2023年国产替代系列报告半导体行业综述.docx

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1、半导体行业综述国产替代系列报告之一目录1、半导体产业与经济发展密切相关，下游创新驱动行业发展2、国内集成电路市场规模持续增长，产业结构不断优化3、国内半导体自给率偏低，国产替代空间广阔4、投资建议5、风险提示插图目录图1:半导体行业下游销售结构4图2：20002023年全球半导体销售额同比增长率、全球GDP实际增长率5图3：20152023年全球半导体市场规模5图4：半导体分类6图5：半导体细分品类销售额占比（2023年）6图6：半导体各细分品类2011-2023年市场规模变化6图7：2023年全球集成电路产品构成7图8：分立器件-二极管7图9：分立器件-三极管7图10：分立器件-IGBT7图

2、11：光学光电子器件种类9图12：传感器分类9图13：半导产业链10图14：20102023年中国芯片设计企业数量增长情况10图15：我国集成电路设计业销售额及同比增长率10图16：中国大陆集成电路制造业销售额及同比增长率11图17：20112023年中芯国际年度营收及同比增长率11图18：2014-2023年全球集成电路封测行业市场规模及同比增长率12图19：2014-2023年中国集成电路封测销售额及同比增长率12图20：我国集成电路各环节销售额13图21：我国集成电路各环节销售额占比13图22：全球半导体产业区域转移历程14图23：我国集成电路产量快速提升14图24：2014-2023年

3、中国半导体销售额及占全球比重14图25：中国集成电路进出口金额（亿美元）15图26：晶圆厂资本支出占比情况17图27：前道设备中设备投资占比17图28：中国大陆半导体设备销售额及占全球比重变化19图29：中国大陆是全球最大的半导体设备销售市场（2023年）19表格目录表1：模拟集成电路和数字集成电路对比7表2：分立器件部分种类8表3：2023年第四季度全球前十大晶圆代工厂营收排名11表4：2023年全球封测前十强预估排名12表5：海外制裁限制我国半导体产业发展16表7：2023年全球上市公司半导体设备业务营收top1018表8：2023年全球各地区半导体设备销售情况（亿美元）19表9：重点公司

4、盈利预测及投资评级（截至2023/4/26）211、半导体产业与经济发展密切相关，下游创新驱动行业发展半导体下游应用广泛，与经济发展密切相关。半导体（SenIiCondUCtor）指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，其电阻率随着温度的升高而升高，可用来制作集成电路与半导体器件。半导体下游应用广泛，涵盖智能手机、PC、汽车电子、医疗、通信技术、人工智能、物联网、工业电子和军事等各行各业。从下游需求结构看，计算机（以PC、服务器为主）和通讯产品（以智能手机为主）构成全球半导体需求的主要需求来源，二者合计占比接近四分之三。根据IC1nSightS数据,2023年计算机领域销售额占半导体下游比

5、重为39.7%,通信领域销售额占比35.0%,其次为消费电子与汽车电子，分别占比10.3%和7.5%。图1：半导体行业下游销售结构计算机通信消费电子汽车电子工业及其他领域数据来源：ICInsights,东莞证券研究所电子信息时代，半导体销售额与全球经济增长关系愈发密切，在经济发展中起到重要作用。电子信息时代，半导体在经济发展中扮演愈发重要的角色，半导体销售情况与全球经济发展密切相关。根据WSTS与货币基金组织提供的数据，在1987-1999年，全球半导体销售额增长率与GDP增长率相关系数为0.13,而在2000-2023年二者相关系数提升至0.46,相关性大幅增强。随着下游PC、服务器、智能手

6、机和新能汽车等含硅量持续提升，预计未来一段时间半导体销售金额与经济发展水平的相关程度有望继续提高。图2：20002023年全球半导体销售额同比增长率、全球GDP实际增长率copIn7OOOCOOOCCMCMCMC50.0040.0030.0020.00I10.00I0.00ITOOOOIs- 20.00Ij- 30.00V- 40.00一全球半导体销售额同比增长率（%）全球GDP实际增长率U）数据来源：WSTS,国际货币基金组织，东莞证券研究所行业销售规模复盘：下游创新驱动行业发展，行业规模在波动中增长。我们对历年半导体销售情况进行复盘，发现行业市场规模主要由下游创新决定，下游终端销售情况与企

7、业产能释放共同决定周期波动，整体呈现出在波动中成长的特点。从2015年至2023年，全球半导体销售规模从3,352亿美元增长至5,735亿美元，年复合增速为7.97%,高于同期全球GDP增速。2015-2018年：智能手机仍处于快速渗透期，受下游智能手机、TWS等消费类电子需求旺盛的驱动，全球半导体市场蓬勃发展，市场规模从3,352亿美元增长至4,688亿美元,20152018年复合增长率为由2019年：以智能手机为代表的智能终端市场景气度下滑，全球半导体周期向下，叠加国际贸易摩擦加剧，全球半导体产业市场规模为4,123亿美元，同比下滑20232023年：随着5G终端规模不断扩大、数据中心需求

8、增加，以及A1OT等智能化场景逐步拓展及汽车电子不断渗透，叠加疫情背景下对远程办公、居家娱乐等需求增加，全球半导体产业规模上行，2023年、2023年和2023年全球半导体市场规模分别为4,404亿美元、5,559亿美元和5,735亿美元，同比分别增长队26.83S和乳图3：2015-2023年全球半导体市场规模6.0005.0004.0003.0002.0001.000020152016201720182019202320232023全球半导体市场规模（亿美元）一同比（,右轴）数据来源：WSTS,东莞证券研究所半导体行业分类。根据世界半导体贸易统计组织（Wor1dSemiconductorT

9、radeStatistics,WSTS）将半导体产品细分为四大类：集成电路、分立器件、光电子器件和传感器。其中，集成电路占据行业规模的八成以上，其细分领域包括逻辑芯片、存储器、微处理器和模拟芯片等，被广泛应用于5G通信、计算机、消费电子、网络通信、汽车电子、物联网等产业，是绝大多数电子设备的核心组成部分。据WSTS数据，2023年全球集成电路、分立器件、光学光电子和传感器市场规模分别为4,799.88亿美元、340.98亿美元。437.77亿美元和222.62亿美元，在全球半导体行业占比分别为82.7%、5.9%、7.5%和3.8%。在上述半导体产品分布中，集成电路是技术难度最高、增速最快的细

10、分产品，是半导体行业最重要的构成部分。图4：半导体分类图5：半导体细分品类销售额占比（2023年）资料来源：WSTS,东莞证券研究所资料来源：WSTS,东莞证券研究所35.0030.0025.0020.0015.0010.005.000.00-5.00-10.00-15.00-20.00图6：半导体各细分品类2011-2023年市场规模变化6.000005.00000yj.201120122013201420152016201720182019202320232023成电踣分立H件!光学光电子传遇21集成电路同比、右一）分立a件同比（、右柏）光学光电子冏比（、右）传感si同比右输）数据来源：W

11、STS,东莞证券研究所集成电路：集成电路（integratedcircuit,IO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、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，也叫做芯片。根据处理信号类型的不同，集成电路可分为数字芯片和模拟芯片。按处理信号类型的不散的数字信号进行算数和逻辑运算，包括逻辑芯片、存储芯片和微处理器，是种将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统；模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路

12、。根据WSTS数据，2023年逻辑芯片、存储芯片、微处理器和模拟芯片分别占集成电路市场规模的32.78%、32.52%、19.29%和1的41%。图7：2023年全球集成电路产品构成存储芯片逻辑芯片微处理器模拟芯片数据来源：WSTS,东莞证券研究所表1：模拟集成电路和数字集成电路对比比较项目模拟集成电路数字集成电路处理信号连续函数形式的模拟信号离散的数字信号技术难度设计门槛高，平均学习曲线为IO-15年电脑辅助设计，平均学习曲线3-5年设计难点非理想效应较多，需要扎实的多学科基础知识和丰芯片规模大，工具运行时间长，工艺要富的经验求复杂，需要多团队共同协作工艺制程目前业界仍大量使用0.18m0.

13、13m,部分工按照摩尔定律的发展，使用最先进的工艺使用28nm艺，目前已达到5-7nm产品应用放大器、信号接口、数据转换、比较、电源管理CPU、微处理器、微控制器、数字信号等处理单元、存储器等产品特点种类多种类少生命周期一般5年以上1-2年平均零售价价格低，稳定初期高，后期低资料来源：希荻微招股说明书，东莞证券研究所分立器件：指具有固定单一特性和功能，且在功能上不能再细分的半导体器件，如二极管、三极管、晶闸管、功率半导体器件（如1DMOS.IGBT）等。它内部并不集成其他任何的电子元器件，只具有简单的电压电流转换或控制功能，而不具备电路的系统功能。相比集成电路，分立器件的体积更大，但在超大功率

14、、半导体照明等场合，分立器件相比集成电路具有优势。图8：分立器件-二极管图9：分立器件-三极管图10：分立器件-IGBT资料来源：互联网，东莞证券研究所资料来源：互联网，东莞证券研究所资料来源：互联网，东莞证券研究所表2：分立器件部分种类I种类描述二极管二极管结构简单，有单向导电性，只允许电流由单一方向流过，由于无法对导通电流进行控制，属于不可控型器件。二极管广泛应用于各种电子产品中，主要用于整流、开关、稳压、限幅、续流、检波等。晶闸管与二极管相比，晶闸管用微小的触发电流即可控制主电路的开通，在实际应用中主要作为可控整流器件和可控电子开关使用，主要用于电机调速和温度控制等场景。与其他功率半导体

15、相比，晶闸管具有更高电压，更大电流的处理能力，在大功率应用领域具有独特的优势，主要应用场景有工业控制的电源模块、电力传输的无功补偿装置、家用电器的控制板等领域。MOSFETMOSFET为电压控制型器件，具有开关和功率调节功能。与二极管和晶闸管依靠电流驱动相比，电压驱动器件电路结构简单：与其他功率半导体相比，MOSFET的开关速度快、开关损耗小，能耗低、热稳定性好、便于集成，在节能以及便携领域具有广泛应用。IGBTIGBT为电压驱动型器件，耐压高，工作频率介于晶闸管和MOSFET之间，能耗低、散热小，器件稳定性高。在低压下，MOSFET相对IGBT在电性能和价格上具有优势：超过600V以上，IGBT的相对优势凸显，电压越高，IGBT优势越明显。目前IGBT在轨道交通、汽车电子、风力和光伏发电等高电压