2020年全球及中國半導體行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)周期特點、驅動因素及產(chǎn)業(yè)轉移賦能行業(yè)高速增長分析[圖]

    一、全球市場：增長遭遇十年低谷短期有望觸底回升

    半導體，是一種導電性能介于導體與絕緣體之間的材料，按照功能來分，主要包括集成電路（IC）、光電子器件（OT）、分立器件（DS）、傳感器（Sensors）等四大類，在四類構成中，2018年全球集成電路的市場規(guī)模4016億美元，仍保持在80%以上，出貨量占比30%，因此，業(yè)內習慣把半導體行業(yè)稱為集成電路行業(yè)，而芯片又是集成電路的載體，所以廣義上又將芯片等同于集成電路。

    集成電路承擔著運算和存儲功能，是電子設備中最重要的組成部分，其應用范圍覆蓋了軍工、商用、民用等不同場景下的幾乎所有電子設備，特別是在新一輪技術要素（5G、AI、IoT）擴散中將會締造一個新的半導體產(chǎn)業(yè)周期。

    2018年全球半導體市場銷售額達到4687.78億美元，同比增長13.7%，相比2017年的21.6%增長速度呈放緩趨勢。2019年，全球半導體行業(yè)實現(xiàn)銷售總收入4090億美元，同比下降12.8%。

    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國半導體行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調查及投資發(fā)展?jié)摿蟾?/a>》顯示：全球半導體市場與GDP的兩者相關系數(shù)在2010年—2015年間高達0.93，預計未來5年相關系數(shù)仍將維持在0.93水平。結合目前世界經(jīng)濟發(fā)展放緩趨勢，未來全球半導體市場的增長情況基本上符合Gartner在2018Q4的預測，2020年、2021年、2022年，全球半導體市場銷售額分別為5280億美元、5190億美元、5390億美元，分別增長2.5%、8.1%、-1.8%、3.8%，市場整體增速進一步放緩。

2018-2022全球半導體市場銷售額走勢預測

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    集成電路的細分項存儲器收入大幅下滑是拖累產(chǎn)業(yè)進入低谷的首要因素。集成電路是半導體行業(yè)的最大組成部分，2019年收入3304億，占比達到80.8%，同比下降16.0%。集成電路的萎靡直接導致了半導體行業(yè)的景氣度下滑。集成電路又可細分為存儲器、邏輯電路、微處理器及模擬電路四個主要組成部分，2019年的收入分別為1059億/1046億/657億/542億，占比依次為32.1%/31.7%/19.9%/16.4%。在過去一年，集成電路各細分市場均出現(xiàn)了不同程度的下滑，其中首當其沖是存儲器板塊，全年收入同比降低33.0%，成為拖累整個半導體產(chǎn)業(yè)進入低谷的首要因素。供給側來看，2018年，三星、SK以及Micron等全球存儲器芯片巨頭在創(chuàng)新技術上展開激烈競爭，在投資、建廠、擴產(chǎn)等方面紛紛布局，導致了產(chǎn)能過剩，2018-2019年上半年，DRAM和NANDFlash價格大幅下滑；需求側來看，全球智能手機、服務器等需求動能趨于疲軟。疊加中美貿(mào)易戰(zhàn)影響持久，2019年全球半導體產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了十年以來的最大降幅。

集成電路占半導體行業(yè)收入超過80%（美元）

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    動態(tài)來看，2019年下半年全球半導體市場開始復蘇，預計2020年市場將持續(xù)增長。經(jīng)過調整，目前半導體行業(yè)供應鏈庫存情況已較大幅度改善，DRAM及NAND的價格呈現(xiàn)觸底回升趨勢。2019年下半年起，全球半導體行業(yè)呈現(xiàn)復蘇態(tài)勢。展望2020年，在5G、AI以及云計算等新興技術的應用下，下游市場需求有望回暖并實現(xiàn)增長，推動全球半導體產(chǎn)業(yè)重回上升周期。國際上多家市場調研機構對2020年全球半導體市場做出了預測，除ObjectiveAnalysis認為全球市場有可能出現(xiàn)下滑外，其余機構普遍看好2020年的增長。在統(tǒng)計預測結果中，對2020年全球半導體市場增速預測的中位數(shù)為5.9%。

DRAM及NAND價格觸底回升

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2019年存儲器市場萎縮33%

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國外機構對2020年增速預測中位數(shù)為5.9%

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    二、行業(yè)周期特點及驅動因素：三大周期嵌套新景氣周期即將開啟

    1、半導體行業(yè)存在三大周期嵌套

    半導體行業(yè)存在三大周期：產(chǎn)品周期（長周期）、資本開支/產(chǎn)能周期（中周期）、庫存周期（短周期）。三大周期以產(chǎn)品周期為首要周期，其決定了資本開支/產(chǎn)能周期與庫存周期，周期與周期之間存在嵌套。以一個完整的半導體周期為例，每隔10年左右因劃時代新技術與新產(chǎn)品的出現(xiàn)，半導體需求呈現(xiàn)連續(xù)數(shù)年的爆發(fā)性增長，半導體生產(chǎn)企業(yè)亦加大資本開支/產(chǎn)能以滿足正在擴張中的產(chǎn)品周期，此時半導體行業(yè)增長特點由產(chǎn)品周期引致的成長性主導；當產(chǎn)品周期進入需求飽和或下降以及企業(yè)進入存量競爭階段，疊加切換期的產(chǎn)能過剩，供需產(chǎn)生失衡，半導體行業(yè)銷售與價格均產(chǎn)生大幅下滑。此時行業(yè)增長特點由資本開支/產(chǎn)能周期主導；隨后行業(yè)產(chǎn)能利用率下降，在新需求動能尚未鋪開的前提下，IC設計企業(yè)或部門的訂單預測決定了庫存周期。例如：晶圓代工企業(yè)從拿到訂單到產(chǎn)品交付，約需要1個季度的生產(chǎn)時間，所以IC設計企業(yè)/部門一般要提前1個季度下單。IC設計企業(yè)下單時的“預測訂單”與1個季度之后的“實際訂單”之間的差值波動構成庫存周期。此時行業(yè)增長特點將由庫存周期主導；此后，當劃時代的新技術/新產(chǎn)品動能再度出現(xiàn)時，新一輪的產(chǎn)品周期將開啟，出現(xiàn)以上所述循環(huán)。

全球半導體產(chǎn)業(yè)三大周期嵌套——長周期與中周期（以存儲板塊為例）

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全球半導體產(chǎn)業(yè)三大周期嵌套——庫存周期（以非存儲板塊的設計巨頭為例）

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    2、新技術/新產(chǎn)品驅動半導體行業(yè)增長新景氣周期即將開啟

    每一次技術研發(fā)升級、產(chǎn)品更新?lián)Q代都有可能成為下一輪半導體景氣周期的導火索。縱觀半導體行業(yè)發(fā)展史，隨科技及制造工藝的進步，下游需求逐步演化，半導體行業(yè)增長的動力由家電、PC向以智能手機為主的消費類電子產(chǎn)品轉移。全球半導體行業(yè)的發(fā)展可分為四個階段：

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    當前是繼PC與智能手機之后，5G、AI、IoT、云計算以及汽車電子等新興應用領域崛起的起點，市場規(guī)模的壯大對半導體的需求與日俱增，有望帶動半導體進入新一輪景氣周期。

“爆款”下游市場將推動半導體產(chǎn)業(yè)進入一輪景氣周期

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全球半導體市場新添增長動力

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    半導體產(chǎn)業(yè)所處周期階段可通過三周期框架判斷。中國市場因力圖提高國產(chǎn)化率，國內半導體企業(yè)與產(chǎn)業(yè)處于成長性階段。通過前述半導體行業(yè)存在的三周期框架，可以很好地描述半導體在某區(qū)域范圍內的周期特點。從全球范圍看，當前半導體需求端新技術/新產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)，但新需求動能尚未完全鋪開，新產(chǎn)品周期或正處于大規(guī)模釋放前夜，老產(chǎn)品存量需求不可忽視，因此，資本開支/產(chǎn)能周期與庫存周期在短期內仍將作為主導全球半導體產(chǎn)業(yè)增長的首要因素；而處于全球半導體產(chǎn)業(yè)第三次轉移浪潮中的中國半導體，在政策與資金的大力支持下，則呈現(xiàn)出更強的成長性特點。

    三、中國市場：全球性產(chǎn)業(yè)轉移賦能行業(yè)高速增長

    1、發(fā)展歷程與政策扶持

    中國半導體行業(yè)起步于1965年，期間經(jīng)歷過自主創(chuàng)業(yè)（1965-1980年）、引進提高（1981-1989年）和重點建設（1990-1999）三個發(fā)展階段，但直到2000年以國務院頒發(fā)的18號文件為標志，中國半導體產(chǎn)業(yè)才真正的進入了全面快速的發(fā)展階段（中國半導體行業(yè)協(xié)會劃分）。用“重大歷史事件”和“產(chǎn)業(yè)政策發(fā)布”兩個維度進行回溯，中國半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程可得出以下幾個關鍵時間節(jié)點：

    在產(chǎn)業(yè)事件層面，1965年中科院上海冶金所成功仿造出國內第一塊集成電路，標志我國半導體事業(yè)正式進入了自主研發(fā)征程，國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)也自此誕生。而直到2000年，中芯國際的成立，才打開了我國半導體晶圓代工走向世界舞臺的步伐，之后一些著名的集成電路制造公司，包括臺積電、臺聯(lián)店、英特爾、海力士等廠商開始落戶中國大陸。2018年紫光展銳推出SC9850KH芯片平臺，成為中國首款真正實現(xiàn)商用的自主國產(chǎn)CPU芯片，同年，中芯國際斥巨資向全球最大的光刻機設備制造商荷蘭ASML訂購國內首臺最新進的EUV光刻機，預計將會縮短國產(chǎn)完全自主化的集成電路裝備的研發(fā)周期。除此之外，2019年科創(chuàng)板的成立也更是在資本層面對國內的半導體企業(yè)提供了便捷的融資渠道和更加寬松的上市環(huán)境。

    2、歷次產(chǎn)業(yè)轉移均造就一批巨頭企業(yè)

    除技術進步、產(chǎn)品革新帶動的景氣暴增外，全球性的產(chǎn)業(yè)轉移也可造就一批巨頭公司。在半個世紀的發(fā)展歷程中，半導體產(chǎn)業(yè)曾經(jīng)歷過兩次產(chǎn)業(yè)轉移：

    第一次產(chǎn)業(yè)轉移：1970-1980s，美國至日本。日本以DRAM為切入口，依托于家電及工業(yè)級計算機產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展，在美國的技術支持下實現(xiàn)了對其反超。這次產(chǎn)業(yè)轉移造就了索尼、東芝、松下等知名廠商。

    第二次產(chǎn)業(yè)轉移：1980-20世紀初，日本至韓國、臺灣。韓國和臺灣憑借其低廉的人工成本及大量高素質人才，順應消費級PC的快速發(fā)展趨勢，取代日本在半導體產(chǎn)業(yè)大部分的市場份額。韓國成為PC端DRAM的主要生產(chǎn)者；臺灣則通過晶圓代工、芯片封測領域的垂直分工成為半導體代工領域的龍頭。這次產(chǎn)業(yè)轉移成就了三星、海力士、臺積電、日月光等廠商。

    3、全球集成電路產(chǎn)業(yè)向中國加速轉移

    與全球集成電路產(chǎn)業(yè)和GDP的相關性不同，自2013年以來，中國集成電路增長與GDP波動發(fā)生背離，并在全球集成電路市場萎靡的2015-2016年實現(xiàn)逆勢增長，表明得益于全球性的產(chǎn)業(yè)轉移，中國集成電路產(chǎn)業(yè)正處在崛起的風口。2018年，中國集成電路產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)收入6532億元，同比增長20.7%；在過去5年中，中國集成電路產(chǎn)業(yè)平均增速超過20%。

    （1）轉移的可能性：摩爾定律放緩有利于中國追趕國際一流技術水平

    進入10nm尺寸，摩爾定律明顯放緩。1965年，Intel創(chuàng)始人之一GordonMoore提出了摩爾定律：當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。摩爾定律揭示了信息技術進步的速度，這一推測的有效性已持續(xù)半個世紀，當前芯片可容納晶體管從1971年的2000余個發(fā)展至幾十億個。但進入10nm尺寸后，摩爾定律明顯放緩。以Intel為例，過去10年，Intel以Tick-Tock的開發(fā)模式捍衛(wèi)摩爾定律——即先升級芯片制造工藝(Tick)，次年推出相同工藝新一代微架構(Tock)，Tick和Tock產(chǎn)品間隔12-18月，通常Tock產(chǎn)品會在性能上大幅提升?；赥ick-Tock開發(fā)模式，Intel處理器的制造工藝從65nm發(fā)展至現(xiàn)在的14nm。按Tick-Tock周期，Intel本應在2015年推出10nm工藝處理器，但進入10nm尺度（20個硅原子寬度），晶體管更小型化的制造難度不可同日而語。自2015年1月發(fā)布14nmBroadwell至今5年，Intel主流產(chǎn)品的制程工藝仍維持在14nm（僅少量10nmIceLake處理器進入筆記本市場），只是將發(fā)展模式從Tick-Tock變?yōu)門ick-Tock-優(yōu)化。發(fā)展至今，Tick-Tock周期難以維持，表明工藝節(jié)點進入10nm以后，摩爾定律已明顯放緩。目前來看，摩爾定律依然有效，只是從22nm節(jié)點開始步伐放緩，在進入10nm節(jié)點后體現(xiàn)得十分明顯。

AMD認為摩爾定律自進入22nm節(jié)點后開始放緩

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    在摩爾定律步伐放緩的趨勢下，全球范圍內芯片技術的發(fā)展有所減慢，有利于中國半導體產(chǎn)業(yè)鏈相關企業(yè)趁機追趕國際一流技術水平，為全球半導體產(chǎn)業(yè)向中國轉移提供了技術上的可能性。

    （2）轉移動力：龐大市場需求牽引產(chǎn)業(yè)轉移，國產(chǎn)化率低亟待供應鏈崛起

    中國是全球第一大消費電子生產(chǎn)國和消費國，也是全球半導體/集成電路最大的銷售市場。集成電路已成中國最大進口商品，市場供需錯配狀況亟待扭轉。中國集成電路市場規(guī)模巨大，占全球集成電路市場半壁江山。我國集成電路行業(yè)起步較晚，工藝技術及產(chǎn)能均難以滿足下游龐大市場的需求。2018年中國集成電路市場規(guī)模1550億美元，自產(chǎn)238億美元，自給率僅為15.3%，遠不能滿足本土市場需求。2019年，中國集成電路進口額約3055億美元，是我國第一大進口商品。

2018年中國IC自給率僅有15.3%

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    （3）轉移基礎：產(chǎn)業(yè)鏈較為完善

    當前，中國集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了集IC設計、芯片制造、封裝測試三大主要環(huán)節(jié)以及設備、原材料等支撐配套環(huán)節(jié)共同發(fā)展的較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈布局。在各個環(huán)節(jié)，都涌現(xiàn)出了一批優(yōu)質的企業(yè)，例如華為海思、紫光展銳、中興微、兆易創(chuàng)新（603986.SH）等芯片設計公司，以中芯國際（0981.HK）、華虹集團、上海先進為代表的芯片制造商，以及以長電科技（600584.SH）、華天科技（002185.SZ）、通富微電（002156.SZ）等為龍頭的芯片封測企業(yè)。

本土IC產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)已出現(xiàn)部分優(yōu)質企業(yè)

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    （4）轉移路徑：封測率先發(fā)展，制造迎來高速發(fā)展

    中國大陸在IC封測環(huán)節(jié)已經(jīng)具有國際競爭力。IC封測產(chǎn)業(yè)起初屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，中國憑借相對低廉的勞動力成本率先在該領域發(fā)展起來。2015年以前，IC封測是中國在集成電路產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)值最大的部分，曾經(jīng)一度占有超過60%的產(chǎn)值份額；隨著國內IC封測產(chǎn)業(yè)的成熟，收入增幅明顯低于制造及設計領域，2016年，IC設計超越封測成為中國在集成電路產(chǎn)業(yè)中占比最大的細分領域。在封測領域，中國技術水平世界領先，體量已經(jīng)進入世界前三位，且發(fā)展速度顯著高于其他競爭對手。目前國內IC封測領域已經(jīng)形成四大領軍企業(yè)，長電科技（600584.SH）、華天科技（002185.SZ）、通富微電（002156.SZ）及晶方科技（603005.SH）。

2018-2019年中國大陸三家封測企業(yè)規(guī)模進入全球前十強（百萬元）

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2018-2019年中國大陸三家封測企業(yè)規(guī)模進入全球前十強（市占率%）

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    “產(chǎn)能為王”，本輪產(chǎn)業(yè)轉移重點將在IC制造環(huán)節(jié)實現(xiàn)突破。全球集成電路產(chǎn)業(yè)加速向中國轉移以來，大陸迎來建廠潮，IC制造業(yè)迅速發(fā)展。2015年，IC制造業(yè)超越IC設計業(yè)成為中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的環(huán)節(jié)。2015-2018年，IC制造業(yè)復合增速約31%。預計2017-2020年，全球新投產(chǎn)的62座晶圓廠中將有26座來自中國大陸，晶圓產(chǎn)能將翻倍提升。與此同時，中國大陸半導體建廠熱潮，將直接為中國大陸半導體設備和材料行業(yè)打開更大的市場空間。

2017-2020年中國大陸掀起晶圓建廠熱潮

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    中長期來看，全球半導體產(chǎn)業(yè)加速向中國轉移將加速催生一批優(yōu)秀的龍頭企業(yè)。中國正處于全球半導體產(chǎn)業(yè)第三次轉移的歷史機遇期，與全球成熟市場較為明顯的周期性不同，中國半導體行業(yè)的成長性更加突顯。中國是全球最大的半導體/集成電路銷售市場，但工藝技術及產(chǎn)能均難以滿足下游龐大市場的需求，巨大的市場蛋糕及嚴重的供給錯配為中國大陸發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)提供了充足動力。當前中國大陸封測龍頭企業(yè)的收入規(guī)模已處于世界前列，擁有較強的國際競爭力，本次產(chǎn)業(yè)轉移的重點將在IC制造領域實現(xiàn)突破。中國大陸正迎來投資建廠熱潮，這將直接提振對半導體設備及原材料的需求。

    2018年全球半導體材料銷售額為519億美元，同比增長11%。其中封裝材料銷售額197億美元，近些年規(guī)模相對平穩(wěn)；晶圓制造材料銷售額322億美元，同比增長16%，是2016年以來半導體材料行業(yè)增長的主要增長點。

半導體材料銷售額（億美元）

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    晶圓制造端的材料中，市場空間較大的主要有硅片、掩模板、光刻膠及配套試劑、電子氣體、CMP拋光材料、濕化學品、靶材等，2018年分別占比為38%、13%、12%、13%、7%、5%、2%。

晶圓制造材料細分行業(yè)及規(guī)模（億美元）

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2018年晶圓制造材料市場結構

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    總體來講，國產(chǎn)的半導體材料目前大部分仍處于前期研發(fā)摸索階段，國內12英寸主流產(chǎn)線上的半導體材料基本都需要進口，只有部分拋光液、靶材、電子氣體、少量濕化學品可以做到國產(chǎn)替代，而其中以安集科技的拋光液的國產(chǎn)化程度最高，其在中芯國際的先進工藝產(chǎn)線已經(jīng)做到大規(guī)模量產(chǎn)，并且有望在長江存儲進一步規(guī)模量產(chǎn)，受益國產(chǎn)化的確定性較強。

國內半導體材料相關領域情況及競爭力

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