151093616207601575991间(万美金)38562服务器GPU市场空104716310846611002111间(万美金)1791039413131292116964382116440252409827966572999259287827838206841yoy22%26%29%25%19%11%7%-4%量(个)GPU数量(个)市场(万美金)5474000649240279524189896239205600026987843723276535402871160349099515合计(万美金)8522600资料来源:Gartner,测算具体对本轮服务器内存景气周期进行分析,Intel服务器平台转换和七大互联网龙头数据中心建设是16-17年的需求动能。而随着IoT、AI(尤其智能安防)和智能驾驶时代到来,边缘计算的快速成长带来的性能需求将成为中长期半导体的成长驱动!数据中心对服务器的需求成为整体服务器市场出货成长的关键。近两年来数据中心的服务器需求预计在2020年前规划将继续维持每年二至三成的年增率。
图表21:主流云计算厂商现有及规划数据中心现有数据中心目前规划数据中心谷歌154亚马逊125微软234Facebook94百度82阿里巴巴16N/A腾讯43资料来源:集邦咨询、图表22:IDC服务器装机量增长趋势(千台)2015201620172018201920205000450040003500300025002000150010005000资料来源:DRAMeXchange、我们对服务器配置、物料成本进行拆解,主要从CPU、DRAM、SSD等核心元器件用量及价格方面进行测算:ØCPU方面,目前双路(两颗物理芯片)CPU几乎已成服务器标配,而IBM、惠普等厂商均早已推出8路,甚至16路CPU服务器,保守估计高端服务器平均CPU规格为4路英特尔E7芯片,官网单价为8898美元,合计成本超35000美元。Ø内存方面,考虑到目前市场上个人工作站内存配置范围一般为32GB至512GB,保守估计低阶服务器仅使用128GBDDR4内存。而高阶服务器方面,服务器厂商Supermicro(彭博“间谍门”乌龙事件所指公司)早已与2017年年初就已推出4TB(32组128GB)服务器产品,不考虑ECC特性,目前2400MHz128GBDDR4内存价格约为1200美元,4TB成本将达38400美元。Ø硬盘方面,随着服务器处理数据量激增,保守估计单台服务器配置0.6至8TB固态硬盘,成本约为900至5600美元。进一步考虑主板、散热、电源、线缆、机架等器件成本,综合来看,一般服务器物料成本范围大致为6000至90000美元水平,而存储成本占比大约为40~50%,并且呈现出越高阶服务器中存储成本占比越高的趋势。
图表23:服务器BOM拆分测算(美元)低阶中阶高阶CPUCPU配置E5-2650V4(12核)E54669V4(22核)E7-8894V4(24核)CPU数量244CPU单价132970008898CPUBOM26582800035592内存DRAM配置16GBDDR4-240064GBDDR4-2400128GBDDR4-2400DRAM数量83232DRAM单价2404951200DRAMBOM19201584038400固态硬盘SSD配置120GBBootSSD+480GBSSD4TBSAS8TBSASSSD数量21套1套SSDBOM90028005600其他其他(包括主板、散热、电源管理、130043007280合计BOM67785094086872存储BOM28201864044000存储BOM占比41.61%36.59%50.65%线缆、机架等)资料来源:测算,元件价格根据京东、eBay零售价测算人工智能训练用服务器主要成本在GPU。在上述对一般服务器进行详细拆解之后,我们进一步拆解侧重于并行计算的AI训练用服务器,以业界龙头英伟达推出的DGX-1服务器为例,其使用了8颗TeslaP100加速芯片,京东单价为44999元,合计成本近36万元,成本占比约为70%。18年3月,英伟达发布了其最新一代服务器DGX-2,官方售价250万元,其中16路TeslaV100加速卡成本超百万元,带有16x32GBHBM显存,1.5TB高性能服务器DRAM+30TBNVMeNANDFlash存储合计成本约为32万元。可以看到,GPU仍旧占成本比重70%左右,但存储占成本比重由上一代的14%提升至目前的20%,符合我们提出的“越高阶服务器中存储成本占比越高”的观点。
图表24:DGX-1服务器成本拆分部件规格单价(元)数量小计(元)GPUTeslaP100accelerator449998359992CPUIntelXeonE5-2698v423929247859内存64GB2133MHzDDR4LRDIMM5217841734FlashSamsungPM8631.92TBSSD7900431600功率1600w,参考相同功率3449413796Dual10GbE2087120874InfiniBand100GbpsEDR(按2*2p)176023520主板F-G439914399散热估算100011000机架估算100011000软件UbuntuServerLinuxOSDGX-1RecommendedGPUDriver20000114000网络总计520987资料来源:测算,元件价格根据京东、eBay零售价测算图表25:DGX-2成本拆分部件规格单价(元)数量小计(元)GPUTeslaV10071094161137511CPUIntelXeonPlatinum(最新款为8180)800482160095内存128GB2666MHzECCDDR41363012163560FlashPCIe3.1NVMe2TB,TLC1113815167066连接、机架、主板、散热、功率等估算50000150000总计1628233资料来源:测算,元件规格根据英伟达官网参数拆分估算,元件价格根据京东、eBay零售价测算高性能服务器带动服务器市场加速成长。产业信息网数据显示,2017年传统服务器出货量达650万台,预计传统服务器出货量增速将延续往年趋势,在低个位数百分比水平波动,2025年出货量有望超8百万台。高性能服务器方面,2017年出货量达480万台,预计增速将始终保持在两位数水平,2022年出货量或将超越传统服务器,2025出货量有望达到1100万台。图表26:服务器出货量预测(千台)图表27:服务器合计出货量预测12,00010,0008,0006,0004,0002,0000高性能运算服务器传统服务器高性能增速传统增速14%12%10%8%6%4%2%0%2500020000150001000050000服务器出货量(千台)yoy9%8%7%6%5%4%3%2%1%0%20172019E2021E2023E2025E资料来源:Gartner、测算资料来源:Gartner、测算
我们进一步对服务器用DRAM、CPU、GPU等核心元件市场空间进行测算。服务器DRAM市场空间展望达300亿美元,位元单价下滑助力渗透率提升。传统服务器方面,单机DRAM用量预计将平稳增长,2025年或将接近0.5TB水平。考虑到目前市场上高性能服务器DRAM配置已达单机4TB,保守估计2025年高性能服务器平均单机DRAM用量达到2018年初发布的DGX-2水平,约为1.5TB,结合前文出货量测算以及DRAM位元价格逐步下滑的假设,预计2025年服务器DRAM市场空间将达到300亿美元。图表28:服务器DRAM用量测算(GB/台)图表29:服务器DRAM市场需求测算(万GB)高性能服务器DRAM用量传统服务器DRAM用量1,800高性能DRAM需求传统服务器DRAM需求HPCYoY传统YoY1,6001,4001,2001,00080060040020002,500,0002,000,0001,500,0001,000,000500,000050%40%30%20%10%0%资料来源:根据目前主流服务器配置测算资料来源:根据服务器出货量及DRAM用量测算图表30:服务器DRAM市场空间测算3500000300000025000002000000150000010000005000000服务器DRAM市场空间(万美元)服务器DRAMASP(美元/GB)20172018E2019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E3.02.52.01.51.00.50.0资料来源:DRAMeXchange、测算有望复制多核心CPU成长之路,多路CPU渗透率将稳步提升。随着摩尔定律演进放缓,单颗CPU核心数增加周期拉长,单颗CPU性能提升逐渐逼近瓶颈。我们认为多路多核CPU将复制单路多核CPU的成长路径,考虑到目前HPC双路CPU已成标配,16路CPU也已推出,保守估计2025年平均每台HPC服务器将使用3.5颗CPU。市场规模方面,结合HPC需求的增长,2020年服务器CPU市场规模或将达1000亿美元。
图表31:单位服务器CPU用量测算(颗)4.003.503.002.502.001.501.000.500.00单位高性能CPU数量单位传统服务器CPU数量20172018E2019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E资料来源:测算,2017年数据根据目前主流服务器配置估算图表32:服务器CPU市场空间测算传统服务器CPU市场(万美金)高性能服务器CPU市场(万美金)服务器CPU单价(美金)18000000160000001400000012000000100000008000000600000040000002000000020172018E2019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E450040003500300025002000150010005000资料来源:根据服务器出货量、CPU用量、CPU单价等三项估算数据测算AI浪潮将开启GPU时代。部分侧重于AI训练的服务器,相较于CPU,对于GPU的依赖度更高,我们统计了各大AI龙头服务器配置,包括英伟达DGX、FacebookBigSur、国产浪潮部分型号,均普遍使用了8路至16路GPU。我们保守估计HPC单机GPU用量将逐步接近2颗,结合目前专用计算卡价格,预计高性能运算服务器GPU市场空间有望在5-7年达到1000亿美元。
图表33:单位服务器GPU用量测算2.001.801.601.401.201.000.800.600.400.200.00单位高性能GPU数量(个)单位传统服务器GPU数量(个)20172018E2019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E资料来源:测算,2017年数据根据目前主流服务器配置估算图表34:服务器GPU市场空间测算传统服务器GPU市场(万美金)高性能服务器GPU市场(万美金)GPU单价(美金)120000006000100000005000800000040006000000300040000002000200000010000020172018E2019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E资料来源:根据服务器出货量、GPU用量、GPU单价等三项估算数据测算2.2.1汽车电子核心驱动在于ECU量价齐升我们认为汽车电子零部件及半导体器件含量提升的核心逻辑在于ECU(电控单元)数量及单体价值齐升,车用半导体市场规模有望长期稳定增长:Ø汽车市场结构改变:各国政策驱动新能源汽车出货占比提升;Ø电控单元数量提升:电气化、智能化、新能源化推动车用芯片及OSD(光学器件、传感器、分立器件)数量提升;Ø安全性、可靠性、实时性对性能提出更高要求,带动车用ECU单价提升。
全球汽车半导体市场规模(亿美元)全球汽车半导体市场规模(亿美元)图表35:汽车半导体市场规模(亿美元)6005004003002001000201020112012201320142015201620172018E2019E2020E2021E2022E资料来源:Infineon、通过总线结构来看汽车ECU变化趋势,以CAN、LIN、FlexRsay为代表的串行通讯协议推行以来,汽车ECU(电控单元)数量和价值量显著提升,以满足用户在舒适性、安全性、电动化等方面的更高要求。图表36:汽车电子核心驱动在于ECU资料来源:整理绘制“电气化+智能驾驶+新能源汽车”已经成为当前汽车行业三大核心驱动力,汽车电子也因此成为半导体下游领域需求增长最快的市场,根据ICInsights数据,近三年全球车用芯片市场正以年复合成长率11%的速度增长,Infineon估算2017年车用半导体市场规模达345亿美元,且2017-2022年将以接近8%的速度增长。
图表37::2013-2018年全球IC各领域的年均复合增长率图表38:2017-2022F年全球半导体各领域的年均复合增长率0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%资料来源:PwC、资料来源:Infineon、图表39:估算汽车平均硅含量(美元)图表40:Cypress预测汽车未来硅含量400390380370360350340330320310300硅含量硅含量201220132014201520162017资料来源:PWC,资料来源:Cypress,汽车硅含量及单体价值量持续提升。根据PwC数据,目前全球汽车的电子化率(电子零部件成本/整车成本)不到30%,未来会逐步提升到50%以上,发展空间很大;从绝对值看,目前单车汽车半导体价值量在358美金,未来将以每年5-10%的增速持续提升。图表41:汽车电子价值成本占比(%)60%50%40%30%20%10%0%195019601970198019902000201020202030资料来源:PwC、
汽车IC快速增长,成半导体增长亮点。根据ICInsights数据,预计2018年汽车IC增速可达18.5%,规模可达323亿美元。到2021年,汽车IC市场将会增长到436亿美元,2017年到2021年之间的复合增长率为12.5%,为复合增长率最高的细分市场模块,也是未来的主要驱动力之一。图表42:汽车集成电路市场规模(十亿美元)市场规模(十亿美元)YoY32.327.221.122.820.6353025201510525%20%15%10%5%0%020142015201620172018F-5%资料来源:ICInsights、环保节能需求推动汽车电气化,新能源汽车快速增长。由于各国政府对能源和环境问题高度重视,纷纷提出禁售燃油车计划,汽车电气化几乎是必然趋势。KatusaResearch数据显示,中国,美国和德国将成为电动汽车的主要推广者,致使2040年电动汽车年均销售量可达6千万量。新能源汽车能够有效降低燃油消耗量,而新能源汽车需要用到大量的电源类IC(比如升降电压用的DC/DC),模拟IC行业可从中受益。图表43:新能源燃油消耗对比电动车技术电机电压节省燃油量start/stop12V2~5%Microhybird12V3~10%Mildhybird48V8~15%MildhybirdHV(~100V)10~16%Fullhybird200V~450V,some48V20~50%Plug-inhybird100V~800V40~80%Pureelectric100V~800V100%资料来源:TI、
图表44:部分国家禁售燃油车时间表燃油车静售国家/地区政策发布时间政策实行时间禁售车型荷兰20132月25日传统燃油车美国加州2015年8月2030传统燃油车挪威2016年5月2025非电动车德国2016年中2030传统内燃机汽车印度2017年4月2030传统燃油车法国2017年7月2040传统燃油车英国2017年7月2040燃油车、有点混动汽车资料来源:公开资料整理、汽车电动化程度逐步加深,硅价值量持续增长。各车企纷纷推出新能源车,以实现汽车电动化的软替代,常见的新能源汽车包括混合动力汽车、插电式混合动力汽车、增程式电动汽车、纯电动汽车。随着电气化程度的提升,汽车半导体价值量也水涨船高。2018年中度混合动力汽车、插电式混合动力汽车和纯电动汽车单车半导体价值量分别达475、740和750美元,根据StrategyAnalytics预测,2025年度混合动力汽车、插电式混合动力汽车和纯电动汽车销量分别可达到0.17亿、0.13亿、0.08亿。图表45:汽车电气化分类汽车类型简称动力来源及其他纯电动汽车增程式电动汽车燃料电池汽车同时配有发动机和电动机,电机帮助汽车启混合动力HEV(HybridElectricVehicle)停,能改善车辆的低速动力输出和降低油汽车耗。电池能量通过汽车运行中的能量回收插电式混合动力汽车BEV(BatteryElectricVehicle):REEV(RangeExtendElectricVehicle)FCEV(FuelCellElectricVehicle)PHEV(Plug-inHybridElectricVehicle)动力全部来源于电池电动机提供动力,依靠车内发动机发电。以氢气、甲醇等为燃料,通过化学反应产生电流,依靠电机驱动。能量提供由电池和燃油提供。动力提供由燃油发动机和电动机提供。车载动力电池可以通过外接电源进行充电。资料来源:TI、
图表46:新能源汽车硅价值量提升资料来源:Infineon、StrategyAnalytics、从价值量来看,在仅考虑汽车电动化的情况下,其主要电子系统的价值增量将体现在动力电池系统代替发动机系统,而动力电池系统价值估算约为10000~12000美元左右,占整车电子系统价值比重超70%,其中锂电池组占比又达到动力电池系统价值的70~75%,价值量约为8000美元左右。图表47:电动车电子器件价值量拆解图表48:动力电池系统价值量拆解动力电池系统72%逆变器5%车载充电机4%电机8%DC/DC转换器1%热管理2%高压配电2%高压电缆及充电线3%其他23%电池热管理1%BMS3%锂电池组73%其他3%资料来源:StrategyAnalytics、资料来源:StrategyAnalytics、电动化将持续推动汽车硅含量提升。我们对动力总成系统硅含量进行拆解分析,从应用市场规模来看,目前发动机半导体市场规模最大,2017年发动机半导体市场规模超42亿美元,占动力总成半导体市场比重近50%,其次依次是变速箱、混动系统、辅助系统、起停系统。从增速来看,混动系统半导体市场规模增长最快,2015-2022年复合增长率接近30%,其次为启停系统,7年复合增长率为10%。Ø发动机硅含量集中于模拟IC、分立器件、传感器、MCU,整体较为成熟,未来增长平稳。Ø变速箱硅含量增长将由MCU引领。随着变速箱系统电子化,微控制器的应用将逐渐增加,预计变速箱系统MCU市场2015-2022年复合增长率可达5%。Ø辅助动力系统硅含量增长将由IGBT、MCU引领。除了功率器件的增长外,随着性
能要求的提高,辅助动力系统所使用的MCU将由8位向16位迁移,带来ASP提升。Ø混动系统所有分类应用均将维持30%左右的增速,其硅含量主要集中于电池管理IC以及IGBT。Ø启停系统整体增速将维持在10%左右,价值量占比较高的部分除了MCU以外,主要增长来自于12V向48V迁移所带动的MOSFET价值量提升。图表49:发动机半导体价值量拆解(百万美元)图表50:变速箱半导体价值量拆解(百万美元)5000450040003500300025002000150010005000模拟IC分立器件逻辑IC存储MCU传感器2013201520172019E2021E2000180016001400120010008006004002000模拟IC分立器件存储MCU传感器2013201520172019E2021E资料来源:StrategyAnalytics、资料来源:StrategyAnalytics、图表51:动力总成辅助系统半导体价值量拆解(百万美元)图表52:混动系统半导体价值量拆解(百万美元)1400120010008006004002000模拟IC分立器件存储MCU传感器2013201520172019E2021E40003500300025002000150010005000模拟IC分立器件逻辑IC存储MCU光电传感器2013201520172019E2021E资料来源:StrategyAnalytics、资料来源:StrategyAnalytics、
图表53:启停系统半导体价值量拆解(百万美元)10009008007006005004003002001000模拟IC分立器件MCU传感器201320142015201620172018E2019E2020E2021E2022E资料来源:StrategyAnalytics、非动力总成方面,我们以特斯拉Model3为例,对中控模组、辅助驾驶、车身控制等核心部件进行拆解分析,相较于动力总成价值结构,逻辑IC、存储IC价值占比大幅提升,初步测算中控模组半导体价值量约为103~157美元,辅助驾驶模组半导体价值量约为369~502美元,车身控制模组半导体价值量约为79~128美元。图表54:特斯拉Model3核心模组BoM测算(美元)中控模组部件用量单价小计SoC120~3020~30存储120~2520~25MCU18~128~12串行器23~56~10连接23~56~10模拟&电源63~518~30其他25~4025~40合计103~157辅助驾驶部件用量单价小计SoC250~70100~140GPU180~10080~100DRAM108~1080~100NAND18~108~10NOR15~85~8MCU18~128~12开关42~38~12其他80~12080~120合计369~502车身控制部件用量单价小计MCU45~720~28开关101~210~20驱动IC201~120~20功率200.8~1.216~24连接60.5~13~6其他10~3010~30合计79~128资料来源:测算
智能驾驶时代,“车载电脑”、“车载服务器”大势所趋。建立“感应-融合-决策-执行”大闭环。智能驾驶,在监测到障碍物时,如果无法及时进行智能化决策,控制方向避开障碍物,而是先传入云端再下发指令到车载终端的话,因信号传输等原因稍有延迟就会导致事故的发生。因此需要本地具备高性能运算能力的辅助驾驶/自动驾驶控制系统来对传感器接收数据进行融合、处理,“车载电脑”、“车载服务器”将是大势所趋,形成“感应-融合-决策-执行”大闭环。基于上述框架,我们进一步对车用传感器、微控制器、存储器进行分析传感器方面,以特斯拉model3为例,其使用了一颗雷达与8颗摄像头,仅能实现2级自动/辅助驾驶水平,保守估计单车至少需要安装30颗以上图像传感器才有可能实现L5自动驾驶。除图像传感器以外,动力总成系统内也将使用大量压力、温度等传感器,预计2021年,动力总成系统内传感器出货量将达18亿颗,以单颗1美元计算,对应市场空间保守估计将接近18亿美金量级。图表55:各大厂商主要汽车传感器用量雷达摄像头LIDAR特斯拉Model3180Google/Waymo415英特尔6126Uber1205宝马454通用21146日产574丰田8大众552Aptiv1019资料来源:根据各大厂商车型配置整理图表56:动力总成用传感器出货量图表57:动力总成用传感器市场空间汽车传感器出货量(百万颗)汽车传感器市场空间(百万美元)1900180017001600150014001300120011001000201320142015201620172018201920202021180017001600150014001300120011001000201320142015201620172018201920202021资料来源:麦肯锡、资料来源:麦肯锡、MCU方面,综合考虑安全应用、车身控制、动力系统、电池组方面的需求,估算整车微控制器用量约为36~54颗,考虑到车规级芯片单价一般较高,以单颗芯片3至10美金
计算,整车MCU价值量约为100至500美元。图表58:单车MCU用量应用部位MCU使用颗数安全应用雷达、摄像头、刹车、气囊、胎压检测等12~20动力应用变速箱、离合器、喷嘴等6~10车身控制中控、电调座椅、内外车灯等14~18电池组充电、反相、变压等4~6合计36~54资料来源:根据目前主流厂商车型配置测算存储方面,从目前车载存储主流方案来看,整体呈现存储使用颗数、单颗容量、单颗价值量三项齐升的趋势。麦肯锡相关报告对车载存储整体产值进行预测,预计到2020年车载存储整体产值将达到28.32亿美元,其中DRAM和NAND占比分别为51%、36%。图表59:目前车载存储主要方案动力传动/制动车身ECU信息娱乐/仪表盘系统辅助驾驶/自动驾驶系统处理芯片MCU多媒体CPU+GPU多核CPU+GPU+AI加速存储方案SRAM+SPIFlashDRAM+SRAM+SPIFlash+EMMCDRAM+SRAM+SPIFlash+EMMC/UFS目前制程90/65nm向40nm迁移28nm向16nm迁移16/14nm及更高端资料来源:根据目前主流厂商车型配置整理图表60:2020年车载存储产值(百万美元)图表61:智能汽车平均车载DRAM容量16001400120010008006004002000车载存储产值:百万美元DRAMNANDNOR其他智能汽车平均车载DRAM容量(GB)4035302520151050201520162017F2018F2019F2020F资料来源:麦肯锡、资料来源:麦肯锡、根据发改委最新《智能汽车创新发展战略》(征求意见稿),到2020年,中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、路网设施、法规标准、产品监管和信息安全体系框架基本形成,智能汽车新车占比达到50%,中高级别智能汽车实现市场化应用。我们对中国智能驾驶渗透与DRAM空间进行测算,以2020年中国乘用车销量2770万辆、智能汽车渗透率50%、单车DRAM容量38GB来测算,仅中国车载DRAM空间就有望达到5.27亿GB。
图表62:中国智能驾驶渗透率图表63:中国乘用车销量300025002000150010005000智能驾驶车辆(万辆)非智能驾驶车辆(万辆)智能驾驶渗透率201520162017F2018F2019F2020F0%650%40%30%20%10%0%300025002000150010005000中国乘用车销量(万辆)yoy201520162017F2018F2019F2020F8.0%7.0%6.0%5.0%4.0%3.0%2.0%1.0%0.0%资料来源:易观智库、资料来源:IHS、图表64:智能汽车DRAM空间智能汽车DRAM空间(百万GB)6005004003002001000201520162017F2018F2019F2020F资料来源:测算2.2.1IoT:物联网浪潮迭起,芯片环节率先受益随着NB-IOT标准化火速落地和稳步推进,海量广覆盖低功耗连接条件已经初步具备。以互联网、智能手机为代表的信息产业的第二次浪潮已步入成熟,增速放缓,而以物联网为代表的信息感知及处理正在推动信息产业进入第三次浪潮,物联网革命已经悄然开始!
图表65:物联网各层次价值量资料来源:整理物联网快速发展将激活海量智能终端。小到智能手机、汽车,大到智能工厂,未来智能终端将渗透到人们生产生活的方方面面,物联网设备接入数量将迎来指数级增长。Gartner研究显示,2014年全球联网设备有37.5亿台,比2013年增加24%,预计到2020年时,物联网安装基数将达到250亿,同时增加收入将达到3000亿美元。RadiantInsights则更为乐观的表示,连接到网络的设备数量有望在2020年时快速飙升至超过1000亿台。图表66:Gartner估算物联网安装基数(亿)图表67:IDC估算物联网安装基数(十亿)300250200150100500250.001848.8030.3037.50161412108642全球中国大陆2013201420152020E020152016201720182019202020212022资料来源:Gartner,资料来源:IDC,
图表68:IoT半导体市场规模图表69:物联网半导体各细分应用全球物联网半导体市场(十亿美元)YoY3535%3030%2525%2020%1515%1010%55%00%20142015201620172018F2019F2020F资料来源:ICInsights,资料来源:Gartner,从Gartner对物联网半导体的细分领域预测来看,MCU、通信芯片和传感器芯片在未来四年内将具有更大的增长弹性,且物联网半导体整体市场空间在2020年有望达到350亿美元。从物联网终端模组成本来看,尽管物联网终端产品应用情景多,但整体上成本主要集中在处理器(MCU/AP)、传感器以及无线通信芯片,总共占比可能达到60%-70%。2.2库存周期:库存水位仍处于相对低位供给端库存水位较低,行业回调主要由于渠道端去库存,根据行业一般规律,渠道端去库存一般将维持2-3个季度,2019年中行业有望回暖。为了更好的理解半导体下游需求水平及变化趋势,也为了进一步对本轮景气周期放缓程度及持续周期进行分析,我们分别在IDM、代工、设计以及渠道分销等板块筛选具有代表性的公司作为板块样本进行库存分析。2.2.1IDM库存:库存占营收比重同比、环比均有所下滑IDM产业样本公司的筛选过程中,我们综合考虑了存储、模拟以及数字电路,选择了模拟器件、美信、安森美、恩智浦、Cypress、英特尔、德州仪器、IDT、AMS、SK海力士、麦格纳、英飞凌、意法、威世以及三星电子等十余家企业作为样本公司。
图表70:IDM板块样本公司公司代码AnalogDevicesADIUSMaximIntegratedCircuitsMXIMUSOnSemiconductorONUSNXPNXPIUSCypressSemiconductorCYUSMicronMUUSIntelINTCUSTexasInstrumentsTXNUSIntegratedDeviceTechnologiesIDTIUSAustriamicrosystemsAMSSWHynix000660KSInfineonIFXGRMagnaChipMXUSSTMicroelectronicsSTMFPVishayInterconnecttechnologyVSHUSSamsung005930KS资料来源:筛选IDM板块库存占营收比重同比、环比均有所下滑。从库存绝对值来看,2018年三季度IDM样本公司期末库存合计为498亿美元,同比增长12%,环比增长3%。但从库存周转天数来看,18Q3约为82天,环比减少3天,边际有所改善。从库存占营收比重来看,18Q3库存水位为43.70%,同比下降0.53pct,环比下降2.18pct,同比、环比均出现改善势头,基本面向好。图表71:IDM板块库存情况库存占比50%45%40%35%30%25%20%15%10%5%2010Q12010Q22010Q32010Q42011Q12011Q22011Q32011Q42012Q12012Q22012Q32012Q42013Q12013Q22013Q32013Q42014Q12014Q22014Q32014Q42015Q12015Q22015Q32015Q42016Q12016Q22016Q32016Q42017Q12017Q22017Q32017Q42018Q12018Q22018Q30%资料来源:Bloomberg、整理
图表72:IDM板块库存值以及DOI库存(百万美元)DOI6000090500008070400006030000504020000301000020102010Q12010Q22010Q32010Q42011Q12011Q22011Q32011Q42012Q12012Q22012Q32012Q42013Q12013Q22013Q32013Q42014Q12014Q22014Q32014Q42015Q12015Q22015Q32015Q42016Q12016Q22016Q32016Q42017Q12017Q22017Q32017Q42018Q12018Q22018Q300资料来源:Bloomberg、整理我们进一步对IDM中的公司进行筛选分析,选取德州仪器、美光、海力士作为样本公司,三家公司均具有相当程度的代表性,美光、海力士的主营产品存储器是本轮景气周期主要抓手;而德州仪器作为模拟电路龙头,在售芯片超两万种,对接几乎所有半导体下游,其库存水平较有综合参考价值。SK海力士库存占比为32%,环比、同比均基本持平;美光库存占比为49%,同比提升3pct,环比提升6pct;德州仪器库存占比为50%,同比提升4pct,环比下滑2pct。海力士、德州仪器库存水位不升反降,仅美光库存水位环比有所提升,但与2011年、2016年两轮下行周期相比,仍处于较低水位。我们认为,目前仅是上升周期中的阶段性放缓,行业基本面已有根本性改善,2016年的下行周期不会重演。图表73:德州仪器库存占比情况70%60%50%40%30%20%10%Q12011Q22011Q32011Q42011Q12012Q22012Q32012Q42012Q12013Q22013Q32013Q42013Q12014Q22014Q32014Q42014Q12015Q22015Q32015Q42015Q12016Q22016Q32016Q42016Q12017Q22017Q32017Q42017Q12018Q22018Q320180%资料来源:Bloomberg、整理
图表74:美光库存占比情况图表75:海力士库存占比情况120%100%80%60%40%20%Q22009Q42009Q22010Q42010Q22011Q42011Q22012Q42012Q22013Q42013Q22014Q42014Q22015Q42015Q22016Q42016Q22017Q42017Q22018Q420180%70%60%50%40%30%20%10%Q12012Q32012Q12013Q32013Q12014Q32014Q12015Q32015Q12016Q32016Q12017Q32017Q12018Q320180%资料来源:美光、资料来源:海力士、2.2.1设计公司库存:出现边际改善势头设计产业样本公司的筛选方面,我们综合考虑了通讯、计算、消费类等不同下游,选择了AMD、Cirrus、Lattice、英伟达、高通、赛灵思、ATI、联发科、芯科以及威盛电子等十家企业作为样本公司。图表76:设计板块样本公司公司代码AMDAMDUSCirrusLogicCRUSUSLatticeLSCCUSNVIDANVDAUS高通QCOMUSXilinxXLNXUSATIATIUS联发科2454TT芯科SLABUS威盛电子2388TT资料来源:筛选设计板块库存占营收比重、DOI均呈改善趋势。从库存绝对值来看,2018年三季度设计板块样本公司期末库存合计为69亿美元,同比增长5%,环比增长3%。但从库存周转天数来看,18Q3约为85天,同比减少2天,环比减少1天,边际有所改善。从库存占营收比重来看,18Q3库存水位为47.23%,同比下降1.94pct,环比下降1.74pct,同比、环比均出现改善势头,与IDM公司趋势一致,行业基本面整体向好。
图表77:设计板块库存情况库存占比60%50%40%30%20%10%2010Q12010Q22010Q32010Q42011Q12011Q22011Q32011Q42012Q12012Q22012Q32012Q42013Q12013Q22013Q32013Q42014Q12014Q22014Q32014Q42015Q12015Q22015Q32015Q42016Q12016Q22016Q32016Q42017Q12017Q22017Q32017Q42018Q12018Q22018Q30%资料来源:Bloomberg、整理图表78:设计板块库存值以及DOI库存(百万美元)DOI800070006000500040003000200010000120100806040202010Q12010Q22010Q32010Q42011Q12011Q22011Q32011Q42012Q12012Q22012Q32012Q42013Q12013Q22013Q32013Q42014Q12014Q22014Q32014Q42015Q12015Q22015Q32015Q42016Q12016Q22016Q32016Q42017Q12017Q22017Q32017Q42018Q12018Q22018Q30资料来源:Bloomberg、整理2.3.3晶圆厂库存:18Q3库存水位环比下滑晶圆代工板块库存水平受下游需求影响较大,18Q3已出现边际改善势头。我们综合考虑了地域分布情况,选择台积电、联电、中芯国际、塔尔、世界等五家企业作为样本公司。从库存绝对值来看,2018年三季度设计板块样本公司期末库存合计为50亿美元,同比增长30%,环比增长4%。但从库存周转天数来看,18Q3约为67天,环比持平。从库存占营收比重来看,18Q3库存水位为44.61%,同比增长9.27pct,环比下降0.51pct,库存增长主要原因为消费级需求下滑所致,但从库存水位来看,环比已有所改善。
图表79:代工板块样本公司公司代码TSMC2303TTUMC2330TTSMIC981HK世界5347TT塔尔半导体TSEMUS资料来源:筛选图表80:代工板块库存情况图表81:代工板块库存值以及DOI50%45%40%35%30%25%20%15%10%5%2015Q12015Q22015Q32015Q42016Q12016Q22016Q32016Q42017Q12017Q22017Q32017Q42018Q12018Q22018Q30%库存占比6000500040003000200010000库存(百万美元)DOI80706050403020102015Q12015Q22015Q32015Q42016Q12016Q22016Q32016Q42017Q12017Q22017Q32017Q42018Q12018Q22018Q30资料来源:Bloomberg、资料来源:Bloomberg、图表82:代工板块库存情况图表83:代工板块库存值以及DOI50%45%40%35%30%25%20%15%10%5%2015Q12015Q22015Q32015Q42016Q12016Q22016Q32016Q42017Q12017Q22017Q32017Q42018Q12018Q22018Q30%库存占比6000500040003000200010000库存(百万美元)DOI80706050403020102015Q12015Q22015Q32015Q42016Q12016Q22016Q32016Q42017Q12017Q22017Q32017Q42018Q12018Q22018Q30资料来源:Bloomberg、资料来源:Bloomberg、2.3.3渠道库存:艾睿、大联大库存水位逐季下滑渠道库存边际改善,曙光临近。我们选择了艾睿电子、安富利、大联大等三家企业作为样本公司。从库存绝对值来看,安富利、大联大Q3期末库存同比、环比均有个位数百分比的增长,艾睿电子库存环比下滑。但从库存周转天数来看,艾睿、大联大环比均减少一天左右,安富利Q3库存增长天数增加一天。从库存占营收比重来看,18Q3艾睿、库存水位连续两个季度改善;安富利自16年丢失ADI、Cypress、博通代理权后,库存水位长期高位震荡;大联大在收入增速逐月下滑的同时,库存占营收比重也不断改善,
合理推断分销代理商均有意识控制库存水平,预计渠道去库存周期将在2-3个季度后迎来拐点。图表84:渠道分销样本公司公司代码安富利AVTUS艾睿电子ARWUS大联大3702TT资料来源:筛选图表85:艾睿电子库存水位图表86:安富利库存水位库存占营收比重库存占营收比重60%50%40%30%20%10%Q12010Q32010Q12011Q32011Q12012Q32012Q12013Q32013Q12014Q32014Q12015Q32015Q12016Q32016Q12017Q32017Q12018Q320180%80%70%60%50%40%30%20%10%Q12010Q32010Q12011Q32011Q12012Q32012Q12013Q32013Q12014Q32014Q12015Q32015Q12016Q32016Q12017Q32017Q12018Q32018Q120190%资料来源:Bloomberg、资料来源:Bloomberg、,安富利使用财年图表87:大联大库存水位库存占营收比重60%50%40%30%20%10%Q12010Q22010Q32010Q42010Q12011Q22011Q32011Q42011Q12012Q22012Q32012Q42012Q12013Q22013Q32013Q42013Q12014Q22014Q32014Q42014Q12015Q22015Q32015Q42015Q12016Q22016Q32016Q42016Q12017Q22017Q32017Q42017Q12018Q22018Q320180%资料来源:Bloomberg、整理
图表88:大联大月度营收600500400300200100060%单月营收(亿元新台币)YoY50%40%30%20%10%0%-10%-20%2013-012013-042013-072013-102014-012014-042014-072014-102015-012015-042015-072015-102016-012016-042016-072016-102017-012017-042017-072017-102018-012018-042018-072018-10-30%资料来源:Wind、整理2.3.5库存之外,下游终端情况如何?2.3.5.1手机出货疲软,关注半导体价值量提升智能手机出货量持续低迷其主要原因是因为智能手机的价格不断增长,但是硬件的创新上却稍显不足,一定程度上消耗了购买力。其次,智能手机的软件系统不断加强,各大厂商又定期会对系统进行优化和升级,使得手机的使用寿命变长。其次,各大厂家都在布局抢占5G的先机,华为、高通、Intel都已经宣布在2019年会推出5G的基带芯片,小米已经在2018年下半年宣布了5G版本的MIX3,另外一方面国内三大运营商也在抢先组建5G实验局,大部分消费者在此时或处于观望状态,希望可以一步到位到直接换成5G手机。根据Counterpoint的数据统计,目前年换机周期已经超过了22周。基于以上三个主要原因,智能手机的换机周期拉长,进而导致全球手机出货量趋缓。图表89:全球手机出货量以及增长率(按年度)180000016000001400000120000010000008000006000004000002000000全球手机出货量(千部)YoY201420152016201720181Q~3Q16%14%12%10%8%6%4%2%0%资料来源:Gartner,
图表90:全球手机出货量以及增长率(按季度)全球手机出货量(百万部)YoY5004504003503002502001501005002016Q12016Q22016Q32016Q42017Q12017Q22017Q32017Q42018Q12018Q22018Q34.0%2.0%0.0%-2.0%-4.0%-6.0%-8.0%资料来源:IDC,手机半导体价值量持续提升。结合TechInsights相关数据,我们对历代iphone物料成本进行了详细拆解,除2016年iPhone7半导体价值量短暂减少以外,整体上,智能手机半导体器件成本不断攀升,我们估算iPhoneXsMax整机物料成本约为453美元,其中半导体器件价值约为227美元,占比超50%。图表91:历代iPhone物料成本拆解存储合计半导体合计整体BOM500450400350300250200150100500iPhone5siPhone6iPhone6siPhone7iPhone8iPhoneXiPhoneXsMax资料来源:TechInsights、测算2.3.5.2服务器市场增长结合PC企稳,助力芯片需求成长服务器市场增长结合PC企稳,GPU、CPU等计算类芯片以及存储器将受益:1)服务器方面,下游需求提升,出货量整体增长,结构上高性能服务器占比提高,进一步加大了对芯片需求的拉动;2)PC方面,出货量趋于稳定,对CPU、GPU、存储器市场扰动减少。高性能服务器带动服务器市场加速成长。产业信息网数据显示,2017年传统服务器出货量达650万台,预计传统服务器出货量增速将延续往年趋势,在低个位数百分比水平波动,2025年出货量有望超8百万台。高性能服务器方面,2017年出货量达480万台,预计增速将始终保持在两位数水平,2022年出货量或将超越传统服务器,2025出货量有望达到1100万台。
图表92:服务器出货量预测(千台)图表93:服务器合计出货量预测12,00010,0008,0006,0004,0002,0000高性能运算服务器传统服务器高性能增速传统增速14%12%10%8%6%4%2%0%2500020000150001000050000服务器出货量(千台)yoy9%8%7%6%5%4%3%2%1%0%20172019E2021E2023E2025E资料来源:Gartner、测算资料来源:Gartner、测算全球PC出货量趋于稳定。IDC数据显示,2017年以来全球PC出货量同比止跌,同比增速整体在低个位数百分比波动。笔记本市场方面,2017年出货量有所回暖。整体上,PC市场趋于稳定有助于减少对CPU、GPU等计算芯片以及存储IC市场的扰动。图表94:全球PC出货量全球PC出货量(百万台)YoY120100806040200资料来源:IDC、测算30%25%20%15%10%5%0%-5%-10%-15%-20%
图表95:全球笔记本出货量全球笔记本出货量(百万台)YoY605040302010015%10%5%0%-5%-10%-15%-20%资料来源:IDC、测算三、国之重器、大投入加快推进3.1国产化需求快速提升,各大领域不断突破3.1.1国内现状:自给率亟待提升,产业链布局完善中国集成电路市场增速全球第一,三业发展日趋均衡,虽然核心芯片自给率仍然较低,但产业链布局齐全。据中国半导体行业协会统计,中国集成电路行业销售额从2013年的2508.5亿元增长至2017年5411.3亿元,四年间翻了一番,是全球发展最快的区域。但核心芯片(如计算机系统CPU/MPU、通用电子统FPGA/EPLD/DSP、通信装备嵌入式MPU/DSP、存储、显示及视频驱动)自给率低。据前瞻产业研究院数据,2017年我国芯片自给率约11.2%,预计2020年国产化比例15%。从设计、晶圆代工、封测、设备四方面来看:Fabless为三业中发展最快,高端产品空白有待填补。我国设计产业销售规模从1999年的3亿元增长到2018年的2576亿元,GAGR~+42%。存储、逻辑、模拟、射频、传感、功率半导体等产品线及其细分领域均有布局,但高端芯片如WIFI芯片,蓝牙芯片,交换机芯片,FPGA芯片等国产化率接近零。向高性能、高端产品转变、领导行业标准升级,获取产品生命周期中利润最丰厚的关键时段,是未来IC设计方向国产化突破方向。
图表96:中国芯片产业国产化情况资料来源:中国部分市场空间为估算晶圆代工国产化率为三业中最高。以中芯国际、华虹半导体为代表的大陆晶圆代工厂渐露曙光。2018上半年,中芯国际和华虹半导体分别以17.28亿美元和4.33亿美元营收位列全球十大晶圆代工第五和第九。新增需求来自于物联网、车用电子、云端运算、人工智能、消费性电子等终端以及本土Fabless崛起促进晶圆代工服务需求增加。本土封测业高速增长,规模进一步扩大。据中国半导体行业协会封装分会统计,2017年国内集成电路测试产业销售额由2016年的1523,2亿元增至1816.6亿元,同比增长19.3%。然而先进封装技术、综合技术水平仍存在相当差距,自主创新能力仍显不足。国内封测产业链不甚健全,对设备、材料的依赖,装备和材料的国产化水平有待提高。设备方面,据SEMI数据,2018年全球设备销售金额超600亿美元,其中我国仅次于韩国,以118亿美元市场和43.5%的增长率排名第二。预计2020年我国半导体设备市场规模将达到663.96亿元。目前,我国半导体设备市场仍非常依赖进口,但从产业布局角度来看,国内厂商布局极为完善,几乎覆盖半导体生产制造过程中每个环节所需的所有主要设备。拉晶、光刻、沉积、刻蚀、清洗、检测、封装等各个环节均有多家国内厂商布局覆盖。
图表97:全球设备市场主要参与者全球半导体设备市场368.43亿美元光刻C/T沉积:81亿美元刻蚀/清洗/CMP:87亿美元IMP过程控制88亿美元20亿美元NTCVDTCVDPVDMOCVD硅刻蚀介质刻蚀CMP自动化单片清洗12亿美元44亿美元ASMLTELAMATTELAMATAxitronLAMTELAMATDNSDNSVarianKLAHKEVeccoAMATSEMESAMATLAMLAMAMATHHTHHTEharaLAMNikonDNSCanonTELCanonTELTELAMATTEL中国涉及的厂商上海微电子芯源北方华创中微半导沈阳拓荆北方华创北方华创体中微半导盛美半导盛美半导北方华创体体,华海体,北方清科华创中科信睿励资料来源:整理3.1.2从韩国模式看半导体发展路径韩国半导体产业通过数十年发展,在全球占据一席之地,孕育了三星、SK海力士等全球性半导体巨头,我们梳理分析了韩国模式的几点启示,从韩国模式看半导体产业崛起路径:Ø“官产学研”联合,立体式推进产业发展;Ø自主研发,向CPU、DSP等领域横向扩张,减少外部依赖;Ø产业链垂直一体化,加强上游设备材料布局;Ø借助中美市场构筑战略纵深,打开成长空间。60年代,韩国半导体产业发展始于代工业务。1966年美国仙童半导体(Fairchild)以及其严苛的条件向韩国政府提出了一个框架性的半导体制造及装配计划,即在要求对其所投资的工厂拥有完全所有权、并且其生产的产品可进入韩国国内市场两大条件下在韩国建厂。韩国政府同意后一时间引起其他美国半导体公司竞相投资韩国热潮,摩托罗拉、Signetics(Phillips)等公司开始陆续在韩国建设存储芯片封装、模组厂,开启了韩国半导体产业的发展。图表98:韩国半导体产业发展大事记资料来源:整理
70年代,韩国政府大力推进以集成电路为主体的“官产学研合作”的政策。首先政府直接投资建立相应集成电路研发机构,如1975年成立韩国高级科学技术研究所(KAIST)、1976年成立韩国产业经济技术研究所(KIET),主要负责引进、吸收和传播国外技术,进行VLSI的研究,同时还负责半导体产业国家级科研项目的开发,KIET还于1981年成功研制出4英寸CMOS半导体。随着韩国第三次经济发展五年计划的出台,韩国政府也制定了引进和培养人才的政策,这些人才对半导体产业界和学术界都做出了很多重大的贡献。图表99:韩国官产学研联盟的发展资料来源:整理80年代,从依存于外国技术,转向自主研发。1986年,三星电子在政府的支持下,与现代电子、LG电子合作成立了开发半导体技术的国家研究开发小组。在外国半导体企业拒绝向三星电子转让技术的情况下,三星电子将其资源更多地投向国家开发研究小组和自主技术的开发。三星尽管未能实施购买拥有4MDRAM技术的国外企业或研究机构的方案,但采用了聘请掌握4MDRAM核心技术的外国专家的做法。当时,正值美国半导体产业不景气,三星因而比较容易聘请到年轻的技术专家。这一战略对获取4MDRAM开发所需的外国技术并自主成功开发4MDRAM发挥了很大的作用。1988年,三星在韩国国内首先研制出4MDRAM,这比美、日只慢了6个月。这一阶段,以三星为首的韩国半导体企业,逐渐从以前的依存于外国技术的半导体开发战略,转向并行开发自身技术的新战略。
图表100:三星发展历程资料来源:整理90年代,产业链垂直一体化,加强上游设备和电子化学品原材料的国产化。上世纪90年代,韩国政府主导推出总预算2000亿韩元(2.5亿美元)的半导体设备国产化项目,鼓励韩国企业投资设备和电子化学品原料供应链。韩国工贸部在汉城南部80公里的松炭和天安,设立两个工业园区,专门供给半导体设备厂商设厂。为了获取先进技术,韩国人以优厚条件招揽美国化工巨头杜邦、硅片原料巨头MEMC、日本DNS(大日本网屏)等厂商,在韩国设立合资公司。由此,韩国人半导体产业链上游关键设备和电子化学品原材料初具规模。借助中美市场构筑广阔的战略纵深。借助1985、1991年《美日半导体协议》的签署,韩国企业打开美日市场。随后随着需求向中国大陆转移,韩国企业又继续挺进中国大陆,亿海力士为例,2008年全球金融危机爆发后,南亚科、华亚科连续亏损五年,全球DRAM产业累计亏损超过125亿美元,反观韩国海力士,依托中国大陆市场的战略纵深,凭借无锡海力士的投产,海力士仅仅一年时间就扭亏为盈。韩国半导体工业发展的历程值得参考,起步发展于第一次全球半导体硅含量提升周期,在美国扶持下,在官产学模式的助力下,韩国产业快速分享了PC电脑快速普及的时代。充分分享第二次、第三次全球半导体硅含量提升周期所带来的笔记本、手机、家电、智能手机等快速普及的市场红利。在行业相对疲软时,又依靠大国的市场纵深维持生存。对照我国现状,市场纵深:我国半导体1300亿美元市场,增速全球第一;自主研发:外部环境弱于韩国,始终坚持自主研发道路;产业链一体化:材料、设备、设计、制造、封装、测试全面布局;官产学研联盟:政策、资金、技术全方位、立体式支持,大基金撬动杠杆。3.1.2政策凝聚产业链,大基金撬动杠杆我们统计了2000年以来国家出台相关集成电路产业扶持政策,包括减免征关税/企业所得税、专项贷款优惠利率、用地用房保障、优质企业落户奖励等在内的财税、投融资、进出口、研发、人才、平台和联动发展全套支持。直接受惠企业/项目主体覆盖制造、封
测、存储、设备、材料全产业领域。图表101:中国政府对半导体产业的扶持时间扶持措施内容2000年《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》投融资政策、税收政策、产业技术政策、出口政策、收入分配等方面实施优惠2006年《国家中长期科学和技术发展规划纲要》“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件”、“极大规模集成电路制造技术和成套工艺”为16大重点专项前两位2010年《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》着力发展集成电路、新型显示、高端旗舰、高端服务等核心基础产业2011年《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场七大政策鼓励集成电路发展2012年《集成电路产业“十二五”发展规划》产业规模翻番,关键产品核心技术突破性进展,结构调整明显成效,产业链进一步完善2013年《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》集成电路测试设备列入战略性新兴产业重点产品目录2014年《国家集成电路产业发展推进纲要》启动1200亿规模的国家集成电路产业发展投资基金,重点扶持晶圆设计、制造、封装领域以及上游生产设备领域2015年《关于进一步鼓励集成电路产业发展企业所得税政策的通知》免征/减征企业所得税2016年《国民经济和社会发展“十三五”规划纲要》大力推进先进半导体新兴前沿领域创新和产业化,形成一批新增长点2017年《关于调整重大技术装备进口税收政策的通知》符合规定条件的国内企业为生产集成电路而确有必要进口部分关键零部件免征关税和进口环节增值税免征/减征企业所得税《关于集成电路生产企业有关企业所得税政策问题的通知》2018年资料来源:整理2014年9月24号,国家大基金成立是具有标志性意义的,我们统计了大基金成立的前三年,中央和各省市合计预期投入的金额规模超过4650亿人民币,而2016年中国国内半导体集成电路产值也才4300亿。从投资战略来看,大基金旨在探索以市场化的方式支持出战略性强、重资产和具有长远发展前景的领域。第一阶段以重资产为先,投资以先进工艺制造、特色工艺制造、化合物半导体制造为代表的一般装备和一般材料。下一步就是就是要投资空间大、能实现产业规模增长的、具有战略意义的、以存储器为代表的通用型产品。
图表102:我国半导体产业布局示意资料来源:根据大基金年中报告绘制截止于2018年,国家集成电路大基金第一期1400亿初显成效,累计有效投资项目约为70个,投资范围涵盖全产业链,包括兆易创新、景嘉微、汇顶科技等集成电路设计标的10家;中芯国际、士兰微、三安光电等制造企业8家;长电科技、华天科技、通富微电等封测企业5家;长川科技、北方华创等设备材料企业9家;以及10项产业基金。图表103:大基金投资领域及部分企业所处环节标的投资时间投资额(亿元)备注设计紫光集团纳斯达(艾派克)国科微北斗星通中兴微电子盛科网络2015.022015.052015.062015.092015.112016.091005415242.5国微技术兆易创新景嘉微汇顶科技20162017.082018.122017.11承诺投资14.59.7928.3打印机芯片设计企业参股国科微私募形式认购7500万股增资中兴微,持股24%领投3.1亿元支持以太网交换芯片开发视密卡设计公司受让解禁股份,持股11%参与定增持股6.65%制造中芯国际2015.0227增发股份持股11.5%2016.0543增资入股,建设中芯国际北方二期2018.1近60亿(9.47亿美金)增资中芯南方,专注先进制程2018.58成立基金,总额16.16亿三安光电2015.0648.4受让大股东9.07%股权2015.1216持股比例达到11.3%2017.12待定,总额333亿预计后续以定增方式参与士兰微2016.036支持建设8寸线
长江存储2016.03承诺投资近130亿与紫光集团联合分两期投资189亿华力微电子具体时间不详116未上市华虹半导体201860(9.22亿美金)港股上市北京燕东微电子具体时间不详5.05未上市耐威科技2017.0514参与定增,支持8寸MEMS产线建设封测长电科技2014.1220.31收购星科金朋2017.09不超过29亿元非公开发行华天科技2015.015增资中芯长电2015.0910.8与中芯国际、高通联合增资长电通富微电2015.1018投资2.7亿美金助力收购AMD工厂晶方科技2017.126.8接收EIPAT转让9.32%股份设备中微半导体2014.124.8持股7.14%长川科技2015.070.06参股长川科技7.5%沈阳拓荆2015.121.65投资化学气相沉积设备公司北方华创2015.126参与七星电子收购北方微盛美半导体材料江苏鑫华半导体材料2015.122016.0553.085计划年产5000吨半导体用多晶硅继续参与大硅片项目新昇半导体安集微电子2016.070.05投资材料公司雅克科技2017.105.5参与收购科美特、江苏先科产业基金北京集成电路制造和装备子基金2015.0310设立并参股制造和装备投资基金巽鑫投资有限公司2015.05117设立并参股产业投资基金北京集成电路产业投资基金2015.0610参与北京地方产业基金北京芯动能产业投资基金2015.0815与京东方合作成立产业基金芯鑫融资租赁2015.1020参与成立产业融资租赁公司杭州集华投资有限公司不详20上海硅产业投资有限公司2015.117参与大硅片项目安芯产业投资基金2016.0225设立子基金安芯投资湖北紫芯科技投资有限公司2017.12.3197深圳南山鸿泰股权投资基金70资料来源:大基金一期年中报告、从所投领域来看,截止2018年9月,制造、设计、封测、装备、材料类占比分别为65%、17%、10%、4%和4%。按支持主体划分,长江存储、中芯国际、华力微电子、三安光电、紫光展锐分别占比18%、16%、11%、9%和4%。
图表104:国家集成电路产业投资基金所投领域占比制造设计封测装备材料10%4%4%17%65%资料来源:大基金一期年中报告、图表105:国家集成电路产业投资基金支持主体占比中芯国际华力微电子长江存储三安光电紫光展锐其他118%16%42%1%4%9%资料来源:大基金一期年中报告、大基金的主要影响为:提高国内集成电路产业关注度,加速产业企业研发进程。半导体企业将有效结合资本手段实现设计、制造、封装、测试、核心装备各关键环节自主创新,推动核心技术竞争力和产业链垂直整合,突围各国政府对中资企业的技术封锁。政府基金撬动社会资本,扩大财政资金的杠杆效。行业融资困难初步缓解。截止2018年5月,国家集成电路产业投资基金一期已经投资完毕,总投资额为1387亿元,第二期2000亿有望推出,引领社会投资上万亿。各地方政府设立基金意愿更强烈,据不完全统计,各地已成立子基金合计总规模已经超过3000亿元。
图表106:集成电路地方基金分布地区时间规模用途北京2013.12300亿投资集成电路设计、制造、封装、测试、核心装备等关键环节天津2014.22亿/年集成电路设计产业安徽2014.112.5亿半导体和电子信息产业广东2015.75亿/年市级实验室、重点实验室、工程研究中心等研发江苏2015.710亿集成电路设计、芯片生产线、先进封装测试湖北2015.8300亿集成电路制造、兼顾设计、封装上下游产业链深圳2015.1200亿储存器合肥2015.1100亿集成电路产业投资基金贵州2015.1218亿推动贵州省集成电路产业快速发展上海2016.1500亿100亿元设计业并购基金、100亿元装备材料业基金.300亿元制造业基金厦门2016.3160亿培育一批符合厦门产业发展方向的标杆企业湖南2016.350亿首期基金规模2.5亿元,目标规模50亿四川2016.3100-120亿扶持壮大四川优势的集成电路相关企业辽宁2016.5150亿集成电路产业基金,目标100亿,首期募集20亿元广东2016.6150亿集成电路设计、制造、封测及材料装备等产业链重大创新项目陕西2016.8300亿集成电路制造、封测、测试核心装备等产业关键环节的重点项目投资南京2016.12500-600亿推动南京集成电路产业发展无锡2017.1200亿重点聚焦、培育若干个国内外知名的集成电路龙头企业,扶持一批中小集成电路企业昆山2017.2100亿引导社会资本.产业资本和金融资本等投向集成电路产业安徽2017.5300亿重点投资集成电路晶圆制造、设计、封测、装备材料等全产业领域资料来源:前瞻产业研究院、内资企业早期借力大基金完成国际并购,进入全球半导体第一梯队。通过跨境并购、定增、协议转让、增资、合资公司等多元投资方式,优化企业股权组织架构,提高企业经营效率和盈利能力。以大基金成立四年以来的两桩典型并购为例,2014年12月长电科技7.8亿美元收购全球第四大封测厂新加坡星科金朋,长电借力大基金三亿美元采用“上市公司+PE”模式和三级股权架构完成蛇吞象式跨境并购,跻身全球半导体封测第一梯队。2018年11月,国内第一手机ODM闻泰科技增资收购主体公司合肥中闻金泰,联合云南城投、格力电器、国联集团等公司以269亿鲸吞全球分立、逻辑、MOSFET器件顶尖设计公司安世半导体,加速海外优质产品、市场和客户资源整合,开启国有化替代和产业链垂直整合。
图表107:国内企业和资本海外并购重点案例时间发起方被收购方金额标的所在国家细分业务领域后续(拟)收购12013年12月紫光集团展讯17.8亿美元美国手机处理器22014年7月紫光集团锐迪科9.07亿美元美国射频IC的设计高性能射频功率放大器荷兰18亿AMPLEON集团32015年5月合肥瑞成2015年124月武岳峰资本ISSI7.64亿美元美国存储北京君正52015年12月北京亦庄国投MattsonTechnology3亿美元美国晶圆加工设备62016年2月北京清芯华创投资与金石投资豪威科技19亿美元美国CMOS成像韦尔股份92016年9月北京山海昆仑资本硅谷数模半导体5亿美元美国显示、移动芯片封测中国苏州马来西亚槟城AMD苏州85%股权、3.71亿美元AMD槟城85%股权72016年4月通富微电82016年5月长电科技星科金朋7.8亿美元新加坡封测102017年2月建广资产恩智浦标准件业务27.5亿美元荷兰标准件闻泰科技图形处理芯片7.46亿美元英国ImaginationTechnologies凯桥资本2017年11月11资料来源:《英才》2018年第6期、3.1存储:大国市场纵深孕育关键产品突破3.2.1寡头格局下的默契联盟寡头格局下,理性竞争关系有望长期维持。以本次存储景气度主要抓手DRAM为例,三星、海力士、美光三巨头享有DRAM市场95%以上的份额,综合考虑份额、制程、成本、护城河、市场成长性、下游稳定性、扩产能力、公司口径等八项因素,我们认为目前的寡头格局仍然牢固,供给端大概率将延续目前理性的竞争格局,盲目扩产可能性较小,供需关系有望长期维持健康结构。
图表108:八点论证寡头格局下的默契联盟的牢固性资料来源:整理绘制DRAM市场目前整体仍呈现“三星、海力士、美光占据90%以上份额,台湾省厂商走利基路线”的局面。18Q2三星、海力士、美光市场份额为43.6%、29.9%、21.6%。供需方面,DRAM产业链供需优秀,Q2淡季同步补库存,如纯DRAM厂商南亚科,库存回补同步于营收增长。图表109:2Q17全球DRAM市场份额图表110:2Q18全球DRAM市场份额SamsungSKHynixMicronWinbondPowerchipNanyaOthers0.6%2.5%0.8%SamsungSKHynixMicronWinbondPowerchipNanyaOthers3.2%1.0%0.4%0.7%0.6%21.6%46.2%21.6%43.6%27.3%29.9%资料来源:DRAMeXchange、资料来源:DRAMeXchange、产能方面,我们结合各家定期报告与Gartner等研究机构统计数据,预计2018全球平均DRAM产能为1250kWPM,同比成长7%。其中三星产能460kWPM,增幅来自于产品组合优化和平泽一厂二层;海力士在17年底M10/14厂和西安厂共计325kWPM的基础上,产能再增10%,到达350kWPM;而美光由于制程稍落后,扩产动力不足,月产能345kWPM,增幅4%。DRAM位元增速趋缓,预计18全年位元增速~20%。18Q2值制程迁移攻关,各存储龙头厂商进度不同程度放缓,新厂在建。美光预计,年均位元增速将达12年来低点。但考虑Q3下游智能手机新功能发布、云服务器DRAM需求,预计18全年DRAM位元增速~20%。
图表111:DRAM产能和年增长率(kWPM)16001400120010008006004002000SamsungSKHynixMicronNanyaPowerchipSamsungyoySKHynixyoyMicronyoyNanyayoy2015201620172019F2020F20%15%10%5%0%-5%-10%-15%资料来源:Gartner、DRAMeXchange、CapEx方面,美光统计十年来年位元增长率。单位位元增长率所需CapEx持续走高,CapEx和位元产出差距扩大。18Q2,美光、三星等CapEx策略偏向制程迁移和新品研发,海力士、南亚科等偏向新建厂间和产能扩张。三星2017全年DRAM资本支出达78亿美元,主要用于DRAM制程转移,以及填补制程转移损失的容量消耗,金额和年成长幅度创新高。图表112:DRAM位元供给增速放缓资料来源:美光、
图表113:各厂商Capex投入450004000035000300002500020000150001000050000SamsungSKHynixMUCampOthers%y-y20112012201320142015201620172018F2019F2020F80.0%60.0%40.0%20.0%0.0%-20.0%-40.0%-60.0%资料来源:Bloomberg、DRAM厂商扩产步伐放缓,意在保持盈利能力。三星此前计划在华城部分产能用于DRAM,并且在平泽二楼新增1ynmDRAM产能,但是扩产计划始终未落实。海力士M14的产能计划主要用于NAND生产,新增的DRAM主要由无锡工厂提供,而无锡工厂预计要2019年才能提供营收贡献。美光一直没有晶圆扩产计划,而是专注于技术进步带来位元增长和成本降低。同时,南亚科也在法人说明会是表示投片将“依据DRAM应用需求增加,持续观察产能增加情况”,再次表明业内厂商对盈利能力的关注。图表114:DRAM三强近期产能规划情况公司2017Q12017Q22017Q32017Q42018Q12018Q22018Q32018Q4继续追加计划将部分半导体资本支2017年半导体计划用平泽高稳定增加CapEx方面,考DRAM投资,补DRAM产能转出7.2万亿新资本支出为楼层的空间制1ynm量产规虑的不是增加充1xnm产品变为图像传感台币;平泽厂27.3万亿新韩造DRAM,用于模,通过1xnm产能,而是结转换的产能损器产能;计划计划用于币,用于NAND补偿line11中加强产品竞争构调整,将通失,此外无其扩产DRAM,以DRAM的制程和DRAM的技和制程转换过力;平泽二楼过灵活的产品他扩产计划;此减少制程转节点转移;计术转移和新产程中产能的减的空间会根据组合和增强产专注于产品盈移带来的产能划减少用华城能扩充;line11少。除此之外情况扩产品竞争力来实利能力的提下降;计划明NAND转化为产线投产图像暂时无其他扩DRAM,具体情现销售额的最三星升;年将华城部分DRAM产能的传感器,DRAM产计划况还未定大化,从而保NAND产能转规模,而用平产能下降;持证营收的稳变为DRAM产泽高层来扩充续提高1Xnm定。能,时间与规DRAM产能,详的良率,以此模还未确定;细计划还未提高产能;平定;扩大1Xnm泽的空间根据产品产能,根市场情况再扩据市场灵活安产;排产能没有足够的无今年无DRAMM14的二楼主2017年资本开预计2018年无锡工厂扩产制程技术顺利尘室空间来大扩产计划;在要用于NAND支达到了10.3DRAM市场的项目预计今年转移使得成本SK幅增加DRAM中国无锡在建生产,只有少万亿新韩币;位元增速在年底完成无尘大幅下降。持海力产能;M14二造DRAM工厂,量空间用于生DRAM出货量20%左右;无室建造;明年续看好服务器士楼的空间可以最早要明年第产DRAM;无锡增速约20%锡工厂的扩产在无锡新工厂市场。用于增加新的四季度才能完新建的工厂规是公司未来增仍然会有较大无尘室,可以成,不确定明模与原来的规长的基础资本支出,但
用到2019年;年是否有营收模相同,建造是投资规模相无锡扩产的工贡献。或许要完成后无锡工对今年会减厂会用于未来DRAM的节点19年上半年才能有贡献厂的产能能够增加一倍。小。转移,已经开工,预计2019年上半年完成。预计资本支出17财年资本支计划2018年可为了DRAM和预计18财年资投资集中于缩非常谨慎、非将19财年资本在48~52亿美出51亿美元,以实现1x的产NAND工厂网本支出为80亿小与竞争对手常自律的管理支出指引由元之间;17财其中DRAM相出;计划2018络,正在执行美元,主要是的技术差距,资本支出,完105亿下调至年下半年位元关占40%~年主要是技术增加无尘室的新加坡和广岛同时基本保持全专注于盈利90~95亿美产出比上半年45%;预计18节点迁徙,而计划;正在日市的两个无尘wafer产能稳能力和投资回元。下调全年增加10%美光财年无新增晶圆产能。晶圆产能保持不变;2019财年及以后会继续评估工厂无尘室空间,以本广岛市修建用于DRAM1Ynm结点迁徙的无尘室,预计2019年初室建造;在18财年下半年跨入1xnm。1Ynm技术开始量产。定;大约有25%的资本支出用于设备扩建和设备升级,主要为了报率。出货量指引。实现技术转移可以投入使技术转变;改进用。DRAM单晶圆产量提升,高于行业值,减少与竞争对手的成本差距;预计19财年一季度全部跨入1xnm产品资料来源:公司业绩说明会、制程方面,三星目前仍处于绝对领先地位,主力制程18nm良率已经超过85%,估计三星内部占比将接近五成,正往七成的比重迈进。而在17年12月份,三星更是宣布正式量产第二代10nm级别1Ynm8GbDDR4芯片,性能提高10%同时功耗降低15%,DieSize下降约30%。SK海力士目前以21nm制程为主,估计占比约七成,其余为25nm制程。17年受限于工厂空间,21nm制程已无再提升比重的计划。17年底海力士18nm制程将进入量产阶段,也预计2018年将会用18nm制程扩大产出量与占比。M10厂由于工厂较旧,转进18nm制程将产生较大的晶圆损失,我们认为目前主要关注无锡二期的进展和具体产品、制程规划。美光目前主力制程仍然是20nm与25nm,17年致力于17nm制程的转进,但从晶圆的产出颗粒来看,其17nm制程仅等同于三星20nm制程,故技术来看算是目前三巨头中较为落后。在产能上基本上也都已满载,唯一还有剩余空间可以利用的只有台湾美光(原瑞晶)的A2厂区,此场区虽然因为17nm制程的转进,已经有部份机台进驻,但评估仍有部分空间可供利用,此外美光目前尚无兴建新工厂计划。从大厂的扩厂投资看来属于相对保守,产能扩张甚至技术转进都将趋缓。
图表115:龙头DRAM制程情况资料来源:techinsights、3.1.2趋势研判:目前仅是上行周期的间断性放缓我们一再强调,DRAM基本面已彻底改善,类似2010至2012年的下行周期重演可能性不大,如今面临的大概率是向上周期中的阶段性放缓。我们认为行业供需关系将长期维持健康结构:Ø行业整合较为充分,主流玩家仅有三星、SK海力士、美光,三家份额95+%,高集中度背景下产业联盟趋于理性。Ø下一代工艺研发、固定成本过高,各大公司必须保持一定盈利能力,以应对下一代工艺竞争的巨大投入。Ø硅片剪刀差加剧,硅片短缺不仅导致价格向下游传导,更重要的是最上游从量上对半导体芯片产出进行限制。Ø需求端增长确定性高,以人工智能+大数据为基础技术的创新潮核心在于算力和存储量,基于存储的需求未来几年高速增长的确定性较高。由于存储产品固定成品较高,且具有一定商品属性,不可避免的存在一定周期性,但即使以周期性视角来看,也可以观察到存储产业基本面的显著改善:Ø下行周期显著缩短、上行周期显著延长:从DRAM价格周期的来看,2010年以来共经历了两轮周期,DRAM价格在2010Q2达到高点,之后进入延续10个季度的下行周期,12年尔必达破产,行业集中度提升,价格短暂上行4个季度,平稳后再次经历8个季度的价格下行,但相较于前次以显著缩短两个季度。随后行业经历了有史以来最长的景气周期,截止18Q2,已连续7个季度涨价。Ø价格下行陡峭度放缓、上行陡峭度提升:下行周期中,2014-2016年DRAM价格复合年均增长率为-7%,相较于2010-2012年的-12%,显著提升5个百分点。上行周期中,2016-2018年DRAM价格复合年均增长率为9%,相较于2012-2013年的5%,显著提升7个百分点。Ø价格周期高点、低点均显著提升:从价格的边际变化来看,2010-2012年的下行周期中,季度ASP环比降幅曾两度跌破25%,而2014-2016年最大环比降幅仅为12%。2013-2014年的上行周期中,环比增幅仅在13Q2触及10%,而2016年至今,环比增速长期运行在高个位数百分比,17Q1甚至触及23%。Ø公司经营能力波动上行,经营复苏快于价格复苏:从公司经营层面看,产业基本面改善更为显著,毛利率、营业利润率随产业周期波动,但整体呈向上趋势,而且在下行周期末端时,一般较价格周期提前一个季度开始复苏。
图表116:1980年以来DRAM价格走势资料来源:DRAMeXchange、图表117:DRAM基本面改善:下行周期缩短、陡峭度放缓;上行周期拉长、陡峭度上升4.003.002.001.000.00-1.00-2.00-3.00-4.00DRAMASP(USD/Gb)QoQ30%20%10%0%-10%-20%10Q110Q210Q310Q411Q111Q211Q311Q412Q112Q212Q312Q413Q113Q213Q313Q414Q114Q214Q314Q415Q115Q215Q315Q416Q116Q216Q316Q417Q117Q217Q317Q418Q118Q2-30%资料来源:Bloomberg、整理图表118:DRAM基本面改善:价格周期高、低点均显著上升4.003.002.001.000.00-1.00-2.00-3.00-4.00DRAMASP(USD/Gb)QoQ+23%+10%-12%-27%30%20%10%0%-10%-20%10Q110Q210Q310Q411Q111Q211Q311Q412Q112Q212Q312Q413Q113Q213Q313Q414Q114Q214Q314Q415Q115Q215Q315Q416Q116Q216Q316Q417Q117Q217Q317Q418Q118Q2-30%资料来源:Bloomberg、整理
图表119:DRAM基本面改善:毛利率周期高、低点均显著上升DRAM产业毛利率75%47%54%40%8%尔必达破产-29%奇梦达破产80%60%40%20%0%-20%08Q108Q208Q308Q409Q109Q209Q309Q410Q110Q210Q310Q411Q111Q211Q311Q412Q112Q212Q312Q413Q113Q213Q313Q414Q114Q214Q314Q415Q115Q215Q315Q416Q116Q216Q316Q417Q117Q217Q317Q418Q118Q2-40%资料来源:Bloomberg、整理图表120:DRAM基本面改善:营业利润率周期高、低点均显著上升DRAM营业利润率63%36%42%24%-8%尔必达破产-51%奇梦达破产80%60%40%20%0%-20%-40%09Q109Q209Q309Q410Q110Q210Q310Q411Q111Q211Q311Q412Q112Q212Q312Q413Q113Q213Q313Q414Q114Q214Q314Q415Q115Q215Q315Q416Q116Q216Q316Q417Q117Q217Q317Q418Q118Q2-60%资料来源:Bloomberg、整理周期波动中,大厂经营稳定性更强。我们统计了三星、海力士、美光、南亚科四大厂商DRAM业务的经营情况,其中,南亚科在资金规模、技术优势均不如大厂的情况下,对09年的短暂高景气存在误判,在2010-2012年行业下行周期中受影响较大。三巨头在资金、市场优势下,整体经营波动较为缓和。
图表121:各公司DRAM业务毛利率趋势三星海力士美光南亚科100%80%60%40%20%0%-20%-40%-60%-80%-100%10Q110Q210Q310Q411Q111Q211Q311Q412Q112Q212Q312Q413Q113Q213Q313Q414Q114Q214Q314Q415Q115Q215Q315Q416Q116Q216Q316Q417Q117Q217Q317Q418Q118Q2-120%资料来源:Bloomberg、整理图表122:各公司DRAM业务营业利润率趋势100%三星海力士美光南亚科50%0%-50%-100%10Q110Q210Q310Q411Q111Q211Q311Q412Q112Q212Q312Q413Q113Q213Q313Q414Q114Q214Q314Q415Q115Q215Q315Q416Q116Q216Q316Q417Q117Q217Q317Q418Q118Q2-150%资料来源:Bloomberg、整理3.1.2国产需求广阔,合肥长鑫睿力进展顺利存储类产品方面,2016中国大陆地区存储芯片市场规模约413亿美元,占据全份额球54.1%。2017年,存储类产品占国内半导体产业30.2%,增幅46.9%,为各分类中占比最高、增速最快。长期以来,我国芯片需求90%依赖于进口,额度相当高。据海关总署数据,2018年1-8月,我国芯片进口额为2026.24亿美元,同比上涨28.7%。
图表123:近年中国集成电路进出口规模进口额(亿美元)出口额(亿美元)2601.42307.02270.7693.2613.8668.8300025002000150010005000201520162017资料来源:ICInsight、图表124:存储行业格局资料来源:整理绘制兆易创新联手合肥长鑫,第二次试水DRAM。从全球三次DRAM竞争格局变迁来看,新玩家崛起过程都会充满外界的阻扰,而从中国的DRAM发展历程来看,外界几乎不会对中国有太多的援助,要想实现发展,只能建立完整的、具有独立自主核心技术体系。兆易创新联合合肥长鑫,强攻DRAM产业。2017年,兆易创新公告,与合肥产业投资约定双方在合作开展工艺制程19nm存储器的12寸晶圆存储器(含DRAM等)研发项目,项目预算约为180亿元。根据最新公告,合肥长鑫预计年底之前取得10%良率,达到量产条件,2019年底2020年初,实现36万片产能;合肥506项目介绍:包含合肥长鑫、长鑫存储、睿力集成三个主体。项目预算约为180亿元人民币,公司与合肥产投依据1:4负责筹集资金,正式进军DRAM项目,目标是在2018年12月31日前研发成功,即实现产品良率(测试电性良好的晶片占整个晶圆的比例)不低于10%。根据市环保局公示,项目一期为12寸19nmDRAM芯片生产线,建设地点位于合肥空港经济示范区,建设目标为一条12.5万片/月(150万片/年)的DRAM产线,总投资500多亿,一期12寸厂用地850亩(三期总共1582亩)。
图表125:合肥长鑫进展规划资料来源:芯思想、整理根据电子产业信息网等报道,7月16号,长鑫存储存储器项目首次投片总结大会在合肥召开,这是中国半导体产业一个重要的里程碑,在历来半导体主战场的存储芯片领域,合肥长鑫作为大陆第一家存储大厂宣布正式投片!其中结构片流片顺利结束从产业经验来看意味着设备联调顺利、前期结构设计合理,但并不进行电学性能测试。近期电性能晶圆投片正式开始,流片次数上市场普遍存在误判,实际呈流水线式连续流片,18年底前大概率实现了10%的19nmDDR4DRAM研发良率突破、19年起开始产能爬坡!国开总行领导亦于近日调研DRAM项目,从项目领导层到国家支持有望持续迎来增强推动。根据合肥产投官网,国开总行领导于7月13日调研DRAM项目,对阶段性成绩充分肯定;7月23日省委书记李锦斌赴506项目调研,对合肥项目的速度和质量给予了充分肯定。我们认为随着项目顺利推进,从项目领导层到国家层面支持力度有望迎来持续增强!3.2.4长江存储首批32层3DNAND已部分量产,64层有望突破2016年紫光集团联合集成电路基金、湖北省科投等在武汉注册成立长江存储,目前为清华紫光集团的子公司,长江存储整合已成立10年的武汉新芯。16年3月武汉新芯宣布投资240亿美元研究生产NANDFLASH和DRAM。国家存储器基地项目介绍:主要产品为3DNAND,预计5年投入1600亿元(约240亿美元),到2020年月产能30万片,年产值将超过100亿美元。2030年月产100万片。项目预计4Q18实现32层64GNANDFLASH小规模量产,初期月产能5000片。存储器基地包括3座全球单座洁净面积最大的3DNANDFlash厂房、1座总部研发大楼,第一阶段厂房于2017年9月完成兴建,核心厂区占地面积约1717亩。2017年2月,长江存储研发团队中科院微电子所发布,国产32层3DNANDFLASH芯片取得突破性进展;11月长江存储将32层3DNAND芯片导入SSD内,进行终端产品测试成功,这意味着中国第一颗3DNAND闪存芯片研制成功,填补国内空白。18年4月首批400万美元的精密仪器抵达武汉,未来两年内将从全球进口近3万吨精密仪器。预计设备搬入、调试耗时3个月,然后开始小规模试产。预计3Q18开始移入机台,4季度进行试产,初期投片不超过1万片。
图表126:长江存储进展规划资料来源:芯思想、整理至此,国家存储器基地从厂房建设阶段进入量产准备阶段,中国首批拥有完全自主知识产权的32层3DNAND闪存芯片将于年内量产。公司设备已经点亮投产,2019年底64层3DNAND产能爬坡量产,单颗容量128Gb(16GB)。长江存储32层3DNAND研发成功、64层产品研发进展迅速,是是“中国芯”的一大步,我国在高端芯片领域与国外差距不断缩小。3.3设计:国内IC设计厂商轻装追赶垂直分工模式下,Fabless厂商负担轻,弹性大,叠加国内需求广阔,且中芯国际、华虹半导体等国内代工厂的不断成长,中国IC设计产业保持高速增长:Ø模式:垂直分工成趋势,Fabless模式下,弹性更大;Ø企业:质、量齐升,设计业内总体企业数量和规模企业数量同时增长;Ø技术:快速成长,不断突破,集成电路相关专利中,IC设计领域专利数量居首;Ø产品:完整布局覆盖所有细分领域,CPU、GPU、模拟IC、SoC等产品均已取得突破。3.3.1垂直分工大势所趋,中国Fabless产业高速成长Fabless盈利弹性更大,孕育高通、英伟达等众多大厂。全球半导体分为IDM(IntegratedDeviceManufacture,集成电路制造)模式和垂直分工模式两种商业模式,老牌大厂由于历史原因,多为IDM模式。随着集成电路技术演进,摩尔定律逼近极限,各环节技术、资金壁垒日渐提高,传统IDM模式弊端凸显,新锐厂商多选择Fabless(无晶圆厂)模式,轻装追赶。同时英飞凌、TI、AMD等老牌大厂也逐渐将全部或部分制造、封测环节外包,转向Fab-Lite(轻晶圆厂)甚至Fabless模式。
图表127:设计行业格局资料来源:整理绘制中国IC设计产业保持高速增长,2018年增速超30%。虽然目前自给化率仍然偏低,但随着半导体产业转移,下游需求指数级成长,叠加国家大力支持,我国设计产业在近年来也得到了迅猛的发展。设计产业销售规模从1999年的3亿元增长到2018年的2576亿元,复合增速达到42%,稳居世界前沿,随着5G到来,下游需求将持续推动大陆IC设计业发展。图表128:中国芯片产业国产化情况资料来源:中国部分市场空间为估算
图表129:中国设计产业销售规模3000设计业销售额(亿元人民币)YoY300%2500250%2000200%1500150%1000100%50050%00%1999200120032005200720092011201320152017资料来源:ICCAD、IC设计企业质、量齐升。IC设计业的企业在2018年为1698家,相比2017年的1380家,增长了23%,销售过亿设计企业2018年为208家,相较2017年增长9%。业内总体企业数量和规模企业数量同时增长,反映出大陆IC设计市场规模增长要快于供给增长,IC设计天花板尚早。我们判断,在接下来几年,IC设计市场将继续保持一个良好的发展态势。图表130:中国IC设计企业数量图表131:中国销售过亿元IC设计企业数量180016001400120010008006004002000芯片设计企业数量YoY201020112012201320142015201620172018100%80%60%40%20%0%-20%250200150100500销售过亿元企业数量YoY20102011201220132014201520162017201835%30%25%20%15%10%5%0%-5%资料来源:ICCAD、资料来源:ICCAD、近些年国内电子行业的迅猛发展从很大程度上得益于下游消费电子和通信业海量的需求推动,IC设计产业的增长也是深度受益于此。从下游分类来看,国内IC设计业市场主要集中于通信和消费领域。5G的深度影响行业也是通信和消费类,我们判断对应的IC设计企业在接下来将会有一个良好的发展机会。
图表132:国内分下游IC设计企业数量图表133:国内分下游IC设计业规模9008007006005004003002001002017年企业数2018年企业数1200100080060040020002017年销售额2018年销售额销售增长率200%150%100%50%0%-50%0通信智能卡计算机多媒体导航模拟功率消费类通智计多信能算媒卡机体导模功消航拟率费类资料来源:ICCAD、资料来源:ICCAD、中国IC专利数量快速增长,设计领域居首。美国集成电路相关专利数量增长自2002年达到顶峰,互联网泡沫破裂之后逐渐下滑,而中国相关专利自2000年以来长期保持快速增长,2017年有加速增长的趋势。从专利结构来看,设计相关专利数量在我国集成电路专利总量中排名第一,而设计领域中,模拟电路专利数量位居首位,之后依次是处理器、逻辑电路、存储器。图表134:中国集成电路领域专利增长趋势申请数公开数4000035000300002500020000150001000050000资料来源:《国内外集成电路知识产权市场概况》、
图表135:我国集成电路布图设计专有权(2006年到2016年)2500布图登记表200015001000500020062007200820092010201120122013201420152016资料来源:《国内外集成电路知识产权市场概况》、Fabless模式专注于设计,设计企业快速追赶IDM。Fabless厂商由于无自建晶圆厂,固定资产规模较轻,折旧压力较小,相对风险较小;同时由于专注于IC设计,对市场需求响应速率相对较快。从销售规模来看,2000年,设计公司收入不足IDM公司收入的十分之一,2017年,设计公司收入已超过IDM收入的三分之一;从收入增速来看,过去17年的大部分时间,设计公司收入增速均高于IDM公司,仅在2009-2010、2017年出现例外,主要是由于当时存储器处于景气周期,对IDM企业收入拉动较大。综合考量下游驱动力契合度、技术进展情况、上下游供需关系,推荐韦尔股份(收购OV)、景嘉微,建议关注:圣邦股份、全志科技、海思(未上市)。图表136:全球IC设计收入vsIDM收入(十亿美元)图表137:全球IC设计收入增速vsIDM收入增速300250200150100502000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620170设计公司收入IDM公司收入40%30%20%10%0%-10%-20%-30%-40%设计公司收入增速IDM公司收入增速20012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017资料来源:CBSIA、BSIA、资料来源:CBSIA、BSIA、从区位分布来开,除开北上广深等城市外,无锡、成都、合肥等城市的设计企业也都超过了100家,武汉、长沙、天津等城市设计企业数量未满100家,但也有较大增长。设计企业区位布局由点及面,开始从北上广深向全国渗透,各省份都开始布局IC设计,设计版块将在全国掀起一股增长浪潮。
图表138:我国集成电路设计区域发展对比表2010-2014CAGR2014-2017CAGR长江三角洲16.20%19.00%珠江三角洲25.40%32.00%京津环渤海14.40%22.00%其他地区(中西部)21.00%43.00%全国18.50%25.00%全球8.00%4.00%资料来源:CBSIA、BSIA、3.3.2多领域已实现部分突破接下来我们将逐一对国内CPU、GPU、模拟芯片等核心产品情况进行分析。龙芯申威兆芯海光飞腾宏芯SoC图表139:国产CPU情况比较国产CPU目前已进入起步阶段。国产芯片产业起步于生产代工,从代工到授权,得益于国家经济实力的进步,从授权到自主研发,得益于国家对于芯片研究的大力投入。目前龙芯、申威、兆芯、海光、飞腾、宏芯、海思在CPU领域都已实现起步,尤其海思已实现手机处理器大规模商业化,虽然目前国产CPU整体市场份额较小,但从无到有是一个质的飞跃,标志着国内的研发能力已经初具雏形,从雏形到规模化市场应用所需的只是时间发酵,在这段过程中蕴藏着海量的市场规模。研发单位中科院计算机所江南计算所上海兆芯天津海光天津飞腾中晟宏芯华为海思指令集体系MIPSAlphaX86/ARMX86(AMD)SPARC/ARMPowerARM架构来源授权+自研授权+自研授权授权授权授权授权代表产品龙芯1/龙芯2/龙芯3申威SW26010ZXCPC-1060FT-1000/1500CP1麒麟970实际应用灵珑/福珑/逸珑神威蓝光/太湖之光天河1/天河2RedPower服务器mate10/P20资料来源:整理GPU已满足办公与显示需求。参考全球GPU巨头英伟达的产品路线图可以发现,其面向消费者的图形处理芯片GeForce系列,性能提升主要表现在架构的改进,内核频率和显存大小的提升,总线接口的迭代,以及保证高性能的同时减小功耗方面。对比景嘉微JM7200来看,其使用28nm制程、内核频率1000MHz和显存性能已经达英伟达开普勒架构消费级GPU的主流性能指标,能够满足办公用和基本的游戏用的显示要求。图表140:景嘉微GPU产品规划图时间2014201620202022产品JM5400JM7200JM9200JM9400总线接口PCI2.3PCIE2.0x16PCIE3.0x16PCIE4.0x16OpenGL支持OpenGL1.3OpenGLOpenGL3.0OpenGL4.61.5/2.0像素填充率(Gpixels/s)2.25.23264内核频率(MHz)55013001300/8001500/800入式)入式)入式)Gates60Mgates250Mgates1000Mgates1500Mgates功耗6W40W/10W(嵌100W/20W(嵌150W/20W(嵌资料来源:景嘉微、
图表141:英伟达GPU路线图产品GeforceGTX480GeforceGTX680GeforceGTXTitanGeforceGTX780TiGeforceTitanBlackGTXGTX750GTX750Ti和GeforceGTX980QuadroM6000GTX980TiGeForceGTX1080QuadroRTX8000费米架构。费米架构存在三高架构现状:高功制程40nm28nm28nm28nm28nm28nm28nm28nm28nm16nm耗、高温度、高噪音开普勒架构:第二代DirectX11图形构架开普勒架构开普勒架构开普勒架构Maxwell架构初代GM107架构第二代Maxwell架构第二代Maxwell架构第二代Maxwell架构帕斯卡架构图灵架构核心频率701MHz新增光栅引擎和多形体引擎。完整的GF100核主要性能改进心共有16点组SM,每组SM包含32个1006-1058MHz不仅是性能的提升,更是功耗与温度的大幅降低。836-876MHz代表开普勒架构的顶级水准,采用GK110核心,拥有CUDA核心。和特点。CUDA单元,更合理分配控制逻辑和也强于麦克斯韦架构。Cores(用于光线跟踪)和CUDA的数Shader/量,效率更Compute高,在相同制核心。程下功耗更低。官方参考价格499499999699999149549499964959910000流处理器数480153626882880288064020483072281625601653MH〜显存频率924MHz1502MHz1502MHZ1750MHZ1750MHZ1350MHZ1753MHZ1753MHZ1251MHZ1730MHz?显存类型GDDR5GDDR5GDDR5GDDR5GDDR5GDDR5GDDR5GDDR5GDDR5GDDR5XGDDR6显存大小1536MB2048MB6144MB3072MB6144MB2048MB4096MB12/24GB6144MB8GB48GB显存位宽384Bit256Bit314Bit384Bit384Bit128Bit256Bit384Bit384Bit256Bit384Bit显存带宽177.4GB/195.3GB/288.4GB/s336GB/s336GB/s86.4GB/s224.4GB/317GB/s337GB/s320GB/s14Gbpssss核心代号GF100GK104GK110GK110BGK110BGM107GM204GM200GM200GP104晶体管数31亿35.4亿70.8亿70.8亿70.8亿18.7亿52亿80亿80亿72亿2688个流处理器。875-928MHz700系列性能最强大的一款产品889-980MHz开普勒架构顶级单芯产品,最完整规格的Kepler架构显卡,开放了Kepler架构全部功能性设计1020-1085MHzKepler架构1组SMX由一个控制逻辑附带192个CUDA单元组成,控制逻辑太少以至造成CUDA冗余。Maxwell架构1组SMX却是由四个控制逻辑,每个控制逻辑附带32个1127-1216MHz相比GTX750,提升了数倍的性能988-1114MHz面向高性能计算领域的NvidiaQuadroM6000显卡1000-1076MHz采用了全新的GM200核心,也是最强大的900系列显卡。1607-1733MHzGTX1080显卡性能可以超越Maxwell架构的GTX980SLI。能耗比帕斯卡显卡实时光线追踪,面向影视、游戏、建筑的视效专业领域。配备754mm2图灵处理器。新GPU具有TensorCore,RT(美元)Z529mm^294mm^398mm^601mm^601mm^核心面积22561mm^2561mm^2561mm^2148mm^2222314mm^2DX版本11.012.012.012.012.012.012.012.012.012.0OpenGL4.54.54.54.54.54.54.54.54.54.5PCI-EPCI-EPCI-EPCI-EPCI-EPCI-EPCI-EPCI-E2.0X163.0X163.0X163.0X163.0X163.0X163.0X163.0X16TMUs6012822424024040128192176160ROPs48324848481664969664TDP250W195W250W250W250W60W165W250W250W180WOpenCL1.11.21.21.21.21.11.21.21.21.2接口类型PCI-E3.0X16PCI-E3.0X16资料来源:英伟达、
中国是全球最大的模拟电路消费市场,国产空间广阔。赛迪顾问数据显示,中国模拟电路市场前五大厂商分别为德州仪器、恩智浦、英飞凌、思佳讯、意法半导体,中国模拟市场规模占全球比重约为60%,使用的模拟集成电路产品约占世界产量的45%,而我国的模拟芯片产量仅占世界份额的10%左右。巨大的产业缺口为本土集成电路公司提供了良好发展机遇。本土集成电路公司有机会在第一现场了解市场,可有针对性地进行产品研发,产业链之间合作更加密切,相对国外厂商能够更快速、更准确地响应本土终端客户的需求,未来进步空间广阔。图表142:全球模拟IC市场规模60050040030020010025%全球模拟IC市场规模模拟IC占半导体市场比重20%15%10%5%199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201700%资料来源:WSTS、图表143:中国模拟IC市场格局图表144:模拟IC集中度TI13NXP6英飞凌670%60%50%40%前十市占率前五市占率前三市占率思佳讯其他565意法半导体530%20%10%0%200020012014201520162017资料来源:Gartner、资料来源:ICInsights、模拟IC份额相对分散,细分赛道仍存国产突破机会。与其他半导体板块不同,模拟品类繁多,仅德州仪器一家企业,目前在售产品就达上万款,下游应用的多元化导致细分赛道极多。相较于存储器、CPU等数字IC产业,模拟IC市场集中度较低,前三市占率仅为30%左右,且不同领域企业优势差异较大,如龙头德州仪器在放大器市场份额第一,但在转换器市场不如模拟器件公司,而在功率相关芯片市场,欧洲企业英飞凌优势较大。整体来看,不存在单一企业在所有模拟IC细分市场占优的情况,细分赛道仍存在大量国产突破机会。
图表145:模拟电路分类资料来源:公开资料整理、3.3.2从海思看国产IC设计厂商成长路径海思已成为国内最大IC设计厂,我们从华为手机说起,详细分析海思一路以来的成长路径。从功能手机到智能手机,华为在世界舞台逐渐崛起,2018年第二季度,华为首次超过苹果,成为全球第二大智能手机厂商。智能手机发展到今天,已经有十余年的历史,在这期间智能手机的市场格局发生了翻天覆地的变化。近几年来国产手机行业迅速发展,以华为为代表的国产手机品牌不仅仅在国内占据了相当大的市场份额,在国外也能与其他世界一线手机品牌竞争一较高下,中国手机行业在世界舞台上迅速崛起。图表146:华为手机出货量(百万部)华为手机出货量(百万)YoY60504030201001Q143Q141Q153Q151Q163Q161Q173Q171Q183Q1880%70%60%50%40%30%20%10%0%资料来源:Gartner、
初入市场,狼狈开局。2003年7月,华为手机公司成立。当时正值小灵通市场快速发展之时,中兴与UT斯达康等众多厂商不断推出小灵通产品服务,并通过捆绑运营商渠道迅速占领市场。到2004年,小灵通业务迎来收获期。这一年中兴的年销量超过1100万部,UT斯达康的小灵通手机业务更是占其总利润的100%。寻找技术基因。随着3G网络基础设施建设不断成熟,全球各国开始经营3G网络,中国也在2008年12月12日向国内三大运营商发放3G牌照。此时,华为终端的意义体现出来。由于小灵通时代,华为手机就以高性价比被用户广泛认知。用全新的3G手机置换传统的小灵通产品,一时间成为华为的主要工作。不久后,廉价的华为3G手机出现在市场上,至此,价格战成为华为手机市场竞争的主旋律。华为认识缺乏核心竞争力是华为手机业务的隐含危机。于是华为放弃沿用多年的空壳发展策略,并将自己的核心技术融入到产品中,向价格战的反方向走一条高端发展的路线。于是华为终端向供应链上游寻找突破口,最终将目标锁定为处理器。早在1991年,华为就成立了ASIC(混合信号集成电路)设计中心,解决公司面对的与半导体有关的技术难题。2004年该部门正式注册成立,也就是后来的海思半导体。2008年,海思开发出首款处理器K3V1,并将该方案的成熟版方案K3V2安装在AscendD1上。从此,华为手机开始强调产品的技术含量。但海思毕竟刚刚起步,其技术能力仍然停留在40nm工艺制程阶段,而当时,整个行业已经过渡到28nm时代。技术落后,导致AscendD1发热严重,续航时间也受到影响,严重影响了华为手机的用户口碑。随着海思处理器的出现,华为手机的定位开始清晰:一家具备手机底层技术的厂商。伴随技术的升级,华为给手机品牌的增值预留了一个理想窗口。转向高端化路线,导入自研芯片。2013年开始华为选择了与市场完全不同的策略:拥抱高端市场,用P和Mate两大系列产品,对抗苹果和三星的高端旗舰手机。为此,华为放弃了低端市场约3000万部手机的出货量,损失9亿美元的收入。2013年华为将40nm工艺升级到了28nm,将海思的K3系列产品更名为麒麟系列并安装到产品中。至2014年,华为推出的高端机型P7与Mate7分别采用了28nm工艺的麒麟910和麒麟925平台。用户用实际行动肯定了华为在技术上的努力,面对这两款定价高昂(发布价分别为2888元和2999元)的产品,用户还是欣然接受。数据统计,P7在10个月内的销量就达到600万部,Mate7的累计销量突破670万部。坚持使用自主研发芯片,布局人工智能。目前所有华为手机上均搭载了国产麒麟系列的芯片,成功摆脱了对于美国芯片的依赖,实现了在核心技术上的自主权。也正是很大程度上因为华为自主研发的麒麟芯片,华为在近两年一跃成为国内手机品牌领跑者。图表147:华为海思芯片+手机配合战略芯片代表机型详细情况在2004年10月华为成立了机芯片研发队伍,希望走出对美国芯片的依赖。第K3V1无一款芯片:K3,是海思公司研发的嵌入式CPU,基于ARM-11授权内核。虽然最后K3并没有成功市场化,但这次也是象征着华为芯片国产化的开始。海思K3V2,是2012年业界体积最小的四核A9架构处理器。主频分为1.2GHzK3V2华为P6和1.5GHz,是华为自主设计,采用ARM架构40NM、64位内存总线,是Tegra3内存总线的两倍。而其性能在当时和高通骁龙410的水平相当。2013年华为将其推出的自主研发四核处理器命名麒麟910,正式掀开了麒麟这一国产芯片的帘幕。该芯片采用28nmHPM封装工艺,主频1.6GHz,GPU部分麒麟910华为P6s为Mali-450MP。支持LTE4G网络,在TDLTE网络下最高可带来112Mbps下行速度。
麒麟920荣耀6麒麟920于2014年6月6日在北京正式推出,28nmHPM工艺制造,4个ARMCortex-A15处理器和4个Cortex-A7处理器结合在一起,集成了音频芯片、视频芯片、ISP,集成自研全球第一款LTECat.6的Balong720基带。其整体性能业余高通骁龙801相当,这也是首次海思麒麟芯片第一次达到与行业领袖高通对飙的地位。麒麟925华为Mate7麒麟925是华为于2014年Q3推出的新一代智能手机芯片,基于ARM推出的big.LITTLE大小核心解决方案,内置四个1.8GHzCortex-A15核心+四个1.3GHzCortex-A7核心,同样采用28nm工艺制程,相较于麒麟920,大核主频从1.7GHz提升到1.8GHz,集成Mali-T628MP4图形处理器,同时首次还配备名为“i3”的协处理器,支持LTECAT6高速4G网络。2015年华为同时发布了麒麟930/935SoC芯片,采用28nm工艺制造,集成自研Balong720基带,集成i3协处理器,其中麒麟930是2GHz四核Cortex-A53e+1.5GHz四核Cortex-A53,而麒麟935是2.2GHz四核Cortex-麒麟930/935华为P8A53e+1.5GHz四核Cortex-A53,主频提高了0.2。因为高通骁龙810因为A57大核发热功耗过大,在2014年出现滑铁卢,而海思麒麟930/935凭借散热小和优秀的能耗比打了一个翻身仗。麒麟950华为Mate8、荣耀82015年11月,华为发布麒麟950SoC芯片,16nm工艺制造,首次采用ARMCortexA72架构以及Mali-T880GPU,全部是新世代的产品。CPU部分采用4*2.3GHz主频CortexA72大核+4*1.8GHz主频CortexA53小核,集成自研Balong720基带,集成i5协处理器,集成自研的音视频解码芯片,是一款集成度非常高的SoC手机芯片。得益于新架构的麒麟950在单核性能已经压过了采用A57架构的Exynos7420以及高通骁龙810,麒麟950芯片的综合性能再次飙至第一,凭借性能优势和工艺优势,打了又一个翻身仗。麒麟960华为Mate92016年10月,华为麒麟芯片960发布,首次配备ARMCortex-A73CPU核心,小核心为A53,组成四大四小的big.LITTLE组合,GPU为MaliG71MP8。与上一代相比,CPU能效提升15%(单核10%、多核18%),同时,图形处理性能提升180%,GPU能效提升20%,存储方面支持LPDDR4和UFS2.1,该芯片性能位于骁龙821与骁龙835之间。2017年9月,华为发布人工智能芯片麒麟970。这是华为首款10nm处理器,八核心芯片。其中4个A73大核心(2.4Ghz)+4个A53小核心(1.8Ghz),GPU方面,麒麟970用上了ARM在2017年5月刚刚发布的Mali-G72架构,性能较Mali-G71有所提升,此外,在核心数上,麒麟970的GPU也从麒麟960的麒麟970华为Mate108核增加到了12核。麒麟970芯片最大的特征,是设立了一个专门的AI硬件处理单元—NPU用来处理海量的AI数据。在制程工艺上追平了高通骁龙835和三星Exynos8895,整体性能也与二者相当,首款采用麒麟970的华为手机Mate10。麒麟980华为Mate202018年8月,华为发布其最新芯片麒麟980。华为首发全球第一款7nm手机芯片。在CPU上也是首发了Cortex-A76架构,与上一代相比单核性能提升75%,能效提升58%,提供了更为精准的调度层次,可以让CPU在重载、中载、轻载场景下灵活适配。GPU方面,麒麟980也是首发了Mali-G76GPU,与上一代相比性能提升46%,能效提升178%。CPU核心主频为2个2.6GHz主频的A76超大核+2个1.92GH主频的A76大核+四个1.8GHz主频的A55小核。而此次麒麟980也成功在全方面性能上压制高通骁龙845.资料来源:整理通过海思芯片与华为手机的绑定战略,不难看到,IC厂商要发展,必须有核心产品打开
市场空间,不仅是通过下游的成长,在收入上取得更充裕的研发资金,更是通过充分的下游应用,发现实际应用中的问题与不足,向上游芯片研发形成正向反馈,达到“研发-应用-收入/反馈-投入再研发”的良性循环。3.3设备:中国将成全球最大半导体设备市场中国将成为全球最大半导体设备市场,同时刻蚀、沉积、清洗、检测设备均实现国产突破。相较于全球半导体市场的逐季下滑,中国大陆半导体设备市场呈现出蓬勃发展的态势,前三季度销售额逐季提升,销售规模分别达26、38、40亿美元,对应同比增速为31%、51%、106%。SEMI数据显示,2019年我国半导体设备市场增速有望维持在50%左右,对应全年销售额有望超170亿美元。3.4.1半导体产业东迁带动中国设备市场高速成长全球半导体设备市场增速放缓。日本半导体制造装置协会数据显示,2017年全球半导体设备销售额达566亿美元,同比增长37%。但2018年以来,全球半导体设备市场销售额逐季下滑,前三季度销售额合计为495亿美元,智研咨询预计全年销售额为601亿美元,对应同比增速仅为6%。图表148:中国半导体设备市场中国大陆半导体设备市场(十亿美元)YoY2018161412108642020052007200920112013201520172019E300%250%200%150%100%50%0%-50%-100%资料来源:日本半导体制造装置协会、智研咨询、国际半导体设备与材料协会、图表149:全球半导体设备市场全球半导体设备市场(十亿美元)YoY7060504030201002005200720092011201320152017200%150%100%50%0%-50%-100%资料来源:日本半导体制造装置协会、智研咨询、
图表150:全球半导体设备市场(单季度)全球半导体设备市场(十亿美元)YoY181614121086422005-032005-092006-032006-092007-032007-092008-032008-092009-032009-092010-032010-092011-032011-092012-032012-092013-032013-092014-032014-092015-032015-092016-032016-092017-032017-092018-032018-090300%250%200%150%100%50%0%-50%-100%资料来源:日本半导体制造装置协会、图表151:中国半导体设备市场(单季度)4.504.003.503.002.502.001.501.000.500.00中国半导体设备市场(十亿美元)YoY600%500%400%300%200%100%0%-100%2005-032005-092006-032006-092007-032007-092008-032008-092009-032009-092010-032010-092011-032011-092012-032012-092013-032013-092014-032014-092015-032015-092016-032016-092017-032017-092018-032018-09-200%资料来源:日本半导体制造装置协会、图表152:中国半导体设备市场维持高速增长图表153:18Q3中国半导体设备市场增速突破100%全球半导体设备增速中国半导体设备增速300%250%200%150%100%50%0%-50%-100%600%500%400%300%200%100%0%-100%全球半导体设备增速中国半导体设备增速资料来源:日本半导体制造装置协会、智研咨询、资料来源:日本半导体制造装置协会、智研咨询、国际半导体设备与材料协会、
大陆晶圆厂建厂潮带动设备需求持续增长。根据前瞻产业研究院,目前我国晶圆厂在建产能涉及12家公司、15个项目,投资额合计4399.9亿元,在建产能超过81万/月。预计2018年将贡献约50万片/月产能。同时,根据SEMI预测,2017至2020年,中国大陆将建成投产26座晶圆厂,占全球综述的42%。大量晶圆厂的扩建、投产,将带动对上游半导体设备的需求提升,更有望为国产化设备打开发展空间。一期$5亿2万片/月&封测500KK/月功率分立器件20172018图表154:国内晶圆厂扩产&新建情况公司地点投资计划产能产品始建时间投产时间万国半导体重庆二期$5亿5万片/月&封测1250KK/月功率分立器件20172018福建晋华泉州$53亿6万片/月DRAM20172018Q3兆易创新合肥180亿元12.5万片/月DRAM/FLASH20172019格罗方德华丽微电子成都上海一期$50亿2万片/月CMOS20172018年底二期$50亿6.5万片/月FD-SOI20172019Q4387亿元4万片/月代工20162018Q2力晶合肥128亿元4万片/月代工20152109三星西安$89亿元8万片/月3DNAND20172019北京-11万片/月代工20162018上海675亿7万片/月代工20162019绍兴58.8亿未定特色工艺芯片未定未定宁波100亿未定特色工艺芯片未定未定天津-15万片/月代工20162017深圳20亿元4万片/月代工20162018德科玛南京1502万片/月CMOS20172018成都$200亿未定代工2017未定南京$300亿10万片/月DRAM/FLASH2017未定台积电南京$30亿2万片/月代工20162018长江存储武汉$240亿30万片/月3DNAND20162018士兰微厦门220亿元8万片/月特色工艺芯片2017未定华虹宏力无锡$25亿3万片/月代工20172019中芯国际紫光集团资料来源:前瞻产业研究院、整理3.4.2全面完整布局,多项设备均实现国产突破我们将从半导体生产制造流程逐一介绍设备需求,并对国产化情况进行分析。从生产流程看,芯片生产大致可分为硅片制造、芯片制造、封装测试三部分,其中硅片制造与芯片制造两个环节技术壁垒较高。
图表155:芯片制造过程中使用多种、大量设备资料来源:整理绘制半导体设备市场集中度较高,且多为海外龙头占据主要份额。目前,我国半导体设备市场仍非常依赖进口,从市场格局来看,细分市场均有较高集中度,主要参与厂商一般不超过5家,top3份额往往高于90%,部分设备甚至出现一家独大的情况。图表156:全球设备市场主要参与者全球半导体设备市场368.43亿美元光刻C/T沉积:81亿美元刻蚀/清洗/CMP:87亿美元IMP过程控制88亿美元20亿美元NTCVDTCVDPVDMOCVD硅刻蚀介质刻蚀CMP自动化单片清洗12亿美元44亿美元ASMLTELAMATTELAMATAxitronLAMTELAMATDNSDNSVarianKLAHKEVeccoAMATSEMESAMATLAMLAMAMATHHTHHTEharaLAMNikonDNSCanonTELCanonTELTELAMATTEL中国涉及的厂商上海微电子芯源北方华创中微半导沈阳拓荆北方华创北方华创体中微半导盛美半导盛美半导北方华创体体,华海体,北方清科华创中科信睿励资料来源:整理国内厂商在全部环节所需设备领域均有所布局。虽然目前国内半导体设备仍较为依赖进口,但从产业布局角度来看,国内厂商布局极为完善,几乎覆盖半导体生产制造过程中每个环节所需的所有主要设备。拉晶、光刻、沉积、刻蚀、清洗、检测、封装等各个环节均有多家国内厂商布局覆盖。图表157:半导体设备国产化情况工序设备设备功能图例国外厂商国内厂商德国PVATePlaAG公司、日本Ferrotec公司、美国QUANTUM晶盛机电、京运通、北京DESIGN公司、德国Gero公司、美华创、北京京仪世纪等国KAYEX公司坯。提供单晶体的半导体晶单晶炉为后续半导体器件制造,前端工序熔融半导体材料,拉单晶,
气相外延炉中电科四十八所、青岛旭光、中电科四十五所理,提供氧化氛围,实现北方华创、青岛福润德、英国Thermco公司、德国CentrothermthermalsolutionsGmbHCo.KG公司氧化炉为半导体材料进行氧化处为气相外延生长提供特定的工艺环境,实现在单晶上,生长薄层晶体,为单晶沉底现功能化做基础准备。美国CVDEquipment公司、美国GT公司、法国Soitec公司、法国AS公司、美国ProtoFlex公司、美国KurtJ.Lesker公司、美国AppliedMaterials中电科四十八所、青岛赛瑞达、合肥科晶材料、北京金盛微纳、济南力冠电子理过程。半导体预期设计的氧化处低压化学气相沉积系统通过磁场把靶原子或分子含有反应剂等气体引入,在衬底表面发生化学反应生成薄膜。北京仪器厂、沈阳中科仪日本日立上海驰舰半导体、中电科四十八所、中电科四十五所、北京仪器厂、上海机械厂晶圆光刻机制造环节厂、北方华创、成都南光中微半导体、北京仪器刻蚀机通过施加高频电压,离子上海机械厂科四十八所、科睿设备、器、成都南光实业、中电在半导体基材上(硅片)表面匀胶,将掩模版上的图形转移光刻胶上,把器件或电路结构临时“复制”到硅片上。反应刻蚀和物理撞击,实高速撞击式样,实现化学日本Evatech公司、美国NANOMASTER公司、新加坡REC公司、韩国JuSung公司、韩国TES公司。形成薄膜。高速率溅射沉积在基片上美国PVD公司、美国Vaportech公司、美国AMAT公司、荷兰Hauzer公司、英国Teer公司、瑞士Platit公司、瑞士Balzers公司、德国Cemecon公司。磁控溅射台荷兰阿斯麦(ASML)公司、美国泛林半导体公司、日本尼康公司、日本Canon公司、美国ABM公司、德国德国SUSS公司、美国MYCRO公司中电科四十八所、中电科四十五所、上海机械厂、成都南光实业实业、中电科四十八所现半导体的加工成型。离子注入机对半导体表面附近区域进行掺杂美国维利安半导体设备公司、美国CHA公司、美国AMAT公司北京仪器厂、中电科四十八所、成都南光实业、沈阳方基轻工机械、上海硅拓微电子中电科四十五所、北京科晶圆划片把晶圆,切割成小片的机Die创源、沈阳仪器仪表所、德国OEG公司、日本DISCO公司。汇盛电子、兰州兰新高科、大族激光等Camtek公司。密等薄日本DISCO公司、德国G&N公司、兰州兰新高科、深圳方达日本OKAMOTO公司、以色列研磨设备、深圳金实力精通过抛磨,把晶片厚度减晶片减薄机封装环节
测试机用于各类MOS管、三极管、二极管、IGBT等功率器件和各类电路的电参数性能测试。美国泰瑞达(Teradyne)、日本爱德万(Advantest)、美国安捷伦(Agilent)、美国科利登(Xcerra)、美国科休(Cohu)、日本爱普生(Epson)、台湾鸿劲科技(HonTech)、长川科技、北京华峰、上海中艺等测试环节探针台通过探针与半导体器件的pad接触,进行电学测试,检测半导体的性能指标是德国Ingun公司、美国QA公司、美国MicroXact公司、韩国Ecopia公司、韩国Leeno公司。中电科四十五所、北方华创、瑞柯仪器、华荣集团、深圳森美协尔科技否符合设计性能要求。进行不同封装外型集成电分选机路的自动分选键合封装世杰、宇芯(成都)封测、设备深圳开玖自动化等中电科四十五所、北京创美国奥泰公司、德国TPT公司、奥地利奥地利FK公司、马来西亚友尼森(UNISEM)公司。把半导体芯片上的Pad与管脚上的Pad,用导电金属线(金丝)链接起来。资料来源:整理刻蚀设备:中微半导体、北方华创均已实现国产突破。2017年全球刻蚀设备市场规模为42亿美元,2022年市场空间有望达50亿美元,年均复合增长率为3.77%。目前拉姆研究与东京电子占据了刻蚀设备市场的主要份额,二者市占率分别达43%、34%。国产化方面,北方华创、中微半导体已经开发了65nm以下的刻蚀设备,部分技术已经接近甚至优于国际水平,有望充分受益于制程演进带动的刻蚀设备需求提升。图表158:刻蚀设备市场规模(百万美元)图表159:刻蚀设备市场格局60005000其他,2%HHT,9%40003000AMAT,12%LAM,43%2000100002016201720182019202020212022TEL,34%资料来源:GlobalInformation、资料来源:GlobalInformation、沉积设备:关注北方华创薄膜沉积、中微半导体MOCVD。2017年,全球薄膜制备市场为125亿美元,其中沉积设备市场为80亿美元,预计2025年薄膜制备市场空间为360亿美元,年均复合增长率为14%。市场格局来看,AMAT占据了主导地位,其CVD设备市占率近60%,PVD设备市占率达76%。国产化方面,北方华创PVD、LPCVD、APCVD、PECVD设备均已实现突破,中微半导体MOCVD已供应多家LED厂商,包括三安光电、兆驰股份、乾照光电、聚灿光电、德豪润达、士兰明芯等。
图表160:沉积设备市场规模(亿美元)图表161:沉积设备应用占比4003503002502001501005002016201720182019202020212022202320242025其他18PVD25CVD57资料来源:AMAT、资料来源:AMAT、清洗设备:关注北方华创、至纯科技。2016年全球清洗设备市场规模达40亿美元,其中单片清洗设备销售额约为18亿美元,日本网盘占据50%以上份额。为保证芯片制备过程中不受杂志干扰,每个环节完成后均需要进行清洗才可进行下一步,估算清洗工艺占芯片制造步骤的三分之一,且随着制程不断缩小,清洗的重要性愈发重要,建议关注国产清洗设备龙头北方华创、至纯科技。1TEL10LAM19SEMES19图表162:清洗设备市场趋势图表163:清洗设备市场份额半导体清洗市场(亿美元)增速(%)其他609%8%507%406%5%304%203%2%101%00%201520162017201820192020SCREEN51资料来源:Transparency、资料来源:Transparency、检测设备:关注长川科技、精测电子。2017年半导体检测设备市场规模达44亿美元,其中KLA市占率达55%,全球市场空间2022年有望达到80亿美元,年均复合增长率为12%。国产化方面,长川科技测试机已获长电、华天、日月光在内的多家龙头企业使用和认可;精测电子由平板显示检测龙头换挡半导体打开新市场空间。
图表164:检测设备市场趋势图表165:检测设备市场份额半导体检测设备市场(亿美元)增速(%)9025%807020%605015%4010%30205%1000%20152016201720182019202020212022其他Nanometri17cs4Hitach12AMAT12KLA55资料来源:MarketResearchFuture、资料来源:MarketResearchFuture、四、投资建议及重点标的推荐4.1板块估值已经历显著消化,业绩增速体现基本面改善估值处于相对低位,已经历显著消化。从PE来看,以整体法剔除负值计算,目前申万半导体板块PE值仅为36.99倍,与17年初接近90倍相比,18年初70倍相比,已处于相对低位。PB方面,以整体法剔除负值计算,目前仅为3.1倍,远低于18年初的6倍。综合来看,目前申万半导体板块整体估值处于相对低位,PE、PB均已经历显著消化。图表166:SW半导体PE(TTM,整体法,剔除负值)图表167:SW半导体PB(LF,整体法,剔除负值)10090807060504030201002017-01-062017-07-062018-01-062018-07-06765432102017-01-062017-07-062018-01-062018-07-06资料来源:Wind、资料来源:Wind、营收增速放缓,业绩增速反升,体现产品结构改善,基本面向好。申万半导体板块前三季度营收增速分别为17%、10%、8%,与2017年同期相比均有下滑;板块归母净利润前三季度增速为30%,较2017年20%的增速有所提升,体现了板块公司产品结构有所改善,盈利能力增强,基本面向好。
图表168:SW半导体单季度营收增速(整体法)图表169:SW半导体归母净利润增速(整体法)9080706050403020100-10-202010-03-012012-05-012014-07-012016-09-01403020100-10-202011-12-012013-09-012015-06-012017-03-01资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2投资组合推荐推荐重点配置半导体各细分领域龙头企业。存储:兆易创新;模拟:韦尔股份、圣邦股份、富满电子;数字:GPU:景嘉微;AP:全志科技;功率器件:闻泰科技、扬杰科技、士兰微;化合物半导体:三安光电;设备:北方华创、精测电子、至纯科技、长川科技;材料:兴森科技、晶瑞股份、中环股份、江丰电子;封测:通富微电、晶方科技、长电科技、华天科技。
图表170:投资组合所属公司盈利预期股票代码股票名称投资评级2017A2018EEPS2019E2020E2017A2018EPE2019E2020E603986.SH兆易创新1.961.932.653.6183.1931.6323.0816.95603501.SH韦尔股份买入0.300.891.241.70102.2034.4524.7318.04300661.SZ圣邦股份1.541.481.892.4261.1048.1937.6829.48300671.SZ富满电子0.5869.60300474.SZ景嘉微买入0.440.580.751.0480.4561.0347.2034.04300458.SZ全志科技0.050.560.751.01546.3236.6727.3820.21600745.SH闻泰科技0.520.040.720.9365.26500.9828.6022.11300373.SZ扬杰科技0.560.710.931.2053.1220.7315.8612.33600460.SH士兰微0.140.180.250.29113.5446.4134.2728.65600703.SH三安光电0.780.901.111.3932.7312.6310.288.17002371.SZ北方华创0.270.540.851.21151.1078.0549.7634.78300567.SZ精测电子2.041.672.393.3265.4630.0520.9115.09603690.SH至纯科技买入0.200.400.701.1082.4541.2323.5614.99300604.SZ长川科技0.640.490.761.0896.2763.3641.2828.82002436.SZ兴森科技买入0.110.140.190.2543.6434.2925.2619.20300655.SZ晶瑞股份0.410.390.530.7173.5734.7025.5119.07002129.SZ中环股份0.220.200.340.5351.9835.9220.4713.25300666.SZ江丰电子0.290.370.570.74236.30112.3872.4856.08002156.SZ通富微电0.110.240.410.53105.2830.6618.1814.06603005.SH晶方科技0.410.390.671.0285.8044.0925.6316.81600584.SH长电科技0.250.220.480.7684.4839.1117.9611.37002185.SZ华天科技0.230.250.310.3936.6716.7313.4110.71资料来源:Wind、,韦尔股份、景嘉微、至纯科技、兴森科技EPS为预测数值,其余公司相关数据为Wind一致预期。4.2.1兆易创新:存储“芯”希望兆易创新科技股份有限公司成立于2005年4月,于2016年8月在A股上市。公司主要产品为NORFlash、NANDFlash及MCU,广泛应用于手持移动终端、消费类电子产品、个人电脑及周边、网络、电信设备、医疗设备、办公设备、汽车电子及工业控制设备等各个领域。
图表171:兆易创新主要产品系列及下游应用资料来源:整理绘制主业“存储+IoT”业务逆势向上,产品结构+新产品放量突破。兆易作为典型高科技成长性公司,成长路线由16年NOR到17年NAND到18年DRAM,市场空间将按照十倍打开。公司主业围绕“存储+IoT”逐步完善“存储-处理-传感-传输”布局,2005年来从SRAM→NOR→MCU→NAND,新品持续迭代推出。而这也正是我们一直以来强调优质科技公司高科技红利转化效率、成长性突出的本质。强执行力下产品结构优化、工艺迭代带来的成本下降是公司核心竞争力所在,四季度公司高阶NORFlash占比继续提升、SLCNAND进一步放量,有望继续实现稳健成长。打造“MCU-存储-交互”一体化解决方案。兆易创新数字芯片设计主要集中在MCU业务,2013年公司切入MCU市场,经过4年快速发展17年推出基于ARMCortex-M4内核的高性能MCU新品。公司GD32系列MCU产品面向工业和消费类嵌入式应用,适用于工业自动化、人机界面、电机控制、安防监控、智能家居家电及物联网等领域,收购思立微后双方除在客户渠道和晶圆代工有望互相协同外,更有助于兆易补强数字芯片设计能力,在人机交互解决方案布局,打造“MCU-存储-交互”一体化解决方案,将广泛应用于智能终端以外的工控、汽车、物联网领域。兆易创新于2018年1月发布公告称拟用现金以及发行股份的方式以17亿收购上海思立微电子100%的股权,切入AI人机交互。
图表172:兆易创新营收及归母净利润情况图表173:兆易创新利润率情况25.0020.0015.0010.005.000.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速45.00%250%40.00%200%35.00%30.00%150%25.00%100%20.00%50%15.00%300%0%-50%10.00%5.00%0.00%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、1、NORFlash:NORflash目前每月出货量超1.5亿颗,全国市占率第一,全球第三的位置。目前工艺平台仍以65nm为主,55nm正在持续研发中,产品结构来看32M以上占比持续提升,未来核心看点在于高阶产品占比的不断提升、工艺迭代性能成本竞争力提升。兆易创新上半年受消费级芯片的冲击,产品结构于下半年逐步改善,近期产业观察中芯国际、华力微等投片量开始提升,华为、国际大客户等重要客户下半年有望放量改善客户机构。128Mb以上产品占比显著提升,同时512Mb大容量产品量产,宽电压、低功耗产品型号丰富,工艺平台由65nm向55nm演进,低阶产品进一步cost-down。2、SLCNAND:SLCNAND有望在今明两年迅速增长成为主业营收一极(体量向NOR接近)。目前公司38nm制程产品稳定量产、中芯国际除上海外北京厂投片放量近期正式开始出货。我们认为随着GPON等设备采购招标重启、国际贸易形式的缓解、中长期5G资本投入浪潮来临,通讯级有望持续拉动SLCNAND、信号处理芯片以及通信芯片等元器件产业链向上。研发储备来看24nm已做好产品设计,包括从2G、4G到32G,期望年底有产品试产。3、MCU:MCU产品扩展产品组合,针对高性能、低成本和物联网应用分别开发新产品,继续迎来确定性高成长。目前公司月度MCU出货量已达10KK水平,下半年有望继续向上。根据半年报,目前制程方面采用110nm、55nm工艺平台为主,40nm平台已经启动开发、竞争力有望进一步提升。上半年M4系列量产,在无线充电、指纹识别等热门应用放量,低功耗M3系列推出,后续还会有低功耗、嵌入式Flash新品推出。从产业来看目前已经进入华为、小米、阿里等核心供应商领域,迎接随着物联网时代到来而快速成长,上半年预期增速达到60%以上,未来将持续保持50%以上复合成长,2017年6月份累计出货量仅1亿颗,而截至2018年6月份,出货量突破2亿颗,从应用、客户加速突破,而物联网的应用将进一步催化,此外,以MCU为内核,结合在存储、传输、传感等优势,进一步往中高端替代。4、思立微:七八月份经营向上拐点,31号过会。对于全年完成业绩承诺非常有信心,陆续迎来新品订单(OPPOR17等)。
图表174:兆易创新业务布局及市场空间资料来源:整理绘制2017年10月27日,兆易创新发布关于签署合作协议的公告,公告称为进一步推动发展,兆易创新与合肥市产业投资控股有限公司于10月26日签署了《关于存储器研发项目之合作协议》,约定双方在安徽省合肥市经济技术开发区合作开展工艺制程19nm存储器的12英寸晶圆存储器(含DRAM等)研发项目,项目预算约为180亿元人民币。目标是在2018年12月31日前研发成功,即实现产品良率不低于10%;并约定如果达产5年内(2013年之前),公司(或共同认可的第三方)定向收购合肥产投权益。目前合肥项目进展顺利、机台进厂及调试加班加点进行,有望顺利沿时间表推进。DRAM赛道为什么更好?技术演进进入瓶颈期,技术摩尔定律演进红利变慢,合肥长鑫19nm为全球主流产品。如果一旦突破,后面开始对海外的替代,大家应该在过去很多产业led、苹果产业链、面板、通信产业等体会到中国速度。合肥长鑫一期投资500亿,总投资1540亿,一期产能对应150万片满产产能,对应满产产能以目前价格600亿左右。
图表175:DRAM弹性测算悲观情况中性情况乐观情况201920202021201920202021201920202021年初产能(万片/月)124137138年底产能(万片/月)2483712.53812.5全年月均产能1.2361.5591.85.510全年销量(万片)14.43672186010821.666120单片切割数80010001000100010001000100010001000单颗ASP(美金)444666888全年平均良率30%60%80%45%80%85%50%85%90%单片销售额(美金)96024003200270048005100400068007200全年营收(万美金)13824864002304004860028800055080086400448800864000资料来源:测算,2019-2021年数据为根据不同假设产能进行测算兆易创新于2018年1月发布公告称拟用现金以及发行股份的方式以17亿收购上海思立微电子100%的股权。思立微为国内市场领先的智能人机交互解决方案供应商,产品以触控芯片和指纹芯片等新一代智能移动终端传感器SoC芯片为主。本次收购有助于兆易丰富芯片产品线,拓展客户和供应商渠道,在整体上形成完整系统解决方案。上海思立微将一定程度上补足兆易在传感器、信号处理、算法和人机交互方面的研发技术,提升相关技术领域的产品化能力。据旭日大数据统计,2018年上半年国内市场指纹芯片单月出货量排名中,汇顶和FPC高居榜单前一二位,思立微自进入品牌手机供应链之后,出货量也迅速拉升,紧追位列第三。图表176:汇顶、FPC、思立微2018年上半年指纹芯片出货量(kk)汇顶FPC思立微353025201510501~2月3月4月5月6月资料来源:旭日大数据、4.2.1景嘉微:GPU时代开启,景嘉微大有可为景嘉微是A股唯一GPU芯片设计公司,2014年成功研发第一代自主知识产权图形处理芯片JM5400,已成功运用在多个军用型号产品上。根据JM5400研发经验,流片样品经过性能测试后,再经过产品验证即宣告芯片研发取得成功。JM7200芯片继承了JM5400芯片的高可靠、低功耗的优点,性能得到了显著的提升,不仅可以满足更高性能的嵌入式系统的要求,还可用于台式计算机、笔记本计算机等桌面系统的显示要求。
公司下一代GPUJM7200流片、封装、测试、适配顺利,加速产业化应用!目前公司已与CPU厂商飞腾及操作系统厂商银河麒麟进行了技术适配,未来公司将加快推进与其他CPU厂商及操作系统厂商的适配,并根据不同应用市场,推出JM7200系列产品,以满足嵌入式图形显控领域及升级换代计算机等不同领域的应用需求。同时公司前期(9月8日公告)已经开展与浪潮集团开启整机适配,在实现整机的研发及产业化,以及解决国产平台各关键软硬件兼容性不强问题,实现国产芯片适配两个领域展开合作。目前均进展顺利,有望加快在党政军领域桌面级产业化应用、逐步迎来订单释放。定增获批,抓住产业机遇加速发展。12月4日,公司公告称定增项目获批,拟发行股份募集资金总额不超过10.88亿元,用于高性能GPU研发,以及MCU、低功耗蓝牙、Type-C&PD接口三类通用芯片项目,公司作为国内唯一完全自主研发GPU龙头,依托多年来GPU研发的深厚技术积累,不断加大投入,缩小与海外GPU市场的差距,抓紧人工智能及国产芯片发展机遇,同时通过通用芯片完善民用市场布局,有望实现进一步打开军用、民用市场空间。图表177:景嘉微营收及归母净利润情况图表178:景嘉微利润率情况3.503.002.502.001.501.000.500.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速30%25%20%15%10%5%0%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1全志科技:下游布局多元化,语音交互前景乐观前景乐观,语音交互多元化下游需求驱动公司稳定成长。公司目前的主营业务为系智能应用处理器SoC、高性能模拟器件和无线互联芯片的研发与设计,下游应用广泛。Ø智能音箱:公司市场份额名列前茅,R系列芯片进入多家音箱产品,将充分受益于智能音箱市场持续渗透;Ø平板&OTT:趋势维持稳定,大客户战略持续执行;Ø汽车:车规级芯片T3已经量产,T7通过车规验证。Ø智能家居:已为多款国内大品牌家电的语音模块供货,随着消费者教育完成,有望迎来订单快速释放。关注公司车载前后装产品进展,2018CES公司发布第一颗通过车规验证的座舱处理器T7,目标实现数字仪表盘、车载娱乐、360环视等综合应用,原有处理器T3前装已经在多家大品牌旗下车型量产,后装有望提供套片解决方案,前后装市场打开新一轮成长空间!公司多年来深耕应用处理器及电源管理芯片设计,多年耕耘覆盖智能硬件、专业视像、平板、车载以及无线互联多条产品线,经过调整有望在主营业务回暖、费用率降低情况下迎来业绩释放,建议重点关注!
图表179:全志科技营收及归母净利润情况图表180:全志科技利润率情况18.0016.0014.0012.0010.008.006.004.002.000.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速450%400%350%300%250%200%150%100%50%0%-50%60%50%40%30%20%10%0%-10%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1韦尔股份:自研+分销双管齐下,收购豪威进军CIS市场外延并购快速成长,收购豪威进军CIS市场。豪威是世界第三大CIS厂商。公司成立于1995年,自成立以来,CMOS传感器累计出货超过65亿颗。主要下游应用领域为手机、安防、汽车、医疗等新兴市场。手机市场地位稳固,客户包括华为,小米,OPPO,vivo等知名厂商,豪威手机市场份额全球第三,仅次于索尼、三星。另外,豪威在汽车、安防市场也做了充分的布局。受益于韦尔分销业务的客户积累,本次收购有利于豪威进一步拓宽国内市场。CIS市场成长规模巨大,汽车、安防和医疗等应用成为新动力。YoleDevelopment预计16至22年全球CIS市场复合年均增长率将保持在10.50%左右,22年将达到约210亿美元。智能手机是CIS的主要应用领域,伴随着双摄、三摄渗透率的提高,市场将会开启新的成像变革。中国产业信息网数据显示,2015至2017年中国双摄渗透率分别为2%、5%、15%,整体呈快速增长态势,智研咨询预计2020年双摄渗透率将超60%。在汽车领域,受益于自动驾驶的普及,CIS的需求将会进一步增加。在安防领域,豪威独特的夜鹰Nyxel技术可以增加高达3倍的量子效率,进而实现更清晰的成像。另外,公司在AR、医疗等领域也实现了新的突破。自研和分销两大业务相互协同,促进公司业绩稳步增长。韦尔股份是国内少有的同时具备半导体产品设计和分销能力的公司。公司设计业务可以借助自身分销体系的渠道优势,更全面地获取市场信息,满足客户需求,并且有针对性的占领相关细分市场。分销业务可以借助设计业务的技术优势,向下游终端客户提供更好的解决方案及专业化指导,进一步提高客户粘性。公司两大业务相互促进,有着很好的协同作用。
图表181:韦尔股份营收及归母净利润情况图表182:韦尔股份利润率情况35.0030.0025.0020.0015.0010.005.000.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速160%140%120%100%80%60%40%20%0%-20%-40%30%25%20%15%10%5%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1圣邦股份:模拟芯片龙头,国产替代深度受益国内模拟芯片龙头厂商,持续稳定成长。公司是中国第二大模拟集成电路企业,专注于高性能、高品质模拟集成电路芯片设计及销售,2017年出货芯片近18亿颗,成长较为稳定;研发费用占比达国际大厂水平,研发转换形成良性循环,年均推出新品约200款,产品线不断完善,部分产品性能达到国际领先水平,客户覆盖面持续拓展,战略布局新兴市场,有望深度受益于国产替代进程。公司收购钰泰股权,迈出外延第一步。钰泰主要团队出身国际知名龙头模拟公司,在电源类芯片积累深厚,目前产品达百余种,包括升压开关稳压器、降压开关稳压器、过压保护器、锂电池充电器、移动电源SOC、线性稳压器、LED驱动器及AC/DC控制器等,应用于消费类电子及工业控制等领域。批量供应小米等业界知名客户。根据本次公告,钰泰18年1-10月实现营收9696万元,净利润2007万元,本次收购部分股权对应估值P/S小于4倍(作为参考此前瑞萨收购IDTP/S为8倍)。且钰泰产品均集中在电源模拟芯片,圣邦则以信号链见长、正加速切入电源类,有望协同补强!圣邦作为国产模拟芯片优质企业,从“信号链+电源”持续拓展高性能运放、ADC、DAC市场。公司2017年推出了包括高性能运算放大器、HIFI音频放大器、模拟开关及接口电路等多款信号链产品;2018年又将陆续推出ADCDAC新品,以低速应用为主,下游市场主要为工业控制、医疗等领域。产品料号未来三年稳定增长。同时国内大客户导入加速,优质团队持续引进补强业务版图。
图表183:圣邦股份营收及归母净利润情况图表184:圣邦股份利润率情况6.005.004.003.002.001.000.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速35%30%25%20%15%10%5%0%50%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1富满电子:深耕模拟电路20年,设计+封测整合优势凸显富满电子深耕模拟电路芯片近20年。富满电子主要经营高性能模拟及数模混合集成电路的设计研发、封装、测试和销售,主要产品包括电源管理、LED控制及驱动芯片、MOSFET和各类ASIC等芯片,产品广泛应用于个人、家庭、汽车等终端电子产品中。公司成立于2001年,于2017年7月上市,公司深耕模拟电路近20年。在芯片设计的基础上,富满电子2011年通过投建封装测试厂向产业链的下游延伸。研发+整合封测环节,有望提升公司盈利能力。公司积极研发,在持续提升LED、电源管理芯片,中低压MOSFET市场份额的同时,不断开拓新的产品线,布局快速充电,无线充电等领域,未来有望成为公司增长的新动力。此外公司还向下整合产业链,整合封测环节,有效大幅降低封装成本提升盈利能力。2017年公司募投1.2亿美元用于LED及电源管理芯片项目,预计2020年投产新增芯片产能1亿颗/月。对比国内LED驱动芯片龙头晶丰明源,富满电子的优势在于产品结构丰富、设计+封测的产业链优势。富满在芯片设计基础上投建了自己的封装测试生产线,而晶丰采用的是Fabless经营模式,生产环节外包给通富微电、长电科技等封装厂生产。因此相比于晶丰的轻资产、灵活性高,富满由于拥有封装测试生产线,产业链厂,毛利率更高。2017年富满毛利率为36.4%,净利率为13.3%;晶丰毛利率为22.5%,净利率为10.9%。富满盈利能力更强。
图表185:富满电子营收及归母净利润情况图表186:富满电子利润率情况5.004.504.003.503.002.502.001.501.000.500.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速60%50%40%30%20%10%0%35%30%25%20%15%10%5%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1闻泰科技+安世半导体:强强联手,打造5G+IoT+云的生态链安世半导体:全球功率半导体龙头供应商。安世集团前身为恩智浦的标准产品事业部,2017年初开始独立运营。安世半导体专注于分立器件、逻辑器件及MOSFET器件的设计、生产、销售,其产品广泛应用于汽车、工业与能源、移动及可穿戴设备、消费及计算机等领域。从细分市场的全球排名看,安世二极管和晶体管排名第一,逻辑器件排名第二(仅次于TI),ESD保护器件排名第二,小信号MOSFET排名第二,汽车功率MOSFETs排名第二(仅次于Infineon)。供不应求,功率半导体迎来景气周期。根据Yole统计2017年全球分立器件功率器件市场约为154亿美元,其中MOSFET市场规模为63亿美元,占比41%;IGBT市场为10亿美元,占比7%;整流器市场为33亿美元,占比21%;功率器件模组市场为35亿美元,占比23%。预计2023年全球功率分立器件市场约为188亿美元,年复合增长率CAGR为3.4%。供给端8寸晶圆设备停产,限制产能释放。8寸晶圆厂由于运行时间过长,设备老旧,同时12寸晶圆厂资本支出规模巨大,部分厂商逐渐关闭8寸晶圆厂,设备厂商也停止生产8寸设备。需求端汽车电子带来机遇。从2001年开始,我国就开始研发电动汽车,并推出一些列国家及地方政府配套政策支持新能源汽车的发展。根据英飞凌的统计,一辆传统燃料汽车使用动力传统系统功率半导体器件为17美元,而一辆纯电动汽车/混合动力汽车上功率半导体器件价值为265美元,增加了近15倍。强强联手,与闻泰打造5G+IoT+云的生态链。闻泰科技是全球领先的智能终端产品研发公司,业务领域涵盖通讯终端(4G/5G)、物联网(IoT)、人工智能(AI)、智能硬件、笔记本电脑、服务器、半导体等领域的研发设计和智能制造。收购完成后,安世半导体将成为闻泰科技的重要供应商,有利于推动闻泰科技进行产品创新和产品研发,增强对产业链上游的控制力。目前安世半导体的主要客户在欧美等国,其产品在汽车电子领域的占比较高,目前正在手机、计算机、通讯等方面在积极开拓中国市场。闻泰科技将凭借其在手机、IOT、智能设备领域的客户资源和积累,帮助安世半导体开拓中国市场,将安世半导体的研发和产能落地到中国,增加安世半导体对中国客户的产品供应能力,并进一步挖掘安世半导体在消费电子领域的市场潜力。
图表187:闻泰科技借助安世半导体向产业链上游延伸资料来源:闻泰科技、4.2.1扬杰科技:功率半导体领先者,内生外延顺利推进扬杰科技成立于2006年,其业务继承于扬杰投资,主要业务是经营如功率二极管、整流桥等电子元器件的研发、制造和销售。经过十多年的发展,扬杰科技发展成为及晶圆、芯片设计封装、营销一体的IDM功率半导体公司,目前拥有3寸、4寸、5寸、6寸晶圆厂,正在规划建设8寸晶圆厂。2016年,扬杰科技在中国功率半导体企业中排名第二,仅次于老牌企业华微电子。下游业务覆盖面广。在智能电表贴片式整流桥,国内市场份额为25%占比第一。未来随着下游国内家电大厂对国产器件的准入,扬杰科技有望进入白电黑电等家电变频领域,预计在黑电领域能实现突破性的增长。外延切入6/8寸MOSEFT,实现产品结构升级。2018年一季度,根据公告公司控股了原东光微电子宜兴6寸线,是继公司2015年自建的第二条6寸线,使得公司的更好地切入MOSFET和IGBT产品领域。
图表188:扬杰科技营收及归母净利润情况图表189:扬杰科技利润率情况16.0014.0012.0010.008.006.004.002.000.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速50%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%40%35%30%25%20%15%10%5%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1士兰微:A股IDM龙头厂商公司成立于1997年,主营业务包括集成电路、半导体分立器件、发光二极管(LED)三大类产品,经过20余年深耕半导体行业,公司已经从一家纯芯片设计公司发展成为目前国内为数不多的IDM公司,陆续承担了国家科技重大专项“01专项”和“02专项”多个科研专题课题,同时也是国家“910”工程的重要承担者。作为国内半导体IDM商业模式稀缺标的,在国家对半导体产业大力扶持的战略背景下,公司将成为国内半导体黄金十年的显著受益者,在行业高景气的推动下实现持续快速增长。同时,公司在产品布局上积极备战物联网,迎接硬件领域下一波大机会的到来。公司集成电路业务产品组合完善,下游应用广泛,主要产品包括LED驱动电路、IPM智能功率模块、MCU、数字音视频电路、MEMS传感器,各大产品均维持了较快增长。公司内生外延各项规划顺利推进,持续打造研发制造一体化IDM龙头。2017年年报显示,士兰微将加快杭州士兰集昕8寸线产品技术平台的导入,积极拓展产能,积极推进厦门士兰集科12寸特色工艺半导体芯片制造生产线项目和厦门士兰明镓化合物半导体芯片制造生产线项目建设:Ø8寸线:17年3月末,产出第一片合格芯片;6月末,投入量产;12月末,实现月产15000片;18年一季度产能达2万片/月,考虑到投片到封测的滞后性,预计二季度起可实现2万片/月的产出;年底产能目标为4万片/月,未来每年实现2万片/月的产能提升。Ø12寸线:士兰集科(公司持有15%股权)将于厦门建设两条12寸90-65nm特色工艺芯片生产线,预计年底动工,目标3年内实现产出。Ø化合物半导体:士兰明镓将于厦门建设一条4/6寸兼容先进化合物半导体器件生产线,预期将为公司高端LED以及硅基氮化镓器件布局打下坚实基础。
图表190:士兰微营收及归母净利润情况图表191:士兰微利润率情况30.0025.0020.0015.0010.005.000.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速600%500%400%300%200%100%0%-100%-200%35%30%25%20%15%10%5%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1三安光电:LED龙头进军化合物半导体广阔市场多年发展完善产业布局。三安光电主要从事全色系超高亮度LED外延片、芯片、化合物太阳能电池及Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体等的研发、生产与销售。目前公司已经形成LED外延/芯片、化合物半导体、蓝宝石/碳化硅衬底以及车灯/LED封装完备产业布局,历经多年发展公司形成8大研发及生产基地。产业基金持续入股,国开行战略合作助力公司业务拓展。国家集成电路产业大基金入股三安光电,将有利于为公司提供各种资源保障,通过产业链整合、海内外并购,进一步推动公司做大其III-V族化合物半导体业务,加快国际化发展步伐和产业链一体化布局。2015年三安集团将其持有的三安光电2.17亿股股份(约占总股本的9.07%)转让给国家集成电路产业基金,此后大基金持股持续提升至4.6亿股(占比11.3%)。就公司微观主体而言,一方面公司可见光得到迅速发展,LED芯片产能不断扩大,LED车灯业务进一步推进,miniLED及microLED新型显示技术打开长期成长空间;另一方面公司大力推进化合物半导体业务的布局,砷化镓PA和氮化镓电力电子集成芯片进入国内外客户验证,进一步推进光通讯和滤波器业务布局。公司不断提升自身技术,优化产品结构,巩固自有知识产权保护,完善配套,严格管理,使得公司盈利迅速提升。我们预计化合物半导体将是国家集成电路产业基金二期落地后重点发展方向,三安光电作为LED芯片国际龙头,依托LED外延、芯片工艺在III-V族化合物半导体布局深厚,成立时间、规模及品质均为国内领先。333亿元议案再度加码彰显公司决心,未来将立足于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料的研发与应用,以砷化镓、氮化镓、碳化硅、磷化铟等半导体新材料所涉及到的核心主业做大做强!
图表192:三安光电营收及归母净利润情况图表193:三安光电利润率情况90.0080.0070.0060.0050.0040.0030.0020.0010.000.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速100%80%60%40%20%0%-20%70%60%50%40%30%20%10%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1北方华创:国产半导体设备平台型厂商,订单释放业绩持续高增长国产设备龙头,北方华创关键领域卡位国内绝对领先。以AMAT、ASML、LAM、TEL为代表的欧美日厂商几乎占据垄断地位。2017年国产半导体设备市占率仅为16%,自给率严重不足。目前仅有上海微电子、北方华创、中微半导体、沈阳拓荆、盛美、华海清科、睿励、京仪等在相关领域卡位研发,其中北方华创在CVD、PVD、硅刻蚀、氧化/退火、单片清洗等关键领域卡位国内绝对领先,有望率先突破。国产化半导体设备东风至,北方华创持续收益。北方华创为国内半导体设备龙头,产品几乎覆盖整个前道工艺,未来替代空间巨大。在最近交流下来,北方华创产品在多晶硅刻蚀、PVD、单片退火、立体氧化炉及清洗设备以及达到28nm制程要求,17年累计流片量大幅提升!且部分细分领域14nm目前已经开始验证。随着国内中芯国际(天津深圳8寸扩产,北京B2/B3)、长江存储、合肥长鑫、华虹半导体(12寸无锡)等项目持续落地、扩产,公司在硅刻蚀、PVD、清洗、氧化炉等领域陆续取得订单或者成为baseline,未来3年有望继续迎来放量!受益订单释放业绩持续高增长,多项指标反应在手订单充沛。2018年前三季度实现营收21.01亿元,同比+35.59%;实现归母净利润1.69亿元,同比+110.12%(半年报指引+80%~+130%,略高于中值),符合市场预期。预收账款、存货情况等多项指标反应公司在手订单充沛,四季度有望继续确认维持高增速。后续设备重要看点:1、刻蚀设备:STIEtch;PolyEtch;AlPadEtch;HMEtch;2、薄膜沉积类设备:CuBSPVD;AlPVD;(在SMIC、长存等Fab验证,AlPVD已量产)3、退火类设备:LPCVD;Anneal(与SMIC合作开发);Oxidation;
图表194:北方华创营收及归母净利润情况图表195:北方华创利润率情况25.0020.0015.0010.005.000.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速120%100%80%60%40%20%0%-20%-40%-60%-80%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1精测电子:检测设备大厂,换挡半导体后续空间巨大AOI和模组检测价值量更高Cell段比重逐渐加大。此次AOI大增主要是订单逐渐从Module段向Cell段比例加大,从公司此前Q2来看陆续中标京东方/华星光电宏观缺陷检查机、手动模组测试机、模组检查机等中前道市场逐步打开,验证前期从Module到Cell制程再到Array前道制程空间成长逻辑。OLED检测设备大增266%。根据中标数据,公司OLED主要是京东方和武汉华星光电等对宏观缺陷检查机、老化设备、半自动外部补偿设备等陆续中标,但总体0.77亿,市占率1%,同比增长266%,有望进入成长元年后续空间巨大。半导体检测设备2家公司进展顺利,有望取得实质性突破。看好公司从制程中后端到前端检测、从LCD到OLED设备检测、从面板设备到半导体设备检测等成长路径复制国外优质厂商成长。图表196:精测电子营收及归母净利润情况图表197:精测电子利润率情况10.009.008.007.006.005.004.003.002.001.000.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速140%120%100%80%60%40%20%0%-20%80%70%60%50%40%30%20%10%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1至纯科技:半导体湿法刻蚀设备龙头,开创“芯”篇章
至纯科技为高纯工艺设备系统的提供者。至纯科技业务为电子、生物医药等行业的先进制造企业提供配套的高纯工艺系统与高纯工艺设备,主要以控制生产工艺中的不纯物为核心,涉及的行业主要包括泛半导体产业(集成电路、MEMS、面板显示、光伏、LED)、光纤、生物制药和食品饮料等行业。公司换挡半导体,增长实现新旧动能转换。公司早期,在2011-2012年,应收占比最大的是光伏业务,但随着下游光伏行业遭遇产能过剩,光伏业务开始缩小。2013-2015年,医药领域的营收开始成为公司的增长点,占比均在40%以上。到了2016年,公司业务开始转移到半导体。2016年半导体营收为1.31亿元,同比增长554%,成功的实现新旧动能转换。图表198:至纯科技营收及归母净利润情况图表199:至纯科技利润率情况4.003.503.002.502.001.501.000.500.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速200%150%100%50%0%-50%50%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1长川科技:整合优质设备标的STI,后续有望迎来强协同公司拟以发行股份方式,以30.17元发行价作价5.45亿元购买国家产业基金、天堂硅谷以及上海装备合计持有长新投资90%的股份(经营主体为设备公司STI,对应交易价格4.9亿元)。另注:在此前ASTI与浦东科投交易STI的方案中业绩承诺为2018年与2019年税前利润总额不少于1700万新元(1:5汇率下对应8500万人民币),若平均每年4250万元则对应PE为12.8倍。长新投资经营主体STI前身为德州仪器质量保证和过程自动化中心两个业务部门与Telford设备部门合并而成,1998年通过重组并入ASTI旗下。目前标的主要产品为光学检测、分选、编带等功能的集成电路封装检测设备,核心竞争力为2D/3D高精度光学检测技术(AOI),主要产品包括转塔式测编一体机、平移式测编一体机、膜框架测编一体机和晶圆光学检测机。整合顺利后封测设备产线越发全面,国内重点客户有望加速突破。长川科技本部生产的测试机包括大功率测试机(CTT系列)、模拟/数模混合测试机(CTA系列)等;分选机包括重力下滑式分选机、平移式分选机等。目前,公司生产的集成电路测试机和分选机产品已获得长电科技、华天科技、通富微电、士兰微、华润微电子、日月光等多个一流集成电路企业的使用和认可。标的公司STI目前前五大客户为德州仪器、PREMTEK、美光、安靠以及Sandisk,未来有望加速突破国内客户。封测龙头企业新一轮资本投入周期开启,长川科技有望直接受益。随着2018年-2022年大陆FAB建厂、扩产潮来临,配套封测龙头开启新一轮扩张周期,典型包括通富微电在
合肥、厦门的配套规划,华天科技此前周公告的80亿南京扩产项目,未来大陆存储芯片、先进制程、特色工艺的产能释放将直接带动封测设备需求高速增长,从占比来看分选+测试设备在采购金额中占比约为12%-15%,长川科技作为国内测试设备领先厂商有望直接受益!顺利整合STI后有望在产品、销售渠道、研发各方面迎来强协同!图表200:长川科技营收及归母净利润情况图表201:长川科技利润率情况200.00150.00100.0050.000.00营业收入(百万元)归母净利润(百万元)营收增速业绩增速160%140%120%100%80%60%40%20%0%70%60%50%40%30%20%10%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1兴森科技:拐点已至,老牌PCB联合新星半导体双剑合壁5年磨一剑,IC载板迎曙光。IC载板领域因为其业务门槛极高,自我突破的背后是长达5年的持续投入及亏损。但随着公司完成各大主流客户的认证并进入稳定供货周期后,公司在2018年的产线已达成满产状态,且长期保持着高良率水准,而对IC载板的扩产计划也一并进行着。公司于2018年8月公告期IC载板扩产计划,届时可将IC载板产能由原来的10000平米/月增加至18000平米/月,应对IC载板60至70亿美元的市场,实现其对国内IC载板领域的突破。PCB样板持续扩张,下游医疗工控市场巨大。公司PCB行业深耕多年,专业从事PCB样板制造。近年来不断调整其PCB工厂,辅以投资扩产19年产能将有较大提升。通过下游应用市场的拓展,预计公司在宜兴厂具备10%的增长并实现盈利、兴森快捷新增产能年中实现投产,公司在PCB样板领域的霸主地位将继续保持。国内国外双剑合一,半导体测试板已成型。公司前些年收购Harbor和设立上海泽丰,在晶圆测试及芯片测试环节双管齐下。公司近年对Harbor进行从采购到经营以及管理上的调整的同时计提其2600万商誉,而上海丰泽在于国内大客户合作,甩开国内测试公司,50%的增长可预见,上海丰泽加Harbor帮助公司从方案设计公司向全系统解决方案企业方向发展。
图表202:兴森科技营收及归母净利润情况图表203:兴森科技利润率情况35.0030.0025.0020.0015.0010.005.000.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速50%40%30%20%10%0%-10%-20%-30%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1晶瑞股份:国产微电子化学品龙头,核心关键产品不断突破多年专注微电子化学品,业绩迎来高速增长。2018Q3公司实现营收2.24亿元,同比增长59.0%,环比增长9.7%;归母净利润为1551万元,同比增长77.3%,环比增长6.0%。晶瑞股份经过十数年深耕,目前产品包括超净高纯试剂、光刻胶、功能性材料和锂电池粘结剂四大类微电子化学品,为国内电子化学品龙头。2017年外延并购苏州瑞红并增资江苏阳恒,业绩得到快速增长。公司毛利率、净利率稳中有进。2018Q3公司毛利率为30.05%,同比增加1.3pct,环比增加0.8pct;净利率为8.48%,同比下降0.9pct,环比增加1.3pct。主要原因是Q3上游双氧水等原材料价格有所下降,同时公司对期间费用实行了控制,三项费用率保持稳定。公司双氧水已达到国际最高纯度G5水平,成功突破国际垄断,产品水平可控制在5PPT以下,目前在华虹、中芯国际等下游上线评估、验厂审核顺利进展中。此外公司依托下属子公司年产30万吨的优质工业硫酸原材料优势,并结合从三菱化学引入电子级硫酸先进制造技术,投资建设年产9万吨/年的电子级硫酸项目,有望建成后年放量。双氧水与硫酸是晶圆制造过程中消耗量最大的两类超净高纯试剂,公司“双氧水+硫酸”战略布局,将充分受益于国内晶圆厂建厂潮。同时i线光刻胶顺利通过02专项验收。通过收购日本瑞翁、丸红手中瑞红股权,目前苏州瑞红已成为公司全资子公司。瑞红光刻胶主要为半导体用光刻胶和平板显示用光刻胶,包括紫外负型光刻胶和宽谱正胶及部分g线、i线正胶等高端产品,并且还承担了国家重大科技项目02专项“i线光刻胶产品开发及产业化”项目,近期顺利通过验收,率先实现i线光刻胶的量产,可以实现0.35um的分辨率,在天津中芯、扬杰科技等知名半导体厂通过单项测试和分片测试,取得了客户的产品认证。此外,鉴于高端光刻胶仍为国际大厂所垄断,公司高度关注248nm、193nm领域,积极研发储备进行技术突破!
图表204:晶瑞股份营收及归母净利润情况图表205:晶瑞股份利润率情况7.006.005.004.003.002.001.000.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速100%80%60%40%20%0%-20%-40%40%35%30%25%20%15%10%5%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1中环股份:收购国电光伏,高度契合双产业链布局国内半导体材料产业龙头企业。中环股份成立于1999年,致力于半导体节能和新能源两大产业,主导产品半导体区熔单晶-硅片综合实力全国第1,全球前3,国内市占率超过75%,全球市占率18%;太阳能高效硅片光电转换效率全球第1;太阳能高效单晶硅片市场占有率全球第1。公司光伏硅单晶研发水平全球领先,先后开发了具有自主知识产权且转换效率大于23%的高效N型DW硅片和转换效率25%、“零衰减”的CFZ-DW(直拉区熔)硅片。2012年起,公司携手苹果、SunPower及内蒙古、四川当地优势企业,利用丰富的太阳能资源和双方多项具有全球领先水平的技术,采用集本地化系统制造和电站开发于一体的商务模式,在内蒙古和四川分别开发建设7.5GW和3GW光伏电站综合项目,辐射全国并共同开发全球市场。2015年5月,公司公告与与有研总院、晶盛机电签署了《半导体硅材料产业战略合作协议》,三方拟组建合资公司,合作半层体硅材料项目。此次合作推动了公司8英寸以上单晶项目发展,加强了公司在半导体硅材料领域的领先地位。与扬杰科技合资投资建设宜兴封装基地。2018年6月公司与扬杰科技、宜兴经济技术开发区签订合作框架协议,公司与扬杰科技在宜兴成立合资公司,持股40%,负责封装基地的建设和运营,总投资规模约10亿元,本次合作有望增强公司半导体器件业务实力,提升产业整体竞争力。收购国电光伏90%股权,高度契合双产业链布局。2018年7月公司成功以6.59亿元收购国电光伏90%股权,同时向包括中环集团在内的不超过10名特定投资者发行股份募集配套资金,用于国电光伏厂房及公辅设施的修复与维护,以及相关费用。国电光伏背靠国电集团,曾是全球较大的太阳能EPC总承包公司,具备较强的市场影响力。本次交易包括国电光伏宜兴基地内的土地1316亩,还包括房屋、道路等大量资产,收购后中环股份将大大加强半导体和光伏产业重镇无锡的战略布局,与公司的双产业链高度契合,并将进一步扩充产能,在与单晶龙头隆基的竞争中提升竞争力。
图表206:中环股份营收及归母净利润情况图表207:中环股份利润率情况120.00100.0080.0060.0040.0020.000.00(20.00)营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速200%150%100%50%0%-50%-100%-150%-200%25%20%15%10%5%0%-5%-10%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1江丰电子:靶材龙头,关键技术不断突破公司是国内高纯溅射靶材龙头企业,主要产品包括钽靶、铝靶、钛靶、钨钛靶以及LCD用碳纤维支撑,到了美、日跨国公司的垄断,产品成功进入台积电、联电、中芯国际、华虹等知名厂商供应链,广泛应用于半导体、平板显示、光伏领域。四大产品线全线增长。分产品来看,公司4大产品线收入已连续多年增长。2017年,钽靶收入1.46亿元,同比增长23.01%,占收入比达26%;铝靶收入1.42亿元,同比增长35.64,占收入比重26%;钛靶收入9679万元,同比增长28.60%,占收入比重18%;LCD用碳纤维支撑收入6797万元,同比增长7.27%,占收入比重12%。公司研发投入持续增长,关键技术不断突破。公司高度重视技术研发,研发投入逐年增长,2017年研发费用3249万元,同比增长20.85%。在高研发投入下,公司不断突破CFRP、CMP、28-14nm等各类产品之关键技术:Ø公司掌握了CFRP之总工艺,已于2017年下半年开始批量生产,并向平板显示器生产商批量供货;Ø公司引进相关技术人才,开发PVD、CMP用保持环、抛光垫等零部件,目前保持环、抛光垫已取得量产订单,CMP产品也获得了国产订单;Ø公司持续攻克28-14nm技术解读用钽靶、钛靶相关技术,部分产品已在客户端量产,16nm用钽环已量产,14nm用钛靶也已开始客户认证流程。
图表208:江丰电子营收及归母净利润情况图表209:江丰电子利润率情况6.005.004.003.002.001.000.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速160%140%120%100%80%60%40%20%0%40%35%30%25%20%15%10%5%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1通富微电:三大市场共同增长,六大厂区逐步迎来释放期前瞻布局合肥、厦门产业重镇,六大厂区逐步迎来释放期。通富微电拥有总部崇川工厂、苏通工厂、合肥通富微电子有限公司(合肥通富)、苏州通富超威半导体有限公司(TF-AMD苏州)、TFAMDMicroelectronics(Penang)Sdn.Bhd.(TF-AMD槟城)以及在建的厦门通富微电子有限公司(厦门通富)六大生产基地。公司目前的封装技术包括Bumping、WLCSP、FC、BGA、SiP等先进封测技术,QFN、QFP等传统封装技术以及汽车电子产品、MEMS等封装技术。目前全球前10大FABLESS有5家成为其客户,包括AMD、MTK、ST、TI、英飞凌等优质龙头。三大市场共同增长,业务规模稳步提升。2017年年报显示,在2016年高速增长的基础上,继续取得较大幅度增长;2017年,未合并通富超威苏州、通富超威槟城的销售收入35.64亿元,同比增长25.05%;合并通富超威苏州、通富超威槟城的销售收入达到65.19亿元,较2016年增长41.98%。1、三大市场共同增长。亚太市场销售额同比增长33%,占销售总额的19%;欧美市场销售额同比增长15%,占销售总额的64%;国内市场销售额同比增长60%,占销售总额的17%。2、产品销售业绩方面,新老产品全面增长。BGA、FC、WLP产品增速分别达到40%、30%、53%;传统产品在基数大的情况下仍有可喜的增长,其中,QFP产品增速达44%。3、市场拓展方面,客户结构更加完善,各区域深挖重点客户、开发新客户。主要应用领域及终端市场为无线充电、高速光模块、Wifi、指纹识别、4GPA、SSD主控芯片、通用模拟、触控、高性能计算、安防监控主芯片、AMOLED驱动等。大基金承接日方股东富士通股份,后续合肥基地有望承担起存储及驱动芯片领域封测重任。积极新建产能,业务稳健增长。崇川厂全面覆盖中高低端产品,生产效率不断得到提升,18年切入矿机业务产品结构提升;苏通厂定位崇川厂中高端产品的转移;合肥厂谋求未来存储器及驱动芯片封测的强力驱动。通富超威苏州、通富超威槟城积极应对AMD订单,成功开发了7nmwafernode技术,多项新产品成功量产,同时导入多家知名新客户。随着先进封装渗透率提升、AMD客户导入以及未来募投产能释放,公司未来业绩有望持续增长。
图表210:通富微电营收及归母净利润情况图表211:通富微电利润率情况70.0060.0050.0040.0030.0020.0010.000.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速120%100%80%60%40%20%0%-20%-40%-60%-80%25%20%15%10%5%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、4.2.1晶方科技:外延更进一步,光学能力协同补强晶方科技持续专注于传感器领域的先进封装业务,重点关注公司在光学工艺领域拓展。目前公司已经具备了8英寸、12英寸晶圆级芯片尺寸封装技术规模量产封装能力,成为全球晶圆级芯片尺寸封装服务的主要提供者与技术引领者。其封装产品主要包括影像传感器芯片、生物身份识别芯片、微机电系统芯片(MEMS),环境光感应芯片、医疗电子器件、射频芯片等,产品广泛应用于汽车电子、消费电子、通信和医疗等诸多高增长领域。主要客户包括格科微、SKHynix、豪威科技等。公司外延更进一步,光学能力协同补强。Anteryon前身是荷兰飞利浦的光学电子事业部,2006年从飞利浦分拆成立,目前主要业务包括光电方案及晶圆级镜头,核心客户包括包括ASML、SickAG、Hilti、莱卡、Valeo等优质国际龙头,产品包括微型镜头,衍射器件,微阵列和折叠光路,在荷兰的晶圆级镜头量产产线可设计制造WLO以及DOE,棱镜,折叠光路等光学组件产品,本次外延后有望与晶方主业系统并进,大幅补强光学能力!目前晶方科技本部同时具备8寸、12寸晶圆级芯片尺寸封装技术规模量产封装能力,CIS方面自主开发针对高像素产品的先进封装技术(TSV/FANOUT/SIP)。同时指纹识别与MEMS封装领域也拓展开发出“去基板+TSV”与正压型气密性晶圆级键合等技术,出货稳定。重点关注公司传统业务份额提升、安防业务以及Fan-out新技术放量!我们认为未来公司新的增长点在于3Dsensing与汽车级CIS两大领域。我们此前多次强调3Dsensing核心工艺难点在于VCSEL/EEL激光器和WLO/DOE相关工艺两大领域,目前DOE堆叠与切割主要由精材科技完成(pattern和ITO分别由台积电、采钰完成),此外奇景光电与AMS在WLO工艺具有领先地位。晶方科技深耕WLCSP领域十余年,掌握大量WLO/DOE相关工艺know-how,我们认为今明两年公司这一领域产业化有望推进,我们将密切跟踪进展!此外公司在汽车级CIS领域布局已久,与sony、onsemi、OV等客户已经陆续开展验证、出货,随着车载摄像头加速渗透,汽车级CIS业务有望迎来突破。
图表212:晶方科技营收及归母净利润情况图表213:晶方科技利润率情况7.006.005.004.003.002.001.000.00营业收入(亿元)归母净利润(亿元)营收增速业绩增速100%80%60%40%20%0%-20%-40%-60%-80%60%50%40%30%20%10%0%毛利率净利率资料来源:Wind、资料来源:Wind、风险提示外部环境边际恶化:国内公司相关设备、材料等供应环节对进口依赖仍然较大,若外部环境出现边界化,则将对国内相关公司的日常生产经营、产品研发带来相当的不确定性风险。下游需求增长不及预期:半导体行业受下游需求影响较大,若下游需求出现剧烈波动,将显著影响相关半导体公司盈利能力。国产替代进程不及预期:半导体行业属于资本、技术及智力密集型行业,若国内公司不能正确判断未来产品及市场的发展趋势,不能及时掌控行业关键技术的发展动态,不能坚持技术创新或技术创新不能满足市场需求,将存在技术创新迟滞、竞争能力下降的风险。在各类产品的研发中将面临较多的技术创新挑战,若相关研发团队不能完善有效的解决新产品研发过程中面对的各项研发难点,则可能存在产品开发失败的风险。测算以及拆分数据存在一定误差:文中关于产品出货量、行业市场空间、公司预期业绩的测算均是基于特定假设,存在一定误差。
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