中芯国际发展分析( 43 页)

---

正文目录

1. 中国大陆晶圆代工龙头，突破14nm 先进制程迎快速发展 ...... 7

1.1. 二十年积厚薄发，具领先全方位一站式晶圆代工能力........ 7

1.2. 半导体顶尖人才汇集，承担02 专项14nm 以下先进制程 ........... 10

1.3. 国家大基金股东方协同，客户涵括国内主要芯片设计商 ........... 13

1.4. 募资加速14nm 以下先进制程，推动营业&利润双重优化 ........... 17

2. 逻辑工艺：14nm 及以下产能，未来三年从6K 倍增至35K ............. 20

2.1. 全球晶圆代工市场规模近4000 亿元，国产化为当务之急 ......... 20

2.2. 技术&资本构成护城河，中芯全球唯四进入10nm 赛道...... 25

2.3. 14nm FinFET 可满足国内95%芯片,新一代N+1 升级至10nm ...... 29

3. 特色工艺：0.35μm 至28nm 全覆盖，结构优化提升利润 ...... 34

4. 产能倍增&研发扩大：加速打开公司中长期赶超空间 ........... 37

5. 盈利预测 ............. 41

图表目录

图 1 中芯国际发展历程：二十年积厚薄发进入高速发展期，14nm 先进制程已量产，新一代N+1/N+2 接续突破......... 7

图2 半导体制造（晶圆代工）示意图：在晶圆上制造纳米线宽的电晶体，再切割为数百至千颗芯片 ....... 8

图3 中芯国际提供一站式晶圆代工解决方案；包括光罩制造、IP 研发及后段辅助务等全方位服务 .......... 8

图4 中芯国际晶圆代工能力：包括先进制程、成熟制程和特色工艺；技术节点覆盖3.5μm 至14nm 以下制程 ........... 9

图5 2019Q1-2020Q1 公司产品主要应用领域：通讯(49%)、消费品(35%)、汽车/工业（5%）、计算机（3%）、其他（8%）； ........... 10

图6 2017-2019 中芯国际研发人员数量和占比逐年提升（位/%） ............ 11

图7 2019 中芯国际员工之中，硕博士学历占比达21% ............. 11

图8 2017-2019 中芯国际研发支出：研发支出对比龙头台积电尚有差距，但是研发支出占营收比例超20%，显示公司发展先进制程的决心（亿元/%） ........... 12

图9 2018 年中芯国际累计专利申请量达到15,440 件，其中8,981 件获得授权 ...... 12

图10 2017-2019 年中芯国际获得政府补助金额持续增加（亿元/%） ...... 12

图11 中芯国际技术平台：技术节点包括3.5μm 至14nm 及以下制程，并推动各个应用领域技术升级 ...... 13

图12 中芯国际股权结构：公司和旗下子公司均获得国家集成电路产业投资基金入股； ......... 14

图13 中芯北方股权结构：大基金和北京集成电路制造和装备股权投资中心入股 ............ 14

图14 中芯南方股权结构：大基金和上海集成电路产业基金入股 ............. 14

图15 中国大陆本土芯片设计商、品牌方的快速增长，为中芯国际带来大量芯片制造需求 ..... 15

图16 中芯国际来自中国大陆本土客户的收入增长迅速（百万美元） ...... 15

图17 中芯国际营业收入地区拆分（亿元） ............. 15

图18 中芯国际营业收入地区占比（%） .......... 15

图19 中国大陆的产业链上游的半导体设备、材料和中芯国际协同，实现国产设备、材料从工艺验证到量产.......... 16

图20 2011-2018 年中芯国际本地原材料采购金额和占比逐年增加（百万美元） ............. 16

图21 中芯国际半导体设备、材料的采购流程和管理体系 ....... 17

图22 中芯国际采用直销模式开展销售业务：公司通过上述营销方式与客户建立合作关系后，将与客户直接沟通并

形成符合客户需求的解决方案.......... 17

图23 中芯国际2014-2020Q1 中芯国际营收、归母净利润（亿元/%） ..... 18

图24 2017-2019 中芯国际业务收入结构（%） ........ 18

图25 2014-2020Q1 中芯国际毛利率、销售净利率（%） .......... 18

图26 2014-2020Q1 中芯国际经营活动净现金流 ...... 18

图27 2017-2019 中芯国际应收账款余额（亿元/%） ....... 19

图28 2017-2019 中芯国际三项主要费用（亿元/%） ....... 19

图29 2010-2020 全球半导体产业市场规模 ..... 20

图30 2013-2019 全球纯晶圆代工市场规模，增速高于半导体行业整体（十亿美元） ..... 20

图31 半导体产业链：包括设计、制造、封装属于产业链的中游核心环节；晶圆代工逐渐成为主流制造模式.......... 20

图32 2019 年中国大陆为全球唯一纯晶圆代工市场，逆势同比增长6%（亿美元） .......... 21

图33 2010-2019 年中国芯片设计公司的数量从682 家增长为1780 家（个） ........ 21

图34 2013-2019 年中国大陆半导体制造、封装、设计产业市场规模（亿元） ........ 21

图35 全球半导体产业链第三次向中国大陆转移，可望维持十年以上的较长周期 ............. 22

图36 2012-2019 中国大陆集成电路进出口金额，市场规模逐步扩大，贸易逆差同步增长（十亿美元） ......... 22

图37 2015-2022 年全球晶圆代工市场按照技术节点拆分：先进工艺（14nm 及以下）的升级和创新推动市场持续增

长；成熟工艺市场则维持平稳。...... 24

图38 2019-2022 年全球12 英寸硅片需求量将从6 百万片/月增长至8 百万片/月(百万片/每月) ............ 24

图39 2009-2018 全球逻辑芯片先进制程占比逐渐扩大 ............ 24

图40 芯片制造工艺系通过光刻、刻蝕、离子注入、薄膜沉积等关键工艺，反复循环数十次，逐层堆砌电晶体和电

路结构，做出线宽更微小的芯片...... 25

图41 1987-2019 年芯片升级：线宽技术节点从3 微米缩小数百倍至5 纳米 ............ 26

图42 随着芯片线宽的升级，半导体设备的资本支出呈现倍数增长（亿美元） ....... 26

图43 1987-2021 年，芯片在材料、结构、工艺等皆同步技术升级，推动半导体设备市场规模提升（亿美元） ....... 27

图44 工艺升级：1960-2020 年芯片线宽缩小仰赖各种创新工艺的导入 ........... 27

图45 结构升级：130nm-28nm 为平面结构，14nm 开始导入3D FinFET，预计在3nm 以下将导入GaaFET .......... 27

图46 半导体制造集中度大幅增加：14nm 全球制造商剩六家；10nm 后全球仅剩三家，中芯国际有望成为第四家； 28

图47 中芯国际14nm-28nm 先进工艺应用领域和客户 ...... 29

图48 中芯国际攻克14nm FinFET，同时掌握新一代制程关键技术，包括向下升级至10/7/5nm ...... 29

图49 HKMG 在28nm 以下芯片取代了Poly/SiON 作为栅极的主要材料 ...... 31

图50 HKMG 高介电质金属栅极材料相较于Poly/SiON 效能更高、成本更低 ..... 31

图51 FinFET 和FD-SOI 为芯片1xnm 制程升级的创新结构；其中，FinFET 已经成为14nm 以下的主流结构..... 31

图52 全球主流芯片制造商TSCM、Intel、三星的10nm 制程性能参数对比 ..... 32

图53 全球主流芯片制造商TSCM、Intel、三星的10nm 制程性能参数对比 ..... 32

图54 2020-2025 年全球14nm 及以下FinFET 市场收入，未来五年复合增速为14%；（十亿美元） ........... 33

图55 中芯国际FinFET 工艺为客户提供一站式解决方案，持续推进N+1 第二代产品 ...... 33

图56 中芯国际40nm-0.35μm 特色工艺应用领域和客户 ........... 34

图57 2017-2019 年中芯国际0.35μm-40nm 特色工艺营收稳定（亿元） ........... 36

图58 中芯国际晶圆生产基地分布在上海、北京、天津、深圳 ........ 37

图59 截至2020Q1 中芯国际共有8 英寸和12 英寸合计7 条产线，总产能约当8 英寸47.6 万片/月 ....... 38

图60 中芯南方、中芯北方、中芯天津为公司三大扩产基地，产能均规划有明显提升 ............. 38

图61 2020Q1 中芯国际技术节点收入占比；14nm 正处于从验证迈向量产的拐点 ..... 39

图62 2015Q1-2020Q1 中芯国际产能利用率均维持较高水平；至2020Q1 产能利用率已达99%，推升毛利率..... 39

图63 2017-2019 年全球主要半导体制造商营业收入（亿元） ......... 40

图64 2017-2019 年全球主要半导体制造商毛利率 ........... 40

图65 2017-2019 年全球主要半导体制造商净利润率 ....... 40

图66 2017-2019 年全球主要半导体制造商研发费用 ....... 41

图67 2017-2019 年全球主要半导体制造商研发费用营收占比（%） ........ 41

表 1 中芯国际主要四块业务：核心为晶圆代工；辅助为设计与IP 支持、光掩模制造、凸块加工及测试.......... 9

表 2 中芯国际核心管理和技术团队：具备数十年的半导体研发和从业经历 ............ 10

表 3 中芯国际股权激励计划：公司和员工共享快速成长的收获，增强员工回报和团队向心力 ........ 11

表 4 中芯国际承担多项国家02 专项：中芯上海承担7nm/5nm 先进制程；中芯北京承担设备、材料国产化............. 13

表 5 中芯国际重要控股子公司2019 年的经营业务和情况 ....... 14

表 6 2018 年中芯国际对国产设备材料支持成果，成功验证多种设备和材料的工艺类型 ......... 16

表 7 中芯国际募集资金投资项目：加大12 英寸14nm 及以下先进制程的研发和生产能力 ...... 19

表 8 全球集成电路行业发展趋势：从全球化分工，迈向区域性产业链整合；中芯国际地位愈趋重要 ............. 23

表 9 芯片线宽升级，所需制程的工艺数量越多，相对技术就越难 .......... 26

表 10 2018 年中芯国际在中国大陆晶圆代工市场排名第二、市占率达18% ..... 28

表 11 中芯国际已经建立，包括最先进14nm FinFET 在内0.35 微米至28nm 逻辑工艺技术平台 ..... 30

表 12 FinFET 将栅极制作成三维结构，在减小元件尺寸的同时增加电子流通面积，使得芯片具备更高的效能，是先

进制程14nm 及以下的主要工艺........ 31

表 13 全球主要厂商各代性能升级比较：中芯国际N+1 效能提升约20%，相当于全球主流制造商10nm 制程............ 32

表 14 中芯国际逻辑工艺技术平台：加大14nm/N+1 及以下先进制程的研发和生产能力 .......... 33

表 15 中芯国际特色工艺技术平台包括：电源/模拟、高压驱动、嵌入式存储、NOR/NAND Flash、混合信号、射频、

图像传感器等 .......... 35

表 16 中芯国际特色工艺技术平台：升级工作和新产品研发项目 ............ 36

表 17 中芯国际旗下产线未来三年扩产规划：我们测算，中芯南方12 英寸将扩产至3 万5 千片/月，其中2020 年底

达到1 万5 千片/月；中芯北方12 英寸将扩产至6 万片/月；中芯天津将扩产至15 万片/月 ............ 38

表 18 2017-2019 年中芯国际集成电路晶圆代工毛利率分析：2019 年受到行业景气影响平均单价同步回落； 预计

2020 年行业将重新回到增长轨道，公司产品升级、产能利用率提升将带动毛利率 ........... 40

表 19 中芯国际业务拆分营收预测表 ...... 42