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8寸晶圆产能吃紧!大陆晶圆代工企业如何破局?

芯师爷 2022-07-03

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本文经授权转载自东兴证券研究所《晶圆代工:制造业巅峰,国内追赶加速》,深度剖析国内晶圆代工企业的发展逻辑。

核心观点

 

摩尔定律仍在延续,技术升级节奏放缓为中芯国际追赶创造机会台积电与 三星计划 2022 年量产 3nm 芯片、IMEC 已经规划 1nm,摩尔定律仍然在 维持,但进一步提升推动摩尔定律难度会显著提升:巨额的资本投入与研发 投入、不断升级的晶体管工艺、更为先进的光刻机,以及对沉积与刻蚀、检 测、封装等环节也均有更高的要求。正是因为面临巨大的资本和技术挑战, 以及晶圆制造技术迭代快,行业呈现寡头集中,目前全球仅有台积电、三星、 Intel 在进一步紧跟摩尔定律,中芯国际在持续追赶,其他制造厂商全面转 向特色工艺的研究与开发。未来技术升级节奏将逐步放缓,为中芯国际追赶 国际头部厂商创造了机会。 
先进制程与成熟工艺齐飞,晶圆代工赛道持续繁荣:5G 通信网络的建设不 断推进,不仅带动数据量的爆炸式提升,要求芯片对数据的采集、处理、存 储效率更高,而且也催生了诸多 4G 时代难以实现的终端应用,如物联网、 车联网等,增加了终端对芯片的需求范围。芯片需求的增长将使得晶圆代工 赛道受益。根据 IHS 的预测,先进工艺晶圆代工市场规模有望从 2020 年的 212 亿美元增长到 2025 年的 442 亿美元,CAGR 为 15.8%,成熟工艺晶 圆代工有望从 2019 年的 372 亿美元增长到 2025 年 415 亿美元,CAGR 为 2.2%。
需求与政策双重驱动,国内晶圆代工迎来良机国内集成电路市场需求旺 盛,根据 IC insight 数据,2018 年国内半导体需求为 1550 亿美元,约占全 球 33%的份额,而且国内 IC 设计企业数量还在快速增加,尤其近几年,在 国内政策的鼓励下,以及中美贸易摩擦的背景下,国内 IC 设计公司数量 2010-2019 年 CAGR 为 13%,并形成了细分领域的头部 IC 设计公司,IC Insight 预测 2023 年中国集成电路市场需求有望达到 2290 亿美元。与之相 比的是晶圆代工市场份额严重不足,根据拓墣研究的数据,2020Q2,中芯 国际和华虹半导体份额加起来才 6%,晶圆代工自给率严重不足,未来市场 空间巨大。同时,国务院、财政部、工信部、证监会等多部门不断出台减税 免税、产业培育、产业融资等政策,国内晶圆代工企业迎来发展良机。
中国大陆晶圆代工企业代表受益需求与国内政策双重驱动,国内晶圆代工迎来良机。国内晶圆代工龙头,突破先进制程瓶颈的中芯国际、特色化晶圆代工与功率半导体 IDM 双翼发展的华润微、坚持特色工艺,盈利能力强的华虹半导体等企业值得关注。
行业风险提示 :半导体需求不及预期;关键半导体设备不能购买的风险;设备材料研发低 于预期;龙头厂商挤压风险。



一、

摩尔定律延续,先进制程与成熟工艺齐飞


1.1

摩尔定律延续,技术难度与资本投入显著提升


追寻摩尔定律能让消费者享受更便宜的算力,晶圆代工是推动摩尔定律最重要的环节。1965 年, 英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔提出,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目, 约每隔 18-24 个月便会增加一倍,性能也将提升一倍,这也是全球电子产品整体性能不断进化的核 心驱动力,以上定律就是著名的摩尔定律。换而言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔 18- 24 个月翻一倍以上。推动摩尔定律的核心内容是发展更先进的制程,而晶圆代工是其中最重要的 环节。
图1:每千美元买到的算力随着时间的推移呈现指数级增加
摩尔定律仍在延续。市场上一直有关于摩尔定律失效的顾虑,但是随着 45nm、28nm、10nm 持续 的推出,摩尔定律仍然保持着延续。台积电在 2018 年推出 7nm 先进工艺,2020 年开始量产 5nm, 并持续推进 3nm 的研究,预计 2022 年量产 3nm 工艺。IMEC 更是规划到了 1nm 的节点。此外, 美国国防高级研究计划局进一步提出了先进封装、存算一体、软件定义硬件处理器三个未来发展研 究与发展方向,以此来超越摩尔定律。在现在的时间点上来看,摩尔定律仍然在维持,但进一步提 升推动摩尔定律难度会显著提升。

图2:台积电先进节点已经规划到 3nm数据来源:台积电、东方证券研究所 数据来源:IMEC、东方证券研究所
图3:IMEC 先进节点已经规划到 1nm数据来源:IMEC、东方证券研究所

先进制程资本性投入进一步飙升。根据 IBS 的统计,先进制程资本性支出会显著提升。以 5nm 节 点为例,其投资成本高达数百亿美金,是 14nm 的两倍,是 28nm 的四倍。为了建设 5nm 产线, 2020 年,台积电计划全年资本性将达到 150-160 亿美元。先进制程不仅需要巨额的建设成本,而 且也提高了设计企业的门槛,根据 IBS 的预测,3nm 设计成本将会高达 5-15 亿美元。

图4:先进制程建设成本显著提升
图片来源:东方证券研究所
3nm 及以下制程需要采用全新的晶体管工艺。FinFET 已经历 16nm/14nm 和 10nm/7nm 两个工艺 世代,随着深宽比不断拉高,FinFET 逼近物理极限,为了制造出密度更高的芯片,环绕式栅极晶 体管(GAAFET,Gate-All-Ground FET)成为新的技术选择。不同于 FinFET,GAAFET 的沟道被 栅极四面包围,沟道电流比三面包裹的 FinFET 更加顺畅,能进一步改善对电流的控制,从而优化 栅极长度的微缩。三星、台积电、英特尔均引入 GAA 技术的研究,其中三星已经先一步将 GAA 用 于 3nm 芯片。如果制程到了 2nm 甚至 1nm 时,GAA 结构也许也会失效,需要更为先进的 2 维、 甚至 3 维立体结构,目前微电子研究中心(Imec)正在开发面向 2nm 的 forksheet FET 结构。
3nm 及以下制程,光刻机也需要升级。面向 3nm 及更先进的工艺,芯片制造商或将需要一种称为 高数值孔径 EUV(high-NA EUV)的光刻新技术。根据 ASML 年报,公司正在研发的下一代极紫 外光刻机将采用 high-NA 技术,有更高的数值孔径、分辨率和覆盖能力,较当前的 EUV 光刻机将 提高 70%。ASML 预测高数值孔径 EUV 将在 2022 年以后量产。

图5:ASML 预测半导体制程升级规划
除上面提到巨额资本与技术难题以外,先进制程对沉积与刻蚀、检测、封装等环节也均有更高的要 求。正是因为面临巨大的资本和技术挑战,目前全球仅有台积电、三星、intel 在进一步追求摩尔定 律,中芯国际在持续追赶,而像联电、格罗方德等晶圆代工厂商已经放弃了 10nm 及以下制程工艺 的研发,全面转向特色工艺的研究与开发。先进制程的进一步推荐节奏将会放缓,为中芯国际追赶 创造了机会。
图6:先进制程追赶者减少

1.2

先进制程占比持续提升,成熟工艺市场增长 


高性能芯片需求旺盛,先进制程占比有望持续提升。移动终端产品、高性能计算、汽车电子和通信 及物联网应用对算力的要求不断提升,要求更为先进的芯片,同时随着数据处理量的增加,存储芯 片的制程也在不断升级,先进制程的芯片占比有望持续提升。根据 ASML2018 年底的预测,到 2025 年,12 寸晶圆的先进制程占比有望达到 2/3。2019 年中,台积电 16nm 以上和以下制程分别占比 50%,根据公司预计,到 2020 年,16nm 及以下制程有望达到 55%。

CPU、逻辑 IC、存储器等一般采用先进制程(12 英寸),而功率分立器件、MEMS、模拟、CIS、 射频、电源芯片等产品(从 6μm 到 40nm 不等)则更多的采用成熟工艺(8 寸片)。汽车、移动 终端及可穿戴设备中超过 70%的芯片是在不大于 8 英寸的晶圆上制作完成。相比 12 寸晶圆产线,8 寸晶圆制造厂具备达到成本效益生产量要求较低的优势,因此 8 寸晶圆和 12 寸晶圆能够实现优 势互补、长期共存。
图7:12 寸晶圆和 8 寸晶圆对比
受益于物联网、汽车电子的快速发展,MCU、电源管理 IC、MOSFET、ToF、传感器 IC、射频芯 片等需求持续快速增长。社会已经从移动互联网时代进入了物联网时代,移动互联网时代联网设备 主要是以手机为主,联网设备数量级在 40 亿左右,物联网时代,设备联网数量将会成倍增加,高 通预计到 2020 年联网设备数量有望达到 250 亿以上。飙升的物联网设备需要需要大量的成熟工艺 制程的芯片。以电源管理芯片为例,根据台积电年报数据,公司高压及电源管理晶片出货量从 2014 年的 1800 万片(8 寸)增长到 2019 年的 2900 万片,CAGR 为 10%。根据 IHS 的预测,成熟晶 圆代工市场规模有望从 2020 年的 372 亿美元增长到 2025 年的 415 亿美元。
特色工艺前景依旧广阔,主要代工厂积极布局特色工艺。巨大的物联网市场前景,吸引了众多 IC 设计公司开发新产品。晶圆代工企业也瞄准了物联网的巨大商机,频频推出新技术,配合设计公司 更快、更好地推出新一代芯片,助力物联网产业高速发展。台积电和三星不仅在先进工艺方面领先布局,在特色工艺方面也深入布局,例如台积电在图像传感器领域、三星在存储芯片领域都深入布 局。联电、格罗方德、中芯国际、华虹半导体等代工厂也全面布局各自的特色工艺,在射频、汽车 电子、IOT 等领域,形成了各自的特色。
图8:主要代工厂特色工艺来源:各大企业官网,东方证券研究所

终端需求旺盛,晶圆代工赛道持续繁荣


5G 时代终端应用数据量爆炸式提升增加了对半导体芯片的需求,晶圆代工赛道持续繁荣。随着对 于 5G 通信网络的建设不断推进,不仅带动数据量的爆炸式提升,要求芯片对数据的采集、处理、 存储效率更高,而且也催生了诸多 4G 时代难以实现的终端应用,如物联网、车联网等,增加了终 端对芯片的需求范围。
对于芯片需求的增长将使得下游的晶圆代工赛道收益,未来市场前景极其广 阔。根据 IHS 预测,晶圆代工市场规模有望从 2020 年的 584 亿美元,增长到 2025 年的 857 亿美 元,CAGR 为 8%。

2.1

5G 推动手机芯片需求量上涨


5G 手机渗透率快速提升。手机已经进入存量时代,主要以换机为主。2019 年全球智能手机出货量 为 13.7 亿部,2020 年受疫情影响,IDC 等预测手机总体出货量为 12.5 亿台,后续随着疫情的恢 复以及 5G 产业链的成熟,5G 手机有望快速渗透并带动整个手机出货。根据 IDC 等机构预测,5G 手机出货量有望从 2020 年的 1.83 增长到 2024 年的 11.63 亿台,CAGR 为 59%。
5G 手机 SOC、存储和图像传感器全面升级,晶圆代工行业充分受益。消费者对手机的要求越来越 高,需要更清晰的拍照功能、更好的游戏体验、多任务处理等等,因此手机 SOC 性能、存储性能、 图像传感器性能全面提升。
目前旗舰机的芯片都已经达到了 7nm 制程,随着台积电下半年 5 nm 产 能的释放,手机 SOC 有望进入 5nm 时代。照片精度的提高,王者荣耀、吃鸡等大型手游和 VLOG 视频等内容的盛行,对手机闪存容量和速度也提出了更高的要求,LPDDR5 在 2020 年初已经正式 亮相小米 10 系列和三星 S20 系列,相较于上一代的 LPDDR4,新的 LPDDR5 标准将其 I/O 速 度从 3200MT/s 提升到 6400MT/s,理论上每秒可以传输 51.2GB 的数据。相机创新是消费者更 换新机的主要动力之一,近些年来相机创新一直在快速迭代,一方面,多摄弥补了单一相机功能不 足的缺点,另一方面,主摄像素提升带给消费者更多的高清瞬间,这两个方向的创新对晶圆及代工 的需求都显著提升。5G 时代,手机芯片晶圆代工市场将会迎来量价齐升。
图9:智能手机对晶圆的需求(12 寸,千片/月)

2.2

云计算前景广阔,服务器有望迎来快速增长


2020 年是国内 5G 大规模落地元年,有望带来更多数据流量需求。据中国信通院在 2019 年 12 月 份发布的报告,2020 年中国 5G 用户将从去年的 446 万增长到 1 亿人,到 2024 年我国 5G 用户 渗透率将达到 45%,人数将超过 7.7 亿人,全球将达到 12 亿人,5G 用户数的高增长带来流量的 更高增长。

5G 时代来临,云计算产业前景广阔。进入 5G 时代,IoT 设备数量将快速增加,同时应用的在线 使用需求和访问流量将快速爆发,这将进一步推动云计算产业规模的增长。根据前瞻产业研究院的 报告,2018 年中国云计算产业规模达到了 963 亿元,到 2024 年有望增长到 4445 亿元,CAGR 为 29%,产业前景广阔。
图10:2015-2024 年中国云计算产业规模及预测
边缘计算是云计算的重要补充,迎来新一轮发展高潮。根据赛迪顾问的数据,2018 年全球边缘计 算市场规模达到 51.4 亿美元,同比增长率 57.7%,预计未来年均复合增长率将超过 50%。而中国 边缘计算市场规模在 2018 年达到了 77.4 亿元,并且 2018-2021 将保持 61%的年复合增长率,到 2021 年达到 325.3 亿元。 
服务器大成长周期确定性强服务器短期拐点已现,受益在线办公和在线教育需求旺盛,2020 年 服务器需求有望维持快速增长。长期来看,受益于 5G、云计算、边缘计算强劲需求,服务器销量 有望保持持续高增长。根据 IDC 预测,2024 年全球服务器销量有望达到 1938 万台,19-24 年, CAGR 为 13%。
服务器半导体需求持续有望迎来快速增长,晶圆代工充分受益。随着服务器数量和性能的提升,服 务器逻辑芯片、存储芯片对晶圆的需求有望快速增长,根据 Sumco 的预测,服务器对 12 寸晶圆 需求有望从 2019 年的 80 万片/月,增长到 2024 年的 158 万片/月,19-24 年 CAGR 为 8%。晶圆 代工市场有望充分受益服务器芯片量价齐升。
图11:服务器对晶圆的需求预测(千片/月,12 寸片)

2.3

三大趋势推动汽车半导体价值量提升


车用半导体有望迎来加速增长。根据 IHS 的报告,车用半导体销售额 2019 年为 410 亿美元,13- 19 年 CAGR 为 8%。随着汽车加速电动化、智能化、网联化,车用芯片市场规模有望迎来加速, 根据 Gartner 的数据,全球汽车半导体市场 2019 年销售规模达 410.13 亿美元,预计 2022 年有望 达到 651 亿美元,占全球半导体市场规模的比例有望达到 12%,并成为半导体下游应用领域中增 速最快的部分。

图12:19-22 年车用半导体 CAGR 为 12%(亿美元)
自动驾驶芯片要求高,有望进一步拉动先进制程需求。自动驾驶是通过雷达、摄像头等将采集车辆 周边的信息,然后通过自动驾驶芯片处理数据并给出反馈,以此降低交通事故的发生率、提高城市 中的运载效率并降低驾驶员的驾驶强度。
自动驾驶要求多传感器之间能够及时、高效地传递信息, 并同时完成路线规划和决策,因此需要完成大量的数据运算和处理工作。随着自动驾驶级别的上升, 对于芯片算力的要求也越高,产生的半导体需求和价值量也随之水涨船高。
英伟达自动驾驶芯片随 着自动驾驶级别的提升,芯片制程也显著提升,最早 Drive PX 采用的是 20nm 工艺,而最新 2019 年发布的 Drive AGX Orin 将会采用三星 8nm 工艺。根据英飞凌的预测,自动驾驶给汽车所需要的 半导体价值带来相当可观的增量,一辆车如果实现 Level2 自动驾驶,半导体价值增量就将达到 160 美元,若自动驾驶级别达到 level4&5,增量将会达到 970 美元。

2.4

IoT 快速增长,芯片类型多


随着行业标准完善、技术不断进步、政策的扶持,全球物联网市场有望迎来爆发性增长。GSMA 预 测,中国 IOT 设备联网数将会从 2019 年的 36 亿台,增到到 2025 年的 80 亿台,19-25 年 CAGR 为 17.3%。
根据全球第二大市场研究机构 MarketsandMarkets 的报告,2018 年全球 IoT 市场规模 为 795 亿美元,预计到 2023 年将增长到 2196 亿美元,18-23 年 CAGR 为 22.5%。
物联网的发展需要大量芯片支撑,半导体市场规模有望迎来进一步增长。物联网感知层的核心部件 是传感器系统,产品需要从现实世界中采集图像、温度、声音等多种信息,以实现对于所处场景的 智能分析。
感知需要向设备中植入大量的 MEMS 芯片,例如麦克风、陀螺仪、加速度计等;设备 互通互联需要大量的通信芯片,包括蓝牙、WIFI、蜂窝网等;物联网时代终端数量和数据传输通道 数量大幅增加,安全性成为最重要的需求之一,为了避免产品受到恶意攻击,需要各种类型的安全 芯片作支持;同时,身份识别能够保障信息不被盗用,催生了对于虹膜识别和指纹识别芯片的需求;作为物联网终端的总控制点,MCU 芯片更是至关重要,根据 IC Insights 的预测,2018 年 MCU 市 场规模增长 11%,预计未来四年内 CAGR 达 7.2%,到 2022 年将超过 240 亿美元。
图13:物联网终端需要多种类型芯片

需求与政策双重驱动,国内晶圆代工迎来良机


3.1 

国内 IC 设计企业快速增长,代工需求放量


半导体产业向国内转移。半导体经历过三次大的规模转移,第一次(1960-1970):随着家电行业 的兴起,半导体主要需求从军工领域开始转向家电行业,日本索尼、东芝等企业快速发展,带动半 导体产业由美国转向日本;第二次(1970-1980):PC 开始普及对半导体的需求量大增,韩国依 托存储、台湾依托代工逐步掌握主导权;第三次(1990-2000),到了移动互联网时代,中国凭借 在智能终端生产能力以及中国庞大的消费市场,对半导体的需求巨大,并逐步承接半导体的第三次 转移。
近些年,国内紧跟市场发展路线,深入布局物联网、人工智能、云计算等领域,围绕这些领 域,大力发展 IC 设计、封装、代工等,半导体产业进一步转向国内。
国内集成电路需求旺盛,有望持续维持快速增长。国内集成电路市场需求旺盛,从 2013 年的 820 亿美元快速增长到 2018 年的 1550 亿美元,CAGR 为 13.6%,IC insight 预测,到 2023 年,中国 集成电路市场需求有望达到 2290 亿美元,CAGR 为 8%。但是同时,国内集成电路自给率也严重 不足,2018 年仅为 15%,IC insight 在 2019 年预测,到 2023 年,国内集成电路自给率为 20%。
图14:国内半导体需求旺盛,自给不足(亿美元)
需求驱动,国内 IC 设计快速成长。在市场巨大的需求驱动下,国内 IC 设计企业数量快速增加,尤 其近几年,在国内政策的鼓励下,以及中美贸易摩擦大的背景下,IC 设计企业数量加速增加,2019 年底,国内 IC 设计企业数量已经达到了 1780 家,2010-2019 年,CAGR 为 13%。根据中芯国际 的数据,国内 IC 设计公司营收 2020 年有望达到 480 亿美元,2011-2020 年 CAGR 为 24%,远 高于同期国际 4%的复合增长率。
国内已逐步形成头部 IC 设计企业。根据中国半导体行业协会的统计,2019 年营收前十的入围门槛 从 30 亿元大幅上升到 48 亿元,这十大企业的增速也同样十分惊人,达到 47%。国内 IC 企业逐步 做大做强,部分领域已经形成了一些头部企业:手机 SoC 芯片领域有华为海思、中兴微电子深度 布局;图像传感领域韦尔豪威大放异彩;汇顶科技于 2019 年引爆了光学屏下指纹市场;卓胜微、 澜起科技分别在射频开关和内存接口领域取得全球领先。IC 设计企业快速成长有望保持对晶圆代 工的强劲需求。
图15:国内重要的 IC 设计公司
晶圆代工自给率不足。中国是全球最大的半导体需求市场,根据中芯国际的预测,2020 年中国对 半导体产品的需求为 2130 亿美元,占全球总市场份额为 49%,但是与之相比的是晶圆代工市场份 额严重不足,根据拓墣研究的数据,2020Q2,中芯国际和华虹半导体份额加起来才 6%,晶圆代 工自给率严重不足,尤其考虑到中国 IC 设计企业数量快速增长,未来的需求有望持续增长,而且, 美国对华为等企业的禁令,更是让我们意识到了提升本土晶圆代工技术和产能的重要性。
图16:中国是全球半导体最大的需求市场(亿美元)
图17:20Q2 全球晶圆代工市占率

3.2

中国大陆晶圆代工企业迎来良机


半导体产业的技术、资本壁垒高,分工细化,且马太效应显著,后来的竞争者想要在行业之中占得 一席之地,需要政策、资本、产业链等各个方面的助力。2014 年国务院发布的《国家集成电路产业发展推进纲要》,推进纲要规划了从 2015 年到 2030 年 中国芯片行业各细分领域的主要目标,力图实现设备、材料、芯片设计、芯片制造和封装测试多方 面的技术突破,达到国际领先水平,完成国产化替代。
图18:《国家集成电路产业发展推进纲要》对芯片产业的规划
国务院、财政部、工信部等多部门不断出台减税免税和产业培育政策支持半导体产业。
2018 年 3 月财政部等多部门发布的《关于集成电路生产企业有关企业所得税政策问题的通知》中,制程工艺 小于 65nm 或投资额超过 150 亿,且经营期在 15 年以上的企业和项目就能够享受“五免五减半” 政策;
2020 年 8 月 4 日,国务院发布进一步发布了《国务院关于印发新时期促进集成电路产业和 软件产业高质量发展若干政策的通知》,该通知指出,国家鼓励的集成电路线宽小于 28 纳米(含), 且经营期在 15 年以上的集成电路生产企业或项目,第一年至第十年免征企业所得税,在线宽小于65nm 和 130nm 也给出了相应的税收优惠,除了晶圆代工赛道以外,处于产业链上下游的 IC 设计 与芯片封测先进企业也同样受益于国家政策,享受“两免三减半”优惠。
上市融资、国家大基金等为半导体企业提供资金支持,本土晶圆代工企业充分受益。国家大基金一 期 2014 年启动,实际投入 1387 亿,并撬动 5145 亿地方政府基金私募资金,2019 年,大基金二 期约 2000 亿募资完成,逐步投入到半导体企业中。此外,2019 年 7 月科创板正式开启,给半导 体企业融资开启了一条新的路劲。
图19:国内主要晶圆代工厂融资情况

3.3

中国大陆晶圆代工企业代表


晶圆代工需求不断增长,但国内自给严重不足,受益需求与国内政策双重驱动,国内晶圆代工迎来 良机。

中芯国际:中国大陆晶圆代工企业龙头,突破先进制程瓶颈
中芯国际深耕研发,技术不断取得突破。中芯国际是中国大陆第一家实现 14 纳米 FinFET 量产的 晶圆代工企业,代表中国大陆集成电路自主制造的最先进水平;在特色工艺领域,中芯国际陆续推 出中国大陆最先进的 24 纳米 NAND、40 纳米高性能图像传感器等特色工艺,与各领域的龙头公 司合作,实现在特殊存储器、高性能图像传感器等细分市场的持续增长。
图20:中芯国际产能统计及未来规划
公司近几年营收增长稳健,盈利有望改善。公司自 2014 年起营收稳定增长,近 5 年营收 CAGR 达 12.57%,2019 年营收达 220 亿元。随着公司成熟制程稳步增长,先进制程放量,公司营收有 望加速增长。公司 2012 年开始正式盈利,2018 年及 2019 年,新产线的投产使得公司面临较高的 折旧压力,公司净利润增速放缓,随着生产规模的增长以及折旧的减少,公司盈利状况有望改善。
公司下游以通讯和消费电子为主,国产化趋势下国内收入占比不断提升。在 2019 年,公司下游分 布中,通讯领域占比维持在 46%左右,消费领域占比维持在 34%左右,二者合计贡献了公司 80% 左右的收入。从地域上看,在中美贸易摩擦、芯片产业国产化的背景下,中国大陆及香港地区收入 占比不断上升,从 2013 年的 40%左右上升至 2019 年的近 60%。
引入顶尖人才助力公司发展。公司现任 CEO 梁孟松 1992 年加入台积电,2003 年带领台积电在 130nm 铜制程研发比拼中战胜 IBM,比 IBM 早一年研发出 130nm 铜制程,为台积电赢得了近 55 亿元新台币的营业额。2011 年加入三星,帮助三星从 28nm 制程直接升级到 14nm 制程,反超台 积电,拿下苹果、高通大单。2017 年加入中芯国际,入职仅一年时间,便帮助公司实现了 28nm 到 14nm 的跨越,不到 300 天时间将 14nm 芯片良率从 3%提升至 95%。未来还将带领公司突破 12nm、N+1 制程、N+2 制程,顶尖人才带给公司和市场的惊喜值得期待。 
科创上市,助力公司产能扩充。公司 2020 年 7 月在科创板成功上市,实际融资 525 亿元,融资助 力于公司产能扩张。目前,公司已经着手进行大规模扩产:8 寸晶圆方面,预计在天津、上海、深 圳三个生产基地增加 3 万片/月的产能;12 寸晶圆方面,预计年内增加 2 万片/月产能(以 12 寸片 计),新产能将在下半年贡献营收。同时,在建的中芯北方 FAB B3、中芯南方 FAB SN1 和拟建 的中芯南方 FAB SN2 也将为公司贡献新的产能增量,满足更多的客户需求。近期,公司还与北京 开发区管委会签订合作框架协议,将在中国共同成立合资企业聚焦 28nm 及以上晶圆代工项目,首 期即计划建成 10 万片/月(以 12 寸片计)的晶圆产能。
华润微:特色化晶圆代工与功率半导体双翼发展,盈利能力持续显著增强

特色化晶圆代工与功率半导体双翼发展,功率 MOSFET 国内销量第一。公司是全国前十大半导体 企业中唯一一家有较大 IDM 模式业务的企业。目前在无锡、深圳、上海、重庆、香港、台湾等地 多地布局有生产及服务设施;拥有 6-8 英寸晶圆生产线 5 条、封装生产线 2 条、掩模生产线 1 条、 设计公司 3 家。公司拥有中国领先的晶圆制造服务能力,为国内主要的半导体特种工艺平台之一, 是国内前三的本土晶圆制造企业。
与遵循摩尔定律发展的标准数字集成电路制造工艺不同,公司专 注于提供特色化与定制化晶圆制造服务,公司提供的 BCD 工艺技术(技术水平国际领先)、MEMS  工艺技术(技术水平国内领先)。
同时公司的 IGBT、传感器产品也不断取得突破。功率器件方面, 2018 年公司功率器件营收规模位列全国第一,达到 21.7 亿元,公司产品布局全面,覆盖 MOSFET、 IGBT、SJNFET、二极管/晶闸管等产品,是国内少数能够提供 -100V 至 1500V 范围内低、中、 高压全系列 MOSFET 产品的企业,同时在 SiC/GaN 功率器件方面也有充分布局。

特色工艺产能布局领先,规划 12 寸功率半导体产线更进一步。公司在无锡拥 1 条 8 英寸和 3 条 6 英寸半导体晶圆制造生产线。其中,8 英寸晶圆生产线年产能约为 73 万片,6 英寸晶圆生产线年 产能约为 247 万片,产能居于国内前列。同时,公司还在与重庆西永规划在未来共同发展 12 英寸 晶圆生产线项目,该产线将采用 90nm 工艺,主要用于生产新一代功率半导体产品。同时,公司还 布局了面板级封装、汽车级封装等先进封装技术,制造与服务能力不断提升。
图21:公司主要产线及产能情况
成品化率&产能利用率&管理水平提升,同时折旧成本降低,带动盈利能力持续显著增强。公司 IDM 业务毛利率较高,2016 年以后,IDM 业务占比不断提升,2020H1 已达到 45%。未来公司盈 利能力增长的驱动力来源于:1)未来随着功率半导体国产替代需求的增长,较高毛利的 IDM 业务 占比上升;2)公司功率半导体产品向中高端拓展,带动整体毛利率提升;3)公司制造产线前期折 旧基本计提完毕,后续折旧费用进一步减少,摊低单位平均成本;4)受益于半导体制造产业链国 产化需求,公司产能利用率维持高位。同时,公司费用管理水平也在持续改善。在上述因素的作用 下,公司净利率已从 2016 年的-6.9%增长至 2020H1 的 14.6%。
营收增长进入快车道,20H1 归母净利润创新高。受益于半导体行业景气度的回升和国产替代需求, 2020H1 公司实现营业收入 30.63 亿元,较上年同期增长 16%;受益于盈利能力的持续提升,公司 2020H1 实现归母净利润 4 亿元,相当于 2019 年全年归母净利润,较上年同期增长 145%。
华虹半导体:坚持特色工艺,盈利能力强

华虹半导体在上海金桥和张江共有三条 8 英寸生产线(华虹一、二及三厂),月产能约 18 万片。 公司联合国家集成电路产业基金以及无锡锡虹联芯投资有限公司建设了华虹半导体(无锡)有限公 司,一期华虹七厂 2019 年建成,设计产能 4 万片/月(12 寸晶圆),截止到 20Q2,华虹七厂产能 为 1 万片/月。此外,公司在北美、中国台湾、欧洲和日本等地均提供销售与技术支持。
图22:华虹半导体产能
公司坚持走特色工艺路线。华虹工艺技术覆盖 1 微米至 28 纳米各节点,其嵌入式非易失性存储器、 功率器件、模拟及电源管理和逻辑及射频等差异化工艺平台在全球业界极具竞争力,并拥有多年成 功量产汽车电子芯片的经验。华虹七厂是全国先进的特色工艺生产线,是全国第一条 12 英寸功率 器件代工生产线。随着 12 寸特殊工艺放量,公司在特色工艺上规模越来越大,竞争力也有望持续 提升。
华虹盈利能力强。华虹坚持走特色工艺,并稳步推进先进制程。特色工艺定制化高,且设备更新慢, 折旧压力小,因此公司毛利率高,稳定在 30%以上,净利润也呈现稳步增长,从 2015 年的 7.3 亿 元,增长到 2019 年的 11.3 亿元。

大陆晶圆代工发展风险


半导体需求不及预期:疫情仍在全球持续蔓延,如果疫情不能有效控制,可能导致半导体需求不及 预期,从而导致半导体代工市场萎缩; 
关键半导体设备不能购买的风险:美国逐步收紧对华的出口政策,国内代工厂存在不能都买到关键 设备的风险。 
设备材料研发低于预期:晶圆代工的发展,需要设备和材料的强力支撑,如果相关设备和相关研发 低于预期,可能影响行业进步。 
龙头厂商挤压风险:晶圆代工行业,台积电是绝对龙头,三星市场份额快速增长,三星和台积电引 导先进产能,在成熟制程方面具有性价比优势,如果台积电和三星快速扩产,可能会挤压国内代工 厂的份额。

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本文经授权转载自东兴证券研究所《晶圆代工:制造业巅峰,国内追赶加速》,有部分删减,仅供交流学习之用,如需转载,请联系东兴证券研究所,有任何疑问,敬请与我们联系info@gsi24.com。


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