晶圓制造行業(yè)深度報告：供需協(xié)同發(fā)力，晶圓制造國產(chǎn)化迎時代機(jī)遇

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)根基——晶圓制造集成電路是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心組成，邏輯電路（CPU）、微處理器（MPU）、模擬電路（Analog Circuit）和存儲器（Memory）占據(jù)了半導(dǎo)體市場的半壁江山，據(jù)WSTS 統(tǒng)計，2019 年集成電路銷售額達(dá) 3,304 億美元，占全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額的 80.77%，是當(dāng)之無愧的半導(dǎo)體支柱型產(chǎn)品。集成電路產(chǎn)業(yè)以芯片應(yīng)用為最終目的，主要可分為設(shè)計、制造、封測三大環(huán)節(jié)，其中晶圓制造環(huán)節(jié)是將設(shè)計版圖制成光罩，將光罩上的電路圖形 信息轉(zhuǎn)移至硅片上，在晶圓上形成電路的過程。

晶圓制造需要開發(fā)出適合生產(chǎn)各種芯片產(chǎn)品的工藝架構(gòu)以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，整體制造工藝 復(fù)雜，整個制造流程大約涉及到 300-400 道工序，主要有晶圓清洗、熱氧化、光刻、刻 蝕、離子注入、退火、擴(kuò)散、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、化學(xué)機(jī)械研磨、晶圓檢測 等環(huán)節(jié)。晶圓制造所需設(shè)備種類廣泛，設(shè)備精密度、材料性能、廠房建設(shè)（潔凈室等） 要求高，整體生產(chǎn)難度高、成本投入大、技術(shù)壁壘高，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)桂冠上的一顆明珠， 亦是各國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)爭相爭奪的產(chǎn)業(yè)高地。

先進(jìn)工藝為矢。對于晶圓制造而言，先進(jìn)工藝是最關(guān)鍵的、最尖端的要素之一，也是引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的重要航標(biāo)，而先進(jìn)工藝往往由邏輯電路所驅(qū)動。晶圓制造行業(yè)在經(jīng)歷數(shù)十年的發(fā)展后，目前已經(jīng)進(jìn)入后摩爾時代，隨著先進(jìn)光刻技術(shù)、3D 封裝技術(shù)等不斷涌現(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CMOS 工藝發(fā)展至 nm 級FinFET 工藝。目前，全球最先進(jìn)的、可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的晶圓制造工藝已經(jīng)在 EUV 技術(shù)的支撐下達(dá)到 7nm，臺積電的 5nm 也將于 2020 年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨，其 3nm 技術(shù)則有望在 2022 年前后進(jìn)入市場。

特色工藝為羽。先進(jìn)工藝引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的同時，特色工藝技術(shù)為晶圓制造提供了多元化 空間。近年來，隨著新興應(yīng)用如超高清視頻、5G、OLED、IoT 等終端設(shè)備的全方位興盛與發(fā)展，對邏輯電路以外的其他集成電路和半導(dǎo)體器件類型都提出了更高的要求。以 面板中的靜態(tài)隨機(jī)存儲器SRAM 為例，顯示技術(shù)的持續(xù)升級推動SRAM 的存儲上限從早期的 10Mb、64Mb 不斷演變至目前最先進(jìn)的 128Mb，驅(qū)動著工藝節(jié)點(diǎn)的不斷升級， 將靜態(tài)隨機(jī)存儲器的工藝節(jié)點(diǎn)從早期的 80~55/40nm 升級至目前先進(jìn)的 28nm；而嵌入式非揮發(fā)性存儲芯片 eNVM 因廣泛應(yīng)用于汽車電子、消費(fèi)電子、工業(yè)及無線通訊領(lǐng)域中，工藝節(jié)點(diǎn)從 0.18μm 迅速發(fā)展到 40nm，向著面積更小、速度更快的方向前進(jìn)。 資本投入和管理為弓弦。在摩爾定律的推動下，元器件集成度的大幅提高要求集成電路線寬不斷縮小，導(dǎo)致生產(chǎn)技術(shù)與制造工序愈為復(fù)雜，制造成本呈指數(shù)級上升趨勢，尤其在光刻環(huán)節(jié)，光刻機(jī)的精度決定了電路線寬的大小，因此光刻機(jī)成為推動晶圓制造發(fā)展的關(guān)鍵，目前光刻機(jī)經(jīng)歷了五代發(fā)展已經(jīng)到了 EUV 階段，成本持續(xù)提升。光刻環(huán)節(jié)以外，晶圓制造企業(yè)也可以采用多重模板工藝，重復(fù)多次薄膜沉積和刻蝕工序以實(shí)現(xiàn)更小的線寬，但這將使得薄膜沉積和刻蝕次數(shù)顯著增加，意味著集成電路制造企業(yè)需要投入更多且更先進(jìn)的光刻機(jī)、刻蝕設(shè)備和薄膜沉積設(shè)備等，造成巨額的設(shè)備投入。根據(jù)IBS 統(tǒng)計，隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)的不斷縮小，集成電路制造的設(shè)備投入呈大幅上升的趨勢。以 5nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn)為例，其投資成本超 150 億美元，是 14nm 工藝的兩倍以上，28nm 工藝的四倍左右。資本的投入和生產(chǎn)的管理，不僅晶圓制造企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的重要環(huán)節(jié)，更是晶圓制造行業(yè)中保持領(lǐng)先地位的重要保證。

生產(chǎn)模式的變革——從 IDM 到 Foundry晶圓制造主要有兩種主要的模式，一種是全面覆蓋各個環(huán)節(jié)、可以獨(dú)立完成從芯片設(shè)計、生產(chǎn)和銷售各個環(huán)節(jié)的 IDM 模式，一種是僅負(fù)責(zé)晶圓制造環(huán)節(jié)，不涉及設(shè)計和封測的Foundry 模式： IDM模式（IntegratedDeviceManufacture，垂直整合制造）：覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈的集成電路設(shè)計、制造、封裝測試等所有環(huán)節(jié)，擁有集成電路設(shè)計部門、晶圓廠、封裝測試廠，可自行設(shè)計、生產(chǎn)、封測芯片產(chǎn)品，擁有自有品牌的公司。IDM 是早期半導(dǎo)體公司的主要形式，由于屬于典型的重資產(chǎn)模式，對研發(fā)能力、資金實(shí)力和技術(shù)水平要求較高，能夠維持 IDM 模式的公司較少，目前采用 IDM 模式典型玩家有Intel、三星。 Foundry 模式，晶圓代工：僅提供集成電路制造環(huán)節(jié)，能夠完成芯片制造但一般不具備芯片設(shè)計能力。Foundry 的誕生主要源于集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的專業(yè)化——集成電路產(chǎn)業(yè)鏈在發(fā)展過程中逐漸形成了Fabless（無晶圓設(shè)計公司）、Foundry（晶 圓代工）、封測公司，分別按照各自企業(yè)的優(yōu)勢和稟賦專精其中一部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)， 實(shí)現(xiàn)技術(shù)、資本等的高效利用。由于晶圓制造環(huán)節(jié)難度大、成本投入大，F(xiàn)oundry 同樣屬于重資產(chǎn)模式，與 IDM 類似，能夠長期維持較高的資本開支和承擔(dān)較重的經(jīng)營管理成本的企業(yè)較少，目前全球主要的 Foundry 工廠有臺積電、Global Foundry、聯(lián)華電子和中芯國際等。 IDM 和Foundry 兩種晶圓制造模式各有差異，但都是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物，同時存在的還有只負(fù)責(zé)芯片設(shè)計的Fabless、只負(fù)責(zé)封測的封測廠模式，這些生產(chǎn)模式各有優(yōu)劣， 在多年發(fā)展下也培育出了一批全球龍頭企業(yè)。 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移伴隨著專業(yè)化發(fā)展，是 IDM、Foundry 等模式興盛的底層邏輯。從歷史發(fā)展進(jìn)程來看，自 20 世紀(jì) 60 年代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在美國發(fā)源以來，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)因產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步細(xì)化和應(yīng)用市場需求變化，經(jīng)歷了兩次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，催生 Foundry、Fabless、封測公司等半導(dǎo)體企業(yè)模式。

從市場規(guī)模來看，占據(jù)了主要邏輯電路、存儲器生產(chǎn)的 IDM 模式（Intel、三星等）的市 場規(guī)模較大，據(jù) IC insights，IDM 模式 2019 年全球銷售額雖較 2018 年有所下降，但 也超 2,500 億美元。

同時，通過與無晶圓廠設(shè)計公司等客戶形成共生關(guān)系，晶圓代工企業(yè)能在第一時間受益于新興應(yīng)用的增長紅利，近年來市場規(guī)模持續(xù)增加。自 20 世紀(jì) 80 年代臺積電開創(chuàng)晶圓代工模式誕生以來，晶圓代工市場經(jīng)過 30 多年發(fā)展，已成為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中不可或缺的核心環(huán)節(jié)。根據(jù) IC Insights，2018 年世界晶圓代工市場規(guī)模達(dá) 576 億美元，同比增加 5.11%。

IDM、Fabless+Foundry 已成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主要生產(chǎn)方式。根據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)顯示， 在 2020Q1 全球半導(dǎo)體供應(yīng)商收入排名中，英特爾和臺積電合計占據(jù)超 47%的份額，分別以 IDM 和Foundry 模式生產(chǎn)。另外，由于 Foundry 的存在，一些芯片設(shè)計公司得以生產(chǎn)制造自己的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)規(guī)模銷售、成為全球半導(dǎo)體行業(yè)中的重要組成，如高通、AMD 等。同時部分IDM 企業(yè)在國內(nèi)也采用代工模式運(yùn)營。需求引領(lǐng)，工藝驅(qū)動全球半導(dǎo)體需求持續(xù)擴(kuò)張，新一輪需求打開成長通道 半導(dǎo)體芯片是科技創(chuàng)新的硬件基礎(chǔ)，站在 5G+AI 這新一輪全球科技創(chuàng)新周期的起點(diǎn)， 從中長期維度出發(fā)，半導(dǎo)體芯片將是科技創(chuàng)新發(fā)展確定的方向之一，全球半導(dǎo)體銷售額、芯片出貨量持續(xù)增加。未來，在 AI、HPC、IoT 等需求的驅(qū)動下，全球半導(dǎo)體將迎來新的快速發(fā)展周期。在這個過程中，作為半導(dǎo)體行業(yè)的核心環(huán)節(jié)之一的晶圓制造將會在市 場需求持續(xù)增加、產(chǎn)業(yè)鏈專業(yè)化、競爭格局變化的拉動下實(shí)現(xiàn)踏上新的發(fā)展臺階。

晶圓制造伴隨需求成長，產(chǎn)能制程多方面提升晶圓產(chǎn)能擴(kuò)張持續(xù)推進(jìn)芯片品類和需求量持續(xù)增加的浪潮下，全球晶圓廠數(shù)量持續(xù)擴(kuò)張。根據(jù) IC Insights，9 座 300mm 晶圓廠計劃于 2019 年投產(chǎn)，是自 2007 年開設(shè) 12 座以來最多的一年，其中有 5 座在中國大陸。2020 年則有 6 座晶圓廠計劃投產(chǎn)。2019 年和 2020 年所有投產(chǎn)的工廠主要用于存儲器的生產(chǎn)和晶圓代工。 晶圓產(chǎn)能持續(xù)開出，增速逐漸平穩(wěn)。據(jù)IC Insights 估計，2020 年全球晶圓產(chǎn)能增加達(dá)1,790 萬片（200mm 等效），2021 年增加 2,080 萬片，并預(yù)計這部分新產(chǎn)能主要來自三星、SK Hynix 和中國大陸公司（例如長江存儲、中芯國際等）。同時，IC Insights 統(tǒng)計2000~2010 年間全球晶圓產(chǎn)能（ 200mm 等效晶圓）復(fù)合增長率為 7.09%，預(yù)計2014~2024 年復(fù)合增長率為 6.04%，增速逐漸平穩(wěn)。 其中，功率&化合物半導(dǎo)體的產(chǎn)能將在服務(wù)器、新能源等需求的驅(qū)動下快速增長，據(jù) SEMI 2019 年跟蹤的 804 個設(shè)施和生產(chǎn)線，目前裝機(jī)產(chǎn)能約 800 萬片/年（200mm 等效晶圓）。到 2024 年，將有 38 條新的設(shè)施和生產(chǎn)線投入運(yùn)營，推動裝機(jī)容量累計增長 20％，達(dá)到每月 970 萬片（200mm 等效晶圓）。而我國將會是主要的擴(kuò)產(chǎn)地，功率半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體產(chǎn)能在 2019~2024 年間分別增長 50%、87%。

從產(chǎn)品角度看，存儲和代工廠提供了全球主要的晶圓產(chǎn)能。據(jù) IC Insights，按 200mm 等效晶圓的月度已裝機(jī)產(chǎn)能來看，2019 年存儲器和代工廠產(chǎn)能分別占全晶圓產(chǎn)能供給的 38.23%、36.39%，同時這兩大類晶圓制造品類也是 2019~2024 年全球晶圓擴(kuò)產(chǎn)的主力軍，預(yù)計分別占未來 5 年月度新增裝機(jī)產(chǎn)能的 44.58%、27.71%。

制程工藝路徑不斷演進(jìn)集成電路的成功與否很大程度上取決于 IC 制造商能否繼續(xù)提供更好的性能、更多的功能和更低的成本。隨著主流CMOS 工藝達(dá)到其理論、實(shí)用和經(jīng)濟(jì)的極限，降低IC 成本（按功能或性能）的成本成為未來 IC 競爭的主要著力點(diǎn)。盡管開發(fā)成本很高，但使用更小的節(jié)點(diǎn)仍可為每個晶圓帶來更大的收益。根據(jù) IC Insights，許多 IC 公司現(xiàn)在正在設(shè)計基于 10nm 和 7nm 工藝技術(shù)的高性能 CPU、MPU 等。而邏輯電路全球龍頭 Intel 也在逐步推進(jìn)其 10nm 級以下產(chǎn)品的研發(fā)。 在 Foundry 競爭中，具有領(lǐng)先工藝的制造具有明顯的優(yōu)勢。在 2019 年，臺積電是唯一 使用 7nm 制程技術(shù)的純晶圓代工制造企業(yè)。由于領(lǐng)先的Fabless 企業(yè)排隊采用 7nm 工藝制造最新設(shè)計，臺積電每片晶圓的總收入顯著增加。與 2014 年相比，掌握了更先進(jìn)制程工藝的臺積電在 2019 年的每片晶圓收入更高（+13％）。相比之下，GlobalFoundries、UMC 和 SMIC 的 2019 年每片晶圓收入與 2014 年相比分別下降了 2％，14％和 19％。同時，持續(xù)演進(jìn)的晶圓制程工藝為 Foundry 的競爭優(yōu)勢不斷添磚加瓦，如聯(lián)電（UMC） 于 2018 年 8 月宣布放棄對 12nm 以下制程的研發(fā)，格羅方德（Global Foundries）也于 2 個月后宣布無限期延遲對 7nm 制程的探索，并將在未來以 14nm 為主。目前，全球第一梯隊的 Foundry 中僅有臺積電已實(shí)現(xiàn) 5nm 產(chǎn)品的量產(chǎn)，三星電子則準(zhǔn)備跳過4nm 直接研發(fā) 3nm 制程。目前第二梯隊的Foundry 中僅有中芯國際還在積極開發(fā)更先進(jìn)的制程和產(chǎn)品。

除了代工和邏輯電路外，三星，美光，SK Hynix 和Kioxia / WD 等存儲器供應(yīng)商都在使用先進(jìn)的工藝來制造其 DRAM 和閃存組件。而無論是哪種產(chǎn)品，目前全球半導(dǎo)體已經(jīng)發(fā)展到只有極少數(shù)的公司可以開發(fā)前沿工藝技術(shù)并制造前沿芯片的地步。 一方面，先進(jìn)制程為晶圓制造行業(yè)逐步篩選出頂級企業(yè)，另一方面，成熟制程也為工藝落后的企業(yè)提供了長遠(yuǎn)的發(fā)展空間。諸如 CIS、Wifi、射頻等未來物聯(lián)網(wǎng)的主要芯片使用成熟制程已經(jīng)足夠滿足要求，未來先進(jìn)制程+成熟制程將是主流方向。 從按制程的產(chǎn)能角度看，先進(jìn)制程引領(lǐng)著產(chǎn)能擴(kuò)張方向。據(jù) IC Insights，2017~2019 年間 10~20nm 是月度裝機(jī)產(chǎn)能的主要部分，2019 年預(yù)計可達(dá) 32.61%，但 2019~2023 年小于 10nm 的產(chǎn)能則可達(dá) 24.74%，是未來 4 年占比增長最多的部分。在先進(jìn)制程不斷加大占比的時候，成熟制程占比亦將長期維持穩(wěn)定。此外，2019 年在純晶圓代工廠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，

制程增加的同時晶圓直徑也在不斷擴(kuò)張，從6英寸（150mm）到8英寸（200mm），從8英寸到12英寸（300mm），晶圓直徑的擴(kuò)大有助于提升生產(chǎn)效率，降低單位成本。據(jù)IC Insights，2020 年預(yù)計 300mm 的新增晶圓廠將達(dá) 10 座。但同時由于并非所有半導(dǎo)體器件都能夠利用 300mm 晶圓所能提供的成本節(jié)約優(yōu)勢，6、8 英寸晶圓廠可通過制造多種類型非邏輯電路產(chǎn)品（例如專用存儲器，顯示驅(qū)動器，微控制器，RF 和模擬電路，以及基于MEMS 的產(chǎn)品，例如加速度計，壓力傳感器等）來盈利，未來 6、8 英寸晶圓廠還將占據(jù)一定市場地位。地區(qū)發(fā)展逐漸步調(diào)不一從地區(qū)角度來說，地區(qū)市場規(guī)模和增長潛力不一。美國作為傳統(tǒng)半導(dǎo)體強(qiáng)勢地區(qū)，在 IDM 銷售額份額為 51％和無晶圓廠銷售額份額為 65％的龐大市場推動下，美國公司在 2019 年占據(jù)了全球IC 市場總量的 55％。與美國較大的市場相對應(yīng)的，中國大陸是 2018-2019 年間唯一保持銷售增速的地區(qū)。在 2019 年DRAM 和NAND Flash IC 銷售下滑的推動下，總部位于韓國的韓國公司（主要是三星和SK Hynix），銷售額下降了 32％，在所有主要國家/地區(qū)中表現(xiàn)最差。

不同地區(qū)的主流制程、代工廠市場也有較大差別，三星和臺積電是目前僅有的兩個可加工

中國 Fabless 公司的興起為晶圓代工提供了更多的機(jī)會。隨著過去十年來中國 Fabless 公司（例如海思）的崛起，中國市場對代工服務(wù)的需求也有所增加。2018-2019 年間中國市場是純晶圓代工銷售唯一增長的地區(qū)，2018 年較 2017 增長了 42％，達(dá)到 107 億美元，增速較當(dāng)年全球市場的 5%快；2019 年則增長 6％，比去年純晶圓代工市場總量下降 2％的結(jié)果高出 8 個百分點(diǎn)。 12 英寸產(chǎn)能同樣反映了中國大陸是未來的機(jī)遇之地。2019 年按 Fab 總部和所在地計算，中國大陸的企業(yè)份額較 2018 提升了 2%，同期除了韓國增加 1%以外其他國家及地區(qū)均呈下滑趨勢，中國大陸作為未來半導(dǎo)體核心地區(qū)的發(fā)展趨勢明確。

資本開支增加預(yù)示景氣除產(chǎn)能外，資本開支同樣是反映晶圓制造發(fā)展的重要指標(biāo)。2017 年以來全球半導(dǎo)體資本開支均維持在 900 億美元以上的高位，2019 年在臺積電支出激增的推動下，代工領(lǐng)域的資本支出增幅最大，躍升了 17％。據(jù) IC Insights 預(yù)測，到 2020 年晶圓代工領(lǐng)域?qū)⒃俅纬蔀橹С鲈鲩L最大的領(lǐng)域，達(dá) 8％占比，占當(dāng)年全球資本開支比重達(dá) 29％，如臺積電預(yù)計 2020Capex 為 160 億美元，中芯國際則為 43 億美元。

據(jù) SEMI，2021 年全球晶圓廠設(shè)備支出將增長 24％，達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的 677 億美元。存儲器晶圓廠將以 300 億美元的設(shè)備支出領(lǐng)先全球半導(dǎo)體領(lǐng)域，而領(lǐng)先的邏輯和代工廠預(yù)計將以 290 億美元的投資排名第二。另一方面， 2020 年 DRAM 晶圓廠的投資在 2020年下降 11％之后，明年將激增 50％，而在先進(jìn)邏輯和代工廠的支出，在今年下降 11％之后，到 2021 年將增長 16％。晶圓制造的引領(lǐng)者們由于集成電路具有重資產(chǎn)、技術(shù)壁壘高、經(jīng)營管理難度大等特點(diǎn)，經(jīng)歷多年的大浪淘沙， 現(xiàn)在全球集成電路產(chǎn)業(yè)已從 21 世紀(jì)初的群雄逐鹿發(fā)展成寡頭競爭，以 200mm 等效晶圓產(chǎn)能為衡量標(biāo)準(zhǔn)，2019 年的行業(yè)集中度顯著高于 2009 年，前 5 名玩家合計占比高達(dá)54%，而 2009 年僅為 36%。

2019 年全球前五大半導(dǎo)體廠商中，雖然相比 2018 年并無大幅新增產(chǎn)能，但三星以存儲IDM+Foundry 的雙半導(dǎo)體生產(chǎn)模式在全球月度已裝機(jī)產(chǎn)能穩(wěn)居第一，月產(chǎn)近 300 萬片200mm 等效晶圓，而臺積電作為純晶圓代工供應(yīng)商以 250 萬片/月的產(chǎn)能位居第二。從前五半導(dǎo)體廠商來看，存儲廠商占據(jù)四席。晶圓代工——一超多強(qiáng)根據(jù)集邦咨詢旗下拓墣產(chǎn)業(yè)研究院分析，2020 年第二季晶圓代工廠的營收排名中，臺積電以預(yù)計 101.05 億美元的營收穩(wěn)居第一，遠(yuǎn)超三星、格芯、聯(lián)電和中芯國際的總和。

一方面是晶圓代工市場的持續(xù)擴(kuò)張，一方面是技術(shù)競爭的不斷加深。據(jù)三星預(yù)計，2022 年全球晶圓代工市場將超過 800 億美元，7nm 以下的先進(jìn)制程占比不斷增加。同時，隨著制程提升，如 130nm7nm，能參與競爭的廠商不斷減少，目前 7nm 以下的供應(yīng)商僅有三星和臺積電，凸顯先進(jìn)工藝的重要性。

TSMC——Foundry 模式的開創(chuàng)者與領(lǐng)軍者 臺積電是當(dāng)前世界上最大的純晶圓代工廠，制程、產(chǎn)能、營收長期占據(jù)全球第一的位置， 是當(dāng)之無愧的代工龍頭。 臺積電掌握著世界最先進(jìn)的晶圓制造工藝：目前 7nm 產(chǎn)品已量產(chǎn)出貨，5nm 產(chǎn)品量產(chǎn)準(zhǔn)備已經(jīng)完成，5nm EUV 工藝也將在今年下半年量產(chǎn)。同時，下一代先進(jìn)制程 3nm 預(yù)計 2021 年試投產(chǎn)，2nm 及更先進(jìn)的制程已在研發(fā)路徑上。 臺積電擁有著世界最龐大的晶圓制造產(chǎn)能：2019 年臺積公司及其子公司所擁有及管理的年產(chǎn)能超過 1,200 萬片 12 英寸等效晶圓，臺積電在中國臺灣設(shè)有三座 12 英寸超大晶圓廠（GIGAFABR Facilities）、四座 8 英寸晶圓廠和一座 6 英寸晶圓廠，并擁有南京公司 12 英寸晶圓廠、WaferTech 美國子公司的一座 12 英寸晶圓廠、中國大陸公司松江 8 英寸晶圓廠產(chǎn)能。 技術(shù)優(yōu)勢往往建立在足夠的研發(fā)投入、廠房建設(shè)上，更先進(jìn)的設(shè)備如 EUV 光刻機(jī)往往耗費(fèi)巨大，自 2019Q2 以來臺積電的資本開支持續(xù)高速增長，季度同比增速均在 40%以上，2020Q1 更是達(dá)到了 1,925.6 億新臺幣。2020 年全年臺積電預(yù)計資本開支可達(dá)150~160 億美元。技術(shù)優(yōu)勢帶來更強(qiáng)的市場需求，臺積電自 2019 年 Q3 以來晶圓出貨量恢復(fù)正增長，2020Q1 在全球疫情蔓延的情況下實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 32.65%的增長，ASP（12 英寸晶圓）也達(dá)到了 3,524.79 美元。

當(dāng)前臺積電最先進(jìn)的工藝為 7nm 制程，主要用于生產(chǎn)手機(jī)處理器、基帶芯片、高性能運(yùn)算等對性能及功耗要求均非常高的產(chǎn)品，客戶主要包括華為、蘋果、高通、AMD 和MTK。由于蘋果 iPhone 11 系列銷售情況優(yōu)于預(yù)期，A13 應(yīng)用處理器委由臺積電以 7nm 制程量產(chǎn)，2020Q1 的營收延續(xù) 2019Q4 占比達(dá)到 35%，預(yù)期 2020Q2 高端制程的產(chǎn)能仍然緊張。

除技術(shù)優(yōu)勢外，臺積電還以管理優(yōu)勢著稱。以集中式晶圓廠制造管理系統(tǒng)超級制造平臺（Super Manufacturing Platform, SMP）協(xié)調(diào)管理四座超大晶圓廠的運(yùn)作，一方面提高了產(chǎn)品的一致度和可靠性，同時為臺積電提供更大的產(chǎn)能彈性來適應(yīng)需求變動，縮短良率學(xué)習(xí)曲線與量產(chǎn)時間，以及提供較低成本的產(chǎn)品重新認(rèn)證流程。 產(chǎn)能上，臺積電目前擁有三座 12 吋超大晶圓廠——Fab 12、Fab 14 及 Fab 15。2019 年，這三座超大晶圓廠的總產(chǎn)能已超過 800 萬片 12 英寸等效晶圓，可生產(chǎn) 0.13μm-7nm 全世代以及其半世代設(shè)計的芯片。5nm 已于 2020 年上半年進(jìn)入量產(chǎn)階段，主要由臺積 電第四座超大晶圓廠 Fab 18 生產(chǎn)。同時保留部分產(chǎn)能做為研發(fā)用途，像 3nm、2nm 等 更先進(jìn)制程的技術(shù)發(fā)展，未來將持續(xù)推進(jìn)先進(jìn)制程發(fā)展。 UMC——成熟制程與特色工藝的守望者 聯(lián)華電子（UMC）是世界第四的純晶圓代工廠（2019，ICInsights），主要在特殊技術(shù)上晶圓制造服務(wù)。公司目前的最先進(jìn)制程為 14nm，整體落后臺積電 1~2 代，但公司專注特殊技術(shù)，在成熟制程上具備一定的競爭優(yōu)勢。

聯(lián)華電子的資本開支在 2018 年達(dá)到 2015 年以來的頂峰 28 億美元后，2019 年呈現(xiàn)收縮形態(tài)，為 19 億美元，同比-32.14%,計劃 2020 年將繼續(xù)下滑至 10 億美元（其中 12英寸產(chǎn)能將占 85%，為 8.5 億美元）。產(chǎn)能則僅在 2019 年 10 月完成 USJC 收購后2019Q4 有 11.63%的同比增長，2019Q1 以來的其它季度階段均以小于 2%的幅度增長。

聯(lián)華電子擁有 4 座先進(jìn) 12 英寸晶圓廠： 位于臺南的Fab12A 于 2002 年進(jìn)入量產(chǎn)，目前主要生產(chǎn)先進(jìn) 14nm 制程產(chǎn)品，P1＆2、P3＆4 以及 P5＆6 廠區(qū)組成超過 87,000 片/月的產(chǎn)能； Fab12i 為聯(lián)華電子特殊技術(shù)中心，主要提供 12 英寸特殊制程產(chǎn)品以適應(yīng)客戶多樣化的應(yīng)用產(chǎn)品，目前產(chǎn)能達(dá) 50,000 片/月。 最新的 12 英寸晶圓廠是位于中國廈門的聯(lián)芯廠USCXM，已于 2016 年Q4 開始量產(chǎn)。其總設(shè)計產(chǎn)能為 50,000 片/月。 2019 年 10 月，聯(lián)華電子取得位于日本的公司USJC 所有的股權(quán)，產(chǎn)能達(dá) 33,000片/月的十二英寸晶圓廠，提供最小至 40nm 的邏輯和特殊技術(shù)。 除了 12 英寸廠外，聯(lián)華電子擁有七座 8 英寸廠與一座 6 英寸廠，每月總產(chǎn)能超過 75 萬片 8 英寸等效晶圓。 聯(lián)華電子在亞洲地理區(qū)域多元選擇的制造服務(wù)，客戶可以分散其制造風(fēng)險，同時仍在同一區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)，更能確保聯(lián)華電子在中國臺灣總部最及時的工程支援。 中芯國際——我國晶圓制造突圍尖兵 中芯國際是全球第五大、國內(nèi)技術(shù)最先進(jìn)、規(guī)模最大的晶圓代工企業(yè)，具備 0.35μm- 14nm 多種技術(shù)節(jié)點(diǎn)晶圓代工能力，目前 14nmFinFET 先進(jìn)制程已成功量產(chǎn)并實(shí)現(xiàn)收入，N+1 工藝已經(jīng)進(jìn)入客戶導(dǎo)入階段，在技術(shù)工藝、產(chǎn)能和營收上已經(jīng)躋身世界一流晶圓代工企業(yè)行列。 先進(jìn)制程技術(shù)+產(chǎn)能持續(xù)推進(jìn)，增資中芯南方加速成長空間擴(kuò)容。中芯南方是為中芯國際 14nm 及以下先進(jìn)制程研發(fā)和量產(chǎn)計劃而建設(shè)的、具備先進(jìn)制程產(chǎn)能的 12 英寸晶圓廠（上海 300mmFab）。開發(fā) 14nm 及以下產(chǎn)能是公司的一項戰(zhàn)略性的決策，可強(qiáng)化在先進(jìn)制程產(chǎn)品制造的領(lǐng)先市場地位。 技術(shù)持續(xù)升級。中芯南方 14nm 已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，目前正在開發(fā)更加先進(jìn)的 N+1 和N+2 工藝（中芯國際內(nèi)部代號），其中 N+1 工藝在去年四季度已經(jīng)完成流片，目前處于客戶產(chǎn)品驗證階段，預(yù)計今年四季度風(fēng)險量產(chǎn)。從 N+1 工藝比 14nm，性能提升20%，功耗降低 57%，邏輯面積縮小 63%，SoC 面積縮小 55%，除了性能提升幅度低于 7nm 工藝，功耗和穩(wěn)定性上都與 7nm 工藝相近。

產(chǎn)能積極擴(kuò)張：2020 年中芯國際將逐步擴(kuò)大 FinFET 產(chǎn)能，至 2020 年年底將達(dá) 月產(chǎn) 15000 片。資本開支方面，下游需求持續(xù)加強(qiáng)為公司進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)帶來充足動力， 公司 2020Q1 資本開支延續(xù) 2019Q4 增長態(tài)勢，達(dá) 7.77 億美元，同比+75.4%，環(huán) 比+57.9%。半導(dǎo)體制造公司產(chǎn)能與對下游需求的判斷高度關(guān)聯(lián)，基于 2020Q1 成 熟制程產(chǎn)能滿載，先進(jìn)制程工藝推進(jìn)順利，在通信、手機(jī)、汽車、消費(fèi)電子等領(lǐng)域 應(yīng)用持續(xù)拓展，公司對未來充滿信心，將 2020 全年資本開支計劃上調(diào) 11 億美元 至 43 億美元，預(yù)計較 2019 年的 20 億美元增長 115%。 此前，公司的資本開支主要用于晶圓廠的設(shè)備及設(shè)施，此外還有部分用于建設(shè)員工生活 區(qū)等。正是因為晶圓廠的持續(xù)投資，使得公司產(chǎn)能在過去年份中持續(xù)增長。公司 2020Q1 宣布將上調(diào) 11 億美元 Capex，預(yù)計主要用于上海 300mmFab 和成熟制程生產(chǎn)線的設(shè) 備和設(shè)施購置與建設(shè)，我們預(yù)計 14nm 先進(jìn)制程產(chǎn)能將加速擴(kuò)充，成熟制程也將在不斷 恢復(fù)的下游需求中收益。

需求強(qiáng)勁，產(chǎn)能滿載。目前，中芯國際在上海、北京、深圳等地?fù)碛?7 座晶圓廠，2020 年 Q1 總產(chǎn)能達(dá) 47.6 萬片/月（8 英寸等效）。按產(chǎn)能計算，公司全球行業(yè)排名第五，中 國排名第一。中芯國際提供從 0.35μm-14nm 制程的產(chǎn)品，包含邏輯/射頻/非易失存儲/ 圖像傳感器等在內(nèi)主流平臺的晶圓代工服務(wù)。 公司 2020Q1 產(chǎn)能環(huán)比增加 27,500 片/月（折合 8 英寸晶圓），主要系天津 200mmFab、 北京 300mmFab、上海 300mmFab，2020Q1 產(chǎn)能分別環(huán)比+5,000 片/月、+9,000 片/ 月、+1,000 片/月（未折合 8 寸晶圓）。產(chǎn)能不斷開出的同時，ASP 也在穩(wěn)步提升，2020Q1 等效 8 英寸晶圓的 ASP 延續(xù)增長，達(dá) 633.69 美元/片。 華虹半導(dǎo)體——我國晶圓制造的追趕者 華虹半導(dǎo)體是由原上海華虹 NEC 和上海宏力半導(dǎo)體新設(shè)合并而成的，隸屬華虹集團(tuán)， 是我國大陸地區(qū)第二大的晶圓代工廠。華虹半導(dǎo)體具備 1.0μm-90nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)工 藝，主要專注于特色工藝，在智能卡及微控制器等多種快速發(fā)展的嵌入式非易失性存儲器應(yīng)用領(lǐng)域中，基于高度的安全性、可靠性、成本效益及技術(shù)精細(xì)度享譽(yù)市場。在功率 器件技術(shù)方面公司亦擁有強(qiáng)大的能力和豐富的量產(chǎn)經(jīng)驗。

公司自建設(shè)中國大陸第一條 8 英寸集成電路生產(chǎn)線起步，目前在上海金橋和張江共有三 條 8 英寸生產(chǎn)線（華虹一、二及三廠），月產(chǎn)能約 18 萬片，同時在無錫高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開 發(fā)區(qū)內(nèi)建有一座 12 英寸晶圓廠（華虹七廠），月產(chǎn)能規(guī)劃為 4 萬片。華虹七廠于 2019 年正式落成并邁入生產(chǎn)運(yùn)營期，成為中國大陸領(lǐng)先的 12 英寸特色工藝生產(chǎn)線，也是大 陸第一條 12 英寸功率器件代工生產(chǎn)線。2020 年 5 月 14 日華虹無錫 12 英寸生產(chǎn)線已 實(shí)現(xiàn)高性能 90nm FSI 工藝平臺產(chǎn)品投片，未來將有力支持公司在 5G、IoT 等領(lǐng)域的擴(kuò) 張。未來隨著無錫 12 英寸廠產(chǎn)能初步開出，公司“8 英寸+12 英寸”戰(zhàn)略將進(jìn)入實(shí)施+ 回報期。存儲芯片——三足鼎立存儲市場規(guī)模龐大，未來占比持續(xù)提升。由于 PC、智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、服務(wù)器等 多種終端產(chǎn)品中都需要使用存儲器來完成信息的存儲，存儲器逐漸發(fā)展成半導(dǎo)體市場上 占比最大的商品，按 WSTS 統(tǒng)計，2019 年存儲器市場規(guī)模達(dá) 1,059.07 億美元，占比達(dá) 25.89%，同時近年來在服務(wù)器需求持續(xù)增長下，WSTS 預(yù)期存儲芯片在半導(dǎo)體中的規(guī) 模和比重將持續(xù)加大，2020 年預(yù)計可達(dá) 1,223.58 億美元、占比達(dá) 28.72%。存儲器中， 又以 DRAM、NAND FLASH 為價值最高的品類。

存儲器產(chǎn)業(yè)特征明顯，IDM 模式適者生存。存儲器具有強(qiáng)周期、重資產(chǎn)、高營收、長投 入、規(guī)模經(jīng)濟(jì)明顯的產(chǎn)業(yè)特征，經(jīng)歷了近半世紀(jì)的發(fā)展后全球存儲器產(chǎn)業(yè)格局不斷洗牌， 三星、SK 海力士、美光科技等成為贏家，DRAM 中三家龍頭企業(yè)（三星電子、SK 海力 士、美光科技）占據(jù)超 95%的份額，NAND FLASH 格局相對較好，前三龍頭（三星電 子、鎧俠、西部數(shù)據(jù)）合計占比約 67.2%，美光科技、海力士則分別擁有 13.3%、9.7% 的份額?？v觀產(chǎn)業(yè)特征和市場格局，我們認(rèn)為最適合存儲器發(fā)展的模式是可以整合設(shè)計、 試產(chǎn)、投產(chǎn)、封裝的 IDM 模式，更能適應(yīng)強(qiáng)周期商品的變動。

存儲芯片制程提升趨緩，成本管控催生工藝升級：DRAM 位元供給的增長來源以工藝進(jìn) 步帶來的密度提升為主，以產(chǎn)能擴(kuò)張帶來的投片量提升為輔。但是近年來 DRAM 在進(jìn) 入 20nm 制程以后，制程提升開始遇到瓶頸，目前先進(jìn)的 DRAM 器件均在 18nm-15nm 區(qū)間。主流廠商出于成本和研發(fā)難度的考慮，對工藝的定義已經(jīng)不是具體的線寬，而是 希望通過兩代或三代 1Xnm 節(jié)點(diǎn)去升級 DRAM，并嘗試使用 EUV 技術(shù)，由此稱為 1Xnm、 1Ynm、1Znm。2020 年 3 月，三星宣布已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基于 EUV 技術(shù)的 10nm 級 D1x DDR4 模塊出貨并已完成客戶驗證，并預(yù)計將從明年開始批量生產(chǎn)基于 D1a 的 DDR5 和 LPDDR5，這將使 12 英寸晶圓的生產(chǎn)效率提升一倍。此外，美光也于 2019 年宣布開始 量產(chǎn)第三代 10nm 級的 1z nm DRAM 芯片，1z nm 工藝與上一代的 1y nm 8Gb DRAM 相比，生產(chǎn)效率提升了 27%，耗降低了 40%。 NAND FLASH 工藝則主要圍繞 die 堆疊技術(shù)進(jìn)行突破。目前世界上 NAND FLASH 主 流技術(shù)為 3D NAND，通過 die 堆疊技術(shù)，加大單位面積內(nèi)晶體管數(shù)量的增長，擴(kuò)大存 儲空間和提升可靠性。目前所有主要 NAND 產(chǎn)商都已推出了 3D NAND 產(chǎn)品，三星在 2019 年 6 月推出了第六代 V-NAND（128L 256Gb 3D TLC NAND）并于 8 月量產(chǎn)；SK 海力士于 2019 年 6 月同樣推出了 128L TLC 4D NAND，預(yù)計 2020 年投產(chǎn)。 全球存儲龍頭的產(chǎn)能情況： 三星：三星半導(dǎo)體在全球擁有七大生產(chǎn)基地，分別位于韓國器興、華城、安陽、平 澤、美國奧斯汀、中國蘇州、中國西安。截至 2019 年 12 月，三星擁有最多的晶 圓產(chǎn)能，每月可生產(chǎn)超 290 萬片 200mm 等效晶圓，約占全球總產(chǎn)能的 15%，其 中約三分之二用于制造 DRAM 和 NAND 存儲芯片。目前正在進(jìn)行的主要建設(shè)項目 為平澤 P2、中國西安二期的新晶圓廠。 SK 海力士：SK 海力士在韓國利川與青州、中國無錫與重慶設(shè)有四個生產(chǎn)基地。按全球晶圓總產(chǎn)能計算，SK 海力士排第四，每月晶圓產(chǎn)能接近 180 萬晶圓（占全 球總產(chǎn)能的 8.9%）。其中 80%以上用于制造 DRAM 和 NAND 閃存芯片，即約 96 萬片/月以上。SK 海力士于 2019 年完成了在韓國清州市新 M15 晶圓廠的建設(shè)以 及在中國無錫的新晶圓廠（C2F）的建設(shè)。其下一個大型晶圓廠項目是位于韓國利 川的 Fab M16 工廠。 對于 DRAM，SK 海力士計劃積極應(yīng)對持續(xù)擴(kuò)張的 64GB 以上的高容量服務(wù) 器模組市場，并擴(kuò)大 10nm 第二代產(chǎn)品（1y nm）的銷售來改善收益性。此 外，公司對 10nm 第三代產(chǎn)品（1z nm）也將于下半年正式投入批量生產(chǎn)以及 公司還積極應(yīng)對預(yù)計全面成長的 GDDR6 和 HBM2E 市場。對于 NAND 閃 存，公司計劃持續(xù)增加 96 層產(chǎn)品的銷售比重。128 層產(chǎn)品也將在第二季度正 式投入批量生產(chǎn)。另外，公司計劃在第一季度銷售比重達(dá)到 40%的 SSD 的 比例再次擴(kuò)大并向數(shù)據(jù)中心的 PCIe SSD 為主將進(jìn)行多元化產(chǎn)品組合以及改 善收益性而持續(xù)努力。 美光科技：按全球晶圓總產(chǎn)能計算，美光擁有第三大產(chǎn)能，晶圓數(shù)量略多于180萬， 占全球產(chǎn)能的 9.4%。美光在 2019 年的產(chǎn)能增長得益于其在新加坡的工廠開設(shè)的 新 300mm 晶圓廠。該公司還收購了位于猶他州 Lehi 的 IM Flash 合資工廠中的英 特爾持有的股份。美光科技計劃在 2020 年在弗吉尼亞州的馬納薩斯開設(shè)第二家晶 圓廠。 美光曾在 2019 年 8 月宣布成為全球首家采用 1z nm 制程技術(shù)，以量產(chǎn) 16Gb DDR4 產(chǎn)品。美光臺中廠已成為扮演 1z nm 高量產(chǎn)的重要供應(yīng)角色，現(xiàn)階段 由臺、日兩大 DRAM 生產(chǎn)據(jù)點(diǎn)各自分工量產(chǎn)，在廣島廠生產(chǎn) 1z nm 的低功 率存儲器產(chǎn)品，而臺中廠則負(fù)責(zé)量產(chǎn)高速運(yùn)算的 16 Gb DDR4 存儲器，可應(yīng) 用于桌上型計算機(jī)、NB 以及資料中心等領(lǐng)域，也就是 2020 年美光 DRAM 業(yè)務(wù)的重點(diǎn)項目。 接力長跑+技術(shù)突破，存儲雙強(qiáng)引領(lǐng)國產(chǎn)破局 國內(nèi) DRAM 接力者——合肥長鑫：作為國產(chǎn) DRAM 長跑競賽的接棒人（第一棒為奇夢 達(dá)），合肥長鑫存儲自 2016 年立項以來快速推進(jìn) DRAM 的研發(fā)與量產(chǎn)，2018 年年底即 完成與國際主流 DRAM 產(chǎn)品同步的 10nm 級、第一代 19nm 8GB DDR4 的交樣，隨后 在 2019 年 9 月 20 日宣布 19nm 8GB DDR4 投產(chǎn)，一期目標(biāo)產(chǎn)能達(dá) 12 萬片/月。這標(biāo) 志我國在內(nèi)存芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)技術(shù)突破，擁有了這一關(guān)鍵戰(zhàn)略性元器件的自主產(chǎn)能。 國產(chǎn) NAND Flash 領(lǐng)軍者——長江存儲：長江存儲于 2020 年 4 月推出 128 層 QLC 3D NAND 技術(shù)，意味著我國存儲技術(shù)已經(jīng)在快速追趕過程中，未來或?qū)⒃诩夹g(shù)+產(chǎn)能上挑 戰(zhàn)三星、海力士等傳統(tǒng)龍頭。目前公司產(chǎn)能 12 英寸晶圓廠的 3D NAND Flash 產(chǎn)能尚處 于爬升期，公司將盡快將 64 層產(chǎn)能爬升至 10 萬片/月，并按期（二期）建成 30 萬片/ 月產(chǎn)能。6 月 20 日，由長江存儲實(shí)施的國家存儲器基地項目二期已開工。隨著二期項 目未來逐步達(dá)產(chǎn)，我國 NAND Flash 有望實(shí)現(xiàn)由技術(shù)再到產(chǎn)能的新突破。邏輯電路——獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷英特爾（Intel）成立于 1968 年，并于 1971 年推出世界第一款微處理器 4004，拉開了 計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)革命的序幕，而引領(lǐng)了一個時代的英特爾也在半個多世紀(jì)的發(fā)展中逐漸 成為邏輯電路的全球龍頭，盡管市場份額不再是公司的目標(biāo)，但據(jù)Mercury Research， 2019 年 Q4 其 x86 處理器全球份額占比依舊高達(dá) 84.4%。 英特爾在制程上稍遜于臺積電和三星，7nm 工藝計劃于 2021 年完成研發(fā)量產(chǎn)，目前正 在推進(jìn) 10nm 工藝在 CPU 上的應(yīng)用，計劃其工藝節(jié)點(diǎn)技術(shù)可保持每兩年一次升級，首 先是從 2019 年的 10nm 工藝、升級到 2021 年的 7nm 極紫外光刻（EUV）工藝。同時在架構(gòu)上英特爾正在基于“ xPU”計算平臺的模型發(fā)展，針對四種主要計算架構(gòu) （CPU，GPU，AI 加速器和 FPGA 產(chǎn)品）設(shè)計產(chǎn)品。未來，英特爾計劃在自身強(qiáng)大的 CPU 設(shè)計和生產(chǎn)能力上向 FPGA、ASIC 擴(kuò)展。

英特爾采用 IDM 模式，并長期將內(nèi)部制造視為重要優(yōu)勢，一方面 IDM 模式有利于增強(qiáng) 研發(fā)與生產(chǎn)的協(xié)同性以提升研發(fā)效率，進(jìn)一步在摩爾定律推進(jìn)的基礎(chǔ)上通過縮小芯片尺 寸來降低其成本，或者提高芯片的功能和性能，同時以更高的密度保持相同的成本；另 一方面，IDM 模式有助于英特爾優(yōu)化和運(yùn)用其制造能力來交付更先進(jìn)的差異化產(chǎn)品的。同時英特爾也增加了對 Foundry 和外部封測的委托。 英特爾近年來研發(fā)投入保持在收入的 20％左右，并于在 2018~2019 年間在邏輯（主要 是晶圓制造）上投入了創(chuàng)紀(jì)錄的 Capex 以擴(kuò)大 14nm、10nm 晶圓產(chǎn)量來應(yīng)對 2020 年 可能的個人 PC 和服務(wù)器芯片需求，同時計劃在 2021 年量產(chǎn) 7nm 產(chǎn)品。 英特爾在全球有 9 個生產(chǎn)基地，其中 6 個是晶圓制造廠，3 個是裝配/測試廠。英特爾大 部分的邏輯芯片都在美國的俄勒岡州、亞利桑那州和新墨西哥州生產(chǎn)，另有一部分在以 色列，其中俄勒岡州和以色列主要制造 10nm 工藝產(chǎn)品，并已于 2019 年完成 10nm 產(chǎn) 線的擴(kuò)產(chǎn)；亞利桑那州則計劃在 2020 年開始生產(chǎn) 10nm 工藝產(chǎn)品。中國大連的 Fab 主 要生產(chǎn)存儲產(chǎn)品。模擬芯片——傳統(tǒng)巨頭模擬芯片作為電子產(chǎn)品的重要組成部分，其需求隨著各類電子產(chǎn)品的快速發(fā)展而不斷擴(kuò) 大。由于模擬芯片市場不易受單一產(chǎn)業(yè)景氣變動影響，因此價格波動遠(yuǎn)沒有存儲芯片和 邏輯電路等數(shù)字芯片的變化大，市場波動幅度相對較小。模擬芯片產(chǎn)品主要用于通訊、 汽車和工業(yè)領(lǐng)域。

據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù)顯示，憑借 108 億美元的模擬芯片銷售額和 18%的市場份額，德州 儀器（TI）在 2018 年繼續(xù)成為全球排名第一的領(lǐng)先模擬芯片供應(yīng)商。 德州儀器主營模擬和嵌入式處理芯片，通過 IDM 模式完成從設(shè)計、制造、測試到銷售得 全流程，至今已推出約 80,000 多種產(chǎn)品，在電源管理、傳感器和微處理器等領(lǐng)域累計 服務(wù)約 100,000 名客戶，打入了工業(yè)、汽車、個人電子產(chǎn)品、通信設(shè)備和企業(yè)系統(tǒng)等市 場。德州儀器產(chǎn)品主要面向工業(yè)和汽車市場，2019 年在這兩個市場的收入占比 57%。

德州儀器在全球有 14 個制造工廠，包括 10 家晶圓制造廠、7 家組裝和測試工廠以及多 家凸點(diǎn)和探頭工廠，每年生產(chǎn)數(shù)百億芯片，其全球化產(chǎn)能布局為其提供穩(wěn)定可靠且長期 的供貨周期。近年來隨著公司在 12英寸產(chǎn)能上的不斷投入，12英寸產(chǎn)能比重持續(xù)提升。化合物半導(dǎo)體——代工興盛穩(wěn)懋——深度打造化合物半導(dǎo)體代工能力 III-V 族化合物半導(dǎo)體元件具有優(yōu)異的高頻特性，長期以來被視為太空科技的無線領(lǐng)域應(yīng) 用首選。隨著商業(yè)上寬頻無線通訊及光通訊的爆炸性需求，化合物半導(dǎo)體技術(shù)更廣泛的 被應(yīng)用在高頻、高功率、低噪聲的無線產(chǎn)品以及光電元件如激光及發(fā)光二極體產(chǎn)品中。穩(wěn)懋半導(dǎo)體成立於 1999 年，是全球首座以六英寸晶圓生產(chǎn)砷化鎵微波集成電路（GaAs MMIC）的專業(yè)晶圓代工服務(wù)公司。穩(wěn)懋擁有完整的技術(shù)團(tuán)隊及最先進(jìn)的砷化鎵微波電 晶體及集成電路制造技術(shù)及生產(chǎn)設(shè)備，客戶除了全球射頻集成電路設(shè)計公司(RFIC Design Houses)外，還包括全球主要 IDM 廠商。

在無線寬頻通訊的微波高科技領(lǐng)域中，穩(wěn)懋目前提供兩大類砷化鎵工藝：異質(zhì)結(jié)雙極性 晶體管(HBT)和應(yīng)變式異質(zhì)結(jié)高遷移率電晶體(pHEMT)，二者均為最尖端的工藝。在光 通訊及 3D 感測領(lǐng)域中，穩(wěn)懋以 MMIC 生產(chǎn)技術(shù)為基礎(chǔ)，提供光電產(chǎn)品的開發(fā)與制造。

穩(wěn)懋目前已進(jìn)入量產(chǎn)的產(chǎn)品主要為： 1μm HBT：可應(yīng)用于 OC-768, OC-192 光纖通訊/光纖網(wǎng)路元件中的發(fā)射器和接收 器等主動元件； 2μm HBT、0.5μm pHEMT Switch：主要應(yīng)用于智能手機(jī)和無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)； 0.5μm power pHEMT：可應(yīng)用于衛(wèi)星通訊、全球定位系統(tǒng)(GPS) 、有線電視調(diào)頻 器(Cable TV tuner) 、交通電子收費(fèi)裝置(Electronic toll collection)、無線區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)等； 先進(jìn)的高頻 0.15μm、0.1μm pHEMT：可應(yīng)用于衛(wèi)星通訊(SATCOM and VSAT)、 汽車業(yè)的自動巡航和點(diǎn)對點(diǎn)基地臺的連系。0.5μm pHEMT； 穩(wěn)懋擁有全球最大的砷化鎵晶圓廠產(chǎn)能，2018 年產(chǎn)能已超過 34 萬片以上，目前 FabA、 B、C 合計產(chǎn)能 36,000 片/月。公司于 2019 年底開始擴(kuò)充產(chǎn)能，預(yù)計 2020 年旺季產(chǎn)能 可達(dá) 41,000 片/月。

三安光電——國內(nèi)化合物半導(dǎo)體制造平臺 三安光電發(fā)展的第一階段主要專注于全色系超高亮度 LED 外延片、芯片與車燈的研發(fā) 與生產(chǎn)；以 2015 年為起點(diǎn)，三安延續(xù)其Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域的生產(chǎn)經(jīng)驗，正式涉 足化合物半導(dǎo)體制造業(yè)的晶圓代工服務(wù)，將業(yè)務(wù)范圍從 LED 芯片拓展至通訊射頻、光 通信與電力電子等四大領(lǐng)域。通過設(shè)立廈門三安集成，公司新建砷化鎵（GaAs）和氮化 鎵(GaN)外延片生產(chǎn)線，以及適用于專業(yè)通訊微電子器件市場的砷化鎵高速半導(dǎo)體芯片 與氮化鎵高功率半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)線。 2017 年，公司以 1000 萬美元、2000 萬美元和 9000 萬日元，分別在美國、香港和日 本成立全資子公司，進(jìn)行光通訊、濾波器和化合物半導(dǎo)體研發(fā)生產(chǎn)。當(dāng)前公司的產(chǎn)品線 除了 LED 芯片之外，還包括通訊射頻、電力電子及光通信業(yè)務(wù)，相應(yīng)產(chǎn)品如下：

三安力爭做國內(nèi)領(lǐng)先的化合物半導(dǎo)體平臺化企業(yè)，既要做到技術(shù)與產(chǎn)品比肩海外優(yōu)質(zhì)廠 商，又要做國產(chǎn)化先行者。從模式上看，三安在化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域仍然選擇布局外延片 與芯片制造環(huán)節(jié)，以晶圓代工者的姿態(tài)為 IDM 廠商與 IC 設(shè)計廠商服務(wù)，對標(biāo)中國臺灣 廠商穩(wěn)懋。從業(yè)務(wù)上看，公司所布局的通訊射頻、光電器件方向與穩(wěn)懋一致；光電器件 中對 VCSEL 芯片的布局，可對標(biāo) Lumentum;電力電子業(yè)務(wù)與全球功率器件廠商英飛凌 成長策略趨同。 供需協(xié)同發(fā)力，晶圓制造國產(chǎn)化迎時代機(jī)遇 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對于任何國家都有極為重要的意義，對于我國而言也是如此，尤其在近年來 外部限制的不斷加強(qiáng)、國際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易形勢的波動和全球疫情的沖擊下，半導(dǎo)體國產(chǎn)化的 需求日益迫切。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)處于騰飛的起點(diǎn)——需求持續(xù)擴(kuò)張， 供給逐步跟進(jìn)，市場、政府與產(chǎn)業(yè)協(xié)力，實(shí)際布局多點(diǎn)開花，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展蓄 勢待發(fā)，有望迎來未來高速發(fā)展的時代機(jī)遇。 從需求角度，我國 IC 市場持續(xù)擴(kuò)容，2019 年已超 1,000 億美元，占據(jù)全球需求的 35%， 但國產(chǎn) IC 產(chǎn)值占比較低，未來國產(chǎn) IC 發(fā)展空間依舊廣闊。隨著 IC 國產(chǎn)化率的進(jìn)一步 提升，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)市場優(yōu)勢將逐步釋放，拉動晶圓制造產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。

從供給角度，我國政府與產(chǎn)業(yè)協(xié)力，從地方政府政策支持到晶圓制造項目多點(diǎn)開花，我 國晶圓制造的本土需求滿足比預(yù)計到 2022 年可接近 40%，對應(yīng)本土需求規(guī)模的持續(xù)增 加，未來我國晶圓制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景可期。

在終端芯片需求擴(kuò)張+晶圓制造產(chǎn)能開出的驅(qū)動下，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將踏入市場擴(kuò)容+國 產(chǎn)化率穩(wěn)定提升的上行通道，半導(dǎo)體材料、設(shè)備、芯片設(shè)計、EDA、IP、封裝測試各個 環(huán)節(jié)都將在產(chǎn)業(yè)整體高速發(fā)展的帶動下快速增長，我們持續(xù)看好我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈各項 賽道型資產(chǎn)的長期成長價值。

總結(jié)&投資建議晶圓制造行業(yè)是集成電路乃至整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，制程、產(chǎn)能、管理等直接 影響著當(dāng)今全球半導(dǎo)體市場。同時，其重資產(chǎn)、重技術(shù)、高壁壘、長投入等產(chǎn)業(yè)特性又 決定其在逐漸發(fā)展中將不斷地大浪淘沙，在每一個工藝節(jié)點(diǎn)、每一輪產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、每一次 專業(yè)化升級、每一次全球市場變革中逐漸完成企業(yè)的篩選和贏家的授冠。無論是獨(dú)步全 球的邏輯電路 IDM 龍頭英特爾，還是一超多強(qiáng)下逐步掌握晶圓代工行業(yè)最大話語權(quán)的 臺積電，還是在多次行業(yè)周期中完成洗牌的存儲巨頭：三星、SK 海力士、美光科技等， 都顯示出當(dāng)前晶圓制造行業(yè)已進(jìn)入競爭的白熱化階段。未來，在 5G、AI、HPC、IoT 等 多種終端需求的爆發(fā)式增長下，晶圓制造行業(yè)或?qū)⒂瓉硇袠I(yè)發(fā)展的新一輪機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
責(zé)任編輯：PSY
原文標(biāo)題：晶圓制造行業(yè)深度報告
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