晶圆代工行业密码.pdf

晶圆代工行业密码首席电子 分析师 : 贺茂飞执业证书编号 : S0020520060001e-mail ： hemaofeigyzq证券研究报告2020年 7月 14日请务必阅读正文之后的免责条款部分核心观点台积电制胜关键（ 1） 纯代工策略 。 在上世纪 80-90年代 ， 台积电和联电是全球晶圆代工双雄 ， 台积电专注于晶圆代工模式 ， 联电在早期兼做晶圆代工及自有芯片设计业务 。 在 90年代 ， 台积电一骑绝尘 ， 逐步拉大相对联电的领先优势 。 摒弃向上游芯片设计延伸业务 ， 专注于晶圆代工生产环节是台积电制胜关键 。（ 2） 规模领先策略 ， 在各个制程节点上率先获得规模效应 。 在单个制程节点率先实现规模效应 ， 降低运营成本 、设备材料成本 、 研发成本 。（ 3） 创新驱动 ， 新制程竞赛中保持领先优势 。 摩尔定律下 ， 半导体制程节点每 18个月向前演进一代 。 公司沿着摩尔定律曲线不断开发出新制程节点 。行业格局变迁（ 1） 在 10纳米及以下 ， 晶圆代工市场参与企业数量减少 ， 目前仅有台积电 、 三星等参与 。 随着竞争强度减弱 ，10纳米及以下的盈利格局有望得到改善 。（ 2） 台积电在先进制程竞赛中逐渐显现出优势 ， 在 5纳米 、 3纳米节点有望拉大对三星 、 英特尔等的领先优势 。（ 3） 随着摩尔定律演进到 14纳米以后 ， 单个制程节点的研发费用 、 建厂成本大幅上升 。 中芯国际是全球仍在持续投入先进制程领域的少数企业之一 。晶圆代工行业景气度如何（ 1） 晶圆代工行业处于高景气度 。 2020年 6月 ， 台积电单月收入达 287亿元 ， 同比增长 41%， 环比增长 29%， 晶圆代工产业处于高景气度 。（ 2） 受益于晶圆代工转单趋势 ， 中芯国际在 19Q4、 20Q1连续保持产能满载 ， 产能利用率分别为 98.8%、 98.5%。2请务必阅读正文之后的免责条款部分核心观点中芯国际成长机遇（ 1） 摩尔定律放缓 ， 中芯国际有望缩短半导体制程竞赛差距 。 在过去 20年 ， 台积电保持全球第一地位 ， 核心原因在技术垄断 、 产能规模效应两方面的统治性优势 。 摩尔定律放缓 ， 更有利于中芯等后来者追赶领导者 。（ 2） 中芯国际加速产能扩张 ， 规模优势逐步强化 。 先进制程的高研发成本 、 高建厂成本不会阻止中芯国际向科技前沿进军的决心 。 过去十年 ， 中国大陆在电子终端系统领域获得了飞速的发展 ， 在全球占据一定的市场份额 ，我们认为本土半导体产业将获得与下游终端相匹配的市场份额 。（ 3） 产能持续满载 ， 公司处于高景气度周期 。 中芯国际 20Q1产能利用率达 98.5%， 晶圆代工产业处于高景气度 ，有望持续保持产能满载 。投资建议：关注晶圆代工板块性投资机会（ 1） 中芯国际：中国大陆晶圆代工龙头企业 。 展望未来 ， AI、 5G、 IoT提供增长新引擎 ， 传统制程的需求持续扩张 ， 同时中美贸易摩擦有望带来转单效应 。 14纳米是晶圆代工产业分水岭 ， 14纳米制程的市场空间 、 竞争格局远远优于 28纳米制程 。 在 14纳米及以下制程节点 ， 公司迎来价值扩张 、 格局改善共振机遇 。（ 2） 华虹半导体：大陆最赚钱的特色工艺代工企业 。 在 IGBT、 MOSFET、 嵌入式存储领域 ， 公司晶圆制造的技术实力 、 产能规模处于国内领先地位 。 过去五年公司始终保持高盈利能力 ， 利润率达 15-20%， 是中国大陆最赚钱的晶圆代工企业 。（ 3） 华润微：功率 、 模拟工艺代工头部企业 。 公司是中国大陆第三大晶圆代工企业 ， 在模拟 、 功率 、 MEMS等晶圆代工领域处于国内领先地位 。（ 4） 三安光电：化合物半导体代工龙头 。 公司全资子公司三安集成是中国大陆化合物半导体代工龙头企业 。 产品覆盖砷化镓 、 氮化镓晶圆代工 。3请务必阅读正文之后的免责条款部分目录41. 台积电现状及成长历史回顾2. 台积电制胜关键：坚持纯代工策略3. 台积电制胜关键：规模领先4. 台积电制胜关键：先进制程竞赛保持领先5. 晶圆代工市场格局变迁6. 全球晶圆代工景气度如何7. 中国大陆本土晶圆代工企业的成长机遇 中芯国际 :中国大陆地区最大晶圆代工厂 华虹半导体：特色工艺龙头厂商 华润微：中国本土功率半导体 IDM龙头企业 三安光电：化合物半导体代工龙头8. 投资建议及风险提示请务必阅读正文之后的免责条款部分台积电 33年成长历史回顾台积电是全球规模最大 、 技术最领先的纯晶圆代工龙头企业 。 台湾积体电路制造公司 （ 简称台积电 ） 1987年成立于台湾新竹科学园区 ， 开创专业集成电路制造服务商业模式 ， 是全球最大的纯晶圆加工制造企业 。目前公司业务遍布北美 、 欧洲和亚洲 ， 在中国台湾 、 大陆以及美国拥有 14座晶圆代工厂 ， 员工总数超过4.8 万名 。2019年全球晶圆代工行业的市场规模约 654亿美元 ， 其中台积电营收 346亿美元 ， 市占率高达 52.7%；2020Q2公司营收达 101亿美元 ， 较 2019年同比增长 30.4%， 远高于行业竞争对手三星和格芯 ， 其中三星营收 36.78亿美元 ， 同比增长 15.7%；格芯营收 14.52美元 ， 同比增长 6.9%。资料来源： TrendForce,国元证券研究中心图： 2020Q2全球晶圆代工市场格局51.5%18.8%7.4%7.3%4.8% 10.2%TSMCSamsungGlobalFoundriesUMCSMIC其它5表：台积电是全球前 10的科技上市公司排名 代码 公司 市值 营收 净利润 研发费用 研发费用率 行业 地区1 MSFT US 微软公司 1579.3 110.4 28.5 14.7 13.30% 软件 美国2 AAPL US 苹果 1615.4 265.6 59.3 14.2 5.40% 科技硬件 美国3 AMZN US 亚马逊 1496.4 232.9 10.1 28.8 12.40% 互联网 美国4 GOOGL US 谷歌 1013.8 136.8 30 21.4 15.70% 互联网 美国5 FB US FACEBOOK 525.5 55.8 22.1 10.3 18.40% 互联网 美国6 BABA US 阿里巴巴 686.2 37.8 10.1 5.6 14.70% 互联网 中国7 700 HK 腾讯控股 660.1 47.3 9.6 3.3 7.10% 互联网 中国8 005930 KS三星电子 354.3 217.6 39.2 16.9 7.80% 半导体 韩国9 2330 TT 台积电 314.8 34.2 11.8 2.8 8.30% 半导体 中国台湾10 INTC US 英特尔 246.9 70.8 21.1 13.5 19.10% 半导体 美国资料来源：彭博， wind，国元证券研究中心。 *注：更新于 2020年 7月 8日请务必阅读正文之后的免责条款部分0500100015002000250030003500-100%-50%0%50%100%150%200%0500010000150002000025000300003500040000台积电营业收入 台积电净利润营业收入增长率 净利润增长率台积电 33年成长历史回顾a 1994至今，台积电市值增长 97倍，营收增长 55倍，净利润增长 39倍 1994年上市以来市值成长近 97倍 ， 近十年 CAGR为 11%， 超行业平均增速 7pcts。 2019年公司营收达到10,700 亿新台币 （ 折合 346.3亿美元 ） ， 较 1994年增长近 55倍；净利达到 3,453亿新台币 ， 较 1994年增长近 39 倍 。 最近 10年营收复合增速为 11%， 毛利率维持在 50%左右 ， 行业领先的制程技术和稳定的盈利能力推动市值持续上升 。资料来源：台积电年报，国元证券研究中心图：台积电营收及净利润（百万美元）资料来源： Bloomberg， wind，国元证券研究中心图：台积电市值曲线（亿美元）打败三星代工苹果 A87nm量产28nm量产90nm量产0.13m铜制程65nm量产 7+EUV量产6请务必阅读正文之后的免责条款部分台积电 33年成长历史回顾1985 2014 2015 2016 2017 20191997纽交所上市10nm量产1994台交所上市 7nm量产 张忠谋退休2018 台积电成立 张忠谋出任董事长兼 CEO打败三星独家生产苹果 A8处理器2005蔡力行接任张忠谋出任 CEO2009蔡力行裁员引发劳资纠纷 ，张忠谋回任 CEO2013张忠谋辞去 CEO职务苹果 A9 订单 台积电三星六四分 16nm量产2007与 ASML合作开发成功推出第一台浸没式光刻机7+EUV量产台积电独获苹果 A9 订单7b 台积电重大事件 晶圆代工开创行业先河 ， 深耕领先制程成就行业龙头 。 台积电在张忠谋先生的带领下逐渐成长为晶圆制造行业龙头 ， 创立之初便制定了有别于当时行业主流 IDM模式的纯晶圆代工战略发展方向 。 通过精细化分工 ， 公司可以将更多资源投入到领先制程的开发中 ， 为全球 IC设计类客户提供更专业 、 更便捷的制造服务 ， 为客户节约大量时间成本 ， 迅速抢占市场份额 。 公司成长历程的几个重要时点： 1） 与 ASML合作开发出第一台浸没式光刻机 ， 突破光刻限制巩固市场地位； 2） 打败三星拿下苹果 A8处理器的全部订单 ， 赚取丰厚的回报； 3） 实现 16nm工艺量产 ， 追赶并逐渐超过英特尔 。资料来源：台积电官网，国元证券研究中心图：台积电历史沿革请务必阅读正文之后的免责条款部分目录81. 台积电现状及成长历史回顾2. 台积电制胜关键：坚持纯代工策略3. 台积电制胜关键：规模领先4. 台积电制胜关键：先进制程竞赛保持领先5. 晶圆代工市场格局变迁6. 全球晶圆代工景气度如何7. 中国大陆本土晶圆代工企业的成长机遇 中芯国际 :中国大陆地区最大晶圆代工厂 华虹半导体：特色工艺龙头厂商 华润微：中国本土功率半导体 IDM龙头企业 三安光电：化合物半导体代工龙头8. 投资建议及风险提示请务必阅读正文之后的免责条款部分47%23%7%6%17%TSMC UMC CharteredSMIC Others52.7%17.8%8.0%6.8%4.3% 10.4%TSMC SamsungGlobalFoundries UMCSMIC 其它台积电制胜关键：首创并坚持纯代工策略a 台积电纯粹代工策略 1987年台积电成立 ， 是世界上第一家专注于晶圆代工的集成电路制造企业 。 建立晶圆厂造价高昂 ， 并且晶圆生产的附加值不高 。 如果将晶片的设计和制造分开 ， IC设计公司便能集中资金与人力在电路设计和销售上 ， 而晶圆代工厂则可以同时为多家 IC设计公司提供服务 ， 尽可能提高其生产线的利用率 。 台积电自身并不从事 IC设计 ， 是一家纯粹的晶圆代工企业 ， 能替各家 IC设计商量身定做制造流程 ， 并严格保守客户机密 ， 开创了世界晶圆代工行业 。 1993年台积电获得英特尔 ISO 9001认证 ， 生产能力得到世界级肯定 ， 晶圆代工行业逐渐被世界接纳 。 2000年台积电 “ 群山计划 ” ： 给 五 家使用先进制程的 IDM大 厂 量身定做 技术支撑计划 ， 适应每家企业不同需求 。 这一计划巩固了台积电与大客户的关系 ， 保持台积电在市场份额上的领先地位 。资料来源： 台积电 年报，国元证券研究中心图： 2004年市场份额资料来源： IC insight，国元证券研究中心图： 2019年市场份额51.5%18.8%7.4%7.3%4.8% 10.2%TSMC SamsungGlobalFoundries UMCSMIC others资料来源： IC insight，国元证券研究中心图： 2020Q2年市场份额9请务必阅读正文之后的免责条款部分台积电制胜关键：首创并坚持纯代工策略b 纯代工策略下，台积电获得 Fabless设计巨头的持续支持 Foundry与 Fabless公司互利共赢 ， 纯晶圆代工路线服务全球客户 。 台积电客户遍布全球 ， 产品种类众多 ， 在半导体产业的各个领域表现突出 。 公司客户覆盖全球众多 IC设计公司 、 系统公司 、 整合元件制造商等 ， 更是和各设计巨头合作紧密 。 公司近几年大客户有如：苹果 、 AMD、 高通 、 博通 、 英伟达 、 海思 、 联发科 、 TI、 索尼等 。 因为代工企业和行业发展联系紧密 ， 充分享受新兴市场初期高速增长红利 。 近年来公司的先进制程应用主要为高性能计算和消费电子领域 ， 包括 CPU、 GPU、 ASIC、 FPGA等芯片 ， 对应下游包括智能手机 、 个人电脑 、 服务器 、 矿机等 。台积电未来有望继续享受 AI、 IOT、 汽车电子等新兴应用所带来的发展动能 。表：台积电客户变化2000 2005 2011 2015 2017 2018高通 高通 高通 苹果 苹果 苹果英伟达 英伟达 英伟达 英伟达 英伟达 英伟达Altera Altera Altera 高通 高通 高通摩托罗拉 博通 AMD 海思 海思 海思德州仪器 美满电子 博通 博通 博通 博通飞利浦 NXP 美满电子 联发科 联发科 联发科意法半导体 飞利浦 联发科 美满电子 美满电子 美满电子亚德诺 亚德诺 AMD AMD AMD德州仪器 德州仪器 德州仪器 德州仪器索尼 索尼 索尼比特大陆资料来源：公开资料整理，国元证券研究中心表：各公司主要客户产品举例客户 产品型号 终端用途苹果 苹果 A8处理器 iPhone6S/6S Plus高通 高通骁龙 810 小米 Note顶配版海思 海思麒麟 950 华为 mate8AMD GPU、 CPU RDNA 2显卡比特大陆 BM1391芯片 S15矿机联发科 天玑 1000 OPPO A92s资料来源：公开资料整理，国元证券研究中心10