报告正文
1、全年供需失衡情况持续,关注产业链国产替代机会
1．1 费半指数反映全球半导体预期,全年供需失衡情况持续SOX费城半导体指数为全球半导体行业主要指标之一,纳入指数公司包含全球半导体产业链上游数字/模拟设计、中游晶圆制造及设备/材料供应的龙头标的。指数隐含市场对公司未来的预期,且成分标的全球影响力足够大,指数具有领先性且能相对有效的反映行业预期变化。
半导体行业具有一定周期性,过去20年期间较为明显的四段周期时间分别是2003年、2009年、2011年、2016年。第一段驱动力来源于笔记本替代台式机以及手机的大量普及;第二段驱动力来源于以中国为主的新兴经济体对手机、PC及通讯基础设备强劲需求;第三段驱动力源于智能手机需求快速爬坡,经四年达到饱和;第四段驱动力源于虚拟货币对矿机的短暂需求。
半导体行业的状况取决于四个因素:1)全球GDP,对应需求端消费意愿;2)生产的数量,对应供给端产能;3)产品迭代速度,对应技术创新能力;4)原料平均销售价格,对应上下游成本。我们认为结构性缺货、疫情的反复、地缘政治、经济的不稳定性将成为2021年半导体市场的主要扰动因素。对比SOX、半导体设备出货额及全球半导体销售额月度同比变化,SOX指数变化领先于后两者近两个季度,可以借鉴SOX变化判断全球半导体行业走向。
IMF预测2021年GDP实际增速达6．02%,全球经济的强劲复苏带动下游消费、工业、汽车等领域对IC、分立器件、PCB等需求剧增。
现有产能基本保持满产,货期持续推延,虽然代工厂均有扩产动作,但是短期产能扩充有限。多领域半导体需求增大形成共振,造成产能短期结构性短缺。
各种原材料短缺、涨价加剧供应紧张,增加各环节制造成本。
疫情反复、地缘政治等因素加剧产业链供应安全。
虽然受多方面外部因素扰动,芯片价格上涨以及经济复苏推动全球半导体销售额增长。根据WSTS统计,2020年全球半导体营收规模达4403．89亿美元,同比增长6．8%。预计按地域分欧洲需求强劲,按种类分传感器和模拟IC需求旺盛。根据SI对各半导体咨询机构2021年市场增速预测数据统计,预期平均增速为11．28%。
分立器件价格和货期变化对景气度较为敏感,目前价格普涨、交期推迟情况持续。一般功率MOSFET、整流管和晶闸管的交货周期是8-12周,根据富昌电子21Q2数据显示,分立器件国际大厂低压MOSFET交期较上个季度进一步延长2-4周,价格普涨;高压MOSFET交期没有进一步加剧;IGBT交期没有进一步加剧,英飞凌价格稳定;肖特基二极管交期进一步延长到12-52周,价格普涨。2021年第二季度分立器件需求短缺情况持续严峻,疫情反复对产业链供应造成巨大不确定性。
1．2 全球资本支出主要流向先进制程,国产卡位14nm及以上制程
2008年金融危机之后,全球半导体厂商资本支出相对保守,新产能基本集中在头部玩家在先进制程方面的扩产。IC Insights数据显示,往期40年中全球半导体产业共出现过6次资本支出下滑超过10%的情形,多数半导体制造厂会在经济放缓期间减少支出,在业绩好转的4-6季后,再大幅增加资本支出。全球半导体资本支出变化幅度自2010年之后收窄,制程竞技使得头部晶圆厂(台积电、三星和英特尔)主要开支用在昂贵的先进制程设备上,投资回报角度限制了8英寸新产能的扩充动力,直接导致了成熟制程产阶段性紧张。
半导体厂商资本支出以晶圆厂为主,往期和未来几年大部分支出聚焦于先进制程所需设备采购。尖端设备需求主要来自于逻辑和DRAM领域,逻辑全球14nm以下制程的主力玩家有台积电、三星和英特尔;存储DRAM领域全球1xnm以下主力玩家有三星、SK海力士和美光,头部玩家先进制程推进是过去几年资本支出的主要驱动力。晶圆制造龙头台积电在21Q1法说会披露,计划未来三年资本支出达到千亿美元级别,其中80%投入到7nm以下制程,10%投到先进封装,10%投到特色工艺。内存龙头美光一月宣布新型1αnm DRAM开始量产,继续使用DUV光刻技术,但是后续产品迭代需要结合材料、工艺和设备三方面协同创新,并认为未来三年内EUV解决方案将取得必要的进展。
国内晶圆制造环节和国际龙头存在较大差距,中期发力点在产能占比的提升和14nm及以上制造能力的沉淀和积累。根据SEMI数据显示,28nm以下先进制程产能占比约10%,28nm以上产能占比约31%。先进制程中10nm以下台积电与三星产能分配为9:1,10-22nm大陆地区占比只有3%。考虑技术限制和半导体制造各环节技术整合度,我们认为国内半导体发力点在14nm以上的制造能力,安全边际和目前产业链匹配度适于中期发展。
微缩带来的成本优势在逐渐下降,未来各制程市占率将趋于均衡。由于节点推进需要涉及到新材料、新工艺开发以及高昂的设备投入,芯片特征尺寸微缩速度持续放缓,越来越难证明过高成本所能带来的投资回报优势。我们认为未来半导体走向结构化应该愈发明显,各制程在该空间优势使得占比趋于均衡。
从晶圆尺寸划分看产能,国内企业在6寸晶圆产能优势较大,8/12寸晶圆产能占比有待提升。因为不同尺寸对应产品结构不同,以及新产线的投资回报,6/8寸线预计扩产空间偏保守,12寸产能具有更高的增长空间。
16/14nm以下制程应用主要有高密度DRAM和3D NAND闪存,高性能微处理器,低功耗应用处理器以及高级ASIC /ASSP/ FPGA器件。中国大陆多数20nm以下产能包括三星、SK海力士、英特尔和台积电,YMTC和中芯国际是仅有的提供小于20nm制程技术的内资企业。
卡位14nm及以上晶圆制造市场,数字化转型为大陆半导体企业带来长期发展机遇。新一轮数字转型正在推动数据生成的指数级增长,这导致了人工智能计算与万物互联逐渐落地,下游如汽车、家居、游戏、工业等诸多领域对硅基芯片的需求有望逐步释放。除高性能计算类芯片对先进制程极度依赖,AIOT背景下非先进制程同样拥有巨大的潜在市场空间。
1．3 体量尚小有更大成长空间,国产替代提供业绩增速减少周期波动
国内半导体企业普遍体量小,长期看有更大成长空间,国产替代趋势除提供业绩增速外还能减少半导体周期波动的影响。根据WTO数据,2019年中国集成电路及电子元件贸易逆差为1960亿美元,长期处于上升趋势,国产替代空间达万亿人民币。集成电路属于进入壁垒极高且海外发展相对成熟的行业,国内企业作为后进入者需要克服多方面困难。经过多年的培育下,我国集成电路产业链正在逐步成长,但是在技术水平、盈利能力、市占率等方面和海外龙头相比尚存巨大差距。目前国内半导体企业营收体量小,只要公司技术达到国际水平且能保证研发迭代速度,在市场对国产接受程度提高的背景下,我们认为具备核心技术的公司具备长期成长动力。
2020年我国集成电路产业规模达9000亿元,产业结构从早期的“大封测-中制造-小设计”逐渐演变成“大设计-中封测-中制造”的占比。根据中国半导体行业协会统计,我国集成电路产业各环节增长的同时占比更加趋于合理,其中晶圆制造的重要性稳步提升。
由于技术封锁、地缘政治等因素影响,国产替代重心逐渐落实到底层基础建设,即材料、设备和制造技术。
制造技术:逻辑目前以中芯国际进展最快,28nm量产,14nm进入客户导入阶段,有望于今年年底小批量试产;存储DRAM以长鑫存储为首,19nm DDR4量产,17nm DDR5在研;存储3D NAND以长江存储为主,处于64/128层量产状态。
设备/材料:设备材料除光刻外技术储备整体达到14/28nm水平,小部分达到14nm以下水平,但是验证、导入、量产需要较长的时间跨度,国内企业产品品号和产品门类偏少。
与海外龙头对比,国内企业主要特点有:1)收入体量小、盈利能力不稳定;2)产业处于分散化,细分龙头技术达到世界先进水平,但是业务较为单一,未具备提供系统性解决方案能力;3)中低端产品渗透率较高,高端产品极低。
