半导体（ semiconductor） 指常温下导电功用介于导体与绝缘体之间的资料， 其电阻率跟着温度的升高而升高， 可用来制作集成电路与半导体器材。半导体下流使用广泛， 包含智能手机、PC、 轿车电子、医疗、通讯技能、人工智能、物联网、工业电子和军事等各行各业。

  从下流需求结构看， 核算机（ 以 PC、服务器为主） 和通讯产品（ 以智能手机为主） 构成全球半导体需求的首要需求来历，二者算计占比挨近四分之三。依据 IC Insights 数据，2020 年核算机范畴出售额占半导体下流比重为 39.7%， 通讯范畴出售额占比 35.0%， 其次为消费电子与轿车电子， 别离占比 10.3%和 7.5%。

  电子信息时代 半导体出售额与全球经济添加联系益发亲近， 在经济开展中起到重要作用。电子信息时代， 半导体在经济开展中扮演益发重要的人物， 半导体出售状况与全球经济开展亲近相关。依据 WSTS 与钱银基金安排供给的数据， 在 1987-1999 年， 全球半导体出售额添加率与 GDP 添加率相联系数为 0.13， 而在 2000-2022 年二者相联系数进步至 0.46， 相关性大幅增强。跟着下流 PC、 服务器、 智能手机和新能轿车等含硅量继续进步， 估计未来一段时间半导体出售金额与经济开展水平的相关程度有望继续进步。

  图表 2：2000-2022 年全球半导体出售额同比添加率、 全球 GDP 实践添加率

  职业出售规划复盘：下流立异驱动职业开展，职业规划在动摇中添加。咱们对历年半导体出售状况进行复盘， 发现职业商场规划首要由下流立异决议， 下流终端出售状况与企业产能开释一同决议周期动摇， 全体出现出在动摇中生长的特色。从 2015 年至 2022 年，全球半导体出售规划从 3,352 亿美元添加至 5,735 亿美元， 年复合增速为 7.97%， 高于同期全球 GDP 增速。

  2015-2018 年：智能手机仍处于快速浸透期， 受下流智能手机、 TWS 等消费类电子需求旺盛的驱动， 全球半导体商场蓬勃开展， 商场规划从 3,352 亿美元添加至 4,688 亿美元，2015-2018 年复合添加率为 11.83%;

  2019 年：以智能手机为代表的智能终端商场景气量下滑， 全球半导体周期向下， 叠加世界交易冲突加重， 全球半导体工业商场规划为 4,123 亿美元， 同比下滑 12.05%；

  2020-2022 年：跟着 5G 终端规划不断扩展、 数据中心需求添加， 以及 AIoT 等智能化场景逐渐拓宽及轿车电子不断浸透， 叠加疫情布景下对长途工作、 居家文娱等需求添加，全球半导体工业规划上行， 2020 年、 2021 年和 2022 年全球半导体商场规划别离为 4,404亿美元、 5,559 亿美元和 5,735 亿美元， 同比别离添加 6.82%、26.83%和 3.17%。

  半导体职业分类。依据世界半导体交易核算安排（ World Semiconductor Trade Statistics，WSTS） 将半导体产品细分为四大类：集成电路、 分立器材、 光电子器材和传感器。其间， 集成电路占有职业规划的多半以上， 其细分范畴包含逻辑芯片、存储器、微处理器和模仿芯片等， 被广泛使用于 5G 通讯、 核算机、 消费电子、 网络通讯、 轿车电子、 物联网等工业， 是绝大多数电子设备的中心组成部分。

  据 WSTS 数据， 2022 年全球集成电路、 分立器材、 光学光电子和传感器商场规划别离为4,799.88 亿美元、 340.98 亿美元。437.77 亿美元和 222.62 亿美元， 在全球半导体职业占比别离为 82.7%、 5.9%、 7.5%和 3.8%。在上述半导体产品散布中， 集成电路是技能难度最高、 增速最快的细分产品， 是半导体职业最重要的构成部分。

  集成电路：集成电路（integrated circuit， IC） 是一种微型电子器材或部件， 选用必定的工艺， 把一个电路中所需的晶体管、 电阻、 电容和电感等元件及布线互连一同， 制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上， 然后封装在一个管壳内， 成为具有所需电路功用的微型结构， 也叫做芯片。

  依据处理信号类型的不同， 集成电路可分为数字芯片和模仿芯片。按处理信号类型的不同， 集成电路可分为数字集成电路和模仿集成电路两大类， 其间数字集成电路用来对离散的数字信号进行管用和逻辑运算， 包含逻辑芯片、 存储芯片和微处理器， 是一种将元器材和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或体系；模仿集成电路首要是指由电容、 电阻、 晶体管等组成的模仿电路集成在一同用来处理模仿信号的集成电路。依据 WSTS 数据， 2020 年逻辑芯片、 存储芯片、 微处理器和模仿芯片别离占集成电路商场规划的32.78%、 32.52%、19.29%和15.41%。

  分立器材：指具有固定单一特性和功用， 且在功用上不能再细分的半导体器材， 如二极管、 三极管、 晶闸管、 功率半导体器材（如 LDMOS、 IGBT） 等。它内部并不集成其他任何的电子元器材， 只具有简略的电压电流转化或操控功用， 而不具有电路的体系功用。比较集成电路， 分立器材的体积更大， 但在超大功率、 半导体照明等场合， 分立器材比较集成电路具有优势。

  光学光电子器材（photoelectron devices）：是利用电-光子转化效应制成的各种功用器材。光电子器材使用规划广泛，包含光通讯、光显现、手机相机、夜视眼镜、 微光摄像机、光电瞄具、红外勘探、红外勘探、红外制导、 医学勘探和透视等多个范畴。

  传感器（sensor）：依据国家标准准 GB/T7665-2005 的界说， 传感器指能感触被丈量并依照必定的规则转化成可用输出信号的器材或设备， 它可以侦测环境中所产生的事情或改变， 并将此音讯传送至其他电子设备（如中央处理器） 的设备， 一般由灵敏元件和转化元件组成， 一般包含传感单元、 核算单元和接口单元。传感器品种繁复， 依据丈量用处不同可将其分为温度传感器、压力传感器、 流量传感器、 气体传感器、 光学传感器和惯性传感器等。

  封测三大流程， 并需求上游的半导体设备与资料作为支撑。以集成电路为代表的都不同产品下流使用广泛， 下流立异引领的需求添加是半导体工业快速开展的中心驱动力。

  集成电路规划：指依照既定的功用要求规划出所需求的电路图， 终究的输出成果为掩膜地图。我国的集成电路规划工业开展起点较低， 但依靠着巨大的商场需求和杰出的工业方针环境等有利要素，已成为全球集成电路规划工业的新生力量。从工业规划来看，我国大陆集成电路规划职业出售规划从 2010 年的 383.0 亿元添加至 2021 年的 4,519.0 亿元，年复合添加率约为 25.15%；而本乡工业链的逐渐完善， 也为国内草创芯片规划公司供给了晶圆制作支撑， 叠加工业资金与方针支撑，以及海外人才回流， 我国芯片规划公司数量快速添加。据我国半导体职业协会数据， 自 2010 年以来，我国芯片规划公司数量大幅进步，2010 年仅为 582 家，2022 年添加至 3,243 家，2010-2022年年均复合添加率约为 15.39%。

  集成电路制作：集成电路制作指将规划好的电路图搬运到硅片等衬底资料上的环节， 行将电路所需求的晶体管、 二极管、 电阻器和电容器等元件用必定工艺方法制作在一小块硅片、 玻璃或陶瓷衬底上， 再用恰当的工艺进行互连， 然后封装在一个管壳内， 使整个电路的体积大大缩小， 引出线和焊接点的数目也大为削减。

  从工艺流程看， 集成电路制作工艺一般分为前段（Front End of Line, FEOL）和后段（Back End of Line, BEOL）。前段工艺一般是指晶体管等器材的制作进程， 首要包含阻隔、栅结构、源漏、触摸孔等构成工艺。后段工艺首要是指构成能将电信号传输到芯片各个器材的互连线， 首要包含互连线间介质堆积、 金属线条构成、 引出焊盘（Contact）制备工艺为分界线。

  近年来， 获益中芯世界、 华虹半导体等本乡晶圆代工厂兴起， 以及台积电等晶圆代工龙头企业在我国大陆设厂， 我国集成电路制作工业商场规划完成快速添加。据我国半导体职业协会数据， 2010 年至 2021 年， 我国大陆集成电路制作业工业规划从 409.0 亿元添加至 3,176.3 亿元， 2010-2021 年间复合添加率为 20.48%；其间， 中芯世界年度营收从84 亿元添加至 507.57 亿元， 2011-2022 年复合添加率为 17.77%。

  职业竞赛格式：台积电一家独大， 中芯世界、 华虹半导体快速兴起。集成电路制作需求上千个过程， 各环节之间的紧密配合与差错操控需求很多阅历堆集， 任何一个过程的差错都或许导致芯片良率大幅下滑， 因而具有极高的技能门槛。除技能外， 半导体制作环节也具有极高的资金要求， 建造一座晶圆厂的本钱开支需求数十亿乃至上百亿美元。极高的技能、 资金壁垒导致极高的职业集中度， 现在职业出现台积电一家独大的竞赛格式，在制程工艺与商场比例方面坚持两层抢先。依据 Trendforce 数据，22Q4 台积电完成营收 199.62 亿美元， 商场比例高达 58.5%， 同比进步 2.4pct， 遥遥抢先其他晶圆代工厂商；内资方面，大陆半导体制作业以中芯世界和华虹半导体为代表， 近年制程技能不断进步， 出产规划继续扩展， 完成快速兴起。2022 年第四季度，中芯世界与华虹半导体别离完成营收 16.21 亿美元与 8.82 亿美元， 排列全球第五、 第六位。

  集成电路封测：获益工业搬运，我国 IC 封测工业增速高于全球平均水平。封测职业坐落半导体出产制作环节的下流， 需求很多的设备与人员投入， 归于本钱密集型、 人员密集型工业。与集成电路其他范畴比较， 封测门槛相对较低， 是国内半导体工业链中技能成熟度最高、 最简单完成国产代替的范畴。曩昔十余年， 在半导体工业搬运、 人力资源本钱优势、 税收优惠等要素促进下， 全球集成电路封测产能逐渐向亚太地区搬运， 我国IC 封测业起步较早， 凭仗劳动力本钱优势和宽广的下流商场承接了很多封测订单搬运，因而开展较为敏捷， 近年商场规划稳步添加。近年来， 全球集成电路封测工业进入稳步开展期， 2014-2021 年职业商场规划复合添加率为 4.27%， 而我国获益于下流智能手机等终端使用的蓬勃开展， 封测工业增速抢先全球。据我国半导体职业协会数据核算， 我国集成电路封测业年度出售额从 2014 年的 1,256 亿美元增至 2021 年的 2,763 亿美元，2014-2021 年契合添加率约为 11.92%， 远高于同期全球平均水平， 跟着下流使用继续开展以及先进封装工艺不断进步， 国内封测职业生长空间宽广。

  图表 21：2014-2021 年全球集成电路封测职业商场规划及同比添加率

  封测为我国集成电路范畴最具竞赛力环节， 共有四家厂商营收进入全球前十。现在我国集成电路范畴全体国产自给率较低， 尤其是在半导体设备、 资料与晶圆制作等环节，与世界抢先水平距离较大， 而封测为我国集成电路范畴最具世界竞赛力的环节。近年来，以长电为代表的几家国内封测龙头企业经过自主研制和并购重组， 在先进封装范畴不断发力， 现已具有较强的商场竞赛力， 有才能参加世界商场竞赛。据芯思维研讨院数据，2022， 我国大陆有 4 家企业进入全球封测厂商前十名， 别离为长电科技、 通富微电、 华天科技和智路封测、 全年营收排列全球第 3、 第 4、 第 6 和第 7 位。

  我国集成电路商场继续添加， 工业结构不断优化。依据我国半导体职业协会数据，2010-2021 年我国集成电路出售额从 1,424.0 亿元添加至 10,458.3 亿元， 年复合添加率为 19.87%。在首先阅历全球工业搬运和屡次工业并购后，集成电路封测工业成为我国最具全球竞赛力的半导体细分范畴，在 2016 年曾经出售额在三大环节中位列榜首；近年来， 以华为海思为代表的国内 IC 规划企业快速兴起， 带动 IC 规划工业出售额占比快速进步， 出售规划于 2016 年超越封测业位列榜首；而中芯世界、 华虹半导体等本乡晶圆厂的兴起， 也带动我国集成电路制作工业商场规划添加， 于 2020 年超越 IC 封测位列第二。附加值更高的集成电路规划、 制作工业占比进步， 标明我国 IC 工业结构逐渐优化，从封测业一家独大的形式不断开展为 IC 规划、 制作与封测三业并重的完好集成电路工业链。

  21 世纪之后，全球半导体工业继续向我国大陆搬运。纵观全球半导体工业的开展进程，阅历了由美国向日本、 向韩国和我国台湾地区及我国大陆的几轮工业搬运， 现在我国大陆已成为全球最重要的半导体使用和消费商场之一。依据 IC Insights 数据， 2022 年我国大陆共有 23 座 12 寸晶圆厂正在投产， 算计月产能约 104.2 万片， 而世界半导体工业协会（SEMI） 估计，至 2026 年， 我国大陆 12 寸晶圆厂月产能有望到达 240 万元，全球比重进步至 25%。一般来说， 新晶圆厂从树立到出产的周期大约为 2 年， 因而未来几年我国晶圆制作产能仍有望继续添加， 并带动上游半导体设备、 资料开展。

  我国集成电路产值快速进步，半导体出售额占全球比重有所进步。获益消费电子、PC等商场蓬勃开展， 以及国产代替不断推动， 2016-2022 年我国集成电路产值从 719.52 亿块添加至,3241.9 亿块， 年复合增速为 12.08%；商场规划方面， 我国半导体工业出售额增速高于全球平均水平， 占全球比重有所进步。2014 第二季度我国半导体出售额占全球比重为 26.37%， 至 2020 年第二季度进步至 35.52%， 尽管 2022 年以来出售额占全球比重有所下降， 但仍维持在 30%左右。

  半导体 IC 成为我国最大交易逆差产品，供给缺口巨大。近年来， 集成电路进口金额超越原油、 轿车整车与轿车零部件等产品， 成为我国进口金额最大的产品品类。据海关总署数据， 近年我国集成电路进口金额快速添加， 交易赤足逐年扩展， 由 2010 年的 1,277.4亿美元扩展到 2022 年的 2,616.61 亿美元， 旺盛的下流商场需求与较低的自给率之间构成巨大缺口。因为集成电路职业存在巨大的供给缺口与交易逆差， 我国开展集成电路工业火烧眉毛， 工业链相关企业迎来机会。

  从海关总署发布的进出口细分元器材看(处理器、 操控器、 存储器、 放大器、 其他集成电路和集成电路零件） ， 其间处理器及操控器进口金额 2,051 亿美元， 占比 49.2%， 同比添加 2.7%；存储器进口金额 1,013 亿美元， 占比 24.3%， 同比下降 7.1%。处理器及操控器交易逆差为 1,528 亿美元， 存储器交易逆差则下降至 310 亿元。由此可见， 我国集成电路范畴在存储器方面的自主可控程度有所进步， 而在处理器、 操控器等方面对外依靠程度依然较高。

  海外科技范畴制裁加重，约束国内半导体先进制程开展。近年来中美冲突加重， 美国针对我国在高科技范畴的约束增多， 妄图经过加大制裁力度来约束国内集成电路工业开展。2020 年 12 月， 美国将中芯世界列入“实体清单” ， 约束企业 14nm 及以下半导体制程的扩产；2022 年 8 月， 美国签署《芯片与科学法案》 ， 首要用于增强美国本乡晶圆厂的竞赛力， 并明确规定获得美国政府补助的企业， 10 年内不得在我国大陆扩产 28nm 以下的芯片制作。《芯片法案》 的签署， 进一步加重了中美在高科技范畴的脱钩程度， 导致国内芯片先进制程开展受到约束。

  数据来历：《中美战略竞赛下两岸半导体工业开展问题研讨》， 美国商务部，东莞证券研讨所

  集成电路战略地位显着，多项方针出台工业开展。集成电路工业战略地位显着， 为鼓舞集成电路工业开展， 推动自主可控， 脱节受制于人的状况， 国家先后出台一系列集成电路出资税收减免、 政府补助相关方针， 举国之力保证供给链安全， 促进职业健康开展。

  半导体设备：可分为前道/后道设备，是晶圆线扩产的首要开销来历。半导体设备分为前道晶圆制作设备和后道封装设备， 其间前道设备包含光刻机、 刻蚀机、 CVD 设备、 PVD设备、 离子注入设备和 CMP 研磨设备等， 后道设备包含测试机、 探针台和分选机等。据SEMI， 一条半导体产线中， 半导体设备出资占比高达 80%， 厂房和其他开销仅占 20%。而在前道制作设备中， 出资占比前三别离为光刻机、 刻蚀机和 PVD 设备， 占比别离为 30%、20%和 15%， 这以后别离为 CVD、 量测设备、 离子注入机、 CMP 和涣散/氧化设备。

  职业竞赛格式：海外厂商先发优势显着，国产代替火烧眉毛。半导体设备对质量、 参数和运转稳定性等方面要求极高， 因而职业具有较高的技能壁垒， 且需投入很多资金用于研制和购买原资料与零部件， 下流客户认证后不会容易替换厂商， 因而具有必定的客户粘性， 获得先发优势的企业更易坚持与稳固优势。

  从职业竞赛格式看，全球半导体设备的商场集中度极高， 单一设备的首要参加厂商一般不超越 5 家， 美、 日、 欧技能坚持抢先， 代表性厂商包含使用资料（美国） 、 阿斯麦（荷兰） 、 泛林半导体（美国） 和东京电子（日本） 等。据 CINNO Research 数据显现， 2022年全球上市公司半导体设备事务 top10 营收算计达 1,030 亿美元，同比添加 6.1%， 且均来自美国、 日本与荷兰。从营收金额来看， 前四大设备商的半导体事务 2022 全年的营收均已超越 160 亿美元。

  我国大陆是全球最大的半导体设备出售商场，设备收购需求旺盛。依据世界半导体工业协会（SEMI）数据， 我国半导体设备出售额从2005 年的 4.05%进步至2022年的 26.26% ，2022 年出售额达 283 亿美元， 接连三年成为全球最大的半导体设备商场。国内半导体设备商场的旺盛需求与较低的国内供给之间构成较大的供需缺口，国产代替空间宽广。

  半导体资料：细分范畴很多， 各子职业之间距离较大。半导体资料职业坐落半导体工业链上游， 是半导体工业链中细分范畴最多的环节， 细分子职业多达上百个。按大类区分，半导体资料首要包含晶圆制作资料和半导体封装资料， 其间晶圆制作资料包含硅片、 光掩模、 光刻胶、 电子特气、 靶材、 CMP 抛光资料（抛光液和抛光垫） 等， 封装资料则包含封装基板、 引线结构、 键合线和封装树脂等。依据世界半导体工业协会（SEMI） 数据，2020 年全球晶圆制作资料价值占比前五别离为：硅片（35%）、电子特气（13%）、光掩模（ 12%） 、 光刻胶辅助资料（ 8%） 和湿电子化学品（6%）， 封装资料商场规划前五则别离为：封装基板（48%）、引线%）、键合线%） 。因为半导体资料子职业很多， 且各细分范畴之间距离较大， 因而各子职业龙头各不相同。

  半导体资料：中心资料进口依靠度较大，国产代替空间宽广。半导体中心资料技能壁垒极高， 国内绝大部分产品自给率较低，商场被美国、日本、欧洲、韩国和我国台湾地区的海外厂商所独占。以占比最大的晶圆制作资料——半导体硅片为例，前五大厂商比例占比超越 95%，其间 top3 日本信越化学、 SUMCO 和台湾举世晶圆算计占有全球 74%比例（2020年数据，SEMI）， 国内企业以沪硅工业为代表， 距世界抢先水平仍存在较大距离；而在格式相对涣散的封装基板范畴， 前七大厂商占比也挨近 70%， 首要被台湾、日本和韩国厂商占有。国内半导体资料企业仅在部分范畴已完成自产自销， 在靶材、 电子特气、CMP 抛光资料等细分产品现已获得较大打破， 部分产品技能标准到达世界一流水平，本乡产线已完成大批量供货。