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2017年中國半導體行業供需端及未來發展趨勢分析
2017/12/14 12:47:03 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:1、確定性風口,景氣持續,迎接黃金十年全球半導體產業增速創六年新高,國內持續加速投入,有望迎來黃金十年 。根據統計數據顯示,2017H1 全球半導體銷售額達 1905 億美元,同比+21%,增速再創近六年來新高。據統計預測,受惠于 DRAM1、確定性風口,景氣持續,迎接黃金十年
全球半導體產業增速創六年新高,國內持續加速投入,有望迎來黃金十年 。根據統計數據顯示,2017H1 全球半導體銷售額達 1905 億美元,同比+21%,增速再創近六年來新高。據統計預測,受惠于 DRAM 和 Flash 市場需求強勁,2017 年全球半導體銷售額有望較 2016 年增長 22%,達 4135 億美元。半導體產業是信息技術產業的核心,發展半導體產業是我國走向電子信息強國的重要一步。截止目前中國半導體產業規模約占全球 30%,成長空間較大。伴隨國家和產業界的持續投入,我國將迎來半導體產業持續加速成長的黃金十年。
全球半導體產品結構(按銷售額)
數據來源:公開資料整理
2、存儲:需求暴增促漲價,國內產業布局加速
終端、云端應用飛速增長,存儲器銷售額預計增長58% ,達 1220 億美元。 終端方面,手機存儲升級、PC 固態硬盤滲透率提升是拉動需求主因。2016 下半年以來各大手機廠商RAM、Flash 容量紛紛升級,以 iPhone 手機為例,iPhone7 Plus 起運行內存由 2GB 升至3GB,蘋果全線手機閃存最低配置由 16GB升至32GB,iPhone8起閃存最低配置升至64GB,最高至 256GB;安卓廠商則紛紛推出 6GB 運行內存機型,主流機型 64GB 閃存已較為尋常。PC 固態硬盤(SSD)相較機械硬盤(HDD)具有讀寫速度快、防震動、無噪音、輕薄、節能等一系列優點,SSD 取代 HDD 是未來趨勢,當前限制因素主要是 SSD 成本偏高。根據中國閃存市場網站,2015 年 PC 市場 SSD 滲透率為 25%,2017 年已達 40%。 云端方面,企業級 SSD 存儲需求是重要成長點,應用包括視頻安防、云端服務器等領域。以監控存儲需求為例,每臺 1080P 設備每天大概產生 40GB 的存儲需求,每年達 14TB。云端服務器市場客戶包括 Facebook、亞馬遜(Amazon)、百度、阿里巴巴、Google 等,2017 年市場規模1840 萬臺。HDD 由于容量大、成本低目前仍是云端市場主流,約占 80%,中長期來看,隨著 3D NAND 技術逐漸成熟,SSD 取代 HDD 速度或將加快,屆時對 NAND Flash 需求或爆發,恐再次出現供不應求現象。預計 2017 年存儲器市場同比增長 58%,銷售額達 1220 億美元。
筆記本電腦 SSD 滲透率
數據來源:公開資料整理
NANDFlash 、DRAM 為存儲器市場主力軍,NORFlash 市場小但機會大。按照市場規模看,DRAM 約占存儲器市場 53%,NANDFlash 約占存儲器市場 42%,二者合計份額達95%,為存儲器市場主要構成產品。根據最新預測,2017 年 NAND Flash 銷售額預計年增 44%,DRAM 銷售額預計年增 74%,拉動作用極其明顯。NOR Flash 主要機會在于市占率約 25%的賽普拉斯、市占率近 20%的美光陸續退出市場,而物聯網、工控應用等市場需求依舊旺盛,對于現有玩家而言填補市場機會巨大。從長期角度來看,NANDFlash仍為未來市場主要方向。根據中國閃存市場預估,2020 年 NANDFlash 市場規模上看 650億美元。
全球存儲器產品結構(按銷售額)
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全球存儲器銷售額及年增率(百萬美元)
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NAND Flash 存儲價格上漲分化,部分產品短期價格有所回調。2017 年 Q1-Q3 NANDFlash 延續了 2016 年的漲勢,2017 年初至 10 月 128GbMLC 漲幅達 44%。在大趨勢上漲之下,自 2017Q3 開始,NAND Flash 部分產品價格漲勢放緩并有所回調,其中 64GB MLC價格于 2017Q3 下降 8%左右。NANDFlash 下游嵌入式存儲 eMMC 及 SSD 價格總體呈上漲趨勢,Q3 以來同樣呈微幅震蕩態勢。后期 NANDFlash 價格走勢仍不明朗。
NAND Flash 價格(單位:美元)
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NAND Flash 下游嵌入式存儲和 SSD 價格(單位:美元)
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NAND 存儲器技術處于變革關鍵時間點,未來價格關注 3D 產能情況。NAND 存儲器制程轉換遭遇瓶頸,采用 3D 堆疊技術為主要解決方案。3D 產能目前三星投產率、良率最高,其 64 層 3D-NAND 三季度已進入量產階段,3D 產出占投產量 50%,其他廠商亦在 Q3 有所放量,粗略估計 2017Q3 全球新增產能超 20 萬片/月,新增產能對 NAND Flash 供應緊缺的壓力有所緩解。同時,3D NAND Flash 存儲密度高,單位容量成本低:據中國閃存市場網估計,3D NAND 技術下每 GB 成本約 0.1 美金,較 2D 結構至少低 30%。在 48 層 3D TLC架構下,1TB SSD 成本已低于 2D TLC 架構,3DNAND 較 2DNAND 更為經濟。另一方面,NANDFlash 下游需求增長空間仍大:智能手機及 SSD 滲透率提升仍構成 NAND Flash 的巨大需求。供給產能的緩解與需求空間的提升對 NAND Flash 價格構成相反影響,未來價格變化依舊有待觀察。
2017 年NAND Flash 主要廠商產量(單位:萬片)
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2D 和 3D 1TB SSD 成本對比(單位:美元)
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DRAM價格繼續走強,維持上漲態勢。DRAM 價格于 2017Q2 有所回調,2017Q3 后則繼續維持 2016 年以來漲勢,2017 年初至 10 月,DDR3 4G 1600MHz 價格上漲 25%左右。拉動 DRAM 價格上漲原因主要有:(1)需求端來看,終端云端需求不減:終端智能手機內存容量升級,云端服務器、數據中心的強勁需求均拉動 DRAM 需求的增長。(2)供給端來看,DRAM 廠產能增加有限:三大 DRAM 廠(三星、海力士、美光)產能增加空間已相當有限,接近滿載,從產能規劃來看,2018 年新增投片量僅約 5-7%,源于現有工廠產能的重新規劃,資本支出傾向于保守,僅 SK 海力士決議在無錫興建新廠,最快產能開出時間落2019 年。需求供給兩側來看,預計 2018 年 DRAM 價格仍將維持上漲態勢。
DRAM 價格(單位:美元)
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NORFlash 價格季漲 10%~15% ,供不應求漲勢延續。由于 NORFlash 市場較小,2016年以來 NORFlash 巨頭美光及 Cypress 紛紛宣布淡出,退至較高端車用及工控市場,主供應轉入旺宏、華邦電、兆易創新等廠商,一時間供給不及需求,漲價幅度迅速擴大。由于芯片內執行的特性,NORFlash 尚無法被完全取代,未來市場機會較大。兆易創新目前全球NORFlash 市占率排名第六,與臺廠采用 IDM 模式 8 寸和 12 寸晶圓產線均擴產謹慎不同,兆易創新采用 12 寸晶圓 Fabless 代工模式,主要代工廠從武漢新芯向中芯國際逐步轉移,未來理論產能較為充足,大幅受益于產品價格上漲。
國內存儲布局加速,催化國產替代進程。2014 年至 2017 年初,大陸半導體領域的投資額超過 7700 億人民幣,其中 ,近 3500 億投資流向了存儲器行業,占總投資額 45%,催化
存儲器方向國產替代進程。目前國內存儲項目已形成三足鼎立之勢,包括紫光集團與武漢芯合作成立的長江存儲、兆易創新與中芯國際前 CEO 王寧國打造的合肥長鑫、以及福建晉華項目。其中,紫光集團與武漢新芯公司合作成立的長江存儲投入超過 600 億元,預計未來還將追加 300 億美元。長江存儲于 2016 年底動工國家存儲器基地項目,2017 年 2 月宣布與微電子所聯合研發的 32 層 3DNANDFlash 芯片順利通過測試,目前已累積多個 3D NAND專利,有望 2018 年底順利投產,預計 2020 年月產能將達 30 萬片。紫光還計劃在成都和深圳投資兩條總產能 14 萬/月的 NAND Flash 12 寸生產線。合肥長鑫項目專攻 DRAM,已于2017Q2 動工,目前兆易創新已與合肥產投簽訂協議,由兆易創新負責研發 19nm 工藝制程的 12 英寸晶圓存儲器,項目預算金額為 180 億元人民幣,目標于 2018 年底前研發成功,實現產品良率不低于 10%。福建晉華項目同樣專攻 DRAM 生產,已投資 56.5 億元在晉江建設 12 寸晶圓廠,計劃 2018 年 9 月試產。
上市公司方面來看,長江存儲項目未來仍有望整合至紫光國芯上市平臺;合肥長鑫項目若研發成果,兆易創新則將顯著受益。
3、 12 英寸邏輯:需求平穩,巨頭把控競爭壁壘高
智能手機、PC 為主要應用 ,12 英寸邏輯芯片 下游 需求平穩。當前,基于 12 英寸晶圓制造的邏輯芯片需求集中于智能手機 CPU、基帶芯片、PC 的 CPU、GPU 等。智能手機方面增長平穩,2017H1 全球手機智能手機廠商總出貨量達 3.474 億臺,同比增長 4.3%,略高于預期的 3.6%。在市場增長放緩的背景下,消費者對智能手機仍然保持了旺盛的需求。根據數據顯示,預計 2018/2019/2020 年全球手機出貨量為 15.88/16.48/17.11 億部,智能手機未來仍將保持 3%以上的穩定增長。PC 方面,盡管過去幾年全球 PC 出貨量持續下滑,預測未來五年在筆記本及二合一設備帶動下,PC 市場將持續平穩,2016-2020 年 CAGR 預計為-0.8%。
全球智能手機出貨量(單位:百萬臺)
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競爭壁壘高,主要市場多由巨頭把持。12 英寸晶圓通常用于90mm 及以下先進制程芯片,目前英特爾最新第八代處理器采用 14nm 工藝,蘋果公司最新 A11 仿生芯片采用了臺積電 10nm 工藝。先進的制程工藝產生了較高的技術壁壘,新進廠商追趕仍需若干年時間,導致市場份額多由海外巨頭公司把持。除存儲廠商多采用的 IDM 模式以外,12 英寸邏輯芯片制造商多為設計、制造、封裝測試相分離的 Fabless 模式。研發費用投入來看,2016 年英特爾研發費用達 127.4 億美元,高通達 51 億美元,IDM 及 Fabless 的兩大龍頭公司研發費用遠超其他,相比之下國內廠商研發投入普遍在 10 億美元以下,短期內難以超越,國外廠商技術壁壘仍將長期存在。
IC 設計廠商方面,高通、博通、聯發科、蘋果等廠商實力最強,大陸廠商海思崛起。高通公司 2016 財年營業收入達 235.5 億美元,芯片制造業務 154.7 億美元,凈利潤 57 億美元。聯發科 2016 年營業收入 85 億美元。據 IC Insights 估算,蘋果公司芯片業務收入達65 億美元。華為海思作為中國大陸 IC 設計第一梯隊廠商,正在迅速發展、追趕中,2016年營業收入達 37.62 億美元。
代工制造廠商方面, 臺積電 、 三星為行業巨頭,大陸廠商追趕仍需時日。蘋果 A10、A11 系列芯片均全部由臺積電代工;高通近兩年主要由三星代工,最新驍龍 835 芯片便由三星 10nm 工藝制造。2017 年臺積電 Capex 預計為 100 億美元,2016 年凈利潤達 102.33 億美元。而中芯國際 2016 年凈利潤 3.77 億美元,華虹半導體 2016 年凈利潤 1.29 億美元。由此可見大陸代工廠商與國際巨頭相比,追趕仍需較長時間。從工藝制程來看,臺積電走在行業最前,目前已大規模生產 10nm 制程芯片,7nm 制程預計于 2018 年量產;中芯國際是大陸最為領先的代工廠商,目前中芯國際具備 28nm 制程生產能力,與臺積電相比仍具有 5年左右的技術差距。
臺積電制程工藝節點
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封裝測試廠商方面,臺灣廠商技術成熟,大陸廠商已有突破。日月光 2016 年銷售額為84.8 億美元,凈利潤 6.69 億美元,封裝測試業務部分銷售額 47 億美元,折合人民幣約 339億元。相比之下大陸封裝制造業三大公司長電科技、華天科技、通富微電三者銷售額之和在2016 年合計達到 280 億(長電科技 180 億,華天科技 50 億,通富微電 49 億),比量臺廠仍然占優。封裝技術方面目前已發展四代,在最高端技術上制造封測已有融合,臺積電于2007 年布局封測業務,已建立起 CoWoS 及 InFO 兩大先進封測生態系統,蘋果 A11 芯片即由臺積電 InFO 技術直接封裝。比較高端方面日月光技術比較成熟,擁有先進的FC+Bumping 等技術,核心應用場景為高通等先進制程芯片,且受惠于與臺積電天然關系,大訂單無憂。大陸封測細分領域已有突破,長電科技通過 2015 年收購星科金朋獲得FC+Bumping 能力以及扇出型封裝技術,主要掣肘在于客戶資源。在大陸 12 英寸制造發展水平尚低背景之下,封測業發展受到一定限制,大陸封裝產線仍以 8 英寸為多。中低端 8英寸方面華天科技、通富微電等大陸廠商優勢明顯。
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