1、全球产业概况与分析框架

半导体基本定义、术语范畴、分类维度

半导体（Semiconductor） ： 狭义上是指半导体材料，包括以硅（Si）、锗（Ge）等元素 半导体（也是x代半导体材料），和以砷化镓（GaAs）、 氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、氧化镓（Ga2O3）等化 合物半导体材料（第二代至第四代半导体材料） 。 广义上是指基于半导体材料制造的各类器件产品 。 集成电路（Integrated Circuit，IC，中国台湾称为“积体电 路”），是指通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二管 等有源器件和电阻器、电容器等被动元件及布线“集成、封装” 在半导体晶片上，执行特定功能的电路或系统 。 芯片（Chip），通常就是指集成电路芯片，因此绝大多数时候， 芯片、集成电路、IC等术语可以混用。 按产品类型划分4大类：集成电路、分立器件、光电子器件、 传感器 。 除以上分类外，半导体产品还有多种分类维度，例如按照下游 需求场景可分为：民用（消费）、汽车（车规）、工 业、XXX工和航天等。

供给端由企业主导；需求端由下游应用主导；供给、需求、贸易创造市场；市场影响供给与需求；技术迭代是根因。

全球半导体产业发展特征

19世纪60年代后期开始的第二次工业革命，使人类进入了电气时代。电气时代以电子设备为载体，电路则是电子设备的核心。2022年12月29，台积电3nm正式量产。

半导体产业在美国起源后，伴随地缘政治、地区产业政策、制造模式变革等多种因素，经历了三次制造重心的产业转移。

x次：1976年3月，日本x以富士通、日立、三菱、NEC和东芝五家公司为核心，联合日本工业技术研究员、电子综合研究所和计算机综合研究所共同实施 “超大规模集成电路研究计划”（VLSI），该计划取得了巨大成功，日本超越美国、一跃成为世界x的DRAM大国 。 第二次：1983年，韩国x对外发布“进XXXLSI领域（DRAM）的计划”，通过四年时间掌握了256K DRAM技术，并通过向日本大量进口高性能制造设备，快 速壮大半导体产业 。 第三次：2001年后中国正式加入世贸组织，逐渐深度参与到全球电子制造产业链中 。 第四次：从人口红利过度到工程师红利（人口结构上，劳动力素质提升；产业结构上，技术要素比重增大），制造业低端产能或将持续外迁。

从宏观总量到中观半导体产业

2021年全球47个主要经济体数字经济规 模为38.1万亿美元，占全球GDP比重为 45%，较2020年提升1个百分点。 2021年全球数字经济在x产业渗透率 为8.6%，在第二产业渗透率为24.3%， 在第三产业渗透率为46.3%。增速：2021年全球47个经济体数字经济 同比名义增长15.6%，高于同期GDP名 义增速2.5个百分点 。 数字经济包括数字产业化、产业数字化 和数字化治理三大部分： 2021年全球数字产业化规模占数字 经济比重为15%，占GDP比重为 6.8%， 2021年全球产业数字化规模占数字 经济比重为85%，占GDP比重约为 38.2%。

美国信息科技产业增加值在GDP中占比接近中国2倍。美国经济分析局将“信息通信技术生产行业”在传统的产业划分框架外单列， 2021年增加值占其GDP比重约为7.6%。中国XXX统计局将“信息传输、软件和信息技术服务业”列示在第三产业下面，2021年占 GDP比重约为3.9%。2021年科技行业在GDP的百分比，美国约为中国的1.95倍。中美两国信息科技产业占GDP比重整体上均呈现上升趋势。1987年美国信息科技产业占GDP比重约为3.4%，在科网泡沫前4年，迅 速从1996年的3.9%提升至2000年的6.2%，此后略有下降，至2010年才回升至6.2%，此后缓慢提升至2021年的7.6%。中国信息科 技产业起步较晚，信息科技产业占GDP比重数据x早可追溯至2004年的2.6%，2022年约为4.0%。

根据Wind一行业分类标准，我们 将A股5000余家上市公司和美股 6000余家上市公司2021年收入和 净利润加总 。1）横向对比来看，2021年，美国 信息技术行业凭借13.4%的收入占 比获得了全行业20.4%的净利润， 而中国信息技术行业则用7.9%的收 入占比换来了1.8%的净利润份额。 2）纵向对比来看，美国信息技术 行 业 收 入 占 比 次 于 可 选 消 费 的 18.5%和金融行业的13.8%，位列 第三；利润占比次于金融行业的 27.6%，位列第二。中国信息技术 行业收入占比位列第六，利润占比 位列第十。

根据Wind二行业分类标准，分别测 算中国和美国2021年半导体和其他二 行业的收入与净利润在总量中的比重。 2021年，美国半导体行业收入占比约 为1.9%，净利润占比约为3.9%；中国 半导体行业收入占比约为1.2%，净利 润整体亏损约7亿元 。 将“半导体与半导体生产设备”，以及 “电信服务”、“技术硬件与设备”、 “媒体”和“软件与服务”等泛TMT行 业作为信息科技产业： â 美国上市公司中，2021年信息科技 产业收入占比19.1%，净利润占比约 为26.9%，净利率约为16.1%； 中国上市公司中，2021年信息科技 产业收入占比约为11.0%，净利润占 比约为3.3%，净利率约为1.1%。

2、半导体的成长性与周期性

宏观、技术、产业政策、供需关系等多重因素共同影响，全球半导体产业在波动中增长，呈现出螺旋式上升趋势 。 从“强成长、弱周期”，走向“弱成长、强周期”，从爆发式增长的新兴产业，到渐进式前进的成熟产业。

全球半导体产业的成长性

1976年以来，全球半导体市场销售金额从x初的约29亿美元成长为2022年的5832亿美元，增长了约202倍，年均复合增速 达到12.2%，远高于全球GDP同时期约3.1%的年均增速水平。

截至2022年底，费城半导体指数涵盖包括台积电、英伟达、阿斯麦在内的设计、设备和代工制造等环节共30家头部企业： 2005至2017年间的29家企业的合计收入在全球半导体销售额的比重从49%提升至67% 。2021年GF上市后，指数成分拓展至30只股票，30家企业合计收入占全球半导体销售额的比重也提升至78.4%。

1980年至今全球GDP增速和IC市场增速的相关性呈现上升趋势。1980至2010年间，全球GDP和IC市场增速相关系数x低时为-0.1 （基本不相关），x高为0.63（弱相关），但在2010至2019年间，相关系数提升到了0.85，如果排除2017-2018年间存储器市场的 表现，该阶段相关系数提升至0.96，表现出明显的强相关。 IC Insights预计2019至2024年二者相关系数将达到0.90。原因： 并购事件增加导致IC制造商减少，供应端基本面发生变化，行业竞争格局更加成熟 。 半导体→电子设备→数字经济→宏观经济，半导体价值量占比提升，下游应用更加分散，与宏观联系更加紧密。

全球半导体产业的周期性

半导体产业新技术从x初研发储备到终端产品应用并量产的周期大约在10年左右，驱动信息市场的引擎（下游应用市场主要产品） 也大概10年左右产生一次新变化。

中期维度上，半导体产业表现出由企业设备投资和产能扩张驱动周期波动，称为产能周期（也称资本支出周期、朱格拉周期、设备 投资周期等）。 投资端观测：全球半导体产业资本支出从1983年的43亿美元增长到2021年的1531亿美元，年均复合增速约为10%。以同比增速的 大值点划分，全球半导体资本开支周期平均约3~4年。

销售端观察：产能周期在半导体产品销售端上也有所体现，以全球半导体月度销售额为例，1976年3月至今，半导体月销售额同比 增速（3个月移动平均值）呈现出周期波动特征，每个周期间隔大约在3-4年，平均数值为2.95年。

短期维度上，由销售端（市场）短期供需驱动库存周期，也称基钦周期，约3~6个季度。由于下游需求端向上传导存在时滞，导致了库 存周期的产生。半导体产业库存周期可以分为4个阶段： 主动补库存：在新一轮库存周期的起点，由于短期需求端指标上升，企业提升产线稼动率，主动补充库存水平，产成品存货环比上 升，行业处于短期繁荣阶段。 被动补库存：这一阶段需求端指标已经 见顶，但企业稼动率无法立即下降，存 货水平仍然保持上升，导致利润率水平 到达顶部后开始下降，行业开始进入短 期衰退阶段 。 主动去库存：需求端指标持续下降，企 业稼动率开始下降，但已经出现库存过 剩，企业主动降价去库存，减少存货压 力，行业处于萧条阶段 。 被动去库存：需求端指标企跌回升，企 业稼动率降至低点，库存水平持续降低 至低点，库存压力得到缓解，随着需求 回温，行业开始进入下一轮库存周期起 点。

3、全球产业链价值量分布特征

全球半导体产业链概况

设计、设备属于技术（研发）密集型，需要参与厂商不断投入研发支出用于开发新技术，推出新产品，从而保持自身竞争力 。材料和晶圆制造属于资本（CapEx）密集型，通过成长性的资本开支将企业产能提升一个台阶，进而带动未来收入和利润的增长，对于晶圆材料 和晶圆制造企业至关重要；对于以台积电为首的晶圆代工龙头，维持成长性资本开支的能力，本身也是企业的护城河之一 。封测属于资本+劳动力密集型，封测环节通常技术含量较低，而对劳动力需求较高，经过数十年的发展，逐渐形成了以中国大陆的长电科技、通 富微电和华天科技等OSAT厂商主导的产业格局。

价值量：设计占60%，其中逻辑IC占30%、存储IC占9%、DAO占17%；设备占12%；材料占5%；晶圆制造占19%，封装与测试占6% 。区域分布：欧美在设计、设备绝对主导；美国在EDA&IP核一家独大；韩国主导存储IC设计；日本在DAO、设备优势显著；中国在封测代 工环节占比x高。

全球IC产业链分工实例（以某款智能手机AP为例）：欧洲和美国主要负责提供EDA工具、IP授权和芯片设计环节；OEM厂商通过选型确定供应 商和型号，芯片供应商将图纸交付给位于中国台湾的代工厂量产；晶圆厂产线设备主要由美国、日本和欧洲的供应商提供；晶圆片则先由一家美 国公司提炼出冶金硅，然后交由日本多晶硅制造商加工厂电子多晶硅，再由韩国厂商将单晶硅锭切割成硅片，x终送到台湾晶圆厂的产线上； 台湾晶圆厂加工好的芯片送往马来西亚完成封装，x后在中国大陆的工厂被组装到智能手机中，然后智能手机OEM厂商将产品销往全球。

4、全球市场现状与特征

全球半导体产业市场现状

亚太地区在全球半导体销售额中超过60%。1999年美洲、欧洲、日本、亚太地区分别为32%、21%、22%和25%，以美国为代表的 美洲地区为主要市场。此后，亚太地区市场半导体销售额快速提升，1999至2021年CAGR达10.6%，超过美洲市场的4.4%约6.2 pct，其市场份额不断提升，逐渐超过其他地区总和，至2021年亚太地区市场份额达到62% 。中国大陆2021年市场份额35%，是全球x大半导体产品消费地区。2021年中国大陆市场以1877亿美元销售额成为全球半导体产 品x大消费地区，市场份额35%。

1983年美国厂商在全球半导体销售市场占据超过50%的供给份额。但是在此后几年间，日本半导体企业的在激烈竞争中逐渐崛起， 向美国倾销大量半导体产品，叠加1985年至1986年的行业衰退，美国半导体企业全球供给份额在约1988年左右下降至低点，总共 下降约19个百分点，日本实现反超，占据了全球半导体行业领导地位。1988年后，美国半导体产业开始反弹，且日本半导体行业受到《日美半导体协定》影响，市场份额逐渐下滑。至1997年，美国半导 体产业以超过50%的供应份额重新回归全球领导地位，且一直保持至今。

集成电路占半导体产品销售额的比重维持在80%以上。2021年，集成电路产品销售额约4630亿美元，占半导体83%市场份额；分立器件销售额 约303亿美元，占6%；光电子器件销售额约434亿美元，占8%；传感器产品销售额约191亿美元，占3%。集成电路产品份额始终维持在80%以 上，是半导体产品的x主要类型 。 集成电路产品中，逻辑IC和存储IC比重x高，MCU份额呈下降趋势。集成电路产品中，2021年：模拟电路销售额741亿美元，占半导体销售额 的13.3%；微处理器销售额802亿美元，占15.1%；逻辑电路销售额1548亿美元，占30.8%；存储电路销售额1538亿美元，占27.7%；以MCU为 代表的微处理器产品份额在1999年至今呈现下降趋势，从34.6%下降至2021年的14.4%；以CPU、GPU等通用芯片为代表的逻辑电路产品份额 从1999年的15.5%上升至2021年的27.9%，呈现上升趋势。原因主要是，用于工业、通讯等领域嵌入式系统的MCU在过去二十年中增速不高， 而个人电脑的普及和智能手机出现大拉动了通用逻辑芯片的需求。

5、中国产业现状与问题

中国半导体产业现状、特征与存在的问题

中国集成电路产业在GDP比重不断提升。根据中国半导体协会和XXX统计局数据，2002年中国集成电路销售额在GDP占 比约为0.22%，2021年时已经提升至0.91%，按照2021年集成电路销售额占半导体市场87%计算，2021年中国半导体产 品销售额占GDP的比重超过1%，约为1.05% 。 作为对比，美国2021年半导体产业增加值对国内GDP的贡献约为2769亿美元，其中：直接贡献约961亿美元，间接贡献 约856亿美元，其他相关贡献约953亿美元。2021年美国GDP现价约为23.32万亿美元，半导体产业贡献占比约为1.19%。

根据SIA统计数据，2021年中国大陆市场半导体产品销售额约为1877亿美元，同比增长24.5%，与全球市场增速保持一 致；2022年中国大陆半导体市场略微下降1.1%，约为1857亿美元。市场份额上，2016年中国大陆市场占全球约31.5%， 然后逐年提升至2019年的34.8%，近两年略有下降，但整体较为稳定，2022年中国大陆销售占全球比重约为31.8%。

集成电路（IC）产品在半导体市场占据主要份额。根据中国半导体行业协会统计数据，2004年中国IC产业整体规模约为545亿元人 民币，2010年成长为1440亿元规模，2021年则同。比增长21.3%至10458亿元（约合1641亿美元，占中国半导体市场约87%），首 次突破万亿规模。近10年中国IC产业年均复合增速约为18.4%，高于全球IC市场6.5%的增速水平 。 集成电路产业链中，设计环节销售额占比x高。2021年中国IC产业设计、制造、封测环节分别占43%、30%和26%。从三大环节销 售额占比变化来看，IC设计环节销售额占比自2004年以来不断提升，制造环节销售份额在2011年前后时间出现局部下降，此后回升 至30%，份额占比趋于稳定，而产业链价值较低的封测环节，则呈现持续下降趋势

6、全球产业趋势与中国投资机遇

台积电先进制程新工艺渗透速度或将减缓 → 先进制程需求短期或将走弱

2022年底台积电x新3nm工艺实现量产，预计将在2023年体现在收入结构上。我们对2018年以来台积电分制程节点收入占比数据进行分析，发 现台积电上一代5nm工艺较更早的7nm工艺，其收入份额提升速度有所减缓。将台积电的5nm和7nm工艺收入份额数据单独列示，把开始有收入份额的季度作为Q=1将数据对齐。7nm工艺在2018Q3收入份额约为11%，此 后收入份额快速提升，在2019Q4达到35%，而上一代5nm工艺在2020Q3收入份额为8%，至2022Q4才达到32%左右，渗透速度较7nm明显减缓。

中期来看，全球半导体产业资本开支冲高回落，产能周期或将进入下行阶段

2020年，新冠病毒全球大流行加速了在线办公渗透率提升，电脑、平板、手机等各类电子设备销量大幅提升，旺盛需求推动多数晶圆厂产能利 用率超过85%（正常水平约为80%左右），部分代工厂接近或超过100%。2021年，企业纷纷扩大资本开支、提升产能，全球资本开支增速达到 近几年大值 。 2022年后，地缘政治、通货膨胀等因素致使全球经济放缓，H1资本开支仍在增加，但产能紧张局面已得到缓解，且晶圆厂的产能利用率21Q4已 出现下滑，制造商开始削减未来资本支出预算。另一方面，存储器市场的疲软和美国对中国半导体生产商的限制（限制购买美国公司设备）也将 对23年全球资本开支造成一定负面影响。IC Insights于11月22日下修预测，预计22年全球资本支出约为1817亿美元，同比增速约18.7%，而23 年预计全球半导体资本支出将下滑约19.3%至1466亿美元。