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借助晶圆产线密集投资,2020年中国半导体设备或迎转机!

2019-11-26
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5G产业浪潮驱动,全球半导体设备市场出现改善迹象全球半导体、半导体设备行业景气度与全球GDP增速相关性较高,但波动幅度更大。
1、2019年第四季度或是半导体设备产业恢复高增长的向上拐点


半导体行业虽然有科技革命驱动,但也会受到全球经济的影响而出现周期性波动。通过数据,我们可以发现2005~2018的十几年里,半导体及设备市场规模波动性较大,且与全球经济的景气度密切相关。

全球及中国半导体市场需求或已进入筑底阶段。2019年来受全球宏观经济承压、消费电子下游需求减弱等因素影响,国内外半导体市场销售额均出现了同比下滑。
据SEMI数据,全球、中国市场单月销售额分别于2019年4月、2月跌至近两年最低点,此后均进入环比回升通道,截至2019年9月单月销售仍明显低于上年同期,但同比增速的下滑幅度已经有所企稳。
受益于5G、物联网(IoT)、人工智能(AI)等新一轮技术变革所带来的增量需求,我们认为2019Q4~2020年半导体下游需求具备复苏条件。
纵观半导体及设备产业的历史,每一次市场低迷都随着技术创新的到来而结束并开启新的成长期,虽然全球半导体及设备市场2019年处于增速换挡调整期,2020年以后5G、物联网(IoT)、人工智能(AI)等领域的技术浪潮有望催生产业的新一轮成长。
集成电路旺盛的市场需求带动产业的不断升级和投资的加大,有力促进了集成电路装备制造行业的发展,因此半导体设备市场与集成电路产业景气状况紧密相关。
虽然短期来看2019年PC、智能手机等渗透率接近高位在一定程度上影响了半导体及设备行业的持续快速发展,但5G、物联网(IoT)为代表的新需求及其带动的云计算、人工智能、大数据等新应用的兴起,有望开启半导体及设备行业的增量需求。
全球5G产业的高速发展将对半导体及设备需求产生较大的拉动作用。
5G技术的核心在于芯片,无论是基站还是移动手机,都与之息息相关。直接受益于5G大规模商用的芯片包括存储芯片、计算芯片、控制芯片、智能手机芯片、基带芯片等。
1)存储芯片:流量的增长是5G时代的特征之一,无论是服务器还是云,5G的高速度、大流量自然会带来存储的大量需要,移动终端10G内存+512G存储容量可能会成为主流配置。
随着5G大规模商用进程的推进,2019下半年至2020年的季度存储需求量将会同比大幅增加。
目前在存储芯片领域,美国、韩国、中国台湾等居于主导地位,中国大陆以长江存储、合肥长鑫为代表的本土存储芯片制造企业正在密集投资、奋起直追,并已取得产能和技术的阶段性突破。


2)计算芯片:服务器、核心网、基站等都需要计算芯片。
除了少数服务器芯片我国有一定的产品和技术积累,绝大部分计算芯片基本上是美国企业引领世界。
3)智能手机芯片:移动通信最重要的一个终端就是智能手机,智能手机芯片不仅要进行计算,还要进行专门的处理,比如GPU进行图像处理,NPU进行AI处理,智能手机芯片还需要体积小、功耗低等特性。华为、苹果、三星等厂商都在研发自己的旗舰机芯片。
此外,未来5G的影响将远远超出技术产业的范围而影响到社会各个层面,催生新的应用场景,推动新的经济活动,进而对全球范围的各类芯片需求产生更加广泛、普遍的拉动和刺激,进而带动半导体设备需求进入新的成长期。
5G时代,全球存储芯片产能扩张对刻蚀设备、薄膜沉积设备的需求拉动较为突出。5G产业发展催生增量需求,叠加下游技术进步对半导体工艺及设备提出更高要求,刻蚀、光刻、薄膜沉积等关键工艺设备的增量需求空间或将较为广阔。
其中存储芯片扩产对设备的拉动效果显著,例如在3DNAND存储芯片领域,随着堆叠层数不断增多,刻蚀、薄膜沉积工艺难度和次数不断增加,刻蚀设备、薄膜沉积设备需求更为受益,薄膜沉积设备需求增长幅度可能最大。
上述产业变革所带来的新趋势已经对半导体产业需求及企业发展方向产生刺激,逐渐向设备环节传导,2019年第四季度有望成为全球半导体设备产业需求及订单回升的向上拐点,部分主流晶圆厂资本支出及北美半导体设备制造商销售情况均已出现复苏迹象:
1)晶圆厂资本开支是半导体设备需求的直接影响因素,2018年台积电、中芯国际等晶圆厂资本支出均较上年同期有所下滑,但从2019年前三季度来看,上述企业的资本支出已出现明显同比增长,台积电、中芯国际增幅分别达44%、11%。
据ICInsights预测,三星、台积电2019Q4单季资本支出有望创下历史新高。
2)自2019年4月以来,北美半导体设备企业出货金额的同比下滑幅度一直呈现收窄趋势,9月同比下滑幅度缩小到6%,北美是全球半导体设备龙头企业最为集中的区域,因此北美半导体设备企业出货金额变化一定程度上也反映了全球设备需求的好转
3)与北美半导体设备企业出货变化趋势接近,全球薄膜沉积、刻蚀设备龙头应用材料、泛林半导体单季收入同比变化幅度在2019Q2跌至底部,2019Q3同比变化率均进入了回升阶段

2、逆周期投资强化中国设备市场韧性,本土企业收入及订单向上拐点到来


中国大陆正处于晶圆制造产能扩张的历史性阶段,逆周期投资是中国半导体设备需求韧性和成长性较强的重要支撑。
中国大陆作为全球最大半导体消费市场,消费重心一定程度上也牵引产能重心转向中国,同时叠加国家战略支持,全球产能不断向中国转移,中资、外资半导体企业纷纷在中国投资建厂,2019~2021年中国本土企业有望成为晶圆厂建设的主力,大陆半导体设备需求增长具备坚实基础。
受益于晶圆厂建设快速推进,2020年中国大陆半导体设备市场规模有望跃居全球之首。
2008~2018年,全球半导体设备市场的地区分布不断变化。2016年中国台湾以122亿美元市场规模位居榜首,2018年韩国则以177亿美元设备销售跃居第一,中国大陆、中国台湾分别以131、102亿美元紧随其后。
据SEMI预计,2019~2020年韩国、中国大陆、中国台湾将分列世界前三大设备市场,2020年中国大陆有望升至全球最大设备市场。
值得关注的是,作为全球半导体最具活力和发展前景的市场区域之一,中国大陆市场的全球比重总体呈显著上升趋势,由2005年的4%提高到2018年的20%,据SEMI预测,2019、2020年中国市场的全球占比有望大幅提升到22%、25%。
本土晶圆厂先进制程的产能扩张和技术逐步成熟,为国产设备提供了更好的验证试用平台和进口替代机会。
根据半导体行业内“一代设备,一代工艺,一代产品”的经验,半导体产品制造要超前电子系统开发新一代工艺,而半导体设备要超前半导体产品制造开发新一代产品,因此海外半导体设备龙头企业的技术发展历程均离不开全球一流晶圆厂紧密配合,合作开发、技术协同和产品验证至关重要。
目前,以中芯国际、长江存储、合肥长鑫为代表的本土半导体制造企业正分别在逻辑电路芯片、3DNAND存储芯片、DRAM存储芯片领域布局先进制程产能,是中国半导体制程工艺技术走在最前沿的企业。
中芯国际28nm制程的发展成熟已经为本土企业带来了可观的验证机会,据中国电子专用设备工业协会数据,2019上半年国产设备在集成电路生产线设备市场占比达到10%左右。
随着中芯国际、长江存储、合肥长鑫等企业在工艺技术上的进一步发展将为国产设备带来更前沿的验证机会和更广阔的进口替代市场,国产设备份额上升潜力较大。
受益于全球半导体设备需求复苏和中国本土晶圆厂产能扩张、技术进步所带来的进口替代机遇,我们认为国产半导体设备行业正在处于向上的拐点期,2019下半年到2020上半年本土企业有望陆续开始显现回升态势。
2019年全球半导体产业景气度下行对国产设备企业也产生了一定影响,根据中国电子专用设备工业协会对国内42家半导体设备制造商的统计,2019上半年中国国产半导体设备销售收入同比增长12.2%,增速有所减缓。
从单季度收入角度来看,国内晶圆加工设备、测试设备代表企业北方华创、长川科技2019Q1、Q2收入增速也出现了放缓,但2019Q3两家企业单季收入增速明显回升,分别达53%、79%,且增速远远超过海外龙头应用材料、泛林半导体同期增速(分别为-14%、-7%)。
基于上述讨论,我们认为中国半导体设备市场及本土企业的向上拐点或已到来,且成长韧性强于全球,2020年有望实现领先于海外的更快增长。
据SEMI预测,在经历了2016~2018年的高速增长后,2019年全球半导体设备销售规模或面临收缩,为527亿美元/yoy-18%,2020年有望受益于存储器资本支出增长和中国大陆新项目推动,回升至588亿美元/yoy+12%。
相比于全球市场,2005~2018年中的多数年份中国市场实现了更快增长,SEMI预计2019年中国大陆市场回调至117亿美元/yoy-11%,下滑幅度小于全球市场,2020年达145亿美元/yoy+24%,增速明显高于全球市场。
3、国内设备产业体系形成,优势企业初步具备进口替代能力
设备制造业是半导体产业的基础,是完成晶圆制造、封装测试环节和实现集成电路技术进步的关键。
所需专用设备主要包括晶圆制造环节所需的光刻机、化学/物理汽相沉积(CVD/PVD)设备、刻蚀机、离子注入机、工艺检测设备等;封装环节所需的切割减薄设备、度量缺陷检测设备、键合封装设备等;测试环节所需的测试机、分选机、探针台等;以及其他前端工序所需的扩散、氧化及清洗设备等。
这些设备的制造需要综合运用光学、物理、化学等科学技术,具有技术壁垒高、制造难度大、设备价值及研发投入高等特点。
得益于国内需求、政策支持、资本、人才储备,中国半导体制造具备突破的基础。中国IC产业处于“前有追赶目标,后无潜在对手”的国际格局中,“全球最大半导体消费市场”的地位是中国“后发优势”的重要基础之一。
叠加国家战略、资本实力、全球研发人才的储备,推动硅材料、设计、制造、封装测试及装备实现国产化突破的基础坚实而稳固。


目前中国本土半导体设备产业中已涌现出一批优秀企业,国产半导体设备逐渐呈现谱系化发展,其中在细分领域走在国内前列的企业包括:
北方华创(刻蚀设备、薄膜沉积设备、清洗设备等)、中微公司(刻蚀设备)、长川科技(测试设备)、晶盛机电(硅片生长、加工设备)、上海微电子(光刻设备)、沈阳拓荆(薄膜沉积设备)、中科仪(真空获得设备、薄膜沉积设备)、盛美半导体(清洗设备)、华海清科(CMP设备)、南京晶升能源(硅片生长设备)等。
本土设备企业机遇与挑战并存,最“坏”的时代亦是最好的时代。我们认为总体上国产设备产业必然受益,但产业链各环节的差异会很大。国产化须符合最朴素商业逻辑,即技术或配套实力优于进口,这样才会有持续需求,光靠补贴和支持难以诞生优质企业。
因此,本土设备企业也面临最“坏”的时代,因为唯有技术准备充分的企业才能胜出。但我们认为,在芯片需求持续上升、国产化投资加快、国家战略支持的大背景下,中国大陆本土半导体制造企业的崛起有望带动一批本土优秀企业共同成长,国产设备有望借助大陆晶圆产线的密集投资而实现渗透率提升,迎来最好的时代。


4、国产设备崛起还面临哪些问题?研发投入、税收压力、激励机制


半导体设备产业属于典型技术密集型行业,研发团队对企业发展至关重要,研发投入是企业成长的核心驱动力。随着半导体行业的迅速发展、产品复杂程度与日俱增,生产半导体产品所需的制造设备需要综合运用光学、物理、化学等科学技术,具有技术壁垒高、制造难度大及研发投入高等特点。
本土企业的研发投入占比超过海外龙头,但在投入规模上与海外龙头仍存在很大差距。
本土企业作为后进者,在技术追赶过程中需要的研发投入相比收入体量来说很高,2018年北方华创、中微公司、长川科技研发支出的收入占比分别为26%、25%、29%,明显高于同期应用材料、泛林半导体、泰瑞达12%、11%、14%。
但另一方面,目前和海外龙头研发投入的绝对值来看,本土企业的研发投入还很不足,2018年应用材料研发支出达北方华创的16倍,泛林半导体研发支出达中微公司的19倍,泰瑞达研发支出达长川科技的34倍。
较高的研发支出占比导致本土企业利润波动相对较大。
由于半导体设备验证周期长,企业的研发成果转化为新产品订单及收入存在一定时滞,因此对于尚处于发展初期的本土设备企业而言,较高的研发投入可能导致企业利润波动较大,在行业复苏阶段利润端的改善或滞后于收入端。
国内近年已出台集成电路产业税收减免政策,主要针对获利初期的企业及项目。
财政部先后于2008、2012、2018年出台税收政策减免集成电路生产企业所得税,对2018年以后投资新设企业或项目:
1)线宽<130nm且经营期在10年以上的,第1~2年免征企业所得税,第3~5年减半征收企业所得税;
2)线宽<65nm或投资额>150亿元,且经营期在15年以上的,第1~5年免征企业所得税,第6~10年减半征收企业所得税。
2015年财政部等四部委针对集成电路封测企业、关键材料和设备企业出台税收优惠政策,自获利年度起第1~2年免征企业所得税,第3~5年减半征收企业所得税。
定向减税政策扶持集成电路制造环节,企业盈利能力有望增强,半导体设备企业或将间接受益。我们认为:
1)集成电路生产企业税收减免政策的出台,有望对企业盈利能力产生较大的积极影响,并有效缓解企业的资金压力;
2)长期来看税收减免有望激发晶圆厂产线投资的积极性,建设进程有望进一步加速,集成电路设备市场也将随之扩大;3)在税收减免和国家大基金战略投资的双重促进下,中资集成电路企业有望崛起,本土集成电路设备制造商或迎重大发展机遇。
但不容忽视的是,部分本土设备企业实际税率仍然较高,未来针对设备企业适当给予更为直接的税收优惠或是推动半导体设备国产化的高效方法之一。
目前对于已实现持续盈利的半导体设备企业尚无直接的税收优惠政策,我们认为,半导体设备本土企业作为行业的后进者、追赶者,持续研发投入对利润端压力较大,适当给予一定税收优惠政策,或将为本土企业的技术追赶提供一定帮助。
技术研发团队是半导体设备企业的灵魂,本土企业的技术追赶需要凝聚一批国内外顶尖的技术人才,因此建立在全球范围内具备竞争力的激励机制是推动公司及行业发展的必要举措,本土企业的现有机制还有待于进一步优化。
科创型企业中技术和管理人员比例较高,人才是构建科创型企业核心竞争力的根本、资本增值的源泉、企业成长壮大的生命线。
行业对专业技术人才的需求与日俱增,人才竞争不断加剧,具有国际竞争力的薪酬制度、有效的持股激励制度等举措对于提升员工的积极性和创造性、吸引国内外一流技术人才至关重要。
本土上市公司中,中微公司已建立了具有中微特色的全员持股激励制度;北方华创2019年11月13日发布股票期权激励计划(草案修订稿),拟激励对象为公司核心技术人员及管理骨干(不包括董事和高级管理人员),重点激励关键岗位上素质能力强、市场稀缺性高、流动性较大且对集团未来业绩达成起关键作用的人才共计341人;长川科技已于2017年实施了限制性股票激励计划。
本文转载自华泰证券,分析师为章诚、王琳、李倩倩,仅供交流学习之用。如有任何疑问,敬请与我们联系info@gsi24.com。
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