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1、全球半导体产业框架与投资机遇中观科技产业系列专题报告01证券研究报告|产业经济深度2023年3月16日证券分析师姓名:李浩资格编号:S0120522110002邮箱:研究助理姓名:张威震邮箱: 1请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明核心摘要(1/2)分析框架分析框架:全球半导体产业供给端由企业主导,需求端由下游应用领域主导,供给、需求和贸易共同创造了销售市场,需求波动向上传导的时间差造成了企业和渠道商的库存。企业的边际盈利能力变化传导到二级市场,与其他因素交织共同影响了股价波动。在整个框架中,技术是根因,技术迭代降低制造成本并创造下游电子设备需求,促进信息科技产业持续繁荣发展。历史复盘历史复
2、盘:全球半导体产业从上世纪四五十年代在美国起源后开始蓬勃发展,在成长过程中历经了从美国到日本,从日本到韩国和中国台湾,以及再到中国大陆的三次产业区域转移。在此过程中,全球半导体产业分工不断细化,从IDM到Fabless,纯晶圆代工模式出现。同时,全球半导体市场下游历经多轮增长周期,从1976年的约29亿美元成长202倍到2022年的5832亿美元,下游已经渗入到消费电子、计算机、通信、汽车、工业等多个应用领域,成为信息科技产业和数字经济的基石。成长与周期成长与周期:全球半导体产业经过几十年的发展,已经从快速增长的成长行业转变为渐进式增长的成熟行业,成长性逐渐变弱,周期性不断增强。全球半导体产业
3、格局集中度不断提升,头部企业成长速度放缓但盈利能力变强。周期性方面,我们从长期、中期和短期三个维度进行拆解:(1)在长期维度上,全球半导体产业主要受技术迭代因素影响,呈现出约10年左右的产品周期,宏观经济波动对这一特征进行加强;(2)在中期维度上,全球半导体产业主要受企业资本开支驱动,表现出约3至4年的产能周期;(3)在短期维度上,半导体销售市场短期供需错配导致企业库存波动,呈现出约3至6个季度的库存周期。产业链产业链:全球半导体产业链包括设计、制造、封测三大核心环节,和基础技术研发、半导体设备、半导体材料三大支撑环节,以及多种下游应用领域。在价值量分布上,呈现出“设计晶圆制造设备封测材料”的
4、特征。在区域分布上,主要与各区域生产要素优势类型有关:(1)设计、设备等研发密集型环节,主要由美国、欧洲等区域主导;(2)材料和晶圆制造等资本开支密集型环节,主要由欧美以外地区主导;(3)封装测试等资本开支和劳动力密集型环节,主要由中国大陆主导。市场结构市场结构:分地区来看,亚太地区在全球半导体销售额中超过60%,而中国大陆在亚太市场份额最高,2021年以1877亿美元销售额成为全球半导体产品最大消费地区。从供给端来看,美国在全球半导体市场供应端占据接近一半份额。分产品来看,集成电路占半导体产品销售额的比重维持在80%以上,其中逻辑IC和存储IC比重最高,MCU份额呈下降趋势。分下游应用来看,
5、计算机和通信是主要应用领域,不同类型的半导体产品在下游应用领域的占比有所区别。qQrQ3ZeXaYcWoW8ZxU7NcM8OnPrRpNsRjMoOsRlOrQrOaQpPxONZtRoPuOrRyQ2请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明核心摘要(2/2)中国大陆现状中国大陆现状:中国大陆半导体产业起步较晚,目前在全球市场份额第一且仍保持上升趋势。中国大陆在供给端较为薄弱,IC产值虽然快速增长,但自给率水平仍然不高。去除大陆之外厂商在内地的晶圆厂贡献的产值,中国本土厂商对市场的供给比例2021年仅为6.6%左右。此外,从进出口的角度看,中国大陆半导体产品贸易逆差仍在扩大,进口高端芯片、出口
6、低端芯片现象仍然显著,半导体产品在整体进口金额占比也屡创新高。海内外对比海内外对比:从产业投资力度来看,半导体产业较为依赖研发投入,在全行业中研发支出占收入比重最高。分地区对比,美国在全球主要国家和地区中研发投入最高,中国大陆最低。对比中外半导体企业,中国大陆半导体产业链各环节龙头公司与海外龙头公司相比在收入规模与盈利水平等方面仍然存在一定的差距。产业趋势产业趋势:(1)长期来看,量子隧穿效应导致的物理极限和先进制程工艺成本陡增等因素致使集成电路沿摩尔定律发展的经验规律迎来瓶颈,台积电先进制程的新工艺收入占比提升速度不及前代、渗透速度或将减缓。集成电路进入后摩尔时代后,技术迭代速度放缓,中国有
7、望通过先进封装和Chiplet等技术实现加速追赶。(2)中期来看,2020年新冠疫情大流行对全球半导体市场造成了先紧后松的局面,加剧了市场需求波动,企业端产能投放节奏受到一定影响,2023年产能周期大概率进入下行阶段。(3)短期来看,全球晶圆厂产能利用率已经回归到正常水平,WSTS预测2023年全球半导体市场或将萎缩4.1%至5566亿美元。(4)区域分工上,半导体产业的安全性和韧性日益成为全球各地区竞争焦点,美国通过“对内鼓励、对外合作、对华竞争”的半导体产业政策促进先进制程回归本土,同时限制中国半导体产业的发展。中国需要推出更适合当下环境的半导体产业顶层战略规划,以在日益动荡的地缘政治格局
8、中实现半导体乃至整个信息科技产业的国产替代和自主可控。投资建议投资建议:全球半导体产业步入成熟阶段,技术迭代速度放缓,中期产能周期和短期市场或将进入下行阶段,中国大陆半导体产业自给率水平提升空间仍然巨大,有望在未来几年中实现全球半导体产业早期的快速增长,建议关注本土半导体产业链设备、材料、功率IC设计、EDA、IP核、先进制程、先进封装等环节的头部优秀企业。风险提示风险提示:下游需求不及预期风险;宏观经济增速不及预期风险;技术发展不及预期风险。目 录CONTENTS1、全球产业概况与分析框架2、半导体的成长性与周期性3、全球产业链价值量分布特征4、全球市场现状与特征5、中国产业现状与问题6、全
9、球产业趋势与中国投资机遇 目 录CONTENTS1、全球产业概况与分析框架1.1、全球半导体产业研究框架1.2、全球半导体产业发展特征1.3、从宏观总量到中观半导体产业2、半导体的成长性与周期性3、全球产业链价值量分布特征4、全球市场现状与特征5、中国产业现状与问题6、全球产业趋势与中国投资机遇 5请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明半导体基本定义、术语范畴、分类维度全球半导体产业研究框架(1/3)半导体产品半导体产品集成电路集成电路=IC 芯片芯片半导体、集成半导体、集成电路、芯片大电路、芯片大致关系致关系半导体半导体(Semiconductor)狭义上狭义上是指半导体材料半导体材料,包括
10、以硅(Si)、锗(Ge)等元素元素半导体半导体(也是第一代第一代半导体材料),和以砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化镓(Ga2O3)等化化合物半导体合物半导体材料(第二代第二代至第四代第四代半导体材料)广义上广义上是指基于半导体材料制造的各类器件产品器件产品集成电路集成电路(Integrated Circuit,IC,中国台湾称为“积体电路”),是指通过一系列特定的加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻器、电容器等被动元件及布线“集成、封装”在半导体晶片上,执行特定功能的电路或系统芯片芯片(Chip),通常就是指集成电路芯片,因此绝大多数时候,芯片、集成电路、IC
11、等术语可以混用按产品类型划分4大类:集成电路集成电路、分立器件分立器件、光电子器件、传感器除以上分类外,半导体产品还有多种分类维度,例如按照下游需求场景可分为:民用级(消费级消费级)、汽车级(车规级车规级)、工工业级业级、军工级和航天级等集成电路模拟芯片信号链类放大器/比较器数据转换器接口芯片时钟/定时芯片模拟开关等电源管理类电源驱动IC充电/电池管理IC交直流转换过压保护电路等逻辑芯片通用芯片专用芯片FPGA等微处理器存储芯片易失性存储(RAM)SRAMDRAMMRAM、RRAM等非易失性存储(ROM)FlashNOR FlashNAND FlashEEPROM、PROM、EPROM等分立器
12、件二极管三极管功率器件功率二极管功率晶体管晶闸管等被动元件光电导器件光伏打器件半导体发光器件半导体受光器件运算放大器、音频放大器等A/D、D/A等AC/DC、DC/AC、DC/DC等CPU、GPU、DSP、TPU、DPU、NPU、BPU、DCU等ASIC(AP、BP、CP、SoC)等MPU、MCU等SLCMLCTLC3D NANDBJT、JFET、MOSFET、IGBT等半导体产品光电器件传感器温度、压力、湿度、气体、离子、生物、磁场、声音、射线等各类信号传感器光敏电阻、光电二极管、光电三极管等硅光电池(光伏电池)、光电检测器件、光电控制器件发光二极管(LED)、半导体激光器等图像传感器、光电
13、晶体管、光电倍增管等电容、电阻、电感等资料来源:WSTS、电子技术论坛、电子工程世界,德邦研究所绘制 6请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明基于供给与需求的视角半导体产业分析框架:供给 需求,市场盈利估值全球半导体产业研究框架(2/3)供给端由企业主导;需求端由下游应用主导;供给、需求、贸易创造市场;市场影响供给与需求;技术迭代是根因需求需求供给供给产能资本开支产能利用率销量均价销售额盈利盈利估值企业股价/行业指数周期波动宏观/政治/文化等消费政策产业政策渠道商/贸易商库存库存市场市场 Market企业企业消费者消费者企业企业二级市场二级市场例如:通胀、信息安全、消费习惯例如:消费补贴区域分
14、工、供应链安全直销经销产品迭代由消费者与系统集成商共同推动稼动率高企扩产技术迭代技术迭代销量好、去库存提升产能利用率企业盈利、估值变化间接影响投资决策产品价格影响消费需求技术进步降低制造成本资料来源:德邦研究所绘制 7请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明基于供给与需求的视角半导体产业链:基础研究 中游制造/供给 下游市场/需求全球半导体产业研究框架(3/3)芯片制造封装测试芯片成品IDM/Fab-liteFoundryIDM/Fab-liteOSATIDM/Fab-liteFabless芯片设计EDAIP/服务前道设备材料/化学品后道设备材料设备原材料零部件/子系统消费电子计算机/服务器通信
15、/物联网汽车医疗工业军事/航空航天其他基础科学研究、技术储备电子整机与系统厂商半导体产品制造半导体基础支撑供给端供给端需求端需求端制造环节产能利用率、CapEx 上游设备、材料产能宏观/政策,技术/下游产品趋势基础科研基础科研政府、企业研发部门等资料来源:德邦研究所绘制 8请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明发展历程:从电子管到晶体管,半导体产业的起源;从晶体管到集成电路,半导体产业的大发展全球半导体产业发展特征(1/3)19世纪60年代后期开始的第二次工业革命,使人类进入了电气时代。电气时代以电子设备为载体,电路则是电子设备的核心2022年12月29,台积电3nm正式量产资料来源:王阳元集
16、成电路产业全书、电子工程专辑、台积电、ASML、Wind、SEMI产业投资平台、新京报、芯东西,德邦研究所整理1946年年第一台电子管计算机ENIAC诞生1947-1948年年贝尔实验室发明点接触型锗三极管、双极型晶体管晶体管1954年年德州仪器推出首款商用硅晶体管;贝尔实验室发明第一台晶体管计算机1965年年摩尔定律摩尔定律发表,全球半导体按此规律演进1957年年仙童半导体在硅谷创立被认为是硅谷诞生标志1968年年英特尔在硅谷成立1969年年AMD公司成立1971年年英特尔推出第一款商用处理器Intel 40041981年年IBM推出第一款个人电脑IBM5150,处理器为Intel 8086
17、1958年年德州仪器发明第一款集成电路集成电路1987年年台积电成立,首创晶圆代工模式晶圆代工模式1999年年英伟达推出Geforce256,提出GPU概念2003年年台积电联合ASML成功研制出浸润式光刻机浸润式光刻机2019年年ASML量产EUV光刻机,晶圆三巨头宣布3nm研发和量产计划1974年年三星收购韩国半导体50%股份,进入半导体市场1976年年日本实施“超大规模集成电路研究计划”1993年年英伟达成立,专门从事显卡生产2000年年张汝京从台积电出走,创立中芯国际2007年年苹果推出iPhone,开启智能手机新纪元2020年年台积电、三星量产5nm芯片2022年年台积电宣布3nm量
18、产量产 9请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明1950s-1960s,半导体产业在美国本土起源并蓬勃发展1970s-1980s,美国将电子产品系统装配等利润较低环节转移到日本地区,同时日本政府大力支持半导体发展,半导体产业重心逐渐转移至日本1980s-1990s,日本经济泡沫破裂,美国通过广场协议限制日本半导体产业发展,半导体产业从日本逐渐转移至韩国、中国台湾2000s-2010s,随着PC时代向手机时代过度,中国大陆历经低端制造组装承接、技术引进消化,逐渐成为半导体产业新的需求和产能中心第一次转移第一次转移第二次转移第二次转移第三次转移第三次转移第四次?第四次?产业转移:美国日本韩国&中国
19、台湾中国大陆,全球半导体产业的三次区域迁移全球半导体产业发展特征(2/3)半导体产业在美国起源后,伴随地缘政治地缘政治、地区产业政策产业政策、制造模式变革制造模式变革等多种因素,经历了三次三次制造重心的产业转移第一次:1976年3月,日本政府以富士通、日立、三菱、NEC和东芝五家公司为核心,联合日本工业技术研究员、电子综合研究所和计算机综合研究所共同实施“超大规模集成电路研究计划超大规模集成电路研究计划”(VLSI),该计划取得了巨大成功,日本超越美国、一跃成为世界第一的DRAM大国第二次:1983年,韩国政府对外发布“进军LSI领域(DRAM)的计划”,通过四年时间掌握了256K DRAM技
20、术,并通过向日本大量进口高性能制造设备,快速壮大半导体产业第三次:2001年后中国正式加入世贸组织,逐渐深度参与到全球电子制造产业链中第四次:从人口红利人口红利过度到工程师红利工程师红利(人口结构上,劳动力素质提升;产业结构上,技术要素比重增大),制造业低端产能低端产能或将持续外迁资料来源:前瞻产业研究院、邹蓉半导体产业的国际转移研究,德邦研究所 10请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明模式创新:IDM Fabless+Foundry+OSAT Fab-lite,产业链分工的细化与商业模式创新全球半导体产业发展特征(3/3)1987年,张忠谋创立台积电,开启专业晶圆代工(Foundry)模式
21、2022年,张忠谋:“全世界现在没有一个真正的IDM,IDM已经都变成Fab-lite”封装测试厂封装测试厂Foundry厂厂Fabless厂厂IDMFablessFoundry典型典型厂商厂商基本基本特点特点主要主要优势优势主要主要劣势劣势集设计、制造、封测于一身早期多数集成电路企业采用的模式,目前仅有极少数企业能够维持设计、制造等环节协同协同优化,有助于充分发掘技术潜力能有条件率先实验并推行新的半导体技术公司规模庞大,管理成本较高运营费用较高,资本回报率偏低资产较轻,初始投资规模小,创业难度相对较小企业运行费用较低,转型相对灵活与IDM相比无法与工艺协同优化,因此难以完成指标严苛的设计与F
22、oundry相比需要承担各种市场风险不负责芯片设计,只负责制造或封测可以同时为多家设计公司提供服务,但受制于公司间的竞争关系不承担由于市场调研不准、产品设计缺陷等决策风险投资规模较大,维持生产线正常运作费用较高需要持续投入维持工艺水平,一旦落后追赶难度较大只负责芯片的电路设计与销售生产、测试、封装等环节外包IDM模式模式Fabless模式模式IDM厂商厂商IC设计IC制造IC封装IC测试IC设计IC制造IC封装IC测试资料来源:思瑞浦招股书、中芯国际招股书、各公司官网,德邦研究所整理 11半导体是信息科技产业的支撑,是数字经济世界的基石从宏观总量到中观半导体产业(1/6)国国内内生生产产总总值
23、值GDP第一产业第二产业第三产业农林牧渔业建筑业工业采矿业公用事业制造业制造业批发和零售业交运/仓储/邮政住宿和餐饮业金融业房地产业信息传输信息传输/软件软件/信息技术服务信息技术服务租赁和商务服务业其他金属制品石油、炼焦产品和核燃料加工品化学产品金属冶炼和压延加工品非金属矿物制品上游通用设备电气机械和器材专用设备其他制造产品和废品废料仪器仪表金属制品、机械和设备修理服务通信设备、计算机和其他电子设备通信设备、计算机和其他电子设备中游造纸印刷和文教体育用品纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品纺织品木材加工品和家具食品和烟草交通运输设备下游广播电视设备制造雷达及配套设备制造非专业视听设备制造智能消费设备
24、制造智能消费设备制造电子器件制造电子器件制造电子元件及电子专用电子元件及电子专用材料制造材料制造其他电子设备制造计算机制造计算机制造计算机整机计算机整机计算机零部件计算机零部件工控计算机信息安全设备其他通信设备制造通信设备制造通信系统设备通信系统设备通信终端设备通信终端设备可穿戴设备可穿戴设备智能车载设备智能车载设备智能无人飞行器服务消费机器人其他半导体分立器件半导体分立器件集成电路集成电路半导体照明器件半导体照明器件显示器件其他被动元件被动元件电子电路电子电路(PCB/PCBA)电子材料电子材料其他从宏观总量到中观行业:从宏观总量到中观行业:GDP 数字经济数字经济 信息科技产业信息科技产业
25、=硬件硬件+软件软件+应用应用 半导体芯片半导体芯片是支撑是支撑数字产业化产业数字化数字化治理电子制造+电信运营+软件信息+互联网传统产业数字化的部分支撑资料来源:国家统计局、国家标准化委员会、中国信息通信研究院,德邦研究所绘制 12请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明数字产业化数字产业化,5.7,6.8%产业数字化产业数字化,32.4,38.2%其他部分,46.6,55.0%2021年全球年全球47个主要经济体个主要经济体GDP中数字经济结构中数字经济结构数字产业化产业数字化其他部分占数字经济15%占数字经济85%单位:万亿美元GDP 数字经济:全球数字经济占GDP比重45%,其中产业数字
26、化贡献85%,信息科技产业是底座从宏观总量到中观半导体产业(2/6)数字经济数字经济,45%其他部分其他部分,55%2021年全球数字经济占年全球数字经济占GDP比重比重8.6%24.3%46.3%第一产业第二产业第三产业2021年全球数字经济在三次产业渗透率年全球数字经济在三次产业渗透率13.1%15.6%名义GDP增速数字经济增速2021年全球年全球GDP与数字经济增速与数字经济增速2021年全球47个主要经济体数字经济规模为38.1万亿美元万亿美元,占全球GDP比重为45%,较2020年提升1个百分点2021年全球数字经济在第一产业渗透率为8.6%,在第二产业渗透率为24.3%,在第三产
27、业渗透率为46.3%增速增速:2021年全球47个经济体数字经济同比名义增长15.6%,高于同期GDP名义增速2.5个百分点数字经济包括数字产业化数字产业化、产业数字化产业数字化和数字化治理数字化治理三大部分:2021年全球数字产业化数字产业化规模占数字经济比重为15%,占GDP比重为6.8%,2021年全球产业数字化产业数字化规模占数字经济比重为85%,占GDP比重约为38.2%资料来源:中国信息通信研究院,德邦研究所整理 13请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明数字经济 信息科技产业(1):中美信息科技产业在总量的情况对比从宏观总量到中观半导体产业(3/6)27.5%3.9%10.7%7
28、.6%0%5%10%15%20%25%30%农林牧渔业制造业采矿和公用事业建筑业批发和零售业交运/仓储/邮政住宿和餐饮业金融业房地产业信息传输/软件/信息技术服务租赁和商务服务业中国美国2021年中国和美国科技行业主要大类行业增加值占年中国和美国科技行业主要大类行业增加值占GDP比重比重3.4%3.9%6.2%7.6%2.6%4.0%0%1%2%3%4%5%6%7%8%信息通信技术生产行业/美国GDP信息传输、软件和信息技术服务业/中国GDP1987至至2022年中美两国信息科技产业占年中美两国信息科技产业占GDP呈上升趋势呈上升趋势美国信息科技产业增加值在美国信息科技产业增加值在GDP中中占
29、比占比接近中国接近中国2倍倍。美国经济分析局将“信息通信技术生产行业”在传统的产业划分框架外单列,2021年增加值占其GDP比重约为7.6%。中国国家统计局将“信息传输、软件和信息技术服务业”列示在第三产业第三产业下面,2021年占GDP比重约为3.9%。2021年科技行业在GDP的百分比,美国约为中国的1.95倍倍中美两国信息科技产业占中美两国信息科技产业占GDP比重整体上均呈现上升趋势比重整体上均呈现上升趋势。1987年美国信息科技产业占GDP比重约为3.4%,在科网泡沫前4年,迅速从1996年的3.9%提升至2000年的6.2%,此后略有下降,至2010年才回升至6.2%,此后缓慢提升至
30、2021年的7.6%。中国信息科技产业起步较晚,信息科技产业占GDP比重数据最早可追溯至2004年的2.6%,2022年约为4.0%资料来源:中国国家统计局、美国经济分析局、Wind,德邦研究所测算注:主要参考中国国民经济行业分类标准,将美国经济分析局列示的行业增加值按照中国分类进行了归类和加总,由于数据可得性和不同国家分类标准的异同,图中数据可能存在微小的统计口径差异资料来源:中国国家统计局、美国经济分析局、Wind,德邦研究所 14请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明数字经济 信息科技产业(2):美国制造业中信息设备比重超过中国2倍从宏观总量到中观半导体产业(4/6)2021年美国制造业
31、中细分行业增加值比重年美国制造业中细分行业增加值比重2020年中国制造业中细分行业增加值比重年中国制造业中细分行业增加值比重信息科技产业信息科技产业包括硬件硬件、软件软件和互联网应用互联网应用等,硬件属于制造业制造业,美国信息设备在制造业比重约为中国的2.03倍倍2021年“计算机和电子产品”行业增加值约占美国制造业的13.4%,在美国制造业中排名第第22020年投入产出表,“通信设备、计算机和其他电子设备”行业增加值约占制造业的6.6%,在中国制造业中排名第第6化学产品,17.6%计算机和电子产计算机和电子产品品,13.4%食品、饮料及烟草制品,12.9%机械,7.0%加工金属制品,6.5%
32、汽车整车、车身、车斗及零部件,6.4%其他运输设备,6.3%石油和煤炭产品,5.2%耐用品杂项,4.0%塑料和橡胶产品,3.4%初级金属制品,3.1%非金属矿物制品,2.8%电气设备、用品和部件,2.7%纸制品,2.5%木制品,2.5%印刷和相关支持活动,1.5%家具和相关产品,1.3%纺织厂和纺织品厂,0.7%服装、皮革和相关制品,0.3%化学产品,14.7%食品和烟草,12.2%金属冶炼和压延加工品,10.9%非金属矿物制品,9.1%交通运输设备,7.0%通信设备、计算机和其他通信设备、计算机和其他电子设备电子设备,6.6%金属制品,5.0%通用设备,4.9%电气机械和器材,4.8%造纸印
33、刷和文教体育用品,4.2%石油、炼焦产品和核燃料加工品,4.0%专用设备,3.9%其他制造产品和废品废料,3.6%纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品,3.0%纺织品,2.7%木材加工品和家具,2.2%仪器仪表,1.0%金属制品、机械和设备修理服务,0.2%资料来源:中国国家统计局、美国经济分析局、Wind,德邦研究所整理 15请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明5.3%3.0%1.3%9.2%2.4%13.8%18.5%10.8%10.6%13.4%11.7%14.1%2.4%4.3%26.2%2.9%15.1%9.0%11.3%3.7%7.9%3.1%材料电信服务房地产工业公用事业金融可选消费能
34、源日常消费信息技术医疗保健2021年中国和美国各大类行业年中国和美国各大类行业收入收入占比占比美股A股6.7%3.1%1.4%6.2%1.6%27.6%12.1%7.5%5.2%20.4%8.2%3.1%1.0%3.6%9.6%3.6%52.3%6.7%13.3%3.2%1.8%1.9%材料电信服务房地产工业公用事业金融可选消费能源日常消费信息技术医疗保健2021年中国和美国大类行业年中国和美国大类行业净利润净利润占比占比美股A股数字经济 信息科技产业(3):美国信息技术行业在所有上市公司中收入、利润占比均较高从宏观总量到中观半导体产业(5/6)根据Wind一级行业分类标准,我们将A股5000
35、余家上市公司和美股6000余家上市公司2021年收入和净利润加总1)横向对比横向对比来看,2021年,美国信息技术行业凭借13.4%的收入占比获得了全行业20.4%的净利润,而中国信息技术行业则用7.9%的收入占比换来了1.8%的净利润份额。2)纵向对比纵向对比来看,美国信息技术行 业 收 入 占 比 次 于 可 选 消 费 的18.5%和金融行业的13.8%,位列第三第三;利润占比次于金融行业的27.6%,位列第二第二。中国信息技术行业收入占比位列第六第六,利润占比位列第十第十资料来源:Wind,德邦研究所测算 168.7%11.3%21.8%4.3%2.9%14.1%3.7%2.9%3.9
36、%5.0%3.1%1.4%1.7%5.5%2.4%1.2%1.2%0.7%0.4%0.6%1.4%0.7%0.1%1.2%48.2%13.3%6.7%3.6%3.6%3.1%3.1%3.0%2.5%2.4%2.0%1.6%1.5%1.2%1.0%0.6%0.6%0.6%0.4%0.4%0.4%0.2%0.1%-0.03%银行能源资本货物房地产公用事业材料汽车与汽车零部件食品、饮料与烟草运输保险耐用消费品与服装多元金融制药、生物科技与生命科学技术硬件与设备电信服务零售业软件与服务媒体消费者服务商业和专业服务医疗保健设备与服务食品与主要用品零售家庭与个人用品半导体与半导体生产设备2021收入占比2
37、021净利润占比4.9%6.9%5.8%10.8%5.3%3.1%4.7%3.5%8.0%1.9%5.8%8.2%2.7%3.0%3.4%4.2%2.3%2.4%2.4%1.3%6.2%1.0%1.0%1.3%11.3%10.9%9.8%7.5%6.7%6.4%5.5%4.6%4.5%3.9%3.9%3.6%3.4%3.1%3.0%2.5%2.1%1.9%1.6%1.4%1.1%1.1%0.4%-0.4%银行软件与服务保险能源材料多元金融技术硬件与设备制药、生物科技与生命科学零售业半导体与半导体生产设备资本货物医疗保健设备与服务媒体电信服务食品、饮料与烟草汽车与汽车零部件耐用消费品与服装运输公
38、用事业房地产食品与主要用品零售家庭与个人用品商业和专业服务消费者服务2021收入占比2021净利润占比 半导体产业:信息科技产业的核心硬件从宏观总量到中观半导体产业(6/6)根据Wind二级行业分类标准,分别测算中国和美国2021年半导体半导体和其他二级行业的收入与净利润在总量中的比重2021年,美国半导体行业收入占比约为1.9%,净利润占比约为3.9%;中国半导体行业收入占比约为1.2%,净利润整体亏损约亏损约7亿元亿元将“半导体与半导体生产设备”,以及“电信服务”、“技术硬件与设备”、“媒体”和“软件与服务”等泛TMT行业作为信息科技产业:信息科技产业:美国上市公司中,2021年信息科技产
39、业收入占比19.1%,净利润占比约为26.9%,净利率约为16.1%;中国上市公司中,2021年信息科技产业收入占比约为11.0%,净利润占比约为3.3%,净利率约为1.1%资料来源:Wind,德邦研究所测算2021年美国上市公司年美国上市公司2021年中国上市公司年中国上市公司 目 录CONTENTS1、全球产业概况与分析框架2、半导体的成长性与周期性3、全球产业链价值量分布特征4、全球市场现状与特征5、中国产业现状与问题6、全球产业趋势与中国投资机遇 18请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明成长性周期性:在周期波动中成长,从萌芽走向成熟全球半导体产业的成长性与周期性半导体产业半导体产业成
40、长性成长性需求成长需求成长产能成长产能成长结构成长结构成长周期性周期性产品周期产品周期产能周期产能周期库存周期库存周期下游应用领域不断拓展,需求端持续成长,全球销售额从1976年到2022年增长了202倍倍供给端供给端各环节产能持续爬升,全球半导体产业CapEx从1983年到2021年CAGR为10%新技术取代旧技术,新产品替代旧产品,高端产品下沉,低端产品淘汰,结构成长结构成长优化长周期长周期:宏观周期、技术迭代等因素驱动的产品周期产品周期,约10年左右中周期中周期:供给端(企业)资本支出资本支出驱动的产能周期能周期(朱格拉周期),约34年短周期短周期:销售端(市场)短期供需短期供需错配驱动
41、的库存周期库存周期(基钦周期),约36季度-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%0100020003000400050006000全球半导体年度销售额(亿美元)销售额YoY(右)宏观宏观、技术技术、产业政策产业政策、供需关系供需关系等多重因素共同影响,全球半导体产业在波动中增长,呈现出螺旋式上升趋势从“强成长强成长、弱周期弱周期”,走向“弱成长弱成长、强周期强周期”,从爆发式增长的新兴产业,到渐进式渐进式前进的成熟产业资料来源:SIA,德邦研究所;注:全球半导体年度销售额数据起始日期为1976年3月 19请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明成长阶段复盘:跨越下游
42、应用市场的多轮兴衰更迭周期,成长为5800亿美元的支柱产业全球半导体产业的成长性资料来源:SIA、世界银行,德邦研究所;注:全球半导体年度销售额数据起始日期为1976年3月;2022年GDP增速为世界银行2023-01-13预测值-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%01000200030004000500060007000全球半导体年度销售额(亿美元)销售额YoY(右)1980年前半导体萌芽时代CAGR76-80=36%1981-1990年家用电器时代CAGR=20.5%1991-2000年台式机时代CAGR=15.6%2001-2008年功能手机/笔记本电脑C
43、AGR=8.2%2009-2014年3G/4G/智能手机CAGR=8.7%2015-2022年5GAIoT/消费电子/汽车,CAGR=8.1%GDP增速=4.4%GDP增速=3.2%GDP增速=2.8%GDP增速=3.6%GDP增速=2.4%GDP增速=2.5%1976年以来,全球半导体市场销售金额从最初的约29亿美元亿美元成长为2022年的5832亿美元亿美元,增长了约202倍倍,年均复合增速达到12.2%,远高于全球GDP同时期约3.1%的年均增速水平 20请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明成长特征(1):产业价值量向头部企业聚拢,集中度提升,竞争格局趋于稳定全球半导体产业的成长性28
44、%28%30%31%30%31%37%41%45%48%46%47%49%46%49%49%49%50%49%48%50%56%58%60%62%61%68%67%66%73%78%78%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%010002000300040005000600019901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021全球半导体年度销售额(亿美元)30家半导体企业收
45、入(亿美元)企业合计收入/全球半导体销售额(右)12 12 13 17 17 19 20 22 24 26 26 27 27 27 28 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 30 30 30 30 19901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021注:由于部分企业上市时间较晚,所以收入合计数据并非在所有年份均包含30家企业。该图反应30家企业中开始披
46、露财务数据的企业数量的变化截至2022年底,费城半导体指数涵盖包括台积电、英伟达、阿斯麦在内的设计、设备和代工制造等环节共30家头部企业:2005至2017年间的29家家企业的合计收入在全球半导体销售额的比重从49%提升至67%2021年GF上市后,指数成分拓展至30只只股票,30家企业合计收入占全球半导体销售额的比重也提升至78.4%资料来源:SIA、Capital IQ,德邦研究所 21请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明成长特征(2):头部企业收入/利润波动趋窄,盈利能力逐渐增强,自由现金流水平持续提升(1/2)全球半导体产业的成长性-60%-40%-20%0%20%40%60%80%
47、19901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021企业收入YoY(右)毛利润YoY(右)-10%0%10%20%30%40%50%60%19901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021净
48、利率毛利率ROEFCF/收入对费城半导体指数的30只成分股财务数据加总,收入与利润波动收窄,盈利能力、自由现金流水平不断提升新台阶资料来源:SIA、Capital IQ,德邦研究所 22请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明成长特征(2):头部企业收入/利润波动趋窄,盈利能力逐渐增强,自由现金流水平持续提升(2/2)全球半导体产业的成长性16%22%29%49%45%15%20%4%8%9%11%35%46%10%9%11%9%14%17%38%51%18%17%14%8%13%13%19%53%22%21%17%0%10%20%30%40%50%60%1991-20002001-200820
49、09-20142015-2021全球半导体销售额CAGR龙头企业收入CAGR龙头企业毛利润CAGR龙头企业净利润CAGR龙头企业平均毛利率龙头企业平均净利率龙头企业平均ROE龙头企业平均FCF/收入对费城半导体指数的30只成分股财务数据加总,收入与利润波动收窄,盈利能力、自由现金流水平不断提升新台阶资料来源:SIA、Capital IQ,德邦研究所;注:区间财务比率数值为年末值的算术平均 23请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明成长特征(3):半导体产业与宏观GDP的相关性不断增强全球半导体产业的成长性1980年至今全球年至今全球GDP增速和增速和IC市场增速的相关性呈现上升市场增速的相关性
50、呈现上升趋势趋势。1980至2010年间,全球GDP和IC市场增速相关系数最低时为-0.1(基本不相关),最高为0.63(弱相关),但在2010至2019年间,相关系数提升到了0.85,如果排除2017-2018年间存储器市场的表现,该阶段相关系数提升至0.96,表现出明显的强相关强相关。IC Insights预计2019至2024年二者相关系数将达到0.90。原因:并购事件增加导致IC制造商减少,供应端基本面发生变化,行业竞争格局更加成熟半导体电子设备数字经济宏观经济,半导体价值量占比提升,下游应用更加分散,与宏观联系更加紧密1980至2024F全球GDP和IC市场增长率相关系数及预测0.3
51、5-0.10 0.63 0.85 0.90-0.20.00.20.40.60.81.01980-19891990-19992000-20092010-20192019-2024F日本厂商持续提升产能韩国和中国台湾厂商持续提升产能企业兼并潮开始兼并整合势头强劲19.10%28.90%16%18%20%22%24%26%28%30%19971998199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020211997至2021年电子设备的半导体产品价值量变化资料来源:ST、TI
52、、IC Insights、王阳元集成电路产业全书,德邦研究所 24请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明长周期:产品周期,约10年左右,技术迭代核心驱动,宏观因素侧面加强(1/2)全球半导体产业的周期性半导体产业新技术新技术从最初研发储备研发储备到终端产品应用并量产应用并量产的周期大约在10年年左右,驱动信息市场的引擎(下游应用市场主要产品)也大概10年年左右产生一次新变化阶段阶段第一代第一代第二代第二代第三代第三代第四代第四代第五代第五代第六代第六代主要时间区间196519751975198519851995199520052005201520152025主流光刻技术光源汞灯g线i线KrFA
53、rFDUV,EUV代表性光源波长多波长436nm365nm248nm193nm(浸没式DPT)13.5nm特征尺寸123m31m10.35m0.35m65nm6522nm222nm存储器小于1KB到16KB16KB1MB164MB64MB1GB116GB(芯片组)16GB到1TB以上(芯片组)CPU产品(以Intel为例)从4004到8080从8086到286从386到486Pentium(奔腾)Core(酷睿)Core(酷睿)CPU字长bit4,88,1616,3232,646464CPU晶体管数1000104 105105 106106 107108 109 多核架构多核架构CPU 时 钟
54、 频 率MHz0.1111010 100100 1000非主频标准非主频标准主流圆片直径24 in4 in 150 mm150mm,200mm200mm,300mm200mm,300mm200mm,300mm,450mm主流设计工具手工从逻辑编辑到布局布线从布局布线到综合从综合到DFMSoC、IPSoC、IP、SiP主要封装形式从TO到DIPDIP从DIP到QFPDIP、QFP、BGA多种封装、SiPSiP、3D封装、Chiplet等半导体产品半导体产品制造技术制造技术约约10年进步一代年进步一代1E-071E-061E-051E-041E-031E-021E-011E+00196819731
55、9781983198819931998平均晶体管价格(美元)集成电路晶体管单价单价大约每1.6年年减少一半一半,大约每10年年下降两个数量级两个数量级集成电路晶体管单价约集成电路晶体管单价约10年下降两个数量级年下降两个数量级资料来源:王阳元集成电路产业全书、电子工程专辑、Intel、IC Insights、中国电子报、Intel and Dataquest reports(December 2002),德邦研究所 25请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明-4%-2%0%2%4%6%8%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%1976197719781979198
56、01981198219831984198519861987198819891990199119921993199419951996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020202120222023E全球半导体销售额同比增速全球GDP同比增速(右)-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%19761977197819791980198119821983198419851986198719881989199019911992
57、1993199419951996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020202120222023E全球半导体销售同比增速大中型计算机PC移动通信5G/移动互联网日本经济衰退亚洲金融危机科网泡沫与世界经济衰退全球金融危机全球新冠大流行IoT/智能汽车等同比增速同比增速周期波动周期波动长周期:产品周期,约10年左右,技术迭代核心驱动,宏观因素侧面加强(2/2)全球半导体产业的周期性全球半导体销售额增速大约每10年一个“M”形波动,主要与技术驱动产品
58、迭代有关,称为产品周期产品周期,宏观经济周期使之加强资料来源:SIA、WSTS、世界银行、王阳元集成电路产业全书,德邦研究所;注:(1)2022/2023年GDP增速为世界银行2023-01-13预测值(2)2023半导体增速为WSTS于2022-11-29预测值(3)图片上半部分中,阴影数据为全球半导体销售额同比增速,虚折线为根据同比增速观察到的大致周期波动规律 26请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明中周期:供给端(企业)资本支出驱动的产能周期,约34年(1/3)全球半导体产业的周期性中期维度上中期维度上,半导体产业表现出由企业设备投资和产能扩张驱动周期波动,称为产能周期产能周期(也称资
59、本支出周期、朱格拉周期、设备投资周期等)投资端观测投资端观测:全球半导体产业资本支出从1983年的43亿美元增长到2021年的1531亿美元,年均复合增速约为10%。以同比增速的极大值点划分,全球半导体资本开支周期平均约约34年年-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%020040060080010001200140016001800全球半导体产业资本支出(亿美元)YoY(右)4年3年4年5年4年2年4年4年3年4年1983至至2021年全球半导体产业年全球半导体产业CapEx增速呈现约增速呈现约3-4年周期年周期资料来源:IC Insights,德邦研究所;注:预
60、测数据时间截面为2022-11-22 27请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明中周期:供给端(企业)资本支出驱动的产能周期,约34年(2/3)全球半导体产业的周期性产能端实证产能端实证:全球IC晶圆新增产能在历史年份中呈现波动特征,波动周期大约为34年-10%-5%0%5%10%15%20%25%-10-50510152025等效200mm晶圆产能变化(百万片)晶圆产能同比变化(右)晶圆产能一个增速周期大概晶圆产能一个增速周期大概3-4年年1994-2022F全球半导体新增晶圆产能变化与增速全球半导体新增晶圆产能变化与增速资料来源:Knometa Research,SIA,IC Insigh
61、ts,德邦研究所;注:预测数据时间截面为2022.04 28请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明中周期:供给端(企业)资本支出驱动的产能周期,约34年(3/3)全球半导体产业的周期性销售端观察销售端观察:产能周期在半导体产品销售端上也有所体现,以全球半导体月度销售额为例,1976年3月至今,半导体月销售额同比增速(3个月移动平均值)呈现出周期波动特征,每个周期间隔大约在3-4年,平均数值为2.95年1977-051980-051984-061986-111988-041991-041995-071997-092000-082003-012004-072006-082010-042014-04
62、2017-082021-08-100%-50%0%50%100%150%200%1976-031976-121977-091978-061979-031979-121980-091981-061982-031982-121983-091984-061985-031985-121986-091987-061988-031988-121989-091990-061991-031991-121992-091993-061994-031994-121995-091996-061997-031997-121998-091999-062000-032000-122001-092002-062003-032
63、003-122004-092005-062006-032006-122007-092008-062009-032009-122010-092011-062012-032012-122013-092014-062015-032015-122016-092017-062018-032018-122019-092020-062021-032021-122022-09全球半导体月度销售额3个月移动平均同比增速3.00 4.08 2.42 1.42 3.00 4.25 2.17 2.92 2.42 1.50 2.08 3.67 4.00 3.34 4.00 77-0580-0584-0686-1188-
64、0491-0495-0797-0900-0803-0104-0706-0810-0414-0417-0821-08增速极大值时点(年-月)周期间隔平均周期:2.95年年全球半导体月销售额拐点全球半导体月销售额拐点(二阶导为零二阶导为零)1976年至年至2022年全球半导体月销售额同比增速与波动情况年全球半导体月销售额同比增速与波动情况资料来源:SIA,德邦研究所 29请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明短周期:销售端(市场)短期供需驱动的库存周期,约36季度(1/3)全球半导体产业的周期性库存水平库存水平主动补库存被动补库存主动去库存被动补库存库存高点库存周期起点库存低点,新一轮周期启动需求
65、水平需求水平短期维度上短期维度上,由销售端(市场)短期供需驱动库存周期库存周期,也称基钦周期基钦周期,约36个季度个季度。由于下游需求端向上传导存在时滞,导致了库存周期的产生。半导体产业库存周期可以分为4个阶段个阶段:主动补库存主动补库存:在新一轮库存周期的起点,由于短期需求端指标上升,企业提升产线稼动率,主动补充库存水平,产成品存货环比上升,行业处于短期繁荣阶段被动补库存被动补库存:这一阶段需求端指标已经见顶,但企业稼动率无法立即下降,存货水平仍然保持上升,导致利润率水平到达顶部后开始下降,行业开始进入短期衰退阶段主动去库存主动去库存:需求端指标持续下降,企业稼动率开始下降,但已经出现库存过
66、剩,企业主动降价去库存,减少存货压力,行业处于萧条阶段被动去库存被动去库存:需求端指标企跌回升,企业稼动率降至低点,库存水平持续降低至低点,库存压力得到缓解,随着需求回温,行业开始进入下一轮库存周期起点半导体产业库存周期各阶段半导体产业库存周期各阶段资料来源:当代西方经济学新词典,德邦研究所绘制 30请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明短周期:销售端(市场)短期供需驱动的库存周期,约36季度(2/3)全球半导体产业的周期性0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%01002003004005006007008009001000存货金额(亿美元)存货/总资产资料来源:S&P Capital
67、 IQ,德邦研究所;注:统计的公司包括英特尔、AMD、TI、英伟达、高通、博通、三星电子、SK海力士、台积电,部分公司由于上市时间较晚缺失早期时点数据,部分公司虽已上市但仍缺失少数季报数据,因此图中各季度时点的存货金额不一定统计到前述所有公司存货情况2000年至年至2022年全球主要半导体公司季度库存水平变化情况年全球主要半导体公司季度库存水平变化情况供给端供给端:全球主要半导体公司历史库存水平表现出全球主要半导体公司历史库存水平表现出36个季度的波动周期个季度的波动周期。我们统计了半导体行业海内外巨头公司2000年至今的季度库存数据,可以发现主要公司的库存水平在10%以内范围波动,大约呈现出
68、3至6个季度的周期特征库存水平大约呈现库存水平大约呈现3-6Q周期性波动特征周期性波动特征 31请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明短周期:销售端(市场)短期供需驱动的库存周期,约36季度(3/3)全球半导体产业的周期性销售端销售端:全球半导体产品均价的波动周期也在全球半导体产品均价的波动周期也在3至至6个季度左右个季度左右。价格是供需关系的外在表现,2008年至今全球半导体产品销售均价在0.350.55美元间波动。从季度销售均价的环比增速上可以看出,除了少数时间段,前述波动周期通常在3至6个季度左右2008-032008-092009-032009-122010-122011-122012
69、-122013-122014-122015-122016-122017-122018-122020-062022-030.350.400.450.500.552008-032008-062008-092008-122009-032009-062009-092009-122010-032010-062010-092010-122011-032011-062011-092011-122012-032012-062012-092012-122013-032013-062013-092013-122014-032014-062014-092014-122015-032015-062015-092015
70、-122016-032016-062016-092016-122017-032017-062017-092017-122018-032018-062018-092018-122019-032019-062019-092019-122020-032020-062020-092020-122021-032021-062021-092021-122022-032022-062022-09全球半导体产品季度销售均价(美元)-15%-10%-5%0%5%10%2008-032008-062008-092008-122009-032009-062009-092009-122010-032010-06201
71、0-092010-122011-032011-062011-092011-122012-032012-062012-092012-122013-032013-062013-092013-122014-032014-062014-092014-122015-032015-062015-092015-122016-032016-062016-092016-122017-032017-062017-092017-122018-032018-062018-092018-122019-032019-062019-092019-122020-032020-062020-092020-122021-0320
72、21-062021-092021-122022-032022-062022-09QoQ价格周期约36Q2008年至年至2022年全球半导体产品销售均价及环比增速年全球半导体产品销售均价及环比增速资料来源:Wind,德邦研究所 目 录CONTENTS1、全球产业概况与分析框架2、半导体的成长性与周期性3、全球产业链价值量分布特征4、全球市场现状与特征5、中国产业现状与问题6、全球产业趋势与中国投资机遇 33请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明产业链各环节流转关系与生产要素特征,研发制造应用全球半导体产业链概况芯片制造封装测试芯片成品IDM/Fab-liteFoundryIDM/Fab-lite
73、OSATIDM/Fab-liteFabless芯片设计EDAIP/服务前道设备材料/化学品后道设备材料设备原材料零部件/子系统消费电子计算机/服务器通信/物联网汽车医疗工业军事/航空航天其他基础科学研究、技术储备电子整机与系统厂商半导体产品制造半导体基础支撑资料来源:Capital IQ、Gartner、BCG,德邦研究所绘制1520%53%13%3%3%9%1%13%64%13%1%3%6%基础研发设计环节晶圆制造封装测试EDA&IP设备材料R&DCapEx全球产业链各环节研发支出和资本支出占比全球产业链各环节研发支出和资本支出占比设计设计、设备属于技术设备属于技术(研发研发)密集型密集型,
74、需要参与厂商不断投入研发支出用于开发新技术,推出新产品,从而保持自身竞争力材料和晶圆制造属于资本材料和晶圆制造属于资本(CapEx)密集型密集型,通过成长性的资本开支将企业产能提升一个台阶,进而带动未来收入和利润的增长,对于晶圆材料和晶圆制造企业至关重要;对于以台积电为首的晶圆代工龙头,维持成长性资本开支的能力,本身也是企业的护城河之一封测属于资本封测属于资本+劳动力密集型劳动力密集型,封测环节通常技术含量较低,而对劳动力需求较高,经过数十年的发展,逐渐形成了以中国大陆的长电科技、通富微电和华天科技等OSAT厂商主导的产业格局 34请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明产业链各环节的价值量的区
75、域分布特征全球半导体产业链概况25%20%24%2%6%1%22%72%67%28%37%49%42%10%11%5%35%20%8%18%8%21%6%9%4%10%3%6%9%5%19%21%38%11%4%58%6%20%3%17%17%9%16%4%8%21%9%27%14%16%6%13%9%4%4%6%23%19%19%10%3%6%3%5%12%7%19%5%设计设计EDA&IP核,3%逻辑芯片,30%DAO,17%存储芯片,9%设备,12%材料,5%晶圆制造,19%封装测试,6%设计环节,设计环节,59%价值链各环节总计价值链各环节总计美国欧洲中国大陆韩国日本中国台湾其他地区半
76、导体产品消费半导体产品消费技术技术(研发)密集型资本资本密集型(CapEx)资本资本&劳动力劳动力密集型Fabless为主IDM为主Fab-lite为主资料来源:Capital IQ、Gartner、SEMI、IHS Markit、SIA、BCG,德邦研究所注:分环节与区域价值量占比为2021年SIA数据,各区域半导体产品消费占比、各环节价值量占比为2019年SIA数据价值量价值量:设计设计占占60%,其中逻辑IC占30%、存储IC占9%、DAO占17%;设备设备占12%;材料材料占5%;晶圆制造晶圆制造占19%,封装与测试封装与测试占6%区域分布:区域分布:欧美在设计、设备绝对主导;美国在E
77、DA&IP核一家独大;韩国主导存储IC设计;日本在DAO、设备优势显著;中国在封测代工环节占比最高 35请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明合作:市场经济主导下,各地区主责不同环节,共筑全球半导体产业链全球半导体产业链概况12345551267891011设计设计设计设计设备设备材料材料制造制造商业化应用商业化应用1欧 洲欧 洲 IP 公 司 对 于AP芯片架构进行IP许可2美国美国EDA公司提供芯片设计所需的EDA软件3美 国美 国 Fabless 公司进行芯片设计4美 国美 国 智 能 手机OEM厂商选定芯片5美国美国、日本日本和欧洲欧洲半导体设备厂商提供生产制造关键设备6美国美国公司开
78、采二氧化硅并提炼成冶金硅7日本日本多晶硅制造商将冶金硅通过熔化和重结晶等流程加工成电子级多晶硅8韩国韩国厂商将硅锭切片然后加工成硅片并运送到晶圆制造厂9中国台湾中国台湾晶圆制造厂进行一系列加工形成晶圆10马 来 西 亚马 来 西 亚 晶圆 封 装 对 芯片进行封装11中国大陆中国大陆智能手机制造商将芯片组装进智能手机12智能手机销售到美国美国等消费市场资料来源:BCG&SIA 2021Strengthening the global semiconductor supply chain in an uncertain era,德邦研究所全球全球IC产业链分工实例产业链分工实例(以某款智能手机以
79、某款智能手机AP为例为例):欧洲和美国主要负责提供EDA工具、IP授权和芯片设计环节;OEM厂商通过选型确定供应商和型号,芯片供应商将图纸交付给位于中国台湾的代工厂量产;晶圆厂产线设备主要由美国、日本和欧洲的供应商提供;晶圆片则先由一家美国公司提炼出冶金硅,然后交由日本多晶硅制造商加工厂电子级多晶硅,再由韩国厂商将单晶硅锭切割成硅片,最终送到台湾晶圆厂的产线上;台湾晶圆厂加工好的芯片送往马来西亚完成封装,最后在中国大陆的工厂被组装到智能手机中,然后智能手机OEM厂商将产品销往全球 目 录CONTENTS1、全球产业概况与分析框架2、半导体的成长性与周期性3、全球产业链价值量分布特征4、全球市场
80、现状与特征5、中国产业现状与问题6、全球产业趋势与中国投资机遇 37请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明分地区,销售端:亚太地区在全球半导体销售额中超过60%,中国大陆市场份额35%全球半导体产业市场现状(1/4)0100020003000400050006000美洲欧洲日本亚太单位:亿美元1999-2021 CAGR美洲:4.4%欧洲:1.9%日本:1.3%亚太:10.6%1999-2021年全球半导体分区域市场销售额年全球半导体分区域市场销售额亚太地区在全球半导体销售额中超过亚太地区在全球半导体销售额中超过60%。1999年美洲、欧洲、日本、亚太地区分别为32%、21%、22%和25%,
81、以美国为代表的美洲地区为主要市场美洲地区为主要市场。此后,亚太地区市场半导体销售额快速提升,1999至2021年CAGR达10.6%,超过美洲市场的4.4%约6.2pct,其市场份额不断提升,逐渐超过其他地区总和,至2021年亚太地区市场亚太地区市场份额达到62%中国大陆中国大陆2021年市场份额年市场份额35%,是全球第一大半导体产品消费地区是全球第一大半导体产品消费地区。2021年中国大陆市场以1877亿美元销售额成为全球半导体产品最大消费地区,市场份额35%2021年全球半导体分地区市场份额年全球半导体分地区市场份额资料来源:WSTS、Wind,德邦研究所;注:日本市场数据单列,因此亚太
82、市场数据不包含日本美洲,1,168,21%欧洲,465,9%日本,429,8%亚太其他,1,475,27%中国大陆中国大陆,1,877,35%美洲欧洲日本亚太其他中国大陆单位:亿美元资料来源:SIA、Wind,德邦研究所;注:(1)亚太其他不包含日本、中国大陆(2)SIA与WSTS存在口径差异,统计数据略有不同 38请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明0%10%20%30%40%50%60%198319841985198619871988198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720
83、082009201020112012201320142015201620172018201920202021美国日本欧洲韩国中国台湾中国大陆美国,46%日本,9%欧洲,9%韩国,21%中国台湾,8%中国大陆,7%2021年年分地区,供给端:美国企业在全球半导体市场供应端占据主导地位,接近50%供应份额全球半导体产业市场现状(2/4)1983至至2021年全球半导体市场供应端各地区份额年全球半导体市场供应端各地区份额49.9%48.6%38.7%50.0%40.0%0%50%100%中国大陆市场亚太与其他地区市场美洲市场欧洲市场日本市场美国企业非美国企业2021年美国企业在全球各地区市场供给侧份
84、额年美国企业在全球各地区市场供给侧份额资料来源:WSTS、Omdia、SIA,德邦研究所1983年美国厂商在全球半导体销售市场占据超过50%的供给份额。但是在此后几年间,日本半导体企业的在激烈竞争中逐渐崛起,向美国倾销大量半导体产品,叠加1985年至1986年的行业衰退,美国半导体企业全球供给份额在约1988年年左右下降至低点,总共下降约19个百分点个百分点,日本实现反超,占据了全球半导体行业领导地位1988年后,美国半导体产业开始反弹,且日本半导体行业受到日美半导体协定影响,市场份额逐渐下滑。至1997年,美国半导体产业以超过50%的供应份额重新回归全球领导地位,且一直保持至今 39请务必阅
85、读正文之后的信息披露及法律声明分产品:逻辑IC和存储IC分别占31%、28%,是半导体市场主要销售类型全球半导体产业市场现状(3/4)1999-2021年全球半导体分产品市场销售额年全球半导体分产品市场销售额集成电路占半导体产品销售额的比重维持在集成电路占半导体产品销售额的比重维持在80%以上以上。2021年,集成电路集成电路产品销售额约4630亿美元亿美元,占半导体83%市场份额;分立器件分立器件销售额约303亿美元,占6%;光电子光电子器件销售额约434亿美元,占8%;传感器传感器产品销售额约191亿美元,占3%。集成电路产品份额始终维持在80%以上,是半导体产品的最主要类型集成电路产品中
86、集成电路产品中,逻辑逻辑IC和存储和存储IC比重最高比重最高,MCU份额呈下降趋势份额呈下降趋势。集成电路产品中,2021年:模拟电路销售额741亿美元,占半导体销售额的13.3%;微处理器销售额802亿美元,占15.1%;逻辑电路销售额1548亿美元,占30.8%;存储电路销售额1538亿美元,占27.7%;以MCU为代表的微处理器微处理器产品份额在1999年至今呈现下降趋势,从34.6%下降至2021年的14.4%;以CPU、GPU等通用芯片为代表的逻辑电路逻辑电路产品份额从1999年的15.5%上升至2021年的27.9%,呈现上升趋势。原因主要是,用于工业、通讯等领域嵌入式系统的MCU
87、在过去二十年中增速不高,而个人电脑的普及和智能手机出现极大拉动了通用逻辑芯片的需求2021年全球半导体分产品市场份额年全球半导体分产品市场份额资料来源:WSTS、Wind,德邦研究所01000200030004000500060001999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021模拟电路微处理器逻辑电路存储分立器件光电子传感器单位:亿美元1999-2021 CAGR模拟电路:5.7%微处理器:2.0%逻辑电路:9.0
88、%存储电路:7.4%分立器件:3.9%光电子:9.6%传感器:20.8%集成电路:5.9%半导体:6.2%集成电路集成电路,4,630,83%分立器件,303,6%光电子,434,8%传感器,191,3%模拟电路,741,16%微处理器,802,17%逻辑电路,1,548,34%存储,1,538,33%单位:亿美元 40请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明分下游应用:计算机、通信是主要应用领域(30%),汽车、消费电子、工业分别约12%全球半导体产业市场现状(4/4)55.6%51.3%45.0%36.7%36.6%35.6%39.7%18.5%22.0%29.3%37.2%36.4%35.
89、6%35.0%0%20%40%60%80%100%1998 2003 2008 2013 2018 2019 2020计算机通信消费电子汽车工业及其他计算机,1750,32%通信,1706,31%汽车,691,12%消费电子,684,12%工业,669,12%政府,58,1%单位:亿美元33%32%18%17%63%59%32%28%46%64%48%28%35%42%39%22%18%36%10%6%26%手机消费电子个人电脑ICT基础设施工业汽车整体DAO逻辑芯片存储芯片26%10%19%24%12%10%1998-2020全球集成电路下游应用份额全球集成电路下游应用份额2021全球半导体
90、下游应用市场份额全球半导体下游应用市场份额2019年全球半导体分产品年全球半导体分产品&分下游应用销售额占比分下游应用销售额占比资料来源:Statista,德邦研究所资料来源:SIA,德邦研究所资料来源:SIA、WSTS、Gartner,德邦研究所;注:(1)ICT基础设施包括数据中心、通信等,(2)DAO表示分立器件、模拟器件、光电器件和传感器半导体产品下游主要包括计算机半导体产品下游主要包括计算机、通信通信、汽车汽车、消费电子消费电子、工业等应用领域工业等应用领域。2021年全球半导体产品在计算机计算机领域应用份额最高,约为31.5%,通信通信领域约为30.7%,汽车汽车、消费电子消费电子
91、、工业工业分别约占12.4%、12.3%、12.0%下游不同的应用领域使用的主要下游不同的应用领域使用的主要半导体产品也有所区别半导体产品也有所区别。SIA将半导体产品分为存储芯片存储芯片、逻辑芯片逻辑芯片和DAO三类。在下游应用市场中,移动手机占26%,其他消费电子产品占10%,PC占19%,包含数据中心和通信在内的ICT基础设施领域占24%,工业领域占12%,汽车市场占10%。对于不同应用领域:存储芯片存储芯片在手机手机中占比最高,达到39%;逻辑芯片逻辑芯片在个人电脑电脑占比最高,达到64%;DAO类产品在工业工业和汽车汽车占比较高,分别为63%和59%目 录CONTENTS1、全球产业
92、概况与分析框架2、半导体的成长性与周期性3、全球产业链价值量分布特征4、全球市场现状与特征5、中国产业现状与问题6、全球产业趋势与中国投资机遇 42请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明占经济总量比重:中国半导体销售额占GDP比重约1%且保持上升趋势中国半导体产业现状、特征与存在的问题0.22%0.91%0.0%0.1%0.2%0.3%0.4%0.5%0.6%0.7%0.8%0.9%1.0%中国集成电路产业占GDP比重2002-2021年中国集成电路产业占年中国集成电路产业占GDP比重比重2021年美国半导体产业的总增加值年美国半导体产业的总增加值(GVA)对对GDP的贡献的贡献资料来源:中国
93、半导体行业协会、国家统计局、Wind、SIA、美国经济分析局,德邦研究所中国集成电路产业在中国集成电路产业在GDP比重不断提升比重不断提升。根据中国半导体协会和国家统计局数据,2002年中国集成电路销售额在GDP占比约为0.22%,2021年时已经提升至0.91%,按照2021年集成电路销售额占半导体市场87%计算,2021年中国半导体产品销售额占GDP的比重超过1%,约为1.05%作为对比,美国2021年半导体产业增加值对国内GDP的贡献约为2769亿美元,其中:直接贡献约961亿美元,间接贡献约856亿美元,其他相关贡献约953亿美元。2021年美国GDP现价约为23.32万亿美元,半导体
94、产业贡献占比约为1.19%961856953合计2769亿美元亿美元 43请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明销售端:中国大陆半导体产品销售额保持上升趋势,全球市场份额第一中国半导体产业现状、特征与存在的问题根据SIA统计数据,2021年中国大陆市场半导体产品销售额约为1877亿美元,同比增长24.5%,与全球市场增速保持一致;2022年中国大陆半导体市场略微下降1.1%,约为1857亿美元亿美元。市场份额上,2016年中国大陆市场占全球约31.5%,然后逐年提升至2019年的34.8%,近两年略有下降,但整体较为稳定,2022年中国大陆销售占全球比重约为31.8%2015至至2022年中国
95、大陆半导体销售额及增速年中国大陆半导体销售额及增速2015至至2022年中国大陆半导体销售额占全球比重年中国大陆半导体销售额占全球比重资料来源:SIA、Wind,德邦研究所资料来源:SIA、Wind,德邦研究所1,877 1,857 24.5%-1.1%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%020040060080010001200140016001800200020152016201720182019202020212022中国大陆半导体销售额(亿美元)YoY(右)34.7%31.8%0%5%10%15%20%25%30%35%40%201520162017201
96、82019202020212022中国占全球份额 44请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明供给端:中国大陆IC产值快速增长,但自给率水平仍待提升中国半导体产业现状、特征与存在的问题过去十年中国大陆过去十年中国大陆IC产业快速增长产业快速增长,供应端增速高于销售端推动中国大陆供应端增速高于销售端推动中国大陆IC产值占销售比重不断提升产值占销售比重不断提升。2021年,中国大陆生产的IC产品约为312亿美元,占消费端的比重提升至16.7%,预计2026年中国大陆IC产值占销售的比重预计将提升至21.2%;2021年中国大陆IC市场约为1865亿美元,占全球5105亿美元的36.5%。但中国大陆生
97、产的IC产品仅占中国市场需求的16.7%,在全球市场的份额仅为6.1%中国大陆中国大陆IC厂商在生产端占比不足厂商在生产端占比不足40%。中国IC产值中有相当一部分来自台积电、SK海力士、三星、英特尔、联华电子等在中国设有IC晶圆厂的非大陆本土企业。2021年中国大陆生产的312亿亿美元IC产品中,总部位于中国大陆的本土企业生产了约123亿亿美元,占比39.4%。排除总部位于中国大陆外地区的企业,仅就中国大陆本土企业而言,其IC产值在全球IC市场的比重从6.1%下降至2.4%,在中国IC市场的比重从16.7%下降至6.6%10.2%12.7%14.0%14.9%14.5%15.9%13.6%1
98、6.4%15.9%14.7%16.6%16.7%21.2%0%5%10%15%20%25%0500100015002000250030002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2026F中国大陆IC市场规模(亿美元)中国大陆IC产值(亿美元)产值/市场规模2021年中国IC产值2021年中国公司IC产值占全球IC市场 6.1%占中国IC市场 16.7%占中国IC产值 39.4%占全球IC市场 2.4%占中国IC市场 6.6%2010-2026F中国大陆中国大陆IC市场规模与市场规模与IC产值变化及预测产值变化及预
99、测资料来源:IC Insights 2022,德邦研究所资料来源:IC Insights 2022,德邦研究所;注:中国公司IC产值统计口径为总部位于中国大陆的公司,不包含台积电等总部位于中国台湾的公司,和三星等总部位于韩国的公司 45请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明产业链(1):中国集成电路产业链中,设计环节销售占比最高中国半导体产业现状、特征与存在的问题-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%020004000600080001000012000IC设计IC制造IC封测IC产业合计YoY单位:亿元人民币43.2%30.4%26.4%0%10%20%30%40%50%6
100、0%70%80%90%100%IC设计占比IC制造占比IC封测占比2004至至2021年中国集成电路产业各环节销售额及增速年中国集成电路产业各环节销售额及增速2004至至2021年中国集成电路产业各环节销售份额变化年中国集成电路产业各环节销售份额变化集成电路集成电路(IC)产品在半导体市场占据主要份额产品在半导体市场占据主要份额。根据中国半导体行业协会统计数据,2004年中国IC产业整体规模约为545亿元人民币,2010年成长为1440亿元规模,2021年则同比增长21.3%至10458亿元(约合1641亿美元,占中国半导体市场约87%),首次突破万亿规模。近10年中国IC产业年均复合增速约为
101、18.4%,高于全球IC市场6.5%的增速水平集成电路产业链中集成电路产业链中,设计环节销售额占比最高设计环节销售额占比最高。2021年中国IC产业设计、制造、封测环节分别占43%、30%和26%。从三大环节销售额占比变化来看,IC设计环节销售额占比自2004年以来不断提升,制造环节销售份额在2011年前后时间出现局部下降,此后回升至30%,份额占比趋于稳定,而产业链价值较低的封测环节,则呈现持续下降趋势资料来源:中国半导体行业协会、Wind,德邦研究所 46请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明产业链(2):各环节龙头公司海外龙头公司相比收入规模与盈利水平仍然存在一定差距(1/2)中国半导体
102、产业现状、特征与存在的问题纵向来看纵向来看,中国大陆和海外半导体产业链各环节盈利能力盈利能力分布基本一致,大致呈现“设计设备IDM制造材料封测”的分布特点资料来源:Wind,德邦研究所;注:中芯国际采用A股财务数据紫光国微韦尔股份兆易创新圣邦股份卓胜微北京君正江波龙新洁能北方华创拓荆科技长川科技盛美上海中微公司华海清科华峰测控,8.78亿元芯源微沪硅产业TCL中环立昂微江丰电子有研新材安集科技彤程新材南大光电金宏气体中芯国际,356亿元华虹半导体晶合集成长电科技华天科技通富微电晶方科技士兰微扬杰科技捷捷微电华润微-10%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%设计设计
103、设备设备材料材料制造制造封测封测IDM/Fab-lite2021年毛利率年毛利率气泡面积表示气泡面积表示2021年收入规模年收入规模 47请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明产业链(2):各环节龙头公司海外龙头公司相比收入规模与盈利水平仍然存在一定差距(2/2)中国半导体产业现状、特征与存在的问题英伟达AMD高通博通迈威尔AMATASML东京电子LAMKLA,447亿元环球晶圆信越化工英格特WOLFSPEED台积电联电格芯日月光安靠Intel三星电子,1.5万亿元ADITI镁光0%10%20%30%40%50%60%70%80%设计设计设备设备材料材料制造制造封测封测IDM/Fab-lite
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