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华金证券-半导体行业系列报告(三):晶圆代工篇,顺天应人,吉无不利-200602
2020-06-03 11:59:40  蔡景彦
研报摘要

  序言:在前面两份关于行业概述及存储器的研究报告中,大家认为在进入二十一世纪之后,半导体行业周期变化从“供给”驱动周期向“需求+库存”转移,而存储器成为行业库存波动的风向标,产品价格在一段时间内领先行业的波动方向,并且也能够为大家的必赢56net手机版带来前瞻性的引导。尽管观察行业指标可以发现行业周期变化的规律,但是大家仍然需要探讨其背后原因,晶圆代工成为大家找寻答案的细分领域。大家认为,以晶圆代工厂商的诞生和发展壮大过程与行业周期变化过程存在较好的时间吻合,并且其发展既是以台积电为代表的优秀企业开疆拓土,也是顺应了行业发展的内在需求。作为系列报告中的第三份,大家将会延续前篇的思路过程,希翼能够分享大家对于晶圆代工产业发展的认知,以及继续探求子行业及行业整体的投资机会。
  投资要点
  ◆晶圆代工产业起步顺天应人:晶圆代工行业由台湾地区的台积电作为行业标志性企业而发展起来,从起步和发展的过程看,集成电路厂商由于追随摩尔定律带来的资本开支撑续增加而选择将相关资产较重的业务外包,晶圆代工厂商顺应了这种产业发展需求,因此从台积电的收入和盈利的状况,始终处于相对较好的应力状态。尤其是在2000年前后以及2008年前后的互联网泡沫和金融危机中,资本负担使得更多的IDM厂商转向纯设计或者轻加工模式,这给了晶圆代工产业整体的发展机会。时至今日,晶圆代工的产业规模于半导体行业总规模相比持续增大,并且Fabless纯设计厂商的收入增速也高于IDM模式。
  ◆先进工艺和成熟工艺,未来晶圆代工细分发展:进入2017年之后,晶圆代工业务的发展逐步出现了分化细化的状况。一方面,追求摩尔定律的高集成度先进工艺制程主要剩下台积电、SAMSUNG、中芯国际少数几家,凭借雄厚的资本实力继续业务的推进。另一方面,以成熟工艺和特色工艺在各自细分市场中占据更加有利位置,通过可控的资本技术投入,获取更加理想的收入利润回报,也受到了很多厂商的关注,除了世界先进、华虹等企业外,UMC、格罗方德等也在逐步转型,中国大陆地区的相关投资也在持续增加。
  ◆半导体投资始终再探讨,明确趋势获得汇报更加可控:延续前篇报告中关于投资时钟探索的模式,大家首先通过“晶圆代工+国债收益率”分别代表的行业和资金面波动情况,研究美国资本市场和国内A股市场的行业超额收益率。其次,大家研究“晶圆代工+存储器”数据对产业发展过程进行切分,再次研究超额收益率。大家发现,美股市场的投资机会主要来自于行业上行(包括扩张和平稳)周期,资金面对于收益有着正面作用,而A股市场则在行业平稳期获得超额收益概率较高,2016年之后的市场收到资金面影响更加大一些。
  ◆投资建议:大家认为未来6~12个月晶圆代工行业和整体拥有投资机会,提升行业整体评级至“领先大市-B”,主要推荐标的包括港股市场的中芯国际(0981.HK)、以及国内A股市场的相关标的中长电科技(600584.SH),建议关注标的为华虹半导体(1347.HK)、华润微(688396.SH),通富微电(002156.SZ),华天科技(002185.SZ),太极实业(600667.SH)等。
  ◆风险提示:新冠疫情出现反复使得全球宏观经济形势超预期波动;国际贸易争端加剧影响全球经济及消费需求影响半导体产业终端需求;晶圆代工行业的投资及技术研发推进速度不及预期;国内半导体产业投资速度不及预期;
研报全文

华金证券-半导体行业系列报告(三):晶圆代工篇,顺天应人,吉无不利-200602

1/372020年06月02日行业研究●证券研究报告半导体行业深度分析顺天应人,吉无不利——半导体行业系列报告(三):晶圆代工篇序言:在前面两份关于行业概述及存储器的研究报告中,大家认为在进入二十一世纪之后,半导体行业周期变化从“供给”驱动周期向“需求+库存”转移,而存储器成为行业库存波动的风向标,产品价格在一段时间内领先行业的波动方向,并且也能够为大家的必赢56net手机版带来前瞻性的引导。

尽管观察行业指标可以发现行业周期变化的规律,但是大家仍然需要探讨其背后原因,晶圆代工成为大家找寻答案的细分领域。

大家认为,以晶圆代工厂商的诞生和发展壮大过程与行业周期变化过程存在较好的时间吻合,并且其发展既是以台积电为代表的优秀企业开疆拓土,也是顺应了行业发展的内在需求。

作为系列报告中的第三份,大家将会延续前篇的思路过程,希翼能够分享大家对于晶圆代工产业发展的认知,以及继续探求子行业及行业整体的投资机会。

投资要点◆晶圆代工产业起步顺天应人:晶圆代工行业由台湾地区的台积电作为行业标志性企业而发展起来,从起步和发展的过程看,集成电路厂商由于追随摩尔定律带来的资本开支撑续增加而选择将相关资产较重的业务外包,晶圆代工厂商顺应了这种产业发展需求,因此从台积电的收入和盈利的状况,始终处于相对较好的应力状态。

尤其是在2000年前后以及2008年前后的互联网泡沫和金融危机中,资本负担使得更多的IDM厂商转向纯设计或者轻加工模式,这给了晶圆代工产业整体的发展机会。

时至今日,晶圆代工的产业规模于半导体行业总规模相比持续增大,并且Fabless纯设计厂商的收入增速也高于IDM模式。

◆先进工艺和成熟工艺,未来晶圆代工细分发展:进入2017年之后,晶圆代工业务的发展逐步出现了分化细化的状况。

一方面,追求摩尔定律的高集成度先进工艺制程主要剩下台积电、SAMSUNG、中芯国际少数几家,凭借雄厚的资本实力继续业务的推进。

另一方面,以成熟工艺和特色工艺在各自细分市场中占据更加有利位置,通过可控的资本技术投入,获取更加理想的收入利润回报,也受到了很多厂商的关注,除了世界先进、华虹等企业外,UMC、格罗方德等也在逐步转型,中国大陆地区的相关投资也在持续增加。

◆半导体投资始终再探讨,明确趋势获得汇报更加可控:延续前篇报告中关于投资时钟探索的模式,大家首先通过“晶圆代工+国债收益率”分别代表的行业和资金面波动情况,研究美国资本市场和国内A股市场的行业超额收益率。

其次,大家研究“晶圆代工+存储器”数据对产业发展过程进行切分,再次研究超额收益率。

大家发现,美股市场的投资机会主要来自于行业上行(包括扩张和平稳)周期,资金面对于收益有着正面作用,而A股市场则在行业平稳期获得超额收投资评级领先大市-B上调首选股票评级600584长电科技买入-B00981中芯国际增持-A一年行业表现资料来源:贝格数据升幅%1M3M12M分析师蔡景彦SAC执业证书编号:S0910516110001caijingyan@huajinsc.cn021-20377068相关报告半导体:美国对HUAWEI制裁升级,国产半导体砥砺前行2020-05-17半导体:周而复始、砥砺前行——半导体行业系列报告(二):存储器篇2020-03-27半导体:格物致知、守正待时——半导体行业系列报告(一):概述及需求篇2018-12-12半导体:福建晋华存储器遭禁及停止合作,芯片国产化道路任重道远2018-11-01半导体:AI芯片的芯能探索向全局化、应用化深入2018-09-20-6%2%10%18%26%34%42%50%2019!-062019!-10半导体沪深300行业深度分析/37益概率较高,2016年之后的市场收到资金面影响更加大一些。

◆投资建议:大家认为未来6~12个月晶圆代工行业和整体拥有投资机会,提升行业整体评级至“领先大市-B”,主要推荐标的包括港股市场的中芯国际(0981.HK)、以及国内A股市场的相关标的中长电科技(600584.SH),建议关注标的为华虹半导体(1347.HK)、华润微(688396.SH),通富微电(002156.SZ),华天科技(002185.SZ),太极实业(600667.SH)等。

◆风险提示:新冠疫情出现反复使得全球宏观经济形势超预期波动;国际贸易争端加剧影响全球经济及消费需求影响半导体产业终端需求;晶圆代工行业的投资及技术研发推进速度不及预期;国内半导体产业投资速度不及预期;内容目录一、核心投资逻辑..............................................................................................................................................5二、晶圆代工诞生到壮大:顺天应人,时来天地皆同力....................................................................................7行业深度分析/37(一)起步:岁在丁卯,台积电诞生扩张顺天应人.....................................................................................7(二)发展:时来同力,亚洲晶圆代工多地开花......................................................................................10三、晶圆代工再细化发展:吉无不利,短长肥瘦各有态..................................................................................14(一)先进制程:台积电鳌头独占,SAMSUNG中芯壮志待酬...........................................................................14(二)特色工艺:环肥燕瘦,细分市场竞争步步为营...............................................................................16(三)指引作用:春江水暖鸭先知............................................................................................................19四、投资再论:投资时钟中晶圆代工节奏........................................................................................................23(一)台积电的标杆指引:美股与A股的节奏.........................................................................................23(二)时钟再论:结合观察存储器及晶圆代工的引导价值........................................................................28五、投资建议...................................................................................................................................................301、中芯国际(0981.HK).................................................................................................................312、长电科技(600584.SH).............................................................................................................32六、风险提示...................................................................................................................................................33七、附录..........................................................................................................................................................341、晶圆加工的主要工序....................................................................................................................342、主要工艺相关设备........................................................................................................................35图表目录图1:台积电的发展历程(1987~2019).........................................................................................................7图2:台积电年度收入规模及增速(1991~2019)..........................................................................................7图3:台积电年度毛利率及净利润(1991~2009)..........................................................................................7图4:全球半导体行业收入规模及资本开支(1982~2019)............................................................................8图5:Intel的资本开支(1991~2019)............................................................................................................8图6:AMD的资本开支(1991~2019)...........................................................................................................8图7:全球半导体行业规模增速v.s.台积电收入规模增速(1998Q1~2019Q4)..............................................9图8:摩尔定律的晶体管集成度演变..................................................................................................................9图9:台积电和Intel在工艺制程技术上的演进过程对比..................................................................................10图10:全球半导体市场规模v.s.全球晶圆代工市场规模(2010~2019).......................................................11图11:AMD的资本开支占收比(1991~2019)............................................................................................12图12:AMD的研发投入占收比(1991~2019)............................................................................................12图13:全球Fabless收入规模与v.s.全球IDM收入规模(1999~2017)......................................................12图14:全球其他地区半导体销售增速v.s.亚太(除日本)增速........................................................................13图15:亚太地区半导体销售占比(2019年).................................................................................................13图16:台积电与Intel在先进制程技术节点上的推进对比................................................................................14图17:中芯国际的发展历程(2000~2019).................................................................................................15图18:中芯国际与台积电的先进工艺技术节点对比........................................................................................15图19:SAMSUNG电子与台积电的先进工艺技术节点对比........................................................................................16图20:全球晶圆代工行业的营收排名和占比...................................................................................................16图21:MCU、模拟器件和分立器件的市场规模及增速....................................................................................17图22:全球半导体行业市场规模占比(2019)...............................................................................................17图23:部分模拟、MCU厂商研发、资本开支以及盈利能力情况.....................................................................17图24:世界先进与华虹半导体年收入增速(2012~2019)............................................................................18图25:世界先进与华虹半导体季度收入增速(2015Q1~2020Q1).................................................................18图26:世界先进与华虹半导体年净利率(2011~2019)...............................................................................18行业深度分析/37图27:世界先进与华虹半导体季度净利率(2014Q1~2020Q1)....................................................................18图28:世界先进与华虹半导体资本开支规模占比(2011~2019).................................................................18图29:世界先进与华虹半导体研发费用占比(2011~2019)........................................................................18图30:台积电三个月移动平均月度收入增速v.s.全球半导体销售规模三个月移动平均值增速.........................20图31:联电、世界先进三个月移动平均月度收入增速v.s.全球半导体销售规模三个月移动平均值增速...........20图32:台积电营收季度同比v.s.全球半导体销售规模季度同比........................................................................20图33:中芯国际营收季度同比v.s.全球半导体销售规模季度同比....................................................................20图34:台积电月度营收增速v.s.存储器价格变动.............................................................................................21图35:台积电月度收入增速变动与美国2年期国债收益率波动(2009.1~2020.03).....................................23图36:台积电月度收入增速变动与中债2年期国债收益率波动(2009.1~2020.03).....................................26图37:台积电月度营收增速v.s.存储器价格变动(2009.1~2020.3)............................................................28图38:中芯国际过往3年季度营业收入及增长率............................................................................................31图39:中芯国际过往3年季度净利润率及增长率............................................................................................31图40:长电科技过往3年季度营业收入及增长率............................................................................................32图41:长电科技过往3年季度净利润率及增长率............................................................................................32图42:集成电路工艺的核心工序.....................................................................................................................34图43:以形成N-Well为例的半导体工艺流程.................................................................................................34表1:主要推荐标的估值一览表.........................................................................................................................6表2:亚洲主要地区的晶圆代工业务建设发展..................................................................................................10表3:传统半导体厂商在2008年后逐步退出晶圆制造业务的情况..................................................................11表4:除台积电以外的传统晶圆代工厂商先进制程投资放缓............................................................................14表5:中国大陆地区半导体行业投资扩张的规划..............................................................................................19表6:周期波动中晶圆代工增速及存储器价格变动..........................................................................................21表7:不同行业状况下标普500、费城指数的区间收益率................................................................................24表8:美国国债收益率与台积电月度收入波动对于时间周期的划分.................................................................24表9:不同行业及资金状况下标普500、费城指数的区间收益率.....................................................................24表10:不同行业及资金状况下标普500、费城指数的区间超额收益月数.........................................................25表11:不同行业状况下沪深300、申万半导体指数的区间收益率....................................................................26表12:中国国债收益率与台积电月度收入变动对于时间周期的划分...............................................................26表13:不同行业及资金状况下沪深300、申万半导体指数的区间收益率.........................................................27表14:不同行业及资金状况下沪深300、申万半导体指数的区间超额收益月数..............................................27表15:周期波动中晶圆代工增速及存储器价格变动........................................................................................29表16:行业变动周期不同阶段费城半导体指数以及申万半导体指数相对收益率..............................................29表17:主要推荐标的估值一览表.....................................................................................................................30表18:生产工艺主要供应商............................................................................................................................35行业深度分析/37一、核心投资逻辑延续前两份系列报告的研究框架,本报告继续对行业发展的周期性波动进行预期和投资机会进行探索,基于的基本面信息来源半导体晶圆代工行业的发展规律。

大家认为,大需求周期波动中小库存周期嵌入其中,上一篇中存储器的价格可以作为库存波动的指示性指标,而对于终端需求变动敏感的晶圆代工厂商的数据信息,则是本篇中对于库存波动周期的另一个重要指标。

大家通过结合上述两个指标研判行业的周期过程,并且基于上述结论,探究在海外和国内市场,尤其是二级市场的投资机会。

主要结论如下:整体行业展望:周期性回升会迟到,但不会缺席从两个指标的结合看,产业未来6~12个月行业尽管在新冠疫情影响下上行过程受到延迟,但上行趋势仍然可以确定,从2019年下半年开始,晶圆代工的核心供应商台积电的月度数据已经进入到上行过程,而存储器价格则在2019年末开始回升,尽管新冠疫情影响下,两个信号均出现了波动,但是无论是对于需求还是库存的与其看,行业逐步进入回升只是会受到短期的扰动而不是趋势性的改变。

晶圆代工未来趋势:进一步细分,先进工艺/特色工艺环肥燕瘦晶圆代工从发展到现在的30多年来,核心推动力来自于基于摩尔定律的集成度提升使得晶圆加工的投资规模持续增大,资本实力相对较弱的厂商逐步通过代工外包生产的方式来经营,而2000年前后的互联网泡沫以及2008年的金融危机,促进了这种外包生产模式的加速渗透,也使得台积电为代表的厂商持续做大。

从2017年之后,随着晶圆代工新建厂房追求先进工艺所需的投入持续增加,更多的晶圆代工厂商也逐步选择暂停新工艺的投入。

未来,大家认为先进工艺将是台积电、SAMSUNG和中芯国际持续追求的目标,而更多厂商将会在成熟工艺/特色工艺的细分市场,占据各自的定位。

投资机会:行业周期上行中选择合适的时点一方面,大家研究了晶圆代工基本面信息结合资本市场资金面情况变化的结果,美国市场在过去10年时间内由晶圆代工产业所显示出来景气周期,无论是资金层面如何变动都能够获得较好的超额收益概率。

国内A股市场在2016年之后受到自资金层面的影响更加大一些,行业基本面的变动略低。

另一方面,大家结合晶圆代工和存储器数据对行业周期进行划分,大致分为“复苏-扩张-平稳-收缩”的周期循环,从美股市场看,扩张期和平稳期是获取收益的良好时间,国内A股则更加偏向于能够稳健确认的平稳期。

基于上述的行业判断,大家认为未来6~12个月晶圆代工行业和整体拥有投资机会,提升行业整体评级至“领先大市-B”,主要推荐标的包括港股市场的中芯国际(0981.HK)、以及国内A股市场的相关标的中长电科技(600584.SH),建议关注标的为华虹半导体(1347.HK)、华润微(688396.SH),通富微电(002156.SZ),华天科技(002185.SZ),太极实业(600667.SH)等。

行业深度分析/37表1:主要推荐标的估值一览表代码名称市值PE(2019)PE(2020E)PE(2021E)PB重点推荐0981.HK中芯国际9225346421.9600584.SH长电科技47453578483.7建议关注*1347.HK华虹半导体1971622171.1*688396.SH华润微487122103765.0002156.SZ通富微电2671,39774524.4002185.SZ华天科技36212674544.7600667.SH太极实业2423936303.5资料来源:Wind,华金证券研究所(截至2020年5月22日收盘,*采用市场一致预期,港股采用港元为单位)风险提示:新冠疫情出现反复使得全球宏观经济形势超预期波动;国际贸易争端加剧影响全球经济及消费需求影响半导体产业终端需求;晶圆代工行业的投资及技术研发推进速度不及预期;国内半导体产业投资速度不及预期;行业深度分析/37二、晶圆代工诞生到壮大:顺天应人,时来天地皆同力半导体晶圆代工商业模式的开创由台湾积体电路制造股份有限企业(简称“台积电”)开始,张忠谋凭借其对半导体行业深刻的认知和台湾政府的支撑,台积电整体发展过程相对较为顺利。

固然张忠谋的见识和运筹是开创行业的重要因素,但是从行业的角度看,电路设计和晶圆加工两个环节的分离,代工模式逐步与传统IDM(IntegratedDeviceManufacturer,整合部件供应商)分庭抗礼也是大势所趋,不仅是台积电,包括台湾、中国大陆、新加坡、马来西亚等亚洲各地的半导体晶圆代工业务纷纷出现,继日本、韩国通过存储行业进入全球半导体竞争版图后,亚洲半导体业务再次把握了突破的机遇。

(一)起步:岁在丁卯,台积电诞生扩张顺天应人晶圆代工的创始在台积电,因此大家首先观察台积电的发展历程。

台积电在1987年2月创立于台湾新竹科学园区,其创始人张忠谋也被尊为台湾的半导体教父。

图1:台积电的发展历程(1987~2019)资料来源:台积电官网、网易财经、搜狐科技、华金证券研究所台积电开创了半导体行业一种全新的商业模式,尽管在早期的几年中不可避免的面临对于全新商业模式的客户接受度挑战、经营管理摸索前行、行业标准模糊不清等各类困难,但是在经过较大调整后获得英特尔的认证认可后,台积电随后的发展相对较为顺利。

图2:台积电年度收入规模及增速(1991~2019)图3:台积电年度毛利率及净利润(1991~2009)资料来源:台积电年报,Wind,华金证券研究所资料来源:台积电年报,Wind,华金证券研究所行业深度分析/37从台积电披露的年报业绩数据可以看到的是,从1991年开始的信息显示,台积电保持了在年度收入方面持续的快速成长,在过去29年内,仅有2001年和2009年出现了下降的情况。

盈利能力方面则更是重要的指标,毛利率基本保持在40%以上,仅有5年低于这一水平,净利润率则是平均在30%以上。

盈利能力从最初形成规模后就能够实现高位水平,并且持续保留下来,显示了企业强大的竞争力,即使从整个半导体行业来看,台积电也是处于高盈利的状态。

尽管晶圆代工从产业模式上更加接近传统制造业的高资本投入和相对较高的人员劳动力成本投入,而非科技企业相对较高的研发投入和无形资产规模,但是台积电能够持续保持快速的规模成长以及盈利能力,显示其业务存在强大的稀缺性。

大家认为,台积电所开创的晶圆代工产业模式,以及由此开始的产业分工合作模式“顺天应人”,快速发展也顺理成章。

台积电及其代表的晶圆代工模式首先解决的是产业中资金的问题。

图4:全球半导体行业收入规模及资本开支(1982~2019)资料来源:ICInsights,Wind,华金证券研究所从图中大家可以看到,半导体行业收入规模扩张和资本开支扩张基本处于同步推进的过程,尽管增速有所波动但资本开支总规模整体是大幅度提升的,与行业规模对比来看基本维持在25%左右。

根据ICInsight速度数据,从1982年到2019年的37年时间内,半导体行业资本开支规模年复合增长率为10.4%,2019年整体规模达到了1,023亿美金。

图5:Intel的资本开支(1991~2019)图6:AMD的资本开支(1991~2019)资料来源:Intel财报,Wind,华金证券研究所资料来源:AMD财报,Wind,华金证券研究所行业深度分析/37整体规模的大幅增加的情况下,单个生产厂房项目投入规模方面尽管有差异,但是在2000年之后也达到了亿美金的数量级上,大规模的资本投入限制了更多的初创型厂商的进入。

上图中大家看到,即使是以AMD(超微半导体)这种体量的厂商,在资本投资方面也显得举步维艰,而仅有体量更加庞大的Intel能够保持持续的投入规模。

晶圆代工通过将大规模资本投入于生产线的任务接过来,为初创型企业提供一个更加灵便的机会来实现在产品设计方面的想法,并以最快的速度进入到消费市场中,获取潜在超额收益,进而实现业务规模的扩张。

这种商业模式就有了滋生发展额土壤。

图7:全球半导体行业规模增速v.s.台积电收入规模增速(1998Q1~2019Q4)资料来源:Wind,台积电季度报告,华金证券研究所大家可以观察到半导体行业的周期性波动对于台积电的发展往往起到了正面的推动作用,正是由于在产业下行周期中,终端产品厂商受到自身经营情况恶化的挑战,主动或者被动减少资本开支的规模,而增加对于代工业务的需求,给台积电带来的扩大业务规模的机遇。

2001年的互联网泡沫破灭以及2008年的全球金融危机之后,台积电均展现了更为强劲的收入规模恢复速度,并且其收入规模的波动也趋缓,下行过程优于行业整体。

台积电的代工模式另外还解决了一个产业技术标准的问题。

图8:摩尔定律的晶体管集成度演变行业深度分析/37资料来源:搜狐科技,华金证券研究所众所周知,摩尔定律对于行业发展有着指引作用,过往Intel一直被视为最为坚定的践行者,但是进入到21世纪之后,台积电在工艺制程中稳步而有效的推进摩尔定律的应用,逐步在工艺制程的先进性标杆竞争中从跟随、分庭抗礼再到引领。

图9:台积电和Intel在工艺制程技术上的演进过程对比资料来源:ICInsights,台积电官网,搜狐科技,eefocus.com,csdn.net,华金证券研究所如前所述,台积电在成立之初依靠通过Intel的严苛认证获得了行业市场的认可,到后来能够领先Intel挑战更为先进的制程工艺,一方面离不开台积电一贯秉承的技术追求,另一方面,大家认为其代工模式来作为行业标准的引领着也能够更加有效的获得行业其他厂商的认可。

晶圆代工厂商的工艺技术标准能够更大范围的获得芯片设计企业的认可,并且在工艺制程上享受更为平等的竞争环境,反过来也能更加推动台积电的发展。

(二)发展:时来同力,亚洲晶圆代工多地开花台积电开创的晶圆代工业务模式获得成功,从两个方面影响着行业发展的变化趋势:一方面亚洲(除了日本以外)半导体产业通过效仿台积电建立生产基地承接晶圆代工业务,以及封装测试外包业务的方式,在全球化的趋势中获得了自身定位;另一方面,传统半导体厂商持续向轻资产的设计企业转型,为晶圆代工和封装测试外包业务提供了更多的需求。

供需两端均在推动以晶圆代工和封装测试为业务模式的分工合作方式转化,推动产业链全球化。

而产业链全球化最终的而结果也使得产业投资更加均匀,即大家在系列报告(一)中提及的产业周期有“供给驱动”向“需求+库存”驱动的转变。

首先,台积电带来的晶圆代工模式在台湾、中国大陆、韩国以及东南亚地区迅速迎来了追随者,对于亚洲半导体行业的发展起到了重要的推动作用。

表2:亚洲主要地区的晶圆代工业务建设发展地区企业成立时间台湾联华电子股份有限企业1980年世界先进积体电路股份有限企业1994年12月中国大陆中芯国际集成电路制造有限企业2000年4月上海华虹NEC电子有限企业1997年7月上海先进半导体制造股份有限企业1988年10月韩国东部高科半导体1997年东南亚新加坡特许半导体1987年资料来源:搜狐科技、东部半导体官网、联电官网、华金证券研究所行业深度分析/37亚洲晶圆代工半导体企业的起步发展基本在21世纪交替的前后,尽管随后的发展曲线不尽相同,并且台积电在半导体晶圆代工行业的地位无人可以撼动,但是越来越多的政府、资本的参与使得行业整体的影响力持续扩大。

图10:全球半导体市场规模v.s.全球晶圆代工市场规模(2010~2019)资料来源:ICInsights,摩尔精英,华金证券研究所晶圆代工的市场规模相比于全球半导体产业的市场规模比例持续增大,显示这一业务模式的重要性和影响力正在持续加大。

正如大家前面叙述的那样,亚洲半导体产业钟情于晶圆代工和封装测试来扩大产业链中的地位是处于新进入者的选择,客观上推动了产业的全球化布局。

另一方面大家也可以看到,半导体行业的周期性波动尤其是在金融危机为代表的下行过程中,越来越多的欧美、日本厂商则通过将制造业务剥离以降低运营资金压力,将更多的资源集中到相对投入规模较小的设计开发中,通过保持研发投入来维持常识产权等无形资产来保持竞争力。

而剥离出来的生产制造相关实体,或直接关停或出售给亚洲的经营者实现资源优化,从另一方面也增加了晶圆代工的需求。

表3:传统半导体厂商在2008年后逐步退出晶圆制造业务的情况厂商时间概述AMD2008年收购ATI等大规模支出,AMD将晶圆厂卖给了阿布扎比的ATICIBM2014年将旗下晶圆厂出售给格罗方德,并给予15亿美金补贴Atmel2007~2009年分别将其英国、德国等地的晶圆厂出售给包括TSMC在内的买家富士通2017-2018年分别将8寸线和12寸线出售给安森美和联电IDT2009年与台积电合作进行晶圆生产,旗下晶圆厂逐步关闭或寻求出售Cypress2017年出售位于美国明尼苏达布卢明顿(Bloomington)的晶圆厂资料来源:电子发烧友,eefocus.com,网易,eepw,华金证券研究所根据ICInsights的研究统计看,从2009~2017年间,全球共有92做晶圆厂停产或者改变用途,其中日本、美国是主要的关厂地区,业务模式上也有更多的传统IDM厂商向Fabless(无晶圆厂)或者Fab-lite(轻晶圆厂)转型,除了大家上述罗列的部分厂商外,包括TI、Infineon、STM、瑞萨、Freescale、NXP等均在晶圆厂上做出了部分调整,以期改善经营状况,尽管没有完全出售相关业务。

行业深度分析/37大家仍然以AMD作为一个参考来看,AMD分别于2008年和2015年出售了自身晶圆制造和封装测试业务模块,转型成为一家纯设计厂商,尽管在一段时间内受制于没有非常有效的晶圆加工支撑,AMD在与Intel和Nvidia的竞争处于不利状况,但是其在资金层面的可支配性增加,使得其在研发投入方面的扩张,逐步在AI和显卡领域获得了市场的认可。

图11:AMD的资本开支占收比(1991~2019)图12:AMD的研发投入占收比(1991~2019)资料来源:AMD财报,华金证券研究所资料来源:AMD财报,华金证券研究所AMD的案例是从IDM向纯设计类的Fabless模式转变的过程,而高通、HUAWEI海思、苹果、赛灵思等从设立就是Fabless的厂商则充分受益于晶圆代工行业的快速发展。

图13:全球Fabless收入规模与v.s.全球IDM收入规模(1999~2017)资料来源:statista,icinsights,摩尔精英,华金证券研究所可以看到的是,纯设计的Fabless模式在行业的发展速度更快也更为稳健。

考虑大家在前一份报告中提到的,存储器厂商以IDM为主,并且收入规模约为1,000亿美金,因此在非存储器领域内中,Fabless与IDM厂商已经基本实现了平分秋色的状况。

需要指出的是,在上述统计中以TI、NXP、STMicro等既拥有自身的晶圆制造和封装测试能力又将一部分产品通过外包生产的厂商,其收入仍然被视为IDM业务的收入规模,因此实际通过“Fabless+Foundry+OSAT”的分工合作模式生产的产品会更为显著。

商业模式上的变革带来了两个显著的行业变化,一方面一直是大家之前叙述的产业全球化加深,另一方面则是说明了系列报告一中关于产业周期的变革。

行业深度分析/37首先,根据SIA的数据大家可以看到,亚太地区(不包括日本在内)的半导体销售收入规模增长速度整体而言高于其他地区,而2019年亚太地区(不包括日本在内)的总收入占比也达到了63.1%,全球影响力显而易见。

图14:全球其他地区半导体销售增速v.s.亚太(除日本)增速图15:亚太地区半导体销售占比(2019年)资料来源:Wind,华金证券研究所资料来源:Wind,华金证券研究所晶圆代工兴起更为深远的影响在于全球化分工后,半导体行业的周期性波动也发生了明显的变化。

IDM业务模式的占比降低削弱了产能供给对于产业冲击影响,而终端需求则成为了行业波动的核心影响力。

行业深度分析/37三、晶圆代工再细化发展:吉无不利,短长肥瘦各有态晶圆代工行业顺应了产业发展需求而获得了过去近30年的长足发展。

未来,大家可以观察到,晶圆代工行业也在进一步向细分方向发展。

以台积电为代表的追求先进制程由于高额的资本需求目前仅剩下台积电、SAMSUNG和中芯国际仍然在孜孜不倦的拓展,Intel仍然维持其IDM的模式,而包括UMC、格罗方德、TowerJazz、世界先进、华虹宏力等均更多关注于各自擅长的细分领域内,追求业务扩张与投资回报中更加理想的性价比。

另外,由于晶圆代工行业在产业中的影响力持续加大,作为终端需求厂商的上游供应商,对于行业中短期的景气度波动也有着良好的直营作用,成为大家观察行业走势的重要参考指标。

(一)先进制程:台积电鳌头独占,SAMSUNG中芯壮志待酬晶圆代工行业对于先进制程的追求是其发展的重要基石,为纯设计的Fabless厂商提供能够与IDM匹配或者超越的技术能力是能够持续获得客户拥戴的核心竞争力,这种比拼基本上市台积电与Intel之间的竞争。

从进入到22nm以后,台积电开始实现了技术节点上的领先,对于晶圆代工业务模式有着积极地的意义。

图16:台积电与Intel在先进制程技术节点上的推进对比资料来源:ICInsights,台积电官网,搜狐科技,eefocus.com,csdn.net,华金证券研究所大家在之前的叙述中已经阐述过从2011年之后,摩尔定律已经基本很难持续推进下去,但是台积电的先进制程推进仍然是最接近摩尔定律的要求的。

正是凭借其在技术制程上孜孜不倦的追求,其他晶圆代工厂商正在逐步脱离节奏。

台积电既是具备先发优势的“优等生”,又在先进工艺投入“最为努力”,那么其在行业中鳌头独占的地位无人可以撼动。

表4:除台积电以外的传统晶圆代工厂商先进制程投资放缓企业时间概述联华电子2017年2017年9月,联华电子表示暂停先进制程开发,专注提升28纳米和14纳米制程的竞争力。

1年后,宣布放弃12nm制程开发。

格罗方德2018年2018年8月,格罗方德宣布将无限期地暂停7nm制程工艺的开发,以便将资源转移到更加专业的14nm和12nmFinFET节点的持续开发上。

资料来源:搜狐科技,摩尔资讯,华金证券研究所在UMC和格罗方德相继宣布放缓先进制程的布局(大家目前认为其为“放缓”而非完全“放弃”),台积电诱人的盈利能力和行业话语权,使得其身后仍然有追随者力图将其拉下王座。

中国大陆地区的中芯国际始终是一个孜孜不倦的追随者,而韩国半导体巨头SAMSUNG则是从2017年宣布进入晶圆代工行业中后,显示出了强大的竞争力。

行业深度分析/37中芯国际是目前中国大陆地区先进制程和工艺的领导者,从2000年成立以来,中芯国际定位于先进工艺的应用领域。

图17:中芯国际的发展历程(2000~2019)资料来源:eefocus,中芯国际官网,华金证券研究所中芯国际的发展历程基本上可以分为三个阶段,其创始人张汝京从2000年建立到2009离开的10年为第一阶段,之后2009年到2017年为第二阶段,2017年中芯国际引进梁孟松作为其联席CEO,重点负责开发先进工艺制程,可以认为是企业发展的第三阶段。

根据目前可以看到的公开资料显示,中芯国际在先进制程技术上的推进基本是跟随台积电的布局,在2017年进入第三阶段后,企业在技术上的步伐有加快的迹象,尽管目前仍然离开台积电存在两代以上的差距,但不可否认的是凭借中国大陆地区的近年来对于集成电路产业的政策倾斜,中芯国际正在加快其追随的步伐。

图18:中芯国际与台积电的先进工艺技术节点对比资料来源:eefocus,中芯国际官网,台积电官网,华金证券研究所如果说中芯国际在过去20年始终在亦步亦趋的追随着产业发展路径的话,那么韩国半导体巨头SAMSUNG电子在2017年5月宣布将其代工业务部门从系统LSI部门独立出来,全面推进半导体晶圆代工则成为行业内不可忽视的事件。

SAMSUNG的晶圆代工业务起始于2005年,由于其在半导体存储器行业中的大规模投入和行业竞争地位,使得SAMSUNG其在晶圆代工业务的拓展速度并不吸引眼球。

尽管在中芯国际之前引进梁孟松行业深度分析/37博士给SAMSUNG晶圆代工业务在工艺制程上的发展带来的快速的突进,但是由于集团定位等原因,2017年以前的SAMSUNG晶圆代工业务始终处于相对低调的位置。

图19:SAMSUNG电子与台积电的先进工艺技术节点对比资料来源:搜狐科技、SAMSUNG官网,华金证券研究所2017年之后,随着UMC和格罗方德逐步退出先进工艺投资,而SAMSUNG则高调宣布扩张晶圆代工业务,从上图看到SAMSUNG在14nm以下的节点上已经具备了强大的竞争实力,并且企业在客户渠道方面也保持了与高通、苹果等一线厂商的长期合作关系。

图20:全球晶圆代工行业的营收排名和占比资料来源:Trendforce,搜狐,eefocus,华金证券研究所目前,全球纯晶圆代工企业的营收和份额占比看,台积电依然无可争议的独占鳌头,由于SAMSUNG除晶圆代工外还有其他业务,如果按照2019年企业公布的晶圆代工的收入规模看,SAMSUNG的晶圆代工业务能够在行业中位于第二的位置。

从之前的技术工艺能力和市场规模对比看,尽管中芯国际凭借大陆的良好资源、SAMSUNG拥有集团强大的支撑,晶圆代工业务短期看他们仍然是处于壮志待酬的阶段。

(二)特色工艺:环肥燕瘦,细分市场竞争步步为营行业深度分析/37在前一段中大家了解到以UMC、格罗方德等相继宣布退出了先进制程的投资布局,仅剩下台积电、SAMSUNG和中芯国际坚持推进。

通过在已有成熟工艺方面的投入,提升产品性价比及竞争力,由先进制程转向细分市场的策略也是由来已久。

通常,大家将不以摩尔定律微引导尺寸缩小的半导体工艺称为“特色工艺”。

从需求上看,特色工艺的市场应有前景广泛,具备了吸纳更多企业在各自特色领域内做精做强的基础。

摩尔定律引导的先进工艺核心的应用领域是在核心处理器芯片(主要是电脑、服务器的CPU和移动终端的应用处理器SoC)和存储器上。

在模拟类、MCU、OSD(Optical-Sensor-Discrete,光电-传感-分立器件)等领域内,制程先进性要求较低,是特色工艺应用的主要市场。

生产线方面,8英寸和12英寸均有各自的应用环境,甚至在一些领域内6英寸产线也仍然在使用。

图21:MCU、模拟器件和分立器件的市场规模及增速图22:全球半导体行业市场规模占比(2019)资料来源:Wind,SIA,华金证券研究所资料来源:Wind,SIA,华金证券研究所从上图中大家看到,包括MCU、模拟电路和分立器件三个领域占整体市场的份额接近50%,并且其发展速度更加稳健,为特色工艺应用提供了基础。

更加值得关注的是,与先进工艺相比,目前特色工艺在晶圆代工业务模式上渗透率相对较低,传统逻辑器件除了Intel之外,主要厂商基本采用“设计-代工-封测”的分工合作模式,而在模拟器件、MCU、分立器件的供应商中,仍然有较多的生产由本企业的生产线生产。

图23:部分模拟、MCU厂商研发、资本开支以及盈利能力情况资料来源:企业财报,雅虎财经,Wind,华金证券研究所从上表中可以看到的是,以模拟器件、MCU、功率器件等为主要业务的厂商在研发投入和资本开支方面的双重需求使其在毛利率等水平上低于逻辑器件Fabless的厂商,未来随着总体投入规模的扩大,更多的将生产制造等易于标准化的环节外包成为合理的选择。

行业深度分析/37需求端对于特色工艺的潜在驱动力可以预期,供给端同样具备了可行的发展机会。

大家观察台湾半导体代工厂商世界先进和大陆半导体代工厂商华虹半导体的业绩变化为例,研究特色工艺为主的晶圆代工企业经营变化的情况。

图24:世界先进与华虹半导体年收入增速(2012~2019)图25:世界先进与华虹半导体季度收入增速(2015Q1~2020Q1)资料来源:华虹财报,世界先进财报,华金证券研究所资料来源:华虹财报,世界先进财报,华金证券研究所首先大家观察企业的收入变化情况,无论是年度收入还是季度收入的波动幅度看,特色工艺厂商的波动相对较小,显示行业的稳定性和整体客户的粘性更具优势。

图26:世界先进与华虹半导体年净利率(2011~2019)图27:世界先进与华虹半导体季度净利率(2014Q1~2020Q1)资料来源:华虹财报,世界先进财报,华金证券研究所资料来源:华虹财报,世界先进财报,华金证券研究所可以预期的是,特色工艺的供应商在盈利能力方面的波动性也相对较小,一方面在需求端的稳定性带来了企业的经营管理方面可预期性更加理想,另一方面也可以看到由于制程的成熟度相对较高,在设备投入资本开支层面以及研发投入规模层面特色工艺厂商相对较小,成为成本控制方面的优势。

图28:世界先进与华虹半导体资本开支规模占比(2011~2019)图29:世界先进与华虹半导体研发费用占比(2011~2019)资料来源:华虹财报,世界先进财报,华金证券研究所资料来源:华虹财报,世界先进财报,华金证券研究所行业深度分析/37大家再观察华虹半导体的发展历程,作为国内半导体行业发展的重要“九〇九”工程建立的企业之一,华虹半导体成立之初与当时全球半导体龙头厂商之一日本NEC合作,旨在建立先进工艺产线,但是在适应终端需求的驱使下,华虹半导体从智能卡、功率器件的产品代工逐步形成了以特色工艺为核心的业务发展方向,在全球的竞争中占据了重要的位置。

前段论述中大家认为中芯国际作为中国大陆地区先进工艺制程发展的厂商,在资本方面和资源投入方面将会有较大规模的支撑,中国大陆半导体发展中寻求更多在特色工艺路线的突破成为了更加理想的机会。

表5:中国大陆地区半导体行业投资扩张的规划厂商时间产线项目地点华虹半导体2018年3月12英寸特色工艺产线,总投资约25亿美金,工艺等级90-65纳米、月产能约4万片无锡中芯国际2018年5月8英寸特色工艺产线,首期投资58.8亿元人民币,聚焦于微机电(MEMS)和功率器件绍兴积塔半导体2018年8月8英寸和12英寸特色工艺产线,总投资359亿元人民币,重点面向工业控制和汽车电子、电力能源等高端应用,规划月产能6万片的8英寸和5万片12英寸生产线上海临港士兰微2018年10月12英寸特色工艺产线,总投资170亿元人民币,根据规划,第一条12英寸生产线总投资70亿元、工艺线宽90nm,达产规模8万片/月厦门粤芯半导体2019年3月12英寸特设工艺产线,总投资70亿元人民币,规划月产能4万片,产品包括微处理器、电源管理芯片、模拟芯片、功率分立器件等广州资料来源:搜狐科技、elecsfans.com,华金证券研究所大家认为,从行业发展的规律和条件看,特色工艺与先进工艺均具备了重要的市场地位,即使是在台湾半导体代工产业中,能够持续不断的进行先进工艺开发的厂商也仅剩下了台积电一家,由此两个模式的结合才是一个地区积极发展晶圆代工并形成综合竞争力的保障,“环肥燕瘦”,同步稳步建立完善的体系对于中国大陆的半导体产业环节整体将会有积极正面的作用。

(三)指引作用:春江水暖鸭先知在之前论述晶圆代工的发展历程大家可以看到,这一商业模式的核心是对于资本开支的需求转移,通过规模效应将金额日趋庞大的资本投入发挥到最优效率。

随着晶圆代工的规模持续做大,形成“设计-代工-封测”的分工模式占据主流方式后,从产业链上作为半导体产业需求的上游供应商,晶圆代工厂商业务规模的变动就能够以“春江水暖鸭先知”的模式成为了行业整体波动的指引性指标。

首先先观察台积电月度收入数据与行业市场的整体收入的变动关系,大家认为,作为芯片设计企业上游核心的代工供应商,客户从下单到产品交付需要1-3月不等的时间,因此台积电的月度收入变化情况应当能够对终端需求起到指引作用。

行业深度分析/37图30:台积电三个月移动平均月度收入增速v.s.全球半导体销售规模三个月移动平均值增速资料来源:Wind,台积电财报,华金证券研究所从行业月度收入的三月同比数据对照,借助统计工具大家可以发现,台积电三个月月度同比与SIA公布的行业月度收入同比数据在延迟两个月之后获得了较高的相关系数,从上图直观看到台积电对于行业整体趋势的预期在底部回升的过程中将更为显著。

再结合世界先进、联华电子作为规模相对小一些的供应商来看,大家观察进入到2011年之后随着晶圆代工的市场影响力日趋增加,并且台积电的标杆效应得到了行业市场的追随后,二线供应商的波动与行业的趋势有着更加紧密的联系。

图31:联电、世界先进三个月移动平均月度收入增速v.s.全球半导体销售规模三个月移动平均值增速资料来源:Wind,联电财报、世界先进财报、华金证券研究所台企月度数据的波动趋势作为半导体产品的供应商,能够有效指引行业变动的趋势,大家再从结合季度数据的变化,增加中芯国际作为中国大陆半导体厂商的代表厂商。

图32:台积电营收季度同比v.s.全球半导体销售规模季度同比图33:中芯国际营收季度同比v.s.全球半导体销售规模季度同比行业深度分析/37资料来源:Wind,台积电财报,华金证券研究所资料来源:Wind,中芯国际财报,华金证券研究所如大家之前分析的一致,以台积电和中芯国际两家厂商的销售收入波动趋势看,晶圆代工厂商的季度收入波动基本可以领先行业一个季度的样子,尤其显著的是从底部回升的过程中,台积电具备了非常明显的指引作用。

回顾大家系列中前一份报告,采用存储器的价格波动作为行业的前瞻性指标预测行业的未来景气度变动趋势,而在本报告中大家则采用晶圆代工厂商的收入规模波动作为指标进行预测,两者背后的逻辑存在差异,因此大家将其结合起来观察。

图34:台积电月度营收增速v.s.存储器价格变动资料来源:Wind,台积电财报、华金证券研究所大家将两者数据叠加可以获得一些对于行业指引作用的信息,大家的基础逻辑是以台积电为代表的晶圆代工厂商月度营收增速显示了行业需求的变化过程,而存储器价格则是对于行业库存波动的指引,因此观察2009年以来的两个可以观察的周期波动看:表6:周期波动中晶圆代工增速及存储器价格变动周期行业状况晶圆代工收入波动存储器价格复苏需求提升+库存维持低位增速提升价格低位平稳扩张需求提升+库存增加保持增长,增速放缓价格上行平稳需求平稳+库存平稳保持增长,增速平稳价格高位平稳/小幅下降收缩需求下降+库存减少增速放缓至负增长价格下降资料来源:华金证券研究所行业深度分析/37从图中较为完整的两个周期中大家看到,当台积电收入增速与存储器价格同时呈现提升的情况下(尽管时间前后略有差异,但趋势可以确定),行业处于较为理想的复苏过程,而两者同时处于下降的状况则显示了行业下行状况明显。

从目前的数据趋势看,从2019年下半年开始,台积电收入增速和存储器价格均处于复苏的过程中,并且时间长度上仅经过了2-3个季度,考虑到新冠疫情的影响,大家判断,行业本轮的复苏周期持续时间可能会略长于前两次的复苏周期。

结合在前一系列报告中,关于设备出货量、晶圆出货量等先行指标的判断(具体参考前系列,此处不做赘述),行业市场复苏过程可以较好的确认。

行业深度分析/37四、投资再论:投资时钟中晶圆代工节奏在前述的研究中大家可以看到以台积电为代表的晶圆代工企业月度和季度的营收变动可以对行业的整体景气度起到指引作用,本章节中大家进一步分析行业市场波动规律与二级市场投资之间的关联性,在上一份系列报告(存储器篇)的基础上,继续探寻半导体行业的投资时钟以及相应投资机会。

大家研究的市场仍然是美国资本市场半导体行业以及中国A股市场半导体行业投资机会,分为两个部分进行:1)结合资本市场的资金变动情况(通过国债收益率来表征),以及行业的景气度指标(以台积电月度收入变动表征),观察行业的持续持有和短期持有两种策略状况下的相对收益率;2)结合台积电的月度收入变动和存储器价格变动状况,将行业的周期进行细分,研究不同行业状况下市场的持续持有策略,在相对收益和绝对收益中的投资机会。

从结论上看,美国市场的投资机会与行业的景气周期波动具备较为良好的相关性,基本符合大家对于成熟行业市场带来投资机会的预期,而国内A股市场对于行业较为理想的投资机会在于确定性较高的事情,在行业存在不确定性的情况下,资金影响更为显著。

(一)台积电的标杆指引:美股与A股的节奏大家运用上一篇报告中关于行业周期性波动和资本市场资金面变动趋势来研究行业投资机会,与之前一致,大家会分别研究美国资本市场和中国A股市场的投资机会。

本次选取的参数包括台积电月度营收三个月移动平均值的同比变化来代表晶圆代工行业波动,美国市场分别选取2年期国债收益率、美国费城半导体其指数(SOX)、标普500指数,国内A股市场则选择中债2期国债收益率、申万半导体指数以及沪深300指数。

首先大家先来关注美国市场,以台积电收入增速与国债收益率将过去的时间进行划分。

图35:台积电月度收入增速变动与美国2年期国债收益率波动(2009.1~2020.03)资料来源:Wind,台积电月度收入公告,华金证券研究所行业深度分析/37根据上图中台积电的收入变动,大家基本认为行业经历了4个周期波动(第一个和最后一个周期属于不完整周期),因此按照价格变动划分的行业周期为:1)营收规模持续扩张趋势,行业上行:2009年1月至2010年4月、2012年3月至2015年3月,2016年5月至2018年5月;2019年6月至2020年3月;2)营收规模持续放缓趋势,行业下行:2010年5月至2012年2月、2015年4月至2016年4月,2018年6月至2019年5月。

大家主要考察美股市场的行业走势预期,因此仅比较费城半导体指数与标普500指数,首先仅考虑行业市场的影响。

表7:不同行业状况下标普500、费城指数的区间收益率行业状况时间段标普500费城半导体指数超额收益率趋强2009.1~2010.4+31.4%+77.2%+45.8%2012.3~2015.3+51.4%+64.0%+12.6%2016.5~2018.5+31.0%+113.7%+82.7%2019.6~2020.3(6.1%)+16.5%+22.6%趋弱2010.5~2012.2+15.1%+12.8%(2.3%)2015.4~2016.4(0.1%)(7.2%)(7.1%)2018.6~2019.5+1.7%(6.0%)(7.7%)资料来源:Wind,华金证券研究所从上表中看到当台积电所显示的行业上行和下行过程中,行业指数与市场指数之间的区间相对收益率从方向性上与行业状况完全吻合,行业走强预示下行业指数获得正向超额收益率,反之则为超额负向收益率。

如前系列中的类似,大家再增加国债收益率曲线月度波动作为资金面松紧指标,基本上可以把过去11年的分为3个部分,在2016年8月之前处于宽松期,2016年9月起至2018年12月为收紧过程,2019年1月则再次回归到宽松预期。

表8:美国国债收益率与台积电月度收入波动对于时间周期的划分时间台积电月度营收三个月平均同比带来行业预期国债收益率带来的货币市场预期2009.1~2010.4扩张趋势、上行预期宽松预期2010.5~2012.2放缓趋势、下行预期宽松预期2012.3~2015.3扩张趋势、上行预期宽松预期2015.4~2016.4放缓趋势、下行预期宽松预期2016.5~2016.8扩张趋势、上行预期宽松预期2016.9~2018.5扩张趋势、上行预期收紧预期2018.6~2018.12放缓趋势、下行预期收紧预期2019.1~2019.5放缓趋势、下行预期宽松预期2019.6~2020.3扩张趋势、上行预期宽松预期资料来源:Wind,华金证券研究所在增加考虑资金状况对于行业市场的潜在影响大家认为,整体而言资金宽裕程度的影响力相对较小,仅在市场趋弱的情况下,资金面的宽松与收紧对于相对收益率产生影响。

表9:不同行业及资金状况下标普500、费城指数的区间收益率行业状况资金状况时间段标普500费城半导体指数超额收益率行业深度分析/37趋强宽松2009.1~2010.4+31.4%+77.2%+45.8%宽松2012.3~2015.3+51.4%+64.0%+12.6%宽松2016.5~2016.8+5.1%+24.2%+19.1%收紧2016.9~2018.5+24.6%+72.1%+47.5%宽松2019.6~2020.3(6.1%)+16.5%+22,6%趋弱宽松2010.5~2012.2+15.1%+12.8%(2.3%)宽松2015.4~2016.4(0.1%)(7.2%)(7.1%)收紧2018.6~2018.12(7.3%)(16.2%)(7.9%)宽松2019.1~2019.5+9.8%+12.2%+2.4%资料来源:Wind,华金证券研究所与前一系列中类似,大家在考虑以月度超额收益率的概率来寻找在不同的行业状况和资金条件下,美国半导体市场整体的投资机会。

表10:不同行业及资金状况下标普500、费城指数的区间超额收益月数行业状况资金状况时间段费城半导体指数超额收益月数趋强宽松2009.1~2010.4跑赢月/总月数跑输月/总月数宽松2012.3~2015.3跑赢月/总月数跑输月/总月数宽松2016.5~2016.8跑赢月/总月数跑输月/总月数收紧2016.9~2018.5跑赢月/总月数跑输月/总月数宽松2019.6~2020.3跑赢月/总月数跑输月/总月数趋弱宽松2010.5~2012.2跑赢月/总月数跑输月/总月数宽松2015.4~2016.4跑赢月/总月数跑输月/总月数收紧2018.6~2018.12跑赢月/总月数跑输月/总月数宽松2019.1~2019.5跑赢月/总月数跑输月/总月数资料来源:Wind,华金证券研究所从上表中大家看到,短期月度超额收益的概率也是基本符合行业情况的影响。

在行业市场处于趋强周期中,整体的月度相对正收益概率为64.8%,而趋弱周期中正收益概率为48.9%,存在显著差异。

如果在考虑资金状况的话,“行业趋强+资金宽松”获取超额正收益概率为62.7%,而资金收紧的情况下为71.4%,基本没有影响。

“行业趋弱+资金宽松”获得超额正收益概率为50.0%,而资金收紧则为42.9%。

总结而言,美国市场半导体行业整体收益率获取超额收益,以及月度获取超额收益的概率均基本上和台积电作为标杆的市场状况一致。

类似的,大家采取同样的方式研究国内A股市场的走势情况。

行业深度分析/37图36:台积电月度收入增速变动与中债2年期国债收益率波动(2009.1~2020.03)资料来源:Wind,台积电月度收入公告,华金证券研究所仅考虑行业状况的情况下,国内A股市场申万半导体指数区间收益率与沪深300对比如下表所示。

表11:不同行业状况下沪深300、申万半导体指数的区间收益率行业状况时间段沪深300申万半导体指数超额收益率趋强2009.1~2010.4+50.9%+151.6%+100.7%2012.3~2015.3+53.8%+138.0%+84.2%2016.5~2018.5+20.5%+5.5%(15.0%)2019.6~2020.3+1.6%+68.7%+67.1%趋弱2010.5~2012.2(14.1%)(21.7%)(7.6%)2015.4~2016.4(22.1%)(6.3%)+15.8%2018.6~2019.5(4.5%)(1.0%)+3.5%资料来源:Wind,华金证券研究所国内A股市场得区间收益率与行业得状况略有差异,偶其实在进入到2015年之后,区间相较于市场整体得超额收益率与台积电所显示的行业趋势存在一定偏差。

大家在考虑资金面影响下的波动变化,采用中债2年期国债收益率作为指标参考。

表12:中国国债收益率与台积电月度收入变动对于时间周期的划分时间台积电月度营收三个月平均同比带来行业预期国债收益率带来的货币市场预期2009.1~2010.4扩张趋势、上行预期收紧预期2010.5~2011.8放缓趋势、下行预期收紧预期2011.9~2012.2放缓趋势、下行预期宽松预期2012.3~2012.9扩张趋势、上行预期宽松预期2012.10~2013.10扩张趋势、上行预期收紧预期2013.11~2015.3扩张趋势、上行预期宽松预期2015.4~2016.4放缓趋势、下行预期宽松预期2016.5~2017.12扩张趋势、上行预期收紧预期2018.1~2018.5扩张趋势、上行预期宽松预期2018.6~2019.5放缓趋势、下行预期宽松预期行业深度分析/372019.6~2020.3扩张趋势、上行预期宽松预期资料来源:Wind,华金证券研究所采用与美国市场类似的观察方法研究区间超额收益情况表13:不同行业及资金状况下沪深300、申万半导体指数的区间收益率行业状况时间段沪深300申万半导体指数超额收益率趋强收紧2009.1~2010.4+50.9%+151.6%+100.7%宽松2012.3~2012.9(12.9%)(14.8%)(1.9%)收紧2012.10~2013.10+3.5%+39.9%+36.4%宽松2013.11~2015.3+70.7%+99.9%+29.2%收紧2016.5~2017.12+27.7%+19.3%(8.4%)宽松2018.1~2018.5(5.7%)(11.6%)(5.9%)宽松2019.6~2020.3+1.6%+68.7%+67.1%趋弱收紧2010.5~2011.8(7.2%)(1.7%)+5.5%宽松2011.9~2012.2(7.5%)(20.4%)(12.9%)宽松2015.4~2016.4(22.1%)(6.3%)+15.8%宽松2018.6~2019.5(4.5%)(1.0%)+3.5%资料来源:Wind,华金证券研究所从区间收益率的角度看,在考虑了资金面的影响后大家认为在时间划分上2016年下半年后资金面对于行业区间超额收益率的影响逐步加大,而之前则是以行业基本面波动为主要因素,尽管整体而言,超额收益率的可预期性相对较弱。

同样大家再观察短期月度超额收益概率在不同资金面和行业状况下的数据。

表14:不同行业及资金状况下沪深300、申万半导体指数的区间超额收益月数行业状况时间段申万半导体指数超额收益月数趋强收紧2009.1~2010.4跑赢月/总月数跑输月/总月数宽松2012.3~2012.9跑赢月/总月数跑输月/总月数收紧2012.10~2013.10跑赢月/总月数跑输月/总月数5/13宽松2013.11~2015.3跑赢月/总月数跑输月/总月数收紧2016.5~2017.12跑赢月/总月数跑输月/总月数宽松2018.1~2018.5跑赢月/总月数跑输月/总月数宽松2019.6~2020.3跑赢月/总月数跑输月/总月数趋弱收紧2010.5~2011.8跑赢月/总月数跑输月/总月数宽松2011.9~2012.2跑赢月/总月数跑输月/总月数宽松2015.4~2016.4跑赢月/总月数跑输月/总月数行业深度分析/37宽松2018.6~2019.5跑赢月/总月数跑输月/总月数资料来源:Wind,华金证券研究所从上表中大家看到,短期月度超额收益的概率在行业市场处于趋强周期中,整体的月度相对正收益概率为56.8%,而趋弱周期中正收益概率为46.8%,存在显著差异。

如果在考虑资金状况的话,“行业趋强+资金宽松”获取超额正收益概率为56.4%,而资金收紧的情况下为57.1%,与大家直观的认知有所差异。

“行业趋弱+资金宽松”获得超额正收益概率仅为41.9%,而资金收紧则为56.3%,与直观预期的差异更为显著。

在叠加了资金面的数据后的仍然与大家的预期有所差异,与持仓期整体状况类似的是,2016年下半年类似于市场的分水岭,之前行业基本面的影响力更大,而之后资金面的影响逐步加剧。

总结来看,由台积电月度收入增速波动所预示的行业基本面变动状况对于国内A的指引作用仍然可以从持续持有和月度短期持有中获取,但是相对的收益预期将会低于美国市场,并且在进入到2016年下半年后,资金面的影响将会更加显著。

(二)时钟再论:结合观察存储器及晶圆代工的引导价值上述投资机会关注于台积电作为晶圆代工厂商对于投资机会的指引作用,并结合资金面的情况进行判断。

以晶圆代工厂商的收入规模波动来作为参考依据,其核心逻辑是本报告中对于晶圆代工厂商波动能够反应行业整体需求的先行指标,回顾上一篇系列报告中,大家以存储器行业产品价格波动作为行业先行指标,是基于行业市场库存波动来对未来进行预期。

在前序章节中,大家已经探讨过结合上述两个指标对行业景气度进行预判,此处大家将对投资机会进行探寻。

大家研究的变量指标为台积电月度收入增速、DRAM的价格、NANDFlash的价格,分别关注美国和中国资本市场的行业指数收益率,分别研究绝对收益率和相对市场整体指数的收益率。

图37:台积电月度营收增速v.s.存储器价格变动(2009.1~2020.3)资料来源:Wind,台积电财报,华金证券研究所根据大家前期在行业景气度预期的指引作用分析中大家可以看到,在过去较为完整的两个周期中上述数据基本表现出了与行业商业逻辑可以说明的变化规律,此处大家将上述时间端用更加量化的模式进行细分如下:行业深度分析/37表15:周期波动中晶圆代工增速及存储器价格变动周期行业状况时间节点时间长度复苏需求提升+库存维持低位2012.1~2012.99个月2016.3~2016.86个月2019.6~2020.310个月扩张需求提升+库存增加2012.10~2013.912个月2016.9~2017.59个月平稳需求平稳+库存平稳2009.1~2010.214个月2013.10~2015.318个月2017.6~2018.613个月收缩需求下降+库存减少2010.3~2011.1215个月2015.4~2016.211个月2018.7~2019.511个月资料来源:Wind,台积电财报,华金证券研究所由于在此处仅考虑行业市场指标,因此与之前参考市场资金面情况不同的是,大家此处仅考虑持续持有的收益率状况,而不在考虑短期持有的收益概率。

表16:行业变动周期不同阶段费城半导体指数以及申万半导体指数相对收益率周期行业状况时间节点标普500SOX相对收益率沪深300SW半导体相对收益率复苏需求提升+库存维持低位2012.1~2012.914.6%4.9%(9.7%)(2.2%)(6.4%)(4.2%)2016.3~2016.811.7%28.4%16.7%12.9%8.6%(4.3%)2019.6~2020.3(5.8%)17.5%23.3%1.6%68.7%67.1%扩张需求提升+库存增加2012.10~2013.917.4%28.4%11.0%5.1%46.3%41.3%2016.9~2017.511.0%35.3%24.2%4.6%(18.0%)(22.5%)平稳需求平稳+库存平稳2009.1~2010.224.0%60.4%36.4%80.5%166.1%85.6%2013.10~2015.323.3%43.4%20.1%68.2%91.0%22.9%2017.6~2018.612.5%21.1%8.6%0.9%14.5%13.6%收缩需求下降+库存减少2010.3~2011.1213.9%7.5%(6.3%)(28.5%)(21.4%)7.1%2015.4~2016.2(6.6%)(11.2%)(4.6%)(27.2%)(7.0%)20.2%2018.7~2019.52.6%0.1%(2.5%)3.4%3.2%(0.2%)资料来源:Wind,华金证券研究所从上表中大家可以看到,美国半导体行业在扩张期和平稳期都能够获得绝对收益和相对的超额正收益,复苏期的绝对收益率也比较理想,相对收益率可以期待,仅在2012年的复苏期中相对收益为负数,其他都能保持在较好水平。

国内半导体市场投资略复杂一些,持续绝对和相对正收益的时期在平稳期,即市场处于较好确定性的情况下,半导体板块的投资获得市场共同的认可。

在复苏期和扩张期两个行业上行的过程中,在前两个完整周期中,A股半导体指数绝对收益率呈现此消彼长,而相对收益率仅在2012年10月至2013年9月的周期中呈现了正收益,其他均为负收益,A股的投资者在行业不确定较大的时期选择观望为主。

收缩过程的绝对收益率并不理想,考虑到由于半导体行业的周期性波动与宏观经济的波动越来越高的相关性(参考系列报告的第一份),收缩周期伴随市场整体处于下行,因此相对收益存在波动。

行业深度分析/37五、投资建议根据前面对于行业市场的分析与判断,行业整体而言,大家认为在2020年行业整体处于上行过程中,从台积电为代表的晶圆代工制造的月度营收和存储器价格的变动都显示行业具备上行的趋势。

短期来看,由于新冠肺炎疫情对宏观经济及终端需求的影响,行业受到较多的扰动,中期的状况看,大家认为行业将会逐步从复苏期进入到扩张期。

基于上述判断,大家对于行业未来6-12个月的投资机会保持乐观,考虑到在“行业回暖+资金宽松”的背景下,行业市场具备了投资机会,提升行业评级“领先大市-B”投资建议。

个股投资建议方面,大家分两个方向进行投资推荐:1)晶圆代工子版块:中芯国际(0981.HK)能够获得资本及政策层面的持续支撑,拓展其在全球市场中的竞争力;2)行业上行周期:从行业所显示的上行预期中,大家仍然坚持前期的观点,上行周期利好行业整体投资机会,其中国内封装测试行业具备了全球市场竞争力,因此大家推荐行业龙头厂商长电科技(600584)。

表17:主要推荐标的估值一览表代码名称市值PE(2019)PE(2020E)PE(2021E)PB重点推荐0981.HK中芯国际9225346421.9600584.SH长电科技47453578483.7建议关注*1347.HK华虹半导体1971622171.1*688396.SH华润微487122103765.0002156.SZ通富微电2671,39774524.4002185.SZ华天科技36212674544.7600667.SH太极实业2423936303.5资料来源:Wind,华金证券研究所(截至2020年5月22日收盘,*采用市场一致预期,港股以港元为单位)另外,大家建议关注标的包括华虹半导体(1347.HK)、华润微(688396.SH),通富微电(002156.SZ),华天科技(002185.SZ),太极实业(600667.SH)等。

行业深度分析/371、中芯国际(0981.HK)核心关注点:1)国内晶圆代工龙头厂商,收益行业周期上行预期:1)企业作为国内晶圆代工行业的龙头企业,有望充分享受行业市场周期性上行的预期,产能利用率提升带来盈利能力的持续上行,并且已经在过去3个季度逐步体现;2)随着国内终端产业链格局逐步完善和成熟,国内半导体行业代工需求也持续增加,利好国内产业链。

2)先进制程持续推进,产业政策支撑力度增加:1)企业从2017年开始全力推进先进制程14nm的量产进度并且在全年下半年实现了量产突破,企业计划未来通过国内资本市场科创板上市融资,进一步支撑下一代先进工艺的开发和量产计划;2)伴随芯片国产化诉求的持续提升,国家产业政策持续加码,对于产业链完整度和整体成熟度都有积极的影响,企业作为行业龙头企业,有望受益于中央及地方政府政策的支撑。

主要财务数据:企业2020年一季度业绩报告,营业收入同比增长35.5%为9.05亿美金,毛利率同比提升7.6个百分点为25.8%,归属于上市企业股东的净利润为6,416万美金,同比增长422.8%。

2019年全年实现营业收入31.2亿美金,同比下降7.3%,毛利率20.6%,同比下降1.6个百分点,归属母企业净利润为2.35亿美金,同比增长75.1%,每股净利润0.04美金。

图38:中芯国际过往3年季度营业收入及增长率图39:中芯国际过往3年季度净利润率及增长率资料来源:Wind,华金证券研究所资料来源:Wind,华金证券研究所盈利预测及投资建议:大家预测企业2020年至2022年每股收益分别为0.04、0.05和0.06美金。

净资产收益率分别为2.6%、2.7%和3.1%,给予增持-A建议。

风险提示:中美贸易科技争端影响企业需求及技术革新;先进制程技术升级及产能扩张速度不及预期;成熟工艺市场竞争影响盈利能力。

行业深度分析/372、长电科技(600584.SH)核心关注点:1)国内封装测试的龙头厂商,有望受益行业上行周期:1)企业作为国内晶圆封装测试行业规模最大、全球收入规模前三的厂商,在封测领域内拥有技术、渠道、产能的竞争优势,行业整体的上行预期利好;2)中国大陆地区的半导体扩张受到产业政策支撑,晶圆代工的产能扩张推动本地封测需求提升;3)封测行业供需关系改善,并购整合过程带来产能向头部厂商集中。

2)并购整合逐步完成,盈利能力受惠于核心客户的增量:1)企业从2014年底收购星科金朋后通过过去几年的整合资源和管理层人员调整,逐步进入到稳定效率持续提升的环境中,盈利能力也在持续提升;2)企业在国内外一线终端品牌和通信设备供应商中占据了重要的份额,在技术和订单持续行上均获得市场认可,未来有望持续受惠于核心客户的增量提升。

主要财务数据:企业2020年一季度业绩报告,营业收入同比增长26.4%为57.1亿元,毛利率同比提升5.0个百分点为13.1%,归属于上市企业股东的净利润为1.3亿元,同比扭亏。

2019年全年实现营业收入235.3亿元,同比下降1.4%,毛利率11.2%,同比下降0.2个百分点,归属母企业净利润为8,866.3万元,同比扭亏为盈,每股净利润0.06元。

图40:长电科技过往3年季度营业收入及增长率图41:长电科技过往3年季度净利润率及增长率资料来源:Wind,华金证券研究所资料来源:Wind,华金证券研究所盈利预测及投资建议:大家预测企业2020年至2022年每股收益分别为0.38、0.62和0.92元。

净资产收益率分别为4.7%、7.1%和9.5%,维持买入-B建议。

风险提示:疫情影响智能终端需求不及预期;先进制程产能拓展不及预期;产业竞争导致产品价格变动。

行业深度分析/37六、风险提示新冠疫情出现反复使得全球宏观经济形势超预期波动;国际贸易争端加剧影响全球经济及消费需求影响半导体产业终端需求;晶圆代工行业的投资及技术研发推进速度不及预期;国内半导体产业投资速度不及预期;行业深度分析/37七、附录晶圆代工行业是半导体芯片生产的主要过程,通过对于半导体材料(主要是硅基)进行多种工艺操作的组合,最终将电路图在半导体基板上完成功能的物理实现。

目前,大家主要的集成电路工艺为“平面工艺”,“3D工艺”则作为更为先进的工艺制程,在特定的应用场景下使用。

1、晶圆加工的主要工序对于晶圆加工而言,尽管产品从投入到成型出品需要经过几百到几千道工序,但是其中的核心生产工艺过程是一个持续重复的过程。

图42:集成电路工艺的核心工序资料来源:华金证券研究所整理对于平面化工艺来说,通过“薄膜材料层生长–光刻刻蚀形成图案–扩散注入改变材料特性”的循环往复,使得每一层材料可以获得相应的电学物理特性,进而实现功能。

图43:以形成N-Well为例的半导体工艺流程资料来源:搜狐科技,华金证券研究所行业深度分析/372、主要工艺相关设备半导体生产工艺中,各类生产设备是实现相关工艺制程的关键因素,也是决定工艺制程能够达到高度的极限。

表18:生产工艺主要供应商工艺设备全球主要供应商国内供应商Diffusion(扩散)Oxidation(氧化)氧化炉TokyoElectron、AppliedMaterials北方华创Lithography(光刻)Coating(涂胶)Exposure(曝光)Development(显影)涂胶/显影机光刻机AppliedMaterials、ASML、Canon、TokyoElectron、JEOL、Nikon;上海微电子、芯源微Etch(刻蚀)DryEtch(干刻)WetEtch(湿刻)PRStrip(剥胶)Wet(清洗)等离子刻蚀机湿法清洗机去胶机AppliedMaterials、LAMResearch、Hitachi、TokyoElectron、Mattson中微企业、北方华创、屹唐半导体、盛美半导体、至纯科技、芯源微Implant(离子注入)离子注入机RTA(快速热退火)LampAnneal(灯退火)RTP退火设备退火灯AppliedMaterials、Nissin、Invetac、SEN凯世通(万业企业)Deposition(薄膜淀积)CVD(化学汽相淀积)PVD(物理汽相淀积)ALD(原子层淀积)ECD(电化学电镀)PECVD、LPCVD、MOCVD、ECD、Sputter、AppliedMaterials、CanonAnelva、SemicoreEquipment\HitachiKokusaiElectric中微企业、北方华创、沈阳拓荆CMP(抛光)CMPCMP设备AppliedMaterials、Ebara华海清科、电科装备Inspection(检测)MaskInspection(光罩检测)WaferInspection(硅片检测)E-Beam检测光学显微镜(OM)SEM(二次电子显微镜)KLA-Tencor、AppliedMaterials、LasertecCorporation、HermesMicrovision中科飞测、睿励科学、上海精测资料来源:半导体行业联盟(ITTBANK)、Technavio、华金证券研究所行业深度分析/37行业评级体系收益评级:领先大市—未来6个月的投资收益率领先沪深300指数10%以上;同步大市—未来6个月的投资收益率与沪深300指数的变动幅度相差-10%至10%;落后大市—未来6个月的投资收益率落后沪深300指数10%以上;风险评级:A—正常风险,未来6个月投资收益率的波动小于等于沪深300指数波动;B—较高风险,未来6个月投资收益率的波动大于沪深300指数波动;分析师声明蔡景彦声明,本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格,勤勉尽责、诚实守信。

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行业深度分析/37本企业具备证券投资咨询业务资格的说明华金证券股份有限企业(以下简称“本企业”)经中国证券监督管理委员会核准,取得证券投资咨询业务许可。

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