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集成电路产业链全解析

半导体行业资讯  · 公众号  · 半导体  · 2019-08-16 22:04

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来源: 内容来自「投资大参考」,谢谢。


2019年7月20日

集成电路产业链全解析

全球半导体市场现况

2018年全球半导体市场规模为4607.63亿美元,同比增长7.4%。首次突破4500亿美元大关,创十年以来新高。其中 ,集成电路产品市场销售额为3897.97亿美元,同比增长8.09%,增速放缓,低于2017年的24.06%。集成电路市场销售额占到全球半导体市场总值85%的份额。存储器件产品市场销售额为1484.95亿美元,同比增长13.98%,占到全球半导体市场总值的32.22%。

图 1:全球半导体市场规模及增速(亿美元)

周期是半导体行业最重要的特征。经过半个世纪的发展,半导体广泛渗透于信息、通信、计算机、消费电子、汽车等各个领域,半导体产品对人们的日常生活和消费形态产生了显著的影响。长期来看,半导体行业的增速波动与全球GDP波动的相关性呈现高度一致。以GDP变动表征的需求周期和主要半导体公司产能变化的供给周期两个因素共同叠加,构成半导体周期。2019年,受到美国经济下行和中国经济增速放缓的影响,预计全球GDP增速将继续下降。

图 2:全球GDP增速与半导体市场规模增速对比

商业模式对比

按产品来划分,半导体产品可分为集成电路、分立器件、光电器件和传感器四种。集成电路作为半导体的核心产品,又分为逻辑电路、存储器、微处理器和模拟电路四类,占据整个半导体行业规模八成以上。


半导体行业目前主流商业模式有两种一是集成器件制造模式(IDM模式):以英特尔、三星、SK海力士为代表,从设计到制造、封测直至进入市场全部覆盖。


另一种是垂直分工模式(Fabless):上游的芯片设计公司(Fabless)负责芯片的设计,设计好的芯片掩膜版图交由中游的晶圆厂(Foundry)进行制造,加工完成的晶圆交由下游的封装测试公司进行切割、封装和测试,每一个环节由专门公司负责。


Fabless优势: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。


IDM优势:设计、制造等环节协同优化,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。


我国集成电路市场概况

中国已成为全球半导体最大的消费市场。中国智能手机、平板电脑、汽车电子、智能家居等物联网市场快速发展,尤其智能手机和平板电脑市场快速增长,对各类集成电路产品需求不断增长,2017年中国半导体消费市场规模在全球市场中的占比已达32%。

图 3:中国集成电路市销售额及增速

目前,中国半导体产业仍处于初级发展阶段,发展程度低于国际先进水平。尤其在集成电路领域,进口替代空间广阔。2018年我国集成电路出口金额为860.15亿美元,进口金额为3166.81亿美元,贸易逆差同比增长11.21%。2015年起集成电路的进口金额连续4年 超过原油,成为我国第一大进口商品。


2018年,中国集成电路设计业销售收入2519亿元,所占比重从2012年的28%增加到38%;制造业销售收入1818亿元,所占比重从23%增加到28%;封测业销售收入2194亿元,所占比重从2012年的48%降低到34%,结构更加趋于优化。

图 4:中国集成电路各子领域占比

国家大基金成立

大基金指国家集成电路产业投资基金, 成立于2014年9月24日,注册资本987.2亿元。该基金由国开金融、中国烟草、亦庄国投、中国移动、上海国盛、中国电科、紫光通信、华芯投资等企业发起成立,重点投资集成电路芯片制造业,兼顾芯片设计、封装测试、设备和材料等产业。


大基金的设立是我国第一次改变过去税收、土地优惠、研发奖励等传统补贴方式,以市场化投资的方式推动集成电路产业发展的举措。从行业层面来说,通过大基金投资的规模优势,对集成电路产业上下游关键企业进行快速布局,帮助这些企业迅速崛起,形成集团竞争力;大基金通过央地协同,不仅为被投企业带来了资金,更整合了产业要素、市场等多方面资源,起到了十分突出投资示范作用。


从第一期大基金的投资标的来看,涵盖设计、制造、材料和封测全产业链。大基金第二期方案已上报国务院并获批,二期募资规模将超过1500亿元。


产业链上下游

集成电路产业分为设计、制造和封装测试三大环节:

※设计

处于产业上游,毛利率较高。美国为主的公司处于领先地位,国内起步较晚,目前仍然处于追赶地位。

※材料设备

材料设备是制造和封测的上游。材料市场几乎由日本企业垄断,高端加工设备供应商主要为荷兰、日本、美国企业。

※制造

集成电路制造技术含量高,资本投入大。中国台湾、美国、韩国的企业处于领先地位。国内龙头目前落后世界领先水平工艺一代,大约5年时间。

※封装测试

属于产业下游。目前国内封测领域已经处于世界第一梯队。

※政策支持

《国家集成电路产业发展推进纲要》提出到2020年集成电路全行业销售收入年均增速超过20%,16/14nm制造工艺实现规模量产,并设立国家集成电路产业投资基金


IC设计市场概况

IC设计:是指将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的物理版图的过程,也是一个把产品从抽象过程一步步具体化、直至最终物理实现的过程。整个IC设计过程可以粗略的分为确定项目需求、系统级设计、前端设计、后端设计四部分。


集成电路设计行业中少数巨头企业占据了主导地位,其中美国IC设计行业仍处于领先地位。从企业来看,全球前十大芯片设计公司总营收规模达到810亿美元,同比增长12% 。其中博通同比增长 15.6%,以217.54亿美元营收居首;高通同比下降了4.4%,以164.50亿美元继续位居第二。


从地区分布来看,2018年美国在全球芯片设计领域拥有68%的市场占有率,居世界第一;中国台湾地区市场占有率约16%,居全球第二;中国大陆则拥有13%的市场占有率,位居世界第三。全球其他地区的份额仅占3%!


材料市场概况

半导体材料,可以分为晶圆制造需要的材料和封装需要的材料。


晶圆制造所需的材料是核心,大体可以分成:硅片、靶材、CMP抛光材料(主要是抛光垫和抛光液),光刻胶,湿电子化学品(主要是高纯试剂和光刻胶配套试剂),电子特种气体,光罩(光掩膜),以及其他。

硅片是半导体制造重要材料。硅片、气体、光掩模和光刻胶四种材料市场规模占整体比例67%以上,硅片和硅基材料是集成电路晶圆制造中占比最大的基础材料,占半导体制造材料市场比重约为32%。


从全球来看,硅材料具有高垄断性,全球一半以上的半导体硅材料产能集中在日本,尤其是随着尺寸越大、垄断情况就越严重。全球前五大半导体硅片厂合计份额达94%。而我国自主生产的硅片以8或6英寸为主, 产品主要的应用领域仍然是光伏和低端分立器件制造,而12英寸的大尺寸集成电路级硅片依然严重依赖进口。


封装材料包括引线框架、封装基板、陶瓷封装材料、键合丝、包封材料、芯片粘结材料等,其中封装基板已经成为封装材料细分领域销售占比最大的原材料,比重超过 50%,全球市场规模接近百亿美金。


在半导体材料领域,高端产品市场技术壁垒较高,国内企业长期研发投入和积累不足。在国际分工中多处于中低端领域,高端产品市场主要被美、日、欧、韩等少数国际大公司垄断。国内大部分产品自给率较低,基本不足30%,主要依赖于进口。目前大基金在半导体材料环节的投资标的主要集中在细分行业的龙头公司,同时也正在积极推动企业的产业资源整合。


设备市场整体概况

半导体集成电路制造过程极其复杂,需要用到的设备包括硅片制造设备、晶圆制造设备、封装设备和辅助设备等。


晶圆制造设备中,光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备为核心设备,分别占晶圆制造环节的比例约30%、25%和25%。封装设备中,主要包括减薄机、划片机和封装机等。


在2017年全球半导体设备市场区域分布情况中,韩国半导体市场规模达到179.5亿美元,位居榜首;其次为中国台湾,市场规模为114.9亿美元;排名第三的是中国大陆;其后分别为日本、北美、欧洲,市场规模分别为64.9亿美元、55.9亿美元、36.7亿美元。


从半导体设备销售额情况看,从2014年开始,北美半导体设备投资逐年减少,日本基本维持稳定,整个半导体制造的产能转移到了韩国、中国台湾和大陆。随着众多晶圆厂在中国大陆投建,中国大陆设备市场增速将超过全球增速水平。


半导体设备技术难度高、研发周期长、投资金额高、依赖高级技术人员和高水平的研发手段,具备非常高的技术门槛。国内半导体装备企业虽然在近年内展现了高速增长的发展趋势,但是毕竟发展时间有限,与美、日等国家相比还是存在一定的差距。


根据各细分设备市场占有率统计数据,在光刻机、PVD、刻蚀机、氧化/扩散设备领域,前三家设备商的总市占率都达90%以上,而且行业龙头基本都能占据一半的市场,所以要想在半导体装备市场中能分一杯羹,公司就必须在细分领域中名列前茅。







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