半導(dǎo)體IC制造行業(yè)發(fā)展報告

1、半導(dǎo)體IC制造行業(yè)發(fā)展報告技術(shù)創(chuàng)新，變革未來半導(dǎo)體制造：景氣持續(xù)，產(chǎn)能滿載晶圓代工：行業(yè)現(xiàn)狀自上世紀八十年代晶圓代工模式誕生以來，晶圓代工市場經(jīng)過30多年發(fā)展，已成為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中不可或缺的核心環(huán)節(jié)。根據(jù)IC Insights統(tǒng)計，2018年，全球晶圓代工行業(yè)市場規(guī)模為576億美元，較2017年的548億美元增長5.11%，2013年至 2018年的年均復(fù)合增長率為9.73%。通過與無晶圓廠設(shè)計公司等客戶形成共生關(guān)系，晶圓代工企業(yè)能在第一時間受益于新興 應(yīng)用的增長紅利。中國大陸晶圓代工行業(yè)起步較晚，但發(fā)展速度較快。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2018年中國集成電路產(chǎn)業(yè)制造業(yè)實現(xiàn) 銷售額1,8

2、18億元人民幣，同比增長25.55%，相較于2013年的601億元人民幣，復(fù)合增長率達24.78%，實現(xiàn)高速穩(wěn)定增長。資料來源：IC Insights，中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會，晶圓代工：行業(yè)現(xiàn)狀從產(chǎn)業(yè)鏈來看，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)可分為設(shè)計、制造、封裝測試以及設(shè)備和材料環(huán)節(jié)，其中設(shè)備和材料屬于支持環(huán) 節(jié)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)工序復(fù)雜，從開始設(shè)計到產(chǎn)品最終落地需要數(shù)十道工序。首先需要根據(jù)需求對產(chǎn)品進行設(shè)計，制作出符合要求的光罩。在制造的環(huán)節(jié)，以通過各種處理之后的硅片為基礎(chǔ)根據(jù)制作好的光罩進行刻蝕，制作出所需要的電路。最后進行封裝測試，由于芯片體積小而薄，需要安裝合適的外殼加以保護，以便人工安裝在集成電路板上，封裝完成芯片

3、再通過性能測試后，便完成了完整的生產(chǎn)過程。設(shè)計環(huán)節(jié)屬于技術(shù)密集型，制造環(huán)節(jié)屬于資本和技術(shù)密集型，封裝測試環(huán)節(jié)屬于勞動力密集型。從毛利率來看，設(shè)計制造封裝測試。從資本投入來看，制造封裝測試設(shè)計。從技術(shù)要求來看，制造環(huán)節(jié)技術(shù)難度最大，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)追隨摩爾定律發(fā)展的主要瓶頸之一，也是技術(shù)突破 發(fā)展的主要方向，其微觀尺度已走到5-7nm的水平，是當今人類最精密制造能力的體現(xiàn)。晶圓代工：行業(yè)現(xiàn)狀供給份額=15%全球份額=15%核心IP和工具設(shè)計制造制造原料全球百 分比需求EDA核心IP無廠(Fabless)IDM代工封測設(shè)備材料中國23%20%其他歐洲 韓國 日本16%25%41%29%30%78%60

4、%40%40%17%15%15%27%美國34%60%52%52%47%52%總計100%100%100%100%100%100%100%100%100%來源：BCG需求份額=15%資料來源：BCG，晶圓代工：行業(yè)格局資料來源：拓墣產(chǎn)業(yè)研究院，IC Insights，排 名公司名稱3Q20E3Q19YoYM/S1臺積電11350940021%53.9%2三星366535314%17.4%3格芯14841524-3%7.0%4聯(lián)電1482121023%7.0%5中芯國際94881616%4.5%6高塔半導(dǎo)體3203123%1.5%7力積電28923026%1.4%8世界先進27622921%1.

5、3%9華虹半導(dǎo)體236239-1%1.1%10東部高科1911872%0.9%前十大合計202411767814%96.1%公司2018年市占 率中國 市場 市占 率2019年市占 率中國 市場 市占 率19/18變化2020年市占 率中國 市場 市占 率20/19變化臺積電591017%55%693520%59%17%904521%61%30%中芯國 際198759%19%185159%16%-7%245166%16%32%華虹半 導(dǎo)體90556%8%96059%8%6%112065%8%17%聯(lián)電74014%7%88018%7%19%103018%7%17%格芯5258%5%4908%4%

6、-7%4608%3%-6%XMC16555%2%18558%2%12%21060%1%14%其他4957%5%5208%4%5%5488%4%5%總計1072718%100%1182121%100%10%1486422%100%26%競爭格局：代工行業(yè)屬于高集中度行業(yè)，整個行業(yè)CR3接近80%，臺積電占全球市場份額超50%，其次 為三星、格芯，國內(nèi)最大的晶圓代工廠為中芯國際和華虹半導(dǎo)體。2020年第三季度全球前十大晶圓代工業(yè)者營收預(yù)測排名（百萬美元）晶圓代工廠2018-2020中國市場市占率情況（百萬美元）晶圓代工：趨勢1產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移第一次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移第二次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移起源1950s-197

7、0s美國1970s-1990s日本1990s韓國、中國臺灣、 新加坡2000s至今 中國大陸半導(dǎo)體制造產(chǎn)能主要經(jīng)歷了三次轉(zhuǎn)移：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在50年代起源于美國，最初主要應(yīng)用在軍事領(lǐng)域。美國從自身人力成本和扶持日本發(fā) 展角度，率先將勞動力密集型的裝配環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到日本進行。從20世紀70-80年代，由美國向日本轉(zhuǎn)移，日本借助家電產(chǎn)業(yè)和大型機DRAM市場，實現(xiàn)了對美 國的趕超。在20世紀80-90年代，由美國、日本向韓國以及中國臺灣轉(zhuǎn)移，韓國借助PC及移動通信發(fā)展的東 風(fēng)，通過技術(shù)吸收創(chuàng)新與逆周期投資成為DRAM的主要生產(chǎn)者，而中國臺灣則通過在晶圓代工、 封裝測試領(lǐng)域的垂直分工奠定了半導(dǎo)體代工領(lǐng)域的龍頭

8、地位。步入21世紀以來，全球半導(dǎo)體逐漸向大陸轉(zhuǎn)移，趨勢明顯。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)統(tǒng)計，預(yù)計在2017- 2020之間全球?qū)⒂?2座晶圓廠投產(chǎn)，其中26座晶圓廠來自中國大陸地區(qū)。資料來源：電子發(fā)燒友，SEMI，晶圓代工：趨勢2制程微小化資料來源：半導(dǎo)體百科，Nanosheet：器件進化第一步隨著技術(shù)節(jié)點的不斷變化，在溝道長度小到一定值時，F(xiàn)inFET結(jié)構(gòu)無法提供足夠的靜電控制。最重要的是，向低軌標準單元的演 進需要向單fin器件過渡，即使fin高度進一步增加，單fin器件也無法提供足夠的驅(qū)動電流。在這里，Nanosheet可以來幫助解圍。Nanosheet可以被視為FinFET器件的自然演變版本。想

9、象一下將FinFET的溝道水平切割成 多個單獨Nanosheet溝道，柵極也會完全環(huán)繞溝道。與FinFET相比，Nanosheet的這種GAA特性提供了出色的溝道控制能力。同 時，溝道在三維中的極佳分布使得單位面積的有效驅(qū)動電流得以優(yōu)化。為了擴大nFET和pFET器件的可微縮性，F(xiàn)orksheet器件被提出。與Nanosheet相比，現(xiàn)在溝道由叉形柵極結(jié)構(gòu)控制，這是通過在柵極 圖案化之前在p和nMOS器件之間引入“介電墻”來實現(xiàn)的。該墻將p柵溝槽與n柵溝槽物理隔離，從而允許更緊密的n到p間距。用于制造Forksheet的工藝流程與用于制造Nanosheet的工藝流程相似，僅增加一些額外的工藝步

10、驟。n和p之間的介電隔離還具有一些 工藝優(yōu)勢，例如填充功函數(shù)金屬的工藝更簡化。在此基礎(chǔ)上，由于大幅減少了n到p的間距，預(yù)計該Forksheet具有更佳的面積和性能 的可微縮性。晶圓代工：趨勢2制程微小化世界主要半導(dǎo)體廠商制程圖2011201220132014201520162017201820192020臺積電28nm20nm16nm(FinFET) 28nm(BEOL)16nm(F F+)10nm( FinFET)7nm(Fi nFET)7nm(F F+)5nm三星26nm20nm14nm(FinFET) 20nm(BEOL)10nm (LPE)10nm (LPP)8nm(L PP)7nm

11、(LPP)格芯32nm28nm20nm14nm(FinFET) 20nm(BEOL)7nmUMC28nm14nm中芯國際40nm28nm14nm資料來源：維科網(wǎng)，公司年報，公司官網(wǎng)，投產(chǎn)/量產(chǎn)情況產(chǎn)能規(guī)劃投資計劃長江存儲2019年9月量產(chǎn)的64層3D閃存；128層QLC 3D NAND 閃存芯片X2-6070預(yù)計2020年底-2021年中旬陸續(xù)量產(chǎn)。共30萬片/月一期規(guī)劃10萬片/月（已建成） 二期規(guī)劃20萬片/月240億美元合肥長鑫2019年9月20日，合肥長鑫宣布正式量產(chǎn)10nm級10 G1 DDR4內(nèi)存芯片；LPDDR5 產(chǎn)品未來2-3年陸續(xù)推出。12.5萬片/月2200億元中芯國際積極

12、擴產(chǎn)14nm FinFET 工藝制程產(chǎn)線，“12英寸芯片 SN1 項 目”已建設(shè)月產(chǎn)能6000片。另有7萬片/月（SN1和SN2各3.5萬片/月）102億美元華虹半導(dǎo)體聚焦特色工藝、覆蓋90-65納米工藝節(jié)點。規(guī)劃月產(chǎn)能約4萬片 的12英寸集成電路生產(chǎn)線。2019年9月建成投片，2019年末達 產(chǎn)1萬片/月。4萬片/月100億美元，一期投資25億美元華潤微重慶12英寸產(chǎn)線今年啟動；SIC產(chǎn)線擴大產(chǎn)能70萬片/年100億元士蘭微2019年8月，擴充8英寸產(chǎn)線；一期年產(chǎn)18萬片+二期年產(chǎn)25.2萬片15億元上海積塔半導(dǎo)體2020年3月30日，上海臨港新片區(qū)，積塔半導(dǎo)體特色工藝生產(chǎn) 線正式投片。8英

13、寸產(chǎn)線6萬片/月；6英寸產(chǎn)線5千片/月；12英寸產(chǎn)線3千片/月359億元紫光DRAM事業(yè)部存儲芯片工廠預(yù)計2021年建成投產(chǎn)未來10年8000億華力二期12英寸28nm已于2018年量產(chǎn)，14nm工藝預(yù)計于2020年底量 產(chǎn)4萬片/月387億元晶圓代工：產(chǎn)能梳理資料來源：公司年報，招股說明書，中芯國際：國產(chǎn)半導(dǎo)體航母核心競爭力疫情影響中美科技脫鉤影響業(yè)績和估值1、下游需求停滯：終端需求（尤其手機需求）停滯，新機型發(fā)布時 間推遲。2、下游持續(xù)補庫存：疫情擾亂供應(yīng)鏈物流，導(dǎo)致下游為規(guī)避物流風(fēng) 險持續(xù)補庫存，同時華為受制裁后也在補庫存，產(chǎn)能利用率持續(xù)滿載3、產(chǎn)能擴建延遲：設(shè)備安裝調(diào)試工程師需隔離14

14、天；部分材料短期 斷料，導(dǎo)致一季度擴產(chǎn)不力，二季度開始恢復(fù)4、海外疫情若持續(xù)加劇，更多訂單有望轉(zhuǎn)入大陸及中國臺灣代工廠：臺積電、UMC、中芯國際在此邏輯下或?qū)⑹芤?、加速國產(chǎn)轉(zhuǎn)單：中美貿(mào)易摩擦從結(jié)果來看增加了大陸IC設(shè)計 廠轉(zhuǎn)單意愿，技術(shù)成熟的訂單會逐漸轉(zhuǎn)到大陸晶圓廠代工，先進 訂單由于技術(shù)原因還需海外代工。2、斷供華為導(dǎo)致擴產(chǎn)進度拖延：9.15后無法供應(yīng)華為，四季度 預(yù)計擴產(chǎn)速度減慢，2021年擴產(chǎn)計劃變數(shù)較大3、部分美國客戶流失前10月情況更新半導(dǎo)體行業(yè)已處于上行周期，中芯國際2020年將重啟增長，同 時先進制程研發(fā)進展順利。我們預(yù)計公司2020-2022年實現(xiàn)收 入36.87/40.78

15、/44.54億美元，每股凈資產(chǎn)為1.29/1.35/1.42 美元，維持“強烈推薦”評級。1、戰(zhàn)略地位清晰：國家重點扶持的先進制程代工廠，未來政府 支持力度只增不減，穩(wěn)坐大陸晶圓代工頭把交椅。40nm以下訂 單轉(zhuǎn)單回大陸唯一選擇，先進制程在大陸暫無競爭對手2、技術(shù)加速突破：14/8nm于2Q20已貢獻9%營收，7nm預(yù)計4Q20風(fēng)險量產(chǎn)，5nm已在準備當中，技術(shù)突破速度超過臺積電3、客戶資源豐富：我國早期成熟的Fabless設(shè)計公司具有和海 外一流Foundry合作的經(jīng)驗，受惠于國產(chǎn)轉(zhuǎn)單，這些客戶會反 哺SMIC加速進步。資料來源：Wind，公司年報，整理中芯國際-持續(xù)滿產(chǎn)，價格提升，技術(shù)迭代

16、加速，重點關(guān)注盈利預(yù)測估值水平201820191Q202Q203Q20E4Q20E2020E2021E2022E8寸平均月產(chǎn)能(千片/月)199222233234243249240254271上海Fab1(8寸)108114115115115115115115115天津Fab7(8寸)5358637382887793110深圳Fab5(8寸)3851554646464846468寸UTR96%96%103%104%100%98%101%92%94%8寸出貨量(千片)2,7912,7997207307297322,9112,7843,0548寸ASP（美元）5445104944995075245

17、064924778寸收入(百萬美元)1,5191,4283553643703841,4731,3691,457201820191Q202Q203Q20E4Q20E2020E2021E2022E12寸平均月產(chǎn)能(千片/月)9396104103115119111134148上海12寸1572111211北京Fab2(12寸)435052525557545757深圳Fab6(12寸)320000000中芯北方(12寸)32375050596155757212寸UTR83%86%98%101%98%95%98%92%93%12寸出貨量(千片)926991305314339340129814851656

18、12寸ASP（美元）1,6351,47415021494166015201,5461,5131,43612寸收入(百萬美元)15141461458468563517200722472377201820191Q202Q203Q20E4Q20E2020E2021E2022E先進制程平均月產(chǎn)能(千片/月)14611159253314nm146111181415N+10000411218先進制程 UTR20%22%28%40%10%24%40%60%14nm20%22%28%40%5%23%44%68%N+125%25%34%53%先進制程出貨量(千片)2351352511923814nm235132

19、2272122N+100003347117先進制程 ASP（美元）4,20041164034395365504,4595,3705,530先進制程收入(百萬美元)8112052301146381316盈利預(yù)測單位：百萬美元201820191Q202Q203Q20E4Q20E2020E2021E2022E收入qoq yoy33603116905938107010173931459554927.8%3.7%14.0%-5.0%8.3%-7.3%35.3%18.7%31.1%21.1%26.2%16.9%19.5%8寸收入1,5191,4283553643703841,4731,3691,45712

20、寸收入15141461458468563517200722472377SN1收入08112052301146381316非晶圓代工收入32721981858585337342342成本26132475671690822799298236564360折舊攤銷83174721421128029499913541610其他制造費用17781724457478541503197922982746股權(quán)報酬440111444毛利潤7476412342492492189499401132毛利率22.2%20.6%25.8%26.5%23.2%21.5%24.1%20.4%20.6%經(jīng)營開支696594186

21、184173129671698890研發(fā)支出627687166158193183700735879管理費用20025574597071274322384銷售費用30276565223238財務(wù)資產(chǎn)減值虧損確認凈額11-1211300其他經(jīng)營收入凈額-163-377-59-40-96-132-328-391-412其中：政府項目資金-262-59-41-96-122-318-368-384經(jīng)營利潤經(jīng)營利潤率5147476576902782412431.5%1.5%5.2%6.9%7.1%8.8%7.1%5.2%4.4%資料來源：公司年報，整理華虹半導(dǎo)體：強烈推薦2011年華虹NEC與宏力Grac

22、e合并后成立，2003年就已經(jīng)有代工業(yè)務(wù)國企，上海市國資委總部在上海，目前旗下四個廠區(qū)，1、2、3廠均在上海，7廠在無錫全球地位：全球第二的200mm（8寸）純晶圓代工廠國內(nèi)地位：戰(zhàn)略地位清晰，主打特色工藝（對比SMIC主打先進制程）技術(shù)優(yōu)勢領(lǐng)域：eNVM、Power discrete、PMIC、RF、智能卡芯片等可比公司：世界先進、中芯國際、聯(lián)電主線邏輯：國產(chǎn)替代，業(yè)績增厚，受惠于5G和AI，關(guān)注政策影響資料來源：公司官網(wǎng)，Wind，大基金通過合資項目（華虹 無錫）入股華虹半導(dǎo)體， 2018年1月3日，大基金認 購242,398,925股，每股認 購價格12.90港元，合計約 4億美元，所得

23、款項全部用 于合營公司華虹無錫。股 權(quán) 結(jié) 構(gòu)華虹半導(dǎo)體盈利預(yù)測億美元億美元年2019A2020E2021E2022E2023E7.4366.715231.730351.040349.140253%590%940%1110%1149%68928244446063%86%100%100%100%4762824444601,854876822791760-52.8%-6.1%-3.8%-3.9%7.861.8202.2233.8233.87.390.5192.1222.1222.193%146%95%95%95%0.6-28.710.111.711.7-0.404.9429.49117.22115

24、.33-5.4%7.4%12.7%33.4%33.0%33.36115.76103.41109.40104.74450.0%173.5%44.6%31.2%30.0%-33.76-110.82-73.927.8210.60-455.4%-166.1%-31.9%2.2%3.0%9.066.7121.060.00.0-24.81-44.1547.0867.8210.60華虹半導(dǎo)體7廠盈虧測算25167平均產(chǎn)能 平均UTR規(guī)劃產(chǎn)量 良率付運晶圓 晶圓單價+/-成本折舊%其他 毛利潤毛利率OpEx%經(jīng)營利潤 OP margin 政府補貼 稅前溢利華虹半導(dǎo)體Financial Statements-(all in USD 1000 unless otherwise noted)利潤表2018A2019A2020E2021E2022E總投資 設(shè)備投資銷售收入930,269932,567943,2371,123,1421,256,561YoY15.1%0.2%1.1%19.1%11.9%設(shè)備折舊年限銷售成本-619,114-650,107-712,004-826,232-867,678毛利311,155282,460231,233296,9103