芯片行业格局变化之际的矛盾与破局

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新浪财经官方账号 2021.02.0915:17

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来源：量化先行者

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芯片将迎来戴维斯双击的机遇

由于8英寸晶圆的供货紧张，引发了行业多米诺效应，使得封测、设计产能吃紧，因此值此岁末年初之际，数十家芯片公司集中宣布对部分产品进行价格调涨，缺货成该行业关键词。

芯片材料的供应能力和质量直接关系到我国集成电路产业链的形成和完善，实现集成电路产业链国产化摆脱对进口产品的严重依赖将是行业发展的必然趋势。预计材料板块将会迎来“国产替代+下游晶圆厂扩产采购”的戴维斯双击机遇。

中华半导体芯片指数投资价值分析

中华交易服务半导体芯片行业（简称“中华半导体芯片”）指数发布于2018年9月26日，旨在追踪中国A股市场半导体芯片行业上市公司的股价表现，相关公司经营范围涵盖半导体芯片材料、设备、设计、制造、封装和测试。该指数成分股的流动性较好，精准覆盖半导体芯片行业，研发投入比例高，并且当前估值水平距离历史高位仍有一定距离，处于历史中等水平。截至2020年12月31日，该指数的成分股在陆股通系统和国内公募中的市值占比均处于历史最高点，受北向资金和公募资金的青睐。

以2011年12月30日至2020年12月31日为样本期，中华半导体芯片指数的年化收益率为17.89%，年化夏普比为0.63，均超过沪深300、中证500、中小板指和创业板指，业绩表现良好。

国泰CES半导体芯片行业ETF联接A和联接C

国泰基金于2019年11月22日成立了国泰CES半导体芯片行业ETF联接A和联接C，主要投资于国泰CES半导体芯片ETF，为场外投资者提供了一种能实现与市场同步成长的投资方式。截至2020年12月31日，国泰CES半导体芯片行业ETF联接A和联接C的基金规模分别为10.57亿元和25.48亿元。

自2020年1月1日至2020年12月31日，国泰CES半导体芯片行业ETF联接A和联接C的收益率分别为50.40%和49.94%，夏普比分别为1.28和1.27，业绩均表现较好，建议投资者保持关注。

1. 芯片行业：行业格局变化之际的矛盾与破局

由于8英寸晶圆的供货紧张，引发了行业多米诺效应，使得封测、设计产能吃紧，因此值此岁末年初之际，数十家芯片公司集中宣布对部分产品进行价格调涨，缺货成该行业关键词。芯片行业作为国民经济的基础性支撑产业，有着不可替代性，国家也陆续给予多项政策支持，下文将分析值此行业格局变化之际的矛盾与破局（详情参见天风行业报告《2021半导体投资策略：矛盾与破局》）。

1.1. 矛盾与破局之一

1.1.1. 矛盾：数据需求的指数式发展超过了线性发展的摩尔定律

透过人类的科技发展史会发现科技的进步速度呈现指数型加速的态势，尤其是在1950年后的芯片时代，在摩尔定律的推动下，每18个月“芯片晶体管同比例缩小一半”带来的性能提升以倍数计。然而发展至今，人类精密制造领域遇到硅基极限的挑战，因此摩尔定律已放缓，但随着云计算、大数据、物联网等技术产业的快速发展，人类每年产生的数据量却呈指数级增长，这两者的不匹配或将带来技术和产业变革。过去以个人计算机及智能型手机为成长驱动力的芯片产业迎来了由人工智能（AI）、大数据（Big Data）、云端计算（Cloud Computing）相互融合而产生的成长新动能。

高效能运算（HPC）芯片在AI技术及处理复杂计算任务的场景中扮演者重要角色，而芯片业者作为HPC芯片的支持者自然也很重要。HPC近年来发展迅速，根据Interest360 Research（HPC研究机构）对全球高性能计算市场的分析，2020-2024年间HPC将以CAGR为7.1%的高复合增长率增长。

从需求端来看，在云端，服务器及数据中心需要对大量的原始数据进行运算处理，对于芯片等基础硬件的计算能力、计算速度、数据存储和带宽等都有较高要求，高性能计算能力的需求增长导致全球范围内的数据中心对于计算加速硬件的需求不断上升。在边缘侧，云端受到延时性和安全性的限制，不能满足对数据安全性和系统及时性要求较高的客户，使得大量数据存储向边缘端转移，并且与云端HPC芯片相比，边缘HPC芯片的使用场景更加丰富，单芯片售价也并不昂贵。

从供给端来看，HPC芯片未来将取代智能手机芯片，成为IC设计和圆晶制造厂商主要收入来源。以台积电为例，从营收状况来看，2020Q3智能手机业务增长12%，HPC营收增长25%，物联网业务营收增长24%。智能手机业务的反弹主要是由于新机发布周期的到来。台积电预测，除存储外的芯片行业整体将在2020年全年实现个位数的增长，晶圆代工行业整体增长率将会接近30%。

1.1.2. 破局：制程创新，架构创新

制程创新：集成电路产业一直通过CMOS微缩以提高性能、效率和降低集成电路和系统的成本，从而实现新的应用，是推动过去几十年进步的“燃料”，但在先进制成中，CMOS微缩带来的进步已经变得有限，因此对于芯片改变的需求更加迫切。不过值得欣慰的是，材料、设备概念和图案的创新已经为当前的10nm以下技术扫清了道路。不仅如此，行业新的理念和技术方法仍将为摩尔定律注入新的血液，比如采用非经典结构，从结构的设计及布局来实现芯片面积的微缩，从而促使摩尔定律在“另类”层面得以实现，为集成电路产业继续赋力。

架构创新：当前HPC市场经过前期的市场沉积正处于快速增长阶段，2020年，计算型芯片架构走向落地元年，国内公司开始有产品得到应用。需求侧发展迅速、供给端提前布局，叠加国内产品落地，我们认为技术迭代将呈现指数型增长，单点突破开始。从S曲线模型来看，创新将驱动集成电路产业相关产品进入S型曲线的斜率增长最快部分。

1.2. 矛盾与破局之二

1.2.1. 矛盾：成熟制成产品的碎片化需求量增加，产能供给受限

从8英寸晶圆产业链结构来看，上中下游都呈现出满载状态，因此有限的供给和旺盛的多元化需求大大提高了行业的价值链变化，使得市场开始重新审视8英寸晶圆线的投资与价值。

首先从上游供给侧来看， 8英寸硅晶圆的供给量成长较为有限，SEMI并未观察到除中国以外的其他国家有200mm晶圆扩产的迹象，同时，生产设备也不易获取，因此不容易针对8英寸硅晶圆进行扩充产能。其次，从制造端来看，6英寸生产线上的部分产品会向8英寸转移，而受制于成本和性能的控制，8英寸生产线转移到12英寸生产线的动力不足。再者，物联网体系逐渐成熟铺开，带来了MCU的需求，电源芯片、指纹识别产品的增长，同时工业、汽车电子应用需求也大幅攀升，这些产品恰好对应200mm晶圆厂对应的领域，因此产品线的供需出现了逆转。全球8英寸晶圆线产能利用率逼近100%，相关应用所需芯片供不应求。最后，从下游芯片应用领域对硅片需求占比来看，模拟/分立器件能持续受益于当前高景气周期，产品绝大多数来自8英寸及6英寸生产线。

1.2.2. 破局：成熟制品迭代缓慢，国内扩产显著，全球产能有望向国内转移

与8-12英寸晶圆产能紧张和扩产困难的现状相对应的是成熟制成产品具有相对迭代缓慢的特性。以英飞凌的IGBT产品为例，2018年，英飞凌推出了第7代IGBT产品，该产品的面积相较于IGBT4减少了25%，成本与功耗也有所降低，但是市场主流的产品依然是在2007年发布的IGBT4。

我国的成熟工艺代工以中芯国际和华虹为主，具备完善的成熟工艺节点制成的代工能力，可充分满足下游各类需求，未来将积极推进8英寸厂的投产与扩产。除中芯国际和华虹之外，粤芯、上海先进（积塔半导体）等国内现有成熟制程产线均有相应的产能扩产计划。

我国的IC设计与封测产业正处于高速发展阶段，有望带动晶圆产能转移。第一，从数据来看，根据中国半导体行业协会数据显示，2020年我国芯片设计企业共计2218家，相较于2019年增加了438家；2020年全行业销售额预计为3819.4亿元，相较于2019年增加了23.8%。2018年我国IC封测规模企业达96家，2018年行业市场规模达到2193.9亿元，2004-2018年的年复合增长率高达15%。第二，从我国芯片设计技术的提升来看，根据最新消息，在明年召开的ISSCC会议上，中国（包括香港和澳门）的录用论文超越日本及中国台湾，中国大陆的论文数量相较于2020年增长了40%；自2016年起，我国论文收录数量年均增长114%，第一作者单位数量年均增长78%，涵盖的技术领域增加至10个，受邀的技术评委专家也从4位升至10位，充分展现了我国在芯片设计领域科研投入取得的显著成果。第三，从高端芯片发展来看，国产通用CPU领域从“基本不可用”到“完全可用”；国产嵌入式CPU已实现与国外产品同台竞争，并且从专用为主发展到通用为主，年销售量达数亿颗；芯片存储器领域实现零的突破，三维闪存和动态随机存储器进入量产；国产FPGA芯片全面进入通信和整机市场；国产EDA工具领域在数字电路流程上也形成了一系列重要的单点工具，未来可期。第四，封测行业作为芯片产业链中晶圆加工的下一环节，封测行业的地域转移趋势也与晶圆代工产能转移趋同。根据拓墣产业研究院和IC Insights统计，2020Q3，全球前十大封测企业中，中国台湾企业总市占率达到了54.9%，截至2019年12月，中国台湾地区晶圆产能位居世界第一。

复盘全球8英寸产能，可以看到，全球扩产的主要增量来自中国大陆地区。根据IC Insight数据显示，2017年，中国大陆200mm晶圆产能落后于中国台湾、日本，与世界总产能之比约为13.1%；然而2017-2021年间，中国大陆产能增量占全球增量比为22.6%。

1.3. 矛盾与破局之三

1.3.1. 矛盾：芯片供应链全球化，但大国博弈导致科技封锁

2019年5月16日，美国商务部的工业和安全局（BIS）发布文件《Addition of Entities to the Entity List》，宣布明确把华为公司（及其分布在美国以外的26个国家和地区的68家分支机构）加入其“实体清单”（Entity List），规定美国企业不得向华为相关公司出口零配件，除非经过美国商务部的许可。2020年5月15日，美国商务部发布禁令，任何企业将含有美国技术的芯片产品给华为，都必须先取得美国政府的出口许可，禁令实施前有120天的缓冲期，8月17日，禁令再升级，美国政府在“实体清单”上新添了38家华为子公司，扩充后的实体清单上总共有152家华为关联公司。

近年来，华为公司持续高速发展，目前在全球科技产业不仅具备较强的话语权和影响力，同时在供应链上也已同全球科技公司形成重要的、密不可分的关系。以上游核心零组件芯片为例，根据Gartner数据，2019年全球IC需求规模为4183.02亿美元，其中华为公司的需求量为208.04亿美元，占全球需求的5%，仅次于苹果公司和三星电子，排名第三。

复盘2019年，在国际贸易摩擦加剧、供应链被美国公司限制较强的背景下，国内半导体板块先跌后升，最典型的戴维斯双击品种是在设计领域，集中在华为产业链上的芯片设计公司。当前华为供应链国产替代是国内芯片产业链十年难遇的大机遇，以华为公司为代表的大陆终端品牌厂商将加速培养大陆上游产业集群，特别是上游关键环节。

2020年12月3日，美国国防部将中国最大的芯片制造商中芯国际（SMIC）列入“中国军方企业”名单，是继华为之后第二家遭受美国贸易限制的中国领先科技公司，这意味着下游的晶圆制造环节同样有国产替代诉求，类比上述逻辑，该事件将加速材料环节的国产替代机会。

1.3.2. 破局：供应链的国产替代

破局矛盾的关键在于实现产业链的国产替代。近期，芯片行业的整体高景气主要是由于产能紧张，涨价起点始于晶圆制造端，景气度持续延续两个季度下，逻辑上会传导至上游材料，下游晶圆制造开始寻求上游环节替代。顺周期下，我们预计明年将会迎来国产替代+下游晶圆厂扩产采购刚需的戴维斯双击机遇。

综上所述，芯片材料的供应能力和质量直接关系到我国集成电路产业链的形成和完善，实现集成电路产业链国产化摆脱对进口产品的严重依赖将是行业发展的必然趋势。预计材料板块将会迎来“国产替代+下游晶圆厂扩产采购”的戴维斯双击机遇。

2. 中华半导体芯片指数投资价值分析

2.1. 指数简介

中华交易服务半导体芯片行业（简称“中华半导体芯片”）指数旨在追踪中国 A 股市场半导体芯片行业上市公司的股价表现，相关公司经营范围涵盖半导体芯片材料、设备、设计、制造、封装和测试。该指数发布于2018年9月26日，采用市值加权，样本股每半年调整一次，限制单个样本权重不超过10%。

中华半导体芯片指数的样本空间由满足以下条件的沪深A股组成：

(1)股票必须上市超过三个月；

(2)非 ST、*ST 股票，非暂停上市股票；

(3)最近一年无重大违法违规事件、财务报告无重大问题。

满足上述条件后, 保留样本空间内最近一年的日均成交金额由高到低排名前80%的股票。从剩余股票中选取主营业务收入来自半导体芯片材料、设备、设计、制造、封装或测试的公司，最后选取最近一年日均总市值前50只作为该指数的样本股。

2.2. 流动性较为充裕

截至2020年12月31日，中华半导体芯片指数在全市场的分布如下，共有11只成分股来自沪深300，权重占比54.74%；有12只成分股来自中证500，权重占比18.10%；有25只成分股来自中证1000，权重占比19.94%。整体来看，该指数成分股偏向大盘蓝筹风格。

将过去一年的日均成交额划分为5组，截至2020年12月31日，中华半导体芯片指数中有95.72%的成份股处于头部20%分组，有4.05%的成份股处于次高组，其余0.23%的成份股处于中间组。该指数过去一年的日均成交额整体分布于全市场的前60%，流动性较为充裕。

2.3. 成分股主要分布在半导体行业

截至2020年12月31日，按照中信一级行业分类，中华半导体芯片指数的成份股主要分布在电子行业，权重占比为80.81%; 按照中信二级行业分类，该指数成分股主要分布在半导体行业，权重占比为74.35%。整体来看，中华半导体芯片指数的成分股主要覆盖半导体行业，定位精准。

2.4. 研发投入比例高

根据2020年Q1、Q2、Q3的财务报表数据计算中华半导体芯片指数成份股和全市场股票的研发支出总额占营业收入的比例(简称“研发投入比例”)。全市场中仅有28.39%的股票其研发支出比例超过5%，而中华半导体芯片指数成份股中有80%的股票其研发支出比例超过5%，其中有14%的成份股，其研发支出比例在20%以上，具有高研发支出的特征。

2.5. 估值处于历史中等水平

截至 2020 年 12月 31 日，中华半导体芯片指数市盈率为90.35倍，市净率为7.52倍，以2019年3月18日至2020年12月31日为样本期，市盈率的历史分位数为38.22%，市净率的历史分位数为63.75%。当前半导体芯片行业的估值水平距离历史高位仍有一定距离，整体估值处于历史中等水平。

2.6. 陆股通和国内基金增持

中华半导体芯片指数在经历了2020年8月末的北向资金减持后，迎来了转机，该指数的成份股在陆股通系统中的市值占比不断提升，截至2020年12月末这一比例已经提升到1.74%，历史分数为100%，处于历史最高点。

自2019年三季度以来，在国内普通股票型和混合型(偏债混合型基金除外)开放式基金公布的前十大重仓股中，中华半导体芯片指数成份股的市值占比始终保持在1.30%以上。截至2020年四季度，该指数成份股的市值占比为1.85%，历史分位点为100%，处于历史最高点。

2.7. 业绩表现良好

在样本期内，中华半导体芯片指数净值能够长期战胜沪深300、中证500、中小板指及创业板指。截至2020年12月31日，该指数净值为4.40，具备投资价值。

3. 国泰CES半导体芯片行业ETF联接A和联接C

3.1. 基金简介

国泰CES半导体芯片ETF成立于2019年5月16日，于2019年6月12日上市发行，跟踪中华半导体芯片指数。随后，国泰基金于2019年11月22日成立了国泰CES半导体芯片行业ETF联接A和联接C，主要投资于国泰CES半导体芯片ETF，为场外投资者提供了一种能实现与市场同步成长的投资方式。截至2020年12月31日，国泰CES半导体芯片行业ETF联接A和联接C的基金规模分别为10.57亿元和25.48亿元。

3.2. 基金业绩表现良好

以2019年11月22日至2020年12月31日为样本期，国泰CES半导体芯片行业ETF联接A和联接C的净值几乎重合，并且位于中华半导体芯片指数和国泰CES半导体芯片ETF净值的上方。截至2020年12月31日，国泰CES半导体芯片行业ETF联接A和联接C的净值均为1.56。

3.3. 国泰CES半导体芯片行业ETF联接A和联接C的相同与不同

国泰CES半导体芯片行业ETF联接A和联接C的相同之处在于，基金经理、基金投资方式和基金投资仓位相同，区别主要在于费率和适合的投资方式。那么该如何选择这两只基金呢？我们从基金的二个不同之处来看。

首先来看费率差异，国泰CES半导体芯片行业ETF联接A在申购时会收取申购费，在卖出时有可能会收取赎回费，无需支付销售费；国泰CES半导体芯片行业ETF联接C在申购时不收费，在卖出时可能会收取赎回费，需要支付销售费。

第二，从适合的投资方式来看，由于国泰CES半导体芯片行业ETF联接A无需支付销售费，所以更适合长期持有，以防在频繁的买卖过程中消耗收益；由于国泰CES半导体芯片行业ETF联接C无需支付申购费率，所以更适合短期投资，以降低投资成本。

4. 总结

由于8英寸晶圆的供货紧张，引发了行业多米诺效应，使得封测、设计产能吃紧，因此值此岁末年初之际，数十家芯片公司集中宣布对部分产品进行价格调涨，缺货成该行业关键词。芯片材料的供应能力和质量直接关系到我国集成电路产业链的形成和完善，实现集成电路产业链国产化摆脱对进口产品的严重依赖将是行业发展的必然趋势。预计材料板块将会迎来“国产替代+下游晶圆厂扩产采购”的戴维斯双击机遇。

中华交易服务半导体芯片行业（简称“中华半导体芯片”）指数发布于2018年9月26日，旨在追踪中国A股市场半导体芯片行业上市公司的股价表现，相关公司经营范围涵盖半导体芯片材料、设备、设计、制造、封装和测试。该指数成分股的流动性较好，精准覆盖半导体芯片行业，研发投入比例高，估值处于历史中等水平，受北向资金和公募资金的青睐。以2011年12月30日至2020年12月31日为样本期，中华半导体芯片指数的年化收益率为17.89%，年化夏普比为0.63，均超过沪深300、中证500、中小板指和创业板指，业绩表现良好。

国泰基金于2019年11月22日成立了国泰CES半导体芯片行业ETF联接A和联接C，主要投资于国泰CES半导体芯片ETF。截至2020年12月31日，国泰CES半导体芯片行业ETF联接A和联接C的基金规模分别为10.57亿元和25.48亿元。自2020年1月1日至2020年12月31日，国泰CES半导体芯片行业ETF联接A和联接C的收益率分别为50.40%和49.94%，夏普比分别为1.28和1.27，业绩均表现较好，建议投资者保持关注。