【研報】電子行業半導體代工系列：大洋育鯤鵬代工出巨頭-20200629[50頁].pdf

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1、 證券研究報告 1 報告摘要報告摘要： 代工環節孕育巨頭，先進制程引領發展代工環節孕育巨頭，先進制程引領發展 晶圓制造是集成電路產業鏈的核心環節之一， 通過在硅單晶拋光片上制造出數以 億計的晶體管，以實現邏輯運算、數據存儲等功能。制造工藝直接決定了芯片的 性能水平。晶圓制造的商業模式可以分為 IDM 和晶圓代工兩種，目前晶圓代工 已經成為主流模式。2013-2018 年，全球晶圓制造市場中，純晶圓代工廠商的銷 售額占比平均達到 86%。以代工為主的商業模式，承接全球 Fabless 訂單和 IDM 廠商的部分訂單，是產業鏈中最易成就行業巨頭的環節。通過對比各環節龍頭公 司可見，代工龍頭臺積電的

2、營收體量遠超其他環節的龍頭公司，且增長主要靠自 身驅動力實現，盈利能力遠超封測環節，盈利穩定性高于設計環節。對于代工廠 商而言，得先進制程者得天下。以全球代工巨頭臺積電的成功之道為佐證，能穩 坐全球晶圓代工頭把交椅， 關鍵在于領創先進制程， 并在此基礎上靈活調整產能。 制造需求大，國產替代正當時制造需求大，國產替代正當時 大陸晶圓制造國產化面臨產能不足和先進制程落后兩大困境。 2018 年， 大陸 56% 的晶圓代工銷售額被臺積電占據，大陸廠商中芯國際、華虹和武漢新芯的合計占 比僅 28%。2019 年，中芯國際和華虹半導體的合計年產能約為 342 萬片（等效 12 英寸） ，只占臺積電年產能

3、（1230 萬片等效 12 英寸）的 28%，遠不能滿足目 前大陸對晶圓制造產能的需求。作為大陸目前技術最先進的中芯國際，目前最先 進的產能工藝為 14nm，而臺積電已推進到 5nm，中芯國際在先進制程上與臺積 電至少相差兩個身位。晶圓制造是資本密集型和技術密集型行業，需要高資本支 出和高研發投入，國家政策和資金已大力支持，大基金一期已重點布局，但大陸 龍頭企業還有巨大成長空間，國家政策和資金有望繼續扶持，支持龍頭企業做大 做強。 支撐產業包括設備、 材料、 IP&EDA 等環節大陸同樣存在自給率低的現狀， 中美貿易摩擦使大陸晶圓制造環節短期承壓，中長期受益國產化進程加速。 國內兩大代工龍頭專

4、注發展，有望貢獻主要力量國內兩大代工龍頭專注發展，有望貢獻主要力量 1） 中芯國際：引領國產進程，大陸制造絕對龍頭。中芯國際已是大陸技術最先進、 規模最大、 配套服務最完善、 跨國經營的專業晶圓代工廠商， 目前總營收的 94% 來自 0.35m-45nm 工藝節點產品。最先進制程 14nm 產能逐漸放量，有望持續 為中芯國際貢獻營收。中芯南方 SN1 廠（中芯國際控股）在 2019 年實現第一 代 14nm FinFET 的量產，19Q4 產能達到 3 千片/月，營收貢獻占比約 1%。20Q1 產能達到 4 千片/月，營收貢獻占比上升至 1.3%。第二代 14nm FinFET 技術平 臺也已

5、經處于客戶導入階段。目前中芯國際是大陸第一家在邏輯芯片領域實現 14nm FinFET 量產的晶圓代工廠商，代表了大陸在晶圓制造環節自主研發技術 的最先進水平?，F階段，中芯國際已在科創板提交招股書，計劃募集資金 200 億用于投資先進制程和補充流動資金，加快推進先進制程工藝的研發。 2） 華虹半導體：立足大陸集成電路市場，專注差異化工藝定制服務。華虹半導體是大 陸第二大、全球第八大晶圓代工廠商，是大陸除中芯國際外最大的晶圓代工廠商， 2019 年在全球晶圓代工領域的市占率達 1.5%。 2020Q1， 公司營收 49.6%來自于 0.35 m 及以上成熟制程。通過專注特色工藝，華虹半導體的盈利

6、水平維持高位， 2014Q2-2019Q4，華虹毛利率保持在 30%以上，凈利率保持在 10%-20%之間。 推薦推薦 維持評級 Table_QuotePic 行業與滬深行業與滬深 300300 走勢比較走勢比較 資料來源：Wind，民生證券研究院 分析師：王芳分析師：王芳 執業證號： S0100519090004 電話： 021-60876730 郵箱： 相關研究相關研究 1.【民生電子】行業事件點評：液晶面 板價格企穩上揚，景氣度有望持續提升 2.5g 創新持續，半導體國產空間大 -45% 5% 55% 105% 19/6/27 19/9/2719/12/2720/3/27 20/6/27

7、 滬深300 電子(中信) 電子電子 行業研究/深度報告 半導體半導體代工系列代工系列：大洋育鯤鵬，代工出巨頭：大洋育鯤鵬，代工出巨頭 深度研究報告深度研究報告/電子電子 2020 年年 06 月月 29 日日 證券研究報告 2 Table_Page 深度研究深度研究/電子電子 12英寸生產線建成投產，產能供給能力大幅提升。2019Q4，華虹半導體在無錫的 12英寸（300mm）晶圓廠建成投產，計劃產能4萬片/月，目前已經實現1萬片/月。12 英寸生產線的建成為華虹帶來了更多的晶圓產能，能夠滿足客戶日益增長的代工需 求，20Q1的月產能超過20萬片。 投資建議投資建議 作為半導體產業鏈的核心環

8、節之一， 國內代工產業的發展與壯大勢必將大力推動 我國半導體全產業鏈的國產化進程，帶來行業發展機遇。 建議關注半導體設備、材料、設計、封測環節具備國產化替代的優質公司，推薦 材料公司深南電路， 設計商兆易創新、 瀾起科技、 韋爾股份、 卓勝微、 匯頂科技， 封測商深科技、通富微電。 建議關注：1）半導體設備：中微公司、北方華創、至純科技、華峰測控、精測 電子、晶盛機電等。2）半導體材料：華特氣體、江豐電子、鼎龍股份、滬硅產 業、上海新陽、安集科技等。3）設計：北京君正、卓勝微、圣邦股份等。4）封 測：長電科技、華天科技、晶方科技、太極實業。4）制造：三安光電。 風險提示風險提示 中美貿易摩擦持

9、續加劇的風險、新冠疫情惡化的風險、中國大陸技術發展不及預 期的風險等。 盈盈利預測與財務指標利預測與財務指標 代碼代碼 重點公司重點公司 現價現價 EPS PEPE 評級評級 6 6 月月 2424 日日 2019 2020E 2021E 2019 2020E 2021E 002916 深南電路 167.09 3.63 5.05 6.32 46.00 33.09 26.44 推薦 603986 兆易創新 244.07 1.89 3.12 3.94 129.12 78.23 61.95 推薦 688008 瀾起科技 106.08 0.83 0.92 1.18 128.47 115.30 89.9

10、0 推薦 603501 韋爾股份 206.68 0.54 1.71 2.18 383.38 120.87 94.81 推薦 300782 卓勝微 712.85 4.97 7.73 9.53 143.38 92.22 74.80 推薦 603160 匯頂科技 226.28 5.08 5.75 7.16 44.50 39.35 31.60 推薦 000021 深科技 23.71 0.24 0.41 0.54 99.00 57.83 43.91 推薦 002156 通富微電 24.29 0.02 0.37 0.6 1463.25 65.65 40.48 推薦 688012 中微公司 232.00 0

11、.35 0.50 0.73 658.16 461.32 317.50 未評級 002371 北方華創 169.04 0.63 1.00 1.48 268.40 169.58 114.48 未評級 603690 至純科技 41.16 0.43 0.74 1.12 96.67 55.43 36.76 未評級 688200 華峰測控 291.00 2.22 2.29 3.17 130.93 127.11 91.86 未評級 300567 精測電子 71.61 1.10 1.46 1.98 65.15 49.13 36.25 未評級 300316 晶盛機電 24.30 0.50 0.71 0.91 4

12、8.97 34.37 26.78 未評級 688268 華特氣體 89.45 0.61 0.86 1.11 147.85 103.75 80.65 未評級 300666 江豐電子 58.44 0.29 0.37 0.47 199.18 158.50 125.22 未評級 300054 鼎龍股份 16.13 0.03 0.24 0.33 464.84 68.52 48.22 未評級 688126 滬硅產業-U 33.20 -0.05 0.00 0.03 -687.37 25538.46 1216.12 未評級 rQoRrPwOnNqPoOsNtNrPpM6MdN6MsQoOnPpPeRqQqOj

13、MsQzR6MnNuNxNtRrNwMnRnP 證券研究報告 3 Table_Page 深度研究深度研究/電子電子 300236 上海新陽 61.05 0.72 0.29 0.37 84.37 208.01 166.21 未評級 688019 安集科技 356.01 1.24 1.66 2.45 287.15 214.21 145.29 未評級 300223 北京君正 104.17 0.29 0.31 0.57 358.84 332.60 182.15 未評級 300661 圣邦股份 300.40 1.70 1.69 2.40 176.83 177.28 125.29 未評級 600584 長

14、電科技 31.04 0.06 0.41 0.74 561.30 76.15 41.89 未評級 002185 華天科技 13.66 0.10 0.22 0.29 130.47 61.67 46.57 未評級 603005 晶方科技 74.91 0.47 1.54 2.18 158.88 48.64 34.36 推薦 600667 太極實業 11.95 0.30 0.32 0.41 40.45 36.84 29.20 未評級 600703 三安光電 24.20 0.32 0.42 0.56 76.01 57.80 43.01 未評級 資料來源：公司公告、民生證券研究院，“未評級”公司使用 win

15、d 一致預期 證券研究報告 4 Table_Page 深度研究深度研究/電子電子 目錄目錄 一、代工環節孕育巨頭，先進制程引領發展一、代工環節孕育巨頭，先進制程引領發展. 5 （一）億萬晶體管的安家之旅，制造實現蛻變 . 5 （二）專注代工實為幕后英雄，承接全球訂單成就行業巨頭 . 8 （三）得先進制程者得天下 . 11 二、制造需求大，國產替代正當時二、制造需求大，國產替代正當時. 18 （一）從先進制程到產能，大陸需求大 . 19 （二）支撐產業自給率低，中美貿易摩擦倒逼國產化進程加速 . 25 1、高端設備依賴進口，本土企業有望逐步突破 . 26 2、材料自給率低，本土企業任重道遠 .

16、30 3、IP&EDA 國產化率低且替代難度大，國內企業已有布局 . 33 三、國內兩大代工龍頭專注發展，有望貢獻主三、國內兩大代工龍頭專注發展，有望貢獻主要力量要力量 . 35 （一）中芯國際：引領國產進程，大陸制造絕對龍頭 . 36 （二）華虹半導體：立足大陸集成電路市場，專注差異化工藝定制服務 . 43 四、投資建議四、投資建議 . 46 五、風險提示五、風險提示 . 46 插圖目錄插圖目錄 . 47 表格目錄表格目錄 . 48 證券研究報告 5 Table_Page 深度研究深度研究/電子電子 一、一、代工環節孕育巨頭，代工環節孕育巨頭，先進先進制程制程引領發展引領發展 （一）（一）億

17、萬晶體管的安家之旅億萬晶體管的安家之旅，制造實現蛻變，制造實現蛻變 制造是集成電路制造是集成電路產業鏈產業鏈的的核心核心環節之一環節之一。 集成電路產業鏈包括多個環節， 主要可以分 為核心產業鏈和支撐產業鏈。核心產業鏈包括 IC 設計、IC 制造和 IC 封測三個環節，支 撐產業鏈包括半導體材料、設備、EDA&IP 等。制造商承接全球 IC 設計商訂單，為 IC 設 計商制造芯片，隨后由 IC 封測商完成封裝和測試環節。半導體材料供應商和設備供應商 為 IC 制造商提供生產所需的設備和原材料，是制造環節的基礎。 圖圖 1：制造是集成電路制造是集成電路產業鏈產業鏈的的核心環節之一核心環節之一 資

18、料來源： 半導體制造技術 ， 芯事 ，民生證券研究院 制造過程制造過程通過在硅單晶拋光片上制造出數以通過在硅單晶拋光片上制造出數以億億計的晶體管，以實現邏輯運算、數據計的晶體管，以實現邏輯運算、數據 存儲等功能。存儲等功能。制造過程使用薄膜沉積、光刻、摻雜和熱處理四種最基本的工藝方法，通過 大量的工藝順序和工藝變化制造出特定結構。 晶體管是芯片的基本構成單元， 是一種類似 于閥門的固體半導體器件，可實現開關、放大、穩壓和信號調制等多種功能，主要分為雙 極性晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET） ，集成電路芯片采用的是金屬氧化物場效應晶 體管結構（MOSFET） 。MOSFET 由柵極（Gat

19、e） 、漏極（Drain）和源極（Source）組成， 通過在柵極上施加不同程度的電壓以控制源極和漏極之間電子的流動， 從而實現特定的功 能。 證券研究報告 6 Table_Page 深度研究深度研究/電子電子 圖圖 2：晶體管晶體管結構原理圖結構原理圖 圖圖 3：芯片由晶體管排列組合而成：芯片由晶體管排列組合而成 資料來源：晶體管原理，民生證券研究院 資料來源：中國科學院金屬研究所，民生證券研究院 晶體管的制造涉及多道工序， 技術含量高。晶體管的制造涉及多道工序， 技術含量高。 晶圓廠通過對硅單晶裸片進行初加工得到 晶圓，之后將光罩上的電路圖刻蝕到晶圓上。主要工序包括光刻膠覆蓋、紫外曝光、離

20、子 注入、電鍍、拋光等工序。 圖圖 4：晶圓制造主要工藝流程晶圓制造主要工藝流程 資料來源：中為咨詢，民生證券研究院 FinFET 是目前主流結構，是目前主流結構，GAA 有望延續摩爾定律。有望延續摩爾定律。隨著晶體管的尺寸逐漸向細微 化方向發展， 在晶體管尺寸變小的同時漏電流的控制也變的愈發困難， 當制造工藝推進到 16/14nm 技術節點時， 傳統的平面型場效應晶體管 （Planar FET） 結構已經無法繼續使用， 由胡正明教授提出的鰭式場效應晶體管（FinFET）結構通過將晶體管立體化較好地解決 了這個問題，此后 FinFET 結構被應用于 16/14nm 及以后工藝節點的制造。直到工

21、藝節點 發展至 3nm，FinFET 結構的晶體管尺寸已經縮小到極限，環繞柵極（GAA）結構應運而 生，GAA 結構可以實現柵極對溝道的四面包裹，從而有效解決了柵極間距尺寸減小后帶 來的問題。目前主流的 GAA 結構的鰭片形狀為納米線，三星認為納米線 GAA 的溝道寬 證券研究報告 7 Table_Page 深度研究深度研究/電子電子 度較小且制造工藝復雜， 往往只能用于低功率設計， 因此三星正在開發鰭片形狀為納米片 的 GAA 結構（MBCFET） ，并將率先在 3nm 工藝產品中采用，三星宣稱其 GAA 技術相 比 7nm 工藝而言，性能提升 35% 、功耗降低 50% 以及芯片面積縮小

22、45%。臺積電方 面也在對 GAA 相關技術進行研發和試產，但鑒于 FinFET 技術更為成熟且成本更低，臺 積電3nm產品的首發可能還是選擇FinFET結構。 由于三星將在3nm產品上率先應用GAA 技術，且采用自主研發的 MBCFET（Multi-Bridge Channel FET）結構，和主流的納米線 GAA 結構有所區別，3nm 節點可能成為臺積電和三星技術路線的分化點。 圖圖 5：晶體管結構從平面向晶體管結構從平面向 GAA 結構發展結構發展 資料來源：三星官網，民生證券研究院 圖圖 6：三星將采用三星將采用鰭片形狀為鰭片形狀為納米片的納米片的 GAA 結構結構 資料來源：三星官網

23、，民生證券研究院 圖圖 7：MBCFET（Multi-Bridge Channel FET）制造示意圖）制造示意圖 資料來源：半導體行業觀察，民生證券研究院 證券研究報告 8 Table_Page 深度研究深度研究/電子電子 （二二）專注代工實為幕后英雄，承接全球訂單成就行業巨頭專注代工實為幕后英雄，承接全球訂單成就行業巨頭 晶圓制造的商業模式可以分為晶圓制造的商業模式可以分為 IDM 和晶圓代工兩種和晶圓代工兩種，目前晶圓代工已經成為主流模，目前晶圓代工已經成為主流模 式式。 1） IDM （Integrated Device Manufacture， 整合設備制造商） 模式： 廠商同時完成

24、設計、 制造和封測環節，具備產業鏈整合優勢，可以實現芯片設計和量產平臺同步推進，但隨著 制造工藝邁上更先進的技術節點，不斷攀升的研發和建廠成本給 IDM 廠商帶來了巨大的 資金和運營壓力。2）晶圓代工（Foundry）模式：設計、制造和封測三個環節可以采取垂 直分工的方式，由無晶圓設計廠商（Fabless） 、晶圓代工廠商（Foundry）和封測廠商 （Outsourced Assembly and Test，OSAT）共同完成芯片生產，Foundry 專注于晶圓代工領 域，向全球承接委外訂單可以充分利用其生產線，提升產能利用率，從而形成規模經濟。 隨著先進制程的推進，對于資本密集型、技術密集

25、型的晶圓制造環節，晶圓代工模式的優 勢凸顯。目前全球晶圓制造環節以代工模式為主，目前全球晶圓制造環節以代工模式為主，IDM 模式占比較低模式占比較低。2013-2018 年，全 球晶圓制造市場中，純晶圓代工廠商的銷售額占比平均達到 86%。 圖圖 8：集成電路產業集成電路產業存在存在 IDM 和和垂直分工兩種垂直分工兩種模式模式 資料來源： 半導體行業分析報告 ，民生證券研究院 圖圖 9：晶圓制造以代工模式為主晶圓制造以代工模式為主 資料來源：商業新知，民生證券研究院 14% 11% 10% 13% 19% 19% 86% 89% 90% 88% 81% 81% 0% 20% 40% 60%

26、80% 100% 201320142015201620172018 IDM廠商 純晶圓代工廠商 證券研究報告 9 Table_Page 深度研究深度研究/電子電子 制造制造環節采取以代工為主的商業模式，環節采取以代工為主的商業模式，承接承接全球全球 Fabless 訂單和訂單和 IDM 廠商的廠商的部分部分訂訂 單，單，更易孕育大體量企業更易孕育大體量企業。選取各環節的龍頭公司博通（設計） 、臺積電（制造） 、日月光 （封測） 、應用材料（設備）和信越化學（材料）進行比較，發現臺積電的營收規模遠超 其他環節的龍頭公司，2019 年臺積電營收規模為 357 億美元，分別為博通、日月光、應 用材料

27、和信越化學的營收規模的 1.6倍、 2.6倍、 2.4倍和 2.5 倍。 從體量的增速看， 2010-2019 年臺積電、 博通、 日月光、 應用材料和信越化學的營收規模 CAGR 分別為 10.48%、 30.26%、 8.79%、4.84%和 2.05%。 需注意到， 臺積電規模的增長主要靠自身驅動力實現， 包括自身產能的擴大和先進制 程的發展， 而對于設計龍頭博通和封測龍頭日月光而言， 兼并收購對其體量的增長均產生 不可小覷的推動力，應用材料和信越化學的營收規模增速有限。 圖圖 10：2019 年全球年全球半導體產業鏈各環節市場規模半導體產業鏈各環節市場規模對對比比 資料來源：SEMI，

28、IC Insights，民生證券研究院 圖圖 11：各環節龍頭公司的營收對比（百萬美元）各環節龍頭公司的營收對比（百萬美元） 資料來源：wind，民生證券研究院 注：博通和應用材料的財年結束日為每年的 10 月末、11 月初。信越化學的財年結束日為每年的 3 月末，已經標準化處理成 1-12 月 1226 642 300 596 484 0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 設計 制造 封測 設備 材料 全球半導體產業鏈各環節市場規模（億美元） 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000 40,000 2

29、010201120122013201420152016201720182019 臺積電 博通 日月光 應用材料 信越化學 2010-2019 CAGR 臺積電：10.48% 博通：30.26% 日月光： 8.79% 應用材料： 4.84% 信越化學：2.05% 證券研究報告 10 Table_Page 深度研究深度研究/電子電子 圖圖 12：博通經過多次博通經過多次兼并兼并收購擴大規模收購擴大規模 資料來源：博通官網，民生證券研究院 圖圖 13：日月光日月光經過多次經過多次兼并兼并收購擴大規模收購擴大規模 資料來源：日月光集團官網，民生證券研究院 晶圓代工晶圓代工的盈利能力遠超封測環節，盈利穩

30、定性高于設計環節。的盈利能力遠超封測環節，盈利穩定性高于設計環節。以各環節的龍頭公 司博通（設計） 、臺積電（制造）和日月光（封測）為例： 1）毛利率：2019 年臺積電、 博通和日月光的毛利率分別為 46.1%、55.2%和 15.6%。由于封測是集成電路產業鏈技術 水平相對較低的環節， 因此日月光的毛利率最低。 2019 年臺積電的毛利率較博通低 9.1pct， 但 2010-2019 年臺積電毛利率的穩定性高于博通。2）凈利率：2012-2019 年，臺積電的凈 利率穩定在 30%-35%左右。博通與并購相關的無形資產攤銷費用較高，導致凈利率波動 劇烈，2014 年收購 LSI 后的凈利

31、率為 6.2%，2016 年收購博通（Broadcom）后的凈利率為 -13.1%，2018 年因無形資產攤銷費用下降加上美國稅改獲得稅收優惠，凈利率達到歷史 新高 58.8%。日月光凈利率水平維持在 5%-10%左右。 證券研究報告 11 Table_Page 深度研究深度研究/電子電子 圖圖 14：各環節龍頭公司的各環節龍頭公司的毛利率毛利率對比（對比（%） 圖圖 15：各環節龍頭公司的凈利率對比（：各環節龍頭公司的凈利率對比（%） 資料來源：wind，民生證券研究院 資料來源：wind，民生證券研究院 注：博通的財年結束日為每年的 10 月末、11 月初 （三）（三）得先進制程者得天下得

32、先進制程者得天下 先進制程可以大幅提升芯片性能，一旦研發成功將具備技術壁壘和成本優勢，歷來先進制程可以大幅提升芯片性能，一旦研發成功將具備技術壁壘和成本優勢，歷來 是各大晶圓制造廠商競爭的焦點。是各大晶圓制造廠商競爭的焦點。相比傳統制程，先進制程的優勢主要體現在以下兩點： 1）先進制程對應晶體管的特征尺寸更小，電子在源極和漏極之間流動的距離縮短，可以 在降低芯片功耗的同時提升運行頻率。2）先進制程可以在芯片上集成更多的晶體管，提 高晶體管密度，從而縮小芯片尺寸和降低單位制造成本。以蘋果芯片為例，在工藝剛導入 時， 16nm 工藝的成本為 4.98 美元/10 億晶體管， 使用 7nm 工藝后成

33、本降低到 2.65 美元/10 億晶體管；待工藝成熟，制造成本進一步下降，16nm 工藝的成本為 3.03 美元/10 億晶體 管，7nm 工藝的成本只有 1.66 美元/10 億晶體管。 圖圖 16：制程越先進，單位晶體管的成本越低制程越先進，單位晶體管的成本越低 資料來源：IBS，民生證券研究院 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 臺積電 博通 日月光 -20% -10% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 2010 2011 2012 2013

34、2014 2015 2016 2017 2018 2019 臺積電 博通 日月光 收購LSI 收購Broadcom 4.98 3.81 2.65 2.69 2.76 3.03 2.29 1.66 1.6 1.64 0 1 2 3 4 5 6 16nm10nm7nm5nm（E） 3nm（E） 不同工藝節點下蘋果芯片每10億個晶體管的成本（美元） 工藝導入期 工藝成熟跌價時 證券研究報告 12 Table_Page 深度研究深度研究/電子電子 以全球代工巨頭臺積電的成功之道為以全球代工巨頭臺積電的成功之道為參考參考，其其之所以能穩坐全球晶圓代工頭把交椅，之所以能穩坐全球晶圓代工頭把交椅， 關鍵在于

35、領創先進制程關鍵在于領創先進制程，并在此基礎上，并在此基礎上靈活調整產能。靈活調整產能。 1） 先進制程先進制程技術構筑高壁壘技術構筑高壁壘，規模經濟效應凸顯，規模經濟效應凸顯。 晶圓制造卡晶圓制造卡位先進技術節點， 其制造工藝的先進程度直接決定芯片的性能水平。位先進技術節點， 其制造工藝的先進程度直接決定芯片的性能水平。 1965 年，戈登.摩爾（Gordon Moore）提出的摩爾定律指出：集成電路芯片上可容納的晶體管 數目，約每 18-24 個月翻一番；微處理器的性能提高一倍，價格下降一半。此后，集成電 路芯片大致按照摩爾定律給出的路線發展， 由制造工藝決定產品的性能水平， 并以制程節

36、點衡量晶圓制造的工藝水平。按照 ITRS（國際半導體技術路線圖）的定義，制程節點代 數以晶體管的半節距（half-pitch）或柵極長度（gate length）等特征尺寸（CD，critical dimension） 表示， 先進制程代表當前晶圓制造最先進的若干工藝節點。 CPU、 GPU、 ASIC、 FPGA 等對性能要求較高的高性能計算領域，往往率先采用最先進的制程工藝。以蘋果的 A 系列處理器芯片為例，其新產品采用的生產工藝與當前最先進的制程工藝保持同步。 表表 1：蘋果蘋果 A 系列處理器率先使用最先進制程工藝系列處理器率先使用最先進制程工藝 芯片型號芯片型號 A9/A9X A10

37、 Fusion A10 X Fusion A11 Bionic A12 Bionic A13 Bionic 應用產品 iPhone 6S iPhone 6S Plus iPad Pro iPhone 7 iPhone 7 Plus 第二代 iPad Pro iPhone 8 iPhone 8 Plus iPhone X iPhone XS iPhone XS Max iPhone XR iPhone 11 iPhone Pro/Pro Max iPhone SE（第二代） 工藝節點 16/14nm 16nm 16nm 10nm 7nm 7nm + 代工廠商 臺積電/三星 臺積電 臺積電 臺積電

38、 臺積電 臺積電 產品發布時間 2015/09 2016/09 2017/06 2017/09 2018/09 2019/09 工藝量產時間 2015Q2/2015Q1 2015Q2 2015Q2 2017Q1 2018Q2 2019Q2 資料來源：蘋果官網，臺積電官網，民生證券研究 通過率先突破并量產先進制程，構筑高行業壁壘，同時擴充產能實現規模經濟效應， 攤薄產品的生產成本，從而充分享受先進技術帶來的價值提升。 臺積電和聯電的競爭歷程是最好的說明。 2001 年之前， 作為臺灣第一家半導體公司， 聯電相比臺積電具備明顯的優勢。技術上，1993 年-1997 年之間聯電的專利數量是臺積電 的

39、 2 倍、臺灣工研院的 3 倍，聯電的高介電系數/金屬閘極、低電介值、浸潤式微影術與 混合信號等均為行業內公認的先進技術。2001 年，臺積電聘請胡正明教授出任首席技術 官，并在之后逐漸完成在鰭式場效應晶體管（FinFET）方面的技術積累，逐漸拉大了與 聯電的差距。 2009 年，臺積電通過在 28nm 上的技術突破，再次贏得競爭的主動性。借助 28nm 的 技術優勢， 臺積電順勢搶占了原來由三星獨占的蘋果訂單。 2010 年， 蘋果進一步將 iPhone 和 iPad 芯片全部訂單交由臺積電代工。 后來臺積電又率先量產了包括 20nm、 10nm、 7nm、 5nm 先進制程，并且在 7nm

40、/5nm 階段是全球絕對領導者。臺積電持續推進先進工藝，3nm 預計 2021 年進入風險試產階段，2022H2 實現量產。目前臺積電 28nm 及以下先進制程的 營收占比從 2012 年的 12%已提升到 2019 年的 67%，2018 年量產的 7nm 工藝營收占比在 2019 年達到 27%。 證券研究報告 13 Table_Page 深度研究深度研究/電子電子 圖圖 17：臺積電：臺積電在在 2001 年后與聯電拉開差距年后與聯電拉開差距 資料來源： 芯事 ，民生證券研究院 圖圖 18：臺積電：臺積電引領引領全球最先進全球最先進制程制程工藝工藝 資料來源：以上各公司官網，民生證券研究院 圖圖 19：臺積電歷年各制造工藝的營收占比情況：臺積電歷年各制造工藝的營收占比情況 證券研究報告 14 Table_Page 深度研究深度研究/電子電子 資料來源：臺積電年報，民生證券研究院 圖圖 20：