芯片行业薪酬乱象,人才缺口超20万,是利好还是泡沫?



2022年7月7日


2021年,中国半导体产量比2020年增长33.3%,在全球芯片产能比例上提升至15%。


《2022年人才趋势报告》显示,2022年跳槽薪酬涨幅榜上,芯片行业薪水涨幅居首,超过50%,当前芯片人才缺口超过20万人。国内大部分985院校都成立了集成电路学院,集成电路专业人才需求旺盛,工资水涨船高......


以上就是目前中国芯片半导体产业的现状。



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作为前瞻性的、战略性的高新行业,半导体行业在我国占据重要地位。尽管美国正在对我国半导体全方位实行技术封锁,但是在十四五规划和2035年远景目标的统筹指导下,一场全产业链国产化替代风潮正愈演愈烈。当前新生力量正不断迸发能量,由此也引申出了越来越多的半导体企业及相关需求。


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半导体行业现状



全球半导体行业


短期内,行业景气度依旧呈上升趋势;


长期看,全球半导体行业规模长期需求增长,根据预测,半导体行业收入规模预计直至2025年将达到约4.5%的复合增长率。



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   宏观景气度


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   短期景气度




半导体芯片在电子产品的计算性能、连接感知、存储扩容等方面发挥着独一无二的作用。


根据Statista,在2001年至2020年,全球半导体销售额增长了3.2倍,复合增长率达到6%,全球范围内个人电脑的普及和智能手机的快速发展,是此前半导体行业的最大推动力。


根据SIA数据,2021年全球半导体市场总额为5560亿美元,绝大多数半导体需求是由消费者最终购买的产品驱动。



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   全球半导体行业规模及预测VS全球芯片行业市场规模下游应用份额


按应用领域划分,计算机、通信、汽车、消费、工业、政府所占比例分别为31.5%、30.7%、12.4%、12.3% 、12.0%、1.0%。


与2020年相比,下游应用领域份额基本保持稳定,汽车领域上升1.0pcts;PC与通信领域分别下降-0.8、-0.5pcts;工业与政府领域占比无明显变化。



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   全球半导体产业链


整体绝大多数半导体需求是由消费者最终购买的产品驱动,例如笔记本电脑或智能手机。



图片   全球半导体产业图谱-半导体支撑产业

国内半导体行业

短期内整体处于景气周期。

长期看,行业下游端需求旺盛,国产替代化将成为未来市场的长期主旋律。

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   中国半导体规模及预测

1、复工复产外加政策推动加持,多重利好带动下,消费需求在逐步复苏:

国内各地疫情得到控制与缓解,消费电子方面,手机、PC等出货量出现明显增长,政策补贴叠加22年下半年Meta、苹果等新品推出,消费电子行业需求持续向好;汽车电子方面,汽车产业链全面复工复产,智能汽车快速发展,新能源汽车渗透率快速提升,叠加碳中和目标、补贴政策驱动,汽车电子需求侧预计持续旺盛。

2、供给侧多轮提价,产能扩建下带动行业量价齐升:

新能源汽车、光伏等需求持续旺盛,产业整体供不应求,海内外晶圆代工厂多次涨价,各大厂商产能扩建后有望产能释放,主要是由于需求侧新能源汽车渗透率快速提升、光伏产能增加,而供给侧受疫情等因素影响产能扩张受限,从而在产能扩大的情况下行业整体仍然供不应求,存在供需缺口。

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3、突破关键核心技术,实现国产替代:

半导体行业供需紧张带动晶圆厂扩建加速,国内半导体产业链相关企业或将受益。半导体行业整体处于供不应求的状态,主要是由于需求侧受新能源汽车渗透率提升等带动而处于快速增长状态;供给侧则由于疫情等原因,产能增加受限。

供需缺口下,半导体行业整体处于景气周期。目前国内各大晶圆厂均推出了产能扩建计划,预计将带动半导体设备、材料出货量增加,相关企业受益明显。


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行业周期:需求端结构性增长,
国产替代政策推动产能增长。

半导体行业链景气度周


短期内景气度较高,但全球经济下行趋势明显,全球经济走弱将会影响到行业景气度。


以数字技术为代表的第四次工业革命正在加速改变世界,数字技术驱动的人工智能、大数据、云计算、物联网和区块链等新兴技术,给人们的生产生活,衣食住行带来了翻天覆地的变化,新场景、新应用、新模式,新经济,不断涌现。


归根结底还是半导体芯片提供了底层材料技术可能性。




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   集成电路IC分类



中美贸易冲突背景下,半导体产业链各环节国产替代比率的提升将大幅增加我国半导体产业的供应链安全性,这对于半导体国产替代穿越周期是个非常好的机会。


1、上游——IC集成电路:


集成电路是指利用半导体工艺,将晶体管、电阻、电容等元件集中在一小块半导体晶片上,从而形成的具有电路功能的微型电子器件或部件。


集成电路与芯片、半导体的联系和区别可简单理解为:芯片是内含集成电路的硅片,是集成电路的载体;半导体是集成电路和分立器件共同组成的性能介于导体与绝缘体之间的材料。




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按照处理信号的方式,集成电路可分为数字集成电路(数字 IC)和模拟集成电路(模拟 IC);

 数字集成电路(数字 IC)是数字电路占主导的IC,常见的包括CPU、GPU、Wifi、5G等,数字IC可分为三大类:逻辑器件、存储器、微型原件;

 逻辑器件:主要为一些处理器IC(如 CPU、GPU、DSP 等),外加一些特殊应用IC;

 存储器:用于储存信息和数据,分为VM(易失性存储器,通电保持数据,断电数据消失)和NVM(非易失性存储器,断电状态下也可保持数据);VM包括SRAM(通电状态保持数据)、DRAM(通电状态下定时刷新保持数据);NVM包括ROM(只读存储器)和Flash(闪存芯片);

 微型元件:主要包含MCU和MPU,其中MCU主要应用场景为汽车,一辆汽车包含70多块MCU。


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   中国集成电路进出口金额


中国集成电路净进口波动与经济周期强相关。中国集成电路销售额增速、净进口(进口-出口)额均与GDP增速显示出强相关关系。

2016-2018年我国集成电路净进口金额增长;

2019年出现下降,2020年恢复增长;

2021年中国集成电路进口金额累计达4332亿美元,净进口额达2788亿美元,同比增长19%。

2021年中国集成电路销售表现良好,创纪录高点,销售额超10458亿元,涨幅18.2%,呈现持续增长的趋势。然而中国集成电路在进口和出口方面仍旧是净流入,对外采购的总量大于对外销售的总额。高端的半导体产品仍旧需从海外进口,国产替代空间仍旧广泛。


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   中国集成电路销售额、净进口额、GDP增速



2、中游——分立器件/部件等:


分立器件包括功率器件、传感器、小信号器件、光电器件等。


其中,传感器包括:


 CMOS:将光学图像转化为电子信号;



 MEMS:将微电子与机械集成的系统,比如电磁传感器、指纹传感器、环境传感器等;

 Touch 芯片:具有灵敏的自动识别和跟踪功能,最具代表性的为手机和平板电脑中的触控芯片。


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   分立器件分类



3、下游——终端应用领域:


半导体增长通过提振消费与投资刺激GDP增长。


从需求端计算方法看,GDP=消费+投资+政府购买+净出口,半导体销售额首先对于消费者支出活动有较强的拉动效应,其次销售额的扩增也通过拉大投资间接拉动GDP上行,具有明显的乘数效应。


从工业消费拉动看,半导体销售额增速与制造业采购经理指数走势基本一致。从投资看,全球半导体销售额与其资本支出也显示出较强的相关关系,但全球半导体资本支出增速波动性显著强于销售额波动。


从历史数据看,PMI指数在2010年、2017年、2021年达到较高的水平,于2021年达到60.66。与此相对应的全球半导体资本支出显示出了较强的波动性,2010年全球半导体资本支出增速超过100%,2017及2021年资本支出增速分别为41%及36%。资本支出高增长年份通常是市场大幅增长的年份,半导体市场规模增速在2010年、2017年均为峰值点,随后增速开始放缓。



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   全球半导体产业图谱

半导体制造上下游周期


1、上游——设备、材料、EDA、IP:



设备:大陆设备板块已步入高增时期,2022Q1毛利率达历史高位。



 设备下游晶圆厂进入资本投入高峰期;



在经历2019年半导体周期低谷后,各家晶圆厂于2020年、2021年开始加大资本开支投入,2022年资本开支指引的强度均强于2021年;

将5家晶圆厂资本开支加总,得到具有行业代表性的数据,得到2018-2022年合计的资本开支YoY分为-23%/8%/21%/25%/30%,开支强度逐年递增——预示着对上游设备的采购力度亦在逐渐增强。

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   2017-2022年资本开支数据




材料:产线扩产叠加后周期属性,行业进入业绩加速期。



 晶圆厂扩产拉动半导体材料端业绩大幅增长,后周期属性下2022年业绩可期。

2021年半导体材料板块实现营业收入共计942.5亿元,同比增长61%,实现净利润90.6亿元,同比增速达到83%。

从盈利能力来看,2021年半导体材料板块毛利率、净利率均有所提升,毛利率同比增长0.9pcts达到22.8%,净利率同比提升1.1pcts达到 9.6%。

分季度看,半导体材料过去6个季度均保持环比营收正增长,20Q4-22Q1分别实现营收174/191/233/257/262/274亿元,同比增长 22%/59%/71%/66%/51%/44%,其中 22Q1环比增长4%单季度实现营收274亿元。



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2、中游——IC设计:



设计:供需失衡拉动2021年高增长,2022景气度分化重视国产替代。




 复盘2021年半导体设计板块,主要是由于供需错配下带来的“半导体缺芯潮”。


从需求端来看,伴随5G、AI等新兴技术的发展,新一轮的数字转型催生下游数据场景呈指数级增长。大数据带来的AIoT万物互联以及AI云计算等应用拉动智能家居、汽车电子、智能工控等诸多领域需求爆发,多样化及分散化的场景也大大拉动了对上游IC设计的需求增长,由此催化以 MCU、PMIC、MEMS等为代表的半导体设计各类细分领域国产替代需求加速。




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从供给端来看,汽车电子和消费类市场增长挤压晶圆产能供不应求。2020年疫情后由于汽车厂商结合20H1惨淡的汽车销量,对下半年车载芯片需求判断失误,导致整体下单量不足,晶圆厂方面则将车载芯片产能逐步转移到需求快速增长的消费类芯片领域。


因此,2020H2汽车市场复苏带来车载芯片缺货,车厂追加订单晶圆厂产能难以满足整体供不应求,此外伴随其中的还有一系列自然灾害导致的供给端产能受限。若上游代工产能缓解后,下游设计板块行情将出现分化。



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   2017-2021年半导体设计营收及增速



2021年半导体设计板块实现营业收入共计1244亿元,同比大幅增长42%。


2020年疫情带来半导体产业供需失衡,设计板块供需紧张是贯穿2021年全年的主题,由此带来板块业绩大幅增长。设计板块整体实现营收1244亿元,同比增长42%,实现净利润243亿元,同比增速达到107%,净利润大幅增长主要得益于营收增长带来毛利率净利率的显著提升。


整体设计板块毛利率水平同比增长4.3pct达到41.4%,净利率水平同比增长6.1pct达到19.5%,营收增速及盈利水平数据亮眼。



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   华为海思



目前国内已经出现一批比较优秀的半导体设计公司,例如华为海思、韦尔股份他们本地化的需求有望推动中国本地晶圆制造的进步。这些设计公司的很多产品线并不是先进制程的需求,因而有望与中国的晶圆制造企业守望相助,共同进步。



3、下游——制造、封测:


为了适应技术的发展和市场的需求,集成电路的产业模式经历了垂直整合模式(Integrated Device Manufacture,IDM模式)到垂直分工模式(Fabless、 Foundry、OSAT)。

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   垂直分工VS垂直整合


 Fabless专注于芯片设计环节,将生产和封测环节外包,芯片设计企业具有轻资产优势


 Foundry专注于晶圆代工领域,代工厂商承接芯片设计企业委外订单,并形成规模效应,此类企业投资规模较大,维持生产线正常运作的经营成本较高,是重资产的商业模式;




 OSAT则专注于封装测试环节。
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   中国大陆晶圆厂预计扩产情况

晶圆代工模式是半导体行业逐步发展分化而来的,是为了减轻IDM公司日益加重的资本开支并解决潜在产能利用率不足的问题。通过将设计与晶圆制造环节的分离,设计厂商可以有效地减轻现金流压力,并且更加注重芯片性能的设计和完善。而晶圆代工厂则可以通过争取更多的客户和产品,以最大效能的提升产能利用率,并且可以更加有效追求先进制程的推进。

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   半导体晶圆代工工艺流程

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   2020年全球晶圆制造材料价值量分布

制造:晶圆厂持续满载,营收利润迎来高增。


 2020年以后,晶圆制造产值规模增长显著。

2019年晶圆制造行业收入为220亿元,同比下降4%;

2020年即增至275亿元,同比增25%;

2021年更是增长30%达到356亿元。

而过去5个季度,晶圆制造收入更是逐季走高:20Q4-21Q4季度营收依次为67/73/88/93/103亿元,环比增速分别为-13%/9%/21%/5%/11%,显现晶圆厂扩产后业务体量增长带来收入规模的显著增长。

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   全球晶圆代工行业规模及预测

 主要晶圆厂产能满载,显现需求高景气。

根据公开可查数据,我们选取了联电、中芯国际、华虹半导体作为晶圆制造行业的代表,统计了3家企业17Q1-21Q4产能利用率的变化,这一变化再次清晰展现了17-18年高景气、19-20H1低景气、20H2以来景气上行的三个阶段。观察整个21年,3家公司产能利用率接近100%,华虹半导体更是一路突破100%上行至105%以上,显现出行业景气的高强度和良好持续性。

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   中国大陆晶圆厂预计扩产情况

以下为乐观估计,增速给定为5%,比例终值给定为9:到2026年,半导体设备市场规模将达到1455亿美元,五年CAGR达7.23%。

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   全球晶圆代工行业规模及预测

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   中国晶圆代工行业规模及预测

封测迎来快速增长期,盈利能力显著提升。2020年以来,封测行业收入规模迎来快速增长的两年。


2019年封测行业收入为539亿元,较18年的550亿元降2%;

2020年增长15%至619亿元;

2021年增长24%至767亿元。

单季度来看,20Q4-22Q1封测板块收入逐季稳中有升,22Q1收入为197亿元,同比增17%,仍维持良好增长势头。

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   2017-2021年半导体设计细分板块营收变化
                
半导体行业现状


   供需的重要指标



1、供给侧的关键指标是产能与资本开支


 根据



资本开支(Capex)=产能 x 产能利用率(UTR)x产品单价(ASP)



公式,可以看出资本开支(Capex),产能利用率(UTR),产品单价(ASP)这三个指标比较重要。产能乘以产能利用率得到产量,产量乘以产品单价得到资本开支,也就是制造收入;而支撑产能扩增的同样也是资本开支。
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   半导体供应链


目前国内半导体需求旺盛,国内供给能力不足。国内半导体行业市场规模快速增长,但需求供给严重不平衡,高度依赖进口,国产核心芯片自给率不足10%。在集成电路领域,进口替代空间广阔。


2021年我国集成电路出口金额为1538亿美元,进口金额为4326亿美元。2015年起集成电路的进口金额连续4年超过原油,成为我国第一大进口商品,从供应链安全和信息安全考虑,芯片国产化迫在眉睫。



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   全球半导体销售额增速(左轴)、半导体资本支出增速(左轴)与制造业PMI(右轴)

2、需求侧:供需失衡度=需求-供给

 汽车电子、IoT、AI等行业兴起带动芯片需求增长。同时,此次全球缺芯导致下游客户改变备货策略,整机厂商偏向高库存策略运转,芯片储备量有所增长。此外,近期各大晶圆代工厂陆续调涨四季度及明年代工价格,客户多重下单问题有望得到解决,芯片真实需求与产能将得到更有效匹配。

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   全球半导体销售额增速(左轴)、半导体资本支出增速(左轴)与制造业PMI(右轴)

 在全球各主要地区积极推动碳中和的背景下,全球新能源汽车销量将迎来快速增长。根据EvTank数据,2021年全球新能源汽车销量将达到750万辆,预计2025年全球新能源汽车销量将达到1800万辆,2021-2025年CAGR达24.47%。假设未来几年新能源汽车增速平稳增长,预计2022年全球新能源汽车销量将突破1000万辆,达到1012.5万辆。

 2022年全球AR/VR装置出货量将增至1,202万台,同比增长26.4%。随着元宇宙热潮的到来,用户端所使用的VR/AR装置的普及成为元宇宙产业发展的关键。据TrendForce数据,2022年全球AR/VR装置出货量将增至1,202万台,同比增长26.4%。

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   AR/VR技术

   风险预测

1、疫情蔓延、战争爆发,不可抗力因素恢复期较长:

未来如果疫情持续恶化,病毒自身突变,蔓延超出预期,则对企业复工产生较大影响,会对产业链企业产生一定影响;对于疫情、地缘冲突等因素带来的供应链波动也让半导体行业有比较强烈的意愿准备更多的安全库存,从而可以更好地抵御供应链波动的风险。

 俄乌冲突仍在继续,通胀压力仍在;

 经济基本面尚未得到进一步有效验证;

 疫情虽得到有效控制,但零星多点爆发仍然对经济复苏有负面影响;

 海外市场波动加剧,美联储加息对全球的流动性都是有较大的负面影响,中国也很难长期独善其身。


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2、全球经济(全球资产大类:股市、债券、大宗、货币、其他)整体呈下行趋势,美林时钟进入滞涨期:



中美科技摩擦让不少科技企业陷入危机,这迫使我国企业加快摆脱对外的科技依赖,但目前我国相关企业科研能力相对较弱,仍旧依靠关键零部件及技术进口。科技摩擦或将对我国半导体制造和设计领域带来不利影响。


全球经济受通胀高企影响,PMI从高位回落,美联储加息进程加速,缩表通道开启。根据美林时钟预测,全球经济或可能在由滞涨期逐步进入衰退期。



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   美林时钟


3、需求过于乐观,不及预期:


全球智能手机和汽车行业等下游端,复苏速度和程度低于预期,拖累整个半导体行业需求。


4、产能偏紧,不及预期:


半导体行业通常下游需求变化速度较快,而上游产能的增减则需要更长的时间。因此,半导体行业供应端产能增长无法完美匹配半导体行业需求端的变化,导致行业会出现供需不匹配的情况。


 半导体行业产能扩张速度较快,行业景气度上行触顶速度较快;




 半导体行业上游材料涨价明显,无法向下游转嫁全部成本影响整体利润率;




 半导体设备采购进展受到阻碍,产能扩张慢于预期;




 制造环节产能扩张过快,导致折旧上升和费用上升。




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5、技术创新研发费用过高,不及预期:

集成电路行业技术和资金要求较高,企业研发先进制程技术需大量资金基础,如若技术研发遇到瓶颈,未在预计时间期限内完成技术研发和产品开发,可能减慢市场发展和国产化速度。


6、同行业非良性竞争,多数企业护城河差异日渐缩小:


中国的电子行业发展迅速,相关企业逐年增加,市场竞争力强。相关企业均加大研发投入,望加快智能产品研发和更新迭代,以增加市场占比。但技术研发的不确定性和消费者接受程度的不同,可能面临竞争者研发速度更快或消费者喜爱程度更多而赶超公司,使得公司竞争优势同化。




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结语

目前在中美贸易摩擦中暴露的中国半导体供应链的短板,也让中国半导体行业实现国产化替代的意愿更为迫切。

在2021年中国政府发布的《十四五规划与2035年远景目标》中提到,集成电路是具有前瞻性的、战略性的国家重大科技项目,也是需要着力发展产业创新的行业之一。

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通过十四五规划和2035年远景目标,将集成电路产业纳入规划目标。借助国家大基金,为行业发展提供资金弹药,同时吸引市场资本为该行业注入活力,享受增长红利。

各地政府,例如上海、长三角等,会吸引产业公司进驻,形成集群效应。也会给予部分符合要求的晶圆厂的建设比较低成本的资金,用于产能建设。

因此,从政策端,可以通过相对小量的资金撬动比较大的市场资本来建设、推动半导体行业发展。