半导体产业链系列研究之十一：为什么半导体是一波大行情.pdf

请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 海外市场研究 Page 1 证券研究报告海外市场研究 港股/电子元器件 Table_IndustryInfo 半导体产业链系列研究之十一 2020年02月20日 Table_BaseInfo 一年该行业与恒生指数、标普500、纳指走势比较 相关研究报告： 半导体专题研究十：半导体制造五大难点2020-02-12 半导体专题九：国内功率半导体产业投资宝典 2020-02-10 半导体专题研究系列八：正在崛起的中国半导体设备 2020-02-10 半导体专题研究三：半导体制造产业链梳理 2020-02-07 半导体研究专题二：从国家战略角度看半导体制造目标做大做强 2019-12-09 半导体研究专题一：从三个维度看芯片设计 2019-10-30 证券分析师：王学恒 电话： 010-88005382 E-MAIL： wangxuehguosen 证券投资咨询执业资格证书编码：S0980514030002 证券分析师：何立中 电话： 010-88005322 E-MAIL： helzguosen 证券投资咨询执业资格证书编码：S0980516110003 证券分析师：欧阳仕华 电话： 0755-81981821 E-MAIL： ouyangsh1guosen 证券投资咨询执业资格证书编码：S0980517080002 证券分析师：唐泓翼 电话： 021-60875135 E-MAIL： tanghyguosen 证券投资咨询执业资格证书编码：S0980516080001 独立性声明： 作者保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于本人的职业理解，通过合理判断并得出结论，力求客观、公正，其结论不受其它任何第三方的授意、影响，特此声明。 Table_Title 海外市场专题 为什么半导体是一波大行情 10倍空间 国内半导体市场还有 10倍以上空间。 2018年中国集成电路设计产业收入中只有 1763亿元（251亿美元）销售给国内，而2018年中国集成电路进口额 3121亿美元，是国内自给的12.3倍。假如国内芯片设计公司的供给，能替代巨额进口的需求，那么国内芯片设计公司的市场还有超过 10倍的空间。 GDP的 3.2%半导体全部国产化，可增加GDP约3.2% 2019年中国集成电路进口 3055亿美元，远超原油进口2387亿美元。过去10年集成电路进口额扩大 2.4倍，原油进口额扩大 1.8倍。 半导体全部国产化能使 GDP总额增加3.2%。 01突破半导体制造是目前中国大陆半导体“卡脖子”环节 半导体制造是目前中国大陆半导体发展的最大瓶颈。电脑 CPU、手机SOC/基带等高端芯片，国内已经有替代，虽然性能与国际巨头产品有差距，但是至少可以“将就着用”。而半导体制造是处于“01”的突破过程中。假如海外半导体代工厂不给中国大陆设计公司代工，那么中国的半导体产业将会受到很严重影响。 “卡脖子”的半导体制造短板，是稀缺资源，投资价值最大 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。从产业链角度看，半导体制造是我们的“短板”、是稀缺资源；从投资角度看，越是短板、越是稀缺资源，越有投资价值。 产业属性决定，现在的龙头也是未来的龙头 虽然中芯国际、华虹半导体落后全球龙头，但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。半导体制造是大投入、长期积累的产业，成立 20年的中芯国际、成立 15年的华虹半导体已经在先进工艺和特色工艺领域有巨额资本投入和大量经验积累，中国大陆的半导体制造崛起肯定得指望这两家公司。 投资建议 我们认为，市场对芯片设计、半导体设备的认识已经很充分。而对半导体制造环节认识不够。同时，再加上半导体制造领域研究的高壁垒，导致资本市场对半导体制造是被动型忽视的。2020年是半导体制造的大年，我们继续推荐港股两大制造龙头：中芯国际、华虹半导体。 投资风险 第一，重资产行业折旧影响利润。 第二，资本开支大，影响现金流。 第三，全球半导体代工领先者与国内代工厂的竞争。 第四，贸易战加剧，导致国内代工厂无法购买设备。 -30.00-10.0010.0030.0019/2 19/5 19/8 19/11恒生指数 纳斯达克指数请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 2 投资摘要 本篇报告不同于一般的行业专题，我们从宏观、长期的，分析半导体产业在中国大陆的发展空间及现状，同时也解释了为什么现在二级市场的热度很高的半导体行情。 关键结论 一、 半导体是国民经济之重。2019年中国集成电路进口额 3055亿美元，原油进口额 2387亿美元。过去 10年集成电路进口额扩大 2.4倍，原油进口额扩大1.8倍。 二、 半导体全部国产化能使GDP总额增加3.2%。2019年集成电路进口额3055亿美元，占2019年中国GDP 99万亿人民币的2.2%，简单假设，假设进口的 3055 亿美元的集成电路都能够自给，可以增加 GDP 大约 2.2%。另外，假如3055亿美元的集成电路全部国产化，一次性投资之后，每年新增原有投资20%，那么每年可以新增 GDP约1%，一共增加 3.2%。 三、 半导体制造是目前中国大陆半导体发展的最大瓶颈。电脑 CPU、手机SOC/基带等高端芯片，国内已经有替代，虽然性能与国际巨头产品有差距，但是至少可以“将就着用”。而半导体制造是处于“01”的突破过程中。 四、 国内半导体市场还有 10倍以上空间。2018年中国集成电路设计产业收入中只有1763亿元（251亿美元）销售给国内，而 2018年中国集成电路进口额3121亿美元，是国内自给的 12.3倍。假如国内芯片设计公司的供给，能替代巨额进口的需求，那么国内芯片设计公司的市场还有超过 10倍的空间。 五、 “卡脖子”的短板价值最大。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。虽然中芯国际、华虹半导体落后全球龙头，但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。半导体制造是大投入、长期积累的产业，成立 20 年的中芯国际、成立 15 年的华虹半导体已经在先进工艺和特色工艺领域有巨额资本投入和大量经验积累，中国大陆的半导体制造崛起肯定得指望这两家公司。 所以，从以上角度看，越是我们的“短板”，越有投资价值。 六、 2020年是半导体制造的大年，我们继续推荐中芯国际、华虹半导体。 七、 附录： 中芯国际深度报告：中芯国际-00981.HK-深度报告：半导体代工龙头，看好先进制程20190916 华虹半导体深度报告：华虹半导体-01347.HK-后摩尔时代迎接汽车半导体红利201810 rOtMoRuXoWnY7NcM9PpNqQpNrRiNoOoMlOsQnM6MnNoRNZrNpQNZtPpO请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 3 内容目录 半导体是国民经济之重. 5 集成电路进口额远超原油 . 5 半导体全部国产化能使GDP总额增加3.2% . 5 与GDP相关性越来越高 . 6 国内需求旺盛增速超GDP . 6 国内半导体市场还有 10倍以上空间 . 7 芯片进口是国内供给的10倍 . 7 关键芯片空间更大 . 8 中国市场占比超过三分之一 . 9 代工增速超半导体行业整体增速 . 9 芯片设计供给受制于美国 . 11 美国主导芯片供应 .11 行业前十主要在美国 . 13 芯片制造高度垄断 . 13 制造是半导体产业的重点 . 13 五大硅片厂垄断市场 . 14 全球代工被台积电垄断 . 14 “卡脖子”的短板，投资价值最大 . 15 半导体制造五大难点 . 15 制造是最急于突破的环节 . 19 制造是中国大陆核心科技资产 . 21 投资建议 . 21 中芯国际（0981.hk）：半导体代工龙头，看好先进制程 . 21 华虹半导体（1347.hk）：公司专注特色工艺，收入增速强于全球市场 . 24 行业投资风险 . 24 国信证券投资评级 . 25 分析师承诺 . 25 风险提示 . 25 证券投资咨询业务的说明 . 26 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 4 图表目录 图1：集成电路进口额 VS原油. 5 图2：2019年全国GDP总额 . 5 图3：2019集成电路进口额与GDP（万亿美元） . 5 图4：全球半导体市场增速与GDP增速相关性高 . 6 图5：全球GDP与半导体市场增速相关性越来越高 . 6 图6：国内集成电路销售额增速大于与 GDP增速 . 7 图7：2018年 A股26家集成电路设计上市公司出口占比（海外收入） . 7 图8：我国集成电路自给率 . 8 图9：2019全球集成电路销售分布 . 9 图10：2019全球集成电路销售分布 . 9 图11：后摩尔时代半导体工艺发展方向 . 10 图12：中国大陆半导体代工厂市场规模（亿美元） . 10 图13：全球Fabless代工需求（亿美元） . 10 图14：中国大陆Fabless代工需求（亿美元） . 10 图15：2010年半导体代工厂客户构成 . 11 图16：2017年半导体代工厂客户构成 . 11 图17：中国大陆半导体代工厂市场规模（亿美元） . 11 图18：IC设计公司分类 . 12 图19：2018年IDM模式IC设计公司份额. 12 图20：2018年fabless模式IC设计公司份额 . 12 图21：2018年全球IC公司市场份额（按照公司总部所在地划分） . 13 图22：一般情况半导体产业链划分 . 14 图23：2018前5大硅片厂商 . 14 图24：全球前十大晶圆代工市占率 2019Q3 . 15 图25：半导体产业涉及领域 . 15 图26：半导体制造五大难点 . 16 图27：集成电路关键尺寸（nm） . 17 图28：晶体管关键尺寸（线宽，注意，此处线宽指栅长） . 17 图29：CMOS工艺流程中的主要步骤 . 18 图30：单点技术类似单人游戏 . 18 图31：集成技术类似11 人足球. 18 图32：半导体产业链 . 20 图33：半导体制造的“卡脖子” . 20 图34：半导体制造的“卡脖子” . 21 表1：半导体代工厂投资与收入 . 6 表2：公司海外收入占比 . 8 表3：2018年全球fabless芯片设计前十名. 13 表4：集成电路晶体管个数发展趋势 . 16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 5 半导体是国民经济之重 集成电路进口额远超原油 2019 年中国集成电路进口额 3055 亿美元，原油进口额 2387 亿美元，并且集成电路进口额还在持续增长。 过去10年集成电路进口额扩大 2.4倍，原油进口额扩大 1.8倍。 过去5年集成电路进口额扩大 1.4倍，原油进口额扩大1.05倍。 图1：集成电路进口额 VS原油 资料来源: 海关总署，国证券经济研究所整理 半导体全部国产化能使GDP总额增加3.2% 2019年集成电路进口额3055亿美元，占2019年中国 GDP 99万亿人民币的2.2%，简单假设，假设进口的 3055 亿美元的集成电路都能够自给，可以增加GDP大约2.2%。 图2：2019年全国GDP总额 图3：2019集成电路进口额与GDP（万亿美元） 资料来源：国家统计局，国信证券经济研究所整理 资料来源：国家统计局，海关总署，国信证券经济研究所整理 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 6 按照 GDP 计算公式，GDP=消费+投资+政府购买+净出口，产出 3055 亿美元的最终产品，还会拉动投资，也会增加GDP。 我们参考全球主流五家半导体代工厂的投资与收入比例，即：每一美元的芯片销售额会拉动多少美元的半导体资产投资。每一美元的晶圆销售收入需要 2.4美元的投资。 注：此处我们做简化，从代工厂出来的集成电路产品默认为是芯片设计公司的最终销售，不考虑封装、测试。 表1：半导体代工厂投资与收入 总资产（亿美元） 2019收入（亿美元） 投资/收入 0981.HK 中芯国际 164 34 4.9 1347.HK 华虹半导体 36 10 3.6 2303 联电 120 49 2.4 5347O 世界 13 9 1.4 TSM.N 台积电 757 358 2.1 合计 1,091 460 2.4 资料来源:wind，国信证券经济研究所整理 考虑投资对GDP贡献： 假如 3055 亿美元的集成电路全部国产化，会一次性带来因投资固定资产而新增5.2%的GDP增量（2.4*2.2%）。 假如 3055 亿美元的集成电路全部国产化，一次性投资之后，每年新增原有投资20%，那么每年可以新增GDP约1%（20%*2.4*2.2%）。 综合考虑集成电路销售和投资，全部国产化之后，会每年新增 GDP为3.2%（销售的2.2%+投资1%）。 与GDP相关性越来越高 自从 1947 年贝尔实验室的第一个晶体管发明以来，全球半导体产业整体已经进入成熟稳定阶段。美国、日本韩国、欧洲的半导体产业发展远早于国内，另外，半导体是信息技术的基础，终端用户是计算机汽车通信，与宏观经济相关性较高，所以，从全球范围看，半导体行业的增速和GDP相关性高是合理的。 图4：全球半导体市场增速与GDP增速相关性高 图5：全球GDP与半导体市场增速相关性越来越高 资料来源：wind，贸易统计组织，国信证券经济研究所整理 资料来源：wind，国信证券经济研究所整理 国内需求旺盛增速超GDP 我国集成电路需求旺盛，增速超过 GDP增速，设计、制造环节还有很大提升空间。特别是从2014年开始半导体行业增速一直在 GDP增速之上。 国内的市场空间是信息技术增长的潜力，已经到来的人工智能、5G、物联网终请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 7 端将会继续带动国内半导体销售增速超过 GDP 增速。特别是中美贸易战之后，国家层面对半导体的重视程度提高，国内的半导体产业会享受一些政策红利，单个产业的发展速度超过全国GDP增速是理所当然的。 图6：国内集成电路销售额增速大于与GDP增速 资料来源: wind，贸易统计组织，国信证券经济研究所整理 国内半导体市场还有10倍以上空间 芯片进口是国内供给的10倍 2019 年全国进口集成电路 3055 亿美元，而 2018 年中国集成电路设计产业收入只有2519亿元人民币（含出口）。按照申万一级行业目录中的电子行业半导体集成电路，此分类中的 26 家集成电路设计公司为样本，26 家集成电路公司的2018年合计海外收入占比为 40.4%。 图7：2018年 A股26家集成电路设计上市公司出口占比（海外收入） 资料来源: wind，国信证券经济研究所整理 27267201002003004005006007008002018海外收入（亿元） 2018收入（亿元）国内集成电路设计企业海外收入占比40.4%请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 8 上述26家上市集成电路设计企业出口比例40.4%，我们假设全部中国集成电路设计企业的出口比例为30%，内销为70%。 按照上述出口比例，2018年中国集成电路设计产业收入中只有1763亿元（251亿美元）销售给国内，而 2018年中国集成电路进口额 3121亿美元，是国内自给的12.3倍。 所以，我们可以得出结论，假如国内芯片设计公司的供给，能替代巨额进口的需求，那么国内芯片设计公司的市场还有超过10倍的空间。 图8：我国集成电路自给率 资料来源: wind，国家统计局，国信证券经济研究所整理 关键芯片空间更大 具体到核心芯片领域，国产自给率更低，甚至为零。 表2：公司海外收入占比 系统 设备 核心集成电路 国产芯片占有率 计算机系统 服务器 MPU 0% 个人电脑 MPU 0% 工业应用 MCU 2% 通用电子设备 可编程逻辑设备 FPGA/EPLD 0% 数字信号处理设备 DSP 0% 通信设备 移动通信终端 Application Processor 18% Communication Processor 22% Embeded MPU 0% DRAM 0% 核心网络设备 NPU 15% 内存设备 半导体存储器 DRAM 0% NAND FLASH 0% NOR FLASH 5% Image Processor 5% 显示及视频系统 高清电视/智能电视 Display Processor 5% Display Driver 0% 资料来源：电子工程世界，国信证券经济研究所整理 自给7%进口93%请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 9 中国市场占比超过三分之一 从芯片需求看，亚太地区占60%的市场需求，一是因为日本、韩国、中国大陆、中国台湾地区拥有众多IC下游产业，是全球工厂；二是亚太地区人口众多，电子设备市场需求大。 图9：2019全球集成电路销售分布 资料来源：WSTS，国信证券经济研究所整理 全球半导体销售市场中，中国市场占比逐渐提升，到 2018 年中国市场占全球半导体销售额的33.8%。 随着中国市场占比逐渐提升，中国本土设计企业的市场空间会越来越大。 图10：2019全球集成电路销售分布 资料来源：WSTS，国信证券经济研究所整理 代工增速超半导体行业整体增速 半导体厂商模式分为只有设计无制造的 Fabless 模式和有设计有制造的 IDM。Fabless、IDM、系统厂商都是代工厂的客户。 27.30% 29.40% 31.70% 31.90% 33.80%72.70% 70.60% 68.30% 68.10% 66.20%0%20%40%60%80%100%120%2014 2015 2016 2017 2018中国市场 其它市场请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 10 图11：后摩尔时代半导体工艺发展方向 资料来源: 国信证券经济研究所整理 2019年中国大陆半导体代工市场规模预计在 110亿美元同比增长 14.6%。 图12：中国大陆半导体代工厂市场规模（亿美元） 资料来源: internation business strategies，国信证券经济研究所整理 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%。 图13：全球Fabless代工需求（亿美元） 图14：中国大陆Fabless代工需求（亿美元） 资料来源：internation business strategies，国信证券经济研究所整理 资料来源：internation business strategies，国信证券经济研究所整理 IDM 厂商产能不足的时候外找代工厂，一些 system 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减低0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%20%0204060801001201402013 2014 2015 2016 2017 2018 2019e 2020E中国代工市场（亿美元） yoy0.0%2.0%4.0%6.0%8.0%10.0%12.0%14.0%16.0%0204060801001201401602013 2014 2015 2016 2017 2018 2019e 2020E全球Fablessyoy0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%05101520253035402013 2014 2015 2016 2017 2018 2019e 2020E中国Fablessyoy