1、全球半导体制造市场及行业格局分析科技基建，自主创芯半导体半导体市场市场全球经济全球经济相关性相关性半导体受全球经济影响波动较大，且相关性越来越半导体受全球经济影响波动较大，且相关性越来越强强 根据IHS Markit的统计，2017年，全球半导体市场的营收规模为4290亿美元，较上年增长21.6%。 成长主要是由于存储器市场的供不应求导致价格上涨，仅存储器部分的年增长率高达58.8%，非存 储器部分年增长率为10.3%； 作为资金与技术高度密集行业，半导体目前形成深化的专业分工、细分领域高度集中的特点，因此 半导体受全球经济影响波动较大，且相关性越来越强。预计未来几年，全球经济仍将保持稳定增长
2、， 年增长率维持在3%左右，因此预计半导体市场的景气度也如以前一样，维持3%左右的增长率。全球半导体营收预测及全球半导体营收预测及年年增长率增长率全球全球GDP及年增长率及年增长率数据来源：IHS Markit, AMFT, 4Q17，西南证券整理数据来源：Gartner，西南证券整理0%1%1%2%2%3%3%4%65,00070,00075,00080,00085,00090,00095,00020152021F201620172018E2019F2020F全球GDP（十亿美元）年增长率-5%0%5%10%15%20%25%010020030040050060020142015201620
3、172018E2019F全球半导体营收预测（十亿美元）2020F2021F年增长率半导体半导体市场市场下游下游 应用应用半导体下游应用市场情况半导体下游应用市场情况手机和手机和PC市场最大，汽车与市场最大，汽车与IoT增速最增速最高高 2017年全球半导体收入增长是由于DRAM平均销售价格的上涨，以及对于模拟，闪存和逻辑的强劲需求。WSTS预计2018年IC产业市场将达到4370亿美元，比2017年增长7。IC领域的市场增长情况领域的市场增长情况（以亿以亿美美元计）元计）数据来源：IC Insights，西南证券整理 手机和个人电脑目前仍是芯片业的 最大市场。根据IC Insights的数据，
4、 2017年全球手机和个人电脑IC销售 额占IC市场总收入的45%，但是 2016-2021年均复合增长率分别为 高个位数和低个位数。相较之下， 汽车和物联网市场规模虽小，但是 增长势头强劲，预计2016-2021年 均复合增长率将超过13%。汽车半导体器件正侵占晶圆代工厂的产汽车半导体器件正侵占晶圆代工厂的产能能 根据德州仪器、IHS等公司的数据显示，每辆汽车的半导体产品平均含量从1990年的62美元增长 到2013年的312美元，到2018年增长至350美元。IHS预计到2022年该数字预计将达到460美元。 多年来，博世、恩智浦、安森美半导体、瑞萨、意法半导体、德州仪器和其它有自家晶圆厂
5、的 IDM厂商主导着汽车行业。通常，汽车芯片都是在200mm和300mm晶圆上制造的。数据来源：与非网，西南证券整理半导体半导体市场市场汽车汽车 电子电子半导体半导体 产业链产业链制造制造 牵头牵头半导体制造位于半导体产业链中游半导体制造位于半导体产业链中游 从半导体产业链角度来看，半导体材料和设备位于产 业上游，是整个半导体行业的支撑产业，中游为半导 体的制造，其中集成电路的制造最为复杂，又可以分 为设计-制造-封测三个环节，而集成电路制造的资金和 技术壁垒是最高的。下游为半导体各类细分市场的应 用，比如PC、通信、消费电子、汽车、工业应用等。半导体半导体 产业链产业链制造制造 牵头牵头芯片
6、制造整个产业链：设芯片制造整个产业链：设计计-制制造造-封封测测数据来源：西南证券数据来源：华芯投资，西南证券整理 芯片制造全产业链示意图芯片制造全产业链示意图 国家产业基金承诺投资国家产业基金承诺投资产产业链业链占占比比芯片芯片 制造制造工艺工艺 流程流程集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程 如今建设一条12英寸芯片生产线的投资已经很高，少则30-50亿美元，其中仅半导体设备的投资占70%以上。 根据2017年美国加 州UC Berkeley大 学的理论数据，一条月产12英寸硅片，5万片的生产线， 需要50台光刻机，10台大束流离子注 入机，8台中束流 离子注入机，40台 刻蚀机以及30
7、台薄 膜淀积设备等，估 计各类设备的总计台(套)要超过500个。晶圆制造工艺流程图晶圆制造工艺流程图数据来源：西南证券新建新建 产线产线制造制造资本支出资本支出新建产线资本支出中半导体设备支出占比高达新建产线资本支出中半导体设备支出占比高达80% 新晶圆制造厂从建立到生产的周期大概为2年； 一般在第20个月的时候开始进行设备搬入安装、测试、试生产； 一条新建产线最大的资本支出来自于半导体设备，资本支出占比高达80%，厂房建设占比仅20%。新建产线各项目时间节新建产线各项目时间节点点规划规划新建产线资本支出占比新建产线资本支出占比拆拆分分数据来源：中国产业信息网，西南证券整理数据来源：中国报告网
8、，西南证券整理芯片芯片 行业行业运作运作 模式模式半导体芯片行业的三种运作模式半导体芯片行业的三种运作模式：IDM、Fabless和和Foundry数据来源：电子说，西南证券整理垂直垂直 分工分工半导体产业链垂直分工模式日趋成熟，产业链更加细半导体产业链垂直分工模式日趋成熟，产业链更加细化化数据来源：与非网，西南证券整理数据来源：台积电，西南证券整理半导体半导体产业链产业链口 上世纪60年代，早期企业都是IDM运营模式（垂直整合），这种模式涵盖设计、制造、封测等整个 芯片生产流程，这类企业一般具有规模庞大、技术全面、积累深厚的特点，如Intel、三星等。 随着技术升级的成本越来越高以及对IC产
9、业生产效率的要求提升，促使整个产业逐渐向设计、制造、 封装、测试分离的垂直分工模式发展。这种垂直分工的模式首先大大提升了整个产业的运作效率； 其次，将相对轻资产的设计和重资产的制造及封测分离有利于各个环节集中研发投入，加速技术发展，给新玩家一个进入行业的切入点，例如技术水平较低的封装检测、设计突出的Fabless等。半导体产业链垂直模式半导体产业链垂直模式日日趋成熟趋成熟晶圆代工的出现降低了晶圆代工的出现降低了芯芯片行片行业业准入准入门门槛槛纵纵观观前十前十大大半导体企半导体企业业变变化，化，IDM仍有强劲的生命仍有强劲的生命力力 在上世纪90年代，全球半导体公司大多是日本公司，前十名企业中占
10、据50%，而且全是IDM公司；2016年， 前十大半导体企业中出现了高通、博通等设计公司，表明晶圆代工+设计公司的发展模式在数字逻辑集成电路 领域中取得了巨大的成功； 在2016年设计公司取得巨大成功的背景下，前十大半导体公司中有7家是IDM公司，占比前十大收入的80%。数据来源：华润微电子， 西南证券整理 全球前十大半导体公司全球前十大半导体公司演演变情况变情况设计设计 企业企业IDM企业企业设计设计 企业企业IDM企业企业 全球设计公司2010年销售收入为635亿美元，2017年增长至1000亿美元，年均复合增长率高达6.7%； 全球IDM公司2010年2043亿美元，2017年达到263
11、6亿美元，年均复合增长率高达为3.7%； 不同的是设计公司7年来持续增长，而IDM公司是有降有增，这里面增长包含存储器产品的涨价。代工厂的出现促进了半导体设计公司的发代工厂的出现促进了半导体设计公司的发展展数据来源：华润微电子，西南证券整理-5%0%5%10%15%20%25%30%35%05001,0001,5002,0002,5003,000201320162017201020112012全球Fabless企业销售收入（亿美元）20142015全球IDM企业销售收入（亿美元）Fabless增长率 国际上设计公司与国际上设计公司与IDM的规的规模模对比对比晶圆晶圆 制造制造行业行业 特点特点
12、晶圆制造行业特点：先进技术节点工艺制程掌握在少数几个公司手晶圆制造行业特点：先进技术节点工艺制程掌握在少数几个公司手中中 晶圆制造行业一个典型的特点就是先进技 术节点工艺制程掌握在少数几个公司手中， 130纳米技术全球有近30个公司可以量产， 但是到了14纳米技术仅掌握在6个公司手 上，未来5纳米技术水平预计只有三星、台 积电、英特尔三家有能力实现量产； 中芯国际是世界上为数不多的几个可以提 供完整的从成熟制程到先进制程的晶圆制 造解决方案的纯晶圆代工厂之一。中芯国 际0.35微米到28纳米工艺制程都已进入量 产，14纳米FinFET工艺正在研发中。数据来源：中芯国际，西南证券整理 晶圆制造行
13、业特晶圆制造行业特点点晶圆晶圆 代工代工全球全球 市场市场全球纯晶圆代工营收预全球纯晶圆代工营收预测测数据来源：IHS Market，西南证券整理 据IHS Markit统计，2017年全球纯晶圆代工市场营收为530亿美元，同比增长7.1%。预计到2021年， 纯晶圆代工市场营收将达到754亿美元，2016年到2021年的年复合增长率为9.1%，超过同期全球半导体市场的2.8%。010203040506070809020152016201720182019202020215nm 28/22nm 0.15m8/7nm 45/40nm 0.18m10nm 65/55nm 0.25m16/14/12
14、nm 90nm 0.35m20/18nm0.13/0.11m0.50m+全球纯晶圆代工营收预全球纯晶圆代工营收预测测（单（单位位：十：十亿亿美美元元/年）年） 从技术节点演变角度来看，28/22 纳米及以上相对成熟制程凭借高 性价比依然拥有较大的市场规模， 存量上基本保持不变或轻微下降， 但是由于28/22纳米以下先进制程 的市场规模逐渐扩大，成熟制程 的市场占比会不断下降。总的来 说，目前代工市场还是主要以成 熟制程为主，先进制程占比不断 提高，2017年28/22纳米及以下 先进制程市场占比仅38%，预计 到2021年可以达到56%。晶圆制造行业集中度不断提晶圆制造行业集中度不断提高高数据
15、来源：IC Insights，西南证券整理 全球晶圆厂产能集中度不断提高。2009年全球前五名晶圆厂总产能占全球总产能比例仅36%，2017年这一比例上升至53%； 2009年全球前十名晶圆厂总产能占全球总产能比例仅54%，2017年这一比例上升至72%；同样，前十五名晶圆厂总产能占比从2009年的64%上升至2017年的80%， 前二十五名晶圆厂总产能占比从2009年的78%上升至2017年的89%。2009年全球集成电路晶圆年全球集成电路晶圆厂厂集中度集中度2017年全球集成电路晶圆年全球集成电路晶圆厂厂集中度集中度晶圆晶圆 制造制造行业行业集中度集中度竞争竞争 格局格局台湾贡献了全球最大
16、的代工产能台湾贡献了全球最大的代工产能晶圆晶圆制制造造口 台湾贡献了全球最大的代工产能，仅台积电一家在2018年上半年就占据了全球晶圆代工市场的56.1%，联华电子市占率为8.9%，两者加起来总共占据了65%的市场规模； 中芯国际是我国最大的晶圆代工厂，占据了我国超过晶圆代工市场的58%。华虹半导体是全球领 先的200mm纯晶圆代工厂，主要面向1微米到90纳米的可定制服务，根据IHS的数据，按2016年 销售收入总额计算，华虹半导体是全球第二大200mm纯晶圆代工厂。2018年上半年全球晶圆代年上半年全球晶圆代工工市场市场格格局局2017年中国晶圆代工场格局年中国晶圆代工场格局数据来源：中芯国
17、际，西南证券整理数据来源：中芯国际，西南证券整理台积电台积电, 56.1%格罗方格罗方德德, 9.0%联华电联华电子子, 8.9%中芯国中芯国际际,5.9%三星三星, 7.4%2.2% 世界先世界先进进, 1.5%力晶力晶, 1.6% Towerjazz, X-Fab, 1.0%中芯国中芯国际际, 58%华虹宏华虹宏力力, 16%华力半华力半导导体体, 10%武汉新武汉新芯芯,华润微华润微电电子子, 6%7%先进半先进半导导体体, 3%制程制程 分布分布产能产能 分布分布全球各地区产能分布情全球各地区产能分布情况况 2017年全球已经安装运行的晶圆厂总产能为17900千片/月（折合成200mm
18、晶圆当量），其中 300mm产能为11600千片/月，占比64.8%，200mm产能为5000千片/月，占比27.9%。 从各地区分布来看，台湾排名第一，总产能为4000千片/月，其中300mm晶圆产能占比高达73%，28纳米及以下制程占比为37%；韩国排名第二，总产能为3600千片/月，其中300mm晶圆产能占 比高达86%，28纳米及以下制程占比为81%；中国产能位居全球第五，总产能为2000千片/月， 其中300mm晶圆产能占比高达47%，28纳米及以下制程占比为35%。2017年各地区晶圆厂不同年各地区晶圆厂不同制制程产程产能能分布分布情情况况2017年全球各地区全球晶年全球各地区全球
19、晶圆圆产能产能情情况（况（千千片片/月）月）0%20%40%60%80%100%120%20nm20nm-28nm28nm-65nm450040003500300025002000150010005000300mm200mm150mm折合成200mm晶圆当量65nm-90nm工艺技术的 设备的强劲需求，Foundry也获得了份额。这些设备是许多物联网应用的关键组件。由于物联网 浪潮为200毫米晶圆厂注入了新的活力，因此在物联网运动开始之前，2012年的数据显示200毫米 晶圆厂的数量有所下降。预计到2018年将恢复到2006年的水平。模拟器模拟器件件, 14%分立器分立器件件, 17%Foun
20、dry, 43%逻辑逻辑+MPU, 21%MEMS及其及其 他他, 3%模拟器模拟器件件,存存储储, 2%8%分立器分立器件件, 3%Foundry, 29%逻逻辑辑+MPU, 27%存存储储, 32%MEMS及其及其 他他, 1%总产能=5470k/月总产能=5430k/月数据来源：SEMI，西南证券整理4,9005,0005,1005,2005,3005,4005,500200620122018200mm产能（千片/月）7%7%2006年全球年全球200mm晶圆晶圆产产能分布能分布2018年全球年全球200mm晶圆晶圆产产能分布能分布全球全球200mm晶圆产能晶圆产能变变化情况化情况200
21、mm晶圆厂晶圆厂生命生命 周期周期05010015020025020132020EMCU市场需求（亿美元）CAGR=5.5%01020304050607020132020E智能卡IC需求（亿美元）CAGR=10.6%200mm晶圆厂强劲驱动力晶圆厂强劲驱动力 智能卡智能卡IC 2013-2020年需求增长情年需求增长情况况射射频频IC 2013-2020年需求增长情况年需求增长情况010020030040050060070020132020E射频IC需求（亿美元）CAGR=11.7%MEMS传感器需求（亿传感器需求（亿美美元）元）05010015020025020132020EMEMS传感器需
22、求（亿美元）CAGR=9.6%MCU市场需求（亿市场需求（亿美美元）元）数据来源：华虹半导体，西南证券整理200mm晶圆厂晶圆厂下游下游驱动力驱动力2,0001,8001,6001,4001,2001,000800600400200020132020E混合信号IC需求（亿美元）CAGR=7.7%024681012141620132020ELED照明IC需求（亿美元）CAGR=11.8%混合信号混合信号IC需求（亿美需求（亿美元元）LED照明照明IC需求（亿需求（亿美美元）元）数据来源：华虹半导体，西南证券整理05010015020025030035020132020E自动驾驶IC需求（亿美元）
23、CAGR=9.3%05010015020025020132020E图像传感器需求（亿美元）CAGR=14.2%200mm晶圆厂强劲驱动力晶圆厂强劲驱动力 自动驾驶自动驾驶IC 2013-2020年需求增长情年需求增长情况况 图像传感图像传感器器IC 2013-2020年需求增长情况年需求增长情况200mm晶圆厂晶圆厂下游下游驱动力驱动力200mm晶圆厂关闭及其向晶圆厂关闭及其向300mm晶圆厂转移情晶圆厂转移情况况 1999年到2018年间200mm晶圆厂总共关闭了76家，2008-2009 年金融危机期间关闭的大多数晶圆厂主要分布在美国、日本、欧洲 以及中东。从2016年开始，200mm晶圆
24、厂关闭速度开始减缓。 2008年到2016年期间，总共有15座晶圆厂从200mm转型至 300mm，逻辑、存储、Foundry总共有3个200mm晶圆厂转型至300mm，而MPU只有三个。0246810121999200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201801232010201620082009Foundry2011逻辑20122013存储2015MPU1999年到年到2018年间年间200mm晶圆晶圆厂厂关闭关闭数数目目2008-2016年间年间200mm晶圆晶圆厂厂转型转型至至30
25、0mm晶晶圆圆厂数目厂数目165170175180185190195200205200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192000-2019年年200mm晶圆厂晶圆厂个个数变数变化化情况情况数据来源：SEMI，西南证券整理200mm晶圆厂晶圆厂转移转移 情况情况02004006008001000120014001600MEMS20112012201320142015201620172018代工厂分立器件模拟芯片逻辑芯片存储器200mm晶圆厂设备支出情况趋于滞晶圆厂设备支出情况趋
26、于滞缓缓 从设备支出角度来看，从2011年开始，8英寸以及小于8英寸晶圆厂设备支出基本呈现负增长，说 明8英寸以及小于8英寸晶圆市场基本已经迈入成熟期，晶圆厂扩建幅度有限； 从200mm晶圆厂产品类型角度来看，代工厂的设备支出日益下滑，存储器几乎不再有设备支出， 主要由于存储器的加工基本转移至300mm晶圆厂，分立器件、模拟芯片等应用未来将保持较为稳定的设备支出，因此未来将成为200mm代工厂的主要营收来源。8英寸以英寸以及及小于小于8英英寸晶圆寸晶圆厂厂设备设备支出支出情况（情况（百百万美万美元元）200mm晶圆厂设备支晶圆厂设备支出出按产按产品品类型类型划划分情分情况况（百（百万万美元）美
27、元）50%40%30%20%10%0%-10%-20%-30%-40%-50%0100020003000400050006000700080008寸8寸20112012201320142015201620172018同比增长数据来源：SEMI，西南证券整理200mm晶圆厂晶圆厂设备设备 支出支出八英寸晶圆面向成熟的特种工艺，设备折旧完毕带来固定成本八英寸晶圆面向成熟的特种工艺，设备折旧完毕带来固定成本低低 在应用端，对8英寸晶圆代工的强劲需求主要来源于功率器件、电源管理IC、影像传感器、指纹识 别芯片和显示驱动IC等。由于模拟/分立器件拥有成熟制程+特种工艺的特性，因此，这些产品绝 大多数会采
28、用8英寸或6英寸线生产； 而相较于12英寸产品，8英寸晶圆主要有两大优势，第一，8英寸晶圆已具备了成熟的特种工艺，第二，大部分8英寸晶圆厂设备已折旧完毕，固定成本较低。8英寸晶圆厂的产能在上世纪90年代 末期开始提升，大部分晶圆厂现已完全折旧完毕。2018年按产品类别划分的年按产品类别划分的200mm晶圆晶圆需需求求数据来源：搜狐科技，西南证券整理数据来源：SEMI，西南证券整理MOS逻辑芯逻辑芯 片片, 27%模拟芯模拟芯片片, 23%分立器分立器 件件, 16%图像传图像传感器感器, 17%传感器传感器, 5%微控制微控制逻辑逻辑 芯片芯片, 10%存储存储, 8%8英寸晶圆主要优势英寸晶
29、圆主要优势200mm晶圆晶圆独特独特 优势优势8英寸英寸晶圆晶圆供不供不 应求应求八英寸晶圆供不应求，世界先进和联电同时爆出产能全八英寸晶圆供不应求，世界先进和联电同时爆出产能全满满 随着个人电脑及智慧型手机市场进入旺季，加上先进驾驶辅助系统（ADAS）及自驾车、物联网及工 业4.0等新蓝海市场进入成长爆发期，带动面板驱动IC、微控制器（MCU）、电源管理IC（PMIC）、 金氧半场效电晶体（MOSFET）等强劲需求，也让台积电、联电、世界先进的8吋晶圆代工产能满载 到2018年年底，且订单能见度更已看到2019年上半年。8英寸晶圆代工厂供不应英寸晶圆代工厂供不应求求的主的主要要原因原因数据来源：中时电子报，西南证券整理P A G E 43THANKS
