全球缺芯情况究竟如何?

受益于汽车、物联网、5G等数字经济、智能应用的驱动,今年的半导体市场受到了强烈的需求拉动。一方面带动了2021年全球半导体销售额规模的增长,规模有望首次突破5000亿美元[1],行业将实现连续三年增长,进入高景气周期;另一方面也造成了各大车企和消费电子行业的“缺芯”困局,对整个半导体供应链的上中下游产生影响,形成产业链共振。

图1 全球半导体销售额及同比增速(十亿美元)

资料来源:国盛证券研究报告《半导体进入超级景气周期,国产链加速崛起》,2021.6.14发布

自2020年底以来,缺芯情况日益严重,今年1月福特、通用、本田、大众等车均因芯片供应短缺问题被迫停产,随后,芯片产能吃紧通过产业链传导,从汽车芯片逐渐扩散至消费电子芯片。

具体来看,由于受到去年疫情的影响,汽车厂商调整销售预期并提出减产要求,芯片代工厂也将产能转移到其他领域,但大家没有预想到的是,去年下半年疫情得到一定控制后,国内汽车销量出现大幅反弹。需求拉升叠加产能削减,车企出现缺芯问题,并传导给芯片代工厂。因为不同产品芯片的生产工艺和制造环节存在较大差异,大部分产能早已预先排定,临时转产的难度又比较大,全球芯片代工厂进入满产运转模式。代工厂的满产转移给了上游的半导体设备厂商,并由设备厂商传导给设备零部件厂商,随着产业链不断蔓延。

始料未及的需求拉动导致整个产业链产能吃紧,部分零部件的交期延长,甚至从原来的1-2个月延至半年,而产业链上游的供应不足,又将反过来传递给下游,加剧了汽车、消费电子等多行业的芯片紧缺状况。

为了应对全球芯片短缺,年初以来,芯片巨头相继宣布扩产,包括英特尔宣布新建两家芯片工厂并开放晶圆体代工业务,台积电、中芯国际、力积电等宣布了增资扩产计划。然而,半导体产业从建厂到形成产能的周期需要数年,进行成熟工艺的改造至少需要一年时间,先进工艺则更是需要两年以上的时间。

总体而言,全球半导体产业链的供需剪刀差扩张才刚刚开始,芯片短缺的局面也仍将持续。更重要的是,全球范围的芯片短缺,让各重要经济体都意识到了半导体产能的战略意义,从而加大了对半导体产业的扶持与投入,“缺芯”情况有望带动持续的半导体超级周期

半导体产业链前景如何?

半导体作为一种导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,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。因此,下游终端行业的需求增长是半导体产业快速发展的核心驱动力

根据 Gartner 的数据,从半导体终端需求占比来看,智能手机约占26%,计算机产业约占11%,服务器约占10%,电动车约占9%。根据IDC预计的数据显示,2021年智能手机半导体需求同比增长23.3%;游戏机、可穿戴设备等消费电子产品同比增长8.9%;汽车产业半导体需求同比增长13.6%。未来,5G智能机占比的提高,以及碳中和目标下的新能源车普及,都成为显著推动半导体产业扩张的确定性助力

图2 半导体产业链概况

资料来源:天风证券研究报告《半导体设备行业报告:缺芯加速国产替代,半导体设备迎来上升周期》,发布于2021.6.10

芯片短缺加速了产能扩张的速度,专用设备作为半导体生产的基础,在未来两年销售额增长趋势明确。各类半导体的生产过程主要包括芯片设计、晶圆制造和封装测试等工序,每道生产工序的设计和制造都需要相应的专用设备技术配合,而半导体专用设备的技术参数和运行稳定性会对生产效率和质量产生至关重要的作用。

根据国盛证券报告显示,全球半导体设备市场规模,在2020年达到700亿美元,创造出了新高,值得注意的是,大陆也首次实现了占比第一。在中美脱钩和国产替代的大趋势下,半导体设备的国产化具有必要性和紧迫性,国内的半导体设备厂商有望从中受益。

图3 全球半导体设备季度销售额(亿美元)

资料来源:国盛证券研究报告《半导体进入超级景气周期,国产链加速崛起》,2021.6.14发布


类似的,受益于制造产能扩张及国产替代加速,半导体设备材料板块也表现出了明确的成长趋势。中美贸易冲突以来,国产半导体设备材料的重要性也日益凸显,得到了政策的大力扶持,为国产设备材料厂商提供了优渥的成长环境。需求拉动的产能扩张,为设备材料企业提供周期性成长动能;原材料国产占比的提高趋势,为本土企业形成周期外的额外发展助力

当前,半导体已经成了数字科技时代的底层生产资料,现代化工业的物联网世界离不开芯片的加持,智能化生活的数字信息依赖于芯片的联结,可以说是未来社会的“硬通货”。

可是目前来看,高端半导体产品的制造和加工技术仍然大部分掌握在西方国家的手中,我国的高端半导体产业处于相对滞后状态,中兴、华为、字节跳动等企业也遭到一些掣肘。

国务院战略性地提出,掌握芯片设计和加工的核心技术,掌握半导体产业发展的自主权,塑造中国半导体全产业链,才能让中国半导体产业不受外国的干扰。根据《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》的要求,我国在2025年将达到芯片自给率从30%提高至70%的目标

我国为国产半导体产业给予了极大的政策支持,加强了在半导体领域的重点布局。无论是国产替代的大时代背景,还是终端设备发展带动产业链上中下游的发展,半导体产业链都将迎来蓬勃向上的黄金发展期!

[1] 数据来源:世界半导体贸易统计组织(World Semiconductor Trade Statics: WSTS)发布的2021年春季预测报告.

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