缺芯引爆國産替代需求，半導體企業IPO熱情高(gāo)漲！
日期：
2021-08-05
導語：2020年下(xià)半年以來(lái)，在疫情的擾動下(xià)，“芯片荒”席卷全球，手機、家電、汽車等多個行業的生産均因缺少芯片受到(dào)影響。嚴重依賴芯片供應的汽車制造業是本次缺芯的重災區(qū)，汽車制造商工(gōng)廠(chǎng)停産、車型減配等事(shì)件屢屢發生。機會(huì)在危機中孕育，本次全球缺芯讓各行業意識到(dào)芯片自(zì)主可控的重要性，是我國芯片産業實現(xiàn)産替代的寶貴契機。——大(dà)象研究院
2020年受新冠疫情影響，全球不少芯片供應商降低(dī)産能(néng)或關停了(le)工(gōng)廠(chǎng)，全球芯片供應趨緊，從(cóng)手機、家電到(dào)汽車等各行業因缺乏芯片而暫停生産的新聞頻頻進入公衆視(shì)野。大(dà)象研究院估計(jì)，至少有169個行業的正常生産因芯片短缺而面臨中斷，美(měi)國2021年的GDP甚至可能(néng)因此減少1%。
汽車行業是受本次全球缺芯影響的重災區(qū)，以車用(yòng)MCU爲代表的車用(yòng)芯片緊缺造成汽車行業斷崖式缺貨。特别是車用(yòng)MCU。芯片在汽車中的作(zuò)用(yòng)無可替代，以汽車芯片中最具代表性的MCU（微控制單元）爲例，MCU幾乎應用(yòng)于汽車所有領域，如汽車動力系統、底盤、安全氣囊、防抱死制動系統/電子穩定控制、通信娛樂系統、車身（車門(mén)、車身控制模塊）和(hé)高(gāo)級駕駛員輔助系統（ADAS）等重要系統中均需使用(yòng)MCU作(zuò)爲控制核心。據大(dà)象研究院統計(jì)，一輛傳統燃油車大(dà)緻需要100-200個半導體芯片，電動車在此基礎上(shàng)數量要翻一倍，數量達到(dào)200～400個，而一輛智能(néng)化水(shuǐ)平較高(gāo)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(zuò)用(yòng)，芯片供應不足将直接影響到(dào)整車的排産進度。2020年年末起，由于全球汽車芯片供應緊缺，汽車業的生産受到(dào)嚴重打擊，福特、日産、本田、通用(yòng)、豐田、沃爾沃、一汽大(dà)衆、上(shàng)汽大(dà)衆、上(shàng)汽通用(yòng)和(hé)東風(fēng)本田等整車廠(chǎng)商相繼宣布旗下(xià)部分工(gōng)廠(chǎng)暫時(shí)停産，停産時(shí)間從(cóng)5天至14天不等。大(dà)象研究院預測，由于全球範圍内汽車芯片短缺，預計(jì)2021年汽車産量将減少450萬輛，相當于全球汽車産量的近5%。
汽車芯片對(duì)于可靠性具有嚴苛的要求，全球範圍内供應商有限。相較于消費電子芯片，汽車芯片的生産難點不在于芯片技術，而在于可靠性要求。消費電子芯片技術叠代非常快(kuài)，而車規級芯片所采用(yòng)的主要是成熟制程。車規級芯片出于安全考慮，對(duì)于芯片性能(néng)指标、使用(yòng)壽命、可靠性、安全性、質量一緻性等方面具有極高(gāo)要求，這(zhè)是消費電子芯片難以匹敵的。
資料來(lái)源：大(dà)象研究院整理(lǐ)
由于車規級芯片對(duì)于可靠性嚴苛的要求，全球範圍内僅有少數經驗豐富、品質管理(lǐ)嚴格的芯片制造企業能(néng)夠将車規級芯片納入生産清單。供應商的稀缺性讓汽車芯片的供應鏈相對(duì)脆弱，當原有供應商産能(néng)緊缺時(shí)，汽車制造商能(néng)夠選擇的替代供應商極爲有限，其他(tā)芯片制造廠(chǎng)商想要進入車規級領域也(yě)需要漫長的驗證周期，無法形成對(duì)汽車芯片産能(néng)的快(kuài)速補充。汽車芯片供貨周期長，芯片制造商主要通過産能(néng)調配應對(duì)訂單波動。芯片的生産需要經過晶圓加工(gōng)、氧化、光刻、刻蝕、薄膜沉積、互連、測試、封裝等多道(dào)工(gōng)序，生産周期一般需要三個月時(shí)間，汽車芯片供貨周期更是長達半年以上(shàng)。芯片的供貨周期特點要求汽車制造商需要提前對(duì)未來(lái)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，産線建設需要兩年左右時(shí)間，因此芯片較難通過新建産能(néng)迅速提升供給量，芯片制造商主要通過現(xiàn)有産能(néng)的供需調配來(lái)應對(duì)上(shàng)遊訂單波動。汽車智能(néng)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(néng)化和(hé)電動化是新時(shí)代汽車發展的重要趨勢，汽車行業對(duì)于芯片的需求快(kuài)速提升。智能(néng)座艙、自(zì)動駕駛以及中央網關等需要智能(néng)中控芯片、算(suàn)法芯片、傳感器芯片等提供算(suàn)力支撐，新能(néng)源車中需要大(dà)量電機控制芯片與功率半導體。目前傳統汽車半導體平均單車價值在475美(měi)元，而智能(néng)電動車中單車半導體價值可達600美(měi)元以上(shàng)。目前汽車芯片主要由8英寸晶圓制成，屬于成熟工(gōng)藝，芯片供應商在汽車芯片上(shàng)的利潤率有限，近年來(lái)，芯片制造商更傾向于建設12英寸晶圓産線，部分8英寸晶圓廠(chǎng)也(yě)在陸續關停，汽車芯片産能(néng)本就不充裕。
疫情的爆發是本次汽車行業缺芯的主要誘因。2020年第一季度起，疫情逐步在全球蔓延，對(duì)第一季度、第二季度的汽車市場造成巨大(dà)沖擊。疫情的發生讓居民出行活動受到(dào)限制，汽車需求和(hé)銷售陷入停滞。疫情影響下(xià)，整車廠(chǎng)被迫調整原有的芯片采購計(jì)劃，這(zhè)爲後續的缺芯危機埋下(xià)伏筆(bǐ)。
汽車制造商對(duì)于汽車需求的判斷失誤是造成本次行業内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(dà)多遵循準時(shí)制生産方式（Just In Time）的經營模式。準時(shí)制生産方式（Just In Time，簡稱JIT），又稱作(zuò)無庫存生産方式（stockless production），準時(shí)制生産方式是指将必要的零件以必要的數量在必要的時(shí)間送到(dào)生産線，并且隻将所需要的零件、隻以所需要的數量、隻在正好(hǎo)需要的時(shí)間送到(dào)生産。準時(shí)生産制以精細化管理(lǐ)的方式有效減少了(le)企業庫存，節約了(le)整車廠(chǎng)的生産成本，但(dàn)同時(shí)也(yě)降低(dī)了(le)整車廠(chǎng)應對(duì)市場波動的能(néng)力。
2020年初，新冠疫情爆發，全球汽車銷量快(kuài)速下(xià)降。加拿大(dà)皇家銀行資本市場（RBC Capital Markets）曾預計(jì)新型冠狀病毒肺炎疫情對(duì)消費者需求的連鎖反應可能(néng)會(huì)導緻2020年全球汽車産量下(xià)降16%，而美(měi)國汽車銷量預計(jì)将下(xià)降20%。疫情沖擊下(xià)，多數汽車制造商對(duì)未來(lái)汽車需求持悲觀預期，并遵循準時(shí)制生産方式經營模式而主動大(dà)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(dà)幅下(xià)降，車規級芯片生産計(jì)劃萎縮。2020年第二季度起，受疫情下(xià)“宅家經濟”影響，人們對(duì)手機、個人電腦(nǎo)、平闆電腦(nǎo)、遊戲機等消費電子産品需求率先恢複，消費電子芯片需求日趨旺盛，芯片制造廠(chǎng)商産能(néng)及生産物料開(kāi)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(zuò)用(yòng)下(xià)，原有的汽車芯片産能(néng)逐步轉向消費電子，汽車芯片産能(néng)受到(dào)擠壓。2020年下(xià)半年，全球汽車需求超預期反彈，汽車銷量開(kāi)始快(kuài)速上(shàng)升。根據乘用(yòng)車市場信息聯席會(huì)數據，2020Q3全球汽車銷量達到(dào)2135萬輛，相較于2020Q2增加33.86%；2020Q4汽車銷量繼續增長，達到(dào)2361萬輛。汽車需求的快(kuài)速反彈超出汽車制造商的預期，汽車廠(chǎng)商開(kāi)始向芯片制造商追加訂單。面對(duì)汽車行業的新增訂單，芯片制造商前期已經将部分汽車芯片産能(néng)轉向消費電子領域，短時(shí)間内無法組織起充足的汽車芯片産能(néng)，疊加汽車芯片較長的供應周期，汽車芯片短缺已無可避免。
數據來(lái)源：乘用(yòng)車市場信息聯席會(huì)、大(dà)象研究院制圖
進入2021年後，全球芯片制造産業頻繁遭受意外(wài)事(shì)件的打擊，讓本就緊張的汽車芯片供應雪上(shàng)加霜。2021年2月，美(měi)國半導體重鎮得克薩斯州遭遇罕見暴雪，導緻天然氣管道(dào)被凍結，全州大(dà)面積停電。電力供應緊張造成包括三星、恩智浦、英飛(fēi)淩等重要的汽車芯片廠(chǎng)商在該地的工(gōng)廠(chǎng)停産。
2021年3月，全球第三大(dà)車用(yòng)半導體廠(chǎng)商瑞薩電子位于日本茨城(chéng)縣那珂市的工(gōng)廠(chǎng)發生火災，直接導緻工(gōng)廠(chǎng)臨時(shí)停産。據瑞薩電子透露，受火災波及的廠(chǎng)房所生産的終端芯片中66%爲汽車車用(yòng)芯片，34%爲基礎設備、loT芯片，該生産線制造的汽車芯片正是汽車行業極度短缺的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(lái)西亞等東南亞國家陸續采取封鎖措施。東南亞是目前全球主要的半導體芯片封裝和(hé)測試中心，從(cóng)整體上(shàng)看(kàn)，東南亞在全球芯片封裝測試市場的占有率爲27%，東南亞的封鎖進一步加劇(jù)全球的“缺芯”問題。
汽車行業“缺芯危機”下(xià)，建立自(zì)主可控的車規級芯片産業體系自(zì)主成爲共識。汽車行業缺芯暴露出我國汽車芯片依賴國外(wài)供應鏈的核心問題，在我國引起了(le)包括政府、汽車制造商、芯片制造商和(hé)行業協會(huì)等對(duì)于汽車芯片問題的廣泛關注與讨論。2021年6月由中國汽車工(gōng)業協會(huì)主辦的第11屆中國汽車論壇上(shàng)，針對(duì)汽車缺芯問題專門(mén)舉辦“汽車‘芯荒’與中國對(duì)策”主題論壇，建立自(zì)主可控的車規級芯片産業體系成爲行業内各參與方的共識。國家牽頭發起産業創新戰略聯盟，大(dà)力支持汽車芯片行業發展。2020年9月19日由國家科技部、工(gōng)信部共同支持，國家新能(néng)源汽車技術創新中心作(zuò)爲國家共性技術創新平台牽頭發起的“中國汽車芯片産業創新戰略聯盟”在北京成立。聯盟跨界融合汽車和(hé)芯片兩大(dà)産業，主要包括了(le)整車企業、汽車芯片企業、汽車電子供應商、汽車軟件供應商、高(gāo)校院所、行業組織等共70餘家企事(shì)業單位。聯盟旨在建立我國汽車芯片産業創新生态，打破行業壁壘，補齊行業短闆，實現(xiàn)我國汽車芯片産業的自(zì)主安全可控和(hé)全面快(kuài)速發展，推動我國成爲全球汽車芯片的創新高(gāo)地和(hé)産業高(gāo)地。本次汽車行業“缺芯危機”或将成爲我國汽車芯片行業發展的重要機遇。我國汽車芯片自(zì)給率極低(dī)，目前我國的汽車芯片市場自(zì)給率不足5%，MCU、GPU、FPGA等通用(yòng)汽車芯片被英特爾、英偉達、恩智浦、瑞薩電子等國外(wài)半導體企業高(gāo)度壟斷。長期以來(lái)，汽車芯片嚴苛的認證是阻礙國産品牌進入的重要壁壘。汽車芯片的導入需要先經過兩年左右的産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(wài)芯片企業和(hé)國内外(wài)零部件供應商、整車廠(chǎng)已形成強綁定的供應鏈，極少給予國産芯片導入驗證的機會(huì)。汽車缺芯事(shì)件之下(xià)，汽車制造商開(kāi)始重新審視(shì)現(xiàn)有的汽車芯片供應鏈，國外(wài)品牌産能(néng)的不足爲國内汽車芯片廠(chǎng)商提供了(le)難得的進入契機，我國汽車芯片行業有望迎來(lái)寶貴的發展機遇。
不僅是汽車芯片，我國整個半導體行業都存在廣闊的國産替代空(kōng)間。伴随着我國國民經濟的整體迅速發展和(hé)工(gōng)業體系的不斷健全，半導體産業是我國建設信息化社會(huì)、實現(xiàn)綠色經濟、确保國防安全的基礎性和(hé)戰略性産業。改革開(kāi)放(fàng)以來(lái)，我國半導體産業迅速發展。根據大(dà)象研究院整理(lǐ)，2008-2020年，我國集成電路銷售額從(cóng)986億元迅速增長到(dào)8848億元，産值增長近9倍，年均複合增長率達到(dào)20%，遠高(gāo)于全球芯片市場4.5%的年均複合增長率。
數據來(lái)源：大(dà)象研究院整理(lǐ)雖然國内集成電路産業的發展在近年取得了(le)長足的進步，但(dàn)國産芯片産品仍主要集中在中低(dī)端領域，高(gāo)端芯片仍舊高(gāo)度依賴進口。每年我國都需要從(cóng)國外(wài)進口數額巨大(dà)的芯片産品，以滿足生産需求。根據中國海關數據，2020年我國集成電路進口額達到(dào)3500億美(měi)元。
數據來(lái)源：中國海關、大(dà)象研究院制圖
從(cóng)芯片種類上(shàng)看(kàn)，國産芯片在CPU、GPU、DSP、DRAM、NAND FLASH芯片等高(gāo)端領域市場占有率均低(dī)于0.5%。根據IC Insights數據，2020年我國芯片市場規模達到(dào)1430億美(měi)元，同期我國國産芯片銷售規模僅爲227億美(měi)元，國産替代率僅15.87%，國産芯片廠(chǎng)商未來(lái)仍有廣闊的國産替代空(kōng)間。
數據來(lái)源：IC Insights、大(dà)象研究院制圖美(měi)國對(duì)我國半導體領域的封鎖與打壓，凸顯出半導體行業自(zì)主可控的重要性和(hé)緊迫性。半導體行業是國民經濟支柱性行業之一,其發展程度是衡量一個國家科技發展水(shuǐ)平的核心指标。作(zuò)爲芯片領域的領先國家，美(měi)國對(duì)我國芯片行業多次發動制裁，限制我國相關企業及科研院所的技術發展。2018年4月16日，美(měi)國商務部宣布将對(duì)中興實施爲期七年直至2025年的技術禁售令，禁止美(měi)國公司向中興直接以及間接出售零部件、商品、軟件和(hé)技術。2019年5月15日，美(měi)國政府将華爲和(hé)北京航空(kōng)航天大(dà)學、電子科技大(dà)學、國防科技大(dà)學等六所高(gāo)校列爲“實體名單”，美(měi)國公司與實體名單機構合作(zuò)需要向美(měi)國政府申請(qǐng)許可；2019年8月1日，美(měi)國BIS正式以國家安全和(hé)外(wài)交利益爲由，将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内的44家中國企業（8個實體和(hé)36個附屬機構）列入出口管制實體清單；2020年9月，商務部工(gōng)業與安全局（BIS）進一步限制了(le)華爲技術有限公司及其在實體名單上(shàng)的非美(měi)國關聯公司對(duì)使用(yòng)美(měi)國技術和(hé)軟件在國内外(wài)生産的産品的訪問權限。2020年10月，中芯國際被列入美(měi)國出口管制關注名單，美(měi)國設備商Applied Materials、Lam Research、KLA等業者的設備、零組件出口至中芯國際時(shí)受到(dào)管制、供貨期延長或有不确定性。芯片的制造過程可以分爲設計(jì)、晶圓制造、封裝、測試四個步驟，目前我國在芯片設計(jì)、封裝、測試領域與國際先進水(shuǐ)平的差距較小(xiǎo)，但(dàn)在晶圓制造領域，美(měi)、日廠(chǎng)商占據制造設備、芯片材料的主要份額，國産芯片制造廠(chǎng)商在芯片制程上(shàng)相較于國際先進水(shuǐ)平也(yě)存在代際差距。美(měi)國意在通過對(duì)我國芯片企業、科研機構的限制，限制我國半導體産業的進一步發展，保持自(zì)身在半導體産業的領先地位。
我國一直大(dà)力推進芯片行業發展，近年來(lái)國家密集頒布多個集成電路扶持政策。我國将半導體産業定位爲戰略型新興産業，近年來(lái)相繼出台《關于集成電路設計(jì)和(hé)軟件産業企業所得稅政策的公告》、《新時(shí)期促進集成電路産業和(hé)軟件産業高(gāo)質量發展的若幹政策》、《國家高(gāo)新技術産業開(kāi)發區(qū)“十三五”發展規劃》等多項支持政策，從(cóng)投融資、稅收、補貼等政策全方位支持芯片行業發展。
資料來(lái)源：大(dà)象研究院整理(lǐ)
國家半導體大(dà)基金(jīn)一期帶動社會(huì)融資共同助推芯片行業發展。2014年6月《國家集成電路産業發展推進綱要》發布，确立了(le)中國集成電路大(dà)産業的發展方向與目标。同年9月，工(gōng)業和(hé)信息化部、财政部、國家開(kāi)發銀行聯合牽頭發起設立國家集成電路産業投資基金(jīn)（國家半導體大(dà)基金(jīn)），首期募集總規模1387.2億元，爲國内單期規模最大(dà)的産業投資基金(jīn)。截至2018年年底，大(dà)基金(jīn)一期投資基本完畢，投資總金(jīn)額約1047億，同時(shí)帶動新增社會(huì)融資（含股權融資、企業債券、銀行、信托及其他(tā)金(jīn)融機構貸款）約5145億元，極大(dà)促進了(le)半導體行業的發展。根據大(dà)象研究院整理(lǐ)，國家半導體大(dà)基金(jīn)一期主要投資方向及金(jīn)額如下(xià)圖：
數據來(lái)源：大(dà)象研究院整理(lǐ)
國家半導體大(dà)基金(jīn)二期方興未艾，芯片行業有望延續高(gāo)速發展态勢。2019年10月22日，國家集成電路産業投資基金(jīn)二期股份有限公司（國家半導體大(dà)基金(jīn)二期）成立，公司注冊資本達到(dào)2041.5億元。在半導體集成電路零部件峰會(huì)上(shàng)，國家大(dà)基金(jīn)透露了(le)未來(lái)大(dà)基金(jīn)投資布局及規劃方向，半導體設備與半導體材料成爲投資重點：一、推動在刻蝕機、薄膜設備、測試設備和(hé)清洗設備等領域的龍頭企業做大(dà)最強，加快(kuài)開(kāi)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産業園區(qū)，吸引裝備零部件企業集中投資設立研發中心或産業化基地，積極培育中國大(dà)陸“應用(yòng)材料”或“東電電子”的企業苗子；三、繼續推進國産裝備材料的下(xià)遊應用(yòng)，持續推進裝備與集成電路制造、封測企業的協同，督促制造企業提高(gāo)國産裝備驗證及采購比例，爲更多國産設備材料提供工(gōng)藝驗證條件，擴大(dà)采購規模。大(dà)基金(jīn)對(duì)産業的發展具有明(míng)顯的促進作(zuò)用(yòng)，我國半導體産業有望延續高(gāo)速增長态勢。以大(dà)基金(jīn)一期爲例，在基金(jīn)的引導帶動下(xià)，國内集成電路行業投融資環境明(míng)顯改善。以集成電路行業中資金(jīn)密集型特點最爲顯著的制造業爲例，中國大(dà)陸集成電路制造業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(yě)實現(xiàn)快(kuài)速增長。目前，國家半導體大(dà)基金(jīn)二期已正式開(kāi)始投資，疊加國家一系列配套政策的大(dà)力扶持，我國半導體行業有望抓住國産替代的廣闊空(kōng)間，延續高(gāo)速發展的态勢。
半導體企業上(shàng)市熱情高(gāo)漲
自(zì)2019年科創闆注冊制落地實施以來(lái)，IPO審核效率明(míng)顯提升，也(yě)在一定程度上(shàng)激發了(le)企業的上(shàng)市熱情。尤其是半導體行業，由于證監會(huì)明(míng)确支持芯片相關企業上(shàng)市融資，更助漲了(le)這(zhè)波上(shàng)市熱潮。據大(dà)象研究院統計(jì)，2019年，半導體行業共有20家半導體企業IPO過會(huì)，2020年有17家半導體企業成功登陸科創闆。2020年下(xià)半年以來(lái)，5G、數字經濟、人工(gōng)智能(néng)等技術加速推進，通訊基站(zhàn)、物聯網、智能(néng)家居、智能(néng)汽車等各類應用(yòng)廣泛滲透，帶來(lái)旺盛的芯片需求。随着整個産業鏈景氣度的提升，半導體行業迎來(lái)高(gāo)景氣的發展周期。面對(duì)下(xià)遊需求的爆發，各大(dà)芯片制造商廠(chǎng)商紛紛擴産，帶動設計(jì)、設備、材料、封測等全産業鏈的發展，也(yě)推動了(le)更多半導體企業謀求上(shàng)市。
根據大(dà)象研究院統計(jì)，截至7月30日，共有96家半導體企業更新IPO狀态，其中氣派科技、力芯微、複旦微、芯微電子已完成發行，格科微、艾爲電子正在發行，冠石科技已領取核準發行批文(wén)，各半導體相關企業IPO審核進度如下(xià)圖所示：
資料來(lái)源：大(dà)象研究院整理(lǐ)
在97家公告進入IPO上(shàng)市流程的半導體企業中，共有66家設計(jì)類企業數量，占比69%；半導體設備類企業爲9家，占比爲9.2%，其餘各細分領域企業數量如下(xià)圖：
數據來(lái)源：大(dà)象研究院整理(lǐ)
我國半導體行業具有廣闊的國産替代空(kōng)間，國家和(hé)大(dà)基金(jīn)從(cóng)政策、資金(jīn)量兩方面對(duì)行業發展大(dà)力支持，注冊制的發展爲半導體企業的上(shàng)市鋪平道(dào)路，未來(lái)我們将看(kàn)到(dào)越來(lái)越多的優秀半導體企業登陸資本市場。