【公司研究】中芯國際-終將成為晶圓代工二把手-20200817（29頁）.pdf

《【公司研究】中芯國際-終將成為晶圓代工二把手-20200817（29頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《【公司研究】中芯國際-終將成為晶圓代工二把手-20200817（29頁）.pdf（29頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、 - 1 - 敬請參閱最后一頁特別聲明 市場價格（人民幣） ： 76.02 元 市場數據市場數據( (人民幣人民幣) ) 總股本(億股) 74.39 已上市流通 A股(億股) 10.40 流通港股(億股) 57.53 總市值(億元) 5,654.96 年內股價最高最低(元) 84.82/70.82 滬深 300 指數 4815 上證指數 3439 鄭弼禹鄭弼禹 分析師分析師 SAC 執業編號：執業編號：S1130520010001 趙晉趙晉 聯系人聯系人 終將成為晶圓代工二把手終將成為晶圓代工二把手 公司基本情況公司基本情況( (人民幣人民幣) ) 項目項目 2018 2019 2020E 2

2、021E 2022E 營業收入(十億元) 23.0 22.0 26.7 32.0 36.8 營業收入增長率 8% -4% 21% 20% 15% 歸母凈利潤(十億元) 0.75 1.79 2.78 2.94 3.51 攤薄每股收益(元) 0.15 0.31 0.36 0.38 0.46 攤薄每股收益增長率 -39% 110% 17% 6% 19% ROE 2% 4% 3% 3% 4% P/E 511 244 209 197 166 P/BV 9.3 10.0 6.3 6.1 5.9 來源：公司年報、國金證券研究所 投資邏輯投資邏輯 中芯中芯 國內晶圓代工國內晶圓代工 全球市場：全球市場：因美國

3、技術封鎖，國內芯片設計及制造的 國產替代全面升級，中芯在拉高其資本開支到 100-150%的營收后，預計 5 年復合增長 18% (量的復合增速約 10-12%，價格約 5-6%)，超過國內晶圓 代工業的 16%，國內及全球市場的 10%/8%。 7-8nm 研發量產研發量產：雖然中芯國際明顯落后聯電/格芯近 3-4 年量產 14nm 產 品， 但在聯電和格芯于 2018 年三季度宣布放棄 7nm研發及量產后，中芯即 將在明年量產 7-8nm的代工產品，這讓中芯國際在明年將提早成為全球前三 大先進制程技術的晶圓代工業者，等到 14/12/7-8nm 晶圓代工營收全面鋪 開，中芯國際將在 5 年

4、內超越聯電（8%）及格芯（7%）的全球份額。 提供光掩膜自制提供光掩膜自制、IP 與設計服務及先進封測的優勢與設計服務及先進封測的優勢：這三項協同服務都可以 幫客戶加速導入新制程的量產，改善良率，控制成本，克服技術障礙，及提 供客戶一站式的解決方案，而除了臺積電跟中芯類似外，聯電跟格芯大都是 外包光掩膜制造，IP與設計服務，及先進封測業務。 二個結構性挑戰二個結構性挑戰：雖然中芯國際的 7-8nm 研發已經超過聯電及格芯, 但 28/14/7-8nm 還是落后臺積電達 3-5 年之久，只能讓中芯銷售其先進制程代先進制程代 工比臺積電剛推出時的價格低工比臺積電剛推出時的價格低 30-40%，還要

5、面對每個節點設備投資增加每個節點設備投資增加 30-40%，造成折舊費用，造成折舊費用大幅上大幅上升升。這將讓中芯國際的 14/12/7-8nm 可能跟 28nm 類似，保持在負毛利直到 7 年折舊期限結束。 投資建議投資建議 歸因于科創板半導體龍頭的稀有性，預期中芯國際在五年內超過聯電及格芯的 市場份額，逐步縮短與臺積電的技術差距等長期增長趨勢確立，但下半年折 舊費用大增而傷害毛利率及整體獲利水準，我們因此建議投資人“增持”而非 “買入”的投資建議。 估值估值 參考可比公司估值，考慮到國內晶圓代工產業較高的增速，我們基于 2022 年 170-180 倍的市盈率，14 倍 PEG, 6.2

6、倍的市凈率給予 80 元人民幣的 12 個月目標價。 風險提示風險提示 因資本開支大增而造成的折舊費用飆升及短期現金流短缺的風險，先進制程落 后賣折扣價格的風險，海思持續無法申請到生產許可執照的風險。 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70.82 77.41 84 90.59 97.18 103.77 190819 191119 200219 200519 人民幣(元) 成交金額(百萬元) 成交金額 中芯國際 滬深300 2020 年年 08 月月 17 日日 創新技術與企業服務研究中心創新技術與企業服務研究中心 中芯國際（688981.SH）增持（首

7、次評級） 公司深度研究公司深度研究 證券研究報告 公司研究 - 2 - 敬請參閱最后一頁特別聲明 投資要件投資要件 關鍵假設關鍵假設 1. 1010- -12%12%產能復合增長率產能復合增長率：公司將 2020 年資本開支拉高到 67 億美元，近 170-180的營收，我們認為未來數年 100-150%營收的資本開支將成為常 態，主要投在非常昂貴先進制程工藝如 14/12/7-8nm 及 12”的 65/55/45nm 特殊制程的產能擴充，這也將提高產能的復合增長率達到 10-12%，并于 2025 年超過 1000 萬片 8 寸約當年產能。 2. 混合價格復合增長混合價格復合增長 5 5-

8、 -6%6%：歸因于未來幾年 14/12/7-8nm 制程工藝營收比 重每年以 5 個點的提升，我們估計從 2020 年開始到 2025 年，中芯國際將 看到其混合價格復合增長率達 56%。 3. 毛利率下測毛利率下測 20%20%：在今年毛利率回升到 24%后，估計未來幾年毛利率又會 逐年下降，并回測到 20%以下，主要歸因于 1412nm 價格競爭加劇，而 在中芯拉高其短期資本開支到超過 150的營收造成折舊擴大，這讓中芯 國際的毛利率在未來幾年可能持續低于同業水平。 我們區別于市場的觀點我們區別于市場的觀點 市場認為國產替代將驅動中芯獲利大幅增長；但我們認為折舊大增，融資 攤薄，及價格壓

9、力會讓每股盈余低于歸母凈利增長，更低于營收增長的 18-20%。 股價上漲的催化因素股價上漲的催化因素 7-8nm 制程工藝的量產（2021 年），海思若能重啟下單，及毛利率的回升 是股價上漲的三大催化因素。 估值和目標價格估值和目標價格 歸因于 1. 科創板半導體龍頭的稀有性；2. 市場預期中芯國際在五年內超過 聯電及格芯的全球晶圓代工市場份額； 3. 逐步縮短與臺積電的技術差距等長期 增長趨勢確立，但下半年折舊費用大增而傷害毛利率及整體獲利水準，我們因 此建議投資人“增持”非“買入”的投資建議，一年目標價 80 元人民幣是基于 2022 年 170-180 倍的市盈率，15 倍 PEG,

10、6.2 倍的市凈率。 投資風險投資風險 因資本開支大增而造成的折舊費用飆升及短期現金流短缺的風險，先進制程落 后賣折扣價格的風險，海思持續無法申請到生產許可執照的風險。 mNmPmRqNnPpOmQsPvNyRtQaQdNbRtRqQpNoOeRoOxPeRqRvM9PqQyRwMrRzRxNnMzR 公司研究 - 3 - 敬請參閱最后一頁特別聲明 內容目錄內容目錄 投資要件 .2 一、國內晶圓代工市場及產業超全球增長 .5 二、中芯的核心優勢 .7 三、二個結構性的挑戰 .10 1. 設備投資暴增，折舊費用大幅上升.10 2. 技術差距，讓中芯只能賣 3-5 年后的先進制程折扣價格 . 11

11、 四、公司介紹 .12 1、基本資料 .12 2、股權結構 .12 3、募資投入擴產及改善現金流 .13 4、生產流程 .13 5、全球份額臺積電獨大，中芯增長空間大 .14 6、核心客戶及材料的變化 .15 7、客戶區域，應用領域，制程工藝分類 .16 8、中芯國際營收獲利的歷史數據及預測的假設基礎 .18 9、中芯國際的估值及目標價 .23 五、主要行業及公司面對的風險 .24 圖表目錄圖表目錄 圖表 1：美國商務部實體清單公司.5 圖表 2：臺積電美國及中國大陸客戶季度占比變化 .7 圖表 3：全球，中國大陸晶圓代工市場及產業份額 .7 圖表 4：年度制程工藝技術演進的比較.8 圖表 5

12、：摩爾定律趨緩帶動小芯片架構.9 圖表 6：中芯國際的核心服務技術優勢.10 圖表 7：不同節點的設備投資額 . 11 圖表 8：臺積電及中芯國際先進制程銷售占比 . 11 圖表 9：看不同節點的晶圓代工價格的變化.12 圖表 10：中芯國際各廠技術介紹 .12 圖表 11：中芯前 3 大股東 IPO 前后持股變化 .13 圖表 12：中芯募資使用計劃 (萬元 ) .13 圖表 13：半導體晶圓片處理流程 .14 圖表 14：2020 年全球晶圓代工前五大份額.14 圖表 15：未來五年對標晶圓代工業者份額變化 .15 圖表 16：中芯國際 2017-2019 年主要材料占比變化 .16 圖表

13、 17：臺積電及中芯國際的美國及中國大陸客戶占比變化 .17 圖表 18：中芯國際應用領域的客戶占比變化.17 公司研究 - 4 - 敬請參閱最后一頁特別聲明 圖表 19：中芯國際制程工藝營收占比變化 .18 圖表 20：晶圓代工廠的加權平均制程工藝節點季度比較 （微米） .18 圖表 21：中芯國際資本開支對營收比 .19 圖表 22：中芯國際 2020 年上半年 8 寸約當月產能規劃 .19 圖表 23：不同節點的晶圓代工初始價格.19 圖表 24：中芯國際產能，銷量，利用率，單價的歷史數據及預測 .20 圖表 25：晶圓代工行業毛利率比較.20 圖表 26：研發費用占營收比同業比較 .2

14、1 圖表 27：14nm及以下研發費用 vs. 整體研發費用.21 圖表 28：中芯國際營業利潤率及核心營業利潤率比較.22 圖表 29：中芯國際各營業費用比率及營業利潤率預測.22 圖表 30：中芯國際 EPS及同比變化 .23 圖表 31：中芯國際現金流比較（單位：10 億人民幣） .23 圖表 32：中芯國際與同業市值及估值比較 .24 圖表 33：中芯國際與同業估值比較.24 公司研究 - 5 - 敬請參閱最后一頁特別聲明 一一、國內晶圓代工市場及產業超全球增長國內晶圓代工市場及產業超全球增長 自從中美貿易競爭擴大，加上美國對中興通訊，華為，海思針對性的封鎖 及將數百家的國內高科技企業

15、及研究中心（半導體，通信，安防，計算機人 工智能，軍工，科研機構）放入美國商務部的實體清單，不能采購美國技術占 比超過 25%的產品以來，非美替代，甚至國產替代自主可控就成為國內半導 體行業如 EDA軟件，材料，設備，晶圓代工，封測，存儲器，無晶圓設計全面 升級的主要動能，配合國內 A 股及科創板新公司拿到的高估值及充沛營運現金， 所以投研發，招人才，買技術已經如火如荼的進行。而國內晶圓代工市場及產 業營收增長超過全球晶圓代工市場及產業增長將指日可待，換句話說，美國技 術封鎖，反而造就了國內半導體行業從點擴散到面的大幅增長。 圖表圖表1：美國商務部實體清單公司：美國商務部實體清單公司 時間時間

16、 代碼代碼 公司名稱公司名稱 所屬領域所屬領域 2018 年 4 月 16 日 000063.SZ 中興通訊 通信（通信設備） 2019 年 5 月 15 日 華為及其 68 家子公司 通信（通信設備） 2019 年 6 月 21 日 海光公司（1） 半導體（CPU) 成都海光微電子技術（2） 半導體（CPU) 成都海光集成電路（3） 半導體（CPU) 603019.SH 中科曙光 計算機(服務器） 無錫江南計算技術研究所 科研 2019 年 8 月 19 日 華為 46 家子公司 通信(通信設備） 2010 年 10 月 7 日 002415.SH ?？低?電子（安防） 002236.SZ

17、 大華股份 電子（安防） 002230.SZ 科大訊飛 計算機（AI 平臺） 300188.SZ 美亞柏科 計算機（信息安全） 依圖科技 計算機（AI 算法） 頤信科技 計算機（數據分析等） 曠視科技 計算機（圖像識別） 商湯科技 計算機（AI 算法） 2020 年 5 月 15 日 針對華為管制升級 通信（通信設備） 2020 年 5 月 22 日 云天勵飛 半導體（AI 芯片及大數據平臺） 上海維逸測控公司 半導體（MEMS 傳感器） 600498.SH 烽火科技集團（1） 通信（通信設備） 600498.SH 南京烽火星空通信發展有限公司（2） 通信（通信設備） 精納科技 通信（雷達）

18、礪劍天眼科技有限公司 通信（雷達） 北京達闥科技（1） 計算機（云端智能機器人運營商） 達闥科技（香港） （2） 計算機（云端智能機器人運營商） 達闥科技（香港） （3） 計算機（云端智能機器人運營商） 北京中云融信科技有限公司 計算機（云計算） 601360.SH 奇虎 360 科技有限公司(1) 計算機（網絡安全） 601360.SH 奇虎 360 科技公司(2） 計算機（網絡安全） 300367.SZ 東方網力科技股份有限公司（1） 計算機（視頻監控） 300367.SZ 深網視界（東方網力子公司） （2） 計算機（視頻監控） 云從科技 計算機（人臉識別） 公司研究 - 6 - 敬請參閱

19、最后一頁特別聲明 上海銀晨智能識別科技有限公司 計算機（人臉識別） 北京計算科學研究中心 科研 北京高壓科學研究中心 科研 成都精密光學工程研究中心 科研 頂峰多尺度科學研究所 科研 中國公安部法醫學研究所 科研 哈爾濱工業大學 科研 哈爾濱工程大學 科研 諾佤（上海）檢測儀器有限公司 其它 哈爾濱蘊力達科技開發有限公司 其它 北京錦程環宇科貿 其它 中國九原貿易公司 其它 哈爾濱創越科技有限公司 其它 四川鼎澄物資貿易公司 其它 四川新天元科技有限公司 其它 四川圖斯克進出口貿易有限公司 其它 阿克蘇華孚紡織品有限公司 其它 Zhu Jiejin 個人 2020 年 7 月 20 日 合肥寶

20、龍達信息技術有限公司 計算機（零部件銷售） 002456.SZ 南昌歐菲科技有限公司 消費電子（觸控顯示） 603133.SH 碳元科技 消費電子（高導熱石墨膜） 603680.SH 今創集團 其他 300676.SZ 新疆絲路華大基因科技有限公司 其他 300676.SZ 北京六合華大基因科技有限公司 其他 000521.SZ 合肥美菱股份有限公司 其他 新疆和田浩林發飾品有限公司 其他 和田泰達服飾有限公司 其他 昌吉溢達紡織有限公司 其他 南京新一棉紡織有限公司 其他 來源：美國商務部，國金證券研究所 國內晶圓代工市場增長超過全球國內晶圓代工市場增長超過全球 雖然美國政府想要利用進口到美

21、國但在中國生產的高科技產品拉高關稅， 來讓美國企業訂單生產回流， 但國內科技產業鏈已經相當完善及有強大成本優 勢，加上疫情控制得宜，我們到現在還沒明顯看到科技行業生產訂單回流美國， 如鴻海威斯康新州 LCD 面板投資案目前仍然嚴重落后, 臺積電月產能兩萬片的 迷你美國 5nm 廠也要拖到 2024 年才會量產。所以我們預期中國大陸晶圓代工 市場未來五年復合增長率達 11%，超過全球晶圓代工市場的 8-9%復合增長率， 中國大陸占全球晶圓代工市場份額將從 2018 年的 51%到 2025 年的 60%。 就 中芯而言，其中國大陸客戶占比持續提升，明顯從五年前的 50 個點，增加到 目前的 66

22、 個點，而晶圓代工龍頭臺積電，過去幾年其中國大陸客戶占比也持 續提升，明顯從五年前的 8 個點，增加到目前的 21 個點，而同一時間，美國 客戶從 66 個點，下降到 1Q20 的 58 個點，但因為美國商務部于 5/15/2020 要 求臺積電必須取得許可執照才能繼續幫海思生產，我們因此預期臺積電大陸客 戶占比將從 4Q20 開始明顯回落，但不管是臺積電未來拿到海思部分芯片生產 許可或其他國內海思替代公司下單給臺積電，長期而言，都會讓臺積電國內客 戶占比持續提升。 公司研究 - 7 - 敬請參閱最后一頁特別聲明 圖表圖表2：臺積電美國及中國大陸客戶季度占比變化：臺積電美國及中國大陸客戶季度占

23、比變化 來源：臺積電，中芯國際, 國金證券研究所 國內晶圓代工產業增長超過全球近一倍國內晶圓代工產業增長超過全球近一倍 剛才提到自從中美貿易競爭擴大，加上美國對中興通訊，華為，海思針對 性的封鎖及將數百家的國內高科技企業及研究中心放入美國商務部的實體清單， 不能采購美國技術占比超過 25%的產品以來，國產替代自主可控就成為國內 半導體行業如晶圓代工制程工藝全面升級的主要動能，配合中芯國際轉 A 股科 創板上市借以拿到高估值及充沛營運現金投入 14/12/7-8nm 先進制程產能擴張 及研發，還有招人才，加上華虹加速無錫 90/65/55nm 12“廠成熟制程的擴產， 因此造就國內晶圓代工產業未

24、來五年營收復合增長率達 16%，超過全球晶圓代 工市場的 8%復合增長率近一倍。 圖表圖表3：全球，中國大陸晶圓代工市場及產業份額全球，中國大陸晶圓代工市場及產業份額 單位單位: 10: 10 億美元億美元 20182018 20192019 20202020 20212021 20222022 20232023 20242024 20252025 5 5 年年 CAGR(%)CAGR(%) 全球晶圓代工市場 57 56 67 73 76 85 94 99 8% 同比 y/y 6% -1% 18% 9% 5% 12% 10% 5% 中國大陸晶圓代工市場 29 29 37 41 43 49 55

25、 59 10% 同比 y/y 8% 2% 24% 11% 7% 14% 12% 7% 中國大陸占全球晶圓代工市場份額(%) 51% 52% 55% 56% 57% 58% 59% 60% 16% 中國大陸晶圓代工產業生產銷售額 6.14 5.77 6.87 8.2 9.2 11.0 12.9 14.4 同比 y/y 10% -6% 19% 20% 12% 19% 17% 12% 中國大陸晶圓代工產業自給率 (%) 21% 20% 19% 20% 21% 22% 23% 24% 中國大陸晶圓代工產業占全球份額(%) 11% 10% 10% 11% 12% 13% 14% 15% 來源：IC In

26、sights, 國金證券研究所 二二、中芯的核心優勢中芯的核心優勢 中芯國際在競爭方面除了能提供有競爭力的代工價格，具備較低的折舊費 用（中芯采購新設備使用較長的 7 年折舊年限，舊設備采 6 年折舊年限） ，得到 政府的各種研發補助及受惠于自主可控國產替代的龐大晶圓代工需求外，其 實在以下列出的十點，很難跟臺積電面對面的直接競爭，但其中幾項條件確實 較晶圓代工市場份額較大的聯電 UMC 及格芯 Globalfoundries 具有優勢，如聯 電及格芯已經放棄的 7-8nm 研發及量產，還有光掩膜自制，先進設計服務，通 過與長電合作完成先進封測。 1. 7-8nm先進制程研發及量產先進制程研發

27、及量產； 2. 資本及研發開支規模； 0% 20% 40% 60% 80% 1Q08 3Q08 1Q09 3Q09 1Q10 3Q10 1Q11 3Q11 1Q12 3Q12 1Q13 3Q13 1Q14 3Q14 1Q15 3Q15 1Q16 3Q16 1Q17 3Q17 1Q18 3Q18 1Q19 3Q19 1Q20 3Q20 Quarterly 季度占比季度占比 臺積電 美國客戶 臺積電 中國大陸 中芯 美國客戶 中芯 中國大陸 公司研究 - 8 - 敬請參閱最后一頁特別聲明 3. 擴產規模； 4. 各產品良率； 5. 光掩膜光掩膜自行自行制造制造； 6. 先進制程設計服務先進制程設計

28、服務； 7. 先進封測（扇出封裝，三維封裝先進封測（扇出封裝，三維封裝 Chip on Wafer on Substrate） ； 8. 設備及材料的規模經濟采購優勢； 9. 客戶規模； 10. IP專利庫跟臺積電直接競爭 7-8nm 及及 EUV 的研發與量產：的研發與量產：雖然中芯國際一直到現在都無法取得艾斯 麥 ASML 的 EUV 光刻機，但我們認為 ASML 只要一拿到荷蘭政府的許可 出貨給中芯，相信中芯將成為全球第三家（在臺積電及三星之后）邁入 EUV 5nm 工藝制程節點的晶圓代工大廠。我們以 14nm 為例，雖然中芯 國際明顯落后聯電近 3 年，落后格芯近 4 年量產 14nm

29、 晶圓代工產品， 但中芯在聯電，格芯于 2018 年三季度相繼宣布放棄 7nm研發及量產后的 兩年后，即將在明年量產 7-8nm 制程工藝的代工產品（但是中芯要幫海 思代工的 78nm 中低階手機芯片產品應該無法在今年四季度量產） ，這 讓中芯國際在明年將提早成為全球前三大以先進制程技術為衡量標準的晶 圓代工業者，那等到 14/12/7-8nm 晶圓代工營收全面鋪開，中芯國際要超 過聯電（7%）及格芯（8%）的全球營收份額，將是指日可待。 圖表圖表4：年度制程工藝技術演進的比較年度制程工藝技術演進的比較 來源：各公司財報，國金證券研究所 光掩光掩膜膜自制自制（Photo mask making

30、）的重要性）的重要性：光掩膜是芯片制造中， 數十次光刻環節中的核心工具， 而臺積電過去就是靠著優異的 100%光掩 膜自制，讓其客戶在光刻良率，新產品推出時效及性能，電路圖形設計的 預先修正，預判光掩膜制造過程中的制造誤差，都明顯優于光掩膜外包的 同業如聯電，這讓同樣也是采取光掩膜自制（達到 14nm） ，擁有自主知識 產權的前道版圖數據處理、電子束描畫、顯影刻蝕，與后道的缺陷檢查和 控制技術的中芯國際比一般同業具備更多優勢。光掩膜的類型從早期的二 元掩膜發展成相位移掩膜, 其圖形傳遞介質從金屬鉻進化成鉬硅材料。但 隨著極紫外光刻(EUV) 技術的引入, 光掩膜從傳統的透射型基材轉變為反 射型

31、基材, 結構的復雜程度和制造的難度成倍增加。隨著光掩膜上所繪電 路圖形尺寸不斷縮小, 晶體管等器件的密集度不斷提高, 傳統的電子束描畫 設備完成單張光掩膜描畫的時間不斷增加, 單張 EUV 掩膜的描畫時間甚至 可達數日之久, 這對光掩膜的研發和制造出了極高的挑戰。而 IMS Nanofabrication 奧地利商艾美斯電子束科技的多重電子束 (multibeam mask writer) 描畫技術的出現提供了新途徑, 該技術運用數十萬根電子束 同時描畫互不干擾, 既能保證圖形精度, 又能將 EUV 光掩膜描畫時間及成 本控制在可接受的范圍之內, 在很大程度上提高了先進技術節點的研發效 率和商

32、業量產能力。 公司研究 - 9 - 敬請參閱最后一頁特別聲明 提供設計服務與提供設計服務與 IP支持：支持：我們認為未來 10 年，全球半導體產業將從過去 的計算機，智能手機，及服務器的少樣多量，逐步轉化成各種多樣多量的 億物聯網（Internet of things, IOT）及各種云端，邊緣運算端，終端 AI芯 片，加上先進制程工藝產品設計的難度及 IP 資源的需求不斷提高，這客 制化需求的新趨勢，會讓全球半導體設計公司及系統公司內部設計團隊如 雨后春筍般的冒出，但這些新設計公司明顯在 IP 資源缺乏及實體布局布 線設計經驗不足，因此中芯國際超過 200 人的設計服務團隊所提供給客戶 14

33、/28/40/45/55/65/110/130nm 等節點的設計服務與 IP 支持對擴大公司營 收就顯得非常重要。隨著 FinFET, EUV 技術的推出, 設計服務可以與工藝 開發深度協同, 從設計的角度對工藝設計規則、后端布線規則、器件種類 等進行優化, 基于優化成果提供更好的設計服務,令其產品更具競爭力。此 外, 由于傳統靜態隨機存儲器在功耗、速度和面積等方面存在技術瓶頸, 設 計服務廠商開始提供新一代存儲 IP 解決方案(如 MRAM 等), 以解決高性 能 計算對片內大容量高速度存儲器的需求及物聯網應用對非揮發存儲器 的需求。FinFET 工藝持續發展所產生的晶體管線寬限制與日趨復雜

34、的設 計規則, 也對模擬、混合信號電路的設計帶來較大程度限制。在符合設計 規則的前提下, 市場推出了基于模板的設計服務技術與模塊,使得客戶設計 如同搭積木式一般,而 不用受制于復雜的設計規則,節約了電路設計和后端 版圖時間。 小芯片架構下的先進封測需求：小芯片架構下的先進封測需求：自從臺積電靠著余振華副總團隊所領導的 扇出封裝技術（Integrated Fan Out, INFO）拿下蘋果智能手機幾個世代 的應用處理器訂單，靠著三維封裝 CoWoS (Chip on Wafer on Substrate) 拿下 Xilinx 基地站 FPGA 及英偉達最先進 AI 芯片 A100 的訂單，加上

35、未 來通過先進封裝來達成的小芯片架構是摩爾定律微縮趨緩下能繼續提高效 能，降低成本，降低耗能的重要解決方案，各種 3D 先進封測需求就爆發 了。而中芯國際通過負責前端凸塊加工（能提供 28/14nm 凸塊加工） ，硅 穿孔（Through Silicon Via, TSV） ，而由持有 14.3%的江蘇長電負責后端 封測的合作方式提供 3D 先進封測，就給了中芯比聯電及格芯更多的競爭 優勢。 隨著集成電路制造工藝技術的不斷發展, 對端口密度、信號延遲及 封裝體積等提出了越來越高的要求, 促進了先進封裝如凸塊、倒裝、硅穿 孔、2.5D、3D 等新封裝工藝及封裝形式的出現和發展。不同于引線鍵合 (

36、Wirebonding) 工藝, 凸塊工藝比較像是晶圓代工制程工藝，主要是通過高 精 密 曝 光 （ 使 用Nikon, Veeco/Ultratech 光 刻 機 ， 東 京 電 子 ， SussMicrotech 的光阻顯影） 、離子處理、電鍍（金屬濺鍍使用應用材料， Ulvac 設備；電鍍PECVD/干刻蝕使用應用材料及 Lam Research 的設 備）等設備和材料, 基于定制的光掩模, 在晶圓上實現重布線, 允許芯片有 更高的端口密度, 縮短了信號傳輸路徑, 減少了信號延遲, 具備了更優良的 熱傳導性及可靠性。凸塊工藝配合倒裝技術帶來封裝體積的縮小, 實現了 芯片級封裝。凸塊工藝、

37、三維芯片系統集成等先進封裝工藝實現了各種晶 圓級封裝和系統級封裝。 圖表圖表5：摩爾定律趨緩帶動小芯片架構摩爾定律趨緩帶動小芯片架構 來源：臺積電，國金證券研究所 公司研究 - 10 - 敬請參閱最后一頁特別聲明 圖表圖表6：中芯國際的核心服務技術優勢中芯國際的核心服務技術優勢 來源：中芯國際招股說明書，國金證券研究所 三、二個結構性的挑戰三、二個結構性的挑戰 雖然中芯國際是國內第一大晶圓代工廠，在國內 1412 納米先進制程也 追上臺積電南京廠的 16 納米，78 納米研發投入也超過已經放棄的聯電及格 芯 Globalfoundries, 但這些制程工藝還是落后全球晶圓代工龍頭臺積電達 3-

38、5 年之久，量產的落后，良率的落后，及折舊費用飆升的不歸路，都會讓中芯國 際在價格，成本，獲利率上都處于劣勢，如何克服以下二個結構性的挑戰，是 中芯國際管理團隊未來要解決的問題。 1. 設備投資暴增，折舊費用設備投資暴增，折舊費用大幅上升大幅上升 不同于很多新型半導體產品如 5G AP/基頻射頻前端基地站，服務器 x86 CPU，云端 AI GPU, 高速網絡，PCIE 4.0/5.0 retimer, 內存儲器 1z/1alpha， 128/160 層閃存儲器，DDR5 的內存接口芯片，總是帶給半導體供應大廠比平 均更好的毛利率，但從事先進制程的晶圓代工業，卻因為要不斷的追求制程工 藝的技術

39、演進，在 16/14 納米以后的每個節點要增加投資超過 30%（參考圖） ， 這就是為什么連龍頭晶圓代工廠臺積電都要花 7-8 個季度的量產時程，才能讓 其最先進制程達到公司的平均毛利率，整體毛利率還會受到新制程工藝初期量 產擴大的影響而下滑。以臺積電而言，因為每個新節點的半導體設備投資額的 遞增，我們測算目前其 16nm/12nm 的折舊費用占其營業成本達 50-60%， 7nm/7nm EUV 達 60-70%， 5nm EUV 達 70-80%，如果無法像臺積電一樣在 量產初期拿到晶圓代工價格溢價，多數廠商過分投入先進制程工藝，反而會見 到虧損擴大，這也解釋同為晶圓代工的聯電 UMC 及 Globalfoundries 格芯早在 公司研究 - 11 - 敬請參閱最后一頁特別聲明 2018 年三季度已經宣布放棄 7nm 制程工藝的研發，而聯電確實于今年二季度 看到毛利率的大幅改善，但中芯國際從去年底進入 14/12nm 制程工藝，今年底 進入 7-8nm 量產，預期明后年總計要投資數十億