半导体行业系列专题(八)：大国博弈背景下，半导体产业的发展趋势与变革

1半导体行业系列专题（八）大国博弈背景下，半导体产业的发展趋势与变革证券研究报告2025年1月11日请务必阅读正文后免责条款半导体 强于大市（维持）分析师：付强S1060520070001（证券投资咨询） 邮箱：FUQIANG021@pingan.com.cn徐碧云 S1060523070002（证券投资咨询） 邮箱：XUBIYUN372@pingan.com.cn平安证券研究所半导体研究团队2核心摘要行业综述：半导体被称为“工业粮食”，行业虽然会经历周期波动，但长期来看，行业规模稳步向上，且破千亿的步伐越来越快。WSTS预测2024年全球半导体市场将同比增长19.0%，市场规模将达到6270亿美元，“六千亿美金”在望。集成电路产业链很长，分为设备&材料、设计、制造及封测等环节，其中IC设计、制造等是利润核心环节。行业特点包括“硅周期”和经济周期叠加、下游应用持续迭代、存在“牛鞭效应”带来的过剩和短缺等。“摩尔定律”是行业技术动力，而外在动力靠“安迪-比尔定律”。除此之外，政策是重要的外部驱动力。近年来在国内政策加码、大基金扶持持续进行的背景下，我国集成电路产业蓬勃发展。产业链分析：从产业链各环节去看，半导体产业链包括设计、制造、封测、设备、材料、EDA各环节。其中芯片设计属于轻资产模式，中国大陆已有三千多家设计公司，但设计用到的EDA工具市场被海外三大巨头高度垄断。制造和封测则属于重资产模式，在制造端，晶圆代工市场呈现一超多强，中国台湾领跑，而中国大陆核心优势在封测环节。半导体设备受晶圆厂资本开支影响大，而材料作为耗材短期内也受晶圆厂库存、稼动率等因素影响大。近年来，全球晶圆代工产业逐渐向中国大陆转移，同时国内自主可控需求日益强烈，国内上游设备、材料公司得以快速发展，未来国产化率有望加速提升。产业转移及变迁，中美博弈升级：经历几次产业变迁，美国依然保持着绝对领先的地位。美国惯用“送梯子”和“抽梯子”的套路，果断打击对手接近的可能性。全球半导体供应链高度专业化，各地区在不同的细分领域各有优势，对美国来说相对弱势的领域恰恰是美国芯片法案重点投资的领域。近几年美国故技重施，打出遏制中国大陆半导体的“组合拳”，从2019年起对华为制裁到2022年8月的《芯片与科学法案》，再到2022年10月7日、2023年10月17日BIS分别对中国先进计算实施了一系列新的且更有针对性的出口管制，且在2024年12月拜登政府“小院高墙”战略再出新招，BIS将我国140家半导体相关企业列入实体清单，HBM首次受限。总而言之，美国对中国大陆半导体产业的打压全方位升级，从晶圆代工延伸到设备、芯片设计等全产业链各环节，既不让中国生产又不让购买先进芯片，试图打断中国半导体行业产业升级步伐。国内半导体供应链自主可控可谓迫在眉睫，国产替代重要性愈发凸显。投资建议：在国家政策和资金扶持引导下，国内企业自主创新能力会进一步提升。长期来看半导体核心技术的国产化需求凸显，国内产业链企业国产化率提升意愿较强，给国内半导体企业更多机会，建议关注国产化设备、材料、零部件、EDA导入带来的市场潜力。此外，美国政府此次公布的对华出口管制，也将倒逼我国AI相关领域软硬件产品自主可控加快发展。1）零部件及设备环节建议关注北方华创、中微公司、拓荆科技、中科飞测、芯源微、盛美上海、长川科技、华海清科、富创精密等；材料环节推荐安集科技、鼎龙股份，建议关注江丰电子等；EDA工具环节，推荐华大九天，关注广立微。2）AI及相关赛道，推荐海光信息，关注寒武纪、龙芯中科；HBM方向，推荐华海诚科，关注联瑞新材；网络芯片和光电子领域，推荐盛科通信、源杰科技。风险提示： 1）供应链风险上升。2）政策支持力度不及预期。3）市场需求可能不及预期。4）国产替代不及预期。3目录C O N T E N T S二、产业链及竞争格局分析一、行业特点、驱动力及趋势三、产业转移及大国博弈四、投资建议及风险提示4半导体：“工业粮食”，市场规模稳步站上新台阶• 半导体是指在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，可分为集成 电 路 、 分 立 器 件 、 传 感 器 和 光 电 器 件 四 类 ， 其 中 集 成 电 路（Integrated Circuit）占比80%以上，又可分为模拟电路、逻辑电路、微处理器和存储器。• 半导体是信息化、智能化的核心，被称为“工业粮食”。行业规模快速扩大，虽有波折，但“六千亿美金”规模在望，支撑全球数字经济市场，各国都在开始关注，博弈在加剧。半导体产业规模突破千亿台阶“越来越快”半导体分类2023年全球半导体市场结构资料来源：WSTS、SIA，平安证券研究所5集成电路：产业链上下游协同发展，全球化垂直分工成主流•从集成电路全产业链来看，上游是半导体材料、设备及EDA工具；中游是设计、制造、封测三个关键环节；下游应用领域包括消费电子、通讯、计算 、工业、数据中心、汽车等。•从集成电路产业模式来看，行业最初为IDM模式(IntegratedDevice Manufacturer)，即一家公司独立完成芯片设计、制造、封装、测试等环节，英特尔、三星和德州仪器是全球最具代表性的IDM企业。后续台积电开启了代工模式（将轻资产的芯片设计与重资产的芯片制造分离），形成了当下Fabless-Foundry为主的产业分工模式。资料来源： SIA，平安证券研究所封装材料：基板、引线框架、陶瓷封装材料、键合金属线、粘接材料扩散设备、光刻设备、刻蚀设备、清洗设备、离子注入设备制造材料：硅片、光刻胶、掩膜板、气体、抛光材料、湿电子化学品、溅射靶材EDA工具设计制造封装测试封装成品半导体材料半导体设备鼎龙股份、江化微、安集科技、华特气体、雅克科技、南大光电...北方华创、中微公司、拓荆科技...消费电子通信汽车华大九天、概伦电子 、广立微...卓胜微、北京君正、兆易创新、纳芯微 、紫光国微、海思半导体...中芯国际、联华电子、台积电、华虹集团、华润微...长电科技、华天科技、通富微电、甬矽电子...数据中心工业PC集成电路生态系统的功能演变（1950s-2010s）集成电路产业链概况半导体产业的运营模式设计Fabless制造Foundry封测OSATIDM(Integrated Device Manufacturer)英特尔、三星、美光、德州仪器、英飞凌英伟达、高通、联发科、博通台积电、中芯国际、华虹日月光、长电、通富、华天OEM/ODM32%25%11%17%14%1%通信计算消费汽车工业其他6价值链：芯片设计和晶圆制造是半导体产业链中最核心的环节•根据Nuvama数据显示，在半导体整个价值链收入流分配中，芯片设计占到了50%，晶圆制造占到了36%，封测和材料分别占9%和5%。可以看到，芯片设计和晶圆制造是半导体产业链中最核心的环节。•EBITDA利润率：芯片设计公司英伟达和晶圆制造公司台积电均超过了50%，高通和联电的利润率也超过表中的其他三家公司。•投入资本回报率（ROIC）：英伟达的投入资本回报率是最高的达72%，其次为高通23%、台积电19%、联电12%、安靠7%、日月光6%、英特尔1%。资料来源： 半导体产业纵横、Nuvama Research