为什么半导体行情可持续？

作者：王学恒 何立中 

来源：学恒的海外观察

三个关键词理解半导体大行情：“10倍空间”、“GDP增加3.2%”、“卡脖子”。

• 第一：要是能完全替代3055亿美元的进口额，那么国内半导体产业还有10倍以上空间。

• 第二：半导体全部国产化后，每年可增加3.2%的GDP。

• 第三：半导体制造是半导体国产化“卡脖子”环节，是短板、是稀缺资源——是最具投资价值的标的。

产业属性决定，现在的龙头也是未来的龙头，半导体制造是大投入、长期积累的产业。成立20年的中芯国际、成立15年的华虹半导体已经在先进工艺和特色工艺领域有巨额资本投入和大量经验积累，中国大陆的半导体制造崛起肯定得指望这两家公司。

继续推荐半导体制造两大龙头——先进制程龙头：中芯国际，特色工艺龙头：华虹半导体。

报告摘要

01

10倍空间——国内半导体市场还有10倍空间

2018年中国集成电路设计产业收入中只有1763亿元（251亿美元）销售给国内，而2018年中国集成电路进口额3121亿美元，是国内自给的12.3倍。假如国内芯片设计公司的供给，能替代巨额进口的需求，那么国内芯片设计公司的市场还有超过10倍的空间。

02

GDP的3.2%——半导体全部国产化可增加GDP约3.2%

2019年中国集成电路进口3055亿美元，远超原油进口2387亿美元。过去10年集成电路进口额扩大2.4倍，原油进口额扩大1.8倍。   半导体全部国产化能使GDP总额增加3.2%。

03

半导体制造是目前中国大陆半导体“卡脖子”环节

半导体制造是目前中国大陆半导体发展的最大瓶颈。电脑CPU、手机SOC/基带等高端芯片，国内已经有替代，虽然性能与国际巨头产品有差距，但是至少可以“将就着用”。而半导体制造是处于“0~1”的突破过程中。假如海外半导体代工厂不给中国大陆设计公司代工，那么中国的半导体产业将会受到很严重影响。

04

“卡脖子”的半导体制造短板，是稀缺资源，价值最大

半导体产业是涉及多方面的，所有环节在短期全部国产化是不可能的，国产化的第一步是先摆脱“卡脖子”，然后才是全方位国产化。从产业链角度看，半导体制造是我们的“短板”、是稀缺资源；从投资角度看，越是短板、越是稀缺资源，越有投资价值。

05

产业属性决定，现在的龙头也是未来的龙头

虽然中芯国际、华虹半导体落后全球龙头，但中芯国际是中国大陆先进工艺的龙头、华虹半导体是特色工艺龙头。半导体制造是大投入、长期积累的产业，成立20年的中芯国际、成立15年的华虹半导体已经在先进工艺和特色工艺领域有巨额资本投入和大量经验积累，中国大陆的半导体制造崛起肯定得指望这两家公司。

06

投资建议

我们认为，市场对芯片设计、半导体设备的认识已经很充分。而对半导体制造环节认识不够。同时，再加上半导体制造领域研究的高壁垒，导致资本市场对半导体制造是被动型忽视的。2020年是半导体制造的大年，我们继续推荐两大龙头：中芯国际、华虹半导体。

07

投资风险

第一，重资产行业折旧影响利润。

第二，资本开支大，影响现金流。

第三，全球半导体代工领先者与国内代工厂的竞争。

第四，贸易战加剧，导致国内代工厂无法购买设备。

报告正文

本篇报告不同于一般的行业专题，我们从宏观、长期的，分析半导体产业在中国大陆的发展空间及现状，同时也解释了为什么现在二级市场的热度很高的半导体行情。

01

投资摘要

关键结论

一、半导体是国民经济之重。2019年中国集成电路进口额3055亿美元，原油进口额2387亿美元。过去10年集成电路进口额扩大2.4倍，原油进口额扩大1.8倍。

二、半导体全部国产化能使GDP总额增加3.2%。2019年集成电路进口额3055亿美元，占2019年中国GDP 99万亿人民币的2.2%，简单假设，假设进口的3055亿美元的集成电路都能够自给，可以增加GDP大约2.2%。另外，假如3055亿美元的集成电路全部国产化，一次性投资之后，每年新增原有投资20%，那么每年可以新增GDP约1%，一共增加3.2%。

三、半导体制造是目前中国大陆半导体发展的最大瓶颈。电脑CPU、手机SOC/基带等高端芯片，国内已经有替代，虽然性能与国际巨头产品有差距，但是至少可以“将就着用”。而半导体制造是处于“0~1”的突破过程中。

四、国内半导体市场还有10倍以上空间。2018年中国集成电路设计产业收入中只有1763亿元（251亿美元）销售给国内，而2018年中国集成电路进口额3121亿美元，是国内自给的12.3倍。假如国内芯片设计公司的供给，能替代巨额进口的需求，那么国内芯片设计公司的市场还有超过10倍的空间。

五、“卡脖子”的短板价值最大。半导体产业是涉及多方面的，所有环节在短期全部国产化是不可能的，国产化的第一步是先摆脱“卡脖子”，然后才是全方位国产化。虽然中芯国际、华虹半导体落后全球龙头，但中芯国际是中国大陆先进工艺的龙头、华虹半导体是特色工艺龙头。半导体制造是大投入、长期积累的产业，成立20年的中芯国际、成立15年的华虹半导体已经在先进工艺和特色工艺领域有巨额资本投入和大量经验积累，中国大陆的半导体制造崛起肯定得指望这两家公司。

所以，从以上角度看，越是我们的“短板”，越有投资价值。

六、2020年是半导体制造的大年，我们继续推荐中芯国际、华虹半导体。

七、附录：

中芯国际深度报告：《中芯国际-00981.HK-深度报告：半导体代工龙头，看好先进制程》20190916

华虹半导体深度报告：《华虹半导体-01347.HK-后摩尔时代迎接汽车半导体红利》201810

02

半导体是国民经济之重

集成电路进口额远超原油

2019年中国集成电路进口额3055亿美元，原油进口额2387亿美元，并且集成电路进口额还在持续增长。

过去10年集成电路进口额扩大2.4倍，原油进口额扩大1.8倍。

过去5年集成电路进口额扩大1.4倍，原油进口额扩大1.05倍。

半导体全部国产化能使GDP总额增加3.2%

2019年集成电路进口额3055亿美元，占2019年中国GDP 99万亿人民币的2.2%，简单假设，假设进口的3055亿美元的集成电路都能够自给，可以增加GDP大约2.2%。

按照GDP计算公式，GDP=消费+投资+政府购买+净出口，产出3055亿美元的最终产品，还会拉动投资，也会增加GDP。

我们参考全球主流五家半导体代工厂的投资与收入比例，即：

每一美元的芯片销售额会拉动多少美元的半导体资产投资。

每一美元的晶圆销售收入需要2.4美元的投资。

注：此处我们做简化，从代工厂出来的集成电路产品默认为是芯片设计公司的最终销售，不考虑封装、测试。

考虑投资对GDP贡献：

l  假如3055亿美元的集成电路全部国产化，会一次性带来因投资固定资产而新增5.2%的GDP增量（2.4*2.2%）。

l  假如3055亿美元的集成电路全部国产化，一次性投资之后，每年新增原有投资20%，那么每年可以新增GDP约1%（20%*2.4*2.2%）。

综合考虑集成电路销售和投资，全部国产化之后，会每年新增GDP为3.2%（销售的2.2%+投资1%）。

与GDP相关性越来越高

自从1947年贝尔实验室的第一个晶体管发明以来，全球半导体产业整体已经进入成熟稳定阶段。美国、日本韩国、欧洲的半导体产业发展远早于国内，另外，半导体是信息技术的基础，终端用户是计算机汽车通信，与宏观经济相关性较高，所以，从全球范围看，半导体行业的增速和GDP相关性高是合理的。

国内需求旺盛增速超GDP

我国集成电路需求旺盛，增速超过GDP增速，设计、制造环节还有很大提升空间。特别是从2014年开始半导体行业增速一直在GDP增速之上。

国内的市场空间是信息技术增长的潜力，已经到来的人工智能、5G、物联网终端将会继续带动国内半导体销售增速超过GDP增速。特别是中美贸易战之后，国家层面对半导体的重视程度提高，国内的半导体产业会享受一些政策红利，单个产业的发展速度超过全国GDP增速是理所当然的。

03

国内半导体市场还有10倍以上空间

芯片进口是国内供给的

10

倍

2019年全国进口集成电路3055亿美元，而2018年中国集成电路设计产业收入只有2519亿元人民币（含出口）。

按照申万一级行业目录中的电子行业——半导体——集成电路，此分类中的26家集成电路设计公司为样本，26家集成电路公司的2018年合计海外收入占比为40.4%。

上述26家上市集成电路设计企业出口比例40.4%，我们假设全部中国集成电路设计企业的出口比例为30%，内销为70%。

按照上述出口比例，2018年中国集成电路设计产业收入中只有1763亿元（251亿美元）销售给国内，而2018年中国集成电路进口额3121亿美元，是国内自给的12.3倍。

所以，我们可以得出结论，假如国内芯片设计公司的供给，能替代巨额进口的需求，那么国内芯片设计公司的市场还有超过10倍的空间。

关键芯片空间更大

具体到核心芯片领域，国产自给率更低，甚至为零。

中国市场占比超过三分之一

从芯片需求看，亚太地区占60%的市场需求，一是因为日本、韩国、中国大陆、中国台湾地区拥有众多IC下游产业，是全球工厂；二是亚太地区人口众多，电子设备市场需求大。

全球半导体销售市场中，中国市场占比逐渐提升，到2018年中国市场占全球半导体销售额的33.8%。

随着中国市场占比逐渐提升，中国本土设计企业的市场空间会越来越大。

代工增速超半导体行业整体增速

半导体厂商模式分为只有设计无制造的Fabless模式和有设计有制造的IDM。

Fabless、IDM、系统厂商都是代工厂的客户。

2019年中国大陆半导体代工市场规模预计在110亿美元同比增长14.6%。

2019年全球Fabless半导体代工需求为1260亿美元，同比增长13.5%，其中中国市场需求为280亿美元，同比增长21.7%。

IDM厂商产能不足的时候外找代工厂，一些system厂商自己做芯片，例如汇川（变频器）、合肥阳光（电源）、英威腾（变频器），这些终端系统商为了减低成本，保证供应链，自己设计芯片交给代工厂制造。

半导体代工增速超半导体行业增速，2013~2019年，全球半导体增长34%，而Fabless需求（对应代工厂收入）增加83%。

04

芯片设计供给受制于美国

美国主导芯片供应

2018年美国芯片公司依然主导了整个芯片市场，全球市场份额占比超过50%。IC设计公司按照是否拥有工厂，分为无晶圆工厂的fabless模式，有晶圆工厂的IDM模式。

美国无晶圆厂芯片公司占据全球68%分市场份额，而美国有晶圆厂芯片公司占据全球46%分市场份额，两者合计市场份额未52%。

排名第二的是韩国，无晶圆厂、有晶圆厂全球市场份额分别为不到1%、35%，合计市场份额27%。

第三名的日本，无晶圆厂、有晶圆厂全球市场份额分别为不到1%、9%，合计市场份额7%。

欧盟的无晶圆厂、有晶圆厂全球市场份额分别为2%、7%，合计市场份额6%。

中国大陆，无晶圆厂、有晶圆厂全球市场份额分别为13%、不到1%，合计市场份额3%，中国大陆IC公司主要为无晶圆厂公司。

行业前十主要在美国

2018全球fabless芯片设计公司前十名公司中，美国占据6家，中国大陆只有海思，中国台湾有3家。

05

芯片制造高度垄断

制造是半导体产业的重点

一般情况下，我们将半导体产业划分为：

设计——制造——封测，EDA面向设计和制造，设备面向制造和封测。

半导体制造是目前中国大陆半导体发展的最大瓶颈，电脑CPU、手机SOC/基带等高端芯片，国内已经有替代，虽然性能与国际巨头产品有差距，但是至少可以“将就着用”。

而半导体制造是处于“0~1”的突破过程中，假如海外半导体代工厂不给中国大陆设计公司代工，那么中国的半导体产业将会受到很严重影响。

五大硅片厂垄断市场

全球半导体硅片市场主要集中在几家大企业，行业集中度高，技术壁垒较高。

2018前5大硅片厂商合计95%市场份额，行业前五名企业的市场份额分别为：

日本信越化学市场份额28%，日本SUMCO市场份额25%，德国Siltronic市场份额14%，中国台湾环球晶圆市场份额为14%，韩国SKSiltron市场份额占比为11%，法国Soitec为4%。

全球代工被台积电垄断

2019年Q3全球十大晶圆厂排名为：

台积电、三星、格罗方德、联电、中芯国际、高塔、华虹、世界先进、力晶、东部高科。

国内代工龙头中芯国际排名第五，市场占有率4.4%。

06

“卡脖子”短板价值最大

半导体制造五大难点

伴随着芯片的集成度越来越高、半导体制造的先进程度也逐渐提升。

半导体产业包含越来越多的机械、化工、软件、材料等其它领域，是集成了很多子系统的大系统。

同时，涉及如此众多产业的半导体产业，也推动经济发展。

因为，半导体产品的性能逐渐提升，而成本降低、价格下降。

从而满足了市场对于高性能、低成本需求。

如此高度行业集成的产业，具有五大难点，分两类。

一类是：高精细度、高集成度。

二类是：单点工艺技术、集成单点技术、批量生产技术。

第一，集成度越来越高。一颗芯片上集成的晶体管的数量，越来越多，从20世纪60年代至今，从1个晶体管增加到100亿以上。

电路集成度越高，挑战半导体制造工艺的能力，在可接受的成本条件下改善工艺技术，以生产高级程度的大规模集成电路芯片。

为达到此目标，半导体产业已变成高度标准化的，大多数制造商使用相似的制造工艺和设备。

开发市场成功的关键是公司在合适的时间推出合适的产品的能力。

第二，对精度要求越来越高。精度高体现在关键尺寸（CD），芯片上的物理尺寸特征被成为特征尺寸，业内描述特征尺寸的术语是电路几何尺寸。通俗理解是，关键尺寸越小，工艺加工难度越大。关键尺寸从1988年的1um，减小到2020年的5nm，减少了99.5%。从此角度看，集成电路制造的难度在逐渐提升，难度提升的加速度也在变大。

从晶体管结构图看，关键尺寸是晶体管的栅长（下图中的线宽）。

第三，单点技术突破难。

复杂电路的制造工序超过500道工序，500道工序相当于500个单点技术，并且，这些工序都是在精密仪器下进行，人类的肉眼是看不清楚的，给制造带来很大的困难。

以最典型的CMOS工艺为例，涉及到以下步骤。

第四，需要将多个技术集成。

结合单点技术，将电路植入硅片，构建此工艺流程的技术就是集成技术。例如在生产DRAM需要500道以上工序，该流程先在研发中心制定，且制定的流程是可以实际生产的。

集成技术的难点在于，如何在短时间内完成从无限的组件技术组合中，制定低成本、满足规格且完全运行的工艺流程。

集成技术我们用通过乒乓球、足球来理解。半导体制造的单点技术我们中国人可以突破，就跟单人体育的乒乓球一样，中国人可以全球拿冠军。但是，把这些单点技术组合到一起，就跟11人的足球队伍一样，组合到一起就不能拿冠军。这就是集成技术的难点。

第五，批量生产技术。将研发中心通过集成技术构建的工艺流程移交给批量生产工厂，在硅片上植入符合目标质量要求的半导体并进行大量生产的技术就是批量生产技术。

真正严格意义上的精确复制基本是不可能的。即使开发中心和批量生产工厂的设备相同，在同样的工艺条件下也未必能够得到同样的结果。坦率地说，一般情况下难以得到相同的结果。

这是因为即使是同样的设备，两台机器之间也会存在微小的性能差异。这种差异称作机差。机差可以说是半导体制造设备厂家在生产同一型号的设备时，因不可控因素的存在而可能产生的设备差异。随着半导体精密化程度的不断提高，机差问题也日益显著。

也就是说，随着精密化程度的提升，需要实施高精度的加工，(此前生产过程中不会成为问题的微小的)机差都成了严重的问题。

半导体的制造需要精密集成了各种组件技术的集成技术以及提高成品率的批量生产技术。只有这样才能制造出半导体。

目前全国范围的半导体制造投资热是基于这样的逻辑——“只要买了设备、排列好，按下按钮，人人都可以生产半导体”。这种观点是错误的，这种观点应用于其它行业有可能对，但是半导体制造是肯定错误的。

制造是最急于突破的环节

半导体产业是涉及多方面的，所有环节在短期全部国产化是不可能的，国产化的第一步是先摆脱“卡脖子”，然后才是全方位国产化。

从下图半导体产业链：设计——制造——封装测试，三大环节看，最“卡脖子”的是制造。

半导体制造是目前中国大陆半导体发展的最大瓶颈，电脑CPU、手机SOC/基带等高端芯片，国内已经有替代，虽然性能与国际巨头产品有差距，但是至少可以“将就着用”。

而半导体制造是处于“0~1”的突破过程中，假如海外半导体代工厂不给中国大陆设计公司代工，那么中国的半导体产业将会受到很严重影响。

因为，就算中国大陆的芯片设计公司能够设计出跟国际媲美的芯片，但是，没有制造能力，设计出来的芯片只是“一堆数据”，无法形成产品。

再具体到细分产品领域，高端CPU、GPU、FPGA等芯片用7nm及以下的工艺，低端芯片现在也逐渐从成熟工艺转向先进工艺，所以，先进工艺是大陆半导体必须首先突破的“卡脖子”工程、是短板。

虽然中芯国际、华虹半导体落后全球龙头，但中芯国际是中国大陆先进工艺的龙头、华虹半导体是特色工艺龙头。半导体制造是大投入、长期积累的产业，成立20年的中芯国际、成立15年的华虹半导体已经在先进工艺和特色工艺领域有巨额资本投入和大量经验积累，中国大陆的半导体制造崛起肯定得指望这两家公司。

所以，从以上角度看，越是我们的“短板”，越有价值。

制造是中国大陆核心科技资产

能够成为国家半导体发展重大转折点的中芯国际才是核心资产。核心资产不是1~N的无限扩大，二是0~1的关键突破。

核心资产不是有了它更好，而是缺了它不行。市场上所谓的核心资产的缺乏或者消失，对国家、对社会的影响不大，大不了再成立一家公司继续做。而中芯国际这种半导体代工厂是整个科技产业的基础，在海外限制半导体制造的背景下，大陆缺少半导体制造，会动摇科技产业的根基。从这个角度看，中芯国际才是核心资产。

由于中芯国际处于港股，大陆资本对中芯国际认识不够。同时，再加上半导体产业研究的高壁垒，导致资本市场对中芯国际是被动型忽视的。

贸易战加速中芯国际成长，也加速资本市场对中芯国际的认识。最近一年，在贸易战、美国对中国半导体发展各种限制的大背景下，市场逐渐意识到半导体制造才是核心资产，是不可或缺的资产。在这个逻辑下，中芯国际应该享有比其它制造业更高的估值。

一是中芯国际作为不可获取的核心资产，相对于面板龙头、家用电器龙头、手机零部件龙头，中芯国际的估值有很大提升空间。

07

投资建议

我们看好国内的半导体上游的芯片设计产业，上游芯片设计公司越多，对下游的代工需求越旺盛，有利于国内的半导体代工厂，国内两大代工巨头都在港股，我们在港股范围内推荐中芯国际和华虹半导体。

中芯国际（0981.hk）：半导体代工龙头，看好先进制程

大陆半导体制造龙头：国资背景+技术型CEO

公司是我国大陆最大半导体代工厂，全球第五；最先进14nm工艺距离全球最先进的7nm只落后2代。前两大股东为大唐电信和国家集成电路基金。

梁孟松、杨光磊加盟，有望复制英特尔2013~2018年的辉煌

2017年技术型CEO梁孟松加盟，2019年8月原台积电研发处处长杨光磊加盟，有望带领公司复制2013~2018年英特尔的辉煌。2013年~2018年技术型CEO科再奇任英特尔CEO，期间英特尔净利润下降9%，股价上涨157%。科再奇推动英特尔向物联网及AI转型，在IDM模式基础上，引入代工服务。

贸易战加速中芯国际成长

一是国内半导体需求增速超过GDP增速；二是国产芯片自给率很低，贸易战加速国产替换；三是贸易战导致上游设计企业为了分散风险，将订单从竞争对手转移至中芯国际。

追赶者在成熟制程还有机会

除了7nm工艺的logic、RF芯片之外，公司的14nm（今年下半年贡献收入）以上的技术都可以实现。例如，电源管理和指纹识别应用需求确保8寸厂满产，物联网、CMOS图像传感器、WiFi芯片需求拉动12寸业务增长。

中芯国际才是真正的核心资产

能够成为国家半导体发展重大转折点的中芯国际才是核心资产。核心资产不是1~N的无限扩大，二是0~1的关键突破。

核心资产不是有了它更好，而是缺了它不行。市场上所谓的核心资产的缺乏或者消失，对国家、对社会的影响不大，大不了再成立一家公司继续做。而中芯国际这种半导体代工厂是整个科技产业的基础，在海外限制半导体制造的背景下，大陆缺少半导体制造，会动摇科技产业的根基。从这个角度看，中芯国际才是核心资产。

由于中芯国际处于港股，大陆资本对中芯国际认识不够。同时，再加上半导体产业研究的高壁垒，导致资本市场对中芯国际是被动型忽视的。

贸易战加速中芯国际成长，也加速资本市场对中芯国际的认识

最近一年，在贸易战、美国对中国半导体发展各种限制的大背景下，市场逐渐意识到半导体制造才是核心资产，是不可或缺的资产。在这个逻辑下，中芯国际应该享有比其它制造业更高的估值。

一是中芯国际作为不可获取的核心资产，相对于面板龙头、家用电器龙头、手机零部件龙头，中芯国际的估值有很大提升空间。

受益于半导体国产化，市场认识从低估走向合理，维持“买入”评级目标价22~23.7港元

大陆半导体产业要崛起，从设计到代工、封测都要自主化，所以大陆的芯片设计公司寻求大陆代工是必然趋势。无论是国内芯片设计巨头，还是芯片设计中小型公司，都在有可能将代工转向国内，这种代工订单转移逐渐成为业内共识，且趋势正在加强。中芯国际作为国内代工龙头（产线种类多、产能大），将明显受益。

公司作为半导体代工的技术跟随着，技术节点突破是关键，应该先看公司的技术，再看收入，最后才是利润。中长期看好国产化替代大背景下的大陆代工厂崛起。

公司合理PB估值范围2.5~2.7倍，公司合理估值22~23.7港元，维持业绩预测和“买入”评级。

风险提示

14nm工艺进展不及预期，全球产能松动，影响公司毛利率。

华虹半导体（1347.hk）：公司专注特色工艺，收入增速强于全球市场

公司是全球领先的纯晶圆代工企业，特别专注于嵌入式非易失性存储器、功率器件、模拟与电源管理和逻辑及射频等差异化特色工艺平台，质量管理体系满足汽车电子芯片生产的严苛要求。公司分立器件平台继续显示出巨大的优势，尤其是超级结、IGBT 和通用 MOSFET。预计分立器件在未来的需求仍将持续增长。2019年第二季度，全球半导体销售额为982亿美元，较去年同期减少16.8％；2019年上半年，全球销售额同比下滑14.5％。全球半导体市场仍处于下滑期。全球主要地区和半导体产品类别销售额均下降。

正因为公司专注于嵌入式非易失性存储器、功率器件、模拟与电源管理和逻辑及射频等差异化特色工艺平台，质量管理体系满足汽车电子芯片生产的严苛要求。公司分立器件平台继续显示出巨大的优势，尤其是超级结、IGBT 和通用 MOSFET。分立器件在未来的需求仍将持续增长，从而带动公司收入增长。

聚焦中小客户分散风险

公司为了稳定增长，从一开始选择的就是中小客户战略，从目标客户角度选择差异化竞争。因为小客户的出货量小，无法通过加大出货量来分摊流片成本，公司服务的客户的议价能力相对弱。大客户的议价能力强，利润率低，风险大，大客户的订单调整影响公司业绩稳定性。

维持“买入”评级

预测2019~2021年收入分别为10.09亿美元/16.69亿美元/13.32亿美元，增速分别为8.5%/15.8%/14%，2019~2021净利润分别为2.12亿美元/2.36亿美元/2.55亿美元，增速分别为16.3%/11.2%/8.1。维持“买入”评级。

风险提示

新半导体器件工艺替代，下游功率器件需求放缓，无锡厂不能按期量产。

08

风险提示

第一，重资产行业折旧影响利润。

第二，资本开支大，影响现金流。

第三，全球半导体代工领先者与国内代工厂的竞争。

第四，贸易战加剧，导致国内代工厂无法购买设备。