半导体行业报告（上篇）：产业转移持续深入，进口替代分阶突破.pdf

行业研究 深度报告 2019 年 4 月 15 日 Table_Title 半导体行业报告（上篇） 产业转移 持续深入 ，进口替代分阶突破 Table_Summary 全球半导体行业保持稳步增长， 中 国 半导体行业及半导体市场 的 全球 影响力与日俱增 。2010 年以来， 全球半导体行业从 PC 时代进入智能手机时代， 进入新一轮快速成长期。 过去十年 （ 20092018 年） ，我 国半导体行业 整体 增速为全球半导体行业增速的 3.3 倍，而全球半导体行业整体增速是全球 GDP 增速的 3 倍。 与此同时，在 PC、智能手机等领域强大的整机组装制造能力使我国成为全球最大的半导体消费市场，在全球占比达到了 33%，比第二名的美洲高出 11 个百分点。 创新不断推动行业发展，分工细化降低进入壁垒 。 产品角度 ： 半导体产业已成为全球创新最为活跃的领域。以 5G、汽车电子、物联网、 AI（人工智能） 、高性能运算、数据中心、工业机器人、智能穿戴等为驱动因素的新一轮硅含量提升周期到来，给半导体产业带来新机遇。 产业链角度： 全球产业链分工 细化大幅度降低了 半导体行业 进入壁垒。 我国作为半导体产业的追赶 者 选择了先突破 垂直 分工模式中进入壁垒相对较低的设计和封装测试环节，从而带动 制造 环节 和 IDM（ Integrated Device Manufacture，集成器件制造）企业 发展的发展路径。 我国 半导体产业的进口替代空间 巨大 。 半导体产业链制造能力的不足使我国成为半导体进口第一大国。 2018 年， 中国净进口的集成电路全球占比高达 56.45%，这巨大的贸易逆差成为刺激全球半导体产业加速向国内转移的根本动力。 产品角度： CPU 等 核心领域受制于人，中低端产品发展迅速 ， 短期内主要在逻辑电路和移动终端微处理器领域寻求发展。产业链角度： 我国 封测行业通过并购等方式不断壮大，业务全球化特征明显，而作为产业发展龙头的 IC 设计公司与中国本土 制造能力之间不匹配的情况较为明显，本土制造能力严重不足已成为产业发展的瓶颈。 政府主导的大基金将进一步加速我国半导体产业成长。 在半导体产业链向我国转移趋势基本确立的前提下，工信部主导的半导体产业大基金项目可能加快这一趋势。该基金已完成一期投资 1,378亿元，二期计划投资 约 2,000亿元。从 投资分布来看， 一期 主要集中在我国竞争力较弱的半导体制造领域 ，二期则适当扩围生态体系缺失环节。 建议加大半导体行业资产配置比例。 鉴于国内市场的巨大需求，以及产业进入壁垒的下降， 我国 半导体 企业 综合实力不断提高，分阶段 实现进口替代突破， 半导体产业向我国转移趋势明显，而大基金可能加快这一进程 。我们认为半导体 行业 会成为新动能领域增速较快的行业之一，建议银行加大这一行业的资产配置比例， 具体投资企业我们将在本行业报告的下篇中详细 阐述。 杨新 行业研究员 ： 0755-83077265 ： yangxin66cmbchina 行业研究 深度报告 敬请参阅尾页之免责声明 1/3 目 录 1. 全球半导体产业稳步增长，中国的影响力与日俱增 . 1 1.1 全球半导体产业保持稳步增长，中国增速远超全球 . 1 1.2 半导体的应用领域以通信和计算机为主 . 2 1.3 中国和美国已成为全球半导体前 两大消费市场 . 4 1.4 集成电路占半导体的比重持续达 80%以上，存储器成为集成电路市场增长最快的子领域 . 4 1.5 全球半导体行业的资本开支和研发支出集中在头部企业 . 5 2. 创新不断推动行业发展，分工细化降低进入壁垒 . 5 2.1 半导体产业是全球创新最为活跃的领域 . 5 2.2 全球产业链分工细化大幅降低行业 进入壁垒 . 9 3. 我国半导体产业进口替代空间巨大 . 12 3.1 集成电路贸易逆差逐年扩大，进口替代空间巨大 . 12 3.2 产品角度：核心领域受制于人，部分市场实现突破，中低端产品发展迅速 . 13 3.3 产业链角度：制造能力成为产业发展的瓶颈 . 16 3.4 我国半导体资本支出和 研发开支的全球占比持续提升，促进我国进口替代 . 19 4. 国家意志大力推动半导体产业加速发展 . 20 4.1 大基金引路，多方合力引发产业投资热潮 . 21 4.2 大基金一期基本完成国家集成电路产业发展推进纲要第一阶段目标 . 22 4.3 大基金二期将启动，国家延续对产业的大力支持 . 25 5. 布局建议及主要风险 点 . 25 行业研究 深度报告 敬请参阅尾页之免责声明 2/3 图 目录 图 1：全球半导体销售额增速远超全球 GDP 增速 . 1 图 2： 2010 年起全球半导体行业由 PC 时代进入到智能手机时代 . 2 图 3： 2016 年 全球集成电路各终端应用市场规模占比 . 3 图 4：半导体在手机及 PC（含平板）中的应用占比呈下降态势 . 3 图 5： 2018 年全球半导体产业市场规模分布 . 4 图 6： 2014-2018 年全球半导体产业市场规模分布 . 4 图 7： 2018 年半导体各 细分领域市场规模占比 . 5 图 8：集成电路各子类产品销售额 （亿美元） . 5 图 9：局域和广域 IOT 连接数超手机，广域 IOT 增速明显 . 7 图 10：局域和广域 IOT 出货对半导体市场规模拉动明显 . 7 图 11： 2017-2022 年汽车半导体行业保持快速增长 . 8 图 12：芯片在不同 AI 环节的应用 . 9 图 13： IDM 商业模式 . 9 图 14：垂直分工商业模式 . 9 图 15： 2017 全球前十大半导体厂商市场占有率 . 11 图 16： Fabless 公司销售额占全球 IC 销售额的比重呈提升态势 . 12 图 17：我国进口集成电路占进口总额的比重较高，且近几年仍呈上升趋势 . 13 图 18：我国集成电路贸易逆差逐年扩大 . 13 图 19： 2017 年净进口集成电路按产品分 类 . 15 图 20：中国大陆是各类电子系统主要生产地 . 17 图 21：我国本土 IC 设计公司和晶圆代 工厂间供需不匹配（ 2013 年） . 18 图 22：我国本土 IC 设计公司和晶圆代工厂间供需不匹配（ 2017 年） . 19 图 23： 20162020 年全球半导体设备投资额（十亿美元） . 20 图 24： 各地区半导体研发投入 /收入比重（ 2016） . 20 图 25：国家半导体（集成 电路）行业政策 . 22 图 26：大基金重点关注的四大领域 . 23 图 27：大基金一期投资领域分布 . 23 表目录 表 1： IDM 模式和垂直分工模式优劣势比较 . 10 表 2：中国内资企业在集成电路行业的分布情况 . 14 表 3：集成电路产业链行业特征及进口替代路径 . 17 行业研究 深度报告 敬请参阅尾页之免责声明 3/3 表 4：大基金（一期）股东构成（截至 2017 年末） . 22 表 5: 大基金投资领域及部分企业 . 24 表 6：国家集成电路产业发展推进纲要发展目标完成情况 . 24 附录 附录 1 半导体（集成电路）产业相关政策 国家政策 . 27 附录 2 半导体（集成电路）产业相关政策 地区政策 . 29 行业研究 深度报告 敬请参阅尾页之免责声明 1/30 半导体被称为制造业皇冠上的明珠，半导体产业是信息技术产业的核心，是推动传统工业转型升级和提升中国“智造”水平的物质支撑，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，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。 过去一年以来 ， 中美经贸摩擦持续 。 从中兴、 晋华到 华为事件 ， 美国发动披着 贸易外衣的科技战对 我 国 半导体及通信 等高科技 产业 进行遏制 ， 芯片被“卡脖子 ” 引 发 国人对半导体产业的强烈关注 。 本报告 主要从产品角度和产业链角度分析 半导体产业 ，进而给出对这一行业的 资产 配置建议 。 1. 全球半导体产业稳步增 长，中国 的影响力与日俱增 1.1 全球 半导体产业 保持 稳步增长， 中国增速远超全球 作为资金与技术高度密集行业，半导体 行业 目前形成深化的专业分工、细分领域高度集中的特点，因此半导体 行业 受全球经济影响波动较大，且相关性越来越强。 图 1： 全球半导体销售额增速远超 全球 GDP 增速 资料来源： Wind,招商银行研究院 -20.00-15.00-10.00-5.000.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.001999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018全球半导体销售额增速（ %） 全球 GDP增速（ %）行业研究 深度报告 敬请参阅尾页之免责声明 2/30 过去十年（ 20092018 年），全球半导体 销售额 CAGR(复合年均增长率 )为7.55%，而 20082017 年，全球 GDP CAGR 为 2.43%。 20092018 年 ， 中国 集成电路 行业 销售额 CAGR 为 25.03%（因无中国半导体行业过去十年的完整数据，此处以集成电路行业数据代替 。 集成电路行业销售额 则 以 直接面向最终客户的 集成电路设计 行业 的销售额为 口径估算 ） 。 即，过去十年，中国半导体行业增速为全球半导体行业增速的 3.3 倍，而全球半导体行业整体增速是全球 GDP 增速的 3倍。 中国 半导体行业虽快速成长，但体量相对仍较小， 2018 年中国集成电路设计行业销售额为 2,519 亿元，仅占全球半导体销售 额 8%左右 。 过去二十年，在前十年里， PC(个人计算机 )带动了 全球 半导体行业的增长，而后十年进入智能手机时代，手机接棒成为半导体 行业 增长的主要动力。 图 2： 2010 年 起全球半导体行业 由 PC 时代进入到智能手机时代 资料来源： Wind,IDC,招商银行研究院 从整体来看，根据世界半导体贸易协会（ WSTS）数据显示， 2018年全球半导体市场销售额达 4,687.78亿美元，同比增长 13.7%，相对 2017年的 21.6%的大幅增长有所放缓。从目前半导体行业主流国际机构的预测来看， 2019年全球半导体市场增速将进一步放缓。据 Gartner 2018Q4 预测， 2019年、 2020年 、 2021年 、 2022年， 全球半导体市场销售分别为 4,890亿美元 、 5,280亿美元 、 5,190亿美元 、 5,390亿美元 ，分别增长 2.5%、 8.1%、 -1.8%、 3.8%。 1.2 半导体的 应用领域 以通信和计算机为主 从全球角度观察下游应用领域，通信 （含手机） 和计算机占据 集成电路（因无半导体下游应用数据，以集成电路行业代替） 前两大市场份额，据 IC Insights 统计， 2016年，这两大领域的占比 分别达到 32%和 25%。 从具体产品分050100150200250300350400020040060080010001200140016002000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018全球智能手机出货量（百万部）（左轴）全球 PC出货量（百万台）（右轴）行业研究 深度报告 敬请参阅尾页之免责声明 3/30 类来看， IC Insights提供的数据显示，智能手机、 PC、汽车电子、 IOT（ Internet of Things，物联网 ）和服务器占据前五大的位置，智能手机仍是应用领域的第一大场景。 智能手机市场 逐渐 饱和，出货量连续下滑， 但 智能手机市场对半导体需求依然保持较高水平。预计 5G、人工智能、物联网、汽车电子等快速发展 将加大对 全球集成电路市场的增长贡献 ，而消费电子（不包括可穿戴设备）、功能手机、桌面电脑和笔记本对市场 的 贡献将会减少。 图 3： 2016 年全球集成电路 各 终端应用市场 规模占比 资料来源： IC Insights,招商银行研究院 图 4： 半导体在手机及 PC（含平板）中的 应用占比呈下降态势 资料来源： SIA，招商银行研究院 40.0%32.5% 30.6% 29.7% 29.5%20.0%34.0% 34.4% 34.1%31.5%8.0% 9.5% 10.4% 10.3% 11.6%13.0%9.7%12.9% 12.8% 13.5%0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%35.0%40.0%45.0%2003 2013 2014 2015 2016电脑 手机 汽车 其他消费电子行业研究 深度报告 敬请参阅尾页之免责声明 4/30 1.3 中国和美国已 成为全球半导体前两大消费市场 从市场结构来看，中国 和美洲（主要是美国） 已经成为全球半导体 前两大消费市场， 2018 年，其 市场规模占比分别为 32%、 22%， 其次 是欧洲和日本。从发展趋势上来看，亚太（含中国）地 区半导体产品市场规模持续扩大，而日本和欧洲市场销售额则略有萎缩。 资料来源： WSTS,招商银行研究院 资料来源： WSTS,招商银行研究院 1.4 集成电路占半导体的比重持续达 80%以上，存储器成为集成电路市场增长最快的 子 领域 半导体，指导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。从类型来看，半导体可以分为集成电路、光电子、分立器件和传感器这四大类。据 WSTS 的数据，2018 年集成电路、光电子、分立器件和传感器的市场规模分别为 4016 亿美元、387 亿美元、 241 亿美元、 134 亿美元，占比分别为 84%、 8%、 5%、 3%； 相较于2017 年，集成电路增长 17.03%，光电器件 增长 11.21%， 分立器件增长 11.75%，传感器增长 6.61%。 从 1999-2018 年的整体情况来看，集成电路 占比 呈下降态 势，但近年来， 集成电 路 市场规模 占半导体的比重持续 超过 80%。 据 IC insights 预测， 2018年，预计 O-S-D(光电子、分立器件和传感器器件 )出货量占半导体 出货量 的 70%，而集成电路占 30%。 即集成电路的 平均 单价为 O-S-D 的 9 倍。 集成电路可细分为 数字 IC(Integrated Circuit,集成电路 )和模拟 IC，数字IC 又分为： 存 储器（又称记忆体）、逻辑电路和 微处理器。从 2009-2018 年这十年的数据来看，存储器近年来已成为集成电路中 增长最为迅速的 子类 ，目前已居于第一。 图 5： 2018 年全球半导体产业市场规模分布 图 6： 2014-2018 年全球半导体产业市场规模分布 中国 , 33%美洲 , 22%欧洲 , 9%日本 , 8%其他 , 27%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%90.00%100.00%2014 2015 2016 2017 2018中国大陆 美洲 欧洲 日本 其他行业研究 深度报告 敬请参阅尾页之免责声明 5/30 资料来源： wind，招商银行研究院 资料来源： wind，招商银行研究院 1.5 全球半导体行业的资本开支和研发支出 集中 在头部企业 半导体制造作为 重资产行业，资本开支巨大 。 目前全球半导体产业的资本支出非常集中，前 5 大厂商就占了整个资本支出的 65%左右，三星一家大概占20%-25%， 2017 年全球资本支出同比增长 34%，达到新高 900 亿美元之后，预计2018 年全球资本支出将首次超过 1000 亿美元，达到 1026 亿美元，同比增长 14%。 制造设备投资是 资本开支 的重要部分。 从制造设备投资来看，根据国际半导体协会（ SEMI）发表的年终整体设备预测报告 ,2018 年全球半导体制造新设备销售额为 621 亿美元，较上年增长 9.7%，占全球半导体行业资本开支（ 1026 亿美元）的 60.53%。 研发支出 也具有非常明显的头部效应。 据 IC Insights 数据， 2017 年，排名 前十企业的 研发支出超过了其他半导体公司（ 359 亿美元和 230 亿美元）的总支出。 2017 年全球半导体行业研发投入超过 10 亿美元的 18 强企业，英特尔、高通和博通名列前三位 ，而尚无中国企业入榜 。 2. 创新不断推动行业发展 ，分工细化降低进入 壁垒 2.1 半导体产业是全球创新最为活跃的领域 半个多世纪以来，半导体产业已 成为全球创新最为活跃的领域 。技术创新推动终端应用的变化，进而促使产业结构发生变化，并不断推动产业发展。 目前，手机和 PC 为半导体应用的主要领域，但两者的占比呈下降态势。 现在处于上一个需求周期进入成熟期， 而新的需求将要爆发的时间点，给半导体产业 带来了更大的空间和更多的机会。以 5G、 汽车电子 、物联网、 AI（人工智能）、图 7： 2018 年半导体各细分 领域 市场规模占比 图 8：集成电路各子类产品销售额 （亿美元） 01,0002,0003,0004,0005,000存储器 逻辑电路 模拟电路 微处理器行业研究 深度报告 敬请参阅尾页之免责声明 6/30 高性能运算、数据中心、工业机器人、智能穿戴等为驱动因素的新一轮硅含量提升周期到来，给半导体产业带来新机遇。 我们认为 5G、物联网、 汽车电子 、AI（人工智能）是半导体行业 未来一段时间 的 重要驱动 因素，下面分别进行讨论。 5G 推动电子产业创新周期，带来巨大机遇 5G 是第五代移动通信技术的简称，在基站峰值速率、用户体验速率、连接密度和时延、频谱效率、流量空间容量、移动性能、网络能效八大指标中具备优势。 在 5G 时代，应用场景被分为三大类： 1.eMBB（增强型移动宽带），主要用来为家庭用户的手机和各类终端提供高清视频播放和虚拟现实技术应用；2.mMTC（海量机器类通信），用于万物互联的物联网构建，如车联网； 3.uRLLC（超可靠、低时延通信），用于自动驾驶和工厂自动化。 根据 IC Insights 数据， 2019 年全球电子元器件产值将达到 1.68 万亿美元，同比增长 3.5%。 5G细分行业方面， 2019年，安卓阵营将推出多款 5G智能手机 ，成为 5G终端的起点，苹果亦将于 2020年推出 5G版本 iPhone，预计在 2020-2023年开启新一轮换机潮 。此外， 车联网 、自动驾驶 、 VR/AR、 AI 等新应用也将受益5G 技术的成熟。 5G 时代， 设备终端数量和硬件使用量将显著增长，半导体领域迎来增量机会 。 物联网连接数量爆发增长，推动产业长期增长 物联网模组主要分为传感、处理、连接三大功能部分，通过将相关的传感器、 MCU 芯片、存储器、电源 IC、射频器件等半导体元件集成或封装在 PCB 板上来实现。 从通信制式看，物联网模组可分为蜂窝类和非蜂窝类模组，前者是指狭义的蜂窝类 2G/3G/4G/5G模组，而后者是指局域网模组（ WiFi、蓝牙、 Zigbee）， 和 LPWA 模组（ Low Power Wide Area Network,低功耗广域网络，包括： NB-IoT（窄带物联网） 、 LTE-M、 Lora、 Sigfox）。其中， LPWA 广义上也属于蜂窝通信技术。 从蜂窝制式具体细分看，随着 5G 和 LPWA 技术成熟， 2G、 3G 物联网模组将逐步衰减，而 NBIoT、 Cat-M、 5G 等相关物联网模组则增长明显。 2018 年局域IOT 预计设备连接数为 83 亿，将超过手机成为第一大主力应用，至 2023 年有望增至 157 亿， 2017-2023 年复合增速为 16.8%，而广域 IOT（含蜂窝）设备数的增速较局域更为明显，以 31.3%的复合增速增至 2023 年 的 41 亿。 2018 年物联网整体硬件部分市场规模约 700 亿美 元 ，其中 IC 部分为 250 亿美 元 ，非 IC 部分为 450 亿美 元 ，未来三年 IC 占硬件成本比例仍有望保持 35%以上 。从金额看，细分半导体元件中传感器价值量最高，占比约 54%，而电源相关的功率器件占比约 26%，射频器件占比约 15%， MCU 占比约 5%。