国内半导体行业风口来临，产业发展高增速可期.pdf

请务必阅 读正文后的声明及说明 Table_MainInfo Table_Title 证券研究报告 / 行业深度 报告 国内半导体行业风口来临，产业发展高增速可期 报告摘要 ： Table_Summary 全球半导体行业稳定向好，中国市场如火如荼。 综合来看，三因素决定我国半导体行业的高速发展， 1）国内半导体销售占比和增速远高于全球平均水平，半导体市场消费基数维持高位； 2）我国半导体设备支出占比小增速快，设备市场增长空间大； 3）半导体贸易逆差持续维持 1,600 亿美元高位，“进口替代”大势所趋。 国家意志导向， 政 策 +资金双管齐下 促国内 半导体行业发展。 集成电路是当今信息技术产业高速发展的基础和源动力，其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一。近年来一系列的政策出台鼓励国内半导体行业的发展，半导体“大基金”为国内半导体行业发展提供直接支持，一期募集资金1,387 亿元，加上地方政府共募集集成电路基金共计 5,145 亿元，共计 6,532 亿元。国家基金和地方基金的设立，将能有力提高集成电路领域的投资能力，克服单次投资规模大，企业投资能力不足的缺陷，促进集成电路投资的加速发展，从而释放相关设备领域 的需求。 国内承接第三次半导体产能转移，产业链优秀公司持续受益。 当前，在以 iPhoneX 为 风向标的新一代智能手机、物联网和人工智能的发展推动下，半导体产业在我国兴起，伴随而来的是第三次半导体产能转移。 现阶段 我国 在 IC 设计、晶圆制造、封装测试领域已取得不菲成绩， 关键技术 和设备 上完成了突破，逐 步渗透入先进制程的 供应链中 ，我们认为洁净室龙头亚翔集成，设备领头羊北方华创、晶盛机电，封测企业长川科技等 优秀公司 直接受益产业高景气度，有望在国外技术垄断下率先突围 。 国内晶圆厂的扩建完善基础设施、促进国内外技术合作，助推产 能转移。 根据 SEMI 预计 2017-2020 年间投产的有 62 座半导体晶圆厂，量产晶圆厂占多数 ，其中 26 座设于大陆，占全球总数的 42%。据我们统计和测算，目前中国大陆共有 34 座 12 英寸晶圆厂，其中投产11 座，在建 15 座，规划 8 座，国内半导体行业高景气度持续。从需求端看 ，按设备支出大约占半导体资本总支出的 60%估算，未来 3-4年，晶圆厂建设释放的 1,3052 亿元投资将为半导体设备行业提供7,831 亿元的下游市场空间， 设备企业 将 率先获益。 Table_CompanyFinance 重点公司主要财务数据 重点公司 现价 EPS PE 评级 2017E 2018E 2019E 2017E 2018E 2019E 亚翔集成 22.55 0.94 1.39 1.84 23.99 16.22 12.26 买入 北方华创 32.4 0.27 0.54 0.78 120.00 60.00 41.54 增持 至纯科技 15.6 0.28 0.44 0.62 55.71 35.45 25.16 增持 长川科技 45.33 0.71 1.02 1.3 63.85 44.44 34.87 增持 晶盛机电 17.49 0.38 0.56 0.87 46.03 31.23 20.10 增持 Table_Invest 优于大势 上次评级： 优于大势 Table_PicQuote 历史收益率曲线 -24%-14%-4%6%16%26%2017/22017/32017/42017/52017/62017/72017/82017/92017/102017/112017/122018/1机械设备 沪深300Table_Trend 涨跌 幅（ %） 1M 3M 12M 绝对 收益 -12.75% -17.95% -21.97% 相对 收益 -4.82% -12.56% -35.93% Table_IndustryMarket 行业数据 成分股数量（只） 366 总市值（亿） 25,047 流通市值（亿） 14,904 市盈率（倍） 37.25 市净率（倍） 1.64 成分股总营收（亿） 11,768 成分股总净利润（亿） 400 成分股资产负债率（ %） 62.83 Table_Report 相关报告 工程机械高景气度持续，龙头企业强者恒强 2017-11-12 前三季度 3C 和锂电设备表现亮眼，持续关注周期业绩兑现和高景气度成长行业 2017-11-05 iPhone X 预购开启秒售罄，持续看好 3C和半导体设备投资机会 2017-10-29 工程机械高景气度持续，龙头企业强者恒强 Table_Author 证券分析师：刘军 执业证书编号： S0550516090002 (021)20361113 liujunnesc 研究助理：张晗 执业证书编号： S0550116070012 (021)20361113 zhanghannesc /机械设备 发布时间： 2018-02-27 请务必阅读正文 后的 声明及说明 2 / 41 Table_PageTop 行业深度报告 目 录 1. 全球半导体产业方兴未艾，中国市场华丽亮眼 . 4 1.1. 全球半导体行业平稳发展，中国表现亮眼 .4 1.2. 中国大陆半导体设备销售占比较小，但增速较快 .5 2. 从美日到韩台再到中国，大陆承接第三次半导体产业转移 . 7 2.1. 第一次产业转移：关键技术实现弯道超车 .8 2.2. 第 二次产业转移：自身优势决定路径选择 .9 2.3. 第三次产业转移：中国大陆已做好准备 .10 3. 政策 +资金双管齐下，国家支持助力半导体产业转移 . 12 3.1. 历史经验：国家扶助是产业转移中重要的“催化剂” .12 3.2. 中国政策：国家意志，出台政策大力支持半导体行业发展 .13 3.3. 资金支持：国家半导体大基金投资实现全产业链布局 .14 3.3.1. 大基金主要的产业目标 . 14 3.3.2. 大基金支持国内集成电路企业进行海外收购 . 15 3.3.3. 地方半导体产业基金为地方集成电路产业发展护航 . 16 4. 半导体行业壁垒高，国产设备逐步渗透 . 17 4.1. 俯瞰全局：我国已经形成比较完善的半导体产业链 .17 4.2. 聚焦 中游：设计、晶圆制作和封测三大环节涉及众多复杂技术 .18 4.2.1. 集成电路设计 . 19 4.2.2. 晶圆制备 . 19 4.2.2.1. 清洗晶圆 . 19 4.2.2.2. 氧化工艺 . 20 4.2.2.3. 光刻技术 . 20 4.2.2.4. 刻蚀工艺 . 21 4.2.2.5. 掺杂工艺 . 22 4.2.2.6. 薄膜沉积工艺 . 22 4.2.2.7. 晶圆探针测试 . 22 4.2.3. 封装测试 . 23 4.2.4. 半导体设备壁垒高，国产设备逐渐渗透 . 23 4.3. 齐头并进：全面发展谋求真正崛起 .25 4.3.1. 设计业发展崭露头角，逐步缩小与国外差距 . 25 4.3.2. 制造业关键设备被国外垄断，进口替代任重道远 . 26 4.3.3. 封测业差距最小，有望率先突围 . 27 5. 晶圆厂投建如火如荼，国产设备供应加速追赶 . 29 5.1. 国内晶圆厂投建如火如荼，国产设备获广阔下游市场 .29 5.1.1. 全球晶圆代工业市场集中度高，中国力量未来有望崛起 . 29 5.1.2. 服务本土推进国产化进程，设备需求提供广阔下游市场 . 31 请务必阅读正文 后的 声明及说明 3 / 41 Table_PageTop 行业深度报告 5.2. 国产设备加速追赶，重点公司已率先实现突破 .32 5.2.1. 半导体设备在国外起步早，设备巨头把控半导体设备市场 . 32 5.2.2. 制造工艺与国际先进水平存在差距，晶圆厂成为关键切入点 . 32 5.2.3. 加速研发实现追赶，国产设备竞争力迈上新台阶 . 33 6. 重点公司推荐 . 35 6.1. 亚翔集成：国内半导体和面板产业风口来临，洁净室工程龙头持续受益 .35 6.2. 北方华创：泛半导体设备龙头，技术领先抢占高速赛道 .36 6.3. 晶盛机电：光伏 +半导体双驱动，单晶设备高增长 .37 6.4. 长川科技：专注半导体检测设备，成长通道逐步开启 .38 6.5. 至纯科技：国内高纯工艺系统稀缺标的，受益半导体行业高增长 .39 请务必阅读正文 后的 声明及说明 4 / 41 Table_PageTop 行业深度报告 1. 全球半导体产业方兴未艾，中国市场华丽亮眼 1.1. 全球半导体行业平稳发展，中国表现亮眼 从半导体销售来看， 2016 年全球半导体销售额 3,389.31 亿美元，同比增长1.12%，整体市场保持平稳发展，亚太地区销售额 2,083.95 亿美元，同比增长 3.64%，占据全球市场的 61.49%,中国区销售额 1,075.00 亿美元，同比增长 9.03%，占全球市场的 31.72%。 集成电路占半导体销售 80%以上份额。 在半导体产品中，集成电路实现销售2,766.98 亿美元，占比达到 82%，而光电子、分立器件和传感器分别实现销售收入319.94 亿美元、 194.18 亿美元和 108.21 亿美元，分别占比 9%、 6%和 3%。 图 1： 全球半导体销售 图 2： 亚太半导体销售 - 3 0 %- 2 0 %- 1 0 %0%10%20%30%40%05001 ,0 0 01 ,5 0 02 ,0 0 02 ,5 0 03 ,0 0 03 ,5 0 04 ,0 0 01999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016全球半导体销售（亿美元） 增速- 4 0 %- 2 0 %0%20%40%60%80%05001 ,0 0 01 ,5 0 02 ,0 0 02 ,5 0 01999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016亚太半导体销售（亿美元） 增速 占比数据来源： 全球半导体贸易统计组织 ， 东北证券 数据来源： 全球半导体贸易统计组织 ， 东北证券 图 3： 2016 年全球半 导体分地区销售占比 图 4： 2016 年全球半导体分产品销售占比 19%10%9%32%30%美洲 欧洲 日本 中国 其他6%9%3%82%分立器件 光电子 传感器 集成电路数据来源： 全球半导体贸易统计组织 ， 东北证券 数据来源： 全球半导体贸易统计组织 ， 东北证券 2016 年中国半导体销售 1,075.00 亿美元，同比增长 9.03%，占全球市场的31.72%，增速远大于全球平均水平，在全球半导体市场中表现亮眼。 单季度来看，2017 年第二季度，中国半导体销售额达到 312.00 亿美元，同比增长 25.8%，连续三个季度销售额保持在 300 亿美元，增速在 20%以上，行业维持高景气度。 请务必阅读正文 后的 声明及说明 5 / 41 Table_PageTop 行业深度报告 图 5： 中国半导体按季 销售情况 图 6： 全球和中国半导体销售增速对比 0%5%10%15%20%25%30%050100150200250300350中国半导体按季销售（亿美元） 同比- 1 0 %- 5 %0%5%10%15%20%25%30%全球半导体按季销售同比增速 中国半导体按季销售同比增速数据来源： 全球半导体贸易统计组织 ， 东北证券 数据来源： 全球半导体贸易统计组织 ， 东北证券 全球半导体资本支出平稳向上，设备支出占据 60%。 2016 年 全球半导体资本支出达到 679.94 亿美元，同比增长 5.01%，其中半导体设备支出达到 412.40 亿美元，同比增长 6.60%，设备支出占整个资本支出的 60%。 图 7： 全球半导体资本支出情况 图 8： 全球半导体设备支出情况 - 6 0 %- 4 0 %- 2 0 %0%20%40%60%80%100%120%140%01002003004005006007008002006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016全球半导体资本支出（亿美元） 增速- 1 0 0 %- 5 0 %0%50%100%150%0501001502002503003504004505002006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016全球半导体设备支出（亿美元） 增速 占比数据来源： Wind， 东北证券 数据来源： Wind， 东北 证券 1.2. 中国大陆半导体设备销售占比较小，但增速较快 中国大陆半导体设备销售占比较小，但增速较快。 2016 年，全球半导体设备支出达到 412.40 亿美元，同比增长 6.60%，其中日本、北美、欧洲、韩国、中国台湾、中国大陆、其他地区分别为 46.30 亿美元、 44.90 亿美元、 21.80 亿美元、 76.90 亿美元、 122.30 亿美元、 64.60 亿美元、 35.50 亿美元，中国大陆占据 15.7%份额，与之对应的是中国大陆的半导体设备销售额增速达到 31.84%，高于全球的 12.9%，中国大陆半导体设备销售占比较小，但增速较 快。 请务必阅读正文 后的 声明及说明 6 / 41 Table_PageTop 行业深度报告 图 9： 中国大陆半导体设备销售额 图 10： 全球和中国半导体设备销售增速对比 - 1 0 0 %- 5 0 %0%50%100%150%200%250%300%0102030405060702005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016中国大陆半导体设备销售额（亿美元） 增速 占比- 1 0 0 %- 5 0 %0%50%100%150%200%250%300%350%2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016全球半导体设备销售增速 中国大陆半导体设备销售增速数据来源： Wind， 东北证券 数据来源： Wind， 东北证券 晶圆制造设备是价值量最高的设备。 半导体设备主要包括晶圆制造设备、自动测试设备、封装和组装设备， 2015 年上述三者设备分别占剧整个半导体资本支出的49%、 3%和 8%，晶圆设备由于技术和性能成为半导体产业链中价值量最高的设备。 图 11： 2016 年半导体设备销售分地区 图 12： 2015 年半导体资本支出分类占比 11%11%5%19%30%16%8%日本 北美 欧洲 韩国 中国台湾 中国大陆 其他地区49%3%8%40%晶圆制造 自动测试 封装和组装 其他数据来源： Wind， 东北证券 数据来源： Wind， 东北证券 中国集成电路产业发展迅猛，设计业、制造业、封装测试业占比较为平均。 我们以半导体中占比最大的集成电路为代表，观察中国集成电路的发展情况可知，2016 年中国集成电路销售额 4,335.50 亿元，同比增长 20.1%，近三年的增速均保持在 20%左右，增长势头迅猛。 2016 年中国集成电路产业设计业、制造业、封装测试业分别实现收入 1,644.30 亿元、 1,126.90 亿元和 1,564.30 亿元，占比分别为 36%、26%和 28%，国内半导体行业三大业务发展较为平均。 请务必阅读正文 后的 声明及说明 7 / 41 Table_PageTop 行业深度报告 图 13： 中国集成电路销售情况 图 14： 2016 年中国集成电路销售分业务占比 - 2 0 %- 1 0 %0%10%20%30%40%50%60%05001 ,0 0 01 ,5 0 02 ,0 0 02 ,5 0 03 ,0 0 03 ,5 0 04 ,0 0 04 ,5 0 05 ,0 0 0中国集成电路销售（亿元） 增速38%26%36%集成电路产业设计业 集成电路产业制造业集成电路产业封装测试业数据来源： Wind， 东北证券 数据来源： Wind， 东北证券 2. 从美日到韩台再到中国，大陆承接第三次半导体产业转移 纵观历史，半导体行业曾发生过两次产业转移，第一次发生于 20 世纪 70 年代末，在家电领域累积了充足实力的日本率先研发出了可量产的高性能 DRAM，及时满足了 PC 普及对相应技术变革的需求，因而在世界市场上反超了一直以设计创新优势稳坐头把交椅的美国。 第二次发生于 20 世纪 90 年代前后，韩国和台湾立足自身优势，分 别抓住了DRAM 标准化生产与 Fabless 模式兴起的机遇，积极适应技术需求与产业链模式的变革，分别成为了 DRAM 通用设计标准的制定者和晶圆代工的中坚力量，从而逐步取代了日本的地位，完成了产业转移。 第三次发生于 21 世纪后，中国凭借在智能手机这一新兴下游市场上的亮眼表现成为了全球最大的集成电路消费市场，同时在汽车电子、智能可穿戴设备等未来热点应用领域成长潜力巨大，以强大的下游需求持续驱动本土企业在半导体销售业绩及制造技术上迅速崛起，追赶甚至反超国外领先厂商，从而完成第三次半导体产业转移。 图 15： 1984 年 -2015 年全球半导体产值份额（按国家） 数据来源： SIA，东北证券 请务必阅读正文 后的 声明及说明 8 / 41 Table_PageTop 行业深度报告 图 16： 半导体产业发展图 数据来源： 互联网，东北证券 2.1. 第一次产业转移：关键技术实现弯道超车 20 世纪 80 年代中期前，美国作为半导体与计算机技术的发源地一直保有行业优势地位。 1959 年，集成电路在美国德州仪器公司诞生，随后作为与整机系统相适应的一部分被应用于第三代集成电路计算机中。此时半导体的下游市场主要集中在国家军事建设领域， 20 世纪 60 年代，军用集成电路市场占比高达 80%-90%。作为半导体和计算机的发源地， 美国实现了在两个领域技术研发及应用上相互刺激、协同进步的良性循环，并培育出了一大批优秀的半导体企业，如英特尔 、 AMD、美国国家半导体等。这些企业在技术上不断推陈出新，帮助美国在集成电路及其下游应用产品的设计创新上保持着绝对优势，在 20 世纪 80 年代中期前，美国在半导体市场上稳坐第一的宝座，牢牢占据世界半导体市场 60%以上的份额。而当时的美国也有意识着力发挥自己的技术优势，将自身比较优势并不明显的加工制造等劳动密集型环节转移至人力成本较低的日、台地区，产业转移逐渐萌芽。 日本策略性转战家电市场，累积技术实力。 当 时日本深知自己作为二战战败国根本无力在主要的下游市场即军工领域参与竞争，因此转战技术壁垒较低、本土市场广阔、价格是核心竞争力的家电市场，将从在为美国军工代工过程中吸收的半导体技术成功融入民用家电的生产中，成功占据了全球家电市场的首位。 20 世纪 70年代，日本电视机的产量甚至已经超过了美国。大批量的家电生产也帮助日本进一步加强了技术应用、精细加工和生产管理方面的经验，完成了实力飞跃， 1975 年日本半导体产值达 12.8 亿美元，市场份额达 21%，是当时重要的半导体生产国。 请务必阅读正文 后的 声明及说明 9 / 41 Table_PageTop 行业深度报告 在政府的支持下，日本在高性能 DRAM 产品市场上实现弯道超车 。 20 世纪 80年代，标准微型处理器 （ MPU） 技术的兴起推动个人电脑 （ PC） 快速普及，有力刺激了与之相适应的 DRAM 存储器市场需求的膨胀。日本率先洞察到了这一机会，于 1976 年启动国家性项目“超大规模集成电路计划 （ VLSI） ”，联合富士通、日立、三菱、日本电气、东芝五大企业共同投资 700 亿日元，集所有企业的研发优势共同开发能实现“高品质、量产化”的高性能 DRAM 制造设备。在资金及技术上的双重支持下，日本率先实现了高性能 DRAM 量产，并于 1986 年成功反超美国，在半导体产业世界市场占有率位 列第一。 2.2. 第二次产业转移：自身优势决定路径选择 半导体行业是资本密集型行业，具体表现需要充足的资金投入以维持技术研发速度并实现大规模生产，从而保证能及时满足下游市场对兼具高性能、多功能和低成本特点的上游产品的需求。在第二次产业转移中，资本充足度扮演了“催化剂”的重要角色，日本因为经济泡沫无力持续高强度输出资本，在领先技术领域的竞争中逐渐落于下风，而新崛起的韩国和台湾也立足于自身的资金实力，以不同的发展策略完成了第二次产业转移的承接。 韩国财阀众多，因而响应下游需求变革，走技术超越路线，通过在 DRAM 标准化 生产领域的优势登上行业霸主地位。 20 世纪 90 年代，当时处于主力需求地位的 DRAM 市场迈入标准化生产时代，这意味着产品的核心竞争力由单纯的高性能转为了高性价比。当时 ,每一代新型 DRAM 产品上市单价平均高达 30 美元以上 ,随着新产品领域投产厂商数量的增多、产品供应量的不断攀升 ,3-4 年后产品单价跌落5-7 美元。在此种情况下，能否掌握通用设计标准与大规模生产能力就成为了企业决胜的关键。前者保证企业推出的新产品可以在最短时间内被市场接受，率先享受技术升级初期的高额利润，而后者使得企业单位产品生产成本降低，因而可以承受产品推广后的价格骤降。韩国在国家和国内财阀的融资支持下，先是依靠短时间内高强度的研发资本与人力投入追平了与日本在 DRAM 市场上的差距，后又凭借其精准的战略分析，匹配个人电脑而非企业服务器的技术需求完成了 DRAM 技术升级，在业界通用标准争夺战中打败日本，成功取代了其在半导体市场上的地位。 图 17： 各国家和地区的 DRAM 市场份额变化 数据来源： 互联网，东北证券 请务必阅读正文 后的 声明及说明 10 / 41 Table_PageTop 行业深度报告 台湾岛内资金不足，因而响应生产链变革，战略性切入晶圆代工领域确立行业独特地位。 20 世纪 80 年代，下游产品的差异化竞争促使 ASCI（专用半 导体）兴起，催生出大量根据客户特殊需求定制芯片的 IC 设计公司，许多企业为了集中力量于利润率较高的设计环节，纷纷从集设计、制造、封装及产品营销为一体的 IDM 经营模式转为将晶圆制造、加工等重资产环节外包的 Fabless 模式，半导体产业链逐渐呈现出垂直分工的形态。资金实力不足的台湾在这一变革中看到了机会，最大化发挥自身在精细加工和生产管理上的优势切入晶圆代工环节，于 1987 年成立全球第一家晶圆代工厂台积电，并于此后开始大量承接来自美国 Fabless 公司的订单。这些订单不仅为公司的业绩增长提供了充足而持久的动力，更 有助于其引入先进技术、累积应用经验，加之台湾政府支持半导体行业发展的一系列举措，台湾半导体业逐渐向上游利润和附加价值更高的制造与设计环节扩展。至 2003 年，就产值而言 ,台湾晶圆代工业全球占有率第一 ,设计业占有率仅次于美国位居世界第二 ,封装测试业也排名世界第一。 2.3. 第三次产业转移：中国大陆已做好准备 智能手机替代 PC 成为半导体主力下游市场，中国厂商崛起赢得转移良机。 迈入 21 世纪后，随着移动网络覆盖范围的扩大、互联网渗透率的提升和手机功能的多样化发展， 智能手机市场迅速扩张，销量表现逐步超过 PC 市场，并最 终取代其成为了需求量最大的半导体下游消费市场。 2016 年半导体下游市场中通讯占比31.5%，而 PC 端仅占 11.6%， 排名最末。 2005-2010 年间，全球智能手机出货量增速始终高于 PC，并且在 2007 年与 2010 年出现两个销量增长高潮，增长率分别为55.28%与 75.09%。 图 18： 半导体下游消费占比情况 图 19： 全球 PC 与智能手机出货量 1 1 . 6 0 %3 1 .5 0 %1 3 .5 0 %1 3 .9 0 %2 9 .5 0 %汽车 通讯 消费 工业 / 政府 PC 端-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%80%0 200 400 600 800 1, 00 0 1,20 0 1,40 0 1,60 0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016PC 智能手机 PC 增速 智能手机增速数据来源： Wind， 东北证券 数据来源： Wind,东北证券 图 20： 全球与中国智能手机出货量情况对比 图 21： 全球智能手机出货量前 5 强 （百万部）