芯片创新关键节点，半导体行业幕后推手

台积电（TSM）首发报告 买入2024年7月5日 芯片创新关键节点，半导体行业幕后推手 传统周期叠加AI需求，晶圆代工有望迎来量价齐升：生成式AI的 曹凌霁 发展驱动算力芯片需求，与此同时消费电子的更新周期有望受益于端侧AI落地缩短。算力芯片方面，英伟达的H系列及未来的B系列，AMD的MI300系列等GPU算力芯片以及谷歌、AWS等云厂商自研的ASIC芯片均由台积电代工；终端消费产品方面，2024H2公司重要客户苹果及高通即将推出下一代智能手机、笔记本电脑等消费电子产品中的处理器均采用台积电先进制程代工。AI算力芯片+终端消费产品需求有望带动台积电3nm/5nm先进制程芯片下半年的出货量分别实现同比增长56.5%/30.3%，2024年底台积电先进制程ASP有望提升5-10%。 +852-25321539 Rita.cao@firstshanghai.com.hk 韩啸宇 +852-2522101 Peter.han@firstshanghai.com.hk 主要资料 行业TMT 先进封装产能未来两年有望连续翻倍：摩尔定律趋近极限后通过 增加晶体管数量带来提升芯片性能的方式收效甚微，未来先进封装 解决方案将继续提升芯片互联密度，台积电也将持续受益于AI带来的算力芯片更高的存算比需求。我们预计2024/2025/2026年底CoWoS封装产能有望达到3.5/5.0/6.5万片，2024-2026年CAGR为63.0%。 股价182.49美元 目标价245.00美元 （+34.25%）股票代码TSM 代工行业马太效应显著，订单持续向头部公司集中：晶圆代工行业呈现寡头垄断趋势，台积电凭借良率及先进制程技术占据行业超6成份额，当前Intel受制于IDM模式涉及与上游客户竞争风险以 及其新节点产能大规模落地时间仍待确定；三星则受制于其代工良率及效能不及预期，台积电代工行业主导地位稳固。我们预期未来将有更多的客户将依赖台积电进行先进制程的生产与封装。 目标价245.00美元，首次覆盖并给予买入评级：我们认为公司将受益于先进制程+封装业务的量价齐升，预测2024-2026年的收入分别为28593/36379/40150亿新台币，净利润分别为 11087/14359/15981亿新台币，根据DCF估值法，取WACC为11%，给予公司未来12个月目标价为245.00美元，分别对应2024/2025年29.0/26.3倍PE，较现价有34.25%的上涨空间，买入评级。 风险因素：半导体周期风险，需求增长不及预期；先进制程技术投产不及预期;先进封装产能不及预期；海外工厂投产不及预期。 已发行股本51.86亿股 总市值9464.07亿美元 52周高/低184.86美元/82.45美元 每股净资产21.55美元 主要股东台湾行政院发展基金.6.38% 领航集团4.16% CapitalResearch&ManagementCompany 3.85% 盈利摘要 股价表现 截至12月31日止财政年度 22年历史 23年历史 24年预测 25年预测 26年预测 总营业收入（百万新台币） 2,263,891 2,161,736 2,859,312 3,637,891 4,014,950 变动 42.6% -4.5% 32.3% 27.2% 10.4% 净利润 1,016,901 837,768 1,108,724 1,435,945 1,598,051 变动 70.3% -17.6% 32.3% 29.5% 11.3% 每股盈利（新台币） 39.2 32.3 43.4 54.0 59.6 变动 70.4% -17.5% 34.4% 24.3% 10.4% 每股盈利（美元） 6.1 5.1 6.8 8.4 9.3 变动 70.4% -17.5% 34.4% 24.3% 10.4% 基于182.49美元的市盈率（估） 29.8 36.1 26.9 21.6 19.6 每股派息（新台币） 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 股息现价比 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 资料来源:公司资料,第一上海预测资料来源:彭博 第一上海证券有限公司 www.mystockhk.com 公司首创晶圆代工模式，市场份额超60%。 公司介绍 台湾积体电路制造公司（以下简称“公司”或“台积电”）创立于1987年的台湾省新竹市科学园区，1994年上市台湾交易所，1997年登陆纽交所，主要专注于芯片代工业务。公司首创晶圆代工（Foundry）模式，平均两年迭代一次制程，旗下拥有6座12寸晶圆厂、6座8寸晶圆厂、1座6寸晶圆厂以及5座先进封测厂，市场份额超60%。公司代工业务覆盖3nm至3um的逻辑制程，下游产品应用包括智能手机、高性能计算、物联网等五大下游应用领域。公司现有的3nm制程技术处于行业龙头地位。 图表1:公司晶圆代工制程 资料来源：公司资料，第一上海 IDM模式成本过高，张忠谋开创代工模式 （Foundry） 初创代工模式无人问津，拿下Intel订单打开全球市场 自研突破IBM技术授 权，合作ASML实现制程领先 集成电路发展早期，包揽从设计到制造的IDM企业，包括Intel、三星、AMD等企业曾经在行业内无往不利。20世纪90年代芯片制造成本骤增，当时建立一家12英寸 晶圆厂的平均投入在25-30亿美元。张忠谋认为未来将会出现很多芯片设计公司 （Fabless），而当时的全球半导体市场中并没有专业的代工企业，因此于1987年创立全球首家晶圆代工企业台积电，致力于打造世界级晶圆代工厂并为半导体设计企业量身定制代工方案。纯晶圆代工经营模式有利于降低芯片设计公司的厂房及设备的资本支出，并且有效实现对芯片设计公司设计隐私的保护。 台积电创立初期就面临巨大的筹资问题，最终在政府与飞利浦公司的资金支持下成立。1988年台积电以1.5微米的6寸晶圆进入半导体市场，月产能为1万片。但当时国内80%以上的设计公司都致力于设计不需要1.5微米制程的消费电子产品，而国外的IDM大厂也因不信任台积电代工质量而拒绝下单，代工模式的初创时期市场认同度很低。最终张忠谋依靠交情邀请英特尔认证台积电代工能力，并花费近一年整改英特尔提出的200多个问题，终于在1991年拿下英特尔的代工订单，成功在业内打响名声。美国大量芯片设计公司包括高通、英伟达、Marvell等均受益于代工模式，无需承担建立晶圆厂的高额成本，台积电因此进入高速成长期，每年营业额以50%以上的速度增长，1994年公司成功上市台湾证券交易所，1997年成功登陆纽交所。 早期晶圆代工技术的授权都来自于IBM，1997年IBM就研发出了0.13微米铜制程技术方案。台积电放弃与IBM合作，开始自主研发技术，2003年领先IBM实现 0.13微米制程芯片的量产，十年后，IBM将代工业务转给了格芯，彻底退出了代工领域。 击败三星拿下苹果订单，智能手机助力营收高速增长 超越英特尔稳固先进制程领先地位，AI算力芯片代工助力新增长 在各大半导体厂商致力光刻技术的开发中，尼康佳能选择继续降低波长，台积电则提出以水为介质的浸润式技术理论，取代原本以空气作为镜头与晶圆之间为介质的“干式”曝光技术，经过与荷兰阿斯麦ASML公司的合作，成功领先竞争对手量产了90nm、65nm、28nm、20nm制程芯片，后续几年台积电的晶圆厂扩产不断推进，营收利润不断提升，即使在2008年全球金融危机期间，公司净利率仍保持在30%以上。但时任CEO的蔡力行因过分重视成本管控进行大幅裁员从而引发大量劳务纠纷。危机时刻张忠谋重掌台积电逆转危机，后续公司先进制程技术遥遥领先。 苹果的A4、A5手机芯片最早由三星代工，而2011年二者在专利和良率方面的问题纠纷不断时，台积电抓住苹果“去三星化”机会，成功拿下部分A6处理器订单。虽然台积电第一代16nm制程芯片性能仍不及三星，但在用于iPhone6的处理器16FFP时工艺制程已和三星平分秋色，后续几乎通吃iPhone7的处理器订单。然而台积电前高管梁孟松赴韩成功为三星抢先拿下苹果14nmFinFET工艺，夺下大部分苹果A9处理器订单，但后续的A10、A11、A12芯片仍以台积电为主要代工厂。 2017年3月，台积电市值超Intel成为全球第一的半导体代工企业，市占率达 56%，规模和技术均远超格罗方德、联电、三星等半导体厂商。2018年，特朗普签署《2019财年国防授权法案》，限制政府和相关承包商使用中国科技产品。2020年，认定华为和中兴对美国构成“国家安全威胁”，禁止台积电为华为代工。2022年底ChatGPT掀起AI浪潮，Scalinglaw带动算力需求指数级增长，算力芯片所需的先进制程及先进封装产能带动台积电实现新一轮强劲增长，截止2023年底，公司市占率61%，毛利率53%，7nm以下的先进制程贡献营收高达67%，公司已实现3nm芯片的量产，预计于2025年实现2nm技术的量产。 图表2:公司发展历史与对应股价（美元） 资料来源：公司资料，第一上海 主要业务 逻辑制程业务 逻辑制程技术覆盖从7nm以下的先进制程以及7nm以上的成熟制程业务，其中先进制程产品主要应用于下游的智能手机及高性能计算业务，主要客户包括苹果、英伟达、AMD、博通、高通、联发科等半导体厂商。公司7nm以下先进制程业务旗下分为三个制程家族，分别是N7、N5、N3制程，每一次制程迭代都会有较大的性能、功率、晶体管数量的提升。台积电在每个制程下划分出两个系列，P系列为对应节点性能的增强版本，优势在于降低该节点的拥有成本，最新的N3P制程较N3制程有望提升5%的性能、降低5%-10%的功耗，1倍的密度提升，预计将于2024年正式投产；X系列为专用于高性能计算的节点版本，支持高驱动电流及大功率传送，最新的N3X在相同功耗下比N3P提高5%的性能，达到1.2伏特以上的电压水平。此外，在3nm制程中公司也提供精简版本N3E，N3E版本的投产难度显著下降，良率较高，在成本及投产时间上竞争力较强。此外，公司对后续先进制程技术的研发也在持续不断突破，预计将于2025年实现量产N2制程技术，2028年实现量产A14制程技术。 2023财年7nm及以下先进制程工艺技术贡献收入67%。2020-2023财年收入CAGR达 54%。当前先进制程技术受益于各大云厂商对AI算力芯片的强劲需求，公司芯片产品有望在未来实现量价齐升。长期来看，后续更多AI应用及产品落地有望带动公司N3制程以下的先进制程技术研发及降低先进制程产能过剩的风险。 成熟制程方面，公司产品主要应用于物联网、汽车及消费电子业务，这些领域的大部分产品28nm以上的成熟制程即可满足需求，产品包括物联网MCU、车用MCU、无线充电芯片等。公司自1998年率先在业内推出0.18微米低耗电制程技术后，靠着每两年推出下一代制程的更新速度，2003年在0.13微米制程技术上超越联华电子，公司成熟制程业务收入贡献从2020财年的67%下降至2023财年的33%。 图表3:公司先进及成熟制程业务 资料来源：公司资料，第一上海 特殊制程业务 除逻辑制程技术外，公司还提供特殊制程技术以满足特定客户需求，其中包括微机电系统（MEMS）、CMOS图像传感器、嵌入式NVM、射频（RF）、模拟 （Analog）、高压（HighVoltage）和BCD-Power工艺等，下游应用包括移动设备、汽车电子系统、医疗系统、可穿戴设备和物联网相关产品。 三维硅堆叠及先进封装技术（3DFabric） 3DFabric分为两个部分，一部分是前端芯片堆叠技术，集成芯片系统（SoIC,SystemonIntegratedCircuit），另一部分是后端封装技术，其中包括InFO （IntegratedFan-out）及CoWoS（ChiponWaferonSubstrate）封装技术。 公司对诸如CoW（Chip-on-Wafer）和Wo