半导体行业系列深度报告（一）：道阻且长，行则将至.pdf

电子行业半导体行业系列深度报告（一） 道阻且长 ， 行则将至 行业专题报告 行业报告 电子 2019 年 07 月 21 日 请务必阅读正文后免责条款 中性 （ 维持 ） 行情走势图 相关研究报告 行业周报 *电子 *半导体设备全球销售下滑， LED 行业景气度下行 2019-07-14 行业专题报告 *电子 *科创板系列 集成电路产业链全景图 2019-07-08 行业周报 *电子 *日本对韩国限制关键材料出口，博通或将收购赛门铁克 2019-07-07 行业周报 *电子 *华为事件趋于缓和，关注细分领域成长个股 2019-06-30 行业半年度策略报告 *电子 *聚焦 5G与芯片自主 2019-06-30 证券分析师 刘舜逢 投资咨询资格编号 S1060514060002 0755-22625254 LIUSHUNFENG669PINGAN 研究助理 徐勇 一般从业资格编号 S1060117080022 0755-33547378 XUYONG318PINGAN 韩允健 一般从业资格编号 S1060119030022 HANYUNJIAN297PINGAN 国产半导体振兴之路 ， 道阻且长： 半导体 行业 垂直分工模式的出现促 进 了产业链 分工 的全球化 。美国作为半导体 领域 无可争议领先者， 依然 需要 依赖全 球各地的资源 与 技术。国内半导体产业真正意义的发展起步于上世纪九十年代， 经过 二十余年的发展 初步 具备规模： 在芯片设计领域， 华为海思 的 通信、安防芯片已经达到 世界 领先水平； IC 制造领域，中芯国际 14nm制程进入客户导入阶段， 12nm 研发取得突破 。 IC 封测 领域 通过并购，产生了长电科技、 华天科技、 通富微电等一批领先的封测 企业。 但半导体 产品众多 ，产业分工细致 ，加之 国内半导体 发展 起步较晚， 各个领域仍然有着较大不足。 国内半导体发展壮大 仍然 需要时间的 积累 。 中美贸易冲突背景下，国内半导体 企业 大有可为： 华为事件的爆发对全球消费电子产业链产生了剧烈震荡，我们预计未来电子产业链将会出现两种趋势：一方面国外消费电子品牌会减少对国内代工的依赖以保障供应链安全；另一方面，国内消费电子企业会逐渐减少美系芯片供应占比，有意识的 培养国内芯片供应商， 提升国产芯片在供应链中的占比以分散风险。 对国内半导体企业来说，贸易冲突为国内半导体企业带来了机遇 。 预计半导体行业下行周期会持续到 2020 年 Q2： 受到美国经济 见顶回落 和中国经济增速放缓的影响，预计 2019 年全球 GDP 增速将继续下降。 2018年智能手机出货量自 2010 年以来首次出现了负增长，在 5G 网络尚未大规模商用之前，智能手机出货量下行压力将持续存在。智能手机 芯片 价值占整个半导体行业的 25%左右， 出货量的下降 累及 全球半导体市 场。 根据Gartner 数据， 2019 年 一季度全球半导体 销售额 和产能利用率均处低谷。存储 芯片 方面，根据 DRAMexchange 数据， DRAM 和 NAND 闪存价格自2017 年 12 月以来，连续 14 个月走低。 受宏观经济下行和短期供给过剩的双重影响， 我们预计半导体行业的下行周期将会持续到 2020 年 Q2。 下行周期之下， 带来宝贵追赶时机 ： 半导体产业投资周期长，市场变化 较快。 从 半导体发展史可以看到，美国作为半导体产业的开创者在全球市场占据了核心的产业地位和市场份额，但日本、韩国、 中国 台湾 地区 等后来者均抓住了产业低谷时的机遇，成就了各自在产业内的地位和影响力。对于国内半导体企业来说，国家高层的关注和政策倾斜一定程度上支持着国内半导体企业的追赶。国内领先企业有望利用自身优势努力追赶。 投资建议 ： 1） IC 设计产业是目前国内最主要的机会所在。一方面工程师红利仍然存在，像越南、印度等新兴发展中国家在基础设施、人才储备方面与国内差距较大。另一方面， 5G 的到来会催生大量物联网、车联网、VR、 AI 的需求，这块市场目前仍处于酝酿期，凭借国内资本、人才优势有望抢占先机。 2） 全球先进制程的发展速度开始放缓，国家政策 的扶持降低了半导体企业的融资的难度，但是应当注重产业整合，淘汰落后产能，避免恶性竞争。 3） 建议关注 北方华创、 汇顶科技、 兆易创新 、长电科技。 请通过合法途径获取本公司研究报 告，如经由未经许可的渠道获得研 究报告，请慎重使用并注意阅读研 究报告 尾页的声明内容。 -40%-20%0%20%40%Jul-18 Oct-18 Jan-19 Apr-19沪深 300 电子证券研究报告 电子 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 2 / 25 风险提示： 1） 宏观经济下行压力短期难以消除，需求端未见起色。 2） 全球存储芯片市场供给面临短期过剩。 3） 5G 大规模商用和物联网设备放量不及预期。 4） 汽车行业面临衰退，汽车电子需求不及预期。 5） 中美贸易摩擦带来的不确定性难以预计。 股票名称 股票代码 股票价格 EPS（摊薄） P/E 评级 2019-07-19 2018A 2019E 2020E 2021E 2018A 2019E 2020E 2021E 北方华创 002371 66.95 0.51 0.75 0.95 1.18 130.8 88.8 70.5 56.4 推荐 汇顶科技 603160 144.9 1.63 3.39 4.02 4.67 48.4 42.8 36.04 31.06 未评级 兆易创新 603986 97.93 1.42 1.52 1.98 2.26 43.8 64.42 49.46 43.33 未评级 长电科技 600584 12.24 -0.59 0.07 0.32 0.37 -14.06 180.33 37.78 32.84 未评级 备注：未评级公司业绩预测数据来自 WIND 一致预期 电子 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 3 / 25 正文目录 一、 半导体产业现状概述 . 6 1.1 垂直分工模式是未来趋势，促进半导体市场繁荣 . 6 1.2 集成电路 占比提升，存储芯片是景气风向标 . 6 1.3 周期是半导体行业最重要特征，本轮下行或持续至 2020Q2 . 8 1.4 我国半导体振兴之路道阻且长，中美贸易冲突背景下国内有望发力 . 9 二、 半导体细分行业梳理 . 13 2.1 芯片设计：美国领先地位明显，中国 升至第三 . 13 2.2 晶圆代工：台积电一枝独秀，三星开始发力代工 . 15 2.3 封测：并购整合获得扩张，长电实力位列第一梯队 . 17 2.4 半导 体材料：日欧垄断，国内自给率较低 . 18 2.5 半导体制造设备：制造产能国内转移趋势利好国产设备商 . 20 三、 投资建议 . 22 四、 风险提示 . 24 电子 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 4 / 25 图表 目录 图表 1 半导体产业链全景图 . 6 图表 2 半导体产品分类 . 7 图表 3 集成电路产品占比持续提升 . 7 图表 4 2018 年存储芯片规模占比比超过 3 成 . 7 图表 5 全球 GDP 增速与半导体市场规模增速对比 . 8 图表 6 DRAM 与 NAND 存储芯片现货平均价变动（ 2013-2019） . 8 图表 7 全球半导体出货量与产能利用率变动 . 9 图表 8 智能手机出货量变动（ 2010-2018） . 9 图表 9 我国集成电路逆差逐年扩大 . 9 图表 10 集成电路进口额连续四年超过原油 . 9 图表 11 国内半导体行业发展大事件 . 10 图表 12 国内集成电路产业发展支持政策 . 11 图表 13 全球主要半导体制造公司（含 IDM）资本开支 . 11 图表 14 日、韩、台半导体产业崛起时间 . 12 图表 15 全球半导体 IP 授权市场规模 . 13 图表 16 2018 全球主要 IP 授权企业市场份额 . 13 图表 17 2018 年 Fabless 全球 Top10 . 14 图表 18 全球芯片设计 Fabless 规模 . 14 图表 19 2018 全球芯 片设计 Fabless 分布 . 14 图表 20 2018 年全球主要半导体封测公司与国内上市公司对比 . 15 图表 21 全球晶圆代工市场规模变动 . 15 图表 22 2018 年各地区晶圆代 工规模 . 15 图表 23 2018 全球前五大代工厂市场份额 . 16 图表 24 2018 全球不同制程半导体产品收入占比 . 16 图表 25 半导体制程工艺发展历程（ 2011-2021E） . 16 图表 26 2018 年全球主要半导体封测公司与国内上市公司对比 . 17 图表 27 全球半导体封测市场规模 . 17 图表 28 国内半导体封测市场规模 . 17 图表 29 2018 年全球封测企业市场份额 . 18 图表 30 2018 年 A 股 封测企业营收占比 . 18 图表 31 2018 年全球主要半导体封测公司与国内上市公司对比 . 18 图表 32 全球半导体制造材料市场规模 . 19 图表 33 半导体制造材料市场 构成 . 19 电子 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 5 / 25 图表 34 全球半导体封装材料市场规模 . 19 图表 35 半导体封装材料市场构成 . 19 图表 36 全球主要半导体材料公司与国内上市公司对比 . 20 图表 37 全球半 导体设备市场规模及增速 . 20 图表 38 国内半导体设备市场规模及增速 . 20 图表 39 半导体制造环节各设备价格占比 . 21 图表 40 2018 年光刻机市场份额 . 21 图表 41 2018 年刻蚀机市场份 额 . 21 图表 42 2018 年 PVD 市场份额 . 22 图表 43 2018 年 CVD 市场份额 . 22 图表 44 全球主要半导体材料公司与国内上市公司对比 . 22 电子 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 6 / 25 一、 半导体产业 现状 概述 1947 年，晶体管在美国贝尔实验室诞生，标志着半导体时代的开启 。 1958 年集成电路的出现 加速了 半导体行业的发展。经过半个世纪，半导体行业已经非常成熟， 形成了从半导体材料、设备到半导体设计、制造、封装测试完整的产业链。 1.1 垂直分工模式 是未来趋势 ，促进半导体市场繁荣 半导体 行业目前主流 商业模式 有两种 ：一是 IDM（ Integrated Device Manufacturing） 模式 ， 以英特尔 、三星 、 SK 海力士 为代表 ，从设计到 制造 、封测直至进入 市场全部覆盖；另一种是垂直分工模式， 上游的 芯片设计公司（ Fabless） 负责芯片的设计， 设计好的芯片 掩膜版图 交由中游的 晶圆厂（ Foundry）进行 制造，加工完成的 晶圆交由下游的封装测试公司 （ OSAT） 进行切割 、 封装 和 测试 ，每一个环节由专门的 公司 负责 。 图表 1 半导体产业链全景 图 资料来源：平安证券研究所 垂直分工模式的产生源于半导体行业资本密集型和技术密集型的特点。 晶圆代工 属于重资产行业，目前 7nm 制程 的投资金额可达百亿美元量级，巨额的资本投入使得绝大多数半导体公司无力支撑如此高昂的开支。 1987 年 台积电的成立标志着半导体行业 从垂直化向 分工化的变革。 晶圆代工 厂商 通过集中产能优势，提高产 能 利用率 、 摊薄生产成本 ， 降低了半导体行业的准入门槛，使得中小、初创型 IC 设计公司进入市场， 半导体产业链的分工也从美国开始向全球分散， 垂直分工模式的出现 促进了半导体行业的繁荣 。另一方面， 半导体 工艺 的不断进步 形成 了 晶圆代工 行业 的 壁垒。 1.2 集 成 电路占比 提升， 存储芯片 是 景气 风向标 按产品来划分 ， 半导体产品 可分为集成电路、分立器件、光电器件和传感器 四种 。 集成电路 作为 半导体 的 核心 产品 ， 又分为 逻辑 器件 、存储 芯片 、微处理器和模拟电路四类，占据 整个 半导体行业规模八成以上 。 光电子 器件 、分立器件和传感器 虽然应用广泛，但 需求 和单价与集成电路差距较大 。 电子 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 7 / 25 图表 2 半导体产品分类 资料来源：平安证券研究所 2018 年 全球 半导体市场规模为 4607.63 亿美元，同比增长 7.4%。 首 次突 破 4500 亿美元大关，创十 年以来 新高。 其中，集成电路产品市场销售额为 3897.97 亿美元，同比增长 8.09%， 增速放缓，低于 2017 年的 24.06%。 图表 3 集成电路产品占比持续提升 图表 4 2018 年 存储 芯片 规模占比比超过 3 成 资料来源： IHS，平安证券研究所 资料来源： IHS，平安证券研究所 集成电路市场销售额占到全球半导体市场总值 85%的份额 。模拟电路销售额为 616 亿美元，微处理器销售额为 776 亿美元，大规模 IC 销售额首次突破千亿，为 1020.91 亿美元。 存储芯片产品 市场销售额为 1484.95 亿美元，同比增长 13.98%，占到全球半导体市场总值的 32.22%。 存储 芯片 是半导体市场 景气程度最 重要的风向标。 78%80%82%84%86%05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0004,5005,000集成电路 其他 集成电路占比分离器件5%光器件8%传感器2%存储器件32% 微处理器 17%大规模 IC22%模拟电路 14%集成电路 , 85%电子 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 8 / 25 1.3 周期是半导体行业 最 重要特征 ，本轮下行或持续至 2020Q2 经过半个世纪的发展，半导体 广泛 渗透于信息 、通信、 计算机 、 消费电子 、 汽车 等 各个 领域 ，半导体产品对人们的日常生活和消费形态产生了显著的影响。 长期来看， 半导体行业的增速波动与全球GDP 波动的相关性 呈现高度一致 （ 2010 至今，相关系数 为 0.57） 。 半导体行业 存在 受 GDP 增速影响的需求周期 在行业内已成为共识。 图表 5 全球 GDP 增速与半导体市场规模增速对比 资料来源：国际货币基金组织， Gartner，平安证券研究所 另一方面，半导体产业分工的出现使得行业出现了以 核心企业的产能波动为主导的供给周期 。 存储芯片 市场 是典型的供给 周期驱动 市场。 行业排名前 3 的三星、海力士和镁光市占率在 95%以上， 它们产能的变动直接影响存储 芯片 市场价格。 以 2013-2019 年 DRAM 和 NAND 价格变动为例， 从 2013年开始，随着三星、海力士 、镁光 产能的扩张，价格持续下跌 。 2016 年 Q2 受 DRAM 工艺从 2D 向3D 转换 产能 不足的影响 ， 存储 器 价格一路上涨 。到 2017 年底，良率的回升和新建产能的投产使得供给充足， 内存价格 一路走跌 。 综上，以 GDP 增速 表征的需求周期和行业龙头产能变化的供给周期两个因素共同叠加，构成 了 半导体周期。 图表 6 DRAM 与 NAND 存储芯片现货平均价变动 （ 2013-2019） 资料来源： DRAMexchange，平安证券研究所 -40%0%40%80%120%160%0%2%4%6%8%GDP全球增速 半导体全球增速（右轴）01234567现货平均价 :DRAM:DDR3 4Gb 512Mx8 1600MHz 现货平均价 :NAND Flash:64Gb 8Gx8 MLC1990-2000，相关系数为 0.33 2010 至今，相关系数为 0.57 16 年 Q2，内存价格结束3 年的 下跌 ，随着 主要大厂工艺转换产能不足 价格开始上升 17 年 Q4，受需求端疲软，大厂库存升高，内存价格开始大幅下降 32 层 3D NAND 量产， 工艺提升导致成本下降，NAND 价格出现下降 单位：美元 电子 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 9 / 25 根据平安证券研究所宏观团队观点 ， 预计 2019 年 美国经济 见顶回落 ， 中国经济增速放缓 ， 全球 GDP增速 可能会 继续下降。 另外， 2018 年智能手机出货量自 2010 年以来首次出现了负增长， 2019Q1中国智能手机出货量增速同比下降 11.9%。 我们认为在 5G 网络尚未大规模商用之前，智能手机出货量下行压力将持续存在。智能手机出货量的下降直接影响到了全球半导体市场 （ 2018 智能手机 半导体占比近 25%） ，根据 Gartner 数据 ， 2019 年 Q1 全球半导体出货量和产能利用率均处低谷。存储 芯片 方面，根据 DRAMexchange 数据， DRAM 和 NAND 价格自 2017 年 12 月以来，连续 14 个月走低。 受 宏观经济下行 和 短期 供给过剩的双重影响， 我们预计 本轮 半 导体行业的下行周期将会持续到 2020 年 Q2。 从产业链来看， 目前 具备商用能力的 5G 手机芯片 供应商 只有华为和高通 2 家，支持 SA 独立组网的手机最早 会 在 2020 年 Q2 面世 ， 5G 手机的上市能够较大提升对存储芯片、大规模 IC、模拟电路的需求。 预计在 2020 年 Q2 之后，半导体下行周期将迎来反转。 图表 7 全球半导体出货量与产能利用率变动 图表 8 智能手机出货量变动（ 2010-2018） 资料来源： Gartner，平安证券研究所 资料来源： IDC，平安证券研究所 1.4 我国半导体 振兴之路 道阻且长 ， 中美贸易冲突背景下国内有望发力 目前国内 半导体需求旺盛，国内供给能力 不足 。 以集成电路为例， 2018 年我国集成电路出口金额为860.15 亿美元，进口金额 为 3166.81 亿美元，贸易逆差 同比增长 11.21%。 从 2015 年开始， 集成电路进口 金额 连续 4 年 超过原油 成为我国第一大进口商品 。 集成电路领域严重的进口依赖，影响到我国的信息 安全、金融 安全 、国防安全、能源安全 。 图表 9 我国集成电路逆差逐年扩大 图表 10 集成电路进口额连续四年超过原油 资料来源：海关总署，平安证券研究所 资料来源：海关总署，平安证券研究所 81%82%83%84%85%86%87%88%020,00040,00060,00080,0002012 2013 2014 2015 2016 2017 2018半导体出货量（ 8寸等价） 产能利用率单位：万片-20%0%20%40%60%80%100%05001,0001,5002,000201020112012201320142015201620172018出货量（百万台） YOY2,100 2,400 2,319 2,628 3,167 05001,0001,5002,0002,5003,0003,5002014 2015 2016 2017 2018进口金额 出口金额亿美元05001,0001,5002,0002,5003,0003,5002014 2015 2016 2017 2018集成电路 原油 整车 汽车零配件亿美元电子 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 10 / 25 90 年代以前，国内半导体主要应用于军事领域。 设计、研发主要依靠国有企业和科研单位，生产依靠引进国外落后生产线。 我国第一次对微电子产业制定国家规划 是 1990 年 启动的 908 工程 ，由当时 国营江南无线电器材厂 （简称 742 厂） 和永川半导体研究所无锡分所合并成立了无锡华晶 。 直到8 年后 ， 国内的第一条 6 英 寸生产 线 才完成验收正式 投产 。 1996 年， 909 工程 启动，由 上海华虹 和NEC 合资组建了华虹 NEC，建成了国内的第一条 8 英 寸产 线 。 2000 年 ，中芯国际 的成立标志着国内 半导体晶圆代工 开始走向了世界 舞台。 2001 年随着中国加入 WTO，外资半导体企业大量进入，国内半导体行业进入快速发展期，经过近二十年的发展，尽管国内培育了大批半导体行业优秀人才，但由于半导体产业链复杂，产业分工细致，我们在各个领域与国外领先水平仍然有着较大差距。 图表 11 国内半导体行业发展大事件 资料来源：公开资料整理，平安证券研究所 自 2018 年 4 月 以来 ，中兴 、华为相继 被美国商务部列入实 体名单， 举国哗然。 国内 半导体 产业相对落后的局面受到国家 领导层 的高度关注， 国家 相继 出台一系列政策提振 半导体 产业发展， 但振兴之路 道阻且长 。