半导体行业研究：全球半导体通膨下的机会及风险.pdf

- 1 - 敬请参阅最后一页特别声明 市场数据 (人民币） 市场优化平均市盈率 18.90 国金半导体指数 7072 沪深 300 指数 5086 上证指数 3534 深证成指 14719 中小板综指 13180 相关报告 1.半导体设备 Q1 大增 51%，订单饱满供 不应求 -半导体行业点评， 2021.6.8 2.台湾地区疫情影响点评 -台疫情加剧产能 紧张，大陆封测企业或将受 .， 2021.6.7 3.车用半导体深度报告 -自驾电动车带动的 十倍半导体增值， 2021.3.9 4.化合物半导体行业深度报告 -砷化镓本土 闭环，碳化硅等待“奇点时 .， 2021.2.28 5.新能源车快速发展，碳化硅迎来发展良 机 - 新 能 源 车 快 速 发 展 ， 碳 化 . ， 2020.12.31 郑弼禹 分析师 SAC 执业编号： S1130520010001 zhengbiyu 赵晋 分析师 SAC 执业编号： S1130520080004 zhaojin1 邵广雨 联系人 shaoguangyu 全球半导体通膨 下 的 机会 及风险 投资建议 在半导体 通膨的大趋势下，我们看好国内外半导体设备 龙头 ，晶圆代工先进 制程 龙头 ，能够成功转嫁成本 给 客户的设计公司，及 ABF 大载板， CPU Socket 龙头；但 建议 明年要 先避开高价 5G 智能手机，在家六机及大尺寸面 板， 挖矿产业链，及 三星美国厂产能回归后 的同线产品链。 综 合这些原因， 国金证券研究所估计全球半导体市场将 从今年的 20%同比增长，趋缓到 明年 的 8%同比增长 ， 全球 晶圆代工 及封测 市场从 2021 年的 20-21%营收同比增 长 趋缓 到 2022 年的 9%同比增长 ， 全球存储器市场从 2021 年的 30%营收 同比增长 趋缓 到 2022 年的 15%同比增长。 虽然 2022 年增长趋缓，但我们 持续看好新兴市场中低价位 5G 智能手机，电动 /自驾车用， AI 服务器 , AR/VR 半导体 ,内存 DRAM，及国产半导体，设备，材料替代 需求。我们首 次给予全球半导体行业 比较 保守的 “增持”评级，维持对国内半导体行业的 “买入”评级。 行业点评 半导体 长期 通膨的 机会 ： 1. 半导体芯片涨价 通膨 归因于摩尔定律趋缓， 先进 制程 微缩趋缓，芯片面积越来越大，当然良率变差， 解决方案是将大芯片拆 成小芯片大 ABF 载板架构，但芯片 消耗 面积 不会变少， 而 晶圆代工龙头 台 积电 可以将成本顺利转嫁 给 顶级客户 ，提升单价，提升营收 ； 2. 先进制程晶 圆代工涨价 通膨 也是反应新设备 35-40%的单价提升， 我们估计 资本开支 在 未来 10 年 比过去 10 年 将增加 3 倍以上， 但龙头客户 如苹果，英伟达，超 威，联发科 却 能把晶圆代工成本涨价顺利转嫁 ，甚至提升其获利率 ； 3. 虽然 明年会有些调整， 但 长期通膨涨价反应 8“及 12”成熟制程的长期缺口， 归因 于 8“旧设备，旧厂房难寻， 8” 110/130/150nm 大尺寸驱动及电源管理芯片 生产周期长 消耗 较多产能， 台积电不愿，联电 谨慎 扩产 ， 在美国实体清单的 中芯无法顺利 取得 12“成熟制程 设备。 半导体通膨后的短期风险： 1. 国内 5G 改朝换代近尾声，高价 5G 杀价时代 来临； 2. 在家六 机及大尺寸面板供应链需求将明显回落 ； 3. 三星 , NXP, 英飞 凌重启美国奥斯丁厂到全 能量 产 ， 增加相关产品供给， 冲击产业链 ，减少外 部 晶圆代工需求； 4. 虚拟货币崩盘 不单会造成挖矿 ASIC, GPU, 显卡产业链 需求转弱，矿场停工还会造成庞大二手 货 流入 GPU, 显卡市场破坏行情。 推荐组合： 艾斯麦 ASML(全球 逻辑，存储器用 EUV 光刻机独家供应商 )， 中 微公司（ 国内 EAR free 耳根清静主要受惠介质金属 刻蚀 先进 设备 龙头 ） ， 北方华创 （ 国内 EAR free 耳根清静主要受惠物理薄膜化学原子沉积设 备龙头）， 台积电（晶圆代工先进制程龙头）， 韦尔豪 威（国内手机车用摄 像头感测器龙头能转嫁晶圆代工 涨价） 。 风险提示 新冠肺炎 Delta, Delta plus 变种病毒肆虐 ， 中美 技术竞争白热化 ， 笔电 Chromebook/平板 TV 游戏机 大尺寸手机强力 需求可能无法持续 到 2022 年 ， 全球半导体 库存 可能 不降反增， 估值偏高 风险 。 5415 5787 6159 6531 6904 7276 7648 200 706 201 006 210 106 210 406 国金行业 沪深 300 2021年 07月 06日 创新技术与企业服务研究中心 半导体 行业研究 买入 （ 维持评级 ） ) 行业中期年度报告 证券研究报告 行业中期年度报告 - 2 - 敬请参阅最后一页特别声明 内容目录 一、全球半导体通膨的机会及风险 . 4 二、理由及机会 . 6 1、涨价反应摩尔定律趋缓，微缩趋缓，芯片面积持续加码 . 6 2、涨价反应新设备单价提升拉高的折旧费用 . 7 3、涨价 反应 8“及 12”成熟制程的长期缺口 . 9 三、风险 . 12 1、国内 5G 改朝换代近尾声，高价 5G 杀价时代来临 . 12 2、在家六机及大尺寸面板供应链需求将明显回落 . 13 3、三星德州奥斯丁厂重启全产能 . 14 4、虚拟货币崩跌风险 . 14 四、趋吉避凶 . 16 1、在半导体通膨的大趋势下如何趋吉 . 16 2、在半导体通膨的大趋势下如何避凶险 . 16 五、风险提示 . 17 图表目录 图表 1：晶圆代工涨价通膨趋势 . 4 图表 2：全球半导体及科技产品同比增长比较表 . 5 图表 3：新世代 x86 服务器 CPU 规格比较表 . 6 图表 4： AMD 7nm/5nm 服务器 CPU 比较表 . 7 图表 5： 3nm 的规格比较 . 7 图表 6：各制程工艺节点资本开支的变化 . 8 图表 7：全球晶圆代工业季度资本开支 . 8 图表 8：全球晶圆代工业折旧费用加速 . 9 图表 9： 8“晶圆代工供需同比增长 . 10 图表 10：全球大尺寸 LCD 驱动芯片份额 , 4Q20 . 10 图表 11：全球 8”大尺寸 LCD 驱动芯片供需缺口 . 10 图表 12：美国德州 Austin 暴风雪大停电受影响半导体厂，节点，产能，产品 . 11 图表 13：全球智能手机 AMOLED 驱动芯片份额 , 4Q20 . 11 图表 14：全球手机驱动芯片 12“晶圆代工产能 . 11 图表 15： 12“成熟制程晶圆代工供需同比增长 . 12 图表 16：摄像头感测器在台积电的制程工艺演进 . 12 图表 17：国内 5G 智能手机渗透率 . 13 图表 18：国内智能手机激活数环比同比变化 . 13 图表 19：全球新冠肺炎病号及疫情 BB ratio . 13 行业中期年度报告 - 3 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 20：全球笔电出货量预测 . 14 图表 21：全球电视需求预测 . 14 图表 22：比特币价格走势 . 15 图表 23：以太币价格走势 . 15 行业中期年度报告 - 4 - 敬请参阅最后一页特别声明 一、 全球半导体通膨的 机会 及风险 在全球 5G 智能手机增长加倍，在家六机（笔电，平板， Chromebook, LCD AMOLED 电视，游戏机，大尺寸手机）需求因疫情大增， 及在消费者大 幅减少搭乘公交及出租车 以避免染疫的心态下，全球 新车市 场即使在缺芯片 ， 部分工厂停产 的情形下 仍增长超过 20%， 我们预期 2021 年 全球半导体营收 同 比 增长将达到 20%， 全球逻辑芯片销售同比增长 18%，全球存储器芯片销售同 比增长 30%，这当然带动全球晶圆代工行业的 21%，封测业的 20%，设备业 的 27%，小芯片大载板业的 20%同比增长。 而这其中因为 摩尔定律趋缓造成 各应用领域 芯片面积加大，新设备单价提 升拉高折旧费用， 8“ 12”成熟制程 产能缺口（供不应求） 扩 大， 造成 晶圆代工， 封测， ABF 大载板业单价同比提升 5-10%，存储器单价提升 15-20%，各种制 造成本 (COGS) 提升也带动龙头 先进制程 7/5nm CPU, GPU, FPGA, 5G SoC 越卖越贵 , 而 8“ 12”成熟制程的 PMIC 电源管理芯片， 大小尺寸的 LCD/AMOLED 驱动芯片， MCU 微控制芯片， Power MOSFET/IGBT 电力功率， CIS 感测器芯片， WiFi, audio codec 音 讯， Ethernet 以太网络芯片顺势涨价反 应成本上扬 ， 来维持 甚至 提升毛利率 。 虽然 2022 年涨价 幅度应该会趋缓，但 我们认为摩尔定律趋缓造成各应用领域芯片面积加大，新设备单价提升拉高折 旧费用， 结构性的 产能缺口（供不应求）三大原因在未来 10 年将持续存在， 全球 半导体 涨价 通膨将成为长期趋势， 晶圆代工 价格 5-10%的复合增长率可期， 这将 扭转过去 数十 年的半导体 芯片及科技产品的长期跌价趋势。 图表 1： 晶圆代工涨价 通膨 趋势 来源：国金证券研究所 整理 但另一方面，因为国内 5G 智能手机改朝换代在 2021 年底已近尾声（超过 90%以上渗透率），全球 5G 智能手机 渗透率 在 2021 年底已超过 50%， 这将造 成明年高阶智能手机 品牌商在 成长趋缓的 已开发国家启动 价格战，中低阶 品牌 商强攻 新兴市场， 但每台手机半导体价值较低。加上 全球疫情在疫苗大量施打 后的 明显 趋缓 ，我们认为在家六机 （笔电，平板电脑， Chromebook, LCD/AMOLED TV, 游戏机，大尺寸手机）及大尺寸面板 供应链 的需求也将衰退 ， 而 三星将 于 2021 年 四 季度将 美国 德州奥斯丁 12“ 65/45/28/14nm 每月 10 万片 晶圆制造射频，闪存控制芯片， AMOLED 驱动芯片 , 手机感测器，及电源管理 芯片 产能全能量产 ， 加上中国互联网，中国银行业，中国支付清算三大金融协 会及四川雅安能源局，科技局 多方联手打压各种虚拟货币及挖矿业务，对矿机 产业链的影响， 这 四 个风险将 影响 2022 年 8“大尺寸驱动， 12”手机 TDDI 触 控 LCD 及 AMOLED 驱动 IC 芯片， 8/12“电源管理芯片 ，及 12” 7/5nm 先进制 程工艺在家六机 CPU, GPU, WiFi, 及 5G 芯片晶圆代工 及封测 ，及挖矿 ASIC， - 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 5,000 1Q 99 1Q 00 1Q 01 1Q 02 1Q 03 1Q 04 1Q 05 1Q 06 1Q 07 1Q 08 1Q 09 1Q 10 1Q 11 1Q 12 1Q 13 1Q 14 1Q 15 1Q 16 1Q 17 1Q 18 1Q 19 1Q 20 1Q 21 1Q 22 1Q 23 TSMC US$/12 UMC US$/12 SMIC US$/12 Hua Hong Semi US$/8 Vanguard US$/8 行业中期年度报告 - 5 - 敬请参阅最后一页特别声明 GPU， 电源管理芯片，载板，显卡制造 需求。所以我们估计 2022 年全球逻辑 芯片，尤其是手机及电脑芯片 销售同比增长将 明显趋缓，甚至衰退 ，而我们比 较看好的车用及服务器半导体芯片 及 ABF 大载板 销售 ，明年 仍有 双位数 的同比 增长 。 图表 2： 全球半导体及科技产品同比增长比较表 2020 2021E 2022E 2023E 半导体行业链 全球半导体 Global semi sales 11% 20% 8% 4% 全球逻辑芯片 logic IC sales 11% 18% 5% 5% 全球存储器 memory IC sales 11% 30% 15% 0% 全球晶圆代工营收 foundry 29% 21% 9% 11% 全球封测营收 OSAT 20% 20% 9% 8% 中国封测营收 China OSAT 15% 27% 18% 18% 全球半导体设备营收 equipment 21% 27% 6% 7% 全球大硅片营收 wafer -3% 13% 7% 6% 全球大载板营收 substrate 16% 20% 12% 12% 全球 LCD/OLED 营收 5% 37% 6% 5% 全球二次电池营收 battery 8% 42% 29% 24% 产品应用面 全球智能手机出货量 Global smartphone shipment -7% 10% 5% 3% 全球 5G 手机出货量 Global 5G smartphone y/y 2150% 122% 80% 22% 全球手机半导体营收 Global smartphone IC sales 15% 24% 12% 8% 全球电脑出货量 Global PC shipment 20% 12% -5% -10% 全球车商营收 car industry -10% 22% 8% 7% 全球车用半导体营收 car semis -4% 24% 11% 10% 全球服务器制造商营收 server 7% 9% 4% 2% 全球服务器半导体营收 server IC 10% 20% 14% 10% 来源：国金证券研究所 整理 在半导体通膨的大趋势下，我们看好国内外半导体设备龙头，晶圆代工先 进制程龙头，能够成功转嫁成本 给 客户的设计公司，及 ABF 大载板， CPU Socket 龙头；但建议明年要先避开高价 5G 智能手机，在家六机及大尺寸面板， 挖矿产业链，及三星美国厂产能回归后的同线产品链。综合这些原因，国金证 券研究所估计全球半导体市场将从今年的 20%同比增长，趋缓到明年的 8%同 比增长 ，全球晶圆代工及封测市场从 2021 年的 20-21%营收同比增长趋缓到 2022 年的 9%同比增长。全球存储器市场从 2021 年的 30%营收同比增长趋缓 到 2022 年的 15%同比增长。虽然 2022 年增长趋缓，但我们持续看好新兴市 场中低价位 5G 智能手机，电动 /自驾车用， AI 服务器 , AR/VR 半导体 ,内存 DRAM，及国产半导体，设备，材料替代需求。我们首次给予全球半导体行业 比较 保守的“增持”评级，维持对国内半导体行业的“买入”评级。 行业中期年度报告 - 6 - 敬请参阅最后一页特别声明 二、 理由及 机会 1、 涨价反应 摩尔定律趋缓，微缩趋缓，芯片面积持续加码 我们归因于造成未来半导体行业通膨 涨价 （尤其是先进制程 产品 ） 的第一 个主要原因是 过去 每 18 个月 微 缩 晶体管 1 倍的 摩尔定律 在程度上明显 趋缓 及 在时间上逐步 拉 长 ，间接造成芯片面积越来越大 及 技术演进 的 时辰延后 ，而形 成平均芯片成本及单价的提升 。 举例而言， 因为微缩趋缓，英特尔 今年二季度 推出的服务器 10nm CPU Ice Lake, 40 核心芯片面积估计超过 500mm2, 每片 12“硅片 仅仅只能 切出 100 多颗芯片 ，因为 单颗 芯片面积 太 大，良率 及成本 跟 AMD 超威 的 7nm CPU 相比， 至少有 20 个点的差异。 而英特尔 2022 明年要推出的 新一代 服务器 芯片 10nm SuperFin CPU Sapphire Rapids, 虽然 是 第一次 改用 Chiplet 架构 ，但 在整合 四 颗 372mm2芯片 （每颗芯片有 20 CPU 核心） 面积的 chiplets 后，整体 80 核心 芯片面积估计 高 达 1488mm2， 是上个世代 Ice lake 产品的三倍大左右 。 图表 3： 新世代 x86 服务器 CPU 规格比较表 Intel AMD Product name Ice Lake Sapphire Rapids Milan/Zen 3 Genoa/Zen 4 制程节点 10nm+ 10nm SuperFin 7nm EUV 5nm EUV Poly pitch 栅极间距 54nm N.A. 56nm 48nm 金属间距 MP 36nm N.A. 36nm 28nm 核心数 32-40 cores 56-80 cores 8x8 64 cores 12x8 96 cores 线程数 64-80 Threads 112-160 Threads 128 Threads 192 Threads 核心芯片面积 550-600mm2 372mm2 x 4 chiplets: 1488mm2 74mm2x8 chiplets: 592mm2 69mm2 x 12chiplets: 828mm2 量产时点 2Q21 2Q22 2Q21 2Q22 存储器通道数 8x DDR 4-3.2Ghz 8x DDR 5 8x DDR 4-3.2Ghz 12x DDR 5-5.2Ghz DRAM 密度 /CPU 128MBx8x2=2TB 128MBx8x2=2TB 128MBx8x2=2TB 128MBx12x2=3TB PCIE Gen 4/5 64x PCIE G4 80 x PCIE G5 128x PCIE 4 128x PCIE 5 DDR DDR 4 3200MT/s DDR 5 4800MT/s DDR 4 3200MT/s DDR 5 5200MT/s TDP 250-270W 270-350W 280W 320W Socket LGA 4189 LGA 4677 LGA 4094 LGA 6096 来源：国金证券研究所 整理 即使是 AMD 超威从 7nm 服务器芯片 Milan 微缩 到 5nm Genoa, 因为 微缩 有限又 加入更多晶体管 ， 面积 从 8 芯 64 核 592mm2 CPU 核心 芯片 面积 大幅 增 加 40%到 12 芯 96 核 828mm2 CPU 核心 芯片 面积，但每颗 8 核心芯片 面积 只 有从 74mm2微缩 7%到 69mm2。 所以虽然 I/O 控制芯片从 GlobalFoundries 的 14nm 416mm2 面积，微缩到台积电 6nm 的 263mm2, 但 整体 芯片面积 (加总 CPU 核心 芯片 及 I/O 控制芯片 ) 还是 增加了 8 个点 ， ABF 大 载板面积也因为需 要更多的接脚 数 （ Socket 脚数从 7nm LGA 4094 到 5nm LGA 6096） , 至少 增 加了 20%的面积。 行业中期年度报告 - 7 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 4： AMD 7nm/5nm 服务器 CPU 比较表 来源： AnandTech, ExecuFix，国金证券研究所 台积电 虽然于 2021 年 6 月技术论坛中宣布将在 2022 年下半年量产 3nm, 70%逻辑密度的微缩，并 宣布 比 5nm 多一倍的流片，但我们看到的是 量产时辰 延后，微缩趋缓，及主流客户放缓脚步使用台积电的先进制程。就量产时辰延 后而言， 台积电是于 2018 年二季度量产 7nm， 时隔 24 个月 于 2020 年二季度 量产 5nm, 但这次要时隔 27-30 个月于 2022 年下半年才能量产 3nm。 而 70% 的逻辑密度的微缩也明显低于 过去 , 就 16nm 到 10nm, 逻辑密度的微缩是 110%， 7nm 到 5nm 的微缩是 80-90%。 而 因为量产延后 无法及时拿到足够的 3nm 产能 ，我们认为台积电的主要先进制程客户苹果 最多 只能将台积电的 3nm 的代工 应用处理器 芯片 用在两个型号的手机， 或根本 不 用， 当台积电 3nm 制 程工艺不再被苹果所独占， 这足以解释为何台积电 能看到 3nm 比 5nm 多一倍 的 新 产品 流片 ，但产品种类多，并不代表整体数量营收多 。 图表 5： 3nm 的规格比较 来源： 台积电 ，国金证券研究所 2、 涨价反应 新设备单价提升拉高 的 折旧费用 我们归因于造成未来半导体行业通膨涨价（尤其是先进制程产品）的第 二 个主要原因是 台积电涨 晶圆代工 价 格来 反应新设备单价提升拉高的折旧费用。 根据 International Business Strategies (IBS) 的研究， 10nm 以前的制程工艺， 每个新节点的 资本开支比前一个节点的资本开支多 20-25%，但 10nm 以后， 每个新节点的资本开支比前一个节点的资本开支多 35-40%，这也表示每过 6 年， 隔 3 个制程技术节点， 投资同 样的 设备 产能 50,000 片每月 ， 资本开支就 会增加达 1.5 倍， 我们认为 新节点的资本开支大幅提升的主要原因为： 1. ASML 艾斯麦每台高达 1.5 亿美元的 EUV 光刻机 的采购 比重提升 ，未来新机型 甚至会超过每台 2 亿美元 ； 2. 先进制程 PVD 物理薄膜沉积， CVD 化学沉积， 行业中期年度报告 - 8 - 敬请参阅最后一页特别声明 ALD 原子沉积 , 刻蚀 , 离子植入 , 抛光机台 因精密度提升， 组装零件越来越多， 设备 就 越变越复杂 ，成本就越来越高 。 再 配合 2010 年的 4G 手机及 2020 年的 5G 手机及智能 AI 服务器的推出， 我们看到 2010-2020 年的全球晶圆代工资本开支是 2000-2010 年的 3 倍以上， 我们 并且预测 2020-2030 年 及 2030-2040 年 的资本开支 大约都 是过去 10 年的 3 倍 ，甚至 4 倍 以上 ，而台积电 当然是 投 10/7/5/3nm 制程工艺的龙头晶圆代工 业者，为了成功的将 每年增加 10-15%的 折旧 费用 转嫁 給 客户 ， （ 估计台积电 折 旧 费用 占先进制程的营业成本 高 达 70%以上 ）以确保 有足够的现金流继续领头， 及维持 最先进制程工艺 的毛利率 在量产两年后 达 50%，台积电 每隔近两年 就 必 须 拉高 最 先进制程工艺 节点 晶圆 代工价格 比前一个节点高个 20-30%及 每年拉 高整体平均代工单价 5-10%，也 就不足为奇了。 图表 6： 各制程工艺节点资本开支的变化 图表 7： 全球晶圆代工业季度资本开支 来源： International Business Strategies, IBS, 国金证券研究所 来源：国金证券研究所 整理 当台积电每隔近两年（ 5nm 到 3nm 需要 2.5 年的间隔）拉高最先进制程 工艺节点晶圆代工价格比前一个节点高个 20-30%及每年拉高整体平均代工单 价 5-10%， 台积电能拿到其先进制程产能的 龙头客户 如苹果，超威，英伟达， 联发科 当然 会 想办法 广告 及推销 其新推出的芯片 使用最先进 如 3nm 制程 , 可以 比 5nm 提升速度 10-15%，减少耗电 25-30%，减少每个晶体管的面积 达 70% 的种种好处，然后尽力 转嫁成本的提升 ，进而带动整个行业链的半导体通膨 ， 我们甚至观察到有些龙头客户新产品单价提升高于晶圆代工成本提升， 不但对 营收增速有帮助，甚至 造成毛利率 增加 ， 幅度 明显优于台积电的涨价反应成本 ， 台积电 却仅能勉强维持整体毛利率 ，这当然 让这些龙头客户趋之若鹜，全力要 求台积电持续投入大量的资本开支在新制程工艺节点 。 17% 23% 28% 20% 32% 35% 35% 36% 38% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 0 5 10 15 20 25 50k/m capacity in US$bn Node over node - 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 1Q 99 2Q 00 3Q 01 4Q 02 1Q 04 2Q 05 3Q 06 4Q 07 1Q 09 2Q 10 3Q 11 4Q 12 1Q 14 2Q 15 3Q 16 4Q 17 1Q 19 2Q 20 3Q 21 Quarterly foundry capex in US$mn 行业中期年度报告 - 9 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 8： 全球晶圆代工业折旧费用加速 来源：国金证券研究所 整理 3、 涨价反应 8“及 12”成熟制程的 长期 缺口 我们归因于造成未来半导体行业通膨涨价（ 这里指的是 8“ 12”成熟 制程 产品）的第 三 个主要原因是 8“及 12”成熟制程的晶圆代工缺口 长期缩窄不易 。 就 8“而言，我们归纳出 五 个 主要 原因 造成 8“晶圆代工业者扩产不容易 ，未来几 年 产能 复合增长率 可能仅 有 5-6，除了明年因在家六机需求趋缓将影响 8”大 尺寸面板驱动芯片 及电源管理芯片需求 将短期 向下调整， 加上 NXP 及 Infineon 美国德州 Austin 厂 恢复全能量产后减少对 8“晶圆代工的需求，这将 造成明年 8“供 需 缺口从今年的 10 多个点，到明年 的 供需平衡 外，估计从 2023 年开始， 预期 8”供需缺口又将扩大 。 1. 因为 8“旧设备 及旧厂房 难寻 ，所以 今年四月 8“晶圆代工大厂 世界先进 花 了 9.05 亿 台币 买了友达旧的 LCD L3B 厂房及厂务设施， 准备改装 ； 2. 如果 用 12”设备 做 8“制程工艺 ， 产品的折旧及光掩膜费 用 将 过高 ； 3. 设备商 也因客户采购及折旧费用 过 高不愿 重启 8”新设备生产 线 ，目前 全 球 8“旧设备平均每片晶圆折旧费用 只有 50 美元，占营业成本不到 20%， 如果代工厂 全部 采购新设备 ， 未来五年 每片晶圆折旧费用将超过 一倍以 上，占营业成本将超过 50%； 4. 盖全新 8“厂 房及洁净室 也会造成折旧费用 过高 ； 5. 当 需求集中需要更多 处理 层数，较长 生产 周期 的 110nm, 130nm, 150nm 电源管理及大尺寸 LCD 驱动芯片 ， 也 等于变相减少产能 ； - 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 5,000 1Q99 1Q00 1Q01 1Q02 1Q03 1Q04 1Q05 1Q06 1Q07 1Q08 1Q09 1Q10 1Q11 1Q12 1Q13 1Q14 1Q15 1Q16 1Q17 1Q18 1Q19 1Q20 1Q21 1Q22 1Q23 Top foundries dep in US$mn 行业中期年度报告 - 10 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 9： 8“晶圆代工供需同比增长 Y/Y 4Q19 4Q20 4Q21 4Q22 4Q23 TSMC Total 0% 4% 5% 9% 8% UMC Total 0% 7% 5% 1% 1% Vanguard Total 1% 17% 4% 5% 5% PSMC 力积电 Total 4% 13% 18% 0% 15% SMIC Total 8% 7% 11% 13% 7% Hua Hong 华虹 Total 2% 0% 3% 2% 5% Global 8“ supply 2% 7% 6% 6% 6% TSMC Total -14% 14% 15% 0% 10% UMC Total -10% 5% 12% -3% 5% Vanguard Total -6% 21% 13% 0% 10% PSMC 力积电 Total -8% 26% 18% -5% 5% SMIC Total -6% 2% 15% 0% 10% Hua Hong 华虹 Total -1% -3% 10% -3% 5% Global 8” demand -8% 11% 14% -2% 8% 来源： 各公司 财报 ， 国金证券研究所 我们以 占整体 8“晶圆代工近 20-30%的 大尺寸 LCD 驱动芯片 需求 来分析， 其 主要需求 是 被 全球新冠肺炎 疫情 扩大所 带动 的在家上班，上课，游 乐需要而 提前 采购的 笔电， Chromebook, 平板 电脑 ，大尺寸手机，及 LCD TV 等消费性 电子产品，而这些不同种类的大尺寸 面板 都需要大尺寸驱动芯片来驱动 ， 至于 驱动芯片的数量主要跟解析度有关，一般 FHD Full High Definition 1920 x1080 像素需要 6 颗驱动芯片， UHD Ultra High Definition 3840 x2160 像素需要 12 颗， 8K UHD 需要 24 颗 ， 而 因为 8K UHD LCD AMOLED TV 及 4K UHD 笔 电在 2021 年上半年热销 并 用掉更多的大尺寸驱动芯片 ，造成 Omdia 市场研究 机构 低估 今年二季度 缺口 近 15 个点 。但 从六月份开始 北美 TV 市场因疫情趋缓 后明显下滑， 我们估计全球 8“大尺寸驱动芯片供需缺口将 从三季度开始 逐季缩 窄，再加上 明年因 全球疫苗大量施打而 疫情趋缓，估计将造成 2022 年 全球电 脑（笔电，桌机， Chromebook, 平板） 及 LCD/AMOLED TV 需求衰退 10-20 个点， 而 这些产品所使用的大尺寸驱动及电源管理芯片估计至少 占 50%的 8“产 能 ， 但 车用功率芯片 MOSFET, IGBT, Super Junction 还是相对强劲，我们估计 明年 8”晶圆代工需求将同比衰退 2 个点， 造成明年 8“晶圆代工供需缺口从今 年的 10 多个点，到明年的供需平衡。 图表 10： 全球大尺寸 LCD 驱动芯片份额 , 4Q20 图表 11： 全球 8”大尺寸 LCD 驱动芯片供需缺口 来源： Omdia，国金证券研究所 来源： Omdia，国金证券研究所 不同于 8“ 晶圆代工 供需缺口 的原因 ， 全球 12“晶圆代工 今年二季度的供需 缺口 扩大 主要系 因为 三星 美国德州 Austin 厂年初因为暴风雪大停电，让三星 Novatek 24.9% Himax 13.4% Raydium 8.9% SiliconWorks 13.2% Samsung 13.6% FocalTech 1.0% Fiti 9.5% DB HiTek 3.7% Ilitek 1.0% ESWIN 3.4% Chipone 4.0% Solomon 1.3% Parade0.6% Others 1.6% -25% -20% -15% -10% -5% 0% 5% 10% 2020Q1 2020Q3 2021Q1 2021Q3 3Q20 Glut% forecast 4Q20 Glut% forecast Glu t (u nit: % ) 行业中期年度报告 - 11 - 敬请参阅最后一页特别声明 LSI 部门 一方面 跟友商 积极争取 12“ 14/28/45/65nm 晶圆代工 产能，三星电子 另一方面 从其他 龙头 供应商 扩大采购 14nm RF 射频 , 3D NAND 控制芯片， 28nm AMOLED 手机驱动及 CIS 摄像头感测 芯片， 当然 还有 45/65nm 的 手机 电源管理芯片 ，这些 龙头 芯片设计公司当然也 要去 争取更多 14/28/45/65nm 成 熟制程晶圆代工产能 ， 而 这重复下单 造成 短期 庞大 的 供需缺口 。 图表 12： 美国德州 Austin 暴风雪大停电受影响半导体厂，节点，产能，产品 companies 公司 node, 节点 Capacity 月产能 应用 Applications Samsung S2 Austin 14nm 50k Apple, Xiaomi RF NAND controller 28nm 35k Apple/O/V/X AMOLED DDI smartphone CIS 45/65nm 15k PMIC 电源管理 NXP 8 90/180nm 15k MCU, PMIC, CIS Infineon Fab 25 8 65/900nm 30k MCU, Power 来源：国金证券研究所 整理 图表 13：全球 智能手机 AMOLED 驱动芯片份额 , 4Q20 图表 14：全球 手机驱动芯片 12“晶圆代工产能 来源： Omdia，国金证券研究所 来源： Omdia， 国金证券研究所 但 明年因 5G 手机在国内渗透率已超过 90%，全球渗透率将超过 50%， 预 期 全球 智能手机市场将趋缓到 5 个点同比增长， 这 将 造成 2022 年 12“ LCD DDI 驱动芯片，摄像头感测器，手机电源管理芯片需求 增长 力道 趋缓 ， 如果再 加上 三星 美国德州 Austin 厂 在今年四季度 将 每月近 10 万片的产能（占全球近 10%的 12“成熟制程份额） 恢复 全能量产后 ，三星 LSI 明年 将 减少对 12“ 成熟 制程 外部 晶圆代工的需求， 三星电子 也 将 减少主要供应商 14nm RF 射频 , 3D NAND 控制芯片， 28nm AMOLED 手机驱动 ， CIS 摄像头感测芯片， 及 45/65nm 的手机电源管理芯片 的 采购 订单 ，这将 造成明年 12“供需缺口从今年 的 10 多个点，到明年的 小幅供过于求 。 但 不同于 8“晶圆代工扩产不易的原因， 全球 12“晶圆代工扩产缓慢有其他不同的原因，未来几年产能复合增长率可能 也 仅有 8-10， 12“成熟制程 晶圆代工价格虽然无法像 8“及 12”先进这么 强，但 也算 稳定 。 我们归纳出 四 个主要原因造成 12“晶圆代工业者扩产缓慢 ： 1. 台积电因为想 让 客户使用其 之前大幅投资的 N 3 10nm, N 4 16nm 所 空出 来的产能，而 不愿意扩 充 28-90nm 的成熟制程 ，所以这两年都靠着去瓶颈工程 来增加 12“ 28-90nm 成熟制程产能 ，而台积电也要等到 2023 2024 年才能 让 中国南京厂 加 到每月 8 万片的 28nm 产能 ； 2. 联电 因担心 12“需求 不稳定而 谨慎 扩产，最近 跟 9 家龙头客户签 长期 产能保 证付款 合 约 ； Synaptics 1% Novatek3% Samsung 61%Raydium 5% MagnaChi p 15% Siliconwork s 11% DB Hitek 2% Viewtrix 1.5% 0 20 40 60 80 100 120 140 2020Q1 2020Q2 2020Q3 2020Q4 2021Q1 2021Q2 2021Q3 2021Q4 UMC TSMC PSMC Nexchip Samsung SMIC HLMC others 行业中期年度报告 - 12 - 敬请参阅最后一页特别声明 3. 中芯国际因被放入美国 商务部 实体清 单 ，采购 12”半导体设备不易，除了 12“先进制程扩产困难，今年 12“ 40/28nm 成熟制程工艺产能也仅能增加每月 1 万片产能 ； 4.合肥晶合今年底将有每月 6 万片 产能 ，但因 LCD TDDI 触控驱动芯片制程技 术还停留在 80 90nm, 所以产能 被限制于制造 HD TDDI 而非更先进的 FHD TDDI （ FHD Full High Definition 1920 x1080 像素 ）。 图表 15： 12“成熟制程 晶圆代工供需同比增长 Y/Y 4Q19 4Q20 4Q21 4Q22 4Q23 TSMC Total 0% 3% 3% 3