（報告出品方/作者：德邦證券，李浩、張威震）

1、全球產(chǎn)業(yè)概況與分析框架

半導體基本定義、術(shù)語范疇、分類維度

半導體（Semiconductor） ： 狹義上是指半導體材料，包括以硅（Si）、鍺（Ge）等元素 半導體（也是第一代半導體材料），和以砷化鎵（GaAs）、 氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）、氧化鎵（Ga2O3）等化 合物半導體材料（第二代至第四代半導體材料） 。 廣義上是指基于半導體材料制造的各類器件產(chǎn)品 。 集成電路（Integrated Circuit，IC，中國臺灣稱為“積體電 路”），是指通過一系列特定的加工工藝，將晶體管、二極管 等有源器件和電阻器、電容器等被動元件及布線“集成、封裝” 在半導體晶片上，執(zhí)行特定功能的電路或系統(tǒng) 。 芯片（Chip），通常就是指集成電路芯片，因此絕大多數(shù)時候， 芯片、集成電路、IC等術(shù)語可以混用。 按產(chǎn)品類型劃分4大類：集成電路、分立器件、光電子器件、 傳感器 。 除以上分類外，半導體產(chǎn)品還有多種分類維度，例如按照下游 需求場景可分為：民用級（消費級）、汽車級（車規(guī)級）、工 業(yè)級、軍工級和航天級等。

供給端由企業(yè)主導；需求端由下游應用主導；供給、需求、貿(mào)易創(chuàng)造市場；市場影響供給與需求；技術(shù)迭代是根因。

全球半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展特征

19世紀60年代后期開始的第二次工業(yè)革命，使人類進入了電氣時代。電氣時代以電子設(shè)備為載體，電路則是電子設(shè)備的核心。2022年12月29，臺積電3nm正式量產(chǎn)。

半導體產(chǎn)業(yè)在美國起源后，伴隨地緣政治、地區(qū)產(chǎn)業(yè)政策、制造模式變革等多種因素，經(jīng)歷了三次制造重心的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。

第一次：1976年3月，日本政府以富士通、日立、三菱、NEC和東芝五家公司為核心，聯(lián)合日本工業(yè)技術(shù)研究員、電子綜合研究所和計算機綜合研究所共同實施 “超大規(guī)模集成電路研究計劃”（VLSI），該計劃取得了巨大成功，日本超越美國、一躍成為世界第一的DRAM大國 。 第二次：1983年，韓國政府對外發(fā)布“進軍LSI領(lǐng)域（DRAM）的計劃”，通過四年時間掌握了256K DRAM技術(shù)，并通過向日本大量進口高性能制造設(shè)備，快 速壯大半導體產(chǎn)業(yè) 。 第三次：2001年后中國正式加入世貿(mào)組織，逐漸深度參與到全球電子制造產(chǎn)業(yè)鏈中 。 第四次：從人口紅利過度到工程師紅利（人口結(jié)構(gòu)上，勞動力素質(zhì)提升；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上，技術(shù)要素比重增大），制造業(yè)低端產(chǎn)能或?qū)⒊掷m(xù)外遷。

從宏觀總量到中觀半導體產(chǎn)業(yè)

2021年全球47個主要經(jīng)濟體數(shù)字經(jīng)濟規(guī) 模為38.1萬億美元，占全球GDP比重為 45%，較2020年提升1個百分點。 2021年全球數(shù)字經(jīng)濟在第一產(chǎn)業(yè)滲透率 為8.6%，在第二產(chǎn)業(yè)滲透率為24.3%， 在第三產(chǎn)業(yè)滲透率為46.3%。增速：2021年全球47個經(jīng)濟體數(shù)字經(jīng)濟 同比名義增長15.6%，高于同期GDP名 義增速2.5個百分點 。 數(shù)字經(jīng)濟包括數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化 和數(shù)字化治理三大部分： 2021年全球數(shù)字產(chǎn)業(yè)化規(guī)模占數(shù)字 經(jīng)濟比重為15%，占GDP比重為 6.8%， 2021年全球產(chǎn)業(yè)數(shù)字化規(guī)模占數(shù)字 經(jīng)濟比重為85%，占GDP比重約為 38.2%。

美國信息科技產(chǎn)業(yè)增加值在GDP中占比接近中國2倍。美國經(jīng)濟分析局將“信息通信技術(shù)生產(chǎn)行業(yè)”在傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)劃分框架外單列， 2021年增加值占其GDP比重約為7.6%。中國國家統(tǒng)計局將“信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)”列示在第三產(chǎn)業(yè)下面，2021年占 GDP比重約為3.9%。2021年科技行業(yè)在GDP的百分比，美國約為中國的1.95倍。中美兩國信息科技產(chǎn)業(yè)占GDP比重整體上均呈現(xiàn)上升趨勢。1987年美國信息科技產(chǎn)業(yè)占GDP比重約為3.4%，在科網(wǎng)泡沫前4年，迅 速從1996年的3.9%提升至2000年的6.2%，此后略有下降，至2010年才回升至6.2%，此后緩慢提升至2021年的7.6%。中國信息科 技產(chǎn)業(yè)起步較晚，信息科技產(chǎn)業(yè)占GDP比重數(shù)據(jù)最早可追溯至2004年的2.6%，2022年約為4.0%。

根據(jù)Wind一級行業(yè)分類標準，我們 將A股5000余家上市公司和美股 6000余家上市公司2021年收入和 凈利潤加總 。1）橫向?qū)Ρ葋砜矗?021年，美國 信息技術(shù)行業(yè)憑借13.4%的收入占 比獲得了全行業(yè)20.4%的凈利潤， 而中國信息技術(shù)行業(yè)則用7.9%的收 入占比換來了1.8%的凈利潤份額。 2）縱向?qū)Ρ葋砜?，美國信息技術(shù) 行 業(yè) 收 入 占 比 次 于 可 選 消 費 的 18.5%和金融行業(yè)的13.8%，位列 第三；利潤占比次于金融行業(yè)的 27.6%，位列第二。中國信息技術(shù) 行業(yè)收入占比位列第六，利潤占比 位列第十。

根據(jù)Wind二級行業(yè)分類標準，分別測 算中國和美國2021年半導體和其他二 級行業(yè)的收入與凈利潤在總量中的比重。 2021年，美國半導體行業(yè)收入占比約 為1.9%，凈利潤占比約為3.9%；中國 半導體行業(yè)收入占比約為1.2%，凈利 潤整體虧損約7億元 。 將“半導體與半導體生產(chǎn)設(shè)備”，以及 “電信服務(wù)”、“技術(shù)硬件與設(shè)備”、 “媒體”和“軟件與服務(wù)”等泛TMT行 業(yè)作為信息科技產(chǎn)業(yè)： ? 美國上市公司中，2021年信息科技 產(chǎn)業(yè)收入占比19.1%，凈利潤占比約 為26.9%，凈利率約為16.1%； 中國上市公司中，2021年信息科技 產(chǎn)業(yè)收入占比約為11.0%，凈利潤占 比約為3.3%，凈利率約為1.1%。

2、半導體的成長性與周期性

宏觀、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)政策、供需關(guān)系等多重因素共同影響，全球半導體產(chǎn)業(yè)在波動中增長，呈現(xiàn)出螺旋式上升趨勢 。 從“強成長、弱周期”，走向“弱成長、強周期”，從爆發(fā)式增長的新興產(chǎn)業(yè)，到漸進式前進的成熟產(chǎn)業(yè)。

全球半導體產(chǎn)業(yè)的成長性

1976年以來，全球半導體市場銷售金額從最初的約29億美元成長為2022年的5832億美元，增長了約202倍，年均復合增速 達到12.2%，遠高于全球GDP同時期約3.1%的年均增速水平。

截至2022年底，費城半導體指數(shù)涵蓋包括臺積電、英偉達、阿斯麥在內(nèi)的設(shè)計、設(shè)備和代工制造等環(huán)節(jié)共30家頭部企業(yè)： 2005至2017年間的29家企業(yè)的合計收入在全球半導體銷售額的比重從49%提升至67% 。2021年GF上市后，指數(shù)成分拓展至30只股票，30家企業(yè)合計收入占全球半導體銷售額的比重也提升至78.4%。

1980年至今全球GDP增速和IC市場增速的相關(guān)性呈現(xiàn)上升趨勢。1980至2010年間，全球GDP和IC市場增速相關(guān)系數(shù)最低時為-0.1 （基本不相關(guān)），最高為0.63（弱相關(guān)），但在2010至2019年間，相關(guān)系數(shù)提升到了0.85，如果排除2017-2018年間存儲器市場的 表現(xiàn)，該階段相關(guān)系數(shù)提升至0.96，表現(xiàn)出明顯的強相關(guān)。 IC Insights預計2019至2024年二者相關(guān)系數(shù)將達到0.90。原因： 并購事件增加導致IC制造商減少，供應端基本面發(fā)生變化，行業(yè)競爭格局更加成熟 。 半導體→電子設(shè)備→數(shù)字經(jīng)濟→宏觀經(jīng)濟，半導體價值量占比提升，下游應用更加分散，與宏觀聯(lián)系更加緊密。

全球半導體產(chǎn)業(yè)的周期性

半導體產(chǎn)業(yè)新技術(shù)從最初研發(fā)儲備到終端產(chǎn)品應用并量產(chǎn)的周期大約在10年左右，驅(qū)動信息市場的引擎（下游應用市場主要產(chǎn)品） 也大概10年左右產(chǎn)生一次新變化。

中期維度上，半導體產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)出由企業(yè)設(shè)備投資和產(chǎn)能擴張驅(qū)動周期波動，稱為產(chǎn)能周期（也稱資本支出周期、朱格拉周期、設(shè)備 投資周期等）。 投資端觀測：全球半導體產(chǎn)業(yè)資本支出從1983年的43億美元增長到2021年的1531億美元，年均復合增速約為10%。以同比增速的 極大值點劃分，全球半導體資本開支周期平均約3~4年。

銷售端觀察：產(chǎn)能周期在半導體產(chǎn)品銷售端上也有所體現(xiàn)，以全球半導體月度銷售額為例，1976年3月至今，半導體月銷售額同比 增速（3個月移動平均值）呈現(xiàn)出周期波動特征，每個周期間隔大約在3-4年，平均數(shù)值為2.95年。

短期維度上，由銷售端（市場）短期供需驅(qū)動庫存周期，也稱基欽周期，約3~6個季度。由于下游需求端向上傳導存在時滯，導致了庫 存周期的產(chǎn)生。半導體產(chǎn)業(yè)庫存周期可以分為4個階段： 主動補庫存：在新一輪庫存周期的起點，由于短期需求端指標上升，企業(yè)提升產(chǎn)線稼動率，主動補充庫存水平，產(chǎn)成品存貨環(huán)比上 升，行業(yè)處于短期繁榮階段。 被動補庫存：這一階段需求端指標已經(jīng) 見頂，但企業(yè)稼動率無法立即下降，存 貨水平仍然保持上升，導致利潤率水平 到達頂部后開始下降，行業(yè)開始進入短 期衰退階段 。 主動去庫存：需求端指標持續(xù)下降，企 業(yè)稼動率開始下降，但已經(jīng)出現(xiàn)庫存過 剩，企業(yè)主動降價去庫存，減少存貨壓 力，行業(yè)處于蕭條階段 。 被動去庫存：需求端指標企跌回升，企 業(yè)稼動率降至低點，庫存水平持續(xù)降低 至低點，庫存壓力得到緩解，隨著需求 回溫，行業(yè)開始進入下一輪庫存周期起 點。

3、全球產(chǎn)業(yè)鏈價值量分布特征

全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈概況

設(shè)計、設(shè)備屬于技術(shù)（研發(fā)）密集型，需要參與廠商不斷投入研發(fā)支出用于開發(fā)新技術(shù)，推出新產(chǎn)品，從而保持自身競爭力 。材料和晶圓制造屬于資本（CapEx）密集型，通過成長性的資本開支將企業(yè)產(chǎn)能提升一個臺階，進而帶動未來收入和利潤的增長，對于晶圓材料 和晶圓制造企業(yè)至關(guān)重要；對于以臺積電為首的晶圓代工龍頭，維持成長性資本開支的能力，本身也是企業(yè)的護城河之一 。封測屬于資本+勞動力密集型，封測環(huán)節(jié)通常技術(shù)含量較低，而對勞動力需求較高，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，逐漸形成了以中國大陸的長電科技、通 富微電和華天科技等OSAT廠商主導的產(chǎn)業(yè)格局。

價值量：設(shè)計占60%，其中邏輯IC占30%、存儲IC占9%、DAO占17%；設(shè)備占12%；材料占5%；晶圓制造占19%，封裝與測試占6% 。區(qū)域分布：歐美在設(shè)計、設(shè)備絕對主導；美國在EDA&IP核一家獨大；韓國主導存儲IC設(shè)計；日本在DAO、設(shè)備優(yōu)勢顯著；中國在封測代 工環(huán)節(jié)占比最高。

全球IC產(chǎn)業(yè)鏈分工實例（以某款智能手機AP為例）：歐洲和美國主要負責提供EDA工具、IP授權(quán)和芯片設(shè)計環(huán)節(jié)；OEM廠商通過選型確定供應 商和型號，芯片供應商將圖紙交付給位于中國臺灣的代工廠量產(chǎn)；晶圓廠產(chǎn)線設(shè)備主要由美國、日本和歐洲的供應商提供；晶圓片則先由一家美 國公司提煉出冶金硅，然后交由日本多晶硅制造商加工廠電子級多晶硅，再由韓國廠商將單晶硅錠切割成硅片，最終送到臺灣晶圓廠的產(chǎn)線上； 臺灣晶圓廠加工好的芯片送往馬來西亞完成封裝，最后在中國大陸的工廠被組裝到智能手機中，然后智能手機OEM廠商將產(chǎn)品銷往全球。

4、全球市場現(xiàn)狀與特征

全球半導體產(chǎn)業(yè)市場現(xiàn)狀

亞太地區(qū)在全球半導體銷售額中超過60%。1999年美洲、歐洲、日本、亞太地區(qū)分別為32%、21%、22%和25%，以美國為代表的 美洲地區(qū)為主要市場。此后，亞太地區(qū)市場半導體銷售額快速提升，1999至2021年CAGR達10.6%，超過美洲市場的4.4%約6.2 pct，其市場份額不斷提升，逐漸超過其他地區(qū)總和，至2021年亞太地區(qū)市場份額達到62% 。中國大陸2021年市場份額35%，是全球第一大半導體產(chǎn)品消費地區(qū)。2021年中國大陸市場以1877億美元銷售額成為全球半導體產(chǎn) 品最大消費地區(qū)，市場份額35%。

1983年美國廠商在全球半導體銷售市場占據(jù)超過50%的供給份額。但是在此后幾年間，日本半導體企業(yè)的在激烈競爭中逐漸崛起， 向美國傾銷大量半導體產(chǎn)品，疊加1985年至1986年的行業(yè)衰退，美國半導體企業(yè)全球供給份額在約1988年左右下降至低點，總共 下降約19個百分點，日本實現(xiàn)反超，占據(jù)了全球半導體行業(yè)領(lǐng)導地位。1988年后，美國半導體產(chǎn)業(yè)開始反彈，且日本半導體行業(yè)受到《日美半導體協(xié)定》影響，市場份額逐漸下滑。至1997年，美國半導 體產(chǎn)業(yè)以超過50%的供應份額重新回歸全球領(lǐng)導地位，且一直保持至今。

集成電路占半導體產(chǎn)品銷售額的比重維持在80%以上。2021年，集成電路產(chǎn)品銷售額約4630億美元，占半導體83%市場份額；分立器件銷售額 約303億美元，占6%；光電子器件銷售額約434億美元，占8%；傳感器產(chǎn)品銷售額約191億美元，占3%。集成電路產(chǎn)品份額始終維持在80%以 上，是半導體產(chǎn)品的最主要類型 。 集成電路產(chǎn)品中，邏輯IC和存儲IC比重最高，MCU份額呈下降趨勢。集成電路產(chǎn)品中，2021年：模擬電路銷售額741億美元，占半導體銷售額 的13.3%；微處理器銷售額802億美元，占15.1%；邏輯電路銷售額1548億美元，占30.8%；存儲電路銷售額1538億美元，占27.7%；以MCU為 代表的微處理器產(chǎn)品份額在1999年至今呈現(xiàn)下降趨勢，從34.6%下降至2021年的14.4%；以CPU、GPU等通用芯片為代表的邏輯電路產(chǎn)品份額 從1999年的15.5%上升至2021年的27.9%，呈現(xiàn)上升趨勢。原因主要是，用于工業(yè)、通訊等領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的MCU在過去二十年中增速不高， 而個人電腦的普及和智能手機出現(xiàn)極大拉動了通用邏輯芯片的需求。

5、中國產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與問題

中國半導體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、特征與存在的問題

中國集成電路產(chǎn)業(yè)在GDP比重不斷提升。根據(jù)中國半導體協(xié)會和國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，2002年中國集成電路銷售額在GDP占 比約為0.22%，2021年時已經(jīng)提升至0.91%，按照2021年集成電路銷售額占半導體市場87%計算，2021年中國半導體產(chǎn) 品銷售額占GDP的比重超過1%，約為1.05% 。 作為對比，美國2021年半導體產(chǎn)業(yè)增加值對國內(nèi)GDP的貢獻約為2769億美元，其中：直接貢獻約961億美元，間接貢獻 約856億美元，其他相關(guān)貢獻約953億美元。2021年美國GDP現(xiàn)價約為23.32萬億美元，半導體產(chǎn)業(yè)貢獻占比約為1.19%。

根據(jù)SIA統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年中國大陸市場半導體產(chǎn)品銷售額約為1877億美元，同比增長24.5%，與全球市場增速保持一 致；2022年中國大陸半導體市場略微下降1.1%，約為1857億美元。市場份額上，2016年中國大陸市場占全球約31.5%， 然后逐年提升至2019年的34.8%，近兩年略有下降，但整體較為穩(wěn)定，2022年中國大陸銷售占全球比重約為31.8%。

集成電路（IC）產(chǎn)品在半導體市場占據(jù)主要份額。根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2004年中國IC產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模約為545億元人 民幣，2010年成長為1440億元規(guī)模，2021年則同。比增長21.3%至10458億元（約合1641億美元，占中國半導體市場約87%），首 次突破萬億規(guī)模。近10年中國IC產(chǎn)業(yè)年均復合增速約為18.4%，高于全球IC市場6.5%的增速水平 。 集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中，設(shè)計環(huán)節(jié)銷售額占比最高。2021年中國IC產(chǎn)業(yè)設(shè)計、制造、封測環(huán)節(jié)分別占43%、30%和26%。從三大環(huán)節(jié)銷 售額占比變化來看，IC設(shè)計環(huán)節(jié)銷售額占比自2004年以來不斷提升，制造環(huán)節(jié)銷售份額在2011年前后時間出現(xiàn)局部下降，此后回升 至30%，份額占比趨于穩(wěn)定，而產(chǎn)業(yè)鏈價值較低的封測環(huán)節(jié)，則呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢

6、全球產(chǎn)業(yè)趨勢與中國投資機遇

臺積電先進制程新工藝滲透速度或?qū)p緩 → 先進制程需求短期或?qū)⒆呷?/strong>

2022年底臺積電最新3nm工藝實現(xiàn)量產(chǎn)，預計將在2023年體現(xiàn)在收入結(jié)構(gòu)上。我們對2018年以來臺積電分制程節(jié)點收入占比數(shù)據(jù)進行分析，發(fā) 現(xiàn)臺積電上一代5nm工藝較更早的7nm工藝，其收入份額提升速度有所減緩。將臺積電的5nm和7nm工藝收入份額數(shù)據(jù)單獨列示，把開始有收入份額的季度作為Q=1將數(shù)據(jù)對齊。7nm工藝在2018Q3收入份額約為11%，此 后收入份額快速提升，在2019Q4達到35%，而上一代5nm工藝在2020Q3收入份額為8%，至2022Q4才達到32%左右，滲透速度較7nm明顯減緩。

中期來看，全球半導體產(chǎn)業(yè)資本開支沖高回落，產(chǎn)能周期或?qū)⑦M入下行階段

2020年，新冠病毒全球大流行加速了在線辦公滲透率提升，電腦、平板、手機等各類電子設(shè)備銷量大幅提升，旺盛需求推動多數(shù)晶圓廠產(chǎn)能利 用率超過85%（正常水平約為80%左右），部分代工廠接近或超過100%。2021年，企業(yè)紛紛擴大資本開支、提升產(chǎn)能，全球資本開支增速達到 近幾年極大值 。 2022年后，地緣政治、通貨膨脹等因素致使全球經(jīng)濟放緩，H1資本開支仍在增加，但產(chǎn)能緊張局面已得到緩解，且晶圓廠的產(chǎn)能利用率21Q4已 出現(xiàn)下滑，制造商開始削減未來資本支出預算。另一方面，存儲器市場的疲軟和美國對中國半導體生產(chǎn)商的限制（限制購買美國公司設(shè)備）也將 對23年全球資本開支造成一定負面影響。IC Insights于11月22日下修預測，預計22年全球資本支出約為1817億美元，同比增速約18.7%，而23 年預計全球半導體資本支出將下滑約19.3%至1466億美元。

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