半导体行业专题研究：大基金三期正式启航，半导体行业自主可控加速推进

证券研究报告/行业研究 大基金三期正式启航，半导体行业自主可控加速推进 ——半导体行业专题研究 投资要点 大基金三期正式成立，注册资本超过一期/二期 根据天眼查App信息，2024年5月24日国家集成电路产业投资基金三期股份有限公司成立。公司注册资本达3440亿元，股东包括财政部、国开金融、上海国盛、工商银行、建设银行、农业银行、中国银行等19位股东。 复盘大基金一期/二期，重点扶持半导体制造产业链 对大基金一期复盘：国家集成电路产业投资基金股份有限公司于2014年9月26日成立，注册资本为987.2亿元。公司投资项目以集成电路制造为主，并包括半导体设计、封测、半导体设备和材料等领域。 对大基金二期复盘：国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司于2019年10月22日成立，注册资本为2041.5亿元。二期投资规模较一期有明显增长，且相比一期更加重视半导体制造产业链的自主可控，对半导体设备、材料、EDA等上游环节投资力度增加。 10% -10% -30% -50% 集成电路指数与沪深300指数走势对比 研究助理：程治 执业登记编号：A0190123070008 chengzhi@yd.com.cn 集成电路指数沪深300 供应链卡脖子风险增加，设备和材料等环节重要性增加 本次大基金三期的注册资本达3440亿元，超过大基金一期和二期的注册资本体量。从目前的国际形势和国内集成电路产业现状看，制造端自主可控仍是重中之重。因此集成电路制造可能仍是主要投资方向。此外人工智能产业的蓬勃发展，其具备的变革性和无限可能性，有望引起大基金三期的一定重视。因此我们认为值得关注的投资方向有制造端的先进制程工艺和卡脖子环节突破，如：1）晶圆制造；2）半导体设备、材料和零部件；3）EDA和IP设计；4）Chiplet和HBM等新兴技术。 投资建议 1）半导体设备：北方华创、中微公司、拓荆科技、芯源微等。 2）半导体材料&零部件：彤程新材、华特气体、汉钟精机等。 3）EDA&IP：华大九天、芯原股份等。 4）晶圆制造：中芯国际等。 5）先进封装&存储：兆易创新、通富微电等。 风险提示 半导体行业复苏不及预期的风险，国内晶圆厂扩产不及预期的风险，国产替代不及预期的风险，国际贸易摩擦和冲突加剧的风险。 2023/52023/92024/1 资料来源：Wind，源达信息证券研究所 1.《半导体行业研究：行业复苏拐点将至，国产替代加速进行》2023.09.15 2.《半导体测试设备行业专题研究：半导体行业景气度有望回升，测试设备国产化持续推进》2024.02.01 3.《半导体设备行业专题研究：国内积极推动成熟制程扩产，工艺控制设备迎来国产突破》2024.02.08 4.《半导体材料行业研究系列一：国内加快成熟制程扩产，光刻胶国产替代加速突破》2024.04.24 分析师：吴起涤 执业登记编号：A0190523020001 wuqidi@yd.com.cn 投资评级:看好 请阅读最后评级说明和重要声明 目录 一、大基金三期正式成立，助力半导体制造国产突破4 二、半导体产业链环环相扣，自主可控是未来大趋势5 三、上游供应链：国产薄弱环节，“卡脖子”风险大9 1.半导体设备9 2.半导体材料11 3.EDA&IP13 四、投资建议18 1.建议关注18 2.万得一致预测19 五、风险提示20 图表目录 图1：国家集成电路产业投资基金三期的主要股东情况4 图2：半导体行业产业链5 图3：半导体器件分类5 图4：2022年全球半导体器件分类型销售收入（亿美元）7 图5：全球半导体行业销售收入（亿美元）7 图6：2024年全球晶圆厂设备支出有望回升至970亿美元9 图7：半导体前道晶圆制程对应的主要工序10 图8：2022年全球半导体设备各类型价值占比10 图9：每5万片晶圆产能对应设备投资额（亿美元）10 图10：二重模板/四重模板增加多道薄膜沉积、刻蚀工序10 图11：三维存储芯片增加多道薄膜沉积、刻蚀工序10 图12：半导体材料中晶圆制造材料市场空间较封装材料更大12 图13：硅/工艺化学品/光掩膜是晶圆制造材料前三大品类12 图14：封装基板占封装材料市场份额超一半12 图15：EDA工具主要用于工艺平台开发、电路设计和制造环节三个阶段13 图16：EDA工具在模拟电路全流程设计中的应用14 图17：预计2024年全球EDA工具市场达87亿美元14 图18：2022年中国EDA工具市场规模为115亿元14 图19：2022年全球EDA市场中国产份额不足2%15 图20：2022年中国EDA市场中国产份额不足20%15 图21：芯片向先进制程工艺演进过程中，IP使用数量大幅增加15 图22：2023年全球IP市场中CR3为69%，均为欧美企业16 表1：半导体产业链中游企业不同经营模式6 表2：美日荷联合对华出口管制，以设备和芯片端力度最大8 表3：从整体看半导体设备国产化率仍处于较低水平11 表4：晶圆制造材料部分细分环节的国内外玩家13 表5：晶圆制造材料部分细分环节的国内外玩家17 表6：重点公司万得盈利预测19 一、大基金三期正式成立，助力半导体制造国产突破 根据天眼查App信息，2024年5月24日国家集成电路产业投资基金三期股份有限公司成立。公司注册资本达3440亿元，股东包括财政部、国开金融有限责任公司、上海国盛（集团）有限公司、中国工商银行股份有限公司、中国建设银行股份有限公司、中国农业银行股份有限公司、中国银行股份有限公司等19位股东。 图1：国家集成电路产业投资基金三期的主要股东情况 资料来源：天眼查，源达信息证券研究所 对大基金一期复盘：国家集成电路产业投资基金股份有限公司于2014年9月26日成立， 注册资本为987.2亿元。公司投资项目以集成电路制造为主，并包括半导体设计、封测、半导体设备和材料等领域。大基金一期的集成电路制造投资标的包括中芯国际、长江存储、华虹半导体、三安光电和士兰微等，半导体设计的投资标的包括紫光展锐、中兴微电子、盛科网络、兆易创新等，封测的投资标的包括长电科技、通富微电、华天科技等，半导体设备材料的投资标的包括北方华创、中微公司等。 对大基金二期复盘：国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司于2019年10月22日 成立，注册资本为2041.5亿元。二期投资规模较一期有明显增长，且相比一期更加重视半导体制造产业链的自主可控，对半导体设备、材料、EDA等上游环节投资力度增加。目前已投资标的包括半导体设备：北方华创、中微公司等；材料：广钢气体、南大光电、晶瑞电材等；晶圆制造：中芯国际、华虹半导体等。 本次大基金三期的注册资本达3440亿元，超过大基金一期和二期的注册资本体量。从目前的国际形势和国内集成电路产业现状看，制造端自主可控仍是重中之重。因此集成电路制造可能仍是主要投资方向。此外人工智能产业的蓬勃发展，其具备的变革性和无限可能性，有望引起大基金三期的一定重视。因此我们认为值得关注的投资方向有制造端的先进制程工艺 和卡脖子环节突破，如：1）晶圆制造；2）半导体设备、材料和零部件；3）EDA和IP设计；4）Chiplet和HBM等新兴技术。 二、半导体产业链环环相扣，自主可控是未来大趋势 半导体行业产业链上游包括EDA软件、IP委托和委外设计服务、制造设备和材料；中游包括集成电路设计、晶圆制造和封装测试；下游为终端系统厂商，主要应用行业包括移动通信、数据中心、汽车电子、计算机和工业应用等。 图2：半导体行业产业链 资料来源：芯原公司招股说明书，源达信息证券研究所 半导体器件按照国际通用产品标准可分为四类：集成电路、分立器件、传感器和光电器件。集成电路按照处理信号可分为数字芯片和模拟芯片，其中数字芯片按照使用功能分为存储芯片、逻辑芯片和微控制器MCU。分立器件主要为功率器件，包括IGBT、MOSFET、二极管和晶闸管等产品。 图3：半导体器件分类 资料来源：光耦网，源达信息证券研究所 半导体产业链中游企业按经营模式可分为垂直整合模式（IDM）、晶圆代工模式（Foundry）和无晶圆厂模式（Fabless）。早期行业以IDM模式为主，目前根据芯片特点，行业经营模式出现分化： 逻辑芯片：早期intel、AMD等公司均为IDM模式，而台积电将代工模式发扬光大。主要系①逻辑芯片按照摩尔定律发展，制程节点迭代快；②逻辑芯片类型多样，下游需求碎片化，难以发挥晶圆制造的规模效应；③逻辑IC设计和晶圆制造的技术壁垒不同，分工模式实现双方共赢。 存储芯片：三星、海力士等存储巨头均为IDM模式，主要系①存储产品的迭代速度较慢，产品趋同性高，规模效应明显；②存储芯片具有一定大宗商品性质，下游需求变动大，IDM模式可以更灵活的扩减产。③国内部分存储厂商如兆易创新目前是fabless模式，系国内存储份额较小，规模效应不显著。 功率器件：英飞凌等国际巨头为IDM模式，国内IDM和fabless模式并行，主要系①功率器件的核心壁垒在于特色制造工艺，代工模式有技术泄露风险；②功率器件产品迭代速度较慢；③国内IDM和fabless模式并行的原因是国产功率器件在特色工艺端处于发展早期，市场份额较小，较难发挥IDM模式的规模效应，与华虹半导体、中芯集成等特色工艺代工平台合作是目前不错的选择。 表1：半导体产业链中游企业不同经营模式 垂直整合模式涵盖芯片设计、晶圆制造、封装测试以及后续的产品销售等环节 （IDM） 模式 类型 晶圆代工模式 （foundry） 不涵盖芯片设计环节，专门负责晶圆制造，为芯片产品公司提供晶圆代工服务 无晶圆厂模型不涵盖晶圆制造环节和封装测试环节，专门负责芯片设计和后续的产 （fabless）品销售，将晶圆制造和封装测试外包给专业的晶圆制造、封测企业 资料来源：华虹公司招股说明书，源达信息证券研究所 全球半导体行业销售收入在2023-2024年有望先降后升。根据SIA数据，2022年全球半导体行业销售收入为5740亿美元，实现同比增长3.20%。而根据SIA转引的WSTS预测，2023年全球半导体行业销售收入为5150亿美元，同比下降10.0%，系消费电子需求疲软，芯片厂商库存过剩。2024年在行业清库存和AI数据中心、汽车电子等行业需求拉动的共同作用下，销售收入有望回升。从2022年下游半导体器件销售收入看，逻辑、存储和模拟芯片是前三大产品，合计市场份额达69%。 图4：2022年全球半导体器件分类型销售收入（亿美元）图5：全球半导体行业销售收入（亿美元） 7000 55595740 5150 4123 4404 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 资料来源：SIA，WSTS，源达信息证券研究所资料来源：SIA、WSTS，源达信息证券研究所 国内半导体产业链自给率低。从全球半导体产业链区域占比看，美国、欧洲等国家区域具有多数份额，国内仅在产业链中游的晶圆制造和封装测试占有一定比例。但在上游EDA&IP、设备、高端制造材料等供应链环节仍无法满足自给，存在“受制于人”情况。 美日荷联合发布对华出口管制条例，设备和芯片端制裁力度最大。自2022年10月7日美国商务部公布BIS条例以来，美日荷相继发布对华出口管制措施，主要限制范围在于国内薄弱的先进制程芯片和相关制造设备。上游设备、制造材料和EDA&IP等存在“卡脖子”风险的领域是芯片制造的基础，国内仍要依靠美日荷进口。当前国际环境下上述领域已成为供应链高风险环节，国产替代愈发迫切。 美国商务部将31家中国公司加入“未经核实的名单”，对中国 2022/10/714nm及以下logic、128层及以上NANDFlash、18nm及以下 DRAM芯片、制造设备和零部件出口管制 事件 日期 表2：美日荷联合对华出口管制，以设备和芯片端力度最大 2022/12/15美国商务部决定将长存、寒武纪、ICRD、上海微电子和鹏芯微