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导读:
前不久,华为刚刚发布了最新款的旗舰手机:P50。但是让人遗憾的是,作为5G技术的领头羊,搭载了华为最先进的麒麟顶级旗舰5G芯片的P50Pro却只能作为4G手机用。背后的原因是,虽然华为搞定了基带芯片,但在5G射频芯片上还没有取得突破,而美国禁止其它厂商将5G射频芯片卖给华为。发布会上苦笑着的余承东,让我们再次体验到了卡脖子的“芯痛”。但我们也无须悲观,最近几十年我们在诸多高新技术领域取得突飞猛进的发展,并在很领域突破西方的封锁成为世界领先水平,而芯片只不过下一个被攻克的领域而已。目前,中国大陆已经有一些厂商接近世界最领先水平,今天给大家介绍其中一家:士兰微。
一、半导体芯片的三大模式
半导体是指常温下导电性能介于绝缘体与导体之间的材料,而芯片(IC)是指内含集成电路的硅片,所以在一般情况下,半导体、集成电路、芯片其实讲的是同一件事情,行业习惯将半导体行业称为集成电路行业,而芯片就是集成电路的载体。
目前,半导体芯片行业有三种运作模式:IDM、Fabless和Foundry。
1)IDM(IntegratedDeviceManufacture)模式
IDM模式是集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身的运作模式。早期半导体厂商如三星、英特尔均采取IDM模式生产,即自研自产、自测自销。这样的模式对公司实力的要求非常高,全球也只有有数的几家公司有这样的实力,如英特尔、三星等超大型公司可以做到。今天的主角士兰微也是采用这一样模式。
2)Foundry(代工厂)模式
晶圆代工制造(Foundry)的出现,为研发企业谋求轻资产、重设计提供了现实可能。Foundry(代工厂)模式是只负责制造、封装或测试的其中一个环节,而不负责芯片设计和研发,且可以同时为多家设计公司提供服务。据拓墣产业研究院数据显示,台积电稳坐全球晶圆代工之首,年Q4市占率高达56%。
▲全球晶圆代工行业呈现高寡占格局
资料来源:华创证券
技术独立性、充足研发资金、行业准入高壁垒是晶圆代工的代名词,赛道呈现寡占格局,新玩家在成本端和技术端均难以进入,龙头代工企业产业链地位不断稳固。基于此,晶圆代工生产厂商的话语权极高,且自己掌握“研发设计”的高价值环节,并未局限于简单的生产制造,因此半导体行业最终形成稳定的代工产业格局。
3)Fabless(无工厂芯片供应商)模式
Fabless模式是只负责芯片的电路设计与销售;将生产、测试、封装等环节外包。
与IDM对比存在资产较轻,初始投资规模小,创业难度相对较小,企业运行费用较低等优点;但同时也无法完成IDM模式下的工艺协同优化,因此难以完成指标严苛的设计;与Foundry相比需要承担各种市场风险,一旦失误可能万劫不复。
以华为海思为例,海思是全球领先的Fabless半导体与器件设计公司,产品覆盖智慧视觉、智慧loT、智慧出行、手机终端等多领域。根据公开信息显示,自去年美国借台积电对华为进行技术封锁以来,海思芯片出现缺货涨价状态,海思高端IPCSOC(A和A)在去年八月中旬价格从几百元上涨到几千元,暴涨超过5倍。
二、半导体“国产替代”进程加速,新能源汽车是“催化剂”
中国功率半导体市场规模约占全球市场规模的35%,是全球最大的功率半导体消费市场。但值得注意的是,全球功率半导体市场仍由欧美日企业主导,其中英飞凌以19%的市占率处于绝对领先地位。其后的安森美和三菱市占率分别为10.0%和7.0%,前十大公司合计市占率达到58.9%。
▲全球功率器件和模组市场格局
资料来源:国金证券研究所
从在市场方面来看,国内轨道交通、通讯基站等高端应用领域的MOSFET及IGBT产品主要被国际巨头垄断,尤其在超低能耗高可靠性功率器件细分市场,几乎全部被国际一流半导体企业垄断。
从在技术方面来看,一些半导体功率器件关键技术仍掌握在少数国外公司手中。以高端功率MOSFET为例,国际一流半导体企业如英飞凌、安森美、意法半导体等均已推出全球先进技术的屏蔽栅功率MOSFET和超结功率MOSFET,而国内仅有少数几家企业具备研发设计能力并推出相关产品。
在美方采取不断对我国极力打压的背景下,“国产替代”和“弯道超车”成为当下半导体芯片制造的主旋律。要知道,在别人已经领先的领域超车非常艰难,但为了保证供应链的稳定,下游的需求厂商逐渐接受“国产替代”。
国产半导体功率器件替代要从新开辟的新能源汽车“风口”说起。
在中国、美国、德国、日本等主要新能源汽车促进国的推动下,全球新能源汽车市场进入高速成长期。年全球新能源乘用车销量达到万辆,渗透率达到2.5%,那么据EVTank预测,至年,全球新能源汽车销量有望达到万辆,彼时,我国新能源汽车渗透率将达到20%,销量有望达万辆。
资料来源:开源证券研究所
再根据StrategyAnalytics的数据统计,传统燃油车中功率器件单车价值量71美元,由此兴业证券测算:
1)48V轻度混动车中功率器件单车价值量美元,相比传统燃油车提升%;
2)重度混动车和插电混动车中功率器件单车价值量美元,相比燃油车提升%;
3)纯电动车中功率器件成本为美元,相比燃油车提升%;
则预计在年,全球、国内汽车功率半导体营收规模或将实现亿元、亿元。由此可见,新能源汽车销量的增长为半导体功率器件市场增加了新增长点,其价值量的实现或许可带动行业整体营收规模提升。
资料来源:英飞凌、Marklines、兴业证券研究院预测数据
三、芯片景气周期下IDM模式,士兰微研发投入成效凸显
近期,芯片板块的新领跑者——杭州士兰微电子股份有限公司(以下简称“士兰微”或“公司”),股价表现亮眼。截至年8月18日,约8个月半间电子元件板块涨幅36.86%,士兰微涨幅超%,市值实现超亿元,而股市的表现有时就是公司底层逻辑的外在映射。
资料来源:wind
士兰微是目前国内为数不多的以IDM模式(设计与制造一体化)的综合型半导体产品公司。公司从集成电路的芯片设计业务开始,并延伸至功率器件、功率模块和MEMS传感器的封装领域,建立了较为完善的IDM经营模式。聚焦于业务层面,会发现公司的两大核心业务看点集中在功率器件和集成电路,两块业务总和占比保持在80%以上。
资料来源:wind
由两大核心业务带动了士兰微整体市场规模的不断增长。在IGBT器件领域,士兰微是国内唯一进入全球市占率前十的企业,目前占比2.2%,且有望持续渗透。
▲全球ICBT器件市占率前十的企业
资料来源:英飞凌