芯片“暴利”江湖
加入技術交流群
來源：半導體行業(yè)觀察
日前，首創(chuàng)證券統(tǒng)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50%的13家企業(yè)中，除了3家半導體設備廠商外，模擬芯片廠商有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(zhàn)爭的黑天鵝已經起飛，短時間內芯片需求只增不減。與此同時，隨著新能源汽車、智慧穿戴設備、通信、工控等下游市場的不斷發(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。從上圖來看，2021年美股市值100億美元以上半導體公司中，毛利率超過50%的公司模擬廠商數量最多，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的，但高毛利率其實是高性能模擬芯片廠商的共同點。作為模擬市場的巨頭，微芯科技（Microchip）、亞德諾半導體（ADI）等廠商毛利率也在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)的產品組合質量及其市場競爭力和價值。
至于說為什么模擬廠商毛利率普遍偏高，這取決于模擬芯片的產品特點和企業(yè)模式。
生命周期長，不追求先進工藝：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(wěn)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。一個經典模擬芯片一經設計完成，少則可以使用一兩代產品，長則可沿用十幾年，在這種情況下，TI、ADI這類資深模擬芯片大廠，積累了幾萬甚至幾十萬的成熟產品，這些產品可以持續(xù)銷售，僅需最低的產銷成本，模擬芯片的成本隨著時間的平攤在逐漸降低。
也正是基于模擬芯片這一特點，使得模擬芯片無需像大規(guī)模數字芯片一樣追求極致的先進工藝，廠商大都采用成熟制程，省去了在先進制程上的巨資投入，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，能夠整合內部技術優(yōu)勢、積累工藝經驗；協同設計與制造，實現產品快速迭代；IDM能降低成本，享有更高的產品附加值等等。
轉向12英寸晶圓：在提升毛利率方面，模擬廠商們一直不遺余力。為了保持行業(yè)頂尖的毛利率，采用了多種措施，其中一個重要方式就是將老舊的6英寸和8英寸晶圓廠向12英寸轉變。利用12英寸晶圓生產，可以削減成本和提高生產效率。
其中，模擬行業(yè)的老大哥TI一直在穩(wěn)步提升其12英寸晶圓模擬芯片的產量，在過去10年內，TI的利潤率一直保持上升態(tài)勢。按照TI的說法，創(chuàng)造高利潤率與他們用12英寸晶圓廠生產模擬芯片、降低成本有關。
TI表示，12英寸晶圓廠的產量比競爭對手使用的8英寸工藝生產的芯片便宜40％。此外，對于模擬用途，12英寸晶圓廠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)內有越來越多的成熟制程芯片晶圓廠，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。在半導體行業(yè)觀察前面一篇文章《模擬芯片公司奔向12英寸》中對此進行了介紹，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、格科微等模擬廠商和華虹、粵芯半導體等芯片代工廠商，已經紛紛轉向或開始謀劃建立12英寸晶圓線。
高毛利是模擬芯片廠商保持競爭力的一個重要因素，而邁向12英寸則是他們保障高毛利，盈利未來的方式之一。
眾所周知，模擬芯片主要是用來產生、放大和處理連續(xù)函數形式模擬信號（如聲音、光線、溫度等）的芯片，是數字世界與現實世界的接口。模擬芯片種類繁多，從應用角度可分為電源類芯片和信號鏈路芯片，幾乎所有的電子產品都會用到模擬IC，被廣泛應用在消費電子、汽車、工業(yè)、5G等領域。
這些都印證著模擬IC的生命力。
回看國內市場，據首創(chuàng)證券統(tǒng)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賽道，從全球市場來看，模擬芯片市場整體市場格局穩(wěn)定且集中度低，市場份額相對分散。
根據IC Insights 官網披露數據，2020 年模擬集成電路行業(yè)龍頭廠商TI的市占率達到19%，其次為 ADI市場份額9%，之后各公司的市場份額均不超過 7%，CR5僅48%（代工行業(yè)臺積電一家全球市占率就超過 50%）。
2020年全球前十大模擬芯片廠商（圖源：ICinsights）近10年以來，TI、ADI、Skyworks、Infineon、ST 始終穩(wěn)定在前五名，格局十分穩(wěn)定。但整個模擬IC行業(yè)的競爭格局由海外廠商主導，目前國內模擬芯片的自給率僅12%，國產替代效應仍需進一步醞釀和發(fā)揮。
從國內市場來看，在市場需求增長以及國產替代的背景下，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明書的約有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域所存在的短板，有業(yè)內人士表示，一是產品性能，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商的產品還有差距；二是產品可靠性，判斷芯片可靠性的方式是長時間、多客戶、大批量的現場驗證，但國內大多數公司的產品通過中高端應用市場批量驗證的機會較少，因此在可靠性驗證方面存在一定的差距；另外，海外大廠料號上萬種，能夠提供全品類覆蓋，本土企業(yè)產品種類相較國外大廠存在較大差距。
當前，隨著“貿易摩擦+缺芯潮”加速國產替代和下游終端應用市場的復蘇和崛起，國內模擬芯片廠商正處于極佳的發(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)副總經理張森建議：我國發(fā)展模擬芯片需要從實際市場應用需求出發(fā)，切入新應用產品，滿足多樣的定制化需求。從底層基礎技術研發(fā)做起，夯實工藝技術與系統(tǒng)集成，做到工藝與產品的深度適配。希望積極推動模擬芯片相關的專業(yè)人才培養(yǎng)，加大研發(fā)投入，通過自主研發(fā)的方式豐富產品品類；同時可以依靠外延式收購公司或團隊，擴大產品方向及品類，以此覆蓋更多的行業(yè)客戶。
如今國際形勢波詭云譎，無論是從模擬IC的廣闊市場前景，還是當前美國對中國科技企業(yè)的打壓現狀來看，芯片自主可控已是箭在弦上，國內廠商在追趕過程中要尊重產業(yè)發(fā)展規(guī)律、把握產業(yè)發(fā)展熱潮、夯實企業(yè)根基、提高低端市場占有率、著力進軍高端領域。
據IC insights統(tǒng)計數據，2021年模擬IC市場達到了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的平均銷售價格上漲了6%。預計2022年模擬IC總銷售額將增長12%至832億美元。
模擬芯片市場近年來銷售額和出貨量****（圖源：IC Insights）在廣闊的市場前景和模擬巨頭環(huán)伺之下，幸好我們有了一批追趕者。
數據中心市場，趨勢已來
從半導體公司毛利率一圖能看到，除了模擬廠商外，以英偉達、英特爾為代表的數據中心芯片領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)務營收55.6億美元，較去年同期下降20%。盡管英特爾最大占比的個人電腦芯片業(yè)務實現增長，但數據中心作為其最賺錢的業(yè)務之一，該業(yè)務營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個百分點以上。
英特爾2021年Q1財報數據可見，數據中心業(yè)務作為當前最重要或最有潛力的領域之一，其業(yè)績表現直接影響著企業(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業(yè)趨勢》中也曾提到，數據中心或將是未來最大“風口”之一，成為了英特爾、英偉達和AMD等行業(yè)廠商近年來的必爭之地。
英偉達憑借在游戲業(yè)務和數據中心業(yè)務的高增長態(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：長橋海豚投研）可以看到，英偉達毛利率同樣創(chuàng)新高，繼續(xù)維持毛利率向上的趨勢。疫情嚴重時候，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 等產品帶動下，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，將處理和提煉大量數據以產生智能?！?/span>
2021年，英偉達數據中心業(yè)務屢創(chuàng)新高，已經連續(xù)9個季度實現高增長。此前其數據中心業(yè)務增長主要由于對Mellanox的收購，業(yè)務并表直接帶來了高增長。而本次收購并表的直接影響在2021年第二季度已經結束，隨后數據中心業(yè)務仍能保持高增長主要來自于下游云業(yè)務的強勁需求和公司內生增長的實力。
2018-2021年英偉達數據中心業(yè)務收入增長趨勢（圖源：長橋海豚投研）據海豚投研統(tǒng)計，全球各大核心云廠商的資本開支情況在疫情后總體呈現有增無減的態(tài)勢，在2020和2021年都有30%以上的增長，得益于全球各大云廠商和下游客戶的強烈需求，數據中心業(yè)務的持續(xù)增長為英偉達維持高毛利率奠定了行業(yè)面的基礎。
未來，隨著Ampere GPU的出貨和“三芯戰(zhàn)略”的推進，英偉達的毛利率有望繼續(xù)穩(wěn)步向上的趨勢。
從另一的角度觀察，作為晶圓代工和先進制程的引領者，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)務帶來的高利潤貢獻之外，以數據中心為代表的HPC（高性能計算）市場正在快速起量。
從臺積電2022年第一季度財報看到，HPC市場取代了智能手機市場，成為臺積電客戶群中收入最高的市場。
臺積電2022年Q1財報從數據看，占臺積電41%營收的HPC已經超越了僅占臺積電40%營收的智能手機。對于按平臺劃分的收入增長趨勢，臺積電得出的結論是，其HPC客戶收入在第一季度環(huán)比增長26%，使其成為該公司增長最快的行業(yè)客戶之一。
截至2022年第一季度，最新的5nm和7nm先進節(jié)點占臺積電收入組合的50%，主要來自于智能手機和HPC客戶端向臺積電訂購的最新高密度芯片晶圓。
從歷史發(fā)展來看，作為全球晶圓代工的龍頭，臺積電的營收水平處于絕對的優(yōu)勢地位，特別是自其10nm制程量產以來，不斷拉大與三星之間的差距。與此同時，臺積電的毛利率也長期處于高位。實際上，從2005年開始，臺積電的平均毛利率就穩(wěn)定在45%以上，而且一直保持一定速度的增長，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，實屬難得。
對于芯片制造業(yè)，決定高毛利率的幾個主要因素是：高技術含量，高產能、高產能利用率，以及較高的代工價格。
目前，數據中心正在成為行業(yè)巨頭角逐的新風口，行業(yè)廠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收市場，將繼續(xù)加大在該市場的布局，在擁有高技術含量的同時，也能保障高產能利用率。
同時，為了繼續(xù)提升毛利率，除了開源，節(jié)流以降低成本也是有效舉措。臺積電最近啟動了3nm制程的EUV改善計劃（CIP）。
為了降低客戶產品線由5nm向3nm推進速度放緩的疑慮，臺積電啟動EUV CIP計劃改善制程，希望透過減少EUV光罩層數及相關材料，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成本及晶圓價格，加快客戶產品線轉向3nm。
臺積電今后3年計劃有1000億美元資本支出，有80％將用于擴充先進制程產能，而隨著臺積電先進制程向3nm及2nm發(fā)展，EUV投資比重會大幅增加，若能透過EUV CIP計劃，減少EUV采購量，將有助臺積電繼續(xù)提高盈利能力。
水漲船高的設備廠商
聊完了模擬廠商和數據中心市場，我們目光轉向半導體設備廠商，可以發(fā)現，半導體設備廠商在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)作為半導體設備領域的巨頭，由于行業(yè)進入壁壘較高，研發(fā)所需投入較大，競爭者數量較少，擁有市場先發(fā)優(yōu)勢和領先的市場地位。
以ASML為例，當下要想生產先進制程芯片，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幾乎占領了中高端光刻機市場，并由于其產能極其有限，而成為了臺積電、三星、英特爾等晶圓代工廠爭奪的目標。正所謂物以稀為貴，對于供遠小于求的光刻機來說，它已經在質量和功能價值占據了優(yōu)勢，那么產品的價格自然是采用高價策略，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測試設備。從這方面來看，這三家設備廠商毛利率之高符合影響毛利率大小的市場競爭因素。
另一方面就要說到如今火熱的芯片市場。作為芯片產業(yè)鏈支撐環(huán)節(jié)，半導體設備廠商就好比在美國淘金熱時機為挖金子的人提供工具的商人，隨著芯荒持續(xù)存在，全球晶圓廠不斷擴產，對各種半導體設備的需求量也開始大增。SEMI預估2022年全球前端晶圓廠設備支出總額將較去年增長18%，首次沖破千億美元大關，達到1070億美元，創(chuàng)歷史新高。
在這一波缺芯潮中，各家半導體設備廠家的訂單金額在不斷增長，與之相對的營收金額也水漲船高，以至于作為全球第二大半導體設備供給市場的日本相關廠商銷售多次破紀錄。據日本半導體制造裝置協會(SEAJ)統(tǒng)計，2022年1月，日本半導體設備銷售額較去年同月飆增近7成至3,063.21億日元，連續(xù)第13個月呈現增長，創(chuàng)有數據可供比較的2005年以來史上新高紀錄。
在如此旺盛的發(fā)展前景之下，作為龍頭廠商們的科天、泰瑞達，和ASML的毛利率自然也十分可觀。
寫在最后
企業(yè)開門做生意，為的就是賺錢。越高的毛利率意味著越強的盈利能力，自然也能更容易獲得市場資金的青睞。對于模擬芯片和數據中心兩大賽道來說，光是廣闊的市場前景和高毛利率這兩點，就已經足以讓人趨之若鶩。
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、重視市場推廣能效之外，更主要的是其注重技術的研發(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，用實力說話。
*博客內容為網友個人發(fā)布，僅代表博主個人觀點，如有侵權請聯系工作人員刪除。
