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2018年中国晶圆代工行业现状及未来发展趋势分析(图)

2018年04月05日 15:24:22字号:T|T

    一、全球代工市场增长平稳,最先进制程创造增量空间

    智能手机、PC 等下游应用和产品升级要求高端芯片在性能及功耗指标上进一步提升,目前仍有赖于半导体技术节点的持续缩小来实现。技术节点与晶体管沟道长度相对应,伴随着技术节点缩小,IC 信息处理速度提升,单个晶体管尺寸减小实现功耗降低,以及集成度提升实现成本下降。

    全球纯晶圆代工市场增长平稳,2017 年全球纯晶圆代工市场规模预计达520 亿美元,同比增速为6%。在智能手机市场增速放缓、物联网、汽车电子等新兴终端应用尚未放量背景下,当前全球纯晶圆代工市场的增量空间主要来自人工智能、加密货币等高性能计算应用持续向最先进制程迁移(当前采用14nm 及以下节点)。2017 年14nm 及以下先进制程市场规模预计达110 亿美元,同比增长42%;而28nm 及以上旧节点市场需求相对稳定,市场规模基本维持在410 亿美元。

    鉴于10nm 已于2H17 开始逐步放量,高端AP、加密货币等对10nm 需求旺盛,预计2018 年10nm 将继续放量,加之7nm 于2H18 突破放量,产品迁移有望带动全球纯晶圆代工市场增长提速至9%。

2005-2021E全球纯晶圆代工厂各制程市场规模及预测(单位:十亿美元)

资料来源:公开资料整理

    相关报告:智研咨询网发布的《2018-2024年中国晶圆制造市场专项调研及投资前景预测报告

    二、中国晶圆制造行业现状分析

    晶圆制造属于技术及资本密集型行业,其最关键的技术为制造流程的精细化技术,为攻克最先进制程需巨额资本开支及研发投入。行业寡头竞争特征愈发明显,2016 年全球前十大纯晶圆代工企业联合市场份额达94.2%。

    台湾占据全球晶圆代工市场绝对主导地位。台积电以58.3%的市占率独占鳌头,联电以9.3%的市占率位居第三,力晶科技、世界先进亦跻身前十, 四家市占率合计达71%。

    大陆占据全球纯晶圆代工市场10%的份额,市场规模约50 亿美元。中芯国际以5.7%的市占率位居全球第四位,占据大陆代工厂的绝对龙头地位。华虹宏力营收以1.6%的市占率位居全球第八位,华力微电子、华润、武汉新芯及上海先进等中小型代工厂跻身前二十。

    各晶圆代工厂商市场位势基本由其最先进节点所决定。根据其最先进节点划分为三大阵营,大陆晶圆代工厂仍位于二三线阵营,中芯国际作为大陆先进工艺标杆在二线阵营,华虹、武汉新芯、华润等在三线阵营。台积电垄断地位稳固,技术及规模优势明显,而中芯、华虹等大陆晶圆代工厂战略层面仍处于避免与台积电正面竞争的状态,通过聚焦差异化市场、提供定制化服务以构建自身位势,把握现有制程市场机会。中芯在指纹识别、eNVM、电源管理、MCU 等细分领域具备较为深厚的产品及客户基础。而华虹的核心竞争力则在于智能卡及IGBT、超级结等功率器件。

    1、一线阵营:抢占先进制程迁移红利

    Intel、三星、台积电、格罗方德四大一线阵营厂商获取增长方式有二: 1)通过大规模研发及资本投入,跑在先进制程竞赛前列,抢占产品向先进制程迁移红利,把握高性能计算(14nm 及以下制程)市场增长,享受技术溢价;2)行业需求疲软时,在旧节点市场降价抢单施加同业竞争压力,带来后排厂商产能利用率、利润率下行风险。

    台积电与三星均于2017Q1 实现10nm 的量产,Intel 预计于2018 年量产。格罗方德虽然当前仍处于净亏损状态,在先进制程投入上却仍较为激进, 于2015 年末量产14nm,并计划跳过10nm 直接攻克7nm。

各晶圆制造商技术节点突破时间对比

资料来源:公开资料整理

    2、二线阵营:把握28nm 长周期机遇

    最先进制程停留或即将攻克28nm 这一长周期节点的厂商归入二线阵营, 其在先进制程投入方面相对保守。二线厂商短时间不能把握HPC 高性能计算市场,获取增长的方式有二:1)在攻克自身最新节点后,以较同业更低的价格来争取订单,但会拖累利润率;2)在现有制程领域,打造自身特色工艺平台来增强竞争力,缓解同业降价压力,拉动利润率。

    基于先进制程供给及需求的考量,28nm 为目前单位逻辑闸成本最小的技术节点,长周期制程属性明显,预计大多数产品将逐步向更先进制程迁移, 达致28nm 后因其更高性价比及广泛的应用领域将停留较长时间。二线厂商攻克28nm 后,已足以满足绝大多数半导体产品的制程需求,通过把握现有制程市场推出特色工艺平台提升竞争力,仍可享受平稳增长。

对于晶圆制造,28nm为单位逻辑闸成本最小技术节点

资料来源:公开资料整理

2025年28nm制程预计仍会是市场最大宗(单位:十亿美元)

资料来源:公开资料整理

2017H1大陆晶圆代工销售份额分布

资料来源:公开资料整理

    结合各晶圆代工厂中国区营收及晶圆ASP,预计2017H1 大陆市场晶圆代工出货量合计约4400K。考虑到大陆厂商ASP 相对更低,市场出货份额进一步向大陆厂商集中达67%。分厂商而言,台积电占据大陆市场最大出货,但份额收窄至28%。中芯国际以22%的份额紧随其后,华虹则以11% 的市占率跻身前三。

2017H1大陆晶圆代工出货份额分布

资料来源:公开资料整理

    三、中国晶圆制造行业发展趋势分析

    大陆IC 设计市场增长远高于全球,下游广袤市场吸引国内外厂商纷纷在大陆增设晶圆产能,抢食高速增长的大陆市场份额。当前中国大陆12 寸及8 寸现有晶圆产线合计36 条(包括现有产线20 条,在建及计划16 条), 其中超过50%的晶圆产线(包括现有12 条,在建及计划8 条)均集中在存储器或IDM 业务(包括:三星、英特尔、SK 海力士三大国际IDM 厂商在大陆的晶圆产线,和大陆长江存储、晋华集成、士兰微等企业的晶圆产线), 与纯晶圆代工业务重合度较小。

    外资晶圆代工厂产能扩张均较为平稳;2021 年大陆12 寸晶圆代工厂产能将达457K/m,2016-2021 年间复合增速达24%,在内资及外资晶圆厂的共同推动下预计将进入快速扩张状态。

2016-2021年间大陆8寸内资晶圆厂及外资晶圆厂产能复合增速预测

-
220K(34%)
429K(66%)
2021年预计总产能及占比
281K(32%)
584K(68%)
2016-2021E CAGR
5%
6.4%

资料来源:公开资料整理

2016-2021年间大陆12寸内资晶圆厂及外资晶圆产能复合增速预测

-
16K(12%)
116K(88%)
2021年预计总产能及占比
98K(21%)
359K(79%)
2016-2021E CAGR
44%
25%

 

 

资料来源:公开资料整理

    大陆晶圆厂30 亿美元单笔投资额限制,现有或在建大陆12 寸晶圆厂计划产能仅为20K,产能规模优势尚不能彰显。据预测,外资12 寸晶圆厂虽扩张更为迅速,但2021 年12 寸产能占比仍仅为21%,对大陆晶圆代工业产能冲击影响有限。

    从制程角度看,台积电、格罗方德、联电三大国际领先厂商在大陆布局重点均在28nm 及以下制程。联电已在厦门厂引入28nm 产线;台积电、格罗方德均在大陆建设12 寸晶圆厂,陆续引入16nm FinFET 及22nm FD-SOI 制程。外资晶圆厂在华扩产或在先进制程领域给大陆厂商施加竞争压力,倒逼其完善28nm 产品组合并加速攻克14nm。然而大陆晶圆代工厂当前营收贡献基本来自28nm 以上的成熟节点,外资晶圆厂28nm 及以下先进节点产能释放对大陆代工业现有制程业务影响较小。

    鉴于下游IC 设计业快速成长带来晶圆代工刚需,大陆代工厂产能规模及本地化优势依旧稳固,大陆晶圆代工厂通过把握现有制程市场仍能实现快速成长,预计未来三年大陆晶圆代工业复合增速在15%以上。

    1、下游应用:聚焦消费电子市场,与自身客户需求匹配

    全球半导体产业下游应用市场中,2015 年通讯、计算机电子应用占比分别为34%、30%,消费电子应用以13%的份额位居第三。

    台积电核心应用领域为通讯,占比高达59%;其次为工业,占比约23%, 而消费仅占8%。

    大陆厂商则更加聚焦于消费电子领域,这与大陆晶圆厂自身的技术能力、市场位势及客户需求相匹配。消费电子应用主要包括智能卡、电视、机顶盒、IoT 等,尽管其所需制程技术相对低端,目前仍主要停留在微米级别,但消费电子市场仍需求巨大。中国IC 设计公司通过聚焦于该领域而获得较快成长,且目前已占据较高市场份额。基于中国客户营收占据大陆晶圆厂总营收的半壁江山,中芯及华虹来自消费电子的营收占比较大(2017 年中芯、华虹来自消费电子的营收占比分别达37%、69%)。

2017年四家公司营收结构按应用分

资料来源:公开资料整理

    2、晶圆价格走势分析

    先进制程与落后制程的单片逻辑晶圆价格相差甚大,制程结构差异直接导致厂商间ASP 差距明显。鉴于先进产能的稀缺性,抢先量产者可因此获得苹果、高通等顶级客户的高端订单,且在价格谈判上掌握一定的主动权, 台积电便是借此实现每个制程阶段的ASP 爬升。

    2011-2017年间,台积电凭借持续的制程领先优势及更高端的产品结构, 晶圆综合ASP 逐渐由2011 年的1057 美元攀升至2017 年的1309 美元。

2014Q2晶圆代工厂先进制程与落后制程的单片逻辑晶圆价格相差甚大(单位:美元)

资料来源:公开资料整理

    3、营收高成长性明确,盈利质量仍待提升

    国家政策推动人才、资金等生产资源加速向半导体产业集中,引导产能建设及研发进程加快,大陆半导体产业通过技术积累及早布局,具备能力把握潜在需求换代机遇,预计将成为半导体产业第三次迁移地。大陆晶圆代工厂技术相对滞后,最先进节点为28nm,较国际龙头台积电有两代技术差距, 但已具备能力满足绝大多数客户需求。鉴于下游IC 设计业快速成长带来晶圆代工刚需,大陆代工厂产能规模及本地化优势依旧稳固,大陆晶圆代工厂通过把握现有制程市场仍能实现快速成长,预计未来三年大陆晶圆代工业复合增速在15%以上。

    由于晶圆制造业的高技术壁垒,台积电绝对龙头地位短期难以撼动,而大陆若想实现突围,在市场、政策及资金支持之外,仍须实现自主技术研发力量的增强。大陆先进工艺标杆中芯在战略层面仍处于避免与台积电正面竞晶圆代工及封测环节及其支撑产业链估值水平相对偏低。晶圆代工(剔除中芯国际)及封测环节2018 年平均PE 各为16x / 19 x,由于其重资产属性PB 分别为2.1x / 2.0x。支撑产业链中,材料环节2018 年平均PE 为17x, PB 为2.3x;设备环节2018 年平均PE 则为19x,PB 为4.0x。而IDM 厂商因其体量较大估值最低,2018 年平均PE 为10x,PB 为1.6x。

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