重磅!不止是芯片!半导体全产业链分
析
18 年 04 月 23 日
[导读]半导体是电子产品的核心,信息产业的基石。半导体行业因具有下游应
用广泛、生产技术工序多、产品种类多、技术更新换代快、投资高风险大等特
点……
作者:光大电子团队
周期性波动向上,市场规模超 4000 亿美元
半导体是电子产品的核心,信息产业的基石。半导体行业因具有下游应用广泛、
生产技术工序多、产品种类多、技术更新换代快、投资高风险大等特点,产业
链从集成化到垂直化分工越来越明确,并经历了两次空间上的产业转移。全球
半导体行业大致以 4-6 年为一个周期,景气周期与宏观经济、下游应用需求以
及自身产能库存等因素密切相关。2017 半导体产业市场规模突破 4000 亿美元,
存储芯片是主要动力。
供需变化涨价蔓延,创新应用驱动景气周期持续
半导体本轮涨价的根本原因为供需变化,并沿产业链传导,涨价是否持续还是
看供需,NAND 随着产能释放价格有所降低,DRAM、硅片产能仍吃紧涨价有望持
续。展望未来,随着物联网、区块链、汽车电子、5G、AR/VR 及 AI 等多项创
新应用发展,半导体行业有望保持高景气度。
提高自给率迫在眉睫,大国战略推动产业发展
国内半导体市场接近全球的三分之一,但国内半导体自给率水平非常低,特别
是核心芯片极度缺乏,国产占有率都几乎为零。芯片关乎到国家安全,国产化
迫在眉睫。2014 年《国家集成电路产业发展推进纲要》将半导体产业新技术研
发提升至国家战略高度。大基金首期投资成果显著,撬动了地方产业基金达
5000 亿元,目前大基金二期募资已经启动,募集金额将超过一期,推动国内半
导体产业发展。
大陆设计制造封测崛起,材料设备重点突破
经过多年的发展,国内半导体生态逐渐建成,设计制造封测三业发展日趋均衡。
设计业:虽然收购受限,但自主发展迅速,群雄并起,海思展讯进入全球前十。
制造业:晶圆制造产业向大陆转移,大陆 12 寸晶圆厂产能爆发。代工方面,
虽然与国际巨头相比,追赶仍需较长时间,但中芯国际 28nm 制程已突破,14nm
加快研发中;存储方面,长江存储、晋华集成、合肥长鑫三大存储项目稳步推
进。封测业:国内封测三强进入第一梯队,抢先布局先进封装。设备:国产半
导体设备销售快速稳步增长,多种产品实现从无到有的突破,星星之火等待燎
原。材料:国内厂商在小尺寸硅片、光刻胶、CMP 材料、溅射靶材等领域已初
有成效;大尺寸硅片国产化指日可待。
建议关注相关标的
设计:兆易创新,紫光国芯,圣邦股份;制造:中芯国际;封测:长电科技,
华天科技;分立器件 IDM:扬杰科技;设备:北方华创,长川科技;材料:上
海新阳,江丰电子。
风险分析
半导体行业景气度下降,下游创新应用发展不及预期,国家政策支持减弱,技
术替代风险。
1、周期性波动向上,市场规模超 4000 亿美元
1.1、半导体是电子产品的核心,信息产业的基石
从晶体管诞生,再到集成电路
计算机的基础是 1 和 0,有了 1 和 0,就像数学有了 10 个数字,语言有了 26
个字母,人类基因有了 AGCT,通过编码和逻辑运算等便可以表示世间万物。1946
年的第一台计算机是通过真空管实现了 1 和 0,共使用了 18800 个真空管,大
约是一间半的教室大,六只大象重。
通过在半导体材料里掺入不同元素,1947 年在美国贝尔实验室制造出全球第一
个晶体管。晶体管同样可以实现真空管的功能,且体积比电子管缩小了许多,
用电子管做的有几间屋子大的计算机,用晶体管已缩小为几个机柜了。
把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作
在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具
有所需电路功能的微型结构,这便是集成电路,也叫做芯片和 IC。集成电路中
所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能
化和高可靠性方面迈进了一大步。
集成电路发明者为杰克·基尔比(基于锗(Ge)的集成电路)和罗伯特·诺伊
思(基于硅(Si)的集成电路)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集
成电路。
1965 年,戈登·摩尔(GordonMoore)预测未来一个芯片上的晶体管数量大约
每 18 个月翻一倍(至今依然基本适用),这便是著名的摩尔定律诞生。1968 年
7 月,罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔从仙童(Fairchild)半导体公司辞职,创
立了一个新的企业,即英特尔公司,英文名 Intel 为“集成电子设备
(integratedelectronics)”的缩写。
电子产品的核心,信息产业的基石
以智能手机为例,诸如骁龙、麒麟、苹果 A 系列 CPU 为微元件,手机基带芯片
和射频芯片是逻辑 IC;通常所说的 2G 或者 4G 运行内存 RAM 为 DRAM,16G 或者
64G 存储空间为 NANDflash;音视频多媒体芯片为模拟 IC。以上这些统统是属
于半导体的范畴。
半导体位于电子行业的中游,上游是电子材料和设备。半导体和被动元件以及
模组器件通过集成电路板连接,构成了智能手机、PC 等电子产品的核心部件,
承担信息的载体和传输功能,成为信息化社会的基石。
半导体主要分为集成电路和半导体分立器件。半导体分立器件包括半导体二极
管、三极管等分立器件以及光电子器件和传感器等。
集成电路可分为数字电路、模拟电路。一切的感知:图像,声音,触感,温度,
湿度等等都可以归到模拟世界当中。很自然的,工作内容与之相关的芯片被称
作模拟芯片。除此之外,一些我们无法感知,但客观存在的模拟信号处理芯片,
比如微波,电信号处理芯片等等,也被归类到模拟范畴之中。比较经典的模拟
电路有射频芯片、指纹识别芯片以及电源管理芯片等。数字芯片包含微元件
(CPU、GPU、MCU、DSP 等),存储器(DRAM、NANDFlash、NORFlash)和逻辑
IC(手机基带、以太网芯片等)。
1.2、集成电路工序多、种类多、换代快、投资大
简单的讲,电子制造产业包括:原材料砂子-硅片制造-晶圆制造-封装测试-基
板互联-仪器设备组装。集成电路产业链主要为设计、制造、封测以及上游的
材料和设备。