大陆芯片产业规模从 2001 年 199 亿元增长到 2014 年 3015 亿元,复合增速 21%,远高于同期全球产业 7%增速,全球市场份额也从 2001 年的不到 10%提升至 2015 年的 45%左右,在全球半导体市场地位举足轻重。
 
一批具有竞争力的企业开始走上国际舞台。设计方面,主流 ASSP、ASIC 芯片关键技术取得突破,海思和展讯跻身 2015 年全球 10 大 IC 设计公司;制造方面,12 英寸 28nm 关键技术取得突破,2015 年中芯国际和华虹宏力位列全球 10 大制造企业第 5、8 名;封测方面,主流厂商已掌握 WLCSP、SIP、FanOut 等先进封装技术,长电科技并购星科金朋后跻身前三甲,华天科技、通富微电已进入全球前十。
 
海思和展讯成为全球前十大 IC 设计企业(单位:百万美元)
 
 
芯片自给率不足 30%,“缺芯之痛”依然存在。大陆电子制造产业链芯片整体缺位的状况没有明显改善。2015 年前三季度我国集成电路进口额 1629 亿美元,出口额 473 亿美元,逆差 1156 亿美元,较 2014 年同期进一步扩大。芯片自给率不足 30%,高额利润被海外巨头继续垄断。
 
存储芯片是最大短板。存储芯片产业规模占 IC 产业的四分之一,具有高技术壁垒、重资产的双重特性。与逻辑芯片大多采用垂直分工不同,存储芯片行业多为 IDM 模式,海外巨头凭借极强的先发优势牢牢把握市场。以 DRAM 和 NAND Flash 两种主要存储芯片为例,1Q16 DRAM 市场 93%份额由三星、海力士、美光三家占据,NAND Flash 市场几乎 100%份额被三星、海力士、东芝、闪迪、美光和英特尔六家瓜分,存储器已成为大陆 IC 产业链的最大短板。
 
DRAM 和 NAND Flash 是两种最重要的存储芯片
 
 
3D 技术兴起有望成为大陆存储芯片弯道追赶最佳时点
设计难度、资本开支、经济效益三大因素制约摩尔定律继续演进。半导体制程已按摩尔定律发展近 50 年,制程进步带来的收益是成本下降和性能提升,付出的代价是技术复杂度提升和资本开支越来越大。在 28nm 之上,收益远远大于代价,制程严格按摩尔定律演进,基础本来落后的大陆芯片产业难以跟上国际巨头步伐,差距逐渐拉大。28nm 之下,收益开始小于代价,经济效益制约愈发明显,制程演进放缓。
 
晶体管结构变化提升技术难度。28nm 之下,晶体管基础结构的颠覆性变化导致了设计、制造、封测和装备材料整条产业链技术复杂的大幅提升。以制造为例,从 28nm 到 20nm,代工厂的节点设计规则和设计规则检查用面积分别上升了 58%和 95%,远超之前和之后的制程。技术难度提升是制程演进放缓的基础因素。
 
资本开支显著增大。投资一条 28nm 以下先进的存储芯片生产线需要的设备投资额高达 120-150 亿美元,同时由于芯片设计技术难度随制程演进迅速增加,全球将少有厂商能承受如此大的资本开支。
 
摩尔定律已近极限,3D 技术渐成主流,大陆绝佳追赶时点。在物理极限和经济效益上遇到瓶颈之后,向三维空间堆叠的 3D 技术成为延续摩尔定律、提高芯片性能的主要手段。在平面微缩时代,制程演进按照每 1.5-2 年的速度持续进行,作为后进者的大陆企业难以跟上产业步伐,加速追赶更无从谈起;3D 时代,一是单层芯片的制程演进放缓;二是 3D 技术发展时间尚短,当下通过合资或者引进获取的技术本身就与海外巨头差距不大。消化吸收后再创新,有望实现弯道追赶。
 
存量市场加速转移,增量市场就在大陆
移动终端最大生产国和消费国,产业转移持续进行。2015 年大陆生产了全球 84%的手机,64%的平板电脑,63%的电视和 83%的 PC/NB,成为全球最大消费电子生产国;以中华酷联米为代表的自主品牌继续在全球市场高歌猛进。
 
全球存储芯片产业向大陆转移。存储芯片是 IC 产业的基础和大宗产品,在过去几十年获得极大的发展,存储芯片产业逐步从美国、日本向台湾、韩国转移。中国大陆凭借其巨大的消费电子市场、庞大的电子制造业、相对低廉的劳动力成本和工程师红利、以及政府对于集成电路产业的政策扶持等优势,吸引了全球各大存储芯片厂商来华投资设厂,当前产业开始从台韩向大陆转移。
 
存储芯片产业逐步向大陆转移
 
 
云计算、物联网,两大增量市场在大陆。2014 年 DRAM 下游应用,移动互联网终端占比接近 70%;服务器、物联网设备等占比约 30%。2014 年 NAND Flash 下游需求移动互联网终端占比近 80%。市场可能担心智能手机渗透率已经很高,行业增速放缓,存储芯片下游需求增长堪忧。我们认为:短期内,移动终端出货量增速放缓确实影响存储芯片需求增速,但流量爆发下的云存储设备、物联网新终端和区块链正加速爆发,有望形成新的需求增长点。
 
大视频时代来临,流量爆发拉升服务器存储芯片需求。从文字到图片再到视频,当前全球每年产生的数据正在以 ZB 的数级增长,预计到 2020 年全球数据将超过 40ZB,其中大约 70%-80%的数据将存储在云端。大型数据中心将拉动服务器内存市场需求。2015 年服务器内存增速达到 48%,增速超过移动内存,2016 年依然将有 40%的增速。
 
中国拥有全球最大的数据消费生产和消费群体,近年来 IDC 已成为我国战略性基础设施,各地纷纷抢建,形成烽火遍地之势。中国 IDC 圈发布的报告显示,2013 年,我国数据中心产业市场规模已达 262.5 亿元人民币,同比增长 24.7%,预计 2016 年市场规模将达到 548.3 亿元,增速提高到 30%以上。IDC 建设将会带动存储芯片需求的增长。
 
物联网时代到来,长尾市场孕育巨大需求
物联网高速发展的时代已经到来,Gartner 预计 2020 年将有超过 260 亿个各类设备接入物联网,涉及工农业、金融保险、交通运输、汽车、家居、医疗健康等各个领域,从应用到芯片都酝酿巨大市场。其中智能硬件、工业互联网和智能汽车有望接力传统移动互联网终端,成为拉动存储芯片需求新的增长点。大陆拥有全球最优秀的互联网公司,顶级的消费电子品牌和完整的电子制造供应链,有望引领此轮物联网创新,大陆存储芯片行业近水楼台,有望深度受益。
 
物联网孕育巨大芯片市场
 
 
存储芯片市场规模将保持稳定增长态势。一方面,传统移动终端虽然增速放缓,但对存储空间的要求越来越大;另一方面,云计算、物联网等新领域将创造新的需求空间,大陆存储芯片市场规模有望保持稳定增长态势。
 
中国存储芯片市场规模将保持稳定增长态势(单位:亿美元)