半導體是導電性介于導體（金屬）與絕緣體（陶瓷、石頭）之間的物質，包括硅、鍺、砷化鎵。半導體分為四類產品：集成電路（IC）、光電子器件、分立器件和傳感器。其中銷售額規模最大的是集成電路，2017年市場規模達到3431.86億美元，同比增長24%，占半導體市場的83.3%。集成電路產品又可以細分為邏輯電路、存儲器、模擬電路、微處理器。

2017年全球半導體市場銷售金額分類

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2017年集成電路細分市場銷售金額

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　　集成電路（IC）的制造過程可以分為芯片設計、芯片制造（晶圓制造和晶圓加工）、芯片封裝與測試。芯片設計就是建立電子器件間互連線模型，包括邏輯設計、電路設計等；晶圓加工包括氧化、光刻、刻蝕、擴散、植入、沉積等過程，分為IDM（一體化生產）和晶圓代工兩種模式。

　　根據全球半導體貿易統計組織（WSTS）的數據，2017年全球半導體銷售收入4122.2億美元，同比增長21.62%，是繼2010年行業爆發式增長之后的又一大幅增長。2017年全球半導體產業資本支出同比增長35%，投資恢復景氣度，小高潮來臨。

2017年全球半導體銷售收入大幅增長（億美元）

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2017年全球半導體產業資本支出同比增長35%

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　　根據數據，2017年全球硅片出貨量為118.1億平方英寸（MSI），高于2016年的107.38億平方英寸的市場高點。收入共計87.1億美元，同比增長21%。

2017年硅片出貨量創歷史新高，行業景氣度維持高位

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　　國內半導體產業銷售收入維持高速增長，與全球景氣趨勢保持同步。近年來國內半導體產業景氣度與全球保持一致，收入增長率高于全球收入增長率，2017年進入產業高景氣度期。2017年，中國半導體銷售收入1315億美元，同比增長22.3%。

2017年中國半導體產業景氣度高（季度）

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　　通信是集成電路的最大應用終端。2017年全球電子系統市場規模預計達到1.49兆美元，以通信（含智能手機）（31.8%）、PC/平板（26.1%）、工業/醫療（14.5%）、消費電子（11.9%）、汽車電子（9.1%）、政府/軍用（6.50%）為主，通信行業是最大的應用終端。

　　半導體市場主要增長動力在于智能手機、汽車電子、工業物聯網等領域。云計算、工業物聯網、大數據、5G等新業態引發了半導體產業的變革，半導體市場主要增長動力在于汽車電子、工業物聯網、智能手機等領域。智能手機市場增速放緩，而物聯網、汽車電子等新興終端應用逐步放量。根據數據，2016-2021年汽車電子、工業/醫療、通信電子銷售額的增長率分別為5.4%、4.6%、4.2%。

2017年全球半導體市場份額（按終端）

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汽車電子的銷售額年復合增長率最高

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　　智能手機是第一大IC應用市場，是集成電路發展的主要增長動力。雖然智能手機的增速放緩，但隨著智能手機的技術創新和更新迭代，比如未來具備虛擬現實功能的智能手機和新款5G智能手機的運用，集成電路NAND閃存，模擬電路、邏輯電路的需求將大幅擴大，推動集成電路產業的發展。

　　汽車電子作為新興應用終端，是集成電路產業下一個藍海。自診斷系統、電子穩定系統（ESP）等電子控制設備，車載娛樂電子、車身智能電子等逐漸運用于汽車中，根據數據，新能源汽車中汽車電子成本占比已達到47%。根據數據顯示，2016年我國汽車電子市場規模約740.6億美元，同比增長12.7%。根據中國汽車工業協會等機構發布的數據，到2020年全球汽車電子產品市場的產業規模預計將達到2400億美元，其中我國汽車電子市場規模將超過1058億美元。汽車電子行業的迅速崛起給集成電路帶來新的藍海。

　　物聯網半導體受益工業物聯網和制造智能化浪潮，未來幾年迎來快速發展。在中國制造2025背景下，2016年我國工業物聯網規模達到1896億元，中投顧問預計到2020年，工業物聯網規模將突破4500億元。集成電路特別是傳感器、射頻識別（RFID）芯片是工業物聯網系統的重要組成部分。工業物聯網的發展將大力推動物聯網半導體的發展。

　　根據預測，2021年，汽車和物聯網芯片（IC）銷售額將比2016年增長70%。2016年，用于汽車和其他車輛的芯片的銷售額為229億美元，物聯網集成電路銷售額為184億美元。而到2021年，兩者的銷售額將分別達到429億美元和342億美元。

　　2017年全球硅晶圓出貨面積11810百萬平方英寸，同比上升10%。SEMI預計2018-2019年出貨面積增長率3%-4%，硅晶圓的供應量小幅增長。

全球硅晶圓出貨面積小幅上升

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　　根據統計，近年來12英寸（300mm）硅片產能增長最快，2016年，12英寸硅晶圓產能占比達到65%，未來市場份額會繼續上升。

晶圓廠月產能（百萬片，以8寸200mm硅片折算）

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近年來晶圓廠產能份額

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　　電子產品創新發展速度飛快推動了對于高端芯片的需求持續增長，硅片尺寸越大則每片硅片上可以制造的芯片數量就越多，從而制造成本就越低。因此，硅片尺寸的擴大和芯片制程的減小是集成電路行業技術進步的兩條主線。目前，市場主流硅片出貨已經集中在8英寸、12英寸等大尺寸硅片上。

300mm（12英寸）硅片產能預測

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200mm（8英寸）硅片產能預測

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　　硅晶圓制造具備高投入、高壁壘的特點，全球市場產量集中度高，2016年前五大硅晶圓廠商日本信越、日本SUMCO、臺灣環球晶圓、德國Siltronic以及韓國LGSiltron前五大企業共占92%的市場份額。其中信越和勝高硅晶圓產量市占率最高，合計達到53%。

全球硅晶圓廠產量高度集中（2016年）

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　　2017年全球對12寸硅晶圓每月需求量為550萬片，根據電力電子應用國家工程研究中心預測，2017-2020年的硅晶圓需求增長率4.3-5.4%，我們預計，到2020年時，全球12英寸硅晶圓需求量約644萬片（按復合增長率5.4%計算）。

全球12英寸硅晶圓需求強勁

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　　目前12寸與8寸硅晶圓，供給與需求均存在缺口，因供應量增加幅度有限，因此今后供不應求情況可能呈現長期化。2018、2019年12英寸硅晶圓的供應量預期僅有3-5％的小幅度增加，而12英寸硅晶圓需求端則預期每年有5.4％的增加。因此2018-2019年12英寸硅晶圓的供需缺口會較2017年擴大。

　　自2017年年初開始，半導體產業的關鍵材料之一硅晶圓的價格便不斷上漲，且漲價趨勢正快速從12英寸硅片向8英寸與6英寸蔓延。據中國電子報報道，臺積電、聯電等代工龍頭企業已與日本信越(ShinEtsu)、SUMCO等硅晶圓主要供應商簽訂1-2年短中期合約，其中12英寸硅片簽約價已提高到每片120美元，相比2016年年底的75美元上漲60%。SUMCO表示，2018年12英寸硅晶圓價格有望進一步回升約20%(2018年Q4價格將較2016年Q4高出40%)，且預估2019年將持續呈現回升。

　　國內IC產業供需不平衡，國內IC產品供給與IC市場需求的缺口不斷擴大。2017年中國生產的IC產品收入185億美元，而IC市場規模1380億美元，占比約13.3%。ICInsights估計2017-2022年中國IC市場規模復合增長率8%左右，而IC產品收入復合增長率13%，缺口將從2017年的1195億美元擴大至2022年的1977億美元。

　　硅晶圓一直是我國半導體產業鏈的一大短板，目前國內企業能滿足4～6英寸硅片的需求，并少量供應8英寸市場。12英寸硅晶圓供給幾乎空白。而全球12英寸硅片實際出片量已占各種硅片出片量的65%左右。

　　根據中國電子材料行業協會常務副秘書長袁桐的介紹，2016年國內企業4～6英寸硅片(含拋光片、外延片)上的產量約為5200萬片，基本可以滿足國內4～6英寸的晶圓需求。國內具備8寸硅晶圓及外延片量產的企業包括浙江金瑞泓、昆山中辰(臺灣環球晶圓)、北京有研總院、河北普興、南京國盛、中國電科46所以及上海新傲，合計月產能為23.3萬片。2017年國內對8寸月需求量約80萬片，預估2020年將8寸月需求量達到750萬~800萬片，供需缺口極大。國內目前還不具備12英寸硅片的生產能力，一直依賴進口。2017年國內的月需求為50萬片，預計2018年月需求達110萬~130萬片。

　　近三年國內8英寸硅片供需缺口的情況將大幅改善，12英寸硅片長期依賴進口的格局也有望打破。但是現有新建項目的增量仍然無法滿足供需缺口，我們預計國內大硅片產能投資熱情有望持續走高，根據現有項目規劃統計的2018年以后的產能投資有望達到262萬片/月（8英寸）和280萬片/月（12英寸）。多個晶圓硅片廠的投產，將不斷緩解國內硅片供需缺口，加快硅晶圓尤其是8英寸硅晶圓的國產化進程，推動國內半導體產業鏈的發展和進步。

2017-2020年新增產能測算

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　　硅晶圓生產設備技術壁壘高。芯片制造涉及晶圓制造和晶圓加工。晶圓制造中，從原材料二氧化硅，經過硅的純化->多晶硅制造->單晶生長->切片->磨片倒角刻蝕->拋光->清洗->檢測->包裝環節得到晶圓。其中，單晶硅的純度對于后續晶圓加工、芯片良率十分關鍵，所以晶體生長是最重要的步驟，生長爐設備的投資額占晶圓生產設備全部投資額的25%。目前拉直法生產單晶硅（單晶硅棒），單晶硅棒直徑越大，越難拉成，因此尺寸越大，晶圓制造越困難，工藝成本越高。但大尺寸晶圓可以節約芯片成本，獲得更高盈利，所以未來晶圓制造會向12寸轉移。晶圓加工主要工藝為薄膜生成、光刻、刻蝕、擴散、離子注入、金屬濺鍍、測試等。薄膜生成、光刻、刻蝕是為了在晶圓上生成電路。后續步驟是為了進一步完善。最后經過切割、黏貼、焊接、模封等步驟，形成廣泛應用于電子等領域的芯片。

　　晶圓制造主要涉足的硅片設備有熔煉爐、單晶爐、切片機、倒角、研磨、CMP拋光、測試等設備。其中單晶爐、拋光機和測試設備占比較高，共占設備投資的70%左右。

　　半導體產業景氣向上，半導體設備銷售收入迎來快速增長。2017年全球半導體設備銷售收入566.2億美元，同比增長37.0%，中國大陸半導體設備銷售收入82.3美元，同比增長27.4%。

半導體設備銷售收入大幅上升

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　　半導體設備行業屬于技術資本密集型行業，國內企業與國際知名半導體設備制造企業在技術、市場份額方面有較大差距。目前我國設備的自制率17%左右，且這些設備主要集中于IC封裝測試設備，對技術、資本要求更高的IC制造設備主要以國外企業為主。根據2015年《國家集成電路產業發展推進綱要》、《中國制造2025》，2020年中國IC內需市場自制率要達40%，2025年將進一步提高至70%。未來半導體設備國產化將是半導體產業發展的重要方向。

晶圓制造設備

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　　我們估算出18/19/20年8英寸硅片新增產能為52/115/95萬片/月（合計262萬片/月），假設每萬片投資額0.6-0.8億元，設備采購額在硅片產能投資額中的占比70%，得到新增產能對應的設備空間約21.8/48.3/39.9億元（合計110.0億元）。同理我們估算出18/19/20年12英寸硅片新增產能為20/60/70萬片/月（合計150萬片/月），假設每萬片投資額1.8-2.0億元，得到新增產能對應的設備空間約26.6/75.6/88.2億元（合計190.4億元），總共給硅片設備帶來300.4億的市場空間。

　　目前8英寸硅片月需求量約80萬片，我們預計2020年月需求可能達400萬片；目前12英寸硅片國內的總需求約為50萬片/月，我們預計到2018\2020年月需求為110\240萬片/月。根據國內硅片項目的規劃和進展，2020年8英寸產能337萬片/月、12英寸170萬片/月，考慮到良品率，供給缺口仍然存在，后續各大硅晶圓廠商可能繼續擴產，設備空間有望再次打開。

硅片設備空間測算

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　　根據各類設備重要性和應用數量的差異，我們對于主要設備的投資規模占比以及未來幾年所對應的市場空間測算如下表所示，其中2018-2020年單晶爐設備需求總規模達75.1億元。

各項設備空間測算（億元）

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