四、行业背景 现在有必要来先把半导体行业的一些基本知识做一点普及,这比较枯燥,也比较耗时,但作为一名立志以公司分析为方向的价值投资者,这一点你绕不开,也没有任何捷径可走,当然业类人士此处可以直接快进。 1、一些行业术语 欲练神功,必先自宫,以下资料大部分来自度娘。 IC:集成电路 是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的 晶体管、 二极管、 电阻、 电容和 电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构。在电子学中是一种把电路(主要包括半导体装置,也包括被动元件等)小型化的方式,并通常制造在半导体晶圆表面上。
晶圆 晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的 硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆;在硅晶片上可加工制作成各种 电路元件结构,而成为有特定电性功能之IC产品。晶圆的原始材料是硅,而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼,盐酸氯化,并经蒸馏后,制成了高纯度的多晶硅,其纯度高达99.999999999%。
芯片 是半导体元件产品的统称,指内含 集成电路的硅片,体积很小,常常是 计算机或其他电子设备的一部分。
CMOS图像传感器: 是一种典型的固体成像传感器,CMOS图像传感器通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成,这几部分通常都被集成在同一块硅片上。CMOS芯片一直主打制造成本较低、效率较高和数据传输速度较快等优势,目前的应用占比约为95%。而成本较高的CCD应用领域则不断萎缩。
2、半导体行业 半导体主要包括半导体集成电路(IC)和半导体分立器件两大分支,各分支包含的种类繁多且应用广泛,在消费类电子、通讯、精密电子、汽车电子、工业自动化等电子产品中有大量的应用。 全球半导体IC 产业已是成熟的周期性行业,IC制造营收占比过半。2013 年产业规模超过3000 亿美元;其中IC 制造、设计、封装的金额占比分别是24%、58%、17%。
中国IC 市场已成为全球最大的区域市场,2015 年有望达到1 万亿元,但自给率仅有22%。中国IC 行业已经呈现出加速追赶的态势。IC 产业规模从2001 年199 亿增长到2012 年2156 亿元,复合增速24%,远高于同期全球产业7% 增速。过去10 年大陆IC 设计产业发展最快。市场偏向于投入短期能见效的领域。由此造成贴近大陆消费市场,轻资产的IC 设计产业发展迅速, 2001-11 年大陆IC 设计营收复合增速近50%,2006-10 年也有30%,远高于同期台湾IC 设计12%的增长和全球7%的增长。中国集成电路发展已经遇到瓶颈。基础性的,重资产的制造和封装因缺乏长期资金而发展滞后,制约了行业未来的发展空间。2001-11 年大陆IC 制造和封装CAGR 分别只有28%和18%,2006-10 年更回落到14%和15%,明显慢于IC 设计增长。台湾拥有全球最完整的IC 产业链,2001-11 年设计:制造:封装的收入占比大致都保持在25:50:25,而大陆2011 年的比例是36:27:37, 核心问题是制造投入严重不足,同时无法带动封装的发展。大陆IC企业可能因得不到先进制程的支持而失去竞争优势。未来一条16nm先进制程的半导体代工厂投资额高达120-150亿美元,全球将只有Intel、台积电、三星这三家企业可以承担如此巨大的资本开支,其他企业已无力跟近,先进制造产能将快速集中。由此带来的寡头垄断对大陆IC设计也是致命的。
集成电路行业直接关系到国家安全,去IOE(IBM是服务器提供商,Oracle是数据库软件提供商,EMC则是存储设备提供商,三者构成了一个从软件到硬件的企业数据库系统。由这三驾马车构成的数据库系统几乎占领了全球大部分商用数据库系统市场份额。)只是在软件层面,而对国家安全影响更广泛的核心半导体芯片(计算机、通信、存储芯片)中国绝大部分依赖进口。如果发生战争,一个卫星发射的广播信号就可能让中国的所有手机全部瘫痪,或者一段网络密码就可以让骨干网络服务器瘫。 以上洋洋洒洒几百字,其实归根到底四句话:行业很重要、产业很庞杂、中国很落后、政府很着急。无论从IC行业的设备制造、原材料供应,到IC设计、晶圆制造、封装测试,中国都落后于国外。在经济结构调整,产业升级的今天,加快半导体行业发展的重要性愈发凸显,于是乎一个国家层面的千亿级别的产业扶持基金也呼之欲出。 3、IDM模式与垂直分工模式 全球半导体产业有两种商业模式,一种是IDM(IntegratedDevice Manufacture,集成器件制造)模式,另一种是垂直分工模式。 目前,全球主要的商业模式还是IDM。美国、日本和欧洲半导体产业主要采用这一模式,典型的IDM 厂商有Intel、三星、TI(德州仪器)、东芝、ST(意法半导体)等。IDM 厂商的经营范围涵盖了IC 设计、IC 制造、封装测试等各环节,甚至延伸至下游电子终端。
垂直分工商业模式源于产业的专业化分工,随着分工的逐渐深入,形成了专业的IP(知识产权)核、无生产线的IC 设计(Fabless)、晶圆代工(Foundry)以及封装测试(Package & Testing)厂商。垂直分工模式中,直接面对客户需求的只有Fabless 厂商。Fabless 为市场需求服务,IP 核、Foundry 以及封测企业为Fabless 服务。
IDM和垂直分工两种模式各有优劣,并无绝对标准来评判孰高孰低。大致来说,IDM模式的主要优点在于其垂直整合能力。IDM企业可以整合内部从设计到制造封装的各个环节,因此在产品的开发周期和效率往往相对较高,并且相同产品通常具有一定的价格优势。其主要缺点在于 投资巨大和对于市场反应相对较慢。目前,仅一条8寸晶圆产线的投资额高达10亿美元,而IDM企业必须拥有属于自己的制造工厂,因此往往需要巨额资金来保证生产线的建设和维护。同时,由于IDM企业通常情况下部门众多,规模庞大,因此对于市场的反应程度相对较慢。 垂直分工企业的主要优势在于其能够灵活的根据市场变化来调节自己的产品线。而其主要缺陷在于对于产业链没有绝对控制权,在产品的整体开发上要收到诸多限制。另外,一些纯IC设计企业和封装企业规模较小,一款产品往往占据了其绝大部分的收入,因此对于市场变化所带来的风险抵抗能力较差。 目前,IDM模式是集成电路产业的主流。2012年全球排名前20的半导体企业中有14家为IDM企业且营收规模远高于垂直分工企业。长期来看,这两种经营模式会始终存在并各有发展。目前在通用数字芯片领域已经出现IDM企业和Fabless(无晶圆厂)设计企业分庭抗礼的局面,但是在非通用IC领域和模拟IC领域,IDM企业仍然占据了绝对的市场份额,并且其优势在短期内难以撼动。下图为2012年全球 半导体企业排名(红底部分为垂直分工企业)。
目前,全球前4大半导体公司分别是英特尔、三星、台积电、高通。巧合的是,4大巨头恰恰是每个领域里面的第一名:Intel是 IDM公司,把设计和制造都发挥到了极致,多年稳居半导体龙头老大;三星则是从终端到芯片全部都做;台积电则是 Foundry产业的开拓者和绝对的统治者;高通则是Fabless的代表,靠在某一领域无人匹敌的优势以及IP的收入,成为全球前10名半导体公司中唯一的Fabless。 Foundry模式企业主要集中在亚洲地区。有关媒体在统计全球半导体芯片制造业份额时,发现台湾是目前全球最大半导体芯片制造基地。全球半导体芯片制造业中,200mm大小级别的芯片出产量中,中国台湾占据了21%的份额,超过日本和韩国,占据全球最大份额。排在第二的是日本,占据19.7%的份额,接下来就是韩国的16.8%,美国的份额为14.7%,而中国大陆份额为8.9%,略高于欧洲的8.1%。
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