半導體行業2021－2022 年投資展望，六個趨勢

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2022-03-17 07:09:12 5

一、2021－2022 年全球半導體市場投資展望及六個趨勢

在經歷將近一年的疫情洗禮造成全球消費，工作人流的斷鏈及部分政府的停擺，但線上會議，視頻，低價教學筆電，chrome book 需求卻反向大增，而全球科技半導體產品供應鏈害怕斷貨而增加庫存水準，加上美國商務部對華為及海思進行的全技術封鎖，及列入更多國內科技龍頭進實體清單，還有美國商務部工業安全局直接發出行政信函給中芯國際的部分關鍵美國設備，材料，軟件供應商要求取得出貨許可，這些多變的國際局勢雖然造成上半年 4G 手機，車用及工業用半導體需求大幅衰退，下半年企業，政府數據中心投資跳水，這讓上下游產業鏈如服務器遠端控制芯片，DRAM 內存模組，SSD 閃存設備，及內存接口芯片需求不振。雖然疫情仍然嚴峻，但在全球經濟活動逐步恢復以來，車用及工業用半導體需求已經在下半年明顯回升，加上 5G 及筆電所帶動的電源管理芯片及 8“晶圓代工的短缺及*，反而讓今年全球邏輯半導體行業穩健同比增長 10-11%，全球晶圓代工同比反而大幅增長 28%。再加上明年企業，政府，靠廣告費維生的云端服務器需求*回升，及車用及工業用半導體需求*加速，我們估計全球 2021/2022 半導體行業將健康地增長 8%/10%，全球存儲器市場將增長 13％／15%，全球邏輯芯片市場將增長 6.3%／8.2%，而國內半導體行業加速國產替代，技術自主，我們預期復合增長率將超過全球近50%，我們維持對國內半導體行業的“買入”評級。
在這篇 2021－2022 年國金半導體展望及投資策略報告中，我們除了強調全球半導體庫存合理外，我們看到六個趨勢如：

1. 服務器芯片需求 2021-2022年強力回歸可期；

2. 高單價，高成長 PCIE Gen 4.0/5.0 Retimer 時代來臨；

3.AMD 超威并購 Xilinx 加速使用大載板的 3D 封裝異質整合；

4. 疫情后的車市需求復蘇，疊加自動駕駛，電動車比例提升；

5. WiFi 及游戲機的改朝換代 -WiFi

6 及 PS5/Xbox series X; 6. 從國產設計及制造替代，轉化到設備材料替代－非美控制的半導體產線即將成形，國產，日本，韓國，歐洲設備大廠將受惠。我們并看好國內五家受惠公司如瀾起科技（服務器相關 1 加 10 DDR 5 內存接口及配套芯片，PCIE Gen 4/5 Retimer），通富微電 (AMD 超威筆電，桌機，服務器，游戲機 PS5/Xbox Series X CPU／GPU 封測大廠)，興森科技（全球半導體 ABF/BT 載板行業短缺*的傳導效應受惠者），三安光電（國內砷化鎵 GaAs, 碳化硅 SiC 、氮化鎵 GaN第三代半導體，及 mini LED 的領頭廠商），中微公司（刻蝕設備替代到非美先進及成熟半導體產線設備重要的一員）。就全球公司而言，我們看好五家受惠公司如臺積電（晶圓代工龍頭受惠于兩大 CPU 龍頭英特爾及超威的生產外包，通吃 PS5/Xbox Series X 游戲機CPU/GPU 及蘋果筆電自制芯片 M1，3D 異質封測龍頭），信驊 (遠端服務器控制芯片龍頭及英特爾南橋芯片合作伙伴)，欣興（ABF/BT 大載板龍頭與英特爾密切合作擴產），Infineon (全球功率 Power MOSFET, IGBT, SiC 龍頭)， TEL東京電子（非美半導體設備替代的最佳受惠者如 CVD 化學沉積，ALD 原子沉積，涂膠顯影機， Etch 刻蝕，控制檢測）。

全球庫存月數合理下降：雖然半導體行業及投資人擔心全球半導體庫存因疫情惡化而飆升，但根據國金證券研究所的*全球半導體數據統計，2020 年三季度全球邏輯芯片，無晶圓設計，IDM，存儲器庫存月數不升反降，主要歸因于 2020 年三季度筆電，桌機，游戲機，Chromebook, 云服務數據中心，車用，工業用功率及數字邏輯半導體需求大增所造成的。

全球邏輯芯片庫存月數：從 3Q19/2Q20 的 3.02/3.23 個月同比持平，環比下降了 7%到 2020 年三季度的 3.01 個月；

全球無晶圓設計庫存月數：從 3Q19/2Q20 的 2.80/3.38 個月同比下降了6%，環比下降了 22%到 2020 年三季度的 2.46 個月；

全球 IDM 庫存月數：從 3Q19/2Q20 的 4.25/4.31 個月同比下降了 8%，環比下降了 9%到 2020 年三季度的 3.91 個月；

全球 DRAM/3D NAND 存儲器庫存月數：從 3Q19/2Q20 的 4.22/4.04 個月同比下降了 6%，環比下降了 2%到 2020 年三季度的 3.95 個月；

全球 NOR／SLC NAND / Mask ROM 存儲器庫存月數：從 3Q19/2Q20 的3.83/4.88 個月同比持平，環比下降了 22%到 2020 年三季度的 3.82 個月；

二、2021-2022 年的半導體行業的六個趨勢

1、服務器芯片需求 2021－2022 年強力回歸可期

國金證券研究所估計全球計算機半導體（服務器，桌上型計算機，筆電x86 CPU, GPU, AI）市場將在 2021/2022／2023 年同比增長 4%／8%／8%,但預期整個市場應該是由在 2020 年三季度受到重大需求／庫存修正（信驊三季度營收環比衰退 19%, ＋7% y/y；Intel 服務器芯片 -17% q/q, 7% y/y; 瀾起服務器內存接口芯片－36% q/q，－25% y/y）的服務器行業需求同比增長 20%／14%／10%所帶動，這其中有 Intel 于 2021 年一季度將推出的 10nm, 8 個內存通道，支援 PCIE Gen 4 的 x86 CPU Ice Lake, 以及將于 2022 年一季度將推出的 10nm, 支援 DDR5 及 PCIE Gen 5 的芯片 Sapphire Rapids 來加持，當然還有從 AMD 超威即將推出的 7nm/5nm EUV CPU Milan/Genoa 對標產品。中國長城的飛騰芯片, 信驊及新唐的服務器遠端控制芯片 BMC(BaseboardManagement Controller)，寒武紀的 AI ASIC，英偉達的 AI GPU, 瀾起的內存接口芯片，Xilinx賽靈思的邊緣運算 AI芯片所帶動超過 10%同比營收的增長。而在服務器芯片庫存整理之際，服務器組裝大廠緯穎卻看到云端客戶催貨，產能供不應求，四季度營收環比增長一至二成，看起來云端服務器相關芯片需求相對強勁（國金最新數據顯示三季度數據中心資本開支環比增長 17%，同比增 32%；服務器制造商三季度環比增 5%，同比增 9%），預期庫存去化順利，我們重申之前預期的 2021 年一季度服務器芯片需求反彈可期待，密切關注信驊 12，1 月營收狀況，及英特爾四季度指引是否有更新，全球疫情何時趨緩讓政府及企業重啟采購。

當然服務器及服務器半導體市場的復蘇，也會帶動內存 DRAM，閃存 3DNAND 市場，以及 x86 CPU 大載板，服務器 CPU 插槽（嘉澤），服務器 x86CPU晶圓代工（臺積電 7nm, 7nm+, 5nm），封測（通富微-AMD）市場的復蘇。

2、PCIE Gen 4.0/5.0 Retimer 時代來臨

伴隨著 AI 服務器的 x86 CPU，通往 AI GPU／ASIC 加速器的 PCI Express（PCIe）Gen 4.0 (16 Gb/s) 及 Gen 5.0 通道, 及 AI GPU／ASIC 加速器的速度越來越快，通道數越來越多，傳輸數據量越來越大，PCB 板上傳輸信號衰減的問題將日益嚴重，以 PCIe Gen4 為例，信號傳輸距離在一般 PCB 板上超過 15英寸就會衰減變形，若采用 PCIe Gen5, 信號傳輸距離更縮短到超過 10 英寸就

會衰減變形，而在信號路徑上添加 PCIe 訊號傳輸距離的重定時器 (Retimer) ,將信號重新整理回復原狀后再傳是一個較佳的方案，當然也可以用 ReDriver信號中繼器／調節器，但 ReDriver 僅能調整與稍微修正傳輸端上信號的完整性，但原始信號還是損失嚴重， PCIe Switch 及高速 PCB 板材兩者也是解決方案，但也相對昂貴，所以我們認為未來會以 PCIe Retimer, PCIe Switch, 以及高速 PCB 板混用。

Retimer 是帶有數位信號處理 (DSP) 能力的高速串列/解串列 (SERDES)，即便收到的 PCIe 信號已經與雜訊耦合，Retimer 還是能借由 DSP 功能重建干凈的 PCIe 信號，并發送改信號的副本到目的地。我們認為 Retimer 將成為未來服務器、高速網絡交換設備主機板上常見的配套方案。目前 Gen 4.0 主要有 x4,x8, x16 Retimer, 一顆 Retimer 芯片可以同時支援 4/8/16 條 PCIe 雙向通道，一顆芯片支援的通道數不同，而單價有所不同的，但 x4,x8,x16 價格不是倍數成長，一般來說 x8 約為 x4 的 1.5 倍，x16 約為 x8 的 1.5 倍。我們初步預估2021 年 PCIe Gen 4 retimer 配合 Intel 英特爾 2021 年一季度 Ice Lake CPU及 AMD 超威 Milan CPU 的推出，2021 年市場需求約有 250 萬顆, 以平均單價20 美元計算，產值 TAM Total addressable market 約 5,000 萬美元, 我們估計 Astera Labs 的占有率約 60%，而 2022 年一季度 Intel 將量產 SapphireRapids CPU，估計 PCIe Gen4/Gen5 Retimer 合計約有 600-800 萬顆, 以平均單價 22 美元來做測算，產值約$1.32-1.76 億美元, Astera Labs 的占有率約占50%上下，剩余的市場份額由譜瑞，瀾起分食。

Astera Labs（前德儀團隊）之前與 intel 一起制定 PCIe Gen 4.0/5.0的規格，也是業界*個 (2020 年八月）量產 PCIe Gen4 retimer,根據產業鏈了解，Astera Labs 在今年五月就交出第二版 Gen5 retimer樣本, 預計 2021 年一季度量產。

譜瑞的 Retimer 芯片已經攻入英業達、廣達，營邦等服務器 OEM／ODM 大廠，估計 2021 年上半年出貨量將可望開始開展。至于新一代的 PCIeGen5 Retimer 產品可望在 2021 年問世，并成為 2022 年或 2023 年的增長新動能。

瀾起已完成 PCIe 4.0 Retimer 芯片的工程樣片的流片，2020 年上半年已送樣給潛在客戶和合作伙伴進行測試評估，根據潛在客戶和合作伙伴的反饋正在對芯片進行設計優化，預計 2020 年下半年完成量產版本芯片的研發， 2021 年應該能夠量產出貨, 估計 2021 年能有 5-10%及 2022 年10-15%的份額。這對瀾起 2021/2022 年營收的貢獻可能有 3%／6%。

3、AMD 超威并購 Xilinx 賽靈思－3D 封裝異質整合時代加速來到

當摩爾定律趨緩，把不同制程工藝節點的邏輯及存儲芯片透過異質封裝堆疊整合在一個半導體大載板，將是提高性能，減少耗能，縮小芯片面積，增加良率，降低成本的*解決方案。最早執行小芯片大載板架構的產品是 Xilinx的 FPGA，利用臺積電的 CoWoS (Chips on Wafer on Substrate) 封裝技術完成 3D 封裝，接著是 AMD 7nm 的 Rome CPU 利用通富微的封裝技術將 8 個7nm 64mm2 大小 CPU 核心芯片跟一個 14nm 的北橋控制器封裝成一個 75.4x58.5mm2 的 8 核 CPU芯片。

而在 AMD 超威在兩三年內拿下英特爾近 6.6%服務器及 20%筆電/桌機CPU 份額后，公司于 2020 年 10 月 27 日宣布以 350 億美元，或以 1.7234AMD 超威股票換一股 FPGA 龍頭 Xilinx，不同于英偉達宣布以 400 億美元收購ARM 的案子是美國公司買英國/日本技術，而且超威曾與中科曙光合資設海光微電子，海光集成電路，與中國大陸科研機構友好，所以這次并購，中國商務部通過的機會較高。那為何 AMD 超威要買 Xilinx呢，對其影響為何？

AMD 超威把數據中心及基地站邊緣運算所需要的 FPGA 芯片設計技術補足，否則 Intel 要是將 CPU跟 FPGA 透過系統封裝整合成單芯片，這會讓Intel 獨占邊緣運算推理的市場 (CPU+推理加速器)；

我們預估 Xilinx 事業明年將貢獻超威近 34 億美元營收或 31%的營收，及貢獻 47%的 Non-GAAP 獲利；

?未來五年將攤銷數百億美元購買價跟 23 億美元賬面價值的龐大差異－商譽及專利權價值，而影響 US GAAP 獲利；

超威要增發 4.25 億股, 或攤薄現有股東 34%來并購 Xilinx, 因為其 18 億美元在手現金明顯不足。

超威將掌控更大的訂單量，從晶圓代工廠臺積電，及封測廠日月光，通富微電來獲取價格較低的產能。

當然英特爾也不甘示弱，透過其 EMIB (Embedded Multi-Die InterconnectBridge) 訊號連接技術及 Foveros 封裝技術, 來推出各種小芯片(chiplets) 大載板架構的 FPGA 產品(FPGA+HBM DRAM) 產品 Agilex，及 CPU 產品，如2022/2023 年將推出的服務器 Eagle Stream 平臺的 10nm ++ Sapphire Rapids及 7nm Granite Rapids CPU ，及整合 8 顆 250mm2 7nm GPU 核心的 PonteVecchio 云端人工智能運算訓練用 AI GPU (75.5mmx49mm=3696mm2), 還是直接在一個大板上整合兩顆 Sapphire Rapids 及 6 顆 AI GPU Ponte Vecchio；未來也有可能整合 CPU+FPGA+HBM 高頻寬存儲器來加速邊緣運算的推理，這些改變都是利好于系統芯片封測設備大廠 Teradyne，先進封測（臺積電，英特爾，三星，日月光，長電）及 ABF （Ajinomoto Build-up Film）大載板行業及其龍頭廠商 Ebiden, 欣興 Unimicron, 南亞電路板 Nanya PCB。ABF 樹酯載板是由英特兒所主導的材料，適合高腳數，細線路，高傳輸，耐高溫 x86 CPU封裝，我們期待未來五年大載板層數增加，面積加大，良率變差，價格增長可期。

4、疫情后的車市需求復蘇，疊加自動駕駛，電動車比例提升

歸因于新冠肺炎疫情，今年全球車商營收同比衰退超過一成，而其中以汽油車大廠日本日產，美國福特，意大利的菲亞特同比衰退近兩成較為嚴重，但國內電動車大廠比亞迪及全球電動車龍頭特斯拉反而同比增長超過 20 個點。雖然歐美地區第二波疫情仍在擴大，但解封地區因重啟生產線及越來越多的消費者想要保持社交安全距離而減少搭乘公交車，出租車，捷運地鐵，反而造就自用車銷量回升，三季度全球車商營收反轉，環比增長從二季度的－26%到三季度的 56%增長，同比增長從二季度的－36%到三季度的 -1%。

我們認為明年在新冠肺炎疫苗逐步推出后，全球汽油及電動車需求將*回升，車商營收同比增長將達到 10-15%，而全球電動車持續增加份額對Power MOSFET, IGBT, SiC (主要用在 DC/AC inverter 直流電轉交流電逆變器),GaN（主要用在 DC/DC 及 AC/DC converter 整流器）半導體電力功率分立器件的需求將大幅提升，還有輔助駕駛進化到 SAE 3, 4 ,5 自動駕駛（特斯拉最近已經對部分使用者提供 SAE 4.0 全自動駕駛 Beta 軟件更新，讓其車子能夠具備在交通燈、停車標志被控制、功能的基礎上強化，并可以讓 Tesla 車輛在交叉路口實現自動轉彎, 未來各種自駕車在 AI，MCU，CPU， GPU／FPGA／ASIC，感測器，毫米波雷達，光達，攝像頭 CIS, WiFi, 藍牙, 有線網絡，電源管理 PMIC, 存儲器半導體的需求帶動下，國金證券研究所估計全球車用半導體市場將從 2020 年的同比衰退 8%，到 2021－2025 年的復合增長 15－20%。車用半導體增值篇：不同于手機半導體市場 2020/2021 年同比增長超過手機出貨同比增量，主要是因為每只 5G 手機所用到的半導體價值是 4G 手機半導體價值的 2 倍以上，每部 SAE Level 5 自動駕駛電動車所用到的半導體價值可能是 2020 年人駕汽油車半導體價值的 10 倍以上，我們初估最基本的 PowerMOSFET 就需要 10 倍以上增量，攝像頭，CIS，雷達傳感器，MLCC，電源管理芯片要五倍增量，還有 2 倍的傳感器 Sensor，更不用說大量的射頻功率放大器，有線通訊，人工智能，及多種電力功率芯片，這將是帶動未來 20 年全球車用半導體市場 10%復合增長率，每車半導體價值從 2020 年不到 3%的比重，逐年拉高的主因，即使未來 20 年全球汽油車/電動車出貨量同比增長 < 5%。

電動車可能將再次拉動高階 MLCC 需求：電動車需要 5 倍 MLCC 的增量，2021／2022 年電動車重啟增長應該會大幅改善 MLCC 的供給過剩，減少市場庫存，穩定價格，讓 MLCC 行業逐步復蘇，我們建議重點關注中國大陸的風華高科及三環集團，臺灣地區的國巨，華新科，美國的 Vishay, 還有日本的 Murata，太陽誘電等 MLCC 龍頭大廠。

5、WiFi 及游戲機的改朝換代－WiFi 6 及 PS5/Xbox series X

不同于 5G 是以數倍的傳輸速率改朝換代，WiFi 6 是在 2019 年發布規格，使用 IEEE 802.11ax, 最高傳輸速率達 9.6Gbps, 僅高于上一代 802.11ac 的6.9Gbps，但其有低延遲性，多人多工，低功耗，涵蓋范圍廣，多設備連接（OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access 正交分頻多重存取可以讓多個用戶可同時傳輸數據，解決延遲的問題）等優點來與 5G 手機搭配，雖然在室內網絡使用 5G 個人熱點方式可以替代 WiFi，但 5G 個人熱點會大量使用 5G 頻寬，這是運營商所不樂見而會提高基本使用費的。由此可見，WiFi技術在 5G 時代不旦沒有式微，反而變得更加重要，由 Gartner 所發布的 2019年及以后的十大無線技術趨勢中也可見，WiFi 位居榜首。而 Strategy Analytics報告則指出，WiFi 6 產品出貨量從 2020 年至 2024 的年復合增長率高達57.8％，滲透率亦由 2020 年的 16.6％上升至 2024 年的 81％，WiFi 6 模組價格亦高出 WiFi 5 的 1.5 到 2 倍。

目前 WiFi 6 已經陸續安裝在筆電，桌機，手機，平板電腦，路由器外，除了基帶芯片外，也需要整合 PA 功率放大器，LNA 低雜訊放大器，及 SW 天線開關的射頻前端模組，重點關注受惠廠商主要有高通（基帶），博通（基帶，射頻前端芯片），聯發科（基帶），瑞昱（基帶），立積（射頻前端模組），樂鑫（WiFi6 iot 基帶，射頻前端模組），博流智能（WiFi6 iot 基帶），康希通信（已經有 WiFi 6 fem-路由器端）。

PS5 與 Xbox Series X 的 CPU 都采用了 AMD 目前最新一代 Ryzen “Zen2” CPU。以 8 核心 3.5～3.8GHz 的規格來看，大概介于 PC 上的 Ryzen 73700X 與 3800X 之間。以目前市場電腦配備來看，已經算是中階以上的規格了。這比當年 PS4 與 Xbox One 上市之初 CPU 效能就已經落后的狀況不同，應能帶給 PS5 與 Xbox Series X 一個更好的起跑點。

跟 CPU 一樣，PS5 與 Xbox Series X 的 GPU 都采用基于 AMD RDNA 2架構所打造的客制化 GPU。該架構是目前個人電腦最新 Radeon RX 5000 系列 GPU 產品的第 1 代 RDNA 架構改良而來。最大的特色在于首度在 AMDGPU 導入硬體加速光線追蹤處理功能，來模擬真實光線的反射，折射，及透射，類似于 NVIDIA GeForce RTX 系列的「RT 核心」。Xbox Series X 光線追蹤的

運算效能為每秒 3800 億個交點。如果改以著色器軟體運算，得耗費多達13TFLOPS 的效能，也就是說即使耗盡整個 GPU 的效能都不夠。因此在導入此一硬體加速器后，整個 GPU 的效能等同 12+13 = 25TFLOPS。PS5 的RDNA 2 GPU 配備有 36 組 CU ( Control Unit 運算單元），每組 CU 內含 64 組串流處理器，36 CU 包含 2304 組串流處理器。采用變動運作時脈，在最高時脈 2.23GHz 下可提供 10.3TFLOPS 的浮點數運算效能，約當于 AMD RDNA架構最高階的顯示卡 Radeon RX 5700 XT 超頻版，存儲器頻寬剛好也相同（448GB/s）。Xbox Series X 的 RDNA 2 GPU 配備有 52 組 CU 共 3328 組串流處理器，運作時脈固定為 1.825GHz，因此可提供 12TFLOPS 的浮點數運算效能，稍高于 PS5 的 10.3TFLOPS，比目前所有 RDNA 架構顯示卡高。

今年新游戲機索尼 PS5 及微軟 Xbox Series X推出的最大贏家，應該首推* 8 核心 Zen 2 CPU 及 RDNA 2 GPU 圖形處理器的供應商 AMD, 及提供7nm 制程工藝的晶圓代工廠臺積電，負責超威 AMD CPU/GPU 封測的通富微電. 國金證券研究所預期到 2021 年底之前 PS5 銷量應該會超過 1500 萬臺，Xbox Series X/S 超過 700 萬臺， 2022 年達到全球銷量高點。

6、從國產設計替代，制造替代，到設備材料替代－非美產線的時代來臨

自美國 Trump 政府以美國技術封鎖中興通訊，華為，中科曙光，海光，海康，大華，科大訊飛，曠視，商湯，美亞柏科，依圖，頤信科技, 云天勵飛，維逸測控，烽火科技，精納科技，達闊科技，中云融信科技，奇虎 360 科技，云從科技，東方網力科技，深網視界，銀晨智能以來，我們看到了國產芯片的設計替代進行式，尤其是國內系統廠商，從此傾向采取非美替代策略，其順位以

中國大陸半導體設計為優先，然后是中國臺灣，韓國，日本，最后是歐洲。這也將造成高通, Skyworks, Qorvo, Broadcom，德儀，鎂光在中國大陸市場的份額逐季減少，但聯發科，瑞昱, 穩懋，三安，卓勝微，圣邦，三星，海力士的份額反向增加, 雖然這對整體市場同比增長不會有影響，但對國內及非美半導體增長有正面的幫助。就臺積電及中芯國際過去十多年美國及中國大陸客戶占比變

化而言，尤其在中美技術封鎖戰惡化后，中國大陸客戶占比都有明顯提升。但自從美國商務部于 2020 年 9 月 15 日進一步對海思進行全封鎖以來，連使用美國半導體設備的臺積電，中芯國際都不能幫海思生產半導體芯片，我們估計從2020 年四季度開始，臺積電及中芯國際的大陸客戶占比將大幅下降，國產設計替代逐步轉化成制造替代。

但好景不長，接著美國商務部工業安全局于 9 月 25 日發出信件給中芯國際的關鍵設備及材料供應商，并要求各供應商要取得許可執照才能出貨給中芯國際，我們梳理出一些影響。

9/25 號前已下單的設備訂單，大部分將陸續交貨，但 6-9 個月后將無法采購美國半導體先進制程工藝設備，尤其是美國半導體設備全球占比較高的CMP 化學機械平坦化拋光（>70%）, Ion Implantation 離子植入設備(>70%)，CVD 化學沉積（Lam 加 Applied Materials 合計超過 50%），Etch 刻蝕機（Lam 加 Applied Materials 合計超過 70%），Epitaxy 外延設備（>90%）, 及 PVD 物理薄膜沉積被應用材料主導（>85%），我們因此估計中芯 14/12/7-8nm 產能在無法拿到許可執照下，短期將無法超過月產能 30,000 晶圓；

在中芯將今年資本開支從 67 億美元下修到 59 億美元后，我們估計其2021 年資本開支將大幅下修到不到 40 億美元，未來幾年折舊費用將大幅下修，毛利率將比現在的 20%以下明顯改善，整體獲利反而可能還中性偏正面。

跟華為處境不同，因美國沒有掌控半導體材料技術，中芯國際未來五年營收復合增長率將從之前預估的 18% (量的復合增速約 10-12%，價格約 5-6%), 下修到 0-4% (量的復合增速約 0-2%，價格約 0-2%)。

美國 EDA 工具, 設備耗材 (可建立 2-3 年庫存)，成熟制程工藝二手設備及零組件取得, 及維修問題不大，大硅片，各種化學材料應該都可以采購非美產品或通過各種渠道取得。

雖然中芯目前只是擴產受阻，但中芯若被美國商務部工業安全局進行類似華為的全封鎖，臺積電，聯電，*先進，華虹（中芯在 8”有 13-15%份額，12”成熟制程有 10%份額，12”先進制程有 1-2%份額）將明顯受惠。我們認為未來 5-10 年中芯國際, 華虹，長江存儲，合肥長鑫應該會提

高每個 non-critical 非關鍵制程步驟國產設備, 材料占比從 5-10%, 到 30%以上，當然非美半導體設備供應商在中國的地位將更為重要。

如果拜登政府上臺而沒有改變美國商務部安全局對中芯國際的關鍵美國設備及材料供應商所發出的禁令，我們估計從 2021 年下半年開始，中芯國際將無法繼續擴產，國產制造替代將轉化成國產半導體設備及材料替代，不管是中芯國際還是臺積電的內部計劃或是華為的塔山計劃，將可能在五年之內，透過部分國產，日本，韓國，中國臺灣，歐洲設備及美國二手設備，組成 8“的特殊制程及 12”的成熟制程（90nm-40nm）的不受美國商務部安全局管制的半導體產線。我們因此建議重點關注中國大陸的中微半導體 (Etch)，北方華創（PVD,CVD, ALD, Etch），沈陽拓荊 (CVD), 萬業企業 (Ion Implantation)，華海清科（CMP）, 屹唐（去膠及退火設備），日本的 Ulvac (PVD)，東京電子(CVD, 原子沉積，涂膠顯影機，Etch, 退火，控制檢測) ，Dainippon Screen （清洗設備），Hitachi-High-Tech (去膠設備，控制檢測)，Advantest 愛德萬（芯片測試），及韓國的 Jusung Engineering, PSK Korea。

三、半導體產業篇

1、晶圓代工業－5G、游戲機，服務器、車用半導體，蘋果 M1

在國內 5G 手機超過 1.2 億支，滲透率超過 60%，全球 5G 手機超過 2 億支，滲透率超過 18%，海思及部分系統廠商大建半導體庫存，新冠病毒疫情大幅驅動 LCD TV, 筆電，Chromebook, 游戲機等消費性電子產品需求，及 8“晶圓代工*，電源管理及大尺寸驅動芯片缺貨，臺積電幫 AMD 做晶圓代工*下近 20%英特爾筆電/桌機及 6.6%服務器 CPU份額，晶圓代工業在 2020 年同比增長 28%，優于全球半導體邏輯芯片行業的 11%同比增長，主要系由臺積電的 31%同比增長所拉動

但在 5G 手機（預期 2021 年國內 5G 手機滲透率超過 80%，全球 5G 手機同比倍數增長超過 5 億支，滲透率有機會超過 40%，2022 年全球 5G 手機滲透率有機會超過五成），游戲機（AMD 7nm CPU／GPU 供貨可望舒解放量），PCIE Gen 4.0/5.0 (從 2021 年的 250 萬顆到 2022 年的 600-800 萬顆芯片), 及WiFi 6 的需求持續發效下，還有預期政府及企業端服務器（預期全球服務器市場同比增長達二成）及車用功率及自駕車半導體（預期全球車用半導體市場同比增長超過一成）的*復蘇下，但加上疫情趨緩造成 LCD TV, 筆電，Chromebook 的需求也趨緩，及海思／華為賣長達半年以上的手機及芯片庫存而無法下新晶圓代工訂單的混合沖擊下。國金證券研究所估計全球晶圓代工市場將于 2021/2022 年的同比增長 9%/13%，歸因于中芯國際從 2021 年下半年開始將無法采購美國半導體先進制程工藝設備而擴充產能，并估計國內晶圓代工生產銷售額將于 2021/2022年的同比增長趨緩達 8%/7%，自給率從 2019年的 20%，緩步下降到 2021/2022 年的 17%/16%。

臺積電將持續拉高資本開支：為了能滿足蘋果筆電自制筆電用 CPU 芯片M1，超威 7nm 游戲機 CPU/GPU，7nm 筆電 CPU/GPU，7nm EUV/5nm服務器芯片的需求，及英特爾 7nm AI GPU Ponte Vecchio 及 7nm GraniteRapids CPU的外包產能需求，還有蘋果，高通及聯發科的 7 納米 EUV, 5納米 EUV 的 5G 應用處理器／基頻芯片的需求，我們估計臺積電將持續提高資本開支從 2020 年的 170 億美元到 2021/2022 年超過 200 億美元，這樣 2021／2022 年的 capex to sales 一口氣從 2020 年的 37%拉到2021/2022 年的 40%左右。加上我們預估臺積電晶圓代工價格每年以 3-5%同比增長率（2019 年平均單價同比增長達 8%，2020 年同比增長 6%）逐步提升，除了預估臺積電明年因今年營收基礎較高，營收同比增長僅 9%外，我們預期臺積電將上修其未來五年營收復合增長率從過去的 5-10% 調整到 10-15%。而因為先進制程工藝晶圓代工價格每年增長，加上摩爾定律微縮速度（每片晶圓因微縮而增加芯片數量的增幅）慢于晶圓代工*，我們預期同大小芯片代工成本也會逐年增加。

中芯國際擴產受限：雖然中芯國際于 2020 年三季度幫海思量產最后一筆14 納米制程訂單，讓公司上修全年營收同比增長從 20%到 23-25%，14/28nm 營收占比從二季度的 8%占比拉高到三季度的 14.6%，或 14nm從二季度的 1-2%到三季度的 8-9%，但在中芯失去海思高單價大單，折舊費用持續提升，又沒有新型游戲機及蘋果 5G 芯片來補，中芯四季度營收（10-12%環比衰退）及毛利率（從三季度的 24%，下滑到四季度的 16-18%）指引明顯低于臺積電，聯電，華虹及*先進的環比增長 1－6%的指引。加上美國商務部對中芯的關鍵設備及材料供應商管制的變數，我們估計中芯明年資本開支將低于 40 億，后年可能會低于 20 億美元。明年產能擴充不易，材料耗材缺貨都會讓公司營收同比增長困難，未來兩年營收增長率已經下修到 0-4%或更低。

華虹營收趁勢而起：因為中芯國際受限于擴產，預期華虹將趁勢而起，華虹四季度營收指引為 2.69 億美元（6%環比增長，11%同比增長），明顯優于對標公司臺積電，聯電，及*先進的 1－3%環比增長指引及中芯國際的 10-12%營收環比衰退指引，我們歸因于華虹對 8“晶圓代工新訂單*10 個點及分立器件需求明顯回升。三季度 12“晶圓代工月產能持續拉升到14,000 片（從二季度的 10,000 片），及季度出貨持續增加到 40,000 片（從二季度的 22,000 片），但因 12“代工毛利率持續惡化到－18%（從二季度的－13%），我們認為華虹會持續有毛利率下修的壓力。受到歐美工廠逐步復工，電力功率需求回升，華虹的海外車用功率半導體，車用模擬，及 MCU 客戶營收指引逐步改善，其海外重點客戶如 STMicroelectronics,OnSemi, Microchip, Alpha&Omega, Diodes 其四季度營收指引都高于市場預期近 3-9 個點。

*先進及聯電將受惠于 8”復蘇，*可期：歸因于 5G 手機對 6-7 顆電源管理芯片需求是 4G 手機的兩倍，加上疫情所帶動的遠程教學，遠端會議，線上游戲對筆電，Chromebook, OLED/LCD TV 的應用，增加大尺寸驅動芯片對 8“晶圓代工需求的增加，還有車用電力功率半導體芯片，屏下指紋芯片對 8”晶圓代工的需求，晶圓代工業者像*先進及聯電在產能擴充不易的狀況下，開始對于新增的 8“訂單* 10%上下，毛利及營業利潤率改善可期。

2、邏輯封測業－復蘇延續，關注庫存變化

雖有疫情干擾，但是 2020 年邏輯封測行業如期強力復蘇。因疫情部分供應鏈中斷之后零組件和終端廠商提高庫存水平以保障供應鏈安全，疊加終端需求方面，在家辦公和娛樂的需求提升了筆電、桌機、平板電腦和游戲主機等相關半導體需求，海思緊急訂單拉貨，手機廠商為爭奪華為市場份額增加備貨，5G 基礎設施建設等因素使得封測行業延續 2019 年三季度開始的復蘇態勢，前三季度龍頭廠商營收同比較大幅度增長，長電科技可比口徑同比增長 33%，通富微電增長 23%，華天科技略衰退 3%, 日月光增長 12%, Amkor 增長 28%。2021 年手機市場預計復蘇，5G 手機滲透率持續提升，服務器市場經過調整之后重回增長軌道，全球 5G 基站建設*展開，在終端需求*回暖的背景下，我們預計 2021 年邏輯封測行業延續高景氣度。

封測設備顯示需求持續*盛：從封測設備看，全球最大封測設備廠 ASMPacific 的數據也顯示封測需求持續*盛的復蘇信號。受益于在家辦公的轉變、5G 基礎設施的建造和以服務器為代表的 HPC 需求驅動，集團 BB 值連續四個季度高于 1.0，顯示封測設備訂單需求的強勁。而大多數時候具有*意義的物料分部的新增訂單金額仍然維持高位，同比大幅增長。從具有先導指標作用的設備角度看我們認為邏輯封測行業高景氣度或將延續到 2020 年。

5G 滲透率提升增加射頻封測和 SiP 需求。5G 手機相比 4G 手機支持頻段數量增加，同時考慮到 5G 手機將繼續兼容 4G、3G 、2G 標準，因此 5G 手機的射頻前端相比 4G 復雜程度將大大提高。根據 Qorvo 數據，相比 4G 手機，5G 手機中的濾波器將從 40 個增加至 70 個，頻帶從 15 個增加至 30 個，接收機發射機濾波器從 30 個增加至 75 個，射頻開關從 10 個增加至 30 個。根據

Yole 預測，射頻前端整體市場規模將從 2019 年的 152 億美元增長到 2022 年的 254 億美元，復合年增長率達到 11%。2020 年毫米波版本 iPhone 12 采用SiP 集成毫米波天線，我們預估隨著毫米波方案的成熟，兼容毫米波和 sub 6G方案的終端設備滲透率提升，Yole 預測到 2025 年因 AiP 新增 14 億美元射頻封測需求。

海思制裁對國內封測行業的影響：海思加速非美替代是這一輪 IC 產業鏈特別是封測產業加速國產化的重要原因，2020 年上半年海思營收 52 億美元，同比增長 49%，是全球排名第十的半導體公司。國內封測企業如長電科技是海思封測訂單轉移的最主要受益者，我們預計 2020 年海思訂單占長電科技收入的 15%，我們認為海思不僅給國內封測企業帶來訂單，同時是先進封裝技術的重要需求者，與國內企業一起做工藝改進和技術提升，縮小與海外企業在封裝技術上的差距。對海思的制裁，市場洗牌，不僅使得國內封測廠為海思配套建設的產能出現暫時性空閑，更將暫時抑制對先進封裝技術如 Fan-out 的需求，這多少會對封測行業影響未來兩年數個點的營收同比增長。

AMD 份額繼續擴張，封測廠受益：AMD 在 2019 年推出基于臺積電 7nm制程和 ZEN 2 架構的 PC 處理器和服務器處理器，相比英特爾 14nm 制程 *實現了制程*；而隨著 2020 年 ZEN 3 架構桌面平臺、2021 年ZEN 3 筆記本平臺的推出以及 2021 年 AMD 的 5nm 制程量產，我們認為

2021 年 AMD 在在架構和制程上相比采用 10nm 制程的英特爾產品仍將維持*優勢。如果臺積電的 2nm 先進制程取得突破，在 2024 年能實現正式量產，我們預計與臺積電合作的 AMD 在未來相當長時間內相比英特爾都將保持制程*，從而幫助 AMD 的服務器 CPU 市場份額有望從 2020年的 10%左右提升至 2022 年的 20%-25% ，筆電和桌機 CPU 市場份額有望從 2020 年的 18%-20%提升至 2022 年的 25%-30%，通富微電作為AMD 主要的封測供應商，2021 年仍將受益于 AMD 市場份額的提升，但長期風險是預期臺積電在代工 AMD 5nm 的 Genoa 或 3nm 的 CPU，也

會透過 CoWoS 的封裝方式將 AMD 的 CPU直接封裝。

臺積電強化封測端布局，封測、晶圓代工協同趨勢明確：隨著芯片制程微縮難度增大，通過晶圓級封裝及 2.5D/3D 封裝等先進封裝方式增加芯片晶體管密度效果立竿見影。臺積電在 2020 年 8 月底推出封裝技術服務3DFabric，其分為兩個部分，一方面是“前端”芯片堆疊技術如 CoW（片上芯片堆疊，chip-on-wafer）及 WoW (多晶圓堆疊，Wafer-on- Wafer)，另一方面是“后端”封裝技術，例如 InFO（Integrated Fan-Out)）和CoWoS（Chip-On-Wafer-On-Substrate）。臺積電的封裝技術可以結合在同一產品中，通過同時實現前端和后端封裝，制造出新的產品類別，使客戶能夠以微型芯片系統的方式設計其產品，以提供相對于設計較大單芯片的在上市時間、效能和效率、尺寸和外觀、良率和成本上的關鍵優勢。產能投放上，臺積電預計總投資 720 億元的竹南先進制程封測廠預計 2021年*期廠區運轉，最快 2022 年量產。由于立體封裝為代表的先進封裝需要使用晶圓代工后端設備，因此無論從資本投入還是對設備工藝理解的角度，晶圓廠相比 OSAT 都更具有優勢。而從國內來看，長電科技和中芯國際加強協同也是順應封裝在提升芯片性能上發揮更重要作用的趨勢。

關注終端庫存變化：2020 年下半年由于手機廠商爭奪市場加大備貨量，封測廠為應對下游*盛需求庫存也有所增加。雖然目前行業庫存仍然位于健康水平，但是由于終端需求增長相對穩定，假若 2021 年由于疫情等因素終端需求不及預期，由于從終端廠，到半導體器件廠再到上游的封測廠的庫存疊加效應，屆時增加的行業總庫存或許會需要更長時間消耗。受惠于摩爾定律趨緩帶動服務器芯片的小芯片架構來驅動臺積電及英特爾更多 3D IC 封測, 載板需求，半導體客戶持續上行周期，國產半導體替代的一條龍模式， 5G SiP/AiP, 游戲機，PCIE Gen 4.0 Retimer, UWB, WiFi 6，屏下指紋，TWS，AR 眼睛的新封測需求，但加上疫情趨緩造成 LCD TV, 筆電，Chromebook 的需求也趨緩，及海思／華為賣長達半年以上的手機及芯片庫存而無法下新晶圓代工訂單，還有中芯國際擴充不易讓下游封測廠無法雨露均沾的多重影響下。國金證券研究所估計全球邏輯封測市場將于 2021/2022 年的同比增長 15%/10%，并估計國內邏輯封測生產銷售額將于 2021/2022 年的同比增長 18%/13%，全球份額從 2020 年的 21%，緩步提升到 2021/2022 年的22%。

3、存儲器行業－全球復蘇待服務器行業反轉

受惠于全球 5G 市場滲透率持續增加，全球政府機構及企業（私有云）在明年疫苗大量施打及疫情趨緩后，重啟服務器的資本開支，全球存儲器庫存月數逐步合理化及存儲器庫存同比落底反轉下，我們預期存儲器行業 2021 年二季度，存儲器價漲量增逐步復蘇，但在 2021 二季度明顯復蘇之前，我們還是必須持續觀察存儲器大廠的 DRAM/3D NAND 庫存月數 (3.9 個月)， DRAM/3D NAND 模組庫存月數（3.4 個月），NOR， SLC NAND／mask ROM 庫存月數（3.8 個月）是否能夠持續降低，存儲器廠商的資本開支同比及占營收比是否反轉，目前各存儲器 DRAM 內存，3D NAND， SLC NAND，NOR 四季度現貨價已經持穩止跌，但合約價還在小幅修正。

我們預期存儲器行業從 2021 年二季度開始需求及價格*上漲，加上國內存儲器晶圓制造大廠陸續量產，國金證券研究所估計全球存儲器市場將于2021/2022 年的同比增長 13%/15%，并估計國內存儲器芯片生產銷售額將于2021/2022 年的同比大幅增長 146%/108%，存儲器芯片自給率預計將從 2020年的 3%，快速提升到 2021／2022 年的 7/12%。

國內存儲器資本開支越顯重要：從市調機構 TrendForce 預期 2021 年全球DRAM 大廠會同比減少資本開支達 3%到 195 億美元，全球 NAND 大廠會同比增加資本開支達 15%到 243 億美元，我們認為未來兩年 DRAM 會比NAND 現貨及合約價格更穩定，DRAM 供需會比 NAND 更緊俏，值得關注的是長江存儲明顯比合肥長鑫更積極擴產，我們預計其更快達到 2021 年底的 85,000 片月產能。我們歸因于長存的 3D NAND 技術發展無疑，Xtacking 3D NAND 技術*，而長鑫的 1X 19nm DRAM 技術來源仍有爭議。

國內存儲器擴產，利好于設備，封測，模組，潔凈室總包設計：雖然我們預期國內 3D NAND 大廠長江存儲及 Mobile DRAM 大廠合肥長鑫短期內因設計及晶圓制造技術工藝的差距與龐大的折舊費用而無法獲利，但不同于晶圓代工行業時時刻刻在等待半導體設計客戶的下單，客戶常常更改芯片設計，客戶要求降晶圓代工價才會轉訂單，話語權都在 IC 設計客戶手上，而國內存儲器大廠都會掌控自我研發設計及先進制程工藝的疊代演進，重復制造高標準化的產品，透過大量制造來改善良率，話語權在自己手上。所以我們比較看好中國大陸存儲器行業未來 20 年擴產后所學習到的競爭力及龐大資本開支的投入，這是利好于設備（中微，北方華創），存儲器封測（紫光宏茂，太極實業，通富微電，沛頓），模組（紫光存儲），還有潔凈室總包及設計的十一科技／太極實業，我們目前初步估計 2022-2025 年國內存儲器行業的資本開支是數倍于邏輯晶圓代工行業的資本開支， 2024-2025 年國內存儲器行業的營收是 > 2 倍于邏輯晶圓代工行業。

4、半導體設備及材料行業－國產化持續深化

隨著大尺寸驅動芯片，電源管理芯片，及電力功率芯片所帶動的 8“晶圓代工供不應求，5G 手機及基地站，游戲機，服務器，筆電，礦機，人工智能所帶動的 5nm/7nm 制程需求激增，2020 年下半年全球半導體設備同比*復蘇，從 2019 年的同比衰退 8%，到 2020/2021/2022 年的同比 19％/10%/11% 增長。但就美國半導體設備月營收而言，同比頭部出現在 2020 年 9 月份的 36%增長，明顯高于 SIA/WSTS 公布全球半導體行業的同比營收增長 5%，我們歸因其差異為 1. 車用，工業用功率半導體今年衰退近 10 個點，抵消部分全球半導體營收增長動能，但其很少用先進制程，影響美國半導體設備營收不大。2. 中美技術封鎖戰延燒，讓中芯國際及華虹提前加速采購美國關鍵半導體設備及材料。不同于全球半導體設備是由晶圓代工業拉動的復蘇，明后年國內的設備業是靠著存儲器晶圓制造大廠陸續擴產而受惠，但中芯國際的擴充暫緩，國金證券研究所估計國內半導體生產銷售額將于 2021/2022 年的同比增長 35%/33%，半導體設備自給率預計將從 2020 年的 15%，提升到 2021／2022 年的17%/20%。

長江存儲新一輪設備招標持續推進，設備國產化率持續提升。根據中國國際招投標網的數據，其中 8 月至今長江存儲擬中標的本土企業：中微公司（12 臺刻蝕機）、北方華創（1 臺 PVD 設備、9 臺刻蝕機、28 臺熱處理設備）、上海精測（3 臺量測設備）、中科飛測（1 臺量測設備）、盛美股份（8臺清洗機）、華海清科（10 臺 CMP 設備）、屹唐（3 臺刻蝕機、16 臺去膠設備）。8-10 月，國內 5 條主要晶圓產線新增設備中國內廠商中標占比達21%，近三月本土主要晶圓產線整體國產化率提升 2%。截止到 10 月末，這 5 條線中 CMP、刻蝕、清洗和熱處理國產化率超過 20%。

外部環境影響下，國產化率提升同時判斷先進制程設備量產驗證進展減緩。10 月 5 日，中芯國際發布公告稱，美國商務部工業與安全局對向中芯國際出口的部分美國設備、配件及原物料做出進一步限制，須事前申請出口許可證后，才能向中芯國際繼續供貨。我們判斷，短期來講中芯國際正常生產壓力增大，2020 年全年資本開支由 67 億美元收縮至 59 億美元，后續國產設備出貨給中芯國際也會受影響。但長期來看，美國技術出口管制加強，整個半導體產業鏈*國產化決心增強，下游晶圓廠國產設備采購意愿提升，華為及中芯國際于 3-5 年內再透過日本，韓國，歐洲，中國臺灣設備商及美國二手設備組成非美國商務部工業安全局能夠禁止控制的成熟半導體產線，這樣本土晶圓廠 8“及 12”成熟制程設備國產化率有望加速增長，但先進制程工藝設備要靠臺積電，國內存儲器行業及華力的擴產來驗證和練兵加強。

封測廠資本開支回升，國產測試機技術及市場持續突破。封測產業同步晶圓廠產能配套，封測廠資本開支正在回升，拉動測試設備市場需求。長電科技、華天科技、通富微電三家企業 2014-2019 年資本開支水平從 25 億元增長至 69 億元，2020 年上半年資本開支同比增長 26.3%，增速回升。國內市場模擬/分立器件國產化率高，SoC/存儲等領域獲突破。華峰測控、長川科技、宏測半導體模擬/數模混合測試機約占國內模擬測試機市場份額的 85%，其中華峰測控國內模擬測試機市占率超過 50%；聯動科技、宏邦電子分立器件測試機國內市場總份額超過 90%；SoC 測試機芯片種類多，研發難度較高，目前仍主要依賴進口，目前華峰測控功率類 SoC 已經實現出貨；在存儲芯片測試機領域，精測電子與韓國 IT&T 合作成立了精鴻電子，目標彌補國內存儲器檢測領域空白，目前已實現小批量的訂單。

國內半導體設備投資建議：推薦多業務布局的晶圓設備龍頭北方華創，進入全球供應鏈的國產刻蝕設備龍頭中微公司，國內半導體測試機龍頭華峰測控，大硅片設備龍頭晶盛機電；建議關注即將回歸 A 股上市的國內清洗設備龍頭盛美股份，國內清洗設備廠商至純科技，以及國內半導體測試機供應商長川科技和精測電子。

半導體行業2021－2022 年投資展望，六個趨勢

伴隨著國內晶圓廠的投產，半導體材料的需求空間被打開。在 2019 年下游需求不振、全球半導體材料需求下滑的背景下，中國的半導體材料市場仍實現正的增長。除此之外，國產替代已經成為中國半導體行業的主要訴求，下游廠商有更強的意愿為半導體材料廠商提供市場。當前背景下，國
產半導體材料廠商將享受市場規模擴大與市場份額提升的雙重紅利。

國內大硅片積極進行大規模拓產規劃，進口依賴度有望下降。2020 年下半年隨著 5G、AI、IoT 帶動數據中心、消費電子等智能終端需求升溫，全球半導體代工廠的 8、12 寸產能均維持滿載。根據 Digitimes，12 寸硅片預計 2021Q1 價格漲幅 5%。根據 SEMI 數據，預計 2020 年全球硅片出貨量同比增長 2.4%，2021 年繼續增長，2022 年將創歷史新高。國內來看，寡頭壟斷造成我國硅片進口依賴度仍舊較高。據華夏幸福產業研究院數據，我國各公司已量產產線披露產能中，8 寸大陸供應商目前產能達到 96 萬片/月；12 寸產能僅為 20 萬片/月。據芯思想研究院數據，目前我國公布的大硅片項目多達 20 個，用于新建硅片廠商的投資金額超過 1400 億元，滬硅產業、超硅半導體、金瑞泓、中環半導體等公司均開始興建或計劃建設硅片加工廠。若按規劃落地，到 2023 年 8 英寸硅片總規劃產能將達 345 萬片/月，12 英寸硅片總規劃產能達 662 萬片/月，屆時硅片進口依賴度將顯著下降。

CMP 拋光材料耗用量隨晶圓產量增長以及制造難度提升而增加，美國企業份額較高，國產化亟待提升。CMP 拋光材料包括拋光液和拋光墊，根據SEMI， 2020 年全球 CMP 拋光材料市場規模有望增至 19.8 億美元，國內4.5 億美元，占全球 23%。更先進的邏輯芯片對 CMP 拋光材料提出了新的要求，如 14nm 以下邏輯芯片關鍵 CMP 工藝達到 20 步以上，使用的拋光液將從 90nm 的五六種拋光液增加到二十種以上，種類和用量迅速增長。存儲芯片由 2D NAND 向 3D NAND 技術變革，也會使 CMP 拋光步驟數近乎翻倍。在全球市場中，美國公司 Dow 和 Cabot 合計在拋光液/拋光墊中的占比分別為 41%/84%，在外部環境較為嚴峻的形勢下，拋光材料國產化率亟待提升。目前國內拋光液龍頭安集科技成功打破國外壟斷，在 130-14nm 技術節點實現量產，10-7nm 技術節點產品研發穩步推進；拋光墊龍頭鼎龍股份在存儲和先進邏輯領域持續突破，28nm 已獲訂單。

隨著半導體線路圖形越來越小，對光刻膠的需求量也越來越大，國內企業紛紛布局。光刻工藝是芯片制造中最核心的工藝，據前瞻產業研究院預測，2019 年全球光刻膠市場為 91 億美元，預計 2022 年規模將達到 105 億美元；中國光刻膠市場 88 億元，預計 2022 年達到 117 億元，CAGR=15%。光刻膠下游應用主要為 PCB、顯示面板、LED 和集成電路，高端集成電路光刻膠幾乎全部進口。日本四家廠商——東京應化、JSR、信越化學、富士膠片占據了 72%的市場份額，國內廠商加速布局，KrF 光刻膠晶瑞股份完成中試，上海新陽處于研發階段；ArF 光刻膠南大光電正在進行客戶測試，上海新陽處于研發階段。

國內半導體材料投資建議：在全球半導體材料方面，主要是日本廠商在主導，所以沒有供貨疑慮，但美國 Cabot, Dow, Versum 仍主導 CMP 拋光液及拋光墊材料技術，所以國內拋光液龍頭安集科技，拋光墊龍頭鼎龍股份能否突破美國技術主導權是重中之重。關注靶材龍頭江豐電子，電子特氣供應商華特氣體，以及 8 寸及 12 寸硅片制造商立昂微／金瑞泓。

5、沒有海思的國內半導體設計業－分食

自從美國 Trump 政府宣布華為，海思及其所有子公司禁止使用任何美國技術，設備，及材料，并將中科曙光，天津海光先進技術，成都海光集成，成都海光微電子，海康，大華，科大訊飛，曠視，商湯，廈門美亞柏科，依圖，頤信科技，云天勵飛，維逸測控，烽火科技，精納科技，達闊科技，中云融信科技，奇虎 360 科技，云從科技，東方網力科技，深網視界，銀晨智能陸續放到實體清單，進行美國半導體產品技術及應用軟件／作業系統軟件禁售封鎖以來，國內產品系統公司才恍然大悟，加速轉向培養，扶持，加速認證非美核芯產品設計公司，當然*國內半導體產品設計公司來盡力承接，但如果技術差距太大，依序選中國臺灣，韓國，日本，歐洲設計公司來替代美國的核心設計。如用紫光展瑞，聯發科（替代高通），三安，卓勝微（替代 Avago, Skyworks,Qorvo）, 聞泰安世，圣邦，矽力杰（替代 Ti, Maxium, On Semi, Diodes,Analog Devices）, 匯頂，神盾 (取代 Synaptics, FPC), 兆易創新，北京君正(取代鎂光，Cypress)，長江存儲，合肥長鑫，三星，海力士（替代鎂光），瀾起（替代 IDT/Renesas, Rambus 的內存接口芯片及替代 Astera 的 PCIE Gen4.0/5.0Retimer）, 飛騰，龍芯，上海兆芯（替代 Intel, AMD 的 x86 CPU）。但海思因為從 2020 年 9 月 15 日開始無法在臺積電，中芯國際，三星等代工廠找到非使用美國半導體設備的制造能力，在華為的半導體自制塔山計劃尚未成功之前，我們認為海思的份額將在 2021/2022 年被大量分食。

歸因于我們估計海思占有超過 50%的國內半導體設計份額，加上其芯片庫存應該剩下不到一年，國金證券研究所估計海思的份額流失及庫存耗盡會讓國內半導體設計行業從 2020 年 7%的同比增長到 2021/2022 年 22％／18%的同比衰退，中國大陸無晶圓設計產業占全球份額會從 2019 年的 15%，下滑到2021/2022 年的 9%／7%，可能要等到 2025 年才會再超過 2019 年達成的15%，中國大陸無晶圓設計產業自給率會從 2019 年的 26% ，下滑到2021/2022 年的 15％／11%。

但因為其他公司將分食海思的份額及部分海思設計團隊將另起爐灶成立新的公司或加入其他設計公司，如果不計算海思營收，國金證券研究所估計國內半導體設計行業將在 2020/2021/2022 年同比增長 35%／31%／25%，遠優于全球純半導體設計銷售額 2020/2021/2022 年增速的 25%／12%／9%，及 11%5 年 CAGR。而國內主要成長動能為模擬芯片的圣邦及夕力杰，手機射頻的卓勝微，NOR 閃存的龍頭兆易創新，特殊內存的北京君正，內存接口及 PCIEGen 4/5 Retimer 的瀾起。

6、功率 IDM －需求*盛，供給緊張下的利潤高彈性

打造設計、制造、封裝一體化 IDM 模式提高利潤彈性。由于功率半導體電路相對簡單，晶圓制造和封裝環節對產品最終性能影響相對較大，技術含量相對更高，因此包括前道晶圓制造和后道封裝環節在內的制造環節在功率半導體中占有更高的附加值。而在數字芯片中占有較高附加值的芯片設計、IP、指令集、控制芯片架構、設計軟件工具等環節在功率半導體中附加值占比相對較低。因此對于功率 IDM 廠商如華潤微，我們預計通過定增項目完善自己的封裝工藝和產能能夠提升 3-5 個點毛利率水平。

隨著疫情常態化，功率器件景氣度隨工業、汽車需求復蘇；全球在家辦公、在線教育使得臺式機、筆記本電腦、平板類需求增長，從而拉動驅動 IC 需求；隨著手機規格提升，電源管理 IC 需求從每臺手機 1-2 顆提高到最多每臺手機最高 8-9 顆。而供給端由于 CIS *占產能，而總體產能受二手設備有限影響而擴張不易，我們認為此輪功率器件景氣度有望持續到明年上半年。

成本上行壓力增加，IDM 模式優勢顯示。在產能緊缺之下，MOS 等功率器件交貨周期拉長，部分晶圓代工廠上調代工價格，使得功率 Fabless 公司或面臨成本上行壓力，而 IDM 模式的功率公司，能保證自身產能需求，在同類產品價格上漲的情況下業績將有較大彈性。

全球功率半導體于 2021 年回升：受到全球新冠疫情的影響，2020 年全球功率半導體將出現下滑，QYResearch 預測 2020 年市場規模為 367 億美元，同比下滑 9.1％，預測 2021 年市場規模為 396 億美元，同比增長8.1%。2019 年中國功率半導體市場為 144.8 億美元，占全球功率半導體市場的 35.9％，QYResearch 預測 2020 年將達到 138 億美元，同比下滑4.7%。

汽車是最大應用市場，消費電子占比提升。從全球的細分產品來看，功率IC 占比最大，且近年來占比有所提升，其次是 MOSFET，受 IGBT 替代影響，增長有所放緩；二極管占比總體穩定，IGBT 市場增長穩定，占比持續提升。汽車是功率半導體最為主要的市場，其次是工業與消費電子。近幾年來，新能源汽車快速發展，汽車電子化、智能化發展迅速，汽車領域的占比持續提升，2019 年汽車行業對功率半導體的需求規模占到總體規模的 35.4%，消費電子領域占比也保持較為穩定的提升態勢，2019 年占比達到了 13.2%。

2019 年中國功率半導體市場占比全球達 35.9%：中國是全球最大的功率器件消費國，功率器件細分的主要幾大產品在中國的市場份額均處于*位。與整個半導體產業類似，對比海外的功率器件 IDM 大廠，國內的功率器件龍頭企業（華潤微、斯達半導體、新潔能、揚杰科技、華微電子、士蘭微等）的年銷售額與國際巨頭們相差很大，且產品結構偏低端，表明中國功率器件的市場規模與自主化率嚴重不相匹配，國產替代的空間巨大，目前，中國功率半導體產業正在快速發展，聞泰科技收購了安世半導體，斯達半導體、華潤微、新潔能等一批功率半導體企業陸續上市，正在發展
壯大。

新能源車功率半導體價值量大幅增加：新增功率器件價值量主要來自于汽車的“三電”系統，包括電力控制，電力驅動和電池系統。在動力控制單元中，IGBT 或者 SiC 模塊將高壓直流電轉換為驅動三相電機的交流電；在車載充電器 AC/DC 和 DC/DC 直流轉換器中，都會用到 IGBT 或者 SiC、MOS、SBD 單管，或 GaN；在電動助力轉向、水泵、油泵、PTC、空調壓縮機等高壓輔助控制器中都會用到 IGBT 單管或者模塊；在 ISG 啟停系統、電動車窗雨刮等低壓控制器中都會用到 MOS 單管。根據 Infineon 數據，2020 年，48V 輕混汽車需要增加 90 美元功率半導體，電動汽車或者混動需要增加 330 美元功率半導體。

彭博新能源財經（BloombergNEF）預測，2025 年全球新能源汽車有望達到 1100 萬輛，中國占 50%，2030 年有望達到 2800 萬輛，2040 年將達到 5600 萬輛。屆時，電動汽車銷量將占到全部新車銷量的 57％。

? 第三代化合物半導體迎來發展新機遇: 半導體經過近百年的發展后，目前已經形成了三代半導體材料，第三代半導體材料主要以碳化硅(SiC) 、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁（AlN）為代表的寬禁帶半導體材料，其中最為重要的就是 SiC 和 GaN。受到電動汽車和混動汽車、充電樁和工業電源應用驅動，碳化硅（SiC）將保持快速發展，2020 年市場規模約 7 億美元，Yole 預測，2025 年將達到 38 億美元，2020-2025 年復合增長率達到 35%。三星、OPPO、小米等眾多智能手機廠商推出了集成了功率 GaN 器件的快速充電器，還有其他品牌，快充市場迅速發展，其他還有 5G 基站等需求的推動，功率 GaN 市場將呈現快速發展態勢，2020 年 GaN 市場約 1 億美元，Yole 預測，2025 年將達到 5 億美元，2020-2025 年復合增長率達到 42%。

全球功率半導體呈現歐美日三足鼎立之勢: 據 Infineon 統計，2019 年全球功率半導體器件與模組市場規模為 210 億美元，歐美日呈現三足鼎立之勢，英飛凌位居*，占比 19%，安森美次之，占比 8.4%，前十大公司合計市占率達到 58.3%。

2019 年，全球 MOSFET 市場規模達到 81 億美元, IGBT 為 33.1 億美元:英飛凌在全球 MOSFET 市場以*優勢排名*，市占率達到 24.6%，前五大公司市占率達到 59.8%。聞泰收購的安世半導體及中國本土成長起來的華潤微進入前十，分別占比 4.1%和 3.0%。英飛凌也在 IGBT 排名*，市占率高達 35.6%，前五大公司合計占比達到 68.8%。中國本土成長起來的 IGBT 龍頭公司斯達半導體近幾年發展較快，進入前十，2019 年排名第八，市占率 2.5%。

中國功率半導體產業迎來發展良機：我國半導體廠商主要為 IDM 模式，生產鏈較為完善，產品主要集中在二極管、低壓 MOS 器件、晶閘管等低端領域，IGBT 逐漸獲得突破，生產工藝成熟且具有成本優勢，行業中的龍頭企業盈利水平遠高于臺灣地區廠商。而在新能源、電力、軌道交通等
高端產品領域，國內僅有極少數廠商擁有生產能力，高端產品市場主要被英飛凌、安森美、瑞薩、東芝等歐美日廠商所壟斷。目前國內外 IGBT 市場仍主要由外國企業占據，國內以斯達半導體為首的 IGBT 企業發展快速，在工控、電動汽車、風電、光伏、電力及高鐵等領域逐漸取得突破，不斷

提升份額，2019 年，斯達半導體電動汽車 IGBT 模塊在中國電動汽車領域的占比達到 14%。目前國內功率半導體產業鏈正在日趨完善，技術也正在取得突破，中國是全球最大的功率半導體消費國，2019 年占全球需求比例高達 35.9%，且增速明顯高于全球，未來在新能源（電動汽車、光伏、風電）、工控、變頻家電、IOT 設備等需求下，中國需求增速將繼續高于全球，行業穩健增長+國產替代，我們看好細分行業龍頭，推薦：斯達半導體、華潤微、聞泰科技（安世半導體）。

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