2022年中芯国际研究报告 半导体产业国内国际双重承压

  • 来源:国元证券
  • 发布时间:2022/12/05
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中芯国际(0981.HK)研究报告:行业或已接近底部,国产替代带动内生增长.pdf

中芯国际(0981.HK)研究报告:行业或已接近底部,国产替代带动内生增长。国际上,半导体制造用稀有气体价格、硅片价格上涨,芯片制造成本增加。受全球经济下滑影响,消费电子需求疲软。国内来看,半导体行业面对需求大幅下降的挑战。消费端电子产品疲软,智能手机进入去库存的阶段。受疫情封控的影响,PC和平板销量下滑。受美国制裁影响,对美特定电子产品出口萎缩。国产替代是长期趋势国产替代是科技自立自强重要战略的组成部分。二十大报告中五次提到“科技自立自强”,三次提到需要提升供应链韧性和安全,强调加强基础研究和原创以继续推动中国经济发展和维护国家安全。从产业链安全的角度考虑,国家将会持...

1、公司基本概况

1.1、公司简介

中芯国际(以下简称“公司”)是全球领先的集成电路晶圆代工企业之一, 也是中国大陆集成电路制造业的领导者,拥有领先的工艺、产能及服务配 套。公司向全球客户提供 0.35 微米至 14 纳米多种技术节点、不同工艺平台 的集成电路晶圆代工及配套服务。除集成电路晶圆代工外,公司亦致力于打 造平台式的生态服务模式,为客户提供设计服务与 IP 支持、光掩模制造等 一站式配套服务,并促进集成电路产业链的上下游协同,与产业链中各环节 的合作伙伴一同为客户提供全方位的集成电路解决方案。公司拥有立足中国 的制造基地与辐射全球的服务网络,并积累了广泛的境内外客户资源。

公司在全球晶圆代工市场中处于较领先位置。2022 年第二季度公司实现 19.03 亿美元的营收,市场占有率为 5.6%,在全球晶圆代工厂中排名第五。

1.2、主要产品和服务

公司主要为客户提供基于多种技术节点、不同工艺平台的集成电路晶圆代 工及配套服务。公司集成电路晶圆代工业务系以 8 英寸或 12 英寸的晶圆为 基础,核心产能逐步由 8英寸转移到 12 英寸。公司成功开发了 0.35 微米至 14 纳米多种技术节点,应用于不同工艺平台。围绕集成电路晶圆代工业务, 公司为客户提供相关设计服务与 IP 支持、光掩模制造、凸块加工及测试等 配套服务。其中,90nm-28nm 成熟制程为产能集中的技术节点。14nm FinTech 以下为先进制程。主要应用领域涉及物联网、汽车显示驱动、AMOLED屏幕驱动、电源管理高端领域、音频放大器、智能电机驱动等产品。公司年报显示2021年智慧手机、智慧家庭收入占比较高达到 45%(分别为 32%+13%),工业领域应用占主导的“其他”占比约31%。

2、半导体产业国内国际双重承压

2.1、制造成本增加

2.1.1、稀有气体价格上涨

俄乌战争导致半导体光刻的重要原料-氖气短缺。氖气是 DUV 光刻机产生光 源的重要惰性气体,主要应于目前主流的 65-14nm 成熟制程 12 寸晶圆的制 造,约占晶圆生产成本的 15%。乌克兰氖气厂 Ingas and Cryoin 占世界氖气 总出口量 25%、半导体级氖气出口量 45-54%,自三月开始停止氖气供应。 俄罗斯政府在六月颁布的稀有气体出口禁令进一步加速了供应的紧缺。 虽然各国际大厂如SK Hynix, Intel, ASML, TSMC, Micron在今年三月表示有 多重气体来源且库存足以应对 3-12 月的消耗。但俄乌冲突到十一月仍未有 缓解的迹象。即使各个大厂确实有足够的库存,按 12 月库存计算目前也所 剩不多。在不考虑新增工厂的氖气需求前提下,即使有其他地区的供货商可 以提供,短期内也无法弥补近 50%缺口。

短期内氖气的供应短缺,必然引起各大厂商防御性的储备。台积电、格罗方 德、中芯国际和华虹半导体 2022 年前三季度 ASP 持续上涨。其中,对应俄乌 冲突和稀有气体管制的 22Q1-Q2 ASP 增长迅速。我们认为鉴于目前氖气的 价格处于历史高位,且供需的缺口及厂商的储备增加,短期内氖气的价格不 会下降,相应的晶圆制造成本和周期会同时增加。

2.1.2、硅片价格上涨

硅片是半导体制造的重要原材料,约占晶圆制造成本的 35%。在疫情的连续 打击下,半导体级硅的价格持续上涨。根据信越化学的公告,当前半导体级 硅材料的价格是疫情前的 2 倍并快速增长,在中国以外的地区这一价格达到 了疫情前的 3 倍。伴随着硅材料涨价的同时,制作硅片的所需的能源与材料 也在同步涨价,天然气价格高涨、甲醛价格始终保持高位。 多重成本增长压力传导到半导体硅片价格。2022 年 4 月,信越化学宣布所 有半导体产品涨价 10%。SUMCO 22Q3 季报显示 300mm 晶圆的价格在一季 度到二季度有快速增长,三四季度将保持在高位。环球晶圆董事长徐秀兰在 6 月 21 日表示最新签署的长约硅片价格比前两个月的都要高,预计明后年 价格还会增高。

2.2、全球消费电子需求疲软

自 2019 年新冠疫情开始,物流运输成本、零部件制造成本增加,PC 及消费 电子产业需求上涨,出现了供不应求的情况,ASP 持续上升。但进入 2022 年后,随着新冠疫情持续,世界整体经济增速放缓,总体需求下降,订单减 少,PC 及消费电子产业进入下行周期。 2022Q3 PC 市场出货量虽然仍高于疫情前水平,但市场形势却一低再低,全 球整体出货量同比下降 15%。联想、惠普、戴尔同比下降值均在 15%以上。 2022 年智能手机的销量持续下滑,2022Q3 相较 Q2 度略有提升,但同比下 降 9%,至 2.97 亿部。传统电子产品方面,家用音响,1-8 月便携音箱销量 达 303 万台,同比降 37.6%;桌面音响销量 284 万台,同比降 5.4%。电视 机今年 Q3 全球出货量达 5139 万台,年减 2.1%,是自 2014 年以来同季出货 最低纪录。

2.3、国内消费电子产品需求大幅下降

受国际经济衰退、消费电子产品进入下行周期的影响,国内消费电子产品需 求自 2022 年初开始出现需求大幅下降的状态。A 股消费指数持续下行,全 年均在市场指数之下。 智能手机的需求下降异常明显。2022Q3 智能手机的销量同比下降 21%。 CINNO Research 数据统计显示,9月中国大陆市场智能手机销量约为 1,960万台,较8月销量环比下降 4%,同比下降18%,环比、同比双降。自 2022 年初以来,智能手机连续 8 个月同比负增长,第三季度三个月连续环比负增 长,整体行业需求处于2015年以来的最低水平,进入去库存阶段。

VR/AR 市场发展迅速,上半年我国 VR 市场零售额增 81%、VR 头显销售 量价齐升。但是伴随着整体宏观经济水平的下降,高人气消费品价格上涨(如 Oculus Quest 2 单价上涨 100 美金),对目前 VR/AR 需求增长形成了迟滞 效应,短时间内 VR/AR 零售额难以快速增加。 PC 和平板电脑连续三个季度同比下滑。根据 Gartner 的统计显示中国出货量 的放缓,同比下降了 16.6%。在不考虑国际需求因素下,PC 的下降的国内 因素主要系多座城市的封控令商业运作放缓,使得政府、企业和消费者市场 对 PC 的需求下降。

2.4、特定消费电子出口下降

在疫情、关税和国际竞争加剧的大环境下,特定消费电子出口持续下降。以 美国为例,根据皮特森研究所的数据显示,自 2018 年中美贸易战以来,中 国特定 IT 产品和消费电子产品,如网关、路由、智能手表及无线耳机等, 持续下降,进口额相较于 2018 年下降了 62%,进口市场占有率从 38%跌至 13%。我们认为鉴于中美竞争、全球经济下行的大环境,特定硬件及消费电 子对美出口持续萎缩,外向需求受限。

2.5、底部信号显现,23H1有望触底

根据 IC Insight 预测,全球半导体有望在 2023 年一季度触底。巴菲特旗下 伯克希尔哈撒韦公司抄底台积电的消息更进一步加重了这个预测的可信度。 我们认为这些底部信号包括: (1)部分大厂商削减 CAPEX 。2022 年以来晶圆代工业龙头台积电连续两 次下调资本支出,每次 40 亿美元合计 80 亿美元。美光 2023 CAPEX 将同比 -30%至 80 亿美元,SK 海力士预计 2023 年支出比较保守。IC insights 预测 2023 年全球半导体 CAPEX 为 1466 亿美元环比下降 19%。

(2)头部晶圆代工厂的产能利用率开始下降。据台媒《电子时报》报道, 消息人士称,由于 IC 设计厂商客户砍单效应开始释放,预计台积电的晶圆 代工产能利用率将在未来 6 个月内呈下降趋势。台积电 7nm 和其他成熟工 艺的平均产能利用率估计将在 2022 年第四季度降至 90%,并在明年 Q1 进 一步下降。中芯国际 2022 年 Q3 产能利用率从 97.1%下降至 92.1%的水平, 考虑到设备岁修,四季度收入指引预计环比下降 13-15%,中芯国际 2022 年 第四季度产能利用率可能进一步下滑。 综合来看,头部芯片制造、设计公司出现 CAPEX 下降,同时伴随着产能的 削减是行业触底前的信号。我们认为目前整体行业处于左侧偏底部区间,经 过2022Q4和2023H1的库存消耗和新订单生成,整体行业拐点应出现在2023 年下半年。

3、半导体产业链国产替代

3.1、科技自立自强是国家战略

二十大报告五次提到“科技自立自强”,三次提到需要提升供应链韧性和安 全,强调加强基础研究和原创,以继续推动中国经济发展和维护国家安全。 高水平的科技自立自强不是单项技术的突破而是要形成国家技术体系-国家 平台。 半导体产业链的可靠与安全是我国产业平台建设的关键。集成电路被应用于 各行各业,如果发生集成电路供应短缺,必将对相关产业链带来剧烈的冲击, 通过传导效应影响国家整体经济安全。半导体产业由于有较高的技术门槛、 投资门槛和行业集中度,形成较高的行业壁垒,且“赢家通吃”的效应明显。 我们认为出于政策效率最大化的考量,重点扶持和投资部分龙头企业成为最 有可能的政策选项。中芯国际作为中国大陆技术最先进、规模最大、配套服 务最完善晶圆代工企业首当其冲。

3.2、国产替代新需求增加

3.2.1、出口管制刺激国产替代加速

2022 年 10 月 7 日,美国商务部以国家安全为由,对向中国出口的芯片和相 关生产工具增加了限制。具体的措施包括但不限于:1. 控制中国购买或制 造先进芯片和开发超级计算机能力的规定。2. 将对中国芯片厂的出口增加 新的许可证要求。中国实体拥有的晶圆厂许可证将面临“拒绝推定”。关键 阈值是在 16nm 或 14nm 节点或以下使用 FinFET 或 GAA 架构制造的 3D 芯 片;18nm 半间距或更小的 DRAM 芯片;以及 128 层或更多的 NAND 闪存 芯片。3.美国政府可以通过将中国公司纳入其所谓的“实体清单”(Entity List) 来增加更多限制,从而有效地阻止他们购买美国半导体和生产技术的能力。

4. 如果东道国政府阻止 BIS 及时进行最终用途检查,美国将把各方加入未 经核实的名单;如果延误严重,则加入实体清单——以防止任何可能损害国 家安全利益的美国技术转移的风险。外国政府阻止 BIS 做出合规性决定的行 为,将会被列入实体名单,从而影响到其公司获得美国技术。5. 该新规定 还明确了,美国公民在没有许可证的情况下,限制支持中国晶圆厂开发或生 产芯片的能力。

短期来看美国出口管制对中国企业获取高端芯片(<14nm)、获取高端制造 设备有一定困难,但长期来看美国的出口管制进一步刺激了我国对半导体国 产替代的步伐。自从 2019 年以来,中国力推芯片产业发展后,中国的芯片 自给率在稳步提升。在 2020Q4 芯片进口达到历史高点后,中国的芯片进口 量开始减少,2022 年前 7 个月的芯片进口量更是减少了 430 亿颗。截止 2022 年九月底,芯片进口数量为 47.6 亿颗,环比下降 12%。 我们认为关键技术和核心部件存在卡脖子的情况,已经威胁到国家经济的健 康发展。在外部的环境持续刺激之下,打造自主可控、安全可靠的半导体产 业链的需求迫在眉睫。

3.2.2、半导体下游正产生新的需求

目前我们正从人机互联为基础的 IT 2.0 时代向以万物互联为基础的 IT3.0 时 代。IT 3.0 时代是以“物”为核心,以“物”为终端的设备将快速的爆发性 的增长,越来越多的传感器、手机、家用电子产品、车辆及车载设备将加入 原来单纯的的人机互联的网络。更多的应用场景将会带来更多的细分的新应 用领域,进而带来更多的市场空间。 到 2025 年,全球预计将有 270 亿台联网的物联网设备,也就是说每人大约 具有 3 到 4 台设备。设备互联的需求大幅度提升,WiFi、Zigbee、蓝牙、 Matter 等各标准协议百花齐放。 我们认为芯片作为绝大多数物联电子设备的核心组成部分,在进口下降、 国产替代加速的情况下,半导体行业将得益于物联网行业的发展所带来 的的需求提升。

4、公司发展展望

4.1、公司有望受益于消费电子复苏

4.1.1、公司收入受消费电子行业影响较大

公司收入中智能手机和消费电子占比较高,占收入的 4 成以上,产能占用较 大。消费类产品占下游终端产品比重较高,因此公司收入与消费市场景气度 密切相关。2022 年以来以手机、PC 为代表的消费电子需求出现疲软状态, 行业进入去库存的阶段。

我们认为在新能源车、光伏产品、工业控制产品尚未建立较大需求的情况下, 各个企业先前积累的库存还需要一定时间消耗。目前手机市场处于持续低迷 状态,其他消费电子行业收入有所提升。根据wind 数据统计分析,2022Q3 半 导体制造板块收入同比增长 10.1%,利润同比增长 5.9%。消费电子板块收 入同比增长 33.0%,利润同比增长 18.4%。全球手机出货量同比下滑了 9%, 通信安防板块收入同比增长 0.6%,净利润同比增长 12.9%。汽车电子板块收入同比增加 47.1%,净利润同比下降 8.8%。汽车电子方面,2022 年 1-9 月新能源汽车累计销量 456.7 万辆(同比+111.8%)。

4.1.2、行业复苏可能在23H1以后

消费电子产品消费量与国民与经济周期息息相关。在经济快速发展时,人们 更愿意消费,衰退时削减消费。目前来看发达经济体走向衰退,彭博经济研 究(Bloomberg Economics)的最新经济预测显示,到 2024 年年初,美国经 济出现衰退的可能性高达 72%。摩根斯坦利研究分析指出,明年发达经济体 将“处于或接近衰退”,新兴经济体将“温和复苏”。在国内需求的推动下, 亚洲经济增长将在 2023 财年上半年降至 3.4%,然后在下半年恢复至 4.6%。 美股要实现标准普尔 500 指数的基本目标 3900 点,可能会有一段“波动路 径”,随着收益预期的下降,股市将下跌,然后在下半年反弹。

综合彭博和摩根斯坦利的研究,我们认为明年经济形势会呈现先下降后上升 的总体态势。亚洲市场的表现好于美国的表现。结合总体经济走势,我们认 为消费电子市场的复苏大概率在 23 年下半年经济形势好转以后。

4.2、公司有望持续获得资金、市场红利

4.2.1、供应链安全刺激国产替代

全球半导体的商业模式采用专业的精细分工,大体上晶圆设计在美国,化学 材料在日本,晶圆代工厂集中在韩国、台湾及中国大陆。根据 ICInsight、 Wind 统计的数据分析,中国大陆产能占世界比例约为 12%,中国台湾占比 57%,美国占比为 7%。然而,在 22Q3 全球的半导体销售额中美国占比约 为 25.5%,中国占比为约为 30%。巨大产能和消费的差距预示着一旦供应链 上的一点或者多点出现问题,整个供应链都将面临断供或缺货的风险。 在目前复杂多变的政治环境下,保证供应链的安全成为各国关注的的重点, 美国的芯片法案、中国的国产化为代表的产业政策加速了半导体产业本土化 的进程。

我们认为基于国家经济稳定和未来发展的角度考虑国产化替代是未 来的趋势。虽然本土企业需要面对高进入壁垒、高成本、低回报、低良率等 一系列风险,但是从国家角度出发半导体供应链的稳定和韧性更重要。

4.2.2、国家政策与资金注入

国家基金注入为集成电路产业带来充足资金。国家集成电路产业投资基金 (简称国家大基金)目前设立了一期和二期专门投资本土集成电路产业。其 资本带动效果明显,大基金一期设立总规模 1387 亿,于 2018 年基本投资完 毕,最终撬动 5150 亿社会投资。国家大基金在 2018-2020 年间对公司注入 了近 90 亿美元的资本,促进了中芯国际的产能扩展与研发的提高。大基金 先后于 2018 年投资中芯南方 32.5 亿美元,2020 年追加 22.5 亿美元,2020 年投资中芯国际 30 亿美元并完成对中芯北方 A 轮的融资。 国家对集成电路产业采取从产业发展、税收等多方面的政策扶持,伴随着国 产化阶段的推进,我们预测更多的政策、补助、投资将会进入半导体行业。 中芯国际将直接或间接的成为政策与资金的受益者。

5、公司盈利能力分析

5.1、短期盈利能力受限

公司短期内面临市场景气度下行压力,产能和产能利用率有所波动以致盈利 能力下降。公司 2022Q3 晶圆收入下降 1.5%,出货量下降了 4.7%,产能利 用率从 97.1% 下滑至 92.1%。营业收入与上季度基本持平(增长 0.2%),ASP 环比提升 3%。其原因如下: 1)经济不景气以致外部需求下降,同时公司对部分产线进行了岁修。 2)公司三季度新增加 8 寸等效 3.2 万片产能,增大了产能利用率计算基数。 3)公司调整了产品组合以致 ASP 升高。 考虑到产能利用率下降,美国芯片管制新规出台带来的影响,公司四季度的 指引提示收入将环比下降 13%-15%。我们认为短期内经济下行的趋势还会 继续,公司产能扩张,芯片管制对公司和客户都需要一定的适应时间,短期 内盈利成长受限。

5.2、长期受益于产能储备与技术扩展

5.2.1、公司持续扩大产能

鉴于我国的芯片低自给率、产业链的安全及新下游市场扩展,长期来看公司 产能持续扩张和储备将使其在国产替代背景下充分受益。 从产线分布上来看,中芯国际在中国上海建有一座 300mm 晶圆厂和一座 200mm 晶圆厂,以及一座拥有实际控制权的 300mm 先进制程晶圆厂;在北 京建有一座 300mm 晶圆厂和一座控股的 300mm 晶圆厂;在天津和深圳各建 有一座 200mm 晶圆厂;在江阴有一座控股的 300mm 合资凸块加工厂。2021 年底年产 8 寸等效晶圆 6,747,190 片。

公司产能利用率有进一步扩大的空间。2022 年第三季度新增 3.2 万片 8 寸等 效月产能,截止 2022 年第三季度末,产能利用率下降至 92.1%,有进一步 提升的空间。后续公司正在新建中芯京城、中芯深圳、中芯临港三个晶圆厂, 计划产能分别为 10 万片/月、4 万片/月、10 万片/月。同时,中芯国际计划 新建天津工厂,月计划产能 10 万片。综合来看,在未来的 5-7 年间,中芯 国际的月产能有望增加 34 万片/月,整体产能和产能利用率都有很大的上升 空间。

5.2.2、技术扩展带动ASP与毛利增长

先进的 14/28nm 制程收入占比持续扩张,伴随着 ASP 和毛利的提升。公 司先进制程收入占比伴随着 ASP、毛利经历了由低到高的增长过程,自 2019 开始 14/28nm 领域持续增长。2019 年公司 14/28nm 制程占收入为 4%, ASP 为620 元/片,毛利率 22%。到2021年底 14/28nm 制程占收入达到 15%, ASP 为 738 元/片,毛利率 31%。

其中 14-28nm 先进制程芯片领域主要应用为智能家居和消费电子等。公司 高层表示当前公司主产能正从 55nm-40nm 制程向 14/28nm 制程转移,同 时14/28nm 制程的订单也逐渐增加,整个市场未来趋势是向先进制程转移。 在布局产能的同时,公司积极布局 22nm 及 14nm 等先进制程的研发工作, 进行技术储备。根据公司年报材料,目前 22nm 和 14nm 研发都在按计划 有序进行,进一步保证了公司在工艺制程上的领先性。 由于先进制程晶圆的售价远超过成熟工艺的价格,随着 14/28nm 产能不断 提升,ASP 和毛利率有望实现同步上升。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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