中小市值研究

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1 2017 年 01 月 11 日中小市值研究评级 : 推荐 ( 维持 ) 研究所 证券分析师 : 代鹏举 S daipj@ghzq.com.cn 联系人 : 姚哲巍 S yaozw@ghzq.com.cn 中国半导体产业迈入发展的新阶段 半导体行业专题报告 最近一年行业走势 投资要点 : 30.00% 25.00% 20.00% 15.00% 10.00% 5.00% 0.00% -5.00% % % % 半导体指数 中小板指 中国半导体市场异军突起 : 受宏观经济因素的影响, 全球半导体元器件需求不振 根据 SIA 公布的数据,2015 年全球半导体市场销售额为 3352 亿美元, 同比下降了 0.2% 全球半导体市场下滑的主要原因是 PC 销售下降和智能手机出货增速放缓 与之前相对应的是中国半导体市场依旧保持较高景气度, 半导体市场规模达到 1649 亿美元, 同比增长 6.1%, 成为全球为数不多的仍能保持增长的区域市场 相关报告 达刚路机(300103) 点评报告 : 道路养护迎来高峰期, 公司业绩增长空间大 日出东方(603366) 动态研究 : 布局厨电和金融板块, 看好公司未来发展空间 电子行业深度报告: 提前布局 MEMS 产业迁移机会 工业 4.0 专题研究 : 工业 4.0 风暴已至, 中国蓄势待发 政策支持, 中国半导体产业迎来发展大机遇 :2015 年中国半导体市场规模达到 1649 亿美元, 不过自给率仅为 13.5% 左右 为改善供需失衡的问题, 国务院发布 国家集成电路产业发展推进纲要, 募集超过 1300 亿元资金, 改善大陆半导体业在扩充先进制程产能以及国际并购时资金不足的问题 目前已投资了包括紫光集团 中芯国际 长电科技 中微半导体 艾派克等半导体产业链公司 设计领域获得跨越式的突破 : 从销售额来看, 中国芯片设计业持续高速增长, 产值由 2004 年 82 亿元逐年成长至 2015 年 1325 亿元, 2004~2015 年复合成长率达 29%, 市占率也从 2009 年的 7.1% 迅速上升到 2015 年的 18.5% 其中海思( 第 6) 和展讯 ( 第 10) 排名 2015 年全球 IC 设计企业销售收入前十 不过现阶段在 IP 核市场, 中国依旧严重依赖外部供给,85% 以上为国外供应商提供 制造环节领域需要加大投资力度 :(1)2015 年中国晶圆制造业销售额达到 亿元, 增速达到了 26.5% 目前包括联电 力晶分 格罗方德和中芯在内的全球前四大纯代工厂都计划在大陆扩大产能 (2)28nm 作为现阶段关键工艺节点, 中芯国际已经实现量产, 有望不断缩小与国际巨头的技术差距 (3) 相较于集成电路产业链中设计业不断利好政策出台, 晶圆制造环节由于资本支出高, 回报周期长受到忽视, 市场占有率不断下滑, 要追赶国际领先的晶圆制造厂, 缩小技术差距有待大基金和社会资本的投入以及产业链的有效整合 中国封测业具有国际竞争力 :(1) 中国集成电路设计 芯片制造和封装测试三大产业中, 封装测试业的规模保持最大, 占到 38.34% 在政府政策及本土市场快速发展的驱动下, 再加上购并效益, 其封测市占率快速提升, 从 2013 年 8% 迅速上升至 2015 年的 15% 其 证券研究报告

2 中封测龙头长电科技 (600584), 通过收购新加坡星科金朋公司, 跻身世界半导体封测行业前三位 (2) 晶圆级封装 Flip Chip 和 2.5D/3D 等先进封装在未来有望成为主流, 国内包括长电科技 (600584) 在内的主要封测企业已率先布局 行业评级及投资策略 : 我们坚定看好芯片国产化大背景下中国半导体产业的发展机会 主要基于以下两大逻辑 :1) 国家层面重视目前我国半导体市场自给不足, 供需失衡的问题, 先后颁布多个政策文件, 意在做大做强中国集成电路产业 同时大基金成立以及社会各方资本的投入, 有效激活了半导体产业的金融链 2) 国内半导体市场景气度高 : 中国半导体市场保持较高景气度, 半导体市场规模达到 1649 亿美元, 同比增长 6.1%, 成为全球为数不多的仍能保持增长的区域市场 全球半导体产业由韩国台湾向大陆转移成为大势所趋 基于上述两点, 我们给予行业 推荐 评级 我们认为半导体产业具有投资金额大, 回报周期长等特点, 看好在设计 制造和封测领域拥有技术优势和规模优势的龙头企业, 同时应重点关注有并购预期和政策支持的公司 重点推荐个股 :(1) 紫光国芯 (002049):800 亿定增打造 IC 帝国 ; (2) 七星电子 (002371):IC 设备龙头 ;(3) 长电科技 (600584): 我国最大的半导体封装企业 ;(4) 北京君正 (300223): 收购北京豪威, 布局智能系统生态圈 ;(5) 中颖电子 (300327):OLED 驱动芯片实现量产 ;(6) 通富微电 (002156): 收购 AMD 资产, 打造一流封测厂商 风险提示 :(1) 半导体市场受中国经济增速下滑影响, 需求不振, 景气度下行 ;(2) 集成电路扶持政策力度不达预期 ;(3) 技术不达 预期 ; 重点关注公司及盈利预测 重点公司 股票 EPS PE 投资 代码 名称 股价 E 2017E E 2017E 评级 SZ 紫光国芯 买入 SZ 通富微电 买入 SZ 七星电子 买入 SZ 北京君正 增持 SZ 中颖电子 增持 SH 长电科技 增持 资料来源 : 公司数据, 国海证券研究所 ( 注 : 通富微电, 七星电子盈利预测取自万得一致预期 ) 2

3 内容目录 1 中国半导体产业黄金发展期已至 中国半导体市场逆势增长, 景气度高 政策扶持, 半导体市场迎来新机遇 掘金半导体全产业链 垂直分工趋势明显 IC 设计异军突起, 领跑集成电路产业 半导体制造需求旺, 巨头纷纷卡位大陆市场 封装测试 中国半导体产业链最强音 重点推荐个股 紫光国芯 :800 亿定增打造 IC 帝国 七星电子 :IC 设备龙头 长电科技 : 我国最大的半导体封装企业 北京君正 : 收购北京豪威, 布局智能系统生态圈 中颖电子 :OLED 驱动芯片实现量产 通富微电 : 收购 AMD 资产, 打造一流封测厂商 风险提示

4 图表目录 图 1: 世界半导体产品结构... 6 图 2: 需求推动半导体产业发展... 6 图 3:1990~2014 年半导体市场增速和全球 GDP 增速... 7 图 4: 全球 PC, 平板及智能手机出货增速... 7 图 5: 全球与中国半导体市场规模和增长情况... 8 图 6: 中国 IC 进出口规模... 9 图 7: 中国半导体自给率低... 9 图 8: 固定资产投资迅速增加 图 9: 中国半导体产业发展路线 图 10: 集成电路产业链 图 11: 年集成电路产业结构 图 12: 年集成电路产业结构变化趋势 图 13: 工艺制程 图 14:Fabless 占半导体销售额比率 图 15:fabless 与 IDM 厂业绩增速的比较 图 16:IC 设计流程 图 17: 集成电路设计业销售额 ( 亿元 ) 图 18: 大陆业者进入全球 50 大 fabless 图 19: 中国 IC 设计公司数量 图 20:2015 年中国十大 IC 设计企业产值 ( 亿美元 ) 图 21:2015 年全球十大 IC 设计企业产值 ( 亿美元 ) 图 22: 全球 IP 核市场 ( 亿美元 ) 图 23:IC 设计企业的 IP 核支出占项目预算的比例 图 24: 海思半导体销售收入 ( 百万美元 ) 图 25: 展讯发展史 图 26:2015 年手机基带芯片市场 图 27: 晶柱制造流程 图 28: 集成电路制造工艺 图 29: 光刻流程 图 30: 年全球半导体代工市场 ( 亿美元 ) 图 31: 大陆 IC 制造产值 ( 亿元 ) 图 32: 中国晶圆代工产市占率不断下滑 图 33: 全球不同尺寸硅片市场现状及发展预测 图 34:12 寸晶圆厂数量 图 35: 大陆主要 12 寸晶圆厂分布 图 36: 国际主流晶圆制造厂 28 纳米工艺量产进程 图 37: 全球 28nm 工艺产品年需求量 ( 千片 ) 图 38: 封装工艺流程 图 39: 大陆 IC 封测产值 ( 亿元 ) 图 40: 年集成电路产业结构变化趋势 图 41:2013 年 ~2016 年全球主要国家封测业市占率变化 图 42: 封转技术演进 图 43:Fan-Out WLP 与 Fan-In WLP 结构比较 图 44: 年先进封装营收预测 ( 十亿美元 )

5 图 45: 中国先进封转企业分布 表 1: 中国半导体市场增速领跑全球... 8 表 2: 政策利好集成电路产业... 9 表 3: 国家集成电路产业发展推进纲要 表 4: 大基金主要投资项目 表 5: 国内重大半导体并购案例 表 6:IDM Fabless Foundry 和封测厂商 表 7: 集成电路投资估计值 ( 亿美元 ) 表 8:fabless 2009~2015 产值表现 表 9:IC 设计产品结构 表 10:2013 全球 IP 厂商排名 表 11: 海思智能手机处理芯片 表 12:2015 年全球晶圆代工厂排行 ( 百万美元 ) 表 13: 晶圆代工产在大陆情况 表 14:2016&2017 年新建生产线 表 15: 国内前十大 IC 制造企业 表 16: 资本支出 ( 十亿美元 ) 表 17: 硅片直径及简称 表 18: 集成电路投资额估计值 表 19: 28nm 在各领域市场份额预测 表 20: 与 28nm 工艺制程有关的国家政策 表 21: 各种封装形式 表 22: 国内封测企业海外并购案例 表 23: 国内前十大封测企业

6 1 中国半导体产业黄金发展期已至 1.1 中国半导体市场逆势增长, 景气度高 半导体是许多工业整机设备的核心, 普遍应用于计算机 消费类电子 网络通信 汽车电子等核心领域 半导体主要由四个组成部分组成 : 集成电路 ( 约占 81%), 光电器件 ( 约占 10%), 分立器件 ( 约占 6%), 传感器 ( 约占 3%), 因此通常将半导体和集成电路等价 集成电路按照产品种类又主要分为四大类 : 微处理器 ( 约占 18%), 存储器 ( 约占 23%), 逻辑器件 ( 约占 27%), 模拟器件 ( 约占 13%) 图 1: 世界半导体产品结构 资料来源 :WSTS, 国海证券研究所 半导体是需求推进的市场, 在过去四十年中, 推动半导体业增长的驱动力已由传统的 PC 及相关联产业转向移动产品市场, 包括智能手机及平板电脑等, 未来则可能向可穿戴设备 VR/AR 设备转移 图 2: 需求推动半导体产业发展 资料来源 :SEMI, 国海证券研究所 6

7 经济景气度越高, 消费者就会越肯花钱在智能手机 个人电脑等电子系统上, 连带为半导体市场带来成长动力, 从 IC insights 数据可以看出, 全球 GDP 成长率与半导体市场的成长率关联性十分密切 图 3:1990~2014 年半导体市场增速和全球 GDP 增速 资料来源 :IC insights, 国海证券研究所 受宏观经济因素的影响, 全球半导体元器件需求不振 根据 SIA 公布的数据, 2015 年全球半导体市场销售额为 3352 亿美元, 同比下降了 0.2% 全球半导体市场下滑的主要原因是 PC 销售下降和智能手机出货增速放缓 根据 IDC 统计,2015 年全球 PC 和平板出货量同比下降约 10%, 而智能手机的增速从 2014 年 27% 降至 10.13% 图 4: 全球 PC, 平板及智能手机出货增速 资料来源 :IDC, 国海证券研究所 与之前相对应的是中国半导体市场依旧保持较高景气度, 半导体市场规模达到 1649 亿美元, 同比增长 6.1%, 成为全球为数不多的仍能保持增长的区域市场 7

8 图 5: 全球与中国半导体市场规模和增长情况 资料来源 :SIA, 国海证券研究所 2000 年 ~2015 年的 16 年里, 中国半导体市场增速领跑全球, 达到 21.4%, 其中全球半导体年均增速是 3.6%, 美国将近 5%, 欧洲和日本都较低, 亚太较高 13% 就市场份额而言, 目前中国半导体市场份额从 5% 提升到 50%, 成为全球的核心市场 表 1: 中国半导体市场增速领跑全球 2000 年 2015 年 国家 市场规模 ( 亿美元 ) 全球份额 市场规模 ( 亿 美元 ) 全球份额 CAGR 美国 % % 4.8% 欧洲 % % 1.8% 日本 % % 0.5% 亚太 % % 13% 其中中国市场 % % 21.4% 资料来源 :IDC, 国海证券研究所 1.2 政策扶持, 半导体市场迎来新机遇 目前国内半导体产业的增长非常迅猛, 国内企业的实力也大幅度提高, 但是自主可控程度仍不容乐观 2015 年中国集成电路进口金额 2307 亿美元, 其进口额超过原油, 成为我国第一大进口商品, 出口集成电路金额 693 亿美元, 进出口逆差 1613 亿美元 较大的逆差凸显半导体市场供需不匹配, 严重依赖进口的局面亟待改善 8

9 图 6: 中国 IC 进出口规模 资料来源 : 海关总署, 国海证券研究所 从市场规模和自制能力的角度来看, 中国作为全球半导体核心市场, 对半导体存在巨大需求, 可是根据 IC insights 的数据,2015 年国内的半导体自给率仅为 13.5% 左右 图 7: 中国半导体自给率低 资料来源 :IC insights, 国海证券研究所 国家层面十分重视目前我国半导体市场自给不足, 供需失衡的问题, 先后颁布多个政策文件, 意在做大做强中国集成电路产业 表 2: 政策利好集成电路产业时间政策名称政策颁布机构内容 2000 年 6 月 鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策 国务院 为软件企业和集成电路生产企业给予税收方面的优惠 2006 年 9 月 信息产业科技发展 十一五 规划和 2020 年中长期规划纲要 原信息产业部 在未来 5 年 -15 年间, 重点发展集成电路 软件技术 新型元器件技术等 15 个领域的关键技术 9

10 2011 年 1 月 进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策 国务院 进一步优化软件产业和集成电路产业发展环境, 提高产业发展质量和水平, 在财税 投融资 研究开发 进出口等各方面制定了许多优惠政策 2011 年 12 月 集成电路产业 十二五 发展规划 2014 年 6 月 国家集成电路产业发展推进纲要 工业和信息化部 国务院 2015 年 6 月 中国制造 2025 国务院 资料来源 : 中商情报网, 国海证券研究所 到 十二五 末, 产业规模再翻一番以上, 关键核心技术和产品取得突破性进展, 结构调整取得明显成效, 产业链进一步完善, 形成一批具有国际竞争力的企业, 基本建立以企业为主体的产学研用相结合的技术创新体系设立半导体产业投资基金, 改善大陆 IC 制造业者资金不足的问题明确订定 2020 年大陆 IC 内需市场自制率将达 40%,2025 年将更进一步提高至 70% 的政策目标, 并将 加强监管, 严惩市场垄断与不正常竞争 列为对大陆 IC 产业的政策支持 2014 年 6 月, 国务院发布 国家集成电路产业发展推进纲要, 确定最终以基金 的方式落实集成电路扶持政策, 既可以改善大陆半导体业在扩充先进制程产能上 资金不足的问题, 亦有机会通过大基金的协助, 帮助其并购国际大厂, 或与国际 大厂通过合资设立新公司方式进行合作 表 3: 国家集成电路产业发展推进纲要 2015 年 2020 年 销售总收入 >3500 亿元 >8700 亿元 ( 年均增速超过 20%) 制造 32/28 纳米规模量产 16/14nm 规模量产 设计 部分重点领域技术接近国际一流水平 ( 移动智能终端 网络通信等 ) 重点领域技术达到国际领先水平 ( 移动智能终端 网络通信 云计算 物联网 大数据等 ) 封装测试 中高端销售收入占比 30% 以上 技术达到国际领先水平 材料 12 英寸硅片产线应用 进入国际采购体系 设备 65-45nm 关键设备产线应用 进入国际采购体系 资料来源 : 国海证券研究所 国家集成电路产业投资基金 ( 简称大基金 ) 设立后, 募集资金超过 1300 亿元, 投资了包括紫光集团 中芯国际 长电科技 中微半导体 100 亿元 31 亿港元 3 亿美元及 4.8 亿元, 并斥资 5 亿参与艾派克定增 表 4: 大基金主要投资项目 企业金额所属领域 紫光集团 100 亿元 IC 设计 中芯国际 31 亿港元 芯片制造 长电科技 3 亿美元 半导体封测 中微半导体 4.8 亿元 半导体设备 ( 等离子刻蚀机 ) 艾派克 5 亿元 打印机 SoC 资料来源 :Trendforce, 国海证券研究所 10

11 在大基金引导作用下, 多个地方政府也设立了地方版的集成电路产业投资基金, 包括北京市设立 300 亿元集成电路产业基金, 上海市启动 100 亿元的上海武岳峰集成电路信息产业创业投资基金, 四川省信息安全和集成电路产业投资基金的首期规模约为 100 亿 ~120 亿元 大基金成立以及社会各方资本的投入, 有效激活了半导体产业的金融链, 掀起并 购整合热潮 诸多龙头企业陆续启动收购 重组, 带动整个集成电路产业的大整 合 以紫光集团为例, 先后斥资 17 亿美金收购展讯,9 亿美金收购锐迪科,50 亿美金收购新华三,111 亿元和 24 亿元收购封测公司矽品精密与南茂科技, 通 过国际并购与合作掌握核心技术, 扩张业务版图 表 5: 国内重大半导体并购案例 并购方被并购方并购金额板块 长电科技 星科金朋 7.8 亿美元 封测 中国华创投资 美国豪威科技 19 亿美元 设计 紫光集团 惠普中国子公司 华三通信 55 亿美元 设计 紫光集团 西部数据 15% 股权 亿美元 设计 紫光集团 台湾力成科技 25% 股权 194 亿新台币 封测 紫光集团 矽品精密 111 亿元南茂科技 25% 股权 24 亿元 封测 资料来源 : 中国电子报, 国海证券研究所 随着鼓励半导体行业发展的政策密集出台, 该领域的投资也持续加速, 据工业和信息化部统计,2015 年我国集成电路行业新增固定资产 亿元, 比 2011 年增长了 2.2 倍多 图 8: 固定资产投资迅速增加 资料来源 : 工业和信息化部, 国海证券研究所 中国目前与国际半导体产业强国在产业机构 创新环境等方面还有较大差距, 不可能一步跨入 第一集团 行列, 根据 中国制造 2025 的规划, 未来中国将沿着 产业链整合 技术链升级 价值链提升 的道路发展, 分阶段地在企业实力 技术水平和市场能力方面夯实基础, 积累实力, 实现中国半导体产业的持续健康发展 11

12 图 9: 中国半导体产业发展路线 资料来源 :CSIA, 国海证券研究所 2 掘金半导体全产业链 2.1 垂直分工趋势明显 集成电路产业链可以大致分为电路设计 芯片制造 封装及测试三个主要环节 集成电路生产流程是以电路设计为主导, 由集成电路设计公司设计出集成电路, 然后委托芯片制造厂生产晶圆, 再委托封装厂进行集成电路封装 测试, 最后销售给电子整机产品生产企业, 其中制造与封装过程中, 需要利用许多高精设备和高纯度材料 图 10: 集成电路产业链 资料来源 : 国海证券研究所 2015 年集成电路三大领域均呈增长的态势 设计业增速最快, 销售额 亿 美元, 同比增长 26.55%; 芯片制造业销售收额 亿美元, 同比增长 26.54%; 封装测试业销售额 亿美元, 同比增长 10.19% 12

13 图 11: 年集成电路产业结构 资料来源 :CSIA,SEMI, 国海证券研究所 从产业链比重来看, 我国目前设计业占比增长最快, 封测比重有所下滑, 制造大体保持稳定 2015 年我国设计所占比重达到 36.70%, 制造比重为 24,95%, 封装测试业所占比重则为 38.34%, 结构逐步趋于优化 图 12: 年集成电路产业结构变化趋势 资料来源 :CSIA, 国海证券研究所 英特尔 (Intel) 创始人之一戈登 摩尔提出摩尔定律, 指出当价格不变时, 集成电路上可容纳的元器件的数目, 约每隔 个月便会增加一倍, 性能也将提升一倍, 从而要求集成电路尺寸不断变小 业内普遍认为 5nm 工艺将是极限, 此时晶体管就只有 10 个原子大小, 接近物理极限了 目前, 业界对半导体工艺的研究已经到了 10nm 以下,Intel 准备在 2017 年后开始使用 7nm 工艺, 而这也成为全世界关注的焦点 13

14 图 13: 工艺制程 资料来源 : 英特尔, 国海证券研究所 半导体行业目前有了两种主要业务模式, 一种是 IDM 整合元件制造商 (Integrated Device Manufacturer) 模式, 即一家公司覆盖集成电路全产业链, 另一种是垂直分工模式, 即 Fabless+Foundry+ 封测厂商 一 IDM 就是指 Intel 和三星这种拥有自己的晶圆厂, 能够一手包办 IC 设计 芯 片制造 芯片封装 测试 投向消费者市场五个环节的厂商 二 Fabless 则是指有能力设计芯片架构, 但是却没有晶圆厂生产芯片, 需要找 代工厂代为生产的厂商, 知名的有 Qualcomm 苹果和华为 三 代工厂 (Foundry) 则是无芯片设计能力, 但有晶圆生产技术的厂商, 代表 公司是台积电 四 封测厂商, 就是专注于封装测试环节的公司, 典型的有日月光 长电科技等 表 6:IDM Fabless Foundry 和封测厂商 类型代表公司设计晶圆制造封装测试 IDM Intel 和三星 Fabless Qualcomm AMD Nvidia Foundry 台积电 联电 封测厂商 日月光 长电科技 资料来源 : 国海证券研究所 由于半导体的生产线必须时刻保持其运转而不能根据订单多少轻易关停, 这意味着如果没有足够的订单, 生产线只能空转而造成极大的成本浪费 随着半导体业趋于接近摩尔定律的终点 ( 物理极限 ), 其研发 建设和运营成本迅速上升, 此时代工厂技术和成本优势得到有效体现 受到 Fabless 盈利模式灵活 轻便和高利润率的启发, 越来越多 IDM 厂诸如 TI Renesas STM 等纷纷转型 Fab Lite( 轻 14

15 晶圆厂 ), 即将部分生产和设计业务外包 表 7: 集成电路投资估计值 ( 亿美元 ) 下一代技术费用 90-65nm 32nm 22nm 14nm IC 设计费用 建厂费用 工艺研发费用 资料来源 :CSIA, 国海证券研究所 IC Insights 数据显示 0.13um 制程时代全球有 22 家 IDM 厂 随着 IDM 朝轻晶圆厂发展趋势成型,IDM 厂数量急遽减少, 至 45nm 制程时代, 全球 IDM 厂仅剩 9 家, 迈入 22/20nm 制程将仅存英特尔及三星两家 IDM 图 14:Fabless 占半导体销售额比率 资料来源 :IC insights, 国海证券研究所 Fabless 模式使 轻资产重设计 的运营模式成为 IC 市场的主流趋势, 较低的固定资产投资和灵活的企业战略以及低廉的运营成本使其保持较高的的业绩增速 从经营业绩角度来看, 自 1999 年至 2014 年,fabless 几乎始终保持高于 IDM 的营收增速, 其中 IDM 的 CAGR 为 3%, 而 fabless 的 CAGR 为 15% 图 15:fabless 与 IDM 厂业绩增速的比较 资料来源 :IC insights, 国海证券研究所 15

16 2.2 IC 设计异军突起, 领跑集成电路产业 中国积极布局 fabless 集成电路是电子信息产业的基石, 而 IC 设计作为集成电路产业链上游, 是最具 创新的重要环节, 具有高投入 高风险 高产出的特点 一般而言,IC 设计大 致分为以下五个主要步骤 : 一 规格制定 : 客户向芯片设计公司提出的设计要求, 包括芯片需要达到的具体 功能和性能方面的要求 二 HDL 编程 : 使用硬件描述语言 (VHDL,Verilog HDL) 将实际的硬件电路 功能通过 HDL 语言描述出来模块功能以代码来描述实现 三 逻辑综合 : 逻辑综合的结果就是把设计实现的 HDL 代码翻译成门级网络 四 仿真模拟 : 仿真模拟检验编码设计的正确性, 看设计是否精确地满足了规格 中的所有要求 设计和仿真验证是反复迭代的过程, 直到验证结果显示完全 符合规格标准 五 布线 : 即普通信号布线了, 包括各种标准单元 ( 基本逻辑门电路 ) 之间的走 线 图 16:IC 设计流程 资料来源 : 电子发烧友, 国海证券研究所 中国积极布局 fabless 从销售额来看, 中国芯片设计业持续高速增长, 产值由 2004 年 82 亿元逐年成长至 2015 年 1325 亿元,2004~2015 年复合成长率达 16

17 29% 图 17: 集成电路设计业销售额 ( 亿元 ) 资料来源 :CSIA, 国海证券研究所 根据 TrendForce 研究统计显示, 由于强大的市场购买力与自有品牌不断茁壮, 自 2009 年以来, 中国 IC 设计业产值在全球市场的占有率逐步攀升, 从 2009 年 的 7.1% 迅速上升到 2015 年的 18.5% 表 8:fabless 2009~2015 产值表现 全球销售占比 7.1% 8.2% 11.3% 12.9% 14.5% 16.6% 18.5% 销售产值增速 20.0% 36.9% 46.9% 21.0% 19.6% 23.6% 15.0% 资料来源 :TrendForce, 国海证券研究所 IC Insights 数据显示中国的 fabless 产业成长显著,2014 年全球前五十大 fabless 供应商排行榜上有九家中国公司, 分别为海思 展讯 大唐 南瑞智芯 中国华大 中兴 瑞芯 锐迪科 全志, 而 2009 年只有海思一家公司上榜 图 18: 大陆业者进入全球 50 大 fabless 资料来源 :IC insights, 国海证券研究所 与此同时, 诸多中小型 IC 设计公司也是带动中国 IC 设计产业成长的重要原因 中国 IC 设计公司从 2000 的 98 家快速增加至 2014 年 664 家,DIGITIMES 17

18 Research 预估, 十三五规划期间, 中国 IC 设计公司将有机会超过 1000 家 图 19: 中国 IC 设计公司数量 资料来源 : 普华永道, 国海证券研究所 我国目前 IC 设计过度依赖通信芯片 在通信 智能卡 计算机 多媒体 导航 模拟 功率和消费电子等 8 个领域中, 通信芯片设计领域由于其良好的成长性和 巨大的市场容量占据 50% 市场容量, 而其他领域产业规模较小 表 9:IC 设计产品结构 领域企业比例销售总额占比销售增长 通信 % % 45.3% 智能卡 % % 5.8% 计算机 % % -3.8% 多媒体 % % -5.4% 导航 % % 19.3% 模拟 % % 36.5% 功率 % % -10.4% 消费类 % % 42.2% 资料来源 :CSIA, 国海证券研究所 现阶段中国 IC 设计企业仍然相对弱小 2015 年, 中国最大的 IC 设计企业海思 半导体的销售收入仅为全球第首位 IC 设计企业 Qualcomm 销售收入的 1/5, 前 十大 IC 设计企业销售收入仅为全球前十大 IC 设计企业 1/7 图 20:2015 年中国十大 IC 设计企业产值 ( 亿美元 ) 图 21:2015 年全球十大 IC 设计企业产值 ( 亿美元 ) 排序企业名称 2015 年 1 海思半导体 展讯通信 中兴微电子 华大半导体 大唐半导体 智芯微电子 敦泰科技 士兰微电子 3.01 排序企业名称 2015 年 1 Qualcomm Avago MediaTek Nvidia AMD HiSilicon( 海思 ) Apple Marvell

19 9 中星微电子 格科微电子 2.68 总计 资料来源 :CSIA, 国海证券研究所 9 Xilinx Spreadtrum( 展讯 + 锐迪科 ) 18.8 总计 资料来源 :ICinsights, 国海证券研究所 (Spreadtrum 合并了 展讯和锐迪科的销售额 ) IP 核市场严重依赖外部供给 IP(Intellectual Property) 核是指集成电路设计中预先设计 验证好的功能模块, 由于性能高 功耗低 技术密集度高 知识产权集中 商业价值昂贵, 是集成电路设计产业的最关键产业要素和竞争力体现 随着 SOC(System on Chip, 芯片级系统 ) 的兴起, 购买 IP 核 + 自研 SoC 已成为 IC 设计的主流模式, 全球各企业对 IP 核的数量 质量和服务的需求不断增加 从 2013 年全球十大半导体 IP 供应商排行榜来看,66% 的营收集中在全球前三 大 IP 供应商处 其中 ARM 无庸置疑是全球 IP 核龙头企业, 市占率为高达 43.2%, 而排名第二的 Synopsys 与排名第三的 Imagination Technologies, 市占率分 别为 13.9% 与 9% 表 10:2013 全球 IP 厂商排名 排名公司名称 2012~2013 年收入增速市占率 1 ARM 23.6% 43.2% 2 Synopsys 15.0% 13.9% 3 Imagination Technologies 28.2% 9.0% 4 Cadence 163.7% 5.1% 5 Silicon Image 0.4% 2.0% 6 Ceva -19.9% 1.7% 7 Scnics 44.8% 1.5% 8 Rambus -18.5% 1.4% 9 emomery 32.2% 1.4% 10 Vivante 26.2% 1.0% 前十合计 24.7% 80.0% 其他 -21.5% 20.0% 所有 IP 核公司 11.5% 100.0% 资料来源 :Gartner, 国海证券研究所 据 Gartner 统计,2013 年全球 IP 核的销售额超过 24 亿美元 Markets and Markets 预计 2017 年全球 IP 市场营收将达 57 亿美元 在中国市场, 中国硅知识产权交易中心统计 2013 年中国 IP 核市场规模约为 2 亿美元, 约占全球市场份额的 10%, 不过需求严重依赖外部供给,85% 以上为国外供应商提供 目前, 国内 IC 设计公司购买 IP 核的支出相当高 根据 CSIP 统计, 近半数企业 采购 IP 核的支出占项目总预算的比例在 20% 以下,38.7% 的企业的 IP 核采购支 出占预算的比例在 20%-40%, 而未使用第三方 IP 核的比例占到近 10% 19

20 图 22: 全球 IP 核市场 ( 亿美元 ) 图 23:IC 设计企业的 IP 核支出占项目预算的比例 资料来源 :Gartner, 国海证券研究所 资料来源 :CSIP, 国海证券研究所 中国两大 IC 设计龙头 : 海思, 展讯 海思半导体 : 中国 IC 设计龙头 海思半导体成立于 2004 年 10 月, 前身是华为集成电路设计中心 海思的业务包括消费电子 通信 光器件等领域的芯片及解决方案, 已成功应用在全球 100 多个国家和地区 经过数年的快速发展, 海思半导体成长为中国本土最大的集成电路设计企业,2016 年销售收入预计达 亿美元, 排名中国 TOP1, 世界 TOP6 图 24: 海思半导体销售收入 ( 百万美元 ) 资料来源 :TrendForce, 国海证券研究所 表 11: 海思智能手机处理芯片 目前, 海思半导体的移动智能终端芯片全面应用于华为的整机产品, 整体性能比 肩国际的同类产品水平 与此同时, 海思通过独立运作的商业模式, 将逐步实现 对外运营, 供应非华为手机, 发展成为一家专业 全球性的芯片供应商 型号核心数主频架构 GPU 应用手机 K2V GHz/1.5GHz Cortex-A9 vivante 的 GC4000 未知 K3V2E 4 1.5GHz Cortex-A9 Mail450 荣耀 3, 华为 mata 20

21 K3V3 未知 1.8GHz 4A15+1.3GHz 4A7 Cortex-A15 Mail-T658 未知 Kirin GHz Cortex-A9 Mail450 荣耀 x1, 荣耀 3C Kirin910T 4 1.8GHz Cortex-A9 Mail450 华为 Ascend P7 Kirin GHz 4xA7+1.7GHz4xA15 big.little Mail T628MP4 荣耀 6, 华为 H300 Kirin925 8 Kirin GHz 4A15+1.3GHz 4A7 1.3GHz 4xA7+2.0GHz4xA15 Cortex-A15+C ortex-a7 Mail T628MP4 华为 mata7, 荣耀 6 plus big.little Mail T628MP4 荣耀 6 至尊版 Kirin620 8 核 64 位 1.2GHz Cortex-A53 Mail450MP4 荣耀畅玩 4X Kirin310 4 未知 Cortex-A53 未知 未知 Kirin930 8 核 64 位 Cortex-A57+Cortex- A53 资料来源 : 海思半导体官网, 国海证券研究所 big.little 未知未知 展讯通信, 聚焦手机芯片 : 展讯通信成立于 2001 年 4 月, 始终致力于智能手机 功能型手机及其他消费电子产品的手机芯片平台开发, 产品支持 2G 3G 及 4G 无线通讯标准 2014 年展讯被紫光集团私有化后与锐迪科合并, 变成了紫光的芯片事业部 图 25: 展讯发展史 资料来源 : 半导体行业资讯, 国海证券研究所 2015 年展讯通信在全球移动芯片的出货量达 5.3 亿片, 占全球基带芯片市场的 22%, 排在高通 (38%) 和联发科 (26%) 之后位列全球第三 回顾 2011 年, 展讯全球移动芯片的出货量仅 2.1 亿, 仅占全球基带芯片市场的 10% 仅仅五年时间, 展讯实现了芯片出货量 250% 的增长, 从全球市占率 10% 迅速增长到 22% 21

22 图 26:2015 年手机基带芯片市场 资料来源 :Gartner, 国海证券研究所 2.3 半导体制造需求旺, 巨头纷纷卡位大陆市场 半导体制造流程 半导体制造简单划分可以分为晶圆制造和集成电路制造两大块 其中晶圆制造大 致经历普通硅沙 ( 石英砂 )--> 纯化 --> 分子拉晶 --> 晶柱 ( 圆柱形晶体 ) --> 晶圆 ( 把晶柱切割成圆形薄片 ) 几个步骤 石英砂纯化 : 第一步是冶金级纯化, 此过程主要是加入碳, 以氧化还原的方式, 将氧化硅转换成 98% 以上纯度的硅 分子拉晶 : 将前面所获得的高纯度多晶硅融化, 形成液态的硅之后, 以单晶的硅 种和液体表面接触, 一边旋转一边缓慢的向上拉起 最后, 待离开液面的硅原子 凝固后, 排列整齐的单晶硅柱便完成了, 其硅纯度达到 % 切割晶圆 : 用机器从单晶硅棒上切割下一片事先确定规格的硅晶片, 这些硅晶片经过洗涤 抛光 清洁和接受入眼检测与机器检测, 最后通过激光扫描发现小于人的头发丝宽度的 1/300 的表面缺陷及杂质, 合格的圆晶片交付给芯片生产厂商 图 27: 晶柱制造流程 资料来源 : 维基百科, 国海证券研究所 22

23 集成电路制造工艺是由多种单项工艺组合而成的, 简单来说有四个主要步骤 : 薄 膜制备工艺 ; 图形转移工艺和掺杂工艺 图 28: 集成电路制造工艺 资料来源 : 中国产业投资, 国海证券研究所 薄膜制备工艺 : 集成电路的制造过程中需要在晶圆片的表面上生长数层材质不同, 厚度不同的薄膜, 制造膜层的主要方法有氧化, 化学气相沉积 (CVD) 以及物 理气象沉积 (PVD) 氧化 : 硅晶圆片与含氧物质 ( 氧气, 水汽等氧化剂 ) 在高温下进行反应从而生成 二氧化硅膜 CVD: 把一种或几种含有构成薄膜元素的化合物 单质气体通入放置有基材的 反应室, 借助空间气相化学反应在基体表面上沉积固态薄膜的工艺技术 PVD: 采用物理方法, 将材料源电离成离子, 并通过低压气体 ( 或等离子体 ) 过 程, 在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术 图形转移工艺 :IC 制作工艺中氧化, 沉积以及扩散, 离子注入等流程本身对晶圆片没有选择性, 都是对整个硅晶圆片进行处理, 不涉及任何图形 IC 制造的核心是将 IC 设计者的要求的图形转移到硅晶圆片上, 因此需要图形转移工艺, 主要包括光刻工艺 光刻工艺 : 光刻是将掩膜板上的图形复制到硅片上, 作为半导体最重要的工艺步 骤之一, 光刻的成本约为整个硅片制造工艺的 1/3, 耗费时间约占整个硅片工艺 的 40~60% 23

24 图 29: 光刻流程 资料来源 :ic test, 国海证券研究所 1. 在硅晶圆片上涂上光刻胶, 用预先制作好的有一定图形的光刻掩膜版盖上 2. 对涂有光刻胶的晶圆片进行曝光, 光刻胶感光后其特性发生改变, 正胶的感光 部分变得容易溶解, 而负胶则相反 3. 对晶圆片进行显影 正胶经过显影后被溶解, 只留下未受光照部分的图形, 而 负胶相反, 收到光照部分变得不容易溶解 4. 经过显影后, 对晶圆片进行刻蚀, 将没有被光刻胶覆盖部分去除掉, 达到将光 刻胶上的图形转移到其下层材料上的目的 由于光刻胶的下层薄膜可能是二氧化 硅, 氮化硅, 多晶硅或者金属材料, 材料不同或者图形不同, 刻蚀的要求也不同 5. 用去胶法把涂在晶圆片上的感光胶去掉 掺杂工艺 : 掺杂工艺是将可控数量的所需杂质掺入晶圆的特定区域中, 从而改变 半导体的电学性能 扩散和离子注入是半导体掺杂的两种主要工艺 扩散 : 扩散是一种原子, 分子或离子在高温驱动下 ( ) 由高浓度区 向低浓度区的运动过程, 杂质的浓度从表面到体内单调下降, 而杂质分布由温度 和扩散时间来决定 离子注入 : 离子注入工艺就是在真空系统中, 通过电场对离子进行加速, 并利用 磁场使其改变运到方向, 从而控制离子以一定的能量注入晶圆片内部, 在所选择 的区域形成一个具有特殊性质的注入层, 达到掺杂的目的 全球半导体代工市场不景气, 中国或成新建晶圆厂主要推手 由于电子设备需求疲软 库存水准升高, 全球代工市场景气度下滑 Gartner 数 据显示 2015 年全球半导体代工市场仅成长 4.4%, 为 488 亿美元, 结束了连续 三年的两位数成长趋势 24

25 图 30: 年全球半导体代工市场 ( 亿美元 ) 资料来源 :Gartner, 国海证券研究所 在主要晶圆代工业者当中, 台积电作为晶圆代工产业的销售业绩龙头,2015 年 实现营收 亿美元, 业绩增速达到 5.5%, 是排名第二的 Global Foundries 的五倍, 是排名第五的中国晶圆代工业者中芯国际的十二倍 格罗方德 (Global foundries) 以 9.6% 市占率位居第二 联电则以 45.6 亿美元营收拿下第三名, 市 占率为 9.3% 表 12:2015 年全球晶圆代工厂排行 ( 百万美元 ) 2015 排名 2014 排名厂商 2015 营收 2015 年市占率 2014 营收 成长率 1 1 台积电 % % 2 3 Global Foundries % % 3 2 联电 % % 4 4 三星电子 % % 5 5 中芯 % % 6 6 力晶 % % 7 10 Tower Jazz % % 8 7 富士通 % % 9 9 世界先进 % % 华虹半导体 % % 2015 年前十大 % % 其他 % % 总计 % % 资料来源 :Gartner, 国海证券研究所 受益于政策扶持和国内相对高的经济增速,2015 年中国晶圆制造业增速达到了 26.5%, 比 2014 年的增速高出了 8 个百分点, 销售额 亿元 25

26 图 31: 大陆 IC 制造产值 ( 亿元 ) 资料来源 :CSIA, 国海证券研究所 大陆晶圆产能大幅提升, 台积电在南京新建一座 12 寸厂, 联电与力晶分别在厦 门与合肥的 12 寸工厂已经动工, 格罗方德也表示要在重庆建厂, 算上中芯的话, 全球前四大纯代工厂都计划在大陆扩大产能 表 13: 晶圆代工产在大陆情况 联电中芯台积电三星 8 寸 苏州 北京 上海 深圳 松江 无 12 寸 厦门 北京 上海 规划中 ( 南京 ) 西安 制程 40/55nm 未来 28nm 挑战 28nm 以 28nm 为主 月产能 8 寸 6~7 万片 资料来源 :TrendForce, 国海证券研究所 8 寸 15~16 万片 12 寸 6 万片 8 寸 10~11 万片 根据 SEMI 的统计, 全球在 2016 年与 2017 年将开始兴建的晶圆厂至少有 19 座, 其中有半数以上都是在中国 表 14:2016&2017 年新建生产线 地区 美国 1 模拟 1 代工厂 中国 欧洲 & 中东日本 1 存储器 1 MEMS 1 代工厂 1 LED 1 功率器件 1 存储器 1 MEMS 3 代工厂 1 功率器件 1 存储器 韩国 1 存储器 东南亚 1 LED 1 模拟 台湾 1 代工厂 1 LED 资料来源 :SEMI, 国海证券研究所 26

27 国际晶圆代工巨头纷纷布局大陆市场, 国内自主晶圆代工产业发展却不容乐观 相较于集成电路产业链中设计业不断利好政策出台, 晶圆制造环节由于资本支出高, 回报周期长受到忽视, 导致市场占有率不断下滑, 与国际先进水平差距不断拉大 图 32: 中国晶圆代工产市占率不断下滑 资料来源 :IC insights, 国海证券研究所 目前, 中芯国际作为国内最大集成电路晶圆制造企业, 积极进行产业布局, 提供 0.35um 到 28nm 晶圆代工与技术服务 凭借先进工艺和产能实力, 目前中芯国 际已成为世界排名第五的集成电路代工企业 表 15: 国内前十大 IC 制造企业 排名企业名称销售额 ( 亿元 ) 1 中芯国际 三星 ( 中国 ) 半导体 SK 海力士 华润微电子 台积电 ( 中国 ) 华虹宏力半导体 英特尔半导体 ( 大连 ) 西安微电子技术研究所 22 9 上海华力微电子 和舰科技 18.1 合计 资料来源 :CSIA, 国海证券研究所 半导体制造企业的竞争是核心技术的竞争, 具体表现在创新与技术研发经费的投入上 相比之下, 我国的半导体研发投入较少 2015 年, 三星投入 151 亿美元, 台积电投入 108 亿美元, 而中国最大半导体制造商中芯国际投入仅为 14 亿美元 要追赶国际领先的晶圆制造厂, 缩小技术差距有待大基金和社会资本的投入以及产业链的有效整合 27

28 表 16: 资本支出 ( 十亿美元 ) 公司 增速 三星 % 台积电 % SK 海力士 % 格罗方德 % 联华电子 % 中芯国际 % 资料来源 :Digitimes, 国海证券研究所 寸晶圆成市场主流 晶圆直径越大, 每片晶圆能够生产的芯片数量就越多, 采用大尺寸晶圆, 增加的成本并不高, 但是可以大幅增加产量, 从而降低单颗芯片的成本 由于目前在 450mm(18 英寸 ) 晶圆产线发展上遇到了资金和技术的双重压力, 半导体公司纷纷转向 300mm 硅片也就是 12 英寸硅片 表 17: 硅片直径及简称晶圆直径 150mm 300mm 450mm 资料来源 : 国海证券研究所 简称 6 寸 12 寸 18 寸 自 2009 年起 12 英寸硅片成为全球硅圆片需求的主流 ( 大于 50%), 预计 2017 年 将占硅片市场需求 64% 的份额 图 33: 全球不同尺寸硅片市场现状及发展预测 资料来源 :IC insights, 国海证券研究所 IC insights 数据显示全球营运中的 12 寸 (300mm) 晶圆厂数量持续成长, 预期 2016 年预期可达到 100 座 目前全球有 8 座 12 寸晶圆厂预计 2017 年开张, 到 28

29 2020 年底, 预期全球将有再 22 座的 12 寸晶圆厂营运, 让全球应用于 IC 生产 的 12 寸晶圆厂总数达到 117 座 图 34:12 寸晶圆厂数量 资料来源 :IC Insights, 国海证券研究所 被中国庞大的市场需求所吸引, 全球半导体大厂包括英特尔 联电 力晶 三星 海力士 中芯国际等均扩大在中国布局, 根据统计, 在大陆兴建的十二寸晶圆厂的总月产能超过 片 晶圆代工龙头台积电南京厂投产后, 大陆十二寸晶圆总月产能将超过 片, 相当于台积电一半以上的产能 图 35: 大陆主要 12 寸晶圆厂分布 资料来源 : 联合报, 国海证券研究所 nm 工艺制程 现阶段关键工艺节点 根据 ITRS 路线图的演进,45 纳米的下一代工艺节点是 32 纳米, 然后是 22 纳米 不过, 因为当工艺进步到 32 纳米时, 使用基本相同的光刻设备便可以延伸至 28 纳米, 密度更高 晶体管的速度提升了约 50%, 但成本基本相同, 与 20/22 纳米相比,28 纳米具有 倍的成本优势 因此, 综合技术和成本等各方面因素,28 纳米都将成为未来很长一段时间内的关键工艺节点 29

30 表 18: 集成电路投资额估计值 下一代技术费用 28nm 20/22nm IC 设计费用 ( 百万美元 ) 建厂费用 ( 百万美元 ) 工艺研发费用 ( 百万美元 ) 资料来源 :CSIA, 国海证券研究所 2011 年第四季度, 台积电首先实现了 28 纳米工艺的量产 随后, 三星于 2012 年 格罗方德于 2013 年第四季度 联电于 2014 年第二季度 中芯国际于 2015 年第三季度分别实现 28 纳米工艺的量产 截止 2014 年底, 台积电是目前全球 28 纳米市场中的最大企业, 占全球 28 纳米代工市场份额的 80% 图 36: 国际主流晶圆制造厂 28 纳米工艺量产进程 资料来源 : 国海证券研究所 随着 28 纳米工艺技术的成熟,28 纳米工艺产品市场需求量呈现爆发式增长态势 : 从 2012 年的 91.3 万片到 2014 年的 万片, 年复合增长率高达 79.6%, 并且这种高增长态势将持续到 2017 年 之后随着 14/16 纳米工艺技术的逐渐进步, 28 纳米产品的市场需求量将会出现小幅下滑 图 37: 全球 28nm 工艺产品年需求量 ( 千片 ) 资料来源 : 赛迪顾问, 国海证券研究所 2015 年至 2016 年,28 纳米工艺主要应用领域为手机应用处理器和基带

31 年之后,28 纳米工艺虽然在手机领域的应用有所下降, 但在其它多个领域的应 用则迅速增加, 如 OTT 盒子和智能电视等应用领域市场的增长速度较快 预计 2019 年至 2020 年, 混合信号产品和图像传感器芯片也将会规模采用 28 纳米工 艺 表 19: 28nm 在各领域市场份额预测 应用领域 年 年 年 手机应用处理器及基带 65% 25% 8% 消费电子 11% 15% 16% 微控制器 0% 5% 10% RF 2% 10% 16% 混合信号 5% 10% 15% 图像传感器 0% 5% 16% ISP 6% 15% 4% FPGA 8% 8% 5% ASIC 3% 7% 10% 总计 100% 100% 100% 资料来源 : 赛迪资讯, 国海证券研究所 表 20: 与 28nm 工艺制程有关的国家政策 国家已将推动芯片国产化上升至国家安全的高度, 并颁布多项与集成电路制造相 关的政策 这些政策也将有力推动我国晶圆制造业向先进制程的演进步伐 政策名称颁布时间部门政策要点 国家集成电路产业发展推进纲要 极大规模集成电路制造装备与成套工艺 集成电路产业 " 十二五 " 发展规划 国务院 科技部 工信部 资料来源 :CNIC, 国海证券研究所 到 2015 年,32/28 纳米 (nm) 制造工艺实现规模量产,65-45nm 关键设备和 12 英寸硅片等关键材料在生产线上得到应用, 到 2020 年,16/14nm 制造工艺实现规模量产 加紧 32/28nm 芯片生产线建设, 迅速形成规模生产能力 进入 12 英寸生产线上开发 22/20nm 低功耗先导产品工艺, 实现 2-3 种引导产品的成功开发, 良率达到 50% 以上, 集成度达到 4*109/cm2 完成对 22/20nm 产品工艺技术的知识产权分析, 建立知识产权共享机制 加快 12 英寸先进工艺生产线的规模化 集约化建设 推动 45 纳米 /32 纳米 /28 纳米先进工艺的研发及产业化, 为 22 纳米研发和量产奠定基础 2.4 封装测试 中国半导体产业链最强音 中国封测业具有国际竞争力 封装测试是半导体生产流程的重要组成部分之一 封装是保护芯片免受物理 化 学等环境因素造成的损伤, 将芯片的 I/O 端口联接到印制电路板 (PCB) 玻璃基 板等, 以实现电气连接, 确保电路正常工作的工艺步骤 测试主要是对芯片 电 31

32 路以及老化后的电路产品的功能 性能测试 封装工艺的基本流程为 : 硅片减薄 硅片切割 芯片贴装 芯片互连 成型技术 去飞边毛刺 切筋成型 上焊锡 打码等工艺 图 38: 封装工艺流程 资料来源 : 国海证券研究所 封装大致经过了如下发展进程 : 结构方面 :TO->DIP->PLCC->QFP->BGA ->CSP; 材料方面 : 金属 陶瓷 -> 陶瓷 塑料 -> 塑料 ; 引脚形状 : 长引线直插 -> 短引线或无引线贴装 -> 球状凸点 ; 装配方式 : 通孔插装 -> 表面组装 -> 直接安装 表 21: 各种封装形式 封装中文全称图片 PoP 封装体叠层技术 手机 CPU 和 DRAM 集成在一个封装体中 Fan-out 扇出型封装技术 iphone 7 天线开关芯片模组 BGA 球形触点陈列 DIP 双列直插式封装 SIP 单列直插式封装 PLCC 带引线的塑料芯片载体 32

33 CSP 芯片缩放式封装 QFP 四侧引脚扁平封装 SMD 表面贴装器件 PGA 陈列引脚封装 LCC 无引脚芯片载体 资料来源 : 电子产品世界, 国海证券研究所 封测业在集成电路产业链中, 相对技术和资金门槛较低, 属于产业链中的 " 劳动密集型 " 由于我国发展集成电路封测业具有成本和市场地缘优势, 封测业相对发展较早 随着长电科技收购星科金朋, 南通富士通收购 AMD 封装工厂等一系列整合, 以及长电科技 通富微电 天水华天与晶圆代工线的战略联盟, 使得国内封测业无论是产业规模还是最新的封装技术都上了一个台阶 2015 年统计数据显示国内集成电路产业的销售收入规模为 1384 亿元, 比 2014 年的 1047 亿元增长 32%, 在集成电路设计 芯片制造和封装测试三大产业中, 封装测试业的规模仍然保持最大, 占到 38.34% 图 39: 大陆 IC 封测产值 ( 亿元 ) 图 40: 年集成电路产业结构变化趋势 资料来源 :CSIA, 国海证券研究所 资料来源 :CSIA, 国海证券研究所 全球主要国家封测业市占率变化显示台湾封测厂商在技术与产能领先的状况下, 表现优于全球市场表现 ; 与此同时, 中国大陆在政府政策及本土市场快速发展的驱动下, 再加上购并效益, 其封测市占率快速提升, 从 2013 年 8% 迅速上升至 2015 年的 15% 33

34 图 41:2013 年 ~2016 年全球主要国家封测业市占率变化 资料来源 :MIC, 国海证券研究所 自 2014 年起, 大陆多家封装企业开展了一系列的境外并购 随着国内封测企业 海外市场的不断拓展, 产业链合作加强, 中国集成电路封测产业已初具国际竞争 力 表 22: 国内封测企业海外并购案例 时间并购方并购对象出资金额 华天科技 FCI 100% 股权 2.58 亿元 长电科技 星科金朋 50% 股权 亿元 同方国芯 力成和南茂科技各 25% 股份 38.1 亿元 亿元 通富微电 苏州 AMD 和马来西亚槟城 AMD 各 85% 股权 亿元 资料来源 : 芯师爷, 国海证券研究所 国内排名第一的半导体封测企业长电科技, 通过收购新加坡星科金朋公司, 跻身 世界半导体封测行业前三位,2015 年销售额实现 92.2 亿元 表 23: 国内前十大封测企业 排名企业名称销售额 ( 亿元 ) 1 长电科技 威讯联合半导体 62 3 华达微电子 恩智浦 华天科技 英特尔产品 ( 成都 ) 有限公司 海太半导体 ( 无锡 )( 太极实业子公司 ) 上海凯虹科技 安靠封装测试 晟碟半导体 27.6 合计 资料来源 :CSIA, 国海证券研究所 34

35 2.4.2 先进封装市占率不断上升 如今器件小型化 高性能以及降低成本发展趋势对于产品封装提出了更为严格的市场需求, 随着技术进步, 业内提出了晶圆级封装 ( 包括 Fan-Out WLP Fan-In WLP) Flip Chip 和 2.5D/3D 等先进封装解决方案 图 42: 封转技术演进 资料来源 :Yole, 国海证券研究所 晶圆级封装 (WLP): 是整片晶圆生产完成后, 直接在晶圆上进行封装测试, 完成之后才切割制成单颗 IC, 封装后的芯片尺寸等同晶粒原来大小 传统的 WLP 多采用扩散型晶圆级封装 (Fan-in WLP), 但是伴随 IC 信号输出的接脚数目增加, 衍生出扩散型晶圆级封装 (Fan-out WLP) 图 43:Fan-Out WLP 与 Fan-In WLP 结构比较 资料来源 : 英飞凌, 国海证券研究所 倒装芯片 Flip Chip: 传统封装采用将芯片的有源区面朝上, 背对基板键合, 而 倒装芯片将有源面朝下, 与基板布线层直接键合 2.5D/3D: 是把不同功能的芯片或结构, 通过堆叠技术, 使其在垂直方向上形成 立体集成和信号连通 受益于 Fan-Out WLP 和 2.5D/3D 的大量应用, 以及 Fan-In WLP 和 Flip-Chip 35

36 的稳步增长,Yole 预测, 先进封装市场营收将从 2014 年 192 亿美元增长到 2020 年的 317 亿美元, 复合年增率为 8% 先进封装目前占据整个封装市场的 38% 市场份额, 预计 2020 年将增长至 46% 图 44: 年先进封装营收预测 ( 十亿美元 ) 资料来源 :Yole, 国海证券研究所 据不完全统计, 在国内布局的封测企业中,17 家涉及先进封装领域, 半数是中国企业 中国主要的封测厂商包括长电科技 华天科技 通富微电和晶方半导体都具有先进封装能力 图 45: 中国先进封转企业分布 资料来源 :MEMS 咨询, 国海证券研究所 3 行业评级及投资策略 我们坚定看好芯片国产化大背景下中国半导体产业的发展机会, 给予行业 推荐 评级 主要基于以下两点原因 : 1. 政策扶持 : 国家层面十分重视目前我国半导体市场自给不足, 供需失衡的问 36

37 题, 先后颁布多个政策文件, 意在做大做强中国集成电路产业 同时大基金成立以及社会各方资本的投入, 有效激活了半导体产业的金融链, 掀起并购整合热潮 诸多龙头企业陆续启动收购 重组, 带动整个集成电路产业的大整合 2. 国内半导体市场景气度高 : 受宏观经济因素的影响, 全球半导体元器件需求不振,2015 年全球半导体市场销售额为 3352 亿美元, 同比下降了 0.2% 与之前相对应的是中国半导体市场依旧保持较高景气度, 半导体市场规模达到 1649 亿美元, 同比增长 6.1%, 成为全球为数不多的仍能保持增长的区域市场 全球半导体产业由韩国台湾向大陆转移成为大势所趋 半导体产业具有投资金额大, 回报周期长等特点, 我们看好在设计 制造和封测 领域拥有技术优势和规模优势的龙头企业, 同时应重点关注有并购预期和政策支 持的公司 4 重点推荐个股 4.1 紫光国芯 :800 亿定增打造 IC 帝国 800 亿定增 : 紫光国芯 2015 年 11 月 5 日晚间发布的公告显示以 元的价格向实际控制人清华控股下属公司等 9 家对象发行 亿股, 募资 800 亿元, 投入集成电路业务 2015 年度, 公司实现营业收入 12.5 亿元, 较上年同期增加 15.02%; 归属于上市公司股东的净利润 3.35 亿元, 较上年同期增加了 10.23% 收购力成科技和南茂科技各 25% 股权 :2016 年 2 月 27 日, 紫光国芯发布公告称, 通过旗下两家全资子公司拓展创芯和茂业创芯分别斥资 38.1 亿元和 亿元, 认购力成科技和南茂科技各 25% 的股权 本次认购力成科技 南茂科技的资金将来源于公司 2015 年 800 亿定增 收购对象均为全球集成电路后段封测服务领导厂商之一, 本次收购案有助于加强公司对芯片产业链上下游的拓展和控制 主营业务增长稳健 : 智能卡芯片业务作为公司主要的收入来源,2015 年实现营收 6.96 亿元, 同比增长 21.16%, 保持稳健的增速 其中电信智能卡芯片继续处于领先的市场地位 ; 居民健康卡芯片继续保持行业领军地位 ; 银行 IC 卡芯片已完成多家银行的入围测试和主要卡商的 COS 开发, 在多加银行实现了小批量正式商用, 并成功实现了海外应用 ; 此外在居住证 USB-Key 非接读写器等芯片应用市场都获得了突破与增长 4.2 七星电子 :IC 设备龙头 IC 设备龙头 : 公司主要产品为半导体集成电路制造设备及高精密电子元器件, 是国内半导体集成电路制造设备领先企业 公司一直非常重视新产品 新技术的 37

38 研发, 持续推进技术升级, 大力提升公司技术研发能力和自主创新能力,2015 年研发投入占营收 29.08% IC 设备属于国家重点支持的战略性产业 : 我国已经成为全球最大的集成电路应用市场, 集成电路芯片制造业加速向中国转移, 集成电路设备市场规模逐步扩大 根据 SEMI( 国际半导体产业协会 ) 统计数据, 2015 年全球半导体设备市场营收达 373 亿美元, 其中中国市场营收 48.8 亿美元, 占比 13.09%; 预计 2016 年中国设备市场营收为 53.2 亿美元, 占比进一步提升至 14.07% 近年来, 全球顶级大厂如三星 英特尔和台积电等都在中国投资建设 12 英寸晶圆生产线, 巨额投资也将带来国内集成电路装备市场规模的不断扩大 收购北方微电子 :2015 年 12 月 25 日七星电子发布公告, 以 元 / 股的价格发行 万股, 作价 9.3 亿元购买北京电控 七星集团 圆合公司和微电子所合计持有的北方微电子 100% 股权 北方微电子以高端集成电路装备为主业 重点发展刻蚀机 PVD 和 CVD 三大类集成电路设备 本次重组丰富了七星电子大规模集成电路设备的产品种类, 拓展了设备应用领域, 提高了上市公司整体的研发与生产能力, 有利于突出上市公司主营业务优势, 增强上市公司综合竞争力 4.3 长电科技 : 我国最大的半导体封装企业 长电科技是我国最大的半导体封装企业, 星科金朋并表后市场份额将跻身世界三甲, 形成高中低端封装全面布局,2016 年前三季度年公司营业收入 亿元, 同比增长 % 公司业绩拐点明确 星科金朋整合完成后, 公司业绩有望实现跨越式增长 收购星科金朋, 构建国内最大 世界一流的集成电路制造产业链 : 本次交易完成后, 产业基金及芯电半导体将分别成为公司第三 第一大股东 产业基金是以促进我国集成电路产业发展为目的而设立的专业投资基金, 芯电半导体最终控股股东中芯国际拥有国内最强的芯片制造和研发实力, 长电科技则在先进封装测试的业务规模 核心技术和关键工艺上拥有领先优势 通过三方紧密合作, 将充分发挥产业基金对集成电路产业发展的引导作用, 构建国内最大 世界一流的集成电路制造产业链 芯电半导体利用认购配套资金直接为长电科技及星科金朋的整合及发展提供资金支持, 有利于促进星科金朋拥有的包括 SiP ewlb 等一系列代表集成电路封装测试行业发展趋势的先进技术产业化 规模化, 使星科金朋拥有的先进技术切实转化为企业的生产力和盈利能力 4.4 北京君正 : 收购北京豪威, 布局智能系统生态圈 北京君正拟以发行股份及支付现金的方式作价 126 亿元购买北京豪威 100% 的 股权 视信源 100% 股权 思比科 40.4% 股权 ( 北京豪威 100% 股权, 视信源 100% 股权, 思比科 40.4% 股权初步作价约为 120 亿元,3.55 亿元及 2.66 亿元 ) 标的公司主要经营 CMOS 图像传感器芯片, 目前广泛应用于消费级和工业级应 用, 具体包括智能手机 笔记本 平板电脑 网络摄像头 安全监控 娱乐设备 38

39 数码相机 摄像机 汽车和医疗成像系统等领域 通过本次收购, 公司将快速进入 CMOS 图像传感器芯片领域, 从而掌握集成电路设计产业的两大核心技术, 进一步深入智能手机 平板电脑 可穿戴设备 安防监控 智能汽车 无人机 机器人视觉和体感互动游戏等移动互联网以及物联网等新兴应用领域, 布局智能系统生态圈, 为客户提供从传感器到智能信息处理器平台的完整系统解决方案, 进一步实现公司 开放平台 纵横扩展 的市场战略布局 同时, 公司将从国内企业成为世界范围内布局的芯片企业, 获得国际竞争资源和优势 4.5 中颖电子 :OLED 驱动芯片实现量产 中颖电子是一个主营 IC 设计的中外合资公司 2015 年之前, 公司 OLED 驱动芯片业务主要涉及 PMOLED 的驱动芯片, 客户涉及维信诺 智晶光和信利等, 2015 年 1 月, 其开发的国内首颗高清 AMOLED 驱动芯片获得和辉光电的订单, 相关产品实现量产 在 AMOLED 的进度方面, 已超过晶门科技等竞争对手 TrendForce 数据显示 2011 年全球 OLED 驱动芯片市场规模为 14.2 亿元,2015 年快速增长至 44 亿元, 年均增速达到 32% 作为国内唯一取得量产 AMOLED 显示驱动芯片的供应商, 中颖电子受益 OLED 市场带来的红利明确 4.6 通富微电 : 收购 AMD 资产, 打造一流封测厂商 公司收购了 AMD 苏州和槟城两座封测工厂各 85% 的股份, 双方成立合资公司 合资后的通富超威苏州及通富超威槟城承接原有的先进技术和相关业务, 可对 CPU GPU APU 以及 Gaming Console Chip( 游戏主机处理器 ) 进行封装和测试, 封装形式包括 FCBGA FCPGA FCLGA 以及 MCM 等高端封装技术, 先进封装产品占比 100% 上述技术与通富微电自主研发的适用于通信及消费市场的倒装芯片封测技术形成互补, 使公司能够提供封装品种最为完整的倒装芯片封测服务 两家合资公司的产品均为先进封装, 从而使整个通富微电集团先进封装销售收入占比达到 70% 以上, 合并报表后, 通富微电在全球封测公司的排名将会进入世界前六位, 跻身世界一流封测公司行列 两家合资公司将由原先的 仅为 AMD 一家客户提供封测服务 转型为 面向广阔市场, 为其他第三方客户提供封测服务 测技术与通富微电自主研发的适用于通信及消费市场的倒装芯片封装对于通富微电, 通过此次合作, 包括两家合资公司在内的通富微电集团将可以使用 AMD 的相关先进封测技术和专利, 特别是苏州工厂, 作为高端处理器芯片封测基地, 可以有效地填补国家在这一领域的空白, 从而更好的支持国产 CPU GPU 网关服务器 基站处理器 FPGA 等产品的研发和量产 通富微电封测的海外业务占比也同样稳步上升, 从 2006 年的占比 69.7%, 上 39

40 升到 2016 年年中的将近 80% 同时随着 AMD 封测工厂的并购, 公司的海外 业务占比将进一步扩大, 同样受益于美元升值预期 重点关注公司及盈利预测 重点公司 股票 EPS PE 投资 代码 名称 股价 E 2017E E 2017E 评级 SZ 紫光国芯 买入 SZ 通富微电 买入 SZ 七星电子 买入 SZ 北京君正 增持 SZ 中颖电子 增持 SH 长电科技 增持 资料来源 : 公司数据, 国海证券研究所 ( 注 : 通富微电, 七星电子盈利预测取自万得一致预期 ) 5 风险提示 1) 半导体市场受中国经济增速下滑影响, 需求不振, 景气度下行 ; 2) 集成电路扶持政策力度不达预期 ; 3) 技术不达预期 ; 40

41 国海证券股份有限公司 中小市值研究小组介绍 代鹏举, 上海交通大学硕士,8 年证券行业从业经历, 目前负责化工行业和中小市值研究 姚哲巍, 上海财经大学金融硕士, 华中科技大学工学学士,2016 年进入国海证券, 从事中小市值研究 陈航, 上海交通大学上海高级金融学院全日制 MBA, 多年的大型数据中心行业从业经历,2015 年加入国海证券中小市值研究 分析师承诺 代鹏举, 本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师, 以勤勉的职业态度, 独立 客 观地出具本报告 本报告清晰准确地反映了本人的研究观点 本人不曾因, 不因, 也将不会因本报告中的具体推荐意 见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿 国海证券投资评级标准 行业投资评级 推荐 : 行业基本面向好, 行业指数领先沪深 300 指数 ; 中性 : 行业基本面稳定, 行业指数跟随沪深 300 指数 ; 回避 : 行业基本面向淡, 行业指数落后沪深 300 指数 股票投资评级 买入 : 相对沪深 300 指数涨幅 20% 以上 ; 增持 : 相对沪深 300 指数涨幅介于 10%~20% 之间 ; 中性 : 相对沪深 300 指数涨幅介于 -10%~10% 之间 ; 卖出 : 相对沪深 300 指数跌幅 10% 以上 免责声明 本报告仅供国海证券股份有限公司 ( 简称 本公司 ) 的客户使用 本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户 客户应当认识到有关本报告的短信提示 电话推荐等只是研究观点的简要沟通, 需以本公司的完整报告为准, 本公司接受客户的后续问询 本公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格 本报告中的信息均来源于公开资料及合法获得的相关内部外部报告资料, 本公司对这些信息的准确性及完整性不作任何保证, 不保证其中的信息已做最新变更, 也不保证相关的建议不会发生任何变更 本报告所载的资料 意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断, 本报告所指的证券或投资标的的价格 价值及投资收入可能会波动 在不同时期, 本公司可发出与本报告所载资料 意见及推测不一致的报告 报告中的内容和意见仅供参考, 在任何情况下, 本报告中所表达的意见并不构成对所述证券买卖的出价和征价 本公司及其本公司员工对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失概不负责 本公司或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易, 还可能为这些公司提供或争取提供投资银行 财务顾问或者金融产品等服务 本公司在知晓范围内依法合规地履行披露义务 风险提示 市场有风险, 投资需谨慎 投资者不应将本报告为作出投资决策的惟一参考因素, 亦不应认为本报告可以取代自己的 判断 在决定投资前, 如有需要, 投资者务必向本公司或其他专业人士咨询并谨慎决策 在任何情况下, 本报告中的 国海证券研究所 请务必阅读本页免责条款部分

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