2024年半导体设备行业专题分析：当前需求在半导体周期中的位置

2024年半导体设备行业专题分析：当前需求在半导体周期中的位置一、半导体行业：拐点已至，景气度进入恢复期半导体行业与世界经济发展息息相关。由于半导体的终端需求遍布消费电子、汽车、工业等场景，因此与宏观经济的情况息息相关，从历史上来看，全球半导体行业销售额的同比增速与全球GDP的同比增速变化趋势非常类似，但是半导体销售额的同比增速波动幅度远远大于GDP增速的波动幅度，半导体销售额的同比增速介于-15%与40%之间，而GDP的同比增速介于-3%与+7%之间。随着海外进入降息周期以及国内的经济逐步好转，我们预计半导体行业也将步入改善区间。长时间维度，半导体行业为具备周期性的成长性行业。根据SIA（美国半导体协会）数据，近10年内全球半导体行业的销售额呈现了明显的周期性和成长性：（1）成长性：受5G手机、新能源汽车、人工智能、可穿戴设备以及物联网等新业态的诞生催化，全球半导体市场规模从2015年的3588.7亿美元增长至2023年的5192.8亿美元，CAGR达到4.73%，中长期呈现稳步增长的态势；（2）周期性：受产品周期、产能周期和库存周期的叠加影响，全球半导体市场也呈现出一定的周期性。从历史月度数据可以看出，2016-2023年全球半导体市场走出过两轮比较明显的周期（2016年5月-2019年6月；2019年6月-2023年3月），每轮周期持续大概3年时间。我们认为，半导体行业下游应用领域广泛，包含网络通信、计算机、消费电子、工业控制、汽车电子、高性能计算等，可以说各行各业尤其是制造业、科技行业基本都和半导体息息相关，下游产品的技术“爆炸”（比如苹果推出的iPhone4开启的智能机时代、新能源车兴起增加的芯片需求、ChatGPT带来的AI竞赛）、品类迭代周期（不同代的iPhone）以及成熟阶段的存量更新周期（比如手机的换机周期）共同造就了半导体行业所呈现的螺旋上升的发展模式。从各家机构的最新预测来看，23年底行业已重回正增长区间，24年行业将恢复性增长，25年有望进一步恢复。根据SIA在2024年5月的预测，SIA总裁兼首席执行官约翰-诺伊弗表示预计2024年全球半导体市场规模的增长率将达到两位数；WSTS在2023年11月的预测中认为2024年全球半导体行业将会迎来13.1%的同比增长；台积电CEOC.C.Wei也给出了2024年全球半导体行业增速10%的预期；根据中国半导体协会援引市场Market.us数据，未来10年全球半导体市场规模有望实现大幅增长，24年全球市场总规模将达到6731亿美元，预计2023到2032年全球销售额将以8.8%的复合年增长率增长，到2032年预计全球半导体市场规模将达到13077亿美元。综合来看，全球半导体市场有望在24年逐步走出23年的行业低迷期。半导体设备是支撑电子行业发展的基石，驱动下游的技术不断向前发展也不断受益。半导体设备作为半导体产业链的上游，同样具备设备行业共有的“二阶导”属性，整体上呈现出半导体行业相似的周期性和成长性。得益于终端的芯片需求增长、先进制程先进工艺的不断突破以及地缘政治关系带来的产业链重构，近年来半导体设备行业迎来了明显的增长。根据SEAJ（日本半导体协会）数据，2015-2023年全球半导体设备市场规模从365.3亿美元扩大至1062.5亿美元，CAGR约为14.3%，远高于同期半导体行业销售额的CAGR（4.73%）。23年受消费电子周期性因素短期承压，24-25年有望实现触底反弹。根据SEMI数据，2023年由于下游需求的短期疲软、晶圆厂扩产热情消散，全球半导体制造设备销售额从2022年的1076亿美元的历史记录小幅下降1.3%，但高于其在23年末做出的1000亿美元的预测；同时按照SEMI预测，2024年将是半导体设备的过渡年，在产能扩张、新晶圆厂项目以及前端和后端对先进技术和解决方案的高需求的推动下，预计2025年将出现强劲反弹，达到1240亿美元。中国半导体设备市场逆势增长。相比其他半导体发达国家和地区，中国大陆地区的半导体设备产业起步较晚，但随着下游半导体行业需求的快速发展，中国大陆的半导体设备市场规模迅速扩大。根据SEAJ数据，中国大陆的半导体设备销售额近十年从33.7亿美元增长至366.0亿美元，CAGR达到26.9%，且在2020年超越中国台湾成为全球最大的半导体设备市场；根据SEMI数据，2023年中国大陆半导体设备销售额实现逆势增长，全球份额达到34.45%。春江水暖鸭先知，半导体设备的周期往往领先于行业。通过将近10年全球半导体设备的年度同比增速与半导体销售额的年度同比增速的对比，可以看出在绝大部分时间段内半导体设备的边际变化和拐点会先于半导体行业出现，一般会提前1个季度出现。2022年由于下游晶圆厂为满足高性能计算和汽车等关键终端市场的需求、各国产业链重构以及美国制裁禁令导致的“提前囤货”等，下游晶圆厂逆势扩大了产能扩张规划，导致2022-2023年半导体设备行业迎来一波持续小高峰，也间接造成了短期的上下游周期错位。二、晶圆代工端：24Q1有所恢复，全年有望温和复苏我们选取了3家相对有代表性的晶圆代工厂，分别是台积电（TSM.N）、中芯国际（00981.HK）和华虹半导体（01347.HK）。根据Wind，2023年三家厂商共计实现营业收入5613.09亿元，同比下滑3.67%；实现归母净利润2054.68亿元，同比下滑14.92%。2024年第一季度，三家厂商共计实现营业收入1508.51亿元，同比增长15.01%；实现归母净利润516.72亿元，同比增长4.66%。过去十年代表晶圆代工厂的业绩持续增长，2023年由于全球宏观经济整体仍处于下行周期，全球半导体库存的消耗速度整体慢于各产业环节的生产和采购速度，芯片库存仍处于高位，以及智能手机和个人电脑为代表的消费电子需求持续疲软，库存消化仍为2023年半导体行业主旋律，23年晶圆厂的利润端也出现了小幅下滑。分季度来看，晶圆代工厂的下滑始于23Q1，到2023年下半年开始恢复，伴随人工智能、手机、穿戴类设备、个人电脑等行业的发展，以及宏观经济的逐步恢复，行业显现复苏迹象，23Q3实现触底，23Q4进入复苏通道，直到24Q1收入端继续好转，但是由于下游存货周期、提前备货等因素扰动，行业复苏的进度仍需进一步观察。由于台积电、中芯国际和华虹半导体在制程、产品、下游行业、产能分布等方面区别较大，因此分别来看。（一）台积电：先进制程与HPC驱动增长，充分受益AI时代台积电单季度营收从23Q2进入恢复通道。根据台积电官网发布的财务数据，24Q1公司实现营收188.7亿美元，同比+12.9%，公司的单季度营收从23Q1进入负增长阶段（同比增速），连续经历了4个季度的负增长，从24Q1重新进入正增长，但是从单季度营收来看，则在23Q2触底，然后进入了环比增长通道。高性能计算成为支撑台积电增长的主要驱动力。根据台积电官网发布的分行业数据，从2019年到2024年一季度的长维度数据来看，高性能计算（HPC）与智能手机的营收占比经历了此消彼长的过程，HPC的收入占比从19Q1的29%提升至24Q1的46%，而智能手机的占比从19Q1的47%降低至24Q1的38%，同期DCE（DigitalConsumerElectronics，除去智能手机外的消费数码产品）的收入占比从7%降至2%，而其他领域的收入占比中间虽有所波动，但是整体维持稳定。高性能计算与智能手机成为支撑近期台积电营收复苏的关键力量。根据台积电官网发布的分行业数据，从近一年的维度来看（23Q2-24Q1），HPC的季度环比增速分别为-5%/6%/17%/3%，同期智能手机的环比增速为-9%/33%/27%/-16%，IOT为11%/24%/-29%/5%，汽车行业为3%/-24%/13%/0%，DCE为25%/-1%/-35%/33%，其他行业则为-5%/-2%/-16%/-8%，结合收入占比和增速来看，HPC为支撑台积电近一年季度收入增长的主要动力，但是智能手机从24Q1开始有一定拖累。先进制程收入占比不断扩大。根据台积电官网发布的分制程数据，从19年到24年第一季度，台积电的主力创收制程从16nm到7nm再到5nm的转变，而台积电最新的3nm从23Q3开始贡献收入，台积电依靠自身在先进制程的优势，持续占据了下游最尖端的、盈利最好的板块，值得注意的是，3nm的收入贡献占比在24Q1有所下滑，主要受到了下游智能手机不景气的影响（3nm主要是智能手机采用，AI芯片现阶段以5/7nm制程为主）。北美为台积电创收主力。根据台积电官网发布的分区域数据，北美为公司近年的创收主力，下游主要客户诸如苹果、英伟达等均为北美客户，由于美国的制裁，来自中国大陆的收入占比不断下降，从最高峰的约22%（20Q1）降至24Q1的9%。台积电预期24年将温和性增长，各行业有所区别。根据台积电24Q1业绩会Transcript，台积电CEOC.C.Wei下调了2024年全球半导体行业的增速预期至10%，主要原因系虽然AI业务需求持续强劲，但智能手机缓慢复苏、个人电脑在底部反弹但增长仍较慢所致。从行业角度来看，预计晶圆代工行业中24年会有高十位数增长（15-20%），预计台积电全年营收同比中低二十位数增长（20-25%）。资本开支方面，台积电财务高级副总裁兼首席财务官WendellHuang表示2024年公司的资本开支预计约为280~320亿美元，中值300亿美元对比23年的312亿美元有小幅下滑，其中70~80%用于先进制程（7nm及以下），10~20%用于特色工艺，10%用于先进封装等。鉴于台积电24Q1的资本开支仅有57.7亿美元，同比下滑近40%，叠加台湾地震导致的部分台积电产线受损，预计台积电下半年的资本开支将会有大幅的提升，目前台积电在美国亚利桑那州有3座晶圆厂的布局规划，第一座已于4月进入生产阶段，采用N4工艺，有望在25年上半年量产；第二座将采用N2工艺供应最新的AI需求，预计将在28年量产。（二）中芯国际：持续环比恢复，泛3C贡献主要增长中芯国际单季度营收从23Q2进入恢复通道。根据中芯国际官网发布的财务数据，24Q1公司实现营收17.5亿美元，同比+19.7%，公司的单季度营收从23Q1进入负增长阶段（同比增速），连续经历了3个季度的同比负增长，从24Q4重新进入同比正增长，但是从单季度营收来看，则在23Q1触底，然后进入了环比增长通道，直至24Q1仍然保持了同比和环比的正增长。中芯国际产能利用率环比逐步上升。根据中芯国际官网发布的财务数据，24Q1公司实现付运晶圆179万片，环比上升，公司的产能利用率在23Q1触底（约68.1%），而后持续环比上升，到了24Q1，产能利用率达到80.8%，与单季度收入的变化情况基本相符。中芯国际利润率有望触底。根据中芯国际官网发布的财务数据，公司的毛利率在22Q1达到41%的高点，之后则进入下降通道，主要是由于产能逐步开始折旧、产能利用率以及行业竞争加剧晶圆代工价格有所降低所致，从公司最新的24Q2的指引来看，毛利率有望开始稳定。泛3C为中芯国际恢复性增长的主要动力，传统行业仍然偏弱。根据中芯国际官网发布的分行业数据，智能手机、电脑和平板、消费电子从23Q1开始基本维持了收入占比上升的趋势，其中，电脑和平板在24Q1的收入占比有明显的下降，主要是由于有一些消费电子的急单，公司对产能进行了一定的优化；工业与汽车领域则维持了下降的态势，显示传统行业的需求较弱。中国区构成公司收入的主要占比。根据中芯国际官网发布的分区域数据，各区域之间的收入占比近年相对稳定，中国区在80%左右，北美约15%，亚欧约4%。中芯国际近年资本开支维持在较高水平。根据中芯国际官网发布的资本开支数据，2020-2023年公司的资本开支分别为57.3/45.2/64.5/74.7亿美金，近年中芯国际的资本开支维持在较高水平。中芯国际表示行业在慢慢恢复。根据公司发布的一季度投资者关系记录表，在第二季度看到了三个明显变化：第一、国际消费市场部分恢复，新产品需要增加量，例如低功耗蓝牙、MCU，库存在下降，客户都开始补单；第二、24年是体育年，大家要观看运动赛事，机顶盒、电视相关产品的销售在增加，明显比去年多；第三、最大的一块，智能手机尤其是中国智能手机厂家，为了保住份额不丢失或者是扩大份额，拿的货都比去年多，所以我们看到现在智能手机这一块是供不应求的。（三）华虹半导体：产能利用率回升明显，泛3C为主要动力华虹半导体从24Q1开始恢复。根据华虹半导体官网发布的财务数据，24Q1公司实现营收4.6亿美元，同比-27.1%，公司的单季度营收从23Q3进入负增长阶段（同比增速），已经连续经历了3个季度的同比负增长，从单季度营收来看，则在23Q4触底，然后进入了环比增长通道。华虹半导体产能利用率环比上升明显。根据华虹半导体官网发布的财务数据，24Q1公司实现付运晶圆102.6万片，环比上升，公司的产能利用率在23Q4触底（约84.1%），到了24Q1，产能利用率达到91.7%，回升非常明显。华虹半导体利润率承压。根据华虹半导体官网发布的财务数据，公司的毛利率与净利率在22年四季度达到了38.2%与29.5%，为近年的单季度高点，随着新增产能进入折旧期以及晶圆代工的价格下降，公司的利润率承压，24Q1公司的毛利率与净利率分别为6.4%与-5.5%。收入均为成熟制程，0.35μm及以上制程仍占据最大收入占比。根据华虹半导体官网发布的分制程数据，从19年到24年第一季度，台积电的主力创收制程仍然为0.35μm及以上的制程，55nm及65nm、90nm及95nm的制程收入占比开始上升，华虹的收入均来自成熟制程，相对更能反映宏观的情况。泛3C行业为收入增长的主要动力。根据华虹半导体官网发布的分行业数据，来自电子消费品的收入占比从23Q4的55.5%上升至62.6%，工业及汽车的收入占比从30.4%下降至22.3%，通讯行业从11.9%微升至13.3%，计算机行业从2.3%降低至1.8%，3C行业构成了华虹半导体收入的最大占比，也构成了公司收入环比增长的主要动力。中国区构成公司收入的主要占比。根据华虹半导体官网发布的分区域数据，各区域之间的收入占比近年相对稳定，中国区在80%左右，北美约8-10%，亚洲约5-7%，欧洲在5%左右，日本相对较少。华虹近年资本开支维持在较高水平。根据华虹官网发布的资本开支数据，2019-2023年公司的资本开支分别为9.2/10.9/9.4/10.0/9.1亿美金，近年华虹的资本开支维持在较高水平。华虹表示行业有望进入量价齐升通道。根据公司发布的一季度投资者关系记录表，产能利用率在第一季度有明显回升，无论8英寸还是12英寸都接近满载，因此价格下降的趋势已到尾声，预期接下来几个季度价格可能会开始回升；功率器件，尤其是高压功率器件现阶段的需求确实较弱，在过去两至三个季度有所放缓。但公司预计后续会逐渐回暖向好；逻辑平台的增长主要来自于CIS产品，该产品需求自去年第四季度开始就非常强劲。功率器件相对较弱，包括IGBT和超级结；汽车电子行业面临一些临时的调整，但公司认为总体汽车电子市场的需求仍然是强劲的；全球MCU仍在去库存周期，我们预计MCU市场的复苏还处于早期阶段。MCU总体市场很大，应用包括手机、物联网、智能家居、汽车电子等。2023年确实对MCU来说是疲软的一年，但我们看到了一些开始复苏的正面信号。IGBT和超级结的需求还比较疲软，但预期接下来会逐渐回暖向好。行业认为Q2将继续环比改善。结合台积电、华虹半导体以及中芯国际的二季度收入指引，均预期环比正增长，结合各家的业绩说明会情况，AI等行业带来的先进制程需求仍然强劲，泛3C行业有一定复苏，汽车、工业等领域的复苏仍然较为脆弱，全年半导体行业有望维持恢复性增长。三、后道封测：收入开始复苏，资本开支有望恢复后道封测厂方面，我们选取了13家A股有代表性的封测厂进行分析，包括长电科技、通富微电、华天科技、颀中科技、晶方科技、甬矽电子、大港股份、汇成股份、伟测科技、蓝箭电子、利扬芯片、华岭股份、气派科技。2023年，13家厂商共计实现营业收入727.18亿元，同比下滑4.3%；实现归母净利润27.21亿元，同比下滑52.6%。2024年第一季度，13家厂商共计实现营业收入176.56亿元，同比增长20.6%；实现归母净利润516.72亿元，同比增长4.66%。从营收规模来看，2019-2022年封测厂保持了正增长，23年受到终端市场产品需求下降、集成电路行业景气度下滑、订单不饱满、产能利用率不足等因素影响出现了一定的下滑，23Q1触底开始环比恢复，24Q1同比增速转正。行业总体营收规模保持增长，但从归母净利润来看，2022年出现了营收和归母净利润的背离，产能增长折旧增加竞争激烈导致盈利能力有所承压。按季度拆分来看，我们可以看到封测厂的业绩衰退始于23Q1，相较晶圆代工厂提早了2个季度，并在23年内逐步恢复，24Q1回归正常的正增长区间。盈利能力有所承压。2023年13家封测厂的平均毛利率为21.81%，净利率为8.