2018年中國半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展迅猛但技術(shù)自主能力不強(qiáng)，供需不平衡【圖】

半導(dǎo)體李玲玲 2019-02-12 05:54 來源：智研咨詢

以中興禁令為啟，此次中美貿(mào)易戰(zhàn)，實(shí)質(zhì)是美國打著貿(mào)易的旗號試圖對“中國制造 2025”為代表的高科技領(lǐng)域進(jìn)行打壓與遏制。代表之一的半導(dǎo)體，其歷史最早追溯到 19 世紀(jì) 30 年代，經(jīng)過長達(dá)一個(gè)世紀(jì)的研究，直到 1947 年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了更具實(shí)用價(jià)值的晶體管，人類才開啟電子時(shí)代并向信息時(shí)代前進(jìn)?？梢哉f現(xiàn)代的大多數(shù)文明，例如家電、PC（個(gè)人電腦）、智能手機(jī)等，都需依靠半導(dǎo)體行業(yè)。從類型來看，半導(dǎo)體可以分為集成電路、光電子、分立器件和傳感器這四大類。盡管占比有下滑趨勢，集成電路依舊以超 80%市場份額領(lǐng)跑，細(xì)分包括儲存器（36.12%）、邏輯電路（29.78%）、模擬電路（15.46%）和微處理器（18.63%）。

2017 年半導(dǎo)體各細(xì)分場景市場規(guī)模占比

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

細(xì)分領(lǐng)域占比情況

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

受益全球經(jīng)濟(jì)回暖， 2017 年全球半導(dǎo)體市場增速達(dá)到了 2010 年以來的最大值 22.0%，市場規(guī)模創(chuàng)歷史新高，達(dá) 4120 億美元。全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)又一次進(jìn)入繁榮期。 2018 年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模增速在 8%左右，市場規(guī)模有望達(dá) 4500 億美元。

全球半導(dǎo)體市場規(guī)模與增速

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

從整體來看， 2017 年全球半導(dǎo)體市場銷售額達(dá) 4122 億美金，同比增長 21.6%，背后主要推動力來自集成電路與傳感器的強(qiáng)力增長：得益于 DRAM（動態(tài)隨機(jī)存取儲存器）、 NAND 閃存等儲存器爆發(fā)，集成電路 2017 年增速為 24.03%；因物聯(lián)網(wǎng)、智能控制、汽車應(yīng)用、圖像識別等強(qiáng)勁需求驅(qū)動，傳感器市場去年增速為 16.17%。

全球半導(dǎo)體銷售額及增速

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

2017 年集成電路增長值

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

從產(chǎn)業(yè)鏈來看，主要涉及電路設(shè)計(jì)、芯片制造與封測檢驗(yàn)這三個(gè)環(huán)節(jié)。生產(chǎn)流程主要是以電路設(shè)計(jì)為主導(dǎo)， IC 設(shè)計(jì)商根據(jù)客戶需求把系統(tǒng)邏輯和性能轉(zhuǎn)換成物理圖譜，然后委托芯片制造商從原材料，經(jīng)過提純、單晶硅柱、分片、蝕刻等過程制成晶圓（排列著集成電路的硅晶片），再送到封裝廠完成電路封裝、測試的最后步驟，最后進(jìn)行銷售。從運(yùn)作模式來看，目前主流兩種運(yùn)作模式，即整合模式與垂直加工模式。整合模式又稱 IDM（Integrated Device Manufacturer） ,早期的芯片企業(yè)多為 IDM，以英特爾與三星為代表業(yè)務(wù)范圍覆蓋整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。但根據(jù)摩爾定律，同等價(jià)格下，集成電路上容納的晶體管元器件數(shù)目每 18-24 個(gè)月翻一倍，性能也隨之提升一倍。這一定律揭示了半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展迅速的同時(shí)，也暗示整個(gè)行業(yè)需要不停的投入新型材料與儀器研發(fā)更高性能芯片。為了減輕投資壓力與降低失敗風(fēng)險(xiǎn)，上世紀(jì)九十年代開始， IDM逐漸拆分成單環(huán)節(jié)加工，形成以設(shè)計(jì)為主的 Fabless 模式、晶圓代工Foundry 模式和純封測檢驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>

產(chǎn)業(yè)鏈上下游及代表企業(yè)

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

材料方面， 2017 年上游材料端市值約 470 億美金，排名第一的為中國臺灣，以 21.9%市場份額連續(xù)八年奪冠；中國大陸發(fā)展迅速，對比 2011 年增長 56.8%。但最為重要的硅晶圓供應(yīng)市場卻被日本包攬一半，排名前五供應(yīng)商占據(jù)全球 94%市場份額，較去年增長一個(gè)百分點(diǎn)，壟斷日益加劇。

2017 年全球半導(dǎo)體材料市場

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

2017 年硅晶圓前五供應(yīng)商

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

設(shè)備方面， 2017 年全球設(shè)備共投資 566 億美金，韓國以 179.5 億美金首次超越臺灣成為全球設(shè)備花費(fèi)最高國家，主要原因在于今年存儲器的暴漲帶動 DRAM 相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈增長，韓國作為 DRAM 產(chǎn)出第一國家的收益最高。中國大陸以 27.4%增速展現(xiàn)對制造環(huán)節(jié)的投資熱情，排全球第三。與材料供應(yīng)市場類似，設(shè)備供應(yīng)市場 90%以上被歐美日韓壟斷，且前十廠商均有較高的營收增長，其中韓國 SEMES 以 142%增速成為全球漲幅最高供應(yīng)商。

各國地區(qū)設(shè)備投資花費(fèi)（億美金）

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

2017 年前十設(shè)備供應(yīng)商

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

因?yàn)閾碛杏⑻貭?、三星、海力士等全球前十公司?IDM 市場規(guī)模遠(yuǎn)大于 Fabless 市場規(guī)模，但兩者差距逐漸縮小。 Fabless 與 IDM 規(guī)模比從1999 年的 7.67%提升到 2017 年的 38.66%，說明行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈全球縱向延伸加劇。終端應(yīng)用方面，智能手機(jī)依舊是第一大場景，占整體 32.28%。雖然智能手機(jī)市場逐漸飽和，出貨量連續(xù)下滑，智能手機(jī)市場對半導(dǎo)體需求依然保持較高水平。另外， 5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子等快速發(fā)展也大力度推動整個(gè)半導(dǎo)體芯片市場。

Fabless 與 IDM 市場對比

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

2017 年終端應(yīng)用市場（單位：億美金）

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

作為資金與技術(shù)高度密集行業(yè)，半導(dǎo)體目前形成深化的專業(yè)分工、細(xì)分領(lǐng)域高度集中的特點(diǎn)，因此半導(dǎo)體受全球經(jīng)濟(jì)影響波動較大，且相關(guān)性越來越強(qiáng)。分析 1980-2022 年期間全球經(jīng)濟(jì)與半導(dǎo)體行業(yè)之間的相關(guān)系數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，除去 90 年代全球半導(dǎo)體行業(yè)處于整合模式向垂直加工模式轉(zhuǎn)移，其他期間顯示出全球經(jīng)濟(jì)對半導(dǎo)體行業(yè)強(qiáng)力拉動關(guān)系，而這一趨勢未來表現(xiàn)更甚，相關(guān)系數(shù)逐漸向 1 靠攏。主要原因?yàn)閮牲c(diǎn)：1）垂直模式日趨成熟，產(chǎn)業(yè)鏈更細(xì)化。細(xì)化分工的產(chǎn)業(yè)鏈除了降低投資風(fēng)險(xiǎn)、提高環(huán)節(jié)操作效率與最終產(chǎn)品良品率，更重要的是給新玩家一個(gè)進(jìn)入行業(yè)的切入點(diǎn)，例如技術(shù)水平較低的封裝檢測、設(shè)計(jì)突出的Fabless 等。對比早期 IDM 形式，各自環(huán)節(jié)深化有效降低資本支出在銷售的比例，企業(yè)盈利得到一定保障。2）大規(guī)模兼并收購帶來細(xì)分領(lǐng)域的龍頭效應(yīng)，議價(jià)能力增強(qiáng)。為了保障企業(yè)技術(shù)水平、研發(fā)進(jìn)度領(lǐng)先，并擁有一定的市場份額，半導(dǎo)體自2000 年開始進(jìn)行一定規(guī)模的兼并收購，整體交易金額在 2015 年達(dá)至頂峰為 1073 億美金。大量高頻的行業(yè)并購降低制造商與供應(yīng)商數(shù)量的同時(shí)，使“強(qiáng)者越強(qiáng)”。而 2017 年的并購行為放緩也側(cè)面說明，行業(yè)的成熟令各自領(lǐng)域的龍頭效應(yīng)明顯，更多的并購已無法帶來更好的邊際效益。

全球經(jīng)濟(jì)與半導(dǎo)體相關(guān)性越來越強(qiáng)

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

全球經(jīng)濟(jì)與半導(dǎo)體行業(yè)相關(guān)系數(shù)分

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

產(chǎn)業(yè)鏈垂直模式日趨成熟

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

行業(yè)兼并收購規(guī)模 2015 年達(dá)頂峰

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

從歷史進(jìn)程看，全球范圍完成兩次明顯的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移：第一次,十九世紀(jì) 70 年代從美國轉(zhuǎn)向日本。十九世紀(jì) 50 年代，晶體管誕生于美國，后續(xù)發(fā)明影響行業(yè)的革命性芯片與商業(yè)應(yīng)用，例如英特爾 4004、英特爾 8088、IBM 個(gè)人計(jì)算機(jī)等。出于經(jīng)濟(jì)與政治因素考慮， 70 年代向日本提供技術(shù)與設(shè)備支持，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向日本，日本半導(dǎo)體一度躍至世界第一。為了抵制日本發(fā)展奪回半導(dǎo)體行業(yè)話語權(quán)，美國開始向韓國臺灣等地提供支持，第二次，產(chǎn)業(yè)從 80 年代開始轉(zhuǎn)向韓國與臺灣。為了降低設(shè)備、人力等成本，目前，產(chǎn)業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向中國大陸。是什么支持這些國家與地區(qū)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展如此蓬勃？他們又是如何抓住機(jī)遇？我們后續(xù)根據(jù)國家一一分析。

半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

中國集成電路發(fā)展勢頭兇猛。 2017 年我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá) 5411.3 億人民幣，同比增長 24.81%。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，設(shè)計(jì)、制造與封測三大產(chǎn)業(yè)增速均高于去年同期。設(shè)計(jì)業(yè)占比逐年攀升，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從“大封測-中制造-小設(shè)計(jì)”到“大設(shè)計(jì)-中封測-中制造”轉(zhuǎn)型，產(chǎn)業(yè)鏈逐漸從低端走向高端，展現(xiàn)我國集成電路發(fā)展的突破。我國需求供給不平衡不匹配現(xiàn)象仍然嚴(yán)重，且將長期存在。自 2015年起，集成電路超越原油成為我國第一大進(jìn)口商品， 2017 年出口金額 663億美金，較進(jìn)口 2579 億美金存在 1916 億美金缺口，缺口比例（缺口額/總進(jìn)出口額）長期保持 50%以上。從產(chǎn)品種類來看，微處理器與控制器長期占 45%以上進(jìn)口額，說明我國在 CPU、 MPU 等核心器件芯片的自主設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力依舊薄弱，需要依賴于人。

中國集成電路產(chǎn)業(yè)情況

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

中國集成電路進(jìn)出口金額

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

隨著經(jīng)濟(jì)與政策、相對廉價(jià)勞動力支撐，目前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸向中國轉(zhuǎn)移。正如開篇分析，半導(dǎo)體行業(yè)與宏觀經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)相關(guān)性將逐漸加強(qiáng)，我國每年的約 6%GDP 增速、例如集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金等扶持政策都是推動我國集成電路發(fā)展的重要力量。以晶圓廠為例，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至 2022年，包括海內(nèi)外廠商約 30 座晶圓廠將在我國落地，主要聚集在上海、江蘇和安徽一帶。

8 寸與 12 寸晶圓廠建造分布