路透社:中国拟万亿扶持芯片行业!附芯片产业链核心标的
据路透社香港消息,中国正在制定一项规模达1439亿美元,折合人民币达10046亿元,该计划最早可能在2023年第一季度实施。
附芯片产业链核心标的:
周期(基本面)拐点
具体看:全球芯片产业链周期发展经验+当前国内外需求判断,芯片设计行业基本面拐点或于23Q2出现。
1)全球半导体销售额于22年9月进入同比负增速阶段,复盘了2000年以来的六轮周期,通常同比增速为负的下行周期长6-7个月,如果按此推算,底部将在23年2-3月出现。
2)从库存情况看,设计板块整体库存水位提升明显,但是部分公司存货水平开始改善,环比向下的公司包括:晶丰明源qoq-25.2%、博通集成qoq-8.7%、明微电子qoq-3.9%、澜起科技qoq-1.2%、唯捷创芯qoq-10.1%。
3)从产业链调研看,Q4预计为环比下降或环比微增,Q1为传统淡季,产业判断拐点可能于Q2出现。
芯片设计板块超跌,市值或已见底
22Q1-Q3,电子(中信)指数累计下跌37%,在30个行业中排名垫底,其中半导体下跌28%,细分板块中设计板块跌幅最大(-38%);Q3单季度,22Q3电子(中信)指数累计下跌17%,在30个行业中排名29,其中半导体下跌16%,细分板块中设计跌幅最大(-22%)。
芯片走过周期,重回国产替代主旋律
各设计环节全球大陆厂商市占率仍低(模拟5%、MCU10%、SoC30%),替代空间巨大,走过本轮下行周期,国产替代逻辑将再次成为主逻辑。
旧芯片核心资产底部放量反转,新芯片龙头放量突破甚至新高。芯片板块或将迎来一波赚钱效应。
以下是自主可控产业链梳理:
2021年全球半导体设备市场规模创1026亿美元新高,大陆需求全球占比第一(28.9%);但同时我国的芯片自给率低,国产替代仍有很大的空间。为了不被欧美“卡脖子”,国内政策和资金齐力支持,举国攻坚半导体尖端技术,国内半导体产业迎来黄金发展期。
我国半导体设备市场目前仍非常依赖进口,从市场格局来看,细分市场均有较高集中度,top3份额往往高于90%,部分设备甚至出现一家独大的情况,且多来自美日等国。但是为了突破技术封锁,近几年中国大幅加大了半导体研发投入,更多半导体企业有望持续受益,也涌现了一批真正有技术实力和潜力的国产厂商,因此本文会梳理半导体产业链并挑出部分具有代表性的企业。
半导体产业链由上至下主要经历从设计、制造、到封测三大环节,而这个过程中又需要半导体设备及材料两大关键支撑(上图)。
设计:根据需求来设计和模拟芯片,再将设计版图移交给中游制造商。该环节轻资产且高毛利,但对人才和技术要求最高,是国内最受掣肘的环节,但也最具投资价值。
制造:根据设计版图,制造厂商会在硅片基板上制作出所设计的集成电路。此环节工艺复杂苛刻,因此资产重,对设备要求高,大陆的目前制程落后了3代。
封测:制造完成后需要经过切割、封装、测试等步骤,组装成最终成品。这个环节门槛低、毛利低、国产化程度最高,订单量严重依赖上游需求。
芯片出厂后,被广泛应用至汽车、通信等领域,大大提升了人们日常生活的便利性。接下来将分三个环节来看半导体的细分领域的重点企业。
部分核心标的和国产化率数据如下图:
一、半导体设计
从半导体终端产品的用途来看,分为四大类,其中集成电路占绝大部分(下图),分立器件还包含了IGBT和MOSFET。
一)集成电路
1、 EDA软件:电子设计自动化
随着技术快速迭代,易错的人工设计早早被抛弃,取而代之的是电子设计自动化,即EDA软件。EDA是芯片最核心的技术,被称为“芯片之母”。目前垄断世界市场份额的三大巨头为Synopsys、Cadence和西门子EDA,大陆只有华大九天、概论电子、广立微等十余家EDA公司,占全球市场份额2%左右,2018年才仅0.8%,实现点对面的突破。下游终端的高景气以及我国半导体其他环节的发展为本土EDA企业崛起提供了土壤。
华大九天:与概伦电子、广立微均为EDA上市新股,借助资本力量加速发展,潜力巨大。华大九天与其他几家企业,凭借部分领域的全流程工具或在局部领域的领先优势,位列全球EDA行业的第二梯队(下图)。华大九天致力于提供模拟电路设计全流程EDA工具系统,已成为国内规模大、产品线完整、综合技术实力强的EDA企业。
概伦电子:是具备国际竞争力的大规模高精度集成电路仿真、高端半导体器件建模、半导体参数测试解决方案厂商。
广立微:属于制造类EDA企业,主要针对Foundry厂商的测试芯片设计。
2、存储芯片
存储器是全球半导体市场中占比最大的板块,技术发展较为成熟,其中最核心的存储芯片具有产品同质化、市场高度集中的特点。存储芯片的全球龙头是韩国三星,国内龙头为兆易创新,其NOR FLASH闪存芯片已成为全球第三;北京君正通过收购了北京矽成,成为新能源车发展下国内稀缺的汽车存储芯片龙头,全球第二;国科微是为数不多的全国产固态存储芯片厂商。
主要标的:兆易创新、北京君正、国科微、紫光国微、深科技、澜起科技
3、 CPU - 中央处理器
CPU是电子设备控制与运算的核心,负责解释指令、处理数据。英特尔是全球CPU绝对龙头,占据了超80%的份额,其次是AMD。国内也有6大CPU厂商,分别是华为鲲鹏、海光(中科曙光)、兆芯、龙芯、飞腾(中国长城)、申威(军用CPU)。但大多使用的是日本ARM的指令集,并且基本上在海外生产,拥有较强自主性的厂商均未上市。目前国产CPU总体情况依然是重度依赖欧美,亟待突破。
主要标的:中科曙光、澜起科技、中国长城
4、GPU - 图形处理器
图像处理芯片,配合CPU分担运算工作,大多CPU自带CPU集成,因此也由INTEL,Nvidia,ADM等垄断。
景嘉微:国产GPU唯一龙头,国内唯一自主研发GPU并用于商用的企业,被称为中国版英伟达。广泛应用于军工行业,未来将打开民用市场空间。
5、 MCU - 微控制器
是把CPU的频率与规格做适当缩减的单片机,过去名声不显,直到2020年才出现了变数。因为MCU是汽车电子控制单元(ECU)的重要组成部分,也被称之为汽车的“大脑”,被广泛用于汽车之中,每辆传统汽车平均用到70颗以上MCU,智能汽车则超300颗。2021年出现的“芯片荒”,主要就是车用MCU,因毛利率相对较低,且技术要求严格(下图),产能易受到消费电子需求挤压。
主要标的:兆易创新(MCU龙头)、中颖电子、北京君正
6、FPGA - 半定制专用集成电路
一种特殊的逻辑芯片,可以每隔几秒就改变芯片上的运行硬件设计,而像CPU、ASIC等芯片则在出厂的时候就已经固化,无法进行改变。因此FPGA非常灵活,具有现场可编程性,适用于人工智能驾驶等运算越来越复杂的应用场景。国际市场处于双寡头龙头,国产FPGA龙头复旦微电、安路科技已先后登录资本市场,紫光国微覆盖了高、中、低端市场应用需求,可以重点关注未来发展。
复旦微电:公司从2004年就开始进行FPGA的研发,陆续推出百万门级和千万门级 FPGA。复旦微是国内最早推出亿门级产品的厂商,填补了国产高端 FPGA的空白,目前公司基于28nm工艺制程的FPGA产品已多达数十款。
其他相关标的:安路科技、紫光国微、华润微
7、触控与指纹识别芯片
顾名思义,广泛应用于手机的指纹识别。龙头汇顶科技,但随着人脸识别的应用,以及消费电子市场日渐饱和,昔日的十倍大牛股已成昨日黄花。
8、射频前端芯片:
是5G通信升级的“核芯”,芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分,由滤波器、低噪声放大器、功率放大器、射频开关等核心元器件构成。随着华为5G的商用,国内海思、MTK(台)、紫光展锐等厂商有望挤进第一梯队,实现国产替代。不过5G不是近期热点,前两年的过度炒作使得射频芯片陆续量产也未能提振股价。
相关标的:卓胜微、韦尔股份、信维通信、麦捷科技
9、模拟芯片:
模拟芯片有别于前面8种数字芯片。模拟芯片使用周期较长,工艺制程要求低,价格相对便宜;而数字芯片生命周期1-2年,平均成本高。因为全球产品众多,德州仪器、亚德诺等五家形成稳定的寡头垄断,目前仅有少数国内厂商拥有成熟自主模拟IC制造工艺。
相关标的:圣邦股份(龙头)、思瑞浦(高性能模拟芯片)、韦尔股份、卓胜微、华润微、闻泰科技等
10、其他芯片:
SOC芯片:晶晨股份、瑞芯微、全志科技;
安防芯片:龙头富瀚微;
安全芯片:国民技术
二)光电子器件:
利用半导体材料光电转换的效应特性,制成了发光二极管(LED)、miniLED。中国福建是全球主要的LED芯片产地。
相关标的:三安光电(龙头)、光迅科技、华灿光电、南大光电等
三)分立器件(功率半导体):
分为功率器件与小信号器件(占比小不讨论),功率器件又以二极管、IGBT和MOSFET为主(79%,上图)。国产渗透率IGBT<MOSFET<二极管。
相关标的:斯达半导、新洁能、士兰微、华润微、捷捷微电、扬杰科技、晶丰明源、闻泰科技。
四)传感器:
传感器是数据的采集入口,相当于物联网、智能驾驶等的“耳朵”。种类众多,主流为CMOS传感器和MEMS传感器
韦尔股份:CMOS图像传感器龙头,全球前三,通过收购影像传感器设计公司豪威和思比科成功转型。格科微同属CMOS上市公司。
纳芯微(MEMS):产品已作为新能源汽车、工业自动化等应用的关键芯片,成功进入多个行业一线客户的供应体系并实现大规模量产。
二、半导体制造
分为硅片和晶圆加工两部分(下图)。制造工序复杂繁琐,需要使用到大量的材料及设备。材料中,硅片(晶圆)价值占比最高,其次为特种气体,再到光掩模、光刻胶等。晶圆加工中有七大步骤,需要7种设备,而半导体设备的技术壁垒高,研发难度大、周期长。因此要实现我国半导体产业链的自主可控,材料与设备都至关重要。
一)制造材料:
1、硅片
硅片占比最大,约33%。但是技术壁垒高,国产率极低,极度依赖进口,日美占据了绝大部分市场份额。
沪硅产业:国内大硅片龙头,实现零的突破,但是产量低,近两季度才刚实现盈利。
TCL中环:半导体硅片规模大,但是占公司经营比重太低7%,企业本身很优秀;
立昂微:相比前两家,不仅盈利水平高,且半导体硅片收入过半,综合来看最优。
2、电子特种气体
电子特气几乎每个环节都要用到,且很大程度上决定最终产品性能的好坏,对气体质量要求高;同时所需气体的种类超 50种(下图),因此被称为半导体制造的“血液”。日本和乌克兰是全球半导体特种气体主要供应地,俄乌冲突或对半导体特种气体供应带来一定的影响。目前国产替代速度比较快。电子特气平均毛利率能达到近 50%,国内企业电子特气毛利率相对较低,约为30%-40%,相较国际巨头有一定差距,未来成长空间广阔。
华特气体:公司研发出的20种进口替代产品已实现规模化生产,也通过了ASML的产品认证,为一线厂商供货。
南大光电:自主研发的两种气体技术壁垒最高,打破了国外技术封锁和垄断。同时MO源产品作为核心原材料已成功实现了国产替代,成为全球主要生产商;还生产光刻胶。
3、光刻胶
光刻机映射到硅片表面时,需要涂上一层特殊的物质,这个物质就是“光刻胶”。日美垄断超95%,技术壁垒高,价值含量高。
晶瑞电材:国内光刻胶领域的先驱
彤程新材:在光刻胶技术布局、产能布局等方面占有优势
相关标的:雅克科技、容大感光、华懋科技、南大光电、飞凯材料
4、CMP抛光材料
CMP抛光材料国产化程度最高,部分产品技术标准已到达世界一流水平,本土公司已实现批量供货。主要材料是抛光液和抛光垫用于化学腐蚀和机械摩擦,在集成电路堆叠过程中需要不同的抛光材料,越精细堆叠的越多,因此抛光材料仍有发展空间。
相关标的:
安集科技:抛光液国内龙头,国内市占22%;
鼎龙股份:抛光垫国内龙头,市占低,仍在放量。
5、溅射靶材
是制作薄膜的主要材料。高速荷能粒子轰击下,可通过不同的离子光束和靶材相互作用得到不同的膜系(下图),以实现导电和阻挡的功能。超高纯金属提纯技术是核心壁垒,我国企业已在纯化研究上取得一定突破,是芯片产业链上为数不多的能够国产化的行业之一。
江丰电子:高端靶材龙头,打破美国、日本跨国公司的垄断格局,并进军设备零部件。近年收入规模维持稳健增长态势,2017-2021年营业收入由5.5亿元增至16亿元,年均复合增速 30%。
其他标的:阿石创、隆华科技、有研新材
6、高纯湿电子化学品
一种化学试剂,用于芯片的清洗、蚀刻等。难点在于纯度与杂质含量,具有极高的技术要求。目前我国湿电子化学品主要标的有晶瑞股份,江化微和上海新阳。
江化微:主营业务为超净高纯试剂、光刻胶配套试剂等湿电子化学品的研发、生产和销售。公司IPO募投项目部分产品达到G4等级。
二)制造设备:
晶圆制造设备根据制程可以主要分为7大类(上图),其中光刻机,刻蚀机,薄膜沉积设备为核心设备,分别占晶圆制造设备投资的30%,25%,25%。同时市场高度集中于少数欧美日本巨头企业手上。国产设备自给率较低,技术仍处于追赶状态。
1、光刻机:荷兰ASML几乎垄断了高端领域的光刻机,新出的EUV光刻机可用于试产7nm制程,价格高达1亿美元。光刻机价值量占晶圆制造设备中的30%,上海微电子有望0的突破,光刻过程中的涂胶显影机国产龙头为芯源微。
2、刻蚀机:刻蚀由海外龙头主导,国内公司保持快速增长。2021年国内的刻蚀龙头企业业务都取得较高收入增长,并在规模体量逐步接近全球前五大厂商。
北方华创:国内半导体装备龙头。ICP刻蚀机领域国内领先,金属刻蚀 8英寸打破国外垄断。同时也是氧化/扩散炉龙头,PVD龙头,覆盖的芯片制造环节广泛。
中微公司:刻蚀产品线逐步成熟,从CCP向ICP快速开拓。
3、薄膜沉积
采用物理或化学方法使物质附着于衬底材料表面的过程,PVD和CVD是主要的薄膜设备。
国产PVD龙头是北方华创,中微公司的MOCVD设备份额全球前三,拓荆科技则引领PECVD国产化,公司半导体薄膜沉积设备技术指标已达到国际厂商设备水准。三家企业共同受益国产化率提升。
4、离子注入:是非常庞大的设备,代表企业万业企业
5、抛光设备:大多未上市,略
6、检测设备:在晶圆完成后进行封装前,通过探针台和测试机的配合使用,对晶圆上的裸芯片进行功能和电参数测试。
相关标的:精测电子、华峰测控、长川科技
7、清洗设备:去除晶圆片表面杂质,各制程前后均需使用,清洁步骤占半导体工艺所有处理步骤 1/3。
盛美上海:国内半导体清洗设备龙头,已在半导体专用设备多个细分领域实现突破,
至纯科技:提供湿法槽式清洗设备及湿法单片式清洗设备,是国内高纯工艺系统领域的龙头。
三)设备零部件:
半导体设备厂商和晶圆厂的上游,厂商会采购一些集成度较低的零部件,以及设备模组和系统。全球零部件供应出现了瓶颈,江丰电子、万业企业等国内半导体厂商积极导入国产化零部件(下图)。
富创精密:国内半导体设备精密零部件的领军企业,已进入多家全球半导体设备龙头厂商供应链体系。
新莱应材:以高纯不锈钢为母材的高洁净应用材料,主营产品为真空腔体、管道、法兰等。
四)晶圆厂:中芯国际;单晶硅设备:晶盛机电
三、半导体封测
晶圆制造完成后,需要经过切割、焊线、封装、测试等步骤,组装成最终的芯片成品。封测是我国半导体行业起步较早、国际地位和市场份额最强的环节,也是毛利率最低的,平均在20%左右,极度依赖上游设计与制造的出品需求。
中国大陆三大封测龙头长电科技、通富微电、华天科技分别排名全球第三、五、六名,共占前十大封测厂总营收的26%,营收增长率迅猛。而全球最大的封测公司是位于中国台湾的日月光半导体,独占市场份额27%(下图)。除了封测厂,还有一些封测材料和设备厂商。
1、封测材料:
康强电子:国内半导体封装材料龙头。
2、封测设备:
华峰测控:测试机设备龙头,已可实现国产替代。毛利80%净利45%,在电子行业十分少见。
长川科技:国产半导体测试设备综合龙头,国内为数不多的可以自主研发、生产集成电路测试设备的企业。
3、封测厂:
长电科技、通富微电、华天科技、晶方科技、深科技等
文章来源:芯榜、价值趋势社
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