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全球进入存量竞争 半导体行业迎来国产替代机遇期

2019年11月6日 07:07  投资者网  作 者:李杰

全球半导体行业已经进入存量竞争的时代,受益于5G物联网、新能源汽车产业的优势,中国半导体行业将继续保持较高增速。根据前瞻产业研究院数据,2022年中国半导体市场规模达到12925亿人民币。在半导体第三次转移的趋势和国家的大力支持下,国产半导体公司将在未来10年迎来发展的黄金时期,值得投资者密切关注。

国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司10月22日注册成立,注册资本2041.5亿元,略超此前市场预期的2000亿元。根据《关于征集浙江省数字经济产业投资基金项目的通知》显示,大基金二期主要聚焦集成电路产业链布局,重点投向芯片制造及设备材料、芯片设计、封装测试等产业链环节。

无论是贸易战,还是日韩贸易战,半导体产业都是双方对抗的重点领域,在大基金二期成立之际,本文试图分析全球半导体产业现状,为各位投资者提供参考。

中外差距尚大

半导体行业发展至今,已经广泛应用于各行各业,应用领域包括PC、手机通信、汽车、航天、军工等,我国第一大进口产品就是集成电路,2018年,中国进口集成电路总金额20,584.1亿人民币,占我国进口总额14.6%。

据Gartner数据,2018年全球半导体市场规模4746.31亿美元,年增12.5%,三星凭借在半导体市场的优势以营收736.49亿美元居冠。半导体行业市场集中度很高,CR10达到58.8%,top10半导体公司中无中国企业。存储器仍然是半导体产品中市场份额最大的一类产品,市场份额达到34.3%,目前三星电子88%的收入来自存储器。

半导体产业链分为材料、设备、设计、制造、封测5个环节,半导体材料包括硅晶圆、光刻辅助材料等,半导体材料被美国、日本企业垄断,硅片材料CR5超过93%,目前主流的12英寸硅片,国内主要靠进口;设备主要包括光刻机、刻蚀机、CMP设备等,被美国、日本和荷兰企业垄断,市场集中度高,CR10超60%;设计环节公司主要分布在美国、中国、台湾,2018年,中国企业海思半导体首次入围全球芯片设计前十企业。集成电路设计必须使用EDA软件来完成,EDA软件市场由Synopsys、Cadence和Mentor垄断,三大EDA企业占据全球60%以上的市场。在中国市场集中度更高,以上三家占据了95%的市场份额。半导体制造环节被台湾、韩国垄断,CR4超过80%,仅台积电一家,就占据约50%的市场份额,国内制造龙头中芯国际计划2021年量产14nm工艺,台积电已于2018年初量产7nm工艺,技术差距太大;半导体封测是国内半导体产业链中最有望实现突破的环节,从封测行业企业竞争格局看,虽然全球目前排名前2 的公司为日月光和安靠,但中国企业在国际上已拥有较强竞争力。2018年长电科技、华天科技、通富微电三家企业在全球市场市占率达 17 %,且在封装技术能力较为全面,掌握了全球较为领先的先进封装技术,未来有望进一步抢占更多市场份额。

 中国市场一枝独秀

2019年,在Micron位于加利福尼亚州米尔皮塔斯的园区举办的“硅的复兴”活动上,ARM首席执行官Simon Segars指出:“摩尔定律失效,这意味着你必须更加努力地工作,才能拿出比去年更出色、更强大、成本更低的产品。” ,Xilinx的 CEO Victor Peng也指出:“摩尔定律已经走到了终点。”。英伟达CEO黄仁勋也在CES上再次强调‘摩尔定律已经结束’一说,在过去几年里,他在多个场合都提出了这个观点。摩尔定律失效,意味着硬件的性能短期内不会有大的提升,意味着半导体产业的市场萎缩,竞争将更为激烈。

根据IDC的预测,全球半导体行业市场规模2018-2023年复合增速仅为2.0%,至2023年达到5240亿美元的规模;根据gartner预测,全球半导体行业市场规模2018-2022年复合增速为3.4%,至2022年达到5426亿美元的规模。两家权威机构均预测半导体行业增速在4%以下,意味着全球半导体行业已进入存量竞争时代。

全球半导体行业已经进入存量竞争的时代,受益于5G、物联网、新能源汽车产业的优势,中国半导体行业将继续保持较高增速,2018年中国半导体市场增速再度领先全球,增速达到20.5%,高于全球增速6.8个百分点。美国、欧洲、日本和其他环太平洋区域增速分别为16.4%、12.3%、9.3%和6.1%。2018年全球半导体市场规模增速亦是2010年以来最快的年份之一。根据前瞻产业研究院数据,2022年中国半导体市场规模达到12925亿人民币,2018-2022年复合增速为18.83%,远高于全球平均水平。

中国高增长的市场,吸引了各家半导体巨头来中国投资,根据SEMI预测,2017~2020年全球将有78座新的晶圆厂投入营运。中国大陆2017-2020年将有接近30座新的晶圆厂投入营运,投资额为620亿美元,投资额占全球晶圆厂投资额的28%,仅比韩国晶圆厂建设总投资额低10亿元。

 半导体的起源

历史学家将近20万年分为石器时代、铜器时代和铁器时代,社会学家宣称现在到了信息时代,信息时代的特征性材料是硅,按历史学家的论法,与石器时代相对,当代应该叫硅器时代。硅是地壳中最常见的元素,常见于各种石块中,上帝似乎和人类开了一个玩笑,用了20万年,我们的材料又用回了石头。

1945年第二次世界大战结束时,美国贝尔实验室总裁巴克莱为了适应该实验室从战时转向和平时期的工作需要,决定成立固体物理组,由肖克莱负责半导体物理小组,小组成员包括巴丁、布拉顿、吉布尼、穆尔等人,肖克莱等人根据各自在 30 年代中期以后的经验和后来的考虑,从刚开始成立小组时,就把重点放在半导体材料硅和锗的研究上。

1947年12月,巴丁和布拉顿制成了世界上第一个锗点接触型三极管,具有电流放大作用。1948年1月,肖克莱在自己研究PN结理论的基础上,发明了另一种面结型晶体管,又称场效应晶体管,并于1948年6月取得了专利。自此,拉开了半导体行业大发展的序幕。

我们最熟悉的半导体产品,集成电路,在晶体管发明10年后问世。1958年,美国政府设立了晶体管电路小型化基金,以便适应美国为赶超前苏联发射的第一颗人造卫星的需要。1959年,德克萨斯公司与仙童半导体公司相继研发出了集成电路,从此集成电路走上了大规模发展的新时期。1965年,摩尔提出了摩尔定律,集成电路产业由此迅速发展起来。

半导体产业向中国转移

半导体产业在美国发展起来后,在全球范围内经历了三次产业转移,第一次由美国转移到日本,成就了东芝、松下、日立等知名品牌,1970s,美国将装配产业转移到日本,日本从装配开始全面学习美国的半导体技术,并将半导体技术创新性地与家电产业进行对接,成就了索尼、东芝等系统厂商。80 年代电子产业从家电时代进入PC时代,催生了对 DRAM 的需求,日本凭借在家电时代的技术积累和出色的生产管理能力, 实现 DRAM 的大规模量产,并实现反超美国,半导体产业的繁荣持续了将近 20 年(1970-1990 年)。

第二次转移是由美国、日本转移到台湾、韩国,20世纪90年代随着PC产业不断升级,对DRAM存储技术要求也不断提升,而当时经济乏力的日本难以继续对技术升级和晶圆厂建设的投入,韩国借此时机加大资金对DRAM的研发技术及产量规模持续投入,确立了在PC行业的半导体龙头地位。而台湾则是把握住了美国、日本半导体的产业由IDM模式拆分为IC设计公司和晶圆代工厂的时机,重点发展Foundry产业,在代工厂环节一枝独秀,此次转移造就了三星、海力士、台积电、日月光等大型半导体厂商。

当前正处于第三次转移阶段,中国凭借低廉的劳动力成本,庞大的消费市场,智能手机产业的兴起,承接了第三次产业转移。从前两次产业转移来看,每次转移都伴随着新终端的 兴起、本国的政策扶持和强大的财力支持,当前中国已经成为智能手机的第一大市场和第一大生产国,5G网络领先部署,以及由5G带来的物联网的快速发展,都将产生巨大的半导体产品需求;近几年国家的产业政策力度很大,大力支持半导体产业;集成电路产业基金以及撬动的巨额资金,将有力支持半导体产业的发展。

在半导体第三次转移的趋势和国家的大力支持下,国产半导体公司将在未来10年迎来发展的黄金时期,值得投资者密切关注。

编 辑:值班记者
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