8英寸晶圆线的详细介绍和供需分析及特征等资料详细概述

易水寒 发表于 2018-07-03 14:51:34 收藏 已收藏
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8英寸晶圆线的详细介绍和供需分析及特征等资料详细概述

易水寒 发表于 2018-07-03 14:51:34

摘要

最具备景气度向上逻辑的族群

我们近期对于全球8英寸晶圆/模拟分立等元器件的交期和供需关系做阐述,认为当前时点上元器件(模拟/分立器件)将进入景气上行周期,短期内供求紧张的趋势会持续发酵,8英寸族群值得持续关注。在跨领域技术整合的持续演进下,8英寸晶圆厂表现将优于12英寸生产线,同时也进一步佐证了我们年初以来的跨年度投资主线——设备和模拟是半导体类股里的优选。

8英寸晶圆线的供需分析

分析本轮8英寸晶圆线的紧缺态势,我们注意到8英寸晶圆产业链的上中下游都呈现出满载状态。有限的供给和旺盛的多元化需求,大大提高行业的价值链变化,让市场开始重新审视8英寸晶圆线的投资与价值。

供需方面呈现以下特征:

最上游供给侧有限——8英寸硅晶圆的供应商并无明确的扩产计划,8英寸二手设备昂贵又流通量少;中游8英寸厂产能并无显著增量——IDM和Foundry间一直以来的动态平衡正在被打破;下游碎片化的分散需求持续不断地增长,尤以汽车半导体/云计算/IOT为最强。

看好产业上下游核心逻辑持续

8英寸晶圆代工的强劲需求首先直接提升晶圆生产线代工厂族群的相关业绩,同时也深刻影响电源管理IC、影像传感器、指纹识别芯片和驱动IC等8英寸产品厂家的销售份额,我们统计下游芯片应用领域对硅片需求占比,模拟/分立器件能持续受益于当前高景气周期,我们分析行业上下游后,夯实看好代工主线逻辑,重点关注华虹半导体和中芯国际。从行业格局/下游应用/市场竞争等变量考虑,分立/模拟器件行业在涨价下的业绩弹性有可能给相关业者带来丰厚的回报,推荐圣邦股份、扬杰科技、北方华创等。

风险提示:晶圆生产线产能紧缺程度不及预期,下游需求不及预期

1. 最具备景气度向上逻辑的族群—8英寸晶圆产品

半导体的投资题材从来不会寂寞。我们近期对于全球8英寸晶圆/模拟分立等元器件的交期和供需关系做阐述,认为当前时点上元器件(模拟/分立器件)将进入景气上行周期,短期内供求紧张的趋势会持续发酵,配合板块进入低估值区间,而与之相匹配的业绩正待释放,8英寸族群值得持续关注。在跨领域技术整合的持续演进下,8英寸晶圆厂表现将优于12英寸,同时也进一步佐证了我们年初以来的跨年度投资主线——设备和模拟是半导体类股里的优选。

本文试图从几个维度对8英寸晶圆的相关逻辑进行梳理:

1 供需方面

最上游供给侧有限——8英寸硅晶圆的供应商并无明确的扩产计划,8英寸二手设备昂贵又流通量少;中游8英寸厂产能并无显著增量——IDM和Foundry间一直以来的动态平衡正在被打破;下游碎片化的分散需求持续不断地增长,尤以汽车半导体/云计算/IOT为最强。

2 8英寸晶圆代工厂标的梳理和对比,我们认为代工厂在本轮涨价中受益弹性最高。

3 我们从产业链上下游相联系的角度观察梳理,寻找国内半导体板块最相关受益标的。

1.1. 8英寸线的产业链结构

我们分析本轮8英寸晶圆线的紧缺态势,发现8英寸晶圆产业链的上中下游都呈现出满载状态。有限的供给和旺盛的多元化需求,大大提高行业的价值链变化,让市场开始重新审视8英寸晶圆线的投资与价值。

8英寸晶圆线的详细介绍和供需分析及特征等资料详细概述

1.2.上游供给侧有限—8英寸无扩产计划

根据硅晶圆巨头Sumco在一季报披露的内容,预计上游硅晶圆18-19两年价格会连续增长,而根据现有客户对2021年产能供给协商条款看,预期硅晶圆恐将缺货至2021年。Sumco认为,8英寸硅晶圆的供给量成长较为有限,同时生产设备又不易取得,晶圆厂不容易针对8英寸硅晶圆扩充产能,8英寸硅晶圆恐会呈现长期供应紧张状态。

尽管300mm是当前的主流尺寸,但是无论是总产出面积还是实际晶圆数量而论,200mm晶圆厂仍然具有热门的需求潜力。根据IC Insights的数据显示,到2021年,200mm晶圆的IC产能仍将逐步增长,以可用硅晶圆面积计算,每年平均增长幅度为1.1%。

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根据SEMI的报告显示,2017年全球的晶圆出货总面积为11810百万平方英寸,同比2016年增加10%,全球晶圆总营收同比增长21%,晶圆价格出现上浮,累计上涨比例约为10%,2018年8英寸硅晶圆价格有望继续攀升。目前上游硅片产能难以满足下游快速增长的需求,根据SUMCO的一季报观点,硅晶圆出厂价格本年度有望增长20%,2018年Q4价格将较2016年Q4同期增长40%。

1.3. IDM和Foundry间的动态平衡被打破

1.3.1. 8英寸晶圆厂产能并无显著增量

8英寸的生产业者通常为IDM和Foundry。传统IC市场可以分成领先优势和成熟产品两类,对应300mm(12英寸)与200mm(8英寸)生产线各占半壁江山。在前者,芯片制造商通常以16nm/14nm制程标准,在300mm晶圆厂生产芯片,但并非所有芯片都需求高级节点,模拟芯片、MEMS传感器、MCU等芯片可以在200mm及以下更小晶圆厂所生产,首个200mm晶圆厂于1990年出现,一度成为业内先进标准,随着时间的推移,在芯片厂家从2000年开始迁移到更高阶的300mm晶圆线时,200mm生产线数量出现停滞,于2007年达到顶峰后,生产线数量逐渐开始下滑。

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200mm晶圆制造相关产品较为经济,这些类型的集成电路设计一般需要多变的型号,而对产能和绝对性能要求不高,更强调产品的稳定性和可维护性,同时200mm代工企业扩充产能可以购买低廉的二手设备,投资金额较低,200mm晶圆线拥有独特的比较优势。而在十年一剑的物联网体系逐渐成熟铺开,随处可见的智能产品不仅带来了MCU的需求,而且带来了电源芯片、指纹识别产品的增长,同时工业、汽车电子应用需求也大幅攀升,而这些产品恰好也对应200mm晶圆厂做对应的领域,200mm产品线供需出现逆转,根据Semico Research的数据观点,这一供求现象在2015年底出现显著变化,在以往被认为成熟和落后制程的200mm晶圆线产品的订单需求不断增加,200mm晶圆厂产能和设备一时严重短缺,200mm生产线的供不应求,让多家晶圆代工厂开始扩建新的200mm产能, SEMI预测总体200mm晶圆厂个数在2016年出现探底回升,并在2021年增加到202个。根据Surplus global二手设备商的数据显示,2018年200mm晶圆线总需求量机台设备数量为2000台,而市场可供出售的机台数量只有500台左右,虽然应用材料、Lam Research等设备厂商可能会启动新的200mm设备产品计划,但从实施到落地销售需要较长时滞,预计200mm的设备需求在相当一段时间内还会保持强劲势头。

我们观察到元器件行业龙头公司的交货周期,呈现明显的延长趋势。全球8英寸晶圆线产能利用率逼近100%,相关应用所需芯片供不应求,而当前产能拓展有限,8英寸线晶圆代工公司订单爆满,受此影响,与去年同期Q2季度相比,主要半导体元器件的交货时间明显延长,我们跟踪主要的技术/分销商网站,资料显示,与前几季度相比,模拟器件、传感器、分立器件(MOSFET和IGBT)、32位MCU及无源器件等交货时间均出现增加,最紧张的交货时间已经延长至40-50周。

主要延期公司包括ST意法、英飞凌、安森美、Vishay、Diodes、罗姆、赛普拉斯、TDK、松下、村田、太阳诱电、Semco等知名供应商,其中我们注意到ST意法、安森美、英飞凌、Vishay和罗姆公司的延期交货产品数量较多。

例如功率器件:根据EE times每个季度的MOSFET和IGBT供应商价格都在上涨,同时短缺状态并不局限于一到两个品种,已经扩散至所有库存单位(包括低电压、小信号及高电压类),部分品种交货时间长达40-50周。

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裸晶圆在经历连续6个季度的涨幅之后,晶圆代工厂世界先进宣布从今年一季度起上调销售价格,理由是上游硅晶圆的涨价和缺货无法得到缓解,代工厂从去年年底开始转嫁成本给客户。如果裸晶圆价格还是持续提升,将不排除进一步涨价可能。

1.3.2. 制造端(IDM,Foundry)的供给产能分析

据SEMI的数据显示,2017年内,200MM晶圆线产品增长了9.2%,主要涉及汽车电子、移动通信和物联网场景,模拟器件、分立器件、MCU、MEMS传感器的需求起到了关键推进作用。

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从上图我们可以得知,当前全球的8英寸厂数目较为稳定,同时二手设备供应不足,各厂家难以大举扩增8英寸晶圆产能,产能预计不会出现大幅增长。从需求端来看,增长主要有两个方面,第一是全球半导体的稳定需求,随着工业物联网的不断深化,现在制造业产品含硅量日益提高,同时电子产品里面的半导体成分也越来越多,而大部分产品并未涉及12英寸高端工艺,我们认为在整个IOT市场规模变大的情况下,8英寸的需求会比较吃紧。另一方面是原有6英寸生产线上部分产品会向8英寸转移,而受制于成本和性能控制,8英寸生产线转移到12英寸生产线的动力不足。

8英寸转向12英寸生产线的困难主要在于,12英寸晶圆厂进入门槛高,参与厂家数量较少,根据中芯国际新建上海12英寸晶圆厂投资金额数量可知,12英寸晶圆厂要求代工企业厂房洁净室清洁度及设备的设计精密度要求很高,初期投资及后续研发投入巨大,百亿美元方能达到有效竞争水平,因此,尽管12英寸晶圆市场高速增长,但直接参与竞争的企业数量少,代表先进制程的12英寸晶圆厂主要面对产品是精密制程的电子产品,留给65nm及以上制程的空间并不多,因为12英寸厂的投资金额巨大也导致同样产品代工费用的高昂,而成本的大幅提升,这是对价格敏感的成熟制程产品所不希望看到的。同时,产品制程尺寸的减少,会导致漏电量的增加,因此电源电池类应用制程通常会选择8英寸产品,其他例如MEMS感应器、LED照明等产品线上,8英寸的相对优势也较大。

根据digitimes的数据显示,台湾地区主要晶圆代工产能利用率不断增长,截止18年6月的产能利用率为94.7%,同比2017年增长1.3个百分点,计算当前台湾主要晶圆代工厂8英寸线产能约为1100~1200千片/月,根据各大主要Foundry公司财报显示,8英寸及以下晶圆代工实际产量普遍超过预设产能。

8英寸晶圆线的详细介绍和供需分析及特征等资料详细概述

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大部分的模拟、分立器件市场是由世界IDM厂商把持,主要生产厂家有英飞凌、德州仪器(TI)等,但因产能有限,厂家通常会将订单外包给Foundry代工厂进行生产,同时,在从6寸转向8英寸的趋势过程中,部分IDM厂家主要产能专注于12英寸晶圆线,没有额外8英寸工艺空间,所以不可避免会将8英寸产品外包,这种趋势短期看不可逆转,我们根据主要公司年报及sumco预测数据显示,大部分的IDM扩产幅度比需求增长幅度低,所以外包的比例会越来越高,会加剧Foundry代工厂的订单供不应求的局面。

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1.4. 碎片化需求的快速增长—下游应用产品景气

8英寸晶圆代工的强劲需求不仅直接提升晶圆生产线代工厂的相关业绩,也深刻影响电源管理IC、影像传感器、指纹识别芯片和驱动IC等8英寸产品厂家的销售份额,我们统计下游芯片应用领域对硅片需求占比,发现模拟/分立器件能持续受益于当前高景气周期,模拟/分立器件拥有成熟制程+特种工艺的特性,产品绝大多数采用8英寸及6英寸生产线生产。

模拟及分立器件主要需求来自下游汽车电子、工业半导体、云计算等行业的高速发展,新能源汽车、工业智能装备产品的快速普及,促使着汽车电子以及工业控制领域市场份额出现了较大幅度的提升。

我国的模拟集成电路市场呈现平稳增长态势。根据赛迪顾问数据显示,2014年中国模拟芯片市场销售额达1,608.9亿元,实现同比增长9.7%。2015 年中国模拟芯片市场销售额达1,756.9亿元,实现同比增长9.2%。2016年中国模拟集成电路市场规模达到1,994.9亿元,实现同比增长13.5%。综合而论,我国模拟芯片市场发展呈现出稳定增长的态势,且明显超过全球模拟芯片市场的增速。

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1.4.1. 汽车电子的发展方向——内部零部件电子化

根据IHS的报告显示,从内燃机车辆到电动车辆的过渡(暂不考虑混合动力汽车)中,每辆汽车功率半导体价值有望从17美元上涨至260美元(如下图),驱动系统中功率半导体的需求可增长十多倍。

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而单车价值量的不断提升及内部零件电子化的覆盖,我们推导出新能源汽车会给功率半导体带来巨大的市场增量,根据Strategy Analytics的观点,每售出50W辆新能源汽车,车用功率器件的增量需求约为1.5亿美元。

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分立器件是重要的电子元器件之一,广泛应用在计算机、通信、消费电子、汽车电子、工

控等领域。根据 IC Insights 的数据显示,2016 年全球分立器件的市场规模在 200 亿美元左

右,其中汽车领域占比约为 42%,是最大的应用市场。

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分立器件按照产品类型来分,包括半导体二极管、三极管、MOS、整流器、以及保护和滤波器件等。功率半导体是分立器件中处理高电压,大电流器件的统称,功率半导体是电能转换和控制的核心部件,设计成本小,通用性强,应用领域广,发展空间大。随着汽车电子、电信通讯等市场的飞速发展,分立器件有着广泛的应用前景和发展潜力。新的器件理论、新的器件结构将推动各种新型分立器件的发展。

汽车电子分立器件的主要生产厂家包括英飞凌,安森美等。随着新能源电动车电池动力模块使用大量的电力设备,而电力设备中都含有功率半导体器件。因此新能源电动汽车中的功率半导体器件使用量大大增加。从传统汽车跨越到新能源汽车,价值量增长最快的是功率半导体器件。

我国新能源汽车产销量激增,渗透率不断提高。根据wind数据显示,我国新能源乘用车销售量由2013年的1.5万辆,快速增长至2016年的32.9万辆,3年复合增速79%,我们预计2017-2018年我国新能源汽车市场仍将保持60%+的复合增速,到2018年我国新能源汽车的销量或将达到88万辆。我国汽车工程学会发布的新能源汽车技术路线图显示,预计我国2020年汽车总产销量超过3000万辆,2030年为3800万辆,考虑到新能源汽车销售占比,本次五年计划为7%,2020-2025年销售量超过15%,到2030年截止,新能源汽车销售量占总乘用车销量将超过40%。

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全球新能源汽车行业驶入快车道。从2016的销售情况来看,全球新能源汽车表现依旧强劲,根据EV Sales的统计,2016年全球新能源乘用车销量77.4万辆,同比增长41%,据Marklines数据显示,2017年12月全球新能源汽车销量达16.1万辆,同比增长61%;2017年全球新能源乘用车销量119.7万,同比增长67%,其中我国销量排名第一。据中国乘联会数据显示,2017年中国新能源汽车累计销量达54.6万辆,同比增长110.9%。

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汽车电子半导体作为拉动整个半导体市场的重要增长点,必然会给模拟IC行业带来强劲的推动发展。在最近的五年内,汽车半导体市场都会是最强势攀升的芯片终端应用市场。

IC Insights在2018年公布的汽车IC市场预测显示,到2021年,汽车IC市场将会增长到436亿美元,2017年到2021年之间的复合成长率(CAGR)为12.5%,大大高于2016年预测的5.4%复合成长率,在IC细分市场中增长率最高,工业半导体以8.1%增速位列第二。

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1.4.2. 云计算及工业4.0的高速增长

在云计算方面,针对数据中心的运算平台,以英特尔12.5的标准而言,对于分立器件/电源管理芯片的需求,数量都会以倍数级以上的增长。我们直观上看到的存储器/高性能计算芯片的新晋用量增长,是12英寸先进制程上的拉动,但因为遵循摩尔定律,更多是技术升级带来,而非总量的迅速增长。但同比例的功耗增长,带来8英寸晶圆线上的芯片用量激增,已经确实让8英寸相比12英寸更有了紧缺空间和向上景气度。

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工业4.0需求大量的高功耗产品。工业半导体产品通常工作在极端温度、湿度环境下,一旦出现安全事故的损失代价严重,因而对半导体产品的抗干扰能力、可靠性及稳定性要求极高,这与一两年就更新换代的智能手机不同,工业产品更新频率较低,每年的升级幅度很小,多集中于零部配件,主要需求类型为模拟IC产品。随着《中国制造2025》战略的深入实施,制造业的升级换代进度正有条不紊的进行中,我国工业半导体产品的需求旺盛,作为实现智能制造的基础,工业4.0的建设需要广泛采用IC产品,如传感器、MCU等。我国工业4.0的发展会给半导体产业带来全新的市场机遇。

我们根据上下游公司印证下8英寸晶圆产品的供应链逻辑,接下来我们分析整条供应链厂家具体情况。

2. 全球8英寸晶圆代工厂梳理

2.1. 进击中的龙头—中芯国际

中芯国际是世界领先的集成电路晶圆代工企业之一,也是中国内地规模最大、技术最先进的集成电路晶圆代工企业。中芯国际向全球客户提供0.35微米到28纳米不同节点晶圆代工与技术服务,包括逻辑芯片,混合信号/射频收发芯片,耐高压芯片,系统芯片,闪存芯片,EEPROM芯片,图像传感器芯片及LCoS微型显示器芯片,电源管理,微型机电系统等,2004年公司在港交所上市(股份代号:981)。

中芯国际200mm生产线主要分布于上海,深圳及天津厂,天津厂是中芯国际200mm生产线的销售业绩主力,产能满载持续多年,海外控股的意大利LFoundry公司也有200mm产能。2016年10月,中芯国际公告宣布天津厂扩厂计划,天津的8英寸生产线总产能预计将从4.5万片/月扩大至15万片/月,有望成为全球单体最大的8英寸生产线。2018年5月,天津扩产项目T1B主厂房已经正式封顶,主厂房建成投产后产能将达到5万片/月,根据公司一季报显示,公司总体产能利用率为88.3%(包括12英寸生产线),环比有所回升(去年四季度为85.8%),我们注意到通常一季度为淡季,充分受益于这次全球8英寸生产线供不应求景气周期,公司产能利用率有超越预期的表现,可以认为公司在经营层面上的努力和外部环境的同步改善。

未来中芯国际将联合创新,带动中国半导体产业链的发展稳步前进。产品结构上移叠加产能利用率持续高位有望进一步提升公司的盈利水平。

2.2. 8英寸晶圆代工中流砥柱——华虹半导体

华虹半导体(1347.HK)成立于2005年, 是华虹集团旗下子公司,2014年10月在香港主板上市。根据IC Insights的数据显示,公司目前是中国大陆最大的8英寸(200mm)晶圆加工厂,销售总额位居第一,也是全球第八大晶圆加工厂,主要产品制造用于电子消费品、通讯、计算机工业及汽车的半导体。客户包括Cypress、华大电子及同方微电子等知名企业。此外,公司也提供设计、光罩制造、晶圆检测及封装测试等增值服务。公司经营状况良好,并保持连续28季度盈利的优秀记录。

2.2.1. 主营特色工艺技术独特

华虹半导体提供多个技术平台,在嵌入式非易失性存储器、分立器件、模拟及电源管理、逻辑及射频SOI、独立非易失性存储器以及传感器等领域细作深耕,持续创新。公司在细分市场上具有独特的领先地位,依托灵活的全球化布局销售,公司已经成为当前全球最大的功率器件晶圆代工企业,累计出货8英寸晶圆约570万片。

嵌入式非易失性存储器是公司的主要收入来源之一。通过嵌入式非易失性存储器平台,公司生产各种智能卡包括身份证、银行卡、U-Key、社保卡和微控制器(MCU)。2017年此平台销售收入占公司总收入的38.6%,同比增长17.6%,17年金融智能IC卡芯片出货量同比增长超过200%,创出历史最佳成绩,同时带有支付功能的智能卡芯片总出货量达4.3亿颗。公司另外的主要收入分支是分立器件平台,公司生产与新能源汽车行业有关的超级结MOSFET、IGBT及MOSFET。2017年,分立器件平台收入占公司总收入的27.3%,较2016年同比增长12.0%,主要由于其在新能源汽车领域的需求强劲,两大业务平台收入占比超过公司总营收六成。

目前,公司在上海张江和金桥设有三座8英寸(200mm)晶圆加工厂,公司17年月平均产量为16.8万片,刷新历史新高,产能利用率已经接近100%。

2.2.2. 财务状况:营收屡创新高

自2012年以来,华虹半导体的营收和净利润屡创新高,进入持续增长阶段。2016年公司营收为7.2亿美元,较2015年同期增长11%,净利润为1.29亿美元,较2015同期增长14%。公司毛利率以往维持在20%-25%,但随着良率的提高,自2014年以后,公司产品毛利率普遍维持在30%以上。

2017年年报显示,公司营收和净利润都创历史新高,公司营收达到8.08亿美金,较去年同期增长12%,公司净利润达到1.45亿美元,较去年同期增长12.8%。公司提前锁定原材料晶圆的价格,受2017年硅晶圆价格飞涨的影响较小,成本控制得力,公司2017年的毛利率达到了33%,比去年同期增长了10%,并连续三年站稳30%关口。

2.2.3. 业务详解-差异化工艺研发及未来应用引领的双向驱动

华虹半导体(1347.HK)是具有全球领先地位的200mm纯晶圆代工厂,公司200mm生产线销售规模位列全球第二,仅次于中国台湾的世界先进半导体(5347.TWO)。公司主要专注于开发包括嵌入式非易失性存储器、模拟及电源管理、MEMS传感器及射频IC等。考虑到工艺性能和制造良率,公司也提供设计支援和设计优化业务,目前公司的产品广泛应用于智能手机、IOT、通信、工业及汽车电子等场景。

分析各业务毛利率可知,嵌入式存储器的毛利率最高,普遍达到 40-45%,逻辑、射频、模拟器件和电源管理毛利率普遍在33%左右,分立器件毛利率最低,不过随着超级结和 IGBT销售数量占比的增加,毛利未来有提高趋势。

当前华虹半导体公司最先进的制程是 90nm,其中较先进的0.13μm-90nm制程,以及高于0.35μm微米的制程产品贡献主要的收入来源,产品销售呈现出两头大中间小的局面,公司先进制程及落后制程销量占比较为平均,显示公司在成熟制程产品上的品控、销售渠道有其独特优势。

华虹半导体2017年收入为8.08亿美金,同比2016年增长了12%。毛利率达到了历史以来的最高点33%,和2016年相比增加了3个百分点。这一毛利率在世界晶圆代工厂中表现非常出色,仅次于全球龙头台积电。由于产能利用率的不断提升,甚至已经接近100%,这种满负荷运转会减少部分固定成本,对毛利率效果提升显著,公司新建12英寸晶圆厂预计在19年4季度投产并开始折旧,同时增加的管理费用对利润产生负面影响,但考虑到明后年8英寸晶圆产品供不应求的局面不会改变,公司高毛利率的智能卡芯片份额有望稳定爬升,两者相抵我们认为公司毛利率短期大概率会继续走高,公司议价能力较强,在原材料硅片后期可能上涨的情况下,公司可能会以提价方式将成本转移到下游客户,我们预计公司毛利率中期不太可能出现大幅波动。

受益于国产化浪潮的大局,华虹半导体向国产供应链渗透的趋势不会逆转,公司产品的销售客户及种类都非常分散,不容易受到单一应用景气的波动影响,中长期利润较为稳定,我们有理由对公司的前景保持乐观。

2.3. 8英寸晶圆代工他山之石—世界先进

台湾地区的世界先进半导体(vanguard international semiconductor)是200mm晶圆线上的领先企业,世界先进前身是台湾工研院为“次微米制程技术发展计划”而创建的衍生公司,公司于1994年12月成立于台湾新竹科技园区,主要股东为台积电,公司于1998年在台湾上市,代码为5347.TWO,早期公司主要代工逻辑产品,2000年,世界先进在台积电的协助下转型为晶圆代工厂家,并不断收购华邦电子、南亚科技等公司晶圆厂房,现在已经成长为全球龙头企业,世界先进半导体目前拥有三座8英寸晶圆厂,2017年的产能约为19.5万/片。世界先进目前持续研发的制程技术包括电源高压制程(High Voltage)、超高压(Ultra High Voltage)、BCD(Bipolar CMOS DMOS)制程、分离式元件(Discrete)、逻辑制程(Logic)、混合讯号制程(Mixed-Signal)、HPA (High Precision Analog) 制程,以及嵌入式记忆体制程(Embedded Memory)等技术。公司主要业务集中于显示器相关驱动IC(LCD和LED)、电源管理IC和分离式功率元件,与华虹半导体的业务重叠度比较低。

根据公司季报显示,2018年Q1出货量约为18.3万片/月,环比17年Q4增长1.3%,产能负荷已经接近100%, 18年年底公司计划产能约为20.5万片/月,以购置二手机器为主,并购企业为辅进行有序扩张,公司远期计划将产能扩充到22万片/月,公司毛利率低于华虹半导体公司,但差距较小,公司核心客户为台积电,营收约占比25%,第二大客户联咏科技有15-20%的营收贡献。

公司根据制程产品分拆可知,0.5微米产品制程占比为26%,0.35微米产品制程为22%,0.25微米制程为14%,0.18微米及以下产品制程占有率最高,约为38%。按产品应用划分可知,公司主要营收为电源管理类型,18年Q1营收占比为48%,受物联网及电动汽车的产能驱动,市场需求规模有望持续增长,为公司核心驱动业务,面板驱动IC营收占比约为四成,主要下游目标客户分布于东南亚及印度,18年一季度大面板驱动IC营收占比为30%,手机面板占比约为12%,此块业务市场需求较为稳定,快速增长可能性较低。公司其余sensor传感器业务成长空间较大,包括指纹识别、CIS等,但目前业务占比较小,对利润提升有限。世界先进半导体与大陆企业竞争业务主要涉及电源管理和IGBT、mosfet等分立器件,目前市场规模营收占比较小,公司主要的竞争对手为同为台企的联华电子。

2.4. 企业对比

华虹半导体和中芯国际作为大陆营收规模排名前两位的龙头晶圆代工企业,我们分析企业财务报表后,发现两者产品在大部分领域的冲突较小,不构成直接竞争。华虹半导体的核心产出非易失存储器类,中芯国际并无业务涉及,其次分立器件模块,华虹半导体发展规模迅速,但中芯国际也无相关产品,台湾世界先进公司是全球8英寸晶圆线的领先者,但是在IGBT和分立器件上投入很少,尤其高端线尚未有明显竞争力,在这块业务上,华虹半导体的局部优势是比较明显的。由于模拟芯片涉及范围广,厂商较多,在电源管理和模拟器件方面,两公司业务会有小部分重叠,但电源及模拟器件产品型号较为复杂,均非两公司主营业务,业务重叠可能性较小。两公司的发展和战略方向有区别,中芯国际以大量投入追赶先进制程为主,华虹半导体更加深耕于细分产品线,在成熟领域寻找市场良机。

我们从盈利角度来看,对比中芯国际、台积电和世界先进可知,华虹的盈利能力仅次于台积电,好于8英寸线竞争对手台企世界先进,而毛利率与净利率明显高于中芯国际。

我们观察各公司资本支出能发现一些特征,华虹半导体的资本性支出与世界先进处于同一级别,略高于世界先进是因为近年上市持续扩大产能的结果,而两家企业远远不如追求先进制程的中芯国际与台积电的投入,体现在8英寸厂资本支出水平更有利于中小型代工企业竞争,追赶全球先进制程的投入金额巨大,更考验公司的综合实力及成长规模。

我们选取四家晶圆代工厂家毛利及净利率进行对比:

比较近年数据而言,华虹半导体与世界先进两家专注于8英寸晶圆厂为主的代工企业,盈利能力均高于拥有更先进制程的中芯国际,是否拥有先进制程与公司盈利能力并不完全正相关,抓住客户定位,找准核心优势竞争力同样关键。

3. 景气度推动下的国内族群

3.1. 扬杰科技—欣欣向荣的功率半导体竞争者

扬杰电子科技公司成立于2006年8月,注册资本金为4.72亿元。公司于2014年1月在A股创业板上市,股票代码300373,公司专业致力于功率半导体及器件制造、集成电路封装测试等领域。公司主营产品为各类电力电子器件芯片、功率二极管、整流桥、大功率模块、DFN/QFN产品、SGT MOS及碳化硅SBD、碳化硅JBS等,产品广泛应用于消费电子、安防、工业控制、汽车电子等诸多领域。

根据17年年报,公司营收为14.7亿元,同比增长25%,毛利率为35.6%,净利率约为18%左右,目前功率器件市场上,公司的营收规模在国内企业中体量为第二,其中在整流桥细分领域目前占有率为第一,功率半导体市场一季度通常为市场淡季,年末为销售旺期,四个季度收入分布通常为20%、25%、25%和35%。

分立器件作为重要的电子元器件之一,广泛应用在计算机、通信、消费电子、汽车电子、工控等领域。根据IC Insights的数据显示,2016年全球分立器件的市场规模在200亿美元左右,其中汽车领域占比约为42%,是最大的应用市场。

分立器件按照产品类型来分,包括半导体二极管、三极管、MOSFET、整流器、以及保护和滤波器件等。其中二极管、三极管、MOSFET等功率半导体器件是电能转换和控制的核心部件,设计成本小,通用性强,应用领域广,发展空间大。随着汽车电子、电信通讯等市场的飞速发展,分立器件有着广泛的应用前景和发展潜力。新的器件理论、新的器件结构将推动各种新型分立器件的发展。

4英寸、6英寸生产线的满载将产能转换成8英寸线打下基础。根据公司年报显示,截至 2017 年底,公司4英寸线产能为80万片/月,目前公司6英寸线产能已经超过2万片/月,初步达到盈亏平衡,公司前五大客户销量仅占比10%,显示下游客户集中度低,产品销售广泛,公司对下游客户议价能力较强,边际收入不易出现波动。

公司坚定不移深耕于功率半导体领域,沿着建设4英寸、6英寸、8英寸晶圆工厂和对应的中高端二极体、MOSFET、IGBT封装工厂路径,并行碳化硅基同类晶圆和封装产线建设,步步为营,有序推进。积极规划8英寸晶圆建设,储备8英寸晶圆、IGBT技术人才。

半导体器件里主要包括四种类型功率二极管,即:(1)整流二极管,(2)齐纳二极管(3)肖特基二极管(SBD)和(4)快恢复二极管(FRD)。

整流二极管用于校正商用交流适配器(频率范围为 50-60Hz,100V,200V)的初级端电流。肖特基二极管具有大电流低压的特性,广泛使用于DC-DC 转换器和 AC 适配器。工作在 200V 以上的AC适配器和逆变器,往往使用第四类二极管FRD。

据IHS调研,2016年全球功率MOSFET市场规模约57.8亿美元,同比增长5.1%,中国区功率MOSFET市场规模约21.1亿美元,同比增长6%。英飞凌是全球龙头企业,各细分行业均有很高市场占有率,而成功并购仙童半导体的安森美公司市场影响力也大幅增长。

扬杰科技公司目前6英寸生产线产品主要对应肖特基二极管和MOSFET,8英寸产品线对应MOSFET和IGBT芯片。我们认为,公司MOSFET和IGBT产品未来市场前景较大,受益于国产替代化浪潮,公司市场占有率有望进一步提升。

3.2. 稀缺模拟芯片设计企业——圣邦股份

圣邦股份(300661)公司是一家专注于高性能、高品质模拟集成电路芯片设计及销售的高新技术企业。公司目前产品涵盖信号链和电源管理两大领域,包括运算放大器、比较器、音/视频放大器、模拟开关、AFE、线性稳压器、DC/DC转换器、OVP、负载开关、LED驱动器、CPU电源监控电路、马达驱动、MOSFET驱动及电池管理芯片等。广泛应用于消费电子、工业控制、医疗仪器、汽车电子、物联网、可穿戴设备、人工智能等新兴电子产品领域。

模拟集成电路主要是指由电阻、电容、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理连续函数形式模拟信号(如声音、光线、温度等)的集成电路。常见的模拟集成电路通常包括各种放大器、模拟开关、接口电路、无线及射频 IC、数据转换芯片、各类电源管理及驱动芯片等。圣邦股份是我国大陆高性能模拟芯片fabless厂商,从事芯片研发和销售,覆盖信号链和电源管理两大领域。作为A股稀缺的模拟芯片设计公司,产品线齐全,研发团队国内领先,在智能手机和工业领域占有一定的市场。

公司的核心技术以及自主研发的多款产品处于先进水平,如静态电流300nA的微功耗运算放大器、工作电流300nA的超低功耗比较器、输入失调电压典型值3μV的高精度运算放大器、六阶视频驱动器、1:500大动态背光LED驱动器等产品。

电源管理类产品增长亮眼 ,根据公司2017年年报显示,公司业绩经营较为稳定,实现营业收入5.32亿元,同比增长17.60%;实现净利润9387万元,同比增长约16.33%,公司业务主要来源为电源管理类芯片,受益于8英寸产品的供不应求,应用市场将进一步打开。

公司电源管理类产品收入增长幅度较高,主要原因是电源管理类产品细分种类多,用途广泛,发展空间较大。公司产品主要用于以手机制造为主的通讯领域,随着国内手机市场高速发展,近年以来公司电源管理类产品销量大幅增加。

公司具有“小而美”的竞争实力,未来存在较大的成长空间。公司技术领先、产品多元、客户广泛,具有小而美的竞争实力。未来成长的确定性高,受模拟芯片市场火热发展,公司销售规模的持续扩大,圣邦股份行业地位将进一步提升,更多产品达到国际先进水平。

3.3. 半导体设备龙头企业—北方华创

北方华创公司是由北京七星华创电子和北方微电子基地设备工艺研究中心战略重组而成,是目前国内集成电路高端工艺半导体设备的龙头企业。北方华创2018年一季度发布公告称,2018年1-6月归属于上市公司股东的净利润变动幅度为100-150%,业绩变动原因为为预计2018年1-6月公司销售收入较去年同期增长。按照中值计算,二季度归母净利润1.03亿元,同比增长102%,远超过往业绩水平。我们预计公司全年利润会大概率超越公司在年报里给的全年1.73亿指引。

由七星电子和北方微电子重组之后的北方华创,战略规划清新,产品结构明确,构建了半导体装备、真空装备、新能源锂电装备和精密电子元器件四大产业平台。其中半导体设备和真空设备作为公司重点发力对象,近两年实现了营收的快速增长,半导体设备是今年往后看公司实现高速增长的核心推动。

8英寸晶圆线的详细介绍和供需分析及特征等资料详细概述

国际半导体产业协会(SEMI)发布的全球晶圆厂预测报告显示,2019年全球晶圆厂设备支出将增加5%,连续四年出现增长,我国大陆将是2018、2019年全球晶圆厂设备增长的主要推动力。据SEMI预测,受我国政府集成电路政策的大力推进,2018年大陆晶圆厂设备支出同比2017年有望大幅增加57%,2019年增速进一步提升至60%。中国大陆设备支出金额有望在2019年超越韩国三星,成为全球最大的设备支出地区。

8英寸晶圆线的详细介绍和供需分析及特征等资料详细概述

根据公司17年年报显示,公司作为国家02重大科技专项承担单位,承担过多项课题的科研任务,先后完成了12英寸集成电路制造设备90nm到28nm多个节点的攻关工作,目前承担的14nm制程设备正在进行工艺验证,公司研发产品用于12英寸晶圆制造的刻蚀机、PVD、CVD、立式氧化炉、扩散炉、清洗机和气体质量流量控制器等设备产品已成功实现了产业化,各类8英寸集成电路设备也全面进驻国内主流代工厂和IDM企业。公司在集成电路装备领域所取得的研发与产业化成果,在国家芯片国产化战略中发挥了核心骨干的带头作用。受益于世界8英寸生产线二手设备的供不应求,加上公司的国产设备拥有一定的价格优势,北方华创作为龙头制造商将迎来进一步的发展机遇。

我国当前集成电路产业发展势头迅猛,但常见的芯片生产线运作大多集中在8英寸以下,在美国、日韩及欧洲的集成电路企业中,8英寸及以下生产线已经逐步被12英寸所替代,这从客观上给我国集成电路生产线建设提供了较多二手设备货源,二手半导体设备非常适用发展中国家、大学、研究机构的产品研发,在我国市场前景比较广泛。

考虑到应用材料、Lam Research公司的生产周期,我们认为在中国大陆8英寸及以下集成电路设备市场,在近年内仍会以二手设备为主流,而北方华创的设备有机会在现阶段进入国内的8英寸产线。

8英寸晶圆线的详细介绍和供需分析及特征等资料详细概述

通过不断的研发和投入,北方华创已经在半导体设备领域形成全方位布局,中长期内将全面受益于这次半导体投资周期。我们认为北方华创正处于早期设备型企业享受高估值溢价阶段,同时新一轮半导体资本开支周期带来公司业绩的高速增长,公司将迎来估值提升和业绩高增的戴维斯双击。

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