半導體行業投資機會梳理

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產業鏈全景圖

半導體處於整個電子信息產業鏈的頂端，是各種電子終端產品得以運行的基礎。被廣泛的應用於PC，手機及平板電腦，消費電子，工業和汽車等終端市場。按照其製造技術劃分，半導體可以分為：集成電路，分立器件、光電子、感測器四大類。根據美國半導體協會統計數據，2016 年全球半導體產業中，集成電路佔比超過 80%，佔據大部分市場份額，是重中之重。其中，在集成電路又分為邏輯電路、模擬電路、存儲器和微處理器四大類。

核心產業鏈剖析

以半導體集成電路為例，在集成電路生產環節，大致可以分為設計、製造和封測三部分，圍繞製造進行一系列工藝。首先上游的晶圓材料是矽片，經過拉單晶、切割和清洗得到合格的集成電路生產原材料。然後按照設計的電路與投入的掩膜版在晶圓廠中進行晶元的生產，生產完成之後，就進入第三部分封測環節，封裝主要是切割和打線，然後把裸晶片安放在基板上，固定包裝成為一個整體。在封裝前後都需要進行測試，以獲取最終的合格晶元產品。

如上圖所示半導體核心產業鏈從上至下大致可以分為三個環節：IC設計、晶圓製造和封裝測試，另外還有相關配套行業，設備和材料。

1.IC設計：根據電路功能和性能要求，正確的選擇系統配置、電路形式、器件結構、工藝方案等。設計公司最終輸出的是電路版圖，交給製造廠商，通常把這類公司稱為Fabless。

2.晶圓製造：按照設計廠商輸出的電路設計版圖要求，在矽片上完成每個元器件的製造及電路互連。它們擁有晶圓製造廠，但不從事IC設計，成為專業的晶圓代工廠，如TSMC(台積電)、UMC(聯電)、以及國內的中芯國際(SMIC)等，通常把這類公司稱為Foundry。

3.封裝測試：這些公司將製造好的晶圓按照產品型號及功能需求加工得到獨立的晶元，這類公司包括Amkor、日月光等。

半導體的核心產業鏈上的三個環節，晶元設計位於價值鏈的頂端，毛利率比較高，目前主要是歐美日韓企業壟斷，IC 設計對人才和專利的依賴比較強，趕超有一定難度；晶元製造屬於資產和技術密集型產業，企業每年資本性開支比較高，強者恆強的狀態；晶元封測屬於勞動密集型行業，技術含量低國內發展較快。

半導體產業鏈演變史

從 1947 年晶體管被發明開始算起，剛開始作為軍用，從 70 年代開始了半導體的商業化應用歷程，商用化歷程發展到現在已經開啟了第五輪周期。

第一輪周期（1970-1990）：以家電為主的需求驅動。半導體應用的逐漸成熟，家電中半導體的需求逐漸打開了市場空間，期間 80 年代經歷了產業的轉移，日本依靠家電產品的爆發在 1984 年使半導體行業增速達到 135.08%，並使主要市場由美國轉移到日本。

第二輪周期（1990-2001）：以個人 PC 為主要需求驅動。20 世紀 90 年代開始，個人 PC 業務越來越成熟，下游的需求主要是個人 PC 為主，驅動了半導體行業第二輪周期達到了 41.74%的增長高峰。

第三輪周期（2001-2009）：以筆記本電腦產品作為需求驅動。從 2001 年開始，世界進入網際網路的時代，便攜上網的工作和生活，帶來了筆記本電腦的旺盛需求，帶動行業第三輪達到 38%的增長高峰。

第四輪周期（2009-2016）：以智能手機產品作為需求驅動。第一個增長高峰出現在 2010 年，主要由 iPhone 創造，iPhone 重新定義了手機，開創了智能手機的先河，智能手機對半導體產業的拉動功不可沒；第二個增長高峰出現在 2014 年，這一個增長高峰由國產智能手機主導，以 HOVML 五家作為最主要的銷量代表。

第五輪周期（2016-）：以 AI、物聯網（IoT）、5G 通信等一系列代表未來發展方向的應用為需求驅動。2017 年開年的增長由 AI 領域的高性能運算作為需求，帶來存儲器的高速增長。

第五輪周期增長將使行業市場超 5400 億美元。依照現在的發展情形，按照下游終端需求劃分，物聯網（IoT）將是未來幾年最為強勁的持續增長來源，其次在 2020 年5G 帶來的一個爆發性的空間增長。

半導體產業發展的引爆點

半導體下一個機遇之一：物聯網。18-20 年物聯網設備安裝量將帶來 140 億、180 億、200 億美元增量空間。2016 年根據 SIA 統計數據，工業用半導體需求為 471.1 億美元，其中工業中可以歸類為物聯網的用途約一半以上，約235.5 億美元。結合 BI Intelligence 預測的物聯網設備安裝量增速，預計 2018-2020 年帶來半導體需求增量空間約為 140/180/200 億美元。根據 Business Insider 預測，從 2016 年至 2021 年的市場值將以 33.3%年複合成長率，成長到 6617.4 億美元。

半導體下一個機遇之二：AI。目前，谷歌、亞馬遜、阿里巴巴、百度、騰訊等互聯網公司都在大力布局人工智慧，此外，眾多的處理器公司也在布局未來的人工智慧市場，2016 年 8 月英特爾 4 億美元收購深度學習公司 Nervana Systems，隨後又推出了人工智慧專用晶元 Xeon Phi。2016 年 9 月，Nvidia 針對自動駕駛領域推出了專為無人駕駛汽車設計的新一代人工智慧系統Xavier。我們認為伴隨著物聯網以及 2020 年 5G 商用的臨近，數據體量將會越來越大，再加上 CPU/GPU 運算力的進一步提升，2020 年之後人工智慧將會逐漸走向成熟。

半導體機遇之三：技術節點的突破。技術節點的突破是周期更迭的支撐力，在半導體集成電路的早期發展進程中，英特爾公司的聯合創始人之一戈登-摩爾扮演著重要的角色，根據摩爾定律，每隔 24 個月，晶體管的數量將翻番，性能也將提升一倍。長期以來，技術節點的突破也基本按照這這個規律。未來 7nm、14nm、28nm 將是最重要的三個技術節點。到 2020 年，最新的 7nm 技術節點將產生最大的收入佔比，同時 28nm 和 14nm 這兩個高性價比的平台技術節點都將維持超過 100 億美元的收入空間。

半導體產業發展的驅動力

動能之一：我國半導體貿易逆差明顯，國產替代進口需求空間巨大中國集成電路產業發展落後，嚴重依賴進口。中國集成電路產業存在明顯的貿易逆差，發展落後於世界領先水平。2017 年中國的集成電路貿易逆差達到 1,932 億美元，而集成電路進口額佔中國進口總額的比例則達到 14%。根據 CSIA 數據統計，2006 年我國半導體產業銷售額佔國內半導體市場的份額僅為 21.2%，2016 年該數字上升至 46%。2015 年 5 月中國發布「中國製造 2025」白皮書，提到中國晶元的自給率要在 2020 年達到 20%，2025 年達到 70%。國產晶元份額的提升，必將給半導體設備的國產化帶來契機。

動能之二：國家政策推動。當前國家政策支持力度前所未有，隨著政策、資金的逐步落實，有望實質性推動中國半導體產業發展。中央政府半導體產業政策主要有：《十三五規劃》、《大基金》、《中國製造 2025》以及在稅收補貼方面等的政策。

1）預計「十三五」期間我國半導體銷售額的年均複合增速為 20%

根據中國半導體行業協會組織編寫的《中國半導體產業「十三五」發展規劃》，我國集成電路產業「十三五」發展的總體目標是到 2020 年，集成電路產業與國際先進水平的差距逐步縮小，全行業銷售收入年複合增長率為 20%，達到 9,300 億元。集成電路設計業仍引領產業發展，移動智能終端、網路通信、雲計算、物聯網、大數據等重點領域集成電路產品技術達到國際水平，通用處理器、存儲器等核心產品要形成自主設計與生產能力，產業生態體系初步形成。16/14nm 製造工藝實現規模封裝測試技術進入全球第一梯隊，關鍵設備和材料進入國際採購體系，基本建成技術先進、安全可靠的集成電路產業體系。

? 設計業目標：到 2020 年，全國集成電路設計業年銷售收入將達到 3,900 億元，新增2,600 億元，年複合增長率為 25.9%；產業規模佔全國集成電路產業比例為 41.9%。屆時，我國的集成電路設計產業規模將位居全球第二。

? 製造業的目標：到 2020 年，集成電路晶圓製造產業銷售額達到 2,500 億元，新增 1,600億元，年複合增長率達到 22%，產業規模佔全國集成電路產業比例為 26.88%。

? 封測業目標：到 2020 年，國內集成電路封測業銷售收入達到 2900 億元，新增 1400億元，年複合增長率達到 15%。產業規模佔全國集成電路產業 31.1%，先進封裝銷售收入占封測業總銷售收入比例目標為 45%以上。

2）大基金提供資金支持，半導體產業迎來黃金時代。2014 年 9 月，國家集成電路產業投資基金（大基金）設立，發起人為國開金融、中國煙草、亦庄國投、中國移動、上海國盛、中國電科、紫光通信、華芯投資等企業。基金重點投資集成電路晶元製造業，兼顧晶元設計、封裝測試、設備和材料等產業。大基金一期規模 1,387 億元，其中 63%投資到製造環節，20%、10%和 7%分別投資到設計、封測和設備材料。目前大基金二期的募資規模已經超過一期，達到 1,500~2,000 億元，預計撬動的社會資金規模在 4,500~6,000 億左右。在政策和資金的共同支持下，我國半導體產業發展迎來黃金時代。

3) 集成電路企業將享受不同程度的所得稅減免。為進一步支持集成電路產業發展，財政部、稅務總局、國家發展改革委、工業和信息化部近日發布通知，就有關企業所得稅政策進行明確，相關優惠政策自 2018 年 1 月 1 日起執行。通知明確：

1）2018 年 1 月 1 日後投資新設的集成電路線寬小於 130 納米，且經營期在 10 年以上的集成電路生產企業或項目，第一年至第二年免徵企業所得稅，第三年至第五年按照 25%的法定稅率減半徵收企業所得稅，並享受至期滿為止。

2）2018 年 1 月 1 日後投資新設的集成電路線寬小於 65 納米或投資額超過 150 億元，且經營期在 15 年以上的集成電路生產企業或項目，第一年至第五年免徵企業所得稅，第六年至第十年按照 25%的法定稅率減半徵收企業所得稅，並享受至期滿為止。

3）2017 年 12 月 31 日前設立但未獲利的集成電路線寬小於 0.25 微米或投資額超過 80 億元，且經營期在 15 年以上的集成電路生產企業，自獲利年度起第一年至第五年免徵企業所得稅，第六年至第十年按照 25%的法定稅率減半徵收企業所得稅，並享受至期滿為止。

4）2017 年 12 月 31 日前設立但未獲利的集成電路線寬小於 0.8 微米（含）的集成電路生產企業，自獲利年度起第一年至第二年免徵企業所得稅，第三年至第五年按照 25%的法定稅率減半徵收企業所得稅，並享受至期滿為止。

中國半導體產業現狀

1）導體行業迎來向上周期，銷售額將繼續上行

2016 年 8 月到至 2018 年 1 月，全球半導體銷售額已經實現了連續 18 個月的正增長，主要由於存儲器價格大幅上漲。2017 年全球半導體行業實現 4,122 億美元收入，同比增長 21.6%，預計 2018 年半導體銷售額依然保持~10%的高速增長。

2）國內半導體生產工藝技術差距在縮小，整個全球的半導體市場開始向中國轉移，內半導體銷售額佔全球總額比例年年攀升。2017 年全球半導體銷售額為 4050.8 億美元，中國市場的銷售額為 1315 億元，佔全球銷售額的 32.5%，國內已經是半導體行業的重要市場。從銷售額增長速度來看，國內 15/16/17 年銷量的增速分別為7.52%/9.03%/22.33%，顯著高於全球半導體銷售總額的增速，甚至在全球銷量下降的2016 年，國內半導體銷量也保持了 9%的銷量增速。

3）國內半導體生產產線出現雨後春筍之勢頭。國內半導體行業發展環境有天時地利之優勢。半導體晶元關係著信息安全、經濟安全、乃至國防安全，是國家發展戰略的重中之重，解決「少芯」的難題比突破「缺屏」的困境更為重要，為此國家不僅從政策層面全力支持，更是成立國家背景的國家集成電路產業投資基金（大基金），在國家意志引領下，造就行業發展大勢所趨的天時之利。新時期半導體下游應用的產品市場集中在國內，給國內半導體產線提供投產地利優勢。國內已經立項或者開工的晶圓製造產線已達 20 條。根據中國半導體行業協會數據顯示，現在國內已經立項或者開工的晶圓製造產線已達 20 條，總投資額達 1255 億美元，呈現雨後春筍之勢頭。

4）半導體行業市場競爭格局較為集中，主要份額都集中在海外企業。綜合來看，全球前十大半導體企業（不包含代工廠）的銷售額佔半導體銷售總額的 55%以上，市場集中度很高，但是目前為止還沒有大陸企業可以躋身前十。各個環節來看：

1.矽片製造環節，市場集中度非常高，全球前五大企業的市場佔有率達到 92%，主要包括日本信越、Sumco、台灣環球晶圓等公司，對應的設備包括單晶硅生長爐、切片機、倒角機、磨削設備、拋光機、清洗設備等；

2.設計環節，輕資產運營，對設備需求較小，國外的企業代表企業包括博通、高通、英偉達等，國內企業有海思半導體、紫光展銳、豪威科技、兆易創新等；

3.半導體製造環節，市場集中度較高，前五大製造企業市場份額接近 50%，IDM公司主要包括三星、Intel、海力士、Micron 等，代工廠主要包括台積電、格羅方德、台聯電、中芯國際等，製造環節設備價值量高、技術門檻高、進口替代也最難；

4.封測環節：包括長電科技、通富微電、長川科技、愛德萬、泰瑞達等，涉及到的設備有劃片機、裝片機、縫合機、塑封機、測試機和分選機等。

半導體行業投資策略綜述

半導體產業鏈由上游、中游、下游三大部分組成，上游包括材料和設備兩部分，中游包括 IC 設計、IC 製造、IC 封測三大環節，下游包括 3C、儀器儀錶、汽車等各類市場需求。

1）中國 IC 上游設備

半導體製造是典型的重資產行業，設備投資占資本支出60%~70%，半導體設備是半導體產業發展的基礎，半導體製造是典型的重資產行業，工藝複雜繁多，技術難度高，單條生產線所需要的設備種類較多，且單台設備的價格較為昂貴，導致整個環節需要大量的設備投資。根據工藝前、中、後的順序，半導體產業鏈可分為設計、製造、封裝測試三個部分，此外還有最上游的矽片製造，每個環節對應相應的上游設備，其中製造環節的設備投入佔比達到半導體設備總投入的 80%以上，測試和封裝分別為 8%和 7%，而其他環節如矽片製造、光罩製造等環節則佔比 5%。半導體設備集中度更高。半導體設備技術難度非常高，對良率的要求更是非常苛刻，所以每一種工藝設備基本都是前三位的企業佔據了全球 90%的市場份額。2016 年全球前十大晶圓製造設備供應商佔全球設備市場的 70%以上。

晶圓廠大規模建設，2018/19 年設備投資迎來高峰，根據 Semi 的統計，目前處於規劃或建設階段，預計將於 2017~2020 年間投產的 62 座晶圓廠中有 26 座設於大陸，佔全球總數 42%。從時間點來看，2017 年中國的晶圓廠開始大規模興建，按照 1~2 年的建設周期，2018 年和 2019 年將是設備入場的高峰期。Semi預測 2018 年和 2019 年中國的設備銷售額將同比增長 57%和 60%至 750 億元和 1,201 億元，而中國的晶圓廠商占設備銷售市場的比例將從2017 年的 33%增長到 2019 年的 45%。其中大規模興建晶圓廠的企業包括紫光集團、中芯國際、德科瑪、士蘭微、格羅方德等。

晶圓製造環節：工藝難度最高，國產化空間大

晶圓製造環節是生產鏈條里最重資產的一環，設備投入佔比超過 80%。晶圓製造包括七大生產區域，分別是擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長、拋光和金屬化，主要涉及到的生產設備有七種，分別是擴散爐、光刻機、刻蝕機、離子注入機、薄膜沉積設備、化學機械拋光機和清洗機，其中光刻機、刻蝕機和薄膜沉積設備的價值量最大，生產難度也最高。按照價值量從高到低排序，設備依次是光刻機（30%）、CVD 設備（20%）、刻蝕設備（12%）、PVD 設備（12%）、氧化擴散爐（5%）、離子注入設備（4%）、剝離設備（4%）、拋光設備

（3%）和快速熱處理設備（2%）。在所有設備中，最核心、技術壁壘最高的是光刻機，佔據半導體設備市場 39%的市場份額。目前，在光刻設備領域中，荷蘭公司 ASML 處於絕對壟斷地位，佔據全球高達 80%的市場份額，以及全部的高端市場份額，國內在光刻機方面技術最先進的是上海微電子，已經研製成功 90nm 光刻機，同時承擔了國家科技重大專項「極大規模集成電路製造裝備與成套工藝專項」（02 專項）的 65nm 光刻機研製；在刻蝕設備、沉積設備方面，國內企業中微半導體、北方華創具備較強的競爭力，中微以介質刻蝕機為突破口，目前台積電、聯電都已經成為公司的客戶，北方華創已經承擔了國家02 專項的諸多研發項目，尤其是關於 12 英寸晶圓製造的刻蝕機、PVD、立式氧化爐、清洗機、LPCVD 等設備，已經批量進入了國內主流集成電路生產線；在長晶爐方面，國內企業晶盛機電具備一定的競爭力，公司是國內首家唯一自主研製成功全套單晶爐的供應商，並且連續承擔了兩項國家重大專項；在測試設備方面，國內企業長川科技在測試機和分選機方面具備一定的競爭力，已獲得長電科技、華天科技、通富微電、日月光等多個一流集成電路企業的使用和認可。