作者：行业与区域研究所
来源：招商银行研究
本篇报告在上篇分析行业整体市场空间的基础上，对半导体行业的设计、制造和封测三大子行业分别进行深入分析并给出具体的投资建议。
■ 半导体产业子行业规模：IC设计＞封测＞晶圆制造。从市场规模来看，2018年度，我国IC设计业（2519亿元）＞封测业（2194亿元）＞晶圆制造业（1818亿元）。
■ IC设计业：市场份额、股东背景和应用领域三大主线筛选优质企业。IC设计业为轻资产，主要依赖股权融资，债权融资体量相对较小，资产负债率低（2018年末，A股18家IC设计上市公司的整体资产负债率为28.21%）。我们建议筛选客户时考虑市场份额、股东背景和产品应用领域三个维度。建议关注：海思、紫光展锐、汇顶、圣邦等。主要风险：开发工具EDA、IP核受制于人；人才缺口大。主要合作方向：现金管理、投行业务（境内外并购）、国际业务（境外子公司采购、衍生交易等）、零售银行业务等。
■ 封测业：并购整合成为行业主旋律，优选头部企业。封测业销售收入高于晶圆制造业，但相对IC设计及晶圆制造而言，劳动密集型特征明显，技术壁垒较低、附加值低、行业增速低。主要优选行业龙头（长电、华天及通富封测三强）及主要上市公司（太极实业、晶方科技）等。主要风险：1）业内竞争加剧，价格战频繁；2）产业纵向竞争：台积电等晶圆制造企业涉足先进封测业务并不断挤占行业增长空间。
■ 晶圆制造业：重点拓展成熟制程企业，关注龙头。晶圆制造业是重资产行业，且近年来中国大陆掀起晶圆制造建厂热潮。我们将国内晶圆制造企业分为三大类：追赶顶尖制程的龙头企业、优质成熟制程企业和衰退及投机型企业。建议重点拓展优质成熟制程企业，如华虹半导体、士兰微、华润微电子等，关注布局顶尖制程的企业，如中芯国际、长江存储、合肥长鑫等。主要合作方向为贷款和投行业务。关注风险：政治因素风险、技术风险、资金链风险及产能过剩风险。
我们在半导体行业报告（上篇）中指出，鉴于国内市场的巨大需求，以及产业进入壁垒的下降，我国半导体企业综合实力不断提高，分阶段实现进口替代突破，半导体产业向我国转移趋势明显，而大基金可能加快这一进程。半导体行业会成为新动能领域增速较快的行业之一，建议银行加大这一行业的资产配置比例。本篇报告在上篇的基础上，对半导体行业的三个环节进行深入分析并给出具体的投资建议。
1．半导体产业子行业规模：IC设计＞封测＞晶圆制造
半导体产业链包括设计、制造、封装测试三个环节，支撑产业链包括：EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)/IP核（Intellectual Property Core，知识产权模块）、半导体材料（含掩膜（Mask））及设备等。全球集成电路的销售规模占半导体市场销售规模八成以上，本报告主要分析集成电路行业的IC设计、晶圆制造、封装测试三大环节。
图1：半导体产业链
资料来源：招商银行研究院
从市场规模来看，2018年度，我国IC设计业（2519亿元）＞封测业（2194亿元）＞晶圆制造业（1818亿元）。各子行业特征：晶圆制造业是技术和资本密集型行业，国内掀起晶圆制造建厂热潮，行业增长迅速；IC设计业目前百花齐放，增长迅速，部分领域有所突破且走向世界前列，但为轻资产行业，行业整体资产负债率远低于制造业和封测业，截至2018年末，A股18家IC设计上市公司的整体资产负债率为28.21%，主要依赖股权融资，债权融资体量相对较小；封测业销售收入大于晶圆制造，但劳动密集型特征明显。
图2：2015-2020年中国集成电路产业结构变化及预测
资料来源：中国半导体行业协会，招商银行研究院
表 1：半导体行业特征及建议支持顺序
资料来源：上市公司公告，招商银行研究院
备注：18家A股IC设计上市公司为：全志科技、汇顶科技、兆易创新、中颖电子、东软载波、圣邦股份、紫光国微、晓程科技、ST盈方、富瀚微、北京君正、国科微、欧比特、上海贝岭、士兰微、富满电子、国民技术、景嘉微，不包括纳思达和韦尔股份，因IC设计营收占比较小。
2．IC设计：市场份额、股东背景和应用领域三大主线筛选优质企业
2.1 行业发展百花齐放，全球地位日渐突出
我国IC设计业保持高速成长，已成为全球重要参与者
2011~2018年，全球IC设计公司（Fabless公司）营收复合增速为3%，而中国的增速达到22%，远高于全球平均水平。据中国半导体行业协会数据，2018年IC设计行业销售额为2519亿元，同比增长21.51%。照此增速，《国家集成电路产业发展推进纲要》提出的2020年3500亿元的销售收入目标有望提前实现。从产业结构来看，我国IC设计行业的产业链占比逐年提升，产业结构更加合理。
图3：中国IC设计行业销售额及增速
资料来源：wind，招商银行研究院
图4：中国IC设计行业产业链占比
资料来源：wind，招商银行研究院
从全球来看，中国大陆IC设计份额已经从2010年的5%上升到2017年的11%，是所有国家和地区中进步最快的，已成为全球重要参与者。全球前50 Fabless IC设计公司中，中国大陆公司数量明显增加，从2009年1家增加至2017年10家。但从地区来看，美国仍然是世界第一的半导体设计强国（市场份额约为69%），中美之间仍然有很大一段距离。台湾地区的联发科、联咏和瑞昱2017年的IC销售额都超过了10亿美元，而且都跻身于全球前二十大IC设计公司，欧洲IC设计企业只占了全球市场分额的2%，日韩地区Fabless模式并不流行。
图5：2017年IC设计产业按地域划分（%）
资料来源：IC insights，招商银行研究院
企业质、量齐升，相对海外而言行业集中度较低
IC设计企业质、量齐升。2018年，IC设计企业为1698家，较上年增长23%，销售过亿元的设计企业为208家，较上年增长9%。业内总体企业数量和规模企业数量同时增长，反映出我国IC设计行业处于快速成长期。
图6：我国IC设计公司营收规模分布情况（2018年，企业数量及占比）
资料来源：ICCAD，招商银行研究院
图7：我国IC设计企业数量快速增长
资料来源：ICCAD，招商银行研究院
图8：我国销售过亿元的IC设计逐年增长
资料来源：ICCAD，招商银行研究院
2018年，前十大IC设计企业实现销售收入1036.1亿元，较2017年的788.2亿增长了31.45%，高于行业增速（21.5%）。其中，榜单最后一位企业的销售收入从20.5亿元提高到30亿元。海思借助华为高端机的批量出货，销售收入迈上500亿元台阶，头部企业门槛进一步提高。近年来，我国前十大IC设计企业销售额占IC设计业的比重为40%左右，相比于美国接近90%和中国台湾地区超过80%的集中度，我国IC设计行业集中度依然较低，长尾市场特征明显，但行业集中度提升已成为趋势。
2.2 市场份额决定行业地位，技术水平作为辅助判断
IC设计业是技术密集型、人才密集型行业，技术水平是决定企业发展的基础。但IC设计业并不像晶圆制造业那样，拥有清晰的技术发展路径（制程、工艺及晶圆尺寸），技术水平的高低一目了然，因此技术水平虽是决定行业地位的重要因素，也是IC设计公司发展的基础，但对于银行来说，仅凭技术水平往往难以衡量企业是否优质，更难以作为筛选企业的依据。我们认为较好的技术水平是获得较高市场份额乃至成为细分行业龙头的基础，而成为细分行业龙头，进而获取较好的利润回报后，又能进一步支持其技术水平的提升。因此，技术水平和市场份额之间是正相关关系，技术水平是否领先同业、是否有市场竞争力，需通过市场份额来验证，最终来看，是市场份额决定行业地位，技术水平可作为辅助判断。
专利数量、质量是衡量技术水平的指标之一，我国IC设计累计专利尚不及美国的一半
集成电路的主要保护形式为专利和布图设计专有权。从专利方面来看，据《集成电路专利态势报告(2018版)》数据，截止到 2017年12月31日，集成电路领域全球公开专利申请209.7万件，授权144.5万件，排名前三的企业为三星、IBM、Intel。从公开专利申请数量来看，美国、日本和中国位列三甲，份额分别为23.56%、22.31%和22.25%。中国共申请46.4万件，授权27.8万件，占比分别达到22%、19%，申请数量排名前三的企业为中兴、华为和三星。美国集成电路相关专利数量增长自2002年达到顶峰，互联网泡沫破裂之后有所下滑，从2008年至2017年，每年的公开量维持在2.5万件到3万件之间。而中国集成电路相关专利自2000年以来长期保持快速增长。2014~2017年，我国集成电路专利每年的公开数已超过美国，显示出我国集成电路领域的技术创新非常活跃。
集成电路设计方面，中国的专利累计数没有达到美国的一半，而且在这9万多的专利数量中，有近1/3的专利权人不是我们国内企业的，而是国外的专利权。集成电路专利包括设计专利、制造技术专利和封测技术专利，其中，设计相关专利数量在我国集成电路专利总量中排名第一，而设计领域中，模拟电路专利数量位居首位，之后依次是处理器、逻辑电路、存储器。
从2006年到2016年，我国的集成电路布图设计专有权的总数达到了1.57万多件，2016年的公告量达到了1918件，这其中中国大陆企业和个人的申请量达到了90%以上。
图9：我国集成电路专利数呈快速增长态势
资料来源：《国内外集成电路知识产权市场概况》，招商银行研究院
图10：我国集成电路布图设计专有权快速增长
资料来源：《国内外集成电路知识产权市场概况》，招商银行研究院
研发投入是衡量技术水平的重要因素，我国研发投入远低于国外巨头但逐年增长
半导体行业研发支出具有非常明显的头部效应。据IC Insights数据，2017年，排名前十企业的研发支出超过了其他半导体公司（359亿美元和230亿美元）的总支出。2017年全球半导体行业研发投入超过10亿美元的18强企业，Intel、高通和博通名列前三位，而尚无中国企业入榜。
2017年度，全球前四大IC设计公司，高通、博通、英伟达和联发科的研发投入分别为34.5亿美元、34.23亿美元、17.97亿美元和18.81亿美元，研发投入/销售额占比分别为20.2%、19.2%、19.1%和24.0%。近年来，我国IC设计公司研发投入呈现稳步增长态势，但与国外巨头相比，差距仍较为悬殊。我们统计了A股18家IC设计上市公司（具体名单请见表1备注）公告数据，得出其研发投入总和仅为50.65亿元，研发投入/营收占比平均值为18.8%。我国IC设计企业体量普遍不大，研发支出相对国外巨头而言微不足道。
诸多领域市场份额极小，关注细分龙头业务机会
IC设计领域，中国大陆企业的整体技术实力与国际巨头相差较远。从市场份额来看，除三个细分领域（消费级SoC、NOR Flash、CIS芯片）的全球市占率超过10%外，其余诸多领域市场占有率都极低，甚至尚未实现零的突破。目前我国IC设计公司主要分布在中低端芯片市场，或工控、军工、航天等小众特殊领域，因此，建议关注各细分领域国内龙头的业务机会。
整体上，目前IC设计各重要领域中国大陆都有企业在进行自主研发，个人电脑CPU领域有龙芯中科，服务器和超算CPU领域有申威、飞腾等，GPU开发上有景嘉微、兆芯以及2017年9月由中资背景基金收购的英国GPU公司Imagination，FPGA领域则有紫光国微，存储器领域有长江存储，通过“全线迎战”解决有无问题，避免极端状况下受制于人。同时通过“单兵突破”解决好坏问题，如手机芯片领域，尽管高通2017年营业额仍为华为海思3倍多，联发科是紫光展锐近4倍，但2018年8月底华为海思发布的最新手机芯片麒麟980，性能已基本与高通、苹果最先进产品持平，被视为高通、苹果、三星等高端手机芯片的挑战者，并将在今年发布麒麟990；而紫光展锐则走中低端路线，大量替代联发科产品，其在印度市场份额已达40%。
表2：我国芯片产业国产化情况
资料来源：国盛证券研究所，天风证券研究所，公司公告，招商银行研究院
海外合作、并购及产业链合作有助于提升竞争力及市场份额
通用型芯片设计是一个需要时间积累的过程，具有研发投入大、生命周期长、较难在短期聚集起经济效益等特征。通用型芯片的核心龙头企业都在美国，美国在此领域深耕了几十年，具有一大批在目前情况下几乎无法取代的公司，比如，Intel、TI、赛灵思等，这些企业都具有几十年历史。台湾地区，在发展芯片行业的三十年里，虽然诞生了联发科等跻身全球前十的IC设计公司，但也没有产生通用型芯片领域的替代者。我国IC设计起步较晚，与海外竞争对手差距巨大，目前主要在专用型芯片领域突破。
长期来看，我国IC设计企业除苦练内功，加强研发提升技术水平，更好满足下游需求等方式之外，与海外合作、并购及产业链合作为提升高端关键芯片竞争力，进而提升行业地位的路径。与行业龙头合作，如紫光与Intel在5G芯片领域的合作（目前合作已终止），服务器CPU方面，天津海光和AMD合作。并购方面，我国IC设计企业在境外并购方面目前受到较多阻力，但海外并购仍是主流，如韦尔股份并购豪威科技、紫光国微180亿元收购法国Linxens等，在海外并购的同时，随着国内IC设计企业的成长壮大，行业整合并购预计亦将大大增加。同时在国内探索虚拟IDM的模式，以制造带动设计，如海思与中芯国际、长电的合作。
表3：近三年我国IC设计业主要并购事件
资料来源：公司公告，媒体报道，招商银行研究院
2.3 股东背景及实力是IC设计公司持续发展的重要因素
IC设计成本随着制程提升增加，持续研发投入为IC设计公司关键竞争力
IC设计公司的开支主要包括研发支出和日常经营的采购、人工等支出。随着制程节点的缩小和工艺精度的提高，IC设计成本迅速增加，10nm的设计成本约为28nm的4.5倍，进而对产品销售规模的要求也同步提升（销售规模需要超过设计成本的10倍），同时开发风险随之增加。以28nm长寿命周期的技术节点来看，逻辑IC设计企业的规模至少要在6.3亿美元（43.2亿人民币），相当于2017年中国设计企业的第六大。可见，持续的研发投入是IC设计公司的关键竞争力，随着制程节点的缩小，研发投入越来越大，实现盈利需要的销售规模越大，越来越多的IC设计公司止步先进制程。
图11：各技术节点的设计成本（亿美元）
资料来源：华润微电子，西南证券研究所，招商银行研究院
图12：各技术节点的客户情况对比（美元）
资料来源：华润微电子，西南证券研究所，招商银行研究院
股东实力成为设计公司生存发展的重要因素
从全球来看，IC设计行业集中度较高，全球前十大IC设计企业资金实力雄厚，如，据高通公布的财报，截至2019年3月末，其拥有现金101亿美元。而我国IC设计行业处于快速成长期，对于行业内大企业，主要关注其股东背景和实力、自身经营现金流状况，对于初创公司，则主要关注其主要股东及风投的支持力度，股东的背景及实力成为IC设计企业生存发展的重要因素。
从我国前五大设计公司的股东性质来看，华为是全球通信龙头，其他企业均为国企、央企背景，实力强大。从公司特征来看，除紫光展锐外，其他企业均为系统厂商，海思、中兴微电子、智芯微的芯片主要用于其大股东，华大半导体的芯片用于中国电子旗下的多家关联企业，亦为系统厂商。系统厂商介入IC设计，并占据我国IC设计领域的主要地位，主要原因：1）系统厂商往往能拥有长远规划、并拥有较为充裕的资金，能持续在IC设计领域进行投入。2）系统厂商有芯片领域自主可控、降成本、甚至形成差异化竞争力的需求，因此能作为IC设计企业的主要的、第一批的客户，帮助IC设计企业成长并不断迭代优化产品，最终实现互相促进。目前，阿里巴巴、百度等互联网巨头及小米、格力等大企业纷纷介入IC设计，系统厂商的阵营越来越庞大。
表4：我国主要IC设计企业股东情况及公司特征
资料来源：招商银行研究院
系统厂商相对独立的IC设计公司而言，面临的市场风险小于独立设计公司。但主要风险为：IC设计公司出问题，可能影响整个系统整机公司，进而连带一起出现风险。
2.4 主要应用领域为通信及消费电子，关注新兴领域的机遇
IC设计企业必须有核心产品打开市场空间，不仅是通过下游的成长，在收入上取得更充裕的研发资金，更是通过充分的下游应用，发现实际应用中的问题与不足，向上游芯片研发形成正向反馈，达到“研发-应用-收入/反馈—投入再研发”的良性循环。
近些年国内电子行业的迅猛发展从很大程度上得益于下游消费电子和通信业海量的需求推动，IC设计产业的增长也是深度受益于此。从下游分类来看，国内IC设计业市场主要集中于通信和消费领域。预计未来在5G、物联网、汽车电子、AI芯片等领域有更多的业务机会。
图13：国内IC设计企业数量（按应用领域）
资料来源：CSIA集成电路设计分会，招商银行研究院
图14：国内IC设计企业销售额（按应用领域）
资料来源：CSIA集成电路设计分会，招商银行研究院
许多IC设计公司也在新兴领域布局和扩张。如，5G方面，海思、紫光展锐发布了5G基带芯片，物联网方面，乐鑫信息有所布局，汽车领域，闻泰收购安世半导体，AI芯片领域，华为海思、寒武纪、地平线、比特大陆均有布局，澜起科技也拟在人工智能领域扩张等。
表5：中国IC设计公司在新兴领域的布局情况
资料来源：公司公告，招商银行研究院
3．封测：并购整合成为行业主旋律，优选头部企业
3.1 全球封测行业增长缓慢，中国封测行业进入快速成长期
根据Yole对历年封测行业产值统计，除2014年行业激增导致2015年市场略降外，全球封测行业一直保持个位数稳步增长，2018年继续保持个位数同比增长。
封测行业增速并不大，原因：1）从技术角度而言，晶圆代工业受到摩尔定律技术驱动，通过不断投入先进制程研发并投资新生产线，且随着先进制程的推进，晶圆代工行业的整体资本开支规模呈指数级增长，一方面，不断进行的“军备竞赛”使得IDM厂商越来越少，晶圆代工的需求不断提升，据WSTS数据，Fabless 公司销售额与IDM销售额占比规模比从 1999 年的 7.67%提升到 2017 年的 38.66%；另一方面，随着先进制程的推进，晶圆代工行业的整体投资规模大幅攀升，在资本回报率变化不大的情况下，推动行业营收规模随之攀升。相比之下，摩尔定律对封测行业的推动并不显著；2）生产格局两者又有区别，Fabless模式下客户委托晶圆厂代工是必然选择，但封装检测过程并不一定需要代理加工，这决定了封测行业也没有跟随上游产业链呈现同比例增长。
图15：晶圆代工（Foundry）vs封测（OSAT）
资料来源：SIA/WSTS，招商银行研究院
图16：2017年 TOP10封测企业营收占比
资料来源：拓璞产业研究院，招商银行研究院
图17：2011-2017封测行业集中度
资料来源：IC Insights、Trendforce、招商银行研究院
3.2 因劳动力密集及低附加值的特征，封测在半导体产业链中的地位不高
封测是集成电路制造的后道工序，原属于集成电路制造的附属环节。封测行业位于半导体产业链末端，在产业中的地位不高，体现在以下几方面：
封测行业在半导体产业中的比重较小
根据TrendForce数据，2017年全球半导体行业收入为4204亿美元，同比增长21.6%，封测行业整体市场规模为517.3亿美元，同比增长7.0%，占比半导体行业收入12.3%,其中封测代工厂商贡献52.5%的占比，即271.6亿美元。可见，封测行业在半导体产业中的比重较小，封测代工子行业比重则更小。
封测行业毛利率相对较低，技术演进并不能显著提升行业毛利率
根据iSuppli的调查数据，美国芯片设计行业毛利率一般超过60%，整个欧美地区芯片设计行业毛利率在50%以上，中国台湾的芯片设计行业毛利率也往往超过30%，一般在40-50%之间，此外，晶圆制造行业毛利率一般在20-30%之间。而作为劳动密集型产业，封测行业毛利率明显低于设计及制造子行业。观察主要封测龙头企业毛利率可知，封测行业毛利率均值在20%上下波动，其中高端封装测试毛利率能做到20-30%，而低端封装测试毛利率仅为10%左右。
先进的半导体制造技术遵循摩尔定律每18个月进阶一次，线宽线性每18个月缩小一倍，但与此同时封装技术，在线宽不断缩小的情况下，整体只经历了几代技术（针脚封装（1980s前）—表面贴装--球栅阵列、倒装芯片和多芯片组件---以系统级芯片封装、晶圆级芯片封装及硅通孔为代表的第四代封装技术）的变革，技术迭代路线并不显著。技术上的局限本质上决定了封测企业的研发投资并不高，亦无法显著提高产品的毛利率，如封测龙头日月光每年的研发费用占收入比例约为4%，远低于IC设计、制造的世界龙头企业。
先进封装延续摩尔定律，提升封测业在半导体产业链中的地位
封测原先被视作附属工艺，仅注重生产效率与良率，随着集成电路的线路密度提高，对精度与散热能力有跳跃式的标准，需要后段工序相对应的提升来保证芯片性能。除此之外，在晶圆制程进入28nm后，制程升级的难度与资本投入大幅提高，而先进封装技术，能让芯片业者在同等制程条件下，提升结构复杂度来缩减面积与功耗，提升芯片集成度与成本效益，成为芯片能力演化的必要路径，一定程度上延续摩尔定律的发展。
对于摩尔定律未来的方向，业界和学界给出的方案有三个大方向：“More Moore”、“More than Moore”、“Beyond CMOS”。一般而言，先进封装有两种发展方向，一种方式是减少封装面积、使其接近芯片大小。主要的封装类型包括倒装封装（Flip-Clip）、扇入型（Fan-In）、扇入型（Fan-Out）封装，也即“More Moore”。另一种方向是增加封装内部的集成度，将多个Die（晶圆上切下的小方块）封到一个封装内，以实现超越摩尔定律，即SIP（System In a Package）封装（系统级封装），也就是“More than Moore”。
先进封装占比的提升，提升了封测厂在产业链中的地位，也对封测厂提出新的挑战，一方面，封测厂要积极应对上游晶圆厂在中道技术方面的布局；另一方面，要通过Sip技术开辟模组新的市场，但不论技术走向如何，封测技术在超越摩尔时代起到的作用将会大幅提升。
3.3 多重因素驱动，我国封测行业有望不断壮大并冲刺龙头
虽然中国大陆封测业的综合实力较中国台湾、美国等还有一定的差距，但业界普遍认为封测产业是国内半导体产业链中技术成熟度最高、预计最早实现自主可控的领域。我们认为，在多重因素驱动下，中国大陆封测行业将不断壮大并有望冲刺龙头。主要原因包括：
作为半导体产业转移的低附加值环节，我国封测行业发展的障碍相对较小
从半导体产业发展的角度看，由于附加值低、在产业链中地位不高，因此产业转移往往从封测环节开始。查看日本、韩国和中国台湾等地区的半导体产业发展历史，我们发现技术门槛较低、更依赖资金投入和劳动力比较优势的封装测试环节都是这些地区最先发展起来的优势领域。和上述国家和地区半导体产业发展轨迹类似，我国的半导体产业发展也是从吸引外资在本国建立劳动密集型的封测厂商、引进国外先进技术为萌芽，资本积累完成后在政府大力支持下进行追赶和发展。
封测行业技术迭代路线并不显著，技术门槛相对不高。一方面，对我国封测企业来说，追赶先进相对较容易；另一方面，也正是由于封测行业技术门槛不高，属于劳动密集型行业，并不是美国等半导体强国的优势性产业，因此对于技术转让、封测设备出口等并未设置过多的壁垒，对中国企业的并购亦并未施过多的障碍，因此有利于我国企业通过技术受让、并购整合等途径迅速提升封装技术水平。从目前的情况来看，中国大陆封测三强（长电、华天、通富）通过并购快速跻身全球前十大企业，其先进封装技术水平和海外基本同步，BGA(Ball Grid Array,焊球阵列封装)、WLP(Wafer Level Packaging,晶圆级封装)、SIP等先进封装均已实现量产。
表6：主要封测企业封装技术对比
资料来源：申万宏源研究，招商银行研究院
受惠于政策及资金的大力扶持，我国封测企业通过海内外并购迅速壮大
受惠于政策及资金的大力扶持，我国封测企业不断进行海内外并购步伐， 不断扩大公司规模并获得先进封装技术。其中长电科技联合产业基金、芯电半导体收购新加坡封测厂星科金朋，华天科技收购美国 FCI，通富微电联合大基金收购 AMD 苏州和槟城封测厂，晶方科技则购入英飞凌智瑞达部分资产。国内封测厂商借助并购潮进入了实力显著提升的快车道，近年来通过外延并购和内生发展，国内封测厂实现了远超同行增长率的快速壮大。
图 18：三大封测厂商业务国际化特征明显（2018年）
资料来源：公司公告，招商银行研究院
从半导体细分领域来看，国内厂商无论芯片设计（IDM 或 Fabless）或者是晶圆代工领域，在技术和规模上都和国际巨头有着显著差距，整体水平和市场影响力尚有限；反观封测行业，国内三巨头长电科技、华天科技、通富微电通过产业布局、扩产兼并、先进技术积累等一系列动作慢慢壮大，在全球行业中分别排名第 3，第 6，第 7，成为国内半导体产业链中成熟度最高，破局势能最强劲的领域。
我国封测企业有望在晶圆制造建厂热潮中受益
中国大陆已经建立了较为完善的电子系统产业链体系并已成为全球各类电子系统的主要生产地，同时中国拥有庞大的市场需求，已成为全球主要的半导体产品消费国之一。在此背景下，近年来全球半导体集成电路产业持续向中国大陆转移，中国大陆迎来半导体建厂热潮，并带来封装产能的配套需求，大陆本土封装厂有望能从中受益。
根据SEMI的统计，2017年～2020年间全球将要投产的半导体晶圆厂达到 62座，其中 26 座位于中国大陆，占全球总数的 42%。据兴业证券2018年11月研报，目前国内现有已奠基且2018年底前有望投产的晶圆厂也达到16座，其中8英寸厂2座，12 英寸厂14座。新建晶圆厂在未来数年陆续投产，我国封测企业在技术与海外基本同步、政策支持力度大的情况下，兼具本土化合作优势，有望在快速扩张的晶圆建厂热潮中受益。以存储器为例，据Yole数据，2016年，存储器封装的市场规模近200亿美元，但由于存储器业务绝大部分为IDM，外包给封测厂的存储器业务规模约为50.6亿美元。目前存储器封装的主要企业包括，力成（23.1%的市占率）、南茂、安靠等，长电科技的市场占有率仅为4.5%。而随着中国存储业务的崛起，大陆封测厂也有望迎来较大的发展机遇，如太极实业将承接合肥长鑫/睿力集成、长江存储的部分封测业务，紫光宏茂预计将拿下长江存储50%的存储封测业务等。
综上，我国封测企业在技术整体与海外基本同步并奋力赶超、政策支持力度大、资本、人力成本等方面具有一定优势的多重因素推动下，预计将不断发展壮大，并有望冲刺龙头。
4．晶圆制造：重点拓展成熟制程企业，关注龙头企业
4.1 制程技术水平是行业发展的核心要素
技术路线清晰，行业龙头持续追逐先进制程
Intel创始人之一戈登•摩尔（Gordon Moore）于1965年提出摩尔定律，其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。晶圆制造（集成电路制造）产业在摩尔定律的驱动下，发展路线清晰，主要沿着两条路径不断发展：1）制程的不断缩小，单位面积能容纳的晶体管数目不断增长。制程的缩小以数字芯片为主，包括AP\CPU\存储芯片等，在制程上，需要最先进的节点来满足性能要求。巨头持续追逐先进制程的步伐不会改变，代表企业是台积电，其2018年报显示，公司7nm制程技术成功量产，在2018Q4的营收占比达到了23%，第二代7nm（N7+）技术于2018年8月试产，2019年二季度量产，成为业界首家量产EUV技术的企业。另外，5nm技术开发进度符合预期，预计2019Q2试产，3nm技术也进入全面开发阶段。而对于模拟/射频器件、无源器件、电源管理器件等，对于先进制程的渴求度则相对偏弱，更需要的是务实地满足客户需求。2）硅片尺寸从6寸、8寸向现在主流的12寸发展，以及未来的18寸，单个晶圆上能够产出的芯片数目越多。
摩尔定律趋缓，有利于后发者追赶先进制程
Intel从“嘀嗒”(Tick-Tock)战略模式转变为“制程-架构-优化”(PAO)的三步走战略意味着摩尔定律趋缓。摩尔定律虽趋缓，但远未到终结的时候，半导体行业技术演进仍有巨大的发展空间。摩尔定律趋缓，对致力于追赶龙头的后发者来说，既是机遇又是挑战。机遇是：每一代技术节点停留的时间延长（Intel 14nm节点已停留5年，台积电28nm节点量产8年，营收占比仍高达20%），给予了后发者更充裕的时间来追赶。挑战是：随着先进制程的不断推进，研发投入和投资成本呈现指数级增长，技术风险及投资风险均显著加大。具体到单位晶体管的成本上面，高工艺制程的芯片的成本降低效应正在逐渐收窄，并在20nm之后出现反向增长，这也意味着，发展先进制程在成本方面或将不再具有优势。而要保证跟紧摩尔定律的要求，不断复杂化的制造工艺带来的是愈发高昂的工艺成本，这也就导致赚回投资额所需的时间将会愈发漫长。整体而言，摩尔定律趋缓，行业技术发展速度放缓是有利于有长远战略意图、资金相对充裕的后发者追赶的。
图19：最新制程Fabrication（含IC设计及制造）成本呈指数上涨（亿美元）
资料来源：IC Insights，招商银行研究院
图20：随制程提升成本降低论逐渐失效并反向上升
资料来源：SIA，招商银行研究院
图21：晶圆厂的投资规模（十亿美元）
资料来源：IC insights，招商银行研究院。
注：投资包括：建厂、设备、IT基础设施、自动化，产能50k片/月
行业技术密集特征明显，研发投入具有重要地位
晶圆制造行业具有资本密集和技术密集型特征。统计台积电、联电、中芯国际、华虹半导体及世界先进五家厂商的情况，近五年来，它们的研发支出占收入比维持在高个位数（2017年度为9.2%），充分说明研发在代工行业中的重要地位。由于先进制程每迁移一次技术节点都伴随着比成熟制程高数倍的投入，2017年起台积电开始10nm以上制程研发，支出明显加大，带动行业研发费用率上升。台积电2018年资本支出为101亿美元，其中研发投入25亿美元，预计在未来五年内每年资本支出将维持在100-120亿美元。中芯国际2018年资本支出为18.13亿美元，其中研发支出超过6亿美元。
图22：全球主要晶圆代工厂资本开支及占收入比
资料来源：iHS，招商银行研究院
图23：全球主要晶圆代工厂研发支出及占收入比
资料来源：Ic insights，彭博资讯，招商银行研究院
4.2 最先进制程水平决定行业地位，全球企业分为三大阵营
全球前十大企业市场份额超九成，顶尖制程企业仅剩三家
晶圆制造的主体可分为IDM企业和晶圆代工厂，IDM巨头主要在美国，我国在此领域较为薄弱，因此主要分析晶圆代工厂的情况。根据iHS的统计，全球硅晶圆代工行业营收2017年达到573亿美元，2012-2017年复合增长率达10.8%，主要驱动力包括:1）智能手机的普及带来的半导体用量上升；2）代工模式的占比提升（纯晶圆代工产能占比由2012年的24.1% 增长至2017年的34.0%）。在2018-2020年，晶圆代工行业收入增速预计将维持在8%左右。
作为技术及资本密集型行业，晶圆代工行业集中度达到了空前的地步。从产能来看，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%。从市场份额来看，据IC Insights数据，2017年，全球前八大晶圆代工厂商的市场份额占有率已经逼近了90%，其中，台积电独占半数以上的市场份额，其营收水平已达到其余7家之和的140%以上。2019年一季度，前十大晶圆代工厂的市场份额为95%。
130nm制程全球有30家企业可以量产，但到14nm制程技术只掌握在6家企业手中。联电2018年8月宣布放弃12nm以下的先进工艺研发，格罗方德则宣布放弃7nmLP制程研发，将资源回收至12nm及14nm上来。目前顶尖制程企业仅剩台积电、三星、Intel三家。
表7：全球前十大晶圆代工企业情况(单位：百万美元)
资料来源：IC Insights，公司公告，拓璞产业研究院，招商银行研究院
图24：晶圆制造随制程不断上升已经出现高制程寡头垄断现象
资料来源：中芯国际，招商银行研究院
从应用端来看，2017年度，晶圆代工行业的主要客户包括：智能手机等无线通讯产品（255亿美元，49%）、个人计算机和服务器用计算芯片（57.3亿美元，11%）、消费类产品（93.7亿美元，18%）、车用产品（31.2亿美元，6%）、工业用产品（72.9亿美元，14%）、及其他产品2%。
图25：全球硅晶圆代工收入划分（2017）
资料来源：中金公司研究部，招商银行研究院
依据制程节点划分四大细分市场，竞争格局各有不同
依据目前的制程节点及市场状况，我们将全球晶圆代工市场划分为四大细分市场：＜28nm、28nm、40-65nm、≥90nm。
图26：依据制程节点，全球晶圆制造业划分为四大市场（十亿美元）
资料来源：IHS Market，西南证券，招商银行研究院
由上图可知，全球晶圆代工市场营收增长主要依赖于16nm及以下（≤16nm）先进制程，目前晶圆代工领域，该市场主要被台积电占据，三星晶圆制造业务已独立，成为了台积电的竞争对手，大陆企业在该领域尚无影响力，中芯国际14nm制程即将量产。28nm制程节点由于其性价比较高，被业内公认是一个长效节点，将具有较长的生命周期，但由于各大厂商产能投入较为激进，导致目前产能过剩，大陆企业在改该节点的市场份额仍较小，2019Q1，中芯国际28nm制程节点的营收占比仅为3%。45-65nm及≥90nm的制程市场存量博弈特征明显，整体市场规模稳定，技术较为成熟，有巨大的国产替代空间，国内企业主要从该领域进行突破，对于银行来说，是布局的重点所在。
表8：全球晶圆代工四大细分市场竞争格局
资料来源：中金公司研究部，公司官网，招商银行研究院
以第4类中的8寸晶圆代工业务为例来说明，2017年底以来，8寸晶圆代工出现供不应求，从供给端来说，由于8寸晶圆代工市场相对不大，且增长有限，因此过去五年，8寸晶圆产能变化不大，这样导致：1）硅片、设备等供给不足；2）企业的扩产不明显。而从需求端来说，原先的微处理器、基带、存储等业务由8寸转移至12寸，让8寸晶圆代工厂丧失了部分订单，但受益于原先6寸晶圆向8寸晶圆迁移，且汽车电子及物联网对8寸的需求增加，在产能供给稳中有降，而需求出现增长的情况下，全球8寸晶圆代工反而迎来了景气周期。
图27：8英寸晶圆代工市场供求关系变化
资料来源：中时电子版，西南证券，招商银行研究院
最先进制程决定市场位势，全球晶圆制造企业分为三大阵营
制程工艺的进步可以提高芯片性能，具体来说包括三个方面的影响，规模增大（对应的工艺指标：晶体管密度、栅级间距、最小金属间距）、频率提高、功耗下降。上一节我们将全球晶圆代工市场划分为四大市场，本节我们根据最先进制程节点和市场份额占比情况，将全球晶圆制造企业划分为三大阵营：
表9：第一、二、三阵营晶圆制造企业的特征
资料来源：公司公告，招商银行研究院
4.3 中国成为拉动全球晶圆代工市场增长的主要力量
中国大陆晶圆代工需求增长远超全球其他地区
随着我国IC设计业的快速发展，对晶圆代工的需求在迅速增长。2018年，我国纯晶圆代工市场规模大涨41%，高出了该年度全球晶圆代工市场总销售额增长5%的8倍，2018年，中国大陆在纯晶圆代工市场所占总份额增长了5个百分点，达到了19%。从全球来看，仅次于美洲居第二位。可以说，中国大陆市场基本上推动了整个纯晶圆代工市场的增长。
图28：全球晶圆代工市场分布（按地区划分）
资料来源：IC insights ，招商银行研究院
图29：2017国内前十大晶圆制造企业（单位：亿元）
资料来源：中国半导体行业协会，招商银行研究院
中国掀起建厂热潮，识别真实投资成关键
产业政策推动，中国晶圆厂大扩张。国家将半导体产业定位为基础性、战略性、先导性产业，要求集成电路自给率2020年达到40%，2025年达到70%。在2014年发布的《国家集成电路产业发展推进纲要》等有利的产业政策推动下，中国大陆掀起晶圆建厂热潮，内资和外资大量涌入，行业产能迅速扩张。从设备投资端来看，2018年，在中国大陆，预计中国企业投资额为58亿美元，非中国企业投资额为67亿美元。从销售端来看，2017年，中国大陆内资晶圆代工厂的销售额增长了30%，达到了76亿美元，而当年全球纯晶圆代工市场仅增长了9%。从目前的情况来看，我国晶圆代工产能将保持快速增长。
根据IHS统计，截至2017年末，中国大陆境内已经建成的晶圆厂24座，总产能折合8寸硅片约160万片，占全球总产能18%。根据 SEMI 的统计，2017 年～2020年间全球将要投产的半导体晶圆厂达到62座，其中26座位于中国大陆，占全球总数的42%，预计到2020年，中国大陆晶圆厂装机产能将达到每月400万片八寸约当晶圆，和2015年的230万片相比年复合成长率(CAGR)为12%，成长速度远高过其他地区。
需关注的是：1）由于在硅晶圆、晶圆代工核心设备等方面受制于人，且下游市场变化较快，因此晶圆厂的产能释放存在不确定性。2）识别哪些才是真实投资。对于“纸上计划”、“口头项目”、“只宣传，不开工”、“只开工，不运营”的项目保持警惕。芯谋研究分析全球五大半导体设备厂商年报后得出，2017年及2018年，中国大陆半导体设备采购额（含外资、台资在华机构采购额分别占全球的7%、9%，考虑到投资转换率，实则占比更低。
表10：国内近年新建及规划的主要晶圆厂（不含现厂扩产）一览
资料来源：公司官网，媒体报道，招商银行研究院
重点拓展成熟制程企业，关注龙头
全球晶圆制造企业分为三大阵营，目前大陆企业尚未进入第一阵营。我们将中国晶圆制造企业具体分类如下：
◆第一阵营：主要企业为台积电、Intel、三星。Intel为IDM企业，三星晶圆制造业务已独立运营。中国大陆尚无企业跻身该阵营。
从技术层面来讲，摩尔定律鞭策业内企业不断向更先进制程和技术挺进，拔得头筹者往往实现赢家通吃。先进制程工艺具有极强的议价能力，顶尖工艺常年供不应求。如台积电在7nm制程代工上占据100%市场份额，获得巨额收益，足以弥补其高额的研发开支及折旧成本。Intel、三星由于自身有庞大的需求支撑，亦不断向顶尖制程挺进。从行业发展来说，2016年起，代工行业增长基本由16nm以下先进制程贡献，未来也近乎成为行业的唯一驱动，因此头部企业如需追求业务增长，亦必然向更先进制程技术挺进。
台积电凭借先进制程的先发优势，攫取了行业内大部分利润。从台积电的情况来看，先进制程（＜28nm）的营收占比越来越高，2018年达43%。
图30：台积电各制程节点营收（百万美元）
资料来源：台积电公告，招商银行研究院
◆第二阵营：中国企业主要包括：中芯国际、华力微电子（华虹集团旗下）等。境外巨头包括格罗方德、联电等。
第二阵营企业面临追逐顶尖制程和维持现有商业利益之间的平衡。如不对先进工艺进行投入，短期公司会有较好的业绩释放，但可能丧失长期的增长动力，未来亦会受到前端厂商的降维打击。反之，如果追赶成功，则获得不菲的收益，且长期来看提高了企业的天花板。追赶者的主要压力来自于需持续进行研发投入及巨额固定资产投入，由于突破顶尖制程的时间落后于龙头，因此还面临着订单缺乏及龙头完成固定资产折旧后降价带来的降维打击压力，体现在财务上，就是盈利薄弱甚至难以扭亏。
目前来看，大部分第二阵营企业选择放弃至少是暂时放弃向第一阵营冲刺，转而深耕自身所在市场。中芯国际是为数不多的尚在追赶顶尖制程的企业，目前14nm节点即将量产，且在向10nm、7nm等迈进。
◆第三阵营：我国大部分晶圆制造企业位于该阵营，主要有：武汉新芯、华润微电子等。境外企业主要有：高塔半导体、东部高科等。第三阵营的企业，主要专注于利基市场，避开与台积电的正面竞争。面对下游需求的制程技术不断提升、晶圆尺寸不断扩大，亦需阶段性地进行制程及晶圆尺寸的升级，但相对追赶顶尖制程的企业而言，投入较小。
第三阵营部分细分市场龙头企业因拥有一定的技术实力，占据利基市场，拥有稳定的自由现金流和较好的盈利水平。以华虹半导体（1347.HK）为例，华虹半导体是全球第二大8寸晶圆代工厂(第一是世界先进), 公司共有5大产品平台，2018年的营收占比，分别为：内嵌式非易失存储器 e-NVM（38%），分立器件（33%），模拟与电源管理（16%）逻辑与射频（10%）和 NOR 闪存（3%）。公司近5年的营收增幅远小于台积电和中芯国际，但盈利状况较好，毛利率（2018年为33.45%）远高于中芯国际（2018年为22.22%）。
华虹半导体盈利较好的原因：1）产品差异化。产品深入非主流的利基客户，下游客户分散，提供定制化产品，产品制程先进并不是盈利关键。华虹专注于8英寸的 350/250/180/150/130 纳米及未来四年将扩充12英寸利基型成熟制程工艺 （90/65/55纳米）。2）折旧低。华虹的折旧成本仅占全部营业成本不到26%的比重，远低于联电的40%及中芯国际的38%，这让华虹的毛利率近倍数于联电及中芯国际的毛利率。3）不盲目追逐先进制程。华虹不像中芯国际追赶顶尖支撑，华虹拥有清晰的经营定位，拥有稳定的自由现金净流，造成远高于同业的20%净利润率及33%的净利加折旧占营收比率。4）有技术提升能力，向更先进制程挺进。未来四年，投资25亿美元资本开支于无锡12寸新厂，制程节点为55nm（51%的资本开支由华虹负责，剩下的49%由无锡市政府及国家集成电路大基金负责），扩产每月4万片12寸晶圆代工产能。
