华辰资本-半导体研究报告-2019.3-34页_2mb

华辰资本产业与市场分析总结

核心内容

华辰资本是一家专注于中国产业结构升级与创新，特别是新一代信息技术产业的投资机构。其愿景是“深耕产业、协同发展、价值驱动、重度赋能”，致力于通过产业研究、投资银行、战略咨询和产业基金等模式，为新一代信息技术企业提供全方位的支持。

主要观点

• 半导体产业是新一代信息技术的核心，包括集成电路、分立器件、传感器和光电子等，其中集成电路占据90%的市场份额。
• 芯片的形成涉及设计、制造、封装和测试等多个环节，每个环节都有其独特的技术要求和成本结构。
• 产业价值链上，IC设计处于高端，附加值高，但技术壁垒高；IC制造次之，技术与资金密集；IC封测处于价值链低端，劳动密集，但随着技术进步，其附加值有所提升。
• 中国集成电路市场在2010年后进入扩张期，市场规模增长迅速，但高端芯片仍依赖进口，自给率严重不足。
• 全球半导体市场周期约为4-6年，受宏观经济、下游需求和产能库存影响。近年来，人工智能和区块链等新兴技术推动特殊应用芯片市场快速增长。
• 在商业模式上，IDM（整合器件制造）和OSAT（封装测试）是两种主要模式，IDM模式以英特尔和三星为代表，OSAT模式则以台积电和中芯国际为主。

关键信息

一、产业分析

基础概念

• 半导体材料包括集成电路、分立器件、传感器和光电子，其中90%为集成电路。
• 集成电路（IC）是芯片设计、制造和封装的最终产品，设计更侧重于电路布局和逻辑门设计，制造涉及高纯度硅材料和先进设备。
• 芯片制作流程包括设计、晶元生产、封装和测试，其中设计门槛最高，制造工艺复杂，封装相对简单。

产业链结构

• 产业链围绕IC设计展开，包括EDA和IP；围绕IC制造包括材料和设备；终端应用则根据不同领域有不同的芯片需求。
• EDA是电子设计自动化工具，IP核可减少设计工作量。
• 材料包括高纯硅、金属靶材等，设备包括提纯硅设备、芯片制程设备、封测设备等。

芯片设计、制造与封装

• 芯片设计包括规格制定、HDL语言使用、模拟与逻辑合成、电路布局与绕线。
• 制程工艺包括光刻、刻蚀、离子注入和沉积，其中光刻和刻蚀是关键环节。
• 封装技术包括DIP、BGA、SoC和SiP，其中SoC和SiP适用于便携设备，降低设计成本。

产业价值链

• IC设计附加值最高，主要为知识产权费用；IC制造次之；IC封测附加值最低。
• 产业转移趋势显示，封测最先转移，制造次之，设计最难转移，需自主发展。
• 国际芯片定价策略为8（硬件）:20（市价）。

历史沿革

• 1947年晶体管发明，标志着微电子技术的开始。
• 1963年CMOS技术提出，如今95%的集成电路基于此。
• 1964年摩尔定律提出，预测晶体管集成度每18个月翻倍。

发展趋势

• 芯片尺寸不断缩小，工艺制程从65nm到10nm再到7nm，技术门槛和成本持续提高。
• 未来技术可能包括EUV光刻、GAA结构、新材料应用和立体结构设计。
• 随着技术进步，先进制程成本高，设备折旧费用占比接近50%，研发投入持续增加。

集成电路应用

• 分为模拟、数字和混合信号集成电路，应用领域广泛，包括计算机、通信、存储和显示等。
• 存储芯片、模拟芯片和逻辑芯片是主要增长领域。

微电子元件应用比较

• CPU：高性能，但功耗高，处理海量数据能力有限。
• GPU：浮点运算能力强，适合深度学习，但需CPU控制。
• FPGA：可编程，适合算法推断，但成本高。
• ASIC：专用芯片，功耗低，性能高，但开发周期长。
• 神经元芯片：模仿大脑结构，信息处理速度快。

二、市场分析

全球市场规模

• 全球半导体销售额在1994年突破1000亿美元，2017年达到4090亿美元，年复合增长5.5%。
• 存储芯片增长最快，2017年销售额为1229.18亿美元，占全球半导体市场的30.1%。
• 中国集成电路市场在全球占据重要份额，2017年销售额达到5411亿元人民币。

中国市场规模

• 中国集成电路市场自给率低，2015年仅为10%，预计2020年将达到15%。
• 高端芯片如CPU、GPU、FPGA等仍依赖进口，国产化率几乎为零。

特殊芯片市场规模

• 人工智能芯片市场增长迅速，预计2020年将达到146亿美元。
• 区域包括汽车电子、无人驾驶、物联网和机器人等。

竞争环境

• IDM模式集中在美日韩，如英特尔和三星。
• IC设计领域以美国公司为主，如高通和博通。
• 晶元代工主要在中国台湾，如台积电和联电。
• 封测主要在台湾和中国，如日月光和长电科技。
• 高端设备由美日欧公司掌握，如ASML和东京电子。

工艺制程市场特征

• 先进制程如14nm、10nm和7nm技术不断突破，但成本高昂。
• 设备折旧费用占比高，越先进的制程其折旧年限越短，成本越高。
• 专利使用费和材料成本是先进制程成本的重要组成部分。

三、企业分析

英特尔

• 全球最大的CPU制造商，产品包括微处理器、芯片组、板卡等。
• 2018年营收521亿美元，毛利率62.29%，净利率30.3%。
• 收购Mobileye和Vertex.ai，推动AI芯片发展。

高通公司

• 全球最大的无线半导体供应商，产品包括3G、4G芯片组和系统软件。
• 2018年营收227亿美元，毛利54%，净利润-33亿美元。
• 受美国政策影响，财务状况不佳。

台积电

• 全球最大的晶圆代工厂，提供IC制造服务。
• 2018年营收243亿美元，毛利率48%，净利率33.87%。
• 技术领先，工艺制程先进。

应用材料公司

• 全球最大的半导体设备制造商，提供CVD系统、蚀刻设备等。
• 2018年营收172亿美元，毛利率45%，净利率19.2%。

ARM公司

• 英国半导体知识产权（IP）提供商，向合作伙伴授予IP许可证。
• 全球95%的手机和超过四分之一的电子设备使用ARM技术。
• 2016年被软银收购，从纳斯达克退市。

总结

华辰资本深入分析了半导体产业，特别是新一代信息技术领域的现状和趋势。芯片产业技术门槛高，成本持续增加，先进制程成为强者游戏。中国在IC设计和制造方面已形成完整产业链，但高端芯片仍依赖进口，自给率不足。全球市场呈现明显的周期性，人工智能等新技术推动特殊应用芯片市场快速增长。主要企业如英特尔、高通、台积电和ARM在产业链中占据重要地位，形成显著的垄断效应。未来，随着技术不断进步，芯片产业将更加依赖先进工艺和新材料，同时推动AI和物联网等新兴领域的发展。