随着新冠疫情对全球经济影响的减弱，半导体领域产业链供应紧张的情况将逐渐缓解，新一轮生产放量周期及国产化替代周期即将开启。而半导体作为中国当下最受益于国产化的行业，国产化成为了行业发展的主线。
图：半导体产业链图谱
数据来源：诺亚研究
01
全球半导体市场规模将持续上涨
2020年来，疫情让人们将工作和生活大规模转移到线上，促进了全球电子类消费，但同时又抑制了半导体的工厂生产，叠加2019年半导体行业周期正好位于低谷位置，加剧了2020年的缺货涨价情况。
现在，包括汽车等行业在内的芯片需求仍在持续，并且经过这一轮长时期的芯片缺货后，下游厂商开始倾向于更高的库存储备，因此台积电等晶圆厂龙头依然保持较为积极的扩产规划和资本开支计划，行业接下来仍将持续高景气。WSTS、SEMI等半导体行业专业机构也纷纷预测，全球半导体市场、半导体设备市场和半导体材料市场规模在未来两三年仍将持续上涨。
图：全球半导体销售额和同比增长
数据来源：诺亚研究
01
全球半导体市场规模将持续上涨
2020年来，疫情让人们将工作和生活大规模转移到线上，促进了全球电子类消费，但同时又抑制了半导体的工厂生产，叠加2019年半导体行业周期正好位于低谷位置，加剧了2020年的缺货涨价情况。
现在，包括汽车等行业在内的芯片需求仍在持续，并且经过这一轮长时期的芯片缺货后，下游厂商开始倾向于更高的库存储备，因此台积电等晶圆厂龙头依然保持较为积极的扩产规划和资本开支计划，行业接下来仍将持续高景气。WSTS、SEMI等半导体行业专业机构也纷纷预测，全球半导体市场、半导体设备市场和半导体材料市场规模在未来两三年仍将持续上涨。
图：全球半导体销售额和同比增长
数据来源：Wind，诺亚研究
如下表WSTS的2021年秋季的预测所示，2021年全球芯片市场规模年增长率将同比大幅增长25.6%，而2022年行业增长将会放缓，同比增长预期为 8.8%。从区域来看，WSTS在秋季预测中，与前一个季度的预测相比，调高了美洲、欧洲和日本的增幅，调降了亚太地区的增速。从产品来看，增长率最高的是内存芯片，其次是模拟芯片和逻辑芯片。
表：WSTS半导体市场规模预测(2021年秋季)
数据来源：WSTS，诺亚研究
02
我国芯片产业国产化是主线
2019年，国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司注册成立，注册资本2041.5亿元。芯片产业投资周期长、风险高，而国家大基金作为国资产业基金，兼具产业引导与投资双重任务，体现了国家大力发展集成电路产业的决心。大基金的投资覆盖集成电路设计、芯片制造、封装测试、材料以及设备制造等产业链环节，与一期相比，大基金二期的投资重点更多投向了制造环节，更聚焦设备、材料领域，并加码晶圆制造。2021年7月份以来，大基金二期投资了8个半导体项目，包括中微公司、南大光电、佰维存储、至纯科技、上扬软件、北方华创、华天科技、格科微。
近些年，中国也诞生了很多优秀国内芯片公司。芯片无法弯道超车，这些成功的芯片公司也一样经过时间的考验，它们大部分成立于10年前，从低端芯片产品的国产化入手，先利用价格优势切入市场，再积累实力和经验走向中高端。目前中国在低端芯片和某些芯片领域已经可以做到自给自足，随着5G和物联网发展带来的新机遇，一些重点芯片领域的国产化进程尤其值得关注。
1
上游支撑产业
半导体设备
半导体设备行业受下游厂商资本开支的影响较高，具备一定的周期属性，近年来随着下游需求增长，2020年全球半导体行业资本开支达到732亿美元，增速由负转正。
图：全球半导体行业资本支出与半导体设备销售关联性高
数据来源：Wind，诺亚研究
受益于行业资本开支高涨，全球半导体设备市场规模2020年后稳步增长，并有望续创新高。2021年第三季度，全球半导体设备销售额同比增长38%，达到268亿美元，比上一季度增长8%，连续第五个季度增长，并创下季度历史新高。其中，中国台湾半导体设备销售额达73.3亿美元，名列第一，同比增长54%，环比增长45%；中国大陆位列第二，销售额达72.7亿美元，同比增长29%，环比下滑12%；韩国55.8亿美元，北美22.9亿美元，日本21.1亿美元，分列第3-5名。
图：全球半导体设备销售额和同比增长
数据来源：Wind，诺亚研究
表：按地区划分的半导体设备季度出货规模
数据来源：Wind，诺亚研究
表：按地区划分的半导体设备季度出货规模
数据来源：SEMI，诺亚研究
全球半导体设备市场竞争格局高度集中，VLSI数据显示，2020年应用材料公司（Applied Materiels）、ASML、拉姆研究公司（又名科林研发、泛林研发，Lam Research）、东京电子（Tokyo Electron）以及科磊半导体（又名科天半导体，KLAC），五家企业合计占据全球半导体设备约66%市场份额。目前各类半导体设备国产化率仍不足20%。中国半导体行业协会资料显示，2018年中国半导体设备五强分别为中微公司、北方华创、中电科电子装备集团、盛美半导体和沈阳芯源微。
半导体材料
在晶圆厂资本开支持续高涨与积极扩产的情况下，全球半导体材料市场规模也有望持续增长，SEMI预计2021年全球半导体材料市场规模将增长6%，达到587亿美元受益国内晶圆制造行业扩张周期，我国半导体材料也取得了一定进展，在硅片、CMP材料、光刻胶、电子特气、湿电子化学品、靶材等关键材料领域已出现具备较强竞争力的公司，如晶瑞股份、上海新阳、南大光电、雅克科技、江丰电子等。
EDA
EDA软件作为集成电路领域的上游基础工具，贯穿于集成电路设计、制造、封测等环节，是集成电路产业的战略基础支柱之一。全球EDA市场呈现三足鼎立格局，新思科技（Synopsys）、Cadence及西门子EDA（Siemens EDA）三家企业合计占据了全球近80%的市场份额，拥有绝对优势。近年来我国集成电路设计企业的数量大幅增长，中国EDA产业相应迎来发展机遇期。国内这一领域的企业包括华大九天、芯愿景、概伦电子等。
图：2021年申万二级半导体行业与沪深300涨跌幅对比
数据来源：Wind，诺亚研究
2
中游制造产业
芯片设计：新一轮国产替代的开启
芯片设计领域美国独占鳌头。在个人计算机和数据中心市场，英特尔、AMD和英伟达占据绝对统治地位；在通信领域，高通是全球最大的移动处理芯片供应商；在射频前端芯片领域，思佳讯（Skyworks）、安华高（Avago）和Qorvo占据全球90%以上市场份额。不过，也有一些芯片细分领域的国产替代已经初见端倪，尤其是因为5G渗透率提升，物联网的发展为中国带来的市场机遇，包括MCU（微控制器）、FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）和模拟芯片。
存储器：目前全球存储芯片占比最大的产品为DRAM和NAND Flash，其中三星（Samsung）、海力士（SK Hynix）、美光（Micron）占据了全球绝大部分市场份额、中国大陆这个领域的头部公司为长江存储、合肥长鑫、福建晋华。
MCU：主要应用于汽车电子、工控/医疗、计算机和消费电子四大领域，其中汽车是MCU的第一大应用市场，ARM架构的内核目前是MCU的主流架构，并形成了完整的生态系统，意法半导体和恩智浦等国际大厂产品线品类齐全。2020年下半年MCU缺货涨价后，这个领域的国产替代引发关注。中国厂商的优势在于更加接近下游硬件制造商，其中领跑企业包括兆易创新。
FPGA：受5G渗透率提升、AI智能化推进以及汽车自动化等趋势的不断推进，FPGA芯片市场需求强劲。目前国内布局FPGA企业主要包括复旦微、安路科技、高云半导体、智多晶、771/772所、AGM、京微齐力等企业。不过，全球FPGA市场呈现寡头垄断格局，两家头部公司为赛灵思、英特尔，行业第三、第四分别为Lattice与MicroChip，这四家美国公司合计占有全球FPGA市场份额88%以上。中国FPGA国产渗透率仅4%，工艺制程与国外先进水平相差两代以上。
模拟芯片：随着5G的普及，模拟芯片具有不可撼动的重要地位。我国在这一领域的企业众多，发展水平也相较逻辑芯片、存储芯片更为成熟。在模拟芯片中，国内关注度相对较高的是用于通信基站的相关芯片。国内上市公司中芯海科技、华润微电子、昆腾微等都是这一领域的供应商。不过在诸如电源管理芯片、射频芯片等细分门类，国外厂商德州仪器（TI）、亚德诺（ADI）等头部公司地位依然稳固。
晶圆制造：积极扩充产能
据IC Insights，中国自2005年以来一直是世界上最大的IC市场，且规模持续增长。2020年，中国集成电路市场增至1,434亿美元，较2019年的1,313亿美元增长9％。其中约60％被集成到出口的电子系统设备中，40％被用于本国消费。剔除在中国大陆设厂生产的海外公司后，中国公司生产的集成电路目前仅占全球IC市场的5％。中芯国际、华虹半导体、长江存储、合肥长鑫等中国晶圆代工/存储器厂商有望在未来几年继续维持较快的产能扩张计划。
图：2021年申万二级半导体行业总市值和市盈率
数据来源：Wind，诺亚研究
03
结语
综上所述，随着5G和物联网发展为中国带来的新机遇，MCU、FPGA及模拟芯片的国产替代之路值得关注，存储器芯片在我国起步较早，也有了一定的国产化基础。随着全球半导体需求持续提振，中国存储器/晶圆代工厂商有望在未来几年继续维持较快的产能扩张计划，在半导体设备、半导体材料等上游部分细分领域的国产化进程也有望继续推进。
本文结束
免责声明：本文件所有内容（包括但不限于观点、结论、建议等）仅供参考，不代表任何确定性的判断，您仍应根据您的独立判断做出您的投资决策，投资涉及风险，诺亚控股有限公司(以下简称“本公司”)及其关联公司不对因使用本文件而产生的任何后果承担法律责任。本文件包含前瞻性的预测，任何非对过往历史事实的陈述均为前瞻性的预测，本公司并不保证完全准确或未来不发生变化。本报告的信息来源于公开资料，本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证，也不保证所包含的信息及建议不会发生任何变更，本公司已力求报告内容的客观、公正，但文中的观点、结论及建议仅供参考，不代表任何确定性的判断。
本报告相关知识产权归本公司及其关联公司所有，未经本公司及其关联公司许可，任何个人或组织，均不得将本报告内容以转载、复制、编辑、上传或发布等任何形式使用于任何场合。如引用或刊发需注明出处为“诺亚研究部”，且不得对本报告进行有悖原意的引用、删节和修改。诺亚控股有限公司及其关联公司保留追究侵权者法律责任之权利。任何机构或个人使用本文件均视为同意以上声明。
本报告所载的信息、材料及结论只提供参考，不构成投资建立，也不适用于个别投资者特殊的投资目标、财务状况或需要。投资者应考虑本报告中的任何意见或建议是否符合其特定状况。
