芯片“暴利”江湖
加入技術(shù)交流群
來(lái)源：半導體行業(yè)觀(guān)察
日前，首創(chuàng )證券統計了美股市值100億美元以上半導體公司2021年毛利率，筆者發(fā)現，毛利率超過(guò)50%的13家企業(yè)中，除了3家半導體設備廠(chǎng)商外，模擬芯片廠(chǎng)商有5家，占比達38.5%，其中德州儀器更是奪得榜首，毛利率高達67.5%。其中還有2家數據中心服務(wù)器芯片制造商，英偉達毛利率僅次于德州儀器，近65%。
圖源：首創(chuàng )證券當前，疫情、戰爭的黑天鵝已經(jīng)起飛，短時(shí)間內芯片需求只增不減。與此同時(shí)，隨著(zhù)新能源汽車(chē)、智慧穿戴設備、通信、工控等下游市場(chǎng)的不斷發(fā)展，以及大數據、AI、高性能計算等對算力需求的提升，模擬芯片和數據中心似乎成為了兩大熱門(mén)賽道。
毛利率最高的半導體賽道
先看毛利率最高的“模擬”賽道。從上圖來(lái)看，2021年美股市值100億美元以上半導體公司中，毛利率超過(guò)50%的公司模擬廠(chǎng)商數量最多，其中德州儀器還是毛利率最高的半導體公司，2021年毛利率達到67.5%，今年第一季度毛利率更是提升到了70.2%。
70%的毛利率在全球半導體界是比較少見(jiàn)的，但高毛利率其實(shí)是高性能模擬芯片廠(chǎng)商的共同點(diǎn)。作為模擬市場(chǎng)的巨頭，微芯科技（Microchip）、亞德諾半導體（ADI）等廠(chǎng)商毛利率也在60%以上。
毛利率是衡量企業(yè)盈利能力的重要指標，體現了一家企業(yè)的產(chǎn)品組合質(zhì)量及其市場(chǎng)競爭力和價(jià)值。
至于說(shuō)為什么模擬廠(chǎng)商毛利率普遍偏高，這取決于模擬芯片的產(chǎn)品特點(diǎn)和企業(yè)模式。
生命周期長(cháng)，不追求先進(jìn)工藝：數字芯片的生命周期一般只有1-2年，而不同于數字芯片對算力和效率的追求，模擬芯片更加強調可靠性、穩定性和一致性，其迭代不受摩爾定律限制，生命周期通常都較長(cháng)。一個(gè)經(jīng)典模擬芯片一經(jīng)設計完成，少則可以使用一兩代產(chǎn)品，長(cháng)則可沿用十幾年，在這種情況下，TI、ADI這類(lèi)資深模擬芯片大廠(chǎng)，積累了幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)的成熟產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可以持續銷(xiāo)售，僅需最低的產(chǎn)銷(xiāo)成本，模擬芯片的成本隨著(zhù)時(shí)間的平攤在逐漸降低。
也正是基于模擬芯片這一特點(diǎn)，使得模擬芯片無(wú)需像大規模數字芯片一樣追求極致的先進(jìn)工藝，廠(chǎng)商大都采用成熟制程，省去了在先進(jìn)制程上的巨資投入，這對于保持較高的毛利率很有幫助。
IDM模式：TI、ADI、英飛凌等模擬巨頭都是采用IDM模式（即芯片設計、制造、封測都由自己完成），該模式有很多優(yōu)勢，能夠整合內部技術(shù)優(yōu)勢、積累工藝經(jīng)驗；協(xié)同設計與制造，實(shí)現產(chǎn)品快速迭代；IDM能降低成本，享有更高的產(chǎn)品附加值等等。
轉向12英寸晶圓：在提升毛利率方面，模擬廠(chǎng)商們一直不遺余力。為了保持行業(yè)頂尖的毛利率，采用了多種措施，其中一個(gè)重要方式就是將老舊的6英寸和8英寸晶圓廠(chǎng)向12英寸轉變。利用12英寸晶圓生產(chǎn)，可以削減成本和提高生產(chǎn)效率。
其中，模擬行業(yè)的老大哥TI一直在穩步提升其12英寸晶圓模擬芯片的產(chǎn)量，在過(guò)去10年內，TI的利潤率一直保持上升態(tài)勢。按照TI的說(shuō)法，創(chuàng )造高利潤率與他們用12英寸晶圓廠(chǎng)生產(chǎn)模擬芯片、降低成本有關(guān)。
TI表示，12英寸晶圓廠(chǎng)的產(chǎn)量比競爭對手使用的8英寸工藝生產(chǎn)的芯片便宜40％。此外，對于模擬用途，12英寸晶圓廠(chǎng)的投資回報率可能更高，因為它可以使用20到30年。
而最近兩年，業(yè)內有越來(lái)越多的成熟制程芯片晶圓廠(chǎng)，將8英寸的轉向12英寸的，大多是在全球芯片荒出現后采取的行動(dòng)。在半導體行業(yè)觀(guān)察前面一篇文章《模擬芯片公司奔向12英寸》中對此進(jìn)行了介紹，TI之外，包括ST、英飛凌、安森美半導體，以及國內華潤微、士蘭微、聞泰科技、格科微等模擬廠(chǎng)商和華虹、粵芯半導體等芯片代工廠(chǎng)商，已經(jīng)紛紛轉向或開(kāi)始謀劃建立12英寸晶圓線(xiàn)。
高毛利是模擬芯片廠(chǎng)商保持競爭力的一個(gè)重要因素，而邁向12英寸則是他們保障高毛利，盈利未來(lái)的方式之一。
眾所周知，模擬芯片主要是用來(lái)產(chǎn)生、放大和處理連續函數形式模擬信號（如聲音、光線(xiàn)、溫度等）的芯片，是數字世界與現實(shí)世界的接口。模擬芯片種類(lèi)繁多，從應用角度可分為電源類(lèi)芯片和信號鏈路芯片，幾乎所有的電子產(chǎn)品都會(huì )用到模擬IC，被廣泛應用在消費電子、汽車(chē)、工業(yè)、5G等領(lǐng)域。
這些都印證著(zhù)模擬IC的生命力。
回看國內市場(chǎng)，據首創(chuàng )證券統計信息看到，A股毛利率最高的半導體公司同樣是模擬芯片廠(chǎng)商（思瑞浦），毛利率達60.2%，且圣邦股份、卓勝微等多家本土模擬廠(chǎng)商毛利率都處于高位。
圖源：首創(chuàng )證券作為一條毛利率最高的熱門(mén)賽道，從全球市場(chǎng)來(lái)看，模擬芯片市場(chǎng)整體市場(chǎng)格局穩定且集中度低，市場(chǎng)份額相對分散。
根據IC Insights 官網(wǎng)披露數據，2020 年模擬集成電路行業(yè)龍頭廠(chǎng)商TI的市占率達到19%，其次為 ADI市場(chǎng)份額9%，之后各公司的市場(chǎng)份額均不超過(guò) 7%，CR5僅48%（代工行業(yè)臺積電一家全球市占率就超過(guò) 50%）。
2020年全球前十大模擬芯片廠(chǎng)商（圖源：ICinsights）近10年以來(lái)，TI、ADI、Skyworks、Infineon、ST 始終穩定在前五名，格局十分穩定。但整個(gè)模擬IC行業(yè)的競爭格局由海外廠(chǎng)商主導，目前國內模擬芯片的自給率僅12%，國產(chǎn)替代效應仍需進(jìn)一步醞釀和發(fā)揮。
從國內市場(chǎng)來(lái)看，在市場(chǎng)需求增長(cháng)以及國產(chǎn)替代的背景下，行業(yè)掀起了一波“上市熱潮”，目前A股已上市與提交招股說(shuō)明書(shū)的約有30家模擬芯片設計公司，是A股半導體子板塊中公司數量最多的賽道之一，圣邦股份、思瑞浦、卓勝微等都是國內比較主流的模擬芯片龍頭企業(yè)。
對于我國模擬芯片領(lǐng)域所存在的短板，有業(yè)內人士表示，一是產(chǎn)品性能，例如國內電源管理芯片的寬壓、精度、噪聲、毛刺、功耗等方面與國際廠(chǎng)商的產(chǎn)品還有差距；二是產(chǎn)品可靠性，判斷芯片可靠性的方式是長(cháng)時(shí)間、多客戶(hù)、大批量的現場(chǎng)驗證，但國內大多數公司的產(chǎn)品通過(guò)中高端應用市場(chǎng)批量驗證的機會(huì )較少，因此在可靠性驗證方面存在一定的差距；另外，海外大廠(chǎng)料號上萬(wàn)種，能夠提供全品類(lèi)覆蓋，本土企業(yè)產(chǎn)品種類(lèi)相較國外大廠(chǎng)存在較大差距。
當前，隨著(zhù)“貿易摩擦+缺芯潮”加速?lài)a(chǎn)替代和下游終端應用市場(chǎng)的復蘇和崛起，國內模擬芯片廠(chǎng)商正處于極佳的發(fā)展窗口期。
對于我國在模擬芯片方面的布局思路，華潤微電子代工事業(yè)群研發(fā)副總經(jīng)理張森建議：我國發(fā)展模擬芯片需要從實(shí)際市場(chǎng)應用需求出發(fā)，切入新應用產(chǎn)品，滿(mǎn)足多樣的定制化需求。從底層基礎技術(shù)研發(fā)做起，夯實(shí)工藝技術(shù)與系統集成，做到工藝與產(chǎn)品的深度適配。希望積極推動(dòng)模擬芯片相關(guān)的專(zhuān)業(yè)人才培養，加大研發(fā)投入，通過(guò)自主研發(fā)的方式豐富產(chǎn)品品類(lèi)；同時(shí)可以依靠外延式收購公司或團隊，擴大產(chǎn)品方向及品類(lèi)，以此覆蓋更多的行業(yè)客戶(hù)。
如今國際形勢波詭云譎，無(wú)論是從模擬IC的廣闊市場(chǎng)前景，還是當前美國對中國科技企業(yè)的打壓現狀來(lái)看，芯片自主可控已是箭在弦上，國內廠(chǎng)商在追趕過(guò)程中要尊重產(chǎn)業(yè)發(fā)展規律、把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱潮、夯實(shí)企業(yè)根基、提高低端市場(chǎng)占有率、著(zhù)力進(jìn)軍高端領(lǐng)域。
據IC insights統計數據，2021年模擬IC市場(chǎng)達到了741億美元的歷史新高，強勁的需求和供應鏈中斷導致去年模擬IC的平均銷(xiāo)售價(jià)格上漲了6%。預計2022年模擬IC總銷(xiāo)售額將增長(cháng)12%至832億美元。
模擬芯片市場(chǎng)近年來(lái)銷(xiāo)售額和出貨量****（圖源：IC Insights）在廣闊的市場(chǎng)前景和模擬巨頭環(huán)伺之下，幸好我們有了一批追趕者。
數據中心市場(chǎng)，趨勢已來(lái)
從半導體公司毛利率一圖能看到，除了模擬廠(chǎng)商外，以英偉達、英特爾為代表的數據中心芯片領(lǐng)域正在成為新的毛利重心。
以英特爾2021年Q1季度數據為例，數據中心業(yè)務(wù)營(yíng)收55.6億美元，較去年同期下降20%。盡管英特爾最大占比的個(gè)人電腦芯片業(yè)務(wù)實(shí)現增長(cháng)，但數據中心作為其最賺錢(qián)的業(yè)務(wù)之一，該業(yè)務(wù)營(yíng)收下降削弱了整體利潤率，季度毛利潤率比2020年同期下降了5個(gè)百分點(diǎn)以上。
英特爾2021年Q1財報數據可見(jiàn)，數據中心業(yè)務(wù)作為當前最重要或最有潛力的領(lǐng)域之一，其業(yè)績(jì)表現直接影響著(zhù)企業(yè)的利潤情況。
在筆者此前文章《半導體十強榜單后暗藏的產(chǎn)業(yè)趨勢》中也曾提到，數據中心或將是未來(lái)最大“風(fēng)口”之一，成為了英特爾、英偉達和AMD等行業(yè)廠(chǎng)商近年來(lái)的必爭之地。
英偉達憑借在游戲業(yè)務(wù)和數據中心業(yè)務(wù)的高增長(cháng)態(tài)勢，毛利率也保持向上提升。
2018-2021年英偉達毛利率變化情況（圖源：長(cháng)橋海豚投研）可以看到，英偉達毛利率同樣創(chuàng )新高，繼續維持毛利率向上的趨勢。疫情嚴重時(shí)候，英偉達在供應鏈等影響下毛利率出現明顯下滑。當疫情因素逐漸緩解后，在 Ampere GPU 等產(chǎn)品帶動(dòng)下，公司毛利率重返 65% 左右的高位。
英偉達創(chuàng )始人黃仁勛表示，“數據中心正在成為人工智能工廠(chǎng)，將處理和提煉大量數據以產(chǎn)生智能?！?/span>
2021年，英偉達數據中心業(yè)務(wù)屢創(chuàng )新高，已經(jīng)連續9個(gè)季度實(shí)現高增長(cháng)。此前其數據中心業(yè)務(wù)增長(cháng)主要由于對Mellanox的收購，業(yè)務(wù)并表直接帶來(lái)了高增長(cháng)。而本次收購并表的直接影響在2021年第二季度已經(jīng)結束，隨后數據中心業(yè)務(wù)仍能保持高增長(cháng)主要來(lái)自于下游云業(yè)務(wù)的強勁需求和公司內生增長(cháng)的實(shí)力。
2018-2021年英偉達數據中心業(yè)務(wù)收入增長(cháng)趨勢（圖源：長(cháng)橋海豚投研）據海豚投研統計，全球各大核心云廠(chǎng)商的資本開(kāi)支情況在疫情后總體呈現有增無(wú)減的態(tài)勢，在2020和2021年都有30%以上的增長(cháng)，得益于全球各大云廠(chǎng)商和下游客戶(hù)的強烈需求，數據中心業(yè)務(wù)的持續增長(cháng)為英偉達維持高毛利率奠定了行業(yè)面的基礎。
未來(lái)，隨著(zhù)Ampere GPU的出貨和“三芯戰略”的推進(jìn)，英偉達的毛利率有望繼續穩步向上的趨勢。
從另一的角度觀(guān)察，作為晶圓代工和先進(jìn)制程的引領(lǐng)者，臺積電在巨大的投入成本下，其2021年毛利率仍達到了51.6%。除了原有的智能手機芯片訂單業(yè)務(wù)帶來(lái)的高利潤貢獻之外，以數據中心為代表的HPC（高性能計算）市場(chǎng)正在快速起量。
從臺積電2022年第一季度財報看到，HPC市場(chǎng)取代了智能手機市場(chǎng)，成為臺積電客戶(hù)群中收入最高的市場(chǎng)。
臺積電2022年Q1財報從數據看，占臺積電41%營(yíng)收的HPC已經(jīng)超越了僅占臺積電40%營(yíng)收的智能手機。對于按平臺劃分的收入增長(cháng)趨勢，臺積電得出的結論是，其HPC客戶(hù)收入在第一季度環(huán)比增長(cháng)26%，使其成為該公司增長(cháng)最快的行業(yè)客戶(hù)之一。
截至2022年第一季度，最新的5nm和7nm先進(jìn)節點(diǎn)占臺積電收入組合的50%，主要來(lái)自于智能手機和HPC客戶(hù)端向臺積電訂購的最新高密度芯片晶圓。
從歷史發(fā)展來(lái)看，作為全球晶圓代工的龍頭，臺積電的營(yíng)收水平處于絕對的優(yōu)勢地位，特別是自其10nm制程量產(chǎn)以來(lái)，不斷拉大與三星之間的差距。與此同時(shí)，臺積電的毛利率也長(cháng)期處于高位。實(shí)際上，從2005年開(kāi)始，臺積電的平均毛利率就穩定在45%以上，而且一直保持一定速度的增長(cháng)，臺積電目前的毛利率在50%左右，這還是在公司最近幾年向5nm、3nm和2nm制程大力投資情況下取得的，實(shí)屬難得。
對于芯片制造業(yè)，決定高毛利率的幾個(gè)主要因素是：高技術(shù)含量，高產(chǎn)能、高產(chǎn)能利用率，以及較高的代工價(jià)格。
目前，數據中心正在成為行業(yè)巨頭角逐的新風(fēng)口，行業(yè)廠(chǎng)商都積極在此加大研發(fā)投入和布局力度。HPC作為臺積電當前最大的營(yíng)收市場(chǎng)，將繼續加大在該市場(chǎng)的布局，在擁有高技術(shù)含量的同時(shí)，也能保障高產(chǎn)能利用率。
同時(shí)，為了繼續提升毛利率，除了開(kāi)源，節流以降低成本也是有效舉措。臺積電最近啟動(dòng)了3nm制程的EUV改善計劃（CIP）。
為了降低客戶(hù)產(chǎn)品線(xiàn)由5nm向3nm推進(jìn)速度放緩的疑慮，臺積電啟動(dòng)EUV CIP計劃改善制程，希望透過(guò)減少EUV光罩層數及相關(guān)材料，例如將3nm的25層EUV光罩減少至20層。設備商指出，雖然芯片尺寸將因此略為增加，但可以有效降低生產(chǎn)成本及晶圓價(jià)格，加快客戶(hù)產(chǎn)品線(xiàn)轉向3nm。
臺積電今后3年計劃有1000億美元資本支出，有80％將用于擴充先進(jìn)制程產(chǎn)能，而隨著(zhù)臺積電先進(jìn)制程向3nm及2nm發(fā)展，EUV投資比重會(huì )大幅增加，若能透過(guò)EUV CIP計劃，減少EUV采購量，將有助臺積電繼續提高盈利能力。
水漲船高的設備廠(chǎng)商
聊完了模擬廠(chǎng)商和數據中心市場(chǎng)，我們目光轉向半導體設備廠(chǎng)商，可以發(fā)現，半導體設備廠(chǎng)商在2021年的表現也是十分搶眼，3家企業(yè)毛利率超50%，包括前道過(guò)程檢測龍頭科天半導體，毛利率59.9%；后道測試巨頭泰瑞達，毛利率59.6%；以及光刻機寡頭ASML，毛利率52.7%。
一方面，這三家企業(yè)作為半導體設備領(lǐng)域的巨頭，由于行業(yè)進(jìn)入壁壘較高，研發(fā)所需投入較大，競爭者數量較少，擁有市場(chǎng)先發(fā)優(yōu)勢和領(lǐng)先的市場(chǎng)地位。
以ASML為例，當下要想生產(chǎn)先進(jìn)制程芯片，EUV光刻機是必不可缺的設備，而作為目前唯一可以提供EUV光刻機的供應商，ASML幾乎占領(lǐng)了中高端光刻機市場(chǎng)，并由于其產(chǎn)能極其有限，而成為了臺積電、三星、英特爾等晶圓代工廠(chǎng)爭奪的目標。正所謂物以稀為貴，對于供遠小于求的光刻機來(lái)說(shuō)，它已經(jīng)在質(zhì)量和功能價(jià)值占據了優(yōu)勢，那么產(chǎn)品的價(jià)格自然是采用高價(jià)策略，而這一策略同樣適用于科天的半導體檢測設備和泰瑞達的自動(dòng)測試設備。從這方面來(lái)看，這三家設備廠(chǎng)商毛利率之高符合影響毛利率大小的市場(chǎng)競爭因素。
另一方面就要說(shuō)到如今火熱的芯片市場(chǎng)。作為芯片產(chǎn)業(yè)鏈支撐環(huán)節，半導體設備廠(chǎng)商就好比在美國淘金熱時(shí)機為挖金子的人提供工具的商人，隨著(zhù)芯荒持續存在，全球晶圓廠(chǎng)不斷擴產(chǎn)，對各種半導體設備的需求量也開(kāi)始大增。SEMI預估2022年全球前端晶圓廠(chǎng)設備支出總額將較去年增長(cháng)18%，首次沖破千億美元大關(guān)，達到1070億美元，創(chuàng )歷史新高。
在這一波缺芯潮中，各家半導體設備廠(chǎng)家的訂單金額在不斷增長(cháng)，與之相對的營(yíng)收金額也水漲船高，以至于作為全球第二大半導體設備供給市場(chǎng)的日本相關(guān)廠(chǎng)商銷(xiāo)售多次破紀錄。據日本半導體制造裝置協(xié)會(huì )(SEAJ)統計，2022年1月，日本半導體設備銷(xiāo)售額較去年同月飆增近7成至3,063.21億日元，連續第13個(gè)月呈現增長(cháng)，創(chuàng )有數據可供比較的2005年以來(lái)史上新高紀錄。
在如此旺盛的發(fā)展前景之下，作為龍頭廠(chǎng)商們的科天、泰瑞達，和ASML的毛利率自然也十分可觀(guān)。
寫(xiě)在最后
企業(yè)開(kāi)門(mén)做生意，為的就是賺錢(qián)。越高的毛利率意味著(zhù)越強的盈利能力，自然也能更容易獲得市場(chǎng)資金的青睞。對于模擬芯片和數據中心兩大賽道來(lái)說(shuō)，光是廣闊的市場(chǎng)前景和高毛利率這兩點(diǎn)，就已經(jīng)足以讓人趨之若鶩。
但在如今的發(fā)展契機與競爭環(huán)境下，想要達到甚至保持如此高水準的毛利率可以說(shuō)是十分困難的事情，需要付出巨大的努力。德州儀器在2013年至2021年這8年間，毛利率從56.9%上升到67.5%，除了靠超強的成本控制、重視市場(chǎng)推廣能效之外，更主要的是其注重技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng )新?？偠灾?，企業(yè)想要保持高水準毛利率，使自身立于不敗之地，還需找準賽道，用實(shí)力說(shuō)話(huà)。
*博客內容為網(wǎng)友個(gè)人發(fā)布，僅代表博主個(gè)人觀(guān)點(diǎn)，如有侵權請聯(lián)系工作人員刪除。
