1、2020 年深度行业分析研究报告目录一、代工环节孕育巨头，先进制程引领发展5（一）亿万晶体管的安家之旅，制造实现蜕变5（二）专注代工实为幕后英雄，承接全球订单成就行业巨头8（三）得先进制程者得天下11二、制造需求大，国产替代正当时18（一）从先进制程到产能，大陆需求大19（二）支撑产业自给率低，中美贸易摩擦倒逼国产化进程加速251、高端设备依赖进口，本土企业有望逐步突破262、材料自给率低，本土企业任重道远303、IP&EDA 国产化率低且替代难度大，国内企业已有布局33三、国内两大代工龙头专注发展，有望贡献主要力量35（一）中芯国际：引领国产进程，大陆制造绝对龙头36（二）华虹半导体：立足大

2、陆集成电路市场，专注差异化工艺定制服务43插图目录图 1：制造是集成电路产业链的核心环节之一5图 2：晶体管结构原理图6图 3：芯片由晶体管排列组合而成6图 4：晶圆制造主要工艺流程6图 5：晶体管结构从平面向 GAA 结构发展7图 6：三星将采用鳍片形状为纳米片的 GAA 结构7图 7：MBCFET（Multi-Bridge Channel FET）制造示意图7图 8：集成电路产业存在 IDM 和垂直分工两种模式8图 9：晶圆制造以代工模式为主8图 10：2019 年全球半导体产业链各环节市场规模对比9图 11：各环节龙头公司的营收对比（百万美元）9图 12：博通经过多次兼并收购扩大规模10

3、图 13：日月光经过多次兼并收购扩大规模10图 14：各环节龙头公司的毛利率对比（%）11图 15：各环节龙头公司的净利率对比（%）11图 16：制程越先进，单位晶体管的成本越低11图 17：台积电在 2001 年后与联电拉开差距13图 18：台积电引领全球最先进制程工艺13图 19：台积电历年各制造工艺的营收占比情况13图 20：台积电营收规模稳健增长14图 21：2019 年前五大晶圆代工厂商的先进制程产能占比达到 44%14图 22：晶圆代工市场规模不断扩大，先进工艺占比持续提升（亿美元）15图 23：台积电前 10 大客户合计营收占比情况15图 24：台积电的产能利用率维持高位（%）1

4、6图 26：台积电通过产能规划，把握市场机遇的同时降低市场冲击17图 27：台积电的资本开支在行业内遥遥领先（亿美元）18图 28：台积电在晶圆代工领域的市场份额保持在 50%左右18图 29：中国将承接全球集成电路产业链的第三次转移19图 30：中国大陆是全球集成电路产业最大的消费市场19图 31：中国大陆的集成电路产品多数依赖进口20图 32：中国大陆晶圆制造市场的需求旺盛20图 33：各环节龙头公司的资本支出对比（百万美元）22图 34：各环节龙头公司的固定资产净值对比（百万美元）22图 35：各环节龙头公司研发费用占总营收比例的对比（%）23图 36：晶圆制造占大陆集成电路总销售额的比

5、例最低24图 37：大基金一期主要投资晶圆制造环节24图 38：2018 年，大陆半导体设备进口金额超过 307 亿美元27图 39：2018 年，大陆半导体设备自制率为 15%27图 40：半导体设备细分市场份额占比28图 41：制造环节的主要设备均被国外企业垄断29图 42：全球半导体材料市场结构占比情况31图 43：全球和中国大陆半导体硅片市场规模（亿美元）31图 44：2018 年全球半导体硅片行业竞争格局31图 45：先进制程需要进行更多次抛光32图 46：全球光刻胶市场份额占比情况32图 47：2019 年中国电子特气市场占比32图 48：半导体设计逐渐朝轻设计方向发展34图 49

6、：全球半导体 IP 市场快速增长34图 50：2019 年芯原在全球 IP 市场中排名第七34图 51：全球 EDA 竞争格局34图 52：中芯国际拥有全球化的制造和服务基地36图 53：中芯国际盈利能力持续改善37图 54：45nm 以下节点是中芯国际的主要营收来源38图 55：中芯南方 SN1 厂房（14nm 及以下先进制程）38图 56：中芯国际在先进制程方面的追赶尚需时日39图 57：中芯国际的毛利率仍有较大提升空间（%）40图 58：中芯国际的净利率仍有较大提升空间（%）40图 59：随着制程越先进，设备投资额迅速攀升41图 60：中芯国际的营业收入主要来源于中国大陆及香港42图 6

7、1：中芯国际和华虹半导体估值还有较大提升空间42图 62：华虹半导体的营收保持增长43图 63：华虹半导体不同工艺制程的营收占比情况44图 64：华虹半导体的盈利水平维持高位44图 65：华虹半导体在中国的营收占比超过 50%45表格目录表 1：苹果 A 系列处理器率先使用最先进制程工艺12表 2：2019 年台积电晶圆厂产能统计17表 3：纯晶圆代工行业中国市场销售额排名21表 4：华为麒麟系列芯片基本由台积电代工21表 5：2019 年中芯国际和华虹半导体在全球晶圆代工厂商中排名第五和第八（营收单位：百万美元）25表 6：晶圆制造需要经过多道复杂工序25表 7：中美在半导体各环节的市占率对

8、比情况26表 8：2019 年全球半导体设备前十大厂商均为国外企业29表 9：国内半导体设备相关公司30表 10：半导体材料基本由国外企业供应31表 11：国内半导体材料相关公司33表 12：中芯国际晶圆厂产能统计36表 13：中芯国际保持高研发投入比例（单位：亿元）40表 14：中芯国际科创板上市募集资金投资项目40表 15：华虹半导体晶圆厂产能统计45一、代工环节孕育巨头，先进制程引领发展（一）亿万晶体管的安家之旅，制造实现蜕变制造是集成电路产业链的核心环节之一。集成电路产业链包括多个环节，主要可以分 为核心产业链和支撑产业链。核心产业链包括 IC 设计、IC 制造和 IC 封测三个环节，

9、支 撑产业链包括半导体材料、设备、EDA&IP 等。制造商承接全球 IC 设计商订单，为 IC 设 计商制造芯片，随后由 IC 封测商完成封装和测试环节。半导体材料供应商和设备供应商 为 IC 制造商提供生产所需的设备和原材料，是制造环节的基础。图 1：制造是集成电路产业链的核心环节之一资料来源：半导体制造技术，芯事，研究院制造过程通过在硅单晶抛光片上制造出数以亿计的晶体管，以实现逻辑运算、数据 存储等功能。制造过程使用薄膜沉积、光刻、掺杂和热处理四种最基本的工艺方法，通过 大量的工艺顺序和工艺变化制造出特定结构。晶体管是芯片的基本构成单元，是一种类似 于阀门的固体半导体器件，可实现开关、放大

10、、稳压和信号调制等多种功能，主要分为双 极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET），集成电路芯片采用的是金属氧化物场效应晶 体管结构（MOSFET）。MOSFET 由栅极（Gate）、漏极（Drain）和源极（Source）组成， 通过在栅极上施加不同程度的电压以控制源极和漏极之间电子的流动，从而实现特定的功 能。图 2：晶体管结构原理图图 3：芯片由晶体管排列组合而成资料来源：晶体管原理，研究院资料来源：中国科学院金属，研究院晶体管的制造涉及多道工序，技术含量高。晶圆厂通过对硅单晶裸片进行初加工得到 晶圆，之后将光罩上的电路图刻蚀到晶圆上。主要工序包括光刻胶覆盖、紫外曝光、离子 注入、电镀

11、、抛光等工序。图 4：晶圆制造主要工艺流程资料来源：中为咨询，研究院FinFET 是目前主流结构，GAA 有望延续摩尔定律。随着晶体管的尺寸逐渐向细微 化方向发展，在晶体管尺寸变小的同时漏电流的控制也变的愈发困难，当制造工艺推进到 16/14nm 技术节点时，传统的平面型场效应晶体管（Planar FET）结构已经无法继续使用， 由胡正明教授提出的鳍式场效应晶体管（FinFET）结构通过将晶体管立体化较好地解决 了这个问题，此后 FinFET 结构被应用于 16/14nm 及以后工艺节点的制造。直到工艺节点 发展至 3nm，FinFET 结构的晶体管尺寸已经缩小到极限，环绕栅极（GAA）结构应

12、运而 生，GAA 结构可以实现栅极对沟道的四面包裹，从而有效解决了栅极间距尺寸减小后带 来的问题。目前主流的 GAA 结构的鳍片形状为纳米线，三星认为纳米线 GAA 的沟道宽度较小且制造工艺复杂，往往只能用于低功率设计，因此三星正在开发鳍片形状为纳米片 的 GAA 结构（MBCFET），并将率先在 3nm 工艺产品中采用，三星宣称其 GAA 技术相 比 7nm 工艺而言，性能提升 35% 、功耗降低 50% 以及芯片面积缩小 45%。台积电方 面也在对 GAA 相关技术进行研发和试产，但鉴于 FinFET 技术更为成熟且成本更低，台 积电 3nm 产品的首发可能还是选择 FinFET 结构。由

13、于三星将在 3nm 产品上率先应用 GAA 技术，且采用自主研发的 MBCFET（Multi-Bridge Channel FET）结构，和主流的纳米线 GAA 结构有所区别，3nm 节点可能成为台积电和三星技术路线的分化点。图 5：晶体管结构从平面向 GAA 结构发展资料来源：三星官网，研究院图 6：三星将采用鳍片形状为纳米片的 GAA 结构资料来源：三星官网，研究院图 7：MBCFET（Multi-Bridge Channel FET）制造示意图资料来源：半导体行业观察，研究院（二）专注代工实为幕后英雄，承接全球订单成就行业巨头晶圆制造的商业模式可以分为 IDM 和晶圆代工两种，目前晶圆代

14、工已经成为主流模 式。1）IDM（Integrated Device Manufacture，整合设备制造商）模式：厂商同时完成设计、 制造和封测环节，具备产业链整合优势，可以实现芯片设计和量产平台同步推进，但随着 制造工艺迈上更先进的技术节点，不断攀升的研发和建厂成本给 IDM 厂商带来了巨大的 资金和运营压力。2）晶圆代工（Foundry）模式：设计、制造和封测三个环节可以采取垂 直分工的方式，由无晶圆设计厂商（Fabless）、晶圆代工厂商（Foundry）和封测厂商（Outsourced Assembly and Test，OSAT）共同完成芯片生产，Foundry 专注于晶圆代工领

15、域，向全球承接委外订单可以充分利用其生产线，提升产能利用率，从而形成规模经济。 随着先进制程的推进，对于资本密集型、技术密集型的晶圆制造环节，晶圆代工模式的优 势凸显。目前全球晶圆制造环节以代工模式为主，IDM 模式占比较低。2013-2018 年，全 球晶圆制造市场中，純晶圆代工厂商的销售额占比平均达到 86%。图 8：集成电路产业存在 IDM 和垂直分工两种模式资料来源：半导体行业分析报告，研究院图 9：晶圆制造以代工模式为主100%IDM厂商纯晶圆代工厂商86%89%90%88%81%81%80%60%40%20%14%11%10%13%19%19%20016201

16、720180%资料来源：商业新知，研究院制造环节采取以代工为主的商业模式，承接全球 Fabless 订单和 IDM 厂商的部分订 单，更易孕育大体量企业。选取各环节的龙头公司博通（设计）、台积电（制造）、日月光（封测）、应用材料（设备）和信越化学（材料）进行比较，发现台积电的营收规模远超 其他环节的龙头公司，2019 年台积电营收规模为 357 亿美元，分别为博通、日月光、应 用材料和信越化学的营收规模的 1.6 倍、2.6 倍、2.4 倍和 2.5 倍。从体量的增速看，2010-2019 年台积电、博通、日月光、应用材料和信越化学的营收规模 CAGR 分别为 10.48%、30.26%、 8

17、.79%、4.84%和 2.05%。需注意到，台积电规模的增长主要靠自身驱动力实现，包括自身产能的扩大和先进制 程的发展，而对于设计龙头博通和封测龙头日月光而言，兼并收购对其体量的增长均产生 不可小觑的推动力，应用材料和信越化学的营收规模增速有限。图 10：2019 年全球半导体产业链各环节市场规模对比1,4001,2001,0008006004002000全球半导体产业链各环节市场规模（亿美元）84300设计制造封测设备材料资料来源：SEMI，IC Insights，研究院图 11：各环节龙头公司的营收对比（百万美元）台积电博通日月光应用材料信越化学40,00035,0

18、0030,00025,00020,00015,00010,0005,00002010-2019 CAGR台积电：10.48% 博通：30.26% 日月光： 8.79%应用材料：4.84% 信越化学：2.05%2000019资料来源：wind，研究院注：博通和应用材料的财年结束日为每年的 10 月末、11 月初。信越化学的财年结束日为每年的 3 月末，已经标准化处理成 1-12 月图 12：博通经过多次兼并收购扩大规模资料来源：博通官网，研究院图 13：日月光经过多次兼并收购扩大规模资料来源：日月光集团官网，研究院晶圆代工的盈利能

19、力远超封测环节，盈利稳定性高于设计环节。以各环节的龙头公 司博通（设计）、台积电（制造）和日月光（封测）为例： 1）毛利率：2019 年台积电、 博通和日月光的毛利率分别为 46.1%、55.2%和 15.6%。由于封测是集成电路产业链技术 水平相对较低的环节，因此日月光的毛利率最低。2019 年台积电的毛利率较博通低 9.1pct， 但 2010-2019 年台积电毛利率的稳定性高于博通。2）净利率：2012-2019 年，台积电的净 利率稳定在 30%-35%左右。博通与并购相关的无形资产摊销费用较高，导致净利率波动 剧烈，2014 年收购 LSI 后的净利率为 6.2%，2016 年收购

20、博通（Broadcom）后的净利率为-13.1%，2018 年因无形资产摊销费用下降加上美国税改获得税收优惠，净利率达到历史 新高 58.8%。日月光净利率水平维持在 5%-10%左右。图 14：各环节龙头公司的毛利率对比（%）图 15：各环节龙头公司的净利率对比（%）台积电博通日月光台积电博通日月光60%50%40%30%20%10%0%2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 201970%60%50%40%30%20%10%0%-10%-20%收购LSI收购Broadcom2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

21、 2017 2018 2019资料来源：wind，研究院资料来源：wind，研究院 注：博通的财年结束日为每年的 10 月末、11 月初（三）得先进制程者得天下先进制程可以大幅提升芯片性能，一旦研发成功将具备技术壁垒和成本优势，历来 是各大晶圆制造厂商竞争的焦点。相比传统制程，先进制程的优势主要体现在以下两点： 1）先进制程对应晶体管的特征尺寸更小，电子在源极和漏极之间流动的距离缩短，可以 在降低芯片功耗的同时提升运行频率。2）先进制程可以在芯片上集成更多的晶体管，提 高晶体管密度，从而缩小芯片尺寸和降低单位制造成本。以苹果芯片为例，在工艺刚导入 时，16nm 工艺的成本为 4.98 美元/1

22、0 亿晶体管，使用 7nm 工艺后成本降低到 2.65 美元/10 亿晶体管；待工艺成熟，制造成本进一步下降，16nm 工艺的成本为 3.03 美元/10 亿晶体 管，7nm 工艺的成本只有 1.66 美元/10 亿晶体管。图 16：制程越先进，单位晶体管的成本越低64.9854323.03不同工艺节点下苹果芯片每10亿个晶体管的成本（美元） 工艺导入期工艺成熟跌价时3.812.652.692.762.291.661.61.641016nm10nm7nm5nm（E）3nm（E）资料来源：IBS，研究院以全球代工巨头台积电的成功之道为参考，其之所以能稳坐全球晶圆代工头把交椅， 关键在于领创先进制

23、程，并在此基础上灵活调整产能。1） 先进制程技术构筑高壁垒，规模经济效应凸显。晶圆制造卡位先进技术节点，其制造工艺的先进程度直接决定芯片的性能水平。1965 年，戈登.摩尔（Gordon Moore）提出的摩尔定律指出：集成电路芯片上可容纳的晶体管 数目，约每 18-24 个月翻一番；微处理器的性能提高一倍，价格下降一半。此后，集成电 路芯片大致按照摩尔定律给出的路线发展，由制造工艺决定产品的性能水平，并以制程节 点衡量晶圆制造的工艺水平。按照 ITRS（国际半导体技术路线图）的定义，制程节点代 数以晶体管的半节距（half-pitch）或栅极长度（gate length）等特征尺寸（CD，c

24、ritical dimension）表示，先进制程代表当前晶圆制造最先进的若干工艺节点。CPU、GPU、ASIC、 FPGA 等对性能要求较高的高性能计算领域，往往率先采用最先进的制程工艺。以苹果的 A 系列处理器芯片为例，其新产品采用的生产工艺与当前最先进的制程工艺保持同步。表 1：苹果 A 系列处理器率先使用最先进制程工艺芯片型号A9/A9XA10 FusionA10 X FusionA11 BionicA12 BionicA13 Bionic应用产品iPhone 6S iPhone 6S Plus iPad ProiPhone 7iPhone 7 Plus第二代iPad ProiPhon

25、e 8iPhone 8 Plus iPhone XiPhone XS iPhone XS Max iPhone XRiPhone 11iPhone Pro/Pro Max iPhone SE（第二代）工艺节点16/14nm16nm16nm10nm7nm7nm +代工厂商台积电/三星台积电台积电台积电台积电台积电产品发布时间2015/092016/092017/062017/092018/092019/09工艺量产时间2015Q2/2015Q12015Q22015Q22017Q12018Q22019Q2资料来源：苹果官网，台积电官网，研究通过率先突破并量产先进制程，构筑高行业壁垒，同时扩充产能实

26、现规模经济效应， 摊薄产品的生产成本，从而充分享受先进技术带来的价值提升。台积电和联电的竞争历程是最好的说明。2001 年之前，作为台湾第一家半导体公司， 联电相比台积电具备明显的优势。技术上，1993 年-1997 年之间联电的专利数量是台积电 的 2 倍、台湾工研院的 3 倍，联电的高介电系数/金属闸极、低电介值、浸润式微影术与 混合信号等均为行业内公认的先进技术。2001 年，台积电聘请胡正明教授出任首席技术 官，并在之后逐渐完成在鳍式场效应晶体管（FinFET）方面的技术积累，逐渐拉大了与 联电的差距。2009 年，台积电通过在 28nm 上的技术突破，再次赢得竞争的主动性。借助 28

27、nm 的 技术优势，台积电顺势抢占了原来由三星独占的苹果订单。2010 年，苹果进一步将 iPhone 和 iPad 芯片全部订单交由台积电代工。后来台积电又率先量产了包括 20nm、10nm、7nm、 5nm 先进制程，并且在 7nm/5nm 阶段是全球绝对领导者。台积电持续推进先进工艺，3nm 预计 2021 年进入风险试产阶段，2022H2 实现量产。目前台积电 28nm 及以下先进制程的 营收占比从 2012 年的 12%已提升到 2019 年的 67%，2018 年量产的 7nm 工艺营收占比在 2019 年达到 27%。图 17：台积电在 2001 年后与联电拉开差距资料来源：芯事

28、，研究院图 18：台积电引领全球最先进制程工艺资料来源：以上各公司官网，研究院图 19：台积电历年各制造工艺的营收占比情况100%7nm10nm16/20nm28nm40/45nm 65nm90nm0.11/0.13m0.15/0.18m0.25m80%60%40%20%0%2000182019资料来源：台积电年报，研究院图 20：台积电营收规模稳健增长资料来源：wind，研究院注：2018 年因美元强势，换算成美元后台积电营收同比下滑，若为新台币则同比增长 5.5%将 28nm 及以下制程作为先进制程，2019 年前五大晶圆代工厂商的先进制程产能占

29、比 达到 44%。据 IHS Markit 预测，全球晶圆代工的市场规模将从 2020 年的 585 亿美元，上 升到 2025 年的 861 亿美元，其中先进工艺的占比将从 2020 年的 36%提升到 2025 年的超 过 50%。图 21：2019 年前五大晶圆代工厂商的先进制程产能占比达到 44%44%56%先进制程工艺 传统制程工艺资料来源：拓墣产业研究院，研究院图 22：晶圆代工市场规模不断扩大，先进工艺占比持续提升（亿美元）1,0009008007006005004003002001000成熟工艺市场规模先进工艺市场规模先进工艺占比（%）60%50%40%30%20%10%0%2

30、020E2021E2022E2023E2024E2025E资料来源：IHS Markit，研究院先进制程带来优质客户，订单充足保障公司有能力维持高产能利用率。借助先进技 术，台积电 2019 年为全球 499 名客户提供 10,761 种产品的制造服务，即使在市场需求低 迷的环境下，也能获取充裕的订单提高已有产线的产能利用率。台积电的主要客户包括苹 果、华为海思、高通、英伟达、联发科、AMD 等全球顶级优质客户，2019 年台积电前 10 大客户合计营收占比达到 71%。数据显示，台积电的产能利用率基本保持在 80%以上， 毛利率维持在 40%-50%之间，净利率维持在 30%-40%之间。图

31、 23：台积电前 10 大客户合计营收占比情况100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%69%67%68%71%60%62%63%63%53%53%54%56%200820092000019资料来源：台积电年报，研究院图 24：台积电的产能利用率维持高位（%）图 25：台积电的毛利率和净利率保持高水平（%）产能利用率（%）120%100%联电60%50%80%40%60%30%40%20%20%10%0%0%台积电净利率（%）毛利率（%）2002200320042005200620072008200920

32、00000820092000019资料来源：台积电官网，研究院资料来源：wind，研究院2）顺应市场需求的周期性变化，灵活调整产能。台积电制定长期的产能规划，顺应 半导体市场需求的周期性变化，灵活调整当年的产能目标，在市场需求旺盛时快速扩充产 能以满足客户需求，在市场需求低迷时缩减产能扩充计划。1995-2000 年，台积电几乎每 年建设一个新晶圆厂；2001 年前后，台积电抓住晶圆厂从 8 英寸向 12 英寸转型的机遇， 不遗余力地投资建设

33、 12 英寸晶圆厂，在竞争中初步占据主动地位。12 英寸工厂投资额极 高，导致很多 IDM 厂商无力投入足够资金，使台积电抓住“行业断层”的良机逐渐登顶 晶圆代工龙头。2004-2005 年间，台积电扩建了 4 个工厂；2015 年前后，台积电大力扩建 12 英寸晶圆厂。通过在产能上的战略规划，台积电在保证抓住市场发展机遇的同时，也 能降低市场低迷对公司经营带来的负面冲击，从而保证高盈利水平。目前台积电拥有 1 座 6 英寸晶圆厂、6 座 8 英寸晶圆厂和 4 座 12 英寸晶圆厂，2019年的总产能为 12.3 百万片/年（等效 12 英寸），出货量为 10.1 百万片/年（等效 12 英寸

34、）。从全球晶圆制造市场来看，台积电在全球的晶圆产能占比约为 12.8%，仅次于三星（15.0%）； 从全球晶圆代工市场来看，台积电在全球的晶圆产能占比约为 34%，排名第一。图 26：台积电通过产能规划，把握市场机遇的同时降低市场冲击台积电营收同比变化（%）全球半导体销售额同比变化（%）把握市场机遇，增速大于市场降低市场冲击，跌幅小于市场120%100%80%60%40%20%0%-20%7020004200520062007200820092000019-40%

35、资料来源：台积电官网，wind，研究院注：2018 年因美元强势，换算成美元后台积电营收同比下滑，若为新台币则同比增长 5.5%表 2：2019 年台积电晶圆厂产能统计晶圆尺寸（英寸）（nm）万片/年万片/月Fab 219906450台湾新竹科学工业园区1129.3Fab 319958150台湾新竹科学工业园区12810.7Fab 519978150台湾新竹科学工业园区484.0Fab 620008110台南科学工业园区18415.3Fab 819988110台湾新竹科学工业园区968.0Fab 1020048150上海1089.0Fab 1119988150美国453.8VIS1995811

36、0美国736.1SSMC2000865新加坡262.2Fab 122001127台湾新竹科学工业园区24220.2Fab 1420041216台南科学工业园区31226.0Fab 152012127台中科学工业园区20316.9Fab 1620181216南京242.0Fab 182020125台南科学工业园区-Fab 202024123台南科学工业园区-合计产能（等效 12 英寸）1,230102.5晶圆出货量（等效 12 英寸）1,00783.9年平均产能利用率81%工厂代码量产时间最先进量产工艺产能位置资料来源：台积电官网，研究院高盈利水平与高资本开支之间形成良性循环，稳固台积电的市场龙

37、头地位。在技术 领先和高产能利用率的带动下，台积电的高盈利水平为其创造了丰厚的自由现金流，从而为持续高资本投入技术研发奠定坚实的基础，2001 年台积电的资本支出为 20 亿美元，2019 年达到 153.9 亿美元，CAGR 为 12%，远超同行业的联电和中芯国际。在先进晶圆厂的建 厂开支一路走高的背景下，台积电在行业内始终维持遥遥领先的资本开支稳固了其市场份 额，自 2010 年以来台积电的市场份额长期保持在 50%左右，2019 年达到 56%，远超排名 第二的格罗方德。图 27：台积电的资本开支在行业内遥遥领先（亿美元）台积电联电中芯国际0806040200200

38、1 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019资料来源：以上各公司年报，研究院图 28：台积电在晶圆代工领域的市场份额保持在 50%左右台积电格罗方德55.5%8.6%100%80%60%40%20%0%2000019资料来源：Gartner，IC Insights，研究院二、制造需求大，国产替代正当时（一）从先进制程到产能，大陆需求大全球集成电路产业链历经三次转移，目前正处于从韩国、台湾向中国

39、大陆转移的阶段。1） 第一次产业转移（1960-1970）：随着家电行业的兴起，半导体器件逐渐从军工设备延伸到家电 领域，日本的索尼、东芝、日立等企业快速发展，带动集成电路产业链从美国转移到日本。2） 第二次产业转移（1970-1980）：PC 电脑的普及极大地提升了对半导体器件的需求，韩国、台 湾依托在存储器制造和晶圆代工方面的优势，逐渐掌握了集成电路领域的主导权。3）第三次 产业转移（1990-2000）：移动通信的出现对半导体器件的性能、功耗和集成度提出了更高的要 求，加上技术更新速度加快，产业链专业化分工的趋势愈发明显。此外，2010 年之后兴起的 物联网、人工智能、云计算等概念进一步

40、拓宽了半导体器件的应用领域，中国依托庞大的消费 市场正在逐步承接全球集成电路产业链的第三次转移。图 29：中国将承接全球集成电路产业链的第三次转移资料来源：芯原招股说明书，研究院中国大陆的集成电路市场呈现“大市场+低自给率”特征。2019 年，中国大陆的集成电路 销售规模达到 1084 亿美元，占全球集成电路销售规模的 33%。但大陆消耗的集成电路产品大 多依赖国外进口，2018 年大陆在集成电路领域的进口额为 3121 亿美元，出口额只有 846 亿美元，贸易逆差达到 2275 亿美元，缺口巨大。图 30：中国大陆是全球集成电路产业最大的消费市场全球集成电路销售规模（亿美元，左轴）中国大陆集

41、成电路销售规模（亿美元，左轴） 中国大陆集成电路占比（%，右轴）4,50035%4,0003,5003,0002,50030%25%20%2,00015%1,5001,00050010%5%00%2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019资料来源：wind，IC Insights，研究院图 31：中国大陆的集成电路产品多数依赖进口3,5003,0002,5002,0001,5001,000500集成电路进口金额（亿美元）集成电路出口金额（亿美元）逆差（亿美元）31212

42、60423273528465346096936096690200018资料来源：中国半导体行业协会，研究院中国大陆晶圆制造市场的需求旺盛，半数以上来自台积电代工。据半导体行业协会统计， 2018 年中国集成电路制造业的销售额达到 1818 亿元，同比增长 26%，2013-2018 年中国集成 电路制造业销售额的 CAGR 达到 25%，中国晶圆制造市场的发展极为迅速。但大陆的晶圆代 工环节同样面临自给率不足的困境，2018 年大陆 56%的晶圆代工销售额被台积电占据，中芯 国际、华虹集团和武汉新芯的合计占比只有 28%。