排名世界第五 中芯国际 晶圆代工的中国「芯」
可以这样说，芯片是人类历史上单位体积里最复杂、最精细的作品了，没有之一。2021-09-23 07:51· 微信公众号：苏宁金融研究院 孙扬、耿逸涛
现在的光刻精度是nm（纳米）级别的，一根头发丝大约是0.04-0.05mm（毫米）左右，是nm级别的1万倍。而且在制造芯片过程中，光刻还不止一次，多次光刻不仅精度要求达到一根头发丝的万分之一，而且每次光刻还必须上下左右全部都对准，稍有偏差就是废品。这还仅仅是芯片制造过程中的一个工艺，还有很多常人很难想象的工艺和要求。
总之，可以这样说，芯片是人类历史上单位体积里最复杂、最精细的作品了，没有之一。而在生产芯片的时候，直接生产的并不是芯片，而是“晶圆”。晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨、抛光、切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。
晶圆代工（Foundry）是半导体产业的一种营运模式，专门从事半导体晶圆制造生产，接受其他IC（(Integrated Circuit，集成电路）设计公司委托制造，而不自己从事设计的公司。反之，专门从事IC电路设计而不从事生产且无半导体厂房的公司称为无厂半导体公司（Fabless）。无厂半导体公司依赖晶圆代工公司生产产品，因此产能、技术都受限于晶圆代工公司，但优点是不必自己兴建、营运晶圆厂。随着芯片制成微缩、晶圆尺寸成长，建设一间晶圆厂动辄百亿美金的经费，往往不是一般公司所能够负担得起；而通过此模式与晶圆代工厂合作，IC设计公司就不必负担高阶制程高额的研发与兴建费用，晶圆代工厂能够专注于制造，开出的产能也可售予多个用户，将市场波动、产能供需失衡的风险减到最小。
靠晶圆代工半年净赚50亿元
中芯国际是全球领先的集成电路晶圆代工企业之一，是中国内地技术最先进、规模最大、配套服务最完善、跨国经营的专业晶圆代工企业。中芯国际主要业务是根据客户本身或第三者的集成电路设计为客户制造集成电路芯片。中芯国际是纯商业性集成电路代工厂，提供0.35微米到14纳米制程（IC内电路与电路之间的距离）工艺设计和制造服务。根据IC Insights（半导体分析机构）公布的2020年纯晶圆代工行业全球市场销售额排名，中芯国际位居全球第四位，在中国大陆企业中排名第一。
2020年公司全年实现营业收入274.71亿元，同比增长24.77%；全年实现净利润40.21亿元，同比增长217.01%；全年实现毛利润65.33亿元，同比增长42.43%。2021年上半年业绩增长则更为夸张，营业收入160.90亿元，同比增长22.25%；净利润50.93亿元，同比增长320.82%；扣非净利润23.39亿元，同比增长331.64%。第一季度和第二季度单季度扣非净利润均上涨超300%，二季度单季度扣非净利润16.61亿元。中报业绩暴增的主要原因是全球芯片缺货，公司产能爆发以及价格上涨。上半年晶圆销售数量由上年同期的280万片增加至330万片，均价从4143元增加至4390元。
2021年，半导体行业流行词无疑是“缺芯”与“涨价”。而晶圆代工厂产能不足，则是“缺芯”的重要原因。在此背景下，各大晶圆厂商加班加点生产，并投入大量资金扩充产线，新建晶圆工厂。
在各晶圆规制中，8英寸晶圆产能尤为短缺，而中芯国际也针对性扩大了8英寸晶圆厂产能。据了解，中芯国际2021年第一季度月产能为54.08万片8英寸约当晶圆，第二季度月产能已增加至56.15万片8英寸约当晶圆。产能增加，主要是由于200mm（即8英寸）晶圆厂产能扩充所致。
据中芯国际财报，2021年第二季度产能利用率高达100.4%，确属满载运营。中芯国际表示：“2021年第二季销售收入变动主要由于晶圆销售量增加及平均售价上升所致。”简而言之，正是行业持续的“缺芯”，带来中芯国际产品销售量价齐升。中芯国际毛利率从第一季度的22.7%，增长为30.1%。
手机芯片业务盈利能力强
分制程来看，2020全年营收的9.3%来自14nm和28nm，其余均来自45nm及以上的成熟制程，其中最主要的40/45nm、55/65nm和0.15/0.18um分别占15.6%、30.4%和32.5%。由于主要营收来自于45nm以上成熟工艺，因此主要的产品应该是普通逻辑处理器、电源类模拟芯片、射频芯片等。
以下游产品应用领域来看，中芯国际制造的晶圆主要应用于智能手机、智能家居、消费单子、汽车工业等其他领域。其中智能手机仍是最重要的应用领域，2020年中芯国际的营收44.4%来自智能手机，17.1%来自智能家居，18.2%来自消费电子，其他领域占据20.3%。
与代工龙头台积电相比，中芯国际面对的下游领域有明显的不同。台积电2020年来自5nm和7nm的营收合计超过41%，来自28nm及以下的收入合计约72%，产品的48%来自手机，33%来自高性能计算机，可见台积电代工的产品多为先进制程的手机AP(ApplicationProcessor,应用芯片)和CPU等。
值得一提的是，中芯国际2019年以来突破了14nm的技术，2019年四季度开始少量生产，本季度，中芯国际14/28nm的收入占比大幅提升至14.5%。中芯国际从28nm到14nm工艺制程的突破用了四年的时间，目前10nm的技术对中芯国际来说仍是瓶颈，但未来值得期待。
公司表示，从去年被列入实体清单以来，中芯国际一直是在困境中前行，在“实体清单”的影响下仍取得超预期的业绩，主要得益于行业处在高景气的时期，“缺芯”的恐慌下，需求大涨。虽然公司在技术方面仍存在一定的瓶颈，但是集成电路制造行业没有弯道式超车和跳跃式前进，相信一步一个脚印，未来能加速国产芯的替代。
高处不胜寒，先进制程突围困难重重
摩尔定律是指在成本不变的情况下，单位面积芯片上可继承的二极管数量在每18个月左右翻一倍。反摩尔定律则是指在摩尔定律生效的情况下，同样水平的芯片大约每18个月价格就会下降一半。过去的几十年中，摩尔定律几乎完美诠释了集成电路工艺的发展，而反摩尔定律则注定了技术追赶者与领先者之间的盈利水平差距。第一梯队一旦形成，其领先技术带来的资金优势是追赶者难以企及的。而第一梯队成员一旦掉队，也很难重新回到领先地位，因此最先进制程参与者逐步减少，形成了今天的格局。
全球晶圆代工格局以台积电和三星为第一梯队，格罗方德（Global Foundries，美国）、联华电子和中芯国际为第二梯队，其他厂商为第三梯队。不同梯队的厂商不仅存在制程工艺上的差距，也对应了市场份额的差别。
作为晶圆制造第二梯队的中芯国际，发展的道路有两条。要么选择承受阵痛，努力缩小与台积电研发的时间差，要么选择节约开支放弃先进制程追赶，稳守成熟制程以提高盈利水平。在被美国制裁之前，中芯国际一直选择第一条道路，对第二代FinFET（Fin Field-Effect Transistor，鳍式场效应晶体管）技术进行了大量的投入，14纳米 FinFET在2019年底就进入了量产。由于追赶先进制程，不仅需要投入大量资本，又需要摩尔定律放缓且台积电放缓研发。目前虽然摩尔定律出现了放缓，但台积电在先进制程的研发上从未放缓。选择第二条路可以节省高额的研发资金，但同时也意味着基本失去了跻身一线厂商的可能，例如，联电和格罗方德就先后决定放弃10nm及以下制程的研发。
现在的中芯国际，迫于美国的压力，在经营上只能将更大的精力放在第二条道路上，在此基础上一边放慢速度储备先进制程，另一边进行去美化产线的储备。美国总是从其全球安全战略考虑，并以出口限制政策为借口，严格限制高技术向我国出口。即便有钱，中芯国际也很难购买到先进的制造设备，中芯国际的量产制程与国际有2-3代的差距，想提升却被条条框框限制住了步伐。
另外，全球半导体设备厂商中，前十大厂商有4个来源于美国，合计市占率高达42.2%，几乎垄断了半导体设备的半壁江山。中芯国际光刻设备尚未实现国产化，刻蚀（刻蚀是用化学或物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程，其基本目标是在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形。）设备非核心环节可国产化，检测设备国产化率低。但这种背景，国内芯片制造的发展，明显被美国掣肘，中芯国际在后期仍将较长时间内处于美国压制的环境下。
芯片长期短缺，中芯国际有较大投资价值
随着我国GDP的增长以及人民生活水平的提升，我国汽车销售市场预计以11%年均增速增长，当前整体汽车市场从传统内燃油汽车向新能源和智能化转变，不论是新能源汽车还是汽车智能化两者都将刺激传感器、芯片的需求，而8英寸硅片作为大多是车用电子的原材料，将为其带来广阔的市场空间。
5G基建是国家高度重视的新基建项目，5G的发展对芯片提出了更高的要求，其推动新材料的发展同时也对现有硅片的性能发起了挑战。此外5G将加速物联网的建设，拉动了智能手机，电子设备，智能家居芯片的需求，同时也将增加对于高端硅片的需求。
SEMI在9月14日发布世界晶圆厂预测报告，预计今年全球晶圆厂设备支出将达到900亿元，22年该投资额将达到1000亿美元的新高。
根据SEMI的数据显示，2021年的全球设备投资额同比增速创历史新高，达到44%，在今年投资额高基数的前提下，明年将保持8%的同比增速，半导体设备需求持续扩大。
半导体设备的需求大增主要是由于全球在数字化转型的过程中，新兴智能化产品的需求暴增，比如新能源车、物联网设备、智能家居等等。面对如此多的新兴电子化设备的产品，对于芯片、功率半导体等等产品的需求大增，晶圆厂的产能跟不上客户的订单量，因此晶圆厂的扩建势在必行。
2021年中芯国际的43亿美元投资重新回到成熟制程的扩产，包括1万片12英寸产能和至少4.5万片8英寸产能，少量用于先进工艺开发以及北京合资项目土建等。由于公司在成熟制程上的技术较为成熟，在国内外市场需求极为旺盛的当前，公司的扩产产能有望迅速达到较高的产能利用率，实现稳定的盈利。如前所述，成熟制程得投资是非常有利于中芯国际当前财务表现得。另外2021年中芯国际14/28nm先进制程的芯片占中芯国际2021年总产量的比重相比2020年已经增长了一倍。
除了战略方向目前有利于财务报表，中芯国际2021年财务状况很健康，负债率仅为29.19%。2021年半年净利润破50亿，超过了2020年全年的净利润，市净率也处于历史的低点仅为4.24。所以中芯国际从长期来看是有较大投资价值的，尤其在国家重视先进制造业、芯片业的大战略下，更有较为光明的未来。
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