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投資摘要
本篇報告不同於一般的行業專題，我們從“產業鏈”梳理的角度，分析半導體制造 產業情況。
關鍵結論
一、 半導體制造是目前中國大陸半導體發展的最大瓶頸。
二、 電腦 CPU、手機 SOC/基帶等高端芯片，國內已經有替代，雖然性能與國 際巨頭產品有差距，但是至少可以“將就著用”。
三、 而半導體制造是處於“0~1”的突破過程中。
四、 假如海外半導體代工廠不給中國大陸設計公司代工，那麼中國的半導體產 業將會受到很嚴重影響。
五、 我們認為，市場對芯片設計、半導體設備的認識已經很充分。而對半導體 製造環節認識不夠。同時，再加上半導體產業研究的高壁壘，導致資本市場 對半導體制造是被動型忽視的。
六、 2020 年是半導體制造的大年，我們繼續推薦中芯國際、華虹半導體。
半導體制造產業鏈
製造(代工)是半導體產業的重點
半導體制造是目前中國大陸半導體發展的最大瓶頸，電腦 CPU、手機 SOC/基 帶等高端芯片，國內已經有替代，雖然性能與國際巨頭產品有差距，但是至少 可以“將就著用”。
而半導體制造是處於“0~1”的突破過程中，假如海外半導體代工廠不給中國大 陸設計公司代工，那麼中國的半導體產業將會受到很嚴重影響。
本文主要講半導體制造，涉及到半導體產業鏈有硅、代工廠。
硅片產業鏈
硅是極為常見的一種元素，廣泛存在於岩石、砂礫、塵土之中。 按照工藝類型，半導體硅片可分為拋光片、外延片和以 SOI 硅片為代表的高端 硅基材料。
一般而言，8 寸以下的集成電路產線用拋光片，45nm 及以下線寬的 12 寸晶圓 用外延片，SOI 是一種新型工藝。
拋光片是應用範圍最廣泛，用量最大、最基礎的產品，其他的硅片產品也 都是在拋光片的基礎上二次加工產生的。拋光片去除了表面殘留的損傷層， 實現了硅片表面的平坦化，可用於製作存儲芯片、功率器件及外延片的襯 底材料。
外延片是在拋光片襯底上生長一層單晶硅，這層單晶硅稱為外延層；在外 延層上注入基區、發射區等等。因為，在雙極型器件和集成電路中，為了 減小集電極串聯電阻，以降低飽和壓降與功耗。可用於通用處理器芯片、 圖形處理器芯片、二極管、IGBT 功率器件的製造；
SOI 硅片能夠減少寄生電容和漏電現象，消除閂鎖效應。在 MOSFET 及其 集成電路中，主要是為了降低導通壓降與功耗，有時是為了隔離的需要。 在 CMOS-IC 芯片中，比較多地傾向於採用 SOI 襯底片，主要是為了減弱 或者避免閂鎖效應，同時也可以抑制短溝道效應，這對於 ULSI 具有重要 的意義，被用於射頻前端芯片、功率器件、汽車電子等領域。
絕緣體上硅還用於航天電子、導彈等武器系統的控制和衛星電子系統的新型硅 材料，實現了 CMOS 和雙極電路的全介質隔離，具有無閉鎖、高速、低功耗、 高封裝密度、抗輻射、耐高溫（300 度）優點。
硅片製造工序為：拉晶—切片—磨片—倒角—刻蝕—拋光—清洗—檢測，其中 拉晶、拋光和檢測為硅片製造核心環節。
半導體制造商在合格的硅片上刻電路（半導體制造），製造完備後再封裝測試。
上游硅片市場規模
2018 年全球硅片出貨面積達 127.3 億平方英寸，同比 2017 年增長 7.81%。
2018年全球硅片銷售金額為114億美（其中中國大陸半導體硅片9.96億美元）， 同比 2017 年增長 30.65%，其中每平方英寸單價為 0.89 美元，較 2017 年增長 21%。
2016~2018 全球半導體硅片市場銷售規模 CAGR 達 25.75%。
五大硅片廠壟斷市場
全球半導體硅片市場主要集中在幾家大企業，行業集中度高，技術壁壘較高。 2018 前 5 大硅片廠商合計 95%市場份額，行業前五名企業的市場份額分別為： 日本信越化學市場份額 28%，日本 SUMCO 市場份額 25%，德國 Siltronic 市 場份額 14%，中國臺灣環球晶圓市場份額為 14%，韓國 SKSiltron 市場份額佔 比為 11%，法國 Soitec 為 4%。
半導體代工廠的三大指標
一是先進製程達到多少納米
工藝製程反應半導體制造技術先進性，目前能夠量產的最先進工藝是臺積電的 5nm，國內半導體代工廠最新先進的是中芯國際的 14nm。此處的 14nm、5nm 是指芯片內部的晶體管的柵長，通俗講就是芯片內部的最小線寬。
一般情況下，工藝製程越先進，芯片的性能越高，特別是數字電路。
從工藝製程組成看，全球 40%的半導體代工廠收入來自 40nm 及以下的先進工 藝製程，這個比例將來會提升。
二是晶圓尺寸趨於大硅片
目前，全球主要晶圓尺寸是 6 寸、8 寸、12 寸。
生產功率半導體主要使用 6 英寸和 8 英寸硅片，微控制器使用 8 英寸硅片，邏 輯芯片和存儲芯片則需要 12 英寸硅片，因此隨著半導體技術的發展和市場需求 的變化，目前硅片正向大尺寸趨勢發展。
2018 年全球 12 英寸硅片需求平均值要在 600-650 萬片/月，而 8 英寸硅片需求 平均值在 550-600 萬片/月。就技術角度來看，12 英寸硅片需求主要被 NAND 和 DRAM 所驅動，從市場角度來講，智能手機的存儲量逐漸增長以及對數據傳 輸的依賴，促進了固態硬盤（SSD）對原有機械硬盤（HDD）的替代；傳感器 在智能手機中的運用也起到了一定的作用。8 英寸硅片被更多的運用在了汽車 電子領域，如 ADAS 系統與車載娛樂的普及，加劇了市場對邏輯電路以及高精 度元器件的需求，長期來看 8 英寸硅片也依然有巨大需求。
三是產能決定短期業績
一般情況下，半導體制造廠商不會輕易擴產，產能在 1 年左右的短期內是穩定 的，當半導體景氣度來臨，產能決定公司的收入。
截至 2019 年 Q3，全球主要半導體代工廠產能排名：臺積電、聯電、中芯國際、 世界先進、華虹半導體。
工藝製程不是越先進越好
一是上游 IC 設計費用越來越高。先進製程滿足為設備提供了良好的功耗比，但 是 IC 設計費用越來越高，代際設計費用增速也越來越高。例如 7nm 芯片設計成本超過 3 億美元，華為 mate20 麒麟 980 芯片就是用臺積電的 7nm 工藝制 程，麒麟 980 是由超過 1000 名半導體工程師組成的團隊歷時 3 年時間、經歷 超過 5000 次的工程驗證才成功應用。
IBS 的測算要是基於 3nm 開發出 NVIDIA GPU 設計成本達 15 億美元。從芯片 設計經濟效益看，7nm 是長期存在節點，5nm/3nm 的功耗性能面積成本難達到 平衡點，除非有超額的出貨量來均攤成本。
二是工藝逼近極限，中游投資增加但邊際效果下降
14nm 之前，每 18 個月進步一代的製程，性價有 50%的提升，14nm 之後，趨 勢就已經逐漸衰微了。
例如，當處理器速度提升 1 倍，但用戶體驗到的速度達不到 1 倍。用戶體驗是 一個完整系統，處理器性能發揮收到內存、系統軟件、網絡等限制。
工藝尺寸的升級需要光刻系統配合，7nm 後光刻系統已經從 DUV 轉向 EUV 升 級，投資成本急劇增加，例如三星 7nm 產線投資額 56 億美元升級 Hwaseong 的晶圓廠，需要 8 臺 EUV，每套 EUV 系統 15 億人民幣。
另外，工藝升級晶體管升級也要創新，14nm 開創了 FinFET，3nm 需要 GAA 經晶體管結構，晶體管級的創新對代工廠的產線來說是徹底的改造。
三是客戶從代工廠穩定性可靠性考慮。
技術路線符合客戶需求——客戶希望代工廠的投入、發展方向符合客戶技 術發展方向；對現有工藝差異化技術需求。
擴大客戶投資價值——客戶希望從每一代技術中獲得更多價值，充分利用 設計每個技術節點所需的大量投資。
財務穩健確保供應——客戶希望代工廠的財務穩健，以滿足未來十年芯片 生產需求。
考慮以上因素，格羅方德、聯電都放棄 14/12nm 以下的開發。
先進製程和特殊工藝雙向發展
未來半導體工藝發展有兩個方向，一是繼續追求先進製程小型化，典型代表臺 積電、三星、英特爾、中芯國際；二是聚焦特色工藝的滿足多樣化需求，實現人 與環境的互動，例如華虹半導體、聯電、格羅方德、世界先進。
半導體代工需求旺盛
代工增速超半導體行業整體增速
半導體廠商模式分為只有設計無製造的 Fabless 模式和有設計有製造的 IDM。 Fabless、IDM、系統廠商都是代工廠的客戶。
2019 年中國大陸半導體代工市場規模預計在 110 億美元同比增長 14.6%。
2019 年全球 Fabless 半導體代工需求為 1260 億美元，同比增長 13.5%，其中 中國市場需求為 280 億美元，同比增長 21.7%。
DIM 廠商產能不足的時候外找代工廠，一些 system 廠商自己做芯片，例如匯川 （變頻器）、合肥陽光（電源）、英威騰（變頻器），這些終端系統商為了減低成 本，保證供應鏈，自己設計芯片交給代工廠製造。
半導體代工增速超半導體行業增速，2013~2019 年，全球半導體增長 34%，而 Fabless 需求（對應代工廠收入）增加 83%。
代工廠排名
2019 年 Q3 全球十大晶圓廠排名為：臺積電、三星、格羅方德、聯電、中芯國 際、高塔、華虹、世界先進、力晶、東部高科。
國內代工龍頭中芯國際排名第五，市場佔有率 4.4%。
美國壟斷供應亞太壟斷需求
集成電路是半導體最大組成部分
中長期看，作為科技制高點的半導體將成為國內和全球貿易、科技的焦點，在 實業和資本市場都將不會平靜。理解了半導體產業，才能把握科技發展趨勢。 在深入研究半導體行業之前，我們首先明確行業基本概念。半導體包括光電子、 傳感器、微電子；其中的微電子是重中之重。集成電路（Integrated Circuit，簡 稱 IC）是微電子中的核心，CPU、GPU、FPGA、NPU 等都屬於此類，一塊芯 片上包含很多晶體管。廣義芯片指光電子、傳感器、微電子產品，狹義芯片單指 集成電路。
2018 年集成電路佔半導體 84%份額，在集成電路中，存儲器、邏輯電路、微處 理器、模擬電路分別佔 40%、28%、17%、15%。
亞太是集成電路需求大戶
從芯片需求看，亞太地區佔 60%的市場需求，一是因為日本、韓國、中國大陸、中國臺灣地區擁有眾多 IC 下游產業，是全球工廠；二是亞太地區人口眾多，電 子設備市場需求大。
美國主導芯片供應
2018 年美國芯片公司依然主導了整個芯片市場，全球市場份額佔比超過 50%。 IC 設計公司按照是否擁有工廠，分為無晶圓工廠的 fabless 模式，有晶圓工廠 的 IDM 模式。
美國無晶圓廠芯片公司佔據全球 68%分市場份額，而美國有晶圓廠芯片公司佔 據全球 46%分市場份額，兩者合計市場份額未 52%。
排名第二的是韓國，無晶圓廠、有晶圓廠全球市場份額分別為不到 1%、35%， 合計市場份額 27%。第三名的日本，無晶圓廠、有晶圓廠全球市場份額分別為 不到 1%、9%，合計市場份額 7%。歐盟的無晶圓廠、有晶圓廠全球市場份額分 別為 2%、7%，合計市場份額 6%。
中國大陸，無晶圓廠、有晶圓廠全球市場份額分別為 13%、不到 1%，合計市 場份額 3%，中國大陸 IC 公司主要為無晶圓廠公司。
行業前十主要在美國
2018 全球 fabless 芯片設計公司前十名公司中，美國佔據 6 家，中國大陸只有 海思，中國臺灣有 3 家。
細分領域龍頭市值都超過百億美元，CPU 龍頭英特爾、GPU 龍頭英偉達、模擬 芯片龍頭德州儀器等。
上游設計領域機會
從應用領域看：消費、工業、車載難度提升
按照產品的應用領域看：
1. 消費類、通訊類芯片難度低，國產化容易。
2. 工業類的監控、圖像處理國內設計公司有機會。
3. 車載類的因為認證要求和時間長，難度大。例如 MCU 在消費、物聯網領域有 替代，替代辦法是將 MCU 裡面集成 wifi、藍牙功能，但用於車載很難。
從產品分類看：晶體管越多功能越多難度越大
從產品分類看，分為數字、模擬與數模混合、射頻、功率器件、光電器件、傳感器 與微機電系統集成電路。我們以四個角度看國內的投資機會：
1. 晶體管個數越少的芯片。
2. 功能單一化的芯片。
3. 工藝簡單的芯片。
4. 單價低的芯片。
下圖中的分類，從上到下芯片含的晶體管個數越少、功能趨於單一化、工藝越簡單、 單價相對降低，國內的設計企業的難度越小。例如國內指紋識別芯片、只有一個器 晶體管的二極管、三極管等。
從公司角度看：合作伙伴越多越好
我們以最典型、通用的應用在汽車、家電、工業設備等領域的 MCU 為例，國內 MCU 主要在中低端領域，高端領域很少。
因為，MCU 的價格佔整機成本的比例非常小，MCU 價格低（最低 1 元左右）， 國產 MCU 與進口 MCU 的價格差距已經不足以驅動高端用戶選擇新公司的、不 成熟的國產 MCU，出現“越不用越不成熟，越不成熟越不用”的惡性循環。
國內投資機會在於具有優質合作伙伴的公司，因為國內有 MCU 應用大市場。消 費電子、工業控制、汽車電子、物聯網、人工智能等，在中國都有大量的開發團 隊和配套的支持體系，以及廣泛的消費群體和應用場景。
我們在生態的邊界中論述過，芯片不同於其他硬件產品可以直接賣給客戶，大 部分需要經銷商、方案商來銷售，需要很多的合作伙伴。其邏輯是：應用需求越 多、解決方案提供商越多、芯片設計公司的產品推廣力度就越大。
從規模角度看：聚焦細分領域不做產品多樣化的公司
隨著半導體行逐漸成熟，格局趨於穩定，通過併購增加擴大規模成為主要手段。 因為，理論上半導體具有規模效應，規模越大，邊際成本降低。但是，這要分情 況，規模是單領域的規模擴大，還是多領域的擴大。
根據 IC Insights 的統計，大部分公司營業利潤和收入之間沒有相關性。下圖說 明通過擴大規模來提升利潤率的措施並不有效。
聚焦細分領域的併購，營業利潤率提升。那些通過收購和剝離，聚焦細分領域， 實現業務專業化的公司，利潤率會提升。最典型的是模擬芯片的龍頭德州儀器， 40 多年前的德州儀器能夠供應所有的半導體產品，而從 2000 年以來，德州儀 器通過併購重組，重心聚焦模擬和電源產品，營業利潤率從 2005 年 10%提升 到 2018 年的 45%。
2018 年 NXP 的高性能混合信號佔比超達到 96%，這項收入主要來自汽車和安 全這兩個主要領域，該收入佔比從 2009 年的 52%提升到 2018 年的 96%，相 應地，恩智浦的營業利潤率（調整商譽攤銷後）從 2011 年的 6.2%逐漸上升到 2018 年的 44.2%。
追求多樣化的併購，利潤率並未提升。為了增長和多樣化產品組合而進行收購 的公司營業利潤率並未改善。英特爾在主營業務 PC 和服務器的微處理器基礎 上，在新領域中展開收購，例如收購安全性業務的 McAfee，嵌入式軟件的 Wind River，FPGA 的 Altera，這些收購增加的收入佔比達到 14%，但是，並沒有帶 來營業利潤率的增加，這也能解釋，為什麼過去十年裡，英特爾的估值並未獲 得提升。
綜上，那些能夠聚焦主業進行規模擴張的公司，可以通過擴大規模來降低成本， 提升營業利潤率，公司的價值能夠提升，是值得投資的標的。
而那些通過併購，來追求業務多樣化的公司，並沒有能帶來利潤率的提升，也 就沒有價值的提升，不是較好的投資標的。
投資建議
我們看好國內的半導體上游的芯片設計產業，上游芯片設計公司越多，對下游 的代工需求越旺盛，有利於國內的半導體代工廠，國內兩大代工巨頭都在港股， 我們在港股範圍內推薦華虹半導體和中芯國際。
中芯國際（0981.hk）： 半導體代工龍頭，看好先進製程
大陸半導體制造龍頭：國資背景+技術型 CEO
公司是我國大陸最大半導體代工廠，全球第五；最先進 14nm 工藝距離全球最 先進的 7nm 只落後 2 代。前兩大股東為大唐電信和國家集成電路基金。
梁孟松、楊光磊加盟，有望複製英特爾 2013~2018 年的輝煌
2017 年技術型 CEO 梁孟松加盟，2019 年 8 月原臺積電研發處處長楊光磊加 盟，有望帶領公司複製 2013~2018 年英特爾的輝煌。2013 年~2018 年技術型 CEO 科再奇任英特爾 CEO，期間英特爾淨利潤下降 9%，股價上漲 157%。科 再奇推動英特爾向物聯網及 AI 轉型，在 IDM 模式基礎上，引入代工服務。
貿易戰加速中芯國際成長
一是國內半導體需求增速超過 GDP 增速；二是國產芯片自給率很低，貿易戰加 速國產替換；三是貿易戰導致上游設計企業為了分散風險，將訂單從競爭對手 轉移至中芯國際。
追趕者在成熟製程還有機會
除了 7nm 工藝的 logic、RF 芯片之外，公司的 14nm（今年下半年貢獻收入） 以上的技術都可以實現。例如，電源管理和指紋識別應用需求確保 8 寸廠滿產， 物聯網、CMOS 圖像傳感器、WiFi 芯片需求拉動 12 寸業務增長。
中芯國際才是真正的核心資產
能夠成為國家半導體發展重大轉折點的中芯國際才是核心資產。核心資產不是 1~N 的無限擴大，二是 0~1 的關鍵突破。
核心資產不是有了它更好，而是缺了它不行。市場上所謂的核心資產的缺乏或 者消失，對國家、對社會的影響不大，大不了再成立一家公司繼續做。而中芯國 際這種半導體代工廠是整個科技產業的基礎，在海外限制半導體制造的背景下， 大陸缺少半導體制造，會動搖科技產業的根基。從這個角度看，中芯國際才是 核心資產。
由於中芯國際處於港股，大陸資本對中芯國際認識不夠。同時，再加上半導體 產業研究的高壁壘，導致資本市場對中芯國際是被動型忽視的。
貿易戰加速中芯國際成長，也加速資本市場對中芯國際的認識
最近一年，在貿易戰、美國對中國半導體發展各種限制的大背景下，市場逐漸 意識到半導體制造才是核心資產，是不可或缺的資產。在這個邏輯下，中芯國 際應該享有比其它製造業更高的估值。
一是中芯國際作為不可獲取的核心資產，相對於面板龍頭、家用電器龍頭、手 機零部件龍頭，中芯國際的估值有很大提升空間。
受益於半導體國產化，市場認識從低估走向合理，維持“買入”評級目標價 22~23.7 港元
大陸半導體產業要崛起，從設計到代工、封測都要自主化，所以大陸的芯片設 計公司尋求大陸代工是必然趨勢。無論是國內芯片設計巨頭，還是芯片設計中 小型公司，都在有可能將代工轉向國內，這種代工訂單轉移逐漸成為業內共識， 且趨勢正在加強。中芯國際作為國內代工龍頭（產線種類多、產能大），將明顯 受益。
預計 2019~2021 年收入分別為 31.32 億美元/36.04 億美元/40.59 億美元，增速 分別為-6.8%/15.1%/12.6%，2019~2021 年利潤分別為 2.07 億美元/1.84 億美 元/2.26 億美元，增速 55%/-11%/23%。
公司作為半導體代工的技術跟隨著，技術節點突破是關鍵，應該先看公司的技 術，再看收入，最後才是利潤。中長期看好國產化替代大背景下的大陸代工廠 崛起。
公司合理 PB 估值範圍 2.5~2.7 倍，公司合理估值 22~23.7 港元，維持業績預 測和“買入”評級。
風險提示
14nm 工藝進展不及預期，全球產能鬆動，影響公司毛利率。
華虹半導體（1347.hk）： 公司專注特色工藝，收入增速強於全球市場
公司是全球領先的純晶圓代工企業，特別專注於嵌入式非易失性存儲器、功率 器件、模擬與電源管理和邏輯及射頻等差異化特色工藝平臺，質量管理體系滿 足汽車電子芯片生產的嚴苛要求。公司分立器件平臺繼續顯示出巨大的優勢， 尤其是超級結、IGBT 和通用 MOSFET。預計分立器件在未來的需求仍將持續 增長。2019 年第二季度，全球半導體銷售額為 982 億美元，較去年同期減少 16.8％；2019 年上半年，全球銷售額同比下滑 14.5％。全球半導體市場仍處於 下滑期。全球主要地區和半導體產品類別銷售額均下降。
正因為公司專注於嵌入式非易失性存儲器、功率器件、模擬與電源管理和邏輯 及射頻等差異化特色工藝平臺，質量管理體系滿足汽車電子芯片生產的嚴苛要 求。公司分立器件平臺繼續顯示出巨大的優勢，尤其是超級結、IGBT 和通用 MOSFET。分立器件在未來的需求仍將持續增長，從而帶動公司收入增長。
聚焦中小客戶分散風險
公司為了穩定增長，從一開始選擇的就是中小客戶戰略，從目標客戶角度選擇 差異化競爭。因為小客戶的出貨量小，無法通過加大出貨量來分攤流片成本， 公司服務的客戶的議價能力相對弱。大客戶的議價能力強，利潤率低，風險大， 大客戶的訂單調整影響公司業績穩定性。
維持“買入”評級
預測 2019~2021 年收入分別為 10.09 億美元/16.69 億美元/13.32 億美元，增速 分別為 8.5%/15.8%/14%，2019~2021 淨利潤分別為 2.12 億美元/2.36 億美元 /2.55 億美元，增速分別為 16.3%/11.2%/8.1。維持“買入”評級。
獲取報告請登陸未來智庫www.vzkoo.com。
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