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AI、 5G、物聯網、自動駕駛等新應用出現推動存儲芯片求爆發,半導體大硅片長期處于供需緊張狀態
2018/9/10 14:18:46 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:一、全球半導體產業景氣向上, 核心集成電路帶動產業鏈同步增長2017年全球半導體銷售額將達到3970億美元,較2016年增加17.1%。自2016下半年起對市場有利的條件開始浮現,尤其是在標準型存儲器方面,隨著這些有利條件持續發酵,2017一、全球半導體產業景氣向上, 核心集成電路帶動產業鏈同步增長
2017年全球半導體銷售額將達到3970億美元,較2016年增加17.1%。自2016下半年起對市場有利的條件開始浮現,尤其是在標準型存儲器方面,隨著這些有利條件持續發酵,2017與2018年市場前景更為看好。不過存儲器市場變化無常,加上DRAM與NANDFlash產能增加,市場預期在2019年進入修正期。
2005-2018年全球半導體產業銷售額及預測(單位:億美元,%)
資料來源:公開資料整理
集成電路產業是半導體產業的核心。 集成電路是一種微型電子器件或部件。 它采用一定的工藝,把一個電路中所需的晶體管、電阻、 電容和電感等元件及布線互連一起,制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然后封裝在一個管殼內,成為具有所需電路功能的微型結構; 它具有體積小,重量輕,引出線和焊接點少,壽命長,可靠性高,性能好等優點,同時成本低,便于大規模生產。 集成電路的出現使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步,并帶動了全球半導體產業自 20 世紀60 年代至 90 年代的迅猛增長。 作為現代社會信息化、智能化的基礎, 集成電路廣泛用于計算機、手機、電視機、通信衛星、相機、汽車電子中,其中計算機和通信領域是其應用的最主要行業。 目前集成電路產業占半導體市場份額的比重超過 80%集成電路主要包括模擬電路、邏輯電路、微處理器、記憶體四個部分。 2017 年集成電路總的市場規模為 3431 億美元,占整個半導體市場的 83%。集成電路中,模擬電路、邏輯電路、微處理器、記憶體的市場規模分別為 530 億、 1020 億、 639億和 1239 億美元,占集成電路市場的比例分別為 15.5%、 29.8%、 18.6%和 36.1%。
集成電路市場占半導體市場份額超過 80%
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集成電路產業作為現代信息產業的基礎和核心產業之一,是關系國民經濟和社會發展全局的基礎性、先導性和戰略性產業,在推動國家經濟發展、社會進步、提高人們生活水平以及保障國家安全等方面發揮著廣泛而重要的作用,已成為當前國際競爭的焦點和衡量一個國家或地區現代化程度以及綜合國力的重要標志。 2017 年,受益于記憶體漲價等因素,全球集成電路的銷售額同比大增 24.6%,達到 3431 億美元。
全球集成電路銷售 2017 年達到 3431 億美元
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集成電路產業高景氣也帶動了上游原材料、設備等行業快速發展。 以原材料端的半導體硅片為例, SMG(SiliconManufacturersGroup)在其硅片行業年終分析報告中指出, 2017 年全球硅片出貨面積相比 2016 年增加了 10%,全球硅片收入增長了 21%,超過 2016 的水平。 2017 年硅片出貨量為 118.1 億平方英寸(MSI),高于 2016 年的 107.38 億平方英寸的市場高點。收入共計 87.1 億美元,比 2016 公布的 72.1 億高出 21%。 硅片出貨量的成長,意味著集成電路產業的整體出貨與市場需求蓬勃發展。半導體硅晶圓缺貨狀況要到至 2021 年才會緩解,其中,全球 12 英寸硅晶圓需求更為強勁,至 2021年的五年內,年復合成長率約 7.1%,至于 8 英寸晶圓年復合成長率約 2.1%。
全球硅片出貨量高位持續上行
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美國半導體設備最大的優勢為晶圓處理中的 PVD、檢測、 離子注入設備和 CMP 設備,刻蝕設備和 CVD 設備也處于較領先地位。半導體設備中,晶圓處理設備占超過 80%的份額, 晶圓處理設備中,刻蝕、 CVD、 CMP、檢測設備也占據了較大份額。
晶圓處理設備占整個半導體設備約 80%份額
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晶圓處理設備的市場份額中,刻蝕、光刻和沉積設備份額最大
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具體來看, 前道晶圓制造加工環節設備資本開支較大,大約占總設備投入的 70%。其中光刻機、刻蝕機、薄膜沉積等主要設備價值較高,分別占晶圓制造環節設備成本的 30%、25%、 25%。 后道封裝組裝及檢測設備資本開支約占總設備投入的 15%及 10%
集成電路制造各類設備成本占比
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二、我國半導體需求占全球 60%, 而供需缺口持續擴大
歷經 3 次轉移,半導體行業重心正遷至中國大陸。 上世紀四五十年代隨著軍用、商用計算機的出現,至 70 年代硅谷形成,美國成為世界上半導體行業的領頭人; 80 年代日本政府與產業界經過努力開發基于 DRAM 的 IDM 商業模式,實現半導體行業的崛起,超越美國在全球市場處于領先;之后韓國抓住 PC 端消費機遇,加上政府與財團支持,在半導體產業中搶占了市場先機,在 DRAM 市場達到 80%的占有率,一舉將產業重心遷至韓國;中國臺灣在 60 年代切入 IC 后段封裝測試,受益于初期外企在臺設廠與 80 年代垂直分工模式加深, 以及本地企業如臺積電等崛起,依靠晶圓代工帶動全產業鏈發展;在目前半導體行業景氣周期中,中國大陸成為最大消費市場, 2017 年中國集成電路產業銷售額達到5411.3 億元,產業發展速度全球領先,行業重心正轉移至中.
中國半導體需求占全球 30%, 集成電路銷售額達 5400 億元成最大下游市場。 2017年,中國半導體銷售額達 1315 億美元,同比增速 22.5%,占全球市場銷售額比重高達約30%, 其中集成電路銷售額達 5411.3 億元, 中國已然成為全世界最大的半導體下游市場。
2017 年中國半導體銷售額同比增長 22.3%
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中國集成電路產業銷售額達 5411.3 億元
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集成電路進口額連年超 2000 億美元位居進口產品之首,核心技術仍被國外壟斷。 數據顯示,自 2013 年來,中國集成電路進口額連年超過 2000 億美元,2017 年更是高達 2601億美元,進口數量已接近 4000 億個,同比增速 5 年來穩定在 10%左右。顯然,集成電路已連續多年成為國內最大進口產品, 12 寸硅片基本完全依賴進口。 2017 年, 集成電路出口金額 669 億美元,進出口逆差達 1932 億美元,行業對外依存度高居不下。此外,如熱處理設備、光刻機、探針臺等半導體設備基本依賴進口,國產化率很低,核心技術仍未突破。
2007-2018Q1中國集成電路進口連續多年超 2000 億美元
資料來源:公開資料整理
2007-2018Q1中國集成電路進口數量近 4000 億個
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近年來, AI、 5G、物聯網、自動駕駛等新應用出現推動存儲芯片(DRAM/3D NAND)需求爆發,產品價格不斷上漲,三星等制造企業及上游晶圓廠擴產意愿強烈。
2017-2020 年間全球擬投產半導體晶圓廠 62 座,其中 26 座位于大陸,占全球總數42%。 2017 年我國有 12 座晶圓廠開建, 2018 年將有 10 座晶圓廠動工。
近年來我國晶圓廠開建數量迎來高峰
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晶圓廠建設周期為 3-5 年,一般在開工后 1-2 年開始進入設備采購期。由此推算,大陸16-17 年開建的多座晶圓廠將于 18-19 年迎來設備采購高峰,國內半導體設備行業再次迎來發展機遇期。2018 年中國大陸晶圓廠設備總投資額約為 125 億美元,同比增長 66.7%,且 2019 年仍有望保持 60%增速。同時,本土晶圓廠設備投資額所占比重有望自 2017 年的 33%提升至 2019 年的 45%,未來國產半導體設備廠商有望率先通過本土晶圓廠打開市場.
大陸晶圓廠設備投資額預測
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晶圓加工領域光刻機、刻蝕設備、薄膜沉積設備及其他設備成本占比約為 30%、 25%、25%、 20%。假設未來 3 年國產設備采購需求全部來自本土晶圓廠,設備國產化率自2016 年起在原有基礎上每年提升 1-2.5%,并假設人民幣對美元匯率維持 6.4,則 2018、2019、 2020 年國產晶圓加工設備市場規模分別為 99.9、 165.1、 261.4 億元。
2018-2020 年晶圓加工設備市場空間預測
-201620172018E2019E2020E本土晶圓廠設備投資額(億美元)12255890135本土晶圓廠設備投資額(億元)76.8160371.2576864光刻機(30%)2348111.4172.8259.2國產化率1.00%2.00%3.00%4.00%5.00%國產光刻機市場規模(億元)0.213.36.913薄膜沉積設備(25%)19.24092.8144216國產化率10.00%12.50%15.00%17.50%20.00%國產薄膜沉積市場規模(億元)1.9513.925.243.2刻蝕設備(25%)19.24092.8144216國產化率80.00%82.50%85.00%87.50%90.00%國產刻蝕設備市場規模(億元)15.43378.9126194.4其他(20%)12.915254054國產化率10.00%12.50%15.00%17.50%20.00%其他國產設備市場規模(億元)1.31.93.8710.8國產晶圓加工設備市場規模(億元)18.840.899.9165.1261.4資料來源:公開資料整理
另一方面,下游需求旺盛致使原材料端的半導體大硅片長期處于供需緊張狀態。2018 年 12 英寸硅晶圓價格將回升約 20%,與 2016 年底相比提價幅度將達到 40%,且未來各尺寸晶圓價格仍將持續調漲。 8 英寸硅晶圓由于國際大廠擴產意愿不強,缺貨情況可能更為嚴重。由于國內硅片廠主流技術水平仍停留在 8 英寸階段,未來該領域供需缺口大概率將由國內廠商填補,本土硅片廠商產能擴張有望進一步帶動單晶爐、拋光機、清洗設備等泛半導體設備需求,打開百億級市場空間.
三、18-2023年全球半導體前景預測
全球半導體市場在經過2014年沖高之后,達到3355億美元,增長9.8%,然而接下來的2015與2016年,己經連續兩年處于徘徊期,基本上止步不前。雖然2017年大大超出市場預期,一季度、二季度同比增幅均回到兩位數,分別達18.1%、23.8%,2017年全年有望超過17%的增長,但這一趨勢并不可持續,按產業的周期性規律波動,預計2019年之后可能會有小幅的增長。
原因在于半導體是需求推進的市場,在過去四十年中,推動半導體業增長的驅動力已由傳統的PC及相關聯產業轉向移動產品市場,包括智能手機及平板電腦等,未來將向可穿戴設備、VR/AR設備轉移。
而目前推動半導體產業增長的主因之一,智能手機已陷入頹勢,其數量在2014年增長28%之后,2015年、2016年僅增長7%和1%,己達飽和,而預期的下一波推手,如AR/VR、汽車電子及物聯網等尚未達到預期,尚處孕育之中。
另外,從技術層面觀察,工藝尺寸由14納米向10納米及以下過渡,3DNAND閃存,及2.5D,TSV等都是技術方面的硬骨頭,在推進過程中難度不少,都不太可能在短時期內會有很大的突破。所以近期全球半導體業中出現許多大的兼并,表明都在尋找出路,也可以認為半導體業正處于關鍵的轉折期,預示著一場大的變革即將來臨。
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