华泰 | 电子:中国成熟制程扩产或致全球供需分化
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(来源:华泰证券研究所)
我们预计中国大陆2027年在全球12寸成熟制程晶圆代工的市场份额将提升至47%,建议关注中国大陆企业份额提升的投资机会。先进制程竞争格局更为清晰且成熟制程收入占比较小,建议持续关注台积电。代工价格有可能从2026年进入下行通道,利好下游国内设计/OEM公司获取更高市场份额,建议关注相关投资机会。
中国代工业崛起:12寸成熟制程份额快速提升,全球供需或将结构性分化
中国在全球智能手机、PC、家电、电动车等领域的消费和生产两端占据举足轻重的地位,成熟制程芯片被广泛应用于这些产业。过去5年,在地缘政治等外部因素和国内终端及设计企业的内生推动下,中国晶圆代工行业尤其是成熟制程(28nm及以上)经历快速发展。根据我们测算,2023年中国大陆在全球12寸和8寸成熟制程领域的市场份额已提升至29%和25%。展望未来,我们预计:1)2024-2027年中国大陆12寸成熟制程产能将保持年均27%的快速扩张,到2027年占全球的份额将达到47%,8英寸份额稳定在25%左右;2)全球12寸成熟制程供需将结构性分化,28nm有望维持满载,但40-90nm节点或将呈现过剩;3)代工价格恐于2026年进入下行通道,利好国内设计及终端企业。
发展历程:中国晶圆代工行业快速发展经历“两步走”
中国代工行业发展经历两个阶段,市场份额取得快速提升:1)2021-2022年,疫情导致全球半导体供应链混乱和催生“宅经济”,全球迎来缺芯涨价潮,全球主要代工企业产能供不应求。中国代工企业经过长期积累,已能在8/12寸成熟制程领域实现较好国产替代,逐步承接国内设计企业转单,营收增长显著快于全球同业;2)2023-2024年,美国出口管制等地缘政治因素加剧,中国设计企业持续转单。叠加部分海外芯片设计/IDM公司也有在地化生产的意愿,他们将提升中国晶圆代工企业的供应份额满足终端客户需求。
产业逻辑:与终端产业协同+成本优势凸显,中国企业具备全球竞争优势
我们认为中国代工企业将凭借两大竞争优势,未来实现全球份额持续提升:1)优势一:可与终端产业协同发展。根据中国工信部和国家统计局,全球约80%的个人计算机、65%以上的智能手机和彩电、60%以上的新能源汽车在国内生产。面对广泛的下游市场,国内外芯片设计/IDM企业可与中国代工企业进行广泛的深度合作和协同开发,设计更为匹配终端需求的产品,从而提升竞争力;2)优势二:中国代工企业综合成本优势凸显。根据我们测算,若仅考虑劳动力成本的差异,中国大陆晶圆代工企业的成本较中国台湾企业低11%。
未来展望:中国成熟制程快速发展,对全球产业链产生3大影响
我们认为未来中国成熟制程发展将对全球产业链形成3大影响:1)2024-2027年中国大陆12寸成熟制程产能将保持年均27%的快速扩张(对比其他地区合计产能CAGR为3.6%)。使得全球12寸代工供需将结构性分化,28nm节点预计满载(UTR~90%),但40-90nm(UTR 60%-70%)或将过剩;2)受中国大陆企业竞争影响,力积电、联电等企业或面临份额下行风险,台积电(专注于先进工艺)和格罗方德(特色平台以及美国制造业回流支撑)受影响有限。我们测算2023年全球主要非大陆代工企业中7.6%的收入(78.4亿美元)来自于中国大陆的成熟制程客户,预期这部分未来将有机会逐步转移。3)目前联电等公司新扩产产能基本定价以LTA为主。但受制于成熟工艺需求复苏较慢,我们认为代工价格仍有可能从2026起进入下行通道,国内设计/OEM公司凭借国内供应链形成的价格优势,有利于出海获取更高市场份额。
风险提示:技术研发不及预期,半导体周期下行的风险。
正文
核心投资亮点
我们预计中国大陆2027年在全球12寸成熟制程晶圆代工的市场份额将提升至47%,建议关注中国大陆企业份额提升的投资机会。我们测算2023年中国大陆12寸成熟制程在全球的产能份额约为29%,我们预计2024-2027年中国大陆12寸成熟制程产能将保持年均27%的快速扩张,到2027年占全球的份额将达到47%。在地化生产需求驱动下,我们认为支撑中国大陆企业份额快速提升的核心竞争力为“与终端产业协同+成本优势凸显”。
先进制程竞争格局更为清晰且成熟制程收入占比较小,建议持续关注台积电。一方面,在AI算力、智能手机等终端推动下,全球先进制程需求持续旺盛。且我们看到Intel、三星等先进制程发展面临瓶颈,台积电龙头地位持续稳固。另一方面,2023年台积电来自于40-90nm成熟制程收入占比为16%,显著低于力积电、联电等可比同业。在未来40-90nm节点供需潜在过剩的风险下,台积电受影响程度有限。
代工价格有可能从2026年进入下行通道,利好下游国内设计/OEM公司获取更高市场份额,建议关注相关投资机会。我们预计在中国大陆企业12英寸成熟制程产能的积极扩张下,全球代工价格或进入下行通道。我们预计2024-2027年40-90nm节点晶圆代工价格将呈现5-8%左右的年降,28nm节点年降预计约3%。晶圆代工为芯片设计企业主要成本,占据约70-80%左右的比重。我们认为代工价格下行及国内晶圆厂的成本优势将:1)增加国内芯片设计企业产品的价格竞争力,有助于提升全球国内及全球市场份额;2)芯片设计企业盈利能力有望增强;3)芯片为智能手机、PC、家电等消费电子产品及新能源汽车等终端的重要成本项,国内芯片端的成本优势将有利于国内OEM公司凭借更具性价比的终端产品出海赢取更高的份额,这可能发生在智能手机、PC、新能源汽车等各大领域。
中国大陆12寸成熟制程产能快速扩张,全球供需将结构性分化
过去5年,在地缘政治和供应链安全的推动下,中国晶圆代工行业经历快速发展。尤其是成熟制程领域(28nm及以上节点),一方面中国设计企业在消费电子、通信等中低端领域快速提升市场份额,且受益于下游芯片设计/IDM企业持续推动供应链国产化和“Local for Local”策略。在成熟制程领域,国内外企业差距相对较小,且制造设备基本不面临出口管制和禁运问题。中国企业凭借相对成本、终端产业等优势,积极推动产能扩张并承接订单转移,市场份额取得较大提升。根据SEMI,2019-2024年全球共兴建128座晶圆厂,其中中国大陆占据30%,扩产高峰期集中于2019-2021年。展望未来,我们认为中国晶圆代工产业将在全球占据更重要的地位,形成全球竞争力。Trendforce预计中国大陆成熟制程产能份额将从2023年的31%,提升至2027年的47%,成为全球最大的生产基地。
发展历程:中国晶圆代工业快速成长经历“两步走”
1)阶段一:2021-2022年,全球产能紧缺推动设计公司向国内转移产能
2021年新冠疫情在全球肆虐,一方面导致全球半导体供应链紊乱,跨国贸易面临挑战;另一方面疫情催生“宅经济”,居家办公、娱乐需求推动智能手机/PC等消费电子行业销量增长。根据IDC,2021年全球智能手机、PC销量分别同比增长5.7%、14.8%。全球芯片行业迎来广泛缺芯涨价的状况,主要海外代工企业产能利用率达到100%,产能供不应求。受制于海外产能供应紧张和地缘政治因素,国内芯片设计企业开始逐步向国内转移产能。中国代工企业经历长时间积累,8英寸和12英寸成熟制程代工平台已能实现较好程度的国产替代能力。因此,把握住行业契机,中国代工企业积极进行产能建设承接国内设计公司订单转移,涵盖LCD Driver、CIS、MCU、WiFi、功率器件、BCD等广泛品类。2021/2022年国内代工企业平均营收同比增速连续两年超过海外主要代工企业(国内125.0/58.2% vs 海外31.6/18.1%),实现市场份额快速提升,并形成和国内客户的深度粘性。
2)阶段二:2023-2024年,地缘政治因素加剧驱动海内外公司采取在地化生产策略
2022年10月7日、2023年10月17日和2024年12月2日,美国商务部连续三年对半导体出口管制条例进行修改和加强限制,并陆续将数百家中国企业加入实体清单,持续加强对于中国半导体自主可控发展的限制。在不确定性加强的地缘政治环境下,中国设计企业持续推动对成熟产品的国产产能转换和新产品在国内代工企业的研发工作。同时,由于中国为全球电子、新能源汽车等产品的消费和生产大国,部分海外芯片设计/IDM公司也有在地化生产的意愿,提升中国晶圆代工企业的供应份额满足终端客户需求,且未来该趋势具有持续性。如2024年11月21日,意法半导体在投资者日宣布将与华虹宏力合作,计划在2025年底在中国本土生产40nm MCU产品,意法半导体认为在中国进行本地制造对其竞争地位至关重要,主要考虑到当地供应链的成本效益、兼容性问题及政府限制风险。
因此,我们看到中国代工企业在2023年的行业下行周期中业绩表现更具韧性的同时,2024年的产能利用率和营收修复力度普遍强于全球成熟制程代工同业。根据Trendforce,中芯国际自1Q24以来,已超过联电和格罗方德稳居全球第三大代工企业的地位。3Q24中芯国际及华虹的产能利用率分别为90%和105%,而联电的产能利用率为71%。我们认为在国内外客户在地化生产的推动下,2025年国内代工企业营收增长有望继续超过全球成熟制程同业。
产业逻辑:与终端产业良好协同+显著成本优势,增强客户产品竞争力
产业逻辑#1:下游消费电子、电动车等制造业所处全球地位高,可进行广泛产业协同开发
中国消费电子、新能源汽车等产业高度发达,上游芯片、显示等在内的各环节协同创新优势凸显。中国消费电子产业快速发展,中国是消费电子产品的全球重要消费市场和制造基地,全球主要的生产和代工企业大多在中国设立制造基地和研发中心。根据中国工信部和国家统计局,全球约80% 的个人计算机、65%以上的智能手机和彩电、60%以上的新能源汽车在国内生产。下游产业的高度发达和产品创新动力,为上游芯片环节协同发展带来红利。面对广泛的下游应用市场,国内外芯片设计/IDM企业可与中国代工企业进行广泛的深度合作和协同开发,研发并设计更为匹配终端需求的产品,从而提升竞争力。受益于下游终端产业的优势,我们认为中国代工企业在吸引全球设计企业的竞争中具备显著优势。
产业逻辑#2:中国代工企业综合成本优势凸显,较海外同工艺节点低~11%
我们认为国内代工企业在公用事业、劳动力等成本的优势以及政府补助下,较海外竞争对手拥有较强的综合成本优势。晶圆代工行业为典型的重资产制造业,折旧摊销、制造人员人工成本和原材料为主要的成本项。
人工成本为中国大陆企业重要优势:根据台湾证券交易所和集微网的统计,2023年中国大陆晶圆代工业的人均薪酬为24.09万元,而中国台湾为43.58万元,较中国大陆高80.9%。若我们仅考虑劳动力成本的差异进行测算,中国大陆晶圆代工企业的成本较中国台湾企业低11.3%。(根据台积电,劳动力成本比重约15.7%)。因此我们可以认为,中国大陆代工企业在相同工艺节点上,相对中国台湾等海外企业将具备11%左右的成本优势。我们认为该成本优势为海内外设计客户选择转单中国大陆企业的重要因素之一。
原材料成本海内外差距不大:国内半导体材料国产化率仍较低,和海外代工企业类似,目前国内代工企业主要采购日本、美国等材料。根据观研天下,2022年12 英寸硅片国产化率仅为10%,光刻胶国产化率为10%,电子气体国产化率为15%,湿电子化学品国产化率为10%。因此,我们认为国内和海外代工企业在原材料端的成本差异不大。
国内基础设施发达、成本具备优势,但在总成本中占比较小。国内在铁路、公路等运输网络发达,水电、火电等电力设施完善,较海外部分国家具备成本优势,但此项成本在晶圆代工企业总营业成本中占比较小。
展望未来,中国成熟制程快速发展对全球产业链影响如何?
影响#1:全球12寸成熟制程供需结构性分化—28nm满载,但40/55/65/90nm或将过剩
12英寸:供需结构性分化,28nm预计满载,但40-90nm预计将过剩。Omdia预计全球纯晶圆代工市场规模(除台积电外,成熟制程市场)将从2023年的322.57亿美元增长至2027年的472.71亿美元,对应CAGR为10.0%。全球主要半导体产品将逐步从8英寸转移到12英寸平台,因此我们预计2024-2027年全球12英寸成熟制程需求增长将保持10.9%的CAGR。根据Omdia及我们统计,海外代工企业扩产相对保守,中国主要晶圆代工企业正积极推动12英寸成熟制程产能建设,2024-2027年中国大陆和海外12寸成熟产能扩张CAGR分别为26.8%和3.6%,全球综合产能增速CAGR为12.0%。典型的项目包括中芯国际京城、深圳、临港和西青厂、华虹无锡12英寸项目二期、晶合集成N3厂、燕东微12英寸项目二期等。由于未来需求和供给增速基本匹配,我们预计2024-2027年全球12英寸成熟制程产能利用率或保持在73%-75%左右的水平,整体呈现产能过剩状态。其中,28nm由于竞争者相对较少和市场增长迅速,将保持满载状态,但40/55/65/90nm节点竞争激烈或将呈现过剩状态。
8英寸:供给及需求增长均较为缓慢,预计保持80%左右稼动率。一方面,由于CIS、LCD驱动、BCD、功率器件等主要产品开始向12英寸平台转移,全球8英寸代工需求预计将缓慢增长。同时,根据Omdia和我们统计,全球主要代工企业较少推动8英寸产线的建设和扩产,我们预计2024-2027年全球8英寸产能扩张幅度也较小。因此,我们预计2024-2027年全球8英寸产能利用率为73%/74%/82%/85%。
28nm:看好需求结构性增长,中国大陆起步较晚,预计未来几年UTR保持近满载水平
需求端,对于广泛的成熟制程芯片,若不追求极致的性能和功耗,我们认为28/22nm节点相对16/14/12nm(采用FinFET结构)具备良好的经济效益和性价比。诸如OLED显示驱动、中低端处理器、ISP、Flash、WiFi-6等产品升级为28nm需求增长的重要动力,且可能中长期大量在28/22nm平台进行生产。此外,我们认为车规/工业等高端MCU、超高像素CIS可能后续也会逐步升级到28nm节点,推动22/28nm结构性成长。我们预计2024-2027年全球28nm晶圆需求将保持12.7%的CAGR增长。供给端,由于28nm节点相对研发难度较大且衍生平台众多,此前台积电、联电等全球龙头主导该节点的发展,中国大陆企业起步相对较晚,目前只有少数企业能够量产。根据Omdia,2023年中国大陆在全球的28nm节点份额仅为18%,未来中芯国际、上海华力、晶合集成等企业将积极推动该节点研发和平台多元化。我们预计2023-2027年全球28nm晶圆产能将保持10.1%的CAGR增长,略慢于需求侧成长,2027年中国大陆产能份额将提升至31%。因此,我们预计2024-2027年全球28nm节点稼动率将保持在近90%的相对满载水平。
40/45nm:需求快速增长但中国大陆加速扩张产能,预计未来全球UTR约不足7成
我们认为CIS和MCU为40nm节点需求增长的重要支撑。随着下游对高像素需求的提升,未来高端CIS芯片将逐步从当前65/55nm向40nm平台升级。在下游车企和工业企业持续推动电动化和智能化的背景下,将对MCU的计算、控制和功耗等方面提出更多要求,车规级工控MCU或将逐步升级至40nm平台。这种工艺技术升级的趋势下,我们认为IDM或也将增加外包给晶圆代工厂的订单比例。我们已经看到意法半导体宣布将在2025年和华虹加强在40nm车规级MCU的合作。因此,我们预计全球40nm晶圆代工需求量将在2024-2027年以12.2%的CAGR增长。但在供给侧,我们看到较多中国企业以完成平台开发并在未来几年加速扩张产能,我们预计中国大陆40nm产能将在2023-2027年保持17.5%的年均增长,推动全球产能增长超过需求端增长。因此,2024-2027年在中国大陆产能扩张的影响下,全球40nm产能或将呈现过剩趋势,主要厂商产能利用率或逐渐下降至63.9%。
55/65/90nm:需求增长相对缓慢,预计未来几年将较为过剩
由于CIS、MCU等部分需求开始向更高端的28/40nm节点转移,我们预计2024-2027年全球55/65nm和90nm晶圆代工需求量将实现8.8%和8.7%的增长,慢于28/40nm节点增长。供给端,该领域工艺平台已较为成熟,我们统计全球厂商在该领域产能扩张计划较为激进,且存在同质化竞争情况。中国大陆为主要的扩产地区,我们预计到2027年中国大陆55/65nm和90nm产能在全球的比重将分别达到57%和47%(2023年为38%和30%)。因此,我们预计这两大节点未来几年或呈现过剩情况,90nm或尤为突出,全球产能利用率或保持在70%以下。
影响#2:台积电、格罗方德受影响有限,但力积电、联电等存在份额下行风险
根据上文分析,中国大陆晶圆代工企业正加速推动12英寸成熟制程产能扩张,全球40-90nm节点或面临产能过剩风险,仅28nm节点将结构性满载。同时,中国大陆企业具备显著成本优势和产业上下游协同优势,我们预计将在未来持续提升市场份额。对于海外企业来说,我们认为:1)台积电受到的竞争影响较小,其主要收入来自14nm及以下的先进制程,2023年占比近50%。2023年40-90nm收入占比仅为16%,且主要为特色工艺制程和客户粘性相对较高;2)格罗方德影响也相对有限。主因2023年40-90nm收入占比相对较小,全球独特的针对5G、低功耗领域的FD-SOI和RF-SOI平台,以及受益于美国公司制造业回流的订单驱动;3)联电和力积电或受到中国大陆企业较大竞争压力,两者40-90nm收入占比分别为34%和53%,可能在全球在地化生产趋势和中国大陆企业的竞争下,面临份额下行压力。
影响#3:价格进入下行通道,利好国内下游设计公司提升份额,OEM具备出海竞争力
我们认为未来12英寸成熟制程代工价格或进入下行通道,利好国内设计及OEM企业出海。我们预计中国大陆主要12英寸成熟制程的产能将从2023年的81.7万片/月增长至2027年的211.1万片/月,对应CAGR为26.8%。对应中国大陆在全球的产能份额将从2023年的29%提升至2027年的47%。我们预计在中国大陆企业12英寸成熟制程产能的积极扩张下,全球代工价格或进入下行通道。我们预计2024-2027年40-90nm节点晶圆代工价格将呈现5-8%左右的年降。而28nm节点由于需求增长较快,且供给端竞争者较少,所以价格降幅相对较小,预计约3%。晶圆代工为芯片设计企业主要成本,占据约70-80%左右的比重。
我们认为代工价格下行及国内晶圆厂的成本优势将:1)增加国内芯片设计企业产品的价格竞争力,有助于提升全球国内及全球市场份额;2)芯片设计企业盈利能力有望增强;3)芯片为智能手机、PC、家电等消费电子产品及新能源汽车等终端的重要成本项,国内芯片端的成本优势将有利于国内OEM公司凭借更具性价比的终端产品出海赢取更高的份额,这可能发生在智能手机、PC、新能源汽车等各大领域。
投资建议:借在地化趋势及成本优势实现份额提升,关注中国代工企业投资机会
受益于在地化生产趋势和竞争优势,未来国内代工企业有望持续实现超越行业增长。近年来,由于地缘政治、供应链成本效益、兼容性问题以及终端广阔的市场等因素,我们看到国内设计企业开始逐步转单回国内代工平台,全球龙头半导体公司也更多将面向中国大陆终端的芯片生产转移到国内。根据我们测算,全球主要非大陆的代工企业2023年中国区营收合计119.4亿美元,占比为11.7%,其中成熟制程营收约为78.4亿美元。若中国芯片设计、OEM、系统公司等持续推动在地化生产,订单从非大陆企业转移到中芯国际、华虹等大陆企业的潜在市场较大。按照2023年的119.4亿美元的潜在市场,若分别转移50%和70%的订单,对应市场为59.7亿/83.6亿美元(中芯国际2023年营收为63.21亿美元)。在此趋势下,我们认为中国代工企业未来有望持续实现超越行业的增长。
技术研发不及预期的风险。晶圆代工行业为典型的研发密集型行业,若中国企业未能在成熟制程领域的工艺研发上持续突破,未能满足终端需求的持续迭代,将存在市场份额下滑的风险。
半导体周期下行的风险。半导体行业及晶圆代工行业呈现周期性特征,受到全球经济周期、消费电子、汽车等产品需求周期波动等影响。若出现下游需求下降,供应链库存高企,则半导体和晶圆代工行业进入下行周期,厂商营收及盈利能力下滑的风险。
研报:《电子:中国成熟制程产能快速扩张,全球供需或结构性分化》2025年2月6日
谢春生 研究员 S0570519080006 | BQZ938
丁宁 研究员 S0570522120003
廖健雄 联系人 S0570524030001