来源：源达信息
投资要点
Ø 大基金三期正式成立，注册资本超过一期/二期
根据天眼查App信息，2024年5月24日国家集成电路产业投资基金三期股份有限公司成立。公司注册资本达3440亿元，股东包括财政部、国开金融、上海国盛、工商银行、建设银行、农业银行、中国银行等19位股东。
Ø 复盘大基金一期/二期，重点扶持半导体制造产业链
对大基金一期复盘：国家集成电路产业投资基金股份有限公司于2014年9月26日成立，注册资本为987.2亿元。公司投资项目以集成电路制造为主，并包括半导体设计、封测、半导体设备和材料等领域。
对大基金二期复盘：国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司于2019年10月22日成立，注册资本为2041.5亿元。二期投资规模较一期有明显增长，且相比一期更加重视半导体制造产业链的自主可控，对半导体设备、材料、EDA等上游环节投资力度增加。
Ø 供应链卡脖子风险增加，设备和材料等环节重要性增加
本次大基金三期的注册资本达3440亿元，超过大基金一期和二期的注册资本体量。从目前的国际形势和国内集成电路产业现状看，制造端自主可控仍是重中之重。因此集成电路制造可能仍是主要投资方向。此外人工智能产业的蓬勃发展，其具备的变革性和无限可能性，有望引起大基金三期的一定重视。因此我们认为值得关注的投资方向有制造端的先进制程工艺和卡脖子环节突破，如：1）晶圆制造；2）半导体设备、材料和零部件；3）EDA和IP设计；4）Chiplet和HBM等新兴技术。
Ø 投资建议
4）晶圆制造：中芯国际等。
Ø 风险提示
半导体行业复苏不及预期的风险，国内晶圆厂扩产不及预期的风险，国产替代不及预期的风险，国际贸易摩擦和冲突加剧的风险。
一、大基金三期正式成立，助力半导体制造国产突破
根据天眼查App信息，2024年5月24日国家集成电路产业投资基金三期股份有限公司成立。公司注册资本达3440亿元，股东包括财政部、国开金融有限责任公司、上海国盛（集团）有限公司、中国工商银行股份有限公司、中国建设银行股份有限公司、中国农业银行股份有限公司、中国银行股份有限公司等19位股东。
图1：国家集成电路产业投资基金三期的主要股东情况资料来源：天眼查，源达信息证券研究所
对大基金一期复盘：国家集成电路产业投资基金股份有限公司于2014年9月26日成立，注册资本为987.2亿元。公司投资项目以集成电路制造为主，并包括半导体设计、封测、半导体设备和材料等领域。大基金一期的集成电路制造投资标的包括中芯国际、长江存储、华虹半导体、三安光电和士兰微等，半导体设计的投资标的包括紫光展锐、中兴微电子、盛科网络、兆易创新等，封测的投资标的包括长电科技、通富微电、华天科技等，半导体设备材料的投资标的包括北方华创、中微公司等。
对大基金二期复盘：国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司于2019年10月22日成立，注册资本为2041.5亿元。二期投资规模较一期有明显增长，且相比一期更加重视半导体制造产业链的自主可控，对半导体设备、材料、EDA等上游环节投资力度增加。目前已投资标的包括半导体设备：北方华创、中微公司等；材料：广钢气体、南大光电、晶瑞电材等；晶圆制造：中芯国际、华虹半导体等。
本次大基金三期的注册资本达3440亿元，超过大基金一期和二期的注册资本体量。从目前的国际形势和国内集成电路产业现状看，制造端自主可控仍是重中之重。因此集成电路制造可能仍是主要投资方向。此外人工智能产业的蓬勃发展，其具备的变革性和无限可能性，有望引起大基金三期的一定重视。因此我们认为值得关注的投资方向有制造端的先进制程工艺和卡脖子环节突破，如：1）晶圆制造；2）半导体设备、材料和零部件；3）EDA和IP设计；4）Chiplet和HBM等新兴技术。
二、半导体产业链环环相扣，自主可控是未来大趋势
半导体行业产业链上游包括EDA软件、IP委托和委外设计服务、制造设备和材料；中游包括集成电路设计、晶圆制造和封装测试；下游为终端系统厂商，主要应用行业包括移动通信、数据中心、汽车电子、计算机和工业应用等。
图2：半导体行业产业链资料来源：芯原公司招股说明书，源达信息证券研究所
半导体器件按照国际通用产品标准可分为四类：集成电路、分立器件、传感器和光电器件。集成电路按照处理信号可分为数字芯片和模拟芯片，其中数字芯片按照使用功能分为存储芯片、逻辑芯片和微控制器MCU。分立器件主要为功率器件，包括IGBT、MOSFET、二极管和晶闸管等产品。
图3：半导体器件分类半导体产业链中游企业按经营模式可分为垂直整合模式（IDM）、晶圆代工模式（Foundry）和无晶圆厂模式（Fabless）。早期行业以IDM模式为主，目前根据芯片特点，行业经营模式出现分化：
u 逻辑芯片：早期intel、AMD等公司均为IDM模式，而台积电将代工模式发扬光大。主要系①逻辑芯片按照摩尔定律发展，制程节点迭代快；②逻辑芯片类型多样，下游需求碎片化，难以发挥晶圆制造的规模效应；③逻辑IC设计和晶圆制造的技术壁垒不同，分工模式实现双方共赢。
u 存储芯片：三星、海力士等存储巨头均为IDM模式，主要系①存储产品的迭代速度较慢，产品趋同性高，规模效应明显；②存储芯片具有一定大宗商品性质，下游需求变动大，IDM模式可以更灵活的扩减产。③国内部分存储厂商如兆易创新目前是fabless模式，系国内存储份额较小，规模效应不显著。
u 功率器件：英飞凌等国际巨头为IDM模式，国内IDM和fabless模式并行，主要系①功率器件的核心壁垒在于特色制造工艺，代工模式有技术泄露风险；②功率器件产品迭代速度较慢；③国内IDM和fabless模式并行的原因是国产功率器件在特色工艺端处于发展早期，市场份额较小，较难发挥IDM模式的规模效应，与华虹半导体、中芯集成等特色工艺代工平台合作是目前不错的选择。
表1：半导体产业链中游企业不同经营模式全球半导体行业销售收入在2023-2024年有望先降后升。根据SIA数据，2022年全球半导体行业销售收入为5740亿美元，实现同比增长3.20%。而根据SIA转引的WSTS预测，2023年全球半导体行业销售收入为5150亿美元，同比下降10.0%，系消费电子需求疲软，芯片厂商库存过剩。2024年在行业清库存和AI数据中心、汽车电子等行业需求拉动的共同作用下，销售收入有望回升。从2022年下游半导体器件销售收入看，逻辑、存储和模拟芯片是前三大产品，合计市场份额达69%。
国内半导体产业链自给率低。从全球半导体产业链区域占比看，美国、欧洲等国家区域具有多数份额，国内仅在产业链中游的晶圆制造和封装测试占有一定比例。但在上游EDA&IP、设备、高端制造材料等供应链环节仍无法满足自给，存在“受制于人”情况。
美日荷联合发布对华出口管制条例，设备和芯片端制裁力度最大。自2022年10月7日美国商务部公布BIS条例以来，美日荷相继发布对华出口管制措施，主要限制范围在于国内薄弱的先进制程芯片和相关制造设备。上游设备、制造材料和EDA&IP等存在“卡脖子”风险的领域是芯片制造的基础，国内仍要依靠美日荷进口。当前国际环境下上述领域已成为供应链高风险环节，国产替代愈发迫切。
三、上游供应链：国产薄弱环节，“卡脖子”风险大
1．半导体设备
2024年全球半导体设备销售额有望回升。根据SEMI在2023年9月发布的《世界晶圆厂预测报告》：2023年全球晶圆厂设备支出将由2022年的995亿美元下滑至840亿美元，同比下降16%，主要系消费电子需求转弱叠加芯片库存，晶圆厂放缓设备采购节奏。展望2024年行业完成去库存，AIGC、汽车电子等行业拉动需求端，全球晶圆厂设备支出有望回升至970亿美元，较2023年同比增长15%。
图6：2024年全球晶圆厂设备支出有望回升至970亿美元半导体设备是高技术门槛&高附加值行业。前道晶圆加工的主要工序包括光刻、刻蚀和薄膜沉积等，其特点是对晶圆加工精度要求极高，通常在几十至几百纳米；并且部分工序需要多次进行，对设备产能效率要求高。上述原因也导致用于前道晶圆加工的半导体设备价格高昂，一条产能1万片/月的12英寸晶圆产线设备投资额在数十亿元。
图7：半导体前道晶圆制程对应的主要工序根据中微公司2022年业绩说明会，薄膜沉积设备、刻蚀机和光刻机约占半导体设备价值量的22%、22%和17%。根据摩尔定律：芯片中的晶体管数目，约每两年增加一倍。未来在晶圆制造向更先进制程节点转变趋势下，对设备的投资额将会大幅增加。同时逻辑芯片制程中两重模板、四重模板等工艺需求增加，存储芯片向三维结构转变都会显著增加对薄膜沉积、刻蚀等工序的需求。未来薄膜沉积、刻蚀价值占比或将进一步提升。
全球半导体设备市场被美日荷垄断。半导体设备行业是高壁垒行业，AMAT（应用材料）、ASML、LAM（泛林半导体）、TEL（东京电子）、KLA（科磊半导体）等公司起步较早，在技术和工艺上积累深厚，占据了全球主要市场份额。近年来北方华创、中微公司和盛美上海等国产厂商在热处理、薄膜沉积、刻蚀和清洗等领域已取得较大突破，客户端进展顺利。而涂胶显影和过程控制设备属于国产设备薄弱环节，在目前国际形势下“补短板”需求迫切。根据芯源微公告，公司已在2022年底发布可用于28nm节点的第三代浸没式机型，有望迎来“0-1突破”后的放量阶段。目前光刻机国产化率几乎为零，上海微电子是目前最有望打破光刻机进口垄断的国产公司，目前公司官网已推出光刻精度在90nm的ArF光刻机，并正在开展28nm浸没式光刻机的研发工作。
表3：从整体看半导体设备国产化率仍处于较低水平2．半导体材料
根据SEMI公布数据，2023年全球半导体材料市场下滑至667亿美元。其中晶圆制造材料和封装材料市场分别为415亿美元和252亿美元，分别同比下滑7.0%和10.1%。半导体材料市场景气度与制造端稼动率密切相关，2023年受需求疲软和芯片库存过剩影响，晶圆厂和封测厂产能利用率有所下降。看好2024年行业周期反弹后对半导体材料的需求拉升。
图12：半导体材料中晶圆制造材料市场空间较封装材料更大材料特点是多而杂，需要逐一突破。硅材料、工艺化学品、光掩膜是晶圆制造材料前三大品类，市场份额分别约占33%、14%和12.9%。其中CMP抛光材料、光刻胶和电子气体等是国产薄弱环节，具有对应不同工艺的多个细分品类，造成国产突破难度大，需要长时间的积累和逐一攻克。封装材料市场中，主要材料有封装基板、引线框架、键合导线和密封胶等。
我们整理了硅材料、特气、光刻胶和CMP抛光材料等晶圆制造材料领域的国内外主要企业，整体来看晶圆制造材料市场中美日企业占垄断地位，国产份额仍处于较低水平，且材料细分品类较多、突破难度较大。未来的材料国产突破会是一场长时间的攻坚战，需要晶圆厂与上游材料厂商的密切合作与反馈试错。
3.EDA&IP
EDA工具是“芯片之母”，是连接设计和制造两个环节的纽带和桥梁。百亿级美元的EDA市场支撑了千亿级美元的半导体市场发展。EDA工具主要分为三类，可用于晶圆厂工艺平台开发（开发IP模块）、fabless厂电路设计和晶圆厂制造测试环节。
图15：EDA工具主要用于工艺平台开发、电路设计和制造环节三个阶段资料来源：概伦电子招股说明书，源达信息证券研究所
EDA工具根据模拟电路和数字电路的不同特点，分为用于模拟电路设计的EDA工具和用于数字电路设计的EDA工具。以模拟电路为例，电路设计流程包括原理图编辑、电路仿真、版图编辑、物理验证、寄生参数提取、可靠性分析等环节。而数字电路设计流程包括前端功能设计、前端验证、逻辑综合、时序分析、布局布线、版图验证和后端仿真等环节。
图16：EDA工具在模拟电路全流程设计中的应用国内EDA工具市场规模在百亿级。根据SEMI数据和ESDA的预测，预计2023年全球EDA工具市场规模约为85亿美元，2024年市场规模稳步增长至87亿美元。根据中国半导体行业协会数据，2022年中国EDA/IP工具市场规模约为115亿元，约占全球市场的19%。目前国内半导体产业中晶圆制造占大头，未来伴随产业链进一步完善，IC设计企业的增加将带动EDA工具市场成长。
从EDA工具竞争格局看，市场被欧美企业占据。Synopsys、Cadence和Siemens EDA是全球三强，合计占2022年全球份额的74%。其中以Synopsys、Cadence的产品体系最为健全，而Siemens EDA在部分环节较为优秀。同时EDA工具中通常内嵌IP模块，方便IC设计企业使用，二者构成更坚固壁垒。而从中国市场看，华大九天、概伦电子和广立微只占到2022年中国市场11%的份额。其中华大九天在模拟电路设计领域实现全流程覆盖，数字电路设计领域部分覆盖；概伦电子在工艺平台开发类EDA运用较多，并往电路设计类EDA拓展；广立微主要覆盖制造测试类EDA产品。
如果把集成电路设计比作搭积木，IP则是其中的积木块。半导体IP授权业务是将集成电路设计中可重复使用且具备特定功能的IP模块授权给客户使用，并提供相应的配套软件。在芯片向先进制程节点演进过程中，芯片单位面积内晶体管数量大幅上升，增加IC设计复杂度，为提升IC设计效率、降低成本，会使用更多的IP种类。以28nm芯片为例，会使用到50个数字IP和37个数模混合IP。根据IP Nest数据，2022年全球IP市场规模为66.8亿美元，其中应用于处理器的IP占比约为50%。
图21：芯片向先进制程工艺演进过程中，IP使用数量大幅增加2023年全球IP市场中ARM份额超40%。根据IP Nest数据，2023年全球IP市场TOP3为ARM、Synopsys和Cadence。其中ARM总部位于英国，2016年被日本软银收购，其在中国的最大客户是ARM中国。而Synopsys和Cadence同时也是EDA工具公司。国产公司中芯原股份占2023年全球份额的1.9%。
图22：2023年全球IP市场中CR3为69%，均为欧美企业IP种类覆盖度是对IP企业技术能力和未来空间的重要考证因素。从覆盖度看，IP领域TOP3的ARM、Synopsys和Cadence的IP种类已覆盖大多数半导体器件。而芯原公司是国内唯一一家进入全球IP市场TOP10的中国公司，目前旗下IP种类已能覆盖大多数半导体器件类型。
四、投资建议
1．建议关注
2023本次大基金三期的注册资本达3440亿元，超过大基金一期和二期的注册资本体量。从目前的国际形势和国内集成电路产业现状看，制造端自主可控仍是重中之重。因此集成电路制造可能仍是主要投资方向。此外人工智能产业的蓬勃发展，其具备的变革性和无限可能性，有望引起大基金三期的一定重视。因此我们认为值得关注的投资方向有制造端的先进制程工艺和卡脖子环节突破。建议关注：
1） 晶圆制造：中芯国际等；
2） 半导体设备：北方华创、中微公司、拓荆科技、芯源微等；
3） 半导体材料：彤程新材、华特气体、汉钟精机等；
4） EDA和IP设计：华大九天、芯原股份等；
5）先进封装和存储：兆易创新、通富微电等。
2．万得一致预测
五、风险提示
半导体行业复苏不及预期的风险；
国内晶圆厂扩产不及预期的风险；
国产替代不及预期的风险；
国际贸易摩擦和冲突加剧的风险。
责任编辑：何俊熹
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