深度解析:晶圆代工TOP10的优势与劣势
9月5日,市场研究机构TrendForce发布了2023年Q2全球十大晶圆代工厂的销售额排名,台积电仍稳居第一,占据了56.4%的市场份额,其后的分别是三星(11.7%)、格芯(6.7%)、联电(6.6%)、中芯国际(5.6%)、华虹集团(3%)、高塔半导体(1.3%)、力积电(1.2%)、世界先进(1.2%)、晶合集成(1%)。
可以看到,晶圆代工行业已经呈现出一超多强的竞争格局。那么在晶圆代工行业的众多参与者当中,各家的优势与劣势分别是什么?
以下为针对各家公司的具体分析。
01
台积电
台积电的优势
台积电在晶圆代工领域的优势主要有三点,即制程工艺先进、良率高和产能庞大。
首先看台积电的先进制程优势。 台积电为几乎全世界主要芯片开发商制造芯片,包括苹果、英伟达、高通和联发科。紧密地客户关系给台积电提供了强大的抵御外来风险能力。根据其2023年Q2财务报告显示,台积电5nm制程占季度晶圆销售金额的30%;7nm制程占23%,两者共占据台积电第二季度营收的53%。
5nm是台积电最大营收的制程工艺,这一制程工艺在量产初期的主要客户是苹果,随后又有更多的客户转入,包括AMD、高通、联发科、英伟达、赛灵思等,众多大客户的争抢导致台积电5nm连连爆单。随后随着ChatGPT的爆火,带动AI芯片和服务器处理器芯片、HPC领域客户投片量增加,5nm需求再次直线拉升。台积电的7nm技术不仅适用于PC、平板电脑和智能手机,还适用于数据中心、汽车以及为人工智能执行复杂的训练和推理。
其次看台积电的良率优势。 台积电始终在先进制程上获得客户的青睐,并且在市场占有率上持续领先,产品良率是其中的关键。据悉,该公司7nm制程在量产开始3个季度后,其不良率降至每平方厘米0.09,5nm制程量产初期,不良率低于同期的7nm,缺陷密度大约为每平方厘米0.10~0.11,随着5nm芯片量产进程的推进,不良率降至0.10以下。
在实际应用中,由于其稳定的良率也使其收获了多笔来自三星等其他代工厂的订单。比如在10nm和7nm制程刚刚量产的时候,高通和英伟达就分别把骁龙855、865和7nm制程GPU芯片转移到了台积电,随后在4nm制程兴起时,高通又将骁龙8Gen1Plus的生产订单转给了台积电。
最后,看台积电的产能优势。 作为全球晶圆代工巨头,台积电拥有着世界最庞大的晶圆制造产能,公司及其子公司所拥有及管理的年产能超过1500万片12英寸等效晶圆。具体来看,台积电在中国台湾设有5座12英寸超大晶圆厂、四座8英寸晶圆厂和一座6英寸晶圆厂,并拥有南京公司12英寸晶圆厂、WaferTech美国子公司的一座12英寸晶圆厂、中国大陆公司松江8英寸晶圆厂产能。不仅如此,近期台积电还在加紧步伐在中国台湾和日本新建工厂。
台积电的劣势
首先,地缘政治的不稳定 是台积电面临的第一大难题。
根据CounterpointResearch数据显示,台积电占据全球半导体代工54%的市场份额,其中超过一半的营收来自美国客户。这也意味着随着地缘政治摩擦,台积电难以再单纯遵循经济规律。之后在2022年底,应美国邀约台积电赴美建厂。据悉台积电在亚利桑那设立晶圆厂的成本预计比中国台湾高出至少50%。这也正印证了今日的现状:亚利桑那州晶圆厂建设进程延宕,台积电也与当地工会之间相互指责、摩擦不断。
其次,台积电自身也面临和三星的竞争 ,虽然台积电在全球芯片代工企业中,占据绝对的地位,不过三星 在4nm和3nm芯片制程方面取得的良率突破,也给台积电带来了竞争压力。三星表示正在奋力赶超台积电。值得注意的是,英特尔也多次表示计划2024年做好20A、18A工艺的投产准备,想来英特尔的先进制程发展路线图也将给台积电带来一定的压力。
最后,中国大陆地区半导体产业的急速发展 也对台积电的市场份额造成挤压。在成熟工艺市场,台积电的技术以及产能优势正在被无限缩小。要知道,中国大陆这几年可是在28nm制程卯足了劲。
02
三星
在尖端晶圆制造领域有三大强者,第一家是台积电,第二家是三星,第三家是英特尔。不过目前进入3nm之争的,只有前两家。
台积电作为行业龙头当之无愧,但是既然台积电拥有百般优势,为何还有众多芯片设计厂商的订单流向三星呢?与台积电相比,三星又有哪些优势?
三星的优势
出货量大且价格相对便宜 是三星的一大亮点。还记得在芯片工艺进入3nm制程之时,黄仁勋曾吐槽:“现在的芯片代工不是贵一点点,而是巨幅涨价。”其实早在7nm阶段,三星就曾靠“大大低于”台积电的报价争取到英伟达,之后三星3nm GAA工艺的价格虽然也迎来了上涨,但是三星作为追赶者,它的3nm价格还是比台积电便宜不少,因此三星的3nm趁机获得了部分订单。
除了更低的价格,另一个驱使众芯片设计厂商选择三星的原因为苹果作为台积电“财大气粗”的大客户自然获得订单优先权,毕竟台积电的先进制程产能也是有限 的,承接苹果之后,也难以满足众厂商的所有订单需求。彼时自然有一些订单会流向可以稳定供货的三星。
此外,三星还有一个隐形的利好 ,即芯片设计厂商绝不会希望芯片代工厂一家独大,因为倘若台积电独家称霸,必然会导致代工价格高企。
三星的劣势
众所周知,三星最大的劣势即良率问题 。
据悉,三星自5nm制程开始一直存在良率问题,在4nm和3nm工艺上情况变得更加糟糕。在早期的SF4E工艺正式量产商用后,由于良率相对较低的问题,最终使得三星电子的4nm最大客户高通的后续骁龙旗舰处理器的订单都交给了台积电代工。
不过,近期三星也传来了积极进展。HiInvestment&Securities研究员朴相佑在一份报告中表示:“三星电子近期成功地提高了4nm工艺的成品率”,报道称,三星电子今年4nm工艺成品率超过75%、3nm工艺成品率超过60%。从今年下半年开始,智能手机、PC等设备的核心芯片向3nm演进,在台积电方面无法完全消化3nm工艺订单的情况下,三星电子的良率提升无疑增加了为高通、英伟达等公司芯片代工的机率。
03
格芯
格芯的优势
格芯总部位于美国,是从AMD公司分拆出来的芯片代工厂,加上阿布达比创投基金(ATIC)合资成立。AMD仅持有8.8%股份,余下大部分由ATIC持有。
ATIC的资金支持就是格芯的一大优势。 借助背后石油金主ATIC的资金优势,2010年格芯收购了新加坡的特许半导体晶圆厂,此次收购使格芯在新加坡拥有了200和300mm晶圆厂,并拥有大约200个客户,成为仅次于台积电和联电的世界第三大晶圆代工厂。
产能优势是格芯的第二大优势。 格芯的足迹遍布全球,在三大洲拥有五个制造基地,拥有约15000名员工和约10000项全球专利。2020年晶圆出货量超200w片。
差异化竞争的战略是格芯的第三大优势。 与联电一样,格芯同样放弃了先进制程的研发。2018年格芯就意识到,通过建造更清洁的洁净室和购买单位数的EUV光刻机等晶圆厂工具,它仍然可以满足70%的市场需求。相反,该公司将放弃追逐先进工艺而节省下来的资金,用于从现有工艺节点中开发更多功能。随后格芯进行持续的技术创新,开发了一种替代NVM技术——MRAM(磁性RAM)模块。将闪存扩展到了28nm以下,该MRAM模块可用于格芯的12nmFinFET和22nmFDX平台。
在模拟射频芯片领域,格芯已转向射频SOI和SiGe晶体管,以将晶体管单位增益频率(fTs)推向太赫兹,还宣布了一个名为格芯 Connex的RF元平台,该平台包含该公司的RF SOI、FDX、SiGe 和 FinFET平台的元素。再一个是硅光子芯片,格芯推出了SiPh平台,该平台使格芯能够制造结合了光子发射器和检测器、硅光波导、射频组件和高性能CMOS逻辑的单片器件。格芯采用各向异性蚀刻在单片硅光子芯片中创建精确的V形槽,以简化直接、无源光纤对准和连接。
美国芯片回流政策支持是格芯的第四大优势。 自2009年从AMD分拆出来,成为纯晶圆代工厂商以来,在诸多榜单中,格芯就一直稳定地排在台积电和三星之后,而联电稳定在第四位,排名顺序极少发生变化。然而在2020年底联电实现了对格芯的逆袭,占据第三宝座。然而从2023年公布的全球晶圆厂代工排名来看,格芯又再次超越联电。
自从2022下半年市况反转以来,来自美国本土车用、国防、工控与政府等相关订单支持,使格芯业绩稳步上升。这在一定程度上反应出美国限制中国大陆半导体产业发展,并让芯片制造业回流到美国本土效应对格芯的业绩产生积极影响。
格芯表示将继续把注意力集中在成熟制程上。
格芯的劣势
从行业发展看,台积电等头部厂商的技术和规模优势正进一步扩大。从政策红利看,美国政府已邀请台积电和三星赴美投资建厂,相比而言,格芯的优势没那么明显。
此外,中国半导体市场如今已成为全球晶圆代工的必争之地,然而格芯在中国并没有运营代工厂 。格芯在招股书中称,自己能“帮客户减少地缘政治风险”,同样它也失去了中国这一肥沃的土地。
格芯的劣势还有一点,即成熟制程代工竞争压力巨大。 从榜单排名来看,全球十大晶圆代工厂中除了榜首两位,剩下的诸多公司都在成熟制程角逐,群雄而争之的市场可见竞争压力有多大。
04
联电
在过去,联电和所有半导体大厂一样,致力于先进制程技术开发。不过近年来,联电运营方向已经改变,新方向将以创造获利为主。
联电的优势
深耕28/22纳米是联电的第一个优势。 2018年8月,联电宣布停止12nm以下先进工艺研发,更加看重投资回报率,而不是盲目追赶先进制程,成为全球第一家宣布放弃先进工艺研发的晶圆代工厂。联电放弃先进制程时,很多人都在质疑这是否为明智之举,但联电不仅因此营收大涨,更是高瞻远瞩发现了当前需求暴涨的28nm等成熟制程的优势,提前一步深耕特色工艺,成为当下最机智的企业。
联电28nm高压制程是晶圆代工业界第一个领先开发并量产OLED驱动IC,在28nm高压制程这一领域,联电具有领先优势。22nm超低功耗(ULP)工艺也是联电推进的重点。相比28nm技术,22nm元件库可以在相同性能下减少10%的芯片面积,或降低超过30%功耗,可满足连接、移动、物联网、可穿戴设备、网络和汽车等对低功耗有着很高需求的应用领域产品。
2022年,联电28nm和22nm制程营收年增超过56%,主要来自OLED面板驱动IC和影像信号处理器(ISP)的强劲需求。在面板驱动IC领域,联电的市占率居于全球首位,在有机发光二极管驱动IC领域也居领先地位。此外,车用IC的业务量同比增长82%,并达到整体业务的9%。
积极扎根大陆本土市场是联电的第二个优势。 中国是全球最大的集成电路消费市场,但芯片自给率仅为30%。联电把握机会,积极扎根本土市场。2014年,联电与厦门市政府、福建省电子信息集团共同投资62亿美元(约合人民币442.4亿元),成立了合资子公司厦门联芯。其中,联电持有厦门联芯69.95%股权,大陆方面占股30.05%。厦门联芯是联电在大陆地区投资的首个12英寸厂。
联电近年来积极推动两岸融合发展。2020年—2022年,全球芯片产业出现供应紧张问题。在此背景下,联电及时向厦门联芯增资35亿元实现产能扩张和技术提升。
近日,联电宣布,原计划斥资48.58亿元,从2022年起分三年向大陆合资股东回购联芯12英寸厂的所有股权,现改为一次性完成交易,交易金额不变。
在国际贸易形式复杂多变的大环境下,联电在合约规定时间内完成对厦门联芯的回购,且将原计划分三年完成的收购改为一次性完成,让产业界感受到联电对中国大陆市场的充足信心,以及继续深耕中国大陆市场的坚定决心。
联电的劣势
专注于成熟制程 是联电的优势,同样也是联电的劣势。2021年芯片市场严重供不应求之际,联电产能持续满载,更是打响晶圆代工涨价第一枪。当年联电的年度营收与毛利率都节节攀升。然而在市场从昌盛步入萎靡之际,专一的联电也承受着严重的打击。
为应对行情的不景气,联电进行了严格的成本管控措施,并尽可能推迟部份资本支出,联电2022下半年将部份资本支出延至今年,所以去年资本支出降至27亿美元。可是,惨淡的市场大环境似乎超出了联电的预估,在多个竞争对手的降价策略下,致使联电丢失了不少订单。
相反,拥有先进制程技术的台积电的日子要比这些专注于成熟市场的晶圆代工厂商舒服的多。
联电的第二点劣势就是在28nm这条道路中,参与者越来越多,竞争也愈发激烈 。要知道,拥有28nm技术的厂商,有10多家,基本上Top10的厂商,都实现了28nm,大家在激烈的竞争,特别是前5大厂商,28nm都占非常重要的地位,台积电也在回头加码28nm产能。再加上最近几年28nm对于中国大陆厂商来说也是一个高频词。分食者众多,联电恐难稳定维持自己的阵营。
05
中芯国际
中芯国际对于大众来说都比较熟悉,其是世界上为数不多的几个可以提供完整的从成熟制程到先进制程的晶圆制造解决方案的纯晶圆代工厂之一。
中芯国际的优点
中芯国际有两大优点,第一点是28nm成熟制程布局较早 ,第二点是背靠全球最大的晶圆代工市场 —中国。
众所周知,28nm工艺市场需求巨大。2022年中芯国际宣布计划斥资1700亿元在北京、天津、上海、深圳建立多座28nm芯片厂。不只是中芯国际,台积电和联电也瞄准了28nm市场加速进行产能扩充。但是相比这些公司来说,中芯国际有着它的先天优势。
台积电作为先进制程的霸者,在如今5G、HPC和AI浪潮下赚的盆满钵满,角逐成熟制程是台积电的一步棋但并不是它的主力,要知道先进制程的利润要比成熟制程要多得多;三星也面临相似的境遇,再加上三星代工的客户群体本就更偏向美方;再看格芯和联电,格芯无意在中国大陆展开竞争,联电虽然愈发重视中国大陆市场,但中芯国际作为中国大陆集成电路制造业领导者要具备更大的优势。再加上,中芯国际并未局限于28nm,一直在坚持新工艺的开发。
中芯国际的缺点
中芯国际的缺点同样具有两点,第一点是市场份额与台积电差距较大 。台积电作为晶圆代工市场的龙头,掌握了全球晶圆代工市场的绝大部分市场份额,这一点并非朝夕能及。第二点是制程水平有所限制 。不过,对于其目前面临的掣肘大众都有所了解,在此不做过多赘述。
06
华虹半导体
华虹的优势
作为全球领先的特色工艺晶圆代工企业,华虹也是行业内特色工艺平台覆盖最全面的晶圆代工企业。华虹半导体立足于先进“特色IC+功率器件”的战略目标,以拓展特色工艺技术为基础,提供包括嵌入式/独立式非易失性存储器、功率器件、模拟与电源管理、逻辑与射频等多元化特色工艺平台的晶圆代工及配套服务。
之所以特色工艺发展路线依然有市场,是因为并不是所有应用都需要强大的处理性能。许多中低端的应用,如物联网设备、智能家居等,对芯片的性能要求并不高,但对成本和功耗的要求却非常严格。而这也是特色工艺发展路线所追求的目标。
因此,工艺的成熟度和稳定性、工艺平台的多样性,以及产品种类的丰富程度,将会是特色工艺的竞争制高点。
从营收上看,2023年Q2中芯国际销售收入为15.60亿美元,毛利为3.17亿美元,毛利率达20.3%。华虹半导体2023年Q2销售收入达6.314亿美元,毛利率27.7%。
可以看到中芯国际的营收是华虹的2倍以上,但是毛利率却低于华虹,原因在于中芯持续投入到先进制程的研发和建造,研发费用率和资本开支都远大于华虹,而华虹所在的低端市场,变化较小,而且巨头们都把重心放在抢夺高端市场上,反而给了华虹生存空间,加上低端市场的产能投入、设备折旧等都已经大致完成,所以华虹的盈利能力处于相对高的水平。
即使在行业低迷的背景下,华虹半导体产线仍然满载。华虹半导体总裁唐均君曾对其Q2业绩评论道:“截至第二季度末,公司折合8英寸月产能增加到了34.7万片。得益于公司在多元化特色工艺平台上的技术水准和业务规模的优势,公司的四条生产线保持满载运营。”
华虹的缺点
在华虹半导体2022年全年的业绩报告中可以看到,在工艺节点营收构成上,华虹半导体主要集中在55nm以下的成熟工艺代工。其中≥0.35微米的工艺为华虹半导体最大的营收贡献来源,占比高达39.1%;而55nm及65nm则是公司2022财年增长最快的技术节点,同比增长高达125%。
可以看到,华虹的特长点不属于台积电的先进制程也躲过了28nm的争夺,这也是为何台积电、中芯国际尽管在制程工艺方面跑在了前面,但是像华虹这类处于“第三梯队”的企业仍有生存空间的原因。不过,随着时间推移,更为先进制程的芯片有可能迅速替代当下华虹量产55nm的芯片 ,这也是华虹所面临的风险。另外华虹的市占规模过小 也是限制其发展的因素之一。
07
高塔半导体
高塔半导体的优势和劣势
高塔半导体是以色列的晶圆代工企业,在最新的全球晶圆代工市场排名第七。
高塔半导体的规模不大,但在特种工艺上处于领先地位,该公司在模拟芯片代工领域排名第一 ,其射频和高性能模拟电路领域技术可支持众多消费类、工业设施级和汽车电子应用的高速、低功耗产品。由于其特殊的能力及其在中国业务的布局,得到美国芯片巨头英特尔的青睐。
有分析人士指出,尽管高塔半导体在代工领域的业务面窄且业务规模小 ,但能够弥补英特尔在代工领域所缺乏的专业知识和客户。据悉,高塔半导体正在为博通等大客户代工生产芯片。不过就在今年的8月份英特尔突然宣布,终止对高塔半导体公司的收购交易,原因是无法及时获得合并协议所要求的监管批准。
08
力积电
力积电聚焦于成熟制程,大约在90到40nm制程之间。可以看到,从制程来看,力积电不敌台积电与联电,那么它究竟如何实现高速增长并坐到了中国台湾半导体第三的宝座?
力积电的优势与劣势
力积电的主营业务包括DRAM、Flash和晶圆代工是中国台湾产能最大的存储器芯片制造公司 。它与联电相似是“追求市场占有率,而非最先进技术”的半导体公司之一。尽管在芯片制程上落后于台积电和联电一大截,但力积电董事长黄崇仁还是通过技术上的积累为力积电找到了突破口。
其一便是逻辑与DRAM晶元堆叠技术3D WoW(3D Wafer on Wafer)。力积电与爱普合作研发,通过将台积电生产的55nm CPU和自家38nm DRAM经爱普公司异质整合之后,实现了远超先进制程的效能与速度,相比英伟达16nm处理器多出9倍效能的速度,相比AMD 7nm芯片还多出6倍运算速度,但却比先进制程芯片价格更低。
其二,力积电还有一个降低成本占领市场的武器,那便是利用铝制程来做芯片。相较于其他晶圆代工厂利用铜制程来制作芯片,铝制程晶圆片的成本进一步降低,这也是力积电占领市场,提升毛利率的关键。
力积电与高塔半导体有一些类似的境遇,单一的业务面将导致公司承受风险的能力没那么强 。众所周知,存储市场本就是受半导体周期性波动影响较大的领域,倘若遇上存储冷季,力积电的营收情况就会急速下滑。比如在过去一周年里存储市场一蹶不振,力积电2023年Q2营收为新台币110.09亿元,环比下降3.85%,同比暴跌49.57%,主业营业亏损6600万新台币,毛利率续降至16.81%,创历年新低。此外,其产能利用率也一路下滑至今年的60%。
09
世界先进
世界先进的优势和劣势
世界先进成立于1994年,最开始做的是存储器,2000年的时候改做逻辑产品的国际代工。世界先进的最大投资人是中国台湾的台积电。台积电不仅是世界先进的创始股东,最大单一股东,持有世界先进28%的股权,也是世界先进最主要的技术来源。同时,台积电也是世界先进最大的客户 。
据悉,由于台积电外包给世界先进的产品非常的分散和多元,所以不管是淡季还是旺季,这种外包产品占世界先进的营收比例都稳定保持在20%-25%之间。
如今,世界先进以特色工艺代工为主 ,主要负责逻辑半导体、嵌入式存储器等的晶圆代工。作为八英寸晶圆代工龙头,上半年的景气过热给世界先进的业务带来很大的提振作用。
世界先进与高塔半导体和力积电存在共性,即市场规模有限且业务类型较为局限 ,这也是多数中型晶圆代工公司受到局限的主要原因。
10
晶合集成
晶合集成的优势与劣势
晶合集成成立于2015年,是安徽省首家投资过百亿的12英寸晶圆代工企业,目前已实现150nm~90nm制程节点的12英寸晶圆代工平台的量产,正在进行55nm制程技术平台的风险量产。
晶合集成的代工产品被广泛应用于液晶面板、手机、消费电子等领域。2022年,晶合集成实现在液晶面板驱动芯片代工领域全球市占第一 ,月产能以倍增之速一举突破10万片;在本土驱动IC 20%的全球市占率中,晶合集成贡献了超八成产能。晶合集成强调,随着国内新能源汽车的市场占有率逐步提升,汽车电子国产化进程持续推进,公司已通过110nm显示驱动芯片代工产品成功进入汽车电子领域。
历年来,晶合集成都在致力于技术创新与工艺研发,不过作为行业内的后入局者,它也存在着诸多不足。
从晶合集成的招股说明书中可以看出,晶合集成营收主要来源于联咏科技、集创北方、奇景光电、奕力科技、捷达微电子等客户,营收占比甚至一度超过90%,依赖度过高。此外,这些客户同时也是晶合集成第二大股东力晶科技关联企业力积电的客户,而晶圆代工厂力积电在工艺制程与技术演进方面都要优于晶合集成。这就意味着,晶合集成面临着很大的被替代风险 。
另外,晶合集成入局较晚,这也意味着其在投资和技术上已经落后一步 ,自然在业务规模和盈利能力方面有所不足 。
11
晶圆代工行业持续低迷
受全球通货膨胀、消费电子市场持续低迷进一步传导至供应链等影响,去年下半年起,晶圆代工厂商便承压前行。在加速去库存,提高稼动率的目标牵引下,晶圆代工厂商不得不在传统备货旺季(第三季度)释出折扣促销策略,一些激进的厂商甚至降价20%揽客。
其实早在今年1月,三星电子就表示,第一季度难逃产业库存调整压力,晶圆代工业务产能利用率开始下降。随后在今年2月,三星电子公司表示,行业库存调整导致其晶圆代工业务产能利用率下降。当时,业界指出,面对不利局面,三星以价格战抢单,希望借此挽回颓势,争取更多订单填补产能。不止三星,当时,全球晶圆代工厂产能利用率普遍下滑,联电产能利用率由先前满载降至70%左右,还传出有厂商部分产线产能利用率仅剩50%。
在当时行业不景气的大背景下,有报道称,为了刺激合作伙伴使用N3制程工艺,台积电考虑降低这些制程的报价,特别是,台积电的N3E工艺仅使用19层EUV掩模,并且在制造方面具有较低的复杂性,成本更低。台积电可以在不损害盈利能力的情况下降低N3E的报价。不过,台积电N3制程降价消息并未得到证实。
可以看到,晶圆代工行业的低迷期已成为事实。一些观点认为,随着晶圆代工、芯片设计厂商库存不断消化,以及品牌厂商芯片库存持续减少,晶圆代工行业在今年第四季度将开启下一个上升循环;但也有观点认为,今年下半年消费电子市场将继续疲软,明年第一季度又是传统淡季,晶圆代工行业可能需要到明年第二季度才能迎来拐点,但2024年也有可能出现弱复苏的现象,反弹力度较小。
接下来看一下各代工厂和研究机构对这一问题怎么看。
12
代工业拐点何时到来?
具体下沉至厂家,不同的厂商有不同的观点。
台积电认为,预计半导体行业在2023下半年逐步复苏,下半年业务将比上半年强劲。
联电表示,下半年还没看到明显强劲复苏的迹象,并且因为成熟制程占其营收比例较高,所以衰退幅度会更高,降幅约为11%-13%。
格芯CEO Thomas Caulfield认为半导体库存的下降速度比之前预期的慢,供需回归至平衡最早也要到今年第二季度,尤其是在智能移动设备、通信基础设施和数据等市场中心,以及一般的消费和家用电子市场的低端。其预计第一季度收入将是公司2023年季度收入的低点,全年将实现季度营收的温和环比增长。
力积电总经理谢再居则表示,本季营收将较首季持平或小幅下滑3%至5%,预期营运有望在上半年落底。
世界先进则预计大部分客户的库存修正将在上半年结束,因此对第三季度的业绩依然持谨慎与乐观的态度,但仍有一些可能延伸至第三季度。
再看一些研究机构的看法:
DIGITIMES Research最新报告显示,全球代工行业的综合收入预计将在2024年恢复增长,芯片需求仍受到消费电子行业不确定性的影响,报告涵盖了代工行业的最新部署、下一代节点和技术路线图以及产能扩张和收入数据。
TrendForce集邦咨询预期在2023年Q2后,多数零部件库存回到较为健康的水位,并因下半年预期旺季开始进行库存回补时,晶圆厂将不需再经由降价刺激需求。“一般来说,晶圆厂产能利用率在85%以上都属于健康水平。”
IDC预期2023年全球晶圆代工市场规模将小幅衰退6.5%。然而,相较整体半导体供应链,晶圆代工业跌幅较轻,预期2024年整体产业有望重回正轨。
群智咨询(Sigmaintell)预测,晶圆厂长期降价、实施价格战的可能性不大,伴随2023年Q4终端传统需求旺季到来, 晶圆代工厂将有望在Q3迎来订单恢复性增长 ,届时部分晶圆厂为与客户新增长约,有可能再给予有限幅度价格优惠,整体价格水平将趋于稳定。
据了解,此次产能增长的主要驱动力来自于 5G、AI、物联网等新兴技术的发展。这些技术对于高性能计算和数据处理的需求越来越高,从而带动了晶圆代工产业的增长。此外,新能源汽车市场的快速发展也为晶圆代工产业带来了新的增长点。从地区来看,中国大陆、台湾地区和韩国将成为未来几年晶圆代工产能增长的主要地区。其中,中国大陆凭借政策扶持、产业链完整等优势,已经成为全球最大的晶圆代工市场。预计到 2024 年,中国大陆的晶圆代工产能将占据全球市场份额的约 30%。
半导体产业深度报告:制造业巅峰,晶圆代工赛道持续繁荣
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。1、 晶圆代工行业持续增长,行业呈现寡头集中
台积电开启晶圆代工时代,成为集成电路中最为重要的一个环节。 1987 年,台积电的成立开启了 晶圆代工时代,尤其在得到了英特尔的认证以后,晶圆代工被更多的半导体厂商所接受。晶圆代工 打破了 IDM 单一模式,成就了晶圆代工+IC 设计模式。目前,半导体行业垂直分工成为了主流, 新进入者大多数拥抱 fabless 模式,部分 IDM 厂商也在逐渐走向 fabless 或者 fablite 模式。
全球晶圆代工市场一直呈现快速增长,未来有望持续 。晶圆代工+IC 设计成为行业趋势以后,受益 互联网、移动互联网时代产品的强劲需求,整个行业一直保持快速增长,以台积电为例,其营业收 入从 1991 年的 1.7 亿美元增长到 2019 年的 346 亿美元,1991-2019 年,CAGR 为 21%。2019 年全球晶圆代工市场达到了 627 亿美元,占全球半导体市场约 15%。未来进入物联网时代,在 5G、 人工智能、大数据强劲需求下,晶圆代工行业有望保持持续快速增长。
晶圆代工行业现状:行业呈现寡头集中。 晶圆代工是制造业的颠覆,呈现资金壁垒高、技术难度大、 技术迭代快等特点,也因此导致了行业呈现寡头集中,其中台积电是晶圆代工行业绝对的领导者, 营收占比超过 50%,CR5 约为 90%。
晶圆代工行业资金壁垒高。 晶圆代工厂的资本性支出巨大,并且随着制程的提升,代工厂的资本支 出中枢不断提升。台积电资本支出从 11 年的 443 亿元增长到 19 年的 1094 亿元,CAGR 为 12%。 中芯国际资本性支出从 11 年的 30 亿元增长到了 19 年的 131 亿元,CAGR 为 20%,并且随着 14 nm 及 N+1 制程的推进,公司将显著增加 2020 年资本性支出,计划为 455 亿元。巨额投资将众多 追赶者挡在门外,新进入者难度极大。
随着制程提升,晶圆代工难度显著提升。 随着代工制程的提升,晶体管工艺、光刻、沉积、刻蚀、 检测、封装等技术需要全面创新,以此来支撑芯片性能天花板获得突破。
晶体管工艺持续创新。 传统的晶体管工艺为 bulk Si,也称为体硅平面结构(Planar FET)。 随着 MOS 管的尺寸不断的变小,即沟道的不断变小,会出现各种问题,如栅极漏电、泄漏功 率大等诸多问题,原先的结构开始力不从心,因此改进型的 SOI MOS 出现,与传统 MOS 结 构主要区别在于:SOI 器件具有掩埋氧化层,通常为 SiO2,其将基体与衬底隔离。由于氧化 层的存在,消除了远离栅极的泄漏路径,这可以降低功耗。随着制程持续提升,常规的二氧 化硅氧化层厚度变得极薄,例如在 65nm 工艺的晶体管中的二氧化硅层已经缩小仅有 5 个氧 原子的厚度了。二氧化硅层很难再进一步缩小了,否则产生的漏电流会让晶体管无法正常工 作。因此在 28nm 工艺中,高介电常数(K)的介电材料被引入代替了二氧化硅氧化层(又称 HKMG 技术)。随着设备尺寸的缩小,在较低的技术节点,例如 22nm 的,短沟道效应开始 变得更明显,降低了器件的性能。为了克服这个问题,FinFET 就此横空出世。FinFET 结构 结构提供了改进的电气控制的通道传导,能降低漏电流并克服一些短沟道效应。目前先进制 程都是采用 FinFET 结构。
制程提升,需要更精细的芯片,光刻机性能持续提升。 负责“雕刻”电路图案的核心制造设备是光刻机,它是芯片制造阶段最核心的设备之一,光刻机的精度决定了制程的精度。第四 代深紫外光刻机分为步进扫描投影光刻机和浸没式步进扫描投影光刻机,其中前者能实现最 小 130-65nm 工艺节点芯片的生产,后者能实现最小 45-22nm 工艺节点芯片的生产。通过多 次曝光刻蚀,浸没式步进扫描投影光刻机能实现 22/16/14/10nm 芯片制作。到了 7/5nm 工艺, DUV 光刻机已经较难实现生产,需要更为先进的 EUV 光刻机。EUV 生产难度极大,零部件 高达 10 万多个,全球仅 ASML 一家具备生产能力。目前 EUV 光刻机产量有限而且价格昂 贵,2019 年全年,ASML EUV 销量仅为 26 台,单台 EUV 售价高达 1.2 亿美元。
晶圆代工技术迭代快,利于头部代工厂。 芯片制程进入 90nm 节点以后,技术迭代变快,新的制程 几乎每两到三年就会出现。先进制程不但需要持续的研发投入,也需要持续的巨额资本性支出,而 且新投入的设备折旧很快,以台积电为例,新设备折旧年限为 5 年,5 年以后设备折旧完成,生产 成本会大幅度下降,头部厂商完成折旧以后会迅速降低代工价格,后进入者难以盈利。
2、 摩尔定律延续,先进制程与成熟工艺齐飞
2.1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。
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。
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。
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。
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。
2.2先进制程占比持续提升,成熟工艺市场不断增长
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。
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。
3、 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%。
3.15G 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。
5G 手机信号频段增加,射频前端芯片市场有望持续快速增长。射频前端担任信号的收发工作,包 括低噪放大器、功率放大器、滤波器、双工器、开关等。相较于 4G 频段,5G 的频段增加了中高 频的 Sub-6 频段,以及未来的更高频的毫米波频段。根据 yole 预测,射频前端市场有望从 2018 年 的 149 亿美元,增长到 2023 年的 313 亿美元,CAGR 为 16%。
3.2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。
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。
3.3三大趋势推动汽车半导体价值量提升
传统内燃机主要价值量主要集中在其动力系统。 而随着人们对于汽车出行便捷性、信息化的要求逐 渐提高,汽车逐步走向电动化、智能化、网联化,这将促使微处理器、存储器、功率器件、传感器、 车载摄像头、雷达等更为广泛的用于汽车发动机控制、底盘控制、电池控制、车身控制、导航及车 载娱乐系统中,汽车半导体产品的用量显著增加。
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。
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。
3.4IoT 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。
4、 需求与政策双重驱动,国内晶圆代工迎来良机
4.1 国内 IC 设计企业快速增长,代工需求进一步放量
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%。
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。
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。
4.2政策与融资支持,中国晶圆代工企业迎来良机(略)
5、 投资建议(略)
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。建议关注:国内晶圆代工龙头,突破先进制程瓶颈的中芯国际-U、特色化晶 圆代工与功率半导体 IDM 双翼发展的华润微华润微、坚持特色工艺,盈利能力强的华虹半导体华虹半导体。
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(报告观点属于原作者,仅供参考。作者:东方证券,蒯剑、马天翼)
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