芯片战争2020:军备竞赛跨入百亿美元俱乐部

锦缎 2020-11-23 07:48

声明:本文基于公开资料撰写,仅作为信息交流,不构成任何投资建议。


一个大时代来临前我们往往一无所知你看着你所熟知的这一切看着旧时代的背影渐行将远满以为还会再见然而一个转弯就是永别 


2020年的这一场疫情这个世界改变了很多一季度经济停摆芯片行业也做不到独善其身收入下滑产线大量空置


变化很快就发生了没有一点点征兆芯片行业的需求在二季度突然就有了起色到了三季度产能利用率已经到了近乎100%根据11月份最新的调研信息显示当前世界主要的芯片代工厂台积电(NYSE:TSM)联电(NYSE:UMC)和世界先进订单已经排到了明年下半年 


这个市场到底发生了什么 



01

芯片六十年花开两朵



现代工业得以运转有自己坚实的基础我们通常称石油为现代工业的血液芯片就是现代工业的神经和大脑


1958年美国德州仪器公司的杰克·基尔比成功制成了人类历史上第一块集成电路拉开了数字化时代的序幕


六十年过去了芯片行业的发展日新月异各种工艺层出不穷繁复的专业名词让人眼花缭乱但去伪存真剥去各种华而不实噱头之后根据处理内容的不同芯片最终可以分为数字芯片和模拟芯片两大类



数字芯片也叫逻辑芯片占到全部芯片产值的85%左右处理的是离散信号也就是各种0和1组成的数字编码最直观的就是我们计算机上的各种芯片CPU显卡上的GPU内存日常使用的U盘等等


其中CPU和GPU我们一般称作微处理器而内存U盘则属于存储芯片


数字芯片可以理解成大宗商品需要的量很大单单存储类芯片就占到芯片总产值的45%左右剩下的微处理器占40% 


模拟芯片占到全部芯片产值的15%左右处理的是连续信号也就是连续发出的信号自然界发出的各种信号比如电磁波光线声音通常都是连续信号处理这些信号时用的芯片就是模拟芯片


按照下游应用模拟芯片可分为信号链芯片和电源管理芯片


信号链芯片就是将自然界的各种信号转换成数字信号或者相反比如我们常用的传感器5G手机用的射频芯片等等这部分占到模拟芯片应用的75%左右


电源管理芯片是这几年随着电动车光伏的兴起而快速崛起的板块目前占到模拟芯片产值的25%左右主要是对电流进行各种的变换包括交直流转换功率变换等等 


芯片行业的生产工艺很多我们通常见到的28nm14nm7nm制程指的是两个相邻电路之间的距离这个距离越小单位面积内容纳的晶体管就越多制程是衡量芯片制造水平的一个主要指标


除了制程之外还有晶圆尺寸的大小像面板尺寸一样晶圆的面积越大每一片晶圆产出的芯片数就越高单位成本也越低当制程的进步受限制的时候晶圆厂就会通过加大晶圆尺寸来降低单位芯片的成本


当前芯片代工厂主流的产品线是12英寸线上一代是8英寸线下一代是18英寸线但目前看代工厂并没有展开对18英寸线的预研而且三到五年内也没有提上日程 


通过上面的芯片分类和生产工艺介绍我们就可以发现


→数字芯片具有大宗商品的特性属于通用芯片量大竞争激烈是摩尔定律生效的主要方向追求最先进的制程主战场是12英寸高制程线


模拟芯片下游应用多而繁复偏向于定制化单体价值量虽然不高但竞争不激烈不需要太高的制程更强调工匠精神一般8英寸线就足够


从运营模式看芯片行业可分为IDMFabless和Foundry三种模式IDM就是什么都干从设计制造一直到封装测试Fabless就是只做设计Foundry则是只做一块制造封装或者测试选择一个环节进行专业化


芯片代工厂就是典型的Foundry模式作为整个芯片行业必不可少的一环也是观察芯片行业景气度最重要的对象 模拟芯片和数字芯片处理的内容虽然不同却都属于芯片行业一条生产线既可以生产模拟芯片也可以生产数字芯片



02

军备竞赛跨入百亿美元俱乐部



我们知道芯片行业85%的产值集中在数字芯片在过去的十年中芯片制造的核心就是在摩尔定律的驱动下围绕着先进制程进行军备竞赛 


摩尔定律既是对从业者的诅咒也是祝福


由于每隔18-24个月技术便会更新每一个从业者都处于疲于奔命的状态每当企业开始盈利就必须为下一步的技术更新加大资本开支资本开支的速度可能会远远超过盈利的积累使得半导体行业永远处于投资饥渴中


摩尔定律就像一个定时炸弹所有的从业者都在蒙眼狂奔一定要在炸弹炸响之前拿到门卡否则就会在门前被炸得灰飞烟灭


但从某种程度上说摩尔定律也是一种祝福快速的产品迭代高昂的资本投入周围的竞争者割麦子一般纷纷倒下只要你坚持住没有倒下那就是赢家通吃的局面你会把以前高昂的投入一把全部收回来这就是为什么说科技行业是老大吃肉老二喝汤老三干瞪眼



不幸的是在过去的两年里芯片代工企业实在投不起了因为先进的高制程研发太费钱了


根据IBS的数据一条年产5万片晶圆的28nm制程生产线光设备投资就需要39.5亿美元14nm制程需要62.72亿美元至于更先进的7nm和5nm制程起步就是一百亿美元


放眼望去还没有倒下的只剩下台积电和三星了老三美国格罗方德和老四台湾联电已经放弃14nm以上制程彻底躺平洗干净就等着卖身了 


本来以为这个市场就剩下台积电和三星一起玩二人转可幸福来得太突然又让人措手不及一季度的疫情芯片行业心头一寒做好了过冬的准备二季度的需求回暖大家普遍预期不高认为是个小反弹可三季度开始芯片行业的景气度持续上升热得发烫


台积电的张忠谋曾经说过全球半导体市场的暴涨或者暴跌只需要存储器供给和需求间1%的市场波动就会发生


后知后觉的分析师们给出的解释是因为疫情海外工厂部分停工供给收缩需求端中国制造海外订单受疫情转单影响不降反增造成了国内半导体行业产能利用率的迅速提升这个解释内嵌的逻辑是只要海外疫情平复这种短期的供需摩擦就会回归正常芯片行业的景气度也会恢复到正常状态 


对于投资者来说那就必须要判断这是芯片行业一个长期景气周期的开始还是短暂的脉冲式行情这决定了芯片股投资的可持续性到底是主题炒作还是能够讲一个长期逻辑 



03

中国芯片业抽到上上“谦”



这次我们更倾向于对于芯片行业来说这是一个中长期景气周期的开始有足够的长期逻辑可以支撑 


雪球有个“大神”安东尼奥1882018年下半年以后就不再更新。但她有一个关于周易中卦的解释非常到位


她说:认识到自身的不足而兼听众人言”……这话放在股票上说就是市场需求大而供给不足这就是……市场需求大与供给不足其实存在着多种情形1需求没扩大而供给端的压缩造成的需求暂时的紧缺那不是真而是假……3需求端不断扩大而供给端也跟着扩大但却持续满足不了需求这是上上


中国的芯片行业这次抽到的确实是一只上上 


在摩尔定律的压迫下芯片代工厂经历了多年的供给侧改革已经自动的进行了产能出清


从供给端来说多年的制程竞赛行业中的花花草草已经被清理的差不多了活下来的芯片企业尤其是代工厂聊聊无几短期内供给不会有太大的变化2019年受世界贸易紧张和中国需求增长放缓的影响芯片行业收入出现了超过10%的下滑进入2020年疫情又打击了芯片企业资本开支的热情 


而且也不敢有太大的变化因为我们国家队进场了我们看历史对秦汉交界的项羽非常惋惜生当作人杰死亦为鬼神至今思项羽不肯过江东所谓的楚汉争霸项羽赢了几乎每一场大的战役却被逼得自刎乌江无他缺乏战略纵深只要输了一次就是彻底出局而刘邦正相反


以占到芯片总产值40%的内存芯片为例2017年武汉国家存储器基地一期开建总投资240亿美元约折合人民币1700亿元2020年6月疫情刚过二期开建总投资又是人民币1700亿元


仅仅四年在NAND Flash闪存方面就已经追平世界最先进水平DRAM内存方面跟世界最先进水平只差一代在解决卡脖子问题之余也震慑了业内的芯片企业让相关企业不敢随便涨价也不再持续进行军备竞赛式的资本开支


芯片制造产线近两年增长的放缓就体现了芯片企业在资本开支方面的谨慎态度全球8英寸产线在2007年达到199条的高峰之后随后就逐年下降目前新上产线只能依靠二手设备拆一条建一条即使设备厂商开始发力生产8英寸产线设备一条8英寸生产线从开工到正式量产至少还需要一年半的时间



最先进的12英寸产线最近几年的增长也很缓慢代工厂通常是按照全球GDP的增速来决定资本开支的量根据IC insights的预测12英寸产线每年的增速还不到5%至于更先进的18英寸线业内已经好久不提了 


上游供给增长缓慢竞争格局优化而下游却面临着需求的持续性的爆发 


下游需求的增加并没有来自于传统的通用数字芯片也就是CPU内存这些而是来自于占比只有15%的模拟芯片实际上自2019年下半年以来模拟芯片的主战场8英寸产线产能就已经比较紧张了 



04

主要需求来自物联网和电力设备



这次的下游需求的爆发不是来自于手机电脑等数字芯片的下游而是物联网和电力设备应用的推广 


一个是来自于5G推动下智能家居工业物联网等多种场景为代表的物联网需求的爆发 


物联网英文The Internet of ThingsIOT可以说就是为5G而生的在5G之前通信设备主要为人与人之间也就是手机设置的在5G之后重点才开始转向人与物物与物之间的连接也就是物联网5G的三大特性是高速率低时延和广连接通过物联网提高人感知进而改造周围环境的能力

物联网市场的空间主要取决于连接数2020年全世界手机的保有量达到了80亿部超过了人口总数而今年物联网的连接数刚刚超过手机从实际应用的角度连接数至少可以达到手机连接数的10倍也就是物联网整体市场未来保守估计还有10倍的空间 


但为什么市场一直对物联网不感冒呢因为物联网的下游应用太分散


目前数得着的就有七大应用智慧城市工业物联网车联网智慧医疗智能家居传媒娱乐无人机等等你只知道需求上来了但你无法拆分出具体的需求来源这就像1940-1941年百团大战期间日本面临的问题每天你都被各种治安恶化状况所包围但却不知道这种情况的来源是什么 


对于物联网来说改变世界无非就是靠两招要么提升效率降低成本要么就是模式创新增加经济效益


提升效率方面智慧城市工业物联网智慧医疗这些都是通过物联网提高效率降低成本这条路径企业一直在推动只不过5G加速了这个过程第二条路径来自于模式创新车联网智能家居传媒娱乐无人机走的就是这条路这个模式创新带动了增量经济规模的出现



苹果在2007年发布第一部iphone手机之后就一直在不断的增加各类传感器的配置完善相关物联网设施到目前为止至少有4大类14个传感器最新的Iphone 12增加了激光雷达为将来的VR应用打下基础


国内的物联网模组龙头二三季度的数据也表明现有的物联网连接需求即使在疫情期间也保持了快速增长二三季度的单季度收入增速分别为51.53%和49.16% 


物联网下游应用的爆发可以用星星之火可以燎原来形容这些星星之火单看起来不大但聚起来就是一团烈焰 


芯片需求爆发的另一个动力来自于光伏发电和电动车崛起带来的对电源管理芯片需求的指数性增长 


电源管理芯片主要用来管理电池与电路之间的关系具有负责电能转换分配检测的功能对电源管理芯片的要求是高稳定低功耗 


在过去的十年里光伏的发电成本指数型的下降目前已经摆脱补贴依赖开始向第二阶段摆脱并网依赖挺进



根据欧洲光伏产业协会最新的分能源度电成本数据光伏发电的成本下降很快从2009年35美分每度一直到下降到2019年的4美分每度


光伏行业本质上也是个半导体行业遵循摩尔定律按照美国国家可再生能源实验室的光伏发电技术路线图未来光伏发电成本还会有指数性的下降人类历史上第一次出现能源成本可能接近为零的情况未来光伏+储能成为电力的主要来源这将会大大增加对于相关电源管理类芯片的需求 


电动车的崛起也大大增加了对电源管理类芯片的需求电动车以电力作为主要的动力来源而电力来自于电池电动车核心的三电系统电池电机和电控都离不开电源管理芯片的参与比较重要的有电池系统的BMS电控用的IGBT都是高价值量的产品应用 


根据最新颁布的新能源汽车产业发展规划2021-2035年到2025年新能源汽车要占到全部汽车销量的25%按照现在2500万辆的中国年汽车销量就是500万辆2020年中国电动汽车年销量约为100万辆五年四倍年化就是38%的增速 


在这两个下游应用驱动的影响下芯片产业尤其是模拟芯片产业未来三到五年会有一个快速的增长而芯片代工企业的景气度至少可以维持到2021年下半年 



05

17家主流芯片股的现状与风险



芯片行业的风来了风口上猪都会飞如果还飞不起来只能说明猪有问题实在带不动



我们选取了A股比较纯正的17家芯片企业上图是这些企业2020年一二三单季度收入同比增速散点图其中横轴为17家上市公司一季度收入增速纵轴分别对应着同一家公司二三季度的单季度收入增速图中的两条虚线分别代表着拟合后的二季度和三季度收入增速而蓝色实线代表着该线上一季度收入增速与二季度或者三季度收入增速相等


这16家公司总体上三季度的收入增速都要高于二季度呈现收入加速状态三季度收入增速比较高的公司有晶方科技卓胜微圣邦股份富满电子士兰微兆易创新和而泰这些韦尔股份北京君正因为部分季度收入增速超高我们没有列入



上图是这17家芯片公司的市净率市销率和总市值左边图是全图右边图是放大后的局部圣邦股份和卓胜微属于市净率和市销率双高都在40倍左右远远高于其他芯片公司 


圣邦股份所处的赛道就是模拟芯片号称北圣邦南思瑞浦正好就是现在的风口二三季度的单季度收入增速都在40%以上卓胜微主业是射频芯片主要用于手机通讯属于极少数真正能够做到国产替代的公司这两个公司都属于赛道位置好比较稀缺的公司 


其他的像韦尔股份江湖号称韦爵爷主打手机摄像头芯片全球前三中国第一市净率很高但是市销率并不高兆易创新国产存储芯片概念龙头市净率和市销率都偏高但是确实卡位好 


从绝对估值的角度看三季度收入增速不低的和而泰士兰微全志科技和华润微市净率和市销率的匹配比较合适这其中士兰微和华润微主打芯片代工和而泰主力产品是家电MCU全志科技同样主业是MCU但跟历史水平相比并没有表现出明显的进步 


至于中芯国际市值5000亿左右虽然免不了被质疑为上市即巅峰下一个中石油但从市净率看并没有特别离谱 


芯片公司现在的最大的问题就是估值高尤其是几个设计公司从性价比的角度看代工企业士兰微和华润微风险和收益比比较匹配总龙头的中芯国际风险也并不高 


从最保守的角度看芯片行业的景气度至少要到2021年下半年从下游需求爆发的角度看甚至可能持续三到五年的景气


在没有明确的收入拐点出现之前行业的风险并不大高估值也不意味着风险但假如出现了明确的收入拐点那高估值就是最大的恶再低的估值也没有安全边际最坏的时代就要来临了 


本文首发于作者同名雪球专栏


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