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半导体行业专题报告:半导体行情的风险是什么

关键结论

一、 增速,是四大逻辑中最大的变量:

一是国产化替代半导体国产化替代的逻辑,相信确定性是最高的。二是销 售周期向上的逻辑,需要验证,特别是疫情影响下。三是工艺技术进入新 周期,这一点已经确定,台积电已经进入 5nm 工艺,EUV 也全球热卖。四 是上市公司的收入增速,这一点需要等财报出来才能确认,是最大的变量。

二、 全球半导体增速放缓。2019 年全球半导体销售额 4098 亿美元,1999 年 为 1494 亿美元。过去 20 年年间全球半导体销售额复合增速为 5.2%。

三、 美股的芯片公司的收入增速并不高,因为,销量增长无法对冲单价下降。 通过提升利润率,来提升业绩有难度。

四、 投资风险最小的是“卡脖子”的制造,投资价值最大。“卡脖子”的半导体 制造短板,是稀缺资源,投资价值最大。半导体产业是涉及多方面的,所 有环节在短期全部国产化是不可能的,国产化的第一步是先摆脱“卡脖子”, 然后才是全方位国产化。从产业链角度看,半导体制造是我们的“短板”、 是稀缺资源;从投资角度看,越是短板、越是稀缺资源,越有投资价值。

投资建议

产业属性决定,现在的龙头也是未来的龙头。半导体制造是大投入、长期积累 的产业,成立 20 年的中芯国际、成立 15 年的华虹半导体已经在先进工艺和特 色工艺领域有巨额资本投入和大量经验积累,中芯国际是中国大陆先进工艺的 龙头、华虹半导体是特色工艺龙头,现在的龙头也是未来的龙头。2020 年是半 导体制造的大年,我们继续推荐中芯国际、华虹半导体。

 

本轮半导体行情的四个逻辑

要想知道风险点在哪里,先要明确本轮半导体行情的驱动力是什么。

国产化替代

半导体国产化的方向已经深入人心,“卡脖子”三个字更加形象地让市场知道我 们科技的短板,中兴、华为被贸易战打压,彻底将半导体国产化推向高潮。

所以,有关半导体国产化在此无需赘述,下图中的“0%”,非常醒目地提醒着 市场,半导体国产化之路还很长,是“持久战” ,国产化驱动半导体大行情的逻 辑中短期内没变。

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销售周期向上

我们认同半导体周期理论,但是,也不完全认同市场观点。我们不同于市场的 半导体周期观点——半导体周期波动减缓。

半导体产业的周期性在不同时间段呈现不同的周期长度,周期波动性呈现减弱 趋势,原因有两点:

第一, 需求端向多样化发展,半导体的需求经历了个人电脑、手机驱动之后, 目前进入 IOT 时代,很难有手机这种单品出货量达到 14 亿的智能终端。 需求端开始从单一的计算机/手机向其他 IOT 硬件扩展,单一品种的智能终 端变化不足以引起半导体周期变化。

第二, 供给端趋于集中。半导体产业模式从 IDM 转向 Fabless 之后,半导体制 造环节集中度提升。2000 年以前,全球半导体模式主要是设计、制造、封 装测试一条龙的 IDM 模式,这种每家都有半导体工厂 IDM 模式,在产能 调节的时候容易出现共振,从而导致周期波动剧烈且持续时间长。

2000年互联网泡沫破后,重资产的IDM模式厂商开始重新审视商业模式, 剥离制造业务,转型只做设计的 Fabless 模式,也出现了台积电领头的 Foundry 的代工模式,代工模式下晶圆厂制造的供给产能开始集中。产能 集中的好处是,一两家巨大代工厂可以通过很多设计公司的需求来判断未 来的需求走势,从而减缓周期波动。供给产能集中到少数几家企业之后, 周期波动减少。

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半导体周期的波动放缓,但是周期波动的趋势没变,至少从月度销售额可以看 出,月度销售额增速还是支撑周期向上,那么周期向上的逻辑没变。

需要说明的是目前全球月度销售的增速并未回正,只是降速放缓。另外,以下 数据是截至 2019 年 12 月的,不排除疫情对 2020 年一季度有较大的影响。所 以,周期向上的逻辑可能在很短的时间内有波动。

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工艺技术进入新阶段

世界集成电路产业形成于 20 世纪 70 年代初期,集成电路发明至今,制造工艺 每 10 年有一次创新。MOS 工艺和 CMOS 工艺分别诞生于 1962 和 1963 年,而真正形成产业(以 8008 和 8088 为代表产品)是在 1972 和 1973 年。

集成电路产品研发一般要经过开发手段选择、确定基本工艺、工艺改进、用户 认证、批量生产到生产高峰几个必要阶段,这一过程大约也需要 10 年左右。

集成电路的关键工艺是光刻曝光和刻蚀,考虑到光的折射、散射等效应,曝光 光源的波长应小于最小加工尺寸。随着加工尺寸的不断缩小,曝光机所采用光 的波长也在逐步缩短。

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 1975~1985 年,集成电路加工工艺最小尺寸大于 1 微米,故主流光刻技术 采用波长为 436nm(约 0.5μm),称为 g 线的紫外光源即可满足工艺需求。

 1986~1995 年,加工尺寸缩小到 1~0.35μm,光源随之变为 i 线,波长缩 短到 365nm(光刻机套刻精度 120nm)。

 1996~2005 年,主流光刻技术的光源为波长 248nm 的准分子激光(光源为 KrF),光刻机套刻精度达到 90nm.

 2006~2015 年,波长为 193nm 的 ArF 成为光刻主流技术,满足 14nm 技 术节点的加工需求。

 2016~2025 年,波长为 13.5nm 的极紫外光刻机 EUV,将引领新的工艺技 术周期。

工艺技术进入新阶段,对半导体产业有两种推动力:

一是创造新需求,在最先进的工艺 7nm、5nm、3nm 有新的产品需求,例如手 机 SOC、CPU、高速运算 ASIC、ADAS 等。

二是各类产品工艺各向前提升一代,例如原理 28nm 的向 14nm 更换,90nm 向 55nm 更换,工艺换成更先进的工艺,产品的性能肯定会提升,产品性能提升, 又会吸引更多应用。

上市公司收入增速提升

如果没有业绩,再大的故事也无法让行情持续。前面三个支撑逻辑都是定性的,而增长速度才是刺激大行情的主要推动力。

特别是从 2019 年 Q3 开始的半导体行情,是因为 2019 年 Q3 的季度收入增速 明显提升(下图中虚线圈中)。

同理,中芯国际的业绩表现也很好,尽管推动中芯国际股价上涨的最大动力是 先进制程研发、量产顺利。

2019 年 Q4 公司营收 8.4 亿美元,环比增加 2.8%,符合指引(2%~4%)。不含 已经出售的阿扎为 8 寸厂,环比增长 4.6%(指引 4%~6%)。 2019Q4 毛利 1.99 亿美元,环比增加 17.4%(Q3 环比增加 12.3%),同比增加 48.7%(Q3 同比 减少 2.7%) 。

从下面两图可以明显看出,公司的收入、毛利、毛利率从 2019Q1 以来一直保 持上升趋势。

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公司营收增长的同时,Q4 毛利率上升至 20.8%,收入和毛利率双升,说明公司业务强劲,不是通过降价来提升收入。

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增速,是最大风险点

增速,是四大逻辑中最大的变量

一是国产化替代半导体国产化替代的逻辑,相信确定性是最高的。

二是销售周期向上的逻辑,需要验证,特别是疫情影响下。

三是工艺技术进入新周期,这一点已经确定,台积电已经进入 5nm 工艺,EUV 也全球热卖。

四是上市公司的收入增速,这一点需要等财报出来才能确认,是最大的变量。

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全球半导体增速放缓

半导体是全球化的产业,我们想要判断中国半导体收入增速,必须首先要了解 全球情况,半导体作为科技产业的基础已经有 73 年的发展历史,自从 1947 年 贝尔实验室的第一个集成电路(只有 1 个晶体管)发明以来,全球半导体产业 整体已经进入成熟稳定阶段。

2019 年全球半导体销售额 4098 亿美元,1999 年为 1494 亿美元。过去 20 年 年间全球半导体销售额复合增速为 5.2%。

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区间越短复合增速越低,说明全球半导体市场增速趋于放缓。按照不同时间区 间的复合增速看,过去 20 年、15 年、10 年、9 年、5 年、3 年全球半导体销 售额的 CAGR 分别为 5.1%、4.4%、6.1%、3.6%、4%、-0.3%。

与市场的一贯理解的高科技行业的增长速度不同,从复合增速看,全球半导体 市场增速并不高。

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美股芯片公司持续增速并不乐观

全球范围看,半导体行业整体增速慢,那行业内的个体的增速如何?

我们以美股市值大于 10 亿美元的 33 家芯片设计公司为例。

英特尔、AMD 电脑 CPU 两大巨头 5 年复合增长率只有 6.1%、4.1%。

模拟芯片龙头 TI 德州仪器、过去 5 年复合增长率只有 4.9%。 CPU 和模拟芯片是技术壁垒最高的两大领域,龙头增速和行业增速基本一致。

需要我们不得不承认的事实是,截至 2018 年美股主流芯片设计公司的增速并 不是那么乐观:

连续 2 年增速超过 20%有 10 家公司,占比 30%;

连续 3 年增速超过 20%有 5 家,占比 18%。

连续 2 年增速超过 30%有 5 家公司,占比 18%;

连续 3 年增速超过 30%有 2 家,占比 6%。

增长驱动有三种:一是并购,例如博通、微芯科技、赛普拉斯;。

1)5 年复合增长率最高的博通主要是靠收购带来增长,例如在 2014~2018 期 间它收购了 PLX、Emulex、原博通、Brocade Communications Systems、CATechnologies。

2) 5 年复合增长 28%的赛普拉斯,主要靠 2014 年收购 spansion 拉动,到 2018 年收入增长率只有 6.7%。

5年复合增速22.6%的微芯科技,2016年收购Atmel当年收入增长56.8%,2018 年收购 Microsemi 当年收入增长 34.4%。

3)5 年复合增速 18.7%的 ADI(亚德诺)主要靠 2017 年收购的 Linear、2018 年收购的 Symeo,而其在 2012~2016 年的收入增速很不稳定,有 2 年还是下 降的。

二是需求短期爆发,2016~2018 年挖矿芯片带动英伟达收入增长,2016~2017 手机存储拉动增长的美光科技。

三是推出新品,受到市场认可。例如 AMD 在 2017 年推出了 Radeo 显卡和锐 龙处理器,到 2018 年 AMD 继续依靠升级的锐龙、霄龙、Radeon 显卡产品带 动收入增长 23.3%。

销量增长无法长期对冲单价下降

芯片虽然是硬件里面技术含量最高的产品,但是技术壁垒不高的芯片,也不一 定是很赚钱的生意。大部分芯片企业的出货量小,芯片产品单价低,想要做大 收入规模很难。

与消费产品不同,除了特殊时期的存储器和处理器芯片,一般的芯片价格是逐 渐走低的。芯片设计公司想要提升业绩的规模,只能靠提升销量,用销量的增 幅对冲单价的下滑。

但是芯片销量不可能无限增长,各种智能终端是由很多芯片组成的,不可能出 现某一款芯片销量单独增长,毕竟长期看,过去 20 年半导体行业复合增速只有 5.2%。

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案例一:乐鑫科技,主要做 wifi 和蓝牙芯片,wifi 和蓝牙技术解决方案。产品 用于移动设备、家用电器、工业设备和对安全性能要求高的应用场景中。2018 乐鑫的芯片收入 3.2 亿元,芯片销量 7597 万颗,芯片单价呈现下降趋势。要扩 大规模,只能靠提升销量。

但是,由于蓝牙芯片技术壁垒不高,竞争激烈,从事 TWS 蓝牙芯片的厂商不 但有高通和 Cypress 等外商,还有来自中国台湾的原相、络达和瑞昱,中国大 陆的恒玄、华为、钜芯、紫光展锐、杰理和中科蓝讯等厂商。想要提升销量就 得降价,中长期看,销量增长无法对冲单价的下降。

据半导体行业观察获悉,2019 年 10 月,珠海杰理和中科蓝讯的 TWS 蓝牙耳机芯片的售价已经杀到了 1.6 元人民币,而其他厂商的芯片还处于 1.6 美元的 阶段,这两家厂商的蓝牙芯片月出货量高达 50KK、70KK。

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案例二:圣邦股份,主要做模拟芯片,有 16 大类 1200 余款产品,平均每颗芯 片销售单价只有 0.3 元左右,且呈现下降趋势。2018 年销量 20.2 亿颗芯片, 平均每款芯片销售量 169 万颗。

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案例三:汇顶科技,主要做指纹识别芯片和电容触控芯片。2018 年电容触控芯 片销售量 10.7 亿颗,指纹识别芯片销售量 12 亿颗,其中 83%来自手机。手机 的销量决定了指纹识别芯片的市场规模,2018 年全球智能手机销量 14 亿部, 从此角度看 2018 年指纹识别芯片市场饱和度达到 86%。指纹识别芯片的市场 规模的天花板就是手机销量的天花板。

从单价看,汇顶科技整体芯片单价下降到 2018 年的 6.33 元。公司近 3 年未公 布指纹识别芯片的价格,从招股说明书发现,公司指纹识别芯片的价格从 2014 年的 61.1 元下降到 2015 年的 22.8 元,下降幅度达到 63%。

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利润率提升有难度

产品决定利润率,只要产品的种类不变,芯片设计公司的利润率很难提升,能 够维持在一定的水平已经很不错了。虽然英特尔是 PC 处理器的龙头、高通是 手机处理器的龙头,二者的毛利率也是从 2010 年至 2018 年呈下降趋势(高通 去掉专利费,毛利率也是下降的)。过去的 9 年间,大部分芯片设计公司的毛利 率只能维持或者下降,原因有:

 一是竞争激烈,最顶端的处理器芯片,联发科、展讯等和高通竞争,AMD 和英特尔竞争,其他技术壁垒较低的芯片竞争更加激烈。

 二是英特尔、高通的处理器是数字芯片,对工艺要求高,先进工艺带来高 制造成本。

 三是单一芯片产品出货量小,市场分散,单一设计企业无法形成对下游代 工厂的议价能力,不能从成本端提升毛利率。例如乐鑫科技 wifi 与蓝牙芯 片的毛利率从 2018 上半年的 52.5%下降到 2019 年上半年的 47.6%。

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只有个别公司的毛利率稳定向上突破,例如德州仪器、英伟达、恩智浦、2015 年之后的美光科技、美信、意法半导体、思佳讯。毛利率上升的公司有以下特 征:

 一是短期旧需求激增,例如美光科技,因为手机存储需求激增导致存储芯 片价格上涨。

 二是短期新应用需求出现,例如英伟达的 GPU 用于比特币挖矿和人工智 能计算。

 三是德州仪器、恩智浦等模拟芯片设计公司,虽然营业收入微增,但是毛 利率却在提升。原因有:1)电源管理、信号转换、汽车电子三大需求推动, ICinsights 预测模拟芯片增速 6.9%超过芯片市场整体增速;2)处理器、 存储器等数字芯片需要经常提升工艺,例如 10nm 到 7nm,导致制造成本 高。而模拟芯片使用的工艺更新速度慢,成本随着产线折旧完成,利润率 会逐渐提升。

在此我们可以得出另一个结论:有自己的晶圆厂是模拟芯片设计厂商成长壮大 的必要条件。从商业模式来看,高品质的模拟产品需要设计和工艺紧密结合, 晶圆厂和设计商双方充分的交流才能开发出有特色、有竞争力的产品。

一是因为模拟芯片工艺更新慢,晶圆厂的使用时间超过折旧时间,这种自建晶 圆厂的 IDM 模式有利于未来降低成本提升毛利率。

二是模拟芯片厂在设计和生产制造环节,都有多样性需求、定制化程度高,如 果没有自身的晶圆厂,就无法在产品的质量、性能,甚至产能上得到保证。国 外厂商一般会根据应用需求定义开发新的产品——设计、工艺、应用构成了一 个产品定义的稳定三角,国内缺少代工厂的支持,很难形成设计和工艺结合的 机会。

投资风险最小的是“卡脖子”的制造,投资价值最大

制造是半导体产业的重点

一般情况下,我们将半导体产业划分为:设计——制造——封测,EDA 面向设 计和制造,设备面向制造和封测。

半导体制造是目前中国大陆半导体发展的最大瓶颈,电脑 CPU、手机 SOC/基 带等高端芯片,国内已经有替代,虽然性能与国际巨头产品有差距,但是至少 可以“将就着用”。

而半导体制造是处于“0~1”的突破过程中,假如海外半导体代工厂不给中国大 陆设计公司代工,那么中国的半导体产业将会受到很严重影响。

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全球代工被台积电垄断

2019 年 Q3 全球十大晶圆厂排名为:台积电、三星、格罗方德、联电、中芯国 际、高塔、华虹、世界先进、力晶、东部高科。

国内代工龙头中芯国际排名第五,市场占有率 4.4%。

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制造是最急于突破的环节

半导体产业是涉及多方面的,所有环节在短期全部国产化是不可能的,国产化 的第一步是先摆脱“卡脖子”,然后才是全方位国产化。

从下图半导体产业链:设计——制造——封装测试,三大环节看,最“卡脖子” 的是制造。

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半导体制造是目前中国大陆半导体发展的最大瓶颈,电脑 CPU、手机 SOC/基 带等高端芯片,国内已经有替代,虽然性能与国际巨头产品有差距,但是至少 可以“将就着用”。

而半导体制造是处于“0~1”的突破过程中,假如海外半导体代工厂不给中国大 陆设计公司代工,那么中国的半导体产业将会受到很严重影响。

因为,就算中国大陆的芯片设计公司能够设计出跟国际媲美的芯片,但是,没 有制造能力,设计出来的芯片只是“一堆数据”,无法形成产品。

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再具体到细分产品领域,高端 CPU、GPU、FPGA 等芯片用 7nm 及以下的工 艺,低端芯片现在也逐渐从成熟工艺转向先进工艺,所以,先进工艺是大陆半 导体必须首先突破的“卡脖子”工程、是短板。

虽然中芯国际、华虹半导体落后全球龙头,但中芯国际是中国大陆先进工艺的 龙头、华虹半导体是特色工艺龙头。半导体制造是大投入、长期积累的产业, 成立 20 年的中芯国际、成立 15 年的华虹半导体已经在先进工艺和特色工艺领 域有巨额资本投入和大量经验积累,中国大陆的半导体制造崛起肯定得指望这 两家公司。

所以,从以上角度看,越是我们的“短板” ,越有投资价值。

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制造是中国大陆核心科技资产

能够成为国家半导体发展重大转折点的中芯国际才是核心资产。核心资产不是 1~N 的无限扩大,二是 0~1 的关键突破。

核心资产不是有了它更好,而是缺了它不行。市场上所谓的核心资产的缺乏或 者消失,对国家、对社会的影响不大,大不了再成立一家公司继续做。而中芯 国际这种半导体代工厂是整个科技产业的基础,在海外限制半导体制造的背景 下,大陆缺少半导体制造,会动摇科技产业的根基。从这个角度看,中芯国际 才是核心资产。

由于中芯国际处于港股,大陆资本对中芯国际认识不够。同时,再加上半导体 产业研究的高壁垒,导致资本市场对中芯国际是被动型忽视的。

贸易战加速中芯国际成长,也加速资本市场对中芯国际的认识。最近一年,在 贸易战、美国对中国半导体发展各种限制的大背景下,市场逐渐意识到半导体 制造才是核心资产,是不可或缺的资产。在这个逻辑下,中芯国际应该享有比 其它制造业更高的估值。

一是中芯国际作为不可获取的核心资产,相对于面板龙头、家用电器龙头、手 机零部件龙头,中芯国际的估值有很大提升空间。

投资建议(略)

我们看好国内的半导体上游的芯片设计产业,上游芯片设计公司越多,对下游 的代工需求越旺盛,有利于国内的半导体代工厂,国内两大代工巨头都在港股, 我们在港股范围内推荐中芯国际和华虹半导体。

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(报告来源:国信证券)

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