集成电路产业是现代社会经济发展的基础,已成为衡量一个国家科技水平的重要标志。为深入了解国内外集成电路市场发展情况、前沿技术进展以及产业最新发展趋势,国新基金邀请北京半导体行业协会副秘书长朱晶进行专题分享。本文参考专题分享的重要观点及其他权威研究,对集成电路产业发展动态与趋势进行分析。
一、全球市场概况与发展趋势
(一)市场概况
受智能手机和个人电脑需求低迷影响,集成电路产业整体处于周期底部。根据世界半导体贸易统计组织(wsts)和gartner数据,2023年全球集成电路产业营业收入5201.3亿美元,较2022年5740.8亿美元同比下降9.4%,增速下降12.7%,资本开支同比下降近20%。全球前25大集成电路厂商中只有7家实现正增长,主要集中于数据中心和新能源汽车领域,而存储器厂商以及代工厂全部负增长〔1〕。
随着全球成熟制程芯片去库存周期进入尾声、消费电子需求缓慢恢复、生成式人工智能快速发展拉动高性能算力与存储需求,叠加市场低基数效应,2024年全球集成电路产业整体有望迎来反弹,产业同比增速有望达20%〔2〕。
(二)发展趋势
1.各国产业政策齐发力,二线区域增长趋势明显
近年来,随着贸易保护主义抬头与去全球化思潮暗涌,主要发达国家和地区开启新一轮集成电路产业政策“军备竞赛”,围绕“对内鼓励、对外合作、对华竞争”,推动资金、人才和关键企业向先进国家转移,削弱后发国家获取国际创新要素的能力,中国依赖的以技术引进与模仿为主的“外源式”创新路径被进一步封堵。与此同时,马来西亚、越南等二线区域依托劳动力价格优势,未来5年集成电路产业收入复合增长率有望超过美国、中国、欧洲等一线区域,成为重要的世界工厂。
2.摩尔定律经济性失效,后摩尔时代技术百家争鸣
随着制造工艺向先进制程不断演进,摩尔定律经济性逐渐失效,晶体管单位成本无法维持下降趋势。以台积电3nm工艺为例,其面积仅比5nm降低约15%,但设计成本却高达10亿美元,建厂成本甚至超过200亿美元〔3〕。后摩尔时代,业界开始探索新技术路线,如在工艺和器件领域,不少厂商攻关gaa围栅晶体管、光刻图形化、后道互联、dtco设计/系统/工艺协同优化等;在计算架构和3d集成领域,也有大量厂商启动研发2.5d/3d封装、近存与存内计算、类脑芯片、硅光芯片等技术。
3.产业滞胀化趋势明确,强波动属性持续凸显
当前市场产业整体呈现滞胀化发展态势。在市场端,全球集成电路产业面临创新需求困境,个人电脑、智能手机、消费电子等市场的应用创新已进入衰退期,其中智能手机市场多年维持个位数增长,个人电脑市场近年来增速不超过5%〔4〕,增量空间显著收窄,下一代现象级创新应用市场尚未形成,出现创新断层。在供给端,美国、日本等地大力推动产业链环节回归本土,由于劳动力价格较高,台积电等头部代工厂在美国、日本当地建厂成本将提升1倍,代工价格也将上涨20%~30%,间接推动其先进制程芯片价格上涨〔5〕。如按此趋势发展,整体市场将产生低需求与高成本并存的滞胀局面。此外,近年来连接器、被动元件、pcb等大量细分产品出现急涨急跌的行情波动。疫情、贸易摩擦等因素加剧产业链断供担忧,带来全球产业配置与国际贸易的紊乱,增加供应链体系的不确定性,致使行业周期波动加剧。
二、中国市场概况与发展趋势
(一)市场概况
1.市场增长态势放缓,投资热度有所下降
受美国制裁与行业景气度较低的双重影响,中国集成电路产业增长态势有所放缓,2023年实现销售收入12277亿元,同比增长2.3%〔6〕。进口金额3493.8亿美元,同比下降15.4%,出口金额1359.7亿美元,同比下降11.7%。进出口逆差2134.1亿美元,创历年新低〔7〕。随着美国对华出口管制的持续加码,未来国际贸易可能进一步受限。从资本市场看,二级市场持续下滑,2023年万得半导体行业指数下跌12.8%。由于ipo收紧,全年仅有29家集成电路企业登陆a股,40余家企业ipo被终止,市场投资热度有所下降。
2.“小芯片/器件”相对领先,高端环节突破需时间
经过多年发展,中国集成电路产业全球竞争力持续提升。从细分产品看,图像传感器、蓝牙芯片、功率器件、智能电网芯片、中低端车规级芯片等“小芯片/器件”处于全球领先,但在gpu等高算力芯片、交换芯片/高速串行器、高端模拟芯片、先进存储器等高端领域存在明显短板。根据garnter和北京半导体行业协会预测,未来3年,中国在先进封装、模拟芯片、mcu等领域可能占据全球10%以上的市场份额。未来5年,中国在nand存储器、前端射频芯片、显示驱动芯片市场可能实现突破。然而,在先进工艺、关键设备及零部件、核心材料与eda工具等核心领域,中国可能需要更长时间(10年以上)才能获取更高的全球市场份额。
3.管制政策效用边际递减,部分领域存在断供风险
当前美国对华制裁覆盖范围已经较为全面,未来管制政策可能进一步聚焦于已有政策的更新与升级,以及对更细分领域的限制。总体看,管制效用呈边际递减趋势。未来中国在产业上游支撑环节以及先进封装领域可能存在被进一步制裁的风险,如材料领域的电子级多晶硅、光刻胶树脂、研磨粒子、高纯石英砂等;设备零部件领域的静电吸盘、射频电源、真空泵、阀门、密封圈、mfc流量计等;芯粒技术和异质封装所需的填充料、塑封料、光敏介质、fcbga封装基板、扇出塑封设备以及tsv所需的电镀设备和电镀液等都存在断供风险。
(二)发展趋势
1.部分领域进入深水区,借道超车成为重要策略
在外国持续封堵中国先进制程技术发展的情况下,5nm及以下先进工艺、光刻机等关键设备及零部件、光刻胶等关键材料领域成为行业攻坚克难的重点方向,行业资源也有望向此类领域倾斜。与此同时,考虑到传统先进制程技术追赶的难度与成本,后摩尔时代的先进封装(3d封装、芯粒等)与新架构芯片(铁电存储器、硅光芯片、光学io等)等与外国技术差距相对更小且外国尚未形成技术壁垒与封锁的领域可能成为中国借道超车的切入点,未来有望成为产业发展重点。
2.部分领域竞争激烈,产品出海有望成为破局关键
中国集成电路产业在成熟制程、部分设备和材料领域竞争加剧,在长晶设备、ate设备、物料搬运系统、陶瓷基板等领域,中国大陆企业数量占全球比重超5成,碳化硅器件领域占全球比重近7成,在这一情况下,出海成为重要的拓展市场方式。一些具备技术和规模优势的产品(如驱动芯片、功率器件等)可以依靠高性价比出海,其他类型产品也可通过下游整机销售的方式实现间接出海。
3.未来ipo难度持续加大,并购成为重要趋势
随着二级市场监管趋严,ipo难度持续提升,特别对于所属细分赛道已有3家以上上市公司的情况,后发企业的上市难度较大,且审核与等待时间较为漫长。受此影响,一级市场资金逐步冷静,标的企业估值趋于合理,为行业头部企业并购创造了有利条件。与此同时,2023年大部分初创企业由于投资市场降温以及销售回暖缓慢,面临较大资金压力,也会主动寻求被产业链龙头企业并购。2024~2025年大量私募股权基金面临退出压力,为回笼资金也将主动撮合并购。由此可见,并购或将成为集成电路产业重要发展趋势。
三、相关建议
(一)建议关注核心底层技术或颠覆式创新赛道
建议关注聚焦高质量、高难度的核心底层基础技术或颠覆式创新领域赛道。具体而言,在设计领域建议关注高速率以太网交换芯片、高速串行器phy、车规级afe、hbm存储器、gpgpu/das、大算力智驾soc、arm/rv架构服务器cpu、底盘域mcu、高集成度pmic、tcad工具等。其他领域建议关注量检测设备(cd、膜厚、明暗场)、混合键合与cowos技术、液相法碳化硅衬底、epi/cvd/ald设备、玻璃封装基板、esc/射频电源/真空汽液路零部件、嵌入式envm工艺和ip、光学i/o和cpo/lpo、3d dram/rram/mram、高速互联cxl/nvlink/rdma等。
(二)建议关注具有较强资源拓展能力、结构稳定的技术型团队
建议选择具备较强产业资源拓展能力的标的企业,以及具有相对稳定、完整建制,拥有穿越周期的共同经历,技术优势较为独特的团队。
(国新基金)
注释
〔1〕 数据来源:techinsights、counterpoint。
〔2〕 数据来源:国际数据公司(idc)预测。
〔3〕 数据来源:国际数据公司(idc)。
〔4〕 数据来源:ic insights。
〔5〕 数据来源:波士顿咨询公司(bcg)。
〔6〕 数据来源:北京半导体行业协会初步统计。
〔7〕 数据来源:海关总署。
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