半导体行业TMT全景图半导体篇：周期冰点将过，开启国产替代新征程

证券研究报告行业评级： 半导体强于大市（维持） 周期冰点将过，开启国产替代新征程 —TMT全景图半导体篇 平安证券研究所TMT团队 分析师：徐碧云、付强、徐勇、闫磊 请务必阅读正文后免责条款 2023年8月25日 投资要点 •行业现状与整体趋势：集成电路产业链分为设备&材料、设计、制造及封测等环节，其中设备、IC设计等是利润核心环节，未来AI、 汽车、工业、元宇宙等有望驱动集成电路产业规模持续增长。目前国内产业自给率仍较低，中国大陆核心优势在封测环节。近年来“美、日、荷”对我国集成电路产业制裁不断升级，在国内政策加码、大基金扶持持续进行的背景下，我国集成电路产业蓬勃发展。 •半导体设计端—EDA/IP和芯片：EDA/IP增速快，芯片类型呈现分化表象。EDA/IP的市场规模均随着工艺制程演进而提升，SEMI预计全球EDA市场到2028年将达215亿美元左右，2021~2028年CAGR为7.2%。根据IBS和炼金术资本预测，全球半导体IP市场将由2018年的46亿美元增长至2027年的101亿美元，期间CAGR超过9%。芯片如模拟、功率、存储等因应用不同体现出表象不同，如模拟芯片因应用分散而稳步增长，功率芯片因新能源爆发式增长而供不应求，存储芯片因算力需求而前景广阔。 •半导体材料/设备/制造：制造产能向中国大陆转移，国产化率提升带动上游设备、材料发展。晶圆代工市场呈现一超多强，台积电一马当先。近年来，中国大陆晶圆代工行业实现了快速发展，全球晶圆代工产业逐渐向中国大陆转移，同时国内自主可控需求日益强烈。在国内产线仍在扩产，且国产化率提升迫在眉睫的推动下，国内上游设备、材料公司得以快速发展，未来国产化率加速提升可期。 •半导体封测端：稼动率回升，下游复苏在即。下游半导体终端客户直接为封测环节客户，其需求变化直接影响封测行业的技术路线和稼动率，23Q2封测端稼动率较Q1大幅回升，后期有望复苏。Chiplet封装是TSV/RDL/Bumping等先进封装的集大成者，Gartner预测基于Chiplet相关器件的销售额将从2020年的33亿美元增长至2024年的505亿美元，期间CAGR高达98%。随着智能手机、数据中心、高性 能服务器等应用领域的集成度越来越高，低成本、低功耗、小型化等要求将持续催动Chiplet市场增加。 •投资建议：国产替代仍是主旋律，周期有望呈现U型反转。半导体行业可分为设计端（EDA/IP、芯片）、制造端（材料/设备/制造） 和封测端。从国产化率来看，材料和设备等领域的国产化率最低；从市场规模来看，中国是全球半导体市场规模最大的国家；从竞争格局来看，大多数细分领域的全球前三厂商均为欧美日厂商。AI+半导体持续催化下，半导体周期拐点已现，下游行情待复苏，将推动半导体新一轮周期开始。我们看好国产替代和行情复苏两条主线，推荐北方华创、中科飞测、鼎阳科技、华大九天、鼎龙股份、龙迅股份、甬矽电子等，建议关注芯碁微装、澜起科技；关注AI+半导体投资机会，推荐芯原股份、源杰科技、长光华芯等。 •风险提示：1）供应链风险上升。2）政策支持力度可能不及预期。3）市场需求可能不及预期。4）国产替代可能不及预期。 目录 1 行业现状与整体趋势：有望U型反转 2 EDA/IP工具：客户粘性高，国际巨头垄断 3 材料：品类繁杂，日企领先 4 设备：国产化率提升可期 5 芯片：不同应用不同表象 6 制造：全球晶圆代工产业逐渐向中国大陆转移 7 封测：稼动率回升，下游复苏在即 8 投资建议及风险提示 半导体：分为集成电路、光电子器件、传感器、分立器件四大类 半导体分为四种类型：半导体可分为集成电路、分立器件、传 感器和光电器件四类，其中集成电路是指将数以亿计的晶体管、三极管、二极管等半导体器件与电阻、电容、电感等基础电子元件连接集成在基板上并封装后，使其具备复杂电路功能的一种微型电子器件或部件。 半导体分为集成电路、光电子器件、传感器、分立器件四大类 半导体IC按照不同性质划分 集成电路：上下游产业链协同发展，紧密度高 从集成电路全产业链来看，上游是半导体材料、设备及EDA工具；中游是设计、制造、封测三个关键环节；下游应用领域包括消费电子、通讯、工业、数据中心、汽车等。 从集成电路产业模式来看，行业最初为IDM模式，（即由一个厂商独立完成芯片设计、制造和封装三大环节），英特尔、三星和德州仪器是全球最具代表性的IDM企业。后续台积电开启了代工模式，即把轻资产的芯片设计与重资产的芯片制造进行分离，形成了当下Fabless和Foundry为主的产业分工模式。 集成电路产业分为IDM、Fabless、Foundry三种模式 集成电路产业链概况 集成电路：通信、计算机、消费电子占下游主要应用，设备、IC设计等是利润核心环节 从终端需求来看，目前智能手机和计算机市场占比过半，但产品已经步入了存量市场，未来增长预期并不显著。展望未来，随着生成式AI的逐步爆发、元宇宙终端硬件需求兴起以及汽车电动智能化进程的不断加速，未来汽车、数据中心等领域集成电路需求有望持续增长。 产业链 市场规模 （亿美元） 技术壁垒 代表公司 聚焦业务 毛利率 材料 500亿左右 高 信越化学 硅片制造 40% 设备 1000亿左右 高 ASML 光刻机 60% 设计 1000亿左右 中等 高通 IC设计 60% 晶圆制造 1500亿左右 较高 台积电 晶圆制造 50% 封测 500亿左右 较低 日月光 封测 25% 从全行业价值量角度看，晶圆制造领域规模及盈利能力均处于行业较高水平，究其原因，晶圆制造需要高昂的资金投入以及持续的研发和迭代，尤其先进制程领域更是由台积电和三星两大巨头所垄断；设备方面，由于设备研发及制造难度较高，设备各细分领域都处于份额高度集中状态，企业盈利能力也处于较高水平；封测方面，行业技术壁垒较低，属于资本及人力密集型产业，在全产业链受到挤压，毛利率及盈利水平较低。 2022年下游终端需求占比 2021年全球集成电路产业价值量占比 集成电路：AI、汽车、工业、元宇宙等有望驱动集成电路产业规模持续增长 集成电路产业具有显著的周期成长属性，行业高速增长阶段来自下游终端的创新，例如在2002至2007年之间，行业增长来源主要为PC等消费电子行业的蓬勃发展，后续智能手机、云计算、汽车电子等产业也不断推动集成电路产业规模扩容。 1999-2022年全球集成电路销售额（亿美元） 全球集成电路产业各区域优势 我国集成电路市场规模从2016年的4336亿元增长至2021年的10458亿元，期间CAGR为15.8%，高于全球增速水平。我国集成电路需求旺盛，但国内自给量不足，依赖大量进口，导致较大贸易逆差。 从全球产业分工上看，美国在上游设备、材料、设计等多个细分领域占据显著优势，尤其在EDA/IP、逻辑芯片设计和设备制造领域占比均达到40%以上；日本在材料方面具备优势；中国台湾在晶圆制造、封装测试实力强劲，中国大陆则在封测领域占据优势。 根据SEMI数据，从全球晶圆厂扩产来看，2022年全球将扩建29座晶圆厂，产能最高可达每月40万片，其中中国是主要发力方。 近年来我国集成电路产业市场规模及自给率 2020、2021年全球新增晶圆厂情况（座） 集成电路：目前产业自给率仍较低，核心优势在制造及封测环节 集成电路：海外制裁不断升级，国内政策加码&大基金扶持持续进行 近年来“美、日、荷”对我国集成电路产业制裁不断升级。 2023年以来，国家大基金二期不断加大投资。 1）1月初华虹半导体发布公告，已与子公司华虹宏力、国家集成电路产业基金二期、无锡市签订合营协议，四方将分别出资8.8亿美元、11.70亿美元、11.66亿美元、8.04亿美元设立合营企业。 2）3月长江存储股东结构发生变更，新增大基金二期、长江产业投资集团有限公司及湖北长晟发展有限责任公司等股东；其中，大基金二期认缴出资128.87亿元，持股比例达12.24%。 3）大基金二期滚动性投资侧重设备材料等重点环节，开展系列“强链补链”的半导体投资，继续推进国产装备材料的下游应用。 4）重新组建科学技术部，强化对半导体行业支持。当前我国半导体制造部分环节仍受制于海外，重组科学技术部并组建中央科技委员会有利于强化国家对半导体行业的支持力度，有望加速国内半 导体设备和材料的自主可控步伐。 近年来“美、日、荷”对我国制裁 地区 政策 具体内容 技术限制 美国 《芯片与科学法》有关国家的芯片支出“护栏”规则 对中国等国家在芯片、半导体设备领域实施限制 28nm 以下 日本 限制23种半导体设备出口 中国进口清洗、薄膜、热处理、 曝光、刻蚀、检测等设备受限 10-14nm以下 荷兰 加码限制先进处理器芯片的制造设备出口 中国最先进的沉积和部分浸润式 光刻设备进口受限 28nm以下 地区 政策 具体内容 财政支持 国家 《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》 加快基础材料、关键芯片、高端元器件、新型显示器件、关键软件等核心技术攻关 加强政府资金引导，提升金融服务水平，推进市场主体投资 国家 《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》 鼓励和支持集成电路企业、软件企业加强资源整合，高质量发展 对不同工艺制程的集成电路企业免征所得税；投融资支持，其他配套支持 广东 《广东省推进招商引资高质量发展若干政策措施》 重点引进半导体等20个战略 性产业集群项目 首期规模达到200亿元的半导体及集成电路投资基金 近年来国内半导体领域重点政策 目录 行业现状与整体趋势：有望U型反转 1 EDA/IP工具：客户粘性高，国际巨头垄断 2 材料：品类繁杂，日企领先 3 设备：国产化率提升可期 4 5 芯片：不同应用不同表象 制造：全球晶圆代工产业逐渐向中国大陆转移 6 封测：稼动率回升，下游复苏在即 7 投资建议及风险提示 8 EDA软件：EDA软件是集成电路产业上游基础工具 EDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）的简称，是广义计算机辅助设计（CAD）的一种，是芯片设计的基础工具。芯片 设计工程师通过利用EDA工具，可以实现芯片的电路设计、性能分析、出版图等过程的计算机自动处理完成。 随着超大规模集成电路的持续发展，晶体管密度快速上升，芯片设计难度持续加大，加上工艺变革的加快，电子工程师更加需要利用 EDA工具来提升逻辑综合、布局布线、仿真验证的效率，EDA工具变得越来越重要。 集成电路设计和制造流程、关键环节及相应EDA支撑关系EDA工具连接芯片设计端和制造端 EDA软件：全球市场规模稳步上升，远期有望达到200亿美元以上 全球EDA市场规模稳定增长，中国EDA行业发展增速加快。 根据SEMI统计，2021年全球EDA市场规模为132.74亿美元，同比增长15.8%，预计到2028年全球EDA市场将为215亿美元左右，2021-2028年的年复合增长率为7.2%，整体呈现稳步增长。 国内EDA市场起步比较晚，随着国产替代的加速、国家政策的加持，国内EDA行业逐渐兴起。根据中国半导体行业协会的数据，2021年中国EDA市场规模约100亿元，预计到2025年市场规模将达到185亿元，CAGR约为16.63%。 2015-2028年全球EDA市场规模2015-2025年中国EDA市场规模 EDA软件：全球和中国EDA市场前三厂商均被海外巨头霸占 全球EDA市场高度集中，市场份额被海外三大巨头霸占。根据赛迪顾问，全球EDA市场被Synopsys（新思科技）、Cadence（楷登电子）和SiemensEDA（原为MentorGraphic，2016年为西门子收购）主导，2020年以上