半导体研究专题一：从三个维度看芯片设计.pdf

请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 海外市场研究 Page 1 证券研究报告 海外市场研究 港股 /电子元器件 Table_IndustryInfo 半导体 研究 专题 一 2019 年 10 月 30 日 Table_BaseInfo 一年该行业与 恒生指数、标普 500、纳指 走势比较 相关研究报告： 国信证券 -体育用品行业阿里线上 2019Q3销售数据 2019-10-14 港股 10 月投资策略：美国 QE 的前兆？ 2019-10-09 港股 9 月投资策略：预期扭转，价值凸显 2019-09-05 港股 8 月投资策略：迎接反弹 2019-08-12 国信证券 -体育用品行业阿里线上 2019Q2销售数据 2019-07-03 证券分析师：何立中 电话： 010-88005322 E-MAIL： helzguosen 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980516110003 独立性声明： 作者保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于本人的职业理解，通过合理判断并得出结论，力求客观、公正，其结论不受其它任何第三方的授意、影响，特此声明。 Table_Title 海外市场专题 从 三个维度看 芯片设计 生态 角度 ：合作伙伴、底层架构、高级人才、 EDA 软件 技术的发展是从点到面，逐渐复杂。产业的发展也是从单一点突破，最后形成上下游产业链。伴随着技术变复杂和产业链延伸，市场形成稳定的生态结构，外来者想进入就变得更加困难。对于芯片设计来说， EDA 软件、底层架构、合作伙伴与客户、 高端 技术人才是芯片设计的四大生态壁垒 。 业绩 角度 ： 倒金字塔结构对后来者不利 芯片市场是倒金字塔结构、巨头垄断市场，后来者很难从低端产品积累利润再向高端产品发展 。 一般的行业是金字塔结构，低端产品占据大部分市场份额，高端产品虽然利润率高，但是市场份额低。而芯片市场销量最高的，是技术最先进的高端产品。随着芯片性能快速提升，行业格局变成：技术最先进的产品，单价高、利润率高、出货量大，是性价比最高的产品。 估值 角度 ： 行业估值整体上升， 估值不能套用互联网估值逻辑 过去十年全球芯片设计龙头估值有提升，选对科技发展赛道的公司、竞争壁垒大的公司、营业利润率提升的公司估值有明显提升。 高端人才稀缺，但人才供应充足 首先， 2017 年芯片专业领域的毕业生中，仅有 12%左右的毕业生进入本行业就业。其次，行业平均薪酬较低。 BOSS 直聘统计的 2019 年芯片人才平均招聘月薪 10420 元，十年工作经验人才平均招聘月薪 19550 元，仅为同等软件人才薪资的一半 。 真正稀缺的是高级人才，要从海外巨头公司引进。 通过并购可以做大，但要聚焦细分领域 通过收购和剥离，聚焦细分领域，实现业务专业化的公司， 营业 利润率会提升。例如德州仪器、恩智浦。追求多样化的并购，利润率并未提升。例如英特尔 收购 安全业务的 McAfee，嵌入式软件的 Wind River， FPGA 的 Altera，收购增加了收入占比达到 14%， 但是 营业利润率未提升，估值也未提高。 投资建议 从应用领域 看 ： 先 消费、 在 工业、 后 汽车；从产品 看 晶体管个数少的、新的芯片产品；从公司角度看优先选择 生态 合作伙伴多的公司 。 从并购看，聚焦主业 做 并购的公司。 港股范围推荐 标的： 华虹半导体和中芯国际。 行业投资 风险 第一， 高估值被证伪 ，“估值破产” 。第二，资金无法支撑前期 长时间的 研发、流片，导致“流片破产”。第三，低端芯片积累 的利润 无法支撑研发高端芯片，导致“发展破产” 。 第四，行业龙头向下拓展低端芯片，导致“竞争破产”。 重点公司盈利预测及投资评级 公司 公司 投资 昨收盘 总市值 EPS PE 代码 名称 评级 （ 港 元） （百万 港 元） 2018 2019E 2018 2019EE 1347.hk 华虹半导体 买入 15.58 200,00 1.34 1.09 11.6 14.3.3 0981.hk 中芯国际 增持 9.69 487,00 0.24 0.11 40.2 87.5 资料来源： Wind、国信证券经济研究所 -30.00-10.0010.0030.0018/10 19/1 19/4 19/7恒生指数 纳斯达克指数请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 2 投资摘要 本篇报告不同于一般的行业专题，我们 从“做生意”的角度， 分析 半导体产业 现阶段的 生态 建设 、 业绩 增长 、 以及 估值 逻辑 。 关键结论 一、 技术的发展是从点到面，逐渐复杂。产业的发展也是从单一点突破，最后形成上下游产业链。伴随着技术变复杂和产业链延伸，市场形成稳定的生态结构，外来者想进入就变得更加困难。对于芯片设计来说， EDA 软件、底层架构、合作伙伴与客户、技术人才是芯片设计的四大生态壁垒 。 二、 半导体行业整体增速慢，发展趋于成熟，个体公司的高增长难以为继，新产品的销量增长无法长期对冲销售单价的下降。芯片市场是倒金字塔结构、巨头垄断市场，后来者很难从低端产品积累利润再向高端产品发展。 三、 过去十年全球芯片设计龙头估值有提升，选对科技发展赛道的公司、竞争壁垒大的公司、利润率 高 的公司估值 较高 。 与市场 认知 不同之处 第一， 市场认为芯片设计的难点在于技 术 ； 我们认为技术不再是核心壁垒， 芯片设计出来没 有 客户使用的生态壁垒才是国内芯片设计公司最需突破的边界 。 第二， 市场认为国内缺少芯片设计人才 ； 我们认为国内芯片设计人才过剩，一是因为芯片设计相关专业毕业生从事芯片设计的比例很低只有 12%，二是国内芯片设计工程师的待遇远低于互联网从业人员。 第三， 市场认为国内芯片设计公司先从低端芯片做起，积累经验和利润之后再做高端；我们认为 芯片是倒金字塔结构，越低端的芯片利润规模越小，无法积累足够利润来支撑高端产品的开发。 第四， 市场认为国内芯片设计要直接和英特尔、德州仪器等巨头竞争实现国产化替代，我们认为要避开现有巨头的产品，从市场的新需求新产品做起，例如国内的生物识别类的芯片已经获得成功。 第五， 市场认为芯片设计公司要通过并购扩大规模实现多样化；我们认为聚焦细分领域的并购有利于提升营业利润率，才能提升公司价值。 第六， 市场认为国内的芯片公司要给高估值；我们认为芯片不同于互联网，过去的互联网初创公司是新产品新商业模式面向新市场，而国内大部分芯片公司是用同样的产品同样的商业模式，与行业巨头竞争。 投资建议 从应用领域优先选择消费、工业、汽车； 从产品分类优先选择晶体管个数少的 、功能单一的、工艺简单的、新的 芯片产品； 从公司角度看优先选择合作伙伴多的公司，有利于搭建自己的生态 。 行业投资 风险 第一， 高估值被证伪 ，导致“估值破产” 。 第二， 芯片设计周期长，资金无法支撑长时间的前期研发 和 流片投入，导致“流片破产” 。 第三，低端的芯片利润积累，无法支撑研发高端芯片，导致“发展破产” 。 第四，全球的行业龙头向下拓展低端芯片，导致“竞争破产”。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 3 内容目录 美国垄断供应亚太垄断需求 . 6 集成电路是半导体最大组成部分 . 6 亚太是集成电路需求大户 . 7 美国主导芯片供应 . 7 行业前十主要在美国 . 8 生态 . 9 芯片设计的四大生态边界 . 9 EDA 软件与设计制造绑定 . 10 底层架构和操作系统绑定 .11 需要合作伙伴生态的 “陪练 ” . 13 高端人才稀缺，但人才供应充足 . 14 业绩 . 15 行业增速慢，与 GDP 相当 . 15 收入高增长难以为继 . 16 销量增长无法长期对冲单价下降 . 17 利润率很难提升 . 20 市场倒金字塔结构对龙头有利 . 22 估值 . 23 估值有明显提升 . 23 近三年计算和感知类的公司涨幅较好 . 27 利润率越高估值越高 . 27 初创公司估值不能套用互联网估值逻辑 . 28 投资机会 . 29 从应用领域看：消费、工业、车载难度提升 . 29 从产品分类看：晶体管越多功能越多难度越大 . 29 从公司角度看：合作伙伴越多越好 . 30 从规模角度看：聚焦细分领域不做产品多样化的公司 . 30 投资建议 . 32 行业投资风险 . 34 国信证券投资评级 . 35 分析师承诺 . 35 风险提示 . 35 证券投资咨询业务的说明 . 36 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 4 图 表 目录 图 1：半导体产品分类 . 6 图 2： 2018 半导体产业构成 . 6 图 3： 2018 集成电路构成 . 6 图 4： 2018 全球集成电路销售分布 . 7 图 5： IC 设计公司分类 . 7 图 6： 2018 年 IDM 模式 IC 设计公司份额 . 8 图 7： 2018 年 fabless 模式 IC 设计公司份额 . 8 图 8： 2018 年全球 IC 公司市场份额（按照公司总部所在地划分） . 8 图 9：芯片设计的四大生态边界 . 9 图 10：集成电路设计流程及用软件 . 10 图 11： foundry无动力培养新的 EDA 伙伴 . 10 图 12： Synopsys 研发占比高达 35% . 11 图 13： cadence 研发占比高达 40% . 11 图 14：处理器架构分类 . 11 图 15：处理器架构分类 . 12 图 16： ARM 授权高通骁龙 855 . 12 图 17： ARM 授权华为的麒麟 980 . 12 图 18：新进入者的芯片产品要直接匹配高级应用 . 13 图 19：芯片产品的使用方式不同于一般电子元器件 . 13 图 20：芯片设计厂需要芯片的板卡级的服务支持 . 14 图 21：集成电路专业毕业生从业意愿低 . 15 图 22：芯片设计人才待遇低（ 2019 年） . 15 图 23： 全球半导体市场规模及增速 . 15 图 24： 全球半导体销售额 20 年 CAGR 只有 5.2% . 15 图 25： 全球半导体市场增速与 GDP 增速相关性高 . 16 图 26： 全球 GDP 与半导体市场增速相关性越来越高 . 16 图 27：一般芯片的销量和单价走势 . 18 图 28：单个芯片增速趋于半导体整体增速 . 18 图 29：乐鑫 wifi&蓝牙芯片单价（元） . 18 图 30：乐鑫芯片出货量 . 18 图 31：蓝牙设备出货量（ billions） . 19 图 32：圣邦股份芯片销售单价（元） . 19 图 33：圣邦股份芯片销量（万颗） . 19 图 34：汇顶科技芯片销售单价（元） . 20 图 35：汇顶科技芯片销量（万颗） . 20 图 36：英特尔毛利率（ %） . 20 图 37：高通毛利率（含专利费，单位 %） . 20 图 38： 一般行业利润金字塔结构 . 22 图 39： 芯片产业利润倒金字塔结构 . 22 图 40： 乘用车销售中豪华车占比很低 . 22 图 41：高端的处理器 &存储器占比超 50% . 22 图 42：低端处理器（ MCU）价格 . 23 图 43：高端处理器（ CPU）价格 . 23 图 44：英特尔 PETTM . 24 图 45：英伟达 PETTM . 24 图 46： TI PETTM . 24 图 47： ADI PETTM. 24 图 48：高通 PETTM . 25 图 49：博通 PETTM . 25 图 50：美股主流芯片设计公司 PSTTM 变化 . 26 图 51：估值在 19 家美股主流芯片设计公司均值中位数之上的公司（ PSTTM） . 28 图 52：新的芯片设计公司要与传统市场的霸主竞争 . 29 图 53：芯片按功能分类 . 30 图 54：大型半导体公司收入和营业利润之间缺乏相关性 . 31 图 55：德州仪器营业利润率 . 31 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 5 图 56：德州仪器收入构成 . 31 图 57：恩智浦收入构成 . 32 图 58：恩智浦器营业利润率（商誉摊销调整后） . 32 图 59：英特尔收入构成 . 32 图 60：英特尔营业利润率 . 32 表 1： 2018 年全球 fabless 芯片设计前十名 . 8 表 2：市值 100 亿美元以上的 IC 设计公司（ 20191025） . 9 表 3：美股市 值大于 10 亿美元的芯片设计公司收入增速（ %） . 17 表 4：美股芯片设计公司毛利率（ %） . 21 表 5：全球前十模拟 IC 厂商 . 25 表 6：美股芯片设计公司 10 年间业绩和股价涨幅（ 20082018） . 26 表 7：美股芯片设计公司股价表现（ 2019 年 10 月 21 日市值大于 10 美元的公司） . 27 表 8：芯片设计公司估值与利润率相关性高 . 28 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 6 美国 垄断 供应亚太垄断需求 集成电路是半导体最大组成部分 中长期看，作为科技制高点的半导体将成为国内和全球贸易、科技的焦点，在实业和资本市场都将不会平静。 理解 了 半导体产业，才能把握科技发展趋势。 在深入研究半导体行业之前，我们首先明确行业基本概念。 半导体包括光电子、传感器、微电子；其中的微电子是重中之重。集成电路（ Integrated Circuit，简称 IC） 是微电子中的核心 ， CPU、 GPU、 FPGA、 NPU 等都属于此类 ，一块芯片上包含很多晶体管。 广义 芯片 指光电子、传感器、微电子产品，狭义芯片单指集成电路 。 图 1： 半导体产品分类 资料来源： 集成电路 50 年 ，国信证券经济研究所 整理 2018 年集成电路占半导体 84%份额，在集成电路中，存储器、逻辑电路、微处理器、模拟电路分别占 40%、 28%、 17%、 15%。 图 2： 2018 半导体产业构成 图 3： 2018 集成电路构成 资料来源： WSTS，国信证券经济研究所整理 资料来源： WSTS，国信证券经济研究所整理 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 7 亚太是集成电路需求大户 从 芯片 需求看， 亚太地区占 60%的市场需求， 一 是因为日本、韩国、中国大陆、中国台湾地区拥有众多 IC 下游产业，是全球工厂 ；二是亚太地区 人口众多，电子设备 市场需求大 。 图 4： 2018 全球集成电路销售分布 资料来源： WSTS，国信证券经济研究所 整理 美国 主导 芯片 供应 2018 年美国芯片公司依然主导了整个芯片市场，全球市场份额占比超过 50%。IC 设计公司按照是否拥有工厂，分为无晶圆工厂的 fabless 模式，有晶圆工厂的 IDM 模式。 图 5： IC 设计公司分类 资料来源：国信证券经济研究所 整理 美国无晶圆厂芯片公司占据全球 68%分市场份额，而美国有晶圆厂芯片公司占据全球 46%分市场份额，两者合计市场份额未 52%。 排名第二的是 韩国，无晶圆厂 、 有晶圆厂全球市场份额分别为不到 1%、 35%，合计市场份额 27%。第三名 的 日本，无晶圆厂 、 有晶圆厂全球 市场份额分别为不到 1%、 9%，合计市场份额 7%。欧盟 的 无晶圆厂 、 有晶圆厂全球市场份额分别为 2%、 7%，合计市场份额 6%。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 8 图 6： 2018 年 IDM 模式 IC 设计公司份额 图 7： 2018 年 fabless模式 IC 设计公司份额 资料来源： IC Insights， 国信证券经济研究所整理 资料来源： IC Insights， 国信证券经济研究所整理 中国大陆，无晶圆厂 、 有晶圆厂全球市场份额分别为 13%、 不到 1%，合计市场份额 3%， 中国大陆 IC 公司主要为无晶圆厂公司。 图 8： 2018 年全球 IC 公司市场份额（按照公司总部所在地划分） 资料来源： IC Insights，国信证券经济研究所 整理 行业前十主要在美国 2018 全球 fabless 芯片设计公司前十名公司中，美国占据 6 家，中国大陆只有海思，中国台湾有 3 家。 表 1： 2018 年全球 fabless 芯片设计前十名 排名 公司 2010 收入（百万美元） 排名 公司 2018 收入（百万美元） 国家 1 Qualcomm 7,204 1 Broadcom 21,754 美国 2 Broadcom 6,589 2 Qualcomm 16,450 美国 3 AMD 6,494 3 Nvidia 11,716 美国 4 Marvell