半导体行业深度分析报告文档格式.docx

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1.4.2、成熟制程领域特色工艺百花齐放，后续发展动力充沛 

1.5、半导体产业持续东移，晶圆代工国产替代空间大

2、晶圆代工格局：

一超多强，台积电一家独大

2.1、台积电：

制程领先，全球晶圆代工领头羊

2.2、三星电子：

台积电在最先进制程的挑战者

2.3、格芯：

向特色化、差异化工艺迈进

2.4、联电：

以退为进、精益求精 

3、中芯国际：

中国晶圆制造龙头，半导体国产替代先锋

3.1、国内晶圆代工龙头，业绩规模稳步增长 

3.2、公司核心管理团队强大，研发实力出众 

3.3、14nm制程量产，持续研发更先进制程工艺 

3.4、下游客户资源丰富，华为、高通、博通均为客户 

3.5、科创板上市募投扩产先进产线，未来成长可期

半导体产业作为现代信息产业的基础和核心产业之一，是衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志，半导体行业在过去数十年内遵循一个螺旋式上升的过程，放缓或衰落后又会重新经历一次更强劲的复苏。

纵观半导体行业的发展历史，虽然行业呈现明显的周期性波动，但整体增长趋势并未发生变化，而每一次技术变革是驱动行业持续增长的主要动力。

这背后是科技革命带来的成长，2019年，全球半导体市场经历了2001年互联网泡沫破灭以后较大幅度的下滑，半导体市场规模降至4123亿美元，下降幅度达12%，超过了2008年金融危机以后9%的下滑幅度，2020年后在新兴领域的持续驱动下，半导体行业有望筑底回暖，进入稳定增长期。

我们认为，伴随着5G、AI、云计算应用的兴起，半导体行业即将迎来新的机遇，新一轮上升周期即将开启。

根据WSTS2020年6月9号的预测，2020年和2021年全球半导体市场将分别同比增长3.3%和6.2%，2021年全球半导体市场将加速回升至4523亿美元。

5G时代新应用不断涌现，将启动半导体行业新一轮的上升周期。

5G将掀起整个行业的变革，深刻改变人们的生产和生活方式，进而推动人类社会全面进入数字化时代。

5G可以覆盖人人、物物、人物，使所有的事物都通过网络进行连接，满足不同行业、不同用户对通信的复杂需求。

5G时代大数据量、低时延、传输速度快的特性为下游新应用提供了快速增长的沃土。

5G手机、VR/AR设备、TWS耳机、IOT设备已经开启了高速增长的引擎。

根据ABIresearch预测，到2025年，AR/VR市场将分别达到1510/1410亿美元；

根据中国信通院数据，尽管2020年新冠疫情对消费电子市场，尤其是手机销量产生较大冲击，我国5G手机渗透率仍在不断提升，2020年5月我国5G手机渗透率已快速增长至46.3%；

根据亿欧/艾媒预测，2020年TWS耳机将翻倍增长至2.3亿只；

2015-2019年，全球新增物联网设备数不断增加，意味着全球物联网设备数处于加速增长的状态。

可以看出，半导体新一轮上行周期的大门已经打开，新应用、新场景的不断出现将持续输出动能。

半导体产业链环节众多，专业分工程度高，制造是产业链核心环节。

半导体产业链上下游包括三大环节：

IC设计、晶圆制造加工以及封装测试、应用。

其中，IC设计是指IC设计公司根据产品需求、产品功能设计芯片，并把它委托给晶圆代工厂进行生产加工；

晶圆制造购买原材料通过提纯、制造晶棒、晶片分片、抛光、光刻等多道程序将设计好的电路图移植到晶圆上；

完成后的经营再送往下游封测厂进行封装测试最后移交给下游厂商，半导体产业往往由技术驱动催生出新的下游应用。

晶圆制造是半导体产业链上资金门槛最高的环节。

集成电路越先进，制造技术和工艺就越加难，所需设备也越加贵重。

以刻蚀环节为例，20nm工艺所需要的全工序步骤约1000道，刻蚀步骤大约55道，而7nm所需要的工序为1500道，刻蚀步骤增加至150道，工序的大幅增加意味着更多的制造设备。

根据IBS数据，一条5万片/月产能的产线，在28nm节点地设备投资额约为39.5亿美元，而同样产能地7nm产线则要花114.5亿美元。

另外，TEL估计每月10万片产能的工厂，以1ynmDRAM与9XLNAND等级的工厂要70亿美元，如果是逻辑芯片则是180亿美元，存储器工厂中，15亿美元是基础建设，49亿美元用于前端工程设备，后端工程则是7亿美元。

至于逻辑芯片厂的180亿美元中，有21亿美元用于基础建设，前端工程需要144亿美元，后端工程则是14亿美元。

晶圆制造市场空间广阔，2019年我国市场逆势增长。

晶圆制造分为IDM模式和Foundry（代工）模式，以晶圆代工市场为例，根据ICInsights数据，2014-2019年，全球晶圆代工产值稳步提升，从427亿美元增长至568.75亿美元，CAGR达5.90%，2019年世界集成电路纯晶圆代工市场规模较2018年纯晶圆代工市场规模收入同比下降2.18%，只有中国大陆地区实现增长，同比增长5.87%，欧洲和日本的晶圆代工市场均出现两位数的下滑。

根据拓墣产业研究院在2020年4月的预测，2020年全年晶圆代工增长率约为6.8%,据此推算2020年全球晶圆代工总产值为607.43亿美元。

集成电路制造行业分为IDM模式和Foundry模式，大趋势是从整合走向垂直分工，Foundry正迎来黄金时代。

IDM（垂直整合模式）是指集成电路企业除了开展设计业务，还拥有产业链下游的晶圆制造厂、封装测试厂，采用IDM模式主要代表企业为Samsung、Intel等，主要涉及逻辑芯片、存储器等产品，也有像TI、STM这样的模拟芯片厂商。

Foundry（晶圆代工）是集成电路行业中芯片代工厂的简称。

20世纪80年代集成电路行业厂商大多以IDM模式为主，随着行业市场的不断细分，到20世纪90年代初集成电路行业逐步向轻资产、专业性更强的Fabless经营模式转变，从20世纪90年代开始，台湾集成电路行业出现了垂直分工模式，即每一家公司都只负责半导体产业链中游的某一个环节：

例如负责设计的企业不再拥有自己的生产线，这类企业专注于半导体产品的版图设计，这类企业被业界称为fabless厂商；

而负责制造的企业被称为Foundry，Foundry只做晶圆代工；

Foundry厂完成IC产品的加工后，便将其输送给下游独立的封装公司和测试公司（Assembly&

Test）。

目前，世界上著名的Foundry厂商有台积电、格罗方德、台联电、中芯国际等。

Foundry专注晶圆代工，相比IDM具有制程迭代速度快、客户更多元的优势。

由于制造环节的重资产属性，并且更新换代迅速，导致IDM厂商很难跟上迅速发展的IC产品迭代，IDM多集中在对先进制程不太敏感的模拟芯片或存储器等产品，对于Foundry来说，由于长期专注于晶圆代工业务，给自己的定位明确，并能持之以恒，另外这种商业模式的多客户、多产品线、多制程特点，比IDM和Fabless更加厚重且多元，某种程度上，其抗风险能力更强。

Fabless+Foundry的分工模式的主要驱动力为三点：

一是芯片元器件用量提升，二是IDM芯片制造外包业务增加，三是设备和互联网厂商自研芯片增加。

5G、物联网时代终端设备芯片需求量快速提升。

芯片元器件用量提升方面最直观的感受就是CIS（CMOS图像传感器）需求的暴增，由于手机摄像头的数量呈翻倍态势，使得CIS需求旺盛，行业陷入了CIS产能危机，给多家晶圆代工厂带来了商机；

除此之外，5G落地大幅提升了手机射频模组需求，由于5G手机需要支持的频段数量正在增加，预计单机滤波器将从40个增加至70个，射频开关从10个增加至30个，PA从4G时期的6-7个增加至15个；

TWS耳机市场强劲增长同样为终端芯片带来强劲需求，随着TWS产品技术的成熟和成本的下降，有望成为手机标配，将促使TWS出货量大幅提升，2020年TWS整体出货量有望突破2亿，这将进一步推升市场对TWS蓝牙芯片的需求量；

物联网方面，相关的传感器、MCU、存储器、电源IC、射频器件等需求量非常大，一般单个物联网连接对应1-2个无线通信模块，物联网百亿级别的连接数，对无线通信模块的需求空间较大。

以上这些芯片的增量，大都需求晶圆代工厂消化。

优秀Fabless厂商的崛起倒逼IDM企业芯片制造外包增加：

IDM的大部分芯片元器件都是在自家工厂制造并封装的，但在过去的10年里，这种情况一直在发生变化，特别是模拟或模数混合类芯片，IDM外包给晶圆代工厂的数量和比例逐年增加。

传感器方面：

如近期索尼将部分CIS外包给台积电，模拟芯片方面：

意法半导体（STM）、英飞凌在化合物半导体方面正在与台积电需求更紧密的合作。

近年来，逼迫国际IDM大厂调整产能策略的一个重要因素，是大量的Fabless公司轻装上阵，并结合了晶圆代工公司的制造优势，对IDM大厂形成了威胁，这一点在逻辑芯片的竞争上体现得尤为明显，台积电工艺制程大幅领先，而Intel高端制程持续难产，Fabless厂商AMD的PC端CPU性能已经超过IDM龙头Intel；

在智能手机行业，苹果A系列、华为麒麟和高通骁龙芯片均为Fabless模式，而三星自研自产的Exynos系列已经在竞争中逐渐退出高端市场的舞台，2019年，高通、联发科、苹果、海思手机处理器份额合计达82.8%，而三星处理器份额仅为14.1%，反差明显，诸多IDM厂商一方面降低产能投资，另一方面将资源投入在提升IC设计部门的竞争力方面。

设备和互联网厂商自研芯片增加对Foundry的需求：

近些年，产业链下游的设备和互联网厂商自研芯片的案例越来越多，而这些创新的芯片也都主要交由晶圆代工厂生产，从而为未来几年的芯片代工业增添了更多的营收增长点。

以谷歌、亚马逊、微软和阿里巴巴为代表的大型互联网和云服务提供商，无论是在云端，还是在边缘侧，都在寻找并替换着传统的CPU或GPU，在中国，XX、阿里和腾讯都已经开始自研芯片，且已有或者即将洽谈晶圆代工合作伙伴。

集成电路技术进入后摩尔时代，先进制程迭代速度放缓。

制程方面，摩尔定律认为集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。

这也引导芯片的制程不断发展，从1987年以来的1um到2015的14nm都是符合摩尔定律