“区域+行业”专题系列一：我国半导体产业区域发展分析

关键字：半导体 , 集成电路 , 区域分布

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2021-08-04

方霁

兴业研究TMT行业研究员

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半导体是科技产业核心产品，属于技术、专利、人才、资金高度密集型的行业。半导体属于电子科技行业中关键一环，对技术与资金的要求极高，因此半导体行业的研发人员比例与研发成本占比都非常高。通常来说，半导体中上游细分产业的毛利率也极高，说明了产业的较高壁垒。因此发展半导体首先要解决的是技术与资金的问题。

我国在半导体产业链上供需缺口巨大，未来10年我国或将是全球半导体产业发展最快的国家。半导体产业链自上而下核心环节有EDA、IP、设备、材料、设计、制造、封测这7个核心环节，我国在全球供给占比从2%-28%不等，在结构上多种高端产品全部依赖进口。而我国的半导体产品直接需求高达35%左右，间接需求在80%以上，供需缺口巨大。相比国际企业，我国半导体产业发展在综合经济实力、工程师红利、免税补贴、金融支持等多要素上具有显著优势。

我国一线城市与部分省会二线城市是当前半导体产业的主要生产基地，未来也将极大概率继续成为半导体产业发展主要基地。半导体产业链中半导体产品规模高达4110亿美元，是产业链中核心环节，产品细分种类众多，产业自上而下分为设计、制造、封测等关键环节。我国北京、上海、深圳一线城市为半导体发展第一梯队城市，产业布局主要包括设计、制造、封测、设备、EDA、IP等核心环节，当前规模与产值在全国领先。我国苏州、无锡、杭州、成都、南京、西安、合肥等城市为半导体发展第二梯队城市，产业布局主要封测、制造、设计、材料等领域，具备当地政府支持与当地高校人才供应的优势。我国的武汉、珠海、重庆、长沙、厦门、天津等城市为半导体最具潜力第三梯队发展城市，当前产业规模不大，但是产业布局上相对积极，发展迅速，未来可能将半导体发展成为城市的优势产业，比如武汉的长江存储。

一、半导体简介与我国发展机遇

1.1、半导体在科技行业中定位

（1）半导体属于科技产业中技术难度最高的中间产品之一。 全球的科技产业从网络、硬件到软件、互联网等可以分为通信、电子、计算机、传媒互联网四个大行业。而半导体是电子硬件行业中重要的中间产品之一，是任何科技产业都不可或缺的产品。

（2）半导体属于全球化的产业，多种专业用词用英语缩写。 由于半导体行业研发生产遍布全球，很多的用词是用英文翻译或者是英文缩写，在行业内也有较多的词汇是约定俗成，对半导体行业专业性理解需要长时间积累。我们将常用的半导体专业词汇总结如下表。

（3）按照生产制造流程划分，半导体产业又细分为多个子行业。 正是因为半导体行业对人才、专利、技术的要求极高，每一个细分领域聚集了人类最先进的数学、物理、材料、机械、电子等知识点，专业性要求极高，因此半导体产业可以划分为多个细分子行业。上游产业中，设备包括制造与封测设备，主要是半导体制造加工的机器；材料包括制造与封测材料，是制作半导体产品不可或缺的部分；半导体设计行业是指电路图的制作部分，需要EDA（电子设计自动化）软件与IP（知识产权）内核；半导体制造行业是指在硅晶片上画电路图的部分；半导体封测行业是指将半导体晶圆进行切割、焊接、成品的阶段。最后半导体产品需要与其他的电子元器件结合，整装到手机、电脑、平板等电子产品中，然后销售给消费者。

（4）半导体产业链附加值呈现微笑曲线的形式。 半导体附加值可以理解为半导体细分行业的垄断程度或者技术难度高低，最终体现为毛利率的高低。半导体产业链上游的EDA、IP、设备、材料、设计等部分技术壁垒高，附加值相对较高；终端的产品销售满足消费者需求，品牌效应与消费黏性使得产品有一定的溢价权，相对来说附加值也较高；中间的芯片制造与封测行业，相对是劳动密集型的产业、毛利率相对较低。

1.2、半导体行业发展要素

（1）半导体行业对技术、专利、人才的要素要求较高，最后表现出来毛利率也相对较高。 半导体行业聚集了全球的顶尖电子、物理、数学、材料等基础学科知识，是商业化中技术要求极高的产业之一。半导体上市公司中，一般来说研发人员占比都很高，研发费用率也保持较高水平。能够代表企业附加值的毛利率也相对较高。

（2）半导体投资需要巨大资金，特别是设备、材料、晶圆制造、芯片封测等领域的投资。 半导体是产业链非常长的行业，产业链遍布全球，在众多细分领域的投资需要的资金巨大，很多产品研发成本也是上亿元的开支。我们以晶圆厂的建设为例，2020年中芯国际一条12英寸3.5万片/月的晶圆产线建设需要投入90.6亿美元的资金，其中光设备投资占比81%。目前国际上一台先进制程（7nm/5nm）的光刻机需要1-2亿美元的资金。

（3）半导体投资还需要考虑到全球贸易、国际政治的影响。 半导体产业链遍布全球，各个经济体都具有自己的产业优势，任何一个主要经济体都不可能完成全部产业链布局。比如全球的半导体IP与EDA主要在美国，设备主要在荷兰、美国、日本，材料主要日本、韩国，晶圆代工主要在中国台湾，晶圆封测的产能主要在中国。全球各个国家的关税政策、贸易政策、专利政策各不相同，我们需要随时考虑到全球的各国政策变动。

1.3、我国半导体产业上供需缺口巨大

（1）在总量上我国半导体各细分领域供给较低。 从半导体产业链自上而下看，半导体产品规模最大达到4110多亿美元，半导体产品是半导体产业的核心产业环节。从全球各产业链看，我国在各个细分行业占比2%-28%不等，占比极低。

（2）我国在半导体产业直接与间接需求上占比极高。 我国被称为全球的电子制造加工厂，我国的半导体直接需求是指我国居民与企业直接消费损耗的产品，其中半导体产品直接消费约35%。我国的半导体间接需求指我国完成半导体产品与电子零部件的组装，完成组装后一部分的手机、平板、电脑、智能穿戴等电子产品出口海外，一部分产品消耗在国内。从间接需求看，我国消费了全球约80%的电子产品，需要80%左右的半导体产品。

（3）我国历年集成电路进口规模超过3000亿美元，净进口规模超过2000亿美元。 半导体产品是半导体产业的核心环节，2019年半导体产品全球规模约4110亿美元。我国历年进口的半导体产品规模不断增长，2019年进口3040亿美元产品，出口仅有1015亿美元产品。

（4）我国在多个逻辑芯片上全球产值几乎为0。 我国除了在半导体产业的总量上供给不足，在产品结构上多种高端的芯片几乎全部依赖进口，表格中的多个逻辑芯片来看，我国占有率不足1%，产值几乎为0。

1.4、我国具备半导体产业发展的关键条件

（1）我国具备半导体发展的经济总量与区域优势。 历史上半导体产业发展离不开大量的优秀人才、技术、专利、资金，而这些条件往往集中在经济发达的区域。我国人口数量世界第一，经济总量世界第二，而且有北京、上海、深圳等高度发达的城市经济体。在国际贸易、港口运输、人才教育、法制安全等多个角度均位居全球前列，这是具备了半导体产业发展的关键条件之一。

（2）我国具备半导体产业发展需要的工程师红利。 半导体行业是人才、技术、知识密集型的产业，需要大量的工程师长期不断地研发迭代才能推动行业发展。我国历年本科毕业生全球第一，过去20年累计的本科生数量也达到全球最多。同时，我国还处于发展中国家，我国的人均收入与全球主要发达经济体对比还有较大差距，与国际企业对比可以说节省了大量的研发成本。我国人均收入历年增长在10%左右，全球其他经济体历年人均收入增长在3%左右，我国追赶其他经济体还有十年以上时间。

（3）我国具备半导体产业发展的政策优势。 近些年来，国家从多个维度大力支持半导体产业发展，比如大基金成立，科创板快速成立、政府补贴、减税免税等多个手段。大基金1期总规模1387亿元，2期2040亿元，1期带动地方性投资基金超过3000亿元。

（4）我国政府的补贴对半导体企业毛利率影响也高达40%比例。 基本上从2000年开始，我国在半导体税收政策上不断加大支持力度，2020年最新的支持力度更是有所增加。在考虑增值税、关税、所得税等减免力度后，半导体产业的减税力度最高可达到40%的营业收入比例。从我国当前的政策支持力度上看，未来很长时间内大概率都是维持一个十分宽松的税收环境。

二、半导体细分产业发展现状

2.1、EDA行业竞争格局

（1）全球EDA产业主要集中在美国。 EDA（电子设计自动化）是做芯片设计必不可少的软件，目前全球4家美国企业垄断了近乎70%的份额，EDA的技术壁垒极高，不仅需要不断地顶尖创新研发能力，需要多年的积累，更需要整个半导体产业生态的合作。在短期内，全球的EDA格局很难被打破。

（2）我国的EDA企业规模极小。 EDA行业本质上是软件行业，是知识、专利密集型的产业，人才是公司的核心资产。相对来说，EDA企业的创业门槛不高，但是形成规模、向前发展的壁垒极高。我国EDA企业数量不多，整体规模极小，华大九天是目前人员规模最大的国有EDA企业。

2.2、半导体IP行业竞争格局

全球IP行业呈现高度集中的寡头竞争格局。 IP是半导体行业芯片设计不可缺少的知识产权，可以理解为芯片的内部电路设计时需要的一些结构等。全球的IP与EDA一样也是高度的知识、技术密集型的行业，企业进入的门槛不高，但是形成规模的产业壁垒极高。全球IP呈现高度寡头垄断的地位，全球TOP3占据了越66%的份额，TOP10占据约78%的份额。我国仅有一家企业芯原股份规模排在全球第7。

2.3、半导体设备行业竞争格局

（1）全球的半导体设备供给几乎被美国、日本、荷兰的企业垄断。 半导体设备是晶圆制造、芯片封测需要的加工机器，目前全球TOP15家企业占据了全球约79%的份额。

（2）我国的半导体设备企业数量非常有限，基本上集中在北京、上海地区。 半导体设备的细分领域也很多，每个细分产业几乎都是几家企业垄断，我国在各个细分领域的企业布局一般就3家左右，在产业规模上与国际巨头差距巨大。从设备企业的总部所在地来看，基本上都分布在北京、上海地区。

2.4、半导体材料行业竞争格局

全球半导体材料细分领域几乎都是几家海外企业寡头垄断，我国企业布局数量有限，规模整体不大，主要分布在长三角区域。 全球半导体材料分为晶圆制造材料与芯片封测材料，晶圆制造材料是芯片内部构造用到的必须材料，对纯度、性能等多个指标的要求极高，属于半导体核心材料。全球的主要晶圆制造材料细分行业中，国际几家大企业占据了主要的份额，我国在多个细分行业均有所布局，但是总体规模上与国际企业差距较大，产品结构上高端产品也十分稀缺。

2.5、半导体晶圆代工行业竞争格局

（1）全球晶圆制造行业也呈现寡头垄断格局，主要被中国台湾、美国等经济体占据。 晶圆制造加工需要大量的产线、设备来制造，对资本、技术、人才的需求极高，并且不断迭代创新，龙头企业建立了很高的壁垒。全球TOP3家代工企业占据了近乎80%的份额，TOP20家企业占据了行业几乎99%的份额，我国有4家企业在全球TOP20，相对来说全球竞争格局在未来很长时间内十分稳固。

（2）我国的晶圆代工企业数量有限，整体规模与国际企业差距巨大。我 国的晶圆代工企业以中芯国际为主，与国际企业相对来看，收入规模较低，但是绝收入上看，收入也在5-230亿元之间。集中度也相对较高，还有多个是外资控股的生产制造在中国企业。

2.6、半导体封测行业竞争格局

（1）全球封测行业几乎也呈现寡头垄断格局，主要产能分布在中国台湾、中国大陆江苏一带。 半导体封装与测试行业属于半导体产业链价值量不高的环节，但是相对其他行业还是具有极高的技术壁垒，与上下游客户合作也十分紧密，整个生态圈连城一体；此外封测行业相对劳动密集型，对专业性工人要求不高。因此，相对来说半导体封测行业经过历时沉淀，最终剩下的供应商也不多，市场份额集中度较高。目前TOP3家企业产能占比45%左右，TOP10家企业占比在81%左右份额。我国三家企业打入全球全10，产能占比在30%左右，过去10年我国人口红利成为我国封测产业高速发展核心优势。

（2）我国封装测试企业产能合计约占据了全球一半，中国大陆的封测企业众多，外资与台资居多。 我国除了本土的3大封测企业之外，还有很多外资与台资的企业，总体收入规模4-250亿元之间不定。

2.7、半导体产品竞争格局

（1）全球半导体TOP15占据81%左右市场份额，几乎全部集中在海外发达经济体。 半导体产品是半导体产业链规则最大、细分领域最多的子行业，生产半导体产品需要设计、制造、封测等程序，根据分工不同又拆分为很多生产模式，如Fabless模式只做芯片设计，foundary只做芯片代工，IDM模式则是设计、制造、封测全部自己完成。根据ICinsights数据显示，全球TOP15的半导体企业几乎都是海外经济体，我国大陆仅华为海思的收入规模可以排到全球TOP15，由于海思没有单独拆分出来就没有被国际机构纳入排名。

（2）我国芯片设计龙头公司规模差异较大，主要分布在北上深等一线城市。 芯片设计公司本质上也是技术、专利、人才密集型的行业，企业进入的门槛不高，但是形成规模化、产业化的壁垒极高。由于芯片种类十分庞杂，每一个细分行业都是高度专业化的分工，这就导致我国芯片设计公司非常多。我国TOP10的芯片设计公司规模之间差距较大，海思规模相对来说远大于其他国有芯片设计企业。

（3）我国的芯片设计企业家数高达2000多家，并且呈现历年增长趋势。 我国芯片设计企业数量众多，尤其从2015年以后芯片设计公司数量大量增加。

2.8、半导体细分产业特征总结

半导体产业链上细分行业中，在技术、专利、人才、客户、资金等要素需求上有很多的相似点，但不同细分领域有一些侧重。我们根据上面的供需分析，可以看到全球与中国在半导体细分行业的供给格局，整体上全球竞争格局呈现几个企业寡头垄断的格局，我国在全球占比均较低，在细分行业竞争企业数量有限，大多数规模较小。如果再细分到具体产品上，一个行业可能就几家龙头企业在竞争，因此直接关注细分产业龙头企业即可了解我国细分行业的发展状况。

三、我国半导体重点发展区域

3.1、我国集成电路产业城市分布

（1）我国集成电路的集中在一线与部分省会二线城市。 半导体产品是半导体产业规模最大的细分行业，而半导体中集成电路占比约81%的份额，集成电路产值一定程度说明了整个产业的布局。从我国各城市的销售额来看，一线城市是我国集成电路的主要生产地。

（2）从我国销售额过亿的企业数量上看，主要也是分布在一线城市与部分核心二线城市。 2019年我国集成电路销售额过亿的企业有238个，从分布的城市来看主要集中在一线城市与部分的二线城市。

（3）全球的手机等电子产品加工基地主要分布广东、河南等省份。 半导体产品下游应用主要在手机、电脑、平板、智能穿戴等电子产品上，其中手机占据了出货量与规模最大的电子产品，我国是全球的电子制造中心，几乎全球80%以上的电子产品都生产在我国。从我国手机产量的省份上看，广东省是我国手机产品的最大出货地方，是我国甚至全球的手机生产中心。

3.2、北京半导体产业代表企业一览

3.3、上海半导体产业代表企业一览

3.4、深圳半导体产业代表企业一览

3.5、全国半导体区域分布总结

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四、风险提示

（1）国际贸易规则变化。 半导体属于技术高度密集、人才密集的产业，世界上没有一个国家占据半导体全部的产业，半导体的发展是全球化的产业。美国在半导体产业上游设备、高端芯片领域占据主导权，中国在半导体下游应用占据主导权。近几年国际贸易规则发生重大变化，国内优质的半导体企业在全球面临一些供应链困境。多关注国际贸易规则的变化，针对优质IC公司关注风险概率与大小，做好应对准备。

（2）估值风险。 半导体产业一方面有巨大的国产化空间，科技技术升级导致企业的成长性也较高，另一方面政策变化也较大。众多因素导致半导体产业处于较大市场预期变化，股权市场上估值波动巨大。投资半导体警惕估值中枢的合理性。

（3）技术人才专利风险。 半导体产业属于“高精尖”的技术密集产业，对技术专利积累非常重要，长期看人才积累与知识创新是企业生存的核心竞争力，要充分评估好企业的技术积累、技术创新等风险。

（4）政策风险。 半导体产业是全球化的产业，一方面要注意全球各国的政策支持对产业影响，一方面重点关注我国的税收优惠、政府补贴、大基金、科创板、创业板等多种政策变化。

（5）客户资源流失风险。 全球的半导体产业连成一体、细分领域众多，企业需要与上下游产业深入合作交流，特别是下游客户。很多细分领域都是寡头垄断的，核心客户数量有限，很多企业集中服务一两家客户，因而研究客户对企业的黏性十分关键。

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