吴新竹
2020年开启的新一轮半导体周期受疫情、国际政治等因素助推,行至2022年三季度,整体库存达到高位,晶圓代工、内存、被动元件领域的海外头部厂商降低稼动率、放缓资产支出计划,加快库存去化;另一方面,手机、个人电脑出货量同比回落,半导体需求不足,价格回归理性。伯克希尔公司三季度抄底台积电,美股半导体周期接近底部。
2021年10月至2022年11月,英特尔和AMD在个人电脑端以及服务器端支持DDR5的CPU处理器陆续发布,标志着DDR5取代DDR4的商业化进程开启,内存市场将进入由DDR5引领的新周期。国产厂商在这一轮周期中逆向投资,在芯片紧缺的细分市场占领一席之地。
近三年,半导体行业经历了“过山车”行情,2020年3月至2022年1月,费城半导体指数急剧提升,从1558点一路冲高至4027点,尔后迅速震荡滑落,10月中旬下降至2162点,11月中旬反弹至2811点。此轮半导体景气周期最初源于疫情导致的芯片供给端收缩,以及汽车半导体需求的增长,疫情的不确定性、美国对华芯片政策加剧了下游的囤货情绪,芯片一度供不应求,价格出现不同程度上涨,市场热度维持两年之后在全球经济衰退的担忧之下迅速降温。以存储芯片为例,NAND Flash和DRAM现货价格分别从2019年四季度和2020年二季度开始上涨,量价齐升行情持续至2021年第三季度。据统计,2021年,NAND Flash产业营收达686亿美元,较上年同期增长约21%;DRAM模组市场整体销售额达181亿美元,增幅约7%;2021年第四季度,受上游原材料短缺及下游终端需求放缓影响,DRAM芯片出货量及单价环比下滑,NAND Flash单价亦下跌,2022年上半年,存储芯片行情较平稳,而下半年开始大幅下跌,主要厂商下调资本支出,迎接周期底部。
回顾这一轮半导体周期,疫情带来了居家办公需求,2020年和2021年,全球智能家居设备出货量分别为8.54亿台和8.96亿台;全球个人电脑出货量分别3.04亿台和3.49亿台,分别同比增长13.1%和14.8%;全球PC显示器出货量达到1.37亿台和1.44亿台,成为2012年以来出货量的高位。随着动力电池技术的成熟,电动汽车的渗透率提高,全球电动汽车2020年和2021年的销量分别达312万辆和650万辆,同比增长41%和109%。半导体产业的需求侧强劲增长,而供给侧产能紧张,8英寸产线主要用于生产模拟芯片、功率器件、传感器芯片等,下游面向汽车、工业、智能手机等,而8英寸晶圆线扩产力度较小,2016-2019年均复合增速在3.7%,作为上一代产线的6英寸及更小尺寸的晶圆厂逐渐关闭或改建,导致8英寸晶圆线产能利用率偏高,维持在90%以上。
需求平缓时期尚能达到平衡,需求集中释放时期,平衡立即被打破。具有代表性的是MCU芯片,2021年,车用MCU紧缺,MCU平均售价上涨10%,创25年来最大涨幅,销售额达到196亿美元,同比增长23%,2022年第二季度起价格回归常态。
2022年前三季度,消费电子市场低迷,据预测,全年全球智能手机出货量约为12.6亿部,降幅为6.8%,PC出货量将同比下滑12.8%至3.05亿台,随着电子产业下游的阶段性饱和,芯片库存渐渐攀升。
信达证券指出,海外及中国台湾主要半导体厂商库存同比增速自2021年第三季度开始上行,第二季度同比增长约30%,日本集成电路产成品库存增速自4月份开始放缓,9月份同比增加约28%。截至2022年三季度,国内芯片设计公司大部分库存仍处在高位,中信证券表示,芯片厂商及下游产业链正积极去库存,预计至2023年一季度相关芯片厂商库存压力有望逐步缓解,年中有望回到正常水平。
巴菲特所控制的伯克希尔公司三季度大举“抄底”台积电,持仓市值达41亿美元,在资本市场引起反响。据报道,近日,台积电遭客户砍单,产能利用率跌至50%,7nm扩产计划亦暂缓。2022年四季度起,台积电7/6nm产能利用率将不再处于过去三年的高点,预计这种情况将持续到2023年上半年。与上一轮的2018-2019年下行周期相比,本次周期最大的不同点在于需求端的快速下滑,以PC为例,联想、英特尔、高通等公司预计2023年全球PC出货量仍将下滑5%-10%,中信证券认为,美股半导体周期的库存在2022年三季度末基本筑顶,股价有望从底部回升。
CPU处理器的性能提升是推动电子产业迭代升级的重要驱动力,处理器内核数量的增加带动内存带宽和容量需求提升,目前成熟市场的先进内存是DDR4,正在向DDR5演进的过程中,虽然DDR5早已试验成功,但与之相配的处理器近年才成熟。英特尔的PC端中央处理器Alder Lake于2021年10月发布,支持内存型号为DDR5-4800,AMD锐龙6000处理器于2022年1月发布,支持内存型号为DDR5-4800,第二子代速率每秒5600万次的锐龙7000和Raptor Lake也于2022年三季度发布。
服务器方面,英特尔支持DDR5的至强处理器Sapphires Rapids发布于2022年4月;AMD支持DDR5的霄龙处理器是基于5nm Zen 4架构的第四代霄龙服务器处理器,已于近日发布。
2022年是DDR5商用之年,美光宣布推出适用于数据中心的DDR5存储器,该存储器已针对AMD霄龙9004系列处理器进行了验证;SK海力士宣布已经开发出了首款基于DDR5的CXL存储器样品,为霄龙9004系列服务器处理器提供了完全兼容的DDR5和解决方案。Sapphires Rapids和Genoa均已小批量出货,2023年有望进入大批量稳定供货阶段。
Omdia认为,DDR5内存真正普及需要2-3年时间,2022年DDR5内存市占率将达10%,2024年则可望达到43%。Yole预测,2023年DDR5内存出货量有望超过DDR4,2026年DDR5内存市占将达到90%。三星虽然已进入下一代DDR6内存的早期开发阶段,但预计在2024年之前才能完成DDR6设计,预计2025年之后才会有商用的可能,意味着未来几年内存市场将进入由DDR5引领的新周期。
据统计,服务器出货量对内存模组需求量约每年1.5亿条左右,全球PC出货量每年3.5亿台左右,对应内存模组需求量约每年3.5亿条左右。内存的升级将扩大内存接口芯片的市场规模,广发证券指出,目前DDR5已经规划了3个子代,预计未来还会有1-2个子代,新子代在刚推出时价格更高,能够提振产品的平均价格;此外,单台服务器CPU用量增加、单个CPU对应的内存模组数量增加以及LRDIMM渗透率的提升也会推动服务器内存接口芯片市场规模增长;PC市场内存模组的需求量相较于服务器市场更大,因此内存接口在PC市场也将迎来可观的市场增量,相关国产厂商或将受益。
2021年,中国内地晶圆代工厂在全球市场份额从2020年的7.6%提升至8.5%,IC Insights预计到2026年,中国内地厂商份额有望提升至8.8%。中芯国际近三年营收保持两位数增长,截至2022年一季度,中芯国际实际产能折合8英寸为64.91万片,占规划产能的45%,前三季度累计完成44亿美元的资本支出,增加了折合8英寸8.5万片月产能;全年收入预计在73亿美元左右,同比增长约34%,毛利率预计在38%左右。
成熟制程与特色工艺平台使公司保持了稳定的盈利,公司将资本开支计划从50亿美元上调至66亿美元,中芯国际近日表示,结合当前宏观经济的走势和去库存的节奏,其影响从终端市场传导到代工行业的时间有滞后,还未看到晶圆代工行业有复苏的迹象,周期尚未触底。
与中芯国际一同发展壮大的是上游的原材料、设备厂商以及下游的芯片设计公司,本土设计企业已遍布数字、模拟芯片的不同领域,中芯国际对前五大客户收入占比逐年降低,小客户数量众多,12英寸主要面向手机应用处理器,8英寸主要面向存储、指纹识别、电源管理芯片等。
新能源汽车的崛起加大了车用半导体需求,汽车电子缺芯难题仍未完全解决。
2021年,受芯片短缺影响,全球汽车市场减产了1050万辆,约占销量的1/8,2022年汽车电子依旧紧缺,据预测,到年底,由芯片短缺导致的全球汽车减产量将攀升至442万辆。这给国产电源管理芯片、功率半导体器件、连拉器、传感器等带来了抢占市场的机遇,多款产品已获得车规级认证,并作出扩产计划,国产车载MCU已获得批量应用。