半导体设备是半导体产业链中的利器,根据IHS数据,2019年全球半导体产业市场规模为4150亿美元,全球芯片代工产业市场规模为636亿美金,同比增长1.52%。中国大陆纯晶圆代工代工市场达114亿美元(约人民币787亿元),为全球唯一逆势增长的区域。
中国大陆作为全球最大的消费性电子产品市场具备充沛需求,近十年来国家大力推动半导体产业发展。
根据SEMI数据,2017-2020年全球新开工集成电路制造厂有四分之一集中在国内,投产规模处于世界第一。
大陆代工厂的扩建和新建,以中芯国际上海线、华力微电子上海线、华虹无锡线为主。国内厂商的产能扩张显示中国在集成电路制造加工的话语权在增强。
全球半导体产业链核心包括:设计、制造、封测。此外,自上世纪八十年代晶圆代工模式诞生以来,晶圆代工市场经过30多年发展和技术的演进,已成为全球半导体产业链中不可或缺的核心环节。
随着半导体技术壁垒提升,在经济效益驱使下,晶圆代工模式(由设计、制造各自专业分工的Fabless+Foundry),逐渐取代IDM模式(设计、制造垂直一体化)。
晶圆代工行业的两项核心资产分别为设备以及技术专利,在每个代际之间通用性差,导致资产回报率较低。前排厂商也不能一劳永逸,在关键节点工艺路线选择尤为重要;后排厂商在资源有限的情况下,每一代技术节点的规模效益还没出来就得集中弹药投入下一代技术导致整体资产回报率更加受限。
亚洲晶圆代工半导体企业的起步发展基本在21世纪交替的前后,尽管随后的发展曲线不尽相同,并且台积电在半导体晶圆代工行业的地位无人可以撼动,但是越来越多的政府、资本的参与使得行业整体的影响力持续扩大。
晶圆代工的市场规模相比于全球半导体产业的市场规模比例持续增大,显示这一业务模式的重要性和影响力正在持续加大。
晶圆代工行业格局也极为集中,从企业来看,2019年中国台湾地区的台积电(TSMC)以56.21%的市场占有率处于绝对领先的地位,其具备最先进的制程,格罗方德和联华电子分列第二、第三。大陆厂商中芯国际暂列第五。
台积电相当于产品组合最齐全的百货超市,通过调整客户及产品组合、降价竞争来提升产能利用率,在行业景气度下跌周期中表现往往优于同业;而后排厂商市场份额小,产品及客户覆盖面窄,由于各家产品组合差异,导致各行业景气度表现存在差异;中长期要靠自身努力做更多节点更多产品来拓展客户。
台积电带来的晶圆代工模式在台湾、中国大陆、韩国以及东南亚地区迅速迎来了追随者,对于亚洲半导体行业的发展起到了重要的推动作用。亚洲(除了日本以外)半导体产业通过效仿台积电建立生产基地承接晶圆代工业务,以及封装测试外包业务的方式,在全球化的趋势中获得了自身定位;另一方面,传统半导体厂商持续向轻资产的设计公司转型,为晶圆代工和封装测试外包业务提供了更多的需求。
从制程工艺来看,领先工艺(7nm+10nm)目前占据13%的市场份额,主要用于CPU、GPU等超大规模逻辑集成电路的制造。主要用于存储器件制造的14nm-28nm工艺占据了34%的市场份额;MCU/MPU、模拟器件、分立器件和传感器主要使用40nm以上工艺,占据了剩余的41%市场份额。
全球晶圆代工厂商工艺制程布局进度:
半导体行业的周期性波动尤其是在金融危机为代表的下行过程中,越来越多的欧美、日本厂商则通过将制造业务剥离以降低运营资金压力,将更多的资源集中到相对投入规模较小的设计开发中,通过保持研发投入来维持知识产权等无形资产来保持竞争力。
而剥离出来的生产制造相关实体,或直接关停或出售给亚洲的经营者实现资源优化,从另一方面也增加了晶圆代工的需求。
晶圆代工兴起更为深远的影响在于全球化分工后,半导体行业的周期性波动也发生了明显的变化。IDM业务模式的占比降低削弱了产能供给对于产业冲击影响,而终端需求则成为了行业波动的核心影响力。
华西证券认为,全球晶圆代工将迎来三方面的变化:
全球半导体三次转移过程如下:第一、美国转至日本:在日本成就了世界级半导体材料企业,直至今日垄断全球半导体材料供应;第二、日本转至韩国和中国台湾:在韩国成就了三星、LG、海力士等存储芯片巨头;中国台湾则成就了全球逻辑芯片代工龙头台积电;第三、中国台湾转移至中国大陆:中国半导体企业机会来临。中国大陆半导体材料、设备自主可控将是长周期趋势。
另外,中国大陆集成电路贸易逆差持续增加,晶圆代工的进口替代可望跨越周期迎来增长趋势。
根据中国半导体行业协会数据,至2019年,中国大陆集成电路贸易逆差为2,040亿美元;其中,中国大陆集成电路进口约为3,060亿美元,集成电路出口约为1,020亿美元;2013-2019年,中国大陆半导体持续推动国产化,但是贸易逆差仍然持续扩大,显示国内半导体产业在降低贸易逆差的指标上属于长周期发展趋势。