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一文讀懂今年半導體產業鏈

作者:申城OLYN時間:2021-09-05來源:申城OLYN收藏

半導體行業是高端且艱深的技術密集型行業,我國又遭遇了卡脖子這類事件,因此近年來無論是國家還是企業,對于半導體行業各方面的投入,都是非常龐大的。而投資半導體行業的第一重點就是國產替代或者國產化,這指的并不是全面國產化,而是以去美化為主。同時也要關注的是,資本支出的情況和細分行業本身的規模,這代表行業的增速空間和企業的上限規模,其次要判斷企業的競爭力,就要靠技術,技術決定了壁壘。半導體上下游國內市場規模有萬億人民幣,是一個廣闊的市場,但行業內細分非常多,產業鏈很長,技術密集壁壘龐雜,而且許多還需要投入大量的資金,因此導致行業整體較為分散。比如在上次新能源一文中說到的光伏行業,也是半導體行業的下游分支。目前我國的光伏行業在全球具有領導地位,但大多數的細分行業與領頭企業有較大差距。

本文引用地址:http://www.jiaxiaoks.com/article/202109/428036.htm

目前來看格局最佳的還是生產端,其中又以設備最好,因為國家扶持需要集中突破,形成了資金和技術的壁壘,使得內部競爭有限,而國產化趨勢目前又不可逆,形成規模后,客戶粘性大,業績可持久。政策上對于國產化比例的提升也有許多配套,使得企業對于國產化會有專門的資本支出,形成了穩定的替代市場空間。另一方面以今年的下游應用端為例子,就是LED行業景氣度回收疊加新技術的周期性機會,還有就是各類細分芯片,國內大多企業都是fabless的模式僅有設計能力,而國際上許多是IDM廠商,細分行業芯片主要看下游需求景氣度,市占率的提升就是公司擴張的根本。今年的整體景氣需求催生了生產端上下游的企業提價擴產,使得整個產業鏈收到了較大的資金關注。


生產端

晶圓制造 國內晶圓制造整體市場規模2019年突破2000億,今年有望達到3000億,市場大,增速快,是一個好賽道。半導體的生成步驟上工序較多,僅做到晶圓檢測這一步就包含(擴散-光刻-刻蝕-離子注入-薄膜沉積-拋光-清洗)等。預計生產端將迎來5-10年的國產替代大周期,國內行業資本會投入到國產設備與材料,而且有隨著技術推進不斷提升的空間。目前國內的先進技術在28和14nm,整體國產化在技術上尚未完成,完成國產化的技術也沒達到最先進的制程,但是因為物聯網,新能源汽車等需求爆發增長,使得非先進制程的市場同步擴大,給了國產設備一個積累的空間。相對比,半導體應用材料的市場總體上大約千億,行業的總和遠遠比不上晶圓制造。


設備上來說,比較成熟的有北方華創,中微公司,盛美股份和華峰測控,類似華創和中微既是行業龍頭也是國家扶持重點。新進設備就要差一些,包括檢測清洗鍍膜長晶等,比如晶盛機電,精測電子和至純科技,這其中有細分技術壁壘較弱,也有行業規模整體有限等不同原因。設備投資的70%屬于晶圓制造和加工而只有15%屬于封裝測試。因此晶圓制造和加工的設備市場是投資關注的重點。在晶圓制造之中,光刻,刻蝕和薄膜生長占比70%,是重點中的重點,華創和中微就是刻蝕與薄膜的龍頭,而光刻方面,有未上市的上海微電子和即將上市的華卓精科。從國際市場看,CR5占有率為65%以上,具有較好的寡頭特征。設備行業的跟蹤需要關注下游廠商的資本開支,因為擴產等資本開支就是設備行業的營收來源。


設備中刻蝕機2020年市場規模全球大概125億美金的規模,國內市場規模大約100億美元,在半導體設備中占比最大,預計2024年150億美元。光刻機和PVD設備CVD設備(鍍膜)也差不多這個級別,是上游設備中規模較大的部分,是企業國產化空間的總量。類似離子注入和爐管設備這類只有二十億美金不到的市場空間,行業外企業不太可能進入,但是行業內企業的總成長空間也有限。檢測設備市場規模在80億美元左右,盡管檢測步驟的設備較少,但是封測在非先進制程上國產化比例較高,已經相對成熟,從國產替代的角度來說成長有限,只能依靠行業自身的成長性。還有離子注入和薄膜沉積都要用到的清洗劑市場在四十億美元左右,主要就要看企業能不能做大做強??傮w而言國內半導體經歷了2019年的增速低谷,去年整體增速回到正常水平,占全球規模的20%以上。而國產化率除了去膠設備以外,在其他上游設備領域都不高,主要依賴進口,在較先進制程上更為嚴重。因此國產替代疊加產業擴張需求的公司會擁有較廣闊的市場空間。

國產化替代的周期預計5年以上,目前進度較快的長江儲存和合肥長鑫等國產化率也僅有10%,中芯整體上也就是10%的水平,近期預計會達到20%的水平。行業的CAGR預計五年內維持 30%以上,而國資在這方面的趨勢不可逆,形成了較穩定的市場預期。2023年預計我國擁有70億美元的替代市場,增速為183%,即近兩年是一個需求的井噴期。因此要關注招標中標的情況,即企業的資本支出是否持續達到預期。另一方面要觀察上下游在先進制程的開發情況,和新技術上下游的驗證進度,這決定了遠期的可持續性。


從細分來看

比如干法刻蝕主要分介質刻蝕CCP和硅刻蝕ICP,另外還有部分金屬刻蝕。硅刻蝕和金屬刻蝕占有61%的份額,介質刻蝕占有39%的份額??涛g全球市場CR3高達90%,具有非常明顯的客戶粘性和壁壘,但國內龍頭之一的中微的介質刻蝕全球市占率僅為1.1%,另一龍頭北方華創的硅刻蝕和金屬刻蝕市占率僅為0.8%。其中硅刻蝕的技術壁壘最高。

北方華創來看,預計今年總營收87億,主要為半導體設備,也是高估值的來源,其他的比如元器件的增速較慢(同比15%)。設備因為采用訂單制,因此業績比較容易確定,預期較穩定,競爭格局又清晰,預計明后年設備的營收就可達七八十億,目前市場的預期是能維持50%以上的增速。按照行業目前預計的5-10年國產替代周期,疊加這個50%的增速,北方華創在25年的預計營收就能達到300億,30年就能達到700億。對于半導體設備廠商來說,規模如果不擴大,是無法形成一個良性循環的,即無法自力更生。從客戶層面看,因為北方華創的產品線比較完整,客戶也比較多,相對其他競爭對手有一定優勢。從估值層面看,目前是按照1000億營收,20%凈利潤來估三四千億折現,從而達到兩千多億的水平,略顯高估,從保守的預期來看,5年達到300億營收,凈利潤10-20%之間,1500億市值以下可以買。

中微公司 同樣是刻蝕設備龍頭企業 產品沒有北方華創全,設備上CCP 有60億美金的市場空間,ICP有90億美金的市場空間,都是有較大空間的。目前公司全球CCP市占率3%,有突破5nm的產品。ICP方面多客戶通過驗證,DRAM和3DNAND128都用的上。ICP比CCP毛利高因此會是將來的主力品種。公司從邏輯芯片轉型刻蝕設備,聚焦高深寬比存儲器刻蝕和關鍵層刻蝕,毛利較高。有望再拓展MOVCD在miniled方面的應用,比如沉積清洗拋光等步驟。華創和中微,都是稀缺的行業龍頭,空間大格局好,只要技術產能和行業的景氣度能夠維持,是半導體行業的優秀選擇。


芯原微作為物理清洗和涂膠顯影的龍頭企業,原業務主要用于后道封裝,前道的設備較少,技術壁壘比較高,但公司也在進入。估值高的原因也是和北方華創一樣,對于營收增速的預期比較高,對25年的國產化率有較高期待,預計今年營收大約在9億左右,預計25年達到30億以上,年均增速35%。公司的涂膠顯影整體市場有限,上下游不太可能進入這個競爭,因此作為唯一國內廠商有優勢??蛻羯弦灿休^大的企業,但是整體上沒有北方華創強。目前前道下游驗證陸續通過,今年小批量中試采購,明年有望28nm制程覆蓋。目前在大陸市場后道封測領域涂膠顯影和濕法設備占比超過50%。

清洗設備的企業有北方華創,至純和盛美。清洗細分的技術壁壘不是很高,但應用較廣,多個步驟需要使用,如今又面臨LED和車規芯片的擴張周期,伴隨著國產化利好,可能具有3-5年的擴產周期。國內每年濕法清洗設備市場規模20億美元左右,國產化率在10%。


晶圓廠的擴產是設備和材料目前市場景氣的來源。盡管行業可能受到上游漲價的影響,利潤受限,但是利潤的來源有量有價都可以。目前全球市場來看,國際前十大晶圓廠是97%的份額,行業壁壘很高。我國的先進制程不確定性較高,中芯國際14nm產能有限,去美化程度低。其他廠商近年步入先進制程有困難,比如士蘭微華潤微等。晶圓廠的制程能力極大限制了下游應用端的發展。不過目前擴產的更多是成熟制程的下游產品,我國成熟制程的晶圓廠較成熟,比如北京燕東,上海積塔和廣東粵芯等。另一方面IC封裝類的也是,國內成熟度較高,因此替代空間小??偟膩碚f國內8英寸和12英寸的高端產能緊缺,晶圓漲價明顯。國產化28nm制程目前中芯已經有能力完成去美化,預計其他廠商未來也能跟進。隨著擴產,成熟制品產能緊張也會緩解,但擴產周期在1-2年,國產設備也是因此受益,設備的制造運輸安裝周期需要1年,因此緩解預計于2023年擴產產能投產后。


中芯國際 漲價較其他廠商晚,有嘉楠等新客戶。產能利用率98%,還有提升空間。產能擴張上今年預計8英寸增加4.5萬片每月,12英寸增加1萬片每月,擴張比較理智一些。業績上也是只要漲價毛利就會有提升,而且中芯國際擁有14nm N+1這類先進制程。從股權激勵上來說,對于未來幾年的增長預估為個位數%,比較保守。中芯國際技術總體比較強,12英寸的擴產成本較士蘭微等有較大優勢,總產能也較大。并且公司的國產化比例預計明年會提升到20%,保證去美化進行。


行業整體目前的景氣程度很高,溢出到各細分的版塊推升了估值。因此在景氣尾氣就算是目前沒有漲幅的封測也有可能迎來漲價,比如深南電路封裝基板的產能比較大,如果漲價對于業績貢獻較好。大基金的減持過去也發生過,并不改變行業自身的景氣周期。跟蹤偏生產下游的企業要看目前供應緊張能否持續,價格和產能能不能跟上??傮w上因為華虹和中芯有一定先進產能受益點可能與其他國產晶圓廠不完全相同。


從材料市場規模來看

材料如果分基體,制造和封裝三大類來看??偟娜蚴袌龃蠹s600億美元,總的國產替代率大約只有5%,從國內市場大約一百億美元的總規模角度計算,國產化比例也僅有16%。盡管從空間上相對設備較小,但是對國產化比例提升有需求有要求,因此只要投產短期內幾年的增速可維持。國產化的推進需要上下游企業的長期合作。目前的熱點主要是在基體和制造方面。行業的格局比較重要,在規模有限的情況下更是如此。大多數材料格局比較差,比如電子氣體之類的種類繁多,行業上比較困難和細碎。比如靶材領域的江豐電子,阿石創和有研新材相對來說比較成熟,但空間有限。半導體材料上一方面是高端材料十分依賴進口,另一方面是低端的國產化率也非常低,同時具有技術壁壘和國產化空間的是重點。

硅材料是半導體材料里最大的部分,國產更缺大尺寸硅片比如12英寸,目前來看硅片國產化難度較小。大硅片的龍頭是滬硅產業和中環股份。相比光伏行業的需求,半導體的硅片要求要高出很多,主要是工業硅要提純到符合要求。硅片產業目前國產化比例較小,龍頭企業滬硅產業市占率只有2.2%,而日本企業市占率有50%。滬硅產業也是首個12英寸技術突破的。從國際上看12英寸的出貨量達到硅材料的70%。從國內產能看,6英寸國產化比例較高,8英寸目前需求較大,但是從規劃產能來看,8英寸和12英寸都規劃較多,而且12英寸的需求在未來幾年可能有極大的提升,預計需求會在近年達到6000萬片一年,缺口較大。同時8英寸和12英寸的國產化比例只有10%,空間較大。目前新投建的產能,需要2-3年產能才能落地。更體現了類似中芯國際有自備產能的晶圓廠的優勢。

士蘭微 2020年8英寸全年產能57萬片,即每月4.75萬片,今年能提升到每月6萬片的程度。12英寸的毛利更高,今年預期能達到3.5萬片每月,未來規劃6萬片每月。凈利潤遠超營收增幅的原因是,成本方面比較穩定,產能緊張導致漲價后都是利潤。預計今年凈利潤能達到10億。擴產計劃上8英寸更多一些,12英寸的擴產投資要高很多。這也和國內目前需求方面有關,8英寸多應用于微米級的芯片,而12英寸多為納米級的芯片,但未來幾年對于12英寸的芯片需求可能井噴。相比之下,華潤微 12英寸預計總產能9萬片,還有封測封裝業務。華虹半導體 產能擴張上12英寸年底會有6.5萬片每月,之后預計擴產到8萬片每月。


光刻膠方面難度最高,但是在立項攻關下目前各方面都有產品問世。其他方面技術難度不高或者市場規模不大。往下游看還有EDA軟件等配套。光刻膠作為目前的重點,分為PCB光刻膠,面板光刻膠和半導體光刻膠還有其他光刻膠,各占四分之一的份額。每種光刻膠都大約是二十幾億美元的全球市場規模。PCB之類比較低端的國產化率已經有50%。目前重點自然是在國產化比例較低的,比如半導體光刻膠。半導體光刻膠約占半導體材料的12%,少于硅片(38%,90億美元)和電子氣體(70億美元),國產化率最低的也是這個部分。行業內上市企業明確的產品有I線,G線,KrF和ArF的產品。分別對應各大非先進制程,KrF和ArF相對先進一些。晶瑞電材,彤程新材,上海新陽和南大光電分別有各自產品,處于規劃中試落地等不同階段。半導體企業一般認證需要停產,壁壘較高,因此通過驗證后(1-3年),之后只要滿足企業需求,相對來說比較穩定,去美化要求下,下游對價格也較不敏感,但是市場的總需求也比較有限。但從海外壟斷的程度來看,CR5有近九成的份額,市場壁壘很高。全球半導體光刻膠以日本企業為主。以晶瑞電材為例,有鋰電池的材料,光刻膠的材料,又有光伏的配套,擴產產能也較多,整體上就有較大的市場空間。比如彤程新材擁有科華微電子的半導體光刻膠和北旭電子的顯示面板光刻膠。還有雅克科技也是不僅一種光刻膠類型,他們從市場空間上來說就比較大。另一方面看技術,比如剛剛說到的彤程新材的科華微,有量產的KrF,營收額也大,顯示方面又有京東方作為參股大客戶,在細分TFT正性上國內市占率20%,有一定優勢。材料企業因為市場規模有限,一方面要有技術廣度,另一方面各類產品的擴產也比較重要,產銷是規模的來源。從目前國產化的角度來說,產銷之中產量更重要一些,獲取市場擴大規模是重點。

CMP拋光材料方面也是類似,盡管安集的14nm產品和鼎龍股份28nm產品已經研發完畢,但是CMP本身市場很小,只占半導體材料的7%,大約國內在20億人民幣左右,國產的市占率又不高,對于公司的業績貢獻就比較有限。

靶材領域 最大的應用就是半導體芯片,要求也最高,而且平面顯示器,太陽能電池等領域也需要用到。但是全球規模只有10億美元左右。 企業上江豐電子是龍頭主要是半導體,阿石創主要用于平板顯示。還有光掩膜的石英股份和菲利華等也是如此。其實半導體行業的優秀企業,在不知真假的塔山計劃里,已經很清晰了。


應用端

今年的重點在于LED行業不僅走出了數年的低潮,而且迎來了新技術應用期,Mini和Micro Led的技術預計在未來幾年會成為主流。三安光電是毋庸置疑的龍頭,產品高端壁壘也高,合作客戶還多。預計能一兩年內達到200-250億的營收,包括射頻pa,濾波器,電力電子,光通訊,而且各方面都在擴產之中。明年預計將具有LED世界最大產能,LED目前在設備,顯示燈傳統應用以外,還擴展出了led車燈,紅外輔助駕駛,ucvled消毒還有植物照明等。以前led芯片價格低,現在技術高了,價格也高了,明年產品定型銷量也能上去。公司國內份額有六成以上。還有第三代半導體氮化鎵的業務,也是可以應用于以上所有行業,還有碳化硅應用于光伏逆變器和電驅模組等。公司空間很大,但估值也很高。

整體來說,LED的高低端之間差異會比較大。因此無論是LED襯底,高低端芯片還是封裝,主要看利潤能不能釋放,產銷能力如何。整個行業如果以miniled為主的部分,還需要時間驗證行業是否有根本性的轉變,利潤率有沒有根本性的提升。比如瑞豐光電和華為合作開發,有巨量轉移和背光驅動方面的技術,打樣幾千萬,營收做到幾億,利潤也就在千萬級別。目前預期未來mini或micro的顯示芯片占到成本的一半,是對毛利率有很大提升預期的。關于這一類面板驅動IC封測的產能比較有限,類似欣邦科技和南茂科技這一類DDI芯片封測,可能會面臨漲價或者擴產,比傳統封測格局要好。國內在顯示芯片上還是要看三安的,國際上有晶電和日亞,等待產品端上了以后看需求。技術上也需要提升良品率,調教省電和對比度。行業內有國星光電聚飛光電做封測顯示,有兆馳股份主做電視背光,LED驅動上有富滿電子和晶豐明源等。

另一個今年的熱門關注點就是MCU,即微控制單元,可用于汽車,顯示,物聯網,消費電子和工業控制等,今年面臨下游需求景氣,漲價后仍然供不應求。正常交貨期8-10周不斷延長,價格也有十倍漲幅。不同于國外MCU廠商多為IDM,國內是Fabless可能受到上游生產端漲價一定的影響。全球MCU市場大約有160億美元的規模,國內大約400億人民幣的規模。傳統汽車使用70個MCU,但智能汽車需要300多個,未來隨著智能駕駛的需求,可能還會增長。因此在新能源汽車放量的未來幾年,需求擴張大概率能持續。同時疊加MEMS國內500億市場的規模,還有IGBT 國內200億的規模,因此供應能力強的芯片廠商,未來需求空間大。從國際上看,汽車MCU前五大廠商恩智浦,瑞薩,英飛凌,德州儀器和微芯科技CR5大于85%,壁壘很高。汽車芯片品質嚴苛,認證復雜具有較高壁壘,但是短期內難有盈利。除了兆易中穎樂鑫以外,其他的類似杰發科技,芯旺微,賽騰微,中微半導體等,多為前裝產品,即簡單的應用控制類。高端的動力,座艙和ADAS方面應用較少。而MCU在物聯網,智能穿戴,工業控制等領域增長也較快,北京君正,芯??萍?,納思達(艾派克 極海)東軟載波還有上海貝嶺都有這方面的供應。

兆易車規市占率9.4%,去年MCU營收7億,預計今年翻倍。兆易的Nor和MCU是物聯網和車機核心芯片,可以觸及200-300億美元的全球市場。另一方面DRAM內存,從全球市場看被前三的三星海力士鎂光等幾乎壟斷,兆易市占率目前不過個位數,但是如果達到10%的全球DRAM市占率,有望觸及一百億人民的營收。目前技術上超過華邦電和南亞科。但是內存也有供需周期,目前正在進入跌價周期,產品也并非高端,因此這部分業務被看空。DRAM, NOR, MCU都具有長尾客戶屬性,不做大格局就較差,公司渠道完善,有一定優勢。公司產品都為成熟制程,產能有彈性,將持續受益缺貨和國產替代。

中穎電子在家電行業應用較多,小家電份額20%,大家電份額10%。產品比起樂鑫兆易比較低端,但是通過變頻等技術,也有提價空間。公司可參與的產品也較多,包括電動自行車,鋰電池管理,血壓計,電力電表和oled等。因此公司營收規模較大。

目前來看MCU產能緊缺可持續超過一年以上,估值低的可能受益較多。跟蹤情況要看產品的營收的增速,價格與毛利率的提升,產能的階段和供應,行業的地位和周期還有估值情況。另外要注意代工和封裝的加價影響風險。

其實應用端比較看細分的供需關系,看終端芯片的下游需求,公司的產能和市場份額。上游的資本周期和漲價周期終究會過去,但芯片產品如果在市場份額上有突破,公司的發展就比較可持續。這里列舉一些下游應用端,就不展開講了。

CPU-中科曙光 瀾起科技 中國長城

GPU-景嘉微

FPGA-紫光國微 上海復旦

指紋識別-兆易創新 匯頂科技

存儲芯片-兆易創新 國科微 北京君正

射頻 5G-三安光電 卓勝微 紫光展瑞

物聯網MCU 音頻-晶晨股份 樂鑫科技 瑞芯微 全志科技 恒玄科技

模擬芯片-圣邦股份 思瑞普 艾為電子 韋爾股份 匯頂科技 3PEAK

模擬芯片CR5僅為35%,自給率為12%。

功率芯片-斯達半導 士蘭微 捷捷微 晶豐明源 聞泰科技

聞泰科技收購安世半導體 收購NWF英國 具有8寸3-4萬片,和三代半導體開發能力。

CMOS-韋爾股份 攝像芯片 車載cis市占率30% 全球第二。 其他有 格科微 匯頂科技

智能安全芯片-紫光國微

其他比如瀾起科技這一類細分芯片龍頭。比如LED的特殊上游設備-國內LED固晶機龍頭新益昌,比如北京君正 預計凈利潤7億多,儲存芯片的毛利30%,收購北京矽成承諾今年歸母凈利潤8000萬美金,IPC安防攝像芯片,analog芯片,車燈芯片毛利60%。有點類似兆易創新。

風險提示

目前來看一方面是行業的全球景氣度,被下游需求不斷推高。另一方面是不管是上游設備端還是下游應用端,除了一些細分比較成熟以外,大多國產化比例很低。市值上,在一個細分做大很可能滿足不了百億的市值。因此既要看國產化能觸及的空間上限或者細分增速極高,另一方面要觀察國產化比例的提升速度,這樣得到的復合增速就是企業的增長預期。風險上比較重要的就是,半導體行業各個細分的景氣周期,其實是不同步的,在不同階段給到的估值也就不同。另一方面擴產后的行業需求會如何,是類似鋰電池的持續看高需求,還是擴產后會面臨一定的行業調整,這種不確定性的發酵也是行業風險的來源。市場短期反應較大的大基金減持其實問題不大,減持并不改變行業周期,只是規模較大。



關鍵詞: 半導體產業鏈

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