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半导体产业分析:自主可控大时代,国产替代全面开花

2020-01-29| 发布者: admin| 查看: 395

大家好,这里是格菲自媒体,格菲团队专注股票投资研究,我们有七位师兄妹,他们各有所长,欢迎关注。此文来自:《电子行业策略报告:春风拂面,花开百枝》--新时代电子团队2020年投资策略报告半导体产业链全景电路设 ...

大家好,这里是格菲自媒体,格菲团队专注股票投资研究,我们有七位师兄妹,他们各有所长,欢迎关注。

半导体产业分析:自主可控大时代,国产替代全面开花

此文来自:《电子行业策略报告:春风拂面,花开百枝》--新时代电子团队2020年投资策略报告

半导体产业链全景


半导体产业分析:自主可控大时代,国产替代全面开花

电路设计公司:三星、华为海思、英特尔、展讯、SK海力士、大唐电信、 汇顶科技、德州仪器、中星微电子、英伟达、北京君正、 瑞芯微、兆易创新、全志科技等

芯片制造公司:台积电、上海华虹宏力、日本富士通、美国英特尔、无锡SK海力士、长江存储科技、上海ASMC、上海华力微电子等

材料厂:硅晶圆、耗材、CMP材料、光刻胶、湿电子化学品、电子特种气体、光罩

设备生产商:应用材料、中电科、晶盛机电、北方华创、中微半导体、上海微电子

封装测试厂:通富微电、晶方科技等

下游应用

应用领域包括:计算机、手机、5G通信、IOT、工业控制、存储器、服务器、一月应用、AR/VR 等领域

全球半导体行业呈现螺旋式上升规律


半导体行业在过去数十年内呈现螺旋式上升的规律,放缓或衰退后又会重新经历更强劲的复苏,技术变革是驱动半导体行业持续增长的主要推动力。根据WSTS统计, 2020年5G、IOT等新兴领域有望带来超过500亿美元的半导体增量市场,预计2020年

全球半导体销售额达到5200亿美元,2016-2020年复合增速为11%。我们认为在5G及

新兴领域的持续驱动下,半导体行业将进入新一轮成长期。

半导体产业分析:自主可控大时代,国产替代全面开花

资料来源:WSTS预测、新时代证券研究所

现阶段半导体国产化率偏低


• 核心芯片国产化率偏低。虽然我国集成电路产业发展迅猛,但目前在终端应用的核心芯片国产化率上,国产芯片占比仍较低,由表1可以看出,我国在计算机系统、通用

电子系统的终端核心芯片上市占率仍接近于0,在内存设备和显示系统中的国产核心芯片市场才刚起步,在通信装备方面,国产芯片已实现部分进口替代,应用处理器和通信处理器国产占比分别达到18%和22%。

国产芯片市场占有率偏低

半导体产业分析:自主可控大时代,国产替代全面开花

兆易创新与圣邦股份经营数据对比表明:半导体国产化全面提速


国产半导体在华为事件后国产化进程明显提速。

华为事件后,2019年Q2核心半导体公司营收和净利润同比增长明显提速:

2018Q4-2019Q3兆易创新与圣邦股份营收同比增速分别为2.35%/-15.73%/31.98%/62.97%与 -15.10%/-15.82%/21.43%/58.13%;

2018Q4-2019Q3兆易创新与圣邦股份净利润同比增速分别为-35.01%/-55.58%/1.43%/98.21%与 -9.11%/-9.34%/89.31%/90.80%。

通过数据分析我们可以看出,由于下游需求不好,2018Q4和2019Q1经营收据明显下降,2019Q2数据明显转好,2019年Q3环比加速增长。我们认为在华为事件后,政策、资金全面支持,半导体国产化全面提速,中国半导体细分领域核心公司正在全面开花,迎来历史性发展机遇。

半导体产业分析:自主可控大时代,国产替代全面开花

半导体产业分析:自主可控大时代,国产替代全面开花

从华为Mate 30 Pro 5G供应商变化看半导体国产化提


• 华为Mate 30 Pro 5G 中美国元器件占比大幅降低。主芯片方面,华为基本已经完成了高中低端芯片的布局基本实现自给自足;屏幕方面,三星目前仍是首选,国内京东方产品实力在快速提升;RAM和ROM方面,替代厂商较多,除美光外,还有三星、东芝、海力士等厂商;在射频前端、电源管理、无线收发方面等方面,华为已经逐步摆脱美国厂商的钳制。

• 华为Mate 30 Pro 5G 美国元器件数量占2.6%、成本占9.5%。全部组件中,日本提供2081个,占总共的88.4%,组件数占比最高,成本占比31.6%;中国提供194个组件,占总共的8.2%,成本为183.1美元,成本占比41.7%,成本占比最高;美国提供62个组件,占总共的2.6%, 成本占比9.5%;韩国提供2个组件,占总共的0.1%,成本占比14%;台湾地区提供3个组件,成本为9.68美元。

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IC设计:细分领域众多,国产化正当时


IC设计行业分为Fabless模式和IDM模式,fabless为大多数设计类公司采用,而IDM模式由于投资巨大、门槛较高,仅有少数大型行业龙头企业采用。

• 根据DIGITIMES Research发布的2018年全球前10大IC设计公司(Fabless)排名来看,博通、高通分别以217.54亿美元、164.50亿美元营收位居前二,我国华为海思以75.73亿美元收入位列第五名,2018年同比增长34.2%,增速居前十大IC公司首位。但2018全球前十大半导体公司、全球前十大模拟IC公司中均无我国企业。

国产替代是IC设计行业的主旋律:我国IC设计市场巨大,2018年我国IC设计行业市场空间为约2519.30亿元,占据全球市场的三分之一。但国产化市仍然偏低极低,国内IC设计行业未来进口替代空间巨大。

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IC设计之存储:NOR率先涨价,NAND和DRAM2020年有望涨价

存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。其概念很广,有很多层次,在数字系统中,只要能保存二进制数据的都可以是存储器;在集成电路中,一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器,如RAM、FIFO等;在系统中,具有实物形式的存储设备也叫存储器,如内存条、TF卡等。

存储器依照特点不同可分为众多类别。存储器种类众多,具有不同的分类方法,按存储形式不同,存储器可分为三大类:光学存储,根据激光等特性进行存储,常见的有DVD/VCD等;磁性存储,常见的有磁盘、软盘等;半导体存储器,采用电能存储,是目前应用最多的存储器。依照断电后是否还能保留数据,可分为“易失性(VM)”与“非易失性(NVM)”存储两大类。按是否可以直接被CPU读取,可分为内存(主存,如RAM)和外存(如ROM,硬盘等)。

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IC设计之存储:NOR率先涨价

下游新兴需求旺盛,NOR价格率先涨价。NOR Flash的传统应用以功能手机内存为主,在经历智能机替代浪潮后,功能手机出货量下滑趋缓。根据Strategy Analytics数据,2019年预估3.75亿部,同比预计2020少量减少到3.68亿部。

AMOLED和TDDI在智能手机渗透率逐步提高。AMOLED在智能手机的渗透率逐步提高,今年手机端AMOLED出货量5.8亿颗,明年预计达6.92亿颗。TDDI-COF在全面屏的解决方案越来越受欢迎,今年出货量达6.1亿颗,预计明年达7亿颗。

以TWS为代表的新兴应用增长迅速。技术的突破使得今年TWS放量增长150%达1.1亿对,IDC预计明年将会达1.5亿对。5G的落地使得物联网进程或加快,以TWS为代表的新兴应用前景可期,有望成为NOR Flash新动力。

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IC设计之存储:5G时代NAND Flash需求将回暖

SSD和移动终端为NAND Flash需求主要来源。根据DRAMexchange,2019年NAND Flash销售额461亿美元,同比下滑27.1%,DRAMeXchang预计明年市场将回暖,销售额将达550亿左右。

从销售额 NAND Flash下游应用众多,从分布领域看,移动终端占比最大,主要是智能手机和平板电脑中的eMMC、UFS等,据IHS预估,今年手机端和SSD需求均已达到1.2亿TB左右,其次是平板电脑,大约为前两者1/10,在1200万TB左右。

SSD需求增长强劲,今年增速超过了50%,明年受5G影响,换机潮以及服务中心的增长,预计会使手机闪存和SSD需求保持30%以上增长,平板电脑缺乏新的特点,吸引力下降,预计未来需求增速会较慢。

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5G时代下,信息数据剧增。

无线宽带和快速网络的普及推动数据进入云端,同时手机、可穿戴设备等新型设备的兴起以及计算能力的发展,全球已进入数据时代。就大数据而言,目前每天都会增加1600万个传感器,会产生大量的数据,同时5G,以及实时响应、实时分析等技术进一步提升数据产生速度,巨量数据将产生巨大的数据存储需求。

• 根据IDC预测,到2025年,全球数据圈将扩展至163ZB (1ZB等于1万亿GB),相当于2018年的六倍。预估2019年产生35ZB数据,其中约58%来自于HDD,30%来自于闪存,主要是NAND Flash,从目前NAND Flash出货容量来看,存在巨大成长空间。

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IC设计之存储:服务器需求拉动DRAM需求快速增长

• 大数据、云计算的持续发展与5G、边缘计算的爆发增长,预计服务器装机容量数量将走出今年低谷,服务器内存的需求增速预计能达20%左右

• 今年智能手机市场出货量企稳维持在14亿部左右,使行动式内存仍以40.9%份额保持最高占比,预计明年的第一波5G换机潮,会使平均内存进一步提高,预计需求增速仍有9%左右

• PC/NB市场近年较为稳定,虽然游戏笔记本的发展迅速,但其10%左右的市场份额不足以显著影响出货量,预计每台电脑平均内存的提升,会使标准型内存明年需求增速达7%左右

• 绘图型内存方面,大型游戏对显存容量要求逐步提高,但也是受限于游戏PC/NB及终端的不大的市场,预计绘图型内存市场较小,需求增长也比较稳定,预计明年增速7%左右

• 利基型内存在安防、网络搭建和数字电视等传统领域需求存在萎缩可能性,但是在新兴的智能家居、超高清电视领域前景可期,预计明年仍能保持8%左右增速

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模拟芯片是连接数字世界与自然世界的桥梁

• 模拟集成电路是指由电容、电阻、晶体管等组成的用来处理模拟信号的集成电路。数字芯片不能直接与自然界沟通,为了处理方便,一般将模拟信号转换为数字信号,输入到大容量、高速、抗干扰能力强的数字处理系统处理后再转换为模拟信号输出。在电子系统中,模拟IC的功能非常多,如信号接收、信号放大、数模信号转换、稳压、比较等功能。

• 模拟芯片根据功能可以分为以下三大类:(1)电源管理芯片;(2)信号链芯片;(3)数模转换器。

电源管理芯片市场规模持续增长

电源管理芯片市场规模:根据Esticast Research的数据,2016年全球电源管理芯片市场规模为402.1亿美元,预计到2023年市场规模将达到613.3亿美元,复合增长率为7.29%。

• 电源管理芯片的终端市场主要包括:手机、平板电脑等消费电子、工业应用市场、汽车市场和军用市场,其中手机、计算机等电子产品出货量逐年下跌,“工业4.0”推动工厂智能化,工业应用对电源管理芯片需求增大,电动汽车需要大量电源管理芯片调节电压和功率,未来工业和汽车将成为电源管理芯片的主要增长动力。

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信号链产品以射频芯片为主

信号链产品主要类型:信号链产品以射频芯片为主,包括滤波器、放大器、射频开关、天线调谐器。

市场规模与格局:根据Yole Developement数据,2017年全球射频芯片市场规模为150亿美元,预计到2023年市场规模将达到350亿美元,复合增长率为15%。射频芯片市场集中度较高,前四大厂商分别为思佳讯、Qorvo、博通、村田,合计市场份额为85%。射频芯片中滤波器市场规模最大,滤波器市场被Avago、Qorvo等厂商垄断。

增长动力:射频芯片的主要增长动力来自5G时代手机性能增强和联网设备数量增加。

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信号链产品以射频芯片为主

射频前端器件是通讯系统芯片组中除基带主芯片之外最重要的组成部分。射频前端是指在通信系统中,位于手机天线之后,收发器-基带芯片之前的器件总称,是无线通讯设备的基础性零部件,主要由功率放大器(PA)、滤波器、双工器、射频开关、低噪声放大器、接收机/发射机等组成。

射频PA和滤波器是射频前端器件中最重要的组成部分。根据Yole的统计数据,2017年全球射频器件市场中,滤波器市场占比微53.3%,射频PA市场占比微33.3%,射频开关微6.7%,低噪声滤波器微1.6%。

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台积电是纯晶圆电工绝对龙头,中芯国际全力追赶

IC制造分为IDM模式和代工模式。IDM模式下,厂商独自完成从芯片设计、制造到封测的全流程,而代工模式下,芯片设计、制造和封测由不同厂商共同完成。根据华经情报网数据,2019年全球晶圆制造市场中,纯晶圆代工占比为81%,IDM占比19%。

全球晶圆代工市场持续快速增长。根据DIGITIMES数据,2018年全球晶圆代工产值为607.2亿美元,近3年复合增长率为7.87%。拓墣产业研究院数据表明:2019年上半年由于上半年下游需求不振,2019年Q1和Q2晶圆代工总产值分别下降16%和8%,受益于智能手机、物联网及相关应用带动需求,2019年Q1和Q2晶圆代工总产值同比增长13%。由于下游需求持续向好,预估2019Q4全球晶圆代工总产值将较第三季成长6%。

半导体产业分析:自主可控大时代,国产替代全面开花

半导体产业分析:自主可控大时代,国产替代全面开花

纯晶圆代工市场台积电一家独大。在纯晶圆代工市场中,台积电是绝对的龙头,市场份额超过50%。根据拓璞产业研究院数据,预计2019年Q4纯晶圆代工市场中,台积电市场份额为52.7%,三星17.8%,格罗方德8%,联电6.8%,中芯国际4.3%。

中芯国际是国内晶圆代工龙头。中芯国际是中国大陆规模最大、技术最先进的集成电路晶圆代工企业,也是世界第五大集成电路晶圆代工企业。公司总部位于上海,拥有全球化的制造和服务基地,提供0.35微米到28纳米不同技术节点的晶圆代工与技术服务。

公司拥有3座300mm晶圆厂和4座200mm晶圆厂。我们认为中芯国际在先进制程方面的研发有望大幅提速,加之在国家在政策、资金大力扶持半导体行业的背景下,中芯国际有望成为中国半导体行业崛起的先锋代表。

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摩尔定律并未失效,先进制程仍是IC制造发展方向。根据英特尔创始人戈登摩尔在1960年的研究发现,提出了集成电路内的晶体管每隔一年就翻一番的说法,而目前在晶体管数量提升上可能遇到了瓶颈。

但在目前制程规划下,摩尔定律似乎还未失效,台积电已经开始5nm、3nm甚至2nm的制程研发。制程是决定一家晶圆代工厂行业地位的

主要因素。我国本土芯片制造商中芯国际最先进制程为14nm,与台积电还存在代差。我们认为中芯国际在制程方面将持续加大研发力度,全力追赶世界先进水平。

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IC制造分为IDM模式和代工模式。IDM模式下,厂商独自完成从芯片设计、制造到封测的全流程,而代工模式下,芯片设计、制造和封测由不同厂商共同完成。根据华经情报网数据,2019年全球晶圆制造市场中,纯晶圆代工占比为81%,IDM占比19%。

全球晶圆代工市场持续快速增长。根据DIGITIMES数据,2018年全球晶圆代工产值为607.2亿美元,近3年复合增长率为7.87%。拓墣产业研究院数据表明:2019年上半年由于上半年下游需求不振,2019年Q1和Q2晶圆代工总产值分别下降16%和8%,受益于智能手机、物联网及相关应用带动需求,2019年Q1和Q2晶圆代工总产值同比增长13%。由于下游需求持续向好,预估2019Q4全球晶圆代工总产值将较第三季成长6%。

半导体产业分析:自主可控大时代,国产替代全面开花

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相比IC设计和制造行业,IC封测行业集中度较低。

• 如下表所示,IC封测行业由于资金门槛、技术门槛相对较低,定制化程度逐渐提升,因此行业集中度远不如代工行业,2017年全球封测行业龙头日月光市占率仅为20%。

我国大陆IC封测行业前三(长电科技、通富微电、华天科技)2019年营收占比预估合计达20.1%。随着大陆晶圆产能逐渐释放,本土封测厂商有望大幅收益。受益于华为供应链国产替代,长电科技等国内封测厂商将充分受益。

2019年全球IC封装测试竞争格局预估

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半导体设备:半导体设备是国内产业薄弱环节,国产替代大势所趋

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全球半导体设备细分市场竞争格局

半导体产业分析:自主可控大时代,国产替代全面开花

半导体设备是国内产业薄弱环节,国产替代大势所趋


根据2019年12月SEMI最新预测,全球半导体制造设备销售额将从去年的历史峰值644亿美元下降2019年至576亿美元,但2020年会复苏并在2021年创下新高。

• 2020年复苏的主要原为领先的设备制造商投资于10纳米以下的设备,特别是用于foundry和逻辑,中国的新项目设备需求以及较小的内存设备需求将推动2020年设备市场的复苏。

7nm及以下的先进制程中只剩下三星和台积电,其中,全球晶圆代工龙头台积电资本支出从原定的110亿美元增加到140-150亿美元(其中,为7nm需求增加15亿美元,为5nm需求增加25亿美元)。

半导体产业分析:自主可控大时代,国产替代全面开花

中国半导体设备行业增速迅猛,远高于世界平均水平。

2010-2018年,中国大陆半导体设备销售额从36.7亿美元增长至131亿美元,8年复合增长率达17.24%,同阶段全球符合增长率仅为6.19%;中国半导体销售额占比持续提升,2010-2018年,中国半导体设备销售额占比从9.19%提升至20.31%。预计2019-2021年中国半导体设备销售额分别为129.1/149.2/164.4亿美元。

国内主要企业:北方华创、中微公司、长川科技、精测电子、华峰测控。

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目前国内在建的半导体产线合计金额接近900亿美元

半导体产业分析:自主可控大时代,国产替代全面开花

半导体产业基石,国产替代迫在眉睫


半导体晶圆制造材料市场:根据Semi数据,2018年全球晶圆制造材料市场规模为322亿美元,近五年复合增长率为7.24%。其中,硅片及硅基材料占比最高,比例为37%,电子气体占比14%,光掩模占比13%。

• 在半导体材料领域,国内企业竞争力还相差甚远,国产化率还普遍较低,在核心领域摆脱长期依赖进口的局面任重道远。我们认为受益于国家政策大力支持以及大基金和地方资本长期持续投入,国内半导体制造产业将逐步崛起,作为晶圆制造上游,国内半导体材料产业将会进入快速发展期。

国内相关公司:安集科技、晶瑞股份、硅产业、中环股份、南大光电、江丰电子。

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国内主要半导体公司估值情况统计


半导体产业分析:自主可控大时代,国产替代全面开花

此文摘自:新时代电子团队2020年投资策略报告

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