半导体行业研究报告.docx

1、半导体行业研究报告2021年半导体行业研究报告一、历史级行业景气，2021Q1芯片板块表现优异1.1 芯片设计板块全 A 行业营收平滑同比排名第 2，是唯一成长型且逆季节 性实现环比增长的板块！2021 年一季度全 A 股公司收入同比增长 34%，平滑同比增长 29%；所有 A 股的 31 个 子行业中，2021Q1 同比与平滑同比均实现增长的行业达到 28 个，在全球疫情肆虐的大 背景下，中国的经济呈现出很好的增长态势。其中，既实现 2021Q1 同比与平滑同比增 长、同时 2021Q1 实现环比增长的子行业有 9 个，包括金融行业的非银金融、银行；食 品饮料（15%）；有色金属（8%）；芯

2、片设计（6%）；轻工制造（3%）；钢铁、煤炭、化 工（均为 1%）。在 2021Q1 环比增长的板块中，芯片设计、建筑材料、有色金属、轻工制造等少数几个 板块是 2021Q1 同比、以及平滑同比增速都超过 40%以上的板块。芯片设计是唯一成长型且逆季节性实现环比增长的板块。剔除金融领域和周期性的有色 金属、轻工制造、钢铁、煤炭、化工板块，我们重点看到食品饮料 15%的环比增速和芯 片设计 6%环比增速的含金量。芯片设计逆季节性的环比增长实属大超产业传统情形，高景气度尽显；而食品饮料行业 在传统旺季实现了平稳的环比历史平均增速：一季度为电子行业最淡季，环比四季度收入均下滑。全年来看，电子行业季节

3、旺季 排序为三季度、四季度、二季度、一季度。三季度是行业需求旺季、四季度顺延、 二季度开始启动旺季备货、而一季度需求真空期且工作天数受节假日影响减少。各年电子行业环比平均在 15%的降幅，18 年以来还有增大的趋势。一季度为食品饮料旺季，环比四季度收入均增长。一季度为中国传统的春节长假， 所以理应为食品饮料行业的旺季，而 2021Q1 食品饮料环比增速处于近十年平均水 平附近。从营收同比的角度来看具体子行业排序，31 个子行业 2021Q1 同比中，芯片设备和材料 公司、电子行业、芯片设计公司、分立器件和封测公司分别以 61%、47%、46%、27% 的同比增速排名第 7、13、14、23 名

4、；考虑到平滑 2020Q1 疫情因素扰动的季度，以 2019-2020 年的数据进行 2021Q1 平滑同 比中，芯片设计公司、芯片设备和材料公司、电子、分立器件和封测公司分别以 70%、 64%、50%、48%的同比增速排名第 2、4、10、12 名，排名大幅度提升。剔除疫情扰动之后，半导体各子行业均有较大的排名提升，体现了半导体行业较之于其 他行业具备更好的内生成长性。其中，芯片设计公司提升最大由第 14 名提升至第 2 名；芯片设备和材料公司由第 7 名提升至第 4 名；分立器件和封测公司由第 23 名提升至第 12 名。平滑之后的变现，更能体现出这两年芯片公司的巨大成长性，特别是芯片设

5、计公 司变现的最为优异，排名全部行业的第 2 名！而 2019-2020 年正是中美贸易摩擦较为 激烈的两年，中国芯的迅猛突破之势非外力可以阻挡！1.2 半导体板块全 A 行业净利润平滑同比排名第 2，是非周期性行业中增长 最快的领域我们从净利润的角度，我们来对比全 A 各行业的成长情况：2021Q1 在 31 个子行业板块中，29 个子行业实现了净利润平滑同比增长，其中，化工、 半导体、有色金属、电气设备、采掘位列前五名。半导体与电气设备是前五位中非周期 行业，体现了半导体和新能源板块的超高景气度！而半导体则是非周期性行业中净利润 平滑同比增长最快的行业，在全市场子行业对比中也仅仅落后于周期

6、子行业-化工，大幅 领先于其他周期子行业包括有色金属、采掘、钢铁等。1.3 芯片设计在传统的季节性淡季成为毛利率提升最为显著的子行业板块毛利率是我们对比全 A 各行业的第三个指标，一般情况下，毛利率体现的是企业产品市场竞争力的直接表现。全 A 股 31 个子行业中，2021Q1 毛利率超过 30%的子版块有 12 个，其中毛利率超过 40%的高护城河子行业只有 5 个，分别会医药生物、计算机、芯片 设计、芯片设备和材料、食品饮料；这 5 个行业中，芯片占据近半壁江山，包括了芯片 设计、设备和材料领域，代表制造业中最先进的领域，有且只有芯片制造才具备如此高 的毛利率硬科技。21Q1 环比变动的角

7、度，排名前五的行业分别为，非银金融（+7.8%）、食品饮料（+6.3%）、 芯片设计（+4.1%）、商业贸易（+3.7%）、分立器件和封测（3.7%）。在营收部分，我们已经讨论过，食品饮料的季节性因素，剔除掉非银金融，芯片设计行 业在传统的季节性淡季成为毛利率提升最为显著的子行业板块！分立器件和封测行业紧 随其后，半导体两大核心板块的超高景气度在财报上体现的淋漓尽致。1.4 芯片设计是 ROE 排名 TOP1，21Q1 平滑同比提升仅落后于周期性有 色排名第 2第四个指标，我们选取 ROE，长期稳定高 ROE 必定意味着有很深的护城河。2020 年全 年 ROE 行业比较来看，排名第一的是芯片

8、设计公司（达 13.0%），其次分别为食品饮料、 综合、银行、钢铁、芯片设备和材料、半导体、建筑材料、分立器件和封测、轻工制造、 医药生物等。半导体相关子行业全部位于各行业 ROE 前列，其中芯片设计公司更是排名 全 A 第一！2021Q1，按平滑同比变动来看，排名前五位的行业分别是有色金属、半导体、商业贸易、 分立器件和封测、轻工制造。半导体板块只落后于周期性行业-有色金属的平滑同比上升 幅度，位列所有子行业板块第 2 名！而有色金属板块在 2020 年全年的 ROE 仅为-2.1%， 周期性特点显著。半导体板块从 ROE 角度无疑是短中长期王者！通过营收、净利润、毛利率、ROE 四个指标各

9、方面的比较，芯片行业已经明确看到了产 业龙头气象，即使遇到外部打压和疫情影响的大环境下，芯片行业依然成为了 21Q1 表 现较为亮眼的板块！1.5 库存：半导体三大细分板块均处于历史底部从库存天数的角度，我们看到半导体三大细分板块均处于历史底部，其中，芯片设计、 分立器件和封测板块，均处于历史第二低水位，比历史最低水位仅高出 4%、2%；芯片 设备和材料板块因其绝大多数公司还未导入核心产业链不能完全体现行业景气度，但库 存天数亦在低水位水平。2021Q1，芯片设计、分立器件和封测、芯片设备和材料库存天数分别位于历史 Q1 平均 的 67%、76%、77%分位水平；为历史平均的 79%、89%、

10、85%分位水平。一方面， 体现了创历史的行业景气度；另一方面也体现出上市芯片公司在面对超高景气的应对比 较及时，但考虑到历史级别景气景气周期，我们仍然需要观察每个季度的库存准备情况 进行持续跟进。芯片行业超高景气将让产业链话语权发生较大的变化，“芯为王”时代的来临：一方面，芯片的话语权/价值量更多从下游终端以及中游模组代工商向上游芯片转移；下 游缺货、涨价情况会愈演愈烈，从汽车到手机、电视、家电等各方面，所谓的重复下单 的说法不过是芯片话语权在产业链提升的微观体验之一，可以说，这充分了体现了“芯 为王”时代的来临。另一方面，芯片行业本身的话语权/价值量更加趋于向大公司的集中，大者恒大、强者越

11、强的情况更为显著，大而强公司的竞争环境将在未来更加优秀。小公司无论是新品研发 （流片等），还是产能/产力之保证都很难得到满足，大而强的核心产业链包括设计、制 造、封测、设备与材料将更加凸显。二、设计：行业景气超预期，A股龙头迎十年黄金攀爬期2.1 IC 设计综述：业绩加速兑现，一季度全 A 行业营收平滑同比排名第 2研发投入带来的新品迭代和品类扩张是科技企业之本，这一点在轻资产运营、下游创新 需求迭代快的 IC 设计公司上体现的尤为明显。我们非常欣喜地发现，以韦尔股份、兆易创新、圣邦股份、卓胜微、澜起科技、景嘉微等一批优质公司在新产品、新技术工艺、 市场份额以及客户方面取得重大突破，研发转化加

12、速落地！我们选取 24 家芯片设计公司（主板 15 家+科创板 9 家）作为 IC 设计板块成分股进行分 析，可以发现绝大部分公司在 2021Q1 营收及归母净利润取得大幅度成长！其中 21Q1 24 家 IC 设计公司中 23 家营收同比增速为正，18 家公司营收同比增速超过 50%，11 家公司营收同比增速超过 100%；21Q1 24 家 IC 设计公司中 19 家公司归母净利润同比增速为正，17 家公司归母净利润同 比增速超过 50%，更是有 13 家公司归母净利润同比增速超过 100%；2020 年受疫情影响下，仍有 5 家公司全年营收增速超过 50%，11 家公司全年归母净利 润增

13、速超过 50%。板块整体来看，21Q1 IC 设计板块整体收入为 189 亿元，同比增长 76.0%，环比增长 4.4%，创历史新高。21Q1 IC 设计板块整体实现归母净利润 35.1 亿元，同比翻倍增长 106.9%，环比受季节性影响略降 8%。我们认为龙头公司的持续高成长、优质公司加速 上市以及重组并购是 IC 设计板块从 18Q1 40 亿元的板块收入成长至今的主要驱动。（注：由于部分新股数据缺失，故未考虑）盈利能力方面，板块毛利率在 2021Q1 达到 43.7%，略低于 2020 年上半年约 1 个百分 点，但环比 2020Q4 提升 1.1%。我们认为毛利率提升主要是因为设计公司

14、不断推出新产 品，新品迭代及产品组合优化提升了整体毛利率。板块 2021Q1 净利率为 22.3%，过去四个季度始终保持超过 20%的较高净利率水平，一 方面得益于板块毛利水平的提升，另一方面也体现了公司精益管理能力不断增强。板块单季度研发费用绝对值保持在 20 亿元以上，研发强度略有下降。IC 设计板块 21Q1 整体研发费用为 25.2 亿元，保持高研发费用水位，研发费用率则有所下滑至 13.9%。我 们认为研发强度下降主要原因部分公司收入增速大幅超过研发费用增速。板块一季度经营性现金流较往年显著改善。由于季节性因素（Q1 备货支出高），我们可 以看到板块一季度经营性现金流净额通常为负，但

15、 2021 年一季度实现经营性现金流净 额 16.4 亿元，现金流情况显著改善。关注 IC 设计板块重点指标预付账款，预付账款可以部分反映出 IC 设计公司对产业 链上游晶圆代工以及封装测试供应商的备货水平，我们可以看到 21Q1 板块预付账款延 续了 2020 年以来的提升趋势，21Q1 预付账款达到 20.6 亿元，反映板块整体备货水 平积极。三、制造：行业景气超预期，核心龙头持续放量3.1 台积电：财报再次超预期，继续提高资本开支台积电 2021Q1 营收、利润率均贴近前次指引上线，其上修 2021 年全年 Capex 至 300 亿美元用于应对 5G、HPC 等行业需求的高涨之势。此外

16、台积电法说会进行了对于半导体行业的预测，预期 2021 年半导体市场（不含存储 器）或将增长 12%，而半导体代工行业更将增长 16%。以下为我们国盛电子团队对台积电法说会的要点提炼：1. 营收贴近指引上限，高增系 HPC 相关需求等驱动。21Q1 以美元计公司营收 129.2 亿美元，同比增速 25.4%，环比增速 1.9%；以新台币计，公司 21Q1 营收 3624.1 亿新台币，同比增速 16.7%，环比增速 0.2%。21Q1 归母净利 1396.9 亿元新台币， 同比增速 19.4%，环比增速-2.2%。2. 上修 21 年全年 Capex 至 300 亿美元，5G，高性能计算应用带

17、来多年结构性高增 长趋势。公司宣布 2021 Capex 提高到 300 亿美元左右，其中 80%用于先进制程， 包括 3/5/7nm；10%将用于先进封装和掩膜版；10%用于特色工艺。公司未来 3 年 1000 亿美元的 Capex 用于扩产，是基于长期行业需求，5G 整个大趋势及疫情加速 数字化转型，主要是先进制程及特色工艺需求推动，不是仅考虑短期供需不平衡， 公司对 Capex 非常有信心。3. 产品分类：a) 按技术：5nm 贡献 14%营收，7nm-35%，16nm-14%，28nm-11%。7nm 及 以下（7,5nm）合计贡献 49%营收。b) 按平台：智能手机季度营收环比下降

18、11%，占 21Q1 营收的 45%。HPC 环比增 长 13%，占 35%。物联网环比增长 10%，占 9%。汽车环比增长 32%，占 4%。DCE 上涨 10%，占 4%。4. 利润率接近指引上限，费用略增系 N5 高水平 R&D 投入：21Q1，毛利率 52.4%， 同比提升 0.6pct，环比减少 1.6pct。营业利润率 41.5%，同比提升 0.1pct，环比减 少 2pct。净利率 38.6%，同比提升 0.9%，环比减少 0.9%。利润率环比有所下滑， 主要系 N5 高水平 R&D 大量投入增加经营费用，另外受不利汇率及产能利用率影 响。公司 21Q1 Capex 88 亿美元

19、。5. Q2 营收指引 129132 亿美元，中枢环比增速 1%；指引已包含昨天台南停电轻 微影响。新台币计毛利率预计在 49.5%51.5%。Q2 营收将持平系 HPC 相关需求 持续增长，抵消智能手机库存方面的季节性。6. N5 具全球最佳 PPA，已进入量产第二年，N5 将在 2021 年贡献 20%营收。N4 较 N5 性能及集成度更佳，21H2 风险试产，22 年量产。N5 family 受益于手机及 HPC 需求，未来几年将持续增长。N3 将于 21 年试产，22H2 量产，具最佳 PPA 和 晶体管技术。N5/N3 为公司未来长期增长重要动力。7. 行业预期：公司预期 2021

20、年半导体市场（不含存储）将增长约 12%；代工行业增 长约 16%，公司有信心在增速超行业平均，公司全年以美元计营收将增长约 20%。预期美元计 2020-2025 营收 CAGR 为 10%-15%。8. 2021 年 1 月起，公司宣布提高汽车客户需求优先度。在德州大雪和日本火灾背景 下，考虑公司生产力提高，预计下季度公司汽车客户部件短缺情况将明显缓解。9. 预期产能紧张贯穿今年全年，客户会长时间保持高存货水平。当今地缘关系紧张持 续，疫情也会持续一段时间，两因素叠加，预计不确定性将使客户保持高水平存货。3.2 化合物半导体潜力巨大，三安光电平台型布局卡位GaN 在射频和电力电子均有较大发

21、展潜力。GaN 目前主要应用于光电子、射频、电力电 子。随着未来 GaN 技术的发展，更大尺寸、更低成本以及更成熟的硅基 GaN、增强热导 性能的金刚石基 GaN 发展会越来越成熟，GaN 也将被应用到 PA 以外的射频器件，诸如 LNA、Switch 等。电力电子随着新能源汽车、光伏产业发展，也具有较大发展潜力。RF GaN 复合增速为 22%，下游应用领域以军工、基站为主。根据 Yole，RF GaN 市场 会从 2018 年的 6.45 亿美元增长至 2024 年的 20.01 亿美元，复合增速为 21%。从应用 结构上看，2018 年分别为基站 3.04 亿美元、军工 2.70 亿美元

22、、卫星通信 0.37 亿美元。SiC 的应用优势在于高压、超高压器件。目前 600V、1200V、1700V SiC 器件已实现商 业化，预期未来 3300V（三菱电机已经生产出来）和 6500V 级、甚至万伏级以上的应用 需求将快速提升。SiC 混合模块的电流可以做到 1000A 以上，与相同电流电压等级的 Si 模块比较，性能优势较为明显，成本和可靠性方面相对于全 SiC 模块较易被用户接受，因此，在要求有高电能转换效率的领域具有较大的应用市场。随着 SiC 产品向高压大容 量方向发展，SiC 产品的应用领域、应用量都会越来越多。但在 600V 及以下小容量换流 器中，在面临现有 Si M

23、OSFET 强有力竞争之外，还可能会受到 GaN 器件的冲击。受益于电动车、光伏，第三代半导体电力电子器件快速增长。根据 Yole，2018 年全球电 力电子分立器件市场规模约 390 亿美元，其中分立器件约 130 亿美元。全球 SiC 电力电 子器件市场规模约 3.9 亿美元，GaN 电力电子市场规模约 0.5 亿美元，两者合计占全球 电力电子市场规模分立器件比重约 3.4%。据 Yole 预测，在汽车等应用市场的带动下， 到 2023 年 SiC 电力电子器件市场规模将增长至 14 亿美元，复合年增长率接近 30%。根 据 IHS，SiC 和 GaN 电力电子器件在 2020 年预计将近

24、 10 亿美元，主要受益于混合动力、 电力、光伏逆变器等需求增长，在 2027 年有望达到 100 亿美元。3.3 功率器件景气超预期，行业持续稳步增长功率器件市场稳步增长，2024 年全球市场 218 亿美元。根据 Yole 统计 2018 年全球功 率器件市场约为 175 亿美元，其中包含 MOSFET、IGBT、整流器等在内的分立器件市 场规模为约 135 亿美元，占比 77%；功率器件模组市场为 40 亿美元，占比 23%。预计 2024 年全球功率分立器件市场约为 218 亿美元，年复合增长率 CAGR 为 3.7%。中国功率半导体市场占世界近 40%，空间较大。根据 IDC 统计，

25、2018 年中国功率器件 市场规模占全球总规模的 39%。根据全球市场研究机构 TrendForce 统计，2018 年中国 的功率半导体市场同比增长 12.76，达到 2591 亿元人民币，其中分立器件市场规模达 到 1874 亿元人民币，比 2017 年增长 14.7，据 TrendForce 预测，2019 年中国功率 半导体市场规模将继续保持两位数的增长，达到 2907 亿元人民币，同比增长 12.17。全球 MOSFET 市场规模 75.8 亿美元，行业集中度很高。根据 IHS Market 统计 2018 年 全球 MOSFET 市场为 75.8 亿美元，根据 Yole 预测到 2

26、024 年全球 MOSFET 的市场将 达到约 87 亿美元，年复合增长率 CAGR 为 2.5%。同时全球 MOSFET 行业集中度较高， 前五大厂商占据了全球市场份额的 62.8%，仅 TOP1 英飞凌市占率就达 27.7%。四、封测：行业高度景气，盈利能力持续提升4.1 行业稼动率满载，盈利能力创历史新高封测行业在 2020Q4 和 2021Q1 保持满载的稼动率，行业盈利能力创历史新高。本轮 封测行业景气拐点在 2019Q3。2020 年尽管受疫情影响及贸易冲击，在国产替代、全球 景气背景下，国内核心封测厂仍保持快速增长。封测企业的重资产属性，稼动率饱满， 收入规模快速增长，利润端释放

27、弹性较大。2020Q4，核心封测公司（长电科技、通富微 电、华天科技、晶方科技）营业收入为 139 亿元，同比增长 18%；归母净利润为 9.85 亿 元，同比增长 100%；2021Q1，核心封测公司营业收入为 129 亿元，同比增长 32%；归母净利润为 9.52 亿元，同比增长 286%。盈利能力持续创历史新高。（深科技旗下陪 沛顿营业规模处于快速扩张期，由于其收入结构含较多非封测业务，此处没有计算深科 技业务）2020H2 开启利润率提升，2021Q1 淡季不淡。国内封测行业产能利用率低点在 2019Q1， 2019Q2 以后产能利用率逐季提升，2019Q3 开启行业收入高增速阶段。封

28、测行业毛利率 提升的基础上，净利率还有较高提升空间。收入增长摊低费用率水平的基础上，国内主 要封测厂精益管理、控费降本有望逐渐显现。2020Q1 费用拐点逐渐出现，随着疫情影响 逐渐减弱，2020Q3 利润率进一步攀升。2021Q1 淡季不淡，行业需求持续旺盛，订单可见度外延，全年伴随资本开支上升。国内封测行业持续发展壮大，直接受半导体景气周期影响。国内晶圆代工厂仍处于追赶 过程，而封测行业已经跻身全球第一梯队，全球逻辑电路的景气程度会直接影响到国内 的封测厂商。封测行业直接受半导体景气回升影响，国内封测厂是最直接受益赛道之一。国内企业市占率仍处于上升趋势。根据芯思想，2020 年封测营收比

29、2019 年同比增长 12%；其中前十强同比增长 13%。其中，中国大陆三家（长电科技、通富微电、华天科 技）市占率达到 20.94%，比 2018 年增加 0.84 个百分点。五、设备：国产设备高速增长，国产替代成长可期5.1 国产设备厂商高速增长，国产替代空间快速打开2020Q4 及 2021Q1 设备收入、利润快速增长，国产替代持续深化。设备行业核心公 司（中微公司、北方华创、至纯科技、精测电子、长川科技、晶盛机电、华峰测控、万 业企业）2020Q4 营业收入 37 亿元，同比增长 33%；归母净利润 5.55 亿元，同比增长 49%。设备行业核心公司 2021Q1 营业收入 42.05

30、 亿元，同比增长 27%；归母净利润 7.6 亿元，同比增长 37%、设备行业持续处于高速增长，国产替代空间快速打开，国内核心 设备公司成长可期。设备厂商在手订单充足，合同负债保持较高增速。2020Q4/2021Q1，设备板块主要公司合同负债合计分别为 62.0/77.5 亿元，同比增长 67%/62%，保持较高增速。其中，北方 华创 2020Q4/2021Q1 合同负债分别达到 30.5/44.9 亿元，同比增长 107%/70%。5.2 中国大陆设备市场快速增长，国产替代空间巨大2020 年全球半导体设备市场重回 689 亿美元高点。2017 年，存储厂商的大幅资本开 支推动半导体设备迎来

31、巨大需求，且这一势头一直延续到 2018 年上半年。但随后，产能 过剩致使存储市场走低，导致 DRAM 和 NAND 厂商纷纷推迟设备订单，存储产能过剩一 直持续到 2019 年上半年，叠加上半年整体半导体行业景气度不佳，虽然下半年随着行 业景气度恢复，以台积电为代表的晶圆厂陆续调高资本开支大幅扩产，2019 年全年半导 体设备需求同比仍回落 7.6%。2020 年伊始，中国和其他各地先后受疫情影响，但存储 行业资本支出修复、先进技术投资叠加 5G 带来的下游各领域强劲需求，SEMI 预计 2020 年全年设备市场同比增长 16%至 689 亿美元。2020 年中国大陆成为全球最大半导体设备市

32、场。根据 SEMI，大陆设备市场在 2013 年 之前占全球比重为 10%以内，20142017 年提升至 1020%，2018 年之后保持在 20% 以上，份额呈逐年上行趋势。2020 年，国内晶圆厂投建、半导体行业加大投入，大陆半 导体设备市场规模首次在市场全球排首位，达到 181 亿美元，同比增长 35.1%，占比26.2%。2021-2022 年，存储需求复苏，韩国领跑全球，但大陆设备市场规模仍将保持 在约 160 亿美元高位。大陆 12 寸晶圆厂建厂潮带动设备需求持续增长。生产效率及降低成本因素推动下，全 球 8 寸扩产放缓，12 寸晶圆厂扩产如火如荼。2020 年以来，国内 12 寸晶圆厂遍地开 花，除中芯国际外，闻泰、格科微、海芯等公司纷纷计划建设 12 寸晶圆厂，粤芯半导体、 华虹无锡等 12 英寸生产线陆续建成投产。根据 SEMI，2019 年至 2024 年，全球至少新 增 38 个 12 寸晶圆厂，其中中国台湾 11 个，中国大陆 8 个，到 2024 年，中国 12 寸晶 圆产能将占全球约 20%。大量晶圆厂的扩建、投产，将带动对上游半导体设备的需求提 升，更有望为国产化设备打开发展空间。六、材料：国产替代开启，替代厂商已冒头6.1 各类材料持续突破，业绩表现佐证国产替代在 202