半导体新机会：国产替代后摩尔定律时代可期

作者:文雨

半导体板块从2019年开始走出了一段波澜壮阔的行情,但在去年七月份逐渐偃旗息鼓。

近期,行业稍有升温后出现又一波向下调整,我们是否应该重新审视半导体产业价值?背后的深层次逻辑与未来发展方向究竟是什么?

【以史为鉴,上一轮行情如何演绎】

实际上,半导体行业在2015年的那轮牛市中就开始酝酿上涨情绪,2018年的贸易战为半导体行情成功点火。进入2019年,全球半导体产业逐步复苏,而国内半导体的发展整体跑赢全球市场,主要推手就是国产替代政策指引下的订单回流。

根据WSTS的统计,全球半导体销售额同比增速在2019年4月才达到最低点-18%,直到2019年12月开始转正并企稳向上,但国内半导体上市公司的季度收入增速从2019Q1开始就逐步提高。2019年,全球半导体行业营收为4121亿美元,同比下滑12．1%,而同期中国半导体销售额同比增长了19．7%。

基本面的夯实进一步催化了行情,截止到2020年7月份的高点,中华半导体芯片指数的PE最高触及140。但高处不胜寒,中美摩擦的再次升级致使国内芯片产业频繁受到打击,当低处的果实被采摘完后,市场对于中国突破先进制程的技术壁垒愈发悲观,而市场的走势则反映了这一悲观情绪。

经过半年多的调整,半导体板块的整体估值已经大幅回落,截止到2月1日,中华半导体芯片指数PE(TTM)为94．53,百分位为26．61%。如果后期业绩能够得到释放,那么将会进一步消化估值。

【量价齐升,酝酿新一轮复苏】

去年下半年,涨价现象在很多行业出现,面板自去年五月份就开启涨价潮,煤炭、铁矿石等周期性大宗商品价格在去年四季度也大幅攀升,轮胎、纸品等也在近期出现价格上涨。追根溯源,不乏有货币超发而引起的通胀压力,但核心问题依然是供需格局的转变,半导体行业也面临这一问题。

根据券商调研数据,2020年11-12月,市场上的MOSFET价格普遍上涨,幅度在10-20%之间。2021年新年伊始,又有多家半导体厂商发布了涨价通知,涨价潮并没有降温的意思。归根结底,需求旺盛叠加供给有限是此轮半导体行业景气提升的根本。

通过复盘历次半导体行业的周期性变动可知,每一轮的复苏都有对需求端形成强烈支撑的科技创新成果。

例如,距离现在最近的2010年那一轮复苏就是得益于智能手机和平板电脑以及无线设备市场的快速放量,从而直接拉动了对半导体的需求。

以功率半导体市场为例,其火爆主要是智能电动车、5G下游应用、光伏和风电等新兴行业对其形成了强烈依赖。在电动车领域,传统燃油车中的半导体价值约为450美元,而纯电动汽车的半导体单车价值约为750美元;传统燃油车中的功率器件为50美元,占比在10%左右,而纯电动汽车的功率器件占比增至55%。

基于以上数据,电动汽车的功率半导体单车价值量约为455美元。相较于传统燃油车,新能源车对功率半导体需求提升接近9倍,其中以MOSFET和IGBT最为核心。

聚焦到公司层面,英飞凌是全球功率半导体的绝对龙头,2019年,其在MOSFET和IGBT领域的市占率分别为24．6%、35．6%,本土厂商市占率低且主要聚焦在中低端领域,其中斯达半导体和闻泰科技分别是IGBT和MOSFET领域的龙头。

斯达半导体长期深耕IGBT领域,逐步发展成为国内IGBT龙头,2019年全球排名第八,市占率为2．5%,是唯一进入前十名的中国企业。IGBT芯片是IGBT模块的核心,相较于其他国内公司,斯达半导体的竞争力主要就体现在其可以自主研发IGBT芯片。

IGBT芯片先后经历了6代升级,截止到2019年底,公司已量产成功1-6代所有型号的IGBT芯片,不仅可以将核心技术掌握在自己手中,且具备成本优势。

与斯达半导体内生性发展模式不同,闻泰科技提升竞争力的方式是外延并购。2020年9月,闻泰科技正式实现对安世半导体100%的控股。作为全球少数几家能够实现大规模量产的半导体公司,安世半导体拥有一万多种功率半导体,是国内MOSFET领域毋庸置疑的龙头,2019年的全球市占率约为4．1%,也是该领域内唯一进入前十名的中国企业。

进一步细分来看,根据IHSMarkit的统计,安世半导体的汽车功率MOSFET排名全球第二,仅次于英飞凌。此外,公司在第三代半导体的布局上也始终走在国内前列。

作为全球ODM龙头,闻泰科技具备很强的系统集成能力,并且和电子领域的主流品牌建立广泛的合作与联系。当技术实力和资源优势邂逅,二者之间的互补与协同可以形成共赢的局面。

根据IDC的预测,中国新能源汽车市场将在未来五年迎来强劲增长,从2020年的116万辆,增长至2025年542万辆,CAGR超36%,其中纯电动汽车(BEV)的占比将由2020年的80．3%增长至2025年的90．9%。

随着技术的不断进步与完善,电动汽车行业将迎来快速扩容期,有望为半导体行业打开新的空间。另一方面,5G手机、IOT设备和云计算等领域也将迎来爆发期,同样会进一步加大对芯片的需求。

在需求增长的同时,全球半导体的产能供给却出现了紧张的情况,其中8英寸晶圆的产能是关键所在。根据SurplusGlobal的测算结果,目前市场约有700台二手的8英寸晶圆制造设备出售,但是8英寸晶圆制造设备的需求至少在1000台以上,设备短缺制约了相关厂商短期的扩产。

与此同时,部分6英寸晶圆厂关闭,产品切换至8英寸晶圆,但8英寸的需求向12英寸晶圆转移却遇到信号完整性、出货量较低、平均成本较高等诸多因素的阻碍。

因此8英寸产能的负担极重,联电、华虹、中芯国际的产能利用率已接近满载,供不应求的局面就此形成。

2020年第四季度,联电、格芯和世界先进等公司将8英寸晶圆价格提高了约10%-15%,机构预计2021年还将上涨20%以上,涨价现象在产业链中依次传导,上文提到的MOSFET主要就是依靠8英寸及6英寸晶圆代工。

综合来看,在需求增长的同时产能释放并不及时,半导体行业,特别是功率半导体将在中短期内迎来量价齐升的格局。

【国产替代,后摩尔定律时代可期】

当价格不变时,集成电路上可容纳元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍,这就是半导体行业中著名的摩尔定律。

1965年首次被提出后,摩尔定律始终指引着芯片产业不断向前发展,业内公司为保持领先优势而不惜重金投入。

但随着工艺制程不断向前推进,进一步发展的成本和技术壁垒都在飙升。业内专业人士表示,28nm是一个关键节点,制程进入28nm之后成本便快速攀升。有数据表明,28nm的平均设计成本为3000万美元,16nm/14nm芯片的平均设计成本约为8000万美元,而7nm芯片平均设计成本逼近3亿美元。

摩尔定律正在逐渐失效,行业正在进入后摩尔定律时代。从现实角度出发,芯片行业如果一直按照摩尔定律所描述演进,那么中国只能一直跟在后面疲于追赶,而摩尔定律的逐渐失效给了中国一个迎头赶上的重要战略窗口期。

不过也需要清醒的认识到,1996年签署的《瓦森纳协定》使得世界先进技术长期对中国保持封锁,国内芯片产业还处于“卡脖子”状态。

以业内壁垒最高的光刻机为例,目前世界上仅有荷兰的ASML能生产制造7nm制程芯片的EUV光刻机,但迫于美国的压力,国内代工龙头中芯国际始终未能拿到这一先进设备,致使华为的高端芯片只能依赖台积电。

事物总有两面性,西方的封锁给中国科技企业造成了极大的不便,但也在一定程度上推动了国内半导体公司的发展。

众所周知,中芯国际是中国大陆最大的代工厂,美国断供中国芯片使得中芯国际被动拿到很多订单,从本质上来说是美国限制了全球龙头与中芯国际的竞争,导致中芯国际有机会进一步抢占国内市场。

根据财报,中芯国际的国内收入占比从2017年的44．53%提升至2020年上半年的64．47%,庞大的中国市场支撑了中芯国际的发展,而源源不断的市场需求是社会化大生产得以延续的核心所在。

上世纪八十年代,日本半导体产业在鼎盛期一度超过美国,美国集成电路研究公司的统计数据显示,1990年,日本半导体行业的全球市场份额达到49%。随后美国就对日本半导体的销售市场进行打压和封锁,强势崛起的日本芯片产业因缺乏足够的市场而再次没落,其市占率在2017年的时候已经跌落至7%。

但中国企业并不用担心这一问题,因为中国自身就是全球半导体的第一大消费国,消费量占全球的比重超40%。内需市场庞大,主要的问题就是自给率较低,以功率半导体中的IGBT为例,2019年的自给率仅为16．3%。因此,国产替代的逻辑在未来很长一段时间内仍将继续演绎。

外界有人担心国内芯片企业因技术不够先进而失去市场,实际上,目前7nm等高端芯片的应用市场并不大,28nm足以满足大多数芯片需求。根据《2019集成电路行业研究报告》,28nm及以下的先进工艺占据了48%的市场份额,而28nm以上的成熟工艺则占据了52%的市场份额,目前中芯国际已经可以量产14nm级别的芯片。

技术、资金、市场,这是芯片产业长足发展的根本保证。对于本土企业来说,拥有最大的内需市场并且头部企业可以获得国家大基金的直接投资。因此,技术成为阻碍向前发展的唯一因素,后摩尔定律时代,科技创新的星辰大海有望迎接来自中国的远航者。

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