2025年华虹半导体研究报告:锻造特色工艺主心骨,谱写中国“芯”篇章

  • 来源:国海证券
  • 发布时间:2025/01/16
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华虹半导体研究报告:锻造特色工艺主心骨,谱写中国“芯”篇章.pdf

华虹半导体研究报告:锻造特色工艺主心骨,谱写中国“芯”篇章。本报告重点解决了以下几个核心问题:华虹半导体的成长历程如何?公司“特色IC+功率器件”如何布局?2025年成熟制程晶圆代工需求前景如何?特朗普再次当选美国总统,中国半导体产业自主可控趋势延续,对华虹半导体的影响为何?公司车用半导体业务进展如何?一、回溯华虹集团的成长之路:系出名门,扎根上海,链接全球【阶段一】赓续“909”工程,从DRAM生产转向晶圆代工(1996-2003年):作为“909”工程主体承担单位的华虹集团与日本NEC合资建立华...

一、回溯华虹集团的成长之路:系出名门,扎根上海,链接全球

华虹半导体: “909”工程的延续,中国大陆晶圆代工领头羊

现今的华虹半导体为“909”工程的延续。1990年,国务院决定在“八五”(1990-1995年)期间促成中国半导体产业进入1微米以下工艺制造时代,这就是当时著名的“908”工程。“909”工程吸取“908”工程的经验,于1996年正式立项。由时任中国电子工业部部长胡启立亲自出任工程主体(1996年成立的华虹微电子,后更名为华虹集团)董事长,特事特办。1997年,华虹微电子与日本NEC合资组建上海华虹NEC电子有限公司,计划建设一条八英寸0.5-0.35微米技术水平的芯片产线,主打DRAM产品,后因NEC在与韩厂的存储价格战中自顾不暇并逐渐退出华虹NEC的日常经营,华虹集团从日方收回华虹NEC委托经营权,逐步停止DRAM生产并转型晶圆代工厂。华虹半导体于2014年实现港股上市,并于2023年首次公开发行A股并在科创板上市。

公司在半导体产业分工中从事晶圆代工。张忠谋于1987年创立台积电,首创晶圆代工(Foundry)的专业分工模式。英特尔、德州仪器等大厂在当时均采用传统的垂直整合制造(IDM)模式,即包办设计、制造、销售等流程。Foundry则只专注于芯片制造,为Fabless(负责芯片设计、研发、销售)和部分IDM进行生产。新的分工模式使Fabless免于投入大量资本开支在晶圆制造产线,能将有限的资源分配给半导体设计环节,降本增效。多年来,Foundry和Fabless协同发展。

产能:上市公司华虹半导体范畴,沪锡两地,五座晶圆厂

上市公司主体华虹半导体旗下包含五座晶圆厂,分别是华虹一、二、三、七、九厂,截至3Q2024八英寸晶圆月产能约17.8万片,十二英寸晶圆月产能约9.5万片。华虹五、六厂则归属上海华力。

产能:利用率回升,并将持续维持高档

华虹半导体晶圆需求恢复,量价齐升。公司季度晶圆出货量自1Q2024环比回升,并在3Q2024环比提价。 公司稼动率于2024年重回上升轨道。八英寸晶圆稼动率2024年前三季度均超过100%,我们预计全年将延续;我们预计十二英寸晶圆稼动率将继续保持在95%以上,延续到2025年。

二、华虹半导体:晶圆代工特色工艺翘楚

特色工艺不完全依赖缩小晶体管线宽,制程节点迭代压力较小

晶圆代工可分为先进制程和特殊制程/特色工艺。先进制程遵循摩尔定律,不断缩小晶体管线宽,主要应用于HPC、消费电子领域的高阶芯片。 高昂的资本开支和研发费用使晶圆制造领先制程节点向龙头集中,7nm及以下参与者仅剩台积电、三星和英特尔。随着半导体制程持续微缩,所需的资本开支水涨船高,研发和量产难度陡然上升,IDM纷纷走下舞台,晶圆代工厂联电和GlobalFoundries也在2018年相继退出先进制程军备竞赛。台积电则依靠苹果等大客户支持以及多年的技术积累,在先进制程技术成熟度、良率、量产时间、产能等拥有一定优势。而三星以自有产品作为后盾,持续在先进制程领域与台积电竞争。 特色工艺则是以拓展摩尔定律为指导,不完全依赖缩小晶体管线宽,通过聚焦新材料、新结构、新器件的研发创新与运用,并强调特色IP定制能力和技术品类多元性的半导体晶圆制造工艺。相较先进制程,特色工艺的制程节点升级和资本支出压力更小。

公司优质特色工艺平台吸引高粘性、多领域、全球化的客户群体

公司领先的技术水平和丰富的产品组合为其带来了优质的客户群体,覆盖汽车、通讯、工业、消费电子等多个终端领域,地域分布方面则遍及全球多个国家和地区。根据公司招股说明书,在全球排名前50名的知名设计公司中,超过三分之一与华虹半导体开展了业务合作。公司多年来积累的世界知名的国内外客户群,帮助公司的特色工艺平台不断升级,产品与方案则被越来越多的终端领域所应用,市场认可度不断提升。通过产品工艺的共同开发,公司的客户粘性日趋增强,与全球知名客户拥有多年的长期合作关系。

功率器件:中国功率半导体市场发展前景良好

半导体功率器件几乎用于所有的电子制造业,包括计算机、网络通信、消费电子、汽车电子、工业电子等电子产业,新兴应用领域如新能源汽车/充电桩、数据中心、风光发电、储能、智能装备制造、机器人、5G 通讯的快速发展也拉动了功率器件市场的增长,因此行业周期性波动较弱,全球功率半导体市场规模稳步增长。据新洁能公司公告转引Omdia数据,2023年全球功率半导体市场规模达503亿美元,预计2027年市场规模将达到596亿美元,其中功率IC市场占54.8%,功率分立器件占30.1%,功率模块占15.1%;预计中国功率半导体的市场规模在2024年将达到206亿美元,占全球市场的约38%。中国作为全球最大的功率半导体消费国,未来市场发展前景良好。 功率半导体按器件集成度可以分为分立器件(含模块)、功率模块和功率IC三大类。其中,功率半导体分立器件,按照器件结构划分,可分为二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT、SiC/GaN 等,其中以MOSFET、IGBT、SiC MOSFET 为代表的功率器件需求旺盛。

逻辑和射频:RFSOI平台持续优化

除2021年外,公司的逻辑与射频工艺平台2015-2023年收入贡献维持在约10%上下,主要包括特色逻辑射频工艺产品和图像传感器。 65/55nm逻辑与射频工艺平台主要由上海华力负责。华虹半导体招股说明书(A股)的补充承诺《关于避免同业竞争的补充承诺函》中表明,对于华虹半导体与华力微在65/55nm工艺节点存在部分业务重合的三个工艺平台业务,进行如下分割:65/55nm独立式非易失性存储器和嵌入式非易失性存储器工艺平台相关业务,由华虹半导体承接;65/55nm逻辑与射频工艺平台相关业务,由华力微承接。 射频:RFSOI平台持续优化。公司提供业界先进的射频绝缘体上硅(RFSOI)工艺平台,覆盖0.20μm-65nm。RFSOI能有效整合射频开关、低噪声放大器、天线调谐器甚至功率放大器,能够为5G射频前端芯片提供极具竞争力的集成整合解决方案。公司紧随趋势,持续优化RFSOI工艺平台,提供精准的PSP SOI模型,为射频前端模组及天线开关的设计优化提供便利,其中0.2/0.13μm RFSOI工艺已实现量产,未来公司还会布局55nm RFSOI,拟打造国内最优RFSOI工艺平台。

三、自主可控如火如荼,擘画车用半导体蓝图

2025年晶圆代工终端需求逐步复苏,或将支撑成熟制程稼动率

2025年成熟制程需求有望回温。据TrendForce,2025年智能手机、PC/笔电、服务器(含通用型与AI服务器)等终端市场出货量有望实现同比增长,加上车用、工控等历经2024全年的库存修正后出现回补需求,都将成为支撑成熟制程产能利用率的主要动能。据TrendForce,在AI量能延续,车用、工控等应用零部件库存落底的支撑下,全球晶圆代工产业2025年营收同比增速或将重返20%水平。

半导体是中美科技争端的焦点,美国主导的芯片四方联盟意图实现对华半导体产业的合围

近年来,半导体一直是中美贸易摩擦的焦点。在5G领域对华围堵失败后,美方企图在AI领域扼杀中国。从特朗普政府的《人工智能倡议》到拜登政府的《国家安全战略(2022年版)》,对半导体的限制从最初的关税措施扩大到现今的出口管制、投资审查、芯片联盟等长臂管辖,限制外国企业对华出口,全方位阻挠中国半导体产业追赶。拜登政府于2022年3月邀请日本、韩国与中国台湾地区组建“芯片四方联盟”(CHIP4)。该联盟中,日本在光阻剂、光刻胶、大硅片等半导体材料和薄膜沉积设备方面拥有多家领军企业;韩国与中国台湾地区是全球主要的晶圆代工基地和芯片封测中心;美国则拥有EDA、芯片设计方面的优势,同时也是仅次于中国的第二大芯片市场。CHIP4成员囊括了设备、材料、设计、制造与应用环节,可构建起将中国大陆排除在外、由美主导的半导体生态闭环,实现对华半导体产业的联合封锁。

特朗普再次当选美国总统,中国半导体产业自主可控势在必行

随着特朗普将于2025年重任美国总统,且共和党已正式掌握了参众两院,特朗普的选举承诺将更容易兑现。 特朗普在其第一个任期内便开启半导体产业链逆全球化。自2018年4月起,特朗普政府对华为和中兴实施各种芯片购买限制和在美销售限制等制裁。在特朗普第一个任期的尾声,美国商务部还将中芯国际及其附属公司列入贸易黑名单,以阻止其生产先进制程产品。从特朗普此次竞选政策来看,其计划通过对内减税、对外加税等举措加大美国半导体产业回流力度。由此,特朗普的第二个任期内,半导体逆全球化趋势或愈演愈烈,中国半导体产业国产替代需求随之扩大。

华虹半导体着力发展汽车市场

公司重视攻坚汽车市场。华虹宏力已在汽车电子的车载动力/引擎数据等存储、引擎及安全气囊控制、油泵系统、AC/DC 转换器、车身稳定(ESP)系统、电动汽车逆变器、信息娱乐系统、语音系统等获得了大量应用。根据公司公告,2023年,公司有超过30个产品通过车规验证,成功通过14位汽车客户的审核。公司主要车用产品包括功率器件以及微控制器(MCU,归属于NVM),功率器件和NVM在2023年的收入贡献分别为39.4%、35.9%。而从应用市场角度看,华虹半导体工业及汽车市场收入除2020年受疫情影响、4Q2023-3Q2024较为疲软外,其余时间基本维持较高水平的同比增速,逐步成长为公司第二大应用市场,2023年收入贡献达29.5%。

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(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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