本文經招商銀行研究院授權芯師爺發布，行業研究員楊新，感謝分享！
核心觀點：
全球半導體行業保持穩步增長，中國半導體行業及半導體市場的全球影響力與日俱增。2010年以來，全球半導體行業從PC時代進入智能手機時代，進入新一輪快速成長期。過去十年（2009~2018年），我國半導體行業整體增速為全球半導體行業增速的3.3倍，而全球半導體行業整體增速是全球GDP增速的3倍。與此同時，在PC、智能手機等領域強大的整機組裝製造能力使我國成為全球最大的半導體消費市場，在全球佔比達到了33%，比第二名的美洲高出11個百分點。
創新不斷推動行業發展，分工細化降低進入壁壘。產品角度：半導體產業已成為全球創新最為活躍的領域。以5G、汽車電子、物聯網、AI（人工智能）、高性能運算、數據中心、工業機器人、智能穿戴等為驅動因素的新一輪矽含量提升周期到來，給半導體產業帶來新機遇。產業鏈角度：全球產業鏈分工細化大幅度降低了半導體行業進入壁壘。我國作為半導體產業的追趕者選擇了先突破垂直分工模式中進入壁壘相對較低的設計和封裝測試環節，從而帶動製造環節和IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件製造）企業發展的發展路徑。
我國半導體產業的進口替代空間巨大。半導體產業鏈製造能力的不足使我國成為半導體進口第一大國。2018年，中國淨進口的集成電路全球佔比高達56.45%，這巨大的貿易逆差成為刺激全球半導體產業加速向國內轉移的根本動力。產品角度：CPU等核心領域受製於人，中低端產品發展迅速，短期內主要在邏輯電路和移動終端微處理器領域尋求發展。產業鏈角度：我國封測行業通過並購等方式不斷壯大，業務全球化特徵明顯，而作為產業發展龍頭的IC設計公司與中國本土製造能力之間不匹配的情況較為明顯，本土製造能力嚴重不足已成為產業發展的瓶頸。
政府主導的大基金將進一步加速我國半導體產業成長。在半導體產業鏈向我國轉移趨勢基本確立的前提下，工信部主導的半導體產業大基金項目可能加快這一趨勢。該基金已完成一期投資1,378億元，二期計劃投資約2,000億元。從投資分布來看，一期主要集中在我國競爭力較弱的半導體制造領域，二期則適當擴圍生態體系缺失環節。
建議加大半導體行業資產配置比例。鑒於國內市場的巨大需求，以及產業進入壁壘的下降，我國半導體企業綜合實力不斷提高，分階段實現進口替代突破，半導體產業向我國轉移趨勢明顯，而大基金可能加快這一進程。我們認為半導體行業會成為新動能領域增速較快的行業之一，建議銀行加大這一行業的資產配置比例，具體投資企業我們將在本行業報告的下篇中詳細闡述。
半導體被稱為製造業皇冠上的明珠，半導體產業是信息技術產業的核心，是推動傳統工業轉型升級和提升中國“智造”水準的物質支撐，是支撐經濟社會發展和保障國家安全的戰略性、基礎性和先導性產業，其技術水準和發展規模已成為衡量一個國家產業競爭力和綜合國力的重要標誌之一。
過去一年以來，中美經貿摩擦持續。從中興、晉華到華為事件，美國發動披著貿易外衣的科技戰對我國半導體及通信等高科技產業進行遏製，芯片被“卡脖子”引發國人對半導體產業的強烈關注。
本報告主要從產品角度和產業鏈角度分析半導體產業，進而給出對這一行業的資產配置建議。
1. 全球半導體產業穩步增長，中國的影響力與日俱增
1.1 全球半導體產業保持穩步增長，中國增速遠超全球
作為資金與技術高度密集行業，半導體行業目前形成深化的專業分工、細分領域高度集中的特點，因此半導體行業受全球經濟影響波動較大，且相關性越來越強。
圖1：全球半導體銷售額增速遠超全球GDP增速
資料來源：Wind,招商銀行研究院
過去十年（2009~2018年），全球半導體銷售額CAGR(複合年均增長率)為7.55%，而2008~2017年，全球GDP CAGR為2.43%。2009~2018年，中國集成電路行業銷售額CAGR為25.03%（因無中國半導體行業過去十年的完整數據，此處以集成電路行業數據代替。集成電路行業銷售額則以直接面向最終客戶的集成電路設計行業的銷售額為口徑估算）。即，過去十年，中國半導體行業增速為全球半導體行業增速的3.3倍，而全球半導體行業整體增速是全球GDP增速的3倍。中國半導體行業雖快速成長，但體量相對仍較小，2018年中國集成電路設計行業銷售額為2,519億元，僅佔全球半導體銷售額8%左右。
過去二十年，在前十年裡，PC(個人電腦)帶動了全球半導體行業的增長，而後十年進入智能手機時代，手機接棒成為半導體行業增長的主要動力。
圖2：2010年起全球半導體行業由PC時代進入到智能手機時代
資料來源：Wind,IDC,招商銀行研究院
從整體來看，根據世界半導體貿易協會（WSTS）數據顯示，2018年全球半導體市場銷售額達4,687.78億美元，同比增長13.7%，相對2017年的21.6%的大幅增長有所放緩。從目前半導體行業主流國際機構的預測來看，2019年全球半導體市場增速將進一步放緩。據 Gartner 2018Q4 預測，2019年、2020年、2021年、2022年，全球半導體市場銷售分別為4,890億美元、5,280億美元、5,190億美元、5,390億美元，分別增長2.5%、8.1%、-1.8%、3.8%。
1.2 半導體的應用領域以通信和計算機為主
從全球角度觀察下遊應用領域，通信（含手機）和計算機佔據集成電路（因無半導體下遊應用數據，以集成電路行業代替）前兩大市場份額，據IC Insights 統計，2016年，這兩大領域的佔比分別達到32%和25%。從具體產品分類來看，IC Insights提供的數據顯示，智能手機、PC、汽車電子、IOT（Internet of Things，物聯網）和伺服器佔據前五大的位置，智能手機仍是應用領域的第一大場景。
智能手機市場逐漸飽和，出貨量連續下滑，但智能手機市場對半導體需求依然保持較高水準。預計5G、人工智能、物聯網、汽車電子等快速發展將加大對全球集成電路市場的增長貢獻，而消費電子（不包括可穿戴設備）、功能手機、桌面電腦和筆電對市場的貢獻將會減少。
圖3：2016年全球集成電路各終端應用市場規模佔比
資料來源：IC Insights,招商銀行研究院
圖4：半導體在手機及PC（含平板）中的應用佔比呈下降態勢
資料來源：SIA，招商銀行研究院
1.3 中國和美國已成為全球半導體前兩大消費市場
從市場結構來看，中國和美洲（主要是美國）已經成為全球半導體前兩大消費市場，2018年，其市場規模佔比分別為32%、22%，其次是歐洲和日本。從發展趨勢上來看，亞太（含中國）地區半導體產品市場規模持續擴大，而日本和歐洲市場銷售額則略有萎縮。
圖5：2018年全球半導體產業市場規模分布
資料來源：WSTS,招商銀行研究院
圖6：2014-2018年全球半導體產業市場規模分布
資料來源：WSTS,招商銀行研究院
1.4 集成電路佔半導體的比重持續達80%以上，記憶體成為集成電路市場增長最快的子領域
半導體，指導電性能介於導體與絕緣體之間的材料。從類型來看，半導體可以分為集成電路、光電子、分立器件和傳感器這四大類。據WSTS的數據，2018年集成電路、光電子、分立器件和傳感器的市場規模分別為4016億美元、387億美元、241億美元、134億美元，佔比分別為84%、8%、5%、3%；相較於2017年，集成電路增長17.03%，光電器件增長11.21%，分立器件增長11.75%，傳感器增長6.61%。從1999-2018年的整體情況來看，集成電路佔比呈下降態勢，但近年來，集成電路市場規模佔半導體的比重持續超過80%。據IC insights 預測，2018年，預計O-S-D(光電子、分立器件和傳感器器件)出貨量佔半導體出貨量的70%，而集成電路佔30%。即集成電路的平均單價為O-S-D的9倍。
集成電路可細分為數字IC(Integrated Circuit,集成電路)和模擬IC，數字IC又分為：記憶體（又稱記憶體）、邏輯電路和微處理器。從2009-2018年這十年的數據來看，記憶體近年來已成為集成電路中增長最為迅速的子類，目前已居於第一。
圖7：2018年半導體各細分領域市場規模佔比
資料來源：wind，招商銀行研究院
圖8：集成電路各子類產品銷售額 （億美元）
資料來源：wind，招商銀行研究院
1.5全球半導體行業的資本開支和研發支出集中在頭部企業
半導體制造作為重資產行業，資本開支巨大。目前全球半導體產業的資本支出非常集中，前5大廠商就佔了整個資本支出的65%左右，三星一家大概佔20%-25%，2017年全球資本支出同比增長34%，達到新高900億美元之後，預計2018年全球資本支出將首次超過1000億美元，達到1026億美元，同比增長14%。
製造設備投資是資本開支的重要部分。從製造設備投資來看，根據國際半導體協會（SEMI）發表的年終整體設備預測報告,2018年全球半導體制造新設備銷售額為621億美元，較上年增長9.7%，佔全球半導體行業資本開支（1026億美元）的60.53%。
研發支出也具有非常明顯的頭部效應。據IC Insights數據，2017年，排名前十企業的研發支出超過了其他半導體公司（359億美元和230億美元）的總支出。2017年全球半導體行業研發投入超過10億美元的18強企業，英特爾、高通和博通名列前三位，而尚無中國企業入榜。
2. 創新不斷推動行業發展，分工細化降低進入壁壘
2.1 半導體產業是全球創新最為活躍的領域
半個多世紀以來，半導體產業已成為全球創新最為活躍的領域。技術創新推動終端應用的變化，進而促使產業結構發生變化，並不斷推動產業發展。目前，手機和PC為半導體應用的主要領域，但兩者的佔比呈下降態勢。現在處於上一個需求周期進入成熟期，而新的需求將要爆發的時間點，給半導體產業帶來了更大的空間和更多的機會。以5G、汽車電子、物聯網、AI（人工智能）、高性能運算、數據中心、工業機器人、智能穿戴等為驅動因素的新一輪矽含量提升周期到來，給半導體產業帶來新機遇。我們認為5G、物聯網、汽車電子、AI（人工智能）是半導體行業未來一段時間的重要驅動因素，下面分別進行討論。
5G推動電子產業創新周期，帶來巨大機遇
5G是第五代移動通信技術的簡稱，在基地台峰值速率、用戶體驗速率、連接密度和時延、頻譜效率、流量空間容量、移動性能、網絡能效八大指標中具備優勢。在5G時代，應用場景被分為三大類：1.eMBB（增強型移動寬頻），主要用來為家庭用戶的手機和各類終端提供高清視頻播放和虛擬現實技術應用；2.mMTC（海量機器類通信），用於萬物互聯的物聯網構建，如車聯網；3.uRLLC（超可靠、低時延通信），用於自動駕駛和工廠自動化。
根據IC Insights數據，2019年全球電子元器件產值將達到1.68兆美元，同比增長3.5%。5G細分行業方面，2019年，安卓陣營將推出多款5G智能手機，成為5G終端的起點，蘋果亦將於2020年推出5G版本iPhone，預計在2020-2023年開啟新一輪換機潮。此外，車聯網、自動駕駛、VR/AR、AI等新應用也將受益5G技術的成熟。5G時代，設備終端數量和硬體使用量將顯著增長，半導體領域迎來增量機會。
物聯網連接數量爆發增長，推動產業長期增長
物聯網模組主要分為傳感、處理、連接三大功能部分，通過將相關的傳感器、MCU芯片、記憶體、電源IC、射頻器件等半導體元件集成或封裝在PCB板上來實現。
從通信製式看，物聯網模組可分為蜂窩類和非蜂窩類模組，前者是指狹義的蜂窩類2G/3G/4G/5G模組，而後者是指局域網模組（WiFi、藍牙、Zigbee）， 和LPWA模組（Low Power Wide Area Network,低功耗廣域網絡，包括：NB-IoT（窄帶物聯網）、LTE-M、Lora、Sigfox）。其中，LPWA廣義上也屬於蜂窩通信技術。從蜂窩製式具體細分看，隨著5G和LPWA技術成熟，2G、3G物聯網模組將逐步衰減，而NBIoT、Cat-M、5G等相關物聯網模組則增長明顯。2018年局域IOT預計設備連接數為83億，將超過手機成為第一大主力應用，至2023年有望增至157億，2017-2023年複合增速為16.8%，而廣域IOT（含蜂窩）設備數的增速較局域更為明顯，以31.3%的複合增速增至2023年的41億。
2018 年物聯網整體硬體部分市場規模約700億美元，其中IC部分為250億美元，非IC部分為450億美元，未來三年IC佔硬體成本比例仍有望保持35%以上。從金額看，細分半導體元件中傳感器價值量最高，佔比約54%，而電源相關的功率器件佔比約26%，射頻器件佔比約15%，MCU 佔比約5%。
隨著工藝成熟，物聯網通信模塊成本有望從11美元降至5美元以下，單價下降，但更會加速物聯網終端鋪設力度，促進營收規模增長。綜合考慮局域和廣域IoT出貨量，及通信模塊成本拆分，據中信建投研究發展部預測，到2023年，IoT帶動傳感器規模約495億美元，電力器件規模238億美元，射頻器件規模約139億美元，MCU的市場規模約50億美元，IoT市場規模達922億美元。
圖9：局域和廣域IOT連接數超手機，廣域IOT增速明顯
資料來源：IHS,招商銀行研究院
圖10：局域和廣域IOT出貨對半導體市場規模拉動明顯
資料來源：中信建投證券研究發展部，招商銀行研究院
在政府、運營商和行業龍頭共同發力物聯網的背景下，蓬勃發展的物聯網市場在5G到來後將給半導體行業帶來了巨大的需求和機遇。
汽車半導體量價齊升，推動產業發展
網聯化、智能化、電動化是未來汽車半導體的主要發展驅動力，汽車電子也因此成為半導體下遊應用領域需求增長較快的市場，根據IHS數據，2016-2022年，全球汽車半導體市場以年複合成長率7.1%的速度增長，2022年市場空間達580億美元。
從具體應用領域來看，目前汽車電子半導體仍集中於動力系統、信息娛樂系統、底盤、安全以及車身，四者佔據約76%的車用半導體份額。汽車的自動駕駛和電動化趨勢，推動 ADAS（Advanced Driving Assistant System，高級駕駛輔助系統）和動力系統增速明顯，推動汽車矽含量及單車半導體價值量持續提升，根據PwC數據，目前全球汽車的電子化率（電子零組件成本/整車成本）不到30%，未來會逐步提升到50%以上。到2022年，平均單車半導體價值量有望增至481美元。
圖11：2017-2022年汽車半導體行業保持快速增長
資料來源：IHS，招商銀行研究院
人工智能成為半導體行業的新機遇
AI芯片正在以一種前所未有的速度顛覆著以安防、手機、無人駕駛汽車、雲計算等為首的四大領域,成為半導體行業的新機遇。2017年度，全球AI芯片市場規模達到44.7億美元，隨著包括谷歌、臉書、微軟、亞馬遜以及百度在內的巨頭相繼入局，預計2018年將達到57億美元，2020年有望突破百億美元大關，增長迅猛，發展空間巨大。2017年中國AI芯片市場規模達到33.3億元，同比增長75%；預計2018年市場規模將進一步增長，達到45.6億元。
全球AI市場規模約2700億美元，中國AI市場規模約330億元人民幣Statista預計2019、2020年，全球人工智能市場規模將分別增長59%、61%，成長至6800億美元量級。中國人工智能市場有望在2030年達到兆量級，傳統行業和技術的結合是主要的應用領域，2G（對政府）和2B（對企業）將成為主要的營收來源。
AI芯片主要分為GPU（Graphic Processing Unit，圖形處理器）、FPGA（Field-programmable Gate Array，現場可編程門陣列）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit，專用集成電路）,可用於端側推理、雲測推理、雲測訓練和IP核環節。雲端市場目前被NVIDIA、谷歌等巨頭霸佔，英特爾及初創公司，如 Graphcore、Cerebras、Wave Computing、寒武紀及比特大陸等也加入了競爭的行列。此外，FPGA在雲端的推斷也逐漸在應用中佔有一席之地。終端應用芯片群雄逐鹿，中國的很多初創企業跑在了前列。
圖12：芯片在不同 AI 環節的應用
資料來源：中國信息通信研究院，招商銀行研究院
2.2全球產業鏈分工細化大幅降低行業進入壁壘
全球半導體產業有兩種商業模式，即IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件製造）模式和垂直分工模式（主要包括Fabless（無晶圓製造的設計公司）+Foundry（晶圓代工廠）+OSAT（封裝測試企業），另外還有IP核（Intellectual Property Core）提供方等）。IDM模式的企業主要有Intel、三星、德州儀器（TI）等,這種模式涵蓋設計、製造、封測等整個芯片生產流程，這類企業一般具有規模龐大、技術全面、積累深厚的特點。而垂直分工模式中，則是IP核、設計、製造、封裝測試環節分離，IP核供應商提供專業的知識產權模塊，設計公司（Fabless）直接面對客戶需求，但隻從事設計，將製造和封裝測試外包，即晶圓代工廠（Foundry）、封裝測試企業和IP核供應商為設計公司服務。其中設計公司以高通、博通、聯發科、海思為代表，晶圓代工廠以台積電、格羅方德、聯電、中芯國際為代表，封測以日月光、矽品、安靠、長電科技為代表。
圖13：IDM商業模式
資料來源：互聯網，招商銀行研究院
圖14：垂直分工商業模式
資料來源：互聯網，招商銀行研究院
1987年台積電（TSMC）成立以前，只有IDM模式，此後，半導體產業的垂直分工模式蓬勃發展。出現垂直分工模式的主要原因：1）半導體制造業的規模經濟性。企業擴大生產規模會降低部門產品的成本，提高企業競爭力；2）半導體產業所需的投資十分巨大，投資風險高，垂直分工模式有利於降低準入門檻、分散投資風險。因此垂直分工模式應運而生，其出現有一定的必然性。現今IDM 廠商仍然佔據主要地位，主要是因為IDM企業具有資源的內部整合優勢、一定的技術優勢以及較高的利潤率。
IDM模式和垂直分工模式的優劣勢比較如下：
表 1：IDM模式和垂直分工模式優劣勢比較
資料來源：長江證券，互聯網，招商銀行研究院
垂直分工模式成為越來越多業者的主要選擇方式
垂直分工模式中，代工廠替客戶企業嚴守技術機密，專職製造，甚至還能領先客戶企業，依照對行業趨勢的預測，研發出領先的製程和技術供對方使用，解決了設計公司無能力或意願投資建廠的痛點，因此被越來越多的業者尤其是中小企業和新介入者所選擇。從全球晶圓代工霸主台積電的情況來看，據其官網數據，台積電目前以258種製程技術，為465個客戶生產9920種不同產品。若無專業的晶圓代工廠，讓為數眾多的中小企業自身從事生產製造是難以想象的。
垂直分工佔比預計將持續提升
任何產業大到一定程度，都會有一個繼續分工與細化的過程，新的分工方式的產生屬於生產關係及商業模式的創新，而產業鏈只有順應創新才能獲得更好的發展。
隨著半導體制造工藝進步、晶圓尺寸擴大、投資規模不斷增長，能夠涵蓋設計、製造及封測的企業越來越少，原先的IDM企業，亦因面對日益複雜的技術、日漸激烈的競爭和日趨高額的投入將半導體業務進行剝離，如AMD剝離其製造業務成立格羅方德，法國湯姆遜剝離半導體業務後與意大利半導體公司合並成立意法半導體，西門子剝離半導體業務成立英飛凌，IBM剝離商業半導體業務給格羅方德等。雖然垂直分工模式相較IDM有一定的劣勢，在整體來看，垂直分工模式更靈活，門檻更低，便於分散投資風險，更加適應快速變化的市場需求，因而獲得越來越多半導體業者的認可和選擇。
從全球來看，2017年全球十大半導體企業中，只有高通、博通是Fabless公司，其他8家都是IDM企業，全球Fabless 公司的銷售額仍小於IDM的銷售額，但兩者差距逐漸縮小，Fabless公司佔全球IC銷售額的比重從1999年的7.12%增長至2018年的26.35%，份額整體上呈現持續提升態勢，產業鏈全球縱向延伸加劇。
基於上述分析，我們推斷垂直分工模式佔全球半導體市場的份額預計將保持提升態勢，垂直分工成為全球性趨勢。
圖15：2017全球前十大半導體廠商市場佔有率
資料來源：Gartner,招商銀行研究院
圖16：Fabless公司銷售額佔全球IC銷售額的比重呈提升態勢
資料來源：Statista,招商銀行研究院
3. 我國半導體產業進口替代空間巨大
3.1 集成電路貿易逆差逐年擴大，進口替代空間巨大
長期以來，中國作為“世界工廠”一直是電子產品生產的集中地，也是全世界最大的半導體產品消費國家。由於集成電路市場規模佔半導體市場規模的比重超過8成，後文主要分析集成電路行業。2018年度，全球集成電路的銷售額為4016億美元，中國淨進口集成電路為2,267億美元（按照中國本土需求佔比33%來估算，其中1,325.28億美元在中國市場上被消費，1,518.89億美元最終被其他國家和地區消費），中國淨進口的集成電路全球佔比高達56.45%，中國集成電路市場近年來一直在快速增長，且隨著國內5G通信、物聯網等領域快速成熟，國內集成電路市場需求將進一步提升。由於我國本土集成電路產業規模較小，供求缺口較大，產品的進口額遠大於出口額，集成電路進口額從2015年起已連續4年超過原油，成為我國進口金額最大的商品。
2018年全年我國集成電路進口金額首次突破2兆元，達到20,584億元(大約3,120.58億美元)，相比2017年同期的17,610億元(大約2,603億美元)增長16.89%(以美元計增長19.84%)。2018年全年我國集成電路出口金額5,591億元(大約846億美元)，相比2017年同期的4,526億元(大約668億美元)，增長23.52%(以美元計增長26.56%)。2018年，我國集成電路淨進口額為2,267億美元，同比增長18.2%，我國集成電路貿易逆差逐年擴大，國產替代空間巨大。
圖17：我國進口集成電路佔進口總額的比重較高，且近幾年仍呈上升趨勢
資料來源：wind，招商銀行研究院
圖18：我國集成電路貿易逆差逐年擴大
資料來源：wind，招商銀行研究院
3.2 產品角度：核心領域受製於人，部分市場實現突破，中低端產品發展迅速
集成電路子分類角度：短期內主要著眼於邏輯電路和移動終端微處理器領域突破
集成電路分為記憶體、模擬電路、邏輯電路和微處理器四個子類。分類看，記憶體根據銷售額大小依次為：DRAM (Dynamic Random Access Memory，即動態隨機存取記憶體)、NAND（NAND Flash Memory）以及Nor Flash。NAND用於智能手機、電腦SSD、SD卡等高端大容量產品。Nor Flash用於功能機、MP3、USBKEY、DVD等低端產品。全球記憶體領域，三星、SK海力士、美光科技形成了寡頭壟斷，我國在該領域的市佔率極低，而且由於記憶體領域主要是IDM企業佔據，因此晶圓代工和封裝測試企業也較少涉及到記憶體領域。記憶體用途廣、用量大，國內以長江存儲為代表的企業在這一領域的突破才剛開始。
在微處理器領域，PC、伺服器端的CPU市場被英特爾壟斷，我國企業短期內難以挑戰其市場地位；移動終端微處理器領域，主要企業為高通、博通、蘋果、三星、聯發科、海思、紫光展銳等，海思和紫光展銳已躋身全球前十大IC設計公司。
在模擬電路領域，以德州儀器（TI）為龍頭的全球前十大模擬電路企業佔據了60%的市場份額，且均為IDM企業，我國模擬電路龍頭聖邦股份營收規模尚小。模擬電路設計難度大，對技術人員經驗的依賴度高，追趕難度較大。
整體來看，從集成電路的子類上來看，我國企業短期內主要在邏輯電路中低端產品領域、移動終端微處理器領域尋求國產替代和發展，中期之內尋求記憶體的逐步替代，中長期而言，尋求模擬電路的替代。
表 2：中國內資企業在集成電路行業的分布情況
資料來源：公司公告，互聯網，招商銀行研究院
注：表中全球市佔率具體數據來自於IC Insights，其余無具體數據部分為估算。“極低”是指＜1%，“低”是指＜5%，“中等”是指在5-20%之間。
集成電路產品角度：核心領域受製於人，中低端產品發展迅速
中國大陸集成電路進口主要來自於中國台灣及馬來西亞等東南亞國家及地區，2017年度，中國大陸來自中國台灣、韓國、馬來西亞和日本的集成電路進口額共計1842.5億美元，佔總額80.8%。主要原因：1）封測是集成電路產品的最後一段環節，而全球封測產業主要集中在東南亞地區，因此我國集成電路進口很大比重來自於中國台灣、馬來西亞等；2）記憶體主要來自於韓國，而記憶體近年來漲價幅度巨大，銷售額在全球集成電路中佔比高達4成。
從構成來看：2017年我國淨進口集成電路2,267億美元，對其分別進行估值拆分如下：
圖19：2017年淨進口集成電路按產品分類
資料來源：芯謀研究，招商銀行研究院
從進口的芯片產品來看，記憶體佔比超過1/3，其次是模擬/功率芯片，佔15%。在上一節中我們已闡述，我國在這兩個領域較為薄弱。其他芯片，分別來看：
手機主芯片：主要企業為高通、蘋果、三星、聯發科、海思和紫光展銳等，在海思手機芯片不對外銷售的情況下，國產替代在設計端主要依靠紫光展銳，而在製造端則主要依賴晶圓代工龍頭中芯國際製程水準的提升。
電腦CPU：英特爾為該領域的霸主，在PC CPU（中央處理器）領域擁有約80％的市場份額，在伺服器CPU市場佔有99％的市場份額，已經形成強大的生態體系。國產電腦CPU（兆芯、申威、龍芯、飛騰等）的市場份額極小，短期來看，即使政府扶持，亦難以形成有效替代。
2018年，中國PC預計銷售額為5,210萬台，同比下降2.2%。這其中，需要政府集中採購領域的市場份額約為5%，即2018年約260萬台左右。這260萬台的市場份額，還會根據不同密級，選擇純國產PC或高性能Intel/AMD PC。換言之，純國產PC圈中，兆芯、申威、龍芯、飛騰等，能分到的市場份額將更小。單靠政府採購金額，不足以扶植起國產CPU產業鏈。
數字信號處理器（DSP，Digital Signal Processing）：在DSP領域，德州儀器、傑爾系統、摩托羅拉、模擬器件公司（ADI）和高通等約佔全球95%的市場份額。我國在DSP領域實現了軍用雷達等方面的自主研發突破，打破了技術封鎖，而民用市場雖有多家廠商，但由於普遍起步較晚，因此仍然承受著巨大的專利扼製之痛。
微控制器（Microcontroller Unit），MCU一般分為8位，16位和32位的處理器，廣泛運用在工業控制，醫療設備，遠程控制，辦公設備和家用電器，玩具和嵌入式系統中。它通過獨立的處理器，記憶體和I/O器件，可以減小系統的尺寸，降低設備的成本。目前，恩智浦、瑞薩等全球前八大MCU廠商市場份額達到88%，國內市場為國外廠商佔據，恩智浦與ST（意法半導體）即佔國內75%以上市場份額，國內以MCU為主業的上市公司僅有中穎電子和兆易創新，該部分的營收規模都不超過4億元，與國外巨頭差距明顯。憑借成本優勢和服務優勢，國內目前在4、8位中低端MCU領域迅速實現國產化，並逐漸布局32位中高端芯片市場。
整體來看，國產芯片主要分布在邏輯電路、電源管理、特殊存儲、MCU、NOR FLASH、半導體分立器件等製程和工藝相對要求不高的領域，主要為中低端產品。下遊應用領域主要集中在通信（中低端手機為主）、消費電子、電視、機頂盒、安防、安卓系統的平板、智能計量（電表等）、金融（智能卡）、智能家居、電源管理等方面，並逐漸向中高端領域滲透。除此之外在軍工、航天、金融安全、電力等特殊領域亦有分布。
3.3 產業鏈角度：製造能力成為產業發展的瓶頸
從目前的情況來看，我國半導體產業處於成長初期，整體規模較小。以集成電路為例，根據IC insights的數據，2016年我國集成電路自給率僅為10.4%，預計2015到2020年我國集成電路產值CAGR為28.5%，從而在2020年達到15%的自給率水準，仍處於較低水準。
中國為全球最大的電子組裝基地，模組能力已經躍居全球一流，產業正從模組走向品牌和核心部件。電子產業集聚效應催生供應鏈本土化需求，並刺激我國半導體產業的發展。
圖20：中國大陸是各類電子系統主要生產地
資料來源：中芯國際公告，招商銀行研究院
具體到集成電路產業的設計、製造和封測環節來看，我國的封測行業通過並購等方式不斷壯大，業務全球化特徵明顯，而作為產業發展龍頭的IC設計公司與中國本土的製造能力之間不匹配的情況較為明顯，本土製造能力嚴重不足已成為產業發展的瓶頸。
表 3：集成電路產業鏈行業特徵及進口替代路徑
資料來源：廣證恆生，互聯網，招商銀行研究院
以集成電路為例，我國晶圓製造出現“兩頭在外”的現象：2013年中國本土晶圓代工缺口為209億元，這部分是依靠海外代工。一方面：晶圓製造代工廠給國外做代工，同時國內設計公司也在依靠國外代工廠去生產。從設計端來看，中國終端市場旺盛的需求催生了設計公司的發展壯大，而另一方面，受限於製程技術和資本開支節奏，製造能力已經成為產業發展的瓶頸。
2017年中國本土晶圓代工規模為370億元（比2013年增長49%），本土設計公司佔其中51%（比2013年佔比增加了10.8%），2017年中國IC設計公司對晶圓產值需求約671億元，中國本土晶圓代工廠提供給本土IC設計公司的產能按照產值僅滿足了28.3%（比2013年下降了19%），存在481億元缺口（比2013年增加了130%），2017年前十大設計公司中，除智芯微電子及士蘭微電子外，其余8家（海思、紫光展銳等）都在使用海外代工。
圖21：我國本土IC設計公司和晶圓代工廠間供需不匹配（2013年）
資料來源：華潤微電子，招商銀行研究院
圖22：我國本土IC設計公司和晶圓代工廠間供需不匹配（2017年）
資料來源：華潤微電子，招商銀行研究院
3.4 我國半導體資本支出和研發開支的全球佔比持續提升，促進我國進口替代
我國半導體行業資本支出近年來保持快速增長態勢。2014年，中國半導體資本支出不到日本和歐洲之和的1/4，而2018年，中國的支出已經超過了歐洲和日本的總和。
從資本開支的重要部分——製造設備投資來看，根據國際半導體協會（SEMI）發表的年終整體設備預測報告,2018年全球半導體制造新設備銷售額為621億美元，較上年增長9.7%，佔全球半導體行業資本開支（1026億美元）的60.53%，而中國大陸新設備銷售額為128.2億美元，同比增長55.77%，佔全球半導體制造新設備銷售額的20.61%。中國半導體制造設備銷售額大幅增長，主要因為中國大陸建設了許多晶圓廠。2018年，在中國大陸，預計中國企業投資額約為58億美元，非中國企業投資額約為67億美元，晶圓廠建造在2017年和2018年均創歷史新高，反映出強勁的增長動力。因為中國半導體的資本支出不斷上升，中國的半導體制造生產總值也在不斷地提升，過去五年，我國集成電路製造子行業的銷售額從2014年的712億元增長到2018年的1,818億元，CAGR為20.62%。據IC Insight預測，2018~2023年，我國集成電路製造子行業的銷售額的CAGR為15%。
圖23：2016~2020年全球半導體設備投資額（十億美元）
資料來源：SEMI，招商銀行研究院
從研發投入來看，2017年全球半導體行業研發投入超過10億美元的18強企業，英特爾、高通和博通名列前三位，而尚無中國企業入榜。但中國半導體技術研發投入增長較快，研發投入/收入比重已經超過韓國、日本。
圖24：各地區半導體研發投入/收入比重（2016）
資料來源：SEMI，招商銀行研究院
在目前的情況下，我國半導體資本支出和研發開支的全球佔比預計將持續提升，進而促進我國進口替代。
4. 國家意志大力推動半導體產業加速發展
作為一個發展超過七十年，技術密集、資本密集和知識密集的成熟行業，半導體行業已經形成高度全球化分工、行業高度集中、“強者恆強”的格局，馬太效應顯著。作為行業追趕者，往往需要政府強有力和持續的支持，並采取超出常規水準的發展戰略，在不斷競爭中逐步發展出足夠的技術能力和產業運作能力，只有這樣，當出現新的機遇時，才可能實現崛起。
4.1 大基金引路，多方合力引發產業投資熱潮
與傳統製造業不同，半導體產業具備重資本、高技術的門檻，整體運作存在巨大風險，政府的支持和主導至關重要。以美國為例，美國政府多次進行直接或間接關鍵性政策乾預，直接行為包括政府採購、政府資金支持、相關法律政策、外交貿易，間接行為包括影響技術發展方向、市場需求與競爭等。
我國半導體產業發展水準與先進國家（地區）差距較大，歷來為國家產業戰略布局的重點。自2014年工信部發布《國家集成電路產業發展推進綱要》以及隨後發起設立“國家集成電路產業投資基金”（簡稱“大基金”）以來，國內半導體產業的發展掀起新一輪熱潮。半導體產業的投資主體沿著中央政府-----地方政府-----產業資本的道路滾動推進。2014年9月，大基金設立，這是我國第一次以市場化投資的方式推動集成電路產業的發展。大基金一期1378億元人民幣資金的影響力則持續滲透到了半導體發展的各個領域，產業投資的熱情被大基金前所未有的撬動。大基金引路，合力地方政府、金融機構、社會資本、產業公司、科研機構，再加之各地稅收、土地優惠、研發獎勵等傳統補貼方式，中國半導體產生了前所未有的連鎖反應。這些舉措既能體現國家意志，客觀上亦滿足了戰略性產業對長期投資的要求。
從地區來看，以上海、深圳、北京等為代表的一線城市是我國半導體行業重鎮。2014年始，《國家集成電路產業發展推進綱要》頒布，各地方政府紛紛出手布局區域內行業發展及促進政策，二線城市積極進場，產業發展加速。
圖25：國家半導體（集成電路）行業政策
資料來源：招商銀行研究院
4.2 大基金一期基本完成《國家集成電路產業發展推進綱要》第一階段目標
在工信部和財政部的指導下，國開金融有限責任公司、中國煙草總公司、北京亦莊國際投資發展有限公司、中國移動通信集團公司、上海國盛（集團）有限公司、中國電子科技集團公司、北京紫光通信科技集團有限公司、華芯投資管理有限責任公司作為最初發起人成立大基金，此後在2014年12月，武漢經濟發展投資有限公司（現已更名為“武漢金融控股（集團）有限公司”）、中國電信、中國聯通、中國電子、大唐電信、武嶽峰資本、賽伯樂投資集團等7家機構參與增資擴股。參與方強強聯手，最終大基金一期共募得普通股987.2億元，同時發行優先股400億元，基金總規模達到1,387.2億元，相比於原先計劃的1,200億元超募了15.6%。
表4：大基金（一期）股東構成（截至2017年末）
資料來源：長電科技公告，招商銀行研究院
目前來看，在所有的投資領域中，大基金重點推進的有四大領域，包括了半導體產業鏈中晶圓代工的先進製程級和記憶體國產化兩大領域；另外還包括了推進半導體發展的兩大技術手段，一是推進高端芯片聯盟的“產學研用”融合；二是理性參與國際並購，通過資本運作的手段引入國外的技術和人才，推進產業的發展。
大基金采取公司製的經營模式，與以往的補貼模式有著本質的不同，唯一管理人為華芯投資管理有限責任公司，託管行為國開行。通過股權投資、設立子基金、夾層投資、組建融資租賃公司等方式構建綜合性金融體系，退出方式包括：回購、兼並收購、公開上市等。
圖26：大基金重點關注的四大領域
資料來源：根據大基金總經理丁文武發言整理，興業證券研究所，招商銀行研究院
圖27：大基金一期投資領域分布
資料來源：集微網，招商銀行研究院
根據《國家集成電路產業發展推進綱要》的指引，我國集成電路產業2020年要達到與國際先進水準的差距逐步縮小、企業可持續發展能力大幅增強的發展目標。到2030年，我國集成電路產業鏈主要環節達到國際先進水準，一批企業進入國際第一梯隊，實現跨越發展。因此自2014年大基金設立開始到2019年為大基金的募集資金以及密集的投資期，隨後幾年將轉向投後管理階段，投資的項目將迎來獲利回收，促進我國集成電路產業的發展。從目前的情況來看，大基金一期基本完成第一階段（至2020年）目標。
目前大基金一期（2014年9月-2018年5月）已經投資完畢，總投資額為1,387億元，投資覆蓋了集成電路製造、封裝的龍頭公司，部分覆蓋了設計、設備、材料類上市公司。經統計，公開投資公司為23家，未公開投資公司為29家，累計有效投資項目達到70個左右。從大基金的投資資金分布來看，主要集中在製造領域，主要原因是製造為半導體產業的關鍵環節，我國在該領域較為薄弱，而製造環節既能帶動產業鏈上下遊的設計和封測的發展，又具有顯著的溢出效應，並且製造環節投資規模較大，因此佔據了大基金投資份額的65%。隨著產業的不斷發展，這種投資分布也可能發生一定變化。
表5: 大基金投資領域及部分企業
資料來源：天眼查，光大證券研究所，互聯網，招商銀行研究院
表6：《國家集成電路產業發展推進綱要》發展目標完成情況
資料來源：廣發證券，公司公告，招商銀行研究院
4.3 大基金二期將啟動，國家延續對產業的大力支持
據工業和信息化部發言人公開發言，當前大基金正在進行第二期募集資金。據了解，此次集成電路發展基金預計將募集約2,000億元。按照1∶3的撬動比，所撬動的社會資金規模在6,000億元左右。加上大基金第一期1,387億元及所撬動的5,145億元社會資金，涉及資金總額將過兆元。投資方向上，適當擴圍生態體系缺失環節，信息技術關鍵整機及重點應用領域，IC設計環節的投資比例有望增至20-25%，並有望加大在物聯網和人工智能領域的布局。大基金二期資金的募集傳達了兩個重要信號，首先國家層面的集成電路支持計劃政策將會是一個延續性的政策，希望能夠真正實現國產化的長遠目標，其次對於產業的投資也將更加全面覆蓋全產業鏈，顯示了國家對於產業整體的重視程度。
5. 布局建議及主要風險點
半導體是技術密集、資本密集和知識密集的行業，已經形成高度全球化分工、行業高度集中、“強者恆強”的格局，馬太效應顯著。在行業技術發展放緩、產業垂直分工體系成熟等背景下，我國半導體產業以龐大的市場需求為產業轉移根本動力，以5G、AI、物聯網、汽車電子等為驅動因素的第四次矽含量提升周期到來為新機遇，以國家大力支持為核心，帶動人才聚集和資本投入，全球半導體產業向我國轉移趨勢明顯。我們認為半導體會成為新動能領域增速較快的行業之一，建議銀行加大這一行業的資產配置比例，具體投資企業我們將在本行業報告的下篇中詳細闡述。
從風控的角度，行業層面，銀行應關注的風險點包括：
1）周期波動風險。半導體行業具有4-5年的周期屬性，具有與宏觀經濟同步的特徵，但波動遠超過全球經濟波動。產品周期、資本開支周期與庫存周期這三類最基礎的周期疊加之後就形成了半導體銷售額的周期與成長，銀行需關注我國半導體行業的周期波動風險。
2）政治因素風險。半導體行業從誕生之日起就不是完全市場化的行業，目前成為發達國家的戰略制高點產業，作為後起之秀，我國半導體產業常面臨政治因素風險。從中國企業在半導體產業的多筆收購被美國政府否決，到中興、晉華和華為事件，政治因素風險已成為我國半導體產業發展的重要風險因素。
3）政策風險。半導體行業對政策的依賴度較大，因此若政策穩定性、延續性方面出現問題，將對行業產生較大的負面影響。
4）產業鏈依賴風險。我國半導體產業鏈較為薄弱，諸多核心設備和材料受製於人。若美國等通過專利訴訟、技術轉讓限制及封鎖、限制材料和設備向我國出口，或封鎖上遊的設備、EDA、IP、國內無法設計生產的元器件等，將對中國的半導體產業產生嚴重的影響。
5）投資回報風險。半導體行業是高投資、高風險、高收益行業，資本與技術密集、行業集中度高、壟斷競爭特徵顯著。如，對集成電路製造而言，製程等技術進步速度快，對最低經營規模的要求大（規模經濟效應），我國企業與行業領先者的差距大，投資強度較大，這些因素均導致投資回報不確定性較高，進而可能影響銀行信貸資產質量。
6）技術風險。半導體行業為高度的技術密集型產業，技術變化較快，下遊需求變化快，新興應用領域多，若企業出現技術方向判斷失誤或技術落後，可能面臨喪失市場的風險。
——End ——
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