【中金科技硬件】2023年展望 | 半导体：新周期将至，创新与安全并重
The following article is from 中金点睛 Author 李学来 臧若晨等
图文并茂讲解中金深度研究报告
展望2023年，我们认为随着行业供需的进一步修复，芯片设计等部分产业链环节有望率先触底，并在下半年迎来复苏。中长期来看，半导体需求成长动力由手机、PC为代表的消费电子转向AIoT、电动汽车、服务器、新能源、工业等领域，新一轮芯片设计创新周期与国产替代周期有望开启。我们看到，目前国内公司在设备、材料以及EDA工具（含IP）等上游领域快速突破，带来更多投资机会。本文围绕三大产业链环节对行业投资机会进行分析。
摘要
半导体设计：关注消费复苏与工业、汽车领域产品拓展。需求端，手机等消费电子下游需求疲软，芯片行业开启主动去库存，我们看好2H23消费类占比较高的CIS、射频、SoC、模拟等芯片公司收入迎来修复，而供给端代工成本的陆续下降有利于进一步增强利润复苏弹性。建议关注行业修复，同时关注通过产品升级提升市占率的龙头公司。长期我们看好工业、汽车等蓝海市场保持高景气，新能源发电（光伏、风电及储能）与用电（电动车）硅含量持续提升、工业领域自动化程度提高打开市场空间，我们预计国内半导体设计厂商将逐步进入上述赛道高端领域，开启国产替代新周期。
半导体制造：晶圆产能利用率或降至1H23，资本支出偏谨慎。由于半导体整体下游需求的疲软，2H22全球主要晶圆厂产能利用率发生松动，1H23有下探风险。另一方面我们看到2023年封装厂扩产偏谨慎，我们预计“晶圆不封”压力有望逐步减缓。长期我们仍看好中国大陆晶圆制造产能与其需求不匹配带来的晶圆制造产能需求，考虑到国内28nm及以上成熟制程产能仍有较大国产替代空间，中芯国际等晶圆厂仍规划了较大的产能扩张规划，我们认为中国大陆前道设备需求仍有望保持在中高水平。
半导体设备材料及EDA：国产厂商份额持续提升。国内半导体设备公司已覆盖刻蚀机、薄膜沉积、清洗等大部分主要前道设备，部分公司已经量产28nm制程设备，并研发14nm制程设备。在硅片、CMP材料、光刻胶、电子特气、湿电子化学品、靶材等关键材料领域，已出现具备较强竞争力的半导体材料公司。国内优秀的EDA设计工具厂商在部分设计全流程和重要点工具实现突破基础上进行横向品类拓展。
风险
中美贸易摩擦加剧；疫情扩散；国产化进展不及预期；国内晶圆产能扩张不及预期；行业竞争加剧；终端需求不及预期。
正文
综述
半导体行业2022年回顾
2022年全球半导体市场出现结构性分化，工业、汽车电子等领域景气度相对坚挺，而消费类相关芯片供需情况相较2021年出现反转，整体表现出供过于求的现象，智能手机、个人电脑作为半导体两大重要下游出货量下滑明显，景气度处于低位，进入三季度后，半导体行业整体进入下行通道的趋势得到确认，根据WSTS，9月全球半导体月度销售额同比出现萎缩，为近两年首次下滑。受上述因素影响，半导体指数（申万行业分类）在2022年出现大幅度回调，整体跑输大盘。我们认为目前半导体周期处于“主动去库存”阶段，仍在“探底”的过程中，受扩产周期、创新周期等因素的叠加作用，半导体周期通常4-5年一轮，其中1-3年处于上行通道，3-6个季度处于下行通道，本轮半导体周期高峰（销售额角度）在2Q22，我们认为本轮半导体周期或于2Q23-3Q23见底。
图表：SW半导体指数过去一年的涨跌幅情况
资料来源：Wind，中金公司研究部
图表：A股半导体板块市值与TTM P/E变化情况
资料来源：Wind，中金公司研究部
半导体板块基金持仓比例3Q22小幅上升，仍处在历史高位。4Q18以来，半导体持仓占比和超配幅度均明显上升。截至3Q22，A股全基金半导体持仓占比为5.46%，环比上升0.38ppts，高于历史平均值1.82%，超配幅度为2.21%。
图表：A股全基金半导体持仓比例及超配/低配幅度
资料来源：Wind，中金公司研究部
2022年全球半导体市场规模有望达到5801亿美元。WSTS预测，2022-2025年全球半导体总营收将达到5,801/5,566/6,018/6,377亿美元，同比增速分别为4.4%/-4.1%/8.1%/6.0%，2021-2025年CAGR为2.8%。地区分布上看，WSTS预计到2025年美洲/欧洲/日本/亚太地区的半导体总营收分别为1,690/600/535/3,552亿美元，占全球的比重分别为26.5%/9.4%/8.4%/55.7%。应用场景上看，WSTS预计到2025年光学/传感器/集成电路/分立器件的细分市场规模分别为483/252/5,258/384亿美元。其中，传感器行业规模增长最快，2021-2025年CAGR达到5.6%。
图表：全球半导体营收总额（按应用场景分）
资料来源：WSTS，中金公司研究部
图表：全球半导体营收同比增速（按应用场景分）
资料来源：WSTS，中金公司研究部
集成电路领域，模拟电路市场规模预计增长较快。WSTS预计2022年全年模拟电路/逻辑电路/存储器/微处理器的市场规模分别为896/1,772/1,344/788亿美元，预计到2025年市场规模分别达到993/1,911/1,528/826亿美元。其中，模拟电路市场增速最快，2021-2025年CAGR达6%。
图表：全球集成电路营收总额（按应用场景分）
资料来源：WSTS，中金公司研究部
图表：全球集成电路营收同比增速（按应用场景分）
资料来源：WSTS，中金公司研究部
半导体行业2023年展望
半导体设计：
数字SoC芯片：我们看好3Q23数字SoC公司在去库存之后，有望迎来收入的同比增长，而考虑到22年底大部分代工产能的松动，明年利润的修复弹性将大于收入端。首选行业景气度较高的汽车赛道，我们看好消费类芯片在汽车智能座舱领域的拓展促进业绩高增。其次在需求弱复苏的情况下，关注高端市场保持竞争力的龙头公司，同时关注推出性价比产品面向高速增长的性价比市场的公司。
算力/MCU/存储芯片：我们预计2023年有望是DDR5渗透率规模提升的元年，内存接口芯片供应商有望充分受益。根据Frost&Sullivan，中国FPGA市场从2016年65.5亿元增长至2020年150.3亿元，CAGR为23.1%，高于全球的8.8%。而随着国产厂商竞争力进一步加强，中国FPGA市场需求量有望继续保持高速增长，Frost&Sullivan预计2025年市场规模将达332.2亿元。
CIS芯片： 我们认为手机CIS整体库存水平有望在2Q23回归至合理水位，3Q23有望实现收入同比增长，而CIS芯片整体投片量较大，公司议价能力较强，代工成本的下降或将在1Q23开始逐步体现。
射频芯片：射频前端自2Q22开始主动去库存，我们预计2Q23进入被动去库存阶段，届时龙头公司有望迎来业绩回暖。根据高通对手机出货量的预测，我们预计2023年射频前端业绩及增速或将呈现前低后高的特征，基于5G手机渗透率的进一步提升，全年仍能实现同比显著正增长。
模拟芯片：国产替代逻辑较强，下游需求结构性分化驱动行业增长。长期而言：1）模拟芯片行业应用场景百花齐放，受到周期波动影响小；2）模拟芯片国产化率较低，且多使用成熟制程和海外差距相对较小，国产替代空间广阔。短期而言，下游应用的结构性增长拉动模拟芯片行业发展：1）行业整体仍处于去库存周期、价格承压，2023年渠道库存有望降低到健康水位，消费、工业等领域需求有望复苏；2）新能源车等领域景气度高，随产能增加成为行业新的增长点。
功率器件及SiC：我们认为消费复苏背景下的新能源车出货量继续增长、硅料价格下行背景下的光伏储能新增装机需求维持旺盛依然是功率半导体行业增长的主要驱动力。具体来看：
第一，硅MOS/IGBT结构性缺货行情可能走向逐步缓和：1）MOS方面，由于消费类应用需求持续疲软，工业/车规级SGT供需紧张边际上呈现缓解，高压超级结产品供需依然紧张；2）IGBT方面，由于22年末相比21年末海内外产能释放较多，23年上游实际供货能力逐步加大，行业先前紧俏的供需关系也呈现一定改善；
第二，重点关注SiC相关企业的投资机会：尽管新能源车、光储应用终端出货量增速放缓，但SiC渗透率仍然处于较低水平。在上游原材料、制造产能逐步释放的背景下，我们预计2022年国内/全球配备SiC MOS主逆变器的新能源车数量达到近70万辆/200万辆水平，相较2021年呈现翻倍高速增长，2023年新能源车用SiC器件市场空间有望超过硅IGBT，相关头部国产供应商迎来上车窗口期，有望享受渗透率提升+国产份额提升双重利好。
半导体制造：
晶圆制造：受全球宏观经济震荡拖累，下游品牌厂商砍单向上游逐步传导。1H22全球主要晶圆厂通过积压订单的腾挪仍保持了接近满载的产能利用率，但3Q22各厂商已有产能利用率松动迹象，我们预计4Q22晶圆厂整体产能利用率将下滑至90-100%区间，1H23还有进一步下探可能性。按照历史规律，半导体周期触底经历3-6个季度，因此我们判断2Q23行业有望见底。
封装测试：从周期上看，A股封测企业2022年前三季度收入与利润整体呈现逐季度下降趋势，根据客户结构不同和规模不同，各公司的收入增速和利润水平结构有所分化。我们预计封测整体下滑趋势可能延续2个季度左右，考虑到晶圆产能利用率和封装产能利用率之间的差值有望缩小，“晶圆不封”压力有望逐步减缓。从技术发展上看，我们认为2.5D、3D IC封装结构或是超越摩尔定律的重要方向，但考虑到该技术主要是在先进制程芯片中使用，我们认为应当是制造工艺与先进封装工艺双轮驱动、协同发展，我们建议理性看待Chiplet技术。
半导体设备材料及EDA：
前道制造设备：在近几年国内晶圆厂快速扩张动能驱动下，我们预计2022年国内前道制造设备市场规模接近250亿美元高位，但考虑半导体周期进入下行阶段以及10/7美国法案对先进工艺产线（16/14nm及以下逻辑、128层及以上3D NAND、18nm及以下DRAM）扩张的限制，我们预计2023年国内前道制造设备市场规模承压。
半导体材料：我们观察到最近两个季度晶圆厂稼动率有所下滑，我们认为晶圆厂稼动率的下滑对半导体材料需求端影响较大，预计2023年上半年全球半导体材料市场规模或将承压，下半年预计有所恢复。目前国内12寸硅片、中高端光刻胶及配套材料等国产化率较低，且多数为日本、美国厂商所占据，存在供应链安全风险，我们预计整体半导体材料国产替代有望加速。
EDA：随着国内EDA工具公司上市融资，有望缓解研发费用压力，同时我们也看到有公司已经开始进行横向的产业整合，主要是通过股权投资、参股进行，我们持续看好国产EDA设计工具与晶圆制造和芯片设计的协同发展。
半导体周期拐点将至，把握新周期的布局时点
需求周期：占比较高的智能手机和个人电脑需求均疲软，关注汽车电子等新产品创新周期
智能手机和个人电脑是半导体两大重要下游。受宏观经济不景气、通货膨胀等因素影响，2022年智能手机和个人电脑的销量均较为疲软。根据IDC数据，3Q22全球智能手机出货量为3.02亿部，同比下滑8.8%。根据Gartner数据，3Q22全球个人电脑出货量为0.68亿部，同比下滑19.2%。
图表：4Q08-3Q22全球智能手机出货量
资料来源：IDC，中金公司研究部
图表：1Q03-3Q22全球个人电脑出货量
资料来源：Gartner，中金公司研究部
另一方面，产业升级带动新产品量价齐升。2022年1-11月，全国新能源汽车产销分别完成625.3万辆和606.7万辆，同比增长均超过100%，累计占有率达到25%。根据中国光伏行业协会数据，1-11月大陆完成光伏新增装机量65.7GW，同比增长88.7%。新能源车、光伏等市场快速增长，拉动车用功率器件等半导体需求快速增长。服务器市场2023年正处于从DDR4到DDR5的升级元年，有利于相关DDR5新产品放量。AR/VR等新兴应用也在国内加速布局，我们看好AR/VR作为下一代人机交互平台长期有望带来亿元级别的出货量空间。
图表：中国新能源车月度销量及新能源市场占有率
资料来源：中汽协，中金公司研究部
图表：2Q20-3Q22全球AR/VR出货量
资料来源：Wellsenn XR，中金公司研究部
图表：4Q16-3Q22全球服务器出货量
资料来源：IDC，中金公司研究部
图表：中国大陆光伏新增装机量（按月）
资料来源：中国光伏行业协会，中金公司研究部
价格下行以及出货量减少导致2022年9月全球半导体月度销售额近两年来首次发生同比下滑。2022年9月，全球半导体月度销售额470亿美元，同比下滑3.0%；2022年10月，全球半导体月度销售额469亿美元，同比下滑4.6%。按地区拆分来看，中国大陆下滑速度高于全球，我们认为或与国内芯片下游以消费电子为主相关。
图表：全球半导体月度销售额
资料来源：WSTS，中金公司研究部
图表：全球不同地区半导体月度销售额同比增速
资料来源：WSTS，中金公司研究部
库存周期：芯片公司库存拐点将至，芯片价格短期承压
部分终端厂商自1H22开始进行库存管理，一些Fabless厂商也向上游晶圆厂进行砍单，进入主动去库存阶段。我们看到，虽然大多数芯片厂商库存水位仍在垒高，但是其快速增长趋势已经得到遏制。我们预计4Q22部分芯片公司库存有望环比下降，再经过2个季度左右的去库存，2Q23或逐渐回落至合理水平。
图表：海外主要上市公司存货周转天数
资料来源：Bloomberg，中金公司研究部
图表：A股主要上市公司存货周转天数
资料来源：Wind，中金公司研究部
存储器往往被视为行业景气度指标，受到行业供给过剩影响，我们看到存储器价格3Q22起有显著下滑：根据我们产业链调研，受下游终端整体不景气拖累，目前大部分型号芯片均发生价格下滑，包括渠道价格、原厂价格，其中渠道价格波动幅度更明显。以存储器价格为例：
► NAND：随着下游客户去库存减少采购量，NAND厂商降低价格以保证订单。TrendForce测算3Q22 NAND价格下滑30-35%，预计4Q22仍将下滑15-20%。
► DRAM：DRAM厂商为保障市场占有率采取“第三、四季合并议价”、“先谈量再谈价”等措施。TrendForce预计4Q22 DRAM价格将下滑13-18%。
图表：主流NAND现货价格
资料来源：Bloomberg，中金公司研究部
图表：主流NAND合约价格
资料来源：Bloomberg，中金公司研究部
图表：主流DRAM现货价格
资料来源：Bloomberg，中金公司研究部
图表：主流DRAM合约价格
资料来源：Bloomberg，中金公司研究部
产能周期：芯片公司库存高企，晶圆厂稼动率下降
随着半导体整体下游需求的持续疲软，2H22全球主要晶圆厂产能利用率发生松动，我们预计2H22整体产能利用率在90-100%。当前时点，我们判断1H23芯片原厂很有可能仍处于去库存阶段，各大晶圆厂1H23产能利用率仍有下探风险，2H23有望逐步修复。
图表：1Q17-3Q22全球主要晶圆代工厂产能利用率
注：台积电、GlobalFoundries、世界先进产能利用率为根据第三方机构测算，非公司官方披露数据
资料来源：各公司公告，IDC，中金公司研究部
图表：2016-2024E全球晶圆代工市场规模
资料来源：IC Insights，中金公司研究部
全球设备厂商的出货值基本反映了全球半导体制造产能的扩张及资本开支情况。我们看到，全球范围内晶圆制造厂扩产意愿明显，设备商出货额仍处于长期上升趋势。Wind数据显示，尽管由于短期供给过剩等因素影响，2022年3月份相较于2021年底设备销售额有短暂的下滑，但2022年全年仍保持每个季度环比增长趋势，整体处于高位并同比超过2021年水平，我们认为这反映了晶圆厂对行业长期产能需求增长的信心，我们看好消费复苏及下一轮产品创新周期促进半导体行业量价齐升。
图表：全球半导体设备销售额
资料来源：Wind，中金公司研究部
按历史规律，周期有望在2Q23触底
我们回顾历史：全球半导体周期于3Q10见顶，1Q12见底，经历6个季度；于4Q14见顶，2Q16见底，经历6个季度；3Q18见顶，2Q19见底，经历3个季度。我们可以发现近3次半导体周期中，行业触底过程需3-6个季度。2Q22是此轮半导体周期高峰（销售额角度），按照以往历史规律，我们判断行业有望在2Q23触底。我们认为DDR5、折叠屏、潜望式镜头等升级创新有望驱动个人电脑、智能手机出货量回暖，同时汽车智能化、AR/VR等新应用场景将为半导体创造新的需求。
图表：全球半导体季度销售额
资料来源：WSTS，中金公司研究部
半导体设计：消费复苏与国产替代双轮驱动增长
数字SoC芯片：下游景气度分化，关注消费修复与汽车应用拓展
A股数字SoC芯片公司主要聚焦可穿戴设备、智能家居、AR/VR、汽车、安防等赛道，回顾2022年我们看到下游呈现景气度分化：1）我们看到消费电子类下游整体疲软，例如TWS耳机在2022年告别高增长，2Q22单季度国内出货量同比下滑22%（IDC数据）。2）汽车赛道景气度坚挺。IDC预计2023年中国智能网联汽车渗透率将达到67%，新能源汽车渗透率将达到30%。3）新兴应用打开长期成长空间。受到疫情影响1H22相关市场推广有所放缓，但下半年以来新产品、新芯片平台以及政策支持下行业有望保持高增。
库存周期方面：3Q22各SoC芯片公司库存同比仍处于高位，部分周转天数翻倍以上增加，芯片去库存仍在进行中。我们认为少部分厂商或将面临2023年台积电涨价，出于备货考虑4Q22库存有进一步上升的可能。我们判断整体行业库存或将持续消化2个季度左右，在2Q23达到相对合理水平。
图表：数字SoC下游景气度呈现分化（国内数据）
资料来源：IDC，中汽协，中金公司研究部
CIS芯片：手机CIS行业库存拐点将至，同时关注汽车CIS份额提升
回顾2022：行业角度我们测算手机CIS 2022年前三季度出货量同比降低15%，2022年前三季度韦尔股份/格科微/思特威收入同比下降16%/13%/19%，与行业情况基本吻合，我们认为出货量下降主要由于智能手机整机需求疲软及行业去库存所致。我们看到3Q22开始国内CIS公司降价去库存的决心较强，认为2H22手机CIS行业产品价格、CIS企业毛利率或承压。
展望2023：我们认为手机CIS整体库存水平有望在2Q23回归至合理水位，3Q23有望实现收入同比增长，而CIS芯片整体投片量较大，公司议价能力较强，代工成本的下降或将在1Q23开始逐步体现。
图表：手机CIS季度出货量测算
资料来源：IDC，中金公司研究部
射频芯片：国产化仍在加速，推荐国产龙头厂商
2022年回顾及2023年展望：射频前端自2Q22开始主动去库存，我们预计2Q23进入被动去库存阶段，届时龙头公司有望迎来业绩回暖。在产业链上游，我们观察到功率放大器（PA）代工厂稳懋稼动率已连续调整三个季度，3Q22降低至40%（根据法说会纪要）；产成品库存方面，射频前端龙头厂商的存货持续增加，到3Q22已经开始趋于稳定。根据稳懋指引，4Q22稼动率整体仍将处于低位，1Q23经历正常淡季后达到谷底，2Q23开始回到正常的需求周期（cycle）。根据高通对手机出货量的预测，我们预计2023年射频前端业绩及增速或将呈现前低后高的特征，基于5G手机渗透率的进一步提升，全年仍能实现同比显著正增长。因此，当前时点我们看好射频前端龙头厂商的估值修复，同时对2Q23开启的业绩修复持乐观态度。
展望未来，我们认为参考海外龙头的发展经验，国产射频前端厂商仍有3点努力的方向：1）持续丰富产品结构，形成平台型布局，从而应对模组化的发展趋势；2）扩产下游应用终端，开拓非手机业务线，从而平滑业绩的周期性波动；3）关注上游供应链的安全可控，通过自产或者导入本土晶圆厂的方式进行产能备份，以应对半导体产业链逆全球化的潜在风险。
图表：全球射频前端主要参与者对比
资料来源：Bloomberg，Wind，中金公司研究部
算力/MCU/存储芯片：关注DDR5与FPGA
存储芯片：下游景气度回落，步入降价通道。1）2022上半年消费类下游的景气度回落，部分存储产品从2022年初开始步入降价通道。2）进入到三季度以来，部分工业类存储芯片需求亦有所减弱。整体DRAM价格均处于持续降价的趋势中。部分国内龙头存储厂商2022Q3净利润同比均开始下滑，库存处于历史较高水平。
图表：2020-2022MCU出厂价变化情况
资料来源：WSTS，中金公司研究部
图表：20Q1-22Q3 国内存储芯片厂商存货（亿元）
资料来源：Wind，中金公司研究部
由于2022年以来下游消费工业需求先后回落，据WSTS统计，进入三季度以来通用型MCU出厂价开始下降，四季度来车用MCU亦有回调，中颖电子在公告中表示“公司短期内对市场的能见度偏低，预期下半年总体市场需求可能持平或偏弱”，我们预计MCU行业库存调整周期或持续到明年上半年。
根据Frost&Sullivan，中国FPGA市场从2016年65.5亿元增长至2020年150.3亿元，CAGR为23.1%，高于全球的8.8%。而随着国产厂商竞争力进一步加强，中国FPGA市场需求量有望继续保持高速增长，Frost&Sullivan预计2025年市场规模将达332.2亿元。
模拟芯片：国产替代逻辑较强，下游需求结构性分化驱动行业增长
模拟芯片行业2022年回顾：从行业整体来看，2022年全球模拟芯片行业市场规模保持增长，缺芯逐步缓解；下游需求呈现结构性分化，汽车、新能源需求保持高景气。市场规模角度，根据WSTS数据，全球模拟芯片销售额由1月的69.41亿美元增长至9月的79.36亿美元，增长14.34%。在销量端，根据WSTS数据，2022年全球模拟芯片单月出货量由1月的188.73亿颗增长至9月的203.24亿颗。因此我们认为行业的普遍缺芯状况已得到逐步缓解，然而汽车电子等领域仍呈现结构性缺芯。在价格端，根据WSTS的数据，2022年全球模拟芯片ASP维持相对稳定，我们认为这主要得益于模拟芯片料号分散，不同料号需求及价格涨跌幅不同，叠加下游需求结构性变化，使得整体ASP变动相对平缓。在下游应用端，根据WSTS数据，2022年前9个月，我国通讯（含手机）、消费、计算、泛工业四大领域单月销售额维持相对稳定；而汽车电子领域销售额总体呈环比上升态势，9月较1月增长39.06%，景气度较高，成为我国模拟芯片行业增长的主要驱动力之一。
图表：全球模拟芯片单月出货量及销售额
资料来源：WSTS，中金公司研究部
图表：国内模拟芯片单月销售额（按下游应用拆分）
资料来源：WSTS，中金公司研究部
模拟芯片行业2023年展望：我们看好2023年模拟行业的复苏，主要由于国产替代将持续及下游需求的复苏。就国产替代而言，2020年，中国模拟芯片的国产化率仅有12%，国产替代空间广阔，是未来行业增长的主要驱动力之一：1）模拟芯片以成熟制程为主，和海外差距相对较小，国产替代具备可实现性。2）近两年国内公司产品性能提升较快，部分产品能够对标国际一线厂商，产品料号广度及下游应用领域不断扩展，具备国产替代的能力。3）出于供应链安全考虑，我们预计国产下游客户将持续保留国产供应商的份额。就下游应用而言，一方面，随着消费、工业等领域渠道去库存进程推进，我们认为2023年库存有望回归正常水位，迎来的需求回暖有望传导至模拟芯片厂商；另一方面，汽车、新能源领域景气度高，有望维持结构性增长，主要公司汽车产品占比持续提升，我们看好相关公司在该类高景气赛道的布局。根据WSTS数据，2023年全球模拟芯片市场规模有望达到933.17亿美元，同比增长5.7%。
图表：模拟芯片行业规模回顾及预测
资料来源：WSTS，中金公司研究部
功率器件：终端需求增速放缓及行业竞争加剧趋势显现，关注业绩成长确定性较强标的
需求端：新能源车及光储依然是功率器件行业增长的重要下游驱动力；关注车端销量增速放缓及光储装机结构性变化
2022年新能源车用功率器件需求快速增长，市场结构改善。根据中汽协数据，2022年11月，全国新能源汽车产销分别完成76.8万辆/78.6万辆，同比分别增长65.6%和72.3%，渗透率已经达到33.8%。结构上来看，相较2021年，2022年1-11月A级以上新能源乘用车销量占总新能源乘用车销量比重提升7.8个百分点，高端车型占比进一步增加，带动单车功率器件价值量提升。展望2023年，我们观察到目前市场预期全国新能源车销量增速普遍落在30%-40%区间，尽管依然有望录得较大幅度增长，但增速呈现明显放缓。
2022年，光储相关功率器件需求同样维持景气增长。根据中国光伏行业协会数据，1-11月大陆完成光伏新增装机量65.7GW，同比增长88.7%；按照装机类型来看，根据国家能源局数据，截至2022年前三季度，我国新增户用分布式/分布式光伏/集中式光伏电站装机分别为16.6GW/18.7GW/17.3GW，呈三分天下态势。海外市场方面，由于欧洲能源价格上涨，带动当地光伏装机需求超出预期。我们认为，2022全年全球光伏装机量有望达到240GW水平，而光伏逆变用功率器件需求享受了市场天花板高增及国产替代双重逻辑。展望2023年，市场中性预期下，全球/中国光伏新增装机增速在30%-40%之间，相较22年有所放缓，但在硅料价格下行的背景下，集中式光伏需求有望充分释放。储能方面，由于基数较低，目前行业需求端维持高速增长，根据CNESA数据，截至2022年3Q末，我国储能累计装机50.3GW，同比增长36%；结构上来看，2022 1-3Q新增新型储能装机中，分别有30%/55%/15%用于发电侧，电网侧和用户侧。明年来看，我们认为随着原材料价格下行，国内大型风光项目配储项目有望加速落地，海外大型储能建设经济性进一步释放，驱动相关储能功率模块市场需求实现快速增长。
图表：中国新能源车市场需求结构（2021 vs. 2022）
资料来源：中汽协，中金公司研究部
图表：中国大陆光伏新增装机结构（户用/工商业分布式/集中式）
资料来源：国家能源局，中金公司研究部
供给端：产能开始逐步释放，部分产品国产化率提升明显，关注中高端IGBT模块、SiC MOS器件替代进度
2020-2021年，由于新能源相关应用需求增速较快，叠加全球疫情影响下新产能释放速度缓慢，IGBT器件产能呈现较明显的供给不足、价格上涨态势。借此契机，我们看到中国本土企业开始在车规、光伏等IGBT器件重点应用领域逐步实现国产替代。截至2022年末，我们测算国内新能源车/光伏发电用IGBT国产化率已呈现明显提升态势，以出货量口径计算，国内市场新能源车主驱用IGBT国产化率达到50%左右，全球市场光伏IGBT国产化率达到30%左右，相关功率器件供应商已经享受了部分国产化率快速提升红利。进入2023年，我们认为：1）随着2022年末国内华虹、积塔、比亚迪半导等车规/光伏相关IGBT产能继续释放，2023年工业、车规级IGBT产能紧张有望实现一定程度缓解，但高端新能源车、光伏/储能用IGBT模块供应依然紧张；2）国产化率提升红利期过后，国内IGBT供应商可能迎来一定的相互竞争；3）以第三代化合物半导体材料碳化硅（SiC）制成的MOS器件在高压工况下效率明显优于硅IGBT，前期因受制于原材料产能不足，制造良率较低等问题大规模商业化条件不充分。随着本土碳化硅材料、制造产能释放，国产碳化硅MOS器件进入对部分高压IGBT替代的市场快速增长期。
图表：市场规模合计（IGBT vs. SiC）
资料来源：Wind，乘联会，中金公司研究部
半导体制造：产能利用率高位回落，或于年中迎来拐点
晶圆代工：短期产能利用率或承压，建议关注估值重塑机会
虽然面临部分Fabless企业砍单，但是通过积压订单的产能分配，1H22全球主要晶圆厂依然保持了较高的产能利用率。不过随着半导体整体下游需求的持续疲软，2H22全球主要晶圆厂产能利用率发生松动，我们预计2H22整体产能利用率在90-100%。当前时点，我们判断1H23芯片原厂很有可能仍处于去库存阶段，各大晶圆厂1H23产能利用率仍有下探风险。IC Insights预计2022年全球晶圆代工市场同比增长20%至1,321亿美元，我们认为这主要是受晶圆均价上涨和新产能释放驱动，2023年我们认为受产能利用率下滑以及晶圆价格松动拖累晶圆代工市场将会有一定下滑。细分来看：
► 8英寸（0.35-0.11um）：主要产品为DDIC、CIS、PMIC、功率分立器件等。DDIC受到电视机、个人电脑需求下降影响，投片下修幅度较大。尽管服务器、车用、工控等PMIC、功率分立器件需求仍处于高位，但消费电子相关的PMIC、CIS砍单造成的缺口使得PMIC等产品经过产能重新分配后供货趋于平衡。8英寸产能利用率下滑明显，TrendForce预计2H22将落在90-95%。
► 12英寸成熟制程：情况和8英寸较为类似，但因为12英寸产线产品更为多元，TrendForce预计2H22将落在90-99%。
► 12英寸先进制程：主要产品为CPU、GPU、ASIC、5G AP、FPGA、AI加速卡等，下游以智能手机和高性能计算为主。受智能手机需求下滑，5G AP面临订单下修影响，但高性能计算相关产品依然保持稳定。综合来看，7/6nm受部分芯片制程切换影响将下滑至95-99%，5/4nm在新产品的驱动下仍将接近满载水平。
图表：2H22晶圆代工产能利用率
资料来源：TrendForce，中金公司研究部
封装测试：“晶圆不封”压力有望逐步减缓
我们预计封测整体下滑趋势可能延续2个季度左右，“晶圆不封”压力有望逐步减缓。因封测端生产机台存在一定闲置导致产能冗余，且封装和测试时间较小，因此芯片设计公司在选择是否对封装裸晶时主要是平衡下游需求迫切性和当季现金支出，当前系统集成商订单减少导致芯片设计公司期望以“wafer bank（晶圆不封）”的形式存放裸晶，部分如BGA等封装单价较高者更甚。此外考虑到多数的封测公司表示受需求影响，对2023年资本开支仍持观望态度，因此供给端增速的也有望实现周期性调整。我们判断该差值在需求恢复以及晶圆产能利用率下降趋势趋缓的情况下可能逐步减缓。
图表：A股封测公司海外收入占比
资料来源：Wind，中金公司研究部
图表：A股封测公司资本开支
资料来源：Wind，中金公司研究部
2.5D、3D IC封装结构或是超越摩尔定律的重要方向，但仍需理性看待。受晶圆制造设备和材料进口限制因素影响，一部晶圆制造厂以及IDM在先进制程的扩产可能持续受阻。市场对于Chiplet等概念关注度提升。虽然Chiplet 技术理论上对于HPC类芯片有一定的降本增效作用，但考虑到该技术主要是在先进制程芯片中使用，我们认为应当是制造工艺与先进封装工艺双轮驱动、协同发展，我们建议理性看待Chiplet技术。
半导体设备材料及EDA：国产厂商份额持续提升
半导体设备：短期下游扩张或承压，建议关注设备国产化率提升
2020-2021年由于芯片短缺，全球半导体企业加大资本开支扩建产能，半导体设备行业进入高速上行周期，此动能持续至2022年。SEMI预计2022年全球半导体设备市场规模有望进一步增长至1,085亿美元（其中前道设备948亿美元），仍有5.9%同比增长。受全球宏观经济不景气拖累，半导体市场自3Q22进入衰退阶段，各大企业也相继宣布缩减资本开支，半导体设备行业进入下行阶段。SEMI预计2023年全球半导体设备市场规模为912亿美元（其中前道设备788亿美元），同比减少16.0%。参照历史规律，市场预计2Q23-4Q23半导体行业有望触底反弹，2024年行业将重新回归上行周期。 SEMI预计2024年全球半导体设备市场规模为1,072亿美元（其中前道设备924亿美元），同比增长17.5%。
图表：全球半导体设备市场规模与增速情况（含预测）
资料来源：SEMI，中金公司研究部
结合SEMI数据，我们测算2021年中国大陆前道设备市场规模250亿美元附近，并预计2022年仍有望维持在此高位。2022年10月7日，美国推出法案限制中国先进工艺产能扩张（包括16/14nm及以下逻辑、128层及以上NAND、18nm及以下DRAM），我们预计长江存储、长鑫存储等晶圆厂短期扩张或受到限制。但考虑到国内28nm及以上成熟制程产能仍有较大国产替代空间，中芯国际等晶圆厂仍规划了较大的产能扩张规划（以中芯国际为例，公司目前规划产能总计达到34万片12英寸晶圆每月），我们认为中国大陆前道设备需求仍有望保持在中高水平，预计2023、2024年国内前道设备需求在200亿美元附近。
图表：中国半导体设备市场规模
资料来源：SEMI，中金公司研究部
2018年中美贸易摩擦以来，国产半导体设备持续向客户端导入。目前国内半导体设备公司已经初步能够对包括刻蚀机、薄膜沉积等主设备在内的大部分品类设备形成覆盖。根据公司官网，目前北方华创、中微公司等国产半导体设备公司已经能够覆盖28nm制程节点，并配合国内厂商积极研发突破14nm相关技术，一些厂商自主知识产权的设备甚至已经进入海外客户先进工艺产线。我们认为受外围因素倒逼半导体设备国产化趋势有望加速，建议关注半导体设备国产化可能超预期带来的投资机会。
测试设备：Fab-lite以及新增IDM带来全新客户源
测试设备国产化率仍然较低。根据SEMI，测试设备占半导体设备的8%左右，2021年全球测试设备市场规模约为72亿美元，SEMI预计2022年将增长12.1%至88亿美元。我们看到国内测试设备的国产化率仍然较低，多数企业仍在相对低端领域进行竞争，考虑到国内晶圆制造与封测协同发展愈发深入，国产测试设备市场空间和应用领域有望得到打开和提升。
半导体材料：需求短期受到晶圆厂稼动率影响，关注国产替代进展
受益于下游晶圆厂产能扩建及部分材料涨价等因素，2022年全球半导体材料市场规模保持快速增长。根据SEMI预计，2022年全球半导体材料市场预计增长8.6%，达698亿美元，其中晶圆材料市场有望增长11.5%达451亿美元，封装材料市场预计增长3.9%达248亿美元，至2023年Semi预计整体材料市场规模突破700亿美元。
同时，我们观察到近期晶圆厂稼动率开始有所下滑，中芯国际3Q22产能利用率由97%下滑到92%，台积电在3Q22法说会上表明其N7节点镓动率或将下滑，我们认为晶圆厂稼动率的下滑对半导体材料需求端影响较大，我们预计2023年上半年全球半导体材料市场规模或将承压，下半年预计有所恢复。国内方面，我们预计整体材料端仍有望加速国产替代，同时已实现局部国产替代的公司业绩有望加速释放。
图表：全球材料市场规模（右轴）及晶圆厂镓动率（左轴）
资料来源：SEMI，Wind，中金公司研究部
► 硅片：根据SEMI预计，2022年全球硅片出货量有望达14,694 百万平方英寸（MSI），较去年同比增长4.8%，受益于下游12寸晶圆厂扩建，整体需求较为旺盛，同时海外硅片供应商如Sumco、Globalwafers等正积极扩产中，同时Semi预计2023年硅片整体需求或将放缓，2023年出现略微负增长，但随着数据中心、汽车、工业等对半导体的强劲需求，2024、2025年仍将保持稳健增长。
国产替代现状：目前国内硅片整体国产化率分化，我们认为4、6寸等小尺寸硅片目前国产化率已超过50%，8寸抛光片、外延片国产化率在20~30%之间，12寸硅片国产化率不足10%，其中重掺硅片国内如立昂微、中环等企业较为领先，轻掺硅片部分沪硅产业则出货较多，其余部分厂商处于验证中。由于硅片行业认证周期较长，我们认为未来随着国内企业在轻掺领域逐步通过验证，国内晶圆厂有望加速对国产硅片的替代。
► 光刻胶：根据Techcet预测，2022年全球半导体光刻胶市场规模有望达23亿美元，同比增长7.5%，受益于高端逻辑制程中EUV光刻胶的增长及3D NAND存储器层数的增加对KrF胶需求带来快速提升，2021~2026年有望保持5.9%复合增速增长。
国产替代现状：目前国内企业布局I线、G线的企业较多，如晶瑞电材子公司苏州瑞红及彤程新材子公司北京科华，我们认为I/G线光刻胶有望率先实现国产化，中高端光刻胶方面，北京科华已实现普通KrF光刻胶，高分辨KrF光刻胶，KrF负性光刻胶，厚膜KrF光刻胶等产品大批量稳定供货，华懋科技子公司徐州博康2022年上半年已实现2款ArF、13款KrF及9款I线光刻胶的销售，品类覆盖55nm、40nm、28nm及以下的关键层工艺以及LOGIC，3D NAND，DRAM等领域，我们认为国内光刻胶企业在KrF/ArF领域有望实现国产替代加速。
► CMP耗材：根据Techcet预测，2022年全球CMP抛光液/抛光垫市场规模有望达33亿美元，同比增长约9%，2021~2026年复合增速有望达6%。CMP耗材增长主要受益于先进制程对CMP工艺步骤数量的提升，尤其是FinFet工艺到GAA工艺的演进，有望增加CMP工艺步骤及材料的种类，同时先进存储器的发展同样有望带来钨、铜和钴等抛光耗材需求的提升。
国产替代现状：目前国内主要参与厂商为安集科技及鼎龙股份，其中安集科技在铜及铜阻挡层抛光液、氮化硅抛光液、钨抛光液、基于氧化铈磨料的抛光液、硅抛光液、抛光后清洗液等多种材料领域实现批量销售，鼎龙股份抛光垫已成为部分国内主流晶圆厂客户的第一供应商，同时已取得部分抛光液销售订单，我们认为国内CMP耗材国产替代率有望稳步增长，同时国内原材料自主化率有望同步提升。
► 湿化学品：根据Techcet预测，2022年全球湿电子化学品市场规模有望达42亿美元，同比增长6.7%，其中专用清洗液、硫酸、双氧水分别占比26%、18%、17%，分别达11亿美元、7.6亿美元、7.5亿美元。
国产替代现状：目前国内湿电子化学品供应商较多，主要集中在G2~G3级化学品，G5级供应商仍较少，其中江化微镇江工厂5.8万吨部分产品已投产，硫酸、氨水均已达到G5等级，晶瑞电材超纯双氧水、超纯氨水及超纯硫酸已达G5等级，并已经成为部分头部芯片公司的主要供应商。
► 电子特气：根据Techcet预测，2022年全球电子特气市场规模有望达68亿美元，同比增长8%，2021~2026年预计符合增速达9%，其中NF3、WF6受到平板、半导体等需求快速增长而用量同步提升。同时，受俄乌冲突影响，氦氖等稀有气体价格上半年波动较大。
国产替代现状：目前国内电子特气供应商较多，主要为华特气体、金宏气体、派瑞特气、南大光电等，从品类多样性而言，华特气体已实现高纯四氟化碳、高纯六氟乙烷、高纯二氧化碳、高纯一氧化碳、高纯八氟环丁烷、高纯三氟甲烷、稀混光刻气等约50个产品的供应，从单一品类而言，三氟化氮的用量较大，目前派瑞特气、南大光电已能实现批量供应。
EDA设计工具：行业横向品类拓展逐步展开
资本市场助力EDA企业融资，公司横向品类拓展逐步展开。截至2022年9月30日，A股EDA相关产业公司华大九天、概伦电子、广立微已上市，其中，概伦电子募集资金11.45亿元，华大九天募集资金34.79亿元，广立微募集资金27.09亿元。EDA行业是典型的知识密集型产业，相较于海外龙头，国内公司的研发费用绝对值上仍有较大的差距，因此上市募集资金可以有效对项目研发资金实现补充。我们也看到几家公司在资金相对充足的情况下在对外投资上有所增加，在工具布局上不断拓展，有望实现各类产品品类上的协同发展。
风险提示
► 中美贸易摩擦加剧。中美贸易摩擦导致我国在半导体产业的中上游，尤其是设备、材料以及EDA工具领域进口受阻，芯片设计、晶圆制造行业的发展受到了较大的阻碍，若中美贸易摩擦加剧，中国上述行业的发展将受到进一步的限制，导致相关公司业绩难以释放。
► 疫情扩散。伴随防疫优化调整，2022年年底我国经济活动有所回暖，但疫情扩散的影响也开始逐步显现。若疫情扩散影响加剧，下游需求或将承压。
► 国产化进展不及预期。在供应链安全日益紧迫的情况下，国内供应商正在积极导入国产半导体设备材料供应商，因此也给国内厂商提供了发展机遇。若行业整体国产化趋势放缓，将影响国内半导体设备材料企业收入及利润的释放。
► 国内晶圆产能扩张不及预期。若晶圆厂产能扩张不及预期，则将导致国产设备材料每年的采购额大幅下降，影响其收入及利润。
► 行业竞争加剧。国内半导体企业整体发展时间较短，在规模、技术上较海外龙头企业仍有一定差距，若海外企业加大研发投入或通过兼并购持续增加公司规模及研发实力，可能会导致国内企业竞争加剧。
► 终端需求不及预期。半导体行业的需求受下游电子终端产品影响，若手机、电脑、服务器等传统电子产品销量不及预期，新兴产品如AIoT设备、新能源汽车的渗透率不及预期，可能会影响半导体企业的业绩释放。
文章来源
本文摘自：2022年12月27日已经发布的《半导体2023年展望：新周期将至，创新与安全并重》
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