国盛证券:科技自立大时代 逆行者“芯”最美

国盛证券:科技自立大时代 逆行者“芯”最美
2020年05月19日 10:14 新浪财经综合

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  原标题 逆行者,芯最美(华为事件点评)

  来源 国盛证券

  投资要点

  美国(BIS)宣布新的针对华为的限制计划(非正式条例)公告(细则未出)、科技自立生态历史机遇到来。美国时间2020年5月15日,美国商务部下属的工业和安全局(BIS)宣布新的针对华为的限制计划(非正式条例)公告,针对两类产品进行限制:

  华为及其在实体清单上的关联公司(如海思),基于管制清单(CCL)的软件和技术,直接生产的产品,如相应半导体设计类产品;

  基于华为及其在实体清单上的关联公司(如海思)的设计规范,且使用美国境外被列入管制清单(CCL)的半导体设备直接生产的产品,如相应芯片类产品。

  三大重视点

  1)本次公告多次直接提到“海思”及“半导体设计/制造”字眼,反映限制升级,尤其直指半导体芯片;

  2)本次公告限制方式仍为许可证形式、同时给了120天的缓冲期,即2020年5月15日已经启动生产步骤的两类产品可拥有自新规生效日起的120天豁免期;

  3)通用性产品不在申请许可证之列。

  另外当日BIS还发布通知,再次(第5次)延长华为及其在实体清单上的关联公司的临时通用许可证(TGL)期限,此次有效期延长90天至2020年8月14日。

  BCG《对华贸易限制如何结束美国在半导体领域的领导地位》评估:

  1)如果美国维持对当前实体名单实施的限制,他们的全球份额将损失8个百分点,收入将损失16%。

  2)如果美国完全禁止半导体公司向中国客户销售产品,实际上会导致技术与中国脱钩,那么它们将损失18个百分点的全球份额和37%的收入。

  3)这些收入的下降将不可避免地导致研发和资本支出的大幅削减,并导致美国半导体行业失去1.5万至4万个高技能直接工作岗位。

  华为三大变化:

  1)备货力度持续加强、定期压力测试;

  2)海思加大对外合作,如和ST意法合作等;

  3)国产生态拼图日趋完善、配套服务链能力显著提升。

  华为一直在为此做准备,即使最悲观事情发生,华为还要能正常运行。华为两方面准备,一方面从18年开始加大库存备货,19年库存水平继续同比超过100%增长,核心元器件备货充足;另一方面加大国产化及非A供应链转移,C板产品(不含美国芯片)在各产品线已经出货。

  高度重视国内产业格局将迎来空前重构、变化!两大产业链历史机遇。

  1)配套服务产业链,代工、封测、设备、材料国产化机遇;

  2)华为生态链,光学芯片、存储、模拟、射频、功率、FPGA、处理器及IP等产业机会。

  相关核心标的见投资建议。

  风险提示:下游需求不及预期,国际形势进一步恶化。

  一、科技自立大时代

  美国对华为进一步限制计划正式落地,形式愈发严峻之下我们认为加速国产替代才是实现科技自立的唯一途径。

  美国时间2020年5月15日,美国商务部下属的工业和安全局(BIS)宣布新的针对华为的限制计划(非正式条例)公告,针对两类产品进行限制:

  • 华为及其在实体清单上的关联公司(如海思),基于管制清单(CCL)的软件和技术,直接生产的产品,如相应半导体设计类产品;

  • 基于华为及其在实体清单上的关联公司(如海思)的设计规范,且使用美国境外被列入管制清单(CCL)的半导体设备直接生产的产品,如相应芯片类产品。

  本次美国对华为限制强化之下,我们认为有几点值得重视:

  1)本次公告多次直接提到“海思”及“半导体设计/制造”字眼,反映限制升级,尤其直指半导体芯片;

  2)本次公告限制方式仍为许可证形式——两类产品在知悉它将被再出口、从国外出口、或转移到华为及其在实体清单上的关联公司(如海思)时必须取得许可证。同时给了120天的缓冲期,即2020年5月15日已经启动生产步骤的两类产品可拥有自新规生效日起的120天豁免期。

  另外当日BIS还发布通知,再次(第5次)延长华为及其在实体清单上的关联公司的临时通用许可证(TGL)期限,此次有效期延长90天至2020年8月14日。

  华为一直在为此做准备,即使最悲观事情发生,华为还要能正常运行。华为两方面准备,一方面从18年开始加大库存备货,19年库存水平继续同比超过100%增长,核心元器件备货充足;另一方面加大国产化及非A供应链转移,C板产品(不含美国芯片)在各产品线已经出货。

  我们认为严峻的环境将逼出更强大的华为和国产链,抛弃幻想,国产替代即将迎来最好的时代:

  1、抓紧加大库存备货,同时库存用于最核心的产品线;

  2、提高非A产品的出货量;

  3、加大替代,力度将空前!尽全力国产化,通过技术扶持、导入迭代,全面加大国产化力度;

  从产业看来,华为有三大变化值得高度重视:1)备货力度持续加强、并定期进行压力测试;2)海思加大外部合作;3)国产化全力推进。

  1.1 备货力度持续加强、定期压力测试

  我们从产业及财报分析了解华为从去年开始就积极加大备货力度,并定期进行压力测试。从财报披露数据来看,19年报原材料同比增长65.1%至585.20亿人民币,原材料营收占比由4.9%提升至6.8%;产成品同比增长98.6%至522.4亿人民币;整体存货同比增长75.0%至1653.61亿人民币,存货营收占比由13.1%提升至19.3%。

  华为从去年一系列事件发生后未雨绸缪、通过多种方式展开应对处理,从我们对公司供应链管理跟踪来看,核心芯片及元器件备货周期大幅拉长,目的就是保证在极端情况发生后核心产品能够保证半年到两年的正常供应。

  芯片备货中存在明显的短板效应(木桶效应),简单来说就是对于某一方案而言,芯片、元器件缺一不可,所以华为在备货时尤其重视目前无法替代的关键芯片、元器件及软件,定期进行压力测试。

  同时我们预计在被加入实体清单期间,华为会根据自身物料备货情况对产品线进行分级评估,必要时收缩产品线保证核心产品的稳定出货。

  1.2 海思加大外部合作

  从最近典型几起合作公告来看,海思正在加大与外部企业的合作研发。根据4月28日《日经新闻》,海思与意法半导体合作展开芯片研发。华为此前已经公告与奥迪、比亚迪、东风、上汽、北汽等车企签订合作协议,并成立了智能汽车解决方案BU,进军智能电动、智能车云、智能座舱、智能网联和智能驾驶等方向,进行车载芯片和车机系统布局。我们认为与意法半导体的合作研发表明近期海思在进一步加大外部合作,有望实现业务与产品扩张。

  1.3 国产生态拼图日趋完善、配套服务链能力显著提升

  华为对于打压多年前就有所预计并持续推演,长期以来在研发、业务连续性方面进行了大量投入和充分准备,“下闲棋、烧冷灶”。我们以智能终端为例进行拆解、分析和比较,可以发现华为作为一家系统级公司,已经在大部分芯片品类上自给自足,同时也注意到存储、射频、模拟芯片上仍然存在短板、受制于人。

  通过ifixit等网站对华为手机的拆解,我们看到海思芯片的占比逐渐增高,国产化加速。此外,日本专业调查公司Fomalhaut Techno Solutions对华为Mate 30 5G手机进行了拆解,我们看到华为Mate 30 5G手机中,中国国产零部件占比达到了41.8%,与之前相比占比提高了16.5个百分点。而美国元件之前占比还有11.2%,在华为Mate 30 5G上直接减少到了1.5%左右。

  2019年是国产供应链重塑第一年,2020年将进入加速阶段。我们认为国产供应链重塑将继续延循两条主线展开:

  • 华为芯片生态圈将开始壮大发展,表现为华为面向第三方芯片设计/IDM厂商的采购订单及技术扶持力度将加大,尤其在当前对海思限制力度加强背景下,具备核心研发能力的公司将会获得更多的试错和产品迭代机会;

  • 整个产业链还有制造、封测、材料、设备等众多环节,由于海思体量够大,海思正在对国内整体产业链进行重塑,为国内半导体打造更加安全、可靠、先进的发展环境,相关的逻辑芯片代工、华为代工、封测、设备、材料等厂商有望深度受益;

  我们认为后续重点从以下几点条件去挖掘受益公司:

  • 公司本身研发实力过硬,研发转换效率高:主要关注公司研发投入的成果转换,重点关注研发投入-营收/产品品类扩张速度的匹配情况,去年圣邦股份汇顶科技以及今年韦尔股份的营收扩张与毛利改善均属于此类;

  • 具备可见、可触及的下游广阔空间,或者能通过品类扩张切入更大的市场空间:全球800-1000亿美金的DRAM、500-700亿美金的NAND Flash、500-600亿美金的模拟芯片、200亿美金的CIS芯片有望深水养大鱼,出现大体量龙头公司;

  • 2020年CIS、射频、存储、模拟等国产化深水区力度有望加速。

  1、华为核心五大件CPU\GPU\ADDA\存储\射频器件中,CPU\GPU\ADDA海思已经进行多年研发、产品逐步落地自强;

  2、存储:用量最大,百亿美金采购级别、预计三年后翻倍,目前主流存储DRAM扶持合肥长鑫(兆易创新)、NAND扶持长江存储,利基型存储兆易创新、ISSI(北京君正拟收购)已经切入预计马上放量;

  3、FPGA:紫光同创(紫光国微),安路信息(士兰微入股);

  4、模拟芯片及传感器:韦尔股份,圣邦股份,矽立杰,杰华特,3PEAK;

  5、功率半导体:闻泰科技,士兰微,扬杰科技

  6、射频芯片:三安光电卓胜微,山东天岳;

  7、阻容感:风华高科(维权)三环集团顺络电子

  8、代工及封测:中芯国际,长电科技华天科技通富微电

  9、连接器及天线:立讯精密意华股份硕贝德电连技术

  10、环形器:天和防务

  目前产业跟踪来看代工、封装、测试以及配套设备、材料已经开始实质性受益,整体实力得到显著提升。

  1.4 晶圆代工,必争之地

  国内制程处于什么位置?

  中芯国际是国内首家可提供28nm PolySiON 和HKMG先进制程的晶圆代工企业;随后完成28nm HKC+技术开发,并于2018年末度成功实现量产。随着梁孟松加入,制程追赶重启。

  14nm FinFEF量产,12nm有望逐渐试产。中芯国际14nm FinFET工艺的实现也标志着公司下游应用将迈进5G、物联网、车用电子、高性能计算等领域。预计年底产能达到1.5万片/月。公司14nm产品覆盖通讯、汽车等领域,并基于14nm向12nm延伸,启动试生产,目前进展良好。对于应用端,计划未来按三阶段进行推进:一阶段,聚焦高端客户,多媒体应用;二阶段,聚焦中低端移动应用,并在AI、矿机、区块链等应用有所准备;三阶段,发展射频应用。

  14nm量产之后,N+1/N+2更值得期待。预计随着14nm产能扩充,占比有望持续提高,计划年底产能扩到1.5万片/月。N+1新平台开始有客户导入,研发投入转换率加快提高。N+1相比于14nm,性能提升20%、功耗降低57%、逻辑面积降低63%,意味着除了性能,其他指标均与7nm工艺相似,N+2则有望在此基础上将性能提升至7nm水平。

  2020年晶圆代工市场重返增长,0.016micron、0.032micron为当前收入占比最高的节点。根据Gartner,2019年全球晶圆代工收入627亿美元,增速为-0.2%。预计2020年增速回到8%。结构上,收入贡献最大的为0.016micron(12/14/16nm),达到97亿美元;其次为0.032micron(22/28/32nm),达到86亿美元。10nm预计26亿美元,7nm预计85亿美元。台积电2019年收入为346亿美元,占比达55%。

  先进制程呈现资金、技术壁垒不断提高的趋势,行业格局逐渐出清,SMIC是重要的先进制程追赶者。从制造环节而言,行业资金、技术壁垒极高,不仅十多年来没出现新的竞争玩家,而且随着制程分水岭的出现,越来越多的参与者从先进制程中“出局”。格罗方德在2018年宣布放弃7nm研发,联电在2018年宣布放弃12nm以下(即7nm及以下)的先进制程投资,因此保持先进制程研发的玩家仅剩行业龙头台积电、三星、英特尔等,以及处于技术追赶的中芯国际。

  台积电5nm即将放量,3nm预计2021年试产。2020年,7nm产品将贡献台积电30%的营收。台积电预计5nm将会在本年下半年飞速增长,主要应用于手机和HPC相关产品,预计5nm将贡献10%营收,预计5nm将成为台积电一个长期的工艺节点。3nm的研发正在按计划进行,台积电计划在2021年进行试产,并在2022年下半年实现量产。台积电将继续在过渡结构中提供不同制程产品,以提供最佳的技术成熟度性能和成本,与N5相比,N3速度提高10-15%,功率提高25%至30%

  先进制程的持续升级带来巨额的成本。根据IBS,3nm芯片的设计费用约5~15亿美元,工艺开发费用约40~50亿美元,兴建一条3nm产线的成本约150~200亿美元。3nm芯片仅比5nm芯片提升15%性能、降低25%功耗。根据IMEC论文,7nm以后,每一代升级单个晶圆的工艺成本(Process Cost)提升幅度达到30%。同样面积的硅晶圆,即使通过微缩增加了晶体管的数量,生产成本也会相应增加。

  创新推动先进制程需求,海思是重要的先进制程尝鲜者,与代工厂有较深技术交流。最先进制程主要是为logic和部分RF提供,随着创新不断升级,5G、AI、物联网等需求提升,创新导入时使用的制程工艺从成熟向先进工艺升级。目前先进制程的供给端只有台积电、三星、英特尔。由于昂贵的成本,制程升级后的设计厂商越来越少,10nm工艺客户已经超过10家,7nm EUV客户至少5家(苹果、海思、高通、三星、AMD),6nm客户除了7nm EUV的5家还多了博通、联发科。

  国内晶圆代工扩张节奏如何?

  2020年公司启动新一轮资本开支大幕。公司原计划2020年晶圆代工厂资本支出约31亿美元,其中20亿美元用于上海300mm fab,5亿美元用于北京的300mm fab的设备和设施建设。2020Q1法说会,公司将资本开支上调11亿美元至43亿美元,资本开支加速,制程追赶和研发投入加码。

  打造国内重要的先进制程投资平台。根据公司2019年报,公司旗(金麒麟分析师)下主要有四家全资子公司,中芯北京、中芯上海、中芯天津、中芯深圳,此外还有合资公司中芯北方、中芯南方、中芯长电等。其中,中芯南方将打造先进制程晶圆代工厂。

  中芯南方注册资本从35亿美元提升至65亿美元。2020年5月15日,国家大基金二期、上海集成电路基金二期分别向中芯南方注资15亿美元、7.5亿美元。本次增资后,中芯国际持股比例从50.1%降至38.5%;国家集成电路产业基金(两期合计)持股比例提升至37.6%;上海集成电路基金(两期合计)持股比例提升至23.8%。

  中芯国际回归A股,国产晶圆制造崛起。中芯国际公布将于科创板上市,拟发行16.86亿股,国产晶圆制造龙头强势回归A股,募集资金主要投资于:(1)40%用于投资12英寸SN1项目(中芯南方一期);(2)20%用于公司现金及成熟工艺研发项目的储备资金;(3)40%用于补充流动资金。

  三安光电有望打造化合物半导体旗舰

  三安光电从LED到化合物半导体,产业链垂直化整合布局。公司从Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料应用开始,以芯片为核心主业,分为可见光、不可见光、通讯以及功率转换等领域。一方面,公司传统的可见光业务迅速发展,LED产能不断扩张,并紧随行业发展趋势,积极布局新应用领域Mini LED、Micro-LED等;一方面,公司积极推进不可见光业务布局,稳步推进砷化镓PA和氮化镓电力电子集成芯片国内外客户验证,进一步推进光通讯和滤波器业务布局。传统业务与新型业务齐头并进,巩固公司行业龙头地位。

  多年布局,重点投资化合物半导体。三安集成成立于2014年,投资5亿美元,涵盖土地,厂房,设备。规划建设GaAs/GaN射频30K/M产能。南安项目于2017年12月动工,总投333亿资金,预计生产将在5年内开始,七年内满载,年销售目标42.6亿美元。已经投资70亿。这次融资的规模是138亿元,投资包括集成业务和高端LED。

  三安集成认可度和行业趋势已现,各产品线取得明显进展。三安集成在2019年全年实现收入2.41亿元,同比增长40.67%;2020Q1实现收入1.66亿元。2019年,砷化镓出货客户累计超过90家;氮化镓产品重要客户实现批量生产,产能爬坡;电力电子客户累计超过60家;光通讯向高附加值产品突破;滤波器产品有望在2020年实现销售。

  1.5 国产封测持续发展壮大,受益于国产替代加速

  国内封测企业20Q1收入增速较高,且随着国内疫情缓解,20Q2有望保持高增速。封测价值重估两阶段,从毛利率修复到净利率修复。长电科技、通富微电、华天科技等三大封测厂合计全球市占率超过20%,具备全球竞争力。长期视角相对成熟,具备中期维度的产业投资机会。封测重资产属性强,产能利用率是盈利的关键。在周期上行时,跨越平衡点后具有较高利润弹性,需求和产能的矛盾也会导致局部涨价。

  全球封测板块20Q1保持较高增长,国内封测厂有望逐渐提升份额。通过对比海内外封测龙头,2020Q1国内封测厂受疫情影响稼动率产生短期波动,但仍保持较高增速。2020Q2,国内疫情得到基本控制,海外疫情不确定性增加,国内封测厂相对增速有望提高,份额进一步提高。

  国内封测行业持续发展壮大,直接受半导体景气周期影响。国内晶圆代工厂仍处于追赶过程,而封测行业已经跻身全球第一梯队,全球逻辑电路的景气程度会直接影响到国内的封测厂商。封测行业直接受半导体景气回升影响,国内封测厂是最直接受益赛道之一。

  封测行业整合,大陆外延内生持续增长。长电科技并购星科金朋、通富微电并购AMD苏州/槟城厂、华天科技并购Unisem。长电科技、天水华天、通富微电三大封测厂合计市占率已从2011年的4.5%上升到了2018年的20.5%。

  长电科技是国内封测龙头标的,享受海内外大客户转单叠加封测行业景气度提升的双重红利,公司管理改善、财务降费,业绩弹性大。5G时代,先进封装渗透及价值量均在提升,长电SiP/AiP/FOLWP等布局国内领先,率先受益。

  1.6 设备&材料国产替代空间较大,国内厂商逐步实现突破进展

  根据SEMI,2019Q4半导体设备销售额178亿美元,同比增长19%,环比增长24%,单季度半导体设备销售额创历史新高。按地区分布,贡献最大的分别是中国大陆(同比增长59%)、中国台湾(同比增长121%)。

  国内晶圆厂投资金额即将进入高峰(金麒麟分析师)期。将根据统计,2020~2022年国内晶圆厂总投资金额约1500/1400/1200亿元,其中内资晶圆厂投资金额约1000/1200/1100亿元。2020~2022年国内晶圆厂投资额将是历史上最高的三年,且未来还有新增项目的可能。

  Capex进入上行期,台积电、中芯国际纷纷增加资本开支。台积电率先推进大幅资本开资提升,推进先进制程应用。台积电2018年资本开支104亿美元,2019年提升会148亿美元,2020年预期150~160亿美元。中芯国际2019年资本开支22亿美元,预期2020年上升至31亿美元,进一步加码扩大42亿美元。

  设备国产化率较低,海外龙头垄断性较高。我国半导体设备市场仍非常依赖进口,从市场格局来看,细分市场均有较高集中度,主要参与厂商一般不超过5家,top3份额往往高于90%,部分设备甚至出现一家独大的情况,目前国内厂商目标市场主要是国内晶圆厂需求,尤其是内资投建的需求。

  国内国产化逐渐起航,从0到1的过程基本完成。中微公司介质刻蚀机已经打入5nm制程。北方华创硅刻蚀进入SMIC 28nm生产线量产。Mattson(屹唐半导体)在去胶设备市占率全球第二。盛美半导体单片清洗机在海力士、长存、SMIC等产线量产。沈阳拓荆PECVD打入SMIC、华力微28nm生产线量产,2018年ALD通过客户14nm工艺验证。精测电子、上海睿励在测量领域突破国外垄断。 

  制程越高,设备投资额占比越高。设备投资一般占比70~80%,当制程到16/14nm时,设备投资占比达85%;7nm及以下占比将更高。光刻、刻蚀、沉积、过程控制、热处理等均是重要投资环节。

  中国半导体材料需求巨大,产业持续东移,国产替代序幕缓缓拉起。从占比来看,半导体材料市场中,中国台湾依然是半导体材料消耗最大的地区,全球占比22.04%。中国大陆占比19%排名全球第三,略低于19.8%的韩国。然而中国大陆占比已实现连续十年稳定提升,从2006年占全球比重11%,到2018年占比19%。产业东移趋势明显。

  我国半导体材料市场规模为85亿美元,同比增长12.3%,其中晶圆制造材料及封装材料市场规模为约28.2亿美元和56.8亿美元。未来2年我国半导体材料市场规模将持续高速增长,预计2020年我国半导体材料市场规模达107.4亿美元,其中晶圆制造材料市场规模达40.9亿美元,2016-2020年CAGR为18.3%;封装材料市场规模达66.5亿美元,2016-2020年CAGR为9.18%。

  二、限制持续,美国公司受损将加剧

  Gartner的数据表示,2018年美国半导体公司,包括IDM以及依赖独立铸造厂制造芯片的无工厂设计公司占据了约48%的全球半导体市场。根据美国国际贸易委员会的数据,半导体是2018年美国第四大出口产品,仅次于飞机、成品油和原油,中国是多家美国企业的最大消费市场,美国国内市场仅占全球半导体需求的25%不到。半导体行业分工明显,同时美系半导体厂商在华收入比重均在20%以上,部分超过50%。从中长期来看,若限制持续升级,美国半导体公司的全球份额或会降低,同时中国半导体公司积极发展,国产化全力推进,在全球半导体的地位有望大幅提升。

  根据BCG分析表明,中美摩擦将对美国半导体产业产生深远的负面影响,对美国半导体公司施加广泛的单方面限制,以阻止它们为中国客户提供服务可能会事与愿违,并有可能危及美国长期以来在全球半导体领域的领导地位。

  根据BCG的模型评估,如果如果美国维持对当前实体名单实施的限制,他们的全球份额将损失8个百分点,收入将损失16%。而如果中美事实上技术脱钩,将可能会导致美国半导体行业全球市场份额下降18%,行业收入下降37%,研发支出减少60%,就业岗位减少12.4万个,从而打破半导体行业良性创新循环。

  投资建议

  华为生态圈供应链:

  韦尔股份、兆易创新、三安光电、圣邦股份、卓胜微、天和防务、景嘉微、紫光国微、闻泰科技、斯达半导、士兰微、扬杰科技;

  华为配套服务链:

  晶圆代工:中芯国际、三安光电、华润微

  封测:长电科技、通富微电、华天科技、晶方科技

  材料:安集科技兴森科技沪硅产业鼎龙股份晶瑞股份南大光电

  设备:中微公司、北方华创、精测电子、长川科技华峰测控至纯科技万业企业

  风险提示

  下游需求不及预期:若下游市场的增速不及预期,供应链公司的经营业绩将受到不利影响。

  国际形势进一步恶化:若外部环境剧烈变化,甚至进一步恶化,将对下游市场,尤其是海外市场造成较大影响,从而对供应链公司造成不利影响。

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责任编辑:王涵

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