從下游需求結(jié)構(gòu)看, 計算機( 以 PC、服務(wù)器為主) 和通訊產(chǎn)品( 以智能手機為主) 構(gòu)成全球半導(dǎo)體需求的主要需求來源,二者合計占比接近四分之三。根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù),2020 年計算機領(lǐng)域銷售額占半導(dǎo)體下游比重為 39.7%, 通信領(lǐng)域銷售額占比 35.0%, 其次為消費電子與汽車電子, 分別占比 10.3%和 7.5%。圖表 1:半導(dǎo)體行業(yè)下游銷售結(jié)構(gòu)

圖表 2:2000-2022 年全球半導(dǎo)體銷售額同比增長率、 全球 GDP 實際增長率

行業(yè)銷售規(guī)模復(fù)盤:下游創(chuàng)新驅(qū)動行業(yè)發(fā)展,行業(yè)規(guī)模在波動中增長。 我們對歷年半導(dǎo)體銷售情況進行復(fù)盤, 發(fā)現(xiàn)行業(yè)市場規(guī)模主要由下游創(chuàng)新決定, 下游終端銷售情況與企業(yè)產(chǎn)能釋放共同決定周期波動, 整體呈現(xiàn)出在波動中成長的特點。從 2015 年至 2022 年,全球半導(dǎo)體銷售規(guī)模從 3,352 億美元增長至 5,735 億美元, 年復(fù)合增速為 7.97%, 高于同期全球 GDP 增速。
2015-2018 年:智能手機仍處于快速滲透期, 受下游智能手機、 TWS 等消費類電子需求旺盛的驅(qū)動, 全球半導(dǎo)體市場蓬勃發(fā)展, 市場規(guī)模從 3,352 億美元增長至 4,688 億美元,2015-2018 年復(fù)合增長率為 11.83%;
2019 年:以智能手機為代表的智能終端市場景氣度下滑, 全球半導(dǎo)體周期向下, 疊加國際貿(mào)易摩擦加劇, 全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模為 4,123 億美元, 同比下滑 12.05%;
2020-2022 年:隨著 5G 終端規(guī)模不斷擴大、 數(shù)據(jù)中心需求增加, 以及 AIoT 等智能化場景逐步拓展及汽車電子不斷滲透, 疊加疫情背景下對遠程辦公、 居家娛樂等需求增加,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模上行, 2020 年、 2021 年和 2022 年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模分別為 4,404億美元、 5,559 億美元和 5,735 億美元, 同比分別增長 6.82%、26.83%和 3.17%。圖表 3:2015-2022 年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模

半導(dǎo)體行業(yè)分類。 根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計組織( World Semiconductor Trade Statistics,WSTS) 將半導(dǎo)體產(chǎn)品細分為四大類:集成電路、 分立器件、 光電子器件和傳感器。其中, 集成電路占據(jù)行業(yè)規(guī)模的八成以上, 其細分領(lǐng)域包括邏輯芯片、存儲器、微處理器和模擬芯片等, 被廣泛應(yīng)用于 5G 通信、 計算機、 消費電子、 網(wǎng)絡(luò)通信、 汽車電子、 物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè), 是絕大多數(shù)電子設(shè)備的核心組成部分。
據(jù) WSTS 數(shù)據(jù), 2022 年全球集成電路、 分立器件、 光學光電子和傳感器市場規(guī)模分別為4,799.88 億美元、 340.98 億美元。437.77 億美元和 222.62 億美元, 在全球半導(dǎo)體行業(yè)占比分別為 82.7%、 5.9%、 7.5%和 3.8%。在上述半導(dǎo)體產(chǎn)品分布中, 集成電路是技術(shù)難度最高、 增速最快的細分產(chǎn)品, 是半導(dǎo)體行業(yè)最重要的構(gòu)成部分。
圖表 4:半導(dǎo)體分類

圖表 5:半導(dǎo)體細分品類銷售額占比(2022 年)


集成電路: 集成電路(integrated circuit, IC) 是一種微型電子器件或部件, 采用一定的工藝, 把一個電路中所需的晶體管、 電阻、 電容和電感等元件及布線互連一起, 制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上, 然后封裝在一個管殼內(nèi), 成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu), 也叫做芯片。
根據(jù)處理信號類型的不同, 集成電路可分為數(shù)字芯片和模擬芯片。 按處理信號類型的不同, 集成電路可分為數(shù)字集成電路和模擬集成電路兩大類, 其中數(shù)字集成電路用來對離散的數(shù)字信號進行算數(shù)和邏輯運算, 包括邏輯芯片、 存儲芯片和微處理器, 是一種將元器件和連線集成于同一半導(dǎo)體芯片上而制成的數(shù)字邏輯電路或系統(tǒng);模擬集成電路主要是指由電容、 電阻、 晶體管等組成的模擬電路集成在一起用來處理模擬信號的集成電路。根據(jù) WSTS 數(shù)據(jù), 2020 年邏輯芯片、 存儲芯片、 微處理器和模擬芯片分別占集成電路市場規(guī)模的32.78%、 32.52%、19.29%和15.41%。
圖表 7:2020 年全球集成電路產(chǎn)品構(gòu)成

圖表 8:模擬集成電路和數(shù)字集成電路對比

圖表 9:分立器件-二極管

圖表 10:分立器件-三極管

圖表 11:分立器件-IGBT

圖表 12:分立器件部分種類

光學光電子器件(photoelectron devices):是利用電-光子轉(zhuǎn)換效應(yīng)制成的各種功能器件。光電子器件應(yīng)用范圍廣泛,包括光通訊、光顯示、手機相機、夜視眼鏡、 微光攝像機、光電瞄具、紅外探測、紅外探測、紅外制導(dǎo)、 醫(yī)學探測和透視等多個領(lǐng)域。
圖表 13:光學光電子器件種類

傳感器(sensor):根據(jù)國家標準準 GB/T7665-2005 的定義, 傳感器指能感受被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置, 它能夠偵測環(huán)境中所發(fā)生的事件或變化, 并將此消息傳送至其他電子設(shè)備(如中央處理器) 的設(shè)備, 通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成, 一般包含傳感單元、 計算單元和接口單元。傳感器種類繁多, 根據(jù)測量用途不同可將其分為溫度傳感器、壓力傳感器、 流量傳感器、 氣體傳感器、 光學傳感器和慣性傳感器等。
圖表 14:傳感器分類

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈情況。 從生產(chǎn)流程角度看, 半導(dǎo)體生產(chǎn)主要分為設(shè)計、 制造和封測三大流程, 并需要上游的半導(dǎo)體設(shè)備與材料作為支撐。以集成電路為代表的都不同產(chǎn)品下游應(yīng)用廣泛, 下游創(chuàng)新引領(lǐng)的需求增長是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的核心驅(qū)動力。
圖表 15:半導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈

集成電路設(shè)計:指按照既定的功能要求設(shè)計出所需要的電路圖, 最終的輸出結(jié)果為掩膜版圖。我國的集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)發(fā)展起點較低, 但依靠著巨大的市場需求和良好的產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境等有利因素,已成為全球集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)的新生力量。從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看,我國大陸集成電路設(shè)計行業(yè)銷售規(guī)模從 2010 年的 383.0 億元增長至 2021 年的 4,519.0 億元,年復(fù)合增長率約為 25.15%;而本土產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善, 也為國內(nèi)初創(chuàng)芯片設(shè)計公司提供了晶圓制造支持, 疊加產(chǎn)業(yè)資金與政策支持,以及海外人才回流, 我國芯片設(shè)計公司數(shù)量快速增加。據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù), 自 2010 年以來,我國芯片設(shè)計公司數(shù)量大幅提升,2010 年僅為 582 家,2022 年增長至 3,243 家,2010-2022年年均復(fù)合增長率約為 15.39%。
圖表16:2010-2022 年中國芯片設(shè)計企業(yè)數(shù)量增長情況

圖表 17:我國集成電路設(shè)計業(yè)銷售額及同比增長率

從工藝流程看, 集成電路制造工藝一般分為前段(Front End of Line, FEOL)和后段(Back End of Line, BEOL)。前段工藝一般是指晶體管等器件的制造過程, 主要包括隔離、柵結(jié)構(gòu)、源漏、接觸孔等形成工藝。后段工藝主要是指形成能將電信號傳輸?shù)叫酒鱾€器件的互連線, 主要包括互連線間介質(zhì)沉積、 金屬線條形成、 引出焊盤(Contact)制備工藝為分界線。
近年來, 受益中芯國際、 華虹半導(dǎo)體等本土晶圓代工廠崛起, 以及臺積電等晶圓代工龍頭企業(yè)在中國大陸設(shè)廠, 我國集成電路制造產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模實現(xiàn)快速增長。據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù), 2010 年至 2021 年, 中國大陸集成電路制造業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模從 409.0 億元增長至 3,176.3 億元, 2010-2021 年間復(fù)合增長率為 20.48%;其中, 中芯國際年度營收從84 億元增長至 507.57 億元, 2011-2022 年復(fù)合增長率為 17.77%。
圖表 18:中國大陸集成電路制造業(yè)銷售額及同比增長率

圖表 19:2011-2022 年中芯國際年度營收及同比增長率

圖表 20:2022 年第四季度全球前十大晶圓代工廠營收排名


集成電路封測:受益產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,我國 IC 封測產(chǎn)業(yè)增速高于全球平均水平。 封測行業(yè)位于半導(dǎo)體生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的下游, 需要大量的設(shè)備與人員投入, 屬于資本密集型、 人員密集型產(chǎn)業(yè)。與集成電路其他領(lǐng)域相比, 封測門檻相對較低, 是國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)成熟度最高、 最容易實現(xiàn)國產(chǎn)替代的領(lǐng)域。過去十余年, 在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、 人力資源成本優(yōu)勢、 稅收優(yōu)惠等因素促進下, 全球集成電路封測產(chǎn)能逐步向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移, 我國IC 封測業(yè)起步較早, 憑借勞動力成本優(yōu)勢和廣闊的下游市場承接了大量封測訂單轉(zhuǎn)移,因此發(fā)展較為迅速, 近年市場規(guī)模穩(wěn)步增長。近年來, 全球集成電路封測產(chǎn)業(yè)進入穩(wěn)步發(fā)展期, 2014-2021 年行業(yè)市場規(guī)模復(fù)合增長率為 4.27%, 而我國受益于下游智能手機等終端應(yīng)用的蓬勃發(fā)展, 封測產(chǎn)業(yè)增速領(lǐng)先全球。據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)統(tǒng)計, 中國集成電路封測業(yè)年度銷售額從 2014 年的 1,256 億美元增至 2021 年的 2,763 億美元,2014-2021 年符合增長率約為 11.92%, 遠高于同期全球平均水平, 隨著下游應(yīng)用持續(xù)發(fā)展以及先進封裝工藝不斷進步, 國內(nèi)封測行業(yè)成長空間廣闊。
圖表 21:2014-2021 年全球集成電路封測行業(yè)市場規(guī)模及同比增長率

圖表 22:2014-2021 年中國集成電路封測銷售額及同比增長率

圖表 23:2022 年全球封測前十強預(yù)估排名

圖表 24:我國集成電路各環(huán)節(jié)銷售額


半導(dǎo)體市場規(guī)模21 世紀之后,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)向中國大陸轉(zhuǎn)移。 縱觀全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程,經(jīng)歷了由美國向日本、 向韓國和中國臺灣地區(qū)及中國大陸的幾輪產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移, 目前中國大陸已成為全球最重要的半導(dǎo)體應(yīng)用和消費市場之一。根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù), 2022 年中國大陸共有 23 座 12 寸晶圓廠正在投產(chǎn), 合計月產(chǎn)能約 104.2 萬片, 而國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI) 預(yù)計,至 2026 年, 中國大陸 12 寸晶圓廠月產(chǎn)能有望達到 240 萬元,全球比重提升至 25%。一般而言, 新晶圓廠從建立到生產(chǎn)的周期大概為 2 年, 因此未來幾年我國晶圓制造產(chǎn)能仍有望持續(xù)增長, 并帶動上游半導(dǎo)體設(shè)備、 材料發(fā)展。
圖表 26:全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)區(qū)域轉(zhuǎn)移歷程

中國集成電路產(chǎn)量快速提升,半導(dǎo)體銷售額占全球比重有所提高。 受益消費電子、PC等市場蓬勃發(fā)展, 以及國產(chǎn)替代不斷推進, 2016-2022 年我國集成電路產(chǎn)量從 719.52 億塊增長至,3241.9 億塊, 年復(fù)合增速為 12.08%;市場規(guī)模方面, 我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額增速高于全球平均水平, 占全球比重有所提升。2014 第二季度我國半導(dǎo)體銷售額占全球比重為 26.37%, 至 2020 年第二季度提升至 35.52%, 雖然 2022 年以來銷售額占全球比重有所下降, 但仍維持在 30%左右。
圖表 27:我國集成電路產(chǎn)量快速提升

圖表 28:2014-2022 年中國半導(dǎo)體銷售額及占全球比重

圖表 29:中國集成電路進出口金額(億美元)

圖表 30:海外制裁限制我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展

圖表 31:我國先后頒布多項政策促進集成電路行業(yè)發(fā)展


半導(dǎo)體設(shè)備:可分為前道/后道設(shè)備,是晶圓線擴產(chǎn)的主要支出來源。 半導(dǎo)體設(shè)備分為前道晶圓制造設(shè)備和后道封裝設(shè)備, 其中前道設(shè)備包括光刻機、 刻蝕機、 CVD 設(shè)備、 PVD設(shè)備、 離子注入設(shè)備和 CMP 研磨設(shè)備等, 后道設(shè)備包括測試機、 探針臺和分選機等。據(jù)SEMI, 一條半導(dǎo)體產(chǎn)線中, 半導(dǎo)體設(shè)備投資占比高達 80%, 廠房和其他支出僅占 20%。而在前道制造設(shè)備中, 投資占比前三分別為光刻機、 刻蝕機和 PVD 設(shè)備, 占比分別為 30%、20%和 15%, 其后分別為 CVD、 量測設(shè)備、 離子注入機、 CMP 和擴散/氧化設(shè)備。圖表 32:晶圓廠資本支出占比情況

圖表 33:前道設(shè)備中設(shè)備投資占比

圖表 34:2022 年全球上市公司半導(dǎo)體設(shè)備業(yè)務(wù)營收 top10


中國大陸是全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備銷售市場,設(shè)備采購需求旺盛。 根據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI)數(shù)據(jù), 我國半導(dǎo)體設(shè)備銷售額從2005 年的 4.05%提升至2022年的 26.26% ,2022 年銷售額達 283 億美元, 連續(xù)三年成為全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備市場。國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備市場的旺盛需求與較低的國內(nèi)供應(yīng)之間形成較大的供需缺口,國產(chǎn)替代空間廣闊。
圖表 35:中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷售額及占全球比重變化

圖表 36:中國大陸是全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備銷售市場(2022年)

圖表 37:2022 年全球各地區(qū)半導(dǎo)體設(shè)備銷售情況(億美元)

圖表 38:2020 年晶圓制造材料市場占比


圖表 40:2020 年硅片領(lǐng)域競爭格局

圖表 41:2020 年封裝基板競爭格局

來源:芯片智聯(lián)說