本报告的信息均来自已公开信息，关于信息的准确性与完整性， 建议投资者谨慎判断，据此入市，风险自担。 请务必阅读末页声明。 电子 行业 推荐 （ 维持 ） 新三板 TMT 行业专题系列报告之二 风险评级： 中高 风险 发展“芯”技术的机遇已经来临 2020 年 4 月 28 日 魏红梅 SAC 执业证书编号 S0340513040002 电话： 0769-22110925 邮箱： whm2dgzq 研究助理：陈伟光 SAC 执业证书编号： S0340118060023 电话： 0769-22110619 邮箱：chenweiguangdgzq 行业 指数走势 资料来源：东莞证券研究所， Wind 相关报告 投资要点： 集成电路，加速人类社会进步的利器 。 在农业社会时期，世界 GDP年均增长率仅有 0.105%；从步入工业社会开始，年均增长率出现了大幅的提升达到了 1.585%和 3.908%。自大规模集成电路制造在 60年代量产以来，集成电路进入商用阶段。随着个人 PC的普及，半导体内存和微处理器得到进一步提升，推动 PC市场在 90年代进入成熟阶段； 21世纪初随着互联网的大范围推广，移动通讯时代来临，消费电子取代 PC成为集成电路产业的另一发力市场。可以说集成电路与世界经济发展密不可分。从 1998年开始的初期信息社会开始，世界 GDP增长率跃升为 6.622%，可以看出由消费 电子所引起的新一轮信息化时代对世界 GDP所做出的贡献。 趋势 一 ：中国已成全球产业重点市场，国产替代迫在眉睫。 自贸易 战开始时， CFIUS权限不断获得扩大，其他国家对美国技术企业的收购被收紧，以吸引先进技术为目的的我国对美直接投资受到限制。在核心技术受到威胁的过程，以中兴通讯和华为受到打压最为受到关注。西方国家的技术封锁政策限制了我国通过海外并购获得先进技术，但也开始倒逼中国走自主创新之路。我国在基础设施、工程师红利等方面具有优势，电子产业有望从中低端向高端进行延伸，关键领域的国产替代趋势不可避免。 趋势 二 ：摩尔定律是一个基于集成电路实际生产所得出来的结果。 随着集成电路尺寸不断减小，技术瓶颈在制约工艺的发展，当前产品换代速度已下降，因此，需要重新确认集成电路的发展方向。以小尺寸 SOC为代表的延续摩尔，以及以 SIP技术为代表的扩展摩尔，以目前的技术，相对于超越摩尔和丰富摩尔这两大方向，是较为容易突破于实现，从商业的角度业也有望实现量产。因此，从技术角度，以小尺寸 SOC为代表的延续摩尔，以及以 SIP技术为代表的扩展摩尔，将会是未来一段时间集成电路产业的发展趋势。 趋势 三 ： 5G带动新一轮集成电路下游应用爆发 。 我们认为，在 5G的契机下，将带动终端换机潮，云计算应用爆发，以及物联网应用爆发。以上三大方向将带领全球集成电路产业中的存储器 与逻辑芯片实现率先复苏。 投资建议：维持推荐评级。 以上，我们通过 三 大趋势阐述未来集成电路产业的趋势， 三 大趋势分别代表区域、技术、方向等 三 大维度。建议关注晟矽微电（ 430276.OC）等相关公司。 风险提示： 疫情问题恶化、技术推进不及预期、宏观经济出现剧烈波动、外围因素影响等。 -4 0 %-2 0 %0%20%40%60%80%1 0 0 %1 2 0 %1 9 -0 4 1 9 -0 6 1 9 - 0 8 1 9 - 1 0 1 9 -1 2 2 0 -0 2集成电路指数 沪深 300深度研究 行业研究 证券研究报告 新三板 TMT 行业专题系列报告之二 2 请务必阅读末页声明。 目 录 一、集成电路，加速人类社会进步的利器 . 4 1.1 集成电路的定义与特征 . 4 1.2 集成电路对世界发展具有重大意义 . 4 趋势一：中国已成全球产业重点市场，国产替代迫在眉睫 . 6 2.1 产业重心转向亚太地区，中国已成重要市场 . 6 2.2 集成电路需求旺盛，减税减负加速国产替代 . 7 2.3 集成电路产业链：设计业飞速发展超越封装业 . 8 趋势二：摩尔定律遭遇瓶颈，另辟蹊径看后摩尔时代发展 . 12 3.1 摩尔定律是一种基于统计的结果 . 12 3.2 三大要素制约摩尔定律发展 . 13 3.3 另辟蹊径再续摩尔定律发展趋势 . 14 3.3.1 延续摩尔 MoreMoore . 14 3.3.2 扩 展摩尔 MorethanMoore . 15 3.3.3 超越摩尔 BeyondMoore . 17 3.3.4 丰富摩尔 MuchMoore . 17 趋势三： 5G 带动新一轮集成电路下游应用爆发 . 17 4.1 储存器与逻辑芯片成回暖排头兵 . 18 4.25G 发展带动新一轮换机潮 . 18 4.35G 带动云计算应用需求上升，基础设备芯片顺势而上 . 21 4.4 物联网蛰伏等待，逻辑与存储深藏于 MCU . 22 五、投资策略 . 24 六、风险提示 . 24 插图目录 图 1：第一代电子计算机 . 4 图 2：现代集成电路板 . 4 图 3：世界 GDP 总量变化 . 5 图 4： 1986 年 -2016 年全球半导体市场按区域分布的市场占比 . 6 图 5： 2002 年 -2019 年中国集成电路产业销售额 . 6 图 6：我国集成电路进口数量与出口数量 . 7 图 7：我国集成电路进口金额与出口金额 . 7 图 8：集成电路产业链构成 . 9 图 9：中国集成电路产业各价值结构 . 9 图 10：集成电路设计产业销售额及增速情况 . 10 图 11：集成电路制造产业销售额及增速情况 . 10 图 12：集成电路封测产业销售额及增速 . 11 图 13： CPU 和 DRAM 中原件数量的增长 . 12 图 14：提高时钟频率与降低功耗的矛盾 . 13 图 15：集成电路技术节点与加工成本 . 13 图 16：集成电路后 摩尔时代发展方向 . 14 图 17：系统级封装工艺流程 . 15 图 18： 2D 与 3D 封装 . 16 图 19： SoIC 的微芯片平面图 . 16 图 20：英特尔 “Foreros”3D 封装 . 16 新三板 TMT 行业专题系列报告之二 3 请务必阅读末页声明。 图 21： 全球手机出货量情况 . 19 图 22： 5G 手机出货占比 . 19 图 23：全球各区域 5G 手机出货情况 . 19 图 24：全球云计算市场规模及增速 . 21 图 25： 产业物联网和消费物联网连接增长对比（ 2017-2025 年） . 22 图 26： MCU 架构图 . 23 表格目录 表 1：信息技术的演变进程 . 4 表 2：美国对我国两大通信企业的施压 . 8 表 3： ITRS2.0 报告部分技术路线图 . 12 表 4：部分晶圆代工厂商制程演变 . 15 表 5：预计 5G 商用运营商个数时间表 . 18 表 6：中国主流品牌手机储存（内存 +闪存）价格 . 20 新三板 TMT 行业专题系列报告之二 4 请务必阅读末页声明。 一、 集成电路，加速人类 社会 进步的利器 1.1 集成电路的定义与特征 集成电路构成持续发展。 集成电路（ Integrated Circuit， IC）是采用特定的加工工艺，按照一定的电路互联，把一个电路中所需的晶体管、电容、电阻等有源无源器件，集成在一小块半导体晶片上并装在一个管壳内，成为能执行特定电路或系统功能的微型结构。集成电路由最初的电子管 到后期的晶体管， 集成电路里的电子元件向着微小型化发展 ，同时元器件也在成倍增长。随着各种先进封装技术如铜互连、浸没式光刻、 3D 封装技术的不断涌现，集成电路已由最初加工线宽为 10 微米量级， 2018 年量产集成电路的加工技术已经达到 7 纳米。同时，作为集成电路的衬底，硅圆片早期的直径已由最初的 1in（ 约 25.4mm）增长到现在的 300mm（约 12in）。 1.2 集成电路对世界发展具有重大意义 信息交流活动是人类文明组成部分，人们在信息在共享和交换中产生价值。 进入 21 世纪，由于微电子技术的进步，液晶和等离子平板显示器逐渐取代了阴极射线管显示器，图像感知、传输和显示均在“固体”中进行，这使得移动设备传输信息成为了可能。微电子技术为人类创造了全新的信息世界，进入了从 1998 年开始的初期信息社会，使得集成电路立下了人类社会发展的进程中不可磨灭的历史功绩。 图 1： 第一代电子计算机 图 2： 现代集成电路板 资料来源： 互联网公开资料 ， 东莞证券 研究所 资料来源： 互联网公开资料 ， 东莞证券 研究所 表 1：信息技术的演变进程 起始年代 远古 17-18 世纪 19 世纪 20 世纪 21 世纪 信息记录形式 文字、回话、雕塑、结构 模拟信息 模拟信息 模拟信息 数码信息 数码信息 新三板 TMT 行业专题系列报告之二 5 请务必阅读末页声明。 信息时代带动世界 GDP 快速增长。 在农业社会时期，世界 GDP 年均增长率仅有 0.105%；从步入工业社会开始，年均增长率出现了大幅的提升达到了 1.585%和 3.908%。自大规模集成电路制造在 60 年代量产以来，集成电路进入商用阶段。随着个人 PC 的普及，半导体内存和微处理器得到进一步提升，推动 PC 市场在 90 年代进入成熟阶段； 21 世纪初随着互联网的大范围推广，移动通讯时代来临，消费电子取代 PC 成为集成电路产业的另一发力市场。可以说集成电路与世界经济发展密不可分。从 1998 年开始的初期信息社会开始，世界 GDP 增长率跃升为 6.622%，可以看出由消费 电子所引起的新一轮信息化时代对世界 GDP 所 做出 的贡献。 图 3：世界 GDP 总量变化 资料来源： 战略：生存与发展之本， 东莞证券 研究所 信息记录介质 颜料、痕迹、造型、结构 载体形变（算盘、计算尺、穿孔纸带、机械计算机） 载体形变（手摇留声机）磁场变化（钢丝、磁带、录音机）虎穴变化（照片、电影） 载体变化（光盘）磁场变化（录音、录像、磁芯、磁带、磁盘、磁鼓）电荷变化（半导体存储器、录音、录像、文字图像处理） 电荷（实时获取信息、实时存储信息、实时处理信息、实时传输信息） 信息记录载体 骨头、贝壳、石、竹、木、泥、布、纸、金属等 纸、木、金属 金属、塑料 金属、塑料、半导体 半导体 信息传输媒介 语言、文字 文字、实物 导线、电码 电磁波 电磁波 信息传输方式 口耳、人递 驿站、邮政 电话、电报 广播、电视 网络、卫星 信息处理方式 人 人、机械 机械、化学 电子管、晶体管、集成电路、软件 集成电路、软件 资料来源： 集成电路产业全书， 东莞证券 研究所 新三板 TMT 行业专题系列报告之二 6 请务必阅读末页声明。 趋势 一 ： 中国已成全球产业重点市场，国产替代 迫在眉睫 2.1 产业重心转向亚太地区，中国已成重要市场 世界集成电路重心已从欧美转向亚太地区。 1986 年， 全球半导体市场按区域分布的市场占比 区分 ，日本市场是最大的区域市场，占全球半导体市场的 39.7%，而此时亚太（除日本外）市场仅占 7.8%。 进入 21 世纪后，亚太（除日本外）市场持续保持快速增长。2000 年，日本市场占全球市场的比例下降至 22.9%，较 1986 年下降了 16.8%；与此同时 ，亚太（除日本外）地区市场 已经快速增长至 达到 25.1%的占比，成为仅次于美洲地区的第二大区域市场 ，此时，美洲和欧洲地区市场分别占全球市场 31.3%和 20.7%。 随着技术的发展，亚太地区（除日本）的半导体生产研发技术不断进步，半导体生产体系日益完善，半导体生产重心已经转 移至亚太（除日本）地区；同时，进入 21 世纪后，亚太（除日本）地区对经济水平获得快速发展，人们消费能力进一步提升，对半导体产品需求增加，因此，世界半导体市场中心也转移至亚太地区。 2016 年，亚太（出日本外）地区市场已占全球市场 61.5%，成为全球最大的半导体市场地区。 图 4： 1986 年 -2016 年全球半导体市场按区域分布的市场占比 资料来源： WSTS， 东莞证券 研究所 中国是全球重要的集成电路市场。 经过多年的改革开放，招商引资，中国的集成电路市场获得了长足的发展；同时，随着科技与经济社会的进步与发展，我国对集成电路的需求也在不断提升。 从产业的角度看， 中国集成电路设计、制造、封装测试等产业 2002-2019的年均复合增长率为 21.70%，已 由 2002年的 268.40亿元扩大到 2019年的 7562.30亿元，集成电路产业在我国仍然经历着双位数的增长 。根据 IC Insights 数据显示， 全球半导体产业市场达到 4740 亿美元，中国约占世界半导体产业的 19.57%，是全球重要的半导体产业所在地。 图 5： 2002 年 -2019 年中国集成电路产业销售额 新三板 TMT 行业专题系列报告之二 7 请务必阅读末页声明。 资料来源： WIND， 东莞证券 研究所 2.2 集成电路需求旺盛， 减税减负加速国产替代 我国集成电路产业高度依赖进口。 我国集成电路进出口规模随着电子信息产业的迅速发展和集成电路市场需求的不断增长也在快速扩大。 2008-2019 年中国集成电路进口量和进口额从 1354 亿块和 1292.6 亿美元到 4451.34 亿块和 3055.5 亿美元。 同期 中国集成电路出口量和出口额则从 2008 年的 485 亿块和 243.2 亿美元到 2019 年的 2186.97 亿块和 1015.8 亿美元。可以看出出口与进口保持了同步增长的势头，但集成电路领域整体贸易逆差绝对值仍在快速扩大，从 2008 年的 1049 亿美元贸易逆差额扩大到 2040 亿美元，可以看出随集成电路仍依赖进口。 “ 以市场换技术”不再可行，先进技术封锁倒逼国内自主创新。 自贸易战开始时， CFIUS权限不断获得扩大，其他国家对美国技术企业的收购被收紧，以吸引先进技术为目的的我国对美直接投资受到限制。除美国外，德国等国家也通过制定类似措施限制我国通过海外并购来获取先进技术，我国“以资金、市场换技术”的发展战略受到阻碍。 在核心技术受到威胁 的过程，以中兴通讯和华为受到打压最为受到关注。中兴通讯一度出现公司主要经营活动已无法进行的情况；华为方面，由于技术储备较多，因此目前尚未发布- 2 0 . 0 0 %- 1 0 . 0 0 %0 . 0 0 %1 0 . 0 0 %2 0 . 0 0 %3 0 . 0 0 %4 0 . 0 0 %5 0 . 0 0 %6 0 . 0 0 %0 亿元1 0 0 0 亿元2 0 0 0 亿元3 0 0 0 亿元4 0 0 0 亿元5 0 0 0 亿元6 0 0 0 亿元7 0 0 0 亿元8 0 0 0 亿元销售额 : 集成电路产业 销售额 : 集成电路产业 : 同比图 6： 我国集成电路进口数量与 出 口 数量 图 7： 我国集成电路 进口金额 与出口金额 资料来源： wind， 东莞证券 研究所 资料来源： wind， 东莞证券 研究所 0 百万个50000 百万个100000 百万个150000 百万个200000 百万个250000 百万个300000 百万个350000 百万个400000 百万个450000 百万个500000 百万个进口数量 :集成电路 :累计值 出口数量 :集成电路 :累计值0 亿美元5 0 0 亿美元1 0 0 0 亿美元1 5 0 0 亿美元2 0 0 0 亿美元2 5 0 0 亿美元3 0 0 0 亿美元3 5 0 0 亿美元进口金额 : 集成电路 : 累计值 出口金额 : 集成电路 : 累计值新三板 TMT 行业专题系列报告之二 8 请务必阅读末页声明。 运营活动停止的相关 公告 。 西方国家的技术封锁政策限制了我国通过海外并购获得先进技术，但也开始倒逼中国走自主创新之路。 例如，中兴通讯，加 大了研发投入，在 5G 基站芯片方面，中兴公司 7nm 工艺的芯片已经完成设计并量产，目前正在研发 5nm 工艺的5G 芯片。 我国在基础设施、工程师红利等方面具有优势，电子产业有望从中低端向高端进行延伸，关键领域的国产替代趋势不可避免。 减税减负促进集成电路产业发展。 2019 年 5 月 22 日，财政部与国家税务总局发布关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告。该政策实行“两免三减半”措施，然而，并不是所有的集成电路设计和软件产业公司有可以获得减免政策，在本次政策中提到需要符合过去的相关政策条件。因此，本次政策的发布是顺延国家一贯扶持国家核心技术产业的方针。近期，出现多起美国政府将国内科技公司列入是实体名单的事件（含已实施和计划实施）。缺乏核心技术的企业容易出现受制于人的局面。国家通过实施减免企业所得税的政策，减少集成电路设计和软件产业的 负担，促进相关企业能投入更多的研发，掌握核心技术。 2.3 集成电路产业链 ：设计业飞速发展超越封装业 半导体行业主要有三种运行模式： IDM、 Fabless、 EDA、 Foundry。 IDM 是集芯片设计、制造、封测于一身，有利于设计、制造等环节协同效应从而发掘技术潜力，是早期多数集成电路企业采用的模式。但由于公司规模庞大，管理成本较高，目前仅有极少数企业能够维持，典型代表厂商有 intel 和三星。 Fabless 是另一个直接面对市场的模式，是代指那些无生产线设计企业。通常他们初始投资规模较小，创业难度较低，转型相 对灵活从而受到大多企业的青睐，但于 IDM 相比表 2：美国对我国两大通信企业的施压 时间 事件 2018 年 4 月 16 日 美国商务部发布公告称，美国政府在未来 7 年内禁止中兴通讯向美国企业购买敏感产品。 2018 年 5 月 10 日 中兴通讯公告称，受拒绝令影响，本 公司主要经营活动已无法进行。 2018 年 6 月 7 日 美国政府与中兴通讯已经达成协议，只要后者再次缴纳 10 亿美元罚金，并改组董事会，即可解除相关禁令。 2018 年 7 月 2 日 美国商务部发布公告，暂时、部分解除对中兴通讯公司的出口禁售令。 2018 年 7 月 14 日 中兴通讯宣布“解禁了。 2019 年 5 月 3 日 在布拉格 5G 安全大会后与会各国代表发布的一份非约束性协议（布拉格提案）。 2019 年 5 月 16 日 美国总统特朗普签署了一项行政命令，宣布美国进入“国家科技紧急状态”，并禁止美国企业使用对国家安全构成风险的企业所生产的电信设备。 2019 年 5 月 16 日 美国商务部发表声明称，正将华为及其 70 家联合企业列入美方实体清单，禁止华为在未经美国政府批准的情况下从美国企业获得元器件和相关技术。 2019 年 5 月 20 日 特朗普宣布对华为的美国贸易禁令的暂缓 90 天 2019 年 5 月 22 日 芯片设计师 Arm 抛弃华为 资料来源： 互联网公开资料， 东莞证券 研究所 新三板 TMT 行业专题系列报告之二 9 请务必阅读末页声明。 无法于工艺协同优化。 EDA 是提供芯片设计工具软件的代称，而 IP 授权则是半导体设计的上游，通常设计公司无需对每个细节进行设计，可通过购买成熟可靠的 IP 方案，实现某些特定功能从而缩短开发时间。因此， EDA 公司在某种程度上属于另一种芯片设计公司。 Foundry 模式则为纯粹负责制造或封测；可以为多家 fabless 提供服务，不承担设计缺陷所带来的决策风险，但投资规模较大，维持生产线费用较高。 图 8： 集成电路 产业链构成 资料来源： 集成电路产业全书， 东莞证券 研究所 中国集成电路 设计业 销售额占比最大 。中国集成电路设计业销售额 由 2004 年的 81.5 亿元 增长到 2019 年的 3063.5 亿元， 在 2016 年以 37.93%的比重超越了封测产业，成为我国集成电路比重最大的产业， 2019 年设计业销售额占集成电路产业的 40.51%。制造业销售额从 2004 年的 181.2 亿元增长至 2019 年 2149 亿元，复合增长率为 17.93%， 在2019 年占比达到 28.42%。封装测试行业也保持着稳定增长从 282.6 亿元到 2349.70 亿元，占产业 份额则调整至 31.07%。 图 9： 中国集成电路产业各价值结构 0 . 0 0 %1 0 . 0 0 %2 0 . 0 0 %3 0 . 0 0 %4 0 . 0 0 %5 0 . 0 0 %6 0 . 0 0 %0 亿元5 0 0 亿元1 0 0 0 亿元1 5 0 0 亿元2 0 0 0 亿元2 5 0 0 亿元3 0 0 0 亿元3 5 0 0 亿元2 0 0 4 年 2 0 0 5 年 2 0 0 6 年 2 0 0 7 年 2 0 0 8 年 2 0 0 9 年 2 0 1 0 年 2 0 1 1 年 2 0 1 2 年 2 0 1 3 年 2 0 1 4 年 2 0 1 5 年 2 0 1 6 年 2 0 1 7 年 2 0 1 8 年 2 0 1 9 年销售额 : 集成电路产业 : 封装测试业 销售额 : 集成电路产业 : 制造业 销售额 : 集成电路产业 : 设计业封装测试业占比 制造业占比 设计业占比新三板 TMT 行业专题系列报告之二 10 请务必阅读末页声明。 资料来源： wind， 东莞证券 研究所 设计业 快速发展的背后需要考虑高端产品与行业集中度的问题。 芯片设计过程可以大概分为规格制定、设计芯片细节、花平面蓝图、电路布局和光罩。大多数设计公司的运营模式为根据系统整机的发展需求定义、研发和设计集成电路产品，然后通过代工厂生产，过产品销售获取收益。当前全球 IC 设计仍以美国为主导 ，但是 我国集成电路设计业近年发展迅速。 2019 年的设计业销售额达到 3063.5 亿元 ， 约为 2004 年的 37.59 倍。 2004年到 2019 年产业年均销售额复合增长率为 27.35%。 虽然我国集成电路设计业发展迅速，但是仍存问题。一方面， 集成电路产品种类齐全，但高端核心芯片缺乏。我国在核心通用芯片设计领域，如 CPU、存储器和高性能模拟芯片基础较为薄弱 目前。另一方面，中国有近 1400 家左右的设计企业，但是行业“整体实力不强”，行业集中度较低。美国头部芯片企业超过 80%的份额相比，我国前十大集成电路设计企业的销售额占比刚刚超过 30%。 图 10： 集成电路设计产业销售额及增速情况 资料来源： wind， 东莞证券 研究所 制造业发展需要时间精耕细琢。 芯片制造业提供集成电路制造服务但自身不开展产品设计。芯片制造业对资本、技术、人才要求高。尤其以重资产为主，原因是根据市场需求以及技术发展趋势，制造代工企业需大规模投资建设圆片生产线，进行工艺技术升级换代。 2004 年，我国集成电路制造产业销售额为 181.2 亿元， 2016 年集成电路制造业销售额突破 1000 亿大关， 达到 1126.9 亿元 。 2019 年，中国集成电路制造业销售额为2149.1 亿元，同比增长 18.20%， 2004-2019 年，中国集成电路制造业年复合增长率为17.93%。 目前来看， 中国大陆 的制造技术节点依然处于以中芯国际为代表的 14nm 研发工艺，与 韩国 三星和 中国台湾 台积电基本处于 7nm 量产有大概两代的差距。 图 11：集成电路制造产业销售额及增速情况 0 . 0 0 %1 0 . 0 0 %2 0 . 0 0 %3 0 . 0 0 %4 0 . 0 0 %5 0 . 0 0 %6 0 . 0 0 %0 亿元5 0 0 亿元1 0 0 0 亿元1 5 0 0 亿元2 0 0 0 亿元2 5 0 0 亿元3 0 0 0 亿元3 5 0 0 亿元销售额 : 集成电路产业 : 设计业 同比