半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)概述：將進(jìn)入新一輪的景氣周期

“半導(dǎo)體”定義:常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。

“半導(dǎo)體”的應(yīng)用:集成電路、消費(fèi)電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明、大功率電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域都有應(yīng)用,可以說(shuō)基本覆蓋了制造業(yè)能想到的所有領(lǐng)域,高端到航天科技,低端到兒童電話手表,只要有電子元器件的設(shè)備就有半導(dǎo)體存在。這就是筆者把半導(dǎo)體比作“第二產(chǎn)業(yè)王冠上的明珠”的主要原因。

一、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)化史

雖然半導(dǎo)體現(xiàn)象最早在1833年就被英國(guó)科學(xué)家、電子學(xué)之父--法拉第發(fā)現(xiàn),但受限于科學(xué)認(rèn)知水平,直到二戰(zhàn)結(jié)束前,制造業(yè)的發(fā)展主要還是以 “機(jī)械化”為高技術(shù)代表,制造業(yè)發(fā)展主要依存于工人對(duì)機(jī)器操作的熟練度和工廠的規(guī)模。隨著戰(zhàn)后工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,尤其是半導(dǎo)體特性被確定和用于實(shí)踐,人類的工業(yè)化進(jìn)度和技術(shù)水平又得到了質(zhì)的飛躍。

資料來(lái)源:CNKI,中銀證券

上圖我們可以看到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展源自于軍工產(chǎn)業(yè),隨著技術(shù)升級(jí),半導(dǎo)體技術(shù)也逐漸向民用領(lǐng)域轉(zhuǎn)移,應(yīng)用也從最早制造MCU、存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)展到數(shù)字芯片、模擬芯片、微處理器和存儲(chǔ)器等微電子制造產(chǎn)業(yè)。人類進(jìn)入半導(dǎo)體時(shí)代的早期,應(yīng)用最廣的是以二極管、三極管為代表的電子元器件,最被國(guó)人熟知的應(yīng)該是體積比較龐大的半導(dǎo)體收音機(jī),旋鈕一開(kāi),機(jī)器里的發(fā)光二極管會(huì)把頻道的指示條照亮,不一會(huì)兒就會(huì)發(fā)出陣陣的暖流,冬天還有取暖的效果。隨著半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中幾個(gè)核心領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展迅速。

1、集成電路行業(yè)在經(jīng)歷數(shù)十年的發(fā)展后,目前已進(jìn)入后摩爾時(shí)代。目前,以8英寸或12英寸的晶圓為原材料,通過(guò)光刻、刻蝕、離子注入等工藝步驟反復(fù)幾十次甚至上百次將光掩模上電路集成于晶圓之上,在極小空間中集成數(shù)公里長(zhǎng)的導(dǎo)線和數(shù)以億計(jì)的晶體管器件,并且隨著更為先進(jìn)的光刻技術(shù)、3D封裝技術(shù)的不斷涌現(xiàn),各種先進(jìn)工藝不斷改進(jìn)和完善,集成電路已由本世紀(jì)初的0．35微米的COMS工藝提升至納米級(jí)的FinFET工藝。

2、邏輯芯片產(chǎn)業(yè),全球最先進(jìn)的量產(chǎn)工藝已達(dá)到7nm至5nm,而3nm技術(shù)也有望在明年進(jìn)入市場(chǎng)。

3、存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè),摩爾定律趨近極限瓶頸可以說(shuō)比于邏輯芯片產(chǎn)業(yè)更早,制程進(jìn)入20nm以內(nèi)繼續(xù)提升工藝的難度越來(lái)越高。DRAM工藝節(jié)點(diǎn)發(fā)展至1x(16-19nm)、1y(14-16nm),美光在2019年率先宣布量產(chǎn)1z(12-14nm)制程。NAND目前制程基本已達(dá)到極限,采用1y、1z制程的2D NAND成本效益并不明顯。廠家轉(zhuǎn)為發(fā)展3D NAND,3D NAND大廠主流技術(shù)可以做到128層,例如我國(guó)的長(zhǎng)江存儲(chǔ)在技術(shù)上與國(guó)外先進(jìn)大廠已基本實(shí)現(xiàn)追平。

資料源自:中芯國(guó)際招股說(shuō)明書(shū),中銀證券

二、發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的意義

我們先上幅圖,全面了解一下半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈條。

資料源自:CNKI,中銀證券

從上圖我們可以清晰的看到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展直接影響我國(guó)未來(lái)高端制造、智能制造的產(chǎn)業(yè)前景。具體到原因,筆者不想在文章中贅述,關(guān)鍵點(diǎn)就在于西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我們的技術(shù)封鎖。因此,筆者總結(jié)了三條發(fā)展我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的意義,或者說(shuō)也是產(chǎn)業(yè)投資者投資該產(chǎn)業(yè)的三條投資邏輯。

1、經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從技術(shù)到規(guī)模都足以影響產(chǎn)業(yè)在全球的發(fā)展,這就為產(chǎn)業(yè)持續(xù)輸入以及產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化帶來(lái)良機(jī)。舉例來(lái)說(shuō),以中芯國(guó)際、華虹等為代表的代工型企業(yè)在成熟制程領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率持續(xù)提高,先進(jìn)制程發(fā)展進(jìn)度較快;以長(zhǎng)江存儲(chǔ)、合肥長(zhǎng)鑫等主攻存儲(chǔ)領(lǐng)域的企業(yè),在部分技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)追平。這些國(guó)內(nèi)廠商的崛起勢(shì)必驅(qū)動(dòng)解決材料的“卡脖子“問(wèn)題,所以國(guó)產(chǎn)化進(jìn)度將加快。

2、5G、新能源、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新一輪的投資。當(dāng)前,主流的晶圓代工廠產(chǎn)能利用率已接近飽和,頭部企業(yè)都計(jì)劃進(jìn)入新一輪的擴(kuò)產(chǎn)周期。例如臺(tái)積電投資開(kāi)支由2020年的170億提升至今年的300億。與此同時(shí),近兩年干擾我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的斷供事件,進(jìn)一步刺激和加劇了我國(guó)企業(yè)對(duì)半導(dǎo)體及供應(yīng)鏈國(guó)產(chǎn)替代的重視,國(guó)內(nèi)大廠,例如中芯國(guó)際、華虹等企業(yè)的投資開(kāi)支均保持高位,新一輪大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)極有可能拉動(dòng)半導(dǎo)體設(shè)備、材料的需求。

3、通過(guò)上述兩點(diǎn)分析,我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)預(yù)計(jì)將進(jìn)入新一輪的景氣周期,市場(chǎng)規(guī)模將快速增長(zhǎng)。因此,這就為產(chǎn)業(yè)投資者抓住新一輪半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資機(jī)會(huì)提供了良好的時(shí)機(jī)。