全球“芯”慌情形持續(xù)蔓延,，直接原因為幾大國際芯片生產商接連遭遇火災,、地震、寒潮等自然災害，部分工廠被迫停工,，產量下降,，加上5G基建和換機潮,、智能汽車,、碳中和等推動需求激增，導致嚴重的供需失衡,。
有媒體報道,，僅2021年3月29日至4月3日的5天時間，臺積電已宣布三次漲價,，分別為12寸晶圓價格上漲25%,；驅動芯片代工價格上漲,；今年年底訂單全線上漲。在如今芯片完全賣方主宰的時期,，我們從供應鏈上下游對“芯片慌”的產生進行全面的分析,。
1. 芯片供需現狀
1.1 半導體下游行業(yè)應用情況
半導體是需求推進的市場，半導體行業(yè)下游行業(yè)表現出：主要驅動力推動,，著力發(fā)展新興領域的形勢,。推動半導體行業(yè)增長的三個主要驅動力是智能手機，個人計算機和輕型車輛（汽車和輕型卡車）,。
由于新冠疫情的流行使得公眾工作,、學習的方式發(fā)生了轉變，對于電子產品的需求快速增加,，應用NAND最為廣泛的筆記本電腦,、平板電腦和服務系統銷售行業(yè)增長快速。半導體新興領域DRAM和NAND閃存或將成為2021年增長最快的兩個產品領域,。
但由于現階段電子設備如手機,、電腦的發(fā)展水平已較為先進，近些年來智能手機需求增長逐步放緩,，再進行技術創(chuàng)新比較困難，取得突破性進展所需時間較長等因素影響,。預計未來,，計算應用程序和智能手機主要將向5G新興技術過渡。
高通,、三星和聯發(fā)科等許多片上系統（Soc）MPU供應商將更多的注意力轉向了64位嵌入式處理器,，引發(fā)了嵌入式處理器熱潮。這些處理器集成了安全功能和AI加速功能,，用于自動駕駛車輛,、自動駕駛無人機和物聯網應用的圖片、視頻功能,。同時汽車,、工業(yè)設備和家用產品等領域自動化程度的提高，推動嵌入式處理器的發(fā)展,。在越來越多的應用程序中,，嵌入式處理器正在處理自動操作的AI機器學習功能，而無需人工干預或控制,。
但汽車市場目前正面臨許多半導體產品的短缺,。從2020年初開始，汽車產量的減少導致半導體公司轉向其他應用產品,?；葑u國際評級（Fitch Ratings）表示,，短缺可能會中斷數月的汽車生產，但預計大部分損失的生產將在2021年下半年得到彌補,。
同時大型并購浪潮成為趨勢,，近些年半導體行業(yè)的并購活動受到大型IC公司推動，這些大型IC公司希望在新興領域和高增長市場中提高地位,，希望進入：嵌入式機器學習和人工智能,、自動駕駛、全電動汽車,、云計算數據中心,、連接物聯網的傳感器和系統等領域或增加市場份額。行業(yè)整合在2021年乃至未來的并購協議中將繼續(xù)發(fā)揮重要作用,。
1.2 半導體行業(yè)供需影響因素
2020年第四季度以來,，全球半導體行業(yè)出現了罕見的“芯片荒”事件，從一開始單純的汽車芯片供不應求到現在行業(yè)整體的芯片短缺,。
日前,，蘋果公司表示2021年春季的蘋果新品發(fā)布會將推遲至4月召開，專業(yè)人士表示這與目前芯片短缺的行業(yè)狀況密切相關,。在中國,，小米中國區(qū)總裁盧偉冰表示：2021年芯片缺貨，不是缺,，而是極缺,。（甚至因此不敢承諾小米手機今年不會面臨缺貨情況。
而事實也正如盧偉冰所言,，）小米旗下紅米K40上市當日被搶購一空,，至今仍一機難求。面臨芯片短缺問題的遠不止這兩家公司,，中國的OPPO,、VIVO，日本的索尼等等都面臨類似的境況,。
導致一種產品的短缺原因無非是供給不足或需求擴張,，目前芯片短缺的原因則是二者兼?zhèn)洹?/p>
就需求端而言，造成芯片短缺主要有以下幾個方面的原因：
首先是疫情導致的芯片需求暴增,。新冠疫情的爆發(fā),，改變了大家的生活辦公方式，世界各國開始采用線上辦公,、授課,。僅在疫情開始全球爆發(fā)的2020年第二季度全球筆記電腦的銷售量就增加了73.49%。
除筆記本電腦外,，平板電腦,、智能手機,、網絡攝像頭、PC顯示器,、PC耳機甚至是鼠標和路由器等和線上辦公,、線上授課有關的一系列產品的銷量都呈現暴增的態(tài)勢。其中最夸張的當屬網絡攝像頭,，該類產品在2020年第二季度的銷量同比增長179%,。
上述各項產品都是中高端芯片的主要消費者。因此疫情之下,，半導體市場非但沒有遭受打擊,，反而迎來了一次激烈的增長。
其次是各大公司囤積芯片,。智能產品的生產者為了規(guī)避芯片等半導體行業(yè)波動所帶來的風險通常會選擇囤積一定數量的芯片,，以保證自己產出的穩(wěn)定。
以華為為例,，2019年該公司半導體采購支出為208.04億美元,，是德州儀器當年全年營業(yè)收入的144.64%。由于“孟晚舟事件”和美國一直來不太友好的態(tài)度,，華為的管理層敏銳的嗅到了緊張氣息,。截止2020年5月，華為正式被制裁之時,，該公司已經囤積了價值1800億元的芯片,，這與當時耐克公司的市值旗鼓相當。
在業(yè)內囤積芯片的也不止華為一家,，蘋果、三星,、戴爾,、聯想等諸多大型公司也都進行了芯片的囤積。業(yè)內人士表示,，囤積芯片在業(yè)內已經不只是常態(tài),，更是“戰(zhàn)爭”，大多數知名公司都會囤積三個月的用量,，更有甚者會提前備好公司半年的芯片用量,。
最后我們來討論汽車芯片的現狀。近兩年新能源汽車發(fā)展勢頭猛烈,，相較于傳統燃油汽車,，新能源汽車的平穩(wěn)運行需要更多的半導體支持，與此同時對良品率的要求更高,。
據特斯拉公布的數據,，一輛特斯拉的Model 3就使用了價值1500美元的半導體設備,，這高昂成本的背后必然是由科技程度高且數量基數巨大的半導體產品來支撐。
理論上講,，汽車芯片中大多數設備使用的是90nm-0.13um的技術,，該項技術已成熟多年，但為何時至今日依舊會面臨產量不足,，這與汽車芯片超高要求的良品率以及突然“暴增”的需求密不可分,。
通常而言，手機芯片的不良率要求為200ppm（百萬分之二百,，即萬分之二）,，但汽車芯片的不良率要求則為1ppm，而真正生產過程中這個要求則是0,畢竟廠商百萬分之一的概率對用戶而言就是100%,。
面對如此高的良品率,，其中生產的困難程度可想而知。同時,，由于2018年電動汽車銷售量下降,，2019年全球半導體行業(yè)不景氣，加上2020年上半年疫情的影響,，導致許多汽車公司停工停產,。在高良品率和高需求的雙重壓力下，汽車芯片存在著較大的缺口,。
就供給端而言,，今年全球主要的芯片制造廠商可謂是多災多難。
一方面是天災,，半導體主要產地遭受了不同程度的自然災害,，致使芯片生產陷入困境。目前美國是世界上最重要的芯片設計和制造地區(qū)之一,，但2020年第二季度以來,，新冠肺炎疫情在美爆發(fā)，其極大地影響了相關工廠的運行,。
同時在2021年第一季度,，美國的重要芯片產地得克薩斯州又遭遇了百年難遇的冰雪和風暴潮，導致該州水電供應中斷,，致使許多位于該州的晶圓廠被迫停工,。
除美國外，另一個芯片的主要制造地區(qū)臺灣的日子也并不好過,。今年臺灣遭遇56年難遇的大旱,，而芯片的制造、刻蝕的過程又需要大量干凈的水源用于生產線的清潔等,，因而臺灣的臺積電,、聯發(fā)科等公司的芯片制造也受到不小的影響,，同時成本也在大幅增加。
日本也是半導體的主要產地之一,，而日本半導體巨頭工廠瑞薩電子工廠遭遇重大火災,，工廠核心設施“無塵室”作為本次火災的起火點受損較重，部分設備也有不同程度的損壞,。
另一方面就是人禍了,，資本逐利的本性和囤積居奇以及高價售出的事情在經濟發(fā)展史中并不罕見。在“芯片荒”之下,，許多擁有雄厚財力的公司也同樣在大量采購,，以備“不時之需”。據報道,，蘋果公司已經定下臺積電年產能80%的產品,。
除了囤貨，芯片工廠及其上游產業(yè)遭受疫情影響停工停產或者由于其他因素在運輸環(huán)節(jié)遇到問題導致供應鏈斷裂等問題,，也是“芯片荒”的一個重要原因,。
同時在今年年初，比特幣的價格上漲幅度尤為明顯,。比特幣價格越高,，挖礦的吸引力越大，導致消耗更多的電能和計算機芯片,。
2017年初,，比特幣價格僅為1000美元左右，當時估計比特幣開采每年消耗約10太瓦時電力,；四年后,，其價格上漲約50倍，用電量上漲8-9倍,。挖礦對計算機芯片的需求也是造成芯片短缺的又一原因,。
1.3 半導體行業(yè)特點與宏觀經濟特征
目前，半導體行業(yè)仍處于高速成長期,。故雖然近期出現了“芯片荒”,，但據各大預測咨詢公司的數據顯示,，未來半導體行業(yè)的前景仍較為樂觀,。
從長期來看，全球半導體行業(yè)的發(fā)展遵循螺旋式上升的規(guī)律,，呈現周期性變化,。半導體產業(yè)主要受全球宏觀經濟變化、半導體技術革新,、下游行業(yè)景氣度,、供需匹配錯位的影響,。
半導體行業(yè)與全球宏觀經濟的景氣度高度相關。
在經濟繁榮時期,，由于企業(yè)和消費者方面的支出增加,，芯片行業(yè)蓬勃發(fā)展。而在經濟低迷時期,，由于企業(yè)信息技術預算削減,、以及消費者推遲購買最新產品，導致半導體產品需求下降,。根據wind數據,，1999-2019年全球半導體銷售額由1494億美元增至4090億美元，復合年增長率（CAGR）為5.16%,。
近十年來,，半導體行業(yè)的增長速度受宏觀經濟下行影響，出現約5次周期性波動,，具體體現在：（1）2001年美國互聯網泡沫,；（2）2008年，全球經濟危機,；（3）2012年歐債危機,；（4）2015年電腦、手機換機需求下降（5）2019年貿易摩擦,。
半導體行業(yè)波動性與GDP關聯度越來越高,。
根據IC Insights 的數據顯示，進入21世紀后,，全球半導體銷售收入規(guī)模增速與GDP的相關性越來越高,，2010-2015年的相關系數高達0.93，預計未來仍維持現有水平,，相關系數逐步趨近于1,。
此外，由于半導體產品在各行業(yè)中應用滲透率提高,，半導體行業(yè)的周期性受各行業(yè)需求影響也更為多樣,，全球GDP數據作為宏觀經濟的表征指標，可以進一步反映半導體產業(yè)的下游需求的變化,。
半導體先進制程技術進入后摩爾時代,，迭代速度放緩。
一直以來,，生產成本的下降和盈利能力的提升推動著半導體企業(yè)不斷追求更加先進的工藝節(jié)點,。這是由于供給端和需求端存在相互促進發(fā)展作用，半導體供給側的進步滿足市場對于新一代、高性能產品的追求,，從而使得創(chuàng)造出新的需求,；而需求端技術的發(fā)展進一步促進半導體供給端產品的更新迭代。
半導體的先進制程從1987年以來的1um到2015的14nm的發(fā)展一直符合摩爾定律,，即：每兩年微處理器的晶體管數量翻一倍,。但隨著工藝節(jié)點的不斷縮小，半導體行業(yè)的發(fā)展變得愈加困難,。
2015年后,，制程發(fā)展開始乏力，摩爾定律開始失效,，半導體制程技術進入后摩爾時代,。
一方面，根據半導體行業(yè)內“一代設備,，一代工藝,，一代產品”的經驗，半導體設備要超前半導體產品制造開發(fā)出新一代的產品,，高昂的設備更替成本加大了制造商的制造支出,。
另一方面，發(fā)展技術難度的不斷提高的同時,，單位面積芯片的制造成本下降空間越來越小,，甚至有所增加。這都導致企業(yè)盈利水平下降,，經濟效益不佳,。
半導體產品供需關系存在錯位。
由于半導體技術一直在追趕摩爾定律,，產品的壽命相對較短,，當更新的應用程序被開發(fā)時，對應的就是原有技術的過時,；當技術進步時,，先進產品的需求就會出現上升，導致產能緊張,。
另一方面,，由于芯片制造周期長，供需難以匹配,，當供不應求時若半導體制造商加大生產,，容易由于市場景氣度變化的影響使得供應過剩、庫存增加,，進而導致半導體產品價格下跌和市場需求的進一步下滑,。
下游重大技術變革是推動行業(yè)持續(xù)增長的內在動力
重大技術變革是推動行業(yè)持續(xù)增長的內在動力,。近年來,，全球半導體行業(yè)在2017年經歷了噴井式增長,，到2018年創(chuàng)造歷史新高。自2018年下半年開始,，受到汽車,、消費電子、智能手機等產品需求增長放緩的影響,，加上技術升級迭代遇到瓶頸,，全球半導體行業(yè)開始進入下行周期。
2019年對半導體行業(yè)來說是艱難的一年,，中美貿易摩擦升溫,，導致半導體需求市場大幅下滑，據世界半導體貿易統計組織（WSTS）統計,，全年銷售額為4121億美元,，同比下降12.1%。然而,，半導體行業(yè)的每一次重大低迷都隨著新技術的到來而結束,。
2020年，受到全球疫情的影響,，居家學習及辦公對電子設備的需求強勁,，對網絡設備要求提出更高的要求，各國大力推進5G的基礎建設,。2020年全球芯片銷售增長5.1%,，達到4330億美元。
5G,、人工智能,、物聯網、汽車電子等一系列新技術給予了半導體行業(yè)新的動能,，全球半導體行業(yè)已經從周期性低迷中恢復,，預計2021年芯片銷售額將加速增長8.4%。
半導體行業(yè)呈現出如下特點：
?。?）行業(yè)增速快,，產品、技術迭代升級快,。
?。?）前期研發(fā)費用高，甚至經營性現金流為負數,。
?。?）成熟時收入快速增長，現有財務指標幾乎無法反映公司真正的價值。
?。?）跨國公司易受全球經濟波動和政策禁令的影響,。
（5）大客戶占比過大,，易受個別客戶或供應商的影響,。
（6）制程越來越小,，投資額越來越高,，只有幾家寡頭在此領域，進入門檻高,。
?。?）半導體材料是此行業(yè)的支撐產業(yè)。
2020-2024年全球半導體市場將以4%的年復合增長率加速增長,。這種增長的76%是由亞太地區(qū)貢獻的,。2019年到2024年全球半導體市場將逐漸增長908億美元，2020年增長了2.86%,。這個市場是碎片化的,，因為只有幾家寡頭占據了這個市場，這個狀況對市場產生了消極的影響,。
2. 芯片生產工藝流程
2.1 半導體行業(yè)產業(yè)鏈
2.2 半導體行業(yè)的主要業(yè)務模式
2.3 芯片設計主要流程
IC設計指的是將客戶對系統,、邏輯與性能的設計要求轉化為具體的物理版圖，即把產品從抽象到具體,，一步步轉化為有邏輯的電路規(guī)劃圖,，直至最終物理實現的過程。
IC的設計過程可分成兩個部分：前端設計（也稱邏輯設計）和后端設計（也稱物理設計）,，這兩個部分并沒有統一嚴格的界限,。一般而言，前端設計指的是將客戶的實際需求進行編碼翻譯,，進而形成實際電路的元器件,，并用門級網表示的過程；后段設計主要負責布局布線,，以及進行各類檢測測試,，使得最終生成可以送交晶圓廠流片的GDS2文件。涉及到與工藝有關的設計都可稱為后端設計,。
3. 供應鏈角度解讀“芯片之難”
3.1 整車制造
3.1.1 IDM運作模式
IDM是半導體行業(yè)內一種歷史較久的運作模式,，被稱為國際整合元件制造商模式。IDM廠商的經營范圍涵蓋了IC設計,、IC制造,、封裝測試等多個環(huán)節(jié),，甚至會延伸到下游電子終端。IDM是早期多數集成電路企業(yè)采用的模式,，目前僅有極少數企業(yè)能夠維持,。
采用這一模式的一般是美國、日本和歐洲半導體產業(yè),。比較典型的廠商有英特爾、三星,、德州儀器,、東芝、意法半導體等,。IDM的市場份額如下所示：
IDM企業(yè)的優(yōu)勢主要集中在以下三點：
?。?）資源整合優(yōu)勢。從IC設計到IC制造所需的時間較短,；
?。?）綜合利潤較高。根據“微笑曲線”原理,，最前端的產品設計,、開發(fā)與最末端的品牌、營銷具有最高的利潤率,，中間的制造,、封裝測試環(huán)節(jié)利潤率較低。
?。?）技術積累優(yōu)勢,。絕大多數IDM企業(yè)都有自己的IP（知識產權），技術開發(fā)能力比較強,，具有技術領先優(yōu)勢,。
但同樣的，IDM的弊端在近年來也愈發(fā)明顯：
?。?）企業(yè)目標搖擺,。在過去的十幾年里，在看到晶圓代工業(yè)務的逐步成熟,，所帶來的高效率和良好的業(yè)績之后,，多家IDM大廠先后進入晶圓代工業(yè)，以尋求更好的發(fā)展機會,。
?。?）靈活性不足。IDM不如晶圓代工靈活,，在應對市場快速變化方面效率較低,。
3.1.2 IDM模式下投資分析
全球集成電路市場的60%由IDM所掌握,，而IDM的一條龍能力，向來是檢驗一個國家半導體產業(yè)水準的標桿,，故IDM的重要性不言而喻,。本部分就IDM模式進行投資探討。
投資動向
?。?）市場指數
美股IDM市場指數趨勢基本向好,。
（2）投資動態(tài)
英特爾宣布IDM2.0戰(zhàn)略
3月24日,，英特爾新任CEO帕特-基辛格宣布啟動“IDM2.0”戰(zhàn)略,。該戰(zhàn)略的主要內容包括：投資 200億美元在亞利桑那州建設兩座晶圓廠，用于提升產能并加大代工業(yè)務,。接下來英特爾還將組建獨立的代工服務部門,，意成為全球主要芯片代工商。
正如基辛格所說：“借助 'IDM2.0‘戰(zhàn)略,，英特爾將以其富有深度和廣度的軟硬件平臺設計出最好的產品,，并為代工客戶提供下一代工藝創(chuàng)新?！?/p>
碳化硅IDM企業(yè)基本半導體完成B輪融資
財聯社1月6日訊,，從基本半導體獲悉，近日,，該公司完成數億元人民幣B輪融資,，由聞泰科技領投，深圳市投控資本,、民和資本,、屹唐長厚、四海新材料等機構跟投,，原股東力合資本追加投資,。
第三代半導體快速成長，IDM模式成超車方向
有很多特殊的半導體產品更適用IDM而不是代工模式,，因為有些模擬器件沒有代工工廠（集成代工制造）足以勝任,。譬如5G通訊中用到的氮化鎵（GaN），5G射頻芯片必須用到第三代半導體,，僅快充芯片在中國市場就非常龐大,，這種高功率芯片做得好的有Skyworks（思佳訊）、Qorvo,、Sumitomo（住友）,、Murata（村田）、NXP（恩智浦）,、AVAGO（安華高）等,，都是IDM公司,。
國際IDM廠全面喊漲
雖然新冠肺炎疫情仍持續(xù)干擾全球市場，不過各大調研機構幾乎一致看好,，即2021年整體市場需求將優(yōu)于2020年水平,，再加上2020下半年消費、車用及5G等芯片拉貨量大增,，使國際IDM大廠接單量爆滿,，產能供給遠不及訂單量，有望推動2021年營運更上一層樓,。
IDM整車制造投資前景
?。?）投資評級
在新冠疫情的影響下，強勢拉動了電子消費品的需求,。北美半導體設備出貨指數創(chuàng)下歷史新高,，以半導體為代表的細分板塊在全球主要市場均呈現領先趨勢,，“缺芯漲價”幾乎成為貫穿全年的主題,。在這種情形下，IDM因其能夠保障生產節(jié)奏和供貨安全而被看好,。
從中長期的角度看,，新能源汽車的發(fā)展、5G技術的落地等可進一步拉動對電子元器件的需求,，并預計將在2021年持續(xù)看漲,。缺貨漲價態(tài)勢下，IDM的話語權會被重置,，IDM可憑借自有產能優(yōu)勢,，保證下游客戶供給，從而搶占市場,，建議關注英特爾,、三星、德州儀器的后續(xù)發(fā)展,。
?。?）風險因素
一是疫情影響反復，二是市場需求可能不及預期,。
2020年的疫情,，對產業(yè)發(fā)展節(jié)奏和市場需求產生了很大的影響。首先考慮2020年上半年,，因為在家工作與學習,，使得數據中心和云服務，以及筆記本電腦的相關芯片需求量暴增,，但手機市場則較為慘淡,。
而對比下半年,，疫情緩解，經濟復蘇,，消費者走出家門,，此時，手機市場又開始上漲,，與此同時,，上半年火爆的數據中心市場開始疲軟，相應的處理器和存儲芯片市場行情明顯不如上半年,。在這些紛繁復雜且難以預測的因素影響下,，相對于晶圓代工，IDM的業(yè)績時好時壞,，顯得沒那么穩(wěn)定,，這成為了投資的一大風險。
3.2 芯片設計
3.2.1 無晶圓廠特點
無晶圓廠（Fabless）主要是指不從事生產,、無半導體廠房的無廠半導體公司,。無晶圓廠公司依賴晶圓代工公司（如臺積電、聯電等晶）生產產品,，因此產能,、技術都受限于晶圓代工公司，但由于不必興建及運營晶圓廠,，很大程度降低了公司成本,。
3.2.2 無晶圓廠行業(yè)現狀
根據IC Insights發(fā)布的報告，預測2020年無晶圓廠的IC銷售額將達到全球總銷售額的32.9%,，創(chuàng)歷史新高,。銷售額增長率也有望達到22%，近1300億美元,。
2020年第三季度全球最大的五家無晶圓廠（分別是高通（Qualcomm）,，博通（Broadcom），英偉達（NVIDIA）,，聯發(fā)科（MediaTek）及超微半導體（AMD））,，其中英偉達、聯發(fā)科及超威的營收增長均超過了50%,。
相較而言,，IDM廠商2020年的增長額僅為6%。盡管其銷售額約為2670億美元,，約為無晶圓廠商的兩倍多,，但其增長速度近幾年明顯放緩，無晶圓廠商正在全力搶占市場,。
3.2.3 行業(yè)變化
芯片應用行業(yè)的不斷發(fā)展及新應用市場的興起,，不但推動了芯片設計行業(yè)的發(fā)展,，也為芯片設計提出了不少挑戰(zhàn)。如人工智能市場的出現,，要求芯片在處理能力,、內存延遲及實時連接等方面的提升；各公司爭奪的數據中心市場,，要求芯片能擁有更高的速度,、更低的延遲；智能汽車行業(yè)的發(fā)展則要求芯片擁有更高的良品率,、更低的錯誤等,。
3.2.4 投資風險
最大的風險在于代工廠供不應求。由于無晶圓廠沒有制造工廠,，所有的產品生產均依靠代工廠商,，在現有市場供不應求的情況下，不少無晶圓廠也出現了缺貨漲價等現象,。
如：博通通知客戶至少提前6個月的時間下訂單,；超微半導體多個產品也均顯示缺貨。同時由于貿易環(huán)境的原因,，使得一些公司轉單臺積電,，臺積電供不應求也使得一些無晶圓廠出現了缺貨現象,。
3.3 晶圓制造
3.3.1 晶圓制造技術概覽
晶圓制造是將設計版圖制成光罩,，將光罩上的電路圖形信息轉移至硅片上，在晶圓上形成電路的過程,。
晶圓的制造工藝雖然很復雜,，但絕對難度并不是很高。其核心難度在于半導體產品對晶圓的純度要求很高,，純度需要達到99.999999999%或以上,。而在進行硅的進一步提純工藝中，光刻技術的難度很高,，這是晶圓制造最大的一個門檻,，同時更突出表現在高端光刻機的全球短缺與壟斷。
3.3.2 2021年全球晶圓制造發(fā)展情況
晶圓市場的需求持續(xù)高漲,。根據IC Insights數據顯示,，2018年全球晶圓產能為1945萬片/月，預計到2022年全球晶圓產能將上升至2391萬片/月,，年復合增長率為5.3%,。
2021年第一季度晶圓制造行業(yè)收入增速約20%。2020年,，全球前五大廠商總產能占全球晶圓產能的54%,，前五大純晶圓代工廠（臺積電,、聯電、格芯,、中芯國際,、力晶）占全球晶圓產能的24%。
據估計,，2021年第一季度全球前十大晶圓代工廠營收將達225.9億美元,，同比增長20%。2021年第一季度全球晶圓代工產能緊張,，營收均同比有所增長,，近期各晶圓廠更需要重新調配產能供給以滿足汽車需求。
2021年供需缺口大幅攀升,，漲價有望延續(xù),。消費電子和汽車行業(yè)正在進入硅含量急速提升周期。盡管晶圓代工廠加大資本開支,，但大部分用于先進制程及12寸產能,。成熟制程擴產仍然較為緩慢，8寸仍是關鍵漲價環(huán)節(jié),。導致部分產品供需緊張有可能持續(xù)到2022年底甚至2023年,。
產能緊張導致晶圓制造商資本開支密集上升。2021年第一季度晶圓代工行業(yè)收入增速約20%,，產能滿載,。諸多晶圓制造商均已公開宣布將在2021~2023年之間進行大規(guī)模的半導體設備投資，AMAT展望,，全球正在踏入一輪新的10年以上的半導體投資周期,。
3.3.3 芯片短缺下晶圓制造特點
（1）終端企業(yè)恐慌性下單,，制造了虛高的訂單量,，在未來1到2年內可能使得晶圓供給大于晶圓需求。
?。?）全球分布式供應鏈受到沖擊,，供應鏈可能收縮。如：車企與手機廠商自制晶圓,，供應鏈趨向集中化,。
（3）以臺積電為代表的晶圓制造商紛紛漲價,，此舉調節(jié)了市場晶圓供需,，有利保障高端晶圓優(yōu)先生產。
（4）日本豐田汽車的業(yè)務連續(xù)性計劃（BCP）（維護供應鏈,，減少地震海嘯核電站事故影響）,，定期囤積關鍵零部件的舉動可能會被諸多終端企業(yè)效仿。如：大眾汽車嘗試跳過零部件供應商,，直接向芯片制造商采購芯片,，并建立芯片定期儲存制度。
?。?）晶圓行業(yè)龍頭優(yōu)勢明顯,，話語權持續(xù)提升。在原材料價格上漲,、代工產能緊張等因素的背景下,，龍頭廠商的優(yōu)勢愈發(fā)凸顯。龍頭能夠依靠規(guī)模優(yōu)勢,，獲得各方資源的傾斜,，有能力通過漲價平衡供需，同時還能保證交貨期,，形成良性循環(huán),，從而進一步擴大市占率，集中優(yōu)勢更加顯著,。
3.3.4 全球晶圓供需不平衡不充分原因概覽
?。?）全球疫情導致的晶圓廠商錯誤預判，芯片廠商或減產或停產（暴風雪,，防疫要求）,，或轉產（芯片利潤結構和需求結構改變，偏向消費電子）,。
?。?）晶圓生產周期長,，工藝復雜,，擴產難，行業(yè)壁壘高,。
?。?）以臺積電為代表的幾家供應商壟斷全球晶圓供應。
?。?）疫情以來,，消費電子和新能源智能汽車單車芯片需求量（種類和數量）極大升高。
3.4 半導體材料設備
3.4.1 半導體設備
前道工藝設備（晶圓加工設備）（光刻機,、刻蝕機,、薄膜沉積設備、清洗設備等），后道工藝設備（封裝測試設備）
圖為前道晶圓制造七大步驟：
3.4.2 全球設備廠商
全球半導體設備廠商主要集中在美國日本,、荷蘭,。
美國：AMAT、拉姆研究（LRCX）,、科天（KLAC）,、泰瑞達（TEL）
覆蓋設備：刻蝕機、離子注入機,、薄膜沉積設備,、掩模版制造設備、檢測設備,、測試設備,、清洗設備。
日本：東京電子,、DNS,、愛德萬、日立高新
覆蓋設備：刻蝕機,、薄膜沉積設備,、清洗設備、熱處理設備,、涂膠機,、顯影機、退火設備,、測試設備,、清洗設備、中低端光刻機（尼康,、佳能）,。
荷蘭：阿斯麥（光刻機龍頭）
3.4.3 2013-2021市場份額前五的設備公司（僅含美股公司）
到2020年市占率前五的設備公司分別為應用材料公司（AMAT）、拉姆研究（LRCX）,、阿斯麥（ASML）,、泰科電子（TEL）、科天（KLAC）
3.4.4 材料設備發(fā)展展望
根據SEMI年終報告顯示：2020年全球設備規(guī)模為689億美元,，同比增加16%,。5G、新能源汽車等行業(yè)的迅速發(fā)展必會帶動半導體行業(yè)不斷擴大,。
未來趨勢將呈現出：新材料推動半導體器件革新,，模塊化降低芯片設計門檻，以氮化鎵,、碳化硅為代表的第三代半導體迎來應用大爆發(fā),，6G，芯片制造商加速擴張戰(zhàn)略在AloT市場，AI+LoT=a lot人工智能技術+物聯網等等的趨勢,。
4. 芯片短缺的應對方案及未來產業(yè)發(fā)展
由于天災人禍頻發(fā),，加之半導體行業(yè)產能不足所導致的芯片荒現象，已經影響了諸多領域的生產,，行業(yè)內各家龍頭企業(yè)“八仙過?！保Ｍ茉谑袌錾险嫉孟葯C獲取優(yōu)勢地位,。
但目前而言,，各家公司無論是新建晶圓廠，還是“跨領域研發(fā)”都不能夠快速化解全球市場目前所面臨的棘手問題,，因而希望投資者們能夠理性觀望,。
但是無論是新晶圓廠的建造還是新領域的擴展，在半導體領域,，設備和材料都是不可或缺的,。
對投資者而言，與其猜測是因特爾能夠搶占先機,？還是臺積電可以快速擴產,？亦或是高通能早日得到研發(fā)成果？不如靜看行業(yè)內剛需的設備與材料,，尤其是材料公司顯得尤為關鍵,。
畢竟想要大量生產芯片一定離不開高品質的材料，所以就目前形勢而言AMAT,、LRCX,、ASML等材料與設備公司更加值得關注。
總體而言,，半導體產業(yè)是一個資金密集型,、技術密集型和人才密集型的高科技產業(yè)，也是支撐國民經濟和社會發(fā)展的基礎性,、戰(zhàn)略性和先導性產業(yè),。
受益于5G、消費電子,、新能源汽車等下游需求增長等因素的影響,，芯片短缺將為大部分半導體公司迎來較好的發(fā)展機會，對投資者亦如是,。