本文系基于公開資料撰寫,僅作為信息交流之用,不構(gòu)成任何投資建議。作者孫不悟空,在雪球設(shè)有同名專欄。

過去三四年間,以“中興事件”為引,波詭云譎的駭浪里,從產(chǎn)經(jīng)一線到資本市場,一并拐入特定時空之中。硬科技,由此成為時代關(guān)鍵詞。其中,尤以芯片為核心的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最受矚目。

時至2021年最后一個季度,再做復(fù)盤,筆記記錄如下:

(一)中國半導(dǎo)體行業(yè)概況

1、關(guān)于基本面的客觀事實

2、中國半導(dǎo)體大事記

3、供需差+投資加碼+國產(chǎn)替代+工程師紅利=高增長

(二)產(chǎn)業(yè)鏈總覽與核心細分環(huán)節(jié)

1、總覽:產(chǎn)業(yè)鏈三環(huán)與兩大支撐性行業(yè)

2、值得投資者重點關(guān)注的幾個細分環(huán)節(jié)

(三)芯片設(shè)計

1、行業(yè)地位、概述與國產(chǎn)化情況

2、龍頭公司簡析

(四)晶圓制造

1、行業(yè)地位、概述與國產(chǎn)化情況

2、龍頭公司簡析

(五)封裝測試

1、行業(yè)地位、概述與國產(chǎn)化情況

2、龍頭公司簡析

(六)半導(dǎo)體材料

1、行業(yè)地位、概述與國產(chǎn)化情況

2、龍頭公司簡析

(七)半導(dǎo)體設(shè)備

1、行業(yè)地位、概述與國產(chǎn)化情況

2、龍頭公司簡析

01

中國半導(dǎo)體行業(yè)概況

【1】關(guān)于基本面的客觀事實

兩個月前,股市三劍客之一的半導(dǎo)體如日中天,而一張“你算老幾?”的微信截圖流出,引發(fā)市場一片嘩然。

事件原委不再贅述。不管怎么說,這又是資本市場的一次鬧劇。從中我們還能汲取到的,就是在5G成功案例背后,“高端產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化”似乎成為賣方針對投資者把脈下藥的良方。

給一個行業(yè)套上“卡脖子”、“國產(chǎn)替代”的標簽,就覺得自己站在倫理制高點,情緒開始變得主觀、自負、激昂起來,用這個市場最喜愛情感邏輯肆意耍起棍棒,揮向一切空頭勢力,全然不顧對與錯。

那么我們普通投資者能做的,首先一定是搞清我國半導(dǎo)體的客觀情況,尊重事實,盲目自信不可取。

我國半導(dǎo)體實力究竟如何呢?總的來說,由于起步晚、投資混亂、需求大、人才制度不完善、海外局勢等問題,導(dǎo)致目前我國半導(dǎo)體行業(yè)存在人才缺乏、技術(shù)受限、高端產(chǎn)業(yè)鏈顯著落后、依賴進口的事實。

美國半導(dǎo)體從上世紀四五十年代就開始發(fā)展,“晶體管之父”肖克利在1955年便回到家鄉(xiāng)硅谷創(chuàng)業(yè)半導(dǎo)體公司,半導(dǎo)體行業(yè)的“黃埔軍�！毕赏�半導(dǎo)體也在1957年成立。中國半導(dǎo)體在臨近新世紀才有明顯起步,如中芯國際成立于2000年4月,海思半導(dǎo)體成立于2004年10月,而對我國高端半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)具有重大推動作用的《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》則在2005年12月才發(fā)布。

起步晚就失去了先發(fā)制人的機會,而國內(nèi)代工路徑依賴、投資混亂、人才待遇等問題也讓我國在半導(dǎo)體技術(shù)方面受到限制,尤其是高端芯片設(shè)計能力和制造能力失配、核心技術(shù)缺失,預(yù)計相當長一段時期內(nèi)都得不到明顯改善。

最典型的莫過于晶圓制造工藝,現(xiàn)在中國只可以完成14nm級產(chǎn)品制造,同期國外已經(jīng)實現(xiàn)7nm甚至5nm產(chǎn)品制造,整整落后2-3代。

從實際需求來看,中國和美國各自約占全球半導(dǎo)體器件消耗量的四分之一,十分龐大。而供給方面,我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的自給率只有17．5%,高度依賴進口,2020年中國一共花了2．4萬億元買芯片,約占國內(nèi)進口總額的18%,是第一大進口品類,遠超石油。

從上圖看中國在全球市場的份額更加具體。在芯片設(shè)計方面,EDA/IP領(lǐng)域中國僅占3%,DAO領(lǐng)域占7%,邏輯芯片與存儲器芯片領(lǐng)域更是少得可憐,與美國云泥之別;在晶圓制造方面,中國占比16%,但基本是中低端產(chǎn)品;在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈三環(huán)節(jié)中非核心的封裝測試方面,中國占比38%;在半導(dǎo)體材料方面,中國占比13%,但是在SiC、GaN等第三代半導(dǎo)體材料發(fā)展上仍落后1-2代;在半導(dǎo)體設(shè)備方面,占比微乎其微。

再看我國半導(dǎo)體公司2020年市場份額排名,第一名海思半導(dǎo)體也只分到1．75%的全球蛋糕,而且在眾所周知的事件下,今年出現(xiàn)大幅度下滑。除了海思,其他所有大陸半導(dǎo)體公司加起來一共占比全球4．94%,無一可稱為國際巨頭。

綜上,我國半導(dǎo)體行業(yè)相比美日歐等發(fā)達國家呈現(xiàn)顯著落后的客觀事實,技術(shù)、產(chǎn)能、人才等詬病諸多。也因此,發(fā)展我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、進行國產(chǎn)替代維護供應(yīng)鏈安全早已刻不容緩。

【2】中國半導(dǎo)體大事記

了解了我國行業(yè)現(xiàn)狀,我們先來細致的探究一下中國半導(dǎo)體過去究竟做了哪些事情,以求對我國半導(dǎo)體進程有一定脈絡(luò)認知。

1990年11月17日,為促進中國半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展,中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會成立。在成立30年之際,協(xié)會結(jié)合網(wǎng)絡(luò)投票情況和業(yè)內(nèi)專家意見,推選出中國半導(dǎo)體行業(yè)30年的30件大事。我以時間為線,在此基礎(chǔ)上進行精簡,過濾“象征型”事件,列出個人認為對國內(nèi)半導(dǎo)體發(fā)展最具實際意義的17件事。

(1)1990年8月,“908”工程啟動

1990年8月,原機械電子工業(yè)部提出“908”工程建設(shè)計劃�！�908”工程是我國“八五”期間發(fā)展集成電路的重點建設(shè)工程,目標是建成我國第一條月產(chǎn)6英寸、1．2萬片、1．2～0．8微米集成電路生產(chǎn)線。1993年,“908”工程主體承擔企業(yè)華晶公司試制成功我國第一塊256K DRAM。

(2)1992年,熊貓ICCAD系統(tǒng)研制成功

1992年,北京集成電路設(shè)計中心等單位成功研制熊貓ICCAD系統(tǒng)。這是我國第一個采用軟件工程方法自行開發(fā)集成,具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、功能齊全的大型ICCAD系統(tǒng),為促進我國集成電路設(shè)計業(yè)發(fā)展奠定了工程技術(shù)基礎(chǔ)。

(3)2000年4月,中芯國際成立

2000年4月,中芯國際集成電路制造有限公司在開曼群島注冊成立,總部設(shè)在中國上海。2004年9月,中芯國際在中國大陸的第一座12英寸芯片廠于北京成功投產(chǎn)并進入正式運營階段。2008年12月,中芯國際宣布第一批45納米產(chǎn)品成功通過良率測試。2015年8月,中芯國際28納米產(chǎn)品實現(xiàn)量產(chǎn)。2019年8月,中芯國際宣布14納米FinFET制程已進入客戶風險量產(chǎn)階段。

(4)2000年6月,國務(wù)院印發(fā)《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》

2000年6月24日,國務(wù)院發(fā)布《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》(國發(fā)18號文件)。國發(fā)18號文件從投融資政策、稅收政策、產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策、出口政策等方面給予支持,鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

(5)2003年起,外資半導(dǎo)體領(lǐng)軍企業(yè)紛紛在中國大陸建廠

2003年,臺積電(上海)有限公司落戶上海松江科技園,從事8英寸芯片生產(chǎn)。2005年,SK海力士在無錫建設(shè)半導(dǎo)體制造工廠SK海力士半導(dǎo)體(中國)有限公司,主要生產(chǎn)12英寸芯片。2007年,英特爾大連工廠開工建設(shè),2010年10月正式投產(chǎn)。2012年9月,三星電子在西安正式開工建設(shè)存儲芯片項目,主要進行10納米級的 NAND Flash量產(chǎn),于2014年5月竣工投產(chǎn)。2016年7月,位于南京江北新區(qū)的臺積電項目開工,2018年5月實現(xiàn)首批16納米晶圓量產(chǎn)出貨。

(6)2004年4月,展訊通信推出首顆TD/GSM雙�；鶐�單芯片

2004年4月,展訊通信(現(xiàn)已合并為紫光展銳)成功研制并推出全球首顆TD/GSM雙�；鶐�單芯片SC8800A,實現(xiàn)了移動通信終端核心技術(shù)的全面突破,為我國第一個國際通信標準 TD-SCDMA 走向世界奠定了基礎(chǔ)。

(7)2004年10月,海思半導(dǎo)體公司成立

2004年10月18日,深圳市海思半導(dǎo)體有限公司成立,前身為華為集成電路設(shè)計中心。海思公司陸續(xù)推出業(yè)界首款支持LTE Cat．4的終端芯片巴龍710、全球首款7nm旗艦SoC麒麟980、全球首款全套WiFi6+芯片方案凌霄650、業(yè)界首款旗艦5G SoC芯片麒麟990 5G等處理器產(chǎn)品,成為中國大陸最大的芯片設(shè)計公司。

(8)2005年12月,國家集成電路科技重大專項實施

2005年12月,國務(wù)院發(fā)布了《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》,部署了核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品重大專項與極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝重大專項。專項的實施極大地推動了我國高端通用芯片設(shè)計和集成電路裝備、晶圓制造、封裝測試、設(shè)備材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

(9)2008年,杭州中天微推出國產(chǎn)嵌入式CPU C-SKY系列

2008年,杭州中天微系統(tǒng)有限公司推出國產(chǎn)嵌入式CPU C-SKY系列。C-SKY系列實現(xiàn)了指令集、處理器架構(gòu)及配套工具鏈的創(chuàng)新突破并規(guī)�；�量產(chǎn),累計授權(quán)芯片出貨量達20億顆。2018年,中天微被阿里巴巴收購并成立平頭哥半導(dǎo)體。

(10)2014年6月,國務(wù)院印發(fā)《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》

2014年6月,國務(wù)院印發(fā)《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》(以下簡稱《綱要》)�！毒V要》明確了“需求牽引、創(chuàng)新驅(qū)動、軟硬結(jié)合、重點突破、開放發(fā)展”五項基本原則,提出到2030年,集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達到國際先進水平,一批企業(yè)進入國際第一梯隊。

(11)2014年10月,國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金正式成立

2014年10月,國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金正式成立。該基金重點投資集成電路芯片制造業(yè),兼顧芯片設(shè)計、封裝測試、設(shè)備和材料等產(chǎn)業(yè),實施市場化運作、專業(yè)化管理。

(12)2014年起,國內(nèi)封測企業(yè)開啟大宗海外并購

2014年12月,長電科技發(fā)布公告,收購全球第四大半導(dǎo)體封裝測試企業(yè)——星科金朋。此次收購后,長電科技成為全球第三大封測廠。2016年,通富微電收購了AMD位于蘇州和馬來西亞檳城的兩大高端封測基地,獲得了CPU、GPU、服務(wù)器等產(chǎn)品的高端封測技術(shù)和大規(guī)模量產(chǎn)平臺。

(13)2019年7月,6家半導(dǎo)體企業(yè)在科創(chuàng)板首批上市

2019年7月22日上午,科創(chuàng)板正式開市,首批25家科創(chuàng)板企業(yè)正式上市交易。其中,半導(dǎo)體企業(yè)數(shù)量達6家,包括安集科技、中微公司、瀾起科技、華興源創(chuàng)、睿創(chuàng)微納、樂鑫科技等。數(shù)據(jù)顯示,截至2020年底,科創(chuàng)板共有42家半導(dǎo)體企業(yè)上市。

(14)2019年起,中國大陸存儲器企業(yè)不斷取得突破

2019年9月,長鑫存儲推出與國際主流產(chǎn)品同步的10納米級第一代8Gb DDR4芯片,一期設(shè)計產(chǎn)能每月12萬片晶圓,標志著我國在內(nèi)存芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)技術(shù)突破,填補了中國大陸DRAM的空白。2020年4月,長江存儲發(fā)布兩款128層3D NAND閃存,分別為128層QLC 3D NAND閃存和128層512Gb TLC(3 bit/cell)規(guī)格閃存芯片,在3D NAND閃存領(lǐng)域基本與國際先進水平保持同步。

(15)2020年7月,國務(wù)院印發(fā)《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》

2020年7月,國務(wù)院發(fā)布《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策的通知》(國發(fā)〔2020〕8號,以下簡稱《若干政策》)�！度舾烧�策》從財稅、投融資、研發(fā)、進出口、人才、知識產(chǎn)權(quán)、市場應(yīng)用、國際合作八個方面支持集成電路和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

(16)2020年11月,北斗星通發(fā)布22nm北斗高精度定位芯片

2012年12月,我國正式公布北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間信號接口控制文件(也稱ICD文件),北斗的產(chǎn)業(yè)化、全球化正式拉開帷幕。2020年11月,北斗星通發(fā)布新一代22nm北斗高精度定位芯片,并首次在單顆芯片上實現(xiàn)了“基帶+射頻+高精度算法”的一體化。

(17)2020年12月,國務(wù)院學位委員會、教育部設(shè)置集成電路一級學科

2020年12月30日,國務(wù)院學位委員會、教育部印發(fā)了《國務(wù)院學位委員會教育部關(guān)于設(shè)置“交叉學科”門類、“集成電路科學與工程”和“國家安全學”一級學科的通知》,決定設(shè)置“集成電路科學與工程”一級學科(學科代碼為“1401”)。這對構(gòu)建支撐集成電路產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系意義重大,將推動集成電路在學科建設(shè)、人才培養(yǎng)方案上具備更多自主性。

【3】供需差+投資加碼+國產(chǎn)替代+工程師紅利=高增長

討論完過去和現(xiàn)在,我們來研究投資者最為關(guān)心的未來。

雖然我國半導(dǎo)體行業(yè)起步較晚,歷經(jīng)坎坷,落后明顯,但對于投資來說,現(xiàn)況差不意味著不能投資,甚至還很可能孕育著非常良好的投資機會。

實際上,過去的二十年間,我國半導(dǎo)體整體發(fā)展很快,年復(fù)合增速大約20%,已經(jīng)遠超全球平均水平。未來幾年,私以為在供需差、投資加碼、國產(chǎn)替代、工程師紅利等多方面因素催化下預(yù)計將以更快增速成長。

(1)首先是供需差因素。疫情以后,隨著各行各業(yè)復(fù)工,5G普及加快,新能源汽車持續(xù)火爆,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈整體供需情況也逐步失衡,景氣度迅速上行,缺芯情況愈演愈烈,已持續(xù)近一年之久。

在此條件下,國內(nèi)不少半導(dǎo)體公司量價齊增,今年業(yè)績增長亮麗。國外亦是如此,高通預(yù)計5G手機出貨量同比至少翻倍,美光DRAM、NAND的Bit需求增長預(yù)計在20%-30%之間,英飛凌預(yù)計電動車領(lǐng)域營收增長40%,CREE、日月光、ASML等產(chǎn)能供應(yīng)仍十分緊張。

Gartner機構(gòu)預(yù)計,缺芯情況會延遲到2022年的第二季度。而細究供需失衡的內(nèi)在原因,Gartner研究副總裁盛陵海認為,造成當前全球芯片缺貨的原因,既包含偶然因素,也有必然因素。

偶然因素,是過去發(fā)生的中美貿(mào)易摩擦、華為囤貨和一些工廠的關(guān)閉,其中中美貿(mào)易糾紛導(dǎo)致一些國內(nèi)企業(yè)進行了備貨。市場出現(xiàn)缺貨后,很多大型公司也提升了庫存需求,從而造成整體需求量大大超過可以提供的產(chǎn)能。

而必然因素,是在整個半導(dǎo)體的周期中,大約三四年會產(chǎn)生一個周期,目前正處于一個供不應(yīng)求的高峰周期。看上一波,2017年半導(dǎo)體景氣,一眾公司進行了大量投資,2019年產(chǎn)能釋放,供過于求,企業(yè)又縮緊投資,造成了當下產(chǎn)能的不足。

(2)說到企業(yè)投資,就引到了我想表達的第二個因素,即投資加碼。

在三十年大事記里可以看出,我國政府和企業(yè)對半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)做了很多投資布局,而目前這個周期節(jié)點和國際局勢,投資必然加大,這有利于我國半導(dǎo)體一、二級市場的壯大和追趕。

從歷史上看,臺積電基本每10年出現(xiàn)一次資本開支躍升,19年其已經(jīng)開啟大幅資本投資,而在供應(yīng)緊張的第二重影響下,今年臺積電于1月、4月分別宣布將支出250億至280億美元、三年內(nèi)1000億美元的投資擴產(chǎn)。

再看國外。今年2月,歐盟19國推出了“芯片戰(zhàn)略”,計劃為歐洲芯片產(chǎn)業(yè)投資約500億歐元(3860億人民幣),打造歐洲自己的半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng),為減少對非歐洲技術(shù)的依賴,歐盟還推出了“2030數(shù)字羅盤”計劃,希望到21世紀20年代末,能生產(chǎn)全球20%的半導(dǎo)體尖端半導(dǎo)體;

5月11日,美國64家企業(yè)共同宣布成立美國半導(dǎo)體聯(lián)盟(SIAC),以敦促美國國會通過520億美元的“半導(dǎo)體激勵計劃”,同月13號,美國參議院正式批準了此項“半導(dǎo)體激勵計劃”;

美國批準的同一天,韓國政府發(fā)布了“K-半導(dǎo)體戰(zhàn)略”,將在京畿道和忠清道規(guī)劃半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集群,集半導(dǎo)體設(shè)計、原材料、生產(chǎn)、零部件、尖端設(shè)備等為一體,旨在主導(dǎo)全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈,到2030年,韓國政府和153家企業(yè)也會向半導(dǎo)體領(lǐng)域投資510萬億韓元。

(3)可以看出,以上說的兩個因素不僅適用中國,也是世界半導(dǎo)體的趨勢。而回到文章最初的“你算老幾?”事件,無論二人如何爭論,無論現(xiàn)在我國情況多么悲觀,國產(chǎn)替代這一因素都確實是我國獨有的,也正在發(fā)生的重大機遇。

面對自給率僅17．5%的困境,面對一年花2．4萬億元買芯片的巨大損失,面對技術(shù)幾乎全面落后的不堪事實,面對以華為被輕易卡脖子為標志的供應(yīng)鏈風險,我國半導(dǎo)體行業(yè)理所應(yīng)當成為國產(chǎn)替代大背景下機遇最大、邏輯最清晰的受益者。

2020年國務(wù)院印發(fā)的《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》指出,中國芯片自給率要在2025年達到70%,高增速不言而喻。而Gartner則預(yù)測,中國半導(dǎo)體公司在國內(nèi)市場的份額將有機會突破30%。

(4)從人才上來說,工程師紅利因素是我國半導(dǎo)體企業(yè)擴大利潤的關(guān)鍵支柱。

據(jù)中新網(wǎng)報道,當前中國每年工學類普通本科畢業(yè)生超過140萬人,成為推動中國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要力量,另據(jù)教育部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,我國每年的本/碩/博畢業(yè)生數(shù)量呈逐年攀升之勢,人才眾多,而且便宜。

2020年12月30日,國務(wù)院學位委員會、教育部印發(fā)的《國務(wù)院學位委員會教育部關(guān)于設(shè)置“交叉學科”門類、“集成電路科學與工程”和“國家安全學”一級學科的通知》,決定設(shè)置“集成電路科學與工程”一級學科(學科代碼為“1401”),這對構(gòu)建支撐集成電路產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系意義重大,將推動集成電路在學科建設(shè)、人才培養(yǎng)方案上具備更多自主性。

留學生人才上,歸國留學生占比較2004年的21．56%增長至近年來的80%左右,越來越多海外留學生人才回流。