來源：平安證券

芯片設(shè)計(jì):美國(guó)領(lǐng)先地位明顯，中國(guó)升至第三

IP授權(quán)、EDA軟件屬于利基市場(chǎng)

半導(dǎo)體IP授權(quán)屬于半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的上游。IP主要分為軟IP、固IP和硬IP。軟IP是用Verilog/VHDL等硬件描述語(yǔ)言描述的功能塊，不涉及具體電路元件。固IP是以電路元件實(shí)現(xiàn)的功能模塊。硬IP提供設(shè)計(jì)的最終階段產(chǎn)品—掩膜。

IP授權(quán)的出現(xiàn)源自半導(dǎo)體設(shè)計(jì)行業(yè)的分工，設(shè)計(jì)公司無需對(duì)芯片每個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過購(gòu)買成熟可靠的IP方案，實(shí)現(xiàn)某個(gè)特定功能。

這種類似搭積木的開發(fā)模式，縮短了芯片開發(fā)的時(shí)間，提升了芯片的性能。全球半導(dǎo)體IP市場(chǎng)在2018年整體市場(chǎng)規(guī)模為49億美元。其中ARM公司是IP領(lǐng)域絕對(duì)龍頭，占41%市場(chǎng)份額。

EDA設(shè)計(jì)軟件包括電路設(shè)計(jì)與仿真工具、PCB設(shè)計(jì)軟件、IC設(shè)計(jì)軟件、PLD設(shè)計(jì)工具等。

目前EDA設(shè)計(jì)軟件領(lǐng)域集中度較高，Synopsys、Cadence和MentorGraphics三巨頭占據(jù)了EDA設(shè)計(jì)軟件市場(chǎng)95%以上的市場(chǎng)份額，Synopsys、Cadence等公司將自己的軟IP集成在設(shè)計(jì)軟件中，進(jìn)一步增加了用戶黏性，也提高了行業(yè)壁壘。

芯片設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)進(jìn)步較快，未來潛力最大

芯片設(shè)計(jì)過程可以粗略的分為確定項(xiàng)目需求、系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)四部分。IC設(shè)計(jì)行業(yè)中少數(shù)巨頭企業(yè)占據(jù)了主導(dǎo)地位，其中美國(guó)IC設(shè)計(jì)行業(yè)處于領(lǐng)先地位。

從營(yíng)收規(guī)模來看，全球前十大芯片設(shè)計(jì)公司總營(yíng)收規(guī)模達(dá)到810億美元，同比增長(zhǎng)12%。其中博通同比增長(zhǎng)15.6%，以217.54億美元營(yíng)收居首;高通同比下降了4.4%，以164.50億美元繼續(xù)位居第二。

從地區(qū)分布來看，2018年美國(guó)在全球芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域擁有59%的市場(chǎng)占有率，居世界第一;中國(guó)***地區(qū)市場(chǎng)占有率約16%，居全球第二;中國(guó)大陸則擁有12%的市場(chǎng)占有率，位居世界第三。日本、歐洲半導(dǎo)體公司以IDM模式居多。

以毛利率和營(yíng)收規(guī)模兩個(gè)維度來看，國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)上市公司與全球前十差距仍然較大。

根據(jù)2018年ICInsights數(shù)據(jù)，2018年國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司銷售收入約385億美金，海思和紫光展銳(均未上市)合計(jì)銷售額超過了100億美金，占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模的26%，剩余1700余家半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司產(chǎn)生了280億美金的收入。

盡管差距明顯，國(guó)內(nèi)的芯片設(shè)計(jì)行業(yè)仍在高速成長(zhǎng)，從過去二十年來看，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)行業(yè)年復(fù)合增長(zhǎng)速度超過40%，2018年的成長(zhǎng)速度也達(dá)到了21.5%，相較于2007-2017年全球芯片市場(chǎng)4.4%的增長(zhǎng)率，中國(guó)芯片市場(chǎng)的增長(zhǎng)率一直在維持在20%以上。

晶圓代工:臺(tái)積電一枝獨(dú)秀，三星開始發(fā)力代工

2018年，全球芯片代工產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為627億美金，同比增長(zhǎng)5.72%。國(guó)內(nèi)芯片代工產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為60.16億美元，同比增長(zhǎng)11.69%。預(yù)計(jì)未來三年國(guó)內(nèi)增速仍將領(lǐng)先全球，市場(chǎng)份額的快速增長(zhǎng)表明目前全球集成電路產(chǎn)能正向大陸轉(zhuǎn)移。

從企業(yè)來看，2018年臺(tái)積電以54.39%的市場(chǎng)占有率處于絕對(duì)領(lǐng)先的地位，在三星將晶圓代工部門從系統(tǒng)LSI業(yè)務(wù)部門中獨(dú)立出來后，統(tǒng)計(jì)口徑的改變讓三星一躍成為第二。格羅方德和聯(lián)華電子分列第三、第四。國(guó)內(nèi)廠商中芯國(guó)際暫列第五。

從制程工藝來看，頂尖工藝(7nm+10nm)目前占據(jù)13%的市場(chǎng)份額，主要用于CPU、GPU等超大規(guī)模邏輯集成電路的制造。主要用于存儲(chǔ)芯片制造的14nm-28nm工藝占據(jù)了34%的市場(chǎng)份額;MCU/MPU、模擬器件、分立器件和傳感器主要使用40nm以上工藝，占據(jù)了剩余的41%市場(chǎng)份額。

移動(dòng)設(shè)備主導(dǎo)的半導(dǎo)體市場(chǎng)，更加注重功耗的降低。移動(dòng)設(shè)備受鋰電池續(xù)航所限，CPU功耗變得尤為重要。

2011年左右，隨著智能手機(jī)滲透率的迅速提高，消費(fèi)電子的重心開始從PC端向移動(dòng)端傾斜，傳統(tǒng)PC芯片巨頭英特爾在移動(dòng)端的舉步不前也導(dǎo)致了其制程發(fā)展在近5年放慢了腳步。

臺(tái)積電、三星得益于智能手機(jī)芯片龐大出貨量，在制程工藝方面拼命追趕。從2011年落后英特爾一代制程到15年趕上，最終在17年實(shí)現(xiàn)反超。

2019年4月臺(tái)積電宣布5nm工藝已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，將在2020年進(jìn)行量產(chǎn)。三星則宣布2021年5nm量產(chǎn)，并且未來十年(2020-2030)將投資1200億美金加強(qiáng)晶圓代工和系統(tǒng)LSI方面的競(jìng)爭(zhēng)力。

反觀此前代工市場(chǎng)份額第二、第三的格羅方德和聯(lián)華電子均宣布暫緩10nm以下制程的研發(fā)。目前頂尖制程的競(jìng)爭(zhēng)就只剩下臺(tái)積電和三星兩家。

領(lǐng)先廠商通過提前量產(chǎn)獲取訂單，分?jǐn)偣S折舊，進(jìn)而繼續(xù)研發(fā)下一代工藝，使得后進(jìn)廠商在先進(jìn)制程工藝上的投資低于預(yù)期回報(bào)而放棄競(jìng)爭(zhēng)，以此擴(kuò)大市場(chǎng)份額、形成壁壘。未來芯片代工領(lǐng)域馬太效應(yīng)會(huì)愈加明顯。

封測(cè):并購(gòu)整合獲得擴(kuò)張，長(zhǎng)電實(shí)力位列第一梯隊(duì)

半導(dǎo)體封測(cè)的技術(shù)含量相對(duì)較低，國(guó)內(nèi)企業(yè)最早以此為切入點(diǎn)進(jìn)入集成電路產(chǎn)業(yè)。國(guó)內(nèi)封測(cè)企業(yè)通過外延式擴(kuò)張獲得了良好的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，技術(shù)實(shí)力和銷售規(guī)模已進(jìn)入世界第一梯隊(duì)。

近年來，國(guó)內(nèi)封測(cè)廠商借助并購(gòu)潮進(jìn)入了實(shí)力顯著提升。2018年國(guó)內(nèi)封測(cè)三巨頭長(zhǎng)電科技、華天科技、通富微電在全球行業(yè)中分別排名第三、第六、第七。

在全球封測(cè)行業(yè)市場(chǎng)中，中國(guó)***地區(qū)、中國(guó)大陸和美國(guó)占據(jù)整個(gè)封測(cè)市場(chǎng)81%的份額，形成了三足鼎立的格局。

在芯片制造產(chǎn)能向大陸轉(zhuǎn)移的大趨勢(shì)下，國(guó)內(nèi)封測(cè)企業(yè)近水樓臺(tái)，搶占了中國(guó)***、美國(guó)、日韓封測(cè)企業(yè)的份額。

國(guó)內(nèi)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)超同行增長(zhǎng)率的快速壯大。預(yù)計(jì)未來三年，隨著中國(guó)芯片封裝市場(chǎng)規(guī)模的提升，國(guó)內(nèi)企業(yè)的銷售規(guī)模和技術(shù)水平也會(huì)得到進(jìn)一步提升。

半導(dǎo)體材料:日歐壟斷，國(guó)內(nèi)自給率較低

半導(dǎo)體材料可分為制造材料和封裝材料。制造材料可以分為以下幾類:硅片，靶材，CMP拋光材料、光刻膠、高純?cè)噭?、電子特種氣體、(光掩膜)。

硅片、氣體、光掩模和光刻膠四種材料占整體比例67%以上，其中硅片是半導(dǎo)體材料的核心。

我國(guó)半導(dǎo)體材料在國(guó)際分工中多處于中低端領(lǐng)域，高端產(chǎn)品市場(chǎng)主要被美、日、歐、韓、***地區(qū)等少數(shù)國(guó)際大公司壟斷，國(guó)內(nèi)大部分產(chǎn)品自給率較低，基本不足30%，主要依賴于進(jìn)口。

半導(dǎo)體制造設(shè)備:制造產(chǎn)能國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移趨勢(shì)利好國(guó)產(chǎn)設(shè)備商

在2018年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)區(qū)域分布情況中，中國(guó)市場(chǎng)逐步崛起:從半導(dǎo)體裝備銷售額情況看，從2014年開始，北美半導(dǎo)體設(shè)備投資逐年減少，日本基本維持穩(wěn)定，整個(gè)半導(dǎo)體制造的產(chǎn)能轉(zhuǎn)移到了韓國(guó)、中國(guó)***地區(qū)和中國(guó)大陸。隨著眾多晶圓代工廠在大陸投建，大陸設(shè)備市場(chǎng)增速將超過全球增速水平。

半導(dǎo)體制造過程復(fù)雜，涉及到的設(shè)備包括硅片制造設(shè)備、晶圓制造設(shè)備、封裝設(shè)備和輔助檢測(cè)設(shè)備等。在制造設(shè)備中，光刻機(jī)、刻蝕機(jī)和薄膜沉積設(shè)備為核心設(shè)備，分別占晶圓制造環(huán)節(jié)的約21%、18%和18%。

光根據(jù)各細(xì)分設(shè)備市場(chǎng)占有率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在光刻機(jī)、PVD、刻蝕機(jī)、氧化/擴(kuò)散設(shè)備上，CR3達(dá)90%以上。

光刻機(jī)是半導(dǎo)體制造設(shè)備中價(jià)格占比最大，也是最關(guān)鍵的設(shè)備，被譽(yù)為是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠，每顆芯片誕生之初，都要經(jīng)過光刻技術(shù)的鍛造。光刻決定了半導(dǎo)體線路的精度，以及芯片功耗與性能。

以核心設(shè)備光刻機(jī)為例，荷蘭公司阿斯麥(ASML.O)是全球最大的半導(dǎo)體光刻機(jī)設(shè)備及服務(wù)提供商，在細(xì)分領(lǐng)域具備壟斷地位，在高端光刻機(jī)市場(chǎng)占據(jù)75%以上份額。

半導(dǎo)體設(shè)備技術(shù)難度高、研發(fā)周期長(zhǎng)、投資金額高、依賴高級(jí)技術(shù)人員和高水平的研發(fā)手段，具備非常高的技術(shù)門檻。

目前國(guó)內(nèi)廠商離全球領(lǐng)先企業(yè)差距較大。除中微半導(dǎo)體在蝕刻機(jī)領(lǐng)域成為全球一線供應(yīng)商外，其他領(lǐng)域在三年內(nèi)達(dá)到世界領(lǐng)先水平的可能性較低。

國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策支持力度較大，但是通過產(chǎn)業(yè)政策支持獲取的進(jìn)口替代、自主可控需要經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的演進(jìn)才能實(shí)現(xiàn)。目前半導(dǎo)體進(jìn)口替代是國(guó)內(nèi)資本市場(chǎng)較為火熱的主題，短期估值偏高。我們建議關(guān)注細(xì)分領(lǐng)域內(nèi)具有較強(qiáng)實(shí)力、市場(chǎng)份額有望進(jìn)一步提升的標(biāo)的。芯片設(shè)計(jì):匯頂科技、紫光國(guó)微;晶圓代工:中芯國(guó)際、華虹半導(dǎo)體和臺(tái)積電;封裝測(cè)試領(lǐng)域:長(zhǎng)電科技、日月光;在半導(dǎo)體設(shè)備方面:北方華創(chuàng)。