芯片产业链及细分指标定价规律拆解

芯片行业的下游应用十分广泛，与经济息息相关。

1.芯片产业链介绍

芯片是半导体产品的重要分类，占据了全球半导体行业的 83%市场份 额。半导体的其他分类分别为分立器件（6%）、光学光电子（7%）和 传感器（4%）。此外，我们一般认为芯片等同于集成电路，不过严格来 说，部分领域的芯片可能不存在集成电路。

芯片可以分为数字芯片和模拟芯片两大类。其中数字芯片包括逻辑芯 片、存储芯片和微处理器；模拟芯片包括信号链芯片和电源管理芯片 等。逻辑芯片占比 33%，其中最为常见的是 CPU 和 GPU，存储芯片占 比也是 33%左右，其中包括 DRAM 和 NAND 等。

芯片行业的下游应用十分广泛，与经济息息相关。从上世纪 60 年代美 国将芯片用于军工领域，到日本应用于家电领域，再到 PC 时代、智能 手机时代，再到将来可能大规模应用于汽车电子、工业电子、人工智 能和物联网等领域，芯片渗透进我们生活的方方面面，与经济整体产 生了密不可分的联系。根据 IC Insights 的预测， 2019-2024 年全球芯片 增速与 GDP 增速的相关系数将达到 0.9。

按照下游终端需求的向上传导顺序来看，芯片产业链可分为芯片设计、 芯片代工、芯片封测。半导体材料与设备为这三个环节提供支持。

芯片设计环节根据下游客户的需求设计出电路图，其最终输出掩膜版 图（光罩）。在芯片生产的整个产业链中，芯片设计是轻资产环节，最 重要的资产是人，最重要的能力是研发能力，也因此具有较高的毛利 率。纵向来看，我国芯片设计行业规模迅速增加，超过了封测行业， 占比 43.21%；全球横向对比来看，我国虽然在模拟芯片和通讯芯片设 计方面取得一定的份额，但在存储芯片和逻辑芯片设计的市场占比仍 然有限。此外，我国在芯片设计上游的 EDA工具与 IP 核领域仍与海外 头部玩家差距较大，且面临挤压。典型的芯片设计公司为英伟达、高 通、海思、AMD、联发科和苹果等，A 股的上市公司为圣邦股份、紫 光国微、韦尔股份等。 芯片代工是在晶圆材料上构建完整的集成电路的过程。芯片代工行业 是重资产行业，技术壁垒极高，也是我国为解决“卡脖子”问题需要集中力量攻克的环节。当前来看，台积电一家独大，根据 Trendforce 数 据，其 2022 年四季度在全球市场份额高达 58.5%。中国大陆方面，中 芯国际于 2019年实现 14nm芯片量产，目前大陆在成熟制程代工市场已 经建立了一定份额，但仍需在先进制程领域实现突破。

芯片封测指封装与测试，封装是将芯片封装到塑料或陶瓷中的过程， 测试是对封装好的芯片进行功能和可靠性测试的过程。芯片封测是重 资产行业，设备投资强度较大，但工艺进步相对较慢，壁垒相对较低， 国产化程度较高，是我国与世界先进水平较为接近的一环。A股的上市 公司为长电科技、通富微电和华天科技等。 芯片材料、设备与工具是芯片产业链环节的重要支撑。EDA 是芯片设 计的重要软件，目前主要的 EDA 厂商集中于美国，前三厂商 Synopsys、 Cadence和 Mentor Graphics 占据了全球绝大部分的市场份额。IP核是 IC 设计中提前设计和验证好的功能模块，当前较大部分份额为 ARM 公司 所有。此外，用于芯片制造领域的光刻机、刻蚀机的先进制程设备大 多来自于美日欧，但我国公司如北方华创、中微公司和盛美上海等亦 在奋力追赶。

2. 拆解细分指标的定价规律

本章利用状态划分模型拆解细分指标的定价规律。由于数据的可得性， 本文主要从供需周期入手，寻找对芯片行业景气有指示作用的变量。

2.1. 供给

2.1.1. 产能下滑带来超额收益，产能利用率受需求驱动

产能是供给的根本来源，产能下滑带来超额收益。选取美国计算机、 通信和半导体工业产能指数同比度量芯片产能。可以看到，在 2011 至 2017 的产能增速下滑区间，芯片指数具有一定的超额收益。

产能利用率受需求驱动。可以看到，2005至 2011年和 2017年至今，产 能利用率正向领先超额收益。这说明产能利用率受需求驱动，产能利 用率上升是正向信号，而非“供大于求”的反向信号。当前产能利用 率增速转正，或将进入上行周期。

2.1.2. 中韩的半导体设备指标较为有效

设备在半导体制造中举足轻重，监控其出货情况是有必要的。由于北 美相关指标停止更新，我们重点关注日本、韩国和中国台湾的半导体 设备出货额，以及中国的计算机通信和其他电子设备制造业固投完成 额。 中韩的半导体设备指标较为有效。对比来看，中韩的半导体设备指标 对国证芯片指数的超额收益有较好的前瞻指示作用，中国台湾和日本 的指标有效性较弱。利用这些指标构建半导体设备景气度，其当前处 于低位，或已出现向上拐点。

2.2.需求

2.2.1. 除国产替代逻辑强势期外，宏观经济对芯片指数影响较大

随着科技的进步，芯片的下游应用领域愈加广泛，从 PC 和服务器为主 的计算机产品，再到智能手机为主的无线通讯产品，最后到近期兴起 的汽车电子和可穿戴设备，芯片已经渗透进了我们生活的方方面面， 其需求不可避免地会受到宏观经济波动的影响。 宏观经济对芯片超额收益大多为正向指示作用，2018 与 2019年例外。 复盘发现，2018 和 2019 年中美贸易战的升级促使“自主可控”政策频 繁出台，中芯国际等国内龙头也纷纷增大研发支出，国产替代成为芯 片指数获得超额收益的重要逻辑，经济对指数的影响弱化。2020 年之 后，经济对指数的影响重新得到强化。

欧美经济对芯片超额收益的指示性更强。相对中日韩宏观经济指标， 欧美经济对芯片超额收益的指示性更强，欧美经济指标当前或已出现 向上拐点。

2.2.2. 中国仍与全球需求周期密切相关，销售额仍有指示作用

半导体销售额是衡量半导体需求的重要指标。尽管 2018 年中美贸易战 升级以来美国不断对中国的半导体产业采取压制措施，但中国的销售 额增速走势与美洲总体接近，这说明中国并未脱离全球半导体的需求 周期。

半导体销售额增速正向领先芯片指数超额收益。全球和美洲半导体销 售额对芯片超额收益大多为正向指示作用， 2019 年可能是国产替代逻 辑占据主导从而指示左右为负。日本销售额的正向指示作用较为稳定。

此外，我们还可以从美国电子出口额和日本集成电路生产者出货指数 来观察需求的变动情况。当前美国和日本的出货增速当前已出现向上 拐点，其对芯片超额收益的指示性较强。

2.2.3. 下游行业难以单独主导超额收益，合成指标更为有效

智能手机出货量对芯片超额收益无明显指示作用。智能手机是芯片的 重要需求来源之一，但测算结果显示，智能手机出货量对芯片超额收 益并无明显指示作用。这可能是因为 2016 年之后，智能手机出货量开 始进入长期负增长区间，此时即使增速边际上行也难以对市场预期产 生较大影响。

笔记本电脑销量和电子计算机整机产量增速对芯片超额收益呈正向指 示作用。电子计算机也是芯片的重要需求之一，选取中国笔记本电脑 销量增速和电子计算机整机产量增速度量 PC 端的芯片需求。可以看到， 2019 年后，我国笔记本电脑销量增速和电子计算机整机产量增速对芯 片超额收益呈正向指示作用。

服务器和新能源汽车需求对芯片超额收益没有明显的指示作用。作为 芯片的传统需求来源，服务器端的需求（以信骅的营收增速度量）对 芯片超额收益并没有明显的指示作用；作为芯片近些年的新兴需求来 源，新能源汽车销量增速对芯片超额收益也没有明显的指示作用。

由上面的统计分析我们发现，分开看下游需求各项（手机、电脑、新 能源车和服务器）时，对芯片超额收益的指示作用较差。我们尝试合 成下游行业需求指标，手机、电脑、新能源车和服务器等权重，各分 项下的具体指标（比如手机分项下有三个具体指标）等权重。 下游行业需求合成指标对芯片超额收益有较为明显的指示作用，其当 前处于低位但可能已出现向上拐点。可以看到，合成之后指标有效性 大大增强。这可能是因为芯片行业的下游需求较为分散，只有多个下 游行业的需求同时上升或下降，方能合力影响芯片行业的总需求预期， 从而影响股价。下游需求合成指标曾在 2023 年到达十几年来的最低点， 当前仍处于低位，但可能已经出现向上拐点。

2.2.4. 台股设计、封测营收正向领先指数超额收益

晶圆需求

中国台湾晶圆进口金额增速对芯片超额收益有正向指示作用。由于中 国台湾的晶圆代工规模过于庞大，往往需要从外部进口晶圆，其进口 量的多少可以反映芯片代工需求与上游晶圆需求的强弱。

IC 设计

2019 年以来，台股集成电路设计公司营收增速对芯片超额收益具有正 向指示作用。中国台湾的芯片设计在全球占据重要份额，我们关注的 是台股集成电路设计公司整体营收增速指标以及联发科、联咏和瑞昱 这三个芯片设计龙头的营收增速指标。

IC 代工

我们发现，2015 年以来，中国台湾的主流芯片（尺寸为 12 寸和 8 寸） 代工产量对 A 股的国证芯片指数呈负向指示作用。

台积电和联电的营收增速与国证芯片超额收益呈负向关系。台积电的 营收增速与国证芯片指数的超额收益从 2012 年开始即呈负向关系；联 电的营收增速自 2015 年起与国证芯片的超额收益呈负向关系。这可能 是因为台积电主要生产先进制程芯片，而中国大陆以成熟制程芯片代 工为主，两者营收关联度不高。

IC 封测

中国台湾晶圆测试数据与日月光、力成营收数据对芯片超额收益有正 向指示作用。IC 封测领域，我们重点关注中国台湾 IC 晶圆测试产量以 及日月光、力成两大封测公司营收数据。可以看到，2017 年后，中国 台湾 IC 晶圆测试产量对芯片超额收益有正向指示作用；日月光、力成 两公司营收增速对芯片超额收益具有正向指示作用。

2.3.低库存、去库存状态利好市场预期

库存方面，由于标准化的指标数据较少，我们主要关注日本集成电路 生产者产成品库存、存货率指数以及中国计算机、通信和其他电子设 备制造业产成品存货。 低库存、去库存状态更有利于超额收益的产生，且去库力度与超额收 益正相关。从高低策略结果可以看到，库存指数与存货率指数均对芯 片超额收益有负向指示作用；从上下策略结果可以看到，库存指数与 存货率指数的变动均对芯片超额收益有负向指示作用；从同比指标构 建的策略可以看到，去库力度与超额收益正相关。当前日本库存呈高 位下行的状态。

2.4.价格指标没有前瞻指示作用

价格是供需关系的结果，更适合作为一个后验的监测指标。关注 DXI 指数、NAND 32G 价格和 NAND 64G 价格。可以看到，三个价格指数 对芯片超额收益指示作用并不显著。这可能是因为价格本身是供需关 系的结果而非原因，市场会更偏向于直接根据供需形成预期而非观察 后验的价格。

2.5. 2017 年后，中美关系是重要变量

2017 年后，中美关系是重要变量。可以看到，2017 年后，美国对华电 子出口增速、中国制造单晶柱或晶圆用的机器及装置进口数量均对芯 片超额收益呈正向指示作用。这说明在 2017 年后，美国对我国芯片产 业的制裁力度对市场预期会造成较大的影响。