中芯國際是世界領先的集成電路晶圓代工企業之一,也是中國大陸集成電路制造業領導者,擁有領先的工藝制造能力。2020年12月,中芯國際被美國加入實體清單,一方面禁止中芯國際獲得芯片制造設備,另一方面禁止美國資本投資中芯國際。然而在這樣的背景下,中芯國際2021年營收“逆勢”增長54億美元,同比增長39%,2021全球同行成長最快。
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來源 富途
原標題:
《中芯國際:成熟制程重獲歷史成長機遇,價值重估未來可期》
作者:Franky Lau 等
一、半導體開啟新一輪景氣周期
集成電路作為全球信息產業的基礎與核心,被譽為“現代工業的糧食”,其應用領域廣泛。從半導體發展史上,不同歷史時期,背后的發展動力有所不同。目前,隨著滲透率的飽和,智能手機作為芯片第一大應用終端對產業推動作用正在下降,而5G、HPC、AIOT、新能源車等新產業正在成為新的產業發展動力。
從歷史數據看,半導體是具備成長和周期雙重屬性的行業,其中成長性是主旋律。自1975年以來,半導體產值由50億美元增長到近5000億美元,接近100倍的成長。

▲全球半導體行業市場規模,億美元
從周期的角度來看,2019年是上一輪半導體行業周期的低谷,本輪景氣周期自 2020年下半年開啟,目前處于新一輪周期向上階段。

▲近15年全球半導體行業銷售額,十億美元
IC Insights數據顯示全球晶圓代工行業2021年營收1101億美元,同比增長26%。

▲16-22年全球晶圓銷售額及增速,十億美元
過去半個多世紀,摩爾定律一直引領著世界半導體產業向實現更低的成本、更強的性能、更高的經濟效益的目標前進。然而,隨著半導體技術逐漸逼近硅工藝尺寸極限,原摩爾定律導出的“IC的集成度約每隔18個月翻一倍,而性能也將提升一倍”的規律將受到挑戰。
為此, ITRS組織(國際半導體技術路線圖))針對半導體產業中遠期發展的挑戰,在技術路線制定上,提出選擇兩種發展方式:
1、CPU、GPU等數字邏輯芯片,沿著摩爾定律按比例縮小的方向前進,繼續使用先進光刻技術,追求先進制程,以實現最佳性能。
2、模擬/射頻、高壓功率電源、MEMS傳感器、生物芯片技術及系統級封裝(SiP)等非數字邏輯芯片,使用3D 封裝技術,以實現最佳性價比。
并且,隨著先進封裝技術發展,使部分原產業鏈下游利潤開始向游芯片制造聚攏。
自3Q20以來,全球半導體行業發生嚴重芯片缺貨,汽車、手機、安防等行業均出現芯片缺貨現象。突如其來的“芯片荒”使得美國、日本、歐盟等開始通過立法、給大量補貼方式引導芯片制造回流。同時,各IC企業通過長協訂單方式長期鎖定產能,并且出現供應鏈轉移至當地的生產偏好。需求旺盛疊政策利好,全球各地開啟破新晶圓廠建設熱潮。
根據SEMI預計2021年全球有19座新的高產量晶圓廠破土動工,2022年預計會有10座。按地區分,2021-2022年中國大陸和中國臺灣地區各有8個,其次是美洲有6個,歐洲/中東有3個,日本和韓國各有2個。IC Insights數據顯示,2021年全球產導體資本開支大幅增長36%總額達1539億美元,其中晶圓代工資本開支同比增40%以上,占比三分之一比重最大。IC Insights預測2022年,全球資本開支會繼續增長24%至1900億美元。

▲全球半導體資本開支情況,億美元
另外,中國半導體行業在科創板注冊制下充分受益,設計公司快速增長。據中國半導體行業數據顯示(引用Wind數據),中國IC產業持續高增長。

▲中國大陸IC產業值,億人民幣
二、代工龍頭,2021增速冠絕代工界
中芯國際總部位于中國上海。是世界領先的集成電路晶圓代工企業之一,也是中國大陸集成電路制造業領導者,擁有領先的工藝制造能力、產能優勢、服務配套,向全球客戶提供0.35微米到14納米不同技術節點的晶圓代工與技術服務,包括邏輯芯片,混合信號/射頻收發芯片,高壓驅動芯片,系統芯片,閃存芯片,EEPROM芯片,圖像傳感器芯片、電源管理芯片等。
全球運營:上海,北京,天津,深圳,香港,臺灣,日本,美國及歐洲。生產設施:在上海、北京、天津、深圳建有三座8吋晶圓廠和三座12吋晶圓廠;在上海、北京、深圳各有一座12吋晶圓廠在建中。
中芯國際擁有全球化的制造和服務基地。在上海兼有一座300mm晶圓廠和一座200mm晶圓廠,以及一座控股的300mm的先進制程晶圓廠;在北京建有一座300mm晶圓廠和一座控股的300mm先進制程晶圓廠;在天津和深圳各有一座200mm晶圓廠;在江陰有一座控股的300mm凸塊加工合資廠。
中芯國際全資設立的生產基地位于北京、上海、天津和深圳,包括8寸和12寸產線,北京兩座12寸廠以及天津和深圳各一座8寸廠。中芯國際的技術工藝涵蓋14nm先進邏輯工藝,28nm~0.35μm的成熟邏輯工藝以及包括模擬芯片、電源管理、混合信號/頻射、汽車電子、NVM、IGBT、DDIC等的特殊工藝。
中芯國際的主要業務有兩大類,分別是集成電路晶圓代工和配套服務。由中芯國際近年來公布的營收數據可以看出,集成電路晶圓代工是其主要業務,平均營收占比超90%。

▲中芯國際主營業務營收占比(截至2021年中報)
公司自設立以來,一直以晶圓代工模式從事集成電路制造業務,依靠自主研發,逐步突破了多個技術節點,目前已具備量產0.35μm-14nm的力。
公司的發展主要經歷了以下階段:
奠基時期:2000 年~2004 年:2000 年,公司在上海浦東開工建設,是中國大陸第一家提供 0.18 微米技術節點的集成電路晶圓代工企業。2001 年,公司建設完成上海 8 英寸生
產基地;2002 年,公司實現 0.18 微米的全面技術認證和量產。同年,公司北京 12 英寸生產基地舉行奠基儀式。2003 年,公司陸續實現 0.35微 米~0.13 微米的全面技術認證和量產,標志著公司集成電路晶圓代工技術完成初步積累。
積累時期:2004 年~2015 年:2004 年起,公司北京 12 英寸生產基地逐步投入生產,標志著公司成為 8 英寸和12 英寸集成電路晶圓代工業務兼備的企業。公司分別在 2006 年、
2009年、2011 年順利實現 90 納米、65/55 納米、45/40 納米的升級和量產。
高速發展時期:2015 年至今:2015 年,公司成為中國大陸第一家實現 28 納米量產的企業。2019 年,公司取得重大進展,實現 14 納米 FinFET 量產,第二代 FinFET 技術進入
客戶導入階段。

▲中芯國際技術節點量產時間表
晶圓代工行業是技術、資本和人才密集型行業,市場集中度較高,寡頭壟斷格局比較穩定。目前全球領先的晶圓代工企業有臺積電、三星代工、聯華電子、格羅方德、中芯國際等。TrendForce集邦咨詢在2022年3月發布的一份最新數據顯示,截至2021年第四季度,前十大晶圓代工廠前五名占了全球近90%的市占率。其中,臺積電市占率為52.1%,占據全球晶圓代工市場的半壁江山。三星代工市占率約為18.3%,近年來上升趨勢明顯。聯華電子、格羅方德市占率分別約為7.0%、6.1%。中芯國際全球晶圓代工市占率約為5.2%,排名全球第五,中國大陸第一。后五位分別是華虹半導體、力積電、世界先進、高塔半導體和晶合集成,前十大代工廠市場占有率總和達到全球市場的97.6%。

▲全球晶圓代工市場格局(截至2021Q4)

▲全球前十大晶圓代工企業市占率(截至2021Q4)
根據IC Insights公布的世界主要半導體公司先進制程研發情況,目前,僅有三星電子和臺積電能夠提供量產7nm及以下工藝,三星、臺積電近年來從28nm一路升級到5nm工藝,預計2022年可以量產3nm。因特爾在2021年完成了7nm工藝的研發,并預計在2023年實現量產。格羅方德和聯華電子已經宣布放棄7nm以下的先進制程,退出先進制程的賽道。位列晶圓代工行業市占率第五的中芯國際目前已實現14nm工藝的量產,以及 12nm工藝的研發,并預期近期將實現量產。中芯國際是中國大陸唯一實現14nm FinEFT量產的企業,雖然受到美國禁令的制裁,先進制程的研發有所放緩,但綜合資金體量、先進技術及人才方面,從長遠來看中芯國際仍然代表中國大陸自主研發集成電路的最先進水平。
中芯國際的產能與臺積電和聯電相比雖然仍有較大差距,但遠超中國大陸市占率第二的晶圓代工企業華虹半導體,2021年中芯國際的晶圓產量是華虹半導體的兩倍左右,公司晶圓產能在中國大陸處在領先地位。根據各公司財報數據,在晶圓產能利用率爆滿的情況下,2021年臺積電產能3190萬片位列全行業第一,聯電986萬片,中芯國際676萬片,華虹半導體333萬片。中芯國際2021的擴產超預期,公司原來預計2021年12英寸增長1萬/月,8英寸增長4.5萬/月,實際12英寸和8英寸增長都超過預期,共計10萬/月8英寸當量;預計2022年總產量增長13-15萬片/月8英寸當量,產能增長將超過去年。

▲中芯國際及其可比公司季度產量情況(Wafer Shipment),千片(折合8寸)
三、中芯國際未來三大看點
1、有望成為“芯片界ETF”
截至2021年末,中芯國際月度產能62萬片(折合8寸),比2020年增長10萬片。2022年,中芯預計投資50億美元在北京、上海、深圳三地同時擴建12寸成熟制程,預計2024年全部達產,到時中芯產能將比現在增長一倍以上。中芯國際12寸成熟制程主要面向90nm-22nm,目前主要產能集中40nm和55nm,40nm中的specialty memory、MCU、WiFi5、WiFi6、高壓驅動IC、TDDI等最為缺貨,55nm中的高電壓產品、中屏的顯示驅動IC、speatialty memory、CMOS很缺貨。中芯國際在21Q4財報中表示,40nm目前競爭非常激烈,存在結構性缺口,因為前10年全球40nm建設不多。

▲中芯國際新增12寸晶圓廠概況
2、成熟制程持續加碼,未來3年產能有望增長1倍以上
中芯聚源是中芯國際于2014年發起成立的芯片股權投資機構,公司專注于集成電路行業的相關領域,對產業鏈中的材料、設計、裝備、IP和服務等環節的優質企業進行投資,并為被投資企業提供全面的增值服務。一方面,隨著A股科創板的開通,中芯國際芯片股權投資能更好“變現”,另一方面,中芯國際也能通過股權投資實現更好的產業鏈上下游整合。
2021年中芯聚源獲中國半導體投資聯盟頒發的“年度最佳投資機構獎”。2021年中芯聚源新增投資項目70余家,投資數量和出資總規模均創歷史新高,已有十余家中芯聚源已投企業于2021年完成過會或上市,其中包括東芯半導體、唯捷創芯、華海清科、思特威、拓荊科技、納芯微、東微半導體、好達電子等各個細分領域頭部企業。天眼查數據顯示,在半導體領域,中芯聚源投資已經成功投資超190家企業,以下為部分投資企業:

▲中芯聚源部分投資項目
3、國產28nm芯片生產線的突破有望推動中芯國際估值回歸
受美國制裁影響,投資者擔心中芯國際不但不能進行14nm以下的先進產能建設,就連28nm以上的成熟制程設備也被切斷,導致中芯國際的估值遠低于聯電、華虹等同行。隨著未來28nm芯片生產設備的全部國產化有望成中芯國際估值均值回歸的催化劑。

▲國產半導體覆蓋情況
智東西認為,近兩年來,美國政府針對中國高科技企業出臺了“實體清單”、“臨時出口限制”等一系列打壓政策,一度讓外界對中芯國際發展前景充滿擔憂。面對危機,中芯國際選擇迎難而上,主攻成熟制程,在解除生存危機的同時,也打開了公司發展的新局面。2018年開始,聯電、格羅方德相繼宣布退出更高制程的探索,10nm工藝以下的玩家,只剩下臺積電、英特爾和三星。因此,中芯國際就是第二梯隊中唯一一家仍在追趕先進制程的公司。這也給中國半導體行業的未來留下了希望。