电子行业深度报告:8寸晶圆制造高景气有望持续

核心观点

 8 寸晶圆制造产能当前呈现供不应求的状态,但市场担忧此轮景气的状态仅是短期库存建立的结果,并不可持续,但我们通过分析发现,此轮景气状态虽然行业存货水平有所上升,但需求端更为旺盛,尚不存在库存过剩的问题,去库存的周期不会很快到来,8 寸晶圆制造高景气有望持续。

 存货有所上升,存货周转天数走势并不趋同。通过分析全球科技硬件行业230 多家主要上市公司存货走势,我们发现电子行业整体及其中整机厂商虽然存货水平有所提升,但是存货周转天数相对稳定;半导体行业存货水平亦有所提升,但存货周转天数出现下降:

1) 从整个电子行业主要上市公司近年的存货水平来看,2017 年存储市场高景气推高了行业平均存货水平,从 2019Q4 至 2020Q3,平均存货水平上升 17%。但是,从平均库存周转天数来看,2019Q4 至今基本维持稳定。

2) 主要整机厂商平均存货水平从 2019Q4 到 2020Q3 上升幅度为 14%。但从平均存货周转天数的角度来看,2019Q4 到 2020Q3 仅由 54 天上升至 56 天,上升幅度仅为 4%,不考虑华为的影响则存货周转天数持平。

3) 全球主要半导体厂商平均存货水平从 2019Q4 到 2020Q3 上升幅度为22%。从平均存货周转天数的角度来看,2019Q4 到 2020Q3 由 92 天下降至 88 天,说明虽然存货在大幅扩张,但是存货的扩张速度并不能满足规模扩张的需求。

 半导体市场高景气料将持续:不同于过去几年半导体需求主要靠智能手机拉动,未来几年的需求来源将更为多样。我们认为,当前科技硬件产业整体的真实情况为:下游需求结构性增长带动整机厂商规模扩张、备货同比例增加;整机厂商对于半导体的需求快速增长带动半导体厂商规模扩张、备货增加,但备货增加速度已不能满足规模扩张需要。随着 5G、IoT、汽车电子、云计算的大趋势,半导体需求的进一步提升,以及疫情后全球经济的复苏,市场供不应求的情况料将持续。

 8 寸产能更为紧俏:5G 手机单机 PMIC、射频 IC 用量显著提升;5G 基站建设更为密集,PMIC 及 MOSFET 的用量亦大幅提升;电动汽车相比传统汽车功率半导体用量增加了 5 倍;多摄升级带动手机单机 CIS 用量持续提升;MiniLED 背光相比传统 LCD 驱动 IC 用量提升 10%-30%;指纹识别 IC的应用在 PC、汽车电子、智能门锁等领域不断拓展,用量亦逐步提升。此外,8 寸晶圆制程拓展、6 寸产线关闭和转型、IDM 厂外包制造比例提升也会加速 8 寸代工供不应求。

1、存货绝对水平有所上升,周转天数稳定或下降

全球科技硬件行业总体视角:19Q4 以来存货金额有所上升,周转天数基本稳定

从整个科技硬件行业主要上市公司近年的存货水平来看,2017 年存储市场高景气推高了行业存货水平,从 4Q16 的 11.6 亿美元上升 21%至 4Q17 的 14 亿美元。今年以来受华为拉货等因素影响,平均存货水平从 4Q2019 的 15.7 亿美元上升至 3Q2020 的 18.2 亿美元,上升比例为 17%。库存周转天数在 2019Q4 至 2020Q3 仅由 56 天上升至 57 天,基本维持稳定,并没有出现部分投资者担心的行业库存水平过高,即将进入去库存周期。

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整机厂商:存货上升明显,周转天数略微上升

从主要整机厂商平均存货水平来看,从 2019Q4 到 2020Q3,平均存货水平由 33.6 亿美元上升至 38.4亿美元,上升幅度为 14%。平均存货周转天数在 2019Q4 到 2020Q3 仅由 54 天上升至 56 天,上升幅度仅为 4%。

而且,我们还需要考虑到的因素是:

1)19Q4 至 20Q3,主要整机厂商存货总体水平从 1820 亿美元上升至 2070 亿美元,其中仅华为一家就贡献了 30%的增量(78 亿美元),在不考虑华为影响的情况下,19Q4 至 20Q3,整机厂商存货周转天数稳定在 51 天,说明除华为外其他整机厂商存货的扩张主要是受下游需求驱动的与生产规模同步扩张的需要。

2)不同于以往尽可能降低库存的管理理念,在中美贸易摩擦和疫情可能造成供应链不稳定的背景下,越来越多厂商意识到保持一定库存安全边际的重要性,因而存货周转天数的稳定上升是合理的。考虑到从 2018Q1 至今存货周转天数仅仅从 51 天上升到 57 天,当前略高的存货水平有望在未来的一段时间延续、甚至加强,而不是部分投资者担心的降库存周期很快来临。

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半导体厂商:19Q4 以来存货快速上升,周转天数持续显著下降

从全球主要半导体厂商平均存货水平来看,从 2019Q4 到 2020Q3,平均存货水平由 7.7 亿美元上升至 9.4 亿美元,上升幅度为 22%。从平均存货周转天数的角度来看,2019Q4 到 2020Q3 由 92 天下降至 88 天,说明虽然存货在一定的扩张,但是存货的扩张速度并不能满足规模扩张的需求。

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综合上述的分析,我们认为,当前科技硬件产业整体的真实情况为:下游需求增长带动整机厂商规模扩张、备货同比例增加;整机厂商对于半导体的需求快速增长带动半导体厂商规模扩张、备货增加,但备货增加速度已不能满足规模扩张需要。在 5G、IoT、汽车电子、云计算的大趋势下,半导体需求的进一步提升,以及疫情后全球经济的复苏,市场供不应求的情况料将持续。

世界半导体贸易统计组织 WSTS 在 12 月 1 日更新了半导体市场预测,2020 年全球半导体产值将同比上升 5.1%,2021 年相对 2020 年将同比上升 8.4%,呈现加速上行态势。

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2、多种需求持续旺盛

8 寸晶圆主要用于生产 PMIC、CIS、指纹识别芯片、射频芯片、显示驱动芯片等产品,这些半导体产品广泛应用于智能手机、平板电脑、电视、PC、电动汽车等领域。

下游各种终端需求逐步回暖。不同于过去几年半导体需求主要靠智能手机拉动,未来几年的需求来源将更为多样。智能手机方面,5G 手机单机半导体用量更大,虽然受到疫情影响,整体市场出货量有所下滑,但全球 5G 手机快速渗透,根据 Counterpoint 的统计数据,全球 5G 手机出货量从19Q4 的 400 万部左右快速增长至 20Q3 的约 5400 万部。平板电脑在疫情下需求旺盛,电视、PC出货量也分别在 20Q2、Q3 纷纷恢复同比增长态势。汽车电动化的趋势下 PHEV(插电式混动车)在 20Q3 更是创下了单季同比 66%的高增速。

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终端出货量的回暖拉动了射频芯片、CIS、PMIC、驱动 IC 等芯片需求,8 寸晶圆制造产能供不应求,联电、世界先进等厂商开工率保持在接近甚至超过 100%的较高水平,8 寸晶圆也迎来涨价趋势,20Q3 已可见华虹半导体(8 寸片)和世界先进 ASP 分别由 20Q2 的 403、433 美元上升至434、448 美元,上涨幅度分别为 8%和 4%。

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我们正处于 5G 技术周期、电动汽车浪潮的起步阶段,技术升级将持续拉动相关芯片需求,供不应求态势有望持续:

5G 来临,射频芯片用量和单机价值显著提升。射频前端芯片包括射频开关、低噪声放大器、功率放大前、双工器、射频滤波器等芯片。手机每增加一个频段,需要对应增加滤波器、功率放大器、低噪声放大器、开关和双工器的用量,4G 手机支持频段已接近 40 个,5G 应用支持的频段数量将新增 50 个以上,全球 2G/3G/4G/5G 网络合计支持的频段将超过 91 个,故移动智能终端需要显著增加射频芯片用量。根据 Skyworks 的数据,4G 手机到 5G 手机的升级,滤波器、射频开关的用量将分别从 40、10 个增长至 70、30 个,射频前端单机价值量从 18 美元提升至 25 美元。

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多摄显著提升单台手机 CIS 搭载量。根据群智咨询,2019 年后置多摄渗透率约 76%。单台设备的CIS 搭载量有望从 2018 年的 2.5 颗提升到 2023 年的 4 颗。根据 IDC 估计,到 2023 年,智能手机的出货量有望达到 14.7 亿部,CIS 出货量有望达到 59 亿颗,2018-2023 年 CIS 出货量 CAGR为 10.9%。

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电动时代到来,汽车功率半导体用量大幅提升。传统内燃机汽车中,电气系统电源通常来源 12V蓄电池,功率管理、转换需求在 10kW 以下,低价值量的低压低功率器件即可满足需求,单车功率半导体总成本约在 71 美元左右。而混合动力/电动车集成了高压动力电池(通常 144V 或 336V),电机驱动功率为 20-150kW。更高的电压、功率需求拉动带动 IGBT 模块、SiC 以及 SJ MOSFET,单车功率半导体价值量也因此提升,根据英飞凌的数据,BEV-纯电动车中新增功率半导体成本达350 美元,是传统燃油汽车的近 5 倍。

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5G 建设、云计算大幅拉动 PMIC 和 MOSFET 需求。主要来源于四个部分:1)5G 基站相比 4G更为密集,功率更大,带来更多的电源供应需求,MOSFET、PMIC 需求大幅提升;2)Missive MIMO技术的采用使得基站射频端需要 4 倍于原来的功率半导体;3)5G 时代数据量大幅增加,云计算中心扩容带动功率半导体用量提升;4)雾计算中心的出现带来全新增量市场。

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PMIC 亦受益于 5G 手机的普及与应用拓展,市场规模快速增长。PMIC 显著受益于 5G 手机的普及:一方面,5G 换机潮推动智能手机市场恢复增长;另一方面,5G 手机在 PMIC 用量上也较 4G手机提升显著,4G 手机用量仅 1 个,5G 手机单机用量可达到 3 个。同时其应用领域仍在不断拓宽:工业机器人和物联网等市场迎来历史发展机遇,都将对电源管理芯片产生巨大的需求。根据TMR 的预测,全球 PMIC 市场规模将由 2018 年的 250 亿美元增长至 2026 年的 565 亿美元,CAGR 达到近 11%。

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显示驱动 IC 需求旺盛,MiniLED 升级进一步拉动需求增长。1)疫情催化下远程办公、在线教育生态逐渐走向成熟,笔记本电脑、平板电脑市场需求空间进一步打开;2)新基建中高速铁路、城际交通建设有力带动景观照明和户外 LED 显示屏需求,对应驱动 IC 需求提升;3)MiniLED 升级带动驱动芯片用量提升:由于局部调光特性,MiniLED 背光用到的驱动 IC 显著提升,以大尺寸电视为例,传统 LCD 大尺寸电视驱动用量在 12-14 颗左右,而升级到 MiniLED 背光之后用量可达16 颗,较现在提升 10%-30%。在上述驱动因素的作用下,显示与照明驱动 IC 出货量有望持续提升,根据沙利文的预测,全球显示与照明驱动 IC 出货量 2020-2023 年 CAGR 将达到 7%。

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受益于智能手机市场回暖及应用领域拓展,指纹识别芯片需求提升。一方面,5G 换机需求带动智能手机市场恢复增长;另一方面,指纹识别在汽车电子、笔电、智能门锁等领域的应用持续拓展,带动指纹识别芯片需求持续旺盛。

未来,除了下游需求的快速增长外,还有诸多因素会加剧 8 寸制造产能的紧张态势:

8 寸晶圆支持的制程进一步延伸,应用范围拓展。随着近年来工艺技术发展水平的进步,8 英寸晶圆能够支持的制程,已经可达到 70nm,甚至 65nm,如 2018 年初三星宣布的 8 英寸晶圆代工技术服务中,包括了 65nm 的 eFlash 以及 70nm 的显示器驱动 IC 的解决方案。

6 寸晶圆厂关闭和转型,产能需求向 8 寸片转移。根据 IC insights 的统计,2009-2018 年有 76 家6 寸及以下晶圆厂关闭;同时德州仪器、瑞萨、ADI 等厂商目前计划在未来 1-3 年内关闭旗下的全部或部分 6 寸晶圆厂。此外,化合物半导体对 6 寸晶圆需求旺盛,5G 时代化合物半导体的放量会使得越来越多的 6 寸晶圆厂由基于硅的 MOS 技术向化合物半导体转型。6 寸晶圆产线的关停和转型会使得需求向 8 寸晶圆转移,增加 8 寸晶圆整体需求。

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IDM 大厂存在提升晶圆制造外包比例诉求。为了满足快速增长的下游需求和提升生产制造的灵活性,越来越多的国际 IDM 大厂选择提升晶圆制造的外包比例,比如恩智浦在 2017-2019 年报中多次表示将提升晶圆制造外包比例;英飞凌在 2018 年也表示在 2023 年之前会将前端制造外包比例从 22%增加到 30%,进一步提升了 8 寸晶圆代工的需求;意法半导体 2017 年到 2019 年硅晶圆制造外包比例从 10%提升到了 18%。

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