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电子行业统筹发展和安全专题研究:半导体自主可控需求紧迫国内产业链大发展-220406(26页).pdf

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电子行业统筹发展和安全专题研究:半导体自主可控需求紧迫国内产业链大发展-220406(26页).pdf

1、 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 电子行业 行业研究 | 深度报告 短期扰动短期扰动下国产替代下国产替代长逻辑长逻辑强化强化,半导体自主可控诉求再凸显半导体自主可控诉求再凸显。短期看,虽然俄乌两国为半导体特种气体主要供应地之一,但考虑到1)特种气体占半导体材料总成本较低;2)下游厂商原材料储备丰富且供应多元,我们认为俄乌冲突给半导体产业链带来的边际影响整体可控。另一方面,以俄乌冲突、新冠疫情、中美贸易战等为代表的“黑天鹅”事件正重塑半导体供应链体系,长期看,地缘政治不确定性升级,各国对

2、俄的制裁凸显了掌握电子产业链自主权的紧迫性,实现半导体底层技术等关键领域安全可控迫在眉睫。 EDA、设备、材料、高端芯片设计为主要卡脖子领域设备、材料、高端芯片设计为主要卡脖子领域,国产化踏浪前行,国产化踏浪前行。 1) EDA:美国几乎垄断 EDA 软件市场,国内在生态、技术、研发储备等方面仍有差距,国内 EDA 企业步入上市潮,有望借助资本力量赋能发展,国产化由点向面突破。 2)设备:)设备:整体仍处技术追赶状态,去胶设备已基本实现国产化,刻蚀、清洗、PVD等设备国产化率 10%-20%,步入业绩放量、加速成长阶段,光刻、涂胶显影设备有望实现“0 的突破”。下游制造厂商的大幅扩产为上游设备

3、国产化提供土壤,国产化率提升可期。 3)材料:)材料:硅片作为主要材料国产化率约 20%,大尺寸硅片国产化率仍处低位,ArF光刻胶仅南大光电通过客户验证, EUV 光刻胶暂无国内厂商可量产,其他如抛光材料、湿电子化学品等国产化率也较低,国产替代空间广阔。 4)芯片设计:)芯片设计:国内企业已在内存接口芯片、AIOT 芯片、CIS 等部分细分领域实现从成长到引领的跨越。但高端逻辑芯片 CPU、GPU、DRAM、NAND flash等严重依赖海外厂商,国产化任重道远。 政府持续支持,国内半导体产业迎来黄金发展时期。政府持续支持,国内半导体产业迎来黄金发展时期。除了在税收、研发等方面的持续支持外,国

4、家还成立大基金投资半导体产业,“直接输血”推动产业链公司发展。一期共募集约 1387 亿元,共撬动社会资金超 5000 亿。2019 年成立的大基金二期,注册资本 2041 亿元。从投资流向看,一期过半资金投向 IC 制造领域,二期资金明确向产业链上游设备、材料等领域倾斜,截至目前已投资 20 余家企业。我们认为在政府端政策、资金的双向扶持下,产业政府齐心协力,更多有潜力的半导体企业细分龙头有望持续受益,国内半导体产业迎来黄金发展期。 在当前半导体自主可控诉求再上新高度的大环境下,我们看好国内半导体产业长期发展,尤其是“卡脖子”环节成长属性凸显。建议关注国内半导体产业底层技术及关键“卡脖子”环

5、节: 1) EDA:国内领先的 EDA 企业概伦电子、华大九天、广立微、思尔芯等。 2) 设备:具有全球竞争力的刻蚀设备厂商中微公司、国产设备龙头企业北方华创、涂胶显影设备领导者芯源微、国内清洗设备领先企业盛美上海等。 3) 材料:硅片企业立昂微、沪硅产业-U、神工股份等。 4) 设计:国内领先的半导体设计公司澜起科技、晶晨股份、纳思达、韦尔股份、紫光国微、复旦微电、芯原股份、龙芯中科、海光信息、翱捷科技。 风险提示风险提示 地缘政治不确定性升级风险、下游需求不及预期、国产替代进度不及预期、上游核心元件进口限制。 投资建议与投资标的 核心观点 国家/地区 中国 行业 电子行业 报告发布日期 2

6、022 年 04 月 06 日 蒯剑 *8514 执业证书编号:S0860514050005 香港证监会牌照:BPT856 马天翼 *6115 执业证书编号:S0860518090001 唐权喜 *6086 执业证书编号:S0860521070005 李庭旭 韩潇锐 薄膜沉积设备:国内厂商差异竞争,共同受益国产化率提升:半导体设备系列报告 2022-02-20 半导体刻蚀设备:多频共振驱动刻蚀市场,国产替代未来可期 2022-02-16 如何看待半导体硅片后续价格走势? 2022-02-08 半导体自主可控需求紧迫,国内产

7、业链大发展 统筹发展和安全专题研究 看好(维持) 电子行业深度报告 半导体自主可控需求紧迫,国内产业链大发展 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 2 目 录 前言 . 5 1. 供应链安全可控诉求再凸显,半导体“卡脖子”环节踏浪前行 . 5 1.1 半导体产业战略地位提升,各国前所未有高度重视 . 5 1.2 短期扰动下半导体国产替代长逻辑强化 . 6 1.3 半导体自主可控诉求再凸显,“卡脖子”环节踏浪前行 . 7 1.3.1 EDA:国内 EDA 企业相继上市,国产化由点向面突破 .

8、8 1.3.2 设备:下游大幅扩产,国产化率提升可期 . 11 1.3.3 材料:国产替代尚处早期,未来空间广阔 . 13 1.3.4 设计:细分领域突破,高端芯片国产替代任重道远 . 16 2. 产业政府齐心协力,国内半导体产业迎黄金发展期 . 19 3. 投资建议 . 22 4. 风险提示 . 23 SWiZpXfUjWvV8Z3W9Y7N8Q7NmOnNnPtReRqQqMiNmMpQaQrRzQNZnMpNuOnNsR 电子行业深度报告 半导体自主可控需求紧迫,国内产业链大发展 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本

9、证券研究报告最后一页的免责申明。 3 图表目录 图 1:各国鼓励半导体产业发展政策汇总 . 5 图 2:半导体级氖气月均产量与消耗量 . 6 图 3:电子特种气体用途和主要产品. 6 图 4:芯片厂商关于俄乌冲突对气体供应影响的积极表态 . 6 图 5:对俄罗斯电子领域相关制裁内容 . 7 图 6:中国 IC 市场自给率及预测 . 7 图 7:中国半导体各环节竞争力 . 8 图 8:EDA 技术进步与芯片设计成本关系 . 9 图 9:全球 EDA 软件竞争格局 . 9 图 10:EDA 软件市场份额情况-2020 . 9 图 11:我国 EDA 软件市场自给率偏低 . 9 图 12:全球 ED

10、A 代表公司产品布局情况 . 10 图 13:2019 半导体设备细分产品结构 . 11 图 14:2019 半导体设备市场格局 . 11 图 15:2019 全球半导体细分市场竞争格局 . 11 图 16:国内半导体设备领域国产化情况 . 12 图 17:21、22 年全球新建晶圆厂中国大陆及台湾地区占比最大(单位:个) . 13 图 18:中国大陆半导体设备行业快速增长,全球占比持续提升(单位:十亿美元) . 13 图 19:2019 全球晶圆制造材料产品结构 . 13 图 20:国内半导体材料领域国产化情况 . 13 图 21:全球硅片市场由海外厂商垄断(全球市场-2020 年) . 1

11、4 图 22:2019 全球光刻胶细分市场竞争格局 . 14 图 23:2018 全球&中国电子特气市场格局 . 15 图 24:电子特气中已实现国产替代的产品 . 15 图 25:国内主要光刻掩膜版供应商 . 15 图 26:2018 全球 CMP 抛光液市场格局 . 15 图 27:2019 中国超净高纯化学品市场供应格局 . 15 图 28:21Q4 X86 架构 CPU 全球市场格局 . 16 图 29:21Q4 智能手机 AP 全球市场格局 . 16 图 30:龙芯中科 CPU 产品 . 16 图 31:全球 PC 端独立显卡市场份额 . 17 图 32:移动端(手机、平板)GPU

12、市场格局-2019Q2 . 17 图 33:国产 GPU 技术与美国厂商对比 . 17 图 34:芯片设计环节国产化率 . 18 电子行业深度报告 半导体自主可控需求紧迫,国内产业链大发展 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 4 图 35:国家鼓励半导体产业发展政策汇总 . 19 图 36:国家成立大基金支持集成电路发展 . 21 图 37:大基金一期投资情况分析 . 21 图 38:大基金二期投资布局规划 . 21 图 39:部分大基金二期投资对象整理 . 22 电子行业深度报告 半导体

13、自主可控需求紧迫,国内产业链大发展 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 5 前言前言 2022 年初,俄乌冲突爆发,欧洲大陆重燃战火。地缘变局展开,并再度以不可预测之势,深刻改变全球政经格局。 动荡之中,再看中央政策精神从 2021 年末国家安全方略、中央经济工作会议,到 2022年两会政府工作报告对当下国家战略、政策主线的理解将更加全面和深刻:经济增长压力仍在,所以一手坚持战略定力,保持发展耐心;外部环境变化加快,所以一手洞察形势变化,作必要的战略思考。一言以蔽之:统筹发展和安全。 围绕

14、这一主线,证券市场如何展开投资?行业发展又如何求变,同新安全格局的诉求相契合?在这一系列的研究中,我们在各大行业研究洞见之上,集合传统证券研究框架、世界形势变化及我国自身的发展战略方向,将国家维护主权、安全与发展利益能力的线索引入,思考行业维度的系统性影响,并前瞻相应的投资机遇与风险。 1. 供应链安全可控诉求再凸显,半导体“卡脖子”环供应链安全可控诉求再凸显,半导体“卡脖子”环节踏浪前行节踏浪前行 1.1 半导体产业战略地位提升,各国前所未有高度重视 主要国家半导体产业扶持政策大力推进。主要国家半导体产业扶持政策大力推进。半导体作为科技产业底层技术、其重要性、战略性不言而喻,半导体供应链全球

15、化、分工化的特征也使得它在当前国际环境中扮演多重角色。俄乌冲突再次体现出现代化战争已不再是单纯的军事战争,是科技、经济等多方面的角逐,以半导体为首的电子产业成为各个国家针锋相对、寸步不让的又一新战场,以俄乌冲突、新冠疫情、中美贸易战等为代表的“黑天鹅”事件或将重塑半导体供应链体系。此背景下,世界各国将半导体产业上升到国家安全战略层面,中、美、欧、日、韩等纷纷出台大量相关政策支持产业发展。 图 1:各国鼓励半导体产业发展政策汇总 国家国家/ /地区地区 发布日期发布日期 政策政策/ /战略战略 主要内容主要内容 美国 2021/5/11 美国半导体联盟 美国半导体联盟的任务是促进美国的半导体制造

16、和研究,以加强美国经济、国家安全和关键基础设施,具体来看,SIAC 当前的短期目标是游说美国国会为美国本土芯片制造和研究拨款 500 亿美元,确保今年年初通过的美国芯片法案(CHIPS for America Act)的财源。 2021/6/8 2021 年美国创新和竞争法案 强调要在 5 年内向半导体制造业补贴逾 500 亿美元,一方面缓解全球芯片短缺问题,一方面应对中国竞争;为推动科研发展,法案提出要改革美国国家科学基金会(NSF),向其拨款 810 亿美元,用于人工智能、计算机技术等 10 个重点领域研究。 2022/2/4 2022 年美国竞争法案 将 520 亿美元用于支持半导体产业

17、,具体用途包括半导体制造、汽车和电脑关键部件的研究;授权 450 亿美元改善美国的供应链,加强制造业,防止关键物品的短缺并确保更多此类产品在美国制造;授权1,900亿美元用于加强美国的科技和研究以与中国竞争。 欧盟 2020/12/7 欧洲处理器和半导体科技计划联合声明 欧洲十余国宣布未来两三年内将投入 1450 亿欧元(约合人民币 1.2 万亿元)用于半导体产业。 2022/2/10 欧洲芯片法案 计划投入超过430亿欧元(约合人民币3126 亿元),以提振欧洲芯片产业,降低对美国和亚洲企业的依赖,并助力欧洲数字化和绿色转型。 日本 2021/6/4 半导体和数字产业发展战略 确保尖端半导体

18、的研发和生产能力;强化面向数字化的投资和尖端半导体的设计研发;提高半导体产业的层级和韧性水平。 韩国 2021/5/13 打造综合半导体强国K-半导体战略 韩国政府将联合企业,建立起集半导体生产、原材料、零部件、设备和尖端设备、设计等为一体的高效产业集群,目标在 2030 年前构建全球最大规模的半导体制造基地。 数据来源:清华大学、雷锋网、中国科学院、东方证券研究所 电子行业深度报告 半导体自主可控需求紧迫,国内产业链大发展 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 6 半导体供应链步入全球化新

19、常态。半导体供应链步入全球化新常态。半导体作为高精尖产业,其产业链条极长、复杂性极高,因而高度依赖全球供应链,各国发挥所长,形成分工合作模式。然而在地缘政治新常态下,企业重构半导体供应链,给本土供应商更多机会,从而推动本国产业链的建设,也是当前的一个重要趋势。中国作为全球第一大半导体消费国,拥有庞大的消费市场和完善的产业链生态,在迫切的终端需求以及复杂的国际形势推动下,本土半导体产业的投入力度持续增强,国产替代未来可期。 1.2 短期扰动下半导体国产替代长逻辑强化 乌克兰是全球半导体特种气体主要供应地。乌克兰是全球半导体特种气体主要供应地。电子特气主要用于硅片制造、氧化、光刻、气相沉积、蚀刻、

20、离子注入等工艺环节,所需种类超 50 种。乌克兰氖气产量占据全球 70%左右,同时也是氩、氪、氙等半导体气体原材料的重要供应国。据 TECHCET 数据显示,全球约 45%-54%的半导体级氖气由乌克兰 Ingas 和 Cryoin 两家公司供应,美国所需的氖气供应几乎全部来源于乌克兰。俄罗斯是主要的钯供应商,满足全球约俄罗斯是主要的钯供应商,满足全球约 33%的需求。的需求。钯用于传感器和新兴存储器(MRAM)制造,并用作某些封装技术的电镀材料。短期看,俄乌冲突或对半导体特种气体供应带来一定的影响,整体而言,考虑到 1)所有特种气体占半导体制造封测总材料成本较低,约 5%-6%,氖气占比远小

21、于这个数字,因而价格波动可被下游制造厂商消化;2)下游制造商原材料储备渐趋丰富,通过多元供应抵御不确定性,已有多家厂商表示其惰性气体供应链处于合理状态,我们认为俄乌冲突单一事件给半导体产业链带来的边际影响整体可控。 图 2:半导体级氖气月均产量与消耗量 图 3:电子特种气体用途和主要产品 数据来源:CNBC、东方证券研究所测算 数据来源:金宏气体招股书、东方证券研究所 图 4:芯片厂商关于俄乌冲突对气体供应影响的积极表态 00000400005000060000全球消耗量Ingas产量Cryoin产量月均产量/消耗量(立方米) 电子行业深度报告 半导体自主可控需求紧迫,国

22、内产业链大发展 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 7 厂商厂商 表态内容表态内容 美光科技 美光有一小部分的惰性气体(例如氖)来自乌克兰,目前来看,惰性气体供应链处于合理状态。 阿斯麦 阿斯麦使用的氖气中仅有 20%来自乌克兰,已开始积极寻求替代乌克兰的供应商。 力积电 氖气只有在制程需要镭射的部分才会用到,用量较少,一小瓶可能用一到两个月,目前公司的库存量达六到九个月。 联电 联电始终保持多重来源的供应商,不是只有单一货源,即使乌克兰发生断货情形,联电也能在台湾找到替代货源;联电已与氖

23、气供应商泰实科技签订长约,提前锁定产能、锁定价格。 SK 海力士 海力士库存足够应对这次危机。 英特尔 乌克兰战争预计不会产生直接风险,公司可以灵活地在俄罗斯或乌克兰以外寻找资源。 三星 俄乌局势对芯片生产没有直接影响,正在密切关注事态发展。受益于多元化材料来源,生产照常进行。 数据来源:Wind、路透社、台湾经济日报、经济时报、东方证券研究所整理 长期来看,地缘政治不确定性升级,半导体供应链自主可控战略意义凸显。长期来看,地缘政治不确定性升级,半导体供应链自主可控战略意义凸显。俄乌冲突爆发后,美国、欧盟、日本相继对俄罗斯实施严厉制裁措施,包括半导体在内的多项高科技产品受到了严格出口管控,随后

24、英特尔、AMD、台积电等芯片巨头回应称将遵守新出口管制措施,对俄断供。从中长期看,以半导体为核心的电子产业是中国产业升级的关键,也是过去数年时间中美贸易摩擦的焦点,各国对俄的制裁凸显了掌握电子产业链自主权的紧迫性,实现半导体底层技术等关键领域安全可控迫在眉睫。 图 5:对俄罗斯电子领域相关制裁内容 宣布日期宣布日期 国家国家/ /地区地区 制裁内容制裁内容 2022/2/24 欧盟 限制俄罗斯获得先进技术,如无人机和无人机软件、加密设备软件、半导体和先进的电子产品。 2022/2/24 美国 限制俄罗斯获得维持其军事能力所需的半导体、计算机、电信、信息安全设备、激光和传感器;所有使用美国技术或

25、组件生产上述产品的公司都必须向美国政府申请出口许可证,包括为俄罗斯实体生产多种芯片的台湾台积电。 2022/2/24 英国 大幅加强对俄罗斯的贸易限制,将包括禁止出口电子、电信和航空航天等领域的一系列高端和关键技术设备和组件。 2022/3/18 日本 原则上禁止高科技产品出口俄罗斯,包含芯片、通讯设备、信号处理设备、传感器、雷达、导航设备等 31 项产品以及 26 项软件技术,合计 57 项,目标藉由和欧美合作,对俄罗斯军事、造船、航太等领域造成冲击。 数据来源:美国商务部官网、欧洲委员会官网、京都新闻、东方证券研究所 1.3 半导体自主可控诉求再凸显,“卡脖子”环节踏浪前行 半导体国产化踏

26、浪前行,“卡脖子”环节成长属性凸显。半导体国产化踏浪前行,“卡脖子”环节成长属性凸显。近年来新应用、新技术驱动全球半导体产业快速成长,与此同时,在政策以及资本的协同助力下,国内半导体产业已取得长足的进步,根据 IC insights 数据,20 年国内 IC 需求规模 1430 亿美元,供给规模 227 亿美元,自给率约16%,较 19 年提升 1.2pct,预计 25 年有望达到近 20%。 图 6:中国 IC 市场自给率及预测 电子行业深度报告 半导体自主可控需求紧迫,国内产业链大发展 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅

27、读本证券研究报告最后一页的免责申明。 8 数据来源:IC Insights、东方证券研究所 整体来看,国内半导体产业仍存在广阔的国产替代空间,尤其设备、材料、EDA、高端芯片设计仍为主要卡脖子环节。我们认为,在当前地缘政治不确定性升级的背景下,国内半导体产业成长属性凸显,设计企业的崛起将拉动配套制造、封测需求,推动相关厂商积极扩产,并积极导入国产设备、材料,国内 EDA、设备、材料等上游“卡脖子”环节有望迎来黄金发展时期。 图 7:中国半导体各环节竞争力 数据来源:BCG、东方证券研究所 注 1:图中 China 部分仅包括中国大陆;注 2:DAO 包括分立器件、光电子、模拟芯片、传感器 1.

28、3.1 EDA:国内 EDA 企业相继上市,国产化由点向面突破 EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)是指利用计算机软件完成大规模集成电路的设计、仿真、验证等流程的设计方式,融合了图形学、计算数学、微电子学,拓扑逻辑学、材料学及人工智能等技术。对于如今上亿乃至上百亿晶体管规模的芯片,设计规模越来越大,制造工艺越来越复杂,必须依靠 EDA 工具完成电路设计、版图设计、版图验证、性能分析等工作,降低设计成本、缩短设计周期。EDA 软件作为集成电路领域的上游基础工具,贯穿于集成电路设计、制造、封测等环节,是集成电路产业的战略基础支柱之一。 0%5%10%1

29、5%20%25%0500200001920202025E中国IC市场规模(左,十亿美元)中国IC生产规模(左,十亿美元)自给率(右,%) 电子行业深度报告 半导体自主可控需求紧迫,国内产业链大发展 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 9 图 8:EDA 技术进步与芯片设计成本关系 数据来源:赛迪智库、华大九天招股书、 方证券研究所 EDA 行业行业竞争格局高度集中竞争格局高度集中,主要由,主要由 Cad

30、ence、Synopsys 和西门子和西门子 EDA(原美国(原美国 Mentor Graphics,被德国西门子收购)三家美国公司垄断,被德国西门子收购)三家美国公司垄断,2020 年占据年占据 78%份额。份额。华大九天与其他几家企业,凭借部分领域的全流程工具或在局部领域的领先优势,位列全球 EDA 行业的第二梯队,合计份额约 15%。第三梯队的企业主要聚焦于某些特定领域或用途的点工具,整体规模和产品完整度与前两大梯队的企业存在明显的差距,仅占全球市场 7%份额。国内厂商市场竞争力弱,20年全球市场份额占比合计仅 1.6%,国内 EDA 软件自给率也仅 11.5%。 图 9:全球 EDA

31、软件竞争格局 数据来源:赛迪智库、华大九天股书、东方证券研究所 图 10:EDA 软件市场份额情况-2020 图 11:我国 EDA 软件市场自给率偏低 电子行业深度报告 半导体自主可控需求紧迫,国内产业链大发展 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 10 数据来源:赛迪智库、华大九天招股书、东方证券研究所 数据来源:赛迪智库、华大九天招股书、东方证券研究所 目前,国内 EDA 厂商与海外领先厂商的差距主要体现在: 1)产品布局尚不完善,未形成生态:产品布局尚不完善,未形成生态:EDA 工具

32、众多,且不同环节的输入输出格式有所差别,软件之间的兼容性和拓展性是 Fabless 客户必须考虑的问题。因此客户往往会选择一家厂商提供自己需要的全部工具,而国内厂商目前以点工具为主。 2)技术、工艺更新存在时滞)技术、工艺更新存在时滞:EDA 公司需要借助晶圆厂积累的大量测试数据探索物理效应和工艺实施细节的准确和高精度模型化。但目前国内厂商在先进制程的技术较薄弱,导致本土 EDA 公司与先进工艺的结合较薄弱,限制了国内 EDA 厂商在中高端市场的竞争力。 3)其他诸如与领先设计公司、晶圆厂的信任壁垒待突破;研发团队及人才储备等方面。 图 12:全球 EDA 代表公司产品布局情况 公司简称 模拟

33、 数字前端 数字后端 封装/电路板 FPGA 系统 工艺开发 其他 Synopsys Cadence Siemens EDA Ansys Keysight 华大九天 概伦电子 芯愿景 国微集团 广立微 芯和半导体 数据来源:前瞻产业研究院、东方证券研究所 产品布局尚不完善,未形成生态:EDA 工具众多,且不同环节的输入输出格式有所差别之间的容 国产化由点向面突破国产化由点向面突破。近年来伴随国内集成电路产业的发展,国内也涌现了华大九天、 概伦电子、广立微等一批在部分细分领域内占据一定市场份额的 EDA 企业。其中华大九天致力于提供模拟电路设计全流程 EDA 工具系统的本土 EDA 企业,已成为

34、国内规模大、产品线完整、综合技术实力强的 EDA 企业;概伦电子是具备国际竞争力的大规模高精度集成电路仿真、高端半导体器件建模、半导体参数测试解决方案厂商,围绕设计-工艺协同优化(DTCO) 方法学,自研相关 EDA 核心技术,可有效支撑 7nm/5nm/3nm 等先进工艺节点下的大规模复杂集成电路的设计和制造。广立29%32%17%5%3%14%SynopsysCadenceSiemens EDAAnsysKeysight EEsof其它0.6%1.0%1.6%6.2%8.3%11.5%0%2%4%6%8%10%12%14%201820192020国内厂商全球份额国内EDA自给率 电子行业深

35、度报告 半导体自主可控需求紧迫,国内产业链大发展 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 11 微属于制造类 EDA 企业,主要针对 Foundry 厂商的测试芯片设计,依托 EDA 软件、电路 IP、WAT 测试设备三大主业专注于芯片成品率提升和电性测试快速监控技术。 EDA 企业陆续融资上市,借助资本力量加速发展。企业陆续融资上市,借助资本力量加速发展。2019 年芯和半导体完成 C 轮融资;2021 年,概伦电子 IPO 上市,华大九天、广立微 IPO 受理,国微思尔芯科创板 IPO 也

36、进入倒计时, EDA 企业有望借助资本力量赋能技术。当前我国当前我国 EDA 国产化率与我国集成电路产业规模及整体近国产化率与我国集成电路产业规模及整体近 20%的的国产化率高度不匹配,下游终端的高景气以及我国半导体产业在设计、制造、封测等环节的快国产化率高度不匹配,下游终端的高景气以及我国半导体产业在设计、制造、封测等环节的快速、持续性发展将为本土速、持续性发展将为本土 EDA 企业崛起提供土壤,国产化有望实现由点向面的突破企业崛起提供土壤,国产化有望实现由点向面的突破。 1.3.2 设备:下游大幅扩产,国产化率提升可期 IC 制造设备占半导体设备比例达制造设备占半导体设备比例达 80%,光

37、刻、刻蚀和沉积设备为主要组成部分。,光刻、刻蚀和沉积设备为主要组成部分。从产品结构来看,目前供应的半导体设备主要为 IC 制造设备,其占半导体设备的比重约为 80%;在这些 IC 制造设备中,以光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备为主,据 SEMI 数据,当前这三类半导体设备分别约占半导体设备的 24%、20%和 20%。 中国大陆占据全球半导体设备市场约四分之一,技术仍处于追赶状态。中国大陆占据全球半导体设备市场约四分之一,技术仍处于追赶状态。中国大陆的半导体设备需求量大,2019年中国大陆的半导体设备市场规模占全球22%,仅次于中国台湾。中国大陆在市场需求占据很大份额的同时,半导体设备自给率较低,

38、技术仍处于追赶状态,先进半导体设备技术仍由美欧日等国主导。其中美国的等离子刻蚀设备、离子注入机、薄膜沉积设备、检测设备、测试设备、表面处理设备等设备的制造技术位于世界前列;荷兰则是凭借 ASML 的高端光刻机在全球处于领先地位;在刻蚀设备、晶圆清洗设备、涂胶显影设备等方面,日本同样极具竞争优势。 图 13:2019 半导体设备细分产品结构 图 14:2019 半导体设备市场格局 数据来源:SEMI、前瞻产业研究院、东方证券研究所 数据来源:SEMI、前瞻产业研究院、东方证券研究所 华大九天拥有特定领域全流程能力,但覆盖的技术范围与美国领先厂商存在明显差距 图 15:2019 全球半导体细分市场

39、竞争格局 光刻机, 24%刻蚀机, 20%薄膜沉积设备, 20%其他晶圆加工设备, 20%封装设备, 6%测试设备, 9%其他设备, 5%18.5%18.1%17.3%16.0%6.6%3.7%3.1%3.0%2.6%2.4%8.7%应用材料(AMAT)阿斯麦(ASML)东京电子(TEL)泛林半导体(Lam research)KLA斯科半导体(SCREEN)爱德万测试(Advantest)ASM泰瑞达(Teradyna)日立高科(Hitachi Hightech)其他 电子行业深度报告 半导体自主可控需求紧迫,国内产业链大发展 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之

40、后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 12 数据来源:Gartner、前瞻产业研究院、东方证券研究所 根据中国本土主要晶圆厂设备采购情况的统计数据,我国去胶设备已基本实现国产化,刻蚀、清洗、PVD 等设备国产化率也有 10%-20%。刻蚀设备方面,中微公司介质刻蚀已经进入台积电7nm/5nm 产线,是唯一一家进入台积电产线的国产刻蚀设备生产商;北方华创在 ICP 刻蚀领域优势显著,已量产 28nm 制程以上的刻蚀设备,同时已经突破 14nm 技术,并进入中芯国际 14nm产线验证阶段。清洗设备方面,盛美上海引领国产替代,19 年全球市占率 2%,在国内企业

41、采购份额中占比超 20%。薄膜沉积设备方面,国内厂商错位发展,拓荆科技引领 PECVD 国产化,北方华创 PVD 优势显著,中微公司的 MOCVD 设备份额全球前三,共同受益国产化率提升。当前光刻、涂胶显影设备国产化率接近 0,上海微电子、芯源微分别为国内目前唯一供应商。整体来整体来看,在刻蚀、薄膜沉积、清洗设备等领域,国内厂商已实现“零看,在刻蚀、薄膜沉积、清洗设备等领域,国内厂商已实现“零的突破的突破”,步入业绩放量、步入业绩放量、加速加速成长阶段成长阶段。涂胶显影、光刻领域也有望实现。涂胶显影、光刻领域也有望实现“从“从 0 到到 1”的突破”的突破。 图 16:国内半导体设备领域国产化

42、情况 细分领域细分领域 国产化率国产化率 国内代表企业国内代表企业 设备设备 去胶设备 90%以上 北京屹唐 清洗设备 20%左右 盛美上海、北方华创 刻蚀设备 20%左右 中微公司、北方华创、北京屹唐 热处理设备 20%左右 北方华创、北京屹唐 PVD 设备 10%左右 北方华创 CMP 设备 10%左右 华海清科 涂胶显影设备 零的突破 芯源微 光刻设备 预计将有零的突破 上海微电子 离子注入设备 10% 万业企业 数据来源:半导体行业协会、前瞻产业研究院、东方证券研究所 下游下游制造制造厂商大幅扩产厂商大幅扩产,积极导入国产设备,国产化率提升可期。,积极导入国产设备,国产化率提升可期。当

43、前半导体产业国内厂商积极扩产,SEMI 数据显示,全球半导体制造商在 2021 年建设了 19 座全新晶圆厂,2022 年将另外建设 10 座晶圆厂, 其中中国大陆、中国台湾地区各有 8 座晶圆厂建设项目,领先其他地区。下游制造厂商的大幅扩产也为上游设备国产化提供土壤,相关数据显示,21 年前三季度全球半导体设 电子行业深度报告 半导体自主可控需求紧迫,国内产业链大发展 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 13 备销售额达 752 亿美元,已超越 2020 年全年设备销售,同比提升 46%

44、;其中中国大陆半导体设备销售额占比达到 29%,占比呈持续提升之势。 图 17:21、22 年全球新建晶圆厂中国大陆及台湾地区占比最大(单位:个) 图 18:中国大陆半导体设备行业快速增长,全球占比持续提升(单位:十亿美元) 数据来源:SEMI、东方证券研究所 数据来源:Wind、东方证券研究所 1.3.3 材料:国产替代尚处早期,未来空间广阔 半导体制造环节所需用到的材料大概可分为以下 8 类,其中硅片在材料成本占比最大,达 33%,其次为电子特气、光掩膜版、光刻胶、抛光材料等。整体来看,我国半导体材料能力较为薄弱,整体来看,我国半导体材料能力较为薄弱,硅片作为主要材料国产化率硅片作为主要材

45、料国产化率约约 20%,大尺寸硅片国产化率仍处大尺寸硅片国产化率仍处低低位,位,ArF 光刻胶仅南大光电通过光刻胶仅南大光电通过客户验证,客户验证, EUV 光刻胶暂无国内厂商可量产,其他如抛光材料、湿电子化学品等国产化率也较光刻胶暂无国内厂商可量产,其他如抛光材料、湿电子化学品等国产化率也较低低,国产替代空间广阔,国产替代空间广阔。 图 19:2019 全球晶圆制造材料产品结构 图 20:国内半导体材料领域国产化情况 细分领域细分领域 国产化率国产化率 国内代表企业国内代表企业 材料材料 硅片 20% 立昂微、沪硅产业、中环股份 光刻胶 25% 上海新阳、容大感光、南大光电 电子特种 气体

46、25% 华特气体、金宏气体、雅克科技 光掩膜 - 菲利华 抛光材料 20% 安集科技、鼎龙股份 溅射靶材 10% 江丰电子、有研新材 湿电子 化学品 8 寸以上约10% 晶瑞电材、上海新阳、江化微 光刻胶配套试剂 - 江化微、晶瑞股份 封装材料 - 上海新阳 数据来源:SEMI、前瞻产业研究院、东方证券研究所 数据来源:半导体行业协会、前瞻产业研究院、东方证券研究所 国内具备国内具备 12 英寸大硅片生产能力,英寸大硅片生产能力,大尺寸硅片国产替代空间广阔大尺寸硅片国产替代空间广阔。硅片产业壁垒高,市场具有一定的垄断性。同时国内企业进入时间较晚,国外企业占据了大部分市场份额,据 SEMI 数据

47、,2020年全球前五大半导体硅片厂商均为国外企业,合计占据全球87%的市场份额。国内大硅片产业布局晚,目前仅立昂微、沪硅产业、中环股份等少数厂商实现了 12英寸硅片的量产。预计未来随着国内 12 英寸硅片产能的提升,硅片环节对外依赖度将逐步降低。 02120220%5%10%15%20%25%30%35%40%007080中国大陆半导体设备销售额全球半导体设备销售额中国大陆占比33%14%13%13%7%4%3%13%硅片电子特气光掩膜版光刻胶及配套材料抛光材料湿电子化学品靶材其他 电子行业深度报告 半导体自主可控需求紧迫,国内产业链大发展 有关分析

48、师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 14 图 21:全球硅片市场由海外厂商垄断(全球市场-2020 年) 数据来源:SEMI、前瞻产业研究院、东方证券研究所 光刻胶:光刻胶:整体整体受制于人,国内受制于人,国内以以低端产品量产低端产品量产为主为主。目前全球半导体光刻胶市场主要被日本和美国企业瓜分。在g/i线光刻胶领域,19年日本和美国企业合计市占率超8成;在KrF光刻胶方面,日本企业占主导地位,美国杜邦占 11%份额;在 ArF 光刻胶方面,日本企业仍占主导地位;EUV光刻胶则主要由日本 JSR

49、及 TOK 提供。国内厂商在技术积累、产能建设等方面存在差距,仅在g/i 线、KrF 光刻胶领域有少数厂商具备量产能力,南大光电为国内首家突破高端 ArF 光刻胶的企业,目前已通过两家客户认证,年产能 25吨。工信部于19年 12月发布的重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)中,集成电路光刻胶共有包括I线光刻胶、KrF光刻胶、ArF/ArFi 光刻胶、厚膜光刻胶等 8 种“光刻胶及其关键原材料和配套试剂” 入选,在政策扶持下,国内光刻胶企业将有望受益于中国半导体产能快速扩展和供应链自主可控的需求。 图 22:2019 全球光刻胶细分市场竞争格局 数据来源:SEMI、前瞻产业研究院、东

50、方证券研究所 电子特气:国产化电子特气:国产化步伐加快步伐加快,部分产品实现替代。,部分产品实现替代。在全球市场,空气化工、林德集团、液化空气和大阳日酸等四大国外公司控制着全球 90%以上的市场份额,国内供给格局与全球相似,形成寡头垄断的局面,18 年国内气体公司整体份额 12%。中国的特种气体行业经过 30 年的发展和沉淀,国产化具备了客观条件,已有华特股份、南大光电等多家特气公司实现了部分产品进口替代,例如,华特自主研发的 Ar/F/Ne 等 4 种混合气于 2017 年得到全球最大光刻机制造厂商 ASML 的认证,Ar/Ne/Xe 于 2020 年也得到全球主要光刻机光源制造厂商 Gig

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