半导体产业深度报告:制造业巅峰,晶圆代工赛道持续繁荣

半导体产业深度报告:制造业巅峰,晶圆代工赛道持续繁荣,第1张

台积电开启晶圆代工时代,成为集成电路中最为重要的一个环节。 1987 年,台积电的成立开启了 晶圆代工时代,尤其在得到了英特尔的认证以后,晶圆代工被更多的半导体厂商所接受。晶圆代工 打破了 IDM 单一模式,成就了晶圆代工+IC 设计模式。目前,半导体行业垂直分工成为了主流, 新进入者大多数拥抱 fabless 模式,部分 IDM 厂商也在逐渐走向 fabless 或者 fablite 模式。

全球晶圆代工市场一直呈现快速增长,未来有望持续 。晶圆代工+IC 设计成为行业趋势以后,受益 互联网、移动互联网时代产品的强劲需求,整个行业一直保持快速增长,以台积电为例,其营业收 入从 1991 年的 1.7 亿美元增长到 2019 年的 346 亿美元,1991-2019 年,CAGR 为 21%。2019 年全球晶圆代工市场达到了 627 亿美元,占全球半导体市场约 15%。未来进入物联网时代,在 5G、 人工智能、大数据强劲需求下,晶圆代工行业有望保持持续快速增长。

晶圆代工行业现状:行业呈现寡头集中。 晶圆代工是制造业的颠覆,呈现资金壁垒高、技术难度大、 技术迭代快等特点,也因此导致了行业呈现寡头集中,其中台积电是晶圆代工行业绝对的领导者, 营收占比超过 50%,CR5 约为 90%。

晶圆代工行业资金壁垒高。 晶圆代工厂的资本性支出巨大,并且随着制程的提升,代工厂的资本支 出中枢不断提升。台积电资本支出从 11 年的 443 亿元增长到 19 年的 1094 亿元,CAGR 为 12%。 中芯国际资本性支出从 11 年的 30 亿元增长到了 19 年的 131 亿元,CAGR 为 20%,并且随着 14 nm 及 N+1 制程的推进,公司将显著增加 2020 年资本性支出,计划为 455 亿元。巨额投资将众多 追赶者挡在门外,新进入者难度极大。

随着制程提升,晶圆代工难度显著提升。 随着代工制程的提升,晶体管工艺、光刻、沉积、刻蚀、 检测、封装等技术需要全面创新,以此来支撑芯片性能天花板获得突破。

晶体管工艺持续创新。 传统的晶体管工艺为 bulk Si,也称为体硅平面结构(Planar FET)。 随着 MOS 管的尺寸不断的变小,即沟道的不断变小,会出现各种问题,如栅极漏电、泄漏功 率大等诸多问题,原先的结构开始力不从心,因此改进型的 SOI MOS 出现,与传统 MOS 结 构主要区别在于:SOI 器件具有掩埋氧化层,通常为 SiO2,其将基体与衬底隔离。由于氧化 层的存在,消除了远离栅极的泄漏路径,这可以降低功耗。随着制程持续提升,常规的二氧 化硅氧化层厚度变得极薄,例如在 65nm 工艺的晶体管中的二氧化硅层已经缩小仅有 5 个氧 原子的厚度了。二氧化硅层很难再进一步缩小了,否则产生的漏电流会让晶体管无法正常工 作。因此在 28nm 工艺中,高介电常数(K)的介电材料被引入代替了二氧化硅氧化层(又称 HKMG 技术)。随着设备尺寸的缩小,在较低的技术节点,例如 22nm 的,短沟道效应开始 变得更明显,降低了器件的性能。为了克服这个问题,FinFET 就此横空出世。FinFET 结构 结构提供了改进的电气控制的通道传导,能降低漏电流并克服一些短沟道效应。目前先进制 程都是采用 FinFET 结构。

制程提升,需要更精细的芯片,光刻机性能持续提升。 负责“雕刻”电路图案的核心制造设备是光刻机,它是芯片制造阶段最核心的设备之一,光刻机的精度决定了制程的精度。第四 代深紫外光刻机分为步进扫描投影光刻机和浸没式步进扫描投影光刻机,其中前者能实现最 小 130-65nm 工艺节点芯片的生产,后者能实现最小 45-22nm 工艺节点芯片的生产。通过多 次曝光刻蚀,浸没式步进扫描投影光刻机能实现 22/16/14/10nm 芯片制作。到了 7/5nm 工艺, DUV 光刻机已经较难实现生产,需要更为先进的 EUV 光刻机。EUV 生产难度极大,零部件 高达 10 万多个,全球仅 ASML 一家具备生产能力。目前 EUV 光刻机产量有限而且价格昂 贵,2019 年全年,ASML EUV 销量仅为 26 台,单台 EUV 售价高达 1.2 亿美元。

晶圆代工技术迭代快,利于头部代工厂。 芯片制程进入 90nm 节点以后,技术迭代变快,新的制程 几乎每两到三年就会出现。先进制程不但需要持续的研发投入,也需要持续的巨额资本性支出,而 且新投入的设备折旧很快,以台积电为例,新设备折旧年限为 5 年,5 年以后设备折旧完成,生产 成本会大幅度下降,头部厂商完成折旧以后会迅速降低代工价格,后进入者难以盈利。

2.1摩尔定律延续,技术难度与资本投入显著提升

追寻摩尔定律能让消费者享受更便宜的 力,晶圆代工是推动摩尔定律最重要的环节。 1965 年, 英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔提出,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目, 约每隔 18-24 个月便会增加一倍,性能也将提升一倍,这也是全球电子产品整体性能不断进化的核 心驱动力,以上定律就是著名的摩尔定律。换而言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔 18- 24 个月翻一倍以上。推动摩尔定律的核心内容是发展更先进的制程,而晶圆代工是其中最重要的 环节。

摩尔定律仍在延续。 市场上一直有关于摩尔定律失效的顾虑,但是随着 45nm、28nm、10nm 持续 的推出,摩尔定律仍然保持着延续。台积电在 2018 年推出 7nm 先进工艺,2020 年开始量产 5nm, 并持续推进 3nm 的研究,预计 2022 年量产 3nm 工艺。IMEC 更是规划到了 1nm 的节点。此外, 美国国防高级研究计划局进一步提出了先进封装、存算一体、软件定义硬件处理器三个未来发展研 究与发展方向,以此来超越摩尔定律。在现在的时间点上来看,摩尔定律仍然在维持,但进一步提 升推动摩尔定律难度会显著提升。

先进制程资本性投入进一步飙升 。根据 IBS 的统计,先进制程资本性支出会显著提升。以 5nm 节 点为例,其投资成本高达数百亿美金,是 14nm 的两倍,是 28nm 的四倍。为了建设 5nm 产线, 2020 年,台积电计划全年资本性将达到 150-160 亿美元。先进制程不仅需要巨额的建设成本,而 且也提高了设计企业的门槛,根据 IBS 的预测,3nm 设计成本将会高达 5-15 亿美元。

3nm 及以下制程需要采用全新的晶体管工艺。 FinFET 已经历 16nm/14nm 和 10nm/7nm 两个工艺 世代,随着深宽比不断拉高,FinFET 逼近物理极限,为了制造出密度更高的芯片,环绕式栅极晶 体管(GAAFET,Gate-All-Ground FET)成为新的技术选择。不同于 FinFET,GAAFET 的沟道被 栅极四面包围,沟道电流比三面包裹的 FinFET 更加顺畅,能进一步改善对电流的控制,从而优化 栅极长度的微缩。三星、台积电、英特尔均引入 GAA 技术的研究,其中三星已经先一步将 GAA 用 于 3nm 芯片。如果制程到了 2nm 甚至 1nm 时,GAA 结构也许也会失效,需要更为先进的 2 维 、 甚至 3 维立体结构,目前微电子研究中心(Imec)正在开发面向 2nm 的 forksheet FET 结构。

3nm 及以下制程,光刻机也需要升级。 面向 3nm 及更先进的工艺,芯片制造商或将需要一种称为 高数值孔径 EUV(high-NA EUV)的光刻新技术。根据 ASML 年报,公司正在研发的下一代极紫 外光刻机将采用 high-NA 技术,有更高的数值孔径、分辨率和覆盖能力,较当前的 EUV 光刻机将 提高 70%。ASML 预测高数值孔径 EUV 将在 2022 年以后量产。

除上面提到巨额资本与技术难题以外,先进制程对沉积与刻蚀、检测、封装等环节也均有更高的要 求。正是因为面临巨大的资本和技术挑战,目前全球仅有台积电、三星、intel 在进一步追求摩尔定 律,中芯国际在持续追赶,而像联电、格罗方德等晶圆代工厂商已经放弃了 10nm 及以下制程工艺 的研发,全面转向特色工艺的研究与开发。先进制程的进一步推荐节奏将会放缓,为中芯国际追赶 创造了机会。

2.2先进制程占比持续提升,成熟工艺市场不断增长

高性能芯片需求旺盛,先进制程占比有望持续提升。 移动终端产品、高性能计算、 汽车 电子和通信 及物联网应用对算力的要求不断提升,要求更为先进的芯片,同时随着数据处理量的增加,存储芯 片的制程也在不断升级,先进制程的芯片占比有望持续提升。根据 ASML2018 年底的预测,到 2025 年,12 寸晶圆的先进制程占比有望达到 2/3。2019 年中,台积电 16nm 以上和以下制程分别占比 50%,根据公司预计,到 2020 年,16nm 及以下制程有望达到 55%。

CPU、逻辑 IC、存储器等一般采用先进制程(12 英寸),而功率分立器件、MEMS、模拟、CIS、 射频、电源芯片等产品(从 6μm 到 40nm 不等)则更多的采用成熟工艺(8 寸片)。 汽车 、移动 终端及可穿戴设备中超过 70%的芯片是在不大于 8 英寸的晶圆上制作完成。相比 12 寸晶圆产线,8 寸晶圆制造厂具备达到成本效益生产量要求较低的优势,因此 8 寸晶圆和 12 寸晶圆能够实现优 势互补、长期共存。

受益于物联网、 汽车 电子的快速发展,MCU、电源管理 IC、MOSFET、ToF、传感器 IC、射频芯 片等需求持续快速增长。 社会 已经从移动互联网时代进入了物联网时代,移动互联网时代联网设备 主要是以手机为主,联网设备数量级在 40 亿左右,物联网时代,设备联网数量将会成倍增加,高 通预计到 2020 年联网 设备数量有望达到 250 亿以上。飙升的物联网设备需要需要大量的成熟工艺 制程的芯片。以电源管理芯片为例,根据台积电年报数据,公司高压及电源管理晶片出货量从 2014 年的 1800 万片(8 寸)增长到 2019 年的 2900 万片,CAGR 为 10%。根据 IHS 的预测,成熟晶 圆代工市场规模有望从 2020 年的 372 亿美元增长到 2025 年的 415 亿美元。

特色工艺前景依旧广阔,主要代工厂积极布局特色工艺。 巨大的物联网市场前景,吸引了众多 IC 设计公司开发新产品。晶圆代工企业也瞄准了物联网的巨大商机,频频推出新技术,配合设计公司 更快、更好地推出新一代芯片,助力物联网产业高速发展。台积电和三星不仅在先进工艺方面领先布局,在特色工艺方面也深入布局,例如台积电在图像传感器领域、三星在存储芯片领域都深入布 局。联电、格罗方德、中芯国际、华虹半导体等代工厂也全面布局各自的特色工艺,在射频、 汽车 电子、IOT 等领域,形成了各自的特色。

5G 时代终端应用数据量爆炸式提升增加了对半导体芯片的需求,晶圆代工赛道持续繁荣。 随着对 于 5G 通信网络的建设不断推进,不仅带动数据量的爆炸式提升,要求芯片对数据的采集、处理、 存 储 效率更高,而且也催生了诸多 4G 时代难以实现的终端应用,如物联网、车联网等,增加了终 端对芯片的需求范围。对于芯片需求的增长将使得下游的晶圆代工赛道收益,未来市场前景极其广 阔。根据 IHS 预测,晶圆代工市场规模有望从 2020 年的 584 亿美元,增长到 2025 年的 857 亿美 元,CAGR 为 8%。

3.15G 推动手机芯片需求量上涨

5G 手机渗透率快速提升。手机已经进入存量时代,主要以换机为主。2019 年全球智能手机出货量 为 13.7 亿部,2020 年受疫情影响,IDC 等预测手机总体出货量为 12.5 亿台,后续随着疫情的恢 复以及 5G 产业链的成熟,5G 手机有望快速渗透并带动整个手机出货。根据 IDC 等机构预测,5G 手机出货量有望从 2020 年的 1.83 增长到 2024 年的 11.63 亿台,CAGR 为 59%。

5G 手机 SOC、存储和图像传感器全面升级,晶圆代工行业充分受益。 消费者对手机的要求越来越 高,需要更清晰的拍照功能、更好的 游戏 体验、多任务处理等等,因此手机 SOC 性能、存储性能、 图像传感器性能全面提升。目前旗舰机的芯片都已经达到了 7nm 制程,随着台积电下半年 5 nm 产 能的释放,手机 SOC 有望进入 5nm 时代。照片精度的提高,王者荣耀、吃鸡等大型手游和 VLOG 视频等内容的盛行,对手机闪存容量和速度也提出了更高的要求,LPDDR5 在 2020 年初已经正式 亮相小米 10 系列和三星 S20 系列,相较于上一代的 LPDDR4,新的 LPDDR5 标准将其 I/O 速 度从 3200MT/s 提升到 6400MT/s,理论上每秒可以传输 51.2GB 的数据。相机创新是消费者更 换新机的主要动力之一,近些年来相机创新一直在快速迭代,一方面,多摄弥补了单一相机功能不 足的缺点,另一方面,主摄像素提升带给消费者更多的高清瞬间,这两个方向的创新对晶圆及代工 的需求都显著提升。5G 时代,手机芯片晶圆代工市场将会迎来量价齐升。

5G 手机信号频段增加,射频前端芯片市场有望持续快速增长。射频前端担任信号的收发工作,包 括低噪放大器、功率放大器、滤波器、双工器、开关等。相较于 4G 频段,5G 的频段增加了中高 频的 Sub-6 频段,以及未来的更高频的毫米波频段。根据 yole 预测,射频前端市场有望从 2018 年 的 149 亿美元,增长到 2023 年的 313 亿美元,CAGR 为 16%。

3.2云计算前景广阔,服务器有望迎来快速增长

2020 年是国内 5G 大规模落地元年,有望带来更多数据流量需求 。据中国信通院在 2019 年 12 月 份发布的报告,2020 年中国 5G 用户将从去年的 446 万增长到 1 亿人,到 2024 年我国 5G 用户 渗透率将达到 45%,人数将超过 7.7 亿人,全球将达到 12 亿人,5G 用户数的高增长带来流量的 更高增长。

5G 时代来临,云计算产业前景广阔。 进入 5G 时代,IoT 设备数量将快速增加,同时应用的在线 使用需求和访问流量将快速爆发,这将进一步推动云计算产业规模的增长。根据前瞻产业研究院的 报告,2018 年中国云计算产业规模达到了 963 亿元,到 2024 年有望增长到 4445 亿元,CAGR 为 29%,产业前景广阔。

边缘计算是云计算的重要补充,迎来新一轮发展高潮。 根据赛迪顾问的数据,2018 年全球边缘计 算市场规模达到 51.4 亿美元,同比增长率 57.7%,预计未来年均复合增长率将超过 50%。而中国 边缘计算市场规模在 2018 年达到了 77.4 亿元,并且 2018-2021 将保持 61%的年复合增长率,到 2021 年达到 325.3 亿元。

服务器大成长周期确定性强。 服务器短期拐点已现,受益在线办公和在线教育需求旺盛,2020 年 服务器需求有望维持快速增长。长期来看,受益于 5G、云计算、边缘计算强劲需求,服务器销量 有望保持持续高增长。根据 IDC 预测,2024 年全球服务器销量有望达到 1938 万台,19-24 年, CAGR 为 13%。

服务器半导体需求持续有望迎来快速增长,晶圆代工充分受益。 随着服务器数量和性能的提升,服 务器逻辑芯片、存储芯片对晶圆的需求有望快速增长,根据 Sumco 的预测,服务器对 12 寸晶圆 需求有望从 2019 年的 80 万片/月,增长到 2024 年的 158 万片/月,19-24 年 CAGR 为 8%。晶圆 代工市场有望充分受益服务器芯片量价齐升。

3.3三大趋势推动 汽车 半导体价值量提升

传统内燃机主要价值量主要集中在其动力系统。 而随着人们对于 汽车 出行便捷性、信息化的要求逐 渐提高, 汽车 逐步走向电动化、智能化、网联化,这将促使微处理器、存储器、功率器件、传感器、 车载摄像头、雷达等更为广泛的用于 汽车 发动机控制、底盘控制、电池控制、车身控制、导航及车 载 娱乐 系统中, 汽车 半导体产品的用量显著增加。

车用半导体有望迎来加速增长。 根据 IHS 的报告,车用半导体销售额 2019 年为 410 亿美元,13- 19 年 CAGR 为 8%。随着 汽车 加速电动化、智能化、网联化,车用芯片市场规模有望迎来加速, 根据 Gartner 的数据,全球 汽车 半导体市场 2019 年销售规模达 410.13 亿美元,预计 2022 年有望 达到 651 亿美元,占全球半导体市场规模的比例有望达到 12%,并成为半导体下游应用领域中增 速最快的部分。

自动驾驶芯片要求高,有望进一步拉动先进制程需求。 自动驾驶是通过雷达、摄像头等将采集车辆 周边的信息,然后通过自动驾驶芯片处理数据并给出反馈,以此降低交通事故的发生率、提高城市 中的运载效率并降低驾驶员的驾驶强度。自动驾驶要求多传感器之间能够及时、高效地传递信息, 并同时完成路线规划和决策,因此需要完成大量的数据运算和处理工作。随着自动驾驶级别的上升, 对于芯片算力的要求也越高,产生的半导体需求和价值量也随之水涨船高。英伟达自动驾驶芯片随 着自动驾驶级别的提升,芯片制程也显著提升,最早 Drive PX 采用的是 20nm 工艺,而最新 2019 年发布的 Drive AGX Orin 将会采用三星 8nm 工艺。根据英飞凌的预测,自动驾驶给 汽车 所需要的 半导体价值带来相当可观的增量,一辆车如果实现 Level2 自动驾驶,半导体价值增量就将达到 160 美元,若自动驾驶级别达到 level4&5,增量将会达到 970 美元。

3.4IoT 快速增长,芯片类型多

随着行业标准完善、技术不断进步、政策的扶持,全球物联网市场有望迎来爆发性增长。GSMA 预 测,中国 IOT 设备联网数将会从 2019 年的 36 亿台, 增到 到 2025 年的 80 亿台,19-25 年 CAGR 为 17.3%。根据全球第二大市场研究机构 MarketsandMarkets 的报告,2018 年全球 IoT 市场规模 为 795 亿美元,预计到 2023 年将增长到 2196 亿美元,18-23 年 CAGR 为 22.5%。

物联网的发展需要大量芯片支撑,半导体市场规模有望迎来进一步增长 。物联网感知层的核心部件 是传感器系统,产品需要从现实世界中采集图像、温度、声音等多种信息,以实现对于所处场景的 智能分析。感知需要向设备中植入大量的 MEMS 芯片,例如麦克风、陀螺仪、加速度计等;设备 互通互联需要大量的通信芯片,包括蓝牙、WIFI、蜂窝网等;物联网时代终端数量和数据传输通道 数量大幅增加,安全性成为最重要的需求之一,为了避免产品受到恶意攻击,需要各种类型的安全 芯片作支持;同时,身份识别能够保障信息不被盗用,催生了对于虹膜识别和指纹识别芯片的需求; 作为物联网终端的总控制点,MCU 芯片更是至关重要,根据 IC Insights 的预测,2018 年 MCU 市 场规模增长 11%,预计未来四年内 CAGR 达 7.2%,到 2022 年将超过 240 亿美元。

4.1 国内 IC 设计企业快速增长,代工需求进一步放量

国内集成电路需求旺盛,有望持续维持快速增长。 国内集成电路市场需求旺盛,从 2013 年的 820 亿美元快速增长到 2018 年的 1550 亿美元,CAGR 为 13.6%,IC insight 预测,到 2023 年,中国 集成电路市场需求有望达到 2290 亿美元,CAGR 为 8%。但是同时,国内集成电路自给率也严重 不足,2018 年仅为 15%,IC insight 在 2019 年预测,到 2023 年,国内集成电路自给率为 20%。

需求驱动,国内 IC 设计快速成长。 在市场巨大的需求驱动下,国内 IC 设计企业数量快速增加,尤 其近几年,在国内政策的鼓励下,以及中美贸易摩擦大的背景下,IC 设计企业数量加速增加,2019 年底,国内 IC 设计企业数量已经达到了 1780 家,2010-2019 年,CAGR 为 13%。根据中芯国际 的数据,国内 IC 设计公司营收 2020 年有望达到 480 亿美元,2011-2020 年 CAGR 为 24%,远 高于同期国际 4%的复合增长率。

国内已逐步形成头部 IC 设计企业。 根据中国半导体行业协会的统计,2019 年营收前十的入围门槛 从 30 亿元大幅上升到 48 亿元,这十大企业的增速也同样十分惊人,达到 47%。国内 IC 企业逐步 做大做强,部分领域已经形成了一些头部企业:手机 SoC 芯片领域有华为海思、中兴微电子深度 布局;图像传感领域韦尔豪威大放异彩;汇顶 科技 于 2019 年引爆了光学屏下指纹市场;卓胜微、 澜起 科技 分别在射频开关和内存接口领域取得全球领先。IC 设计企业快速成长有望保持对晶圆代 工的强劲需求。

晶圆代工自给率不足。 中国是全球最大的半导体需求市场,根据中芯国际的预测,2020 年中国对 半导体产品的需求为 2130 亿美元,占全球总市场份额为 49%,但是与之相比的是晶圆代工市场份 额严重不足,根据拓墣研究的数据,2020Q2,中芯国际和华虹半导体份额加起来才 6%,晶圆代 工自给率严重不足,尤其考虑到中国 IC 设计企业数量快速增长,未来的需求有望持续增长,而且, 美国对华为等企业的禁令,更是让我们意识到了提升本土晶圆代工技术和产能的重要性。

4.2政策与融资支持,中国晶圆代工企业迎来良机(略)

晶圆代工需求不断增长,但国内自给严重不足,受益需求与国内政策双重驱动,国内晶圆代工迎来 良机。建议关注:国内晶圆代工龙头,突破先进制程瓶颈的中芯国际-U、特色化晶 圆代工与功率半导体 IDM 双翼发展的华润微华润微、坚持特色工艺,盈利能力强的华虹半导体华虹半导体。

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(报告观点属于原作者,仅供参考。作者:东方证券,蒯剑、马天翼)

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汽车芯片替代尚需时日

全球绝大多数芯片都在亚洲生产,欧洲仅占全球半导体产量的一小部分,包括台积电和英特尔在内,芯片巨头都计划在未来几年建立新工厂以提高产量。Kroeger预计芯片短缺的局面将延续到2022年,并希望需求保持稳定。

汽车芯片替代尚需时日1

全球最大的汽车零部件供应商博世集团表示,随着全球芯片短缺加剧,汽车行业的半导体供应链已经崩溃。

博世董事会成员Harald Kroeger周一接受采访时称,由于多个行业对芯片的需求激增,供应链在过去一年中已经崩溃。受芯片短缺影响,大众、宝马和奥迪等汽车制造商都削减了产量,Kroeger认为,这些车企和半导体供应商应考虑如何改善芯片供应链。

Kroeger表示,考虑到有些半导体需要半年时间才能生产出来,供应链的某些环节应该增加库存。Kroeger还补充称,半导体供应链问题在过去都是由汽车行业悄悄处理,但现在是时候改变了。

博世斥资10亿欧元在德国萨克森州首府德累斯顿建造了一座半导体工厂,并于上月开始投产。Kroeger称:“事实上,我们几年前就开始建设这个工厂,这表明我们预料到了需要将大幅上升。”

值得一提的是,包括台积电和英特尔在内,芯片巨头都计划在未来几年建立新工厂以提高产量。Kroeger预计芯片短缺的局面将延续到2022年,并希望需求保持稳定。

德国总统施泰因迈尔表示,国际市场供应紧张之际,博世选择在德累斯顿投资是正确的,眼下正值半导体行业的关键时刻,目前的形势将推动德国和欧洲发展半导体产业。

全球绝大多数芯片都在亚洲生产,欧洲仅占全球半导体产量的一小部分,科技网络公司Silicon Saxony董事长Frank Bosenberg称,欧洲目前的需求占据半导体市场总量的20%,但产量却不到10%。

Bosenberg认为欧洲应该增加本土半导体产量,但他也表示,这是一个全球性的产业,没有国家能实现完全自主。

汽车芯片替代尚需时日2

近期,有着汽车芯片封装测试“重镇”之称的马来西亚,遭遇了新冠疫情的再度冲击。据最新统计显示,8月23日,马来西亚新增确诊病例1.77万,虽然较前几日已有所回落,但仍处于危急状态。

在疫情影响下,马来西亚芯片企业基本处于“瘫痪”状态,被迫停工停产,而这也进一步加剧了全球汽车产业的“芯片荒”。

公开信息显示,马来西亚是全球半导体产品第七大出口国,目前有超过50家半导体厂在当地设厂,当地封测产能约占全球封测产能的13%。马来西亚疫情的反复,导致丰田、大众、福特、通用等多家汽车巨头于近期宣布减产。

有车企内部人士告诉证券时报记者,汽车芯片供应链上游的压力已持续传导至中国汽车产业,马来西亚疫情造成芯片进一步短缺,是值得行业警惕的。希望政府部门和行业机构系统评估这波疫情对于中国汽车产业造成的影响,通过顶层设计的调节和沟通,保障中国汽车企业对芯片的需求。

多家车企宣布减产

“某半导体芯片供应商的马来西亚Muar工厂因新的疫情,继数周前关停后,再度被要求关闭生产线。博世ESP/IPB、VCU、TCU等芯片将受到直接影响,预计8月后期基本处于断供状态。”日前,博世(中国)投资有限公司执行副总裁徐大全的一条朋友圈,引发了业内热议,直指马来西亚疫情对汽车芯片供应链造成的重创。

公开资料显示,马来西亚是全球半导体产品的封装测试重镇,英特尔、英飞凌、意法半导体、恩智浦、德州仪器、安森美等国际半导体巨头均在当地建厂,当地封测产能约占全球封测产能的13%。

据了解,芯片封装是芯片生产流程的一部分,具体指将生产出来的合格晶圆进行切割、焊线、塑封,再通过加装“外壳”为芯片提供物理保护并让芯片电路与外部器件实现电气连接。

据业内人士透露,虽然芯片封装业务的技术含量并不高,但由于芯片生产流程较为复杂,各个企业的分工已经非常细化,使得人力成本相对较低的马来西亚在芯片封装领域优势较为突出,市占率也很高。

除此以外,意法半导体等公司所生产的芯片对汽车零部件产业而言,也是至关重要的。证券时报记者从一位业内人士了解到,意法半导体的L9369-TR芯片物料,以其为核心的汽车零部件在中国主机厂的整体需求覆盖率达到7.5% ,它的短缺将造成8月中国近90万辆整车生产受影响。

上述人士表示,马来西亚疫情的影响应该引起国内汽车产业的重视,避免缺芯危机被低估。日前,吉利汽车在2021年半年报业绩发布会上,也就芯片短缺的问题向投资者进行了回复。吉利汽车集团CEO淦家阅表示,8月份汽车芯片供需情况会很艰难,很多不确定性因素的影响目前还难以评估。

对此,记者联系到了行业机构的内部人士,对方表示,目前汽车芯片短缺的最新情况尚不明朗,不方便接受采访。

尽管行业层面的调研并未露出,但已有多家汽车巨头于近期宣布了减产计划。8月19日,通用汽车宣布,受全球芯片短缺影响,该公司将延长多座负责生产跨界车和轿车工厂的停工时间。此外,该公司还计划让负责生产雪佛兰Bolt EV和Bolt EUV的工厂停产。值得关注的'是,这是芯片危机爆发以来,通用首次暂停生产电动汽车。

一直强调精益生产的丰田汽车,也在近期宣布将在9月份将其全球产量削减40%。由于芯片短缺,其在日本的几乎所有工厂都将受到影响,27条生产线中断。全球业务的生产也将受到影响,北美和中国的工厂都将比预期指定交付少8万辆的汽车,欧洲的产量将比最初计划减少4万辆。

除此以外,福特、大众、现代等车企也在不久前相继公布了减产计划。根据Auto Forecast Solutions的统计显示,截至8月9日,全球范围内因芯片短缺导致的汽车产量损失已达585.3万辆,其中北美和欧洲地区损失最大,分别为187.4万辆和174.6万辆,其次是中国,达112.2万辆。按照该机构的预测,全球全年汽车产量最终损失可能会进一步上升到700万辆。

供需紧张带来涨价潮

供需紧张的现状,使得汽车芯片的价格也水涨船高。据悉,自2020年底,国内外半导体公司陆续发布了涨价公告,涨幅最高的约15%。公开信息显示,目前MCU芯片价格较2019年同期相比已最少上涨了5倍。

国金证券指出,原材料短缺和价格上涨,也是促使芯片价格攀升的原因。据悉,目前汽车芯片在主流渠道的价格涨了5~10倍,而非主流渠道的价格涨幅高达10~20倍。

研究机构Counterpoint预测,供需失衡的持续导致芯片报价还将上涨至少10%~20%,8英寸代工厂的部分产品已比2020年下半年涨价30%~40%。

一位来自整车企业的人士告诉证券时报记者,马来西亚疫情的反复,或将进一步提高汽车芯片整体价格。

记者注意到,日前国家市场监管总局已经关注到汽车芯片价格上涨的情况,将对涉嫌哄抬价格的汽车芯片经销商立案调查。同时,国家市场监管总局也将持续关注芯片等重要商品市场价格秩序,进一步加大监管执法力度,严厉查处囤积居奇、哄抬价格、串通涨价等违法行为。

新时代证券指出,部分企业在全面缺芯的情况下哄抬价格从中获益,严重扰乱了市场秩序。在国家出手加强监管后,预计接下来汽车芯片的价格有望企稳,中间环节也可能会减少,上下游的供应链会得到一定改善。

国产替代

至少需要5年时间

尽管马来西亚的疫情给全球汽车芯片产业带来冲击,但多位业内人士表示,这并不会对今年国内的汽车产销产生重大影响。

中汽协根据行业内11家汽车重点企业的旬报数据统计显示,2021年8月上中旬,11家重点企业汽车生产完成70.7万辆,同比下降34.3%。其中,乘用车生产同比下降28.9%;商用车生产同比下降44.1%。

“目前,从每个月份的统计数据来看,汽车芯片的短缺确实直接影响到了汽车的生产,但从长期来看,汽车产业的排产是具备一定d性的,并不会对全年的产销构成较大影响。”中国汽车芯片产业创新战略联盟联席理事长董扬告诉证券时报记者。

多家券商指出,在汽车芯片供需紧张的情况下,国产芯片或将迎来良好的替代机遇。据悉,目前在芯片封装测试方面,中国企业已经迎头赶上,市场份额在全球范围内也有所提升。但在研发和产品设计上,目前国产芯片企业仍需完善。

据某自主品牌车企内部人士透露,目前国产汽车芯片可上车使用的仅有5~6种,但一辆整车上涉及到的芯片可能多达50多种,国产汽车芯片的应用占比仍然非常低。

“芯片是技术壁垒最高、全球集中度最高的产业,全世界的芯片都是集中在少数国家和地区设计、生产,而且汽车芯片从设计到测试、制造、上车,整个环节周期较长,我国在汽车芯片产业的生态建设并不完善,相应的制造体系也不是很完备,因此还不具备规模化替代的条件。”董扬告诉证券时报记者,上述车企人士透露的情况并不夸张,实际的应用比例确实很低。

记者注意到,自去年以来汽车芯片的短缺问题已引起了整个行业的高度重视,不少车企联合芯片企业共同研发,以加速国产芯片的替代。除此以外,中国汽车芯片产业创新战略联盟也应运而生。

董扬介绍,在过去一段时间内,汽车芯片联盟共做了四方面的工作,一、组织编制了汽车芯片的供需手册,加强供需两端的信息对接;二、针对不同的芯片建立了相应的组群,以促进国内汽车芯片生态的形成;三、在北京市的支持下,建立了汽车芯片应用的保险制度,让更多的整车企业敢于应用国产汽车芯片;四、联盟也在推动产业各界的交流和培训,建立聚焦于中国汽车芯片的标准体系。

董扬表示,目前上述工作均在推进中,已有超20家汽车芯片企业参与了汽车芯片保险的项目。在他看来,最近几年内,产业各界均会高度关注汽车芯片产业,各个企业的参与热情也会很高,但汽车芯片的国产替代并不是两三年的时间能完成的,至少还需要五年的时间才会有明显的改善,预计经过十年的时间,才会有根本性的改变。


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