缺芯引爆國產替代需求，半導體企業(yè)IPO熱情高漲！
日期：
2021-08-05
導語：2020年下半年以來，在疫情的擾動下，“芯片荒”席卷全球，手機、家電、汽車等多個行業(yè)的生產均因缺少芯片受到影響。嚴重依賴芯片供應的汽車制造業(yè)是本次缺芯的重災區(qū)，汽車制造商工廠停產、車型減配等事件屢屢發(fā)生。機會在危機中孕育，本次全球缺芯讓各行業(yè)意識到芯片自主可控的重要性，是我國芯片產業(yè)實現(xiàn)產替代的寶貴契機?！笙笱芯吭?br style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;"/>
2020年受新冠疫情影響，全球不少芯片供應商降低產能或關停了工廠，全球芯片供應趨緊，從手機、家電到汽車等各行業(yè)因缺乏芯片而暫停生產的新聞頻頻進入公眾視野。大象研究院估計，至少有169個行業(yè)的正常生產因芯片短缺而面臨中斷，美國2021年的GDP甚至可能因此減少1%。
汽車行業(yè)是受本次全球缺芯影響的重災區(qū)，以車用MCU為代表的車用芯片緊缺造成汽車行業(yè)斷崖式缺貨。特別是車用MCU。芯片在汽車中的作用無可替代，以汽車芯片中最具代表性的MCU（微控制單元）為例，MCU幾乎應用于汽車所有領域，如汽車動力系統(tǒng)、底盤、安全氣囊、防抱死制動系統(tǒng)/電子穩(wěn)定控制、通信娛樂系統(tǒng)、車身（車門、車身控制模塊）和高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）等重要系統(tǒng)中均需使用MCU作為控制核心。據(jù)大象研究院統(tǒng)計，一輛傳統(tǒng)燃油車大致需要100-200個半導體芯片，電動車在此基礎上數(shù)量要翻一倍，數(shù)量達到200～400個，而一輛智能化水平較高的純電動汽車甚至需要800-1000個芯片。
由于芯片在汽車中的重要作用，芯片供應不足將直接影響到整車的排產進度。2020年年末起，由于全球汽車芯片供應緊缺，汽車業(yè)的生產受到嚴重打擊，福特、日產、本田、通用、豐田、沃爾沃、一汽大眾、上汽大眾、上汽通用和東風本田等整車廠商相繼宣布旗下部分工廠暫時停產，停產時間從5天至14天不等。大象研究院預測，由于全球范圍內汽車芯片短缺，預計2021年汽車產量將減少450萬輛，相當于全球汽車產量的近5%。?
汽車芯片對于可靠性具有嚴苛的要求，全球范圍內供應商有限。相較于消費電子芯片，汽車芯片的生產難點不在于芯片技術，而在于可靠性要求。消費電子芯片技術迭代非?？?，而車規(guī)級芯片所采用的主要是成熟制程。車規(guī)級芯片出于安全考慮，對于芯片性能指標、使用壽命、可靠性、安全性、質量一致性等方面具有極高要求，這是消費電子芯片難以匹敵的。
由于車規(guī)級芯片對于可靠性嚴苛的要求，全球范圍內僅有少數(shù)經(jīng)驗豐富、品質管理嚴格的芯片制造企業(yè)能夠將車規(guī)級芯片納入生產清單。供應商的稀缺性讓汽車芯片的供應鏈相對脆弱，當原有供應商產能緊缺時，汽車制造商能夠選擇的替代供應商極為有限，其他芯片制造廠商想要進入車規(guī)級領域也需要漫長的驗證周期，無法形成對汽車芯片產能的快速補充。汽車芯片供貨周期長，芯片制造商主要通過產能調配應對訂單波動。芯片的生產需要經(jīng)過晶圓加工、氧化、光刻、刻蝕、薄膜沉積、互連、測試、封裝等多道工序，生產周期一般需要三個月時間，汽車芯片供貨周期更是長達半年以上。芯片的供貨周期特點要求汽車制造商需要提前對未來需求進行預判。芯片制造涉及CVD設備、PVD設備、光刻機、刻蝕設備、CMP設備等多種精密設備，產線建設需要兩年左右時間，因此芯片較難通過新建產能迅速提升供給量，芯片制造商主要通過現(xiàn)有產能的供需調配來應對上游訂單波動。汽車智能化與電動化充分拉動芯片需求，全球汽車芯片供應本不充裕。智能化和電動化是新時代汽車發(fā)展的重要趨勢，汽車行業(yè)對于芯片的需求快速提升。智能座艙、自動駕駛以及中央網(wǎng)關等需要智能中控芯片、算法芯片、傳感器芯片等提供算力支撐，新能源車中需要大量電機控制芯片與功率半導體。目前傳統(tǒng)汽車半導體平均單車價值在475美元，而智能電動車中單車半導體價值可達600美元以上。目前汽車芯片主要由8英寸晶圓制成，屬于成熟工藝，芯片供應商在汽車芯片上的利潤率有限，近年來，芯片制造商更傾向于建設12英寸晶圓產線，部分8英寸晶圓廠也在陸續(xù)關停，汽車芯片產能本就不充裕。
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疫情的爆發(fā)是本次汽車行業(yè)缺芯的主要誘因。2020年第一季度起，疫情逐步在全球蔓延，對第一季度、第二季度的汽車市場造成巨大沖擊。疫情的發(fā)生讓居民出行活動受到限制，汽車需求和銷售陷入停滯。疫情影響下，整車廠被迫調整原有的芯片采購計劃，這為后續(xù)的缺芯危機埋下伏筆。
汽車制造商對于汽車需求的判斷失誤是造成本次行業(yè)內芯片供給短缺的關鍵因素。整車制造商出成本控制的考慮，大多遵循準時制生產方式（Just In Time）的經(jīng)營模式。準時制生產方式（Just In Time，簡稱JIT），又稱作無庫存生產方式（stockless production），準時制生產方式是指將必要的零件以必要的數(shù)量在必要的時間送到生產線，并且只將所需要的零件、只以所需要的數(shù)量、只在正好需要的時間送到生產。準時生產制以精細化管理的方式有效減少了企業(yè)庫存，節(jié)約了整車廠的生產成本，但同時也降低了整車廠應對市場波動的能力。
2020年初，新冠疫情爆發(fā)，全球汽車銷量快速下降。加拿大皇家銀行資本市場（RBC Capital Markets）曾預計新型冠狀病毒肺炎疫情對消費者需求的連鎖反應可能會導致2020年全球汽車產量下降16%，而美國汽車銷量預計將下降20%。疫情沖擊下，多數(shù)汽車制造商對未來汽車需求持悲觀預期，并遵循準時制生產方式經(jīng)營模式而主動大幅減少2020年全年的汽車芯片訂單，整個汽車芯片供應鏈備貨大幅下降，車規(guī)級芯片生產計劃萎縮。2020年第二季度起，受疫情下“宅家經(jīng)濟”影響，人們對手機、個人電腦、平板電腦、游戲機等消費電子產品需求率先恢復，消費電子芯片需求日趨旺盛，芯片制造廠商產能及生產物料開始向消費電子芯片轉移。汽車芯片訂單不足與消費電子芯片需求擴充的雙重作用下，原有的汽車芯片產能逐步轉向消費電子，汽車芯片產能受到擠壓。2020年下半年，全球汽車需求超預期反彈，汽車銷量開始快速上升。根據(jù)乘用車市場信息聯(lián)席會數(shù)據(jù)，2020Q3全球汽車銷量達到2135萬輛，相較于2020Q2增加33.86%；2020Q4汽車銷量繼續(xù)增長，達到2361萬輛。汽車需求的快速反彈超出汽車制造商的預期，汽車廠商開始向芯片制造商追加訂單。面對汽車行業(yè)的新增訂單，芯片制造商前期已經(jīng)將部分汽車芯片產能轉向消費電子領域，短時間內無法組織起充足的汽車芯片產能，疊加汽車芯片較長的供應周期，汽車芯片短缺已無可避免。
?數(shù)據(jù)來源：乘用車市場信息聯(lián)席會、大象研究院制圖
進入2021年后，全球芯片制造產業(yè)頻繁遭受意外事件的打擊，讓本就緊張的汽車芯片供應雪上加霜。2021年2月，美國半導體重鎮(zhèn)得克薩斯州遭遇罕見暴雪，導致天然氣管道被凍結，全州大面積停電。電力供應緊張造成包括三星、恩智浦、英飛凌等重要的汽車芯片廠商在該地的工廠停產。
2021年3月，全球第三大車用半導體廠商瑞薩電子位于日本茨城縣那珂市的工廠發(fā)生火災，直接導致工廠臨時停產。據(jù)瑞薩電子透露，受火災波及的廠房所生產的終端芯片中66%為汽車車用芯片，34%為基礎設備、loT芯片，該生產線制造的汽車芯片正是汽車行業(yè)極度短缺的MCU芯片。2020年4月，第二波新冠肺炎疫情沖擊東南亞各國，越南、馬來西亞等東南亞國家陸續(xù)采取封鎖措施。東南亞是目前全球主要的半導體芯片封裝和測試中心，從整體上看，東南亞在全球芯片封裝測試市場的占有率為27%，東南亞的封鎖進一步加劇全球的“缺芯”問題。
汽車行業(yè)“缺芯危機”下，建立自主可控的車規(guī)級芯片產業(yè)體系自主成為共識。汽車行業(yè)缺芯暴露出我國汽車芯片依賴國外供應鏈的核心問題，在我國引起了包括政府、汽車制造商、芯片制造商和行業(yè)協(xié)會等對于汽車芯片問題的廣泛關注與討論。2021年6月由中國汽車工業(yè)協(xié)會主辦的第11屆中國汽車論壇上，針對汽車缺芯問題專門舉辦“汽車‘芯荒’與中國對策”主題論壇，建立自主可控的車規(guī)級芯片產業(yè)體系成為行業(yè)內各參與方的共識。國家牽頭發(fā)起產業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，大力支持汽車芯片行業(yè)發(fā)展。2020年9月19日由國家科技部、工信部共同支持，國家新能源汽車技術創(chuàng)新中心作為國家共性技術創(chuàng)新平臺牽頭發(fā)起的“中國汽車芯片產業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”在北京成立。聯(lián)盟跨界融合汽車和芯片兩大產業(yè)，主要包括了整車企業(yè)、汽車芯片企業(yè)、汽車電子供應商、汽車軟件供應商、高校院所、行業(yè)組織等共70余家企事業(yè)單位。聯(lián)盟旨在建立我國汽車芯片產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)，打破行業(yè)壁壘，補齊行業(yè)短板，實現(xiàn)我國汽車芯片產業(yè)的自主安全可控和全面快速發(fā)展，推動我國成為全球汽車芯片的創(chuàng)新高地和產業(yè)高地。本次汽車行業(yè)“缺芯危機”或將成為我國汽車芯片行業(yè)發(fā)展的重要機遇。我國汽車芯片自給率極低，目前我國的汽車芯片市場自給率不足5%，MCU、GPU、FPGA等通用汽車芯片被英特爾、英偉達、恩智浦、瑞薩電子等國外半導體企業(yè)高度壟斷。長期以來，汽車芯片嚴苛的認證是阻礙國產品牌進入的重要壁壘。汽車芯片的導入需要先經(jīng)過兩年左右的產品認證周期及一年左右的認證周期，涉及AEC-Q、IATF16949等多項認證。目前，國外芯片企業(yè)和國內外零部件供應商、整車廠已形成強綁定的供應鏈，極少給予國產芯片導入驗證的機會。汽車缺芯事件之下，汽車制造商開始重新審視現(xiàn)有的汽車芯片供應鏈，國外品牌產能的不足為國內汽車芯片廠商提供了難得的進入契機，我國汽車芯片行業(yè)有望迎來寶貴的發(fā)展機遇。
不僅是汽車芯片，我國整個半導體行業(yè)都存在廣闊的國產替代空間。伴隨著我國國民經(jīng)濟的整體迅速發(fā)展和工業(yè)體系的不斷健全，半導體產業(yè)是我國建設信息化社會、實現(xiàn)綠色經(jīng)濟、確保國防安全的基礎性和戰(zhàn)略性產業(yè)。改革開放以來，我國半導體產業(yè)迅速發(fā)展。根據(jù)大象研究院整理，2008-2020年，我國集成電路銷售額從986億元迅速增長到8848億元，產值增長近9倍，年均復合增長率達到20%，遠高于全球芯片市場4.5%的年均復合增長率。
雖然國內集成電路產業(yè)的發(fā)展在近年取得了長足的進步，但國產芯片產品仍主要集中在中低端領域，高端芯片仍舊高度依賴進口。每年我國都需要從國外進口數(shù)額巨大的芯片產品，以滿足生產需求。根據(jù)中國海關數(shù)據(jù)，2020年我國集成電路進口額達到3500億美元。
數(shù)據(jù)來源：中國海關、大象研究院制圖
從芯片種類上看，國產芯片在CPU、GPU、DSP、DRAM、NAND FLASH芯片等高端領域市場占有率均低于0.5%。根據(jù)IC Insights數(shù)據(jù)，2020年我國芯片市場規(guī)模達到1430億美元，同期我國國產芯片銷售規(guī)模僅為227億美元，國產替代率僅15.87%，國產芯片廠商未來仍有廣闊的國產替代空間。
數(shù)據(jù)來源：IC Insights、大象研究院制圖美國對我國半導體領域的封鎖與打壓，凸顯出半導體行業(yè)自主可控的重要性和緊迫性。半導體行業(yè)是國民經(jīng)濟支柱性行業(yè)之一,其發(fā)展程度是衡量一個國家科技發(fā)展水平的核心指標。作為芯片領域的領先國家，美國對我國芯片行業(yè)多次發(fā)動制裁，限制我國相關企業(yè)及科研院所的技術發(fā)展。2018年4月16日，美國商務部宣布將對中興實施為期七年直至2025年的技術禁售令，禁止美國公司向中興直接以及間接出售零部件、商品、軟件和技術。2019年5月15日，美國政府將華為和北京航空航天大學、電子科技大學、國防科技大學等六所高校列為“實體名單”，美國公司與實體名單機構合作需要向美國政府申請許可；2019年8月1日，美國BIS正式以國家安全和外交利益為由，將包括成都海威華芯科技有限公司、中國電子科技集團公司第十三研究所等在內的44家中國企業(yè)（8個實體和36個附屬機構）列入出口管制實體清單；2020年9月，商務部工業(yè)與安全局（BIS）進一步限制了華為技術有限公司及其在實體名單上的非美國關聯(lián)公司對使用美國技術和軟件在國內外生產的產品的訪問權限。2020年10月，中芯國際被列入美國出口管制關注名單，美國設備商Applied Materials、Lam Research、KLA等業(yè)者的設備、零組件出口至中芯國際時受到管制、供貨期延長或有不確定性。芯片的制造過程可以分為設計、晶圓制造、封裝、測試四個步驟，目前我國在芯片設計、封裝、測試領域與國際先進水平的差距較小，但在晶圓制造領域，美、日廠商占據(jù)制造設備、芯片材料的主要份額，國產芯片制造廠商在芯片制程上相較于國際先進水平也存在代際差距。美國意在通過對我國芯片企業(yè)、科研機構的限制，限制我國半導體產業(yè)的進一步發(fā)展，保持自身在半導體產業(yè)的領先地位。
我國一直大力推進芯片行業(yè)發(fā)展，近年來國家密集頒布多個集成電路扶持政策。我國將半導體產業(yè)定位為戰(zhàn)略型新興產業(yè)，近年來相繼出臺《關于集成電路設計和軟件產業(yè)企業(yè)所得稅政策的公告》、《新時期促進集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)高質量發(fā)展的若干政策》、《國家高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》等多項支持政策，從投融資、稅收、補貼等政策全方位支持芯片行業(yè)發(fā)展。
資料來源：大象研究院整理
國家半導體大基金一期帶動社會融資共同助推芯片行業(yè)發(fā)展。2014年6月《國家集成電路產業(yè)發(fā)展推進綱要》發(fā)布，確立了中國集成電路大產業(yè)的發(fā)展方向與目標。同年9月，工業(yè)和信息化部、財政部、國家開發(fā)銀行聯(lián)合牽頭發(fā)起設立國家集成電路產業(yè)投資基金（國家半導體大基金），首期募集總規(guī)模1387.2億元，為國內單期規(guī)模最大的產業(yè)投資基金。截至2018年年底，大基金一期投資基本完畢，投資總金額約1047億，同時帶動新增社會融資（含股權融資、企業(yè)債券、銀行、信托及其他金融機構貸款）約5145億元，極大促進了半導體行業(yè)的發(fā)展。根據(jù)大象研究院整理，國家半導體大基金一期主要投資方向及金額如下圖：
數(shù)據(jù)來源：大象研究院整理
國家半導體大基金二期方興未艾，芯片行業(yè)有望延續(xù)高速發(fā)展態(tài)勢。2019年10月22日，國家集成電路產業(yè)投資基金二期股份有限公司（國家半導體大基金二期）成立，公司注冊資本達到2041.5億元。在半導體集成電路零部件峰會上，國家大基金透露了未來大基金投資布局及規(guī)劃方向，半導體設備與半導體材料成為投資重點：一、推動在刻蝕機、薄膜設備、測試設備和清洗設備等領域的龍頭企業(yè)做大最強，加快開展光刻機、化學機械研磨設備等核心設備及關鍵零部件的投資布局；二、推動建立專屬的集成電路裝備產業(yè)園區(qū)，吸引裝備零部件企業(yè)集中投資設立研發(fā)中心或產業(yè)化基地，積極培育中國大陸“應用材料”或“東電電子”的企業(yè)苗子；三、繼續(xù)推進國產裝備材料的下游應用，持續(xù)推進裝備與集成電路制造、封測企業(yè)的協(xié)同，督促制造企業(yè)提高國產裝備驗證及采購比例，為更多國產設備材料提供工藝驗證條件，擴大采購規(guī)模。大基金對產業(yè)的發(fā)展具有明顯的促進作用，我國半導體產業(yè)有望延續(xù)高速增長態(tài)勢。以大基金一期為例，在基金的引導帶動下，國內集成電路行業(yè)投融資環(huán)境明顯改善。以集成電路行業(yè)中資金密集型特點最為顯著的制造業(yè)為例，中國大陸集成電路制造業(yè)2014-2017年資本支出總額相比之前四年實現(xiàn)翻倍，我國集成電路銷售額也實現(xiàn)快速增長。目前，國家半導體大基金二期已正式開始投資，疊加國家一系列配套政策的大力扶持，我國半導體行業(yè)有望抓住國產替代的廣闊空間，延續(xù)高速發(fā)展的態(tài)勢。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 半導體企業(yè)上市熱情高漲
自2019年科創(chuàng)板注冊制落地實施以來，IPO審核效率明顯提升，也在一定程度上激發(fā)了企業(yè)的上市熱情。尤其是半導體行業(yè)，由于證監(jiān)會明確支持芯片相關企業(yè)上市融資，更助漲了這波上市熱潮。據(jù)大象研究院統(tǒng)計，2019年，半導體行業(yè)共有20家半導體企業(yè)IPO過會，2020年有17家半導體企業(yè)成功登陸科創(chuàng)板。2020年下半年以來，5G、數(shù)字經(jīng)濟、人工智能等技術加速推進，通訊基站、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能汽車等各類應用廣泛滲透，帶來旺盛的芯片需求。隨著整個產業(yè)鏈景氣度的提升，半導體行業(yè)迎來高景氣的發(fā)展周期。面對下游需求的爆發(fā)，各大芯片制造商廠商紛紛擴產，帶動設計、設備、材料、封測等全產業(yè)鏈的發(fā)展，也推動了更多半導體企業(yè)謀求上市。
根據(jù)大象研究院統(tǒng)計，截至7月30日，共有96家半導體企業(yè)更新IPO狀態(tài)，其中氣派科技、力芯微、復旦微、芯微電子已完成發(fā)行，格科微、艾為電子正在發(fā)行，冠石科技已領取核準發(fā)行批文，各半導體相關企業(yè)IPO審核進度如下圖所示：
資料來源：大象研究院整理
在97家公告進入IPO上市流程的半導體企業(yè)中，共有66家設計類企業(yè)數(shù)量，占比69%；半導體設備類企業(yè)為9家，占比為9.2%，其余各細分領域企業(yè)數(shù)量如下圖：
數(shù)據(jù)來源：大象研究院整理
我國半導體行業(yè)具有廣闊的國產替代空間，國家和大基金從政策、資金量兩方面對行業(yè)發(fā)展大力支持，注冊制的發(fā)展為半導體企業(yè)的上市鋪平道路，未來我們將看到越來越多的優(yōu)秀半導體企業(yè)登陸資本市場。