外汇天眼APP讯 : 一、2020/2021 年全球半导体市场投资展望
在经历持续一年多的中美经贸,造成中国及美国的消费者买方成本增加及企业资本投资转趋保守,而减少汽车、消费性电子、手机、电脑的消费,以及减少对工业用及服务器的投资,加上部分半导体产品像是内存 DRAM、闪存 3D NAND、 挖矿机 GPU、12“/8”大硅片、LCD 显示屏、各种电力功率、微控制单元 (MCU)、电阻/电容(Chip Resistor,、MLCC)产品在制造商、客户,通路堆积了大量库存而造成的各产品价格下跌,需求锐减加上部分产品下跌造成全球半导体市场于 2019 年同比下跌近 13%到4,102 亿,而存储器行业同比下跌超过 30%,逻辑半导体同比下跌近 2%。存储器市场占全球半导体市场达到近三年低点的 27%。
但受惠于中美贸易战不再恶化、消费者信心改善、企业资本投资逐步增加、数据中心增加先进制程 10nm/7nm 服务器在云端及边缘运算端的投资、谷歌力推 Stadia 云端游戏平台、全球电动、半自驾/自驾车出货比例的提升(目前占不到 2%)、5G 所带动的手机/ 边缘运算网络/ 基地站/ 核心网络/数据中心的需求(650 亿美元增量 vs. 2019 年 4,100亿美元市场)、3-5 颗摄像头、真无线耳机 TWS、屏下指纹、射频前端及毫米波射频天线在手机的需求大增,配合内闪存存储器、7.5/8.5 代线 LCD、电阻/电容大厂持续砍资本开支,降价清库存,减产出产能,各产品价格逐步趋稳,有些产品甚至因为摩尔定律趋缓造成晶圆代工成本涨价而跟涨,我们国金证券研究所因此估计全球半导体市场将在2020/2021 年同比增长 9%/12%达到 4,471/5,008亿美元,先进晶圆代工市场从过去 10 年的 5-10%营收同比增长转变到未来 10 年的 10-15%同比增长。因为预期明年下半 年现货价/ 合约价格 同步反弹, 存储器行业 复苏幅度(12%/26% y/y) 应该会高于逻辑半导体市场同比增长幅度 (7.9%/6.6%)。这两年半导体行业的复苏应该会带动国际及国内半导体公司估值的提升,我们因此决定维持对国内半导体行业的“买入”评级。
在这篇 2020 年国金半导体展望及投资策略报告中,我们上调一个半导体评级,看到摩尔定律趋缓造成的芯片单价提升及小芯片架构的二个趋势,评估服务器/手机/车用半导体的三个驱动力复苏,看好国内半导体设计,设备,存储器,存储器封测四个次行业的加速增长,还有五家重点关注公司长电科技、太极实业、中微公司、澜起科技和三安光电。
二、半导体设计应用篇-上行周期的产品驱动力
1、计算机应用篇-拐点已现
我们国金证券研究所估计全球计算机半导体(服务器,桌上型计算机,笔电 x86 CPU, GPU, AI) 市场将在 2020/2021 年同比增长 6%/6%, 但预期整个市场应该是由 AMD 的 7 纳米 ROME, 华为 7nm 鲲鹏服务器 ARM CPU, 中国长城 16nm 的 四核飞腾 FT-2000/4, 信骅及新唐的服务器远端控制芯片 BMC(Baseboard Management Controller),AI ASIC/GPU, 澜起的内存接口芯片所带动超过 10%同比营收的增长。
2020 年服务器半导体市场增长 > 10%:
我们的假设基础是服务器市场于2019 年衰退近 8%,(英特尔之前公布其今年服务器 x86 CPU 出货量在1Q/2Q/3Q19 同比衰退了 8%/12%/6%)。但在三季度同比需求拐点出现后,我们估计全球服务器市场出货量在 2020/2021 年有 8%/24%的同比增长机会, 而统计彭博分析师对全球服务器制造商及半导体相关公司营收的预期,全球服务器制造商(浪潮,中科曙光,纬颖,广于 2020 年应该可以同比增长 15%,全球服务器半导体市场可以同比增长 7%,但我们认为,服务器朝向更先进制程(Intel 10nm, 10nm+, AMD 7nm, 7nm+,5nm), 更多核芯运算,更多 PCI Express 接口, 及更多内存通道方向迈进,加上良率不佳,产能短缺,所以我们不排除单价的提升会让 2020 年全球服务器半导体市场同比增长轻易地超过 10%。服务器产业链受惠可期:
当然服务器及服务器半导体市场的复苏,也会带动内存 DRAM,闪存 3D NAND 市场,以及 x86 CPU 大载板,服务器CPU 插槽 (嘉泽),服务器 x86 CPU 晶圆代工(台积电 7nm, 7nm+,5nm),封测(通富微-AMD, 日月光/长电-海思鲲鹏)市场的复苏。Chiplets 小芯片架构利好封测及 ABF 大载板行业
:尤其当英特尔未来也要跟随 AMD 在 2021 年推出小芯片(chiplets) 大载板架构 10nm++ 的服务器 x86 Eagle Stream CPU 及 FPGA 来改善良率及成本, 我们期待这趋势利好于封测及 ABF (Ajinomoto Build-up Film)大载板行业及其龙头厂商Ebiden, Shinko, 欣兴 Unimicron, 南亚电路板 Nanya PCB。ABF 树酯载板是由英特儿所主导的材料,适合高脚数,细线路,高传输,耐高温 x86CPU 封装。2、智能手机应用篇-5G, TWS, 屏下指纹
因为 5G(AP, 基频,射频前端,基地站,天线射频),真无线耳机(TrueWireless Stereo), 屏下指纹的需求带动下,国金证券研究所估计全球智能手机半导体(AP,基频,射频前端,天线模组,基地站,内存,闪存,TWS MCU,NOR, 光学屏下指纹, AR/ToF VCSEL)市场将在 2020 年同比大幅增长 15%,远优于智能手机出货量同比增长的 0-5%。
5G 提高手机半导体价值
:手机半导体市场 2020/2021 年同比增长将大幅超过手机出货同比增量,主要是因为每支 5G 手机所用到的半导体价值是4G 手机半导体价值的 2 倍以上。根据我们及高通的预期,5G 手机会从今年的 500-1,000 万支,成长到 2020 年的 1.8-2.2 亿台,及 2021 年的 4 亿台,而每支 4G 智能手机的半导体价值(AP+基频)将从 20-40 美元,提升到 5G 手机的 50-80 美元,这将是带动全球智能手机半导体市场同比大幅增长的主因。非美/国产替代是进行式
:除了 5G 所带动的半导体增值成长外,我们还看到了国产手机芯片替代进行式,尤其是美国 Trump 政府自从技术封锁中兴通讯,华为,中科曙光,海光,海康,大华,科大讯飞,旷视,商汤,美亚柏科,依图,颐信科技以来,国内系统厂商,尤其是手机制造商,从此立志采取非美替代策略,其顺位以中国大陆半导体设计为优先,然后是中国台湾,韩国,日本,最后是欧洲。这也将造成高通, Skyworks, Qorvo,Broadcom,镁光在中国大陆市场的份额逐季减少,海思,联发科,瑞昱,稳懋,三安,卓胜微,三星,海力士的份额增加, 虽然这对整体市场同比增长不会有影响,但对国内及非美手机半导体增长有正面的帮助。3、车用电子应用篇-百花齐放
因为中美关税战趋缓,全球汽油及电动车需求触底缓步回升,全球电动车持续增加份额对 Power MOSFET, IGBT, SiC, GaN 半导体电力功率分立器件的需求,还有辅助驾驶进化到 SAE 3, 4, 5 自动驾驶对各种 AI,MCU,CPU,GPU, FPGA,感测器,毫米波雷达,光达,摄像头 CIS, WiFi, 蓝牙, 有线网络,电源管理 PMIC, 存储器半导体的需求带动下,国金证券研究所估计全球车用半导体市场将从 2019 年的同比衰退 2%,到 2020 年的同比增长 8%,远优于全球汽油车/电动车出货量同比增长的 0-5%。
车用半导体增值篇
:不同于手机半导体市场 2020/2021 年同比增长将大幅超过手机出货同比增量,主要是因为每只 5G 手机所用到的半导体价值是4G 手机半导体价值的 2 倍以上, 每部 SAE Level 5 自动驾驶电动车所用到的半导体价值可能是 2019 年人驾汽油车半导体价值的 10 倍以上,我们初估最基本的 Power MOSFET 就需要 10 倍以上增量,摄像头,CIS,雷达传感器,MLCC,电源管理芯片要五倍增量,2 倍的传感器 Sensor,更不用说大量的射频功率放大器,有线通讯,人工智能,及多种电力功率芯片,这将是带动未来 20 年全球车用半导体市场 5-10%复合增长率,每车半导体价值从 2019 年不到 3%的比重,逐年拉高的主因,即使未来 20 年全球汽油车/电动车出货量同比增长 < 5%。电动车可能将再次拉动高阶 MLCC 需求:
刚才提到电动车需要 5 倍MLCC 的增量,2020/2021 年电动车重启增长应该会大幅改善 MLCC 的供给过剩,减少市场库存,稳定价格崩跌,让 MLCC 行业逐步复苏,我们建议重点关注中国大陆的风华高科,中国台湾的国巨,华新科,美国的Vishay, 还有日本的 Murata 等 MLCC 龙头大厂。4、电力功率应用篇-IGBT, SiC, GaN
2017 年全球功率分立器件市场规模约 154 亿美元,同比增长 12.2%,主要是电动汽车及 IOT 等新兴市场需求,预计 2023年将达到 188 亿美元,2016-2023 年均复合增速 4.4%。除了电动车外,电力功率半导体的应用场景还包括电力传送,高铁,充电站,冷气,微波炉,照明系统,光伏,风电,工业用等等。功率半导体器件按照下游应用领域,主要可以分为五大类,包括工业控制(市场占比约为 23%),消费电子(20%),计算机(20%),汽车电子(18%),网络通信(15%)。MOSFET、IGBT、整流桥是功率半导体中最为重要的三个细分产品,2017 年 MOSFET 在功率器件中的占比达到 41%,整流桥 21%,功率模块占比 23%,IGBT 则为 7%。而根据 Yole Developpement 统计和预测,17-21 年功率器件市场规模 CAGR 为 5.39%,其中 MOSFETs(5.23%),IGBT(9.02%),功率模块(6.20%),二极管(2.8%),晶闸管(2.71%),整流桥(4.72%)。
目前的电力功率半导体还是以低功率的硅 MOSFET 还有高功率的 IGBT 为主,但当消费者为了 600V 以下低电力功率应用,需求更轻薄短小的电源供应器(Power Supply)及 笔电用电源适配器(AC adapter),预计将转用 GaNHEMT;而 600V 以上的中,高电力功率光伏变频器,马达控制,服务器不断电系统电源供应器,智慧电网充电站,车载充电器,降压转换器,电动车传动系统的主驱直流/交流逆变器(DC/AC Inverter)应用,预计将以高压,高频,高效率的 SiC MOSFET 来逐步取代现在主流的 IGBT。国金证券研究所估计全球电力功率半导体市场将从 2019 年的同比衰退 3%,到 2020 年的同比增长9%, 但根据 Yole Developpement 之前的预测,2018-2024 SiC 半导体市场复合增长率有 29%,而 2017-2023 GaN半导体市场复合增长率有 24%。
市场大,但国产份额低
:中国大陆电力功率市场占比全球达 40%,电力功率器件细分的主要几大产品在中国的市场份额均处于第一位。其中,Power MOSFET 中国市场规模占比全球为 39%,IGBT 为 43%,BJT 为49%,电源管理 IC 为 47%,其他如晶闸管,整流器,IGBT 模组等等产品中国市场占比均在 40%左右。国内龙头全球市占率依旧很低,与国际大厂差距明显:与整个半导体产业类似,对比海外的功率器件 IDM 大厂,国内的功率器件龙头企业(扬杰科技、华微电子、士兰微、斯达半导体等)的年销售额仍是巨头们的几十分之一且产品结构偏低端,表示中国大陆电力功率器件的市场规模与自主化率严重不相匹配,国产替代的空间巨大,目前,中国大陆电力功率半导体产业正在快速发展,闻泰科技收购了安世半导体后,后期有望积极扩产,有望充分受益国产化替代。汽车电动化和智能化为功率器件行业的核心驱动力:
根据 2019 年 IHS 报告,汽车电子增长最快的细分市场将由高级驾驶辅助系统(ADAS)和混合动力/电动汽车电子产品所带领,年复合增长率有望分别达到 13%和29%。汽车电动化是大势所趋,世界各国都在大力发展新能源汽车,出台了燃油车禁售时间表。预计到 2025 年,新能源汽车将占据新车销量的半壁江山,其中纯电动将占全球汽车销量的 10%,混动将占据全球新车销量的 40%。新能源车行业有望继续保持快速增长:2018 年全球新能源车销量 201.8 万辆,预测 2022 年将达到 600 万辆,18-22 年销量 CAGR 达到25.86%。根据中汽协发布的产销数据,2018 年,新能源汽车产量及销量分别为 127 万辆和 125.6 万辆,同比分别增长 59.9%和 61.7%,产量及销量连续三年位居全 球第一。预测到 2020 年,中国新能源汽车实现当年产销 230 万辆,新能源车将在全球范围内(尤其是中国)加速渗透。轻型车功率器件 2020 年市场超百亿美元。汽车中采用大量的半导体器件,根据Strategy Analytics 和 Infineon 数据,燃油车单车半导体价值量约 375 美元,纯电动增加一倍,约 750 美元。其中,传统燃油车中功率器件单车价值量71 美元,48V 轻度混动车中功率器件单车价值量 146 美元,重度混动车和插电混动车中功率器件单车价值量 371 美元,而纯电动车中功率器件成本为 455 美元,占比车用半导体 61%,相较于燃油车增长 541%。我们认为混动和纯电动汽车的加速渗透将成为功率器件行业最强劲的驱动力。汽车和工控领域,2017-2021 年 MOSFETs 复合增速 5.23%
:2016 年,全球 MOSFETs 市场规模接近 62亿美元,受益于汽车和工控领域的稳定增长,功率 MOSFETs 在汽车应用市场的市场占到整体的 20%,超过了在计算机和数据存储应用中的表现。预计到 2022 年,随着新能源汽车销量的快速放量,功率 MOSFETs 在汽车应用市场占比将提升至 22%,而计算存储和工控领域的市场占比则分别达到 19%和 14%,三者合计占到 55%。MOSFETs 被用于汽车的刹车系统,引擎管理,动力转向系统和其他小型电机控制电路:随着汽车电动化提升,MOSFETs 在纯电动汽车和混动汽车中的转换器(Converter),小型插电式混动汽车和纯电动汽车的充电器(3-6 kW),48V 的 DC-DC 转换器,以及其他启动/停止功能模块的微型逆变器等等汽车零部件中的应用将会更加广泛。未来 5-10 年,电动车用MOSFETs 在整个 MOSFETs 市场中会变得越来越重要。预测 IGBT 16-22 年复合增速 15.7%:
2017 年,全球 IGBT 芯片和模组的市场规模约为 37.3 亿美元,Yole 预测,2022 年 IGBT(含 IGBT 模组)市场空间将达到 55 亿美金,年均复合增长 8.1%,主要的增长即来自于IGBT 模组。下游应用领域的主要驱动力主要来自于汽车电动化带来的需求,2016年汽车 IGBT 市场为 8.64 亿美元,2022年将增长至约 20.7 亿美元,16-22 年 CAGR 为 15.7%,2022年汽车 IGBT 市场占比整体市场将达到接近 40%。另一个驱动力是电机 IGBT,Yole 预测电机 IGBT 市场 16-22 年CAGR 为 4.6%。消费电子、白电等领域未来将会向节能方向发展,因此对400-1700 V 功率的 IGBT 仍然有比较稳定增长的需求,16-22 年白电领域对 IGBT 需求 CAGR 为 6%。2018- 2025 年,中国 IGBT 市场年复合增长率达 19.11%。集邦咨询《2019 中国 IGBT 产业发展及市场报告》显示,2017年中国 IGBT 市场规模约为 128亿元,2018 年预计 153 亿元,相较2017 年同比增长 19.91%。受益于新能源汽车和工业领域的需求大幅增加,中国 IGBT 市场规模仍将持续增长,到 2025 年,中国 IGBT 市场规模将达到 522 亿人民币,年复合增长率达 19.11%。海外巨头垄断
:据 IHS 统计,2017年全球功率半导体器件与模组市场规模为 185 亿美元,欧美日呈现三足鼎立之势,英飞凌位居第一,占比 18.6%,安森美次之,占比 8.9%,前十大公司合计市占率达到 58.9%,日本企业占据 5 席,合计占比达到 19.7%。2017 年,全球 MOSFET 市场规模达到66.5 亿美元,英飞凌以绝对优势排名第一,市占率达到 26.3%,前五大公司市占率达到 62.5%。2017 年,分立 IGBT 市场规为 11 亿美元,英飞凌排名第一,市占率高达 38.5%,前五大公司合计占比达到 71.5%。国内电力功率半导体突围:
我国是全球最大的功率半导体市场,国际龙头企业较大部分收入来自中国地区,以达尔科技和恩智浦为例,其收入的58%和 41%来自中国大陆。由此可见,我国功率半导体市场需求量巨大,本土厂商拥有非常大的国产替代空间。在全球功率半导体市场上,中高端产品生产厂商主要集中在欧洲、美国和日本地区。欧美日的功率半导体厂商大部分属于 IDM 厂商,英飞凌、达尔科技、安森美、恩智浦等是行业中的龙头企业。我国功率半导体市场占据全球 50%左右的需求份额,在高端产品领域,90%依赖进口。我国电力功率半导体厂商主要为 IDM 模式,生产链较为完善,但产品主要集中在二极管、低压 MOS 器件、晶闸管等低端领域,生产工艺成熟且具有成本优势。而在新能源、轨道交通等高端产品领域,国内仅有极少数厂商拥有生产能力,高端产品市场主要被英飞凌、安森美、瑞萨、东芝等欧美日厂商所垄断。目前国内外 IGBT 市场仍主要由外国企业占据,虽然我国 IGBT 市场需求增长迅速,但由于国内相关人才缺乏,工艺基础薄弱,国内企业产业化起步较晚, IGBT 模块至今仍几乎全部依赖进口,市场主要由欧洲、日本及美国企业占领。同时,国内企业由于芯片供应主要源于国外,制约性较强,因此发展较为缓慢。风险提示:5G 需求不佳,存储器库存过多,晶圆代工及封测业竞争剧烈,良率不佳,半导体设计及设备估值偏高。