半導(dǎo)體高景氣度,自主可控大機(jī)遇
技術(shù)升級(jí)拉動(dòng)半導(dǎo)體高景氣度
半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,從邏輯芯片工藝的下游來(lái)看,28nm 及以下的先進(jìn)制程產(chǎn)品適用于追求高性 能或低功耗的領(lǐng)域,目前主要應(yīng)用于移動(dòng)終端產(chǎn)品、高性能計(jì)算、汽車(chē)電子和通信及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。28nm 以上的成熟制程更加適用于對(duì)性能要求相對(duì)不高,但對(duì)成本敏感的領(lǐng)域,如低端消費(fèi)電子類(lèi) 產(chǎn)品、機(jī)頂盒、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、中低端 CPU 等應(yīng)用。
5G 基站建設(shè)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的爆發(fā)、云計(jì)算的需求的快速增長(zhǎng)、通信技術(shù)升級(jí)帶來(lái)的 5G 手機(jī)換機(jī) 需求、汽車(chē)電動(dòng)化升級(jí)、自動(dòng)駕駛等都為半導(dǎo)體市場(chǎng)帶來(lái)顯著增量。
以部分細(xì)分領(lǐng)域?yàn)槔?,說(shuō)明上述幾個(gè)趨勢(shì)對(duì)于半導(dǎo)體市場(chǎng)的拉動(dòng)作用:
功率半導(dǎo)體:需求增量顯著,電動(dòng)汽車(chē)為主要?jiǎng)幽?/strong>
電動(dòng)時(shí)代到來(lái),汽車(chē)功率半導(dǎo)體用量大幅提升。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)中,電氣系統(tǒng)電源通常來(lái)源 12V 蓄電池,功率管理、轉(zhuǎn)換需求在 10kW 以下,低價(jià)值量的低壓低功率器件即可滿(mǎn)足需求,單車(chē)功率 半導(dǎo)體總成本約在 71 美元左右。而混合動(dòng)力/電動(dòng)車(chē)集成了高壓動(dòng)力電池(通常 144V 或 336V), 電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率為 20-150kW。更高的電壓、功率需求帶動(dòng)整車(chē)主流器件類(lèi)型從低壓 MOSFET、二 極管/整流橋轉(zhuǎn)向 IGBT 模塊、SiC 以及 SJ MOSFET,單車(chē)功率半導(dǎo)體價(jià)值量也因此提升,根據(jù)英 飛凌的數(shù)據(jù),BEV-純電動(dòng)車(chē)中新增功率半導(dǎo)體成本達(dá) 350 美元,是傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的近 5 倍。
SiC 器件滲透率有望快速提升。SiC 功率半導(dǎo)體可應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)的 DC/AC 逆變器、DC/DC 轉(zhuǎn)換 器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和車(chē)載充電器(OBC)等核心部件。在 DC/AC 逆變器的設(shè)計(jì)中,SiC 模組代替 Si 模組能夠顯著降低逆變器的重量和尺寸,同時(shí)做到節(jié)能;有數(shù)據(jù)表明,在相近的功率等級(jí)下,SiC 模組逆變器相比 Si 基模組逆變器重量可降低 6kg,尺寸可降低 43%,同時(shí)開(kāi)關(guān)損耗降低 75%。目 前,根據(jù)英飛凌的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),SiC 在電動(dòng)汽車(chē)中滲透率約為 3%,預(yù)計(jì)到 2025 年可以達(dá)到 20%, 增長(zhǎng)近 6 倍。
5G 建設(shè)亦大幅拉動(dòng)功率半導(dǎo)體需求。主要來(lái)源于四個(gè)部分:1)5G 基站相比 4G 更為密集,功率 更大,帶來(lái)更多的電源供應(yīng)需求;2)Missive MIMO 技術(shù)的采用使得基站射頻端需要 4 倍于原來(lái) 的功率半導(dǎo)體;3)5G 時(shí)代數(shù)據(jù)量大幅增加,云計(jì)算中心擴(kuò)容帶動(dòng)功率半導(dǎo)體用量提升;4)霧計(jì) 算中心的出現(xiàn)帶來(lái)全新增量市場(chǎng)。
除此之外,快充、工業(yè)自動(dòng)化、家電變頻化、低速電動(dòng)車(chē)/自行車(chē)鋰電升級(jí)等趨勢(shì)也為功率半導(dǎo)體 市場(chǎng)帶來(lái)了顯著增量。
內(nèi)存接口芯片:服務(wù)器市場(chǎng)高景氣,帶動(dòng)用量與單價(jià)同步提升
服務(wù)器市場(chǎng)高景氣,單臺(tái)服務(wù)器搭載內(nèi)存模組增加,內(nèi)存接口芯片用量同步提升:為提升服務(wù)器性 能,單臺(tái)服務(wù)器需搭載多個(gè) CPU 處理器,例如中端服務(wù)器需要搭載 2-3 個(gè) CPU 處理器,高端服 務(wù)器需要搭載 4 個(gè)及以上的 CPU 處理器。而單個(gè) CPU 處理器也常常需要配置多個(gè)內(nèi)存模組。
內(nèi)存技術(shù)升級(jí)帶動(dòng)用量、價(jià)格同步提升。內(nèi)存性能的提升主要體現(xiàn)在傳輸速率、功耗、容量。從 DDR 到 DDR4 世代,內(nèi)存性能顯著提升,單模組內(nèi)存容量從 128Mb 提升到 64GB,工作電壓從 2.7V 降低到 1.2V,內(nèi)存頻率從 200MHz 提升到 3200MHz。內(nèi)存性能顯著提升要求接口芯片性能 提升,提高單價(jià)。
半導(dǎo)體市場(chǎng)高景氣,8 寸片產(chǎn)能緊張。受益于 CIS、PMIC、功率分立器件等的旺盛需求,8 寸晶圓 制造產(chǎn)能供不應(yīng)求,聯(lián)電、世界先進(jìn)等廠商開(kāi)工率保持在接近甚至超過(guò) 100%的較高水平,8 寸晶 圓也迎來(lái)漲價(jià)趨勢(shì),20Q3 已可見(jiàn)華虹半導(dǎo)體(8 寸片)和世界先進(jìn) ASP 分別由 20Q2 的 403、 433 美元上升至 434、448 美元,上漲幅度分別為 8%和 4%。
各環(huán)節(jié)國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊
從 IC 市場(chǎng)整體來(lái)看,2019 年國(guó)內(nèi) IC 需求規(guī)模 1250 億美元,供給規(guī)模 195 億美元,自給率僅 15.7%。
具體來(lái)看,制造、設(shè)備和材料方面均具備廣闊成長(zhǎng)潛力。
制造環(huán)節(jié):國(guó)產(chǎn)化率 25%左右,國(guó)內(nèi)產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)充
國(guó)內(nèi)晶圓代工需求旺盛,國(guó)內(nèi)純晶圓代工市場(chǎng)規(guī)模 2018-2020E 分別為 107、118、149 億美元, 雖然國(guó)內(nèi)主要晶圓代工廠國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售收入也呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì),但是總體增速不及市場(chǎng)需求增速,國(guó)內(nèi)的 中芯國(guó)際、華虹半導(dǎo)體、武漢新芯合計(jì)市場(chǎng)份額占比在三年中分別為 29%、26%、25%,未來(lái)替代 空間廣闊。
國(guó)內(nèi)產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)充。中芯國(guó)際除在建和規(guī)劃的中芯北方 FAB B3 和中芯南方 FAB SN2 外,又與北 京開(kāi)發(fā)區(qū)管委會(huì)簽訂合作框架協(xié)議成立合資企業(yè)擴(kuò)充成熟制程產(chǎn)能,首期即計(jì)劃實(shí)現(xiàn) 10 萬(wàn)片/月 (12 寸片)的產(chǎn)能;華虹半導(dǎo)體方面,7 號(hào)晶圓廠(無(wú)錫)正在產(chǎn)能爬坡匯總,一期規(guī)劃產(chǎn)能 4 萬(wàn) 片/月。
設(shè)備、材料環(huán)節(jié):核心環(huán)節(jié)待突破,國(guó)產(chǎn)化進(jìn)行時(shí)
目前國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體專(zhuān)用設(shè)備依然依賴(lài)進(jìn)口,根據(jù)中國(guó)本土主要晶圓廠設(shè)備采購(gòu)情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),除去 膠設(shè)備實(shí)現(xiàn)了基本國(guó)產(chǎn)化外,光刻、涂膠顯影設(shè)備目前國(guó)產(chǎn)化率趨近于 0,刻蝕、清晰、PVD 等設(shè) 備國(guó)產(chǎn)化率也僅有 10%-20%。
材料方面,硅片作為主要材料國(guó)產(chǎn)化率仍不足 10%,但光刻膠、拋光材料等領(lǐng)域逐步打破國(guó)外壟 斷。
行業(yè)催化多,半導(dǎo)體行業(yè)加速成長(zhǎng)
大基金持續(xù)投入,撬動(dòng)萬(wàn)億級(jí)別資金。大基金一期于 2014 年 9 月成立,共募集約 1387 億元,共 撬動(dòng)社會(huì)資金 5000 億,地方子基金規(guī)模超過(guò) 3000 億元。從投資流向來(lái)看,制造領(lǐng)域成為投資重 點(diǎn),從統(tǒng)計(jì)到的部分流向來(lái)看主要流向了制造領(lǐng)域(55%)。2019 年大基金一期的投資期剛結(jié)束,國(guó)家便于 2019 年 10 月成立了大基金二期,注冊(cè)資本 2041.5 億元,有望撬動(dòng)萬(wàn)億以上資金,同時(shí) 設(shè)備、材料方面有望得到重點(diǎn)扶持,加速?lài)?guó)產(chǎn)化。
國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體公司積極開(kāi)展外延并購(gòu),催化行業(yè)快速發(fā)展。長(zhǎng)電科技作為全球第六大封測(cè)廠,2015 年收購(gòu)全球第四大封測(cè)廠新加坡星科金朋,進(jìn)一步優(yōu)化業(yè)務(wù)能力、擴(kuò)大客戶(hù)范圍;韋爾股份 2019 年收購(gòu) CMOS 圖像傳感器廠商北京豪威及思比科,從傳統(tǒng)分銷(xiāo)商轉(zhuǎn)型為半導(dǎo)體元器件設(shè)計(jì)企業(yè); 聞泰科技 2020 年向上游收購(gòu)安世集團(tuán)完成,進(jìn)入半導(dǎo)體市場(chǎng),覆蓋半導(dǎo)體產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造到封裝 全部環(huán)節(jié);北京君正 2019 年收購(gòu)美國(guó) ISSI,形成“存儲(chǔ)器+模擬器”芯片雙產(chǎn)品布局。國(guó)內(nèi)半導(dǎo) 體領(lǐng)域公司通過(guò)外延并購(gòu)形式,利用目標(biāo)公司的成熟技術(shù)和客戶(hù)資源,跨過(guò)了初創(chuàng)期艱難研發(fā)產(chǎn)品 和打開(kāi)市場(chǎng)的環(huán)節(jié),在較短時(shí)間內(nèi)快速完成產(chǎn)品和市場(chǎng)布局,催化國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。
半導(dǎo)體企業(yè)紛紛上市,積極募投研發(fā)和生產(chǎn)項(xiàng)目,帶動(dòng)行業(yè)發(fā)展。科創(chuàng)板成立,為眾多半導(dǎo)體企業(yè) 打開(kāi)了優(yōu)質(zhì)的融資渠道:斯達(dá)半導(dǎo)募資 5 億元投入新能車(chē)用 IGBT 模塊擴(kuò)產(chǎn)、IPM 模塊生產(chǎn)及技術(shù) 研發(fā)中心擴(kuò)建;華潤(rùn)微募資 43 億元投入 8 寸片傳感器及功率半導(dǎo)體等建設(shè)項(xiàng)目;滬硅產(chǎn)業(yè)募資 24 億元投入 300mm 半導(dǎo)體硅片技術(shù)研發(fā)與擴(kuò)產(chǎn);中芯國(guó)際募資 532 億元投入 12 英寸芯片 SN1 項(xiàng) 目、先進(jìn)及成熟工藝研發(fā)儲(chǔ)備;寒武紀(jì)募資 26 億元投入云端推理、訓(xùn)練、邊緣端人工智能芯片研 發(fā)。上述及其他上市的半導(dǎo)體公司通過(guò)上市募集資金,大力投入半導(dǎo)體領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的 研發(fā)、制造,向半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化邁出了步伐,帶動(dòng)中國(guó)大陸集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
貿(mào)易摩擦加劇倒逼國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化。縱觀 2020 年,美國(guó)一方面不斷升級(jí)對(duì)華為的制裁,另 一方面,擴(kuò)大制裁范圍,并對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)列入重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域,慎防其假想的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手獲取相關(guān)技術(shù)。 貿(mào)易摩擦的升級(jí)使得越來(lái)越多的下游廠商有了危機(jī)意識(shí),國(guó)產(chǎn)化訴求提升,同時(shí)也讓上游廠商不斷 加速技術(shù)升級(jí)步伐,打破美國(guó)的封鎖。