电子行业深度报告：我国IC设计快速崛起，进口替代空间广阔.pdf

本报告由川财证券有限责任 公司 编制 谨请参阅尾页 的 重要 声明 我国 IC 设计快速崛起，进口替代空间 广阔 证券 研究报告 所属 部门 行业公司 部 报告 类别 行业深度 所属行业 信息科技 /电子 行业评级 增持评级 报告 时间 2019/8/27 分析师 周豫 证书编号： S1100518090001 010-66495613 zhouyucczq 联系人 杨广 证书编号 ： S1100117120010 010-66495651 yangguangcczq 傅欣璐 证书编号： S1100119080001 010-66495910 fuxinlucczq 川财研究所 北京 西城区平安里西大街 28 号中海国际中心 15 楼， 100034 上海 陆家嘴环路 1000 号恒生大厦11 楼， 200120 深圳 福田区福华一路 6 号免税商务大厦 30 层， 518000 成都 中国（四川）自由贸易试验区成都市高新区交子大道177 号中海国际中心 B 座 17楼， 610041 电子 行业 深度 报告 核心观点 集成电路设计包含 IDM 模式、 Fabless 模式 集成电路设计指在一块较小的单晶硅片上集成许多晶体管及电阻、电容等元器件，并按照多层布线或遂道布线的方法，将元器件组合成完整的电子电路的整个设计过程。集成电路行业经过多年发展，行业的商业模式逐渐从原有单一的IDM 模式转变为 IDM 模式、 Fabless 模式并存的局面。 物联网、汽车电子等需求引领新发展，进口替代存在巨大市场空间 看点一： 集成电路行业从中央政府到各地方省市都出台了各种支持集成电路产业政策 扶持 。 国家大基金为集成电路企业提供长期稳定资金，科创板设立 则 为高科 技企业提供了多样化的融资手段。 看点二： 随着 5G 时代 来临 ，万物互联 、数据爆发式增长 现象出现 ，物联网、人工智能、云计算、智能汽车、智能家居、可穿戴设备等为代表的新兴产业快速发展，催生大量芯片产品需求，有望成为推动集成电路产业发展的新动力，为集成电路设计企业带来新的发展机遇。 看点三： 2018 年我国半导体自给率约 15.4%，较 2012 年的 11.9%虽有 提升， 但是供给 仍明显不足 。 当前我国芯片设计以中低端为主，在中高端芯片市场，我国能够可替代产品相对较少， 未来 存在巨大的进口替代空间，中美贸易摩擦突显“自主可控”的重要性 ， 我们认为未来随着半导体自给率提升，将带来我国半导体产业的新发展机遇 。 当前 IC 设计 由外部占主导 ，国产 IC 设计 正 快速崛起 根据 DIGITIMES Research 发布的 2018 年全球前 10 大 IC 设计公司 (Fabless)排名来看，博通、高通 分别 以 217.54 亿美元、 164.50 亿美元 营收 位居前二，我国华为海思以 75.73 亿美元收入位列第五名， 2018 年同比增长 34.2%，增速居前十大 IC 公司首位。 但 2018 全球前十大半导体公司、全球前十大模拟 IC公司中均无我国企业。 近些年，我国集成电路设计公司数量由 2010 年 582 家迅速增长至 2018 年 1698 家 。 我国集成电路设计产值从 2008 年 235 亿元，增长至 2018年 2519亿元， CAGR高达 26.77%， 明显 高于 IC产业增速 （ CAGR20.55%） ，且设计占 集成电路产业 比重由 2008 年的 18.86%提升 至 2018 年的 38.57%。 建议关注我国半导体设计细分行业的领军企业 华为海思（非上市）当前是我国集成电路设计排名居首位， 当前 A 股 包含多家半导体设计 上市 公司， 我们看好集成电路设计产业未来发展机会，建议关注 存储芯片 公司 兆易创新 、光学指纹芯片 公司 汇顶科技 、射频前端公司 卓胜微 、模拟 IC 公司 圣邦股份 、 分立器件公司 韦尔股份 等 相关标的 。 风险提示 ： 宏观经济下行 ;中美贸易摩擦加剧 ;国产替代进度低于预期 川财证券 研究报告 本报告由川财证券有限责任 公司 编制 谨请参阅尾页 的 重要 声明 2/42 正文 目录 一、半导体设计发展历程 . 5 1. 半导体设计发展历程 . 5 1.1 半导体相关概念 . 5 1.2 半导体设计商业模式 . 6 2. 半导体设计基本流程及相关分类 . 7 2.1 半导体设计流程 . 7 2.2 芯片设计主流架构 . 10 二、投资看点 . 12 1. 看点一：集成电路产业政策支持力度大，融资途径多样助力企业成长 . 12 2. 看点二：物联网、汽车电子、 AI 等新兴应用引领集成电路新发展 . 16 2.1 物联网 . 17 2.2 汽车电子 . 19 3. 看点三： “进口替代 ”、 “自主可控 ”将为国内半导体设计企业提供新机遇 . 21 三、当前 IC 设计外部占主导，国产 IC 设计快速崛起 . 23 1. 全球半导体设计市场由外部主导， Fabless 模式增速加快 . 23 2. 我国集成电路设计占比不断提升，集成电路国产替代空间大 . 26 四、国外半导体设计典型公司 . 30 1. 博通（ AVGO.O） . 30 2. 高通（ QCOM.O） . 31 3. 英伟达（ NVDA.O） . 33 4. 联发科（ 2454） . 34 5. 赛灵思（ XLNX.O） . 36 五、国内半导体设备典型公司 . 38 1. 兆易创新（ 603986.SH） . 38 2. 圣邦股份（ 300661.SZ） . 39 3. 汇顶科技（ 603160.SH） . 40 4. 卓胜微（ 300782.SZ） . 40 5. 韦尔股份（ 603501.SH） . 41 六、风险提示 . 41 川财证券 研究报告 本报告由川财证券有限责任 公司 编制 谨请参阅尾页 的 重要 声明 3/42 图表目录 图 1： 半导体按产品分类 . 5 图 2： 集成电路行业商业模式示意图 . 6 图 3： 芯片设计流程示意图 . 8 图 4： 32 BITS 加法器的 VERILOG 范例 . 9 图 5： 控制单 元合成后的电路图 . 9 图 6： 常用的演算芯片 -FFT 芯片，完成电路布局与绕线结果 . 10 图 7： CMOS 光罩示意图 . 10 图 8： 科创板已受理企业行业分布 . 15 图 9： 科创板首批上市 6 家半导 体企业募资金额 . 15 图 10： 全球 FABLESS 初创公司融资统计（ 2009-2018） . 16 图 11： 2018 全球 FABLESS 初创企业（按地域） . 16 图 12： 2018 年全球 FABLESS 初创企业（按应用） . 16 图 13： IMT-2020 应用场景 . 17 图 14： 我国集成电路产业销售额 . 17 图 15： 我国集成电路设计、制 造、封测占比 . 17 图 16： 全球物联网市场规模变化趋势及预测 . 18 图 17： 2017 年全球物联网行业应用渗透率 . 18 图 18： 全球物联网设备安装基数 . 18 图 19： 2018 年全球物联网 各领域支出分布 . 18 图 20： 我国物联网市场规模 . 19 图 21： 2014-2020 年我国数据增长量 . 19 图 22： 物联网应 用典型四大领域细分市场热点 . 19 图 23： 全球各国发布禁售传统燃油车时间表 . 20 图 24： 汽车智能化与互联网应用趋势 . 20 图 25： 全球与中国汽车电 子市场规模 . 20 图 26： 各车型中汽车电子成本占比 . 20 图 27： 中国半导体销售额占全球比重持续增长 . 21 图 28： 我国半导体自给率仍较低 . 21 图 29： 一张图看懂 ICT 国产核心器件替代率 . 22 图 30： 2008-2018 年 FABLESS 与 IDM 公司产品销售情况对比 . 25 图 31： 全球存储器市场 . 26 图 32： 2017 年全球存储器按产品分布 . 26 图 33： 2018 全球 DRAM 市场份额分布 . 26 图 34： 2018 年全球 NAND 市场份额分布 . 26 图 35： 我国集成 电路市场销售额及设计占比情况 . 27 图 36： 中国 IC 设计公司数量统计 . 27 图 37： 中国销售过亿 IC 设计公司统计 . 27 图 38： 2018 年我国集成电路进口按产品分类 . 28 图 39： 博通公司发展历程 . 30 图 41： 博通 2014 至今年营收及净利润 . 31 图 42： 博通 2018 年收入按产品占比 . 31 图 43： 高通公司发展历程 . 32 川财证券 研究报告 本报告由川财证券有限责任 公司 编制 谨请参阅尾页 的 重要 声明 4/42 图 44： 高通 2014-2018 年主营业务收入构成（按地区） . 32 图 45： 高通 2014-2018 年营收及净利润 . 33 图 46： 2014-2018 年高通营收各产品占比 . 33 图 47： 英伟 达 2014-2018 年主营业务收入构成（按地区） . 34 图 48： 英伟达 2014-2018 年营收及净利润 . 34 图 49： 2018 年英伟达营收各产品占比 . 34 图 50： 联发科公司及 产品发展历程 . 35 图 51： 联发科 2014-2018 年营收及净利润 . 35 图 52： 2018 年联发科营收各产品占比 . 35 图 53： 赛灵思公司及 产品发展历程 . 36 图 54： 赛灵思 2014-2018 年主营业务收入构成（按地区） . 37 图 55： 赛灵思 2014-2018 年营收及净利润 . 37 图 56： 2018 年赛灵思营收各产品占比 . 37 图 57： 兆易创新 2015-2018 年营收与业绩情况 . 39 图 58： 2018 年兆易创新各业务营收占比 . 39 图 59： 圣邦股份营收与业绩情况 . 39 图 60： 2018 年圣邦股份各 业务营收占比 . 39 图 61： 汇顶科技营收与业绩情况 . 40 图 62： 2018 年汇顶科技各业务营收占比 . 40 图 63： 卓胜微营 收与业绩情况 . 41 图 64： 2018 年卓胜微各业务营收占比 . 41 图 65： 韦尔股份营收与业绩情况 . 41 图 66： 2018 年韦尔股份各 业务营收占比 . 41 表格 1. 半导体产业不同商业模式特点比较 . 7 表格 2. 半导体设计产业国内外典型公司 . 7 表格 3. CISC 与 RISC 的主要特征比较 . 11 表格 4. 四大主流芯片架构特点 . 12 表格 5. 国家级集成电路政策汇 总 . 12 表格 6. 地方省市集成电路政策汇总 . 13 表格 7. 2018 年国家集成电路产业投资基金一期投资项目 . 14 表格 8. 2018 年全球前十大 IC 设计公司 . 23 表格 9. 2018 年全球前十大模拟 IC 公司 . 23 表格 10. 2018 年全球前十大半导体公司营收对比 . 24 表格 11. 2018 年中国前十大 IC 设计公司 . 28 表格 12. 截止 2017 年底我国在主要领域芯片占有率 . 29 表格 13. 我国部分半导体设计上市公司估值情况 . 38 川财证券 研究报告 本报告由川财证券有限责任 公司 编制 谨请参阅本 页 的 重要 声明 5/42 一、 半导体 设计发展历程 1. 半导体 设计发展历程 1.1 半导体相关概念 半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料 ， 是电子产品的核心。根据 IC Insights，半导体按产品划分，分为集成电路（ IC）、分立器件（二极管、晶闸管、功率晶体管等）、光电器件（光传感器、图像传感器、激光发射器等）和传感器（压力传感器、温度传感器、磁场传感器等）。 集成电路通常可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。模拟集成电路主要是指由电阻、电容、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理连续函数形式模拟信号（如声音、光线、温度等）的集成电路 ， 包含通用模拟电路（接口、能源管理、信号转换等）和特殊应用模拟电路； 数字集成电路 是对离散的数字信号（如用 0 和 1 两个逻辑电平来表示的二进制码）进行算术和逻辑运算的集成电路，其基本组成单位为逻 辑门电路 ， 包含存储器（ DRAM、Flash 等）、逻辑电路（ PLDs、门阵列、显示驱动器等）、微型元件（ MPU、MCU、 DSP）。 图 1： 半导体按产品分类 资料来源： IC Insights， 川财证券研究所 半导体分立器件（ O - S - D ）集成电路（ IC ）光电器件（ O p t o e l e ct r o n i cs ）传感器（ Sensors /Actuators ）分立器件（ D i scr e t e s ）数字 IC（ D i g i t a l ）模拟 IC（ A n a l o g ）存储器（ M e m o r y ）数字逻辑 IC（ L o g i c ）微型元件（ M i cr o co m p o n e n t s ） D R AM F L AS H 其他存储器 特殊用途逻辑 显示驱动器 可编程逻辑器件 ( PL D s ) 门阵列 微处理器 （ M P U ） 微控制器 （ M C U ） D SP CCD 和 C M O S 图像传感器 ; 激光发射器和拾取器 ; 固态灯和 L ED s ; 红外设备 ; 光传感器 ; 光耦合器 ， 光开关 ; 太阳能电池 压力传感器 ; 加速 / 偏航传感器 ; 磁场传感器 ; 温度传感器 ;