产业经济深度

证券分析师

李浩

资格编号：S0120522110002

邮箱：lihao3@tebon.com.cn

研究助理

张威震

邮箱：zhangwz5@tebon.com.cn

全球半导体产业研究框架与市场现状中观科技产业系列专题报告01

投资要点：

. 分析框架：全球半导体产业供给端由企业主导，需求端由下游应用领域主导，供给、需求和贸易共同创造了销售市场，需求波动向上传导的时间差造成了企业和渠道商的库存。企业的边际盈利能力变化传导到二级市场，与其他因素交织共同影响了股价波动。在整个框架中，技术是根因，技术迭代降低制造成本并创造下游电子设备需求，促进信息科技产业持续繁荣发展。

历史复盘：全球半导体产业从上世纪四五十年代在美国起源后开始蓬勃发展，在成长过程中历经了从美国到日本，从日本到韩国和中国台湾，以及再到中国大陆的三次产业区域转移。在此过程中，全球半导体产业分工不断细化，从IDM到Fabless,纯晶圆代工模式出现。同时，全球半导体市场下游历经多轮增长周期，从1976年的约29亿美元成长202倍到2022年的5832亿美元，下游已经渗入到消费电子、计算机、通信、汽车、工业等多个应用领域，成为信息科技产业和数字经济的基石。

. 成长与周期：全球半导体产业经过几十年的发展，已经从快速增长的成长行业转变为渐进式增长的成熟行业，成长性逐渐变弱，周期性不断增强。全球半导体产业格局集中度不断提升，头部企业成长速度放缓但盈利能力变强。周期性方面，我们从长期、中期和短期三个维度进行拆解：（1）在长期维度上，全球半导体产业主要受技术迭代因素影响，呈现出约10年左右的产品周期，宏观经济波动对这一特征进行加强；（2）在中期维度上，全球半导体产业主要受企业资本开支驱动，表现出约3至4年的产能周期；(3）在短期维度上，半导体销售市场短期供需错配导致企业库存波动，呈现出约3至6个季度的库存周期。

产业链：全球半导体产业链包括设计、制造、封测三大核心环节，和基础技术研发、半导体设备、半导体材料三大支撑环节，以及多种下游应用领域。在价值量分布上，呈现出“设计>晶圆制造>设备>封测>材料”的特征。在区域分布上，主要与各区域生产要素优势类型有关：（1）设计、设备等研发密集型环节，主要由美国、欧洲等区域主导；（2）材料和晶圆制造等资本开支密集型环节，主要由欧美以外地区主导；（3）封装测试等资本开支和劳动力密集型环节，主要由中国大陆主导。

. 市场结构：分地区来看，亚太地区在全球半导体销售额中超过60%，而中国大陆在亚太市场份额最高，2021年以1877亿美元销售额成为全球半导体产品最大消费地区。从供给端来看，美国在全球半导体市场供应端占据接近一半份额。分产品来看，集成电路占半导体产品销售额的比重维持在80%以上，其中逻辑IC和存储IC 比重最高，MCU份额呈下降趋势。分下游应用来看，计算机和通信是主要应用领域，不同类型的半导体产品在下游应用领域的占比有所区别。

. 中国大陆现状：中国大陆半导体产业起步较晚，目前在全球市场份额第一且仍保持上升趋势。中国大陆在供给端较为薄弱，IC产值虽然快速增长，但自给率水平仍然不高。去除大陆之外厂商在内地的晶圆厂贡献的产值，中国本土厂商对市场的供给比例2021年仅为6.6%左右。此外，从进出口的角度看，中国大陆半导体产品贸易逆差仍在扩大，进口高端芯片、出口低端芯片现象仍然显著，半导体产品在整体进口金额占比也屡创新高。

）海内外对比：从产业投资力度来看，半导体产业较为依赖研发投入，在全行业中研发支出占收入比重最高。分地区对比，美国在全球主要国家和地区中研发投入最

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高，中国大陆最低。对比中外半导体企业，中国大陆半导体产业链各环节龙头公司与海外龙头公司相比在收入规模与盈利水平等方面仍然存在一定的差距。

. 产业趋势：（1）长期来看，量子隧穿效应导致的物理极限和先进制程工艺成本陡增等因素致使集成电路沿摩尔定律发展的经验规律迎来瓶颈，台积电先进制程的新工艺收入占比提升速度不及前代、渗透速度或将减缓。集成电路进入后摩尔时代后，技术迭代速度放缓，中国有望通过先进封装和Chiplet等技术实现加速追赶。（2）中期来看，2020 年新冠疫情大流行对全球半导体市场造成了先紧后松的局面，加剧了市场需求波动，企业端产能投放节奏受到一定影响，2023年产能周期大概率进入下行阶段。(3)短期来看，全球晶圆厂产能利用率已经回归到正常水平，WSTS预测2023年全球半导体市场或将萎缩4.1%至5566亿美元。（4）区域分工上，半导体产业的安全性和韧性日益成为全球各地区竞争焦点，美国通过“对内鼓励、对外合作、对华竞争”的半导体产业政策促进先进制程回归本土，同时限制中国半导体产业的发展。中国需要推出更适合当下环境的半导体产业顶层战略规划，以在日益动荡的地缘政治格局中实现半导体乃至整个信息科技产业的国产替代和自主可控。

投资建议：全球半导体产业步入成熟阶段，技术迭代速度放缓，中期产能周期和短期市场可能进入下行阶段，中国大陆半导体产业自给率水平提升空间仍然巨大，有望在未来几年中实现全球半导体产业早期的快速增长，建议关注本土半导体产业链设备、材料、功率IC设计、EDA、IP核、先进制程、先进封装等环节的头部优秀企业。

. 风险提示：下游需求不及预期风险；宏观经济增速不及预期风险；技术发展不及预期风险

内容目录

1.核心摘要...
2.产业概况与分析框... ..1
2.1.研究范畴：半导体、集成电路与芯片 ...11
2.2．产品类型：芯片功能向集成化趋势发.… ....1
2.3．研究框架：基于供给与需求视角的产业分析框架 ...15
2.4．发展特征：产业区域转移与分工模式细化.. ....16
2.5．从宏观总量到中观产业：半导体是数字经济的基石！ ..19
2.5.1．数字经济：传统GDP的数字化部分，比重高、增长快.. ...19
2.5.2.信息科技产业：数字经济的重要支撑和组成部分. .20
2.5.3.半导体：信息科技产业的核心硬件.. ....23
3.全球半导体产业的成长性与周期性.. ..24
3.1.成长性：复盘，溯因，归纳... ..24
3.1.1.下游终端更迭推动上游半导体持续增.. ...24
3.1.2．从"强成长、弱周期"到"强周期、弱成长”.. ..25
3.1.3．成熟的表征：增速放缓、盈利增强.. ....26
3.2．长周期：宏观与技术驱动的10年左右的产品周期. ..29
3.2.1.技术迭代推动下游市场更迭是产品周期的主要原因... ....29
3.2.2.宏观经济在长期维度上强化了半导体产品周期波动... ....31
3.3.中周期：资本支出驱动的3\~4年的产能周期. ..32
3.3.1．投资端的观... ..32
3.3.2．产能端的实证. ..32
3.3.3．销售端的观察.... ....33
3.4.短周期：短期供需驱动的3\~6个季度的库存周期... ...3
4.全球半导体产业链：价值量分布与生产要素特征.. ..36
4.1．产业链概况：3大环节+3个支撑+N种下游应.. ....36
4.2．区域特征：全球半导体产业链价值量与生产要素特征. ...36
5.全球市场历史、现状与市场结构特征.. ..39
5.1．整体量价：市场增长主要由销量贡献，价格基本不变. ...39
5.2.分区域：中国大陆在销售端份额最高，美国企业在供给端份额最高.. ....39
5.2.1．销售端.：亚.太市场份额超过.0.%，中国大陆是最大消费地区....39
5.2.2.供给端：美国企业在全球半导体市场供应端占据主导地... ....40
5.3.分产品：逻辑IC和存储IC是销售额占比较高的类型 ....41
5.4.分下游应用：计算机和通信是主要应用领域. ....42
6．中国半导体产业现状、特征和存在的问题... ....43
6.1．销售端：市场规模持续扩大，占GDP比重不断提升.. ...43
6.2.供给端：IC 产值快速增长，自给率水平仍需提升... ..45
6.3.进出口：贸易逆差大，高端芯片依赖进口 ..47
7．中外对比：大陆半导体产业仍然任重道远.. ..48
7.1．投资力度：中国半导体产业投入与美国相比有待提升.. ...48
7.1.1．全球半导体产业研发投入对比... ….48
7.1.2.中美两国半导体产业投资力度对比.. ...49
7.2.头部企业：中国大陆头部企业与海外巨头仍有差距 ..50
8.全球半导体产业趋势.. ..52
8.1．长期：技术迭代速度放缓，市场需求稳定增长.. ..52
8.1.1．物理极限和成本增长致使摩尔定律迎来瓶颈.. ..52
8.1.2.台积电先进制程新工艺渗透速度或将减缓.. ..53
8.1.3．后摩尔时代先进封装和Chiplet技术有望突围.. ..54
8.1.4．长期来看下游应用市场仍将保持稳定增长. .56
8.2．中期：资本开支冲高回落，产能周期进入下行阶段. ....57
8.3.短期：产能利用率下行，全球市场2023年或将萎缩.. ....57
8.4．竞合：全球半导体产业从全面合作走向局部博弈.. ..69
8.4.1．美国：“对内鼓励、对外合作、对大陆竞争"的半导体产业政策， ....59
8.4.2．中国大陆：半导体产业政策仍有待加强. ..61
8.4.3．其他地区：发布产业支持政策，维持半导体竞争力， ..62
8.4.4．中美博弈与全球产业链的割裂.. ...64
8.5.全球产业链重塑下，中国半导体产业的机遇 .64
9.风险提示.. ...69

图表目录

图1：半导体和集成电路定义范畴...
图2：半导体产品类型细分. ..12
图3：常见模拟芯片示例...
图4：常见数字芯片示.... ..1.3
图5：常见分立器件示例. ..1.3
图6：常见光电子器件示例， ..14
图7：高通晓龙8Gen1 SoC 架构图.. ...:.4
图8：恩智浦 PMIC芯片架构图 ..14
图9：基于供给与需求视角的半导体产业分析框... ...1.5
图10：全球半导体产业相关重大历史事件梳理.. ..1.6
图11：全球半导体产业的三次迁移.
图12：半导体产业 IDM 模式、Fabless 模式、Foundry 模式分工对.. ..8
图13：从宏观总量到中观半导体产业：GDP、数字经济、科技信息产业与半导体...19
图14：2021年全球数字经济在GDP比重、三次产业渗透率和增速. ..20
图15：2021年全球47个主要经济体GDP中数字经济结构. ..20
图16：2021年中国和美国科技行业主要大类行业增加值占GDP比重. ..21
图17：1987至2022年中美两国信息科技产业占GDP呈上升趋势.. ..21
图18：中国和美国制造业中细分行业增加值比重. ..22
图19：2021中国和美国上市公司信息技术及其他大类行业在总量的收入/净利润占比.22
图 20：2021中国和美国上市公司半导体及其他二级行业在总量的收入/净利润占比...23
图21：1976至2022年全球半导体销售金额及各阶段增速. ..25
图22：1997至2021年电子设备的半导体产品价值量变化... ...26
图23：1980 年至 2024 全球GDP和IC 市场增长率相关系数及预测. .26
图24：1990至2021年头部企业收入在全球半导体产业比重持续提升至接近80%....28
图25：1990 至2021年全球半导体头部企业收入/利润增速与盈利能力等指标的变化..28
图 26：1991至2021全球半导体龙头企业收入/利润增速与盈利能力等指标区间变化..29
图27：1970至2010年处理器平均晶体管数量沿摩尔定律趋势变化.. ..30
图28：集成电路晶体管单价约10年下降两个数量级， ..31
图29：全球超级计算机运算速度快速提升.. ...31
图 30：1976至 2023年全球半导体销售额增速与GDP 增速呈现一定相关性...31
图31：1983至2021年全球半导体产业资本支出约呈现3-4年周期特.. ...32
图32：1994至2022年全球IC晶圆产能变化与增速. ..33
图 33：1976至2022年全球半导体月销售额同比增速与波动情况... ..33
图34：半导体产业库存周期各阶段.. ...34
图 35：2000至2022年全球主要半导体公司季度库存水平变化情况.
图 36：2008至2022年至今全球半导体产品销售均价及环比增... ...35
图37：2013至2022年典型存储器产品十日移动平均价走势 ....35
图38：半导体产业链环节、基础支撑与下游应用领域.. …..3.6
图39：全球半导体产业分环节、区域价值量分布.. ....37
图40：全球半导体产业链各环节研发支出和资本支出占比. ..38
图41：全球IC 产业链分工（以某款智能手机AP为例） ...38
图42：2007至2021年全球半导体产品销量及增..
图43：2007至2021年全球半导体产品销售均价及增速 ..39
图44：1999-2021年全球半导体分区域市场销售额.*. ..9
图45：1999至2023年全球半导体分地区市场份额及预测... ...40
图46：2021年全球半导体分地区市场份额. .4.0
图47：1983至2021年全球半导体市场供应端各地区份额. ...40
图48：2021年美国企业在全球半导体各地区市场供给侧份.. ...41
图49：1999-2021年全球半导体分产品市场销售.. ....41
图 50：1999-2021全球半导体分产品市场份额变.. ..42
图51：2021年全球半导体分产品市场份额.. ...42
图 52：2021全球半导体市场分下游应用市场份.. ..42
图 53：1998至2020年全球集成电路下游应用市场份额.*. ..42
图 54：2019年全球半导体分产品、分下游应用销售额占比. ...3
图55：2015至2022年中国大陆半导体销售额及增速 ...43
图 56：2015至2022年中国大陆半导体销售额占全球比重.. ..3
图57：2004至202年中国集成电路产业各环节销售额及增速..
图58：2004至2021年中国集成电路产业各环节销售份额变化..
图 59：2002-2021年中国集成电路产业占GDP 比. ....5
图60：2021年美国半导体产业的总增加值(GVA)对GDP的贡献. ..5
图61：2010-2026F中国大陆IC 市场规模与IC 产值变化及预测. .46
图62：2021年中国IC产值与IC产值变化及预测.. ....46
图 63：2007-2021中国集成电路进出口金额及同比增速.
图64：2007-2021中国半导体产品进出口金额及同比增速， ...47
图 65：2007-2021中国集成电路与半导体贸易逆差持续扩.. ...4.7
图 66：2007-2021中国集成电路进出口均.. ..4.7
图67：1995至 2022中国集成电路与半导体进出口占整体进出口金额比重变化...48
图68：2021年全球主要国家和地区半导体行业研发支出占销售额比重... ....48
图69：2021年美国半导体及其他大类行业研发支出占收入比重... ..4.9
图70：2021年中国A股上市公司半导体及其他大类行业研发支出占收入比重...49
图71：2001至2021年中美两国半导体行业研发占收入比重.. ..9
图72：2001至2021年中美两国半导体行业资本支出占收入比重.. ..49
图73：2001至2021年美国半导体行业投资强度变化..
图74：2001至2021年中国半导体行业投资强度变化. ..50
图75：2021年中国大陆半导体产业链各环节主要公司收入规模与盈利水平.
图76：2021年海外半导体产业链各环节主要公司收入规模与盈利水平！ .51
图77：晶体管尺寸缩减速度逐渐放缓，偏离摩尔定律.. ..52
图78：2015年以来主要晶圆代工厂芯片制程节点演进与规划， ..52
图79：芯片成本随单个处理器晶体管数量的增多而急剧增加... .3
图80：随着制程节点不断迭代SOC设计成本陡增. ..53
图81：2018Q1至2022Q4台积电分制程节点收入占比变化.. ..54
图82：台积电5nm 和7nm工艺季度收入份额变化对比.. ..54
图83：后摩尔时代的三个方向：延续摩尔定律、超越摩尔定律和新器件. ..55
图84：Flip-ChipBGA 封装示意.... ....5
图85：2.5D 结构 SiP 封装示意.... ..
图 86：基于Chiplet的异构架构应用处理器的示意图.. ..56
图87：AMD采用Chiplet 技术的处理器示意..
图88：2008-2024全球电子设备相关行业市场规模及预测. .56
图 89：2023年全球半导体产业资本支出预计将出现大幅下降.. ..57
图 90：2020Q1至2022Q4全球半导体晶圆厂产能与出货量同比增速及预测. ..58
图91：中国大陆主要晶圆代工厂产能利用率高于全球平均水平. ..58
图92：2022-2023年全球半导体销售额预测 ..59
表1：费城半导体指数30家成分企业基本情况. ..27
表2：1965年至今半导体产品制造技术约10年进步一代.. ....30
表3：2021年以来美国国家层面芯片产业相关政策举措 (1/3)—对内促进制造业发展
表4：2021年以来美国国家层面芯片产业相关政策举措 (2/3)—对外加强多边合作..60
表5：2021年以来美国芯片产业相关政策举措 (3/3)—对大陆竞争.. ..60
表6：美国主要使用的几种贸易管制名单制度基本情况梳理. ..61
表7：2015年至今国家层面半导体产业相关支持政策梳理. .62
表8：除中国大陆与美国外全球其他主要地区半导体产业政策梳理 ..63
表9：A股半导体设计公司基本情况梳理 ..65
表10：A股半导体EDA软件和IP核公司基本情况梳理， ..66
表11：A股和港股半导体晶圆代工制造公司基本情况梳理. .67
表12：A股半导体封装测试公司基本情况梳理， .67
表13：A股半导体IDM公司基本情况梳理. .67
表14：A股半导体设备公司基本情况梳理. .68
表15：A股半导体材料公司基本情况梳理.. .68

1.核心摘要

半导体是数字经济的基石，对全球信息科技产业的发展至关重要。此篇报告作为我们中观科技产业系列专题报告的开篇，我们将从宏观到中观，通过复盘全球半导体产业的发展历程，对我们基于供给和需求视角的全球半导体产业分析框架进行详细阐释,对全球半导体产业的成长性、周期性进行观察总结和实证分析，对全球半导体产业价值链分布、全球市场现状与特征，以及中国大陆半导体产业现状与问题进行详细归纳。通过与美国等海外地区对比，发现中国大陆半导体产业链的不足；通过对全球产业趋势的分析，来理解当下中国半导体产业的发展机遇。

分析框架：全球半导体产业供给端由企业主导，需求端由下游应用领域主导，供给、需求和贸易共同创造了销售市场，需求波动向上传导的时间差造成了企业和渠道商的库存。企业的边际盈利能力变化传导到二级市场，与其他因素交织共同影响了股价波动。在整个框架中，技术是根因，技术迭代降低制造成本并创造下游电子设备需求，促进信息科技产业持续繁荣发展。

复盘历史：全球半导体产业从上世纪四五十年代在美国起源后开始蓬勃发展，在成长过程中历经了从美国到日本，从日本到韩国和中国台湾，以及再到中国大陆的三次产业区域转移。在此过程中，全球半导体产业分工不断细化，从IDM到Fabless，纯晶圆代工模式出现。同时，全球半导体市场下游历经多轮增长周期，从1976年的约29亿美元成长202倍到2022年的5832亿美元，下游已经渗入到消费电子、计算机、通信、汽车、工业等多个应用领域，成为信息科技产业和数字经济的基石。

成长与周期：全球半导体产业经过几十年的发展，已经从快速增长的成长行业转变为渐进式增长的成熟行业，成长性逐渐变弱，周期性不断增强。全球半导体产业格局集中度不断提升，头部企业成长速度放缓但盈利能力变强。周期性方面，我们从长期、中期和短期三个维度进行拆解：（1）在长期维度上，全球半导体产业主要受技术迭代因素影响，呈现出约10年左右的产品周期，宏观经济波动对这一特征进行加强；（2）在中期维度上，全球半导体产业主要受企业资本开支驱动，表现出约3至4年的产能周期；（3）在短期维度上，半导体销售市场短期供需错配导致企业库存波动，呈现出约3至6个季度的库存周期。

产业链：全球半导体产业链包括设计、制造、封测三大核心环节，和基础技术研发、半导体设备、半导体材料三大支撑环节，以及多种下游应用领域。在价值量分布上，呈现出“设计>晶圆制造>设备>封测>材料”的特征。在区域分布上，主要与各区域生产要素优势类型有关：（1)设计、设备等研发密集型环节，主要由美国、欧洲等区域主导；（2）材料和晶圆制造等资本开支密集型环节，主要由欧美以外地区主导；（3）封装测试等资本开支和劳动力密集型环节，主要由中国大陆主导。

市场结构：分地区来看，亚太地区在全球半导体销售额中超过60%，而中国大陆在亚太市场份额最高，2021年以1877亿美元销售额成为全球半导体产品最大消费地区。从供给端来看，美国在全球半导体市场供应端占据接近一半份额。分产品来看，集成电路占半导体产品销售额的比重维持在80%以上，其中逻辑IC和存储IC比重最高，MCU份额呈下降趋势。分下游应用来看，计算机和通信是主要应用领域，不同类型的半导体产品在下游应用领域的占比有所区别。

中国大陆现状：中国大陆半导体产业起步较晚，目前在全球市场份额第一且仍保持上升趋势。中国大陆在供给端较为薄弱，IC产值虽然快速增长，但自给率水平仍然不高。去除大陆之外厂商在内地的晶圆厂贡献的产值，中国本土厂商对市场的供给比例2021年仅为6.6%左右。此外，从进出口的角度看，中国大陆半导体产品贸易逆差仍在扩大，进口高端芯片、出口低端芯片现象仍然显著，半导体产品在整体进口金额占比也屡创新高。

海内外对比：从产业投资力度来看，半导体产业较为依赖研发投入，在全行业中研发支出占收入比重最高。分地区对比，美国在全球主要国家和地区中研发投入最高，中国大陆最低。对比中外半导体企业，中国大陆半导体产业链各环节龙头公司与海外龙头公司相比在收入规模与盈利水平等方面仍然存在一定的差距。

产业趋势：（1）长期来看，量子隧穿效应导致的物理极限和先进制程工艺成本陡增等因素致使集成电路沿摩尔定律发展的经验规律迎来瓶颈，台积电先进制程的新工艺收入占比提升速度不及前代、渗透速度或将减缓。集成电路进入后摩尔时代后，技术迭代速度放缓，中国有望通过先进封装和Chiplet等技术实现加速追赶。（2）中期来看，2020年新冠疫情大流行对全球半导体市场造成了先紧后松的局面，加剧了市场需求波动，企业端产能投放节奏受到一定影响，2023年产能周期大概率进入下行阶段。（3）短期来看，全球晶圆厂产能利用率已经回归到正常水平，WSTS预测2023年全球半导体市场或将萎缩4.1%至5566亿美元。(4)区域分工上，半导体产业的安全性和韧性日益成为全球各地区竞争焦点，美国通过“对内鼓励、对外合作、对华竞争”的半导体产业政策促进先进制程回归本土，同时限制中国半导体产业的发展。中国需要推出更适合当下环境的半导体产业顶层战略规划，以在日益动荡的地缘政治格局中实现半导体乃至整个信息科技产业的国产替代和自主可控。

2.产业概况与分析框架

2.1.研究范畴：半导体、集成电路与芯片

半导体（Semiconductor）狭义上是指半导体材料，即常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。包括以硅（Si)、锗（Ge）等元素半导体（也是第一代半导体材料)，和以砷化镓(GaAs）、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化镓(GazO3)等化合物半导体材料(第二代至第四代半导体材料)。半导体材料是制作半导体器件和集成电路的电子材料，是半导体工业的基础。利用半导体材料制作的各种各样的半导体器件和集成电路，促进了现代信息社会的飞速发展。

集成电路（IntegratedCircuit，IC，中国台湾称为“积体电路")，是指通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻器、电容器等被动元件及布线“集成、封装”在半导体（如硅或砷化镓等化合物）晶片上，执行特定功能的电路或系统。

芯片（Chip)，通常就是指集成电路芯片，因此绝大多数时候，芯片、集成电路、IC等术语可以混用。

图1：半导体和集成电路定义范畴

资料来源：德邦研究所绘制

2.2.产品类型：芯片功能向集成化趋势发展

半导体产品类型繁多，通常按照WSTS统计数据,分为集成电路、分立器件、光电子器件、传感器共4大类。

1）集成电路，即通常所称的芯片，英文简称IC或Chip，占据半导体销售额的绝大部分，主要包括模拟芯片和数字芯片。

模拟芯片，主要是指由电阻、电容、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理连续函数形式模拟信号的集成电路，主要包括以放大器、比较器、接口IC等为代表的信号链类芯片，和以驱动IC、交直流转换（AC/DC、DC/DC、DC/AC等）、充电/电池管理IC等为代表的电源管理类芯片。

图2：半导体产品类型细分

资料来源：WSTS、电子技术论坛、电子工程世界，德邦研究所绘制

数字芯片，是对离散的数字信号进行算术和逻辑运算的集成电路，其基本组成单位为逻辑门电路，包括逻辑芯片、微处理器和存储芯片三大类。（1）逻辑芯片，广义上可以是所有采用逻辑门的大规模集成电路，这里主要是指仅包含逻辑运算能力的集成电路，包括以CPU、GPU为代表的通用计算芯片、专用芯片（ASIC等）和FPGA等。（2）存储芯片，主要承担数据存储功能，包括易失性存储和非易失性存储，易失性存储主要以随机存取器RAM为主，使用量最大的为动态随机存储DRAM;非易失性存储较为常见的是NORFlash与NANDFlash。NORFlash的读取速度较快，被广泛用于代码存储的主要器件，NANDFlaSh 则在高容量时具有成本优势，是目前 SSD 固态硬盘的主要存储介质。（3）微处理器（MPU),主要是指将计算、存储等多种功能封装成一个芯片之上的微控制单元 (MCU)。

图3：常见模拟芯片示例

资料来源：圣邦微电子官网，德邦研究所

图4：常见数字芯片示例

资料来源：英伟达官网、龙芯中科官网，德邦研究所

2）分立器件，是相对于集成电路而言的半导体另一大产品分支。分立器件早于集成电路出现，至今仍然被广泛地应用在消费电子、计算机、通信、汽车电子等广泛领域。分立器件可分为普通二极管、三极管、以电容/电阻/电感为代表的三大被动元件，和占据分立器件主要地位的功率器件。功率半导体分为功率IC和功率器件，功率IC主要以电源管理类模拟IC为主，功率器件主要包括功率二极管、晶闸管、功率晶体管等类型。其中，功率晶体管还可细分为双极结型晶体管(BJT）、结型场效应晶体管（JFET)、金属-氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等多种类型，主要用于放大器、大功率半导体开关和逆变器等场景。

图5：常见分立器件示例

资料来源：斯达半导官网、风华高科官网，德邦研究所

3）光电子器件，主要是指利用光子-电子转换效应（光电效应）设计的功能器件，可大致分为光电导器件、光器件、发光器件和受光器件。光电导器件包括光阻、光电二极管、光电三极管等，其中光电二极管是构成CCD和CMOS图像转感器的基本单元。光器件是利用光伏效应进行工作的半导体器件，主要包括光池、光电与光电控制器件等。发光器件，主要包括发光二极管（LED）和半导体器。LED按化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED，最初用于仪器仪表的指示性照明，后来用作文字或数字显示，近些年又发展出 mini-LED和 micro-LED 等新技术。半导体激器，也称二极管(LD)，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种类型，主要用作激通信、光存储、光陀螺、、测距以及雷达等领域。半导体器可以按照材料、

波长、功率、发射方式等多种维度分类，其中VSCEL激器得益于3D 结构光（苹果FaceID采用的方案）和LiDAR等下游应用场景的拓展而在近几年市场规模快速发展。受光器件，即接受光信号转换为电信号的光电器件，主要包括图像传感器、红外接收器、光电倍增管等产品，在下游应用产品中通常与发光器件集成在一起使用。

图6：常见光电子器件示例

资料来源：长光华芯官网、纵慧芯光官网，德邦研究所

4)半导体传感器，是指利用半导体材料物理、化学、生物特性制成的传感器，按照信号感知方式，可以分为温度传感器、度传感器、励传感器等多种类型。传感器作为数字世界的眼耳口鼻，在几乎所有行业都有着广泛的应用场景。

除以上分类外，半导体产品还有多种分类维度，例如按照下游需求场景可分为民用级（消费级）、汽车级（车规级）、工业级、军工级和航天级等。

半导体产品向功能集成化趋势发展。随着智能手机、智能手表、TWS耳机等下游消费电子应用对芯片性能、功能和集成度的要求越来越高，半导体产品功能集成化发展成为重要趋势，出现了诸如片上系统芯片（SoC)、射芯片（RF）、电源管理芯片（PMIC）等将传统单一半导体芯片的多种功能模块化集成化的芯片类型。例如高通骁龙8Gen1SoC 集成了CPU、GPU、ISP、5GRF等多种数字和模拟芯片模块恩智浦 PMIC芯片集成了多种模拟电路功能。

图7：高通晓龙8Gen1SoC架构图

资料来源：高通官网，德邦研究所

图8：恩智浦PMIC芯片架构图

资料来源：NXP官网，德邦研究所

2.3.研究框架：基于供给与需求视角的产业分析框架

供给端：供给端由企业主导，企业的供给能力主要由不同阶段的固有产能和产线整体的产能利用率决定，其他决定供给能力的因素还包括库存水平、上游原材料供应情况等。产能主要由企业资本开支决策、国家或地区的产业引导政策等因素决定。常见的产业政策类型包括国民经济计划（包括指令性计划和指导性计划)、产业结构调整计划、产业扶持计划、财政投融资等。当产能利用率持续高企，甚至长时间以最高水平运行时，或者企业判断未来较长时间内需求端较为旺盛时，会增加资本支出预算，升级改造旧产线或新建产线，以提升未来产能。

需求端：半导体产品的下游需求包括消费电子、计算机/服务器、汽车、工业等多个领域，但各领域最下游的应用端多由个人消费者主导。需求端的影响因素包括宏观经济、政治、区域文化、产业政策、产品迭代等因素，其中产业政策多为消费类政策，产品迭代主要由消费者和系统集成商共同推动，而技术进步是产品迭代的根本因素。

图9：基于供给与需求视角的半导体产业分析框架

资料来源：德邦研究所绘制

销售市场：供给、需求和贸易共同创造了销售市场，同时市场供需的变化也会及时向上反馈给供给和需求，起到一定的调节作用。例如：产品销量较好，企业库存水位下降，将会提升产线稼动率，以增加库存补给；产品价格下降，将会对价格型人群的消费决策产生较大的影响，进而影响总需求。

社会库存：供给端的企业通常有直销和经销两种销售模式，直销模式下企业直接将产品销售给客户，经销模式下企业通过层层经销商将产品销售给客户。经销商（或者称渠道商、贸易商、流通企业等）可以促进产品流通效率、分担企业库存风险，同时获取部分利润。因此整个供给端库存，可以分为生产厂商库存和流通企业库存（也称渠道库存)，二者共同构成了总的社会库存。

二级市场：销售市场上整体行业的销售额和利润，由规模大小不等的企业共同贡献，企业的边际盈利变化与资本市场对企业直水平的判断，共同影响了企业股价走势，同时各企业股价变化叠加其权重因子共同决定了行业指数的波动周期。另外，企业盈利能力和直的变化，同时也在一定程度上影响企业投资决策，进而影响到产能端的资本开支节奏。

技术因素：随着科技的发展和知识产权制度的建立，技术也作为相对独立的要素投入生产，成为第四大生产要素。对于半导体产业而言，制造端的技术进步最为重要。随着制程节点按照摩尔定律演进，性能更高、功耗更小、更加轻巧的芯片使下游各类应用成为现实，新产品不断涌现，产品迭代促进了消费需求，维持整个产业不断成长。

2.4.发展特征：产业区域转移与分工模式细化

1）从电子管到晶体管，半导体产业的起源。19世纪60年代后期开始的第二次工业革命，使人类进入了电代。电谢代以电子设备为载体，电路则是电子设备的核心。1904年美国弗莱明发明了具有整流和检两种作用真空电子二极管，1907年美国福雷斯特制造出的第一只真空电子三极管，成为后来无线电发射机和接收机的核心部件。自此，人们可以使用真空电子管构建电子设备的电路系统，并在1946 年成功研发出人类历史上第一台基于电子真空管的数字积分计算机（ENIAC)，每秒可执行5000次加法运算。仅1年后的1947年12月，美国贝尔实验室由肖克利、巴丁和布拉顿组成的固体物理小组成功研发出点接触型锗三极管，是世界上第一个晶体管，人类自此进入晶体管电路时代。

图10：全球半导体产业相关重大历史事件梳理

资料来源：王阳元《集成电路产业全书》、电子工程专辑网、台积电、ASML、Wind、SEMI产业投资平台、新京报、芯东西，德邦研究所整理

2）从晶体管到集成电路，半导体产业的大发展。晶体管的发明开创了微电子学的先河，很快受到市场青睐。1954年，贝尔实验室发明第一台晶体管计算机。1957年，IBM开始销售使用了3000个锗晶体管的608计算机，这是世界上第一种投入商用的计算机，同年，被誉为半导体产业“西点军校”的仙童半导体在硅谷创立，奠定了美国硅谷的发展基础。1958年9月，德州仪器的基尔比发明了第一款基于锗晶体管的集成电路，标志着集成电路的诞生。1959年7月，仙童公司的诺伊斯申请了基于硅平面工艺的集成电路专利，奠定了集成电路大批量产的技术基础，半导体产业自此开始快速发展：1965年，摩尔在当年第 35期《电子》杂志上发表了著名的“摩尔定律”；1968、1969年，摩尔、诺伊斯和桑德斯相继离开仙童半导体，分别创立了英特尔和AMD,并开启两家公司数十年竞争史；1971年英特尔推出第一款商用处理器 Intel4004,1978年推出X86芯片鼻祖Intel8086,并在1981年被IBM用于第一款个人电脑IBM5150上，取得了巨大的商业成功。而后随着小型计算机步入千家万户、晶圆代工模式创新发展和微纳制程节点不断突破，半导体产业不断发展壮大。

图11：全球半导体产业的三次迁移

资料来源：前瞻产业研究院、邹蓉《半导体产业的国际转移研究》，德邦研究所

3）半导体产业的三次区域迁移：美国→日本→韩国&中国台湾→中国大陆。半导体产业在美国起源后，伴随地缘政治、地区产业政策、制造模式变革等多种因素，经历了三次产业重心的转移。（1）1950年代到1960年代，半导体产业在美国本土起源并蓬勃发展。最初晶体管产品在美国仅被用于军事用途，后来德州仪器发明IC，计算机成本不断下降、性能不断提升，集成电路规模不断提升，1967年DRAM和NVSM开始作为计算机的核心存储器问世，美国硅谷引领半导体产业的发展。（2）第一次转移，从创新国美国到日本。1976年3月，日本政府以富士通、日立、三菱、NEC和东芝五家公司为核心，聯日本工业技术研究员、电子综合研究所和计算机综合研究所共同实施超大规模集成电路研究计划”（VLSI),该计划取得了巨大成功，日本超越美国、一跃成为世界第一的DRAM大国，半导体主要市场从美国转移至日本。但70年代末，美国在半导体设计、设备、材料等上游环节仍然保持着较大的技术领先实力。（3）第二次转移，从日本到韩国和中国台湾。1969年，韩国电子工业振兴法及电子工业振兴8年计划的出台为扩大电子产品的生产确立了强有力的政府支援体制。此后，三靶子、LG、现代电子开始致力于半导体产品的生产。70年代美国、日本的半导体公司在韩国建立了存储芯片组装厂，由此奠定了韩国半导体产业的发展基础。1974年，三购韩国半导体公司50%的股份，初步进入半导体行业；1977年收槲余50%股份，同时收时在韩国市场处于领先地位的仙童半导体子公司，获得其芯片加工技术，

在半导体行业逐渐赢得一席之地。1983 年，韩国政府对外发布“进军LSI领域（DRAM）的计划”，通过四年时间掌握了256KDRAM技术，并通过向日本大量进口高性能制造设备，快速壮大半导体产业，最终三16MDRAM市场超过日本。而与此同时，半导体产业市场规模的壮大，为产业链环节分工细化打基础,1987年张忠谋从德州仪器离开后在中国台湾创立了台积电，推动半导体产业由IDM 模式向晶圆代工模式的转变。全球半导体产业重心从日本逐渐转移到韩国和中国台湾。（4）第三次转移，从韩国、中国台湾向中国大陆转移。2001年后，随着加入世贸组织，中国大陆逐渐深度参与到全球产业中。半导体下游应用从台式机逐渐拓展到笔记本电脑手机等各类电子设备，终端产品更加复杂多样。美国、日本、韩国等地区逐渐把劳动力密集型的封装、测试等环节转移到中国大陆。中国大陆半导体产业经历了低端组装和制造承接、长期的技术引进和消化吸收、高端人才培育等较长时间周期，逐步完成了原始积累，并以国家战略及产业政策为驱动力，推动半导体全产业链高速发展。

4）从IDM到晶圆代工，半导体产业链走向细化分工。最初，半导体厂商均为垂直整合制造商（IDM)，即自己完成设计、制造、封装测试等所有环节。随着1987年台积电设立6英寸晶圆代工厂，中国台湾地区率先进入半导体产业专业分工阶段，并开始承接以美国半导体公司为主的全球半导体产品厂商的委托制造业务，半导体产业形成了以美国为主的负责设计的Fabless厂商，和以中国台湾为主的负责制造Foundry厂商进行分工协作的局面。中国台湾凭借专业代工，成为世界半导体的晶圆生产基地。

图12：半导体产业IDM模式、Fabless 模式、Foundry 模式分工对比

资料来源：思瑞浦招股书、中芯国际招股书、各公司官网，德邦研究所整理

IDM和Fabless两种模式各有优劣。IDM模式下，芯片设计和制造等环节可以相互优化，有助于企业充分发掘技术潜力，率先实验并推行新的半导体技术；但也会带来公司规模庞大、管理成本较高、运营费用较高、资本回报率偏低等问题。Fabless 模式下，设计商、晶圆厂、封装测试厂相互合作，各自独立负责细分环节。这样的模式能够充分发挥各环节厂商的规模优势，降低产业整体成本，但也导致晶圆厂需要不断投入研发、维持先进工艺水平，并承担较大的产能风险。

IDM厂商向Fab-lite演进。随着半导体制程节点不断缩小，先进制程技术所需的研发与制造投入越来越高，技术与资金壁垒的提升使得IDM厂商扩张难度越来越大，于是IDM厂商开始将部分制造环节外包给专业代工厂商，出现了介于IDM和Fabless之间的混合模式，称之为Fab-lite。

2.5.从宏观总量到中观产业：半导体是数字经济的基石

2.5.1.数字经济：传统GDP的数字化部分，比重高、增长快

数字经济是以数字化的知识和信息为关键生产要素，以数字技术创新为核心驱动力，以现代信息网络为重要载体，通过数字技术与实体经济深度融合，不断提高传统产业数字化、智能化水平，加速重构经济发展与政府治理模式的新型经济形态。

图13：从宏观总量到中观半导体产业：GDP、数字经济、科技信息产业与半导体

资料来源：国家统计局、国家标准化委员会、中国信息通信研究院，德邦研究所绘制

根据信通院白皮书，2021年全球47个主要经济体数字经济规模为38.1万亿美元，较2020 年增长5.1万亿美元，数字经济占GDP比重为45.0%，较2020年提升1个百分点。2021年全球数字经济在第一产业渗透率为8.6%，在第二产业渗透率为24.3%，在第三产业渗透率为46.3%。在增速上，数字经济成为全球经济增长的主要动力之一，2021年全球47个经济体数字经济同比名义增长15.6%，高于同期GDP名义增速2.5个百分点，有效支撑全球经济持续复苏。

图14：2021年全球数字经济在GDP比重、三次产业渗透率和增速

资料来源：中国信息通信研究院，德邦研究所

数字经济包括数字产业化、产业数字化和数字化治理三大部分。数字产业化,即信息通信产业，具体包括传统GDP结构中第二产业下面的电子信息制造业，和第三产业下面的电信业、软件和信息技术服务业、互聊行业等；产业数字化，即传统产业由于应用数字技术所带来的生产数量和生产效率提升，其新增产出构成数字经济的重要组成部分；数字化治理，包括治理模式创新，利用数字技术完善治理体系，提升综合治理能力等。

产业数字化依然是全球数字经济发展的主导力量，数字技术加速向传统产业渗透。根据信通院数据，2021年全球47个主要经济体数字产业化规模为5.7万亿美元，占数字经济比重为15%，占GDP比重为6.8%，产业数字化规模为32.4万亿美元，占数字经济比重为85%，占GDP比重约为38.2%。尽管产业数字化占比较高，但传统产业的数字化转型的核心支撑仍然是信息科技产业。

图15：2021年全球47个主要经济体GDP中数字经济结构

资料来源：中国信息通信研究院，德邦研究所

2.5.2.信息科技产业：数字经济的重要支撑和组成部分

美国信息科技产业增加值在GDP中百分比接近中国2倍。美国经济分析局将“信息通信技术生产行业”在传统的产业划分框架外单列，2021年美国“信息通信技术生产行业”增加值占其GDP比重约为7.6%。中国国家统计局将“信息传输软件和信息技术服务业”列示在第三产业下面，2021年中国“信息传输软件和信息技术服务业”占GDP比重约为3.9%。我们忽略可能存在的细微统计口径差异，将以上数据理解为两国“信息科技产业”占GDP比重，可以发现美国科技行业在GDP的百分比约为中国的1.95倍。

图16：2021年中国和美国科技行业主要大类行业增加值占GDP比重

资料来源：中国国家统计局、美国经济分析局、Wind，德邦研究所测算
注：主要参考中国国民经济行业分类标准，将美国经济分析局列示的行业增加值按照中国分类进行了归类和加总，由于数据可得性和不同国家分类标准的异同，图中数据可能存在微小的统计口径差异。

中美两国信息科技产业占GDP比重整体上均呈现上升趋势。1987年美国信息科技产业占GDP比重约为3.4%，在科网泡4年，迅速从1996年的3.9%提升至2000年的6.2%，此后略有下降，至2010年才回升至6.2%，此后缓慢提升至2021年的7.6%。中国信息科技产业起步较晚，信息科技产业占GDP比重数据最早可追溯至2004年的2.6%，2022年约为4.0%。

图17：1987至2022年中美两国信息科技产业占GDP呈上升趋势

资料来源：中国国家统计局、美国经济分析局、Wind，德邦研究所

美国制造业中信息设备比重超过中国2倍。信息科技产业包括硬件、软件和互应用等，硬件属于制造业。根据美国经济分析局数据，2021年“计算机和电子产品”行业增加值约占美国制造业的13.4%，在美国制造业中排名第2。中国国家统计局2020年发布了最新版投入产出表，“通信设备、计算机和其他电子设备”行业增加值约占制造业的6.6%，在中国制造业中排名第6。忽略统计口径可能带来的微小差异，美国信息设备在制造业比重约为中国的2.03倍。

图18：中国和美国制造业中细分行业增加值比重

资料来源：中国国家统计局、美国经济分析局、Wind，德邦研究所

美国信息技术行业在所有上市公司中收入、利润占比均较高，中国与美国相比差距较大。根据Wind一级行业分类标准，我们将A股5000 余家上市公司和美股6000 余家上市公司2021年收入和净利润加总。

图19：2021中国和美国上市公司信息技术及其他大类行业在总量的收入/净利润占比

资料来源：Wind，德邦研究所测算

1）横向对比来看，2021年，美国和中国A股上市公司中：美国信息技术行业凭借13.4%的收入占比获得了全行业20.4%的净利润，而中国信息技术行业则用7.9%的收入占比换来了1.8%的净利润份额。

2）纵向对比来看，在十一个大类行业中：美国信息技术行业收入占比次于可费的 18.5%和金融行业的13.8%,位列第三;利润占比次于金融行业的27.6%,位列第二。中国信息技术行业收入占比位列第六，利润占比位列第十。

2.5.3.半导体：信息科技产业的核心硬件

半导体产品应用广泛，下游包括消费电子、计算机与服务器、通信和物、汽车、工业、医军事与航空航天等多个应用领域，是信息科技产业的核心硬件，也是数字经济的基石。

图20：2021中国和美国上市公司半导体及其他二级行业在总量的收入/净利润占比

资料来源：Wind，德邦研究所测算

根据Wind二级行业分类标准，分别测算中国和美国2021年半导体和其他二级行业的收入与净利润在总量中的比重。2021年，美国半导体行业收入占比约为1.9%，净利润占比约为3.9%；中国半导体行业收入占比约为1.2%，净利润整体亏损约7亿元。

我们将“半导体与半导体生产设备”，以及“电信服务”“技术硬件与设备”“嫌”和“软件与服务”等泛TMT行业作为信息科技产业，美国上市公司中，2021年信息科技产业收入占比19.1%，净利润占比约为 26.9%，净利率约为16.1%；中国上市公司中，2021年信息科技产业收入占比约为11.0%，净利润占比约为3.3%，净利率约为1.1%。

3.全球半导体产业的成长性与周期性

自上世纪60年代以来，在宏观、技术、产业政策、供需关系等多种因素的影响下，全球半导体产业在波动中增长，呈现出螺旋式上升趋势，表现出一定的周期性和成长性。

成长性主要包括需求成长、供给成长、产品结构成长三个层次：需求成长即销售端市场规模不断增大；供给成长与需求相互耦合，企业产能跟随市场需求不断提升；产品结构成长，即由于技术升级推动产品迭代，随着时间推移，原有的高端产品将逐渐下沉成为中低端产品，而原有的低端产品则被淘汰，整体上产品结构持续优化成长。

周期性方面，我们将从长期、中期、短期三个维度拆解为：由技术迭代驱动的产品周期，由供给端企业资本支出驱动的产能周期，和由销售端短期供需错配驱动的库存周期。

3.1.成长性：复盘，溯因，归纳

3.1.1.下游终端更迭推动上游半导体持续增长

全球半导体历经半个多世纪的发展，已成长为年销售额约5500亿美元的重要支柱产业。根据美国半导体桧统计数据，自1976年以来，全球半导体市场销售金额从最初的约29亿美元成长为2022年的5832亿美元，增长了约202倍，年均复合增速达到12.2%，远高于全球GDP同时期约3.1%的年均增速水平。我们根据下游电子产品应用市场在不同时期的兴衰更迭，大致上划分为6个成长周期：

1）1980年前，半导体产业萌芽期。半导体产品下游应用以收靓、电视机、早期商用电民用产品和其他军用产品为主。此阶段半导体产业蓬勃发展，1976年至1980年间全球半导体销售额年均复合增速达35.9%。

2）1981至1990年，家用电器时代。1980年代，以电视机、洗衣机为代表的家用电器产品开始走进千家万户，催生上游半导体产品销售额以年均20.5%复合增速快速增长。

3）1991年至2000年，台式机时代。90年代改进后的微软Windows视窗操作系统大获成功，引发计算机革命，推翻了大型计算机的“统治地位”，使个人电贼为计算机世界的新中心。全球半导体销售额在此期间CAGR达到15.6%，继续保持高速增长。

图21：1976至2022年全球半导体销售金额及各阶段增速

资料来源：SIA、世界，德邦研究所；注：全球半导体年度销售额数据起始日期为1976年3月；2022年GDP增速为世界2023-01-13预测值

4）2001年至2008年，功能手机和笔记本电腑代。2000年科技互泡，半导体销售额从2000年的2011亿美元收缩至2002年的1383亿美元，下跌幅度达31.2%。此后功能手机、笔记本电脑MP3等消费电子产品的兴起带动半导体产业逐渐复苏回暖，该阶段半导体产业增速约为8.2%。

5）2009年至2014年，智能手机时代。这一阶段，苹果发明智能手机，叠加全球3G/4G网络接替升级，移动互聊步入高速时代、接入流量快速增长，半导体产品充分受益下游消费电子和通信设备需求，年均成长8.7%。

6）2015年至今，5G网络更新换代，物与人工智能技术推动智能手机以外的下游应用场景不断涌现，汽车智能化、电动化推动半导体用量不断提升。2015年至2022年，全球半导体销售额CAGR约为8.1%。

3.1.2.从“强成长、弱周期”到“强周期、弱成长”

整体上看，全球半导体产业从“强成长、弱周期”走向“强周期、弱成长”,产业成熟度不断提升。从萌芽到成熟，全球半导体产业经历了1980年前的爆发期和1980至2000年间的高速成长期后，增速下降至2000至2020年间的8%左右，从高速成长的新兴产业，演变为渐进式增长的成熟产业，其成长性逐渐削弱，周期性不断加强。随着半导体产业逐渐成熟，其在电子设备中的价值量不断提升，而各类电子设备是数字经济的硬件支撑，这使得半导体产业与宏观经济的相关性不断增强。

1、半导体在电子设备中价值量占比不断提升。

根据《集成电路产业全书》中的测算，半导体产品在电子设备价值量占比已经从1997年的19.10%提升9.8pct至2021年的28.90%。未来随着数字经济的发展，各类电子设备的算力与智能化程度需求将不断提升，半导体产品在整机中的价值量也将进一步提升。

图22：1997至2021年电子设备的半导体产品价值量变化

资料来源：ST、TI、ICInsights、王阳元《集成电路产业全书》，德邦研究所

2、集成电路销售增速与GDP增速相关性将进一步加强。

根据ICInsights 数据，1980 年至今全球GDP 增速和IC 市场增速的相关性在不同阶段出现了一定的变化。1980至2010年间，全球GDP和IC市场增速相关系数最低时为-0.1（基本不相关)，最高为0.63（弱相关)，但在2010至2019年间，相关系数提升到了0.85，如果排除2017-2018年间存储器市场的表现，该阶段相关系数提升至0.96，表现出明显的强相关。ICInsights并件的增加导致IC制造商减少，供应端基本面发生变化，行业竞争格局更加成熟，这些因素加强了全球GDP和IC市场的相关性。随着IC下游应用从商业应用驱动转向消费产品驱动,ICInsights GDP和IC市场的相关性将在下一阶段更加明显，预计2019至2024年二者相关系数将达到0.90。

图23：1980年至2024全球GDP和IC市场增长率相关系数及预测

资料来源：ICInsights 2020-01，德邦研究所

3.1.3.成熟的表征：增速放缓、盈利增强

费城半导体指数由费城交易所创立于1993年，是全球半导体产业景往要指标之一，其成分均为全球半导体产业中比较具有市场代表性的头部企业。自创立以来，该指数成分股随着时间变化有所调整。截至2022年12月，费城半导体指数共涵盖包括台积电、英伟达、阿斯麦、博通、德州仪器在内的等半导体设计、设备和代工制造等环节共30家公司。

表1：费城半导体指数30家成分企业基本情况

序号	Wind 代码	中文名称	英文名称	成立日期	总市值 (亿美元)	主要业务与产品
1	TSM.N	台积电	TSMC	1987-02-21	4657	IC 晶圆代工制造
2	NVDA.O	英伟达	Nvidia	1993-04-30	5901	IC 设计，主要是GPU
3	ASML.O	阿斯麦	ASML	1994-10-03	2515	半导体制造设备，主要是光机
4	AVG0.0	博通	Broadcom	2005-08-31	2644	前身为安华高科（Avago），通信芯片设计
5	TXN.0	德州仪器	TI	1930-12-31	1592	模拟芯片和嵌入式系统芯片设计与制造
6	QCOM.O	高通	Qualcomm	1985-12-31	1378	无线通信芯片设计
7	AMD.0	超威半导体	AMD	1969-05-01	1314	CPU、GPU等逻辑芯片和微处理器设计
8	INTC.0	英特尔	Intel	1968-12-31	1092	CPU 等处理器设计与制造
9	AMAT.O	应用材料	AMAT	1967-12-31	1005	半导体制造设备，主要有薄膜沉积、离子注入、触、热处理、CMP等环节设备
10	AD1.0	亚德诺	ADI	1965-12-31	942	模拟IC 设计、制造
11	LRCX.0	拉姆研究	Lam Research 1980-1-31		663	半导体制造设备，主要有薄膜沉积、去清洗、触等设备
12	MU.0	美光	Micron	1978-10-05	620	存储芯片
13	KLAC.0	科磊	KLA	1997-04-30	528	半导体制造设备，主要是量测设备
14	NXPI.0	恩智浦	NXP	2006-08-02	475	模拟IC设计，主要是电源管理等
15	MCHP.O	微芯	MicroChip	1989-12-31	452	单片机、模拟IC 与器件
16	MRVL.O	迈威尔	Marvell	2009-03-11	376	IC 设计，包括微处理器架构、数字信号处理等
17	GFS.0	格罗方德	Global Foundries	2008-10-07	364	IC 晶圆代工制造
18	ON.O	安森美	On Semi	1992-12-31	341	汽车、工业等领域的电源管理IC、功率器件
19	MPWR.O	芯源系统	Monolithic Power Systems	1997-12-31	239	模拟IC 设计，主要是电源管理IC等
20	SwKs.0	思佳讯	Skyworks	1962-12-31	181	无线通信射端IC
21	TER.O	泰瑞达	Teradyne	1960-09-23	161	半导体制造环节，自动测试设备等
22	ENTG.0	英特格	Entegris	2005-03-17	130	半导体化学品和材料
23	WOLF.N	Wolfspeed	Wolfspeed	1987-12-31	91	碳化硅、氮化镓等化合物半导体材料衬底、外延生产
24	QRV0.0	科沃	Qorvo	2013-12-31	103	IC设计
25	LSCC.O	莱迪思	Lattice	1983-12-31	122	FPGA设计
26	NOVT.O	Novanta	Novanta	1968-12-31	54	原名为GSI，产品主要设计精密运动控制相关技术、系统、半导体
27		COHR.N Coherent Corp.	Coherent	1971-12-31	61	主要包括材料、激等业务板块
28	AZTA.O	Azenta, Inc.	Azenta	1978-12-31	31	自动化、真空设备与仪器仪表等半导体制造设备
29	IPGP.0	IPG光电公司 IPG Photonics 1998-12-31			61	光纤器制造
30	SYNA.O9	Synaptics Inc	Synaptics	1986-12-31	47	各类电子设备人机界面半导体产品解决方案

资料来源：Wind、各公司公告，德邦研究所；注：市值为2023-03-03日收盘数据

我们将以上30 家上市公司的财务数据进行汇总分析，其中由于各家企业上市时间不同，可以获取的财务数据起始年份有所不一（例如1990年仅有12家企业可获取到财务数据)，因此我们以下的分析数据，并非在所有年份均包含30 家企业，但对整体结论影响较小。我们发现：

1、随着半导体产业趋于成熟，产业格局更加稳定，头部效应不断增强。2005至 2017年间的29 家企业的合计收入在全球半导体销售额的比重从49%提升至67%。2021年格罗方德在纳斯达克上市后，费城半导体指数成分拓展至30只股票，该30 家企业合计收入占全球半导体销售额的比重也提升至78.4%。

图24：1990至2021年头部企业收入在全球半导体产业比重持续提升至接近80%

资料来源：SIA、CapitalIQ，德邦研究所

2、1990年至今的不同阶段，半导体产业收入与利润波动收窄，盈利能力与自由现金流水平不断提升新台阶。上述 30 家半导体龙头企业合计收入在全球半导体销售额占比接近80%，我们其整体财务数据足以表征全球半导体产业的变化。将上述30家公司作为整体，计算收入增速、利润增速、利润率水平和自由现金流水平。可以看出，1990年至今龙头企业整体收入增速和毛利润增速波动逐渐收窄，毛利率、净利率、ROE均呈现逐渐提升趋势，自由现金流占收入的比重也不断提升。

图25：1990至2021年全球半导体头部企业收入/利润增速与盈利能力等指标的变化

资料来源：SIA、CapitalIQ，德邦研究所

按前述对半导体产业历程的分析，将1991至2021年间划分为4个时间区间：

1）半导体龙头企业的收入与利润在1991至2021年间的四个阶段，均呈现下降趋势，且在每段时间区间内表现出“全球半导体销售额增速<龙头企业收入增速<龙头企业毛利润增速<龙头企业净利润增速”的特征。

2）排除2000年科网泡的异常增长与后面异常衰退后，半导体龙头企业的毛利率、净利率、ROE和自由现金流水平在2001年至2021年的三个阶段，均呈现上升趋势。

图26：1991至2021全球半导体龙头企业收入/利润增速与盈利能力等指标区间变化

资料来源：SIA、CapitalIQ，德邦研究所；注：区间财务比率数值为年末值的算术平均

3.2.长周期：宏观与技术驱动的10年左右的产品周期

长期维度上，全球半导体市场呈现10年左右的周期性波动特征。在长跨度时间周期上，全球半导体年度销售额历史增速呈现出大约每10年一个“M”形的波动特征，主要与基础技术更迭驱动的产品更新换代有关，宏观经济波动等因素起到一定的加强作用，我们称之为产品周期。

3.2.1.技术迭代推动下游市场更迭是产品周期的主要原因

半导体制造技术更新换代推动晶体管密度和芯片算力沿摩尔定律的预测路径演进，给下游应用终端市场带来周期性变革。

1、全球半导体制造技术大约每10年跨上一个新台阶

半导体产品制造关键技术指标主要包括晶圆代工环节光备光源波长与制程节点、晶圆片尺寸大小、主流设工具与封装形式等。据王阳元等人编著的《集成电路产业全书》,半导体产品制造技术约每10年进步一代，目前已经发展到以EUV光为代表的第六代技术，制程节点突破至以台积电N3系列工艺为代表的3nm特征尺寸。同时，半导体产业新技术从最初研发储备到终端产品应用并量产的周期大约也在10 年左右，驱动信息市场的引擎也大概10 年左右产生一次新变化。

表2：1965年至今半导体产品制造技术约10年进步一代

阶段	第一代	第二代	第三代	第四代	第五代	第六代
主要时间区间	1965-1975	1975-1985	1985-1995	1995-2005	2005-2015	2015-2025
主流光发术光源	汞灯	g线	i线	KrF	ArF	DUV, EUV
代表性光源波长	多波长	436nm	365nm	248nm	193nm(激式 DPT)	13.5nm
特征尺寸	12~3μ m	3~1 μ m	1~0.35 μ m	0.35 μ m~65nm	65~22nm	22~2nm
存储器	小于1KB到16KB	16KB~1MB	1~64MB	64MB~1GB	1~16GB(芯片组)	16GB到1TB以上（芯片组）
CPU 产品(以 Intel 为例）从4004到 8080		从 8086到286	从 386到486	Pentium(奔腾)	Core(酷睿)	Core(酷睿)
CPU 字长[bit]	4,8	8,16	16,32	32,64	64	64
CPU 晶体管数	1000	10^4 ~ 10^5	10^5 ~ 10^6	10^6 ~ 10^7	10^8~10^9多核架构	多核架构
CPU时铺蟀[MHz]	0.1~1	1~10	10~100	100~1000	非主标准	非主准
主流圆片直径	2~4 in	4 in ~ 150 mm	150mm,200mm	200mm,300mm	200mm,300mm	200mm,300mm, 450mm
主流设计工具	手工		从逻辑编辑到布局布线从布局布线到综合	从综合到DFM	SoC、IP	SoC、IP、SiP
主要封装形式	从 TO到 DIP	DIP	从 DIP 到QFP	DIP、QFP、BGA	多种封装、SiP	SiP、3D封装、 Chiplet等

资料来源：王阳元《集成电路产业全书》、电子工程专辑、Intel、IC Insights、中国电子报，德邦研究所

2、摩尔定律推动集成电路晶体管单价约10年下降两个量级，晶体管数量每隔18至24个月翻倍

1965年，仙童半导体公司研究开发实验室主任摩尔发现集成电路上可容纳的晶体管数目，大约每隔18至24个月便会增加一倍，这意味着处理器性能提升一倍，而价格下降一半。该定律成为集成电路处理器性能预测的基础，此后英特尔和 AMD等厂商推出的处理器参数，基本上也沿着摩尔定律预测的路径发展，从1971年的Intel4004，到1978年的Intel8086、到1982年的80286、1985年的80386，1989年的80486、1993年的Pentium，处理器性能越来越强，价格越来越低，每一次更新换代都是摩尔定律的直接结果。

图27：1970至2010年处理器平均晶体管数量沿摩尔定律趋势变化

资料来源：Intel、uga.edu、Rutgers University，德邦研究所

3、制造技术升级降低集成电路生产成本，全球超算算力快速提升

根据Intel数据，1968年至2002年间，集成电路中单个晶体管价格大约每1.6 年减少一半，每10 年下降两个数量级。得益于处理器晶体管尺寸不断缩小、密度不断提升，全球超级计算机的运算能力也呈指数级上升，2021年全球最快的超级计算机每秒浮点数运算次数超过44.2亿亿次。

图28：集成电路晶体管单价约10年下降两个数量级

资料来源：Intel and Dataquest reports (December 2002)，德邦研究所

图29：全球超级计算机运算速度快速提升

资料来源：TOP500 超级计算机数据库、OurWorld inData，德邦研究所

3.2.2.宏观经济在长期维度上强化了半导体产品周期波动

半导体产品下游应用广泛，包括消费电子、汽车、通信和服务器、工业、医疗军工、航空航天等众多行业。宏观经济波动会影响居民部门的消费意愿，以及政府和企业部门的投资节奏，进而影响到上游半导体产品的需求。我们在前述分析中，对全球集成电路销售额增速与 GDP 增速在不同阶段的相关系数也进行了讨论。将1976年以来的全球半导体销售额同比增速与GDP增速进行比较，可以发现全球半导体年度销售额历史增速呈现出大约每10年一个"M"形的波动特征：经济过热时，半导体销售额增速往往持续提升；经济预冷、GDP增速水平下降时，半导体销售额增速往往呈现持续下降趋势。

图30：1976至2023年全球半导体销售额增速与GDP增速呈现一定相关性

资料来源：SIA、WSTS、世界、王阳元《集成电路产业全书》，德邦研究所
注：2022/2023年GDP 增速为世界 2023-01-13 预测值；2023半导体增速为WSTS于2022-11-29 预测值；图片上半部分中，阴影数据为全球半导体销售
额同比增速，虚折线为根据同比增速观察到的大致周期波动规律

3.3.中周期：资本支出驱动的3-4年的产能周期

中期维度上，半导体产业表现出由资本支出驱动的约3-4年的产能周期。经典的产能周期由法国经济学家朱格拉于 1862 年提出，即市场经济存在一个由企业设备投资和产能扩张驱动的周期波动，也称朱格拉周期、设备投资周期。

在半导体产业，我们认为产能周期大致分为以下几个阶段：（1)新周期励，行业资本开支处于低点，但下游需求旺盛，半导体行业产能供应紧张，产品价格提升、利润率提升，企业为获取更多利润，增加资本支出用于旧产线更新改造、新产线建设，以提升产能、实现扩张；（2）随着新增产能投入使用，产能供需逐渐得到缓解，产品价格增长放缓，利润率水平趋于稳定，但企业仍在增加资本支出；(3）企业资本开支达到高点，行业开始预期产能将出现过剩，开始缩减资本支出预算。（4）随着先前新增产能继续投产，行业产能达到供需平衡，并出现产能过剩，产品价格下降、利润率下行，继续驱动资本收缩并降至低点。

3.3.1.投资端的观测

根据ICInsights 数据，全球半导体产业资本支出从1983年的43亿美元增长到2021年的1531亿美元，年均复合增速约为10%。我们将资本支出同比增速曲线按照极大值点进行划分，可以观察到每个极大值时点的间隔长短不一，平均而言大约在3\~4年左右，因此我们全球半导体资本开支周期约为3\~4年。另一方面，全球半导体行业资本支出也体现出较强的成长性，这与我们在成长性章节所述的产能端成长特性一致。

图31：1983至2021年全球半导体产业资本支出约呈现3-4年周期特征

资料来源：ICInsights，德邦研究所；注：预测数据时间截面为2022-11-22

3.3.2.产能端的实证

综合ICInsights报告数据，可以看到1994年到2022年，全球IC晶圆新增产能在历史年份中呈现波动特征，波动周期大约为3\~4年，与我们在投资端数据观察到的规律基本一致。

图32：1994至2022年全球IC晶圆产能变化与增速

资料来源：Knometa Research,SIA,ICInsights，德邦研究所；注：预测数据时间截面为2022.04

3.3.3.销售端的观察

产能周期在半导体产品销售端上也有所体现，以全球半导体月度销售额为例，1976年3月至今，半导体月销售额同比增速（3个月移动平均值）呈现出周期波动特征，将同比增速的极大值点（月销售额二阶导为点，即数学意义上的拐点）标识出来，每个周期间隔大约在3-4年，平均数值为2.95年。因此，我们认为销售端的实证分析与我们对半导体中周期的结论基本一致。

图33：1976至2022年全球半导体月销售额同比增速与波动情况

资料来源：SIA，德邦研究所

3.4.短周期：短期供需驱动的3-6个季度的库存周期

短期维度上，半导体产业表现出由短期供需关系驱动的约3-6个季度的库存周期。库存周期也称为基钦周期，由美国经济学家约瑟夫·基钦在1923年的《经济因素中的周期与倾向》一文中最先提出，是指平均长度为40个月左右的周期性经济波动。结合经典的基钦周期，我们半导体产业的库存周期主要由短期供需关系驱动，由于下游需求端向上传导存在时滞，导致了库存周期的产生。半导体产业库存周期可以分为4个阶段，各阶段特征如下：

（1）主动补库存：在新一轮库存周期的起点，由于短期需求端指标上升，企业提升产线稼动率，主动补充库存水平，产成品存货环比上升，行业处于短期繁荣阶段。

(2）被动补库存：这一阶段需求端指标已经见顶，但企业稼动率无法立即下降，存货水平仍然保持上升，导致利润率水平到达顶部后开始下降，行业开始进入短期衰退阶段。

(3）主动去库存：需求端指标持续下降，企业稼动率开始下降，但已经出现库存过剩，企业主动降价去库存，减少存货励，行业处于萧段。

（4）被动去库存：需求端指标企跌回升，企业稼动率降至低点，库存水平持续降低至低点，库存屈得到缓解，随着需求回温，行业开始进入下一轮库存周期起点。

图34：半导体产业库存周期各阶段

资料来源：《当代西方经济学新词典》，德邦研究所绘制

供给端：全球主要半导体公司历史库存水平表现出3-6个季度的波动周期。我们统计了半导体行业海内外巨头公司 2000 年至今的季度库存数据，以存货占总资产的比重作为库存水平指标，可以发现主要公司的库存水平在10%以内范围波动，大约呈现出3至6个季度的周期特征。

图35：2000至2022年全球主要半导体公司季度库存水平变化情况

资料来源：S&PCapitaIIQ，德邦研究所；注：统计的公司包括英特尔、AMD、TI、英伟达、高通、博通、三子、SK海力士、台积电，部分公司由于上市时间较晚缺失早期时点数据，部分公司虽已上市但仍缺失少数季报数据，因此图中各季度时点的存货金额不一定统计到前述所有公司存货情况

销售端：全球半导体产品均价的波动周期也在3-6个季度左右。价格是供需关系的外在表现，根据Wind统计数据，2008年至今全球半导体产品销售均价在0.35\~0.55美元间波动。从季度销售均价的环比增速上可以看出，除了少数时间段，前述波动周期通常在3至6个季度左右。

图36：2008至2022年全球半导体产品销售均价及环比增速

资料来源：Wind，德邦研究所

存储器市场价格周期主要与产能周期有关，库存周期表现不明显。以2013年11月至今主要NAND和DRAM品类的现货平均价的十日移动平均值为例，可以看出存储器价格也存在较为明显的周期，但这个周期大约在3-4 年，说明存储器价格主要受产能周期影响，与库存周期关联性较弱。

图37：2013至2022年典型存储器产品十日移动平均价走势

资料来源：DRAMexchange、Wind，德邦研究所

4.全球半导体产业链：价值量分布与生产要素特征

4.1.产业链概况：3大环节+3个支撑+N种下游应用

半导体产业链包括3个核心环节、3个重要支撑和N种下游应用。半导体产业链是数字经济的支柱，其主体包括设计、制造、封装与测试三大环节，产业支撑包括基础科学技术研发、半导体设备和半导体材料。半导体产品下游是电子整机与系统厂商，包括消费电子、计算机与服务器、通信和物聯、汽车、工业、医疗军事与航空航天等应用领域。

不同分工模式下，各环节承担厂商不同。IDM模式下，芯片设计、制造、封装测试等环节均由IDM厂商承担；晶圆代工模式下，设计、制造、封测等环节分别由Fabless厂、Foundry厂和OSAT厂承担。随着集成电路技术与产品更迭速度加快，IDM厂为了降低制造成本，实现更高的经济收益，开始发展Fab-lite 模式，即轻晶圆厂模式，将部分成熟制程的制造环节外包给协助厂商代工，部分制造环节留下，因此这种方式也称混合模式。

图38：半导体产业链环节、基础支撑与下游应用领域

资料来源：德邦研究所绘制

4.2.区域特征：全球半导体产业链价值量与生产要素特征

全球主要国家与地区通过细化分工、紧密配合，在半导体产业链中扮演了迥异的角色，同时也获取不同程度的价值量。

1）各环节价值量：设计>晶圆制造>设备>封测>材料

根据SIA和BCG报告，半导体产业链的设计环节在整个产业链中大约占59%价值量，其中：EDA 工具和IP 授权业务占 3%；逻辑芯片设计占 30%，且以Fabless 模式的厂商为主；存储芯片设计占9%，且以IDM模式的厂商为主；DAO产品设计占17%，且以Fab-lite 模式的厂商为主。作为产业链支撑的半导体制造设备和材料，分别占12%和5%,晶圆制造环节占19%,封装与测试环节仅占6%。

2）区域分布特征：基于地区在不同生产要素优势的分工与合作

半导体产业链的区域分布与各环节的生产要素特征有关。整体上看：1)美国、韩国、日本和中国台湾等发达国家或地区在全球半导体产业价值链占比高于消费占比。美国在半导体产业的整体价值链中占比约35%，高于25%的消费占比。韩国的价值链占比约16%，消费仅2%。日本在全球半导体产业中贡献13%价值，消费占比约6%。中国台湾在产业价值链占比约10%，但仅消费约1%。2)欧洲、中国大陆则是价值链占比低于消费。2021年欧洲在半导体价值链占比约10%，消费占比约20%，中国大陆在价值链占比约11%，消费占比却高达24%。

设计、设备属于研发密集型环节，需要参与厂商不断投入研发支出用于开发新技术，推出新产品，从而保持自身竞争力。区域特征上：1)美国和欧洲在设计、设备环节占据绝对的主导权；2）美国在EDA与IP核领域占72%的价值量，在逻辑芯片设计领域占67%，在芯片设计领域合计占比接近50%，在设备环节占比约42%；2）韩国在存储芯片领域占据58%价值量，超过美国的28%；3）除美国外，日本在设备环节占比约27%，超过欧洲的21%。

图39：全球半导体产业分环节、区域价值量分布

资料来源：Capital IQ、Gartner、SEMI、IHS Markit、SIA、BCG，德邦研究所
注：分环节与区域价值量占比为2021年SIA数据，各区域半导体产品消费占比、各环节价值量占比为2019年SIA数据

半导体材料和晶圆制造属于资本开支密集型环节，不断增长的下游需求为行业带来增量产能需求，通过成长性的资本开支将企业产能提升一个台阶，进而带动未来收入和利润的增长，对于晶圆材料和晶圆制造企业至关重要。对于以台积电为晶圆代工龙头，维持成长性资本开支的能力，本身也是企业的蛾河之一。区域特征上，中国台湾、中国大陆、日本和韩国则替代欧美占据主导权。材料环节，中国大陆和中国台湾分别占19%和23%,韩国和日本分别占17%和14%。晶圆制造环节，中国大陆和中国台湾分别占21%和19%，韩国和日本分别占17%和16%。

封装与测试环节属于资本开支和劳动力密集型环节。封装与测试环节参与者包括IDM厂商的封测车间或工厂，和专业封测代工厂商(OSAT)。封测环节通常技术含量较低，而对劳动力需求较高，经过数十年的发展，逐渐形成了以中国大陆的长电科技、通富微电和华天科技等OSAT厂商主导的产业格局。2021年中国大陆在全球半导体封测环节价值量占比约38%，中国台湾（以日月光为代表）占比约19%。

图40：全球半导体产业链各环节研发支出和资本支出占比

资料来源：Capital IQ、Gartner、BCG，德邦研究所

在市场经济的主导下，各国家与地区负责不同环节，共同构筑全球半导体产业链。以某款智能手机AP为例，欧洲和美国主要负责提供EDA工具、IP授权和芯片设计环节。智能手机OEM厂商通过比较，最终确定芯片供应商和芯片型号，然后得到订单的芯片供应商，将芯片图绞付给位于中国台湾的晶圆代工厂进行大批量制造。另一方面，晶圆厂产线所需的各类设备主要由美国、日本和欧洲的供应商提供。晶圆片则先由一家美国公司提潍硅，然后交由日本多晶硅制造商加工厂电子级多晶硅，再由韩国厂商将单晶硅锭切割成硅片，最终送到中国台湾晶圆厂的产线上。中国台湾晶圆厂加工好的芯片送往马来西亚完成封装，最后在中国大陆的工厂被组装到智能手机中，然后智能手机OEM厂商将产品销往全球。

图41：全球IC 产业链分工（以某款智能手机AP为例)

资料来源：BCG&SIA 2021 《Strengthening the global semiconductor supply chain in an uncertain era》，德邦研究所

5.全球市场历史、现状与市场结构特征

5.1.整体量价：市场增长主要由销量贡献，价格基本不变

根据Wind统计数据，2007至2021年间：全球半导体销量从5802亿颗增长至11469亿颗,年均增速约为5%；与此同时，全球半导体产品销售均价从0.441美元/颗增长到0.485美元/颗，年均增速仅为0.68%。因此全球半导体市场销售额的成长主要由销量增长贡献，半导体销售均价变化不大。

图42：2007至2021年全球半导体产品销量及增速

资料来源：Wind，德邦研究所

图43：2007至2021年全球半导体产品销售均价及增速

资料来源：Wind，德邦研究所

5.2.分区域：中国大陆在销售端份额最高，美国企业在供给端份额最高

5.2.1.销售端：亚太市场份额超过60%，中国大陆是最大消费地区

分地区来看，亚太地区在全球半导体销售额中超过60%。根据WSTS统计数据，1999年全球半导体产品分地区销售额占比中，美洲、欧洲、日本、亚太地区（不包括日本）分别为32%、21%、22%和25%，以美国为代表的美洲地区为主要市场。此后，亚太地区市场半导体销售额快速提升，1999至2021年CAGR达10.6%，超过美洲市场的4.4%约6.2pct，其市场份额不断提升，逐渐超过其他地区总和，至2021年亚太地区市场份额达到62%。

图44：1999-2021年全球半导体分区域市场销售额

资料来源：WSTS、Wind，德邦研究所；注：日本市场数据单列，因此亚太市场数据不包含日本

中国大陆在亚太市场份额最高，同时也是全球第一大半导体产品消费地区。根据SIA统计数据，2021年美洲、欧洲、日本、亚太其他地区、中国大陆的市场份额分别为21%、9%、8%、27%、35%。中国大陆市场以1877亿美元销售额成为全球半导体产品最大消费地区。

图45：1999至2023年全球半导体分地区市场份额及预测

资料来源：WSTS、Wind，德邦研究所；注：日本市场数据单列，因此亚太市场数据不包含日本

图46：2021年全球半导体分地区市场份额

资料来源：SIA、Wind，德邦研究所；
注：1）亚太其他不包含日本、中国大陆；2)SIA与WSTS 存在口径差异，统计数据略有不同

5.2.2.供给端：美国企业在全球半导体市场供应端占据主导地位

美国在全球半导体市场供应端占据接近一半份额。1）1983年美国厂商在全球半导体销售市场占据超过50%的供给份额。但是在此后几年间，日本半导体企业的在翱竞争中逐渐崛起，向美国倾销大量半导体产品，叠加1985年至1986年的行业衰退，美国半导体企业全球供给份额在约1988年左右下降至低点，总共下降约19个百分点，日本实现反超，占据了全球半导体行业领导地位。2）1988年后，美国半导体产业开始反弹，且日本半导体行业受到《日美半导体协定》影响，市场份额逐渐下滑。至1997年，美国半导体产业以超过50%的供应份额重新回归全球领导地位，且一直保持至今。

图47：1983至2021年全球半导体市场供应端各地区份额

资料来源：WSTS、Omdia、SIA，德邦研究所

美国厂商在全球整体市场和分地区市场上，均占据主导地位。2021年全球半导体产品市场的供给侧，美国企业占46%，韩国占21%、欧洲和日本各占9%，中国大陆和中国台湾共占15%。在各地区市场上，美国企业也都占据供给侧主导地位。2021年，在中国半导体市场上，美国企业约占49.9%供应份额；在美洲半导体市场上，美国企业供应份额约为38.7%，与不同市场的需求结构等因素有关。

图48：2021年美国企业在全球半导体各地区市场供给侧份额

资料来源：WSTS、SIA，德邦研究所

5.3.分产品：逻辑IC和存储IC是销售额占比较高的类型

分产品来看，集成电路占半导体产品销售额的比重维持在80%以上。根据WSTS统计数据，1999年集成电路产品（包括模拟电路、微处理器、逻辑电路、存储电路）销售额1,302亿美元，占比87.1%。此后集成电路产品销售额增速保持稳定增长，1999至2021年CAGR为5.9%，只比全球半导体销售额CAGR略低0.3pct。至2021年，集成电路产品销售额约4630亿美元，占半导体83%市场份额；分立器件销售额约303亿美元，占6%；光电子器件销售额约434亿美元，占8%；传感器产品销售额约191亿美元，占3%。集成电路产品份额始终维持在80%以上，是半导体产品的最主要类型。

图49：1999-2021年全球半导体分产品市场销售额

资料来源：WSTS、Wind，德邦研究所

集成电路产品中，逻辑IC和存储IC比重最高，MCU份额呈下降趋势。2021年，集成电路销售额4630亿美元，占半导体销售额的83.3%。其中：模拟电路销售额741亿美元，占半导体销售额的13.3%；微处理器销售额 802亿美元，占15.1%;逻辑电路销售额1548亿美元，占30.8%;存储电路销售额1538亿美元，占27.7%。逻辑芯片和存储芯片销售在集成电路产品中比重最高，同时也是半导体产品份额最高的两类产品。除此之外值得注意的是，以MCU为代表的微处理器产品份额在1999年至今呈现下降趋势，从34.6%下降至2021年的14.4%；与此同时，以CPU、GPU等通用芯片为代表的逻辑电路产品份额从1999年的15.5%上升至2021年的27.9%，呈现上升趋势。原因主要是，用于工业、通讯等领域嵌入式系统的 MCU 在过去二十年中增速不高，而个人电普及和智能手机出现极大拉动了通用逻辑芯片的需求。

图50：1999-2021全球半导体分产品市场份额变化

资料来源：WSTS、Wind，德邦研究所

图51：2021年全球半导体分产品市场份额

资料来源：WSTS、Wind，德邦研究所

5.4.分下游应用：计算机和通信是主要应用领域

分下游应用市场来看，半导体产品下游主要包括计算机、通信、汽车、消费电子、工业等应用领域。根据SIA数据，2021年全球半导体产品在计算机领域应用份额最高，约为31.5%，通信领域约为30.7%，汽车、消费电子、工业分别约占 12.4%、12.3%、12.0%。

图52：2021全球半导体市场分下游应用市场份额

资料来源：SIA，德邦研究所

图53：1998至2020年全球集成电路下游应用市场份额

资料来源：Statista，德邦研究所

从集成电路下游应用的市场份额来看，计算机和通信是最主要市场。过去二十年，随着全球通信网络从有线到无线，从2G到5G不断换代升级，通信领域集成电路应用市场份额不断提升，与此同时计算机领域的集成电路市场份额逐渐下降。根据Statista数据，2020年集成电路下游应用市场份额，计算机和通信分别占39.7%、35.0%，二者合计超过70%；其余消费电子、汽车、工业及其他分别

占 10.3%、7.5%、7.5%。

不同类型的半导体产品在下游应用领域的占比有所区别。根据SIA2019 年报告数据，可以将半导体产品分为存储芯片、逻辑芯片和DAO三类，DAO表示分立器件（Discrete）、模拟器件（Analog）、光电器件（Optoelectronics）和传感器（Sens0rs)。1）在下游应用市场中，移动手机占26%，其他消费电子产品占10%，PC占19%，包含数据中心和通信在内的ICT基础设域占 24%，工业领域占12%，汽车市场占10%。2）对于不同应用领域：存储芯片在手机中占比最高，达到 39%；逻辑芯片在个人电脑比最高，达到 64%；DAO 类产品在工业和汽车占比较高，分别为63%和59%。

图54：2019年全球半导体分产品、分下游应用销售额占比

资料来源：SIA、WSTS、Gartner，德邦研究所；注：（1）ICT基础设炮括数据中心、通信等，（2）DAO表示分立器件、模拟器件、光电器件和传感器

6.中国半导体产业现状、特征和存在的问题

6.1.销售端：市场规模持续扩大，占GDP比重不断提升

整体市场：中国大陆在全球半导体市场份额第一，且市场规模仍然保持上升趋势。根据SIA统计数据，2021年中国大陆市场半导体产品销售额约为1877亿美元，同比增长24.5%，与全球市场增速保持一致；2022年中国大陆半导体市场略微下降1.1%，约为1857亿美元。市场份额上，2016年中国大陆市场占全球约31.5%，然后逐年提升至2019年的34.8%，近两年略有下降，但整体较为稳定。

图55：2015至2022年中国大陆半导体销售额及增速

资料来源：SIA、Wind，德邦研究所

图56：2015至2022年中国大陆半导体销售额占全球比重

资料来源：SIA、Wind，德邦研究所

集成电路（IC）产品在半导体市场占据主要份额。根据中国半导体行业协会统计数据，2004年中国IC产业整体规模约为545亿元人民币，2010年成长为1440亿元规模，2021年则同比增长21.3%至10458亿元（约合1641亿美元，占中国半导体市场约87%)，突破万亿规模。近10 年中国IC产业年均复合增速约为18.4%，高于全球IC市场6.5%的增速水平。

图57：2004至2021年中国集成电路产业各环节销售额及增速

资料来源：中国半导体行业、Wind，德邦研究所

产业链环节：在集成电路产业链中，设计环节销售额占比最高。2021年中国IC 产业设计、制造、封测环节分别占43%、30%和26%。从三大环节销售额占比变化来看，IC设计环节销售额占比自2004年以来不断提升，制造环节销售份额在 2011年前后时间出现局部下降，此后回升至30%，份额占比趋于稳定，而产业链价值较低的封测环节，则呈现持续下降趋势。

图58：2004至2021年中国集成电路产业各环节销售份额变化

资料来源：中国半导体行业、Wind，德邦研究所

中国集成电路产业在GDP比重不断提升。根据中国半导体协和国家统计局数据，2002年中国集成电路销售额在GDP占比约为0.22%，2021年时已经提升至0.91%，按照2021年集成电路销售额占半导体市场87%计算，2021年中国半导体产品销售额占GDP的比重超过1%，约为1.05%。

图59：2002-2021年中国集成电路产业占GDP比重

资料来源：中国半导体行业协、国家统计局、Wind，德邦研究所

作为对比，美国2021年半导体产业增加值对国内GDP的贡献约为2769亿美元，其中：直接贡献约961亿美元，间接贡献约856亿美元，其他相关贡献约953亿美元。2021年美国GDP现价约为23.32万亿美元，半导体产业贡献占比约为1.19%。

图60：2021年美国半导体产业的总增加值(GVA)对GDP的贡献

资料来源：SIA、美国经济分析局，德邦研究所

6.2.供给端：IC产值快速增长，自给率水平仍需提升

过去十年中国大陆IC 产业快速增长，供应端增速高于销售端推动中国大陆IC 产值占销售比重不断提升。根据ICInsights 数据，2010年中国大陆IC市场销售规模约为570亿美元，IC产值约58亿美元，占销售市场的比重约为10.2%。随着中国大陆近几年扩产加速，这一比重在过去十年不断提升。至2021年，中国大陆生产的IC产品约为312亿美元，占消费端的比重提升至16.7%，预计2021至2026年中国大陆IC生产端将保持13.3%的年均复合增速，2026年中国大陆IC 产值占销售的比重预计将提升至21.2%。

图61：2010-2026F中国大陆IC市场规模与IC产值变化及预测

资料来源：IC Insights 2022，德邦研究所

中国大陆IC产量占比仍然处于较低水平,与全球第一大IC消费国地位相悖。另一方面，中国大陆的IC产值在消费端占比仍处于较低水平。根据ICInsights 数据，2021年中国大陆IC市场约为1865亿美元，占全球5105亿美元的36.5%，是全球第一大IC消费国。但中国大陆生产的IC产品仅占中国市场需求的16.7%，在全球市场的份额仅为6.1%，仍然具有较大提升空间。ICInsights 预测，2026 年中国大陆IC产值将达582亿美元，预计占全球IC市场7177亿美元的8.1%，即使考虑到本土IC 设计公司采圆厂成品后再大幅加价销售给终端系统厂商带来的产值提升，2026年中国大陆IC产值在全球IC市场比重仍然只有10%左右。

图62：2021年中国IC产值与IC产值变化及预测

资料来源：ICInsights 2022，德邦研究所；注：中国公司IC产值统计口径为总部位于中国大陆的公司，不包含台积电等总部位于中国台湾的公司，和三等总部位于韩国的公司

大陆IC厂商在生产端产值占比不足40%，国产化替代仍然处于较低水平。中国IC产值中有相当一部分来自台积电、SK海力士、三星英特尔、电子等在中国设有IC晶圆厂的非大陆本土企业。根据ICInsights 数据，2021年中国大陆生产的312亿美元IC产品中，总部位于中国大陆的本土企业生产了约 123亿美元，占比39.4%，其中约27亿美元来自IDM厂，约96亿美元来自中芯国际等纯晶圆代工厂。排除总部位于中国大陆外地区的企业，仅就中国大陆本土企业而言，其IC产值在全球IC市场的比重从6.1%下降至2.4%，在中国IC市场的比重从16.7%下降至6.6%。整体来看，芯片的国产替代仍然处于较低水平。

6.3.进出口：贸易逆差大，高端芯片依赖进口

中国集成电路/半导体进出口单向金额快速增长，但贸易逆差持续扩大。根据海关总署统计的进出口数据，我们将集成电路、二极管及类似半导体器件的进出口数据之和作为半导体进出口数据。2007年至2022年，我国集成电路和半导体产品均保持快速增长，集成电路进口/出口、半导体进口/出口年均增速分别为8.15%/13.35%、8.02%／13.60%，虽然出口增速更快，然而贸易逆差的绝对值也在快速增长。2007至2022年，中国集成电路/半导体产品贸易逆差从1049亿美元／1078亿美元扩大至2616亿美元/2262亿美元，年均增速为6.28%/5.07%。

图63：2007-2021中国集成电路进出口金额及同比增速

资料来源：海关总署、Wind，德邦研究所

图64：2007-2021中国半导体产品进出口金额及同比增速

资料来源：海关总署、Wind，德邦研究所；注：半导体进出口金额为集成电路与二极管及类似半导体器件之和

高端芯片进口、低端芯片出口现象仍然显著。从集成电路进出口均价数据来看：1)2007年至2022年我国进出口芯片的单价整体均呈现缓慢下降趋势，但近几年出现小幅回升。一方面，虽然集成电路制造工艺的改善使得单个晶体管的平均单价快速下降，但与此同时单个芯片集成的晶体管数量也在快速提升，这两种特点的叠加使得芯片产品在过去十几年间虽然也在下降，但下降速度并未表现得很高。2)2007年至2022年，我国进口芯片单价一直高于出口均价，说明进口的芯片中高端产品较多，而出口的芯片中以低端为主。但近几年我国出口芯片均价提升好于进口均价提升幅度，或说明我国出口的芯片中高端产品占比在逐步提升。

图65：2007-2021中国集成电路与半导体贸易逆差持续扩大

资料来源：海关总署、Wind，德邦研究所；注：净进口金额=进口-出口，半导体为集成电路与二极管及类似半导体器件之和

图66：2007-2021中国集成电路进出口均价

资料来源：海关总署、Wind，德邦研究所

我国半导体仍然较为依赖进口，半导体产品在我国整体进口金额占比屡创新高。半导体进口金额近10年整体保持上升趋势，2021年半导体/集成电路在整体进口金额占比约16.4%/15.3%，比2020年18.2%/17.0%的高点略有下降，但

整体仍然维持较高水平。

图67：1995至2022中国集成电路与半导体进出口占整体进出口金额比重变化

资料来源：海关总署、Wind，德邦研究所；注：1）2004-2006年集成电路进出口年度数据有所缺失；2）半导体进出口金额为集成电路与二极管及类似半导体器件之和

7.中外对比：大陆半导体产业仍然任重道远

7.1.投资力度：中国半导体产业投入与美国相比有待提升

7.1.1.全球半导体产业研发投入对比

1、分区域：在全球主要国家和地区中，美国在半导体产业研发投入最高，中国大陆最低。

根据 SIA统计的2021年全球主要国家和地区对半导体行业的研发投入占销售额比重数据，美国约为18%，欧洲约为15%，中国台湾约为11%，韩国约为9.1%，日本为8.3%，中国大陆约为7.6%。

图68：2021年全球主要国家和地区半导体行业研发支出占销售额比重

资料来源：The 2021EU Industrial R&D Investment Scoreboard、SIA，德邦研究所

2、分行业：在全部大类行业中，中美两国半导体产业研发投入均位于行业前列水平。

美国：根据SIA数据，2021年在美国主要大类行业中，半导体行业研发支出占收入比重约为18%，位列第二，仅次于制和生物技术，高于软件和计算机、移动通信、传媒技术硬件与设备等其他信息科技行业。

中国：由于数据可得性，我们以5000 余家上市公司为样本，按照Wind二级行业标准分类，2021年中国上市公司中半导体与半导体生产设备行业研发支出占收入比重约为7.7%，与前面 SIA测算的7.6%基本一致。2021年中国A股上市公司半导体行业研发投入水平位列第三，次于软件与服务、制生物科技。

图69：2021年美国半导体及其他大类行业研发支出占收入比重

资料来源：The 2021 EU Industrial R&D Investment Scoreboard、SIA，德邦研究所；注：*不包含半导体行业

图70：2021年中国A股上市公司半导体及其他大类行业研发支出占收入比重

资料来源：Wind，德邦研究所；注：统计口径为截至2023-02-24的A股所有上市公司数据，不包含非上市企业

7.1.2.中美两国半导体产业投资力度对比

1、研发支出占收比

对于企业而言，研发支出是维持创新的必要条。美国：根据SIA测算，美国半导体行业研发支出占收入比重从2001年到2021年基本保持在16%\~20%，在美国全行业中保持最高。中国：根据Wind 数据，使用中信二级半导体行业口径，中国A股上市公司中半导体企业整体研发支出占收入比重近年来保持快速上升趋势，2021年约为10.5%，与美国的17%相比仍有一定差距。

图71：2001至2021年中美两国半导体行业研发占收入比重

资料来源：美国半导体公司财报、SIA、Wind，德邦研究所注：中国仅统计A股上市公司数据

图72：2001至2021年中美两国半导体行业资本支出占收入比重

资料来源：美国半导体公司财报、SIA、Wind，德邦研究所注：中国仅统计A股上市公司数据

2、资本支出占收比

对于半导体产业而言，资本支出能力是维持产业竞争力的关键因素之一。美国：根据SIA数据，2021年美国半导体行业总资本支出约为405亿美元，占半导体行业销售额比重的14%。美国半导体行业资本支出占收比呈现周期性波动特征，整体上在8%\~20%之间波动。中国：根据Wind数据，中国A股的半导体上市公司2021年整体资本支出占收比约为20.7%，高于美国，且2020年以来维持在较高水平。

3、整体投资力度

我们将研发支出和资本支出占收比之和作为半导体行业整体投资力度。对比中美两国可以发现，2001年以来，美国半导体行业整体投资力度基本稳定在30%左右。中国半导体行业整体投资力度保持上升趋势，2020年约为33%，是近几年高点，2021年为31.2%，略有下降，整体水平与美国相当，但结构有待优化。

图73：2001至2021年美国半导体行业投资强度变化

资料来源：美国半导体公司财报、SIA，德邦研究所

图74：2001至2021年中国半导体行业投资强度变化

资料来源：Wind，德邦研究所；注：中国仅统计A股上市公司数据

7.2.头部企业：中国大陆头部企业与海外巨头仍有差距

中国大陆半导体产业链各环节头部企业与海外半导体龙头公司相比，收入规模与盈利水平等方面仍然存在一定差距。我们分别统计了中国大陆和海外半导体产业链的龙头上市公司毛利率和收入规模：

1）纵向来看，中国大陆和海外半导体产业链各环节盈利能力分布基本一致，大致呈现“设计>设备>IDM>制造>材料>封测”的分布特点。

2）横向来看，在半导体产业链的各环节，中国大陆龙头公司在收入规模和盈利水平上，都显著弱于海外半导体龙头公司。

设计环节：中国大陆韦尔股份、兆易创新2021年毛利率份分别约为34%、47%，收入分别为241亿元、85亿元，而海外龙头高通、英伟达2021财年毛利率分别为58%、65%，收入分别为2168亿元、1715亿元。

设备环节：中国大陆北方华创、中微公司2021年毛利率分别为39%、43%，收入分别约为97亿元、31亿元，而海外龙头应用材料(AMAT）、阿斯麦(ASML)2021财年毛利率分别为47%、53%，收入规模分别为1474亿元、1344亿元。

晶圆代工环节：中芯国际 2021年毛利率约为29%、收入约为356亿元，而台积电则达到了52%的毛利率和3654亿元的收入规模。

图75：2021年中国大陆半导体产业链各环节主要公司收入规模与盈利水平

资料来源：Wind，德邦研究所；注：中芯国际采用A股财务数据

图76：2021年海外半导体产业链各环节主要公司收入规模与盈利水平

资料来源：Wind、CapitalIQ，德邦研究所；注：海外上市公司财务数据使用2021财年报告期，使用历史汇率折合人民币计价

我们，经过几十年的发展，海外半导体在产业链分配、产业竞争格局等方面都已经相当成熟，经过多年兼整合，头部企业规模体量不断壮大、垄断特征逐步凸显、产业链话语权增强致使盈利能力不断提升。而反观国内半导体企业，

目前仍处于高速成长阶段，头部企业规模不高，竞争能力仍待加强。

8.全球半导体产业趋势

8.1.长期：技术迭代速度放缓，市场需求稳定增长

8.1.1.物理极限和成本增长致使摩尔定律迎来瓶颈

1、物理极限：摩尔定律推动晶体管物理尺寸即将到达极限，量子隧穿效应将明显影响芯片性能。自1965年摩尔定律提出至今，半导体晶体管已经沿着摩尔定律预测路径发展了60年左右。目前芯片制程工艺已经到达3nm左右的节点，台积电规划2025年实现2nm工艺量产。但随着晶体管尺寸继续缩小，当晶体管大小接近1nm左右时，与0.1nm的原子直径尺寸量级接近，量子隧穿引起的晶体管漏电效应将愈发明显，以至于影响芯片正常工作。同时，当芯片晶体管尺寸越来越小时，芯片发热现象就会越来越严重，进而影响到芯片的性能和寿命。所以，近几年晶体管尺寸缩减速度已经逐渐放缓，逐渐偏离摩尔定律方向。

图77：晶体管尺寸缩减速度逐渐放缓，偏离摩尔定律

资料来源：AMD，德邦研究所

图78：2015年以来主要晶圆代工厂芯片制程节点演进与规划

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

英特尔

(intel)

14 nm+

10nm

10nm+

7 nm

4nm

3nm

2 nm

三星

SAMSUNG

28 nm

10 nm

7 nm

6nm

5nm

4 nm

3nm

2nm

台积电

tsmc

16 nm+

10 nm

7 nm

7nm+

5nm

5nm+

3nm

2nm

台海精路电路配者设份有限公司中芯国际 SMIC

28 nm

14 nm

12nm

摩尔定理理论值

7 nm

5nm

3nm

1 nm

资料来源：Intel、ICInsights、电子工程专辑网，德邦研究所绘制

2、设计成本：晶体管密度提升带来的边际效应增长放缓,芯片设计成本陡增。随着制程节点的缩减，除了制造环节需要在设备、研发投入较大成本外，设计环节的成本将随着晶体管数量增加和密度提升而急剧增加。

图79：芯片成本随单个处理器晶体管数量的增多而急剧增加

资料来源：Karl Rupp、Ourworldindata.org、IBS 等，德邦研究所

根据BCG测算，以SoC芯片为例，将IP授权、架构、验证、物理、软件、原型和验证环节费用计入芯片设计成本中，2006年时65nm节点的SoC芯片设计成本约为2900万美元，而2020年量产的5nmSoC总设计费用达到了5.42亿美元。从65nm到5nm，芯片制程大致缩减了13倍，但设计费用是原来的18.7倍。

图80：随着制程节点不断迭代SOC设计成本陡增

资料来源：IBS、AnySilicon、TSMC、BCG，德邦研究所

8.1.2.台积电先进制程新工艺渗透速度或将减缓

对于晶圆厂来说，先进制程工艺能够不断迭代的重要动力之一，是对于新工艺的研发与投资能够维持公司竞争力和利润率，并抢夺更大的市场份额。2022年底台积电最新3nm工艺实现量产，预计将在2023年体现在收入结构上。我们对2018 年以来台积电分制程节点收入占比数据进行分析，发现台积电上一代 5nm工艺较更早的7nm工艺，其收入份额提升速度有所减缓。

图81：2018Q1至2022Q4台积电分制程节点收入占比变化

资料来源：台积电官网，德邦研究所

我们将台积电的5nm 和7nm工艺收入份额数据单独列示，把开始有收入份额的季度作为Q=1将数据对齐。7nm工艺在2018Q3 收入份额约为11%，此后收入份额快速提升，在2019Q4 达到 35%，而上一代5nm工艺在2020Q3收入份额为8%，至2022Q4才 32%左右，渗透速度较7nm 明显减缓。

图82：台积电5nm和7nm工艺季度收入份额变化对比

资料来源：台积电官网，德邦研究所

8.1.3.后摩尔时代先进封装和Chiplet技术有望突围

集成电路沿着摩尔定律经过60年左右的发展，随着工艺节点的不断演进，技术开发成本、设计成本和制造端投资成本大幅攀升，产品良率和生产效率开始出现下降的势头。尽管英伟达、英特尔等不同产业巨头对于摩尔定律目前是否有效存在不同的看法，但是集成电路沿摩尔定律发展终将面临器件尺寸无法持续缩小的问题，半导体产业已经进入到“后摩尔时代”。

后摩尔定律时代，芯片制造工艺正面临三大挑战，即图形转移技术、新材料工艺、制造良率的提升，特别是在引入FinFET之后，更为复杂的器件结构使得集成电路的制造难度大幅提高、良率明显下降。业界早在2015年左右就已经开始在工艺、材料和制造技术上寻找新的技术创新。后摩尔时代的技术主要有三个方向：1）延续摩尔定律（MoreMoore)，即在现有的框架下，通过提高设计、制造、封装上的技术，把微电子的性能挖掘用尽；2）超越摩尔定律（More thanMoore),即发展在之前摩尔定律演进过程中所未开发的部分；和3）新器件（BeyondCMOS)，即发展硅基CMOS器件之外的新型半导体器件。

超越摩尔定律包含两层含义，一是不再仅是通过单纯地缩减晶体管尺寸，还要通过优化电路设计和系统算法来提升芯片性能；二是芯片集成度的提升可以通过其他方式来实现，例如先进封装和芯粒（Chiplet）拼接技术。

图83：后摩尔时代的三个方向：延续摩尔定律、超越摩尔定律和新器件

资料来源：Adrian Mihai lonescu 《Nanoelectronics roadmap:evading Moore's law》，德邦研究所

先进封装包括晶圆级封装（WaferLevelPackage）及系统级封装（System inPackaging)，系统级封装进一步分为2D封装、2.5D封装、3D封装等多种形式。目前主要的先进封装技术包括：倒装封装（Flip-Chip）、晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）、系统级封装（SiP）等。

图84：Flip-ChipBGA封装示意图

资料来源:Desmond Y.R.Chong 等《Exposed Die-Top Encapsulation Moldingforan Improved High-Performance Flip Chip BGA Package》，德邦研究所

图85：2.5D结构SiP封装示意图

资料来源：王阳元《集成电路产业全书》，德邦研究所

Chiplet,即芯粒，是指预先制造好、具有特定功能、可组合集成的晶片（Die),芯片拼接技术即将不同的芯粒通过先进封装技术整合到一起，形成一个完整地集成电路。Chiplet技术的大规模应用需要解决芯片接口标准化的问题，2022年3月，英特尔聯AMD、ARM、高通、微软、谷歌云、Meta、台积电、日月光、三靳业巨头成立通用芯粒高速互连（UCle），制定了技术标准，为推动芯粒

技术产业化铺平道路。

图86：基于Chiplet的异构架构应用处理器的示意图

资料来源：芯原股份公司公告，德邦研究所

图87：AMD采用Chiplet技术的处理器示意图

资料来源：AMD，德邦研究所

对于中国半导体产业而言，目前先进封装和Chiplet技术是后摩尔时代中国与国外技术差距相对较小的技术领域，在美国不断出台对华半导体出口限制措背景下，中国半导体产业有望通过先进封装和Chiplet技术突破美国对先进制程的限制。

8.1.4.长期来看下游应用市场仍将保持稳定增长

市场方面，长期来看半导体下游广泛应用领域整体上仍将保持稳定增长。未来几年5G、人工智能、VR/AR、智能网车、物\~等各类新兴领域仍将给电子产品市场带来广阔的长期增量空间，而作为电子设备“大脑和“心脏”的半导体产品预计保持一定的增速。根据Omdia2021年报告数据，各类电子设备2021年市场规模预计为2.45万亿美元，2024年预计将达到2.80万亿美元，三年平均增速约为4.6%。

图88：2008-2024全球电子设备相关行业市场规模及预测

资料来源：Omdia2021，德邦研究所

8.2.中期：资本开支冲高回落，产能周期进入下行阶段

中期来看，全球半导体产业或将进入产能周期下行阶段。

2020年，新冠病毒全球大流行加速了在线办公渗透率提升，电脑平板、手机等各类电子设备销量大幅提升，旺盛需求推动多数晶圆厂产能利用率超过85%（正常水平约为80%左右)，部分代工厂接近或超过100%。2021年，企业纷纷扩大资本开支、提升产能，全球资本开支增速达到近几年极大值。

2022年后，地缘政治、通货膨瓣因素致使全球经济放缓，H1资本开支仍在增加，但产能紧张局面已得到缓解，且晶圆厂的产能利用率21Q4已出现下滑，制造商开始削减未来资本支出预算。另一方面，存储器市场的疲软和美国对中国半导体生产商的限制（限制美国公司设备）也将对23年全球资本开支造成一定负面影响。IC Insights于11月 22日下濒测，预计 22年全球资本支出约为1817亿美元，同比增速约18.7%，而23 年预计全球半导体资本支出将下滑约19.3%至1466亿美元。

图89：2023年全球半导体产业资本支出预计将出现大幅下降

资料来源：ICInsights 2022-11预测，德邦研究所

8.3.短期：产能利用率下行，全球市场2023年或将萎缩

2020年新冠疫情大流行除了对中期维度全球半导体资本开始造成冲击，更为明显的是加剧了晶圆厂产能利用率和全球半导体销售市场等短期指标的波动幅度。

全球晶圆厂产能利用率平均水平将在2022四季度下降至85%左右。从2020年至今全球晶圆出货量和晶圆厂产能季度数据来看，出货量环比增速在 2021 年一季度已经达到高点，此后环比增速开始下降，但晶圆厂产能环比增速仍在提升。2022年四季度，SIA预测全球等效8英寸晶圆出货量将环比下跌约6%至约2.24亿片，而全球晶圆厂产能仍将提升至约2.65亿片，晶圆厂产能利用率将进一步下跌至85%左右。

图90：2020Q1至2022Q4全球半导体晶圆厂产能与出货量同比增速及预测

资料来源：SIA、Gartner，德邦研究所

中国主要本土晶圆代工厂产能利用率高于全球平均水平。中国大陆晶圆代工厂主要以成熟制程工艺为主，2020年以来汽车和工业领域半导体产品需求旺盛，且叠加美国对中国半导体行业的限制和国产替代趋势，中国主要晶圆代工厂产能力利用率均高于全球平均水平。在2020至2022年间，中芯国际基本以接近100%产能利用率的水平满功率运行，华辨导体更是创造了最高110.9%的整体产能利用率。2022年下半年，随着全球半导体下行周期开启中芯国际和华辨导体产能利用率也有所下滑。根据公司公告的最新数据，2022四季度中芯国际整体产能利用率约为79.5%，华辨导体约为 103.2%。

图91：中国大陆主要晶圆代工厂产能利用率高于全球平均水平

资料来源：中芯国际公司公告、华蚌导体公司公告、Wind、SIA、Gartner，德邦研究所注：中芯国际公告的产能利用率按8时晶圆约当产出总额除以估季度产能计算；全球晶圆厂2022Q4产能利用率为预据

2023年全球半导体市场规模或将萎缩。由于通货膨等因素，下游应用市场短期增长乏力，中游晶圆厂产能利用率下滑或将进一步降低芯片销售价格。2023年全球半导体销售市场或将出现萎缩。根据WSTS于2022年11月29日发布的最新预测,2022年全球半导体销售额约预计同比增长4.4%至5801亿美元，2023年或将同比下跌4.1%至5566亿美元。

图92：2022-2023年全球半导体销售额预测

资料来源：WSTS2022-11-29预测，德邦研究所

8.4.竞合：全球半导体产业从全面合作走向局部博弈

半导体产业的安全性和韧性成为全球各地区竞争焦点。近几年，随着全球经济迅速走向数字化，各行各业对半导体芯片的需求猛增。同时，2020年以来的新冠疫情大流行使得全球半导体产业供应链和物流链遭到破坏，短期内加剧了芯片供需矛盾。不仅如此，作为数字时代的底层支撑，半导体芯片在国际竞争的背景下愈发具有战略意义，半导体产业的安全性和韧性成为各方竞争的焦点。

8.4.1.美国：“对内鼓励、对外合作、对大陆竞争”的半导体产业政策

为保持美国在半导体科技领域的领先地位，自2021年以来美国政府先后采取了一系列政策举措，主要可以分为三种类型：对内促进美国芯片产业链各环节发展，对外欧日韩等国家和中国台湾地区加强合作互补，对中国大陆则采取技术、设备等多种出口限制政策措施

在国内政策上，美国提升半导体产业的制造能力对于保证国家安全和经济竞争力至关重要，因此美国政府从2021年以来先后通过《国防授权法案》《无尽前沿法案》《芯片和科学法案》等多种立法措施在投资和税收等方面给予半导体产业优惠政策，激励国内半导体制造环节的发展，增强美国芯片国际竞争力。

表3：2021年以来美国国家层面芯片产业相关政策举措 (1/3)—对内促进制造业发展

时间	美国部门	政策/措施/会议等	相关内容
2021年1月	国会	通过《国防授权法案（NDAA）》	该法案包含名为《为美国创造有益的半导体生产激励措施的立法，授权一系列计划以促进美国境内半导体的研究、开发和制造，旨在促进美国芯片产业发展
2021年3月	白宫	公布“美国就业计划”	白宫公布2万亿美元的“美国就业计划”，提议美国国会专门拨出 500亿美元，补贴美国芯片产业的制造与尖端芯片的研发拜登提出通过加大对美国芯片投资、设计和研究的投入以增强美国在半导体领域的领
2021年4月	白宫	召开“恢复半导体和供应链执行官桧”	导地位，并称两党均支持立法为芯片产业提供高达 500亿美元的资助，这是美国2.3 万亿美元基础设施划的一部分
2021年5月	参议院委员会	通过《无尽前沿法案》	该法案授权在未来5年内拨款1100多亿美元用于基础和先进技术的研究。其中， 1000 亿美元将投资于关键技术领域，包括人工智能、半导体、量子计算、先进通信。 100 亿美元用以设立至少十个区域技术中心，并创建供应链应对计划，以解决影响汽车制造芯片短缺等问题
2021年6月	参议院	通过《2021年美国创新与竞争法案》	该法案包含为CHIPS forAmerica 法案，提供520 亿美元用于国内半导体研究、设计、生产，其中390亿美元为半导体生产计划开发提供支持，112亿美元为半导体行业的研发活动提供支持
2021年6月		参议院提出《促进美国制造半导体法案》	提议给予芯片制造商25%的制造设备和设资税收抵免，旨在为建设、扩建和升级美国和众议院的半导体制造设施和设备提供支持，该法案将协美国把半导体制造业带回，确保未来美国在半导体领域的领导地位
2022年2月	众议院	通过《2022年美国竞争法案》	提出总投入2570亿美元，其中向芯片制造业投资520亿美元，投资450亿美元用于改善关键商品的供应链，以及1600亿美元的科学研究和创新投入
2022年2月	众议院	通过《为芯片生产创造有益的激措案》	将创立美国芯片基金，拨款 520亿美元用于加强美国半导体制造和研究
2022年7月	参议院众议院	通过《芯片和科学法案》	8月，美国总统拜登正式签署该法案，计划在5年内投资2800亿美元，使美国在全球技术优势竞争中领先于中国。其中，法案将在5年内为半导体行业提供 527亿美元资金。其中390亿美元将直接用于制造业补贴132亿美元用于研究和劳动力发展， 20亿美元用于汽车和国防系统中使用的传统芯片，5亿美元用于国际信息通信技术安全和半导体供应链活动。并为高科技制造商提供240亿美元的税收抵免。法案还向半导体行业提供了25%的投资税负抵免优惠，覆盖半导体生产以及相关设备的资本开支

资料来源：美国白宫等政府部门网站、学术PLUS微信公众号，德邦研究所整理

在对外合作上，美国半导体供应链安全至关重要。美国在半导体设计环节虽然处于全球领先地位，但是在半导体制造环节比较依赖中国台湾、韩国，在后端封装测试上比较依赖亚洲地区。因此美国政府与欧洲、日本、韩国和中国台湾地区互动，希望能加强在半导体产业链上的相互合作，增强芯片供应链安全。

表4：2021年以来美国国家层面芯片产业相关政策举措 (2/3)—对外加强多边合作

对外合作地区	时间	政策/措施/会议等	相关内容
欧洲	2021年6月	成立美国-欧盟贸易和技术委员会 (TTC)	倡导“以价值观规制技术”，强调需通过民主、人权等共同价值观来规制技术的发展美欧达成一项强半导体供应链的聯翘，最初重点是缓解短期半
欧洲	2022年9月	美国-欧盟贸易和技术理事会（TTC）会议	导体供应瓶颈，随后解决较长期的供应链脆弱问题，并采取更统一的方式来监管大型全球科技公司
日本	2021年4月	日本营义伟与美国总统拜登会晤	双方将在半导体供应链方面进行合作，并分别设立专门政府工作组分担芯片研发和生产职责把日本重建半导体制造自主能力和加强尖端技术管控作为优先事项
	2021年6月	日本翻菅义伟推出增长战略赣	以确保半导体供应安全，并支持日本公司与美国和中国台湾等地主要芯片制造商合作
	2022年5月	日本和美国就深化半导体研发合作达成协	在全球半导体供应短缺的情况下，两国将扩大产能，确保具有战略重要性的芯片的稳定供应
	2022年6月	美国和日本布若干研究和生产合作措施	为确保供应链的稳定性和国家安全，自主生产用于量子计算机、数据中心、导弹、战机、创新智能手机等领域的核心芯片，美国和日本宣布将于5年内在日本建立新一代半导体生产基地，共同研究2纳米芯片等先进工艺和技术
韩国	2022年5月	韩国与美国共同发表韩美伙伴关系聯棚	韩美将促进对半导体（包括先进芯片和汽车级芯片）等互补投资，并承诺在材料、和设备的整个供应链上进行互补投资，以扩大这些关键产品的生产能力
中国台湾	2021年3月	美国在台官员讲话	美国在台协（AIT）处长、外交官郦英示，在半导体方面，美国和中国台湾是天然的合作伙伴，促进这种合作是美国的优先事项美国、日本、澳大利亚和印度在华盛顿举行四方首议后，白宫发
日澳印	2021年9月	美日澳印华盛顿四方首议	布了关于新兴技术的原则翘，四方将励一项计划，以评僻导体及其关键部件的产能、识别漏洞并加强供应链安全。这一举措将确保四方合作伙伴支持一个多样化和竞争性的市场，为全球数字经济提供必要的安全关键技术

资料来源：美国白宫等政府部门网站、学术PLUS微信公众号，德邦研究所整理

在对华政策上，美国贯彻近几年与中国在人工智能、5G、量子计算等科技领域的竞争政策。在半导体领域，美国试图通过供应链重组、限制先进技术出口等措施实现对中国半导体领域的技术限制。

表5：2021年以来美国芯片产业相关政策举措 (3/3)—对大陆竞争

时间	政策/措施/会议等	相关内容
2022年	试图组建Chip4（芯片四方）聊	美国再次召集日本、韩国与中国台湾地区意图组建芯片四方（Chip4），旨在应对与中国相关的潜在供应链中断问题
2022年7月		向中国禁售 14nm 以下制造设备美商务部要求美国半导体设备制造商禁止向中国大陆供应用于14nm 或以下芯片制造的设备
2022年7月	限制获得补美国公司在华投资	美国商务部表示，将限制520亿美元半导体补规模和用途，获得补公司将被禁止于10 年内在中国等国从事任何涉及前沿半导体制造能力提升以及成熟半导体出口产能扩张的重大交易
	2022年8月将半导体材料和EDA 纳入出口管制	美国商务部工业和安全局（BIS）更新了出口管制规则，对半导体材料和EDA设计工具进行出口管制，将四项"新兴和基础技术”纳入出口管制清单，具体包括：两种能承受高温高电压的第四代半导体材料氧化镓和金刚石；专门用于全栅场效应晶体管（GAAFET）结构的3nm及以下芯片的电子计算机辅助设计（EDA/ECAD）软件；可用于火箭和高超系统的励增益燃（PGC）技术 “芯片和科学法案”涉及多款“与中国竞争”的，包括如果在美国建厂的半导体公司同时也
2022年8月	拜登签署“芯片和科学法案”	在中国或其他潜在“不友好国家”建设工厂，则不能获得该法案的补贴对美国与外国科学家以及政府之间的交流加强监督，禁止在美国获得资助的科学家参加由中国和俄罗斯赞助的外国人才招聘项目，阻止NSF（美国国家科学基金会）向任何开设孔子学院的大学颁发奖项以及要求报告任何来自外国的5万美元或以上的捐赠
		2022年8月要求AMD和英伟达禁售计算芯片美国要求AMD和英伟达停止向中国出口用于人工智能的两种顶级计算芯片

资料来源：美国白宫等政府部门网站、学术PLUS微信公众号，德邦研究所

除了在半导体领域出台相关政策对华竞争，美国还多次利用各类贸易管制名单制度精准限制中国企业，目前华为、中芯国际、长游储、上海微电子、海光信息等多家中国半导体和信息产业的优秀企业被美国列入相关名单中。

表6：美国主要使用的几种贸易管制名单制度基本情况梳理

	特别指定国民清单 (SDN 清单）	实体清单	未经核实清单 (UVL清单)	被拒绝人员清单	军事最终用户清单 (MEU清单）	中国涉军企业清单 (CMC 清单）
英文名称	Specially Designated Nationalsand Blocked Persons（SDN） list	BIS Entity List	BIS Unverified List (UVL)	Denied Persons List	Military End User (MEU) List 美国商务部	Chinese Military Companies（CMC）List
主管部门	美国财政部海外资产管理办公室 (OFAC)	美国商务部工业与安全局（BIS)	美国商务部工业与安全局 (BIS)	美国商务部工业与安全局 (BIS)	工业与安全局 (BIS) 国家武装部队及相关	美国国防部
准	策和经济构成威胁	认定标对美国国家安全、外交政违反美国国家安全和/ 或外交政策利益	BIS 无法核实物终用途和终端用户的合法性及可靠	因违反《出口管制改国民警卫队、国家警革法》被定罪的实体察、政府情报或侦查	机构（包括陆军、海军、海军陆战队、空军或海岸警卫队以及组织)，还包括行动旨在支持军事最终用途的任何其他最终用户	中国人民解放军或中国政府部门所有或控制或有关聊任何人，或者由中国国防部门所有或控制的实体
被列入企业的影响	清单对与美国相关的业务或美元取受《出口管制条金融交易被切断	在没有获得BIS 颁发的出口衔证的情况下，被列实体不得获例》（EAR）管控的物项(包括货物、原材料、软件升级更新及技术交流）		获取EAR管控物瑷到不能再参与美国出口 EAR744 补编2中美国投资者禁止参与“中一定限制，但其限制程相关贸易，无法获取所列物项口给军事国涉军企业清单”上企业度低于实体清单受EAR 管控的物项最终用户清单上的主的境内外证券融资行为	BIS 基本不会允谢体
被列入清单的典型中国企业	中国电子进出口总公司、新疆生产建设兵团、珠海振戎等	海康威视、华为、中韞大学、国科精密、芯国际、中广核等上海应用物理研究所等		深圳市驰创电子	中国航发、哈飞等	浪团、中国电子科技集团等

资料来源：美国商务部、美国国防部、美国财政部、方达律师事务所微信公众号、金华促贸网、中共中央党校、中国贸易投资网、中国国际贸易促进委员会吉林省委员会、《美国对华法律政策工具以及我国反制措施开究》蔡开明，德邦研究所整理

8.4.2.中国大陆：半导体产业政策仍有待加强

2015年以来中国国家和地区政府对支持半导体发展的相关政策不断，但仍缺少较为全面具体的顶层战略性政策。半导体作为信息产业的核心，在我国也一直受到高度重视，近年来国家层面和各省市地区接连出台一系列政策法规，支持和引导国内半导体行业的发展，进一步完善国内芯片产业链各环节的布局，增强核心技术能力。2014年国务院发布《国家集成电路产业发展推进纲要》，作为我国集成电路产业顶层战略规划，从发展目标、发展重点、保障措多方面提出了具体要求和举措，力争推动我国集成电路产业努力实现跨越式发展。到2023年，该纲要发布即将满10年，全球半导体产业环境在近几年发生了较大变化，中国需要出台更加符合当下竞争局势的顶层规划战略。

表7：2015年至今国家层面半导体产业相关支持政策梳理

时间	部门	政策名称	相关内容
2015.05	国务院	《中国制造2025》	着力提升集成电路设计水平，不断知识产权（IP）核和设计工具，突破关系国家信息与网络安全及电子整机产业发展的核心通用芯片，提升国产芯片的应用适配能力；掌握高密度封装及三维（3D）微组装技术，提升封装产业和测试的自主发展能力；形成关键制造装备供货能力
2016.07	国务院	《国家信息化发展战略纲要》	制定国家信息领域核心技术设备发展战略纲要，以体系化思维弥补单点弱势，造国际先进、安全可控的核心技术体系，带动集成电路、基础软件、核心元器件等薄弱环节实现根本性突破
2016.08	国务院	《“十三五”国家科技创新规划》	加快实施部署的国家科技重大专项推动专城果应用及产业化，提升专施成效，确保实现专项标；持续攻克“核高基”（核心电子器件、高端通用芯片、基础软件）、集成电路装备等关键核心技术提升核心基础硬件供给能力，提升关键芯片设计水平，发展面向新应用的芯片；加
2016.12	国务院	《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》	快16/14 纳米工艺产业化和存储器生产线建设；提升封装测试业技术水平和产业集中度，加紧布局后摩尔时代芯片相关领域；实现主动矩阵有机发光二极管（AMOLED）、超高清（4K/8K）量子点液晶显示、柔性显示等技术国产化突破及规模应用；推动智能传感器、电力电子、印牌子、半导体照明、惯导航等领域关键技术研发和产业化，提升新型片式元件、光通信器件、专用电子材料供给保障
2017.01	国家发改委	指导目录（2016版）》	能力《战略性新兴产业重点产品和服务目录中包括集成电路芯片设计及服务，芯片设计平台（EDA工具）及配套IP库。内容还涉及集成电路材料、设备，集成电路芯片制造、封装和产品
2018.03	财政部	《关于集成电路生产企业有关企业所得税政策问题的通知》（财税 (2018) 27号)	一、2018年1月1日之后投资新设的集成电路线宽小于130纳米，且经营期在10 年以上的集成电路生产企业或项，第一年至第二年免征企业所得税，第三年至第五年按照 25%的法定税率减半征收企业所得税，并享受至期满为止；二、2018 年 1月1日之后投资新设的集成电路线宽小于65纳米或投资额超过150亿元，且经营期在15年以上的集成电路生产企业或项，第一年至第五年免征企业所得税，
2019.05	财政部	《关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告》	第六年至第十年按照 25%的法定税率减半征收企业所得税，并享受至期满为止依法成立且符合条的集成电路设计企业和软件企业，在 2018年12月31日前自获利年度起计算优惠期，第一年至第二年免征企业所得税，第三年至第五年按照 25%的法定税率减半征收企业所得税，并享受至期满为止
2020.08	国务院	干政策的通知》	国家鼓励的集成电路设计、装备、材料、封装、测试企业和软件企业，自获利年度《国务院关于印发新时期促进集成起，第一年至第二年免征企业所得税，第三年至第五年按照 25%的法定税率减半电路产业和软件产业高质量发展若征收企业所得税；聚焦高端芯片、集成电路装备和工艺技术、集成电路关键材料、集成电路设计工具、基础软件、工业软件、应用软件的关键核心技术研发，积极利
2021.03	国务院	远景目标纲要》	用国家重点研发计划、国家科技重大专给予支持。《中华人民共和国国民经济和社会攻关集成电路领域：集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发；集发展第十四个五年规划和2035年成电路先进工艺和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、微机电系统（MEMS）等特色工艺突破；先进存储技术升级，碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展
2021.12	国务院	《“十四五”数字经济发展规划》	瞄准传感器、量子信息、网络通信、集成电路、关键软件、大数据、人工智能、区堪连、新材料等战略性前瞻性领域，增强关键技术创新能力；完善5G、集成电路、新能源汽车、人工智能、工业互~等重点产业供应链体系，提升核心产业竞争力
2021.12	中共中央网络安全和信息化委员会工业和信息化部	《“十四五”国家信息化规划》	提升集成电路、基础软件、装备材料、核心元器件等短板，培育先进安全的数字产业体系，提出加强集成电路等关键前沿领域的战略研究布局和技术融通创新
2022.06	国家发展改革委财政部等六部门	《工业能效提升行动计划》	支持制造企业加强绿色设计,提高网络设备等信息处理设备能效；推动低功耗芯片等产品和技术在移动通信网络中的应用,推动电源、空调等配毂色化改造

资料来源：各政府部门官网，德邦研究所整理

8.4.3.其他地区：发布产业支持政策，维持半导体竞争力

除美国外，欧盟、日本、韩国和中国台湾地区也制定了相关产业政策以强化在特定环节的固有优势。

日本：2021年6月，日本经济产业省发布《半导体数字产业战略》，将半导体数字产业上升为国家战略予以高度重视。该战略提出要增加数字化投资，加强尖端逻辑半导体设计和开发，同步推进数字化和绿色技术，加大子技术聯研发攻关力度，从国家层面确保半导体生产和供给能力。2021年11月，日本经济产业省公布了振兴日本半导体产业的“半导体产业紧急强化方案”，期望藉由资金援助吸引厂商赴日兴建先进半导体工厂，同时计划对日本现有老旧半导体厂房的设备更新提供援助，并将携手美国研发新一代半导体，借此提振日本半导体产品市场份额。

表8：除中国大陆与美国外全球其他主要地区半导体产业政策梳理

地区	时间	部门	政策名称	相关内容
日本	2021.06	日本经济产业省	战略》	该战略围绕新冠疫情背景下，全球半导体供需形势、数字基础设施和数字产业等产业环境的重大变化，提出要增加数字化投资，加强尖端逻辑半导体设计和开发，同步推进数字化《半导体数字产业和绿色技术，加大子技术聯研发攻关力度，从国家层面确保半导体生产和供给能力。在半导体产业领域，日本将加强微型化工艺技术、3D堆叠技术开发，鼓励日本半导体生产、材料加工企业与国外先进代工厂合作，聯开发先进逻辑半导体，并在日本建立大规模生产工厂。
日本	2021.11	业省	日本经济产半导体产业紧急强化方案	该方案主要将日本半导体振兴对策分3个阶段（短、中、长期）来推动，其中做为政策核心的第一阶段（援助对策）就是为了确保日本国内先进半导体产能，将以补助金等方式分数年持续提供援助，来吸引海外厂商赴日设厂，补助对象将包含台积电计划在熊本县兴建的先进半导体工厂，也将对日本现有的老旧半导体工厂的设备更新提供资金援助、借此提升现有厂竞争力。第二和第三阶段，将携手美国着手进行新一代半导体技术的研发，且将建构可和全球企业等进行产学合作的国际性合作体制。
韩国	2021.05	韩国政府	《K一半导体战略》	以“造世界最强的半导体供应链”为愿景，围绕构建“K一半导体产业带”、加大半导体基础设键设、夯实半导体技术发展基础、提升半导体产业应对能力四大方面制定了 16 雕进课题，提出到 2030 年将半导体年出口额增加到 2000亿美元，将相关就业岗位增至 27万个，在韩国构建起全球最大规模的半导体产业供应链——“K一半导体产业带”，建立起集半导体生产、材料、件、设备和尖端设备、设计等为一体的高效产业集群。
韩国	2022.07	韩国产业通商资源部	《半导体超级强国战略》	以“造实力雄厚的企业，培养优秀半导体人才，成为半导体超级强国”为愿景，围绕四大行动方向发展本国半导体产业，包括：大力支持企业投资；官民合作培养半导体人才；确保系统半导体技术居世界领先地位；构建稳定的材料、件和设备生态系统。通过一系列举措的部署，韩国希望实现以下四大战略目标：引导半导体企业在未来5年内投资 340万亿韩元（约合人民币1.75万亿元）；在未来10年内培养15万名半导体专业人才；到 2030 年将全球系统半导体市场占有率从3%提升至10%；到 2030 年将材料、部件和设备自给率从30%提升至50%。
韩国	2022.08	韩国政府	《关于加强与保护国家尖端战略产业	《国家尖端战略产业法》（也称为“半导体特别法”），该法通过指定特色园区、支援基竞争力的特别措施础设施放宽核心规制等，大幅加强对半导体等战略产业领域企业投资的支援。
韩国	2022.12	韩国政府	法》《限制特别税收法》	该法案将三壁子和 SK 海力士等大公司的设施资企业税收优惠从之前的 6% 提高到 8%；中型企业和归类为小型或中型的公司的税收减免保持不变，分别为 8% 和 16%。
欧盟	2021.03	欧盟	《2030数字罗盘：欧洲数字十年之路》	在 2030年，欧盟生产的尖端、可持续半导体产业产量至少占全球总产值的20%（产能效率将是目前的10倍）。
欧盟	2022.02	欧盟	欧洲《芯片法案》	欧盟将投入超过450亿欧元公共和私有资金，用于支持欧盟的芯片制造、试点项和初创企业，以提升欧洲在全球芯片制造市场的份额，降低对于亚洲及美国的依赖。目标是到 2030 年将欧盟目前的半导体产量在全球的份额从目前的不到10%提升到 20%左右。《产业创新》第10之2条第 72条正赣，被称为“中国台湾版芯片法案”，针
中国台湾2022.11		中国台湾行政院	《产业创新》	对技术创新且居国际供应链关键地位的公司，提供前瞻创新研发支出 25%抵减当年度应纳营利事业所得税额，并可以将用于先进制程的全新机器或设备支出5%抵减当年度应纳营利事业所得税额，且该机器或设备支出不设金额上限，二者合计的抵减总额不得超过当年度应纳营利事业所得税额 50%。按照目前鞣，台积电、科、瑞昱、等规模的公司都有机会适用。

资料来源：日本经济产业省、欧盟、韩国贸易和工业部、中科院、赛迪智库、科情智库、集微网、芯智讯、koreaherald，德邦研究所整理

韩国：2021年5月，韩国政府发布《K一半导体战略》，以“造世界最强的半导体供应链”为愿景，提出到2030年将半导体年出口额增加到2000亿美元，并将相关就业岗位增至27万个。2022年7月，韩国产业通商资源部发布《半导体超级强国战略》，再次强调“造实力雄厚的企业，培养优秀半导体人才，成为半导体超级强国”为战略愿景并明确了战略目标和相关举措。同时，韩国还分别在 2022年8月和12月通过“半导体特别法”和“限制特别税收法”，以加强对半导体企业的支持。

欧盟：2021年3月，欧盟发布《2030数字罗盘：欧洲数字十年之路》，为欧盟到2030年实现数字主权的数字化转型愿景指出方向，对于半导体产业，欧盟提出“到 2030 年在欧盟生产的尖端、可持续半导体产业产量至少占全球总产值的20%”。2022年2月，欧洲《芯片法案》公布，根据该法案，欧盟将投入超过450亿欧元公共和私有资金，用于支持欧盟的芯片制造、试点项和初创企业，以提升欧洲在全球芯片制造市场的份额，降低对于亚洲及美国的依赖。

中国台湾：2022年11月，中国台湾行政院通过《产业创新》第10 之2 案 (被外界称为“中国台湾版芯片法案")，该主要针对中国台湾省内进行半导体技术创新的公司给予一定的补贴

8.4.4.中美博弈与全球产业链的割裂

中美科技竞争日益，底德陷阱或难以避免。在市场经济的主导下，各国家与地区负责不同半导体不同环节，共同构筑全球半导体产业链。随着中国在智能手机、5G通信、新能源汽车、人工智能等领域科技实力不断增强和综合国力逐渐崛起，美国和中国在科技领域的竞争日益，对中国半导体产业的限制手段层出不穷。尽管中国一直在努力避免陷入“底德陷阱”，但美国仍在割裂全球半导体产业链的道路上渐行渐远。

美国对中国半导体产业的遏制将逐渐走向单向半脱钩。中国大陆是第一大全球半导体市场，根据SIA数据，2021年中国大陆以1877亿美元销售额的占据全球 35%市场份额，是全球半导体产品最大消费地区。美国对中国半导体的遏制，主要目的是在高端芯片方面限制中国技术的发展，但中国巨大的市场对美国仍具有很大的吸引力。因此，美国可能一方面继续在高端芯片技术上遏制中国发展，另一方面努力避免与中国完全脱钩，进而逐渐走向单向半脱钩的状态。

中国有望携手非美国家和地区实现半导体产业新循环。在中美半导体领域逐渐割裂的情形下，日本、韩国、欧洲和中国台湾地区将在中美两应体系中主动或被动做出选，或两套本系均积极参与。中国大陆有望借助日本、欧洲在半导体设备和材料上的优势，造出去美国化的半导体供应链体系。

8.5.全球产业链重塑下，中国半导体产业的机遇

发展以半导体为代表的高端制造，是中国跨越中等收入陷阱的必由之路。2001年中国加入世贸组织后，不断深化改革，持续推进高水平对外开放，从入世之初的跟随者转变为世界经济的领跑者。对于中等收入国家来说，要摆脱中等收入的陷阱，一个关键的挑战就是以可持续的方式保持经济的高速增长，最现实、最直接的动力是经济结构调整，特别是产业结构升级，需要在自主创新和人力资本方面持续增加投入，培育新的竞争优势。发展半导体产业，正是我国实现产业结构升级、跨越中等收入陷阱的必由之路。

中国大陆半导体自给率提升空间大，全产业链均有望快速成长，逐步实现国产替代。根据ICInsights 数据，2021年中国大陆IC市场约为1865亿美元，但中国大陆生产的IC产品仅占中国市场需求的16.7%，仍然具有较大提升空间。目前全球半导体产业已经进入成熟期，海外半导体巨头渐进式成长，但中国半导体产业由于国产替代的需求，仍将保持快速成长。巨大市场空间有望推动全产业链企业高质量发展，建议关注本土半导体产业链设备、材料、功率IC设计、EDA、IP 核、先进制程、先进封装等环节的头部优秀企业。

表9：A股半导体设计公司基本情况梳理

Wind 代码	公司简称	主营业务	总市值（亿元）	收盘价（元）	PE	2021年收入（亿元）	2021年归母净利润（亿元）	2021年毛利率	2021年净利率
Wind 代码	公司简称	主营业务	总市值（亿元）	收盘价（元）	(TTM)	2021年收入（亿元）	2021年归母净利润（亿元）	2021年毛利率	2021年净利率
688041.S	海光信息H	高性能处理器生产商	1209	52.0	150.8	23.1	3.3	56.0%	18.9%
603501.SH	韦尔股份	分立器件设计	1030	87.1	33.2	241.0	44.8	34.5%	18.9%
002049.SZ	国微	智能芯片、存储器芯片	956	112.6	37.7	53.4	19.5	59.5%	37.1%
002180.SZ	纳思达	抑机业务	754	53.3	37.0	227.9	11.6	34.1%	7.0%
603986.SH	兆易创新	存储芯片、微控制器	714	107.0	25.7	85.1	23.4	46.5%	27.5%
688008.SH	澜起科技	内存接口芯片	663	58.3	51.0	25.6	8.3	48.1%	32.4%
300782.SZ	粤徽	身开关、射纸噪散大器	633	118.5	39.7	46.3	21.3	57.7%	46.1%
300661.SZ	圣邦股份	电源管理产品、信号链产品	578	161.9	57.9	22.4	7.0	55.5%	30.8%
000733.SZ	振华科技	新型电子元器件	549	105.6	22.9	56.6	14.9	60.8%	26.5%
688047.SH	龙芯中科	CPU研发制造商	477	119.0	939.6	12.0	2.4	53.7%	19.7%
603019.S	中科曙光H	高性能计算机	462	31.6	30.5	112.0	11.6	23.7%	11.3%
688385.SH	复旦微电	安全与识别芯片、非挥发存储器、智能电表芯片、FPGA芯片	454	70.3	58.2	25.8	5.1	58.9%	21.7%
688728.SH	格科微	CMOS 图感器和显示驱动芯片	441	17.6	50.0	70.0	12.6	33.7%	18.0%
300223.SZ	北京郡	微处理器芯片、智能视片	371	77.0	36.3	52.7	9.3	37.0%	17.5%
688256.S	寒武纪-UH	AI芯片	352	87.9	(30.9)	7.2	(8.2)	62.4%	-115.1%
688099.SH	晶晨股份	智能机顶盒芯片、智能电视主芯片	347	84.0	35.1	47.8	8.1	40.0%	17.3%
603893.SH	瑞芯微	智能应用处理器芯片、电源管理芯片	340	81.4	72.3	27.2	6.0	40.0%	22.1%
300474.SZ	景嘉微	图形处理芯片(GPU)	337	74.2	155.9	10.9	2.9	60.9%	26.8%
688052.SH	纳芯微	模拟及混合信号芯片	314	310.4	134.5	8.6	2.2	53.5%	26.0%
002405.SZ	四维图新	导航电子地图、汽车电子芯片	313	13.1	298.4	30.6	1.2	59.9%	4.1%
688536.SH	思瑞浦	高速、高精度、低功耗、超低噪蕨拟芯片	307	255.4	115.1	13.3	4.4	60.5%	33.5%
301308.SZ	波龙	移动数据存储产品	274	66.4	99.9	97.5	10.1	20.0%	10.4%
688220.SH	翱技 -U	无线通信芯片	272	65.0	(93.3)	21.4	(5.9)	27.1%	-27.6%
688107.SH	安路科技-U	可编程逻辑器件生产商	265	66.2	804.3	6.8	（0.3)	36.2%	-4.5%
603160.SH	汇顶科技	指纹识别芯片、电容触控芯片	249	54.3	171.6	57.1	8.6	48.2%	15.1%
000818.SZ	航锦科技	航空航天产品	222	32.7	79.6	48.6	7.3	28.1%	14.4%
688002.S	睿创微纳H	非制冷红外热成像 MEMS 传感技术	204	45.8	68.4	17.8	4.6	58.3%	25.8%
600100.SH	同方股份	消费电子设备	198	5.9	（10.0）	284.6	(18.8)	19.6%	-6.6%
688153.SH	唯芯-U	端及高端模拟芯片	195	47.7	(360.0）	35.1	(0.7)	27.8%	-2.0%
688213.SH	思特威-W	CMOS图像感器芯片	190	47.5	524.1	26.9	4.0	29.1%	14.8%
688798.SH	艾为电子	数模混合信号、模拟、身集成电路设计	184	111.0	(359.9)	23.3	2.9	40.4%	12.4%
300672.SZ	国科微	固态存储芯片、广视系列芯片	183	84.3	79.7	23.2	2.9	25.7%	12.6%
605111.SH	新湖	半导体功率器件设计	172	81.0	39.4	15.0	4.1	39.1%	27.4%
300101.SZ	振芯科技	安防监控、卫壁位	170	30.1	70.8	7.9	1.5	56.6%	17.3%
688261.SH	东微半导	高性能功率器件	164	243.0	64.4	7.8	1.5	28.7%	18.8%
688608.SH	恒玄科技	智能额 SoC芯片设计	151	126.0	57.3	17.7	4.1	37.3%	23.1%
300458.SZ	全志科技	智能应用处理器芯片、电源管理芯片	145	23.0	44.3	20.7	4.9	40.5%	23.9%
300613.SZ	富瀚微	安防监控产品	144	62.7	32.5	17.2	3.6	42.4%	22.3%
002036.SZ	刷电子	光学镜头及影膜组、触控显示器件	143	13.3	111.2	105.6	1.1	9.6%	0.8%
300327.SZ	中颖电子	单片机（MCU）产品集成电路设计	138	40.3	33.4	14.9	3.7	47.4%	24.8%
600171.SH	上海贝岭	智能计量产品、电源管理	136	19.2	23.0	20.2	7.3	34.1%	36.4%
688262.SH	国芯科技	自主可控嵌入式CPU	135	56.4	103.9	4.1	0.7	52.9%	17.2%
688110.S	东芯股份H	存储芯片研发销售服务商	132	29.8	36.1	11.3	2.6	42.1%	25.0%
688380.SH	中微半导	MCU芯片	116	29.0	31.1	11.1	7.9	68.9%	70.8%
688711.SH	宏微科技	功率半导体器件生产商	113	82.0	146.5	5.5	0.7	21.6%	12.4%
688381.SH	帝奥微	高性能模拟芯片	107	42.5	61.7	5.1	1.7	53.6%	32.5%
Wind代码	公司筒称	主营业务	总市值（亿元）	收盘价（元）	PE 2021(TTM)	年收入（亿元）	2021年归母净利润（亿元）	2021年毛利率	2021年净利率
300671.SZ	富满微	LED控制及驱动、电源管理类芯片	104	47.6	226.8	13.7	4.6	54.0%	33.0%
688173.SH	希获微	模拟集成电路设计公司	103	25.3	550.2	4.6	0.3	54.0%	5.5%
688123.SH	聚辰股份	EEPROM、马达驱动、智能片	102	84.6	36.0	5.4	1.1	38.8%	19.1%
300077.SZ	国民技术	安全芯片和通信芯片	96	16.1	73.5	10.2	2.2	48.0%	21.1%
688209.SH	英集芯	数模混合芯片	92	22.0	54.1	7.8	1.6	44.9%	20.1%
688279.SH	科技	电机驱动控制芯片	92	99.5	64.7	3.3	1.4	57.4%	40.9%
600770.SH	综艺股份	智能芯片	92	7.1	(31.3)	3.7	0.6	40.9%	24.2%
688368.SH	晶朝源	LED照明驱动芯片	89	142.2	(92.4)	23.0	6.8	47.9%	30.9%
688018.SH	乐鑫科技	物聊WiFi	89	110.7	66.5	13.9	2.0	39.6%	14.3%
688508.SH	芯朋微	模拟及数模混合设计	84	73.7	55.3	7.5	2.0	43.0%	26.7%
688766.SH	普冉股份	非易失性存储器芯片	79	156.7	38.5	11.0	2.9	36.2%	26.4%
688252.SH	天德钰	智能移动终端显示驱动芯片、摄马达驱动芯片、快充协芯片、电子标签驱动芯片	79	19.3	60.8	11.2	3.3	51.2%	29.5%
300183.SZ	东软载波	低鹿力载波通信产品	77	16.7	49.5	9.1	1.3	46.9%	14.6%
688182.SH	灿勤科技	微波介质陶瓷元器件生产商	73	18.3	92.3	3.3	0.9	36.7%	26.2%
688391.SH	钜泉科技	计量芯片、MCU和电力载波芯片等	71	123.5	38.8	5.0	1.0	45.5%	20.3%
688061.SH	灿瑞科技	数模混合芯片	69	90.1	37.9	5.4	1.3	43.2%	23.3%
688332.SH	中科蓝讯	无线额 SoC芯片	69	57.9	48.9	11.2	2.3	25.8%	20.4%
300123.SZ	亚光科技	分立器件、微波电路及组件	69	6.9	(5.0)	15.9	(12.0)	18.7%	-74.8%
688601.SH	力芯微	电源管理芯片、信号链芯片	65	72.5	32.7	7.7	1.6	39.0%	20.9%
688259.SH	创耀科技	通信核心芯片	64	80.3	70.1	6.4	0.8	29.8%	12.3%
688595.SH	芯海科技	高精度ADC、高性能 MCU	61	43.1	386.1	6.6	1.0	52.2%	14.5%
688699.SH	明微电子	数模混合及模拟集成电路设计	61	55.0	57.6	12.5	6.5	65.0%	51.7%
300324.SZ	旋极信息	智慧建筑业务、嵌入式信息安全产品	53	3.1	(59.8)	31.7	(1.1)	26.9%	-3.5%
688230.SH	芯导科技	功率半导体研发商	53	62.8	42.6	4.8	1.1	35.6%	24.1%
603068.SH	博通集成	无线通信身芯片	51	33.8	(45.6)	10.9	0.6	26.0%	5.3%
688205.SH	德科立	光电子产品供应商	51	52.6	44.9	7.3	1.3	34.3%	17.3%
688045.SH	必易微	模拟及数模混合集成电路	48	69.0	55.4	8.9	2.4	43.2%	26.8%
301366.SZ	一博科技	印制电路板(PCB)、印制电路板装配(PCBA)	46	55.6	30.6	7.1	1.5	42.3%	21.0%
002161.SZ	远望谷	RFID 芯片，电子标签、读写器	42	5.6	(82.4)	4.9	(0.7)	36.0%	-13.9%
688589.SH	力合微	OFDM 窄带高速电力线载波芯片	40	40.1	52.8	3.6	0.4	41.6%	11.7%
300645.SZ	正元智慧	智慧一	40	28.9	50.2	9.5	0.6	40.4%	6.8%
300302.SZ	同有科技	大数据存储基础架构	40	8.2	(665.2)	3.9	（0.1）	48.7%	-3.1%
688416.SH	恒烁股份	存储芯片和MCU芯片	39	47.7	54.6	5.8	1.5	40.8%	25.6%
688049.SH	炬芯科技	中高端智能额 SoC芯片研发	39	31.9	56.7	5.3	0.8	44.0%	16.0%
688325.SH	赛微微电	电池管理芯片	38	47.7	72.3	3.4	0.9	62.3%	26.3%
300667.SZ	必创科技	无线监测系统	38	18.7	59.5	8.5	0.8	36.3%	9.2%
688286.SH	股份	MEMS传感器	34	64.1	(228.0)	3.5	0.1	35.0%	3.8%
688130.SH	晶华微	模拟及数模混合集成电路	31	46.2	54.7	1.7	0.8	68.6%	44.6%
688086.SH	*ST	光存储介质、光存储设备	4	2.4	(1.0)	4.6	(2.3)	25.9%	-50.4%

资料来源：Wind，德邦研究所；注：截至2023年2月24日

表10：A股半导体EDA软件和IP核公司基本情况梳理

Wind代码	公司简称	主营业务	总市值（亿元）	收盘价（元）	PE(TTM)	2021年收入（亿元）	2021年归母净利润（亿元）	2021年毛利率	2021年净利率
301269.SZ	华大九天	模拟电路设计 EDA工具系统	529	97.4	301.7	5.8	1.4	89.4%	24.0%
688521.SH	芯原股份-U	半导体IP授权服务	309	62.1	418.8	21.4	0.1	40.1%	0.6%
301095.SZ	广立微	EDA软件开发	189	94.5	263.7	2.0	0.6	76.5%	32.2%
688206.SH	概伦电子	半导体 EDA工具	127	29.3	288.4	1.9	0.3	92.0%	14.4%

资料来源：Wind，德邦研究所；注：截至2023年2月24日

表11：A股和港股半导体晶圆代工制造公司基本情况梳理

Wind代码	公司简称	主营业务	总市值（亿元）	收盘价（元）	PE(TTM)	2021年收入（亿元）	2021年归母净利润（亿元）	2021年毛利率	2021年净利率
688981.SH	中芯国际	晶圆制造代工	1686	42.0	27.4	356.3	107.3	29.3%	31.4%
600703.SH	三安光电	LED芯片及外延片	964	19.3	95.1	125.7	13.1	22.2%	10.4%
1347.HK	华畔导体	晶圆制造代工	403	30.8*	11.5	16.5	2.6	27.7%	14.0%
601231.SH	环旭电子	通讯类、消费电子类产品	356	16.1	11.6	553.0	18.6	9.6%	3.4%
300456.SZ	赛微电子	MEMS晶圆制造	114	15.6	97.9	9.3	2.1	45.6%	20.1%
A21057.SH	晶合集成	晶圆制造代工				54.3	17.3	45.1%	31.8%

资料来源：Wind，德邦研究所；注：*为港元，截至2023年2月24日

表12：A股半导体封装测试公司基本情况梳理

Wind代码	公司简称	主营业务	总市值（亿元）	收盘价（元）	PE2021(TTM)	年收入（亿元）	2021年归母净利润（亿元）	2021年毛利率	2021年净利率
600584.SH	长电科技	封装测试	503	28.3	15.3	305.0	29.6	18.4%	9.7%
002156.SZ	通富微电	封装测试	358	23.7	49.1	158.1	9.6	17.2%	6.1%
002185.SZ	华天科技	封装测试	304	9.5	27.9	121.0	14.2	24.6%	14.2%
002436.Sz	兴森科技	封装基板	198	11.7	30.4	50.4	6.2	32.2%	12.2%
002745.SZ	桂栋	封装测试	138	9.3	22.4	186.1	11.6	33.3%	6.3%
603005.SH	晶方科技	封装测试	136	20.8	35.4	14.1	5.8	52.3%	41.0%
600667.SH	太极实业	封装测试	119	5.7	(87.4)	242.9	9.1	11.0%	4.2%
002077.SZ	大港股份	产开发，拓展封测业务	110	19.0	826.9	6.8	1.4	27.9%	23.1%
688403.SH	汇成股份	显示驱动芯片封测	98	11.8	52.1	8.0	1.4	29.6%	17.6%
002579.SZ	中京电子	封装基板	76	12.4	(94.6)	29.4	1.5	18.0%	5.0%
002845.SZ	同兴达	显示，摄，拓展先进封测业务	55	16.7	65.0	128.6	3.6	9.7%	3.1%
688135.SH	利懋片	测试服务提供商	43	31.0	78.7	3.9	1.1	52.8%	27.1%
300814.SZ	中富电路	封装基板	39	22.1	41.7	14.4	1.0	17.7%	6.7%
688216.SH	银科技	封装测试	30	28.7	2012.6	8.1	1.3	32.1%	16.6%

资料来源：Wind，德邦研究所；注：截至2023年2月24日

表13：A股半导体IDM公司基本情况梳理

Wind代码	公司简称	主营业务	总市值（亿元）	收盘价（元）	PE(TTM)	2021年收入（亿元）	2021年归母净利润（亿元）	2021年毛利率	2021年净利率
688396.SH	华润微	晶圆制造、功率半导体	721	54.6	27.3	92.5	22.7	35.3%	24.4%
600745.SH	闻泰科技	手机 ODM、半导体 IDM	690	55.5	27.4	527.3	26.1	16.2%	4.8%
688187.SH	时代电气	轨道交通装备产品	623	51.0	30.4	151.2	20.2	33.7%	13.5%
603290.SH	斯达半导	IGBT功率半导体芯片	510	298.9	70.7	17.1	4.0	36.7%	23.4%
600460.SH	士缴	模拟芯片制造	480	33.9	30.7	71.9	15.2	33.2%	21.1%
688375.SH	国博电子	身嫩波芯片	400	100.0	83.7	25.1	3.7	34.7%	14.7%
300373.SZ	拯科技	半导体功率器件、分立器件	282	55.1	25.0	44.0	7.7	35.1%	18.8%
688439.SH	振华风光	军用信号链产品及电源管理器	218	109.1	72.0	5.0	1.8	74.0%	37.4%
000988.SZ	华工科技	光电器件、装备制造	199	19.8	29.2	101.7	7.6	17.0%	7.4%
688048.SH	长光华芯	激芯片	167	123.4	125.9	4.3	1.2	52.8%	26.9%
300623.SZ	捷电	功率半导体分立器件、芯片	161	21.9	40.1	17.7	5.0	47.7%	27.8%
002281.SZ	光迅科技	光通信器件	154	22.1	25.6	64.9	5.7	24.2%	8.7%
002079.SZ	苏州固	半导体分立器件、太阳能电池	122	15.0	52.7	24.8	2.2	19.0%	8.9%
688270.SH	臻镭科技	终端身端芯片	114	104.2	88.3	1.9	1.0	88.5%	51.9%
600360.SH	华微电子	功率半导体	68	7.1	75.3	22.1	1.2	21.3%	5.2%
300708.SZ	聚灿光电	LED芯片及外延片	56	10.2	75.5	20.1	1.8	16.9%	8.8%
688313.SH	仕佳光子	光芯片制造	53	11.6	80.4	8.2	0.5	25.3%	6.4%

资料来源：Wind，德邦研究所；注：截至2023年2月24日

表14：A股半导体设备公司基本情况梳理

Wind代码	公司简称	主营业务	总市值（亿元）	收盘价（元）	PE 2021(TTM)	年收入（亿元）	2021年归母净利润（亿元）	2021年毛利率	2021年净利率
002371.SZ	北方华创	电子工艺装备、电子器件	1255	237.3	59.6	96.8	10.8	39.4%	12.3%
300316.SZ	晶盛机电	晶体硅生长设备	886	67.7	34.0	59.6	17.1	39.7%	29.0%
688012.SH	中微公司	MOCVD设备、触设备	659	107.0	52.2	31.1	10.1	43.4%	32.5%
688082.SH	盛美上海	清洗设备	374	86.3	67.0	16.2	2.7	42.5%	16.4%
688072.SH	拓荆科技-U	高端半导体专用设备	331	262.0	133.6	7.6	0.7	44.0%	8.8%
300604.SZ	长科技	测试设备	274	45.3	66.1	15.1	2.2	51.8%	14.7%
688120.SH	华海清科	CMP设备制造商	257	241.1	65.4	8.0	2.0	44.7%	24.6%
688200.SH	华懒控	测试设备	251	275.2	47.7	8.8	4.4	80.2%	50.0%
688037.SH	芯源微	光兹序涂彩设备	196	211.4	99.1	8.3	0.8	38.1%	9.3%
300567.SZ	精测电子	平板显示测试系统	180	64.9	117.5	24.1	1.9	43.3%	5.8%
600641.SH	万业企业	离子注入设备	169	18.1	137.0	8.8	3.8	56.2%	42.8%
688001.SH	华兴源创	设备	147	33.3	42.2	20.2	3.1	53.0%	15.5%
835368.BJ	连城数控	硅晶体生长、切磨加工	137	58.7	32.2	20.4	3.5	31.8%	16.2%
002006.SZ	精功科技	太阳能光用装备、碳纤维复合材料装备	130	28.5	71.5	17.3	1.1	21.5%	6.0%
603690.SH	至纯科技	高纯工艺系统、高纯工艺设备	119	37.1	46.5	20.8	2.8	36.2%	13.6%
688630.SH	芯巷微装	光备	105	86.7	80.1	4.9	1.1	42.8%	21.6%
301369.SZ	獭科技	后道封装测试设备	49	104.8	31.3	3.4	1.3	67.0%	37.2%
688312.SH	燕麦科技	FPC 领域测试设备	26	18.3	24.5	4.3	1.2	58.8%	28.2%

资料来源：Wind，德邦研究所；注：截至2023年2月24日

表15：A股半导体材料公司基本情况梳理

Wind代码	公司简称	主营业务	总市值（亿元）	收盘价（元）	PE 2021(TTM)	年收入（亿元）	2021年归母净利润（亿元）	2021年毛利率	2021年净利率
002129.SZ	TCL中环	新能源材料	1407	43.5	22.4	411.0	40.3	21.7%	10.8%
688303.SH	大全能源	高纯多晶硅	1030	48.2	6.3	108.3	57.2	65.7%	52.8%
688126.SH	产业-U	大硅片	550	20.1	321.0	24.7	1.5	16.0%	5.9%
603688.SH	石英股份	半导体级高纯石英管、棒、板等产品	479	132.7	71.0	9.6	2.8	45.6%	29.2%
688234.SH	天岳先进	碳化硅材料	373	86.8	(461.0)	4.9	0.9	28.4%	18.2%
605358.SH	立	半导体硅片	305	45.1	36.4	25.4	6.0	44.9%	24.5%
300395.SZ	菲利华	半导体设备石英纤维制造商	256	49.6	56.3	12.2	3.7	50.8%	30.7%
002409.SZ	雅克科技	阻燃、半导体化学材料、电子特种气	237	49.9	58.2	37.8	3.3	25.8%	9.0%
688690.SH	纳微科技	高性能纳米微球材料	223	55.2	78.2	4.5	1.9	83.9%	42.0%
003031.SZ	中瓷电子	电子陶瓷产品供应商	218	104.3	151.0	10.1	1.2	28.9%	12.0%
300666.SZ	子	高纯溅材	211	79.3	89.8	15.9	1.1	25.6%	6.2%
002617.SZ	鞍科技	电磁、碳化硅衬底片、光发电	172	8.9	(108.7)	35.5	0.7	14.5%	1.8%
300346.SZ	献光电	电子特气三甲基铟、三甲基镓	170	31.3	76.2	9.8	1.4	43.4%	18.6%
600330.SH	天通股份	专用装备制造及安装	152	12.3	21.0	40.8	4.2	26.0%	10.3%
688019.SH	安集科技	化学机械光液、光刻除剂	145	194.8	62.0	6.9	1.3	51.1%	18.2%
600206.SH	有研新材	薄膜材料、高纯金属材料、稀土材料	117	13.9	40.9	160.6	2.4	4.3%	1.6%
002171.SZ	楚材	钢合金板带材、钢合金线材	109	8.2	42.0	373.5	5.7	6.1%	1.6%
Wind代码	公司简称	主营业务	总市值（亿元）	收盘价（元）	PE(TTM)	2021年收入（亿元）	2021年归母净利润（亿元）	2021年毛利率	2021年净利率
300236.SZ	上海新阳	电子化学品、涂料品	106	34.0	321.1	10.2	1.0	35.4%	10.2%
300398.SZ	飞凯材料	电子化学品、光纤光缆涂覆材料	103	19.4	23.5	26.3	3.9	39.9%	15.3%
688106.SH	金宏钵	电子特气	99	20.4	47.0	17.4	1.7	30.0%	9.6%
688035.SH	德邦科技	电子封装材料	94	66.2	86.4	5.8	0.8	34.5%	13.0%
688268.SH	华特气钵	特种体	91	75.6	45.5	13.5	1.3	24.2%	9.6%
300655.SZ	晶瑞电材	锂电池粘结剂、超净高纯试剂	89	15.2	61.4	18.3	2.0	21.1%	11.3%
688300.SH	瑞新材	硅微粉	73	58.9	41.9	6.2	1.7	42.5%	27.7%
002428.SZ	云业	高纯锗材料产业、锗衬底光侬产业	71	10.8	(836.4)	5.6	0.1	19.6%	4.1%
688233.SH	神工股份	半导体级单晶硅材料	69	43.1	42.5	4.7	2.2	64.1%	46.1%
603078.SH	泚微	超净高纯试剂、光刻配贰剂	65	21.8	58.6	7.9	0.6	22.2%	7.1%
688401.SH	路维光电	掩膜产品	60	45.3	50.1	4.9	0.5	26.3%	5.8%
688020.S	方邦股份H	电子薄膜材料	53	66.6	(80.6)	2.9	0.4	49.8%	14.2%
688093.SH	世华科技	功能性粘接材料	51	21.3	25.7	4.3	1.8	61.3%	43.3%
688138.S	清溢光电H	掩膜版	51	19.1	61.7	5.4	0.4	25.0%	8.2%
603002.SH	宏昌电子	电子级环氧树脂	50	5.6	8.5	44.5	3.7	14.6%	8.4%
003026.SZ	中晶科技	硅材料研发	48	47.6	114.1	4.4	1.3	46.8%	31.7%
002119.Sz	康强电子	半导体封装材料	48	12.7	31.0	21.9	1.8	18.9%	8.3%
000925.SZ	众合科技	单晶硅及其制品、烟脱硫脱硝	47	8.3	33.7	29.1	2.0	32.8%	6.8%
300429.Sz	强力新材	光刻转用化学品	42	8.1	75.9	10.4	1.1	33.1%	10.7%
300706.SZ	阿石创	PVD镀膜材料	39	25.5	180.3	6.1	0.2	17.6%	4.3%
300200.SZ	高盟新材	复合聚氨酯剂	34	8.1	28.3	11.0	1.6	27.2%	14.5%
003015.SZ	日久光电	柔性光学导电材料	27	9.6	54.6	4.9	0.8	36.2%	16.9%

资料来源：Wind，德邦研究所；注：截至2023年2月24日

9.风险提示

1、下游需求不及预期风险

若半导体产品下游应用领域市场需求不及预期，全球和中国半导体市场将受到影响，市场销售情况可能恶化。

2、宏观经济增速不及预期风险

若宏观经济增速不及预期，将对半导体在内的相关行业的增长造成影响，全球和中国半导体市场增速都将放缓。

3、技术发展不及预期风险

若全球半导体产业技术进展不及预期，将对整个行业的发展产生不利影响。

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产业经济深度

研究助理

张威震

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内容目录

图表目录

1.核心摘要

2.产业概况与分析框架

2.1.研究范畴：半导体、集成电路与芯片

2.2.产品类型：芯片功能向集成化趋势发展

2.3.研究框架：基于供给与需求视角的产业分析框架

2.4.发展特征：产业区域转移与分工模式细化

2.5.从宏观总量到中观产业：半导体是数字经济的基石

2.5.1.数字经济：传统GDP的数字化部分，比重高、增长快

2.5.2.信息科技产业：数字经济的重要支撑和组成部分

2.5.3.半导体：信息科技产业的核心硬件

3.全球半导体产业的成长性与周期性

3.1.成长性：复盘，溯因，归纳

3.1.1.下游终端更迭推动上游半导体持续增长

3.1.2.从“强成长、弱周期”到“强周期、弱成长”

1、半导体在电子设备中价值量占比不断提升。

2、集成电路销售增速与GDP增速相关性将进一步加强。

3.1.3.成熟的表征：增速放缓、盈利增强

3.2.长周期：宏观与技术驱动的10年左右的产品周期

3.2.1.技术迭代推动下游市场更迭是产品周期的主要原因

1、全球半导体制造技术大约每10年跨上一个新台阶

2、摩尔定律推动集成电路晶体管单价约10年下降两个量级，晶体管数量每隔18至24个月翻倍

3、制造技术升级降低集成电路生产成本，全球超算算力快速提升

3.2.2.宏观经济在长期维度上强化了半导体产品周期波动

3.3.中周期：资本支出驱动的3-4年的产能周期

3.3.1.投资端的观测

3.3.2.产能端的实证

3.3.3.销售端的观察

3.4.短周期：短期供需驱动的3-6个季度的库存周期

4.全球半导体产业链：价值量分布与生产要素特征

4.1.产业链概况：3大环节+3个支撑+N种下游应用

4.2.区域特征：全球半导体产业链价值量与生产要素特征

1）各环节价值量：设计>晶圆制造>设备>封测>材料

2）区域分布特征：基于地区在不同生产要素优势的分工与合作

5.全球市场历史、现状与市场结构特征

5.1.整体量价：市场增长主要由销量贡献，价格基本不变

5.2.分区域：中国大陆在销售端份额最高，美国企业在供给端份额最高

5.2.1.销售端：亚太市场份额超过60%，中国大陆是最大消费地区

5.2.2.供给端：美国企业在全球半导体市场供应端占据主导地位

5.3.分产品：逻辑IC和存储IC是销售额占比较高的类型

5.4.分下游应用：计算机和通信是主要应用领域

6.中国半导体产业现状、特征和存在的问题

6.1.销售端：市场规模持续扩大，占GDP比重不断提升

6.2.供给端：IC产值快速增长，自给率水平仍需提升

6.3.进出口：贸易逆差大，高端芯片依赖进口

7.中外对比：大陆半导体产业仍然任重道远

1、分区域：在全球主要国家和地区中，美国在半导体产业研发投入最高，中国大陆最低。

2、分行业：在全部大类行业中，中美两国半导体产业研发投入均位于行业前列水平。

7.1.2.中美两国半导体产业投资力度对比

1、研发支出占收比

2、资本支出占收比

3、整体投资力度

7.2.头部企业：中国大陆头部企业与海外巨头仍有差距

8.全球半导体产业趋势

8.1.2.台积电先进制程新工艺渗透速度或将减缓

8.1.3.后摩尔时代先进封装和Chiplet技术有望突围

8.1.4.长期来看下游应用市场仍将保持稳定增长

8.2.中期：资本开支冲高回落，产能周期进入下行阶段

8.3.短期：产能利用率下行，全球市场2023年或将萎缩

8.4.竞合：全球半导体产业从全面合作走向局部博弈

8.4.1.美国：“对内鼓励、对外合作、对大陆竞争”的半导体产业政策

8.4.2.中国大陆：半导体产业政策仍有待加强

8.4.3.其他地区：发布产业支持政策，维持半导体竞争力

8.4.4.中美博弈与全球产业链的割裂

8.5.全球产业链重塑下，中国半导体产业的机遇

9.风险提示

1、下游需求不及预期风险

2、宏观经济增速不及预期风险

3、技术发展不及预期风险

全球半导体产业研究框架与市场现状-德邦证券-2023.3.10-70页-WN4