一文读懂今年半导体产业链

半导体行业是高端且艰深的技术密集型行业，我国又遭遇了卡脖子这类事件，因此近年来无论是国家还是企业，对于半导体行业各方面的投入，都是非常庞大的。而投资半导体行业的第一重点就是国产替代或者国产化，这指的并不是全面国产化，而是以去美化为主。同时也要关注的是，资本支出的情况和细分行业本身的规模，这代表行业的增速空间和企业的上限规模，其次要判断企业的竞争力，就要靠技术，技术决定了壁垒。半导体上下游国内市场规模有万亿人民币，是一个广阔的市场，但行业内细分非常多，产业链很长，技术密集壁垒庞杂，而且许多还需要投入大量的资金，因此导致行业整体较为分散。比如在上次新能源一文中说到的光伏行业，也是半导体行业的下游分支。目前我国的光伏行业在全球具有领导地位，但大多数的细分行业与领头企业有较大差距。

目前来看格局最佳的还是生产端，其中又以设备最好，因为国家扶持需要集中突破，形成了资金和技术的壁垒，使得内部竞争有限，而国产化趋势目前又不可逆，形成规模后，客户粘性大，业绩可持久。政策上对于国产化比例的提升也有许多配套，使得企业对于国产化会有专门的资本支出，形成了稳定的替代市场空间。另一方面以今年的下游应用端为例子，就是LED行业景气度回收叠加新技术的周期性机会，还有就是各类细分芯片，国内大多企业都是fabless的模式仅有设计能力，而国际上许多是IDM厂商，细分行业芯片主要看下游需求景气度，市占率的提升就是公司扩张的根本。今年的整体景气需求催生了生产端上下游的企业提价扩产，使得整个产业链收到了较大的资金关注。

生产端

晶圆制造 国内晶圆制造整体市场规模2019年突破2000亿，今年有望达到3000亿，市场大，增速快，是一个好赛道。半导体的生成步骤上工序较多，仅做到晶圆检测这一步就包含（扩散-光刻-刻蚀-离子注入-薄膜沉积-抛光-清洗）等。预计生产端将迎来5-10年的国产替代大周期，国内行业资本会投入到国产设备与材料，而且有随着技术推进不断提升的空间。目前国内的先进技术在28和14nm，整体国产化在技术上尚未完成，完成国产化的技术也没达到最先进的制程，但是因为物联网，新能源汽车等需求爆发增长，使得非先进制程的市场同步扩大，给了国产设备一个积累的空间。相对比，半导体应用材料的市场总体上大约千亿，行业的总和远远比不上晶圆制造。

从设备上来说，比较成熟的有北方华创，中微公司，盛美股份和华峰测控，类似华创和中微既是行业龙头也是国家扶持重点。新进设备就要差一些，包括检测清洗镀膜长晶等，比如晶盛机电，精测电子和至纯科技，这其中有细分技术壁垒较弱，也有行业规模整体有限等不同原因。设备投资的70%属于晶圆制造和加工而只有15%属于封装测试。因此晶圆制造和加工的设备市场是投资关注的重点。在晶圆制造之中，光刻，刻蚀和薄膜生长占比70%，是重点中的重点，华创和中微就是刻蚀与薄膜的龙头，而光刻方面，有未上市的上海微电子和即将上市的华卓精科。从国际市场看，CR5占有率为65%以上，具有较好的寡头特征。设备行业的跟踪需要关注下游厂商的资本开支，因为扩产等资本开支就是设备行业的营收来源。

设备中刻蚀机2020年市场规模全球大概125亿美金的规模，国内市场规模大约100亿美元，在半导体设备中占比最大，预计2024年150亿美元。光刻机和PVD设备CVD设备（镀膜）也差不多这个级别，是上游设备中规模较大的部分，是企业国产化空间的总量。类似离子注入和炉管设备这类只有二十亿美金不到的市场空间，行业外企业不太可能进入，但是行业内企业的总成长空间也有限。检测设备市场规模在80亿美元左右，尽管检测步骤的设备较少，但是封测在非先进制程上国产化比例较高，已经相对成熟，从国产替代的角度来说成长有限，只能依靠行业自身的成长性。还有离子注入和薄膜沉积都要用到的清洗剂市场在四十亿美元左右，主要就要看企业能不能做大做强。总体而言国内半导体经历了2019年的增速低谷，去年整体增速回到正常水平，占全球规模的20%以上。而国产化率除了去胶设备以外，在其他上游设备领域都不高，主要依赖进口，在较先进制程上更为严重。因此国产替代叠加产业扩张需求的公司会拥有较广阔的市场空间。

国产化替代的周期预计5年以上，目前进度较快的长江储存和合肥长鑫等国产化率也仅有10%，中芯整体上也就是10%的水平，近期预计会达到20%的水平。行业的CAGR预计五年内维持 30%以上，而国资在这方面的趋势不可逆，形成了较稳定的市场预期。2023年预计我国拥有70亿美元的替代市场，增速为183%，即近两年是一个需求的井喷期。因此要关注招标中标的情况，即企业的资本支出是否持续达到预期。另一方面要观察上下游在先进制程的开发情况，和新技术上下游的验证进度，这决定了远期的可持续性。

从细分来看

比如干法刻蚀主要分介质刻蚀CCP和硅刻蚀ICP，另外还有部分金属刻蚀。硅刻蚀和金属刻蚀占有61%的份额，介质刻蚀占有39%的份额。刻蚀全球市场CR3高达90%，具有非常明显的客户粘性和壁垒，但国内龙头之一的中微的介质刻蚀全球市占率仅为1.1%，另一龙头北方华创的硅刻蚀和金属刻蚀市占率仅为0.8%。其中硅刻蚀的技术壁垒最高。

从北方华创来看，预计今年总营收87亿，主要为半导体设备，也是高估值的来源，其他的比如元器件的增速较慢（同比15%）。设备因为采用订单制，因此业绩比较容易确定，预期较稳定，竞争格局又清晰，预计明后年设备的营收就可达七八十亿，目前市场的预期是能维持50%以上的增速。按照行业目前预计的5-10年国产替代周期，叠加这个50%的增速，北方华创在25年的预计营收就能达到300亿，30年就能达到700亿。对于半导体设备厂商来说，规模如果不扩大，是无法形成一个良性循环的，即无法自力更生。从客户层面看，因为北方华创的产品线比较完整，客户也比较多，相对其他竞争对手有一定优势。从估值层面看，目前是按照1000亿营收，20%净利润来估三四千亿折现，从而达到两千多亿的水平，略显高估，从保守的预期来看，5年达到300亿营收，净利润10-20%之间，1500亿市值以下可以买。

中微公司 同样是刻蚀设备龙头企业 产品没有北方华创全，设备上CCP 有60亿美金的市场空间，ICP有90亿美金的市场空间，都是有较大空间的。目前公司全球CCP市占率3%，有突破5nm的产品。ICP方面多客户通过验证，DRAM和3DNAND128都用的上。ICP比CCP毛利高因此会是将来的主力品种。公司从逻辑芯片转型刻蚀设备，聚焦高深宽比存储器刻蚀和关键层刻蚀，毛利较高。有望再拓展MOVCD在miniled方面的应用，比如沉积清洗抛光等步骤。华创和中微，都是稀缺的行业龙头，空间大格局好，只要技术产能和行业的景气度能够维持，是半导体行业的优秀选择。

芯原微作为物理清洗和涂胶显影的龙头企业，原业务主要用于后道封装，前道的设备较少，技术壁垒比较高，但公司也在进入。估值高的原因也是和北方华创一样，对于营收增速的预期比较高，对25年的国产化率有较高期待，预计今年营收大约在9亿左右，预计25年达到30亿以上，年均增速35%。公司的涂胶显影整体市场有限，上下游不太可能进入这个竞争，因此作为唯一国内厂商有优势。客户上也有较大的企业，但是整体上没有北方华创强。目前前道下游验证陆续通过，今年小批量中试采购，明年有望28nm制程覆盖。目前在大陆市场后道封测领域涂胶显影和湿法设备占比超过50%。

清洗设备的企业有北方华创，至纯和盛美。清洗细分的技术壁垒不是很高，但应用较广，多个步骤需要使用，如今又面临LED和车规芯片的扩张周期，伴随着国产化利好，可能具有3-5年的扩产周期。国内每年湿法清洗设备市场规模20亿美元左右，国产化率在10%。

晶圆厂的扩产是设备和材料目前市场景气的来源。尽管行业可能受到上游涨价的影响，利润受限，但是利润的来源有量有价都可以。目前全球市场来看，国际前十大晶圆厂是97%的份额，行业壁垒很高。我国的先进制程不确定性较高，中芯国际14nm产能有限，去美化程度低。其他厂商近年步入先进制程有困难，比如士兰微华润微等。晶圆厂的制程能力极大限制了下游应用端的发展。不过目前扩产的更多是成熟制程的下游产品，我国成熟制程的晶圆厂较成熟，比如北京燕东，上海积塔和广东粤芯等。另一方面IC封装类的也是，国内成熟度较高，因此替代空间小。总的来说国内8英寸和12英寸的高端产能紧缺，晶圆涨价明显。国产化28nm制程目前中芯已经有能力完成去美化，预计其他厂商未来也能跟进。随着扩产，成熟制品产能紧张也会缓解，但扩产周期在1-2年，国产设备也是因此受益，设备的制造运输安装周期需要1年，因此缓解预计于2023年扩产产能投产后。

中芯国际 涨价较其他厂商晚，有嘉楠等新客户。产能利用率98%，还有提升空间。产能扩张上今年预计8英寸增加4.5万片每月，12英寸增加1万片每月，扩张比较理智一些。业绩上也是只要涨价毛利就会有提升，而且中芯国际拥有14nm N+1这类先进制程。从股权激励上来说，对于未来几年的增长预估为个位数%，比较保守。中芯国际技术总体比较强，12英寸的扩产成本较士兰微等有较大优势，总产能也较大。并且公司的国产化比例预计明年会提升到20%，保证去美化进行。

行业整体目前的景气程度很高，溢出到各细分的版块推升了估值。因此在景气尾气就算是目前没有涨幅的封测也有可能迎来涨价，比如深南电路封装基板的产能比较大，如果涨价对于业绩贡献较好。大基金的减持过去也发生过，并不改变行业自身的景气周期。跟踪偏生产下游的企业要看目前供应紧张能否持续，价格和产能能不能跟上。总体上因为华虹和中芯有一定先进产能受益点可能与其他国产晶圆厂不完全相同。

从材料市场规模来看

材料如果分基体，制造和封装三大类来看。总的全球市场大约600亿美元，总的国产替代率大约只有5%，从国内市场大约一百亿美元的总规模角度计算，国产化比例也仅有16%。尽管从空间上相对设备较小，但是对国产化比例提升有需求有要求，因此只要投产短期内几年的增速可维持。国产化的推进需要上下游企业的长期合作。目前的热点主要是在基体和制造方面。行业的格局比较重要，在规模有限的情况下更是如此。大多数材料格局比较差，比如电子气体之类的种类繁多，行业上比较困难和细碎。比如靶材领域的江丰电子，阿石创和有研新材相对来说比较成熟，但空间有限。半导体材料上一方面是高端材料十分依赖进口，另一方面是低端的国产化率也非常低，同时具有技术壁垒和国产化空间的是重点。

硅材料是半导体材料里最大的部分，国产更缺大尺寸硅片比如12英寸，目前来看硅片国产化难度较小。大硅片的龙头是沪硅产业和中环股份。相比光伏行业的需求，半导体的硅片要求要高出很多，主要是工业硅要提纯到符合要求。硅片产业目前国产化比例较小，龙头企业沪硅产业市占率只有2.2%，而日本企业市占率有50%。沪硅产业也是首个12英寸技术突破的。从国际上看12英寸的出货量达到硅材料的70%。从国内产能看，6英寸国产化比例较高，8英寸目前需求较大，但是从规划产能来看，8英寸和12英寸都规划较多，而且12英寸的需求在未来几年可能有极大的提升，预计需求会在近年达到6000万片一年，缺口较大。同时8英寸和12英寸的国产化比例只有10%，空间较大。目前新投建的产能，需要2-3年产能才能落地。更体现了类似中芯国际有自备产能的晶圆厂的优势。

士兰微 2020年8英寸全年产能57万片，即每月4.75万片，今年能提升到每月6万片的程度。12英寸的毛利更高，今年预期能达到3.5万片每月，未来规划6万片每月。净利润远超营收增幅的原因是，成本方面比较稳定，产能紧张导致涨价后都是利润。预计今年净利润能达到10亿。扩产计划上8英寸更多一些，12英寸的扩产投资要高很多。这也和国内目前需求方面有关，8英寸多应用于微米级的芯片，而12英寸多为纳米级的芯片，但未来几年对于12英寸的芯片需求可能井喷。相比之下，华润微 12英寸预计总产能9万片，还有封测封装业务。华虹半导体 产能扩张上12英寸年底会有6.5万片每月，之后预计扩产到8万片每月。

光刻胶方面难度最高，但是在立项攻关下目前各方面都有产品问世。其他方面技术难度不高或者市场规模不大。往下游看还有EDA软件等配套。光刻胶作为目前的重点，分为PCB光刻胶，面板光刻胶和半导体光刻胶还有其他光刻胶，各占四分之一的份额。每种光刻胶都大约是二十几亿美元的全球市场规模。PCB之类比较低端的国产化率已经有50%。目前重点自然是在国产化比例较低的，比如半导体光刻胶。半导体光刻胶约占半导体材料的12%，少于硅片（38%，90亿美元）和电子气体（70亿美元），国产化率最低的也是这个部分。行业内上市企业明确的产品有I线，G线,KrF和ArF的产品。分别对应各大非先进制程，KrF和ArF相对先进一些。晶瑞电材，彤程新材，上海新阳和南大光电分别有各自产品，处于规划中试落地等不同阶段。半导体企业一般认证需要停产，壁垒较高，因此通过验证后（1-3年），之后只要满足企业需求，相对来说比较稳定，去美化要求下，下游对价格也较不敏感，但是市场的总需求也比较有限。但从海外垄断的程度来看，CR5有近九成的份额，市场壁垒很高。全球半导体光刻胶以日本企业为主。以晶瑞电材为例，有锂电池的材料，光刻胶的材料，又有光伏的配套，扩产产能也较多，整体上就有较大的市场空间。比如彤程新材拥有科华微电子的半导体光刻胶和北旭电子的显示面板光刻胶。还有雅克科技也是不仅一种光刻胶类型，他们从市场空间上来说就比较大。另一方面看技术，比如刚刚说到的彤程新材的科华微，有量产的KrF，营收额也大，显示方面又有京东方作为参股大客户，在细分TFT正性上国内市占率20%，有一定优势。材料企业因为市场规模有限，一方面要有技术广度，另一方面各类产品的扩产也比较重要，产销是规模的来源。从目前国产化的角度来说，产销之中产量更重要一些，获取市场扩大规模是重点。

CMP抛光材料方面也是类似，尽管安集的14nm产品和鼎龙股份28nm产品已经研发完毕，但是CMP本身市场很小，只占半导体材料的7%，大约国内在20亿人民币左右，国产的市占率又不高，对于公司的业绩贡献就比较有限。

靶材领域 最大的应用就是半导体芯片，要求也最高，而且平面显示器，太阳能电池等领域也需要用到。但是全球规模只有10亿美元左右。 企业上江丰电子是龙头主要是半导体，阿石创主要用于平板显示。还有光掩膜的石英股份和菲利华等也是如此。其实半导体行业的优秀企业，在不知真假的塔山计划里，已经很清晰了。

应用端

今年的重点在于LED行业不仅走出了数年的低潮，而且迎来了新技术应用期，Mini和Micro Led的技术预计在未来几年会成为主流。三安光电是毋庸置疑的龙头，产品高端壁垒也高，合作客户还多。预计能一两年内达到200-250亿的营收，包括射频pa，滤波器，电力电子，光通讯，而且各方面都在扩产之中。明年预计将具有LED世界最大产能，LED目前在设备，显示灯传统应用以外，还扩展出了led车灯，红外辅助驾驶，ucvled消毒还有植物照明等。以前led芯片价格低，现在技术高了，价格也高了，明年产品定型销量也能上去。公司国内份额有六成以上。还有第三代半导体氮化镓的业务，也是可以应用于以上所有行业，还有碳化硅应用于光伏逆变器和电驱模组等。公司空间很大，但估值也很高。

整体来说，LED的高低端之间差异会比较大。因此无论是LED衬底，高低端芯片还是封装，主要看利润能不能释放，产销能力如何。整个行业如果以miniled为主的部分，还需要时间验证行业是否有根本性的转变，利润率有没有根本性的提升。比如瑞丰光电和华为合作开发，有巨量转移和背光驱动方面的技术，打样几千万，营收做到几亿，利润也就在千万级别。目前预期未来mini或micro的显示芯片占到成本的一半，是对毛利率有很大提升预期的。关于这一类面板驱动IC封测的产能比较有限，类似欣邦科技和南茂科技这一类DDI芯片封测，可能会面临涨价或者扩产，比传统封测格局要好。国内在显示芯片上还是要看三安的，国际上有晶电和日亚，等待产品端上了以后看需求。技术上也需要提升良品率，调教省电和对比度。行业内有国星光电聚飞光电做封测显示，有兆驰股份主做电视背光，LED驱动上有富满电子和晶丰明源等。

另一个今年的热门关注点就是MCU，即微控制单元，可用于汽车，显示，物联网，消费电子和工业控制等，今年面临下游需求景气，涨价后仍然供不应求。正常交货期8-10周不断延长，价格也有十倍涨幅。不同于国外MCU厂商多为IDM，国内是Fabless可能受到上游生产端涨价一定的影响。全球MCU市场大约有160亿美元的规模，国内大约400亿人民币的规模。传统汽车使用70个MCU，但智能汽车需要300多个，未来随着智能驾驶的需求，可能还会增长。因此在新能源汽车放量的未来几年，需求扩张大概率能持续。同时叠加MEMS国内500亿市场的规模，还有IGBT 国内200亿的规模，因此供应能力强的芯片厂商，未来需求空间大。从国际上看，汽车MCU前五大厂商恩智浦，瑞萨，英飞凌，德州仪器和微芯科技CR5大于85%，壁垒很高。汽车芯片品质严苛，认证复杂具有较高壁垒，但是短期内难有盈利。除了兆易中颖乐鑫以外，其他的类似杰发科技，芯旺微，赛腾微，中微半导体等，多为前装产品，即简单的应用控制类。高端的动力，座舱和ADAS方面应用较少。而MCU在物联网，智能穿戴，工业控制等领域增长也较快，北京君正，芯海科技，纳思达（艾派克 极海）东软载波还有上海贝岭都有这方面的供应。

兆易车规市占率9.4%，去年MCU营收7亿，预计今年翻倍。兆易的Nor和MCU是物联网和车机核心芯片，可以触及200-300亿美元的全球市场。另一方面DRAM内存，从全球市场看被前三的三星海力士镁光等几乎垄断，兆易市占率目前不过个位数，但是如果达到10%的全球DRAM市占率，有望触及一百亿人民的营收。目前技术上超过华邦电和南亚科。但是内存也有供需周期，目前正在进入跌价周期，产品也并非高端，因此这部分业务被看空。DRAM, NOR, MCU都具有长尾客户属性，不做大格局就较差，公司渠道完善，有一定优势。公司产品都为成熟制程，产能有弹性，将持续受益缺货和国产替代。

而中颖电子在家电行业应用较多，小家电份额20%，大家电份额10%。产品比起乐鑫兆易比较低端，但是通过变频等技术，也有提价空间。公司可参与的产品也较多，包括电动自行车，锂电池管理，血压计，电力电表和oled等。因此公司营收规模较大。

目前来看MCU产能紧缺可持续超过一年以上，估值低的可能受益较多。跟踪情况要看产品的营收的增速，价格与毛利率的提升，产能的阶段和供应，行业的地位和周期还有估值情况。另外要注意代工和封装的加价影响风险。

其实应用端比较看细分的供需关系，看终端芯片的下游需求，公司的产能和市场份额。上游的资本周期和涨价周期终究会过去，但芯片产品如果在市场份额上有突破，公司的发展就比较可持续。这里列举一些下游应用端，就不展开讲了。

CPU-中科曙光 澜起科技 中国长城

GPU-景嘉微

FPGA-紫光国微 上海复旦

指纹识别-兆易创新 汇顶科技

存储芯片-兆易创新 国科微 北京君正

射频 5G-三安光电 卓胜微 紫光展瑞

物联网MCU 音频-晶晨股份 乐鑫科技 瑞芯微 全志科技 恒玄科技

模拟芯片-圣邦股份 思瑞普 艾为电子 韦尔股份 汇顶科技 3PEAK

模拟芯片CR5仅为35%，自给率为12%。

功率芯片-斯达半导 士兰微 捷捷微 晶丰明源 闻泰科技

闻泰科技收购安世半导体 收购NWF英国 具有8寸3-4万片，和三代半导体开发能力。

CMOS-韦尔股份 摄像芯片 车载cis市占率30% 全球第二。 其他有 格科微 汇顶科技

智能安全芯片-紫光国微

其他比如澜起科技这一类细分芯片龙头。比如LED的特殊上游设备-国内LED固晶机龙头新益昌,比如北京君正 预计净利润7亿多，储存芯片的毛利30%，收购北京矽成承诺今年归母净利润8000万美金，IPC安防摄像芯片，analog芯片，车灯芯片毛利60%。有点类似兆易创新。

风险提示

目前来看一方面是行业的全球景气度，被下游需求不断推高。另一方面是不管是上游设备端还是下游应用端，除了一些细分比较成熟以外，大多国产化比例很低。市值上，在一个细分做大很可能满足不了百亿的市值。因此既要看国产化能触及的空间上限或者细分增速极高，另一方面要观察国产化比例的提升速度，这样得到的复合增速就是企业的增长预期。风险上比较重要的就是，半导体行业各个细分的景气周期，其实是不同步的，在不同阶段给到的估值也就不同。另一方面扩产后的行业需求会如何，是类似锂电池的持续看高需求，还是扩产后会面临一定的行业调整，这种不确定性的发酵也是行业风险的来源。市场短期反应较大的大基金减持其实问题不大，减持并不改变行业周期，只是规模较大。