集成电路产业加速发展,国产替代空间广阔

据中商产业研究院数据库显示,2020年1-2月中国集成电路进口量为708.2亿个,同比增长26.2%。出口量为327.2亿个,同比增长13.6%。从金额方面来看,1-2月中国集成电路进口金额为43009百万美元,同比增长5.3%。出口金额为15164.1百万美元,同比增长8.9%。

根据台积电最新公布的营收数据显示,2月,台积电合并营收约为新台币934亿,较上月减少了9.9%,但较去年同期增加了53.4%。台积电累计1至2月营收约为新台币1970亿,较去年同期增加了41.8%,增速为2016年以来的最高值。

集成电路产业加速发展,国产替代空间广阔

《国家集成电路产业发展推进纲要》提出到2020年集成电路全行业销售收入年均增速超过20%,16/14nm制造工艺实现规模量产,并设立国家集成电路产业投资基金。大基金二期此前表示将重点布局关键细分行业,护航产业链安全,壮大骨干企业,推进产业链联动,促进国产替代。

国家部委及多地方也密集出台政策,推动集成电路产业发展。在行业景气回升与政策支撑下,核心半导体设备材料、半导体设计、封测等细分产业链将加速发展。

根据半导体协会统计,2019年我国集成电路产业规模达到7591.3亿元。根据中国产业信息网数据,预计到2020年将达到1.6万亿元。在国产替代进口的大趋势下,我国集成电路产业规模增速明显高于市场规模增速,但是仍存在缺口,国产替代还有广阔的空间。

集成电路产业加速发展,国产替代空间广阔

集成电路设计是一切的基础和关键,系根据终端市场的需求设计开发各类芯片产品,集成电路设计水平的高低决定了芯片的功能、性能及成本。近年来,我国的集成电路产业规模持续扩大,其中设计产业的占比不断上升,近7年复合增长率为25.7%,核心地位逐渐稳固。

根据中国产业信息网数据,预计到2020年,IC设计产根据中国产业信息网数据,预计到2020年,IC设计产业规模将达到3546.1亿,占比提升为39.35%。业规模将达到3546.1亿,占比提升为39.35%。

根据集成电路设计企业是否自建晶圆、封装及测试生产线,集成电路设计企业主要可分为IDM模式和Fabless模式。IDM模式即一家公司能够独立完成设计、制造、封装测试等各个环节,例如英特尔、美光、TI等。

集成电路设计行业中少数巨头企业占据了主导地位,其中美国IC设计行业仍处于领先地位。2018全球Fabless芯片设计公司前十名公司中,美国占据6家(Qualcomm、Broadcom、AMD、Marvell、Media Tek、Nvidia),中国大陆只有海思,中国台湾有3家。

全球前十大芯片设计公司总营收规模达到810亿美元,同比增长12%。其 中 博 通 同 比 增 长15.6%,以217.54亿美元营收居首;高通同比下降了4.4%,以164.50亿美元继续位居第二。

2018年美国在全球芯片设计领域拥有68%的市场占有率,居世界第一;中国台湾地区市场占有率约16%,居全球第二;中国大陆则拥有13%的市场占有率,位居世界第三。全球其他地区的份额仅占3%!

2019年全球Fabless半导体代工需求为1260亿美元,同比增长13.5%,其中中国市场需求为280亿美元,同比增长21.7%。IDM厂商产能不足的时候外找代工厂,一些系统厂商自己做芯片,例如汇川(变频器)、合肥阳光(电源)、英威腾(变频器),这些终端系统商为了成本,保证供应链,自己设计芯片交给代工厂制造。

集成电路产业加速发展,国产替代空间广阔

半导体材料按生产流程可分为芯片制造材料和封装材料两大类,芯片制造材料包括硅片、光刻胶、掩膜板、光刻辅助试剂、化学品、电子气体、靶材、抛光液及抛光垫等,封装材料包括框架、基板、陶瓷封装体、包封树脂、键合丝、装片材料等。随着半导体下游应用扩大,上游材料销售额也随之提升。

2016-2018年全球半导体行业处于高景气周期,根据SEMI统计,2018年全球半导体材料销售额为519亿美元,同比增长10.7%,其中半导体制造材料市场规模322亿美元,封装材料市场规模197亿美元。

硅材料是最重要的半导体制造材料。2019年,随着半导体行业整体景气度下滑,硅片出货量也出现同比下滑,预计2020年将会有5G手机换机高峰带动整个行业的高景气度发展,除此之外,物联网、汽车电子也会刺激IC设计公司新产品的放量,从而从需求端刺激硅片投资加速,随着行业景气度回暖,硅片市场规模有望触底回升,刻蚀用硅材料与硅片具备一定配比关系,也将带动刻蚀用硅材料需求回温。

大尺寸硅片为未来主流趋势。半导体行业发展迅速,先进制程不断研发成功,具体表现为芯片线宽不断缩小,硅片尺寸不断扩大。芯片线宽已经从65nm逐步发展到45nm、28nm、14nm,并实现了7nm先进制程的技术水平,同时由于硅片的大小能对集成电路的性能和效率产生较大影响,因此硅片也沿着大尺寸的趋势发展。硅片已经从4英寸、6英寸、8英寸发展到12英寸,未来向18英寸突破,技术的不断进步带动新材料需求增长。

集成电路产业加速发展,国产替代空间广阔

集成电路设备是寡头垄断的高壁垒行业,包括前道制造设备与后道封测设备。前道集成电路制造设备可进一步细分为晶圆制造设备与晶圆加工设备。其中,晶圆制造设备采购方为硅片工厂,用于生产镜面晶圆;晶圆加工设备采购方为晶圆代工厂/IDM,以镜面晶圆为基材实现对于带有芯片晶圆的制造;后道检测设备采购方为专业的封测工厂,并最终形成各类芯片产品。

基于SEMI的统计数据,2018年全球晶圆加工设备总规模为521.5亿美元,占设备投资总额约81%,其中,刻蚀设备、光刻设备、薄膜沉积设备为前道工序三大核心设备;测试设备总规模为56.32亿美元,占比约9%;封装设备总规模为40.13亿美元,占比约6%;其他前道设备(硅片制造)总规模为26.93亿美元,占比约4%。

集成电路晶圆制造设备部分供应商:

直拉/区熔单晶炉:晶盛机电、南京晶能、京运通、华盛天龙、上海汉虹、理工晶科、中国电科二所、北方华创等;切割机、滚圆机、截断机:中电科45所;度仪、颗粒检测仪、硅片分选仪:华峰测控、长川科技等;清洗设备:盛美半导体、北方华创等;海外供应商有日本SCREEN、日本东京电子、美国Lam Research等;硅刻蚀设备:北方华创;海外主要供应商为德国RENA。

内资供应商在太阳能单晶炉领域已具备完全竞争力,其中,综合实力居前企业包括晶盛机电、南京晶能等。另一方面,国内集成电路领域能够供应12英寸单晶炉的供应商目前数量尚小。

集成电路晶圆加工设备呈现典型的寡头垄断格局,总体来看,行业前十大设备供应商市场占有率逾80%。光刻机市场尤为典型,荷兰ASML基本实现了对于全球高端光刻机市场的垄断。

我国集成电路晶圆加工设备行业仍处于发展初步阶段的高速发展期,呈现较为明显的地域集聚性,供应商主要集中于北京、上海、辽宁等城市。目前,国内集成电路12英寸、28纳米制程主要设备已成功进入量产线,具体包括薄膜沉积设备、CMP抛光设备、刻蚀机、清洗设备、离子注入机等,其中,刻蚀机已具备一定的国际竞争力。

集成电路产业加速发展,国产替代空间广阔

从集成电路三大环节看,最“卡脖子”的是制造。集成电路制造技术含量高,资本投入大。目前以台湾、美国、韩国企业处于领先地位。半导体制造是目前中国大陆半导体发展的最大瓶颈,国内龙头目前落后世界领先水平工艺一代,大约5年时间。

高端CPU、GPU、FPGA等芯片用7nm及以下的工艺,低端芯片现在也逐渐从成熟工艺转向先进工艺,所以,先进工艺是大陆半导体必须首先突破的“卡脖子”工程、是短板。

全球半导体硅片市场主要集中在几家大企业,行业集中度高,技术壁垒较高。2018前5大硅片厂商合计95%市场份额,行业前五名企业的市场份额分别为:日本信越化学市场份额28%,日本SUMCO市场份额25%,德国Siltronic市场份额14%,中国台湾环球晶圆市场份额为14%,韩国SKSiltron市场份额占比为11%,法国Soitec为4%。

2019年Q3全球十大晶圆厂排名为:台积电、三星、格罗方德、联电、中芯国际、高塔、华虹、世界先进、力晶、东部高科。国内代工龙头中芯国际排名第五,市场占有率4.4%。中芯国际是中国大陆先进工艺的龙头、华虹半导体是特色工艺龙头。

集成电路产业加速发展,国产替代空间广阔

集成电路测试业在整个产业链中处于服务的位置,贯穿在集成电路设计、芯片制造、封装以及集成电路应用的全过程,测试是集成电路产业链中重要的一环。近年来国内集成电路行业蓬勃发展,根据半导体协会统计,2019年我国集成电路产业规模达到7591.3亿元,其中封装测试产业市场规模达到2494.5亿元。

封测行业在过去十多年中,因成本比较高,主要靠量推动发展,并是过去我国半导体产业4大推动力中产值最高的一块,目前国内封测领域已经处于世界第一梯队。

集成电路封装测试包括封装和测试两个环节,封装是保护芯片免受物理、化学等环境因素造成的损伤,增强芯片的散热性能,实现电气连接,确保电路正常工作;测试主要是对芯片产品的功能、性能测试等,将功能、性能不符合要求的产品筛选出来。

摩尔定律及先进制程一直在推动半导体行业的发展,封装行业也需要新的技术来支持新的封装需求,如高性能2.5D/3D封装技术、晶圆级封装技术、高密度SiP系统级封装技术、高速5G通讯技术以及内存封装技术等,这些将会成为接下来封装行业跟进产业潮流的主流技术及方向。

根据Yole最新预测,从2018-2024年,整个半导体封装市场的营收将以5%的复合年增长率(CAGR)增长,而先进封装市场将以8.2%的复合年增长率增长,市场规模到2024年将增长至436亿美元。另一方面,传统封装市场的复合年增长率仅为2.4%。

据SEMI报告预测,到2020年,全球新建晶圆厂投资总额将达500亿美元。随着大批新建晶圆厂产能的释放,带来更多的半导体封测的新增需求,引领我国半导体封测产业的复苏。

从台积电月度数据来看,台积电营收保持快速增长趋势,主要得益于公司先进制程工艺的营收占比提升以及产能利用率的提高。同时从中芯国际、华虹半导体的产能利用率来看,两大代工厂的产能利用率都有了明显提升,主要由于5G新应用带来的需求好转,代工厂的营收及产能利用率的提升将带动其下游封测厂商发展。

我国集成电路起步较晚,但发展速度明显快于全球水平,整体呈现蓬勃发展态势。从下游应用来看,计算机、网络通信和消费电子仍是我国集成电路最主要市场,合计占整体市场比重超过80%。

集成电路产业加速发展,国产替代空间广阔

全球半导体产业发展总体上可以划分为三个时代:1960s-1980s计算机时代,随着技术的发展,摩尔定律得到快速验证,使得计算机尺寸缩小,并能够广泛普及;1990s-2010s移动时代,笔记本电脑、智能手机等消费电子的大面积推广,使半导体工业进入了新的移动时代;2010s以后将进入数据时代,智能化是未来产业发展的方向。

集成电路行业属于国家鼓励发展的高技术产业和战略性新兴产业,受到国家政策的大力扶持。中国政府大力主导推动整体产业发展,先后颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》、《集成电路产业“十三五”发展规划》、《关于集成电路生产企业有关企业所得税政策问题的通知》等政策。

半导体产业是涉及多方面的,所有环节在短期全部国产化是不可能的,国产化的第一步是先摆脱“卡脖子”,然后才是全方位国产化。

根据全球半导体贸易统计组织(WSTS)数据,半导体销售额从1999年的1494亿美元增长至2018年的4688亿美元。2020年随着下游新应用的产生,包括存储、面板显示、传感器等子板块景气度回升,新兴行业应用的发展将带来对半导体行业带来前所未有的新空间,全球半导体产业有望迎来新一轮的景气周期。

看深度行业研报,就到乐晴智库:www.767stock.com


分享到:


相關文章: