销量暴涨的新能源车因为缺芯几乎要面临停工停产的危机，最近屡屡传出汽车厂商都有自己建设晶圆厂了念头了，全球的分析师都在关注半导体供需平衡与库存修正将在何时发生，更有一个指标历史上 7 次准确预言了半导体景气度的拐点。华尔街见闻·见智研究所通过分析半导体的周期来解答以下问题：缺芯何时缓解？当下是国产替代的机遇？预示危机的指标又是什么？<h2 id="yh1wooz5p">一、从供需错配到再平衡</h2>1、为什么缺芯？缺芯缺产能的底层逻辑就是芯片的供给小于需求。从 2021 年开始全球半导体的供给进入瓶颈期，而伴随着下游需求的爆发式增长，导致半导体行业出现严重缺货的现象。国际半导体产业协会 SEMI 预测，今年是由于云端服务器笔记本电脑、游戏及医疗科技需求成长，5G、物联网汽车及人工智能快速发展，带动了产业的景气度。这其中新能源车和物联网市场是两个增长最快速的变量，新能源车行业五年的复合增速高达 41.53%，而手机和电脑依旧是半导体需求端体量最大的，但预期近五年增速较新兴行业低很多。<figure class="image"><img src="https://pub.pbkrs.com/post/2021/longbridge/4b0897af5cb718219f5e303f10173b62.png?x-oss-process=style/lg" width="376" height="193" original-src="https://pub.pbkrs.com/post/2021/longbridge/4b0897af5cb718219f5e303f10173b62.png"/></figure>2、2022 年缺芯将缓解？Gartner 预测：全球半导体供应短缺将持续整个 2021 年，并在 2022 年第二季度恢复至正常水平，而基板产能限制可能会延长到 2022 年第四季度。也就是说在此之前，半导体还会伴随着长时间的芯片短缺，涨价函依旧会接踵而至。从半导体的供需周期来看，在 2021 年下半年伴随着晶圆厂的设备安装，龙头厂商预期最快 2022 年开始才能够释放出新产能，这其中包括联电、格芯、中芯国际等晶圆代工厂，而台积电的大批量产能预期在 2023 年后才能逐步落地，所以半导体行业还需要一个较长的时间周期才重新达到供需平衡。3、产业链延续涨价？因为供需的错配，产能的紧缺以及扩产带来的成本增加都会相继增加产品的溢价。而涨价直接的好处是给了厂商定价权，出厂价格高了，企业的盈利能力会很大程度提高。但是有一点不能忽略：厂商处于产业链什么位置很关键。如果是处于生产加工的下游，那么原材料成本的提价也要考虑进去。在 21 年全球大多数晶圆厂、材料以及封测都相继提高了两成左右的价格，龙头厂的订单都排至了 2022 年。从今年 6 月份开始 10 多家厂商陆续发布下半年涨价函，消息指出预计涨价将持续到 2022 年。台媒《经济日报》6 月 24 日报道称，IC 设计业者透露，明年初晶圆代工价格已经敲定，不仅联电 8 英寸和 12 英寸的晶圆代工价格续涨，晶圆代工龙头台积电也涨价，部分 8 英寸和 12 英寸制程价格上涨一到两成，且 12 英寸制程涨幅高于 8 英寸。<h2 id="4a3f7nwbf">二、全球扩张下的国产替代机遇</h2>世界半导体贸易统计组织（WSTS）预测，2021 年全球半导体市场增速将达 19.7%， 2022 年半导体市场将增长 8.8%，连续两年创历史新高。Gartner 预测：中国半导体企业到 2025 年市场的市场份额将从当下的 15% 提升至 30%，近五年中国半导体将会快速渗透。全球晶圆厂最新扩建计划，中国是首位？今年 6 月份国际半导体产业协会 SEMI 发布报告称 2021-2022 年全球半导体制造商新增 29 座晶圆厂，分别于 2021 年建设 19 座，2022 年再增加 10 座。从 SEMI 给出的数据来看，中国大陆和台湾地区两年间增加的晶圆厂数量是全球首位，共计 16 座，其次是美国 4 座，欧洲和中东一共增加 3 座，日本和韩国各两座。全部投产后，每月可生产 260 万片等效 200mm 晶圆。考虑到新增的晶圆厂建设周期较长，预计从 2023 年开始新增晶圆厂开始大幅采购半导体设备。<figure class="image"><img src="https://pub.pbkrs.com/post/2021/longbridge/228b84b60813b81b51450594568779e2.png?x-oss-process=style/lg" alt="图表, 条形图描述已自动生成" width="724" height="361" original-src="https://pub.pbkrs.com/post/2021/longbridge/228b84b60813b81b51450594568779e2.png"/></figure>那么国内半导体行业有存在怎样的机遇呢？华尔街见闻·见智研究所对四大行业的格局进行了分析。1、晶圆厂格局三星是全球市占率最大的晶圆厂，达到 14.7%，折算约 310 万片/月的产能；其次是台积电市占率为 13.1%，约 270 万片/月产能。美光和 SK 海力士位居第三、第四，市占率在 9% 左右，每家产能约为 190 万片/月。中芯国际的产能约为 54 万片/月，在全球排名前十二。（产能按 8 英寸折算）行业内 5 家最大的纯晶圆代工厂——台积电、联电、格芯、中芯国际和力晶（包括 Nexchip）约占全球晶圆代工厂总产能的 24％，行业集中度非常高。国内晶圆厂预计 21 年新增的产能 75 万片/月（按 8 英寸折算），其中新增产能的前三位分别是长江存储、华虹半导体和中芯国际。2、设备厂格局从设备类型的市场占比情况来看，前道晶圆制造设备占主要比重，高达 80%，这其中主要包括刻蚀机、薄膜沉积设备和光刻机；其次封装和测试设备的占比比较小，分别为 10% 和 8%。前道晶圆设备龙头包括泛林半导体、TEL、应用材料、ASML 几乎是垄断了全球九成的份额。在国内的公司中，刻蚀机设备主要是北方华创和中微半导体。两个公司目前是差异化的布局，不存在直接竞争关系。北方华创的优势在于长硅刻蚀和金属刻蚀，而中微公司的优势在于长介质刻蚀。沉积设备：主要是北方华创和沈阳拓荆，两者在 ALD 和 PVD 方面存在一定程度的竞争，而在化学气相沉积方面只有沈阳拓荆在做，在今年 7 月 12 日沈阳拓荆在科创板 IPO 申请也已经获受理了。光刻设备：上海微电子已经突破了光刻机 90/65 的技术节点；沈阳芯源突破涂胶显影机 90/65 的技术节点。3、封测厂格局全球封测市场中 CR3 占比约六成，集中度很高，日月光占比就达到三成以上，其次是安靠和长电科技约一成以上，通富微电位居第五，市占率约 4.4%。长电科技背靠中芯国际，通富微电背靠 AMD。4、光刻胶格局半导体光刻胶主要分为四种类型，g 线、i 线、KrF 线和 ArF 线。就占比情况来看 ArF 线占比最大，约四成，其次是 KrF 线两成，g 线和 i 线共计两成。光刻胶九成份额被外国龙头垄断，今年由于日本信越化学的 KrF 光刻胶无限期断供，给国内公司很大的发展机遇，哪些厂商率先进入晶圆代工厂的生产线中，未来成长空间会非常大。ArF 线：北京科华（现被彤程新材收购）、晶瑞股份正在研发中；南大光电通过客户认证。KrF 线：北京科华、上海新阳已经实现量产，晶瑞股份已完成测试。g 线/i 线：容大感光产能扩建中，北京科华可供应。<h2 id="0d9c52z6i">三、产能过剩后的危机</h2>随着未来五年内半导体产能的大量投放，而需求增速的逐渐放缓，伴随而来的是半导体产能过剩，高库存的情况，必然会导致半导体市场价格的下跌。观测这一重要转折点要看什么？通过复盘半导体的历史周期，华尔街见闻·见智研究所观察到资本开支可作为预测拐点的领先指标。从历史规律来看，在资本开支大幅增长的一到两年后将会伴随半导体市场的大幅下跌。如 1984 年全球半导体行业资本开支增长 106%，而后的第二年半导体市场下跌了 17%。此后的四个周期也是出现相同的规律。直到 2008 年的下跌是由金融危机导致的，而后 2010 年资本开支出现大幅回升，达到 107%，第二年半导体市场同样出现了暴跌。通过复盘历史得到非常重要的指标，那就是资本开始危险临界线。当资本开支增长超过 40% 的时候，通常预测未来会出现产能过剩和半导体增速下跌的情况。<figure class="image"><img src="https://pub.pbkrs.com/post/2021/longbridge/f918d3c3c08f3fdc0888508005f63b8d.png?x-oss-process=style/lg" alt="图表描述已自动生成" width="674" height="460" original-src="https://pub.pbkrs.com/post/2021/longbridge/f918d3c3c08f3fdc0888508005f63b8d.png"/></figure>危机来临了吗？根据 IC Insights 的预测来看，2021 年半导体资本开支的增速预计在 16%-23% 之间。总体上看半导体市场还处于景气周期中，目前没有达到产能过剩的临界点。但需要特别注意的是，台积电 21 年的资本开支增速同比达到 74%，英特尔资本开支同比增速达到 37%，已经达到高水位线，而三星的资本开支几乎与去年齐平。

2021 年到 2022 年间，为缓解缺芯危机全球半导体产业进入快速扩张阶段，中国扩建计划将位居全球首位，将是国产替代大跨进的黄金时间？
而后伴随大量产能释放，再一次的供需失衡后又将会面临怎样的危机？

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缺 “芯” 的拐点要来了？