集成电路产业专题报告:剖析IC产业内循环新机遇

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发挥新型举国体制优势,推进产业结构升级,强化本土 IC 产业

中国:坚定优化产业结构,重视研发及教育投入奠定产业升级坚实基础

2008 年以来,随着人口红利逐步弱化、劳动力成本上升、汇率升值压力显现,依靠出口 贸易拉动经济增长的模式受到一定程度的挑战,在此背景下,实体经济更多地借助资产负 债表的扩张以驱动利润增长。国内的预算软约束、土地财政发展和房价快速上涨造成地方 政府、房地产企业等资金需求方对于利率不敏感,金融的价格在资产负债扩张过程中不断 上升,抬升了实体企业的融资成本,对企业在投资新项目时的预期收益率提出了更高要求。

根据国家统计局数据,我国建筑业与房地产业城镇就业总人数自 2009 年起快速提升,显 著高于同期制造业就业人数的增速水平。截至 2018 年末,我国城镇建筑业与房地产业城 镇就业总人数达到 3177 万人,较 2005 年增加 196%,而同期我国制造业城镇就业总人数 累计增幅仅有 30%。与此同时,2009 年起我国房地产 GDP 贡献也呈现快速上升态势, 2019 年末达到 7.03%,较 2008 年的 4.57%提升 2.45pct。

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由于短期的资产负债扩张需要长期的利润回报、现金回报进行维系,因此在投资边际收益 下降的前提下就对降低社会预期收益率、降低融资成本,同时促进经济结构向高科技产业 转型以提升经济发展效率提出了迫切需求。

2016 年至今,政府针对房地产产业一以贯之的“因城施策”、“房住不炒”的调控方针正 显示了政府优化产业结构的坚定决心。我们认为,在中国经济由重增速向重质量切换过程 中,以工程师红利支撑的科技产业本就担负着实现经济结构升级、跨越中等收入陷阱的长 期使命。回顾日本、韩国等地的发展历程可见,集成电路产业在其由“贸易立国”向“科 技立国”转型升级的过程中都扮演着举足轻重的角色。

考虑当前中美贸易摩擦的时代背景,通过新型举国体制优势强化科技产业中关键环节/关 键领域/关键产品保障能力已逐步上升至“国家意志”层面,8 月 4 日国务院发布的《新时 期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》正是这一意志的具体彰显,我们认 为,在财税/投融资/研究开支/进出口/人才/知识产权/市场应用/国际合作等政策促进下,集 成电路产业有望迎来资源的充分涌流,逐步成为科技产业“内循环”的硬件基础。

中国的研发费用占 GDP 比重领先多数中/低收入国家,基础研究占比稳中有升

根据 Wind 数据,2018 年中国的研发费用达到 1.97 万亿,占 GDP 比重为 2.19%,接近 作为高收入国家的新加坡在 2015 年的水平(2.18%)与韩国在 2000 年的水平(2.18%), 明显高于巴西(1.26%,2017 年)、泰国(1.00%,2017 年)、南非(0.83%,2017 年)、 马来西亚(1.44%,2016 年)等中、低收入国家。

从国内研发费用的结构来看,基础研究占比稳中有升,企业资金占比快速提高,全社会研 发投入的质量和效率均得到一定程度改善。根据 Wind 数据,2019 年研发经费总支出同比 增长 10.5%至 2.17 万亿,其中基础研究经费占比 5.6%。2018 年政府、企业投入的研发 经费分别为 3979 亿元、15079 亿元,占比分别为 20.2%、76.6%,其中企业投入占比较 2002 年提升 21.6pct。

为建设创新型国家和世界科技强国,国家在“十三五”规划中明确提出到 2020 年,研发 费用占 GDP 比重将从 2015 年的 2.1%提高至 2.5%(届时将接近美国当前水平),全国研 发经费支出从 1.42 万亿元增加至 2.32 万亿元,5 年累计投资 11.22 万亿元,相当于“十 二五”时期的 1.93 倍。

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中国正在将人口红利转变为工程师红利,平均受教育年限接近日、韩经济腾飞前的水平

在劳动力成本提升,人口红利逐渐弱化的经济环境中,部分人力资本密集型的加工制造企 业正将生产基地迁往东南亚等地区,中国电子产业的核心驱动力迫切需要实现由人口红利 向工程师红利的切换,从而向微笑曲线的两端延伸。根据 Wind 数据,2012 年以来全国每 年新增教育经费投入逾 2 万亿元,2019 年全国公共财政教育经费(包括教育事业费,基 建经费和教育费附加)同比增长 8.5%至 3.49 万亿,占公共预算支出比重为 14.6%,占 GDP 比重为 3.5%。

根据 18 年 3 月《政府工作报告》数据,在劳动力市场上 2017 年我国劳动年龄人口平均 受教育年限为 10.5 年,其中 2016 年新增劳动力平均受教育年限为 13.3 年。根据《国家 中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020 年)》,目标到 2020 年我国新增劳动力平均 受教育年限从 12.4 年提高到 13.5 年;主要劳动年龄人口平均受教育年限从 9.5 年提高到 11.2 年,其中接受高等教育的比例达到 20%以上,届时将接近如前所述的跨越中等收入 陷阱前夕的日本、韩国的比例。

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我国 R&D 人员总量已处全球领先地位,有望借助工程师红利复制日本、韩国的跨越式发 展轨迹。根据国家统计年鉴的全时当量(全时人员数加非全时人员数按工作量折算为全时 人员数的总和)数据,2013 年我国 R&D 人员总量达 353.3 万人年,超过美国居世界第一 位,2018 年我国 R&D 人员全时当量进一步增长到 461 万人年。

韩国:以半导体国产替代立科技之国,跨越中等收入陷阱创造汉江奇迹

根据 2006 年世界银行《东亚经济发展报告》定义,“中等收入陷阱”是指中等收入国家因 劳动力成本不能与低收入国家竞争、技术水平不能与高收入国家竞争而落入经济停滞/后退 发展阶段。尽管世界银行对高/中/低等收入国家的划分标准基于世界经济发展有所调整, 但中等收入陷阱却在多个国家的发展历程中重演。据世界银行统计,在 1960 年的 101 个 中等收入经济体中,仅 13 个于 2009 年跨越中等收入陷阱成为高收入经济体。我们认为, 依靠出口自然资源或主要依靠低成本劳动力发展制造业的增长模式在中等收入阶段面临 瓶颈,而真正实现“贸易立国”到“技术立国”的转变才是突破中等收入陷阱的关键所在。

根据 Wind 数据,2018 年韩国 GDP 构成中制造业占比从 1953 年的 7.9%增长至 29.2%, 成为韩国仅次于服务业的经济支柱。根据世界银行收入等级划分及 Wind 数据,1977 年韩 国人均 GNI 超过 930 美元成为中等收入国家,1987 年人均 GNI 突破 3000 美元进入上中 等收入国家行列;1995 年人均 GNI 突破 1.2 万美元,由此跨越中等收入陷阱成为高收入 国家。

而通过回顾韩国 1953 年朝韩之战结束后至今的发展历程,我们发现韩国经济发展可分为 四个阶段,其中第一阶段(1953-1961 年)战后重建期通过出售美国所给予的援资度过难 关、以及第二阶段(1962-1969 年)的“出口导向”策略推动本土工业产品自给能力为韩 国后续发展奠定良好的产业基础;而以“国退民进”推动经济结构转型的第三阶段 (1970-1979 年)和以 “技术立国”为策略全力支持半导体国产替代的第四阶段(1980 年至今)成为推动韩国经济腾飞的重要转折时期。在此过程中,韩国经济结构从政府主导 转为市场经济下的民企主导,韩国本土企业之间的专利共享、互惠合作也进一步巩固韩国 作为科技强国在全球的市场地位。

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在“科技立国”战略推动下,韩国的科技产业迎来快速发展,半导体及 3C 产品成为韩国 重要出口商品。根据韩国 KDI 数据,1990/2000 年电子行业总产值在韩国制造业中的占比 为 12.8%/18.3%,位列第一;1971-1984 年、1985-1990 年、1991-2000 年三阶段韩国电 子行业产值的年复合增速分别为 19.5%、24.1%、31.7%,是制造业领域增速最快的细分 行业。根据韩国对外贸易协会数据,1961-2000 年,韩国主要出口品从 1961 年的铁矿石 (13.0%)、1980 年的服装(16.0%)向半导体(12.4%)、计算机(8.5%)以及手机(8.5%) 等技术密集型产品转变。2019 年财富世界 500 榜单中,韩国共有 16 家企业上榜,其中科 技型企业三星电子(005930 KS,无评级)韩国排名第一、全球排名第 15。

日本:VLSI 研发联合体是举国体制打造本土半导体产业链的先行者

政府发起的研究联盟成为日本半导体产业技术赶超的发动机。日本通商产业省(日本旧中 央省厅之一,承担着宏观经济管理职能)于 1976 年牵头成立了 VLSI 研发联合体,针对 先进的 64K、256K 动态随机存取存储器(DRAM)基础技术进行集中攻坚。我们认为, 主要是三方面原因促成了该联合体的成立,其一为日本迫于美国的压力于 1975 年和 1976 年分别开放其国内的计算机和半导体市场;其二为 IBM 公司在 1975 年开始着手开发以一 百万兆超大规模集成电路芯片为基础的第四代未来系统计算机,它的成功将会严重威胁到 日本国内公司的生存;其三为 VLSI 研发所需资金庞大,若没有政府的强大支持,日本的 半导体生产企业很难追赶上美国企业。

VLSI 研发联合体由日本电气、三菱电气、富士通、日立、东芝和电气技术实验室组成, 下设联合实验室和企业实验室。联合实验室共有六个研究团队,定员 100 人左右,主要进 行通用性和基础性的技术研究,其中日立、富士通、东芝各自独立牵头高精度加工设备研 究室,三菱牵头处理技术,日本电气牵头检测和设备技术,电气技术研究室牵头晶体技术。 三个并列的高精度加工设备研究室的成员主要从室主任所在的企业中抽调,余下的两家企 业分别加入其中;另外三个研究室的成员,则尽量从五家参与企业中等额抽调。

企业实验室由 CDL(计算机综合研究所,computer design laboratory)和 NTIS (日电东 芝信息系统,Nippon Electric-Toshiba Information System)构成,各自分散在与其相关的 公司内部,主要进行应用技术方面的研究。VLSI 研发联合体中适于由中立者担任的职务 均由通产省出身的人员出任。根据小宫隆太郎等 1984 年 12 月出版的《日本的产业政策》 中的数据,VLSI 组合从 1976 年设立起至 1980 年宣布解散为止的四年里,总事业费约为 720 亿日元。其中由通产省补助金资助的数额为 291 亿日元,约占总事业费的 40%。其 余事业费则由参加企业平均分担 。

VLSI 研发联合体的模式促进日本国内半导体全产业链跻身国际一线。VLSI 研发联合体首 先在光刻装置和大口径晶圆的研制上取得了突破,成功地开发出了半导体加工过程中的关 键设备——缩小投影型光刻装置,该设备在 1980 年前几乎全从美国进口,但从 1985 年 开始,日本该设备的国际市场占有率即超过美国;在 1980 年首次开发出口径达到 8 吋 (200mmm)的晶圆。与此同时,联合体促成日本在存储器生产销售领域大幅超越了美国, 根据日本通产省数据,在 1976-1980 年里,该研究联盟共提出 1200 多项专利、300 多项 商业机密技术、发表了 460 篇科技论文,并成功突破了 1 微米加工制成。

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以 DRAM 为例,1K、4K 的 DRAM 是美国于 1970、1972 年研制出来的,但是 16K 的 DRAM 则是美、日于 1976 年同时研制出来的,到了 64K 的 DRAM,日本先美国 2 年于 1977 年 成功推出,率先进入 VLSI 时代,在之后 256K、1000K 的 DRAM 研制上,日本始终保持 领先地位。基于此,日本 DRAM 的全球市场份额在 20 世纪 80 年代超越美国,在 1986 年达到巅峰,接近 80%,日本整个半导体产业的全球地位在随之快速提升,根据 Gartner 数据,1987 年日本的 NEC、东芝、日立位列全球前 3 大半导体厂,前 20 名中日企占据 10 席。

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日美贸易战时期,内需市场成为电子产业增长的主要引擎

1970-1985 年以半导体为排头兵的日本电子产业全面崛起,促成国家产业结构升级。根据 日本经济产业省资源数据,从 1973 年开始,钢铁的生产量和原油的进口量开始减少,相 较之下,伴随大规模集成电路的兴起,日本对半导体基础材料硅的需求与日俱增,正是在 这 15 年内日本电子产业的产值增加了 5 倍,内需增加了 3 倍,出口增加了超过 11 倍。

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1985-2000 年美日贸易摩擦加剧,内需增长成为日本电子产业核心动能。1985 年开始, 美苏冷战走向终结,美国的对日政策发生转变,SIA(美国半导体行业协会)向 USTR(美国 贸易代表办公室)提起诉讼,要求提高美国产品在日本半导体市场的份额,为防止低价倾销 采取措施等。美日双方于 1985 年签署《广场协议》开启日元大幅升值趋势,一定程度上 弱化了日本电子产业的出口竞争力,1986 年 9 月双方再次签署半导体协议,一方面要求 日本加大对美半导体的采购,一方面引入价格监督制度限制日本出口产品价格下限。

在外部环境日益恶化、日本半导体产业自身商业模式日益僵化的共同作用下,日本电子产 业整体的出口竞争力不断下滑。根据日本经济产业省资源数据,在这 15 年内日本电子产 业产值和出口增加了 1.5 倍,国内产值于 2000 年达到顶峰约 26 万亿日元,但是内需则增 加了 2 倍,内需市场的兴起主要受数字电视的推广以及“锁国”环境下的手机、PC 产品 所拉动。

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受益于数字电视信号的覆盖,日本电视机的内需和产值从 2003 年开始季增。从 1996 年 左右日本积极推动电视信号数字化政策,2003 年是日本三大都市圈开始覆盖数字电视信 号的一年,同时日本政府也将推动电视机换购作为一项产业振兴政策来推广。基于此,日 本电视机的内需和产值于 2010 年达到顶峰,根据日本经济产业省机器统计数据,2010 年 末日本国内电视机单月需求超过 2000 亿日元,2010 年全年总需求达到 11362 亿日元。

日本“特立独行”的手机、PC 产品成为其电子产业短期的推动力。2G 时代,日本放弃了 全世界主流的 GSM 通信标准,而采用了独特的 PDC 方案,使得国内的手机厂商在一个 相对封闭的市场中迅速发展,但也因此失去了在手机市场的全球竞争力。此外,日本的 PC 产业同样是在一个“锁国”的环境中起步的,由于日本的 PC 需要考虑到和日文文字 处理机的兼容性问题,而日文的处理则限制了诸多海外 PC 企业进入日本市场,使得本土 的 NEC-9800 系列 PC 长期占据日本国内主要份额,这一封闭的 PC 市场格局直到 Windows 系统出现得以打破。

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产业链自主可控、硬件生态创新以及新型基建成为促进内循环的重要方向

我们认为,与日本数字电视产业的发展类似,2019 年北京广播电视局与北京市经信局联 合发布的《北京市超高清视频产业发展行动计划(2019-2022 年)》有望助推大尺寸、高 清电视的加速普及,为已处于全球领先地位的国内半导体显示产业带来增量需求;但是与 日本手机、PC 发展所经历的“自主锁国”市场不同,在中美贸易摩擦的背景下,由于美 国对华为、海康等诸多科技企业设立实体清单,造成相应企业面临被供应商断供的窘迫境 地,正常生产、经营受到较大阻力,因此我们认为,对于国内电子产业而言,产业链自主 可控、硬件生态创新以及新型基建有望成为发展内需市场、促进内循环的重要方向。

政策推动高清视频产业加速,国内半导体显示产业已具备国际竞争力

2019 年北京广播电视局与北京市经信局联合发布《北京市超高清视频产业发展行动计划 (2019-2022 年)》。发展行动计划提出将实现 2022 年北京冬奥会、冬残奥会 4K 超高清 电视全程直播,8K 超高清实验直播。根据新华网讯,2019 年 8 月 31 日至 9 月 15 日篮球 世界杯期间,北京赛区采用“5G+8K”技术对 8 场篮球世界杯进行试播,首次实现“5G+8K” 技术示范应用。“5G+8K”融合发展已进入产业发展的战略窗口期,北京以重大体育赛事 为抓手,加快“5G+8K”技术验证和示范应用,为 2022 冬奥会赛事直播做好全面准备。

4Q18 中国大陆大尺寸 LCD 产能已经超越韩国成为全球第一。LCD 产业曾经兴于美国、 盛于日本,后又陆续在韩国、中国台湾、中国大陆开花结果,作为一个规模效应显著、资 金壁垒高企、战略地位突出的行业,逆产业周期扩张更高世代的产线是驱动 LCD 成本长 期下降、进而不断创造新的应用市场的核心动力。根据 DSCC 数据,中国大陆的 TFT-LCD 产能占比从 4Q18 的 42%提升至 1Q20 的 52%,DSCC 预计 4Q22 中国大陆的 TFT-LCD 产能占比将进一步提升至 70%。除中国大陆以外,随着三星、LGD 两大韩系厂商宣布 2020 年将关闭 5 条产线,DSCC 预计韩国的 TFT-LCD 产能占比将从 1Q20 的 19%下降至 1Q21 的 7%。

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在大尺寸 LCD 领域,根据 WitsView 数据,截至 2Q19 全球大尺寸 LCD 产能面积中 8.5 代线已经占到 52.6%,10 代线及以上占到 2.75%。分区域来看,根据 WitsView 数据,4Q17 中国大陆的大尺寸 LCD 产能面积达到 1682.08 万平米,全球占比为 29.62%,超过中国台 湾成为全球第二;4Q18 中国大陆的大尺寸 LCD 产能面积达到 2365.47 万平米,全球占比 为 36.80%,超过韩国成为全球第一;2Q19 中国大陆的大尺寸 LCD 产能面积达到 2648.68 万平米,全球占比提升至 41.0%。

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随着全球LCD产能向中国大陆转移,陆资厂商的市场份额快速提升。根据WitsView数据, 1Q14 京东方大尺寸 LCD 的产能面积仅为 263.07 万平米,全球占比仅 6.17%;14-18 年 间京东方合肥 8.5 代线、重庆 8.5 代线、福州 8.5 代线、合肥 10.5 代线等高世代线陆续投 产,4Q18 京东方大尺寸 LCD 的产能面积快速提升至 1209.40 万平米,全球占比 18.82%, 超越 LGD 成为全球第一。除京东方以外,华星光电大尺寸 LCD 的产能面积占比从 1Q14 的 4.84%提升至 2Q19 的 9.27%;中电熊猫大尺寸 LCD 的产能面积占比从 1Q14 的 1.10% 提升至 2Q19 的 9.02%,均实现了快速提升。

京东方、华星光电领跑全球大尺寸 LCD 行业。相较更倚重电视面板市场的三星、LG 等韩 系厂商,京东方在手机、电视、平板、NB、监视器等各细分市场的发展更为均衡。根据 Omdia 数据,从大尺寸 TFT-LCD 出货面积的角度而言,2020 年 5 月京东方以 22.8%的 市占率位居全球第一,华星光电、群创光电、LG、友达光电分别以 13.0%、12.4%、11.1%、 10.5%的市场率位居二至五名。

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从应用层面来看,在大尺寸 TFT-LCD 出货面积的维度上,2020 年 5 月京东方在笔记本电 脑面板市场市占率达到 26.0%,位列第一,领先第二名的群创光电近 4.7pct;2020 年 5 月京东方在显示器面板市场市占率达到 24.7%,领先于 LG 的 22.7%、友达光电的 14.8%、 三星的 13.3%、群创光电的 12.7%位列第一;在电视面板市场,2020 年 5 月京东方以 21.4% 的市占率位列第一,华星光电以 16.6%的市占率紧随其后,群创光电、三星、惠科分别以 12.3%、12.2%、8.1%的市占率位居三至五名。

国产手机品牌全球竞争力与日俱增,核心器件自主可控大有可为

国产品牌在全球手机市场的竞争力与日俱增。根据 IDC 数据,随着全球手机市场渗透率趋 于饱和、消费者换机周期延长,2019 年全球智能手机出货量同比下降 2.3%至 13.7 亿, 但前五大品牌厂商合计市占率同比提升 3.5pct 至达到 70.5%,其中华为、OPPO、小米三 大国产品牌合计市占率同比增加 3.8pct 至 35.0%。进入 2020 年,受新冠疫情海内外蔓延 的影响,1H20 全球智能手机出货量同比下降 13.9%至 5.5 亿部,但前五大厂商市场集中 度仍进一步提升至 71.9%,华为在海外市场拓展受阻的情况下仍实现了市占率同比 0.6pct 的提升,表明国产品牌在全球手机市场的竞争力仍在不断提升。

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国内市场本土品牌大放异彩,5G 渗透率显著提速。国内市场来看,根据 IDC 数据,随着 疫情防控见效,2Q20 中国智能手机出货量环比大增 31.8%至 8780 万部,尽管同比仍有 下降,但降幅(10.3%)显著低于亚太(31.9%)、西欧(14.8%)、美国(12.6%)等地, 表明中国市场已领先全球进入需求复苏阶段。其中,华为以 45.2%(QoQ:2.6pct)市占 率稳居国内市场龙头,Vivo(17.1%)、OPPO(16.1%)、小米(10.4%)紧随其后,四者 合计占据国内市场 88.7%的份额。

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另一方面,根据中国信通院数据,尽管 2020 年 1-7 月国内手机出货量受疫情影响同比下 降 20.4%,但 5G 手机渗透率仍在不断提升,其中 7 月 5G 手机渗透率达到 62.4%,1-7M20 累计 5G 渗透率达到 44.2%(出货量 7751 万部)。

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截至 2017 年末我国核心芯片自给率依然非常低,目前仍未能形成实质性的份额突破,但 在国际贸易环境的外部压力下,以存储器、CIS、PMIC、MCU 等为代表的部分芯片产品 的国产化进程已开始明显提速,国内具备替代潜力的细分产品龙头大有可为。根据清华大 学微电子研究所数据,截至 2017 年末,计算机系统中的 MPU、通用电子系统中的 FPGA 和 DSP、通信装备中的 Embedded MPU 和 DSP、存储设备中的 DRAM 和 Nand Flash、 显示及视频系统中的 Display Driver 等,国产芯片占有率几乎为零。

基于华为海思的多年深耕和 2019 年中美贸易摩擦局势的催化,根据 IHS 数据,3Q19 华 为出货的手机产品中自研芯片的比例已经达到 74.6%,尽管在 2020 年美国限制台积电、 中芯国际等 Foundry 厂对海思芯片的代工业务之后,华为手机芯片的国产化进程难免暂时 搁置,但由此也显示了以海思为代表的国内半导体设计公司的全球竞争力,以及在国内半 导体材料、设备、制造能力不断进步的长期过程中,消费电子终端核心器件国产替代的发 展潜力。

智能手机核心器件产业链相关标的包括:卓胜微(射频芯片)、兆易创新(Nor Flash、 DRAM)、汇顶科技(指纹识别芯片)、圣邦股份(模拟芯片)、韦尔股份(CMOS 图像传 感器)、中颖电子(电源管理芯片)、中芯国际(晶圆代工)等。

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电子+时代的硬件生态创新给半导体成熟制程带来新机遇

“电子+”时代正来临,华为 1+8+N 战略布局响应“电子+”趋势。我们认为,5G 时代 通信能力及芯片算力的提升有望加速推进终端智能化趋势,进而实现生产设备终端、消费 终端等万物互联。我们将这一趋势概括为“电子+”,即在物联网时代实现各类非电子产品 的电子化、简单电子产品的智能化。华为所提出的 1+8+N 全场景智慧化战略,也正是响 应“电子+”趋势的战略布局,即以手机为 1 个主入口,以 PC、平板、TV、音响、眼镜、 手表、车机、耳机为 8 个辅入口,支持“泛 IoT 硬件”,覆盖智能家居、运动健康、影音 娱乐、智慧出行、移动办公等 N 个场景。我们认为,基于“电子+”时代物联网场景的 MCU、分立器件、通信芯片等以成熟制程为主的半导体产品需求有望成为国内半导体市场 国产替代、打造内循环的重要突破口。

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物联网及汽车电子为半导体市场发展新动力,成熟制程半导体有望成为内循环重要突破口。而根据 IC Insights 预测,物联网及汽车电子有望成为 2016-2021 年间全球半导体下游市 场增速最快的两个领域(市场份额仅次于手机和标准电脑)。其中 MCU 作为汽车电子及物 联网电子产品的核心器件,有望受益于下游需求增长实现销售额和出货量的正向增长,但 考虑到 2020 年以来全球新冠疫情蔓延下游需求疲弱的影响,IC Insights 预计 2023 年全 球 MCU 销售额和出货量将分别达到 213 亿美元和 382 亿颗,对应 2019-2023 年 CAGR 分别为 3.9%和 6.3%。

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本土 MCU 厂商有望依托于物联网产品创新打破外资垄断。从市场份额来看,根据前瞻产 业研究院数据,2018 年全球及国内 MCU 市场仍然由外资主导地位,其中全球市场前五大 外资合计占 83%份额,中国市场前九大外资合计占 76%份额。而从下游应用分布来看, 根据 OFweek 产业研究院数据,中国市场应用(2018 年)仍集中在消费电子(26%)、计 算机网络(19%)等中低端 MCU 产品,相比于全球(2019 年)在汽车电子(33%)、工 控/医疗(25%)等中高端 MCU 应用,仍有较大产品升级空间。

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另一方面,对本土半导体制造类企业而言,我们认为其在追逐突破先进制程之外,亦可依 托于特色工艺的差异化竞争,如嵌入式非易失性存储,模拟 IC,光学器件,传感器,分立 器件等,因为尽管终端应用的制程需求在不断向前迭代,但受制于对设备,性能,功耗的 需求,仍然有一些产品如功率器件可以停留在 8 英寸生产线上。

半导体是新型基建的基石,本土设备及材料产业化进程加速

上游设备及材料长期是日本半导体产业的支柱,变局育新机

回顾日本电子产业的发展历程,在 1985 年之后由于美国对日政策的转向以及《广场协议》 所造成的日元升值压力,使得日本电子产业的驱动力由出口向内需转变,贸易收支开始减 少;在 2000 年后,日本国内 TV、PC 的消费增速趋缓、与海外企业竞争加剧,日本电子 产业出现了明显的衰退,根据日本电信产业协会数据,其电子产业产值由 2000 年的 26.2 万亿日元跌至 2019 年 10.5 万亿日元。

但是从产业结构来看,相对于日本电子产业总产值的大幅衰退,上游电子元器件和设备的 产值下滑幅度较少。根据日本电信产业协会数据,2019 年日本电子产业总产值较 2000 年 下滑 59.8%,而电子元器件和设备下滑 43.7%,电子元器件和设备占总产值的比重由 2000 年的 44.9%稳步提升至 2019 年的 62.9%。

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由日本电子产业的发展经验可见,在其国内市场终端产品渗透率趋于饱和、海外竞争加剧、 制造中心向中国台湾、大陆转移的过程中,电子元器件和设备产业依然维持了较长时间的 强势地位,日本村田/TDK 等电子元器件厂商、信越/环球晶圆等硅片厂商以及东京电子/ 爱德万/迪恩士等半导体设备大厂至今仍在全球产业分工中扮演着举足轻重的角色。由此可 见,半导体设备和材料的竞争壁垒高、全球产业竞争格局稳定,而在国际贸易形势日趋复 杂化、国内实现自主可控决心日益坚定的大环境下,就给本土半导体材料及设备企业实现 从无到有、从弱到强创造了新机遇。

具体来说,半导体设备和材料处于半导体产业的上游,为半导体芯片的生产提供必要的工 具和原料,是现代半导体制造技术的基础。半导体生产工艺复杂,对半导体设备和材料的 要求极高。以 7nm 技术节点为例,由于对半导体设备和原材料的精度要求达到更精细的 nm 量级以下,并且集成电路产品的晶圆加工工艺步骤将超过 1000 步,每一步的良率都 将影响到综合良率,因此对设备和材料的稳定性要求极高。随着先进制程不断迭代,其对 半导体设备和原材料也往往提出更高的精度要求。

中国已成为全球半导体设备及材料需求大国,国产替代空间广阔。根据日本半导体制造装 置协会数据,2019 年全球半导体设备销售额从 2005 年的 328.8 亿美元增加至 597.5 亿美 元,对应 2006-2019 年 CAGR 为 4.4%,同期中国大陆地区半导体设备销售额从 13.3 亿 美元增加至 134.5 亿美元,对应 2006-2019 年 CAGR 为 18.0%,占全球半导体设备销售 额比例从 4.0%提升至 22.5%。根据 Wind 数据,2018 年全球半导体材料销售额从 2006 年的 372.4 亿美元增加至 519.4 亿美元,对应 2007-2018 年 CAGR 为 2.8%,同期中国半 导体材料销售额从 2006 年的 23.8 亿美元增加至 84.4 亿美元,对应 2007-2018 年 CAGR 为 11.1%,占全球半导体材料销售额比例从 2006 年的 6.4%增加至 16.2%。

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本土半导体产能扩张及技术进步,为国产设备提供更好的验证试用平台

根据半导体行业内“一代设备,一代工艺,一代产品”的经验,半导体产品制造要超前电 子系统开发新一代工艺,而半导体设备要超前半导体产品制造开发新一代产品,因此海外 半导体设备龙头企业的技术发展历程均离不开全球一流晶圆厂紧密配合,合作开发、技术 协同和产品验证至关重要。

目前,以中芯国际、长江存储、合肥长鑫为代表的本土半导体制造企业正分别在逻辑电路 芯片、3D NAND 存储芯片、DRAM 存储芯片领域布局先进制程产能,是中国半导体制程 工艺技术走在最前沿的企业。中芯国际 28nm 制程的发展成熟已经为本土企业带来了可观 的验证机会,据中国电子专用设备工业协会数据,2019 上半年国产设备在集成电路生产 线设备市场占比达到 10%左右。我们认为,随着中芯国际、长江存储、合肥长鑫等企业 在工艺技术上的进一步发展将为国产设备带来更前沿的验证机会和更广阔的进口替代市 场,国产设备份额上升潜力较大。

主流晶圆厂设备国产化持续推进,从长江存储开工至今的设备招标情况来看,中国半导体 设备国产化已取得阶段性突破,本土设备企业已在刻蚀设备、薄膜沉积设备等领域占据一 定份额。长江存储是中国大陆工艺技术走在前沿、现有产能建设规划规模较大的本土晶圆 厂之一,其招标采购的市场份额情况对于评估中国半导体设备的国产化进展具有重要参考 意义。

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目前中国本土半导体设备产业中已涌现出一批优秀企业,国产半导体设备逐渐呈现谱系化 发展,其中在细分领域走在国内前列的企业包括:北方华创(刻蚀设备、薄膜沉积设备、 清洗设备等)、中微公司(刻蚀设备)、长川科技(测试设备)、晶盛机电(硅片生长、加 工设备)、上海微电子(光刻设备)、沈阳拓荆(薄膜沉积设备)、中科仪(真空获得设备、 薄膜沉积设备)、盛美半导体(清洗设备)、华海清科(CMP 设备)、南京晶升能源(硅片 生长设备)等。

在以中芯国际为代表的本土半导体制造大厂大幅扩产(公司公告:2020 年资本开支从 2019 年的 21 亿美元增加至 67 亿美元)、半导体产业链国产替代持续推进之际,我们预计本土 半导体设备厂商或有望从 2020Q2 开始实现较高的收入增长。从国内主流半导体制造企业 的投资规划来看,2020 年或是本土设备企业成长新起点,本轮设备需求的增长周期有望 持续到 2025 年,为本土企业实现份额上升提供了重要时间窗口,产业链相关标的包括中 微公司、北方华创等。

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国内半导体材料产业链从无到有、从弱到强,产业发展正进入黄金时期

半导体材料是国内半导体产业链最薄弱的环节之一。中兴通讯、福建晋华事件给国内半导 体产业敲响了警钟,上游原材料和设备的自主可控迫在眉睫。根据半导体行业协会的统计, 2018 年国内半导体制造环节国产材料的使用率不足 15%,先进工艺制程和先进封装领域, 半导体材料的国产化率更低,本土材料的国产替代形势依然严峻,且部分产品面临严重的专利技术封锁。未来国内半导体产业的进口替代,没有半导体材料的自主创新,半导体产 业的发展也是空中楼阁。如果不能早日实现材料与设备在内的产业配套环节的国产替代, 我国半导体产业的发展将受制于人。

当前国内半导体材料的发展正在快速迎来突破,在过去十年,以 02 专项、国家重点研发 计划为代表的产业政策和专项补贴推动了半导体材料从无到有的起步阶段,本土半导体材 料企业数量大幅增长,以鼎龙股份的 CMP 研磨垫、江丰电子的靶材、安集微电子的研磨 液、上海硅产业集团的大硅片为代表的国产半导体材料进入主流晶圆制造产线进行上线验 证,部分产品实现了批量供应。同时,大基金的进入,大力推动了本土材料产业的资源整 合和海外人才引入的加速。虽然目前产业总体正处于起步阶段,我们认为,2020 年起半 导体材料产业有望进入发展壮大的黄金时期。

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(报告观点属于原作者,仅供参考。报告来源:华泰证券)

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