民银智库切磋第125期,为啥国产晶圆创立器材将

2019-08-17 03:46栏目:奥门新萄京娱乐场
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高端核心芯片国产化水平几乎为0。我国核心芯片主要依赖进口的难题仍然存在,高性能运算芯片CPU/GPU/FPGA以及高性能模拟芯片领域目前的国产芯片占有率仍几乎为0。中兴通讯受美国制裁事件使我国高端芯片设计制造水平严重不足的情况暴露无遗,凸显了加快高端芯片国产化的必要性和紧迫性。

    建议关注标的:【北方华创】产品线最全(刻蚀机,薄膜沉积设备等)的半导体设备公司;【晶盛机电】硅片环节切磨抛整线能力具备,硅片抛光机技术有望延伸至晶圆制造环节;【长川科技】检测设备从封测环节切入到晶圆制造环节;【精测电子】拟与韩国IT&T合作,从面板检测进军半导体检测领域;其余关注【中微半导体】(拟上市,国产刻蚀机龙头)。

三、我国半导体产业发展趋势

    晶圆厂投资热潮带动半导体设备行业高增长:以格罗方德晶圆厂为例,一座晶圆厂总投资额中80%的金额用于购买设备。SEMI预计2018年中国设备增速将达49%(全球最高),为113亿美元。 技术封锁多年,全部依靠自主研发。目前我国半导体设备自制率不足15%,且集中于晶圆制造的后道封测(技术难度低);前道工艺制程环节的关键设备如光刻机(上微)、刻蚀机(中微)、薄膜沉积(北方华创、中微)等仍有待突破;但半导体核心设备特别是晶圆制造设备在实际采购中面临国外企业的技术封锁(瓦圣纳协议),全面国产化是必然选择。 封测环节已经国产化,制程环节依然薄弱。12 英寸晶圆先进封装、测试生产线设备的国产化率已经可以达到70%以上。12 英寸、90-28nm 制程的国产晶圆设备已进入国内外大规模集成电路主流生产线,但技术仍薄弱。 大基金扶持力度将加快。国家集成电路产业基金投资规模达6500亿,在上中下游布局的企业涵盖了IC设计、晶圆制造、芯片封测等领域,但对设备企业投资较少,只有少数几家例如长川科技(大基金持股比例7.5%)。我们认为,未来大基金等在设备方面的投资力度和政策扶持会加快,晶圆制造设备作为IC国产化的基石所在,会迎来订单高峰和政策支持的双重利好。

3.半导体产业区域分布

    大陆带动全球半导体投资大增,国产设备市场空间超百亿根据CEPEA统计,2016年国产半导体设备在中国大陆市场占有率不足15%,其中IC设备占全部半导体设备销售的49%。在新建集成电路生产线的推动下,2018-2020年国产集成电路设备年均增长率将超过25%。 从设备需求端测算,2018-2020年国产晶圆制造设备市场空间增速分别为54%,78%和97%,2018-2020年累计市场空间达250亿元,CAGR为87%。 从兴建晶圆厂投资端测算,2018-2020年国产晶圆制造设备市场空间增速分别为157%,94%和31%,2018-2020年累计市场空间387亿元,CAGR为59%。平均每年超百亿的市场空间在机械行业中难得一见。

(1)我国半导体消费占全球1/3

投资要点,我国半导体产业是集国家力量发展的百年大计

政策引导以及产业分工使全球半导体产业发展均形成了产业集群效应,如美国硅谷、日本九州、台湾新竹等都是各国半导体产业的优势区域。目前,我国虽然尚未形成半导体优势区域,但经过十几年的技术积累,已基本形成完成的产业链条,并形成了长三角、珠三角、京津环渤海与中西部四大主要产业聚落。

    芯片应用领域扩大,半导体行业进入高景气周期确定。随着AI芯片、5G芯片、汽车电子、物联网等下游的兴起,全球半导体行业重回景气周期。存储器行业3D NAND扩产导致应用领域扩大,全球晶圆厂扩建对芯片需求上升。 承接第三次产业转移,发展增速领先全球。目前全球前20大半导体公司被美国、欧洲、日本、韩国垄断,但从集成电路产业销售额看,2017年我国集成电路设计、制造、封测三个产业分别实现收入2073.5亿/1448.1亿/1889.7亿,同比 26.1%/ 28.5%/ 20.8%,显著高于全球市场增长率。中国作为世界半导体产业新的增长极,在全球晶圆制造设备市场份额仅有4%,成长空间较大。随着半导体产业向中国的转移,本土企业将通过自主研发提高技术水平,未来大陆将成为集成电路产业发展的核心地区。 全球晶圆厂兴建,半导体设备投资大增。过去两年全球共兴建十七座12寸晶圆厂,有十座设在中国大陆。2016-2017年中国大陆兴建晶圆厂潮将带来2018-2019年的设备投资潮,整个全球半导体设备产业将会出现前所未见的欣欣向荣局面。中国大陆预计于2019年成为全球设备支出最高地区,为国产半导体设备的崛起提供了发展机会。

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    设备国产化是必然选择:需求庞大 核心工艺遭遇国外技术封锁

(2)半导体产能与自给率显著不足

    风险提示:晶圆制造设备国产化进程不及预期;下游芯片需求量低于预期

2. 国际贸易风险

2. 半导体产业链

(3)设计环节核心芯片依然依赖进口,企业国际竞争力提高

制造环节是将经过设计环节精密设计的电路,通过光刻、离子注入、抛光等一系列工艺步骤转移到晶圆上来,从而制造出具备所需功能的芯片。全球半导体制造行业高度集中,台积电约占据60%市场份额,随着国内产能的快速扩张,我国已跻身全球半导体制造第二梯队。公开数据显示,我国芯片制造业2017年规模达到1440亿元,增速接近30%,是近十几年来增速最快的一年。

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国产替代持续推进。以主要材料为例:硅片在制造材料中市场份额最大,占比达30%以上,其中12寸硅片占比63%,8寸硅片占比28%。面对硅片短缺、进口依赖、需求增长等各方面挑战,我国大力推进国产硅片项目。预计完全达产后,8寸、12寸硅片产能将分别至少增加300万片/月,随着8寸项目率先逐步投产,8寸硅片自给率将陆续提高,上海新阳12寸硅片正片已实现出货,晶圆厂上游硅片进口依赖问题将部分解决,成本端压力相应减轻,盈利能力有望进一步提升。

从产业链角度看,大基金已覆盖整个半导体产业链,芯片制造业是一期投资重点。公开数据显示,截至2017年底,大基金累计有效决策投资67个项目,累计项目承诺投资额达1188亿元,实际出资818亿元,分别占一期募资总额的86%和61%,投资项目覆盖了集成电路设计、制造、封装测试、装备、材料、生态建设等各个领域,实现了产业链完整布局。数据显示,截至2017年底,承诺投资中,芯片制造业、设计业、封测业和装备材料业的资金占比分别为65%、17%、10%、8%。人工智能、储存器、物联网应用是集成电路产业关注的重点方向。

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半导体产业的两次转移均与新兴终端市场的兴起有关。目前智能手机、可穿戴设备、电动汽车、物联网等下游产品为下一次半导体产业全球迁移奠定了基础。我国由于具备市场、劳动力等多方面的优势,正在承接第三次半导体产业的转移。

一、半导体产业内涵

在巨大的供需缺口和国家政策的持续引导下,资源将积极投入设备市场,“十三五”期间,半导体晶圆制造厂建设将直接带动国内半导体设备制造业的扩张。2018-2019年将进入设备入场的高峰期,未来晶圆厂设备支出将陆续落实并持续增加。2018年7月SEMI公布的最新预测数据显示,2018年我国大陆地区半导体设备市场需求将达到118.1亿美金,2019年需求将达到173.2亿美金。预计到2019年,来自中国大陆的设备需求将占到全球的1/4,中国大陆地区将超过韩国和台湾成为全球最大的半导体设备市场。随着晶圆厂建设的持续推进,半导体设备市场需求将进一步提升。

2.产业链趋于完善,技术不断取得突破

2. 产业链趋于完善,技术不断取得突破

(6)汽车电子、物联网、5G等下游消费带动产业发展

原标题:民银智库研究第125期《半导体产业运行情况分析及风险提示》

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四、**奥门新萄京娱乐场 ,风险提示**

个别产品或细分领域技术标准达到全球一流水平。目前我国半导体材料产业布局分散,企业规模偏小,技术水平偏低,大部分企业集中在低端产品领域。同时,依靠产业政策导向、产品价格优势,一些企业已经在国内占据一定的市场份额,并逐步在个别产品和细分领域有所突破。例如:靶材、封装基板、CMP抛光材料、湿电子化学品,引线框等部分封装材料产品技术标准达到全球一流水平,实现中大批量供货;电子气体、硅片、化合物半导体、掩模版等个别产品技术标准达到全球一流水平,实现小批量供货。

智能汽车、物联网、5G等新需求带动的新一轮半导体周期有望超越上一轮智能手机周期,半导体景气周期仍将持续。展望2018年,10纳米先进制造工艺将规模化量产,继续推动逻辑芯片更新换代,且存储器产能尚未有效释放,价格依然坚挺,汽车电子对芯片的市场需求也会带动模拟芯片等市场的发展,半导体市场将继续保持增长势头。根据CCID数据,未来三年按照复合增速9.5%计算,2020年我国半导体产业市场规模预计将达到21933.9亿元。

1. 半导体产业供需情况

封装测试是将生产出来的合格晶圆进行切割、焊线、塑封,使芯片电路与外部器件实现电气连接,为芯片提供机械物理保护,并利用集成电路设计企业提供的测试工具,对封装完毕的芯片进行功能和性能测试。一方面,封装测试受益于半导体行业高速发展的联动效应而获得发展动力。另一方面,由于受到消费电子疲软以及基板、被动元件涨价等因素的影响,今年全球封测行业销售增速有所放缓,但整体仍呈稳定增长。WSTS数据显示,2016年全球封装市场和测试市场的市场规模分别为406亿美元和101亿美元,总规模507亿美元。WIND数据显示,2017年我国集成电路封测销售额1889.7亿元,同比增长21%。

2014年《国家集成电路产业发展推进纲要》将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度,给予相应政策支持、财税优惠,设立国家集成电路产业基金。提出到2020年,集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小,全行业销售收入年均增速超过20%,企业可持续发展能力大幅增强。同年,集成电路首次在政府工作报告中与移动通信、大数据等产业列为新兴产业,报告中提出要赶超先进,引领产业发展。《中国制造2025》将半导体列为需要提升的关键领域,强调最终在市场终端打造集IC设计、IC制造、半导体材料与设备、IP与设计工具四者为一体的国际综合品牌的目标,另外,“加强海外并购”被纳入政府政策支持项目。

半导体产业于20世纪50年代起源于美国,第一次产业转移起始于20世纪60年代,美国将劳动密集型封的装业从制造业中分离出来,转移至成本更低的日本,日本后来凭借大规模生产技术取得低成本和可靠性优势,DRAM快速渗透全球市场。1986年,日本企业DRAM全球市场份额达到80%,成为世界半导体中心。第二次产业转移发生于20世纪90年代,全球范围内开始了以互联网为核心的技术革命,韩国、台湾、新加坡通过技术引进和劳动力成本优势,取代了日本DRAM的国际地位,1998年韩国成为DRAM第一生产大国。90年代后期,晶圆代工模式逐渐兴起,芯片设计与制造环节分离,以台湾为代表的晶圆代工厂改写了全球半导体产业制造模式。第二次产业转移后,半导体行业形成了世界范围内美国、韩国、台湾等国家和地区多头并立的局面。

(3)高端芯片设计实力继续提高,多样化细分领域不断出现

二、我国半导体产业运行情况分析

2017年我国集成电路各应用市场中,计算机占比27.3%,网络通信占比30.9%,消费电子占比21%,工业控制占比13.1%,汽车电子占比3.7%。2017年计算机领域快速增长,一是因为存储器的价格回升,二是因为在我国计算机产量多年萎缩之后,2017年迎来了复苏性的增长。

半导体产业下游应用广泛,产品种类多,受经济周期较大。半导体市场的增长率与GDP增长率呈现密切的正相关关系,宏观经济的波动影响半导体产品的消费。经济景气度越高,消费者在智能手机、个人电脑等电子产品上的消费需求越旺盛,成为半导体市场成长动力。相关研究显示,全球半导体行业大致以4-6年为一个周期,景气周期与宏观经济、下游应用需求以及自身产能库存等因素密切相关。

半导体产业链从集成化到垂直分工不断深化,可分为核心产业链与支撑产业链:核心产业链包括设计、制造和封装测试(简称封测);支撑产业链提供设计环节所需的软件、IP以及制造封测环节所需的材料、设备。半导体下游应用领域则涵盖消费电子、通信、汽车电子、计算机等行业以及物联网、人工智能、5G、VR/AR等新兴工业领域。

半导体封装有传统封装和先进封装两种,半导体产业的工艺尺寸缩小和功能性升级促进了先进封装市场发展,封测需要与设计、材料设备相结合形成一体化解决方案,先进封装占比未来将越来越大。根据Yole Development预测,全球先进封装市场将在2020年时达到整体集成电路封装服务的44%,年营业收入约为315亿美元;中国先进封装市场规模将在2020年达46亿美元,年均复合增长率为18%。Fan-out(扇出型)是增长速度最快的先进封装平台,增长速度达到了36%,紧随其后的是2.5D/3DTSV平台,增长速度为28%。MEMS Consulting预测,至2022年扇出型封装的市场规模预计将超过30亿美元,而2.5D/3DTSV封装的市场规模到2021年预计将达到10亿美元。移动领域仍然是先进封装的主要市场,包括智能手机、平板电脑、可穿戴设备等终端产品。

内容提要

(6)下游市场需求强劲

从公司角度看,大基金布局各细分领域企业。例如,大基金投资在芯片装备领域投资的上市公司北方华创,是国内最大的半导体装备企业。截至2018年7月27日,大基金已投资企业56家,投资芯片领域上市公司23家,其中A股上市公司19家,港股上市公司3家,美股上市公司1家,19家A股上市公司市值合计达3627.06亿元。

美国半导体产业协会数据显示,2017年我国半导体消费占全球半导体消费总额的32%,2018年上半年占比升至33%,我国已成为全球最大的半导体消费国。中国电子信息产业发展研究院(CCID)最新数据显示,2017年我国半导体产业市场规模为16708.6亿元,同比增长17.5%。同时,SIA披露数据显示,2018年6月,中国、美洲、欧洲、日本的芯片营收同比增速分别为30.7%、26.7%、15.9%、14.0%,中国也是半导体需求增速最快的国家。

从终端半导体应用份额结构来看,2017年全球半导体应用领域排名前三的行业是通信及智能手机(31.83%)、PC/平板(26.13%)、工业/医疗(14.51%),汽车电子占比9.11%。

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从带动效应看,大基金撬动地方产业基金发展。在国家集成电路产业投资基金之外,多个省市也相继成立或准备成立集成电路产业投资基金,目前包括北京、上海、广东等在内的十几个省市已成立专门扶植半导体产业发展的地方政府性基金。根据国家集成电路产业基金的统计,截止2017年6月,由大基金撬动的地方集成电路产业投资基金(包括筹建中)达5145亿元。

半导体产业是信息产业的基础,半导体材料是构成芯片所需集成电路的原料。我国半导体产业起步较晚,但凭借巨大的市场容量和生产群体,我国已成为全球最大的半导体消费国,约占全球半导体市场的1/3。2014年《国家集成电路产业发展推进纲要》将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度。与此同时,自给率低,高端产品不足成为我国半导体产业急需解决的问题。特别是核心芯片极度缺乏,国产率几乎为零,严重制约了产业发展。未来,国家将投入大量政策和资金支持,半导体产业有望在市场需求和政策推动下实现快速发展。

与全球最大消费市场地位相比,我国半导体产品自给率显著不足。SEMI数据测算,相比于消费占比全球1/3,我国半导体产能仅占全球产能的12%。由于前期积累不足、技术壁垒高、高端人才稀缺、投资规模巨大等原因,作为尖端产业,中国半导体与世界先进水平相比还有相当大的差距,实现国产自主可控任重道远。

随着代工制造、存储器、封测等生产线的持续大规模建设,国内半导体材料市场规模快速增长。同时,我国材料企业已经在国内市场占有一定的市场份额,并逐步在个别产品或细分领域挤占国际厂商的市场空间。半导体材料产业具有产品验证周期长和龙头垄断的特点,芯片生产商在成功认证材料供应商后会维持稳定合作关系。目前主流厂商已经认证使用国际龙头企业的材料,我国材料企业进入市场十分困难。在整体水平落后,进口率居高不下的情况下,我国半导体材料厂商未来除了加强研发生产,还需要在政府的支持和协调下,完成在当地主流芯片生产厂商的成功认证,从而逐步实现国产材料替代进口。未来对内实现资源重整将是半导体材料企业赢得市场的关键,在此政府也将发挥积极作用。

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从技术水平上看,我国先进封装技术水平同步全球先进水平。当前中国大陆三强通过自主研发和兼并收购,技术能力基本与国际先进水平接轨,先进封装的产业化能力也已基本形成,BGA、WLP、SiP等先进封装均已实现量产。根据《2016年度中国IC封装测试产业调研报告》,我国部分主要封测企业的集成电路产品中的先进封装产品占比达到40%-60%。

我国半导体设备需求持续增长。SEMI统计数据显示,2017年全球半导体设备销售额为559.3亿美元,同比增长36%。中国为第三大半导体设备销售地区,2017年半导体设备销售额为75.9亿美元,同比增长17.5%,占全球半导体设备销售额的13.6%,仅次于韩国和台湾。2018年第一季度我国半导体设备支出额为26.4亿美元,同比增长38%。

我国半导体产业发展目前仍高度依赖全球产业链,除封装测试外,自给率普遍较低,需要大量进口外国高端设备、材料和产品。而目前,我们正面临着复杂的国际贸易形势,贸易摩擦等问题会对行业和企业发展产生巨大影响,中兴事件的发生已为我们敲响了警钟。

(5)先进封装行业快速发展

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受益于汽车电子、消费电子、物联网、人工智能等下游行业的快速发展,半导体芯片的应用范围急速扩大。智能手机的出货量增长和创新升级将带动指纹识别芯片和摄像头CIS芯片的需求增加,汽车电子的普及也将带动汽车半导体快速增长,此外还有物联网MCU微控制器等IC芯片开始快速增长,这些需求端的扩大都为8英寸和12英寸硅片带来新的增量。

(1)半导体设备需求随晶圆厂建设而扩张

4. 半导体产业政策与金融支持

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