正文 1187.半导体：中国崛起正当时

    学习一个链接。半导体：中国崛起正当时2018-04-18*，王琦格上私募圈作者：*，王琦来源：公众号“i研究”报告摘要以史为鉴，中国正面临着半导体第三次产业转移的历史性发展机遇历史上的两次半导体产业转移均产生国际巨头企业，现中国已成为半导体产业第三次转移的核心地区。1）第一次：20世纪70年代，从美国转移到了日本，造就了富士通、日立、东芝、ne模式）idm模式是继垂直整合模式后发展的新模式，是指半导体制造商自行设计与销售由自己的生产线加工、封装、测试后的成品芯片。与垂直整合模式不同，idm企业的芯片产品是为了满足其他系统厂商的需求。idm模式的优点在于idm厂商可以根据市场特点制定综合发展战略，可以更加精细地对设计、制造、封装每个环节进行质量控制。目前，使用idm模式的代表企业是英特尔，我国大部分分立器件生产企业也采用该类模式。第三次：形成了设计业、制造业、封装业、测试业独立运营的局面（晶圆代工模式）随着分工的精细化、以及成本优势等因素，逐渐催化了晶圆代工厂商模式(thefablessdesign/foundrymodel)。晶圆代工模式是指半导体设计工作与标准工艺加工线相结合的方式，即设计公司将所设计芯片的最终物理版图交给芯片加工企业（也就是外委工厂）进行加工制造。同样，封装测试也委托专业厂家完成，最后的成品芯片作为集成电路设计公司的产品而自行销售。目前台湾是实际半导体代工的中心，台积电率先成功实践了晶圆代工模式，逐渐发展为全球最大的代工厂。世界集成电路的区域外包与产业转移也伴随着一定的技术特征。第一阶段的产业转移主要为封装测试环节，如美国飞兆半导体公司率先将封装环节转移到了香港。第二阶段的产业转移主要为制造环节，中国、马来西亚、韩国、新加坡都成为了世界集成电路的制造大国。第三阶段为设计环节外包。1.3、第三次产业转移直指中国需求端：中国半导体产业发展较晚，但凭借着巨大的市场容量和生产群体，中国已成为全球最大的半导体消费国。2000年-2016年，中国半导体市场增速领跑全球，年均复合增速达到21.4%，其中全球半导体年均增速是3.6%，美国将近5%，欧洲和日本都较低。就市场份额而言，根据sts统计，2016年集成电路销售占比81%，光电子占比10%，分立器件占比6%，传感器占比3%。其中，集成电路为核心领域。一条完整的半导体产业链包括几十道工序，大致可以分为设计、芯片制造和封装测试三个主要环节，同时还包括集成电路设备制造、关键材料生产等相关支撑产业。目前，中国集成电路产业已经形成了ii预测，到2021年底，中国8寸晶圆产能将达900k/月，即未来5年产能的年均复合增速为28%。届时，中国8寸晶圆的产能将超过台湾、日本及美国等，仅次于欧洲，位列全球第二。4.3、封测：增速稳定，高端封测助力行业发展封装测试是集成电路产业链必不可少的环节。封装是指对通过测试的晶圆进行划片、装片、键合、封装、电镀、切筋成型等一系列加工工序而得到的具有一定功能的集成电路产品的过程。测试主要是对芯片、电路以及老化后的电路产品的功能、性能等进行测试，外观检测也归属于其中。目前，国内测试业务主要集中在封装企业中，通常统称为封装测试业。封测环节是我国最早进入半导体的切入口，因而也是我国半导体产业链中发展最成熟的环节，增长稳定。自2012年以来，我国集成电路封装测试业一直持续保持两位数增长。2016年我国集成电路封装测试业的销售规模为1564.3亿元，同比增长13%。我国大陆在全球半导体封装测试产业领域的销售规模仅次于中国台湾。我国封测业维持较快增长，其原因主要有三个：一是受惠于我国集成电路产业持续快速发展对封装测试业的配套需求；二是得益于我国一批领头的本土企业，如长电科技、通富微电和华天科技等实现了跨越式的发展对行业的带动作用；三是先进封装逐步替代传统封装，技术进步和产品升级带动了国内封装测试市场的扩大。我国封测行业已形成较大规模。中国大陆ient的数据，中国先进封装产量自2015年开始以超30%的增速增长，预计2019年产量将达到3600万片12英寸晶圆，同比增速将达到38%，其中flip-chip、wlcsp是主要增长动力。4.4、设备：迎来黄金发展期，期待国产化率提高半导体设备处于产业链上游，贯穿半导体生产的各个环节，是推动技术进步的关键环节。半导体设备按工艺流程可将半导体专用设备划分为晶圆制造、封装、测试和其他前端设备四个大类。各环节主要设备如下表：半导体设备是晶圆厂投资的主要部分，目前投资一条12英寸的晶圆生产线需要近50亿美元的投入，其中设备的投入金额上可达到一条晶圆线总投资的65%以上。我们统计了2006年-2016年全球半导体行业资本开支的平均情况，设备投资占整个半导体行业资本投资的66%，其中晶圆制造设备占比53%，封测设备占比为13%。且随着晶圆尺寸的增加、工艺要求的提升，设备也将朝着更加大型化、高端化发展。如我们前述所言，全球半导体行业已拉开投资大潮的序幕，而中国就是本次浪潮的核心地区之一，晶圆厂的大幅修建将带动大量的设备需求，中国设备需求将创历史新高。根据semi预计，2017年全球晶圆设备支出（含全新与整新）将增长37%，达到550亿美元；到2018年，将继续增长到580亿美元。而近几年中国晶圆厂投资规模也不断加大，中国将成为本轮增长的核心地区之一。根据semi预测，仅2018年一年，中国晶圆厂的设备支出将超过100亿美元；到2019年，中国将成为全球最大的设备需求区域，且需求量超过以往任何其他地区的记录。下游需求的爆发，给中国设备制造企业带来了巨大发展机遇，同时也给国内企业提出更高要求，要想把握本轮发展机遇，中国企业仍面临着技术、人才等各方面的挑战，急需全方位增强自身竞争力。中国半导体设备行业被国际企业垄断，本土企业发展相对滞后。经过多年发展，我国半导体设备产业已具备一定规模，但仍远落后于美国、日本等制造强国。在中国半导体设备市场，90%以上被国外企业占据，国内企业市场份额长期低于10%，且提升缓慢。从国内现有企业布局来看，国产半导体专用设备虽然在产品种类布局上已较为齐全，但应用工艺开发尚不完备，高端产品依赖进口。同时，由于使用国产高端半导体设备要比使用进口设备承担更大的风险责任，产品品牌认知与国际大厂存在很大差距，故而半导体设备本土化推行进程缓慢，实现快速提升难度较大。但作为半导体产业发展的基础，设备的自主化是涉及国家经济发展的核心问题之一，故而政府给予了多项支持：1、政策频出，予以税收、金融等多项优惠政策。2014年至今，国家发出了三项优惠政策支持中国半导体设备发展：《关于调整重大技术装备进口税收政策的通知》、《关于进一步鼓励集成电路产业发展企业所得税政策的通知》、以及《关于开展首台（套）重大技术装备保险机制试点工作的通知》。2、大基金目前已入股紫光展讯、中兴微电子、艾派克、湖南因科微、北斗星通、深圳因微、盛科网络、硅谷数视、芯源微电子、汇顶科技等多个半导体设计企业。实现设备本土化是我国发展集成电路产业的关键之一，关系到我国能否拥有产业自主权。《中国制造2025》对于半导体设备国产化提出了明确要求：在2020年之前，90~32nm工艺设备国产化率达到50%，实现90nm光刻机国产化，封测关键设备国产化率达到50%。在2025年之前，20～14nm工艺设备国产化率达到30%，实现浸没式光刻机国产化。到2030年，实现18英寸工艺设备、euv光刻机、封测设备的国产化。4.5、材料：规模巨大，国产替代材料向高端领域延伸半导体材料产业分布广泛，门类众多，主要包括硅和硅基材、光刻胶、高纯化学试剂、电子气体、靶材、抛光液等。以半导体产业链上下游来分类，半导体材料可以分为晶圆制造材料和封装材料。2016年全球晶圆制造材料和封装材料市场规模分别为247亿美元和196亿美元。我国是全球最大的半导体消费国，也是全球最大的半导体材料需求国。2016年全球半导体材料市场规模为443亿美金，其中中国大陆市场销售额为65亿美金，占全球总额的15%，超过日本、美国等半导体强国，仅次于台湾、韩国，位列全球第三。同半导体设备等配套设施一样，我国半导体材料也面临着自给率不足、规模小、高端占比低等问题。与国外企业相比，我国半导体材料企业实力较弱，但随着国家政策的支持、国内企业研发和产业投入增加等，各种材料领域均已取得突破，在逐步实现部分国产替代。国产替代材料不断向高端领域延伸。以硅片、光刻胶等主要细分材料具体来看：1、硅片：小尺寸已实现国产化，大尺寸量产在即硅单晶圆片是最常用的半导体材料，是芯片生产过程中必不可少的、成本占比最高的材料。制造一个芯片，需要先将普通的硅原料制造成硅单晶圆片，然后再通过一系列工艺步骤将硅单晶圆片制造成芯片。从市场规模上来看，2016年全球半导体硅片市场规模为85亿美元，占半导体制造材料总规模比重达33%；2016年国内半导体硅片市场规模为119亿元人民币，占国内半导体制造材料总规模比重达36%。无论是全球还是国内市场，硅片都是半导体制造上游材料中占比最大的一块。全球最大的5家厂商几乎囊括了全球95%的300mm硅晶圆片、86%的200mm硅晶圆片和56%的150mm及以下尺寸硅晶圆片。这一领域主要由日本厂商垄断，而我国6英寸硅片国产化率为50%，8英寸硅片国产化率为10%，12英寸硅片尚未量产，完全依赖于进口。实现大尺寸硅片国产化，关系到我国半导体产业的自主性，是我国安全战略发展的需要。目前，国内已有上海新昇、宁夏银和、浙江金瑞泓、郑州合晶、西安高新区项目等企业计划或已开始建设12英寸大硅片的生产计划，且合计月产能超过百万片。上海新昇大硅片量产在即。上海新昇的12寸硅片有望在2018年实现量产，填补我国大硅片国产化的空白。上海新昇为上市公司上海新阳参股公司。上海新昇的300mm大硅片项目已于2014年启动，建设期2年，目前有效产能为2万片/月，已经实现试生产，项目的目标是在2018年6月达到15万片/月的产能。目前，公司已经与中芯国际、武汉新芯、华力微电子三公司签署了采购意向性协议，销售前景明确。2、光刻胶：中国厂商蓄势待发，向高端领域拓展半导体光刻胶的市场巨大，国产替代需求强烈。2015年中国光刻胶市场的总需求高达4390吨，为2007年的5.7倍，但目前半导体光刻胶的供应厂商主要集中在美国、日本、欧洲以及韩国等地，而中国的光刻胶供应厂商多集中于pcb光刻胶、lcd光刻胶等低端领域。当前国内能够生产半导体光刻胶的厂商有北京科华微电子和苏州瑞红等。另外，苏州华飞微电子材料有限公司、常州华钛化学有限公司和无锡化工研究设计院也在涉足该产业领域。五、产业链环节上市公司梳理5.1、芯片设计上市公司梳理设计环节是目前我国半导体占比最大的环节，也是国内企业最有望实现赶超的环节。虽然国内第一梯队设计企业华为海思、紫光展锐尚未上市，但目前我国a股上市公司已有十几家，覆盖半导体设计的众多细分领域，尤其是2016年以来兆易创新、富瀚微等陆续上市，a股中的半导体设计公司迅速增加。5.2、晶圆制造产业上市公司梳理芯片制造业是集成电路产业的核心基础。在我国大陆的芯片制造业中，除sk海力士（无锡）、三星（西安）和英特尔（大连）的12英寸晶圆生产线专职生产母公司存储器芯片或微处理器芯片组产品之外，其他绝大部分芯片制造企业为纯晶圆代工企业，如中芯国际、华力微电子、武汉新芯、华虹宏力、华润上华、和舰科技、台积电（中国）和上海先进等。目前，除中芯国际和台积电（中国）的境外代工业务仍大于境内代工业务之外，其他企业已经转向以境内代工业务为主的发展趋势。目前，我国晶圆制造主要以外资在大陆设立的代工厂为主，同时还有中芯国际、华力微电子、武汉新芯、华虹宏力、和华润上华等本土代工厂的产能正迅速扩张。目前本土纯晶圆代工领先企业中芯国际、华虹半导体均在h股上市。5.3、封测产业上市公司梳理封测业是我国半导体产业发展最为成熟的环节。近年凭借国家资本的优势，通过对海外资源的并购整合，本土封测企业已从规模、客户、技术等方面全面提升了竞争力，如长电科技收购星科金朋的全部股权、通富微电并购美国超微子公司等。目前，国内半导体封测环节大陆厂商在先进封装技术上与国际一流水平接轨，部分电子企业进入了国外一线厂商的供应链，并开始步入规模扩张阶段。在2016年世界集成电路封装测试业前十大企业中，有长电科技、华天科技和通富微电三个中国本土企业进入，同时还有专注于传感器封测的本土企业晶方科技。5.4、半导体设备及材料上市公司梳理我国的半导体设备和材料产业与国外差距较大，但近年来已取得较大进步。目前已有众多企业布局各细分领域，并已取得部分突破。半导体设备方面：我国设备产业虽然相比国外仍有较大差距，应用工艺开发尚不完备，但在产品种类布局上已较为齐全，已有部分国产设备实现进口替代。如刻蚀机、pvd、立式氧化炉、清洗机、lpcvd等核心集成电路制造设备已批量进入国内主流集成电路生产线。目前a股中设备类生产公司主要有北方华创、晶盛机电、长川科技和京运通。半导体材料：半导体产能转移，中国大陆的制造和封装占全球比重不断提升带动上游材料需求。半导体细分领域众多，虽然12寸大硅片等关键材料仍未实现国产，但掩膜版、光刻胶、cmp材料、溅射靶材等在国内已有一定基础。在当前国内半导体材料业中，涉及半导体材料领域的相关企业包括大硅片领域的上海新阳、有研新材，光刻胶相关领域的江化微，cmp领域鼎龙股份，靶材领域的江丰电子、阿石创等。5.5、分立器件上市公司梳理我国的半导体设备和材料产业与国外差距较大，但近年来已取得较大进步。目前已有众多企业布局各细分领域，并已取得部分突破。半导体设备方面：我国设备产业虽然相比国外仍有较大差距，应用工艺开发尚不完备，但在产品种类布局上已较为齐全，已有部分国产设备实现进口替代。如刻蚀机、pvd、立式氧化炉、清洗机、lpcvd等核心集成电路制造设备已批量进入国内主流集成电路生产线。目前a股中设备类生产公司主要有北方华创、晶盛机电、长川科技和京运通。六、重点公司分析半导体产业第三次国际转移直指中国大陆，国际半导体公司纷纷深化在华布局，投资额度创历史新高。我们认为中国可以把握这次历史性的机遇：政策护航、需求促进、产业链具备一定基础。我们建议从以下角度布局相关投资机会：1）设备的投入金额上可达到一条晶圆线总投资的65%以上，芯片制造与先进封装在未来几年的产能扩充，创造装备产业巨大需求。建议关注：北方华创、晶盛机电。2）设计产业是我国半导体产业占比最高的环节，也是目前企业布局较为全面的环节。第二期大基金即将筹建，其投资重点有望为设计类公司，建议关注芯片设计龙头企业紫光国芯。3）在细分领域实现技术突破，拥有自主知识产权的公司。建议关注：捷捷微电、扬杰科技。6.1、北方华创（）：设备国产化的领军企业，业务多点开花北方华创是2016年由七星电子和北方微电子战略重组而成，主要产品为高端电子工艺装备和精密电子元器件，是一家集研发、生产、销售及技术服务于一体的高科技企业集团。1）电子工艺装备方面，包括半导体装备、真空装备和新能源锂电装备三大业务领域产品，广泛应用于集成电路、半导体照明、功率器件、微机电系统、先进封装、光伏电池、平板显示、真空电子、新材料、锂离子电子等领域。2）电子元器件方面，包括电阻、电容、晶体器件、微波组件、模块电源、混合集成电路等高精密电子元器件系列产品，广泛应用于精密仪器仪表、自动控制等高、精、尖特种行业领域。2017年前三季度，公司实现营业收入105.5亿元，同比增长49%，归母净利润0.8亿元，同比增长27.86%。根据公司中报，公司上半年半导体设备、真空设备、新能源锂电设备的营业收入占比分别为55%、8%和3%，电子元器件业务收入占比为33%。半导体装备业务：国产化进展顺利。公司半导体装备具体包括etch、pvd、lpcvd、apcvd、pecvd、氧化炉、扩散炉、清洗机、热处理装备、液晶面板制造装备、气体质量流量控制器等半导体关键制造装备以及核心零部件等多种系列产品，设备广泛应用于集成电路制造、先进封装、半导体照明、微机电系统、功率半导体、化合物半导体、新能源光伏、平板显示等泛半导体等各细分领域。公司已攻克12英寸集成电路制造设备90-28nm等多个关键制程的工艺，目前正在研发16/14nm工艺制程设备。公司用于12英寸晶圆制造的刻蚀机、pvd、立式氧化炉、清洗机、lpcvd等设备和气体质量流量控制器等产品已成功实现产业化，批量进入了中芯国际等国内主流集成电路生产线，部分产品成为了国内龙头芯片厂商的量产线baseline机台。真空装备：在手订单饱满。公司是国内最大的单晶炉制造企业之一，同时公司还提供面向磁性材料行业的真空速凝炉（甩带炉）、氢化炉、真空烧结炉等，以及面向航空航天行业的各种真空钎焊炉、高压真空气淬炉等热处理设备，面向新材料行业热压烧结炉、超高温还原炉、真空热处理炉、氢气烧结炉等热加工设备产品。在该领域公司的主要客户有隆基股份、乐叶光伏、晶澳太阳能等。随着国内光伏产业的发展，公司真空装备业务有望增速提升。锂电装备业务：增长稳定。公司是我国最早进入锂电装备行业的企业。目前，公司正面向新能源汽车和储能行业，专注于研发和生产锂离子电池极片制造用的浆料制备系统、真空搅拌机、涂布机、强力轧膜机、高速分切机等装备，迄今已为全国主要的锂离子电池研究院所、生产企业提供了大量的电池制造装备，并将产品远销到日本、德国、俄罗斯等国家，在行业内累计拥有境内、外客户二百余家。电子元器件业务：发展稳定。该业务以北京七星华创精密电子科技有限责任公司为平台，由原公司旗下多家电子元器件生产单位整合而成。依托公司六十余年的高精密电子元器件生产技术及经营基础，在高精密电子元器件综合配套能力方面，公司居于行业首位，是承担国家重点科研项目的骨干企业。公司主要产品包括高精密电阻器、电容器、石英晶体器件和模块电源等，近年来，在市场中保持着良好的发展态势，市占率居于行业前列。风险提示：技术替代风险、行业周期性风险、人才缺失风险等6.2、晶盛机电（）：晶体生长设备领域领军企业公司是国内领先、国际先进的专业从事晶体生长、加工装备研发制造和蓝宝石材料生产的高新技术企业，主营产品为全自动单晶生长炉、多晶硅铸锭炉、蓝宝石晶体炉、区熔硅单晶炉、单晶硅滚圆机、单晶硅截断机、单晶硅棒切磨复合加工一体机、多晶硅块研磨一体机、硅棒单线截断机、硅块单线截断机、蓝宝石晶锭、蓝宝石晶片、led器件检测分选装备、led灯具自动化生产线等。公司产品主要应用于太阳能光伏、集成电路、led等具有较好市场前景的新兴产业。晶体生长设备领先企业。公司专注于拥有自主品牌的晶体硅生长设备及其控制系统的研发、制造和销售。公司先后开发出拥有完全自主知识产权的直拉式全自动晶体生长炉、铸锭多晶炉产品。受益于光伏行业回暖，公司晶体生长设备业务增长迅速。硅生产设备实现突破。公司在半导体装备技术开发和国产化应用方面有一定优势，较早掌握了国内领先的半导体硅材料生长炉技术，近年又不断加大对半导体加工设备的开发，已经成功开发出4-6英寸，8-12寸英寸两种规格半导体单晶硅滚圆机、单晶硅截断机等新产品，产品结构不断丰富，同时公司继续研发8-12英寸硅片加工装备。在手订单丰富。截止2017年9月30日，公司晶体生长设备及智能化设备共计未完成合同为27.41亿元，包含了光伏及半导体的设备，其中未完成的半导体设备合同合计1.13亿元。蓝宝石材料实现突破，增加新的利润增长点。公司通过开发蓝宝石晶体生长设备、生产蓝宝石材料、布局蓝宝石晶片切磨抛、布局蓝宝石材料关键环节、以及成功掌握国际领先的大尺寸300公斤级蓝宝石晶体生长技术，蓝宝石材料业务已具备较强的成本竞争力，并逐步形成规模优势。目前，公司蓝宝石材料的主要应用领域在led衬底等相关行业。风险提示：行业波动风险、订单履行风险、核心技术人员流失和核心技术扩散风险、商誉减值风险、募集资金投资项目风险等6.3、紫光国芯（）：存储芯片龙头企业，有望整合长江存储紫光国芯为紫光集团间接控股公司，紫光国芯的主要业务为智能芯片产品、特种集成电路产品和存储器芯片产品的设计和销售，分别由同方微电子、国微电子和西安紫光国芯三个核心子公司承担。同时，公司还有部分石英晶体元器件及蓝宝石衬底材料业务，由子公司国芯晶源承担。存储领域为公司未来发展的重点，公司整合多方资源发展存储业务。1）2015年公司通过收购西安紫光国芯76%的股权正式进入存储芯片设计领域，2017年公司收购了西安紫光国芯剩余的24%的股权。西安紫光国芯主要从事dram存储晶圆的设计，目前产品主要为专业代工厂生产。近年来，自有存储器芯片产品的规模在逐步扩大，销售收入提高较快。公司正在开发高性能第四代dram存储器芯片产品。2）等待时机，有望整合长江存储。2016年紫光控股、大基金、湖北国芯投资和湖北省科投共同出资设立长江控股，其中紫光控股以货币出资人民币196亿元，占长江控股注册资本的51.04%。长江存储将专注于新型的3dnand存储器，与西安紫光同芯形成潜在同业竞争关系。根据公告，紫光集团承诺，紫光国芯未来规划发展存储器芯片制造业务时，在满足条件的情况下，紫光国芯有权通过非公开发行、重大资产重组等方式对长江存储进行产业整合。2017年公司曾公告将重组长江存储，但由于条件不成熟而未实施，但中长期来看，大力发展存储芯片是公司的战略规划，预计待发展成熟后，公司终将整合长江存储。长江存储是2016年7月正式成立的，以武汉新芯现有的12英寸先进集成电路技术研发与生产制造能力为基础，大力发展大规模存储器。长江存储的控股股东为紫光集团，同时国家集成电路产业投资基金股份有限公司、湖北国芯产业投资基金合伙企业、湖北省科技投资集团有限公司等均有参股。长江存储总投资240亿美元，主要产品是3dnandflash快闪存储器，其拥有南京、武汉两个生产地。长江存储的3dnand技术预计2017年底提供32层3dnand的样本，预计到2020年能达到月产能30万片的规模，2030年则是达成月产能100万片的规模。紫光国芯在收购西安紫光国芯之后，已经具备了存储器设计、测试的能力。若再收购长江存储，则拓展至存储器制造业务，进一步完善其存储器全产业链布局。另外，紫光国芯积极拓展fpga芯片。公司fpga业务由紫光同创承担，fpga产品目前还是研发投入阶段，已投入自有资金2亿多。目前的产品还处于中低端市场，今后将向高端市场拓展。智能卡芯片为紫光国芯传统领先业务，应用领域广泛。1）sim芯片领域：截止至2017年上半年，

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