1、目錄C O N T E N T S4背景及政策：外部環(huán)境不確定下，國產(chǎn)化迫在眉睫市場：景氣度上行，資本開支提升明顯競爭格局：臺積電領先，大陸先進制程穩(wěn)步前行 技術演進：FinFET成主流工藝，EUV嶄露頭角投資建議：關注制造及設備5背景及政策|外部環(huán)境不確定下，國產(chǎn)化迫在眉睫以半導體為代表的科技產(chǎn)業(yè)領域是中美角力關鍵焦點：2018年4月，中興通訊遭遇美國“禁售令”；2019年5月15日，美國商務部表示，將把華為及70家關聯(lián)企業(yè)列入“實體清單”；2020年10月4日晚，中芯國際在港交所公告，其部分供應商收到美國出口管制規(guī)定的進一步限制。目前國內(nèi)半導體需求旺盛，國內(nèi)供給能力不足：國內(nèi)半導體行業(yè)市場

2、規(guī)模快速增長，但需求供給嚴重不平衡，高度依賴進口，國產(chǎn)核心芯片自 給率不足10 。在集成電路領域，進口替代空間廣闊。2020年我國集成電路出口金額為1016億美元，進口金額為3055億美元。2015年起集成電 路的進口金額連續(xù)4年超過原油，成為我國第一大進口商品，從供應鏈安全和信息安全考慮，芯片國產(chǎn)化迫在眉睫。中國半導體產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化程度我國集成電路逆差逐年擴大（億美元）50001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,000進口金額-集成電路出口金額-集成電路0%5%10%資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所15%20%處理器 存儲器 FPGA高端模擬GPU車用芯

3、片 手機芯片圖像和多媒體顯示芯片 人工智能 光電子 功率器件 傳感器 制造設備封裝 傳統(tǒng)材料第三代半導體材料 軟件工具和IP國發(fā)8號文向先進制程傾斜：國發(fā)8號文提出，國家鼓勵的集成電路線寬小于28納米（含），且經(jīng)營期在15年以上的集成電路生產(chǎn)企業(yè)或項目，第一年至第十年免征企業(yè)所得稅。而在國發(fā)4號文中，是對線寬小于0.25微米或投資額超過80億元且經(jīng)營15年以上的集成電路生產(chǎn)企業(yè)，采取從盈利之日起“五免五減半”的政策，對于國內(nèi)高端制程企業(yè)來說，優(yōu)惠的力度明顯加大。國發(fā)8號文還指出，對65nm以下（含）經(jīng)營15年以 上的生產(chǎn)企業(yè)采取企業(yè)所得稅“五免五減半”的政策，對130nm以下（含）經(jīng)營10年以

4、上的企業(yè)采取“兩免三減半”的政策。對比2018年減稅 政策，明顯鼓勵先進制程并向先進制程傾斜。一方面先進制程及芯片國產(chǎn)化在國家戰(zhàn)略地位意義非凡；另一方面，集成電路也是國家高新技資料來源：財政部等，平安證券研究所6背景及政策|減稅是主旋律，向先進制程傾斜政策減稅對比（2020年VS2018年）-5的條件關于集成電路生產(chǎn)企業(yè)有關企業(yè)所得稅政策問題的通知（2018.3）新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高 質(zhì)量發(fā)展的若干政策（2020.8）設立時間2018年1月1日后2017年12月31日前-線寬要求小于65納米小于130納米小于0.25微米小于0.8微米（含）小于28納米（含）小于65納米（含）線寬

5、小于130納 米（含）投資額超過150億元-超過80億元-經(jīng)營期15年以上10年以上15年以上-15年以上15年以上10年以上優(yōu)惠政策1-2年免征企 獲利年度起1-5 獲利年度起11-5年免征企業(yè) 業(yè)所得稅，3- 年免征企業(yè)所 2年免征企業(yè)所得稅，6-10年 5年按照25得稅，6-10年 所得稅，3-按照25的法定 的法定稅率減 按照25的法定 年按照25 稅率減半征收企 半征收企業(yè)所 稅率減半征收 法定稅率減半業(yè)所得稅得稅企業(yè)所得稅征收企業(yè)所得稅第一年至第 十年免征企 業(yè)所得稅第一年至第五 第一年至第二年年免征企業(yè)所 免征企業(yè)所得稅， 得稅，第六年 第三年至第五年 至第十年按照 按照25的法

6、定25的法定稅率稅率減半征收企減半征收企業(yè)業(yè)所得稅所得稅時間部門政策2012.02工信部集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃2012.07國務院“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展 規(guī)劃2014.06國務院國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要2016.11國務院 2015.05國務院中國制造2025“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知2018.3工信部、稅務總 局財政部、發(fā)改委、 關于集成電路生產(chǎn)企業(yè)有關企業(yè)所得稅政策問題的通知2020.8國務院新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策術的集中體現(xiàn)。2012年以來集成電路產(chǎn)業(yè)政策半導體行業(yè)目前主流商業(yè)模式有兩種：一是集成器件制造模式（IDM模式

7、）。以英特爾、三星、SK海力士為代表，從設計到制造、封測直至進入市場全部覆蓋；另一種是垂直分工模式， 上游的芯片設計公司（ Fabless）負責芯片的設計，設計好的芯片掩膜版圖交由中游的晶圓廠（Foundry）進行制造，加工完成的晶圓交由下游的封裝測試公司進行切割、封裝和測試，每一個環(huán)節(jié)由專門的公司負責。生產(chǎn)制造是制約國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大短板,國產(chǎn)半導體振興之路道阻且長：國內(nèi)IC設計能力近十年來有了較大進步,華為海思在通信、 安防芯片領域已經(jīng)達到全球領先水平；IC封測領域國產(chǎn)化最為成功，誕生了長電科技、通富微電等一批領先的封測廠，位列全球第一梯隊；但7背景及政策|晶圓制造是重要短板半導體

8、產(chǎn)業(yè)鏈結構及主要工藝流程國內(nèi)瓶 頸區(qū)域是材料、設備及制造環(huán)節(jié)與國外領先企業(yè)仍然存在不少的差距。半導體主要產(chǎn)品分類資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所目錄C O N T E N T S8背景及政策：外部環(huán)境不確定下，國產(chǎn)化迫在眉睫市場：景氣度上行，資本開支提升明顯競爭格局：臺積電領先，大陸先進制程穩(wěn)步前行 技術演進：FinFET成主流工藝，EUV嶄露頭角投資建議：關注制造及設備全球半導體市場規(guī)模： 2020年全球半導體銷售額為4404億美元，同比增長6.8 。其中，集成電路產(chǎn)品市場銷售額為3612億美元，同比增長8.4 。集成電路市場銷售額占到全球半導體市場總值82 的份額。存儲器件產(chǎn)品

9、市場銷售額為1175億美元，同比增長10 ，占到全球半導體市 場總值的27 ；邏輯和模擬產(chǎn)品市場銷售額為分別為1339億美元和641億美元，占到全球半導體市場總值的30 和15 。2021年全球晶圓代工產(chǎn)值有望達到945億美金：根據(jù)Trendforce的預測，在芯片市場景氣周期的背景下，2021年全球芯片代工產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模有 望達到945億美金，同比增長11 。9市場|2021年全球晶圓代工產(chǎn)值有望達到945億美金晶元代工產(chǎn)值及增速（百萬美元）全球半導體市場規(guī)模（億美元）-5%0%5%10%15%20%25%30%100,00090,00080,00070,00060,00050,00040,0

10、0030,00020,00010,0000晶圓代工產(chǎn)值（百萬 美元）同比（%）資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所庫存周期的形成：在分工模式下，晶圓代工廠商接到訂單才會進行生產(chǎn)，嚴格控制自己的庫存，而很好地將庫存留在了IC設計公司以及渠道。晶圓代工廠商從接到訂單到產(chǎn)品出貨，合計需要1個季度的生產(chǎn)時間，所以IC設計廠商一般要提前1個季度下單。IC設計廠商下單時的“預期訂單”與1個季度之后的“實際訂單”之間的失衡就會造成庫存周期。庫存周期對投資的指導意義：在半導體非存儲行業(yè)的投資中， 最理想的投資良機便是尋找“IC設計行業(yè)庫存周轉天數(shù)低于健康水平、晶圓代工營收上行”的這一階段，我們用“建庫

11、存”來概括這一階段，以與常說的“補庫存”形成區(qū)別。10市場|分工模式下庫存周期的形成非存儲庫存周期的形成與訂單和需求之間的“時滯”有關IC設計公司主 動補庫存產(chǎn)能上升增加對晶圓代 工的采購量動補庫存產(chǎn)能不變，但 產(chǎn)能利用率下 降減少對晶圓代 工的采購量IC設計公司主 動去庫存產(chǎn)能利用率進 一步下降甚至 減產(chǎn)減少對晶圓代 工的采購供給需求初期： 供給需求初期： 供給需求一段時IC設計公司被 時間之后： IC設計公司被 間之后：動去庫存產(chǎn)能不變，但 產(chǎn)能利用率上 升增加對晶圓代 工的采購量IC設計行業(yè)健康的庫存周轉天數(shù)預期訂單實際訂單（供給實際訂單（供給需求）預期訂單實際訂單（供給實際訂單（供給需

12、求）晶圓代工營收變動（一般用同比數(shù)據(jù)）同前一個周期倒U型倒U型領先于“IC設計行業(yè)庫存周轉天數(shù)”的倒U型周期建庫存IC設計行業(yè)庫存周轉天數(shù)低于健 康水平、晶圓代工營收同比上行 的階段，便是“建庫存”行情建庫存建庫存的拐點建庫存的拐點資料來源：彭博，平安證券研究所晶圓代工營收同比領先IC設計庫存1個季度同向變動：IC設計行業(yè)和晶圓代工營收同比，均存在倒U型周期波動，且在IC設計行業(yè)庫存周轉天數(shù)上升或下降的前1個季度，晶圓代工營收同比就會呈現(xiàn)同向變動。IC設計行業(yè)進入“建庫存”行情：我們對全球前15大IC設計公司的數(shù)據(jù)進行綜合分析，觀察2020Q3 IC設計行業(yè)的庫存周轉天數(shù)已經(jīng)下降到接近健康水平

13、的位置，自2020Q4開始，IC設計行業(yè)進入“建庫存”行情。11供給端|IC設計行業(yè)進入“建庫存”行情IC設計行業(yè)庫存周期與晶圓制造營收規(guī)律分析半導體三大周期對比10%0%-10%-20%40%30%20%50%60%30405060708090100IC設計行業(yè)庫存周轉天數(shù)（天，左軸)臺灣晶圓代工營收同比（%，右軸）產(chǎn)品周期產(chǎn)能周期庫存周期驅動因素下游產(chǎn)品生命周期競爭性投資、信息不對稱信 息 不 對 稱 、overbooking周期長度長周期中周期短周期觀察指標下游產(chǎn)品的更迭 和生命周期資本開支和需求庫存周轉天數(shù)適用范圍半導體全行業(yè)資本開支重、標準化 程度高的存儲行業(yè)存 在明顯的資本開支/產(chǎn)

14、 能周期定制化程度高的非存 儲行業(yè)存在明顯的庫 存周期資料來源：wind、彭博，平安證券研究所晶圓代工行業(yè)上行趨勢確立：從晶圓代工廠商業(yè)績來看，臺積電2020Q1營收為3624.1億新臺幣（約832.5億元人民幣），同比增長16.7 ；凈利潤為1396.9億新臺幣(約320.9億元人民幣)，同比增長19.4 ；預計21Q2營收129132億美金，毛利率49.5 51.5 。公司預計全年營收增速約為20 ，預計2020至2025年營收復合增速為1015 。同時公司預期2021年全行業(yè)半導體產(chǎn)值（不含存儲）同比增速約12 ，而其自身營收增速有望 超出行業(yè)幾個百分點，晶圓代工行業(yè)景氣度高企。產(chǎn)能利用

15、率維持高位：短期來看，在PMIC、驅動IC等需求下，圓代工產(chǎn)能供不應求，主要晶圓代工產(chǎn)能利用率均超過95 ，維持較高位置。市場|景氣度高企，產(chǎn)能利用率維持高位主要晶圓代工廠商單季度營收及增速主要晶圓代工廠商產(chǎn)能利用率（百萬美元）80%85%90%95%100%105%110%Jun-16Sep-16 Dec-16 Mar-17 Jun-17 Sep-17 Dec-17 Mar-18 Jun-18 Sep-18 Dec-18 Mar-19 Jun-19 Sep-19 Dec-19 Mar-20 Jun-20 Sep-20 Dec-20 Mar-21中芯國際華虹半導體聯(lián)電60%50%40%30%2

16、0%10%0%-10%-20%18,00016,00014,00012,00010,0008,0006,0004,0002,0000Mar-15Jun-15 Sep-15 Dec-15 Mar-16 Jun-16 Sep-16 Dec-16 Mar-17 Jun-17 Sep-17 Dec-17 Mar-18 Jun-18 Sep-18 Dec-18 Mar-19 Jun-19 Sep-19 Dec-19 Mar-20 Jun-20 Sep-20 Dec-20 Mar-21臺積電 華虹中芯國際臺積電同比（%）聯(lián)電合計同比（%）資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所12根據(jù) IBS 的統(tǒng)計

17、，先進制程資本性支出會顯著提升。以 5nm節(jié)點為例，其投資成本高達數(shù)150億美金，是14nm的3倍，是28nm的5倍。為了建設5nm產(chǎn)線，2020年臺積電計劃全年資本性支出高達184億美元。先進制程不僅需要巨額的建設成本，而且也提高了設計企業(yè)的門檻，根據(jù) IBS 的預測，3nm 設計成本將會高達 5-15 億美元。臺積電持續(xù)上調(diào)資本開支：臺積電上調(diào)2021年資本開至300億美金（2020年Q4指引是250280億美金），80 投在3nm/5nm/7nm等先進制程，10 投 在先進封裝，10 投在成熟制程，未來三年資本開支1000億美金。資本開支|先進制程資本性支出會顯著提升不同制程下晶圓廠的設

18、備投資額（百萬美元）臺積電資本開支（百萬美元）20,00018,00016,00014,00012,00010,0008,0006,0004,0002,00002006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 20202134 2504 3082 395062724746844911420155572149505,00010,00015,00020,00025,000晶圓產(chǎn)能的設備投資（5萬片/月 百萬美元）資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所13目前8英寸和12英寸晶圓是主流配置,8英寸主要用于

19、成熟制程及特種制程。隨著存儲計算、邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)等新應用的興起帶動了NOR Flash、指紋識別芯片、電源芯片 等產(chǎn)品對8寸晶圓的需求，汽車電子興起帶動功率器件需 求，市場隨之出現(xiàn)供應緊張狀態(tài)。我們統(tǒng)計國內(nèi)的主要8 寸廠，合計產(chǎn)能為95萬片/月。相較于12英寸產(chǎn)品，8英寸 晶圓主要有兩大優(yōu)勢，第一，8英寸晶圓已具備了成熟的 特種工藝； 第二，大部分8英寸晶圓廠設備已折舊完畢， 固定成本較低。8英寸晶圓廠的產(chǎn)能在上世紀90年代末期 開始提升，大部分晶圓廠現(xiàn)已完全折舊完畢。國內(nèi)12英寸晶圓制造廠產(chǎn)品主要包括兩大方向，一方面為 主攻先進制程代工和特色工藝的晶圓廠，包括中芯國際、 華虹、粵芯等；另一

20、方向主要是以存儲晶圓制造為主攻方 向的晶圓廠，包括長江存儲、合肥長鑫、福建晉華、武漢 新芯等。產(chǎn)能|8英寸用于成熟制程，12英寸是國內(nèi)擴產(chǎn)主力中國大陸區(qū)域主要晶圓廠統(tǒng)計資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所14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)擴張。SEMI的數(shù)據(jù)顯示，2017-2020年間全球投產(chǎn)的半導體晶圓廠為62座，其中有26座設于中國大陸，占全球總 數(shù)的42 。并預計從2020年到2024年至少新增38個12英寸 晶圓廠。大陸代工廠積極擴產(chǎn)：根據(jù)計劃，中芯深圳將負責項目的 發(fā)展和營運，重點生產(chǎn)28納米及以上的集成電路和提供技 術服務，旨在實現(xiàn)最終每月約4萬片12

21、寸晶圓的產(chǎn)能，預 期將于2022年開始生產(chǎn)。待最終協(xié)議簽訂后，項目的新投 資額估計為23.5億美元，約合153億元。此前中芯國際公 告，中芯控股、國家集成電路基金二期和亦莊國投訂立合 資合同以共同成立合資企業(yè)，總投資額為76億美元（約合 人民幣500億元）一期項目計劃于2024年完工，建成后將 達成每月約10萬片12英寸晶圓產(chǎn)能；華虹半導體則計劃擴 產(chǎn)無錫12英寸晶圓廠，同時考慮在無錫建設二期項目。產(chǎn)能|全球晶圓廠持續(xù)擴產(chǎn)，設備受益全球晶圓廠持續(xù)擴產(chǎn)資料來源：芯思想，平安證券研究所15公司擴產(chǎn)地點投資金額擴產(chǎn)情況（月增產(chǎn)能）預估產(chǎn)能釋放時間士蘭微廈門50億元擴增至3萬片12英寸90-65納米2

22、021-2022杭州21億元擴增至8萬片8英寸2021-2022華潤微重慶新建3萬片12英寸2022聞泰科技上海120億元新建3-4萬片12英寸2022-2023博世德國10億歐元新建2萬12英寸2021德州儀器美國擴建12英寸2023-2025華虹集團無錫52億元擴増至6.5萬片12英寸90-65/55納米2021-2022中芯國際天津未知擴增至4.5萬片8英寸2021-2022北京未知擴增1萬片12英寸28納米及以上2021-2022深圳23.5億元新建4萬12英寸28納米及以上2022-2023北京76億美元新建10萬12英寸28納米及以上2024-2025晶合集成合肥未知新増N2廠4萬

23、片12英寸55-40納米2022-2023合肥未知新建N3廠16萬片12英寸未知粵芯半導體廣州65億元二期擴増2萬片12英寸2021-2022紹興中芯紹興擴增至9萬片上英寸2021-2022寧波中芯寧波新増3萬片8英寸2022-2023海辰半導體無錫14億美元釋放約5萬片8英寸2021無錫軽放約6.5萬片8英寸2022臺積電南京28.87億美元新建2萬片12英寸28納米及以上2023美國120億美元新建2萬片12英寸5納米2024-2029臺灣270億美元擴増3納米、5納米和7納米等先進工藝2023聯(lián)電臺南15億美元12英寸1萬片28納米及以上2021-2022臺南30億美元12英寸3萬片28

24、納米2023-3024廈門4億美元12英寸5000片28納米2021-2022力積電銅鑼2780億新臺幣12英寸10萬片1x-50nm2023世界先進新竹未知新建4萬片8英寸2023-2024格芯美國未知擴建FAB82023-2024新加坡、德國、美國14億美元擴増12納米至90納米2021-2022三星美國170億美元擴增3萬片12英寸7-5納米2023-2024英特爾美國200億美元擴建12英寸產(chǎn)能，部分代工半導體設備主要用于半導體制造和封測環(huán)節(jié)，分為晶圓加工設備、封裝設備和檢測設備。晶圓制造設備中，光刻機、刻蝕機和薄膜沉積設備為核心設備，分別占晶圓制造環(huán)節(jié)的比例約30 、 15 和25

25、。設備廠商有望受益擴產(chǎn)浪潮。隨著臺積電等晶圓廠龍頭開啟新 一輪擴產(chǎn)周期、技術升級、晶圓產(chǎn)能向大陸轉移以及國內(nèi)政策 的大力支持，我國半導體設備市場迎來新一輪上升周期。2020 年全球半導體設備市場達到712億美元，其中大陸市場為187億 美元，占比達26 ，成為全球第一大市場。2020年大陸半導體設 備增速為39 ，遠高于全球的19 ，是全球市場增長的主要動力。國產(chǎn)設備導入有望加速。半導體設備高門檻導致競爭格局高度 集中。目前全球半導體設備市場主要被美國、日本、荷蘭企業(yè) 所壟斷，2020年行業(yè)CR5占比66 ，CR10占比77 。長期來看半導 體等核心技術的國產(chǎn)化需求凸顯，同時中芯等積極擴產(chǎn)也加

26、速 了國產(chǎn)化設備的導入進程。產(chǎn)能|全球晶圓廠數(shù)量持續(xù)擴張，設備受益晶圓制造環(huán)節(jié)主要設備及材料使用統(tǒng)計資料來源：芯思想，平安證券研究所16環(huán)節(jié)工藝設備所需材料擴散氧化氧化爐硅片、特種氣體RTPRTP設備特種氣體激光退火激光退火設備特種氣體光刻涂膠涂膠/顯影設備光刻膠測量CD SEM等光刻光刻機掩模版、特種氣體顯影涂膠/顯影設備顯影液刻蝕干刻等離子體刻蝕機特種氣體濕刻濕法刻蝕設備刻蝕液去膠等離子去膠機特種氣體清洗清洗設備清洗液離子注入離子注入離子注入機特種氣體去膠等離子去膠機特種氣體清洗清洗設備清洗液薄膜生長CVDCVD設備特種氣體PVDPVD設備靶材RTPRTP設備特種氣體ALDALD設備特種氣

27、體清洗清洗設備清洗液、特種氣體拋光CMPCMP設備拋光液、特種氣體刷片刷片機清洗清洗設備清洗液、 特種氣體測量測量設備金屬化PVDPVD設備靶材CVDCVD設備特種氣體電鍍電鍍設備電鍍液清洗清洗設備清洗液目錄C O N T E N T S17背景及政策：外部環(huán)境不確定下，國產(chǎn)化迫在眉睫市場：景氣度上行，資本開支提升明顯競爭格局：一超多強，大陸先進制程待突破 技術演進：FinFET成主流工藝，EUV嶄露頭角 投資建議：關注制造及設備*：英特爾10nm技術在晶體管密度方面與臺積電、三星7nm工藝相當，同屬一代技術*：格羅方德2018年8月宣布擱置7nm FinFET制程的研發(fā)，專注14nm/21n

28、m產(chǎn)品*：聯(lián)華電子2017年宣布暫緩跟進10nm和7nm制程的研發(fā)競爭格局|臺積電領先，大陸先進制程穩(wěn)步前行制程演進20112012201320142015201620172018201920202021E臺積電28nm20nm16nm10nm7nm5nm5nm+英特爾22nm14nm10nm*三星28nm20nm10nm7nm5nm格羅方德28nm20nm14nm10nm*聯(lián)華電子28nm14nm*中芯國際28nm14nm12nmN+1臺積電2020年5nm量產(chǎn)，預計在2022年3nm進行規(guī)模化量產(chǎn)：此前代工廠商格羅方德和聯(lián)華電子均已宣布暫緩10nm以下制程的研發(fā)。目前芯片制造的先進制程競爭

29、主要剩下臺積電和三星兩家。領先廠商通過提前量產(chǎn)獲取訂單，分攤工廠折舊，進而繼續(xù)研發(fā)下一代工藝，使得后進廠商在先進制程工藝上的投資低于預期回報而放棄競爭，以此擴大市場份額、形成壁壘。未來芯片代工領域馬太效應會愈加明顯，大陸廠商有望 在政策和資金的加持下競爭實力進一步增強。大陸先進制程穩(wěn)步前行：2021第一季度芯國際第一代FinFET進入成熟量產(chǎn)階段，產(chǎn)品良率達到業(yè)界標準，穩(wěn)步導入NTO，正在實現(xiàn)產(chǎn)品的多 樣化目標。第二代FinFET項目相比第一代單位面積晶管密度大幅提高，低電壓工藝開發(fā)進入風險量產(chǎn)。不同晶圓廠的制程演進時間表下游產(chǎn)品的制程演進時間表資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所18

30、從各制程營收占比來看：2020Q1臺積電5nm/7nm營收占比達到49 ，28nm及以下制程營收占比達到74 ；聯(lián)電28nm中國大陸廠商中芯國際和華虹半導體28nm及以下制程營收占比均不到10 。從制程端來看，大陸企業(yè)與臺積電等有23技術代的差距。本土IC設計公司近年來設計工藝逐漸向90nm以內(nèi)節(jié)點發(fā)展。預計國內(nèi)廠商28nm及以下制程營收占比會穩(wěn)步提升。競爭格局|大陸先進制程營收（28nm及以下）占比有望提升100%90%80%70%60%50%40%及以下制程營收占比達到20 ，30%20%10%0%14nm/28nm 0.11/0.13um40/45nm0.15/0.18um55/65nm

31、90nm 0.25/0.35um100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%5nm 20nm 90nm7nm 28nm0.11/0.13um10nm 40/45nm0.15/0.18um16nm 65nm0.25/0.35um0%20%40%60%80%100%14nm and below 40nmx=65nm 0.13umx=0.18um14nmx=28nm 65nmx=90nm 0.18umx=0.35um28nmx=40nm 90nmx=0.13um 0.5um and above100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%不同制程單季度營收占

32、比（中芯國際）不同制程單季度營收占比（臺積電）不同制程單季度營收占比（聯(lián)電）不同制程單季度營收占比（華虹）0.13um及以下0.15um 及 0.18um0.25 um0.35um及以上資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所19晶圓代工是典型的寡頭壟斷型行業(yè)，技術、人才、資本缺一不可。2020年全球市場前五的晶圓代工市占率達90 ，全球晶圓代工市場份額絕大部分被我國臺灣地區(qū)企業(yè)臺積電所占據(jù)，中芯國際中國大陸領先。晶圓代工技術迭代快，馬太效應明顯：從企業(yè)來看，2020年臺積電以56 的市場占有率處于絕對領先的地位，三星和聯(lián)電分列第二、第三，大 陸廠商中芯國際暫列第五。從制程工藝來看，領先工

33、藝（5nm+7nm）目前占據(jù)25 左右的市場份額，主要用于CPU、GPU等超大規(guī)模邏輯集成電路 的制造。競爭格局|晶圓代工市場一超多強晶圓代工市場份額（2019）晶圓代工市場份額（2020）50.65%18.44%8.34%7.01%1.34%1.36%4.55%1.16%7.14%TSMCSamsung LSIGlobalFoundriesUMCSMICHHGraceVISPSMCOthers56.21%15.62%6.52%7.03%1.30%1.20%4.61%1.43%6.07%TSMCSamsung LSIGlobalFoundriesUMCSMICHHGraceVISPSMCOth

34、ers資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所20對比臺積電，大陸晶圓廠的資本開支存在明顯差距：2020年臺積電資本開支為186億美金，預計2021年將達到300億美金。而大陸領先的晶圓代工廠商中芯國際2020年資本開支為53億美金，在IC國產(chǎn)化提速的背景下預計2020年資本開支有望達到43億美金，相比國際領先廠商仍然存在不少的差距，在政策和資金扶持下，預計中芯未來的研發(fā)和擴產(chǎn)能得到有力支撐。從季度出貨片數(shù)來看：臺積電單季度出貨片數(shù)在700萬片以上（折合成8寸片），中芯國際季度出貨片數(shù)只有臺積電的20 左右，存在較大的產(chǎn)能提升空間。競爭格局|大陸晶圓廠的資本開支存在明顯差距晶圓代工廠商資本

35、開支對比（百萬美元）01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,000晶圓代工廠商季度出貨片數(shù)（折合成8寸片，千片/單季度）臺積電中芯國際華虹半導體聯(lián)電20,00018,00016,00014,00012,00010,0008,0006,0004,0002,0000臺積電中芯國際聯(lián)電華虹世界先進資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所21頭部廠商具有較高的ASP：對比臺積電和其他廠商的單片晶圓的ASP（折合成12寸），臺積電的ASP達到4000美金/片，高于三星的3100-3200美金/片，遠高于聯(lián)電、中芯國際、華虹等廠商1000-2500美金/片的水平，主

36、要是臺積電這樣的頭部廠商不斷研發(fā)和量產(chǎn)新一代的工藝制程并貢獻收入。通過分析晶圓代工行業(yè)主要公司經(jīng)營情況，我們能發(fā)現(xiàn)臺積電的毛利率在50 左右，毛利率高于其他晶圓代工企業(yè)，這進一步說明在晶圓代工行業(yè)，臺積電作為絕對龍頭消化了行業(yè)的大部分紅利。華虹、世界先進等堅持走特色工藝，特色工藝定制化高，且設備更新慢，折舊壓力小，因此競爭格局|頭部廠商具有較高的ASP公司毛利率高，穩(wěn)定在 20 以上。不同晶圓代工廠ASP(美元/片)0%10%20%30%40%50%60%Mar-18Jun-18Sep-18Dec-18Mar-19Jun-19Sep-19Dec-19Mar-20Jun-20Sep-20Dec-

37、20Mar-21臺積電不同晶圓代工廠凈利率中芯國際聯(lián)電華虹世界先進3,5163,7153,9984,1974,2874,2023,3583,31591833,2314062,7412,9802,5413,5403,1553,2343,1913,1993,1315,0004,5004,0003,5003,0002,5002,0001,5001,00050001Q182Q183Q184Q181Q192Q193Q194Q191Q202Q20TSMCVISSamsungPSMCUMCSMICHHGrace資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所22隨著先進制程的不斷推進，研發(fā)投入和投資成本呈現(xiàn)指數(shù)

38、級增長，技術風險及投資風險均顯著加大。中芯國際在持續(xù)追趕，而像聯(lián)電、格羅方德等晶圓代工廠商已經(jīng)放棄了 10nm 及以下制程工藝的研發(fā)，全面轉向特色工藝的研究與開發(fā)。晶圓制造行業(yè)具有資本密集和技術密集型特征。統(tǒng)計臺積電、聯(lián)電、華虹半導體及高塔半導體等廠商的情況，近三年來，它們的研發(fā)費用占收入 比維持在高個位數(shù)，充分說明研發(fā)在代工行業(yè)中的重要地位。由于先進制程每遷移一次技術節(jié)點都伴隨著比成熟制程高數(shù)倍的投入，中國大陸的 中芯國際為追趕臺積電等行業(yè)龍頭近年來一直在大力投入研發(fā)先進制程工藝，研發(fā)費用占營業(yè)收入比高達10 以上。競爭格局|大陸廠商維持高研發(fā)投入比例不同晶圓廠研發(fā)投入及占營收比重（億元）2

39、017年度2018年度2019年度2020年度公司名稱研發(fā)費用占營業(yè)收入比例研發(fā)費用占營業(yè)收入比例研發(fā)費用占營業(yè)收入比例研發(fā)費用占營業(yè)收入比例臺積電1848%1868%2119%2548%中芯國際3617%4519%4722%4717%聯(lián)華電子319%289%278%297%華虹半導體36%35%47%711%高塔半導體55%56%56%56%華潤微電子48%47%58%68%集成電路技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展里程碑資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所23目錄C O N T E N T S24背景及政策：外部環(huán)境不確定下，國產(chǎn)化迫在眉睫市場：景氣度上行，資本開支提升明顯競爭格局：臺積電領先，大陸先

40、進制程穩(wěn)步前行 技術演進：FinFET成主流工藝，EUV嶄露頭角投資建議：關注制造及設備摩爾定律是重要的經(jīng)驗規(guī)律：1965 年英特爾（Intel）創(chuàng)始人之一戈登摩爾提出，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔 18-24 個月便會增加一倍（據(jù)Intel公司公布的統(tǒng)計結果，單個芯片上的晶體管數(shù)目，從1971年4004處理器上的2300個，增長到1997年PentiumII處理器上的7.5百萬個，26年內(nèi)增加了3200倍。如果按“每兩年翻一番”的預測，26年中應包括13個翻番周期，每經(jīng)過一個周期，芯片上集成的元件數(shù)應提 高2n倍（0n12），因此到第13個周期即26年后元件數(shù)這與實際的增長倍數(shù)32

41、00倍可以算是相當接近了），性能也將提升一倍，摩爾定律是 一種經(jīng)驗規(guī)律，但并非自然科學定律，它一定程度揭示了信息技術進步的速度。推動摩爾定律的核心內(nèi)容是發(fā)展更先進的制程，而晶圓代工是其 中最重要的環(huán)節(jié)。集成電路的晶體管數(shù)目演技表技術趨勢|摩爾定律是重要的經(jīng)驗規(guī)律主要晶圓制造邏輯晶體管密度對比25資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所制程是晶體管中源極和漏極之間的距離：學術意義上的“制程”，指的是晶體管溝道的寬度（源極和漏極之間的距離），當一個半導體晶體管工作時，通過給柵極通電，原本處于絕緣狀態(tài)的硅會變得可導通。制程越先進，晶體管的整體體積也越小：電流（電子）單向地從源極流向漏極，而兩者之

42、間的距離（溝道長度）就是我們平時所說的“制程 數(shù)字”。制程越先進，電子從一極到另一極所流經(jīng)的距離就越短，晶體管反應就越迅速；同時，晶體管的整體體積也越小，意味著在同樣大 小的面積內(nèi)可以集成更多電路。英特爾微處理器微縮示意圖技術趨勢|制程是晶體管中源極和漏極之間的距離源極和漏極的示意圖26資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所制程的進步使得集成電路上的單個晶體管體積更小，能耗更低。單位面積的硅晶圓上能夠容納更多晶體管，提升了芯片性能。目前半導體制程工藝的進步已經(jīng)越來越困難，具體原因有以下三點：良品率的限制：每個硅原子直徑大約0.1nm，在 10nm制程下，每個間隔之間只有不到100顆原子。

43、 一個原子的缺陷就會嚴重影響到產(chǎn)品的良率。短溝道效應：晶體管閾值電壓隨著晶體管尺寸 的縮小而降低，導致溝道無法完全關閉造成漏 電，提高了芯片功耗。光刻機技術限制：目前7nm工藝用到的極紫外光 刻機需要設計出復雜的反射光路，經(jīng)過多次鏡 面反射后，光源強度大大衰減，造成光刻膠曝 光強度不足。技術趨勢|先進制程的廠商越來越少先進制程的廠商越來越少27資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所先進的制程，帶來兩個好處：1）縮小線寬意味著晶體管可以做得更小、更密集，而且在相同的芯片復雜程度下可使用更小的晶圓，于是成本降低了；2）縮小線寬可以提升工作頻率，縮減元件之間的間距之后，晶體管之間的電容也會降低

44、，晶體管的開關頻率也得以提升，從而整個芯片的工作頻率就上去了。FinFET成為了半導體器件的主流選擇：隨著特征尺寸的不斷縮小，柵極對于溝道的控制能力減弱，尤其是亞閾值區(qū)的漏電流隨著柵長（gate length）減小而快速減小，漏電流成了一個很大的問題。FinFET稱為鰭式場效應晶體管（Fin Field-Effect Transistor），是由美籍華人科學 家胡正明教授在1999年提出來的。其中的Fin在構造上與魚鰭非常相似，所以稱為“鰭式”。在FinFET中溝道不再是二維的而是三維的“鰭”（Fin）形狀，而柵極則是三維圍繞著Fin，這樣就大大增加了柵極對于溝道的控制能力，從而解決了漏電流的

45、問題。而TSMC正式在16nm工藝中使FinFET工藝七大玩家進展技術趨勢|FinFET工藝是當前市場的主流選擇英特爾臺積電三星格芯聯(lián)電中芯國際華虹集團22NMY(2011)16NMY(2014)14NMY(2014)Y(2015)Y(2015)Y(2017)Y(2019)Y12NMY(2017)Y(2019)Y11NMY(2018)10NMY(2019)Y(2016)Y(2016)8NMY(2018)?（未知）7NMY(2021)Y(2018)Y(2019)Y(擱置)?（未知）6NMY(2020)5NMY(2020)Y(2020)4NMY用FinFET。從1614nm開始，F(xiàn)inFET成為了

46、半導體器件的主流選擇。不同晶圓制造工藝示意圖28資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所隨著特征尺寸的不斷縮小，柵極對于溝道的控制能力減弱，因此必須引入新的器件結構以滿足晶體管的要求。從時間上可以看到這種明顯的趨勢：平面工藝晶體管的特征尺寸縮小過程持續(xù)了數(shù)十年，之后到了2013年下半年16/14nm節(jié)點正式引入FinFET，然而FinFET僅僅維持了10年不到，2020年左右的3-5nm節(jié)點就必須轉入GAA。全環(huán)繞柵極晶體管（Gate-All-Around FET）被廣泛認為是鰭式結構的下一代接任者。在2019年的三星晶圓制造論壇（Samsung Foundry Forum）上，三星明確表

47、示將會在3納米節(jié)點放棄鰭式結構，轉向全環(huán)繞柵極技術。在剛剛過去的臺積電第26屆技術研討會上，臺積電也正式 宣布將在2納米節(jié)點引入全環(huán)繞柵極技術。不同晶圓廠的制程演進時間表技術趨勢|GAA工藝有望進入市場不同晶圓廠的制程演進時間表29資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所光刻的本質(zhì)是把電路結構圖復制到硅片上的光刻膠上，方便之后進行刻蝕和離子注入，在摩爾定律的驅動下，光學光刻技術經(jīng)歷了五代變革。20世紀7080年代，光刻設備主要采用普通光源和汞燈作為曝光光源，其特征尺寸在微米級以上。曝光波長最早從436nm的g線；90 年代前半期光刻技術開始使用波長 365nm的i線，后半期開始使用 248

48、nm 的 KrF 激光；進入21世紀后，光刻技術開始使用 193nm 波長的 DUV 激光，這就是著名的 ArF 準分子激光，技術上跨越了1m、0.5m、0.35m、0.1m、90nm、65nm、45nm等節(jié)點；目前最新的光刻技是EUV（極紫外式光刻機）波長也縮短至13.5nm，制程節(jié)點也提高到7-3nm。目前光學光刻技術正朝著縮短曝光光源波長、提高數(shù)值孔徑和改進曝光方式的方向前進。光學光刻技術的迭代技術趨勢|光學光刻技術經(jīng)歷了五代變革光源波長最小工藝節(jié)點對應設備第一代可見光436nm800nm-250nm接觸式光刻機g-line800nm-250nm接近式光刻機第二代紫外光(UV)365nm

49、800nm-250nm接觸式光刻機i-line800nm-250nm接近式光刻機第三代深紫外光(DUV) KrF248nm180nm-130nm掃描投影式光刻機深紫外光(DUV)193nm130nm-65nm步進掃描投影光刻機第四代ArF45nm-22nm浸沒式步進掃描投影光刻機第五代極紫外光(EUV)13.5nm14nm及以下極紫外光刻機83.3%5.3%4.7%6.8%阿斯麥尼康佳能其他2019年全球光刻機市場競爭格局30資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所國家科技體制改革和創(chuàng)新體系建設領導小組第十八次會議5月14日在北京召開。會議要求，要高質(zhì)量做好“十四五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃編制工

50、作，聚焦“四個面向”，堅持問題導向，著力補齊短板，注重夯實基礎，做好戰(zhàn)略布局，強化落實舉措。 會議還專題討論了面向后摩爾時代的集成電路潛在顛覆性技術。摩爾定律仍然在支撐著5G、人工智能等新技術的發(fā)展，但事物 發(fā)展終有極限。隨著工藝從微米級到納米級，晶體管中原子數(shù) 量越來越少，種種物理極限制約著摩爾定律的進一步發(fā)展，因 此后摩爾時代概念隨之而出。其主要發(fā)展方向是：1）沿著繼 續(xù)縮小加工尺寸的方向邁進（More Moore,延續(xù)摩爾）；2）將 模擬電路、射頻電路等與邏輯電路通過封裝形式完成集成，使 集成電路具備更多、更廣的功能（More than Moore，拓展摩 爾）；3）以全新架構、材料、工

51、藝制作的集成電路（Beyond Moore，超越摩爾）。后摩爾時代發(fā)展路徑技術趨勢|后摩爾時代，關注架構、材料和封測工藝31資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所目錄C O N T E N T S32背景及政策：外部環(huán)境不確定下，國產(chǎn)化迫在眉睫市場：景氣度上行，資本開支提升明顯競爭格局：臺積電領先，大陸先進制程穩(wěn)步前行 技術演進：FinFET成主流工藝，EUV嶄露頭角投資建議：關注制造及設備33投資建議|關注制造及設備資料來源：wind、集邦咨詢，平安證券研究所晶圓代工維持高景氣，臺積電領先，大陸先進制程穩(wěn)步前行：在芯片市場景氣周期的背景下，2021年全球芯片代工產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模有望達到94

52、5億美金，同比增長11 。短期在PMIC、驅動IC和功率器件等需求刺激下，主要晶圓代工產(chǎn)能利用率均超過95 ，維持較高位置。市場競爭格局上晶圓代工馬太效應明顯。從企業(yè)來看，2020年臺積電以56 的市場占有率處于絕對領先的地位，三星和聯(lián)電分列第二、第三，大陸廠商中芯 國際暫列第五。領先廠商通過提前量產(chǎn)獲取訂單，分攤工廠折舊，進而繼續(xù)研發(fā)下一代工藝，使得后進廠商在先進制程工藝上的投資低于預 期回報而放棄競爭，以此擴大市場份額、形成壁壘。中國大陸廠商國內(nèi)先進制程穩(wěn)步前行。2021第一季度中芯國際第一代FinFET進入成熟量 產(chǎn)階段，產(chǎn)品良率達到業(yè)界標準，穩(wěn)步導入NTO，正在實現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化目標，未

53、來競爭實力有望進一步提升（格羅方德和聯(lián)華電子均已宣布 暫緩10nm以下制程的研發(fā)），同時華虹堅持走特色工藝，并穩(wěn)步推進先進制程。特色工藝定制化高。建議關注中芯國際（港股）、華虹半導 體（港股）。國產(chǎn)設備、材料、制造等驗證及導入全面提速。隨著臺積電等晶圓廠龍頭開啟新一輪擴產(chǎn)周期、技術升級、晶圓產(chǎn)能向大陸轉移以及國內(nèi)政 策的大力支持，我國半導體設備市場迎來新一輪上升周期。長期來看半導體等核心技術的國產(chǎn)化需求凸顯，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)有也意調(diào)整供應 鏈以分散風險，給國內(nèi)半導體企業(yè)更多機會，同時中芯北方/南方與長江儲存二期的擴產(chǎn)也加速了國產(chǎn)化設備的導入進程。可積極關注產(chǎn)業(yè)鏈 公司國產(chǎn)化和資本開支帶來的客戶導入和業(yè)績增量，建議關注北方華創(chuàng)、芯源微、中微公司等。資料來源：集邦咨詢，平安證券研究所34風險提示宏觀經(jīng)濟波動風險：受到美國經(jīng)濟下行和中國經(jīng)濟增速放緩的影響，預計全球GDP增速將繼續(xù)下降。在宏觀經(jīng)濟下行背景下，全球消費電子需求預將下降；產(chǎn)品技術更新風險：產(chǎn)業(yè)鏈公司屬于移動通信行業(yè)，產(chǎn)品技術升級快、新技術與新工藝層出不窮。如果公司不能持續(xù)更新具有市場競爭力的產(chǎn)品，將會削弱公司的競爭優(yōu)勢；中美貿(mào)易摩擦走勢不確定的風險：未來如果中美之間的貿(mào)易摩擦進一步惡化，限制高端設備出口到中國或者對相關產(chǎn)品征收高額關稅， 會對產(chǎn)業(yè)鏈公司產(chǎn)生一定