半导体行业发展研究报告.pdf

1、行业研究 研究报告 电子元器件 (0708) 遭遇景气低点 等待行业拐点 半导体行业深度报告电子元器件 投资评级： 中性 半导体行业指数与上证综指对比 z 全球半导体产业与 GDP 相关性越来越高， 1998 年到 2007 年全球半导体产业增长率与全球 GDP 增长率相关系数为 0.79。一方面是因为半导体产业逐渐成熟，增长渐行渐缓，另一方面半导体产业的增长越来越依赖下游电子产品的拉动。 z 全球半导体产业存在两种商业模式，即集成器件制造（ IDM）与垂直分工模式， 出现垂直分工模式的根本原因是半导体制造业的规模经济性。目前 IDM 厂商仍然占据主要地位，主要是因为 IDM 企业具有资源的内

2、部整合优势、技术优势以及较高的利润率。 z 垂直分工模式包括知识产权（ IP）供应商、无生产线设计公司（ Fabless） 、代工厂商（ Foundry）以及封装测试企业（ Package & Testing） 。 IP 产业的根本驱动因素是技术创新能力， Fabless 的核心驱动因素是对市场的把握能力， Foundry 和封装测试业的核心驱动因素是低成本。 z 全球半导体正处于景气底部，景气最低点可能在 2009 年一季度。预计 2008 年全球半导体行业销售收入下降 4.6%， 2009 年下降 12.1%，2010 年增长 11.7%。 z 全球金融危机对我国半导体产业影响巨大，但受益

3、于我国 GDP 高速发展、政府大力支持、全球产业转移以及未来内需市场的启动，未来我国的半导体市场仍将较快速发展。 z 行业投资策略：国内 IC 设计业会出现倒闭高潮， IC 制造业的产能利用率会大幅下降，很可能出现并购重组。在行业低点时布局，可以密切跟踪北美半导体设备 BB 值、费城半导体指数的走势。另外，建议投资者关注实力较强的 IC 设计公司，因为一旦半导体市场企稳，这些公司的业绩会率先反弹。 z 我们对行业的投资评级为“中性” ，等待行业景气度出现拐点带来的投资机会。 全球半导体行业遭遇寒冬，预计 09 年下半年好转。国内半导体产业也遭遇前所未有的困难期 ， 行业的整合不可避免 。半导体

4、行业指数 上证综指行业研究 兴业证券研发中心网址 : E-mail: - 2 - 目录 1.1 半导体产业是电子元器件行业重要分支 .- 5 - 1.2 集成电路产业链结构 - 5 - 1.3 主要问题 - 6 - 2 全球半导体产业分析 - 6 - 2.1 全球半导体产业发展规律 - 6 - 2.1.1 每 4 5 年经历一次周期 - 6 - 2.1.2 与 GDP 的相关性变高 - 8 - 2.2 半导体产业的商业模式分析 - 9 - 2.2.1 半导体产业存在两种商业模式 - 9 - 2.2.2 IDM 商业模式分析 .- 9 - 2.2.3 垂直分工商业模式分析 - 11 - 2.2.

5、4 垂直分工商业模式内部的合作与竞争 - 13 - 2.2.5 两种商业模式之间的竞争与合作 - 14 - 2.2.6 两种商业模式的进入壁垒与收益关系 - 14 - 2.3 各子行业的核心驱动因素分析 - 15 - 2.3.1 IP 产业的根本驱动因素是技术创新能力 . - 15 - 2.3.2 Fabless 的核心驱动因素是市场把握能力 - 15 - 2.3.3 Foundry 的核心驱动因素是低成本 - 15 - 2.3.4 封装测试业的核心驱动因素也是低成本 - 16 - 2.4 全球半导体产业发展趋势分析 - 17 - 2.4.1 全球半导体产业将遭遇景气低点 - 17 - 2.4

6、.2 会不会重演 2001 年半导体行业大萧条？ - 20 - 2.4.3 各子行业景气度判断 - 20 - 3 我国半导体产业分析 - 22 - 3.1 全球半导体产业对国内半导体产业影响分析 - 22 - 3.1.1 全球半导体产业对我国半导体市场的影响 - 22 - 3.1.2 全球半导体产业对国内半导体企业的影响 - 23 - 3.2 国内各子行业在全球产业链中的竞争力分析 - 25 - 3.2.1 IC 设计业抵御市场风险能力差，整体竞争力较弱 . - 25 - 3.2.2 IC 制造业面临竞争加剧与利润下降困境，整体竞争力下降 . - 27 - 3.2.3 IC 封测业竞争压力最大

7、，具有一定竞争实力 - 27 - 3.3 国内半导体产业发展前景分析 - 28 - 3.3.1 未来国内半导体市场仍将较快速发展 - 28 - 3.3.2 风险中酝酿机会，未来我国 IC 设计业机会最大 . - 29 - 3.3.3 我国将成为全球重要的 IC 制造基地，但国内 IC 制造企业未来形势不容乐观 - 30 - 3.3.4 未来我国 IC 封测业平稳发展，国内企业亟需提升技术水平 . - 31 - 4 行业投资策略 - 32 - 行业研究 兴业证券研发中心网址 : E-mail: - 3 - 图目录 图 1 电子行业分类 .- 5 - 图 2 电子行业产业链 .- 5 - 图 3

8、集成电路产业链结构 .- 6 - 图 4 研究的主要问题 .- 6 - 图 5 全球半导体产业增长率 .- 7 - 图 6 集成电路产业主要产品及其内在关联 .- 7 - 图 7 全球半导体产业增长率与 GDP 增长率 .- 8 - 图 8 2008 上半年全球半导体应用领域 .- 9 - 图 9 全球电子产品半导体含量提高 .- 9 - 图 10 IDM 商业模式 . - 10 - 图 11 研发支出不断上升 . - 11 - 图 12 垂直分工商业模式 . - 11 - 图 13 IP 市场的收费模式 . - 12 - 图 14 IP 核的硅验证及 SOC 验证 - 12 - 图 15 I

9、P 供应商与 Foundry 的关系日益紧密 - 13 - 图 16 两种商业模式的进入壁垒 . - 14 - 图 17 两种商业模式面临的市场风险与收益关系 . - 14 - 图 18 全球半导体产业未来三年规模预测 . - 17 - 图 19 全球半导体库存情况 . - 17 - 图 20 芯片销售数量与平均销售价格趋势 . - 18 - 图 21 全球半导体产业未来三年规模预测 . - 20 - 图 22 行业不景气时存货压力传导机制 . - 21 - 图 23 各子行业的风险抵御能力 . - 21 - 图 24 各子行业业绩的周期性变化特征 . - 22 - 图 25 我国半导体市场规

10、模及增长率 . - 23 - 图 26 国内半导体企业销售收入占市场需求比 - 25 - 图 27 我国 IC 设计产业规模、增长率及占比情况 - 25 - 图 28 2007 年中国集成电路设计业产品结构 - 26 - 图 29 2007 年中国集成电路设计业应用结构 - 26 - 图 30 我国 IC 制造业规模、增长率及占比情况 . - 27 - 图 31 我国 IC 封测业规模、增长率及占比情况 . - 28 - 图 32 国内半导体产业销售收入及增长率情况 . - 28 - 图 33 我国城镇与农村居民彩电、计算机拥有量对比（台 /百户） - 29 - 图 34 2008 2012

11、年中国集成电路设计业规模预测 . - 30 - 图 35 我国的 IC 制造工厂分布图（含在建与计划建） . - 30 - 图 36 我国的 IC 封测工厂分布图（含在建与计划建） . - 31 - 行业研究 兴业证券研发中心网址 : E-mail: - 4 - 表目录 表 1 半导体产业周期各个阶段特征 7 表 2 全球半导体产业与全球 GDP 相关性分析 8 表 3 半导体产业两种商业模式的主要厂商 10 表 4 主要 IDM、 Foundry 与 Fabless 厂商的研发支出占比 . 11 表 5 2007 年全球前十大晶圆代工厂销售收入与市场份额 . 16 表 6 2008 年芯片销

12、售额与平均销售价格敏感性分析 . 18 表 7 Gartner 预测的 2008 年全球半导体产业前 10 强营收情况 . 19 表 8 2009 年芯片销售量与平均销售价格敏感性分析 . 19 表 9 2010 年芯片销售量与平均销售价格敏感性分析 . 19 表 10 2007 年中国十大封测企业销售收入 . 22 表 112008 年上半年全球半导体产业前 20 强 24 表 12 中国 IC 设计企业与全球 IC 设计企业对比 25 行业研究 兴业证券研发中心网址 : E-mail: - 5 - 1 总体思路与主要问题 1.1 半导体产业是电子元器件行业重要分支 电子元器件是具有独立电路

13、功能、构成电路的基本单元。按照产品功能的不同，电子元器件可以分为被动元器件、集成电路（ IC） 、分立器件、印刷电路板（ PCB） 、显示器件（ TFT-LCD、 PDP） 、其他元器件等子行业。 图 1 电子行业分类 数据来源：兴业证券研发中心 集成电路（ IC）是半导体技术的核心，是国际竞争的焦点和衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。集成电路产业处于整个电子产业链的核心位置，参与多个价值链的形成。 图 2 电子行业产业链 数据来源：兴业证券研发中心 1.2 集成电路产业链结构 集成电路（ IC）产业链包括设备业、材料业、设计业和加工业， IC 加工业按流程可分为光掩膜业、制

14、造业、封装业和测试业。 电子信息业软件业电子信息制造业电子计算机电子元器件通信设备家用视听设备其他集成电路分立器件被动元器件印刷电路板显示器件其他半导体产业家用视听设备半导体产业电子材料半导体材料新型显示器件材料光电子材料磁性材料电子功能陶瓷材料覆铜板材料绿色电池材料电子封装材料被动元器件电阻电容电感集成电路小规模大规模特大规模分立器件、 显示器件中规模超大规模巨大规模印刷电路板 （ PCB）电子信息产品计算机通信消费电子汽车航空航天光电军工精密仪器（ ）计算机通信汽车光电军工行业研究 兴业证券研发中心网址 : E-mail: - 6 - 图 3 集成电路产业链结构 数据来源：兴业证券研发中心

15、 1.3 主要问题 本报告探讨的主要问题包括：从历史角度看，全球半导体产业有哪些发展规律？全球半导体产业的商业模式是什么，即半导体厂商如何赚钱？驱动各子行业发展的核心因素是什么？未来 3 到 5 年全球半导体产业的发展趋势如何？全球半导体产业对我国半导体产业的发展有什么影响？国内集成电路产业在全球产业链中的竞争力怎么样？未来国内集成电路产业的发展前景如何，或者说国内哪些子行业最有发展前途？ 图 4 研究的主要问题 数据来源：兴业证券研发中心 2 全球半导体产业分析 2.1 全球半导体产业发展规律 2.1.1 每 45 年经历一次周期 大致来看，半导体产业每 4 到 5 年会经历一次周期（硅周期

16、） 。从 1980 年到 2004年，全球半导体产业经历了 5 次周期，分别是 1980 1984、 1984 1988、 19881995、 1995 2000 以及 2000 2004，目前正处于 1980 年以后的第六次周期。 用户需求IC产品光罩 /掩膜IC制造：晶膜沉积光罩校准显影 /刻蚀氧化 /扩散离子注入化学气相沉积电极金属蒸镀晶片检查IC封装：划片 /切片置放 /焊线塑模测试筛选设备材料IC设计：系统设计逻辑设计图形设计z 国内各子行业发展前景z 全球半导体产业发展规律z 全球半导体产业的商业模式z 各子行业的核心驱动因素z 全球半导体产业发展趋势z 国内各子行业在全球半导体产

17、业链中的竞争力+z 全球半导体产业对国内半导体产业的影响国内各子行业发展前景全球半导体产业发展趋势国内各子行业在全球半导体产业链中的竞争力行业研究 兴业证券研发中心网址 : E-mail: - 7 - 图 5 全球半导体产业增长率 0601201802403001980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007-40.0%-20.0%0.0%20.0%40.0%60.0%销售收入（十亿美元） 增长率数据来源： SIA，兴业证券研发中心 市场的供需变化是导致半导体产业周期性波动的根本原因。 在市场需求疲软时，半导体厂商会减少资本支出，削减产能，半导

18、体产业步入下行周期；而在市场需求强劲时，半导体厂商就会增加资本支出，增加产能，半导体产业进入上升周期。 半导体产业周期一般分为八个阶段，分别是价位坚挺、市场趋于强劲、资本支出积极、产能大量扩充、价位疲软、市场趋于疲软、资本支出保守、削减产能。虽然从每一个阶段进展到下一个阶段的确切时间很难预测，但可以依据某些关键因素，如全球 GDP、 IC 出货量、半导体产业的资本支出等，来判定一个周期大约在何时达到谷底或达到最高点 。 表 1 半导体产业周期各个阶段特征 阶段 阶段特征 1 价位坚挺 价格受到支撑，市场开始复苏 2 市场趋于强劲 市场需求回暖，产能利用率上升 3 资本支出积极 量价齐升，企业调

19、高收入预期，加大资本支出 4 产能大量扩充 产能大量释放，出现供过于求 5 价位疲软 价格面临下行压力 6 市场趋于疲软 明显供过于求，价格快速下降 7 资本支出保守 企业调低收入预期，减少资本支出 8 削减产能 企业开始减产，准备过冬 资料来源：兴业证券研发中心 集成电路主要包括四大类产品， 即微处理器、 存储器、 逻辑电路和模拟电路。 自 2004年以来，各类产品逐渐发展成四个子周期，即 Logic（逻辑电路） 、 MPU（微处理器） 、analog（模拟电路）与 DRAM/FLASH（动态随机存储器 /闪存） 。 图 6 集成电路产业主要产品及其内在关联 数据来源：兴业证券研发中心 集成

20、电路数字电路模拟电路存储器微处理器逻辑 IC标准模拟 IC特殊应用模拟 IC其他模拟 ICMPUMCUDSPASICASSP其他逻辑 IC其他存储器Non-volatileMask ROMSRAMDRAMEPROMEEPROMFLASH集成电路数字电路模拟电路行业研究 兴业证券研发中心网址 : E-mail: - 8 - 2.1.2 与 GDP 的相关性变高 从 1980 年到 2007 年，全球半导体产业与 GDP 的相关性越来越高。 图 7 全球半导体产业增长率与 GDP 增长率 -40.0%-30.0%-20.0%-10.0%0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60

21、.0%1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 20070.0%0.5%1.0%1.5%2.0%2.5%3.0%3.5%4.0%4.5%5.0%半导体产业增长率 GDP增长率数据来源：世界银行、 SIA，兴业证券研发中心 以 10 年为区间， 计算 1980 年到 2007 年全球半导体产业增长率与全球 GDP 增长率的相关系数，可以发现，两者的相关性有逐渐变大的趋势。 表 2 全球半导体产业与全球 GDP 相关性分析 时间区间 相关系数 时间区间 相关系数 1980 1989 0.28 1990 1999 -0.02 1981 1990 0.5

22、6 1991 2000 0.21 1982 1991 0.52 1992 2001 0.45 1983 1992 0.52 1993 2002 0.47 1984 1993 0.39 1994 2003 0.64 1985 1994 0.21 1995 2004 0.66 1986 1995 0.40 1996 2005 0.76 1987 1996 0.25 1997 2006 0.79 1988 1997 0.15 1998 2007 0.79 1989 1998 -0.08 资料来源：兴业证券研发中心 与 GDP 相关性越来越高的主要原因有两个： 首先， 半导体产业渐趋成熟， 增长渐行渐

23、缓。 根据全球半导体贸易统计组织 （ WSTS）的统计， 1990 2000 年间世界半导体市场的年均增长率达到 15%， 远高于全球 GDP增长速度，但 1995 2005 年的 10 年里年均增长率降到了 4.6%。而经过 2009 年的衰退， 我们预计 2010 年世界半导体市场将恢复到 2400 亿美元， 按此数据计算， 2000 2010 年的年均增长率只有 1.7%。总的来说，全球半导体产业上世纪 80 年代、 90年代的两位数增长已成过去，进入了产业成熟期的个位数增长时代，其增长率将与全球 GDP 增长一致。 其次，半导体产业的增长越来越依赖下游电子产品的拉动。 2008 上半年

24、， PC、手机和消费电子产品分别占半导体应用市场份额的 39%、 19%和 21%。据统计， 1965年电子产品成本中半导体含量不过 2%， 1975 年提高到 6%， 1985 年增加到 7%，2005 年迅速提高到 21%。从趋势来看，电子产品的集约化将牵引半导体产业的继续发展，半导体的使用量将不断增多，但半导体产业不太可能出现上世纪 80、 90 年代的高速增长，除非下游电子消费领域再次出现“杀手级”的产品。 行业研究 兴业证券研发中心网址 : E-mail: - 9 - 总之，由于半导体产业的日益成熟以及受下游电子产品的影响日益增大，全球半导体产业与 GDP 的相关性越来越高。 图 8

25、 2008 上半年全球半导体应用领域 图 9 全球电子产品半导体含量提高 无线通讯,6%消费电子,21%手机, 19%电脑, 39%工业/军事,8%汽车电子,7%数据来源： SIA，兴业证券研发中心整理 数据来源：兴业证券研发中心 2.2 半导体产业的商业模式分析 2.2.1 半导体产业存在两种商业模式 全球半导体产业有两种商业模式，一种是 IDM（ Integrated Device Manufacture，集成器件制造）模式，另一种是垂直分工模式。 1987 年台湾积体电路公司（ TSMC）成立以前，只有 IDM 一种模式，此后，半导体产业的专业化分工成为一种趋势。 出现垂直分工模式的主要

26、原因有两个： 首先，半导体制造业具有规模经济性特征，适合大规模生产。 随着制造工艺的进步和晶圆尺寸的增大，单位面积上能够容纳的 IC 数量剧增，成品率显著提高。企业扩大生产规模会降低单位产品的成本，提高企业竞争力。 其次半导体产业所需的投资十分巨大，沉没成本高。 一般而言，一条 8 英寸生产线需要 8 亿美元投资，一条 12 英寸生产线需要 12 15 亿美元的投资，而且每年的运行保养、设备更新与新技术开发等成本占总投资的 20%。这意味着除了少数实力强大的 IDM 厂商有能力扩张外，其他的厂商根本无力扩张。 正是在这样的背景下，台湾半导体教父张忠谋离开 TI（德州仪器） ，在台湾创立了TSM

27、C，标志着半导体产业垂直分工模式的形成。 TSMC 只做晶圆代工（ Foundry） ，不做设计。 Foundry 的出现降低了 IC 设计业的进入门槛，众多的中小型 IC 设计厂商纷纷成立，绝大部分是无生产线的 IC 设计公司（ Fabless） 。 Fabless 与 Foundry 的快速发展，促成垂直分工模式的繁荣。 2.2.2 IDM 商业模式分析 目前，全球主要的商业模式还是 IDM。 美国、日本和欧洲半导体产业主要采用这一模式，典型的 IDM 厂商有 Intel、三星、 TI（德州仪器） 、东芝、 ST（意法半导体）等。 IDM 厂商的经营范围涵盖了 IC 设计、 IC 制造、封

28、装测试等各环节，甚至延伸至下游电子终端。 行业研究 兴业证券研发中心网址 : E-mail: - 10 - 图 10 IDM 商业模式 数据来源：兴业证券研发中心 从 2007 年的销售收入来看，全球主要的 Foundry 与 Fabless 厂商与 IDM 厂商差距明显。 表 3 半导体产业两种商业模式的主要厂商 商业模式公司 2007 年销售收入 *(百万美元 )国家 /地区商业 模式 公司 2007 年销售收入 *(百万美元 )国家 /地区 IDM Intel 35021 美国 Foundry TSMC 9813 台湾 IDM Samsung 19951 韩国 Fabless Qualc

29、omm 5619 美国 IDM TI 13309 美国 Fabless Broadcom 3754 美国 IDM Toshiba 11850 日本 Fabless Nvidia 3466 美国 IDM ST 9966 欧洲 Foundry UMC 3247 台湾 IDM Renesas 8001 日本 Fabless Marvell 2895 美国 IDM NXP 6026 欧洲 Foundry SMIC 1550 中国 IDM AMD 6013 美国 Foundry Chartered 1458 新加坡IDM Infineon 5772 欧洲 Foundry IBM Micro 605 美国

30、 资料来源： IC insights，兴业证券研发中心。注： *半导体销售收入。 IDM 模式之所以领先，主要原因在于具备如下优势： 首先， IDM 企业具有资源的内部整合优势。 在 IDM 企业内部，从 IC 设计到完成 IC制造所需的时间较短，主要的原因是不需要进行硅验证（ Silicon Proven） ，不存在工艺流程对接问题，所以新产品从开发到面市的时间较短。而在垂直分工模式中，由于 Fabless 在开发新产品时，难以及时与 Foundry 的工艺流程对接，造成一个芯片从设计公司到代工企业的流片（晶圆光刻的工艺过程）完成往往需要 6 9 个月，延缓了产品的上市时间。 其次， IDM

31、 企业的利润率比较高。 根据“微笑曲线”原理，最前端的产品设计、开发与最末端的品牌、营销具有最高的利润率，中间的制造、封装测试环节利润率较低。根据花旗银行 2006 年的市场调查，在美国上市的 IDM 企业平均毛利率是 44%，净利率是 9.3%，远远高于 Foundry 的 15%和 0.3%以及封装测试企业的 22.6%和1.9%。 最后， IDM 企业具有技术优势。 大多数 IDM 都有自己的 IP（ Intellectual Property，知识产权）开发部门，经过长期的研发与积累，企业技术储备比较充足，技术开发能力很强，具有技术领先优势。 但一个成功的 IDM 企业所需的投入非常大

32、。 一方面， IDM 企业有自己的制造工厂，需要大量的建设成本。另一方面，由于 IC 制程研发成本越来越高， IC 设计成本大幅增加。 IC Insights 数据显示， R&D 费用占销售收入比重不断增加。总体上， IDM 的IC制造流程IC封测流程IDM厂商IC设计流程IC产品市场营销品牌需求客户制造流程封测流程设计流程市场营销品牌需求客户行业研究 兴业证券研发中心网址 : E-mail: - 11 - 资本支出与 Foundry 相当，却远高于 Fabless； IDM 的研发投入占销售收入比重比Fabless 低，却要远高于 Foundry。所以，一个成功的 IDM 所需投入最大。 图

33、 11 研发支出不断上升 半导体行业研发支出占销售收入比重17.9%17.2%14.9%0%5%10%15%20%1990-2007年平均 2006年 2007年2008年第一季度研发支出占销售收入比重7.1%25.1%17.9%0%5%10%15%20%25%30%IDM Fabless Foundry数据来源：兴业证券研发中心 表 4 主要 IDM、 Foundry 与 Fabless 厂商的研发支出占比 商业模式公司 2007 年 R&D (百万美元 ) 占销售收入比商业 模式 公司 2007 年 R&D （百万美元 ) 占销售收入比IDM Intel 5755 16.4% Foundr

34、y TSMC 546 5.6% IDM Samsung 4263 21.4% Fabless Qualcomm 1215 21.6%IDM TI 2155 16.2% Fabless Broadcom 1349 35.9%IDM Toshiba 2020 17.0% Foundry UMC 289 8.9% IDM ST 1802 18.1% Fabless Marvell 989 34.2%IDM Renesas 1360 17.0% Foundry SMIC 97 6.3% IDM AMD 1847 30.7% Foundry Chartered 160 11% 资料来源： IC insi

35、ghts，兴业证券研发中心。 IDM 的另一大局限就是对市场的反应不够迅速。 由于 IDM 企业的“质量”较大，所以“惯性”也大，因此对市场的反应速度会比较慢。 总的来看，由于具备资源内部整合、高利润率以及技术领先等优势， IDM 厂商仍然处于市场的主导地位，但 IDM 厂商所需的投入最大，对市场的反应也不够迅速，所以要成为一个成功的 IDM 厂商并不容易。 2.2.3 垂直分工商业模式分析 垂直分工商业模式源于产业的专业化分工，随着分工的逐渐深入，形成了专业的 IP（知识产权）核、无生产线的 IC 设计（ Fabless） 、晶圆代工（ Foundry）以及封装测试（ Package & T

36、esting）厂商。 图 12 垂直分工商业模式 数据来源：兴业证券研发中心 FablessIP核 封装测试客户Foundry核行业研究 兴业证券研发中心网址 : E-mail: - 12 - 垂直分工模式中， 直接面对客户需求的只有 Fabless 厂商。 Fabless 为市场需求服务，IP 核、 Foundry 以及封测企业为 Fabless 服务。 IP（知识产权）供应商处于最上游，是一个快速发展的子行业。目前 IC 设计已经步入 SoC（系统级芯片） 时代， 一款 SoC 设计的芯片内可能包含 CPU、 DSP、 Memory、各类 I/O 接口等多个内部单元， 这些内部单元在设计时

37、都是以 IP 的形式集成在一起。由于大多数 Fabless 没有足够的精力和时间单独开发 IP， 必须借助于 IP 供应商的 IP来加快产品设计和缩短面市时间，所以最近几年 IP 供应商成长很快。 目前国际 IP 市场的通用商业模式是基本授权费（ License Fee）和版税（ Royalty）的结合。 设计公司首先通过支付一笔不菲的 IP 技术授权费来获得在设计中集成该 IP并在芯片设计完成后销售含有该 IP 的芯片的权利，而一旦芯片设计完成并销售后，设计公司还需根据芯片销售平均价格（ ASP）按一定比例（通常在 1 3%之间）支付版税。通常 IP 厂商用收取的授权费来支付 IP 开发成本

38、、运作成本和人员成本，而收取的版税就是公司的赢利。 图 13 IP 市场的收费模式 数据来源：兴业证券研发中心 由于设计成本变得日益高昂，很多中小型设计公司面临的风险越来越大。 IP 厂商进行了商业模式的变革，将由一些设计用仿真模型组成的设计套件部分（ Design Kit）授权给设计公司，将 GDSII 部分（硬核）授权给 Foundry 厂商，以减轻设计公司的授权成本。有些 IP 厂商免费提供部分设计套件，设计公司前期不用花一分钱就可以完成前端设计仿真甚至后端布局布线工作，直到设计接近完成时再考虑是否需要取得商业授权来完成设计并量产，以降低设计公司的风险。 对 IP 厂商而言，其 IP 核

39、必须通过设计公司 SoC 验证平台的测试以及 Foundry 的硅验证（ Silicon Proven） ，否则就无法进入市场。 图 14 IP 核的硅验证及 SOC 验证 数据来源：兴业证券研发中心 FablessIP核Foundry硅验证 SOC验证平台FablessIP核基本授权费版税IP核 FablessFoundry硬核授权费 基本套件授权费12核基本授权费版税核硬核授权费 基本套件授权费资金流动方向核基本授权费版税核硬核授权费 基本套件授权费核基本授权费版税核硬核授权费 基本套件授权费行业研究 兴业证券研发中心网址 : E-mail: - 13 - 虽然 IP 供应商的成长很快，但

40、市场上成功的 IP 供应商并不多，只有少数公司的销售收入超过 1000 万美元，而且 IP 市场的规模也较小， 2007 年 IP 产业销售收入只有近 15 亿美元。主要原因有三个：第一， 真正拥有出色或独特 IP 的小型 IP 厂商往往被收购 ， 不是被想利用其 IP 促进系统销售 （或者为了防止该技术落入竞争对手手中）的系统厂商收购， 就是被希望扩大规模的 IP 公司收购， 如 MIPS 收购 Chipidea、 ARM收购 Artisan；第二， IP 供应商的营业收入仅占 IP 所产生的真实价值的一小部分 ，相当大的一部分 IP 收入流向了拥有内部 IP 部门的半导体公司， 他们才是真

41、正掌握核心技术的巨头，如 Intel、 Qualcomm（高通） 、 TI（德州仪器）等；第三， 大部分专业 IP 厂商只能掌握中低端的 IP，多数 IP 因为数量巨大而很难卖出高价 。 IC 设计公司（ Fabless）除了进行 IC 设计还要负责 IC 产品的销售。 Fabless 没有自己的加工厂和封测厂， IC 产品的生产只能依靠专门的代工厂（ Foundry）和封装测试厂商。另外，某些 Fabless 具有强大的研发实力，拥有顶尖的 IP 核产品， IP 授权费和版税成为其重要的收入来源，如 Qualcomm。 Foundry 只专注于 IC 制造环节，不涉足设计和封测，不推出自己的

42、产品，只为Fabless 和 IDM （委外订单）提供代工服务，并收取一定比例的代工费。封装测试企业只专注于封测环节，为 Fabless 或者 IDM 提供封测服务，并收取一定比例的加工费。 2.2.4 垂直分工商业模式内部的合作与竞争 IP 供应商与 Foundry 的关系日益紧密。 IP 供应商与 Foundry 之间形成了一种合作共赢的关系，双方的合作能够提升各自的竞争力，未来的合作会更紧密，联系会更密切。 图 15 IP 供应商与 Foundry 的关系日益紧密 数据来源：兴业证券研发中心 Foundry 与 Fabless 除了合作还会相互制衡 。如果 Fabless 想要自建生产线

43、来生产自己的芯片，那会遭到 Foundry 的抵制。而如果 Foundry 自己去做 IC 设计，那么Fabless 就会心存疑惑究竟自己的模型设计 （ Pattern Design） 会不会被 Foundry盗取使用，使得 Foundry 的吸引力降低，在产业低潮的时候就会被 Fabless 抛弃。IP供应商与 Foundry之间的关系日益紧密对 IP供应商而言 ： 对 Foundry而言 ：1、从室内设计 （ In-House Design）模式跨入到硅验证模式2、借助 Foundry的检测措施来获得准确的 IP使用报告3、利用 Foundry的使用报告来核对客户申报的 IP使用报告内容是

44、否准确4、通过 Foundry发运 Wafer（晶圆）及时收回客户应付的 IP使用版税费1、越多 IP在 Foundry通过验证 ， Foundry就拥有越丰富的 IP资源库2、 IP资源库的多少成为吸引Fabless前来投片的主要考虑因素之一对 ： 对 ：（的在 通过验证 ，资源库、行业研究 兴业证券研发中心网址 : E-mail: - 14 - 总之，在垂直分工模式内部， IP 供应商、 Fabless 与 Foundry 之间虽然存在一些竞争，但以合作为主，未来的关系会更加密切。 2.2.5 两种商业模式之间的竞争与合作 Fabless 与 IDM 之间的竞争激烈。 Fabless 与

45、IDM 厂商都要直接面对客户，处于同一个竞争层面，二者之间存在激烈的竞争。相对而言， IDM 的品牌优势更为明显，有些 IDM 拥有强大的电子终端品牌，如三星、松下、索尼等，众多 Fabless 厂商只能通过捕捉市场热点并迅速推出产品制胜，也有少数技术实力强大的 Fabless 可以立足研发，推出自己的差异化产品，成为细分子行业的龙头。 Foundry 与 IDM 之间的合作会更紧密。 由于 IC 制造前期投入资金量较大，固定成本较高，如果一条生产线建立后不能进行大量生产则无法收回成本。 2002 年以后，由于加工工艺和设备的成本直线上升， 许多 IDM 厂商无法通过投资生产线实现收益，而 F

46、oundry 可以通过为多家客户代工同类型产品而获益，在这种情况下，许多 IDM厂商将制造环节外包给 Foundry 厂商。 两者的合作不但可以分担研发先进工艺所需的费用及所面临的风险，而且一旦一个新工艺投入量产， IDM 和 Foundry 都能从中获益。 随着技术进一步发展，建设 IC 制造生产线的固定成本将更高， IDM 厂商将有更多的业务外包给 Foundry，双方的共同研发也会越来越深入，二者之间的合作将更加密切。 2.2.6 两种商业模式的进入壁垒及风险与收益关系 半导体行业主要的进入壁垒包括资金壁垒与技术壁垒。显然， IDM 的资金壁垒最高，Foundry 次之，封测再次之， F

47、abless 的资金壁垒较低， IP 核的资金壁垒最低。但 IP核的技术要求最高， Fabless 与 IDM 次之， Foundry 再次之，封测的技术壁垒最低。 从面临的市场风险角度看， Fabless 与 IDM 都拥有自己的产品，直接面对客户需求，因此所面临的市场风险较大， Foundry 与封测企业只负责代工或者加工，不直接面对终端用户，所以面临的市场风险较小。相对应的， Fabless 与 IDM 的收益率较高，Foundry 与封测企业的收益率较低。 图 16 两种商业模式的进入壁垒 图 17 两种商业模式面临的市场风险与收益关系 数据来源：兴业证券研发中心 数据来源：兴业证券研发中心 资金壁垒高中低低中高技术壁垒IDMPackageTestingFoundry极高极高IPFabless高中低低中高技术壁垒极高市场风险大中小低中高收益IDMPackageTestingFoundryFabl