泛半导体产业投资版图梳理报告

1/17 泛半导体产业投资版图梳理报告 序言 INTRODUCTION 此份《泛半导体产业投资版图梳理报告》以我国半导体行业设计领域为研究核心，制造、封测及产业链上游的设备、材料等领域为延伸，对中国半导体行业投资环境及技术发展进行了初步研究。 通过对近两年业务与技术较为成熟的上市公司和一级市场获投资较为频繁企业的分析，报告对我国半导体行业发展的优势领域和短板进行了整理和解读。相比于其他机构的行研，我们更多地关注国家大基金以及投资机构的投资领域，总结了一些趋势的变化，并结合投资市场的数据产生了一些洞察。 另外，我们也对未来中国半导体行业的发展重点进行简单的分析，我们认为当下中国的半导体产业发展还存在诸多需要攻坚的领域，包括材料、工业软件、制造设备、存储芯片设计等。未来，我们也将继续关注半导体行业的发展动态与投资市场的风向，进行更深入的探讨，为后续在半导体领域的布局给出一些参考意见及相关数据支撑。 注：本报告以中国大陆为研究范围，未包含港澳台地区。 2/17 1、中国泛半导体产业发展概述 1.1发展背景 纵观过去半个世纪，半导体产业的迅猛发展为现代信息技术革命提供了基础。如今，半导体已经成为人们日常生活中的一部分，小至智能手机、智能手表，大到卫星、飞机，半导体已经无处不在。 根据应用场景的不同，半导体可以分为四个大类，分别是：集成电路、分立器件、光电器件及传感器。 半导体 集成电路 分立器件 光电器件 传感器 集成电路是四类半导体器件中应用最为广泛的，据世界半导体贸易统计协会统计，2020年集成电路占全球半导体各类器件市场的82.03%，相比2019年占比80.8%又有一定提升。 2020年半导体各类器件市场规模占比 3.40% 9.17% 5.41% 集 成 26.89% 12.64% 电 路 分立半导体 15.82% 26.68% 光电子 传感器 逻辑器件存储器微处理器 模拟器件 数据来源：世界半导体贸易统计组织（WSTS） 集成电路主要分为数字集成电路和模拟集成电路，其中数字集成电路主要包括逻辑器件、储存器和微处理器。逻辑器件是进行逻辑计算的集成电路；存储器是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件；微处理器可完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作；模拟器件是模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的芯片，如运算放大器、模拟乘法器、锁相环、电源管理芯片等。 集成电路分类 市场方面，据WSTS统计数据，自2017年起全球半导体销售规模已经连续四年超过 4000亿美元。2019年，由于存储芯片厂商产能扩张，市场供大于求；且模拟芯片需求也 有所下降，导致世界半导体销售规模�现下滑。随后的2020年，疫情导致芯片�现短缺，全球销售规模又随价格波动和需求的增长而小幅上扬。 2015-2020年全球半导体销售规模及增长率 21.60% 4122.21 4687.78 13.70% 4123.07 4331.45 3351.68 3389.31 1.10% 5.05% -12% 201520162017201820192020 市场规模（亿美元）市场增长率 数据来源：世界半导体贸易统计组织（WSTS） 从区域分布来看，WSTS统计结果显示，2020年亚太地区(除日本)半导体市场规模为 2675.90亿美元，占全球市场的61.78%。 2020年全球主要地区半导体市场规模（亿美元） 数据来源：世界半导体贸易统计组织（WSTS） 1.2行业态势 半导体产业链主要可以分为上中下游三大模块以及半导体行业的支撑产业，上游为芯片设计行业，中游是芯片的制造以及封装测试，下游是芯片的终端应用。半导体原材料以及制造设备是整个行业的支撑产业。 半导体产业链结构 其中，芯片设计较为独立，方向也比较多样；芯片制造和封测是主要技术领域，涉及工艺复杂。因此半导体行业主要存在三种商业模式：Fabless模式、Foundry模式和IDM模式。 模式 商业模式 代表厂商 Fabless 专注于芯片设计研发，制造、封装测试等环节外包给专业厂商 华为海思、英伟达 IDM 覆盖从芯片设计到制造、封装测试全流程 英特尔、三星 晶圆代工 Foundry 中芯国际、台积电 在整个芯片产业链中，我国除了上世纪七十年代起步的封测技术较为领先外，芯片设计、制造行业的整体水平还与领先国家有较大的差距。其中，在芯片设计领域，我国移动处理器设计水平与世界差距较小，其他细分领域均较为落后，缺乏高端芯片设计话语权；在制造环节中，先进制程工艺最为“卡脖子”，据中芯国际官方网站介绍，其14纳米FinFET技术于2019年第四季度进入量产，是中国大陆目前最先进水平，而2021年4月台积电3纳米工艺芯片已经进入试产，远远领先大陆水平。 资料来源：国元证券 在芯片设计领域，知识产权竞争十分激烈，中高端芯片几乎被海外厂商垄断，中国企业在全球半导体产业中长期处于中低端领域，逻辑、存储等高端芯片仍依赖进口。据国务院发布的相关数据，2019年我国芯片自给率仅为30%左右，提升高端芯片国产化率，实现高端芯片设计制造的国产化替代将是中国芯片产业下一阶段的重要奋斗目标。 国产芯片市场占有率 系统 设备 核心芯片 市场占有率 计算机系统 服务器 CPU 0% 个人电脑 CPU/GPU 0% 工业应用 CPU 20% 通用电子系统 可编程逻辑设备 FPGA/EPLD 0% 数字信号处理设备 DSP 0% 通信设备 移动通信终端 ApplicationProcessor 18% CommunicationProcessor 22% EmbeddedCPU/GPU 0% EmbeddedDSP 0% 核心网络设备 NPU 15% 存储设备 半导体存储器 DRAM 0% NandFlash 0% NorFlash 5% 显示及视频系统 高清电视和智能电视 图像处理器 5% 显示驱动 0% 资料来源：前瞻产业研究院，投研团队整理 备注：表格中数据均为近似值，“0%”代表市场占有率极低，与主流产品差距大 1.3驱动因素 政策驱动力 为了提高中国自身芯片研发能力以及降低西方技术封锁对我国科技产业的影响。自2014年以来，我国依据半导体行业情况一方面�台政策对半导体从业公司进行税收减免，另一方面制定技术战略发展纲要指导半导体行业技术进步，多方面政策共同推动半导体行业进步。 中国半导体产业相关政策 相关政策 颁布时间 颁发部门 主要内容 《国家集成电路产业发展推进纲要》 2014.6 国务院 明确提出到2020年，IC产业与国际先进水平的差距逐步缩小，封装测试技术达到国际领先水平，关键装备和材料进入国际采购体系，基本建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系，实现跨越式发展。 《中国制造2025》 2015.5 国务院 中国制造2025”战略的实施带动集成电路产业的跨越发展，以集成电路产业核心能力的提升推动“中国制造2025”战略目标的实现。 《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》 2016.3 国务院 大力推进先进半导体等新兴前沿领域创新和产业化，形成一批新增长点。推广半导体照明等成熟适用技术。 《国家信息化发展战略纲要》 2016.7 中共中央办公厅、国务院办公厅 制定国家信息领域核心技术设备发展战略纲要，以体系化思维弥补单点弱势，打造国际先进、安全可控的核心技术体系，带动集成电路、基础软件、核心元器件等薄弱环节实现根本性突破。 《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录（2016版）》 2017.1 国家发改委 根据战略性新兴产业发展新变化，对《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》(以下简称《目录》)2013版作了修订完善，依据《规划》明确的5大领域8个产业，包括半导体材料和集成电路等。 《关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告》 2019.5 财政部、税务总局 依法成立且符合条件的集成电路设计企业和软件企业，在2018年12月31日前自获利年度起计算优惠期，第一年至第二年免征企业所得税，第三年至第五年按照25%的法定税率减半征收企业所得税，并享受至期满为止。 《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》 2020.8 国务院 凡在中国境内设立的集成电路企业和软件企业，不分所有制性质，均可按规定享受相关政策。鼓励和倡导集成电路产业和软件产业全球合作，积极为各类市场主体在华投资兴业营造市场化、法治化、国际化的营商环境。 下游市场驱动力 除了国家政策和外部贸易环境的影响，自动驾驶、人脸识别、通信技术和云计算等新兴产业的快速发展促使半导体行业本身加速进步，以适应更多元化的应用场景和更庞大的算力需求。 从终端应用需求来看，通信行业（手机）、计算机是半导体行业的主要需求侧。据美国半导体行业协会数据，2019年全球半导体应用中通信行业和计算机行业应用占比分别为33%和28.5%。 2019年全球半导体终端应用市场结构 数据来源：SIA 物联网产业迅猛发展是芯片需求增长的一大推动力，物联网产业感知、传输、平台、应用四层架构中的每一层级，都需要各类芯片的参与。其中物联网终端层、边缘计算层和应用层对芯片的需求更加多元化，数量也相对较大。 感知层 传输层 平台层 应用层 物联网产业不同层级对芯片需求梳理 物联网终端采集数据传输数据 数据管道保障通信远程传输 智能平台云端计算云端存储 万物互联数据增值面向应用 通信芯片 蓝牙模组 云端管理 模拟芯片 微控制器 Wifi模组 业务分析 逻辑芯片 逻辑芯片 射频芯片 逻辑芯片 微控制器 电源管理 … 激光器… 存储芯片 … 微处理器 … 据GSMA统计数据显示，2020年，全球物联网设备连接数量高达126亿个，GSMA预测到2025年这一数字将达到246亿。近年来全球物联网设备数量高速增长，五年后全球物联网设备数量近乎翻倍。 2018-2025全球物联网设备联网数量及预测（亿个） 数据来源：GSMA 物联网基本可以分为面向公用事业单位、面向企业（toB）和面向消费者（toC）三个领域。其中智慧汽车、智慧家庭、智慧工厂等领域在近年来受到广泛关注，带动相关芯片的需求增长。 公用事业 智慧政务、智慧医疗、智慧社区、智慧安防…… ToB 智慧工厂、智慧能源、智慧物流、智慧农业…… ToC 智慧家庭、智慧汽车、可穿戴设备…… 以智慧汽车为例，目前汽车集成了更多提升驾乘体验的功能，如驾驶辅助、车联网、智慧座舱等，已经远远超�了作为代步和货运工具的角色。而这些智能化的功能都由复杂的机电系统完成，这些系统通常是由机械设备、传感器和多种芯片共同组成的。智慧汽车的发展也使得汽车对芯片的需求不断提升。据中汽协预测，到2022年，中国品牌电动汽 车平均芯片数量将高达1459颗。 中国品牌汽车平均芯片数量（颗/辆） 数据来源：中国汽车工业协会 智能可穿戴设备也是物联网的一大应用领域。近年来，智能可穿戴设备市场不断扩大，据Gartner统计，2019年全球用户在可穿戴设备的支�为461.94亿美元，2020年达到 689.85亿美元，增幅达到49.3%。随着下游市场快速扩大，上游芯片需求也将水涨船高。 全球可穿戴设备支🎧（亿美元） 数据来源：Gartner 在面向消费者的设备之外，智慧工厂的建设也如火如荼。与面向消费者的设备不同的是，智慧工厂、工业互联网应用的芯片多为工作温度范围更广、设计使用寿命更长的芯片，其在制造与封装工艺上的要求也更高。在芯片种类方面，工业应用中对电源管理芯片、信号链芯片等模拟芯片的需求更大，对微控制器、逻辑芯片等也有一定需求。 全球工业互联网市场规模（亿美元）及复合增长率 数据来源：前瞻研究院，赛迪智库 数据显示，2016至2019年，全球工业互联网市场规模复合增长率超过5%，总量已经 逼近8500亿美元，市场体量庞大。机构预测在2020年至2025年，这一市场将继续保持 6%左右的复合增长率，在2025