产业经济深度：美国长期经济结构变化与周期的机会

证券研究报告|产业经济深度 2023年2月22日 美国长期经济结构变化与周期的机会 德邦证券产业经济组 证券分析师 姓名：李浩 资格编号：S0120522110002 邮箱：lihao3＠tebon.com.cn 研究助理 姓名：张威震 邮箱：zhangwz5＠tebon.com.cn 证券分析师 姓名：李瑶芝 资格编号：S0120522110001 邮箱：liyz＠tebon.com.cn 目录 CONTENTS 第一部分：长期变化—科技周期下行第二部分：中期变化—经济结构调整第三部分：短期变化—工资通胀螺旋 1 01 长期变化—科技周期下行 请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明2 目录 CONTENTS 第一部分：长期变化—科技周期下行 01以半导体为代表的科技行业步入下行周期 02居民杠杆率回升带动非美国家周期繁荣 3 美国科技创新放缓、科技周期下行→居民杠杆率回升→非美国家周期繁荣，中国高端制造或推动全球格局重塑 美国科技行业逐渐成熟，行业格局趋于垄断，技术创新速度放缓 其他原因 美国科技行业周期上行时期 技术创新不断迭代 下游需求旺盛 科技行业维持高利润率 科技行业利润占比不断提升⬆ 科技周期繁荣，居民杠杆率下行 美国贫富差距增加社会矛盾持续激化 美国科技行业 技术迭代 下游需求 科技行业 科技行业利润 经济需要新的利润来 限制低端劳动力 周期下行时期 速度放缓 减弱 利润增速放缓 占比下降⬇ 源，居民部门加杠杆 供给 中国加速追赶 如果美国持续缺乏技术创新 科技行业研发人员需求减少 科技行业裁员潮 传统需求上升 劳动力价格上升 制造业回流劳动力价格上涨居民杠杆率上升 利好中国高端制造 美国互联网产业恶化 利好周期、有色、一带一路 中国高端技术取得突破 全球制造业成本下行生产力提升 美国通胀，美元长期下行，美债利率维持高位 非美国家周期繁荣 中国在全球中低端科技产业链持续替代美国 GDP占全球比重下行 美国长期滞涨，海外传统经济繁荣去中国化产业链重构 美元体系崩溃全球格局重塑 成长性&周期性：在周期波动中成长，从萌芽走向成熟 ►宏观、技术、产业政策、供需关系等多重因素共同影响，全球半导体产业在波动中增长，呈现出螺旋式上升趋势 ►从“强成长、弱周期”，走向“弱成长、强周期”，从爆发式增长的新兴产业，到渐进式前进的成熟产业 下游应用领域不断拓展，需求端持续成长，全球销售额从1976年到2021年增长187倍 需求成长 供给端各环节产能持续爬升，全球半导体产业CapEx从1983年到2021年CAGR为10% 成长性产能成长 半导体产业 结构成长 新技术取代旧技术，新产品替代旧产品，高端产品下沉，低端产品淘汰，结构成长优化 长周期：宏观周期、技术迭代等因素驱动的产品周期，约10年左右 产品周期 中周期：供给端（企业）资本支出驱动的产能周期（朱格拉周期），约3~4年 周期性产能周期 6000 5000 库存周期 短周期：销售端（市场）短期供需错配驱动的库存周期（基钦周期），约3~6季度 140% 120% 4000 3000 2000 1000 0 全球半导体年度销售额（亿美元）销售额YoY（右） 100% 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% 成长阶段复盘：跨越下游应用市场的多轮兴衰更迭周期，成长为5500亿美元的支柱产业 ►1976年以来，全球半导体市场销售金额从最初的约29亿美元成长为2021年的5418亿美元，增长了约187倍，年均复合增速达到 12.3% ►按照下游半导体产品应用领域的变化，全球半导体市场可以大致上分为6个成长阶段 1980年前半导体产业萌芽时代 1981-1990年 家用电器时代 CAGR=20.5% 1991-2000年 台式机时代 CAGR=15.6% 2001-2008年 功能手机、笔记本电脑 CAGR=8.2% 2009-2014年2015-2021年 3G/4G、智能手机5GAIoT、智能手机、智能汽CAGR=8.7%车，CAGR=8.2% 6000 5000 140% 120% 100% 400080% 3000 60% 40% 200020% 1000 0% -20% 0-40% 全球半导体年度销售额（亿美元）销售额YoY（右） 成熟特征：产业价值量向头部企业聚拢，集中度提升，竞争格局趋于稳定 ►2005至2017年间的29家企业的合计收入在全球半导体销售额的比重从49%提升至67% ►2021年格罗方德在纳斯达克上市后，费城半导体指数成分拓展至30只股票，该30家企业合计收入占全球半导体销售额的比重也提升至78.4% 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 全球半导体年度销售额（亿美元）30家半导体企业收入（亿美元）企业合计收入/全球半导体销售额（右） 68%67%66% 73% 78%78% 45%48%46%47%49%46%49%49%49%50%49%48%50% 56%58%60%62%61% 28%28%30%31%30%31% 37%41% 19901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021 22 24 2626272727 28 2929292929292929292929292930303030 1212 13 1717 19 20 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 19901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021 注：由于部分企业上市时间较晚，所以收入合计数据并非在所有年份均包含30家企业。该图反应30家企业中开始披露财务数据的企业数量的变化 19901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021 企业收入YoY（右） 毛利润YoY（右） 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% -60% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% 19901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021 净利率毛利率ROEFCF/收入 对费城半导体指数的30只成分股财务数据加总，收入与利润波动收窄，盈利能力、自由现金流水平不断提升新台阶 1991-20002001-20082009-20142015-2021 53% 49% 51% 46% 45% 38% 35% 29% 22% 16% 22% 18% 20% 14% 17% 19% 21% 17% 13% 15% 9% 8%8% 9% 13% 11% 10% 9% 14% 11% 4% 17% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 全球半导体销售额CAGR 龙头企业收入CAGR 龙头企业毛利润CAGR 龙头企业净利润CAGR 龙头企业平均毛利率 龙头企业平均净利率 龙头企业平均ROE 龙头企业平均FCF/收入 对费城半导体指数的30只成分股财务数据加总，收入与利润波动收窄，盈利能力、自由现金流水平不断提升新台阶 长期：制造技术迭代遭遇理论瓶颈，先进工艺渗透速度减缓→技术周期拉长？ 量子隧穿现象限制芯片工艺节点演进，摩尔定律面临瓶颈；后摩尔时代，该如何超越摩尔定律？ 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 英特尔 14nm+ 10nm 10nm+ 7nm 4nm 3nm 2nm 三星 28nm 10nm 7nm 6nm 5nm 4nm 3nm 2nm 台积电 16nm+ 10nm 7nm 7nm+ 5nm 5nm+ 3nm 2nm 中芯国际 28nm 14nm 12nm 摩尔定理理论值 7nm 5nm 3nm 1nm 集成电路晶体管密度提升带来的边际效益递减，芯片成本上升台积电5nm量产后渗透速度较前代7nm有所减弱，3nm将会如何？ 1.00E+10 1.00E+08 1.00E+06 1.00E+04 1.00E+02 1.00E+00 196819781988199820082018 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 100% 80% 60% 40% 7nm 5nm 20% 0% 芯片成本（亿美元）单个处理器晶体管数量趋势线 5nm7nm10nm16/20nm28nm40/45nm65nm90nm0.11/0.13um0.15/0.18um0.25umandabove ►2020年，新冠病毒全球大流行加速了在线办公渗透率提升，电脑、平板、手机等各类电子设备销量大幅提升，旺盛需求推动多数晶圆厂产能利用率超过85%，部分代工厂接近或超过100% ►2021年，企业纷纷扩大资本开支、提升产能，全球资本开支增速达到近几年极大值 ►2022年后，地缘政治、通货膨胀等因素致使全球经济放缓，H1资本开支仍在增加，但产能紧张局面已得到缓解，且晶圆厂的产能利用率21Q4已出现下滑，制造商开始削减未来资本支出预算。另一方面，存储器市场的疲软和美国对中国半导体生产商的限制（限制购买美国公司设备）也将对23年全球资本开支造成一定负面影响。ICInsights于11月22日下修预测，预计22年全球资本支出约为1817亿美元，同比增速约18.7%，而23年预计全球半导体资本支出将下滑约19.3%至1466亿美元 20Q1至22Q4全球半导体晶圆厂产能、出货量与产能利用率及预测2023年全球半导体产业资本支出预计将出现大幅下降 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 99% 91% 85% 1Q202Q203Q204Q201Q212Q213Q214Q211Q222Q223Q224Q22 105% 100% 95% 90% 85% 80% 75% 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 20182019202020212022F2023F 40% 35.4% 1817 1531 1466 1061 11.0% 1025 1131 18.7% 10.3% -3.4% -19.3% 30% 20% 10% 0% -10% -20% -30% 等效8英寸产能（万片）等效8英寸出货量（万片）晶圆厂产能利用率 全球半导体产业资本支出（亿美元）YoY(右) 资料来源：SIA、Gartner，德邦研究所资料来源：ICInsights2022-11预测，德邦研究所 请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明11 全球半导体CapEx增速周期约为3-4年，此轮capex冲高回落，或将驱动产业景气度步入下行阶段 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 120% 全球半导体产业资本支出（亿美元） YoY(右) 100% 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% -60% 长期，基本盘：全球各类电子设备市场规模21-24预计增速