芯片產業(yè)鏈及細分指標定價規(guī)律拆解

芯片行業(yè)的下游應用十分廣泛，與經濟息息相關。

1.芯片產業(yè)鏈介紹

芯片是半導體產品的重要分類，占據了全球半導體行業(yè)的 83%市場份 額。半導體的其他分類分別為分立器件（6%）、光學光電子（7%）和 傳感器（4%）。此外，我們一般認為芯片等同于集成電路，不過嚴格來 說，部分領域的芯片可能不存在集成電路。

芯片可以分為數字芯片和模擬芯片兩大類。其中數字芯片包括邏輯芯 片、存儲芯片和微處理器；模擬芯片包括信號鏈芯片和電源管理芯片 等。邏輯芯片占比 33%，其中最為常見的是 CPU 和 GPU，存儲芯片占 比也是 33%左右，其中包括 DRAM 和 NAND 等。

芯片行業(yè)的下游應用十分廣泛，與經濟息息相關。從上世紀 60 年代美 國將芯片用于軍工領域，到日本應用于家電領域，再到 PC 時代、智能 手機時代，再到將來可能大規(guī)模應用于汽車電子、工業(yè)電子、人工智 能和物聯(lián)網等領域，芯片滲透進我們生活的方方面面，與經濟整體產 生了密不可分的聯(lián)系。根據 IC Insights 的預測， 2019-2024 年全球芯片 增速與 GDP 增速的相關系數將達到 0.9。

按照下游終端需求的向上傳導順序來看，芯片產業(yè)鏈可分為芯片設計、 芯片代工、芯片封測。半導體材料與設備為這三個環(huán)節(jié)提供支持。

芯片設計環(huán)節(jié)根據下游客戶的需求設計出電路圖，其最終輸出掩膜版 圖（光罩）。在芯片生產的整個產業(yè)鏈中，芯片設計是輕資產環(huán)節(jié)，最 重要的資產是人，最重要的能力是研發(fā)能力，也因此具有較高的毛利 率?？v向來看，我國芯片設計行業(yè)規(guī)模迅速增加，超過了封測行業(yè)， 占比 43.21%；全球橫向對比來看，我國雖然在模擬芯片和通訊芯片設 計方面取得一定的份額，但在存儲芯片和邏輯芯片設計的市場占比仍 然有限。此外，我國在芯片設計上游的 EDA工具與 IP 核領域仍與海外 頭部玩家差距較大，且面臨擠壓。典型的芯片設計公司為英偉達、高 通、海思、AMD、聯(lián)發(fā)科和蘋果等，A 股的上市公司為圣邦股份、紫 光國微、韋爾股份等。 芯片代工是在晶圓材料上構建完整的集成電路的過程。芯片代工行業(yè) 是重資產行業(yè)，技術壁壘極高，也是我國為解決“卡脖子”問題需要集中力量攻克的環(huán)節(jié)。當前來看，臺積電一家獨大，根據 Trendforce 數 據，其 2022 年四季度在全球市場份額高達 58.5%。中國大陸方面，中 芯國際于 2019年實現 14nm芯片量產，目前大陸在成熟制程代工市場已 經建立了一定份額，但仍需在先進制程領域實現突破。

芯片封測指封裝與測試，封裝是將芯片封裝到塑料或陶瓷中的過程， 測試是對封裝好的芯片進行功能和可靠性測試的過程。芯片封測是重 資產行業(yè)，設備投資強度較大，但工藝進步相對較慢，壁壘相對較低， 國產化程度較高，是我國與世界先進水平較為接近的一環(huán)。A股的上市 公司為長電科技、通富微電和華天科技等。 芯片材料、設備與工具是芯片產業(yè)鏈環(huán)節(jié)的重要支撐。EDA 是芯片設 計的重要軟件，目前主要的 EDA 廠商集中于美國，前三廠商 Synopsys、 Cadence和 Mentor Graphics 占據了全球絕大部分的市場份額。IP核是 IC 設計中提前設計和驗證好的功能模塊，當前較大部分份額為 ARM 公司 所有。此外，用于芯片制造領域的光刻機、刻蝕機的先進制程設備大 多來自于美日歐，但我國公司如北方華創(chuàng)、中微公司和盛美上海等亦 在奮力追趕。

2. 拆解細分指標的定價規(guī)律

本章利用狀態(tài)劃分模型拆解細分指標的定價規(guī)律。由于數據的可得性， 本文主要從供需周期入手，尋找對芯片行業(yè)景氣有指示作用的變量。

2.1. 供給

2.1.1. 產能下滑帶來超額收益，產能利用率受需求驅動

產能是供給的根本來源，產能下滑帶來超額收益。選取美國計算機、 通信和半導體工業(yè)產能指數同比度量芯片產能。可以看到，在 2011 至 2017 的產能增速下滑區(qū)間，芯片指數具有一定的超額收益。

產能利用率受需求驅動。可以看到，2005至 2011年和 2017年至今，產 能利用率正向領先超額收益。這說明產能利用率受需求驅動，產能利 用率上升是正向信號，而非“供大于求”的反向信號。當前產能利用 率增速轉正，或將進入上行周期。

2.1.2. 中韓的半導體設備指標較為有效

設備在半導體制造中舉足輕重，監(jiān)控其出貨情況是有必要的。由于北 美相關指標停止更新，我們重點關注日本、韓國和中國臺灣的半導體 設備出貨額，以及中國的計算機通信和其他電子設備制造業(yè)固投完成 額。 中韓的半導體設備指標較為有效。對比來看，中韓的半導體設備指標 對國證芯片指數的超額收益有較好的前瞻指示作用，中國臺灣和日本 的指標有效性較弱。利用這些指標構建半導體設備景氣度，其當前處 于低位，或已出現向上拐點。

2.2.需求

2.2.1. 除國產替代邏輯強勢期外，宏觀經濟對芯片指數影響較大

隨著科技的進步，芯片的下游應用領域愈加廣泛，從 PC 和服務器為主 的計算機產品，再到智能手機為主的無線通訊產品，最后到近期興起 的汽車電子和可穿戴設備，芯片已經滲透進了我們生活的方方面面， 其需求不可避免地會受到宏觀經濟波動的影響。 宏觀經濟對芯片超額收益大多為正向指示作用，2018 與 2019年例外。 復盤發(fā)現，2018 和 2019 年中美貿易戰(zhàn)的升級促使“自主可控”政策頻 繁出臺，中芯國際等國內龍頭也紛紛增大研發(fā)支出，國產替代成為芯 片指數獲得超額收益的重要邏輯，經濟對指數的影響弱化。2020 年之 后，經濟對指數的影響重新得到強化。

歐美經濟對芯片超額收益的指示性更強。相對中日韓宏觀經濟指標， 歐美經濟對芯片超額收益的指示性更強，歐美經濟指標當前或已出現 向上拐點。

2.2.2. 中國仍與全球需求周期密切相關，銷售額仍有指示作用

半導體銷售額是衡量半導體需求的重要指標。盡管 2018 年中美貿易戰(zhàn) 升級以來美國不斷對中國的半導體產業(yè)采取壓制措施，但中國的銷售 額增速走勢與美洲總體接近，這說明中國并未脫離全球半導體的需求 周期。

半導體銷售額增速正向領先芯片指數超額收益。全球和美洲半導體銷 售額對芯片超額收益大多為正向指示作用， 2019 年可能是國產替代邏 輯占據主導從而指示左右為負。日本銷售額的正向指示作用較為穩(wěn)定。

此外，我們還可以從美國電子出口額和日本集成電路生產者出貨指數 來觀察需求的變動情況。當前美國和日本的出貨增速當前已出現向上 拐點，其對芯片超額收益的指示性較強。

2.2.3. 下游行業(yè)難以單獨主導超額收益，合成指標更為有效

智能手機出貨量對芯片超額收益無明顯指示作用。智能手機是芯片的 重要需求來源之一，但測算結果顯示，智能手機出貨量對芯片超額收 益并無明顯指示作用。這可能是因為 2016 年之后，智能手機出貨量開 始進入長期負增長區(qū)間，此時即使增速邊際上行也難以對市場預期產 生較大影響。

筆記本電腦銷量和電子計算機整機產量增速對芯片超額收益呈正向指 示作用。電子計算機也是芯片的重要需求之一，選取中國筆記本電腦 銷量增速和電子計算機整機產量增速度量 PC 端的芯片需求?？梢钥吹剑?2019 年后，我國筆記本電腦銷量增速和電子計算機整機產量增速對芯 片超額收益呈正向指示作用。

服務器和新能源汽車需求對芯片超額收益沒有明顯的指示作用。作為 芯片的傳統(tǒng)需求來源，服務器端的需求（以信驊的營收增速度量）對 芯片超額收益并沒有明顯的指示作用；作為芯片近些年的新興需求來 源，新能源汽車銷量增速對芯片超額收益也沒有明顯的指示作用。

由上面的統(tǒng)計分析我們發(fā)現，分開看下游需求各項（手機、電腦、新 能源車和服務器）時，對芯片超額收益的指示作用較差。我們嘗試合 成下游行業(yè)需求指標，手機、電腦、新能源車和服務器等權重，各分 項下的具體指標（比如手機分項下有三個具體指標）等權重。 下游行業(yè)需求合成指標對芯片超額收益有較為明顯的指示作用，其當 前處于低位但可能已出現向上拐點。可以看到，合成之后指標有效性 大大增強。這可能是因為芯片行業(yè)的下游需求較為分散，只有多個下 游行業(yè)的需求同時上升或下降，方能合力影響芯片行業(yè)的總需求預期， 從而影響股價。下游需求合成指標曾在 2023 年到達十幾年來的最低點， 當前仍處于低位，但可能已經出現向上拐點。

2.2.4. 臺股設計、封測營收正向領先指數超額收益

晶圓需求

中國臺灣晶圓進口金額增速對芯片超額收益有正向指示作用。由于中 國臺灣的晶圓代工規(guī)模過于龐大，往往需要從外部進口晶圓，其進口 量的多少可以反映芯片代工需求與上游晶圓需求的強弱。

IC 設計

2019 年以來，臺股集成電路設計公司營收增速對芯片超額收益具有正 向指示作用。中國臺灣的芯片設計在全球占據重要份額，我們關注的 是臺股集成電路設計公司整體營收增速指標以及聯(lián)發(fā)科、聯(lián)詠和瑞昱 這三個芯片設計龍頭的營收增速指標。

IC 代工

我們發(fā)現，2015 年以來，中國臺灣的主流芯片（尺寸為 12 寸和 8 寸） 代工產量對 A 股的國證芯片指數呈負向指示作用。

臺積電和聯(lián)電的營收增速與國證芯片超額收益呈負向關系。臺積電的 營收增速與國證芯片指數的超額收益從 2012 年開始即呈負向關系；聯(lián) 電的營收增速自 2015 年起與國證芯片的超額收益呈負向關系。這可能 是因為臺積電主要生產先進制程芯片，而中國大陸以成熟制程芯片代 工為主，兩者營收關聯(lián)度不高。

IC 封測

中國臺灣晶圓測試數據與日月光、力成營收數據對芯片超額收益有正 向指示作用。IC 封測領域，我們重點關注中國臺灣 IC 晶圓測試產量以 及日月光、力成兩大封測公司營收數據。可以看到，2017 年后，中國 臺灣 IC 晶圓測試產量對芯片超額收益有正向指示作用；日月光、力成 兩公司營收增速對芯片超額收益具有正向指示作用。

2.3.低庫存、去庫存狀態(tài)利好市場預期

庫存方面，由于標準化的指標數據較少，我們主要關注日本集成電路 生產者產成品庫存、存貨率指數以及中國計算機、通信和其他電子設 備制造業(yè)產成品存貨。 低庫存、去庫存狀態(tài)更有利于超額收益的產生，且去庫力度與超額收 益正相關。從高低策略結果可以看到，庫存指數與存貨率指數均對芯 片超額收益有負向指示作用；從上下策略結果可以看到，庫存指數與 存貨率指數的變動均對芯片超額收益有負向指示作用；從同比指標構 建的策略可以看到，去庫力度與超額收益正相關。當前日本庫存呈高 位下行的狀態(tài)。

2.4.價格指標沒有前瞻指示作用

價格是供需關系的結果，更適合作為一個后驗的監(jiān)測指標。關注 DXI 指數、NAND 32G 價格和 NAND 64G 價格?？梢钥吹?，三個價格指數 對芯片超額收益指示作用并不顯著。這可能是因為價格本身是供需關 系的結果而非原因，市場會更偏向于直接根據供需形成預期而非觀察 后驗的價格。

2.5. 2017 年后，中美關系是重要變量

2017 年后，中美關系是重要變量?？梢钥吹?，2017 年后，美國對華電 子出口增速、中國制造單晶柱或晶圓用的機器及裝置進口數量均對芯 片超額收益呈正向指示作用。這說明在 2017 年后，美國對我國芯片產 業(yè)的制裁力度對市場預期會造成較大的影響。