強芯之夢(一)
我們在微信公眾號第一篇文章中指出「投資國運時代來臨」,通俗來說,我們就要投資中國具有發展潛力的行業,之前我們略微地提了下電子行業,其實電子行業細分行業眾多,每一個細分的電子行業都將會有我們大陸本土企業做大做強,接下來我們就來簡要地談談已經火熱了4年的半導體行業。
首先,半導體是所有電子產品中最為重要的器件,在過往的PC時代,英特爾得益於在CPU近乎80%-90%的市場份額,其一家公司就佔據了PC行業近40%的利潤。在如今的智能終端時代,半導體仍然是所有電子零組件中最為重要的一環。以一部64GB iPhone X為例,根據IHS Markit分析的BOM成本可知,其硬體總成本約為370.25美元,其中由蘋果自主設計、台積電代工並採用先進的Info-WLP封測技術的10nm製程的A11處理器成本約為27美元,射頻晶元組成本約為18美元、電源管理晶元組成本約為14.25美元,DRAM+NAND FLASH成本約33.45美元,RF/PA成本約16.6美元,User Interface IC(含音頻編解碼器晶元和NFC晶元)成本約為10.05美元,各種Sensors成本約為2.35美元,這些能夠拆分出來的半導體器件總成本達到了121.7美元,佔據了總BOM成本的32.9%,這還沒有算上顯示屏用到的驅動晶元、攝像頭用到的CMOS、無線充電用到的接收端晶元等眾多晶元,可見半導體的重要程度。其他的智能終端產品方面,根據TRI、HIS等機構的分析,半導體在一副智能眼鏡的硬體成本佔比接近40%,在Oculus VR頭盔的硬體成本在10%左右。
其次,我國大陸地區半導體產品一直呈現進出口逆差之勢,2016年我國大陸地區半導體進口額為2271億美元,出口額613.8億美元,逆差略增3%左右,考慮到2017年內存和快閃記憶體的大幅漲價,2017年我國大陸地區半導體進出口逆差會進一步擴大。截至2017年三季度,我國大陸地區半導體進口額已經達到1828億美元,半導體進出口逆差達到1356.7億美元。由此我們可以看到,正是由於我國大陸地區重要的半導體元件不能實現大規模自給,才只能通過進口的方式來滿足下游企業的需求,特別是存儲器,這一市場幾乎被韓系廠商壟斷,一旦海外廠商漲價,國內下游企業只能作為價格的被動接受者,嚴重侵蝕了下游廠商的凈利潤。進一步地,由於我國大陸地區半導體產業的發展較為落後,直接導致了上游的半導體設備和半導體原料更加依賴進口,海外廠商則可以通過禁止出口、拒絕出口等方式限制我國大陸地區半導體產業的發展。
圖表 1 2011-2016年中國集成電路進出口統計(單位:億美元)
資料來源:CSIA,亨通偉德投資
從上述兩段數據不難看出,半導體是下游電子產品的核心元件,在成本上有較大的佔比(一般為30%左右),而我國大陸地區作為全球最大的電子終端產品地,仍需要大量進口半導體滿足內需(前瞻產業研究院預計到2020年我國半導體的本土企業自給率也僅有15%),因此從產業安全和下游企業生產成本角度看發展半導體產業都是必要的。
最後,我們也注意到市場上存在一種說法,大意是發展我國大陸地區半導體產業將擊敗韓國和我國台灣省的支柱產業,誠然從數據上看這一說法確實成立,三星電子的收入能夠佔到韓國GDP的12%左右,而三星電子各部門中主要的利潤貢獻者就是半導體,大約能夠貢獻25%的收入和約45%甚至更高的利潤,特別是內存和快閃記憶體漲價後,這兩組數字會更高;我國台灣省方面,台積電一家公司貢獻了約4%左右的GDP,約20%左右的市值,且基於台積電台灣省內有數量眾多的半導體設計和封測群族,如果我國大陸地區的半導體產業發展起來,眾多12寸晶圓廠特別是存儲器廠順利開工並量產,首先就會迫使行業產品價格下降(19年全球存儲器價格發生下降是大概率事件),必然會對韓國和我國台灣半導體產業造成衝擊,不過這將是一個需要步步推進的過程。
前面通過一些數據粗略地說明了我國大陸地區發展半導體產業的原因,下面我們看看我們發展半導體產業的條件,比如政策、資金、技術人才等。
先看政策,其實我國大陸地區很多電子產業能夠發展起來,還真並不完全是依賴政策,但半導體行業不一樣,其產業鏈之長、投資之大、技術之深單靠企業自身很難發展起來,因此必須需要政策進行扶持。Digitimes的研究報告指出:「預估十三五規劃期間,無論晶圓代工或封裝測試,大陸IC製造產能將大幅成長,結合「物聯網+」與「中國製造2025」概念,處理器、現場可程式化閘陣列(FPGA)、物聯網(IoT)與信息安全相關晶元、存儲器等IC設計企業也將獲得政策大力支持。」
圖表 2十三五規劃期間中央政府半導體產業政策相關法規架構
資料來源:Digitimes,亨通偉德投資
在Digitimes的這篇報告中,列舉了幾項重大的政策如《國家半導體產業發展推進綱要》、《中國製造2025》以及「十三五」期間相關的財稅政策等。例如國務院於2014年6月發布《國家集成電路產業發展推進綱要》中就指出「到 2020年,集成電路產業與國際先進水平的差距逐步縮小,全行業銷售收入年均增速超過20%,企業可持續發展能力大幅增強。移動智能終端、網路通信、雲計算、物聯網、大數據等重點領域集成電路設計技術達到國際領先水平,產業生態體系初步形成。16/14nm製造工藝實現規模量產,封裝測試技術達到國際領先水平,關鍵裝備和材料進入國際採購體系,基本建成技術先進、安全可靠的集成電路產業體系」以及「到2030年,集成電路產業鏈主要環節達到國際先進水平,一批企業進入國際第一梯隊,實現跨越發展」。從這份綱要中不難看出,半導體產業鏈中的各個環節如原料設備、設計、製造、封測均被提及,但這裡面的每一個環節都需要國家層面的資本力量去發揮作用,如興建廠房購置設備、海外併購資產、引進人才等,特別是如何對我國大陸地區半導體產業鏈設計、製造、封測進行整合,以形成虛擬IDM從而同海外競爭就更需要國家出面進行產業規劃和整合,於是我們才看到國家基金開始通過收購股份的形式打造了中國版的虛擬IDM。
再看資金,半導體廠商要興建12寸晶圓廠、要添購新設備、要搞研發、要併購海內外優質的半導體資產,這都需要資金。近年來英特爾、三星、台積電每年的資本開支均在百億美元以上,其中17年英特爾資本開支約120億美元,三星原先計劃資本開支125億美元,但根據IC Insights預計這一數字實際將飆升至260億美元,台積電為100億美元,可見中國大陸地區的半導體廠商想要快速追趕行業領先廠商必須不斷地加大投入才行。
目前大陸地區的12寸晶圓廠有10座,其中外資海力士無錫的DRAM廠2座、英特爾的大連廠1座、三星西安的NAND FLASH廠1座、台資的聯電廈門廠1座、本土的華力微1座、武漢新芯的武漢NOR FLASH廠1座,以及中芯國際北京廠2座和上海廠1座,總體上看這些廠佔據了全球12寸晶圓產能的12%左右,但排除外資和台資後這一比例實際很低,因此未來幾年中國大陸地區迫切需要興建眾多的12寸晶圓廠房。通過查閱太極實業的公告可以大致了解興建晶圓廠廠房需要的資金,其中長江存儲一期項目的廠房投資在58.7億,合肥長鑫存儲項目的廠房投資在66.9億,當然這只是廠房建設所需的資金,最為關鍵的設備購置,參考國內券商的研究報告,產能為1萬片/月的12寸晶圓廠所需的設備投資在6億美元,按照未來我國大陸本土的長江存儲、合肥長鑫、晉華集成、華力微、中芯國際、紫光等企業的建廠規劃,則對設備的需求在450億美元左右,顯然如此龐大的資本開支單靠企業自身很難實現,於是在這一需求下一支有國家隊牽頭、地方跟進的大基金成立了,根據我們搜集的數據,截至目前基金總的規模已經超過了4500億,有些數據更是顯示超過6000億,其中國家大基金募集1387.2億,其餘為地方成立的基金。根據集邦諮詢的統計,截至2017年三季度,大基金65%的資金投向了IC製造領域,即晶圓廠的興建,意在通過重點扶持半導體產業鏈核心的製造環節,來推動行業的整體發展。從SEAJ的數據可以得到驗證,2017年Q2日本出貨至中國大陸地區的半導體製造設備金額為25.1億美元,同比增長35%。
圖表 3 2012-2017年Q2中國大陸地區半導體製造設備採購額(單位:十億美元)
資料來源:SEAJ,亨通偉德投資
半導體是技術不斷更新的行業,領先廠商不斷進行「製程競賽」,而研究開發新製程同樣需要資金上的支持,根據《中國集成電路產業藍皮書》的數據,領先者28nm標準邏輯工藝技術的研發費用在7.96億美元,追隨者在6.81億美元,而到16/14nm,這一數字將分別為22.63和7.05億美元,這同樣是一筆開支(參考中芯國際2017年資本開支23億美元,截至前三季度費用化的研究及開發支出10.6億美元)。
圖表 4 0.18um-10nm標準邏輯工藝技術的研發費用(單位:億美元)
資料來源:《中國集成電路產業藍皮書》,亨通偉德投資
除了建廠房、搞研發之外,這些資金還可助力國內優質企業進行資產的併購,例如在長電科技收購星科金朋時,產業基金就出資1.6億美元,並貸款給長電新朋1.4億美元,最終這筆收購成功完成。又如在通富微電收購AMD蘇州封測廠和檳城封測廠時出資1.8億美元,這筆收購最終也成功完成,但確實也有很多海外資產由於某些原因並沒有成功收購。此外產業基金還積極促成大陸本土的虛擬IDM的形成,通過分別入股投資中芯國際、長電科技,以促進兩者在半導體業務上的合作,例如興建12寸晶圓凸塊產線等。
最後再看技術人才,技術方面,整體上看我國大陸地區的半導體廠商確實和海外領導廠商存在不小的差距,比如在IC製造方面,2011年四季度時台積電就實現了28nm全世代製程工藝的量產,而中芯國際28nm PolySiON工藝量產時間則為2015年第三季度,28nmHKMG流片時間為2016年一季度。不過在有些領域,我們大陸地區的半導體技術還是可圈可點的,例如海思的970晶元是第一款採用台積電10nm製程的晶元,長電科技在收購星科金朋後具有了扇出型封裝技術,英特爾還向瀾起科技採購伺服器用的內存緩衝控制器芯。另據《兵工科技》報道,使用申微晶元的太湖之光超級計算機已穩居世界第一,使用飛騰晶元的天河二號則緊隨太湖之光,中電科14所在為我國四代戰機研製的有源相控陣機載火控雷達上採用了諸如氮化鎵等新型半導體原料。人才方面,一方面我們在積極的引進,如近期中芯國際就引進了梁孟松,另一方面根據新浪等網站的報道,中國半導體協會設計分會理事長魏少軍則表示到2020年我國IC設計產業就有6萬人以上的人才缺口,因此迅速的培養半導體產業的相關人才同樣是產業發展的重點。此外也有券商人士認為,隨著摩爾定律逐步失效,半導體相關技術的發展放緩,使得海外人才流動意願加強,且不變擔心從大陸回到海外後跟不上技術發展,這也是近年來很多海外人才願意來大陸發展的一個原因。
圖表 5近年來我國大陸地區從我國台灣地區引進的半導體人才
資料來源:TRI、亨通偉德投資
(未完待續)
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