[Table_Title] 策略专题 从全球产业链角度，看中国半导体芯片产业国产化投资框架和机遇 2022 年 11 月 22 日 [Table_Summary] 【策略观点】 ◆ 人类社会进入第四次工业革命以来，工业和生活中的信息量呈指数型递增，如人工智能应用程序的训练数据正在爆炸式增长，半导体芯片计算力将成为21世纪大国博弈的核心技术基础。 ◆ 俄乌冲突爆发后，半导体领域AMD、INTEL、台积电相继宣布对俄断供。2022年10月7日美国商务部工业和安全局限制中国购买和制造高端芯片的能力。这一系列海外事件的冲击，给我国未来芯片国产化进程带来必要性。 ◆ 10nm以下成为逻辑芯片护城河，据 BCG和SIA联合报告，2019年中国台湾占据92%，韩国占据其余8%。中国需要在10nm以下先进制程进行技术突破，才能打造整个半导体产业进步的核心支柱。 ◆ 芯 片 设 计 环 节 面 临 海 外 垄 断 依 然 是 未 来 最 需 要 突 破 的 短 板 方 向 。根据 Frost&Sullivan、Mercury Research等统计数据，国内EDA和IP自给率分别约为10%和5%。个人电脑和服务器的CPU国产化率低于1%，高性能逻辑芯片短板制约严重。FPGA和DSP芯片国产率低于5%，智能终端基带芯片持续被海外压制，国产化率低于10%。存储设备中的DRAM和NAND国产化率仅约1%和2%。 ◆ 半导体设备国产化率大致分为三个梯队有望阶梯提升：根据中商产业研究院数据，第一梯队大部分实现国产化，主要为去胶设备，国产化率在50%以上；第二个梯队技术上已取得突破国产化率快速增长，主要包括单品炉、清洗设备、刻蚀设备、PVD/CVD设备、氧化扩散设备、CMP设备、分选机等，国产化率在10-20%左右的水平；第三梯队尚未打破行业壁垒，主要包括光刻设备、离子注入设备、量测设备、涂胶显影设备等，国产化率大多在个位数水平。 ◆ 中国半导体材料的整体国产化率仍较低，中高端领域受限于技术卡脖子：综合头豹研究院、前瞻产业研究院及公司公告数据，硅片、电子气体引线框架等国产化率突破30%，湿电子化学品、CMP、靶材等突破20%，而光刻胶、掩模版、封装基板等领域不足10%。 ◆ 2022年地缘政治冲突升级叠加全球加息，带来全球半导体产业由牛转熊。中国半导体行业估值已经回调至2019年初，长期投资价值已经凸显，深入布局半导体芯片产业链恰逢其时。 【风险提示】 ◆ 俄乌冲突加剧超预期风险:俄乌冲突全面扩大化可能会导致半导体产业链断裂和贸易中断； ◆ 美国对华半导体政策加剧风险:美国对华半导体政策如果进一步升级，可能使中国长期在14nm以下制程开发受到瓶颈； ◆ 台海局势升级对于晶圆制造冲击风险：台海局势升级可能使得台积电产能进一步迁移至美国； ◆ 全球半导体技术突破不及预期风险：半导体3nm以下技术难以突破也带来产业发展放缓风险。 [Table_Author] 东方财富证券研究所 证券分析师：曲一平 证书编号：S1160522060001 联系人：陈然 电话：18811464006 联系人：夏嘉鑫 电话：021-23586316 联系人：刘琦 电话：18722289914 [Table_Reports] 相关研究 《策略专题：从十倍股和渗透率角度，复盘19-21新能源牛市和13-15互联网牛市异同》 2022.9.19 《策略专题：大国重器专题无人机产业链打造国防军工新一极》 2022.8.24 《钙钛矿电池：“黑科技”见曙光》 2022.8.15 《行业联合专题：全球锂资源十年周期全面复盘和未来展望》 2022.7.25 《从俄乌冲突对A股军工产业链带来四大技术升级启示》 2022.07.08 挖掘价值 投资成长 [Table_Industry] 策略研究 / 策略专题 / 证券研究报告 2017 敬请阅读本报告正文后各项声明 [Table_yemei] 策略专题 2 正文目录 1. 全球半导体复盘和中国芯片国产化需求 ........................................................ 10 1.1 总论--中国芯片历史和未来 .......................................................................... 10 1.2 全球半导体业发展回顾 .................................................................................. 11 1.2.1 40-60年代建立理论和制造基础 ............................................................... 11 1.2.2 1970-2000年代全面爆发应用 ................................................................... 12 1.2.3 21世纪至今的全球半导体格局：分工与协作 ......................................... 13 1.2.4 回顾70-90年代日、韩、中国台湾半导体发展史 .................................. 15 1.3 摩尔定律的瓶颈与突破 .................................................................................. 16 1.3.1 摩尔定律的诞生 .......................................................................................... 16 1.3.2 摩尔定律破局方式:FinFET或GAA ............................................................ 17 1.4 中国半导体过往发展全面回顾 ...................................................................... 18 1.4.1 中国半导体产业开拓篇：1956-1978曾居于世界第一阵营 ................... 18 1.4.2 调整发展篇：1978-1999 重新进行引进战略 .......................................... 19 1.4.3 全面发展期：2000到2014加大国家支持 ............................................... 19 1.4.4 快速发展期：自2014年至今全力加速追赶 ............................................ 20 1.5 从全球视角看中国半导体产业未来国产化方向 .......................................... 21 1.5.1 全球半导体供应链结构总览 ...................................................................... 21 1.5.2 中国在全球供应链中仍然是不可替代的 .................................................. 22 1.5.3 加强半导体研发投入的必要性 .................................................................. 23 1.5.4 未来中国半导体国产化突破之必要性 ...................................................... 23 1.5.5 未来中国半导体国产化突破要点启示之晶圆 .......................................... 24 1.5.6 未来中国半导体国产化突破要点启示之设计 .......................................... 24 1.5.7 未来中国半导体国产化突破要点启示之设备 .......................................... 25 1.5.8 未来中国半导体国产化突破要点启示之材料 .......................................... 26 2. 芯片设计的灵魂-EDA和IP工具 ..................................................................... 26 2.1 EDA全球市场回顾 ........................................................................................... 26 2.1.1 全球EDA：美国需求最大，亚太地区增长最快 ....................................... 27 2.1.2 全球EDA：SIP产品应用最广，IC产品需求增长最快 ........................... 28 2.1.3 全球EDA：三大巨头占据全球EDA 60%以上的市场 ................................ 28 2.2 EDA国产化上市公司举例：华大九天、广立微 ........................................... 29 2.2.1 华大九天：发力全流程 EDA 工具 ............................................................ 29 2.2.2 广立微： 发力EDA 软件与晶圆级电性测试设备 ................................... 30 2.3 半导体IP工具：西方占据主导的世界 ........................................................ 32 2.3.1 半导体IP的介绍 ........................................................................................ 32 2.3.2 半导体IP的全球参与者格局 .................................................................... 33 2.3.3 芯原股份：国产半导体IP领军者 ............................................................ 35 3.IC设计：半导体芯片的顶层架构和灵魂 ......................................................... 36 3.1 CPU：半导体电路的“大脑” ........................................................................ 36 3.