全球晶圆产能系列跟踪一：半导体的冰与火之歌

中航科技电子团队2023年7月9日中航证券研究所发布 证券研究报告请务必阅读正文后的免责条款部分行业评级：增持全球晶圆产能系列跟踪一：半导体的冰与火之歌股市有风险 入市需谨慎分析师： 刘牧野证券执业证书号： S0640522040001研究助理：刘一楠证券执业证书号： S0640122080006核心观点：需求遇冷，晶圆火热，内资扩产是战略亦是商业◼战略意图强烈，需求遇冷不减晶圆厂扩产热情。2022年末全球硅晶圆总产能2546万片/月（等效8英寸），同比增长9.5%，预计2025年末达3306万片/月，预计2022-2025年期间CAGR达9.1%。各国政府出台相应政策鼓励晶圆厂建设，半导体产业全球分工的合作模式被逐渐打破，“孤岛化”趋势显现。然而，需求侧，新品创新乏力，消费电子景气度持续下行，23Q1，全球智能手机、PC、平板出货分别同比下降15%/29%/20%，消费电子的回暖预期要到2024年。供需的两面景象，引发产业对产能过剩的担忧。我们认为，2022年受制于半导体设备产能瓶颈，产能过剩尚不明显；但若长期需求疲软，过度建设会对晶圆代工造成一定冲击。但在AI和汽车/工业的驱动下，高端先进制程、特色工艺成熟制程代工机会尚存。◼全球晶圆厂发展的几大趋势：1）未来扩产以12英寸为主，80%以上的产能增量来自12英寸；2）存储IDM占据全球4成以上的晶圆产能，功率模拟类产能存在供需缺口，以TI为代表的模拟大厂集体奔赴12英寸，预计22-25年CAGR超40%；3）代工/逻辑产线延续“摩尔定律”，台积电N3进入量产，N2计划2025年量产；此外，平板、可穿戴等终端产品，以及特色工艺代工需求也为成熟制程带来发展空间，二者齐头并进。◼中国自主产能供不应求，先进制程亟待突破。2022年位于中国大陆的产线产能612万片/月（等效8英寸），占全球总产能的24%，但内资产能仅406万片/月，占全球16%的市场份额。2022年中国大陆半导体销售金额占全球的32%，内资产能几乎只能满足一半的大陆芯片需求，且中国大陆90%以上为成熟制程，仅中芯南方产线有少量先进制程产能。在美日荷的联合制裁下，中国大陆先进制程突破需要高端半导体设备先行。投资方面，我们认为关注两个方向：1）成熟制程扩产，有望优先获得客户大规模订单的公司；2）技术实力强劲，有望突破先进制程的设备公司。◼建议关注：内资晶圆厂：中芯国际（先进制程突破）、中芯集成（特色工艺代工）；半导体设备：北方华创、拓荆科技、华海清科、精测电子等。光刻机零部件：福晶科技、茂莱光学、福光股份、奥普光电。◼假设条件：①产能爬坡进度：逻辑产线28nm及以上：T+1/T+2/T+3：30%/50-70%/85%-90%；模拟产线：T+1/T+2：50%/90%；②公司已宣布建设的项目能如期投产和爬坡，暂不考虑因终端疲软等因素而延期或停摆，暂不考虑制裁因素影响国内晶圆厂扩产。◼风险提示：半导体制裁蔓延至成熟制程、下游需求不及预期、产能过剩的风险。数据来源于公开资料、Omdia报告等，仅统计66家主要厂商，总体产能趋势符合其他第三方统计，部分数据存在偏差，仅供参考。全球晶圆产能趋势：持续扩产，2022年增长9.5%◼2020年以来，缺芯问题困扰半导体产业链，诸多芯片制造商宣布建厂扩产；同时，各国在“芯片安全”上展开的大国博弈愈演愈烈，美国出台《芯片与科学法案》大幅补贴在美建厂，刺激制造业回流。上游晶圆厂扩产火热，与下游终端需求进入寒冬形成了鲜明对比，行业对半导体产能过剩的担忧也持续蔓延。为此，我们统计了全球66家拥有自建晶圆产线的半导体厂商现有产能及扩产情况，首先充分把握晶圆的供给现状。◼2022年年末，全球硅晶圆总产能为2546万片/月（等效8英寸，不含光电子和三代半材料），同比增长9.5%，2023年末有望达2783万片/月。 Gartner统计22Q4全球等效8英寸晶圆产能约2630万片，SEMI预期2023年产能达2900万片，因此，本数据库已涵盖Gartner统计的97%的晶圆产能和SEMI 96%的产能，基本可以说明全球晶圆的供给情况。图：2020年-2025E全球晶圆年末月产能（等效8’）图：第三方统计全球晶圆年度产能（等效8’）资料来源： Gartner，Samauel Wang，October 7, 2022，SIA，中航证券研究所资料来源：各公司官网、官方公告、Omdia、《全球半导体晶圆制造业版图》等， 中航证券研究所统计分晶圆尺寸：12英寸成主流，贡献未来8成以上的增量资料来源：各公司官网、官方公告、Omdia、《全球半导体晶圆制造业版图》等，中航证券研究所统计◼晶圆大尺寸化发展，2022年全球12英寸晶圆产能约占7成。2022年全球4&5英寸、6英寸、8英寸、12英寸的晶圆月产能分别为215/233/593/786万片（非等效），以晶圆尺寸折算8英寸（暂不考虑工艺/良率），2022年上述各类芯片分别占全球总产能的2%/5%/23%/70%。◼12英寸增速最快，贡献未来主要增量。据我们统计，2020-2025年全球晶圆总产能CAGR为9.9%，其中12英寸CAGR为12%，8英寸CAGR为5%，6英寸为2.6%。现有的6英寸及以下产能绝大多数来自功率和分立器件产线（扬杰科技、STM等），以及少部分的特色工艺代工产线。图：2022年分尺寸产能分布（等效8’）图：分尺寸晶圆产能趋势（等效8’）分地区产能：国内坚定扩产，自主产能逐步爬坡◼韩国公司产能最高，2022年中国大陆公司产能占比16.0%。以公司总部所在地划分晶圆产能，2022年总部在中国大陆、中国台湾、韩国、美国的产能占比分别为16.0%/19.9%/27.0%/19.3%，中国大陆内资产能位居世界第四。韩国公司产能份额较大，主要系三星、SK海力士等存储头部企业投建了较多12英寸晶圆产线。◼大力投入制造，内资产能陆续释放。晶圆厂属重资产行业，初期以国家投资为主，集成电路制造是大基金（一期）重点扶持领域，2014-2019年间共投资500亿元，占47.7%。目前，政策扶持效果已有所体现，2022年末内资产能达406万片/月，考虑到本土企业拥有较多6吋及以下的二极管等低端产能，剔除该部分考虑，2022年8&12英寸的自主产能为305万片/月（等效），占12.3%，到2025年有望提升至17.0%。图：按公司总部所在地划分晶圆产能分布（等效8’）总部所在地产能（万片/月，等效8英寸）全球份额中国大陆406.516.0%中国台湾505.819.9%韩国686.527.0%日本309.612.2%美国491.419.3%欧洲122.04.8%其他24.31.0%合计2546.2100.0%图：各国自有产能趋势（剔除6英寸及以下产能）资料来源：各公司官网、官方公告、Omdia、《全球半导体晶圆制造业版图》等，中航证券研究所统计分地区产能：低成本+高需求吸引外资建厂◼2022年位于中国大陆的产线产能约612万片，其中外资产能215万片。以公司产线所在地划分晶圆产能，中国大陆的产线产能位居第一，市场份额为24%；其次，中国台湾与韩国均拥有约500万片/月左右的本地产能，市场份额约2