2022年晶圓代工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

1、2022年晶圓代工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析1. 成熟制程晶圓代工盈利能力較強晶圓代工為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈重要環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體行業(yè)的生產(chǎn)模式主要有兩種：1）IDM 模式，集 IC 設(shè)計、制造與封裝測試為一體，2）Fabless +Foundry，專注設(shè)計無工廠+ 晶圓代工。對于先進制程，F(xiàn)oundry 能夠通過集中資源來負擔開發(fā)先進制程產(chǎn)生的資本 開支，因此將代工業(yè)務(wù)委任給 Foundry 可降低 Fabless 設(shè)計的準入門檻；對于成熟制 程，對于小批量的產(chǎn)品，F(xiàn)oundry 也有強需求。長期來看，功率器件、分立器件等產(chǎn)品、 對于少量多樣的需求使在廠商擴大到一定規(guī)模后傾向于選擇 IDM 模式。國產(chǎn)份額持續(xù)提升，

2、華虹為中國大陸第二大純晶圓代工廠。根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù)， 從全球晶圓代工競爭格局來看，臺積電是晶圓代工行業(yè)的主要玩家，保持 50%以上的營 收市場份額。華虹半導(dǎo)體作為中國大陸領(lǐng)先的晶圓代工企業(yè)，市場份額連年保持穩(wěn)定， 營收僅次于中芯國際位列中國大陸第二，據(jù) TrendForce 統(tǒng)計，2021 年第二季度華虹集團市場份額上升至 2.6%，全球排名第六。展望未來，受益于晶圓代工產(chǎn)能向亞洲遷移、 旺盛的市場需求及華虹自身的擴產(chǎn)規(guī)劃，公司營收市占率有望進一步提升。制程縮小，難度增加，臺積電引領(lǐng)先進制程工藝。28nm 是關(guān)鍵的技術(shù)節(jié)點，將工 藝大致區(qū)分為先進制程和成熟制程。在先進制程領(lǐng)域

3、，22nm 節(jié)點 FinFET 工藝的推出 帶來了架構(gòu)變革，14nm 節(jié)點帶來了整合優(yōu)勢。但隨著制程縮小，逼近摩爾定律極限， 研發(fā)的技術(shù)難度與投入成本都大幅上升，臺積電憑借其積累多年的技術(shù)和規(guī)模優(yōu)勢在先 進制程領(lǐng)域占有領(lǐng)先地位，已將工藝節(jié)點推進到了 5nm 水平。先進工藝資本開支高，專攻成熟制程為企業(yè)提升盈利能力的選擇。全球生產(chǎn) 28nm 以下先進制程的純晶圓代工廠以臺積電為主、IDM 模式以三星和英特爾為主，生產(chǎn) 28nm 以上成熟制程的廠商則包含聯(lián)華電子、中芯國際、華虹半導(dǎo)體等多家純代工企業(yè)。從資本支出看，工藝布局廣、注重研發(fā)先進制程的臺積電資本開支連年保持在高位， 主要用于 7nm 以下

4、先進制程開發(fā)，2020 年高達 186.2 億美元；而專攻成熟制程的華虹 半導(dǎo)體資本開支相對較低，2020 年僅為 10.9 億美元，為臺積電的 5.8%，能夠更好地 支撐盈利能力。2021Q3 華虹資本開支為 2.5 億美元，其中 2.2 億美元用于華虹無錫， 主要用于 12 英寸 65/55nm 制程的擴充，根據(jù)第二季度業(yè)績會的披露信息，公司計劃于2021 年對 12 英寸總投入約 13 億美元。圖：部分代工廠資本開支對比（億美元）2. MCU、功率需求旺盛，成熟制程晶圓代工持續(xù)增長晶圓代工行業(yè)需求整體穩(wěn)步增長，功率等細分下游增速亮眼。格羅方德招股書數(shù)據(jù) 顯示，2020 年全球半導(dǎo)體市場空

5、間約 4660 億美元，晶圓代工市場約 740 億美元。根 據(jù) IC Insight 和集邦咨詢的統(tǒng)計，全球晶圓代工行業(yè)自 2014 年以來持續(xù)維持增長態(tài)勢， 2020 年以來，由于全球電子產(chǎn)品供應(yīng)鏈出現(xiàn)芯片荒，晶圓廠加速了擴產(chǎn)進度，行業(yè)規(guī) 模增速提升，預(yù)計 2022 年晶圓代工市場規(guī)模增速達 13%以上。華虹半導(dǎo)體按技術(shù)平臺劃分，營收可分為嵌入式非易失性存儲、分立器件、邏輯與 射頻、模擬與電源管理、獨立式非易失性存儲器五類。#嵌入式非易失性存儲：非易失性存儲器是指當電流關(guān)掉后，所存儲的數(shù)據(jù)不會消失的存儲器，而嵌入式非 易失性存儲器是指用于滿足各種嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序的小型芯片。嵌入式非易失性存

6、儲 器主要用于微控制器（MCU）和智能卡兩大應(yīng)用。智能卡是指內(nèi)嵌有微芯片的塑料卡，可自行處理數(shù)量較多的數(shù)據(jù)而不會干擾到主機 的工作，適應(yīng)于端口數(shù)目較多且通信速度需求較快的場合。智能卡的主要下游應(yīng)用為 SIM 卡、社保卡、國民身份證等等。2014 至 2020 年，全球智能卡芯片市場規(guī)模從 28.1 億美元增長至 33.6 億美元。據(jù)沙利文預(yù)測，2021 年全球智能卡芯片市場規(guī)模將增至 34.8 億美元，并且在 2021-2023 年繼續(xù)穩(wěn)步增長。MCU 是微控制單元，是把中央處理器的頻率與規(guī)格做適當縮減，并將內(nèi)存、計數(shù) 器、USB、A/D 轉(zhuǎn)換等周邊接口，甚至 LCD 驅(qū)動電路都整合在單一芯片

7、上，形成芯片 級的計算機。MCU 主要下游應(yīng)用為遙控器、家電和智能儀表等。2015 年到 2020 年全球 MCU 市場規(guī)模從 159.5 億美元增長到 206.9 億美元，出貨量增長至 360.65 億顆。 據(jù) IC Insight 預(yù)測，MCU 市場會維持增長，預(yù)計 2021 年和 2022 年分別達到 220.8 億美元 和 238.8 億美元，同比增長 6.7%和 8.1%。 MCU 根據(jù)總線或數(shù)據(jù)暫存器的寬度可以分為 4 位、8 位、16 位、32 位等。16 位 MCU 因為其具有比 8 位更高的性能和比 32 位更快的響應(yīng)時間和更低的成本，可應(yīng)用 于 IC 卡、工業(yè)控制應(yīng)用、汽車

8、電子等眾多領(lǐng)域而發(fā)展迅速。隨著汽車電子滲透率的提升，汽車電子在 MCU 市場規(guī)模中的占比也在不斷升高。 ECU（Engine Control Unit），即發(fā)動機控制單元，特指電噴發(fā)動機的電子控制系統(tǒng)。 但是隨著汽車電子的迅速發(fā)展，ECU 定義也發(fā)生了變化，變?yōu)?Electronic Control Unit， 即電子控制單元，泛指汽車上所有電子控制系統(tǒng)。常見的 ECU 有導(dǎo)航 ECU、安全氣囊 ECU、引擎 ECU、電動車窗 ECU、懸吊系統(tǒng) ECU 等。在汽車向智能化發(fā)展的過程中， 對安全環(huán)保的要求越來越高，因此行業(yè)對 MCU 的需求增長將依舊迅猛。#功率：功率半導(dǎo)體器件又稱電子電力器件，

9、是主要用于電力設(shè)備的電能變換和控制電路方 面大功率的電子器件。功率半導(dǎo)體主要用于保證電子設(shè)備的正常運行并起到有效的節(jié)能 作用。按照電力電子器件能夠被控制電路信號所控制的程度，功率半導(dǎo)體器件可被分類 為半控型器件、全控型器件和不可控器件，主要有功率 IC、MOSFET、IGBT、功率二 極管/整流橋等。2020 年功率半導(dǎo)體的下游應(yīng)用領(lǐng)域主要有工業(yè)控制、消費電子、汽車 電子、計算機、網(wǎng)絡(luò)通信，其中工業(yè)控制、消費電子、汽車電子占據(jù)了 60%以上的市場 空間。汽車中功率半導(dǎo)體主要應(yīng)用在引擎控制、燈控制、電動機驅(qū)動、制動控制等。隨著 新能源汽車的快速發(fā)展，功率半導(dǎo)體在汽車半導(dǎo)體中的價值占比越來越高。據(jù)

10、半導(dǎo)體行 業(yè)觀察的統(tǒng)計，在傳統(tǒng)燃油汽車中半導(dǎo)體價值 450 美元，功率器件為 50 美元；而由于新能源汽車電池動力模塊都需要功率半導(dǎo)體，按照純電動汽車半導(dǎo)體單車價值 750 美元 計算，功率半導(dǎo)體單車價值量約為 455 美元。隨著新能源汽車市場的進一步擴大，功率 半導(dǎo)體的需求將持續(xù)提升。#模擬/電源管理：模擬芯片是集成的模擬電路，用于處理模擬信號。外界信號經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)化為電信號 后，是模擬信號，在模擬芯片構(gòu)成的系統(tǒng)里進行進一步的放大、濾波等處理。處理后的 模擬信號既可以通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器輸出到數(shù)字系統(tǒng)進行處理，也可以直接輸出到執(zhí)行器。 全球模擬芯片市場從 2013 年的 401 億美元增長到 202

11、0 年的 563 億美元，據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè) 研究院預(yù)測，2021 年將增長到 612 億美元。電源管理芯片屬于模擬芯片的一種，在電子設(shè)備系統(tǒng)中擔負對電能的變換、分配、 檢測及其他電能管理的職責(zé)。主要負責(zé)識別 CPU 供電幅值，產(chǎn)生相應(yīng)的短矩波，推動 后級電路進行功率輸出。電源管理芯片的增長驅(qū)動力主要來自應(yīng)用領(lǐng)域規(guī)模的增長和新 興應(yīng)用場景擴展。新能源汽車的發(fā)展帶動了車規(guī)級芯片的需求，5G 手機的出貨量不斷 增長也帶來了需求增量；而隨著物聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展，連接設(shè)備數(shù)量將持續(xù)增長。#邏輯/射頻：圖像傳感器是利用感光單元陣列和輔助控制電路將光學(xué)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妼W(xué)信號的一種常見傳感器。圖像傳感器的主要工作原理為利

12、用感光二極管實現(xiàn)光電信號的轉(zhuǎn)換，再 對感光單元輸出的電學(xué)信號進行加工處理，從而實現(xiàn)對色彩、亮度等光學(xué)信息的感知與 處理。CIS 指 CMOS 圖像傳感器，是一種典型的固體成像傳感器。全球 CIS 市場規(guī)模逐步增長，2020 年全球市場規(guī)模達到 175.5 億美元。根據(jù)沙利 文預(yù)測，2021-2024 年 CIS 市場將繼續(xù)增長，預(yù)計到 2024 年市場達到 238.4 億美元。 以 8 寸晶圓和 1/1.3 英寸的 CIS 為例，每片晶圓平均可切割出約 370 顆 CIS；2020 年 全球 CIS 產(chǎn)量為 70.8 億顆，根據(jù) IC Insights 預(yù)計，CIS 總出貨量將以 14.9%的

13、復(fù)合年 增長率增長，從 2020 年的 67 億顆增長到 2025 年的 135 億顆，需求旺盛，供給緊張。 智能手機占據(jù)了 CMOS 圖像傳感器的很大一部分。手機攝像頭像素的提升，推動 了 CIS 需求量的增長。根據(jù) Frost&Sullivan 的統(tǒng)計，2016 年以來，5M 至 13M 像素攝 像頭已經(jīng)逐步占據(jù)主導(dǎo)地位，同時 13M 至 48M、48M 像素以上攝像頭也在飛快發(fā)展。圖：全球手機攝像頭細分市場規(guī)模（億美元）3. 淡化缺芯影響，下行周期影響有限“缺芯潮”下代工廠營收增速回暖，毛利率保持穩(wěn)定。自 2020 年下半年以來，缺芯 困局已延續(xù)至今，波及面也呈現(xiàn)擴大趨勢。我們選取臺積電

14、、中芯國際、聯(lián)華電子、華 虹半導(dǎo)體四家公司作為參考，產(chǎn)能緊張周期下，2021Q2 四家公司營收環(huán)比增速均超 10%，中芯國際業(yè)績顯著高增，營收同比增速達 43.2%；臺積電營收超原指引上限，同 比增速達 19.8%；聯(lián)華電子營收同比增速為 15.3%，主要受益于消費者和計算相關(guān)應(yīng)用； 華虹半導(dǎo)體營收同比增速達 53.59%。同時，行業(yè)毛利率向好，保障盈利能力。臺積電 毛利率領(lǐng)跑行業(yè)水平，將毛利率目標維持在50%；2021Q3華虹半導(dǎo)體毛利率達27.1%， 緊跟中芯國際和聯(lián)華電子。半導(dǎo)體行業(yè)的周期變動取決于四個因素：1）需求端消費意愿；2）供給端產(chǎn)能；3） 技術(shù)創(chuàng)新能力；4）上下游成本。由于疫情

15、影響與供需結(jié)構(gòu)失衡，芯片產(chǎn)業(yè)鏈供需關(guān)系 持續(xù)緊張，晶圓代工產(chǎn)能不足，芯片交貨周期大幅延長。我們認為 2021 年半導(dǎo)體行業(yè) 的主要擾動因素有結(jié)構(gòu)性缺貨、疫情的反復(fù)、地緣政治、經(jīng)濟的不穩(wěn)定性。根據(jù) IDC 預(yù) 計，伴隨產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)產(chǎn)能加速擴張，芯片短缺將在 2021 年第四季度緩解，行業(yè)將在 2022 年年中達到平衡，2023 年或?qū)⒊霈F(xiàn)產(chǎn)能過剩。下行周期盈利能力有所削弱，華虹受影響幅度最小。復(fù)盤上一輪半導(dǎo)體景氣周期， 我們發(fā)現(xiàn)行業(yè)從 2018 年 Q1 開始出現(xiàn)下行，為期一年左右，中美貿(mào)易摩擦推動的國產(chǎn) 化浪潮改變了行業(yè)小周期。在下行周期內(nèi)，由于 1）智能手機市場出現(xiàn)疲態(tài)，存儲器進入下行周期，導(dǎo)致晶圓 ASP 下滑約 15%；2）資本開支的擴張，致使行業(yè)毛利率從高點 平均下滑 7%-10%；而華虹半導(dǎo)體通過專攻成熟制程將資本開支維持在低位以及優(yōu)化特 色工藝產(chǎn)品結(jié)構(gòu)承受住了下行壓力，如引入高壓功率器件提升整體 ASP，因而凈利率下 滑相對幅度最?。ê罄m(xù)華虹的毛利率下滑主要源于十二寸線的擴產(chǎn)，而非行業(yè)周期因素）， 2018 年 Q4 甚至較 Q1 出現(xiàn)了上升。下行周期行業(yè)產(chǎn)能利用率維持高位，ASP 下滑有限。盡管行業(yè)預(yù)計 2022 年中開始 景氣度有所下滑，但成熟制程產(chǎn)能依舊滿載，復(fù)盤本輪半導(dǎo)體景氣周期，我們認為重要 支撐因素有 1）疫情催生宅經(jīng)濟、云