大陆芯片自给率在 25%左右,随着国家政策推动人才、资金加速向半导体产业集中,中国国内晶圆生产线自 2016 年进入了发展高潮期。目前,中国在建的 22 座晶圆厂中,有 17 条产线将于 2017 年年末至 2018 年量产,新增投资约六千亿元人民币以上。
 
本期的智能内参,我们推荐来自光大证券的大陆晶圆代工行业报告,从当前的半导体产业转移节点出发分析大陆晶圆代工厂商的市场机遇和成长路径。
 
以下为智能内参整理呈现的干货:
六千亿投在机遇期 本土半导体逆袭
时间节点:半导体产业第三次转移
 
▲半导体产业历史迁移路径
 
半导体被称为国家工业的明珠,亦即信息产业的“心脏”。
 
半导体产业起源地为美国,美国迄今仍在 IDM 模式(从设计、制造、封装测试以及投向消费市场一条龙全包)及垂直分工模式中的半导体产品设计环节占据绝对主导地位,而存储器、晶圆代工及封测等重资产、附加值相对低的环节陆续外迁。
 
由于半导体属于技术及资本高度密集型行业,只有下游终端需求换代等重大机遇来临时,新兴地区通过技术引进、劳动力成本优势才有机会实现超越,推动产业链迁移。
 
半导体先后在大型计算机时代和 PC 时代发生两次产业转移,当前为 IoT(物联网)等下一轮终端需求换代酝酿期,为大陆半导体产业崛起创造机遇,并提供技术积累的时间窗口。
 
光大证券认为,未来五年半导体市场仍将由智能手机硅含量增加主导,汽车电子、物联网等新兴领域为高增长亮点。大陆半导体产业在国家政策资金重点扶持下,通过技术积累、及早布局,具备能力把握潜在需求换代机遇,成为半导体产业第三次迁移地。
 
本土现状:IC 自给率提升空间大
 
▲国内下游市场需求旺盛,IC 自给率提升空间大
 
中国是全球最大的半导体消费市场,半导体需求量全球占比由 2000 年的 7%攀升至 2016 年的 42%,成为全球半导体市场的增长引擎。
 
然而,大陆半导体产业发展与其庞大的市场需求并不匹配,IC 仍大程度依赖于进口。据 SEMI 统计,2016 年本土芯片自给率仅为 25%,且预计未来三年自给率仍不到 30%,国产 IC 自给率仍有相当大的提升空间。
 
趋势:政策利好 三大环节规模化
 
▲中国半导体产业各环节政策目标及支持
 
为避免大陆 IC 产业过度依赖进口,中国政府已将半导体产业发展提升至国家战略高度,并针对设计、制造、封测各环节制定明确计划。
 
国家集成电路产业投资基金(大基金)首期募资规模达 1387.2 亿元人民币,截至 2017 年 9 月已进行 55 余笔投资,承诺投资额已达 1003 亿元,且二期募资正在酝酿中。
 
同时由“大基金”撬动的地方集成电路产业投资基金(包括筹建中)达 5145 亿元,合计基金规模达 6531 亿元人民币,引导中国大陆半导体业产能建设及研发进程加快,生产资源加速集中最终实现竞争力提升。
 
▲全球半导体产业链各环节龙头厂商
 

 

半导体产业链分为核心产业链(设计、制造及封装测试)和支撑产业链(设计环节服务的电子设计自动化 /EDA 工具及 IP 核供应商、为制造封测环节服务的原材料及设备供应商)。
 
目前,支撑产业链由欧美日本垄断,大陆厂商与国际龙头技术及规模差距甚大;核心产业链这块,大陆正在逐步实现规模化,陆续诞生跻身全球前十的龙头厂商。
 
▲大陆核心产业链逐步规模化
 
▲半导体核心产业链各环节大陆龙头与全球龙头企业平均净利率对比
 
进击中的大陆晶圆代工
全球:市场增量靠先进制程
 
▲2005-2021E 全球纯晶圆代工厂各制程市场规模及预测,最先进制程创造增量空间(单位:十亿美元)
 
当前,全球纯晶圆代工市场增长平稳。在智能手机市场增速放缓、物联网、汽车电子等新兴终端应用尚未放量背景下,当前全球纯晶圆代工市场的增量空间主要来自人工智能、加密货币等高性能计算应用持续向最先进制程迁移(当前采用 14nm 及以下节点)。
 
鉴于 10nm 已于 2H17 开始逐步放量,高端 AP、加密货币等对 10nm 需求旺盛,光大证券预计 2018 年 10nm 将继续放量,加之 7nm 于 2H18 突破放量,产品迁移有望带动全球纯晶圆代工市场增长提速至 9%。
 
大陆:本地优势成突围关键
 
▲半导体产业微笑曲线
 
▲大基金一期各产业链的承诺投资额占比(截至 2017 年 11 月 30 日)
 
大陆已率先突破微笑曲线底部封测环节,伴随着封测业盈利质量提升拐点来临。考虑到 IC 制造为当前国家政策重点支持环节(在一期大基金承诺投资额占比高达 63%),光大证券判断,大陆半导体崛起将沿着微笑曲线由底部向两端发展,封测之后的下一突破口便是晶圆代工。
 
▲2016 年全球前十大纯晶圆代工企业排名(台湾占据绝对主导地位,大陆仅占 10%市场份额)
 
晶圆制造属于技术及资本密集型行业,其最关键的技术为制造流程的精细化技术,为攻克最先进制程需巨额资本开支及研发投入。
 
晶圆行业寡头竞争特征愈发明显,2016 年全球前十大纯晶圆代工企业联合市场份额达 94.2%,大陆份额较低。根据晶圆代工厂商的最先进节点,其市场位势可划分为三大阵营,大陆晶圆代工厂仍位于二三线阵营(28nm 及以上节点)。
 
▲晶圆代工厂商的三大阵营
 

 

当前大陆 IC 设计客户普遍制程要求相对较低,大多仍处于向 28nm 制程迁移的过程中,对成熟制程需求依然旺盛。
 
相较于台积电等海外厂商,大陆代工厂在同等制程上可为大陆客户提供更高的产能保证,配备自身最优质的资源,且基于自身地域优势,产品生产周期得以缩短,因此大陆客户在技术相当的前提下更加倾向于选择本地代工厂。
 
▲2017H1 大陆晶圆代工销售份额分布(本土厂商占大陆市场份额 35%,台积电垄断程度有所减弱)
 
内外资催生 36 条大陆晶圆产线
 
▲大陆内外资晶圆厂复合增速预测
 
鉴于下游 IC 设计业快速成长带来晶圆代工刚需,大陆代工厂产能规模及本地化优势依旧稳固,光大证券认为:大陆晶圆代工厂通过把握现有制程市场仍能实现快速成长,预计未来三年大陆晶圆代工业复合增速在 15%以上。
 
▲大陆现有、在建及计划中的晶圆代工厂
 
当前中国大陆 12 寸及 8 寸现有晶圆产线合计 36 条(现有产线 20 条,在建及计划 16 条),就纯晶圆代工,内资外资厂商在建及计划产线合计 8 条。
 
光大证券预计 2021 年大陆 8 寸晶圆代工厂产能将达 865K/m,2016-2021 年间复合增速为 6%,内资及外资晶圆代工厂产能扩张均较为平稳;2021 年大陆 12 寸晶圆代工厂产能将达 457K/m,2016-2021 年间复合增速达 24%,在内资及外资晶圆厂的共同推动下预计将进入快速扩张状态。
 
尽管外资在大陆 IC 设计市场高增长的吸引下计划抢食大陆晶圆市场,但无论是产能还是制程的角度,外资冲击影响有限。
 
从产能角度看,台积电、联电大陆晶圆产能扩张仍面临台湾法规限制其大陆晶圆厂 30 亿美元单笔投资额限制;从制程角度看,台积电、格罗方德、联电三大国际领先厂商在大陆布局重点均在 28nm 及以下制程。

 

 
大陆晶圆成长路径预测
大陆晶圆代工业仍处起步阶段,技术及规模较主导地区台湾差距明显。随着全球摩尔定律放缓、下游国产终端品牌崛起、国家加速重视及资金扶持,大陆晶圆代工业已进入关键成长期。
 
龙头:中芯 2021 年有望跻身前三
 
▲2005-2017 年台积电、联电与中芯国际、 华虹宏力的业绩对比及动因分析(注:四家公司 2017 年财务数据由 2017Q1-Q4 未经审计的季度财务数据汇总计算得到)
 
台积电把握先进制程、产能、人才、客户等多维度卡位优势,格罗方德相比联电在先进制程领域投入更为激进,预计二者市场占有率将保持第一第二。
 
而联电先进制程研发未及预期、成本结构拖累利润,已选择退出先进制程竞赛,停留在 14nm 节点,营收增长动力略显不足。
 
与此同时,中芯 14nm 已进入集中研发攻克阶段,28nm 技术及良率瓶颈期突破,部分产品向 40nm 及 55/65nm 迁移带动 12 寸成熟工艺需求回暖,差异化工艺平台的陆续发布,再加上中国区优势地位,预计中芯国际未来三年复合增速达 15%。
 
光大证券保守预计中芯国际及联电未来六年营收复合增速分别为 15%/5%,中芯国际与联电的规模差距将持续缩减,有望于 2023 年赶超台联电。
 
制程结构:节点滞后
 
▲2017 年中芯、华虹与联电、台积电的营收结构对比(按技术节点)
 
台积电制程结构高端化明显,主要聚焦于先进制程市场,苹果 A11 更是刺激了 10nm 制程的放量;联电 14nm 有效产能有限,前两大主力制程分别为 40nm、28nm。
 
中芯国际与联电制程结构较相似,随着良率逐步改善,28nm 于 2016 年末陆续放量,2017 年营收占比达 8%;华虹宏力则专注于 8 寸晶圆代工,前两大主力制程为≥0.35μm 及 0.11/0.13μm。
 
下游应用:聚焦消费电子
 
▲2015 年全球半导体市场需求占比
 
根据 WSTS 统计,全球半导体产业下游应用市场中,2015 年通讯、计算机电子应用占比分别为 34%、30%,消费电子应用(智能卡、电视、机顶盒、IoT 等)以 13%的份额位居第三。
 
▲四家公司 2017 年营收结构
 

 

台积电核心应用领域为通讯,占比高达 59%;其次为工业,占比约 23%,而消费仅占 8%。大陆 厂商则更加聚焦于消费电子领域, 这与大陆晶圆厂自身的技术能力(消费电子所需制程技术相对低端)、市场位势及客户需求相匹配。
 
晶圆价格:制程落后 ASP 表现弱势
 
▲2014Q2 晶圆代工厂先进制程与落后制程的单片逻辑晶圆价格相差甚大(单位:美元)
 
先进制程与落后制程的单片逻辑晶圆价格相差甚大 , 制程结构差异直接导致厂商间 ASP 差距明显。
 
鉴于先进产能的稀缺性,抢先量产者可因此获得苹果、高通等顶级客户的高端订单,且在价格谈判上掌握一定的主动权,台积电便是借此实现每个制程阶段的 ASP 爬升。
 
▲四家公司 8 寸等值晶圆综合 ASP 对比(单位:美元)
 
基于联电、中芯相对台积电较为落后的制程进度,两者难以享受先行者的价格溢价,ASP 表现相对弱势。
 
不过,在自身制程结构较联电相对低端的基础上,中芯 ASP 仍维持与联电基本相当(2017 年 705 美元),由此可见中芯在相同制程工艺平台优势及较高议价能力。华虹宏力由于其纯 8 寸晶圆构成,ASP 仅约为中芯的二分之一。
 
研发及 CAPEX:跟随者成本优势
 
▲跟随者据研发成本优势
 
随着晶圆制造不断向更精细化的制程演进,晶圆厂商所需要的研发投入及资本支出呈指数型增长态势。就先进制程而言,中芯国际身处第二梯队,有一定的跟随者成本优势,研发投入及资本开支大大缩减。
 
据 IEK 2016 年数据,晶圆制造领导者相对于跟随者需多付出 35%以上的研发投入。为保持制程领先优势,台积电每年均付出巨额的研发投入,2017 年研发费用高达 27 亿美元,联电、中芯的研发费用则分别为 4.5 亿美元、4.3 亿美元,与台积电几近相差一个量级。
 
资本变现:中芯比联电更会赚
 
▲四家晶圆厂资本变现能力示意
 

 

光大证券统计发现,2011-2016 年间,每投入一元钱,台积电可以产生的销售额约为 0.35 元,中芯国际略低但仍达 0.24 元(凭借准确的市场定位及发展路径超越联电),联电仅 0.12 元;鉴于华虹宏力专注于纯 8 寸晶圆代工,其资本性开支微乎其微,再加上中国快速发展的消费电子市场,其资本支出 - 营收 / 净利润转化率较为领先。
 
利润率:产能利用率改善成关键
 
▲三家公司产能利用率对比
 
半导体行业产能过剩背景下,晶圆代工需求倾向于向绝对龙头台积电聚集,其他晶圆代工厂产能利用率与行业整体景气度联动性较大,由于折旧额的固定成本属性将进一步影响利润率表现。
 
与从同时,晶圆厂大幅扩产后产能利用率需要一段时间爬坡,未形成对折旧费的有效摊薄,利润率也将短期承压。
 
▲晶圆代工易受行业景气度影响
 
就毛利率而言,随着台积电寡头垄断地位的持续巩固,较高的议价能力及技术领先地位保障其较高产能利用率及产品综合 ASP 不降反升,中芯国际、华虹与联电则易受市场景气度影响。
 
从净利率看,台积电净利率始终远高于业内其他竞争者,华虹因其折旧及研发投入较小而享有较为可观的净利率,中芯产能利用率及研发投入影响较大,联电则致力于各项费用的合理管控。
 
智东西认为,时值终端需求换代机遇,成熟制程市场竞争加剧,大陆晶圆代工企业在获取政策和资本支持后,在消费电子市场的本土优势和 IC 设计需求的高增长下,市场定位和技术路径明确,有望实现盈利质量提升,并借此加速攻克先进节点。