
核心观点:
泛半导体行业重回景气周期,带动上游设备需求量增加。
半导体在照明、显示、能源和IC等领域的应用构成了形形色色的泛半导体产业。全球泛半导体行业重回景气周期,2016年销售额达到3389亿美元,创下史上最高年营收纪录。
2017年上半年全球半导体行业市场规模1905亿美元,同比增长21%。中国大陆将迎来晶圆厂投资爆发期,未来四年内全球新投产的62座晶圆厂中有26座将落户中国。
晶圆产线扩张带动设备景气上行,全球半导体设备投资快速增长,2017年全球半导体新设备销售额将达494亿美元,同比增长19.8%。

上游设备被美日荷垄断,市场集中度高。
半导体设备行业技术密集且研发成本高,目前市场主要被美、日、荷把持,2016年全球前十名半导体设备供应商市占率超80%。美国应用材料凭借CVD和刻蚀设备坐稳世界第一把交椅,2016年收入约77亿美元,市占率高达18%。
高端光刻机市场寡头ASML,刻蚀设备龙头LamResearch等紧随其后。国产半导体设备起步较晚,技术上与国外半导体设备厂商差距较大,但政府扶持力度空前,未来有望实现技术突破。

上游材料硅晶片技术密集,日、韩、台占据90%以上市场。
硅晶片对材料的纯度、表面平坦度、清洁度要求极高,有着很高的行业进入壁垒。
目前全球90%的硅晶片市场被日本的信越和SUMCO、德国的SIltronic、台湾的环球晶圆以及韩国的SKSiltron占据。近两年由于下游需求居高不下,上游材料商扩产规模小,出货量供不应求导致硅晶片大幅涨价。
目前国内硅晶圆产能规模小,仅仅对8英寸及以下的硅晶圆制造技术有所掌握,12英寸及以上还需有待研发。

下游集成商势头强劲,有望成为国内行业龙头。
三安光电LED芯片产能全球领先,中国市场份额高达29%,化合物半导体材料也在加速研发中。京东方作为国内显示领域龙头,引领国内LCD新产能增长,积极布局OLED产线,打响中国面板品牌。
中芯国际是全球第四大晶圆代工企业,市占率达6%,摩尔定律的放缓以及关键人物的加入将有利于28纳米良率提升和14纳米技术突破。未来光伏需求增长稳定加上国家政策扶持,光伏龙头隆基股份前景光明。
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泛半导体行业重回景气周期
半导体在照明、显示、能源、IC的应用构成泛半导体行业
半导体(semiconductor)是指常温下导电性介于道题和绝缘体之间的材料,半导体最大的特点是导电性可控,这无论在科技上还是经济上都有巨大的应用。
目前生活中几乎所有的电子产品都和半导体有着密切的联系,可以说半导体是支撑整个电子产业的基本元素,离开了半导体,就没有现在的信息社会。
常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅是最常见也是最有影响力的一种半导体材料,目前全球95%以上的半导体芯片都是以硅为基础生产出来的。从20世纪50年代开始,以硅为代表的第一代半导体材料被应用于大规模集成电路为主的计算机等电子产品中。

到了20世纪90年代,以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)等为代表的第二代半导体材料开始兴起,与第一代硅材料相比,第二代半导体材料电子迁移率高、禁带宽度较大,使得通讯速度、信息容量、存储密度大幅提高,被广泛应用于高频及无线通信领域。
近年来,随着电子器件的使用条件越来越恶劣,市场上对抗辐射、高频、大功率等电子器件的需求越来越迫切,因此以碳化硅(SiC)为主的第三代半导体材料开始蓬勃发展。

从市场规模来看,半导体最大的四个应用领域是照明、显示、能源、集成电路,通称为泛半导体行业。


半导体照明行业发展进入新一轮增长期
LED照明凭借其低功耗高亮度迅速普及各个产业,成为全球最具发展前景的新兴产业之一。
2016年全球LED照明市场规模达286亿美元,渗透率为34%,预计2018年市场规模可达319亿美元,渗透率达47%,2020年市场规模将翻倍,达到800亿美元。

LED照明产业因其产业链长、产业附加值高、产业关联度强等特点而受到世界发达国家(地区)的高度关注。
自2009年年底哥本哈根会议之后,“节能减排”成为世界各国发展所面对的共同主题,纷纷倡导“节能环保,绿色照明”,从而给LED照明产业带来了绝佳的发展机遇。
各国纷纷提供丰富的资源配置和政策支持来推动LED照明产业的整合与发展,以保障其在未来半导体照明领域的自身利益。

LCD市场趋于稳定,OLED日渐成熟
目前全球LCD市场趋于稳定,增长速度放缓,主要是因为在小屏幕设备诸如手机的市场LCD即将被OLED取代,而笔记本电脑显示屏又趋于饱和。
因此LCD应用最广泛的液晶电视正朝着大尺寸方向发展,也带动大尺寸的LCD面板需求缓慢增长。
LCD面板需求面积的增长主要来自电视面板的增长,而电视面板的增长主要靠电视面板单件尺寸的增长即大屏化趋势。
虽然小屏幕设备如手机的屏幕正在逐步被OLED取代,但是电视屏幕还将以LCD为主,OLED的普及影响甚微。鉴于电视面板产业向大陆的不断转移,我国电视面板自给率的不断提高,未来一段时间内我国LCD面板的产量还将持续上升。
与液晶显示技术相比,OLED不需要液晶的背光源。由于系统结构上的“光效率”低下,液晶显示对背光源亮度的利用效率在理论上不会超过15%,因此液晶显示耗电量很大。
三星作为最早引领手机OLED显示屏发展的企业,现占据着全球99%的OLED产能,而且预计2017年苹果和三星将消耗近68%的AMOLED屏幕产能,只剩仅有的32%给国内手机厂商争夺,难免造成供不应求的局面。
国内厂商如京东方、维信诺、和辉光电、华星光电、信利以及深天马,亦只有加速OLED的投资进程,纷纷布局OLED产线。

光伏行业景气,全球光伏装机量稳定增长
全球光伏产业景气度只增不减,每年新增装机量稳步上升,2016年,全球光伏新增装机量达73GW,同比增速达37.74%,中国光伏新增装机量达34.54GW,全球占比47.31%,居世界首位。
2014年中国的光伏产业略微不景气,新增装机量相当于2013年略微减少,从2014年开始光伏新增装机量急剧上升,2017年上半年中国新增光伏装机量24.4GW。
根据国家《太阳能发展“十三五”规划》,未来我国光伏装机量将进一步扩大,光伏产业发展将继续保持良好态势。

芯片行业全球大爆发,迎来新周期
中国近几年来集成电路产业得到了快速发展,数据显示,集成电路销售额从2009年的1109亿元提升至2016年的4385亿元,几乎翻了三番,每两年翻一番,从2014年开始,同比增长几乎为20%。
中国集成电路产业链下游主要有计算机、网络通信、消费电子、工业控制、汽车电子等等,其中计算机、网络通信、消费电子三者占比超过80%,是最大的集成电路消费群体。
随着人工智能、5G通信、智能手机的发展,下游产业链对集成电路的需求将会日益增加,因此我国的集成电路产业将一路高歌,继续保持世界最大消费群体的位置。

泛半导体上下游产业链:材料、设备行业集中,下游应用分散
半导体产业链上下游细分很明显,上游是支撑产业链,主要包含半导体原材料的生产、加工设备的制造以及厂房的修建等,中游为半导体加工的核心,主要分为IC设计、晶圆加工、芯片封层等环节,下游为半导体产品在各个行业的应用。半导体上游以及中游的晶圆加工环节都是技术密集型和资本密集型产业,行业集中度也是最高的。


上游原材料行业格局:
半导体材料分为晶圆制造材料和封装材料,晶圆制造材料主要包括大硅片、光刻胶、湿化学品、特种气体、抛光液和抛光垫等。
硅片及硅基材是半导体材料中最重要的部分,占半导体材料市场份额的32%。硅片纯度要求极高,通常11N9(即99.999999999%)的级别以上,整个工艺流程在原料纯度、管道清洗、提纯塔、厂房洁净度等都有很高的技术要求。
因此行业供应集中度也较高,市场80%以上的份额被日本信越、SUMCO、德国的Siltronic、台湾的环球晶等企业牢牢把持。
半导体加工设备行业格局:半导体设备最核心的三块是CVD、刻蚀机、光刻机。
上游加工设备的制造是难度最高的,晶圆加工设备的光刻机技术壁垒极高,ASML几乎垄断光刻机,尤其是先进制程的光刻机。显示屏加工设备蒸镀机同样被日本的CanonTokki垄断。

半导体制造行业格局:
放眼半导体产业链中游的半导体制造环节,不仅技术壁垒极高,资金壁垒非常非常高,产能的扩张需要新建大量厂房和引进大量设备,新技术的研发更需要投入大量的研发费用,因此半导体制造环节由最初的IDM模式向当今的晶圆代工演化,这使得相当多的公司可以从大量的设备投入、研发费用中解放出来,专注半导体的设计。
目前半导体晶圆代工市场以台积电一家独大,联电、格罗方德、中芯国际也占据一小部分市场。

半导体游市场前景广阔:
2015年全球半导体代工市场增长4.4%,达到488亿美元。在新技术(云计算、人工智能、智能驾驶)逐步兴起的背景下,基于对深度大数据处理的需求大幅增加,将带来半导体硬件设备的快速更新升级。半导体行业或迎来大规模发展契机。
泛半导体行业景气上行,迎来半导体设备投资热潮
全球半导体行业市场呈周期性波动,从2017年开始进入新一轮景气周期。
自1998年手机的普及和互联网的兴起,全球半导体行业走势不断上升,2000年增长38.3%,然而在2001年由于互联网投机泡沫破灭导致半导体行业迅速下滑32%,整个科技行业陷入低谷;
2002年微软公司推出的WindowsXP系统赢得广泛的市场,电脑换机率大幅提升,全球半导体行业迎来新的上升周期,2008年的金融危机再一次导致半导体行业需求下降;
2010年金融危机结束,全球经济好转,随之半导体行业呈现景气上升形式,2011-2012年欧债危机、日本地震、美国量化宽松货币政策使得电子消费品需求量下滑;
2013-2014个人电脑、智能手机等消费电子需求量猛增,2015-2016半导体行业又呈现周期性回落,2017年,人工智能的火热、5G芯片的推出、汽车电子的需求、物联网的兴起给全球半导体行业注入新的生命力,半导体市场逐渐回暖,进入新一轮景气周期。
2016年全球半导体产业销售额为3389.31亿美元,创下有史以来最高年营收纪录,同比增加1.1%,其中中国大陆市场的增幅最大,以9.2%领跑其它市场。
2017年上半年全球半导体市场规模为1905亿美元,同比增长21%;其中第二季度全球半导体市场规模约为979亿美元,较上季增长5.7%,较2016年第二季同比增长23%。

上游设备商:美、日、荷三国鼎立,国产设备奋起直追
半导体设备行业技术要求极高,从全球的角度来看,目前半导体设备领域还是被美日荷三个国家的巨头把持着。
美国的应用材料、LamResearch、KLA-Tencor等在离子刻蚀设备、离子注入机、薄膜沉积、检测设备等方面有着绝对优势,日本的东京电子、尼康等企业在光刻机、单晶圆沉积设备,清晰设备、涂胶显影、退火、氧化设备方面也有很强的竞争优势,而荷兰的阿斯麦在高端光刻机领域有着垄断性优势。
上述美、日、荷六个企业占据了半导体装备市场的80%以上,是半导体装备领域的巨头。


目前国内的半导体设备商与国外的知名半导体设备上有着巨大的差距,2014年应用材料收入79.4亿美元,居全球第一,而中国35家半导体设备制造商总销售收入只有不足7亿美元。
虽然中国在竞争力方面和其他国家仍有较大差距,但是中国的半导体设备产业基本上也覆盖了整个晶圆制造过程,基本的半导体设备体系已经初步形成,由于中国有巨大的半导体设备市场,加上国家对半导体制造国产化的重视,相信国内半导体产商将迎来春天。

应用材料:全球最大的半导体设备供应商
应用材料公司成立于1967年,是全球最大的半导体、显示屏生产设备和芯片制造技术服务企业。
在过去的40多年里,应用材料不断收购OpalTechnologies、OrbotInstruments、OramirSemiconductorEquipmentLtd.、EtecSystems,Inc.、Baccini、SemitoolInc.、VarianSemiconductor等知名公司,扩大公司的规模和主营业务,目前公司所涉及的领域涵盖半导体、显示屏、太阳能、柔性电子设备等领域,所提供的技术、服务、软件遍布全球知名的半导体企业。
应用材料自1984年进入中国以来,一直在中国半导体设备市场占据重要位置,2009年,应用材料公司在中国陕西西安开设了全球最大的太阳能技术中心。

应用材料的主营业务主要由半导体设备、应用全球服务、面板相关市场三个模块构成。
其业务覆盖中国台湾、大陆、韩国、日本、东南亚、美国、欧洲等,其中台湾是应用材料最大的客户。2016年,应用材料台湾地区收入占比26%,大陆收入占比21%,整个亚太地区收入占比超过83%,是应用材料最大的市场。


上游材料硅晶片:五大金刚占据全球90%以上市场
硅晶片供不应求所引发的硅片危机
半导体行业近十年来的突飞猛进,带来上游晶圆需求的不断增长。硅晶圆行业受到今年供不应求的困扰,而下游客户也是互相追赶来确保他们的市场份额。
硅片供不应求的局面将持续更长时间,明年的供应有可能进一步收紧。就需求而言,预计未来10年里,人工智能、物联网、自动驾驶和智能手机的发展将使得半导体销售收入达到4.5-5.5%,即逻辑、存储器、射频连接和模拟将消耗更大的晶圆容量和硅晶圆。
在供应方面,前五大硅片制造商控制着全球90%以上的市场以及专有的晶棒生长技术,以及自行设计的设备背后的机密,因此硅片制造领域有很高的进入壁垒。
尽管市场期待硅片供应量的增加,但大多数供应商仅仅优先考虑盈利能力,只会扩大承诺长期合同的客户。

根据SEMI发布的硅晶圆产业分析报告,2017年第2季全球半导体硅晶圆出货面积达2978百万平方英寸,连续5个季度出货量创下历史新高纪录。
2017年以来半导体硅晶圆供货持续吃紧,出现久违8年的涨价情况。12寸硅晶圆上半年累计涨幅已达20%,下半年进入传统旺季,价格可望续涨20-30%。
硅晶圆涨价一个最直接的影响就是我们平常使用的各种电子电器、PC、手机等的入手价格提升,从而使消费者的消费成本增加。
硅晶圆是通过种种工序之后而被从单晶硅棒上切割下来的一个小圆片,它是制造各种半导体、集成电路必须使用的核心材料,所以硅晶圆价格的变动会带来的一系列的"蝴蝶效应",即所有环节所增加的成本都在无形中转移给了消费者。

从下游看,硅晶圆涨价是因为下游需求居高不下,硅晶圆出货量远远跟不上需求量的步伐。
2015年以前,半导体硅晶圆的出货量一直较为稳定,2016年在全球DRAM和3DNANDFlash出货量大幅增加的带动下,半导体硅晶圆的出货量增长势头明显,2016年硅晶圆出货量达到10738百万平方英寸,同比增长2.9%。
但由于全球硅晶圆国际几大工厂的产能有限,且产能利用率全部已经达到了100%的水平,导致出货量仍旧跟不上下游需求的步伐,进而造成硅晶圆价格出现大幅上涨的情况。

2008年以来,全球硅片行业投资不足,自2017年初以来供应短缺,从300mm开始,然后是200mm,现在是150mm的晶圆。随着摩尔定律的推进,半导体的制程已经逐渐微缩到10纳米,22/20nm以下的制程对300mm的晶圆需求不断上涨,22/20nm及以上的制程对300mm需求不断减小。

硅片厂一直以来都是巨头垄断的企业,前五名硅片厂占据了90%以上的市场。
2007年,五大硅片厂日本Shin-Etsu(信越)、日本SUMCO、德国WackerSiltronic、美国MEMC、韩国LGSiltron占据了90%以上的市场,到2016年,前五大硅片厂依旧占据90%以上的市场份额,其中日本两大硅片厂信越和SUMCO依旧占据了50%以上的市场。
经过十年的发展,GlobalWafers收购了MEMC,市场占比17%,排名第三,Siltronic和SKSiltron分别占比11%和9%,位列第四和第五。
国内硅晶圆产能规模小,仅仅对8英寸及以下的硅晶圆制造技术有所掌握,在12英寸及以上规格的硅晶圆的制造技术仍是空白。
国内硅晶圆制造领先企业正在加紧扩产8英寸硅晶圆,不断提升12英寸硅晶圆的技术研发投入。获取本文完整报告请百度搜索“乐晴智库”。
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