半导体缺货的危与机
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2020年之际，全球遭遇了新冠肆虐！导致全球缺芯涨价风波不断。那么缺货涨价潮起因如何，是什么打乱了半导体产业的节奏？供不应求趋势预计将持续多久？本文从供需两大角度详细拆解，并基于长期视角探讨半导体行业未来机遇。
● 景气度持续高涨，缺货涨价潮来袭
20年下半年以来，缺货涨价已成为半导体行业主旋律，缺芯甚至影响到下游终端市场正常运行。其中最严重的当属汽车市场，IHS预计二季度汽车减产将达130万辆。
与缺芯涨价潮随之而来的是全球半导体景气度的持续高涨，2021年1月全球半导体行业销售额同比增速高达13.2%。WSTS、Gartner、IC Insights等各大机构纷纷上修预期，IC Insights更是预计21年全球半导体市场增速有望达19%。
晶圆厂产能扩张，半导体设备持续维持高景气度。在全球缺芯泛滥之际，各大晶圆厂开始谋划产能扩张，台积电预计三年内投入1000亿美元增加产能。英特尔也斥资200亿美元新建两座晶圆厂。并进军代工业务，预计工厂将于2024年投产。海力士投资1060亿美元建厂，预计2025年建成投产。中芯国际公告称投资23.5亿美元，重点生产28nm及以上制程芯片。新一轮高资本开支预示各大晶圆厂看好后期景气度，半导体设备出货额也将持续维持强劲。
● 需求端：量化汽车、手机、矿机等下游市场及动力
各下游市场缺货存在各自结构性的原因。我们以最受关注的汽车与制能手机市场为例：
1） 汽车：断崖式缺货将缓解，长期紧张持续。车用MCU紧缺是造成汽车断崖式缺货的主要原因，目前全球约70%的车用MCU由台积电生产，顶级供应商对台积电依赖度高。2020年上半年，受疫情冲击汽车销量不佳，整车厂遵循JIT经营模式而大幅砍单，汽车芯片占台积电营收比例由5%~6%降至2%-3%。而下半年开始汽车销量反弹超预期，整车厂重启拉货，但由于供应难以快速恢复，远无法满足市场需求。
不过今年一季度起，台积电将以超级急单方式插单生产汽车芯片，预估三季度起汽车严重缺芯可能将逐步缓解，但长期来看车用MCU、IGBT等功率器件仍将维持供需紧平衡状态。
2） 智能手机：需求渐进复苏，各大厂商对21年指引乐观。2020年上半年受疫情扰动，手机市场销量不佳。下半年全球手机市场快速复苏，再加上华为被制裁事件，各大手机厂加大了备货力度。但由于SOC供应商的准备不足，手机出货仍不及预期。不过进入2021年，中低端机型的套片供给快速改善，依旧缺货的芯片主要有膜规机套片、CIS、电源芯片。
经历前面一季度的补库存浪潮后，当下手机市场需求端数据环比放缓，开始回归常态水平，展望后市，我们认为各大龙头厂商积极备货抢占市场蛋糕的动力不可忽视。当前各大手机厂的规划加总，一定程度上或超整体市场需求量。后续伴随着智能机竞争格局重回稳态，市场的不确定性将减弱。
3） 矿机：虚拟货币市场热潮汹涌，ASIC矿机、高端显卡供不应求。随着虚拟货币的价格持续走高，大量“旷工”投入资本进入挖矿市场。而ASIC矿机芯片采用先进制程生产，面临CPU、GPU产能竞争。除比特币外，以太坊等虚拟货币矿机仍以显卡矿机为主，在矿机与游戏电脑等需求推动下，高端显卡价格也出现暴涨现象。
● 供给端：产能为王，剖析各制程产能紧缺原因
与上一轮2017-2018年全球8英寸晶圆产能紧缺不同，本轮呈全线产能紧缺的态势。
5nm-7nm产能长期供不应求。由于高技术难度和研发成本居高不下，先进制程逐渐为少数晶圆厂垄断，目前仅有台积电、三星两家在7nm及以下工艺角逐。先进制程代工成为卖方市场，出于对高性能运算需求的驱使，一有更先进制程新产能爬出便遭萃果、高通、AMD、英伟达等瓜分，如PC、服务器、游戏机的CPU、GPU、矿机ASIC芯片等需求爆发，皆是5nm-7nm产能供不应求的关键推手。
10nm-20nm产能紧缺已有部分缓解。14nm主要用于生产4G手机处理器、服务器芯片、机顶盒芯片、安防芯片、物联网SOC等，且据©insights数据，10-20nm产能占比在38.4%，为各制程产能中最大占比。未来伴随着5G渗透率提升，4G手机需求亦将下行，该制程段的产能紧缺将进一步缓解。
40-65nm工艺长期维持供需紧平衡，需求爆发与挤出效应加剧产能紧缺。40-65nm工艺制程需求旺盛，下游囊括车载MCU、CIS、IOT通讯芯片、Nor Flash等众多下游市场，长期以来维持供需紧平所状态，而一旦有某市场需求快速爆发，便容易挤压整体产能造成缺货。进入21年以来，为缓解汽车严重缺货，台积电以超级急单方式插单生产汽车芯片，转移部分触控面板驱动IC和CIS用产能，导致CIS、WiFi蓝牙芯片、Nor flash等更为吃紧。
8英寸晶圆产能长期扩产不足，产能持续紧缺。8英寸主要用于生产模拟IC、功率器件、传感器芯片等，下游需求集中在汽车、工业、智能手机等。长期以来8英寸晶圆扩产力度较小，2016-2019年均复合增速在3.7%。且由于众多6英寸及以下尺寸晶圆厂被关闭或改建，增加8英寸晶圆产能负担。近两年来，8英寸主流晶圆厂产能利用率长期维持在90%以上。随着20年下半年以来各下游需求快速爆发，产能远不能满足供给。
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