晶圆代工全球前瞻系列之一：三星电子：代工龙头，存储为王.pdf

请务必阅读正文后的 重要 声明部分 Table_StockInfo 2018 年 03 月 06 日 证券研究报告 公司 研究报告 晶圆代工全球前瞻系列之一 三星 电子： 代工龙头，存储为王 投资要点 西南证券研究发展中心 Table_Author 分析师：王国勋 执业证号： S1250517060002 电话： 021-68415296 邮箱： wgxswsc 联系人：陈杭 电话： 021-68415296 邮箱： chenhangswsc 相关 研究 Table_Report 1. 三星电子： LCD 后来居上， OLED 一骑绝尘 面板巨头全球前瞻系列之一 (2018-03-05) 2. 泛半导体行业专题报告：半导体投资时钟 (2018-01-09) 3. 泛半导体行业专题报告：“泛半导体”星汉灿烂，“核心资产”若出其里 (2018-01-01) 4. 电子行业 2018 年投资策略：成就大国崛起，畅享行业成长 (2017-12-05) 5. PVD 镀膜材料行业专题报告：溅射“中国芯”，蒸镀“中国屏” (2017-11-05) 6. 苹果公司（ AAPL）：献礼 iPhone 十周年 始于颜值、痴于交互、忠于生态、成于运营 (2017-09-12) Table_Summary 三星电子 业务覆盖全面， 技术实力雄厚， 市场条件优越 。 三星电子 作为 三星集团旗下最大的子公司 ，业务覆盖 全面， 消费电子、存储器、面板、晶圆代工等业务 均有涉及 。 在消费电子 行业， 三星市场条件优越， 移动手机营收超 100 万亿韩元，市占率全球第一。在存储器行业， 三星技术条件丰厚， 率先量产 10 纳米级 DRAM 和 64 层 NAND， 使得 2017 年营收规模大幅增长 60%。 存储行业 龙头依旧 ， 3D NAND 持续向好 。 三星在 DRAM， NAND Flash 处于绝对龙头地位， 2017 年一季度三星的 DRAM 市场占比 45.8%， NAND 市场占比36.7%， 且 市场份额与追赶者之间存在明显距离 。 人工智能、物联网产生的大数据持续爆发 叠加下游对大存储移动设备的强烈需求， 未来存储器市场规模将大幅提升 。 2017 年 6 月，三星推出市场上首款 64 层 V-NAND 存储器产品 。 3D NAND 在存储密度、性价比、功耗等方面 优势独特 ， 市场认可度极高 。 随着 3D NAND 成本的不断降低， 三星未来将 充分享受存储行业景气红利 。 晶圆代工自立门户 ， 先进制程优势凸显 。 作为 著名的 IDM 企业 ， 三星的晶圆代工厂主要服务自身的芯片供应，多余产能 也会外接其他订单 。 2016 年三星代工业务营收 45 亿美元， 市场占比 约 7.7%，位居 全球 第四 。 为进一步提高代工业务盈利能力， 2017 年 5 月 三星正式宣布 代工业务部 与系统 LSI 业务部分离， 开始自立门户 。 2017 年第四季度，三星开始批量生产第二代 10nm FinFET 工艺技术并完成了 8 纳米 FinFET 工艺的技术认证， 7 纳米 EUV、 6 纳米 EUV 也被提上研发日程 。 鉴于三星在 先进制程 技术方面竞争优势明显 ， 未来三星有望进一步提高芯片行业市场份额。 风险提示： 行业 上游 原材料 价格的波动 或行业下游需求因 宏观经济 产生的波动 。 晶圆代工全球前瞻系列 -三星电子 请务必阅读正文后的重要声明部分 目 录 1 泛半导体和消费电子全领域布局 . 1 1.1 业务覆盖全面，盈利能力强劲 . 1 1.2 手机销量全球领先，存储营收高速增长 . 4 2 领先存储技术，称霸存储行业 . 5 2.1 DRAM 和 NAND 市占率全球第一 . 5 2.2 DRAM 市场格局的演变：多强割据到三国鼎立 . 8 2.3 3D NAND 优势明显，未来将成为主流存储器 . 10 3 晶圆代工，进军摩尔定律的极限 . 14 3.1 三星晶圆代工自立门户，剑指台积电 . 14 3.2 台积电的代工博弈，苹果的相爱相杀 . 15 3.3 在追求先进制程的征途上永不停歇 . 17 晶圆代工全球前瞻系列 -三星电子 请务必阅读正文后的重要声明部分 图 目 录 图 1：三星电子主要业务 . 1 图 2：三星电子 2011-2017 营收及同比增速 . 2 图 3：三星电子 2011-2017 净利润及同比增速 . 2 图 4：三星电子 2011-2017 毛利率和净利率 . 3 图 5： 2017 年三星电子营收结构情况 (万亿韩元 ) . 3 图 6：三星电子专利数目 . 3 图 7：三星电子分业务营收（万亿韩元） . 3 图 8：三星电子移动手机和存储器业务营收（万亿韩元） . 4 图 9：三星电子手持电话和 DRAM 市占率 . 4 图 10：三星电子存储产品示例 . 5 图 11：全球数据总量（ ZB） . 6 图 12：全球存储器市场规模（ 亿美元） . 6 图 13： 2015-2025 DRAM 市场规模（亿美元） . 6 图 14： 2016 年财年三星存储器业务营收和市占率情况 . 6 图 15：三星 2012-2016 存储器市场规模及市占率 . 7 图 16：三星电子存储产能及产能利用率 . 7 图 17： 2017Q1 DRAM 营收与市场份额 (亿美元 ) . 8 图 18： 2017Q1 NAND 营收与市场份额 (亿美元 ) . 8 图 19： DRAM 存储器形成历史 . 9 图 20： 2D NAND 和 3D NAND 结构对比 . 10 图 21：不同供应商 2D 和 3D 结构存储器位密度对比 . 11 图 22： 3D NAND 和 2D NAND 单位存储量价格对比 . 11 图 23： 3D NAND 和 2D NAND 反应速度对比 . 11 图 24： 3D NAND 和 2D NAND 功耗对比 . 11 图 25： 2015-2025 NAND Flash 市场规模 . 12 图 26： 64 层 256Gb V_NAND . 13 图 27： 64 层 256Gb V_NAND_1TB M.2 SSD . 13 图 28： 晶圆加工竞争格局 . 14 图 29：苹果和三星的专利诉讼案 . 16 图 30： iPhone4 和 Galaxy S 相似点 . 16 图 31：三星晶圆代工制程与台积电比较 . 17 图 32：各个制程市场规模预测 . 18 图 33：不同制程栅极成本 . 18 图 34：三星晶圆代工技术创新进程 . 19 图 35：三星晶圆代工先进制程的技术推进路线图 . 21 晶圆代工全球前瞻系列 -三星电子 请务必阅读正文后的重要声明部分 表 目 录 表 1： 2017 年第三季度全球 DRAM 厂自有品牌内存营收排名 . 7 表 2：三星不同存储器位密度 . 11 表 3：排名前十晶圆代工厂 . 15 表 4：三星高端制程技术 . 20 晶圆代工全球前瞻系列 -三星电子 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 1 1 泛半导体和消费电子全领域布局 1.1 业务覆盖全面，盈利能力强劲 三星集团（ SAMSUNG）是韩国第一大企业，同时也是一个跨国的企业集团，三星集团包括众多的国际下属企业：三星电子、三星物产、三星生命、三星航空等等，业务涉及电子、金融、机械、化学等众多领域。 三星电子成立于 1969 年， 是三星集团旗下最大的子公司 。 三星电子主要有 四 个业务部门 ： 消费电子 、 IT移动通信 、 设备解决方案 和哈曼 。 消费电子 部门生产和销售电视机 、 冰箱 、 洗衣机 、空调和 医疗设备等电子产品 ； IT移动通信 部门生产和销售智能手机 、 电脑 、网络系统和其他电信设备 ； 设备解决方案 部门 主要有两大块业务，一是半导体业务，主要 生产和销售 DRAM、 NAND 闪存 、 移动 SoC 以及用于 IT 和移动设备的其他组件 ； 二是显示业务，只要生产 TFT-LCD 和 OLED 等显示器件。 哈曼 国际公司 原本是 著名的汽车与音频产品制造商，处于全球音响的研发和制造领域里的领导地位。 2017 年 3 月 12 日，三星以 80 亿美元正式宣布完成对音响巨头哈曼国际的收购。收购完成后，哈曼将变成三星电 子全资拥有企业 。哈曼子公司主营业务只要是车载信息系统、信息娱乐和扬声器等。 图 1： 三星电子主要业务 数据来源： 三星官网 ，西南证券 整理 到 2017 年三季度， 三星电子 共 拥有 韩国总部和全球 278 家子公司 ， 其中包括 9 个 消费电子和 IT移动通信业务 地区 性总部 ， 5 个设备解决方案 地区 性 总部以及哈曼子公司。 消费电子 部门通过不断推出具有创新技术 、 独特设计的新产品，引领全球数字时代。电视是 消费电子 部门的核心产品 ， 公司在智能电视产品组合中利用 LCD / LED 电视等硬件的竞争优势以及软件驱动的产品特性，连续 11 年保持市场领先地位。 IT移动通信 部门在移动生活方式创新方面处于领先地位， 推出了 “ GALAXY” 等 系列消费者友好型产品 。 IT移动通信 除了包括智能手机在内的手持电话（“ HHP”）产品外，还在包括 LTE 在内的全球网络系统 的 领先技术开发和标准化。 晶圆代工全球前瞻系列 -三星电子 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 2 设备解决方案部门由半导体分部和显示面板 分部 组成。半导体 分部主要经营 存储器业务和系统 LSI 业务 （ Foundry） 。 存储器 业务部门 主要负责 制造和销售 DRAM 和 NAND 产品 ，系统 LSI 业务部门制造移动应用处理器和相机传感器芯片 ，面板部门制造和销售 LCD 和OLED 等显示屏 。公司通过提高 移动应用 产品的性能以及 DRAM 等存储器产品 的存储 密度，不断增加对终端产品制造商的影响。 Foundry 业务从 2016 年第四季度开始供应 10nm 产品，并正在全力引领行业发展。 三星 的 OLED 业务正在 逐步扩大 ，以快速应对市场对柔性产品的需求， 同时加速 推动技术差异化，不断引领市场。 TFT-LCD 业务正在增加诸如高清 、 超大尺寸 、 量子点和无框产品等高附加值产品的销售。 三星电子 业务覆盖全面，市场面向全球各地，因此每年都会产生巨额的营业收入和净利润。从 2012 年开始，三星电子的营业收入一直保持在 200 万 亿 韩元 以上，净利润也 基本 保持在 20 万亿韩元 以上。 2013 年营收达到 229 万 亿 韩 元， 净利润达到 30 万亿韩元 。随后2014-2016 年三年营收和净利润有小幅下降， 主要是由于全球平板市场和手机市场有小幅下滑导致。 2017 年营收和净利润又创新高，营收达到 240 万亿韩元 ，净利润达到 42 万亿韩元 ，主要是由于存储器业务 3D NAND 以及 OLED 的 强劲 带动。 在 2017 财年四季报中 三星还预测 2018 年第一季度存储产品 NAND 需求 持续 强劲 、 固态硬盘需求增长 、 移动业务利润增长 、OLED 需求量将有小幅下滑 。 图 2： 三星电子 2011-2017 营收及同比增速 图 3： 三星电子 2011-2017 净利润及同比增速 数据来源： 三星官网， 西南证券 整理 数据来源： 三星官网， 西南证券 整理 三星电子一直保持较高的毛利率和净利率。毛利率从 2011 年的 33.6%开始基本保持不断上升趋势，到 2017 年达到历史最高 40.4%，这一数字在整个电子制造行业处于领先地位，体现了三星电子极强的盈利能力。同样，三星电子净利率水平也一直保持较高水平， 2011年净利率为 10.4%，随后逐渐增加至 2014 年的 13.3%， 2014-2016 年略微下降后，在 2017年净利率又达到 11.3%。 - 1 5 %- 1 0 %- 5 %0%5%10%15%20%25%0501001502002503002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017营业收入（万亿韩元） 同比增长- 4 0 %- 2 0 %0%20%40%60%80%100%0510152025303540452011 2012 2013 2014 2015 2016 2017净利润（万亿韩元） 同比增长 晶圆代工全球前瞻系列 -三星电子 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 3 图 4： 三星电子 2011-2017 毛利率和净利率 图 5： 2017 年三星电子营收结构情况 (万亿韩元 ) 数据来源： 三星官网， 西南证券 整理 数据来源： 三星官网， 西南证券 整理 从业务细分角度来看， 2017 财年消费电子业务营业收入 45 万亿韩元 ，占比 17%。 IT移动通信营业收入 107 万亿韩元 ，同比增长 6%，其中移动设备营收占比超 97%。设备解决方案部门贡献了 108 万亿韩元 的营业收入，同比 2016 年的 78 万亿韩元 增长 38%。设备解决方案业务里面半导体业务营收 74 万亿韩元 ，占比 69%，面板业务营收 34 万亿韩元 ，占比 31%。半导体业务中存储业务占有主要地位，营收达 60 万亿韩元 ，占半导体业务营收81%。哈曼部门 2017 年营业收入为 7 万亿韩元 ，占比 3%左右。 三星电子盈利体量如此巨大，背后依靠其极强的研发实力。三星研发投资规模巨大，每年都新增众多核心技术专利。 2016 年，三星投资 139 亿美元用于研发，同年在国内注册了3629 项专利，在海外注册了 15193 项专利，其中在美国注册专利 5683 项。在 2017 年第三季度，公司又在美国注册了 4824 项专利，研发费用达 114 亿美元。 图 6：三星电子专利数目 图 7：三星电子分业务营收（万亿韩元） 数据来源： 三星官网， 西南证券 整理 数据来源： 三星官网， 西南证券 整理 三星 2017 年营收达到历史新高 240 万亿韩元，同比增长 19%，净利润 同样同样达到历史最高值 42 万亿韩元 ，同比增长 85.6%。 2017 年新收购的哈曼子公司仅仅贡献了 7.1 万亿韩元的营收， 远不及 2017 营收 新增的近 40 万亿韩元规模，因此三星的业务增长动力来源于传统业务。将业务拆分来看， IT移动通信部门业务收入同比增长 6%，消费电子部门营收略有下降，设备与解决方案部门营收较 2016 年增长 30 万亿韩元，同比增长 38%，因此三星 2017 年营收创新高是由于设备与解决方案部门业绩创新高。 0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017毛利率 净利率消费电子业务 , 4 5 .0 5 4IT 移动通信业务 , 1 0 6 .6 7设备解决方案业务 , 1 0 8 .1 7哈曼业务 , 7 .101000200030004000500060002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2 0 1 7 Q 3韩国 美国0501001502002503002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017消费电子业务 IT 移动通信业务 设备解决方案业务30 晶圆代工全球前瞻系列 -三星电子 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 4 1.2 手机 销量全球领先 ，存储 营收高速增长 抽取出设备解决方案部门主营业务存储器和及 IT移动通信部门主营业务移动手机进行对比， 移动手机营收一直居于高位，规模维持在 100 万亿韩元左右的规模，但是同比增长很小， 17 年增长仅仅 6%；存储器业务营收规模相对较小，营收规模从 20 万亿韩元规模逐渐上升到 60 万亿韩元规模， 17 年同比增长约 60%。 鉴于三星在存储技术方面的领先优势，叠加下游泛半导体超景气周期带来的广阔市场，三星未来几年的营收将继续保持稳定增长趋势。 2016 年三星电子手机全球市占率 19.2%，位居全球第一，智能手机市场占比 20.8%，位居全球第一，平板和智能手机 市场占比位居全球第二，市占率分别为 13.4%和 11.4%。 2017年，全球智能手机出货量预计达 15.9 亿部， 同比 2016 年的 14.9 亿部增长 7%。 2017 年 平板电脑市场预 计下降 5%，从 2016 年的 2 亿部降至 1.9 亿部 。 公司正在不懈努力，加强产品 、服务和 B2B 未来发展的竞争力。对于智能手机业务，公司继续强化从优质到大众的多样化产品阵容，保持行业第一的地位。展望未来，公司将通过柔性显示 、 差异化设计 、 用户体验等新形式，巩固其在高端智能手机领域的市场领导地位，同时积极响应中端和入门级智能手机市场，全面提升市场份额。此外，公司将积极应对 Gear S3， Gear VR 等可穿戴设备以及提升用户体验等各种消费需求。此外，公司不断投资于移动支付系统（如独家三星支付服务），并在未来持续提升其在 全球市场的地位包括智能 、 物联网 、 云计算和移动 B2B 服务。 图 8：三星电子移动手机和存储器业务营收（万亿韩元） 图 9：三星电子手持电话和 DRAM 市占率 数据来源： 三星官网， 西南证券 整理 数据来源： 三星官网， 西南证券 整理 2016 年 DRAM 市占率达 47.1%，位居全球第一， NAND Flash 市占率 35.2%，位居全球第一， SSD 市占率 34.7%，位居全球第一。 自 1993 年以来，三星电子就坚定地保持在全球存储器市场的第一领导地位，建立了无与伦比的竞争优势。 2016 年，三星通过推出一系列业界第一的产品进一步推动了内存半导体技术的极限， 10 纳米级 16Gb LPDDR4 DRAM芯片为高端智能手机和平板电脑提供了 8GB 移动 DRAM 封装，基于 48 层 256Gb V-NAND技术的 15.36TB SAS SSD 为领先的企业客户提供了业界最高的存储容量。此外，通过将领先的 DRAM 和基于 NAND 闪存的解决方案推向市场，三星进一步加快了先进内存市场的增长。其中， 8GB HBM2 DRAM 和 8GB LPDDR4 / 4X 移动 DRAM 为 下一代显卡和移动应用程序 提供了 所需的极高速度和带宽。在 NAND闪存领域，诸如 2TB 960 PRO（ M.2 NVMe SSD）和 2TB T3（便携式 SSD）等消费类 SSD 帮助 市场转向更高密度 的 存储解决方案。 512GB的 BGA NVMe SSD 将所有关键的 SSD 组件整合在一个单一的包装中，从而在设计计算设0204060801001201401602011 2012 2013 2014 2015 2016 2017存储器业务 移动手机Y O Y = 5 9 .2 7 %0%10%20%30%40%50%60%2014 2015 2016 2 0 1 7 .3 Q三星手持电话全球市占率 三星电子 D R A M 全球市占率市占率全球第一 晶圆代工全球前瞻系列 -三星电子 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 5 备时实现最大的灵活性。 2017 年，三星一直积极响应移动 、 PC、 企业 以及来自 增强现实服务（ AR） 、 虚拟现实（ VR）和汽车 的 应用 云服务等更广泛的 市场需求 。为此，三星计划引进更先进的内存产品，提供无与伦比的性能和容量水平，包括面向消费者和企业应用的最新 64层 V-NAND 固态硬盘，超小型 eUFS 和高性能存储器， 高速 Z-SSD。 未来三星将继续保持在 DRAM 解决方案和下一代 V-NAND 的 10 纳米工艺技术中 的 领先地位。 图 10： 三星电子存储产品示例 数据来源： 三星官网 ，西