（整理自东方证券电子行业深度报告）

一、 8寸晶圆制造供需现状

1、受益于 5G 建设和换机，以通讯、消费类产品为主的 8 寸晶圆代工厂产能供不应求。华虹半导体、 中芯国际、联电等大陆和台湾厂商下游以 3C 产品为主，2020 年二季度以来，产能持续满载。

2、汽车半导体受疫情冲击大，三季度强劲反弹。2020 年第二季度全球汽车产量仅约 1330 万台，第 三季度反弹至2090 万台，环比增长达 57%。前五大汽车半导体厂商收入(包括汽车外的业务收 入)也从二季度的 109 亿美元提升至129 亿美元，环比增长 18%，单季收入达到了 2018 年整体 8 寸产能供不应求时的水平。

3、工业领域受疫情冲击，未来有望逐步回暖。随着 5G 智能手机需求、电动汽车需求的进一步释放、工业领域需求的逐步回暖， 供不应求的情况将逐步从 3C 产品领域拓展到汽车领域，最后蔓延至整个 8 寸晶圆制造行业，并将 在较长的时间内持续。从半导体器件的交期趋势已可初见端倪。

二 需求回暖，6寸向8寸晶圆转移带来增量

5G、电动汽车、智能制造、物联网引领 8 寸晶圆需求旺盛

1、智能手机:5G手机8寸晶圆硅面积提升

8 寸晶圆以生产 OSD 器件、模拟芯片和低阶逻辑类芯片为主。从具体产品类别上看，主要包括 CIS 芯片、PMIC(130nm-65nm)、MCU(180nm-90nm)、RFIC、MEMS(0.7um-2um)、功率分 立器件(>1um)、显示驱动 IC、嵌入式非易失性存储(eNVM)等，广泛应用于消费电子、汽车、工业、新兴物联网产品中。

静态角度看，依托 8 寸晶圆生产的芯片在智能手机中依然占据可观地位。

动态角度看，消费电子产品对 8 寸晶圆的需求量逐年快速增长。

一方面，逻辑、存储升级带动 12 寸晶圆需求增加。根据 SUMCO 的测算，5G 手机相比于 4G 手机，单机 12 寸晶圆的需求将提升 70%。

另一方面，CIS、PMIC、RFIC 带动 8 寸晶圆需求也将进一步提升。低阶 CIS 需求旺盛，5G 手机 PMIC 用量倍增，5G 手机对于 5G 频带的支持需要增加额外的射频芯片，5G 手机的快速渗透，带动 8 寸晶圆需求提升。

2、汽车:电动化、自动驾驶推动半导体需求提升，8寸晶圆增量最大

汽车半导体器件主要通过 8 寸晶圆制造。从汽车各类半导体器件的用量来看，根据 Gartner 的数 据，ASIC/ASSP 是用量最大的部分，占比 33%;其次是 MCU 和分立器件，分别占比 17%和 15%;光电子、传感器、模拟芯片分别占比10%、10%和 7%;逻辑芯片和存储芯片占比最小，分 别为 5%和 2%。由于标准逻辑芯片和存储芯片用量较小，所以对应 12 寸晶圆需求较小，根据 SUMCO 2018 年的统计数据，8 寸晶圆需求占到了汽车半导体需求中的 79%，12 寸晶圆需求仅占 比 12%。

未来汽车半导体含量有望快速提升，电动化、自动驾驶和舒适性升级是主要驱动力。电动化方面，动力传动系统电气化升级将提高以功率半导体为主的半导体用量。自动驾驶为汽车带来显著半导体需求增量。

3、工业及物联网:智能制造持续渗透、物联网连接数提升，对应半导体需求提升

工业领域半导体器件主要在 8 寸晶圆生产。工业及物联网领域对于模拟芯片、分立器件、 MCU/MPU、射频、传感器、MEMS、光电子器件均有较大需求，主要以 8 寸晶圆上生产为主。 从具体类型器件应用占比来看，根据 Omdia 的统计，工业领域对模拟芯片、分立器件、微处理器 和逻辑芯片需求占比最大，分别占比 26%、24%、20%、20%，光电子器件、传感器&执行器、 存储芯片需求较小，合计仅占比 10%。按照 70%的逻辑芯片、存储芯片、微处理器在 12 寸晶圆 生产，其余均在 8 寸晶圆生产的假设粗略估计，约 71%的工业半导体在 8 寸晶圆上生产。

工业半导体空间广阔，智能制造兴起拉动需求增长。疫情后经济复苏、政策为重要催化剂。其他物联网设备数量提升也将拉动半导体器件用量增加。其他物联网设备数量提升也将拉动半导体器件用量增加。

 二、6 寸晶圆需求向 8 寸晶圆转移趋势确定

目前仍在 6 寸及以下晶圆上生产的产品主要包括部分 MEMS&传感器、射频器件、功率分立器件，未来这部分晶圆需求有望逐步转移到 8 寸晶圆上。 6 寸晶圆需求向 8 寸晶圆转移空间大，部分 6 寸晶圆厂退出、下游放量驱动需求转移。8 寸晶圆需求向 12 寸转移有限、短期激励不足。仅不足 1/3 模拟和混合信号半导体元器件将从 8 寸晶圆向 12 寸晶圆转移，且进程缓慢。

制约半导体器件从 8 寸晶圆向 12 寸晶圆转移的因素主要如下: 

1、随着制程的缩小，光罩成本和设计成本会显著增加

2、信号完整性随制程减小而降低，限制模拟器件转向更为先进制程。

3、模拟和分立器件从 8 寸晶圆迁移到 12 寸带来的毛利率改善相对于逻辑器件更小。

4、MEMS 和传感器对制程不敏感，迁移对效率提升亦有限。

5、部分存储类芯片对于 8 寸晶圆的需求仍然存在，且预期较长期内仍将相对稳定。

6、专用、高压逻辑芯片依赖 8 寸晶圆，部分低端逻辑芯片对于 8 寸晶圆需求仍存在。

7、8 位和部分 16 位 MCU 对 8 寸晶圆的需求亦仍存在。

8、从 8 寸晶圆厂向 12 寸晶圆厂迁移并不一定意味着更高效率。

三、成本收益权衡下，潜在产能增量有限

根据 Semi 的统计，2018 年全球 8 寸晶圆的产能约为 5700 千片/月，预计到 2022 年增加至 6400千片/月，年均产能增速在 3%左右。

我们的看法与 Semi 的预测相近，即未来两年内 8 寸晶圆产能不会有大的增加，仅会有少量增 量，依据主要是从厂商视角来看，目前建设 8 寸晶圆厂成本较高，但潜在收益有限:

首先，对于一家工厂而言，增加 8 寸产能可以通过以下四种方式: 

1)通过增加当前洁净室中的设备数量增加产能:这需要洁净室仍有可用空间。

2)晶圆厂增加附属的 Fab，即在现在建筑的基础上进行扩建:如果主晶圆厂被称为 Fab 4，则新增的 Fab 将被称为晶圆厂 Fab 4A，且需要工厂中仍有足够多的可用的支持性的基础设施。

3)购买其他晶圆厂:该项选择时间和成本考量下均是最优选择，但不对市场整体供给产生影响。 

4)建立一个全新的工厂:即使在这种情况下，许多工厂也会尽可能安装二手设备，以降低投资成本。

从成本对比来看，直接购买其他晶圆厂是成本最低的选择，对于 180nm 的 8 寸晶圆厂而言，仅需 5000 万美元/万片月产能;其次是在原有的洁净室内增加生产工具，如果使用二手设备，需要 1.2 亿美元/万片月产能，使用新设备则需要 2 亿美元/万片月产能;扩建的方式使用二手工具对应成 本也为 2 亿美元/万片月产能，使用新设备对应成本为 2.5 亿美元/万片月产能;设立全新工厂的方式成本最高，使用二手设备和新设备对应成本分别为 3.2 和 4 亿美元/万片月产能。

目前二手设备供给不足、价格升高，厂商难以通过购买二手设备节约成本新建及扩建方式下产能扩充成本与 8 寸晶圆ASP 不匹配。增加设备或技术改造的方式增加产能从成本端看更加可行，但潜在空间有限。

四、供需紧张态势或持续加剧

8 寸晶圆制造供需紧张态势或持续加剧。在上述假设下，2021、2022、2023 年 8 寸晶圆制造需求 将分别达到约5650、6150、6700 千片/月，需求 3 年复合增速约 9%;供给根据 Semi 和我们的预 测将分别达到 6300、6400、6600千片/月，产能 3 年复合增速约 3%;需求产能比将分别达到 90%、96%、102%，供需紧张态势料将持续。

头部晶圆代工厂受益幅度更大。

由于将设计移植到新的晶圆厂需要大量的时间和金钱，如果一家 公司基于代工厂 A 的生产线设计了芯片，那么将同一块芯片移植到代工厂 B 可能会面临着巨大的 额外成本。因此，尽管还未出现需求产能比大于 1 的情况，但是头部晶圆代工厂由于绑定优质客 户资源，随着客户需求的放量产能已经供不应求，联电、华虹、中芯国际产能利用率已接近满 载，ASP 在 2020 年 Q3 也已有所提升，随着汽车、工业需求进一步复苏，行业供需关系将更加紧 张，不排除进一步提价的可能。

相关个股：

【闻泰科技】汽车功率半导体巨头，与 ODM 业务协同

子公司安世半导体(原属 NXP)是 A 股最大的功率分立器件厂商，在汽车功率 MOSFET 和小信 号 MOSFET 器件等细分市场位居全球前三大。安世约一半营收来自汽车领域。公司在英国曼彻 斯特(6 寸)和德国汉堡(6 寸及 8 寸)拥有两座晶圆代工厂，月产能分别为 2.4 万片和 3.5 万片 等效 8 寸片。被闻泰收购以后，安世有望加速拓展国内客户，叠加新能源车对功率半导体需求旺 盛，业绩有望迎来高速增长期。同时安世提前布局化合物半导体，已经推出全新高压 GaN FET， 化合物半导体功率器件有望打开安世长期成长空间。闻泰也不断开拓 ODM 业务的优质客户，迎 来 5G 手机量价齐升。此外，公司有望借助安世的封测能力和 ODM 的系统组装能力在 SiP 市场 获得竞争优势。

【华虹半导体】坚持特色工艺，8 寸晶圆代工业务领先

华虹半导体是中国大陆第二大晶圆代工厂，在上海有 3 座 8 寸厂，在无锡有 1 座 12 寸厂，合计月 产能约 21 万等效 8 寸片，其中 8 寸产能 19.6 万片/月。公司通过在成熟节点打造差异化技术平台 来实现盈利，在功率器件、分立器件、存储等领域竞争力强。

【华润微】国内 IDM 巨头，特色化晶圆代工与功率半导体双翼发展

公司采用 IDM 模式，是目前国内产品线最为全面的功率器件厂商，产品主要包括 MOSFET、IGBT、 SBD、FRD 等，主要应用于消费电子、工业控制、新能源、汽车电子等领域;同时公司也提供晶 圆代工服务。公司目前拥有 2 条 8 寸晶圆制造产线和 3 条 6 寸晶圆产线，合计月产能约 23 万片等 效 8 寸片(其中 8 寸片月产能 11 万片)。

【中芯国际】国内晶圆代工企业龙头，突破先进制程瓶颈

中芯国际是世界领先的集成电路晶圆代工企业之一，也是中国内地技术最先进、配套最完善、规 模最大的晶圆代工企业，提供 0.35 微米到 14 纳米不同技术节点的晶圆代工服务。公司目前拥有 3 座 8 寸晶圆厂及 5 座 12 寸晶圆厂(包含合资)，在 2020 年三季度末总产能约为 51 万片(等效 八寸片)，其中 8 寸产能约占一半。

风险提示：

1、8 寸晶圆相对于 12 寸晶圆成本优势减少。

2、宏观经济复苏不及预期。