中芯国际大陆第一，全球第五的晶圆代工企业

一、业务分析

大陆第一，全球第五的晶圆代工企业。中芯国际成立于2000年，是中国内地规模最大、技术最先进的集成电路晶圆代工企业。面向全球客户提供0.35微米到14纳米晶圆代工与技术服务，包括逻辑芯片，混合号/射频收发芯片，耐高压芯片，系统芯片，闪存芯片，EEPROM芯片，CIS、电源管理，MCU等。公司19年在全球晶圆代工市场市占率约4.87%，位列全球第五，大陆第一。

下游应用聚焦通讯和消费电子，成熟工艺与先进制程并举。公司收入结构中，占比最大的为通讯（包含手机在内），历年占比均超过40%；占比第二的为消费电子，两者合计占比接近80%。智能手机、消费电子市场是公司营收重要支撑。从制程分布结构来，0.15/0.18um的成熟制程以及55/65nm节为公司最大营收来源。由于90nm通常为8寸晶圆和12寸晶圆的分界线，因此公司来自12寸晶圆收入和8寸晶圆的收入均接近50%。随着未来capex与扩产主要集中于先进制程，其占比将不断提升。

国产替代趋势下，来自国内收入占比持续提升。公司国内收入占比由2013年的40%提升至2019年的60%，背后的因一方面源自国产IC设计企业在市场竞争力和份额的提升，另一方面源自国产客户的转单效应。

3座8寸厂，4座12寸厂（含有多数权益厂），12寸产能占比接近一半。中芯国际在北京建有一座12寸晶圆厂和一座控股的12寸晶圆厂，制程分别为0.18um~55nm和40nm~28nm，截止20Q1实际月产能分别为52K和50K。上海有一座8吋厂和一座12吋厂，分别为0.35um~90nm制程和40nm~14nm制程，目前实际月产能分别为115K和2K。在深圳有一座8寸厂，制程为0.18um~0.13um，目前实际月产能为55K。天津基地用于8寸晶圆生产，制程为0.35um~0.15um，规划月产能60K，目前月产能约63K。上海控股厂（中芯南方）用于12寸先进制程生产，目标产能35K，目前产能4K。此外，公司在江阴有一座控股的12寸bumping合资厂用于封装前道工序的配套。

从光罩到封测的上下游深度配套，提供一站式晶圆代工解决方案。晶圆代工厂之间的竞争不仅是在于技术，为客户缩短研发和生产周期的服务亦是重要环节。公司可为客户提供包括光罩制造、IP研发及后段辅助设计服务等一站式服务(包含凸块加工服务、晶圆探测，以及最终的封装、测试等)。公司同上下游产业链核心企业深度合作，其中中芯长电（中芯国际和江阴长电合资公司）可为客户提供8英寸和12英寸先进工艺的中道bumping晶圆凸块制程，且在封测段与日月光、长电科技、安靠三大全球龙头深度配套。

大客户稳定，拓展多样性优化结构。由于IC设计领域具有头部聚集效应，下游晶圆厂的客户集中度也较高。台积电前十大客户占比约70%、第一大客户占比超20%；联电前十大客户占比约50%，第一大客户占比10%。中芯国际收入贡献较大的稳定有2大客户。公司第一大客户为华为海思，17-19年占比17%-21%，产品涵盖电源管理芯片（8寸），安防、机顶盒、数字电视芯片，低端手机AP/SoC。第二大客户为高通，产品涵盖电源管理芯片（8寸），低端手机AP/SoC。得益于近年公司在增量优质客户上的拓展，前五大客户小幅下降。国产客户是重要成长推动力，主要包括格科微、兆易创新、紫光展锐等。

二、财务分析

2011-2019年营收CAGR12.7%，与产能扩张节奏匹配。2010年前公司以生产存储器相为主，导致营收周期性波动大，2010年后公司战略性放弃存储器生产，以逻辑芯片为主。此后营收规模整体处于稳步成长，其中部分年份受到半导体行业大周期影响。营收的核心驱动力来自产能规模的扩张，公司在15-16年经历了大规模扩产，同期收入端放量高增。18-19年公司实际仍处于扩产阶段，但因出售了旗下意大利代工厂，导致综合产能出现一定下降。

战略调整后营收稳步扩张（亿元）

公司已进入盈利阶段，16年起持续高额投入及后续折旧致业绩承压。公司自12年后便进入了持续盈利的发展阶段。公司在战略上同时兼顾先进工艺的追赶与上市公司的盈利能力。随着公司自16年起持续加大了在先进制程的追赶力度，投资性现金流的大幅提升也导致后续盈利的压力。在晶圆代工行业，设备折旧年限一般5-7年，中芯国际对8寸产线按6年折旧，12寸为7年。公司近年加快对先进制程投入，购置大量设备用于产线建设，导致中芯国际的折旧占营收比重迅速上升，高于同业水平。

战略机遇下，中芯国际步入发展新阶段。晶圆代工产业是资本与技术密集型产业，作为追赶者，公司一方面拥有政策与资金的支持，从而能够在业绩承压的情况下持续保持高额的资本支出。另一方面行业本质上具有明显的先发者优势，但是在国产替代的趋势下，下游客户的转单效应使得公司拥有较高的产能利用率保障，先进制程亦有订单支撑。

三、28mn甜蜜节，有望支撑长期盈利

制程工艺的升级意义在于提升性能与降低单位成本。依据摩尔定律，价格不变时，集成电路晶体管数量，约每隔18-24个月增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，单位美元所能得到的性能，将每隔18-24个月翻一倍以上。芯片晶体管集成度越高，核心面积越小，成本越低，而性能会更高，功耗更低。

28nm为摩尔定律最后甜蜜节，具备长生命周期。随着工艺制程的不断演进，缩小晶体管的制造与设计成本均不断提升，在28nm节之后，单位门电路的制造成本大幅提升，且设计端成本提升幅度加速。相较于40nm及更落后制程，28nm工艺在频率调节、功耗控制、散热管理和尺寸压缩方面具有显著的优势。另一方面，由于20nm及更先进制程采用FinFET技术，维持高参数良率以及低缺陷密度难度加大，每个逻辑闸的成本都要高于28nm制程。28nm在制造环节采用193nm沉浸式光刻机，22nm/20nm则需要使用多重曝光，从而增加掩膜工艺次数。16nm/14nm芯片的平均设计成本约为8000万美元，7nm芯片平均设计成本约3亿美元，而28nm的平均设计成本仅为3000万美元。这意味着制程的升级仅能带来尺寸、性能的提升，并不能带来成本上的优化。长期来，28nm是将性能、功率、尺寸、以及成本均衡结合的最佳甜蜜节。因此许多客户将最终停留在28nm及以上。

28nm为单位晶体管成本最低的节（单位美元/每亿颗晶体管）

28nm是仅次于最先进制程的第二大关键节。28 nm最早由台积电于2011年底率先量产，随后三星于2012年、格罗方德于2013Q4、联电于2014Q2、中芯国际于2015Q3分别实现28nm工艺量产。根据机构IBS预测，28nm工艺市场规模将从17年的100亿美元增长至2025年的140亿美元。可见尽管28nm至今已应用数年，但未来仍有稳定可观的市场需求。

28nm在非核心芯片领域应用广泛。2015-2016年，28nm工艺主要应用领域为手机应用处理器和基带。2017年之后，28nm工艺虽然在手机核心芯片领域占比大幅下降，但在其他多个领域应用占比大幅提升，如OTT、电视盒子、RF射频、混合号等。当前智能手机中除了追求绝对性能的核心主芯片和基带之外，其他的功能型芯片均能大规模采用28nm制程。

28nm制程在非手机核心芯片领域应用广泛

28nm分为多晶硅（Poly-SiON）和高介电常数绝缘层金属栅极（HKMG）工艺。Poly-SiON工艺的优是成本低，工艺简单，适合对绝对性能要求不高的手机和移动设备芯片。HKMG工艺工艺使用高介电常数的物质替代SiO2作为栅介电层，其优可大幅减少漏电量，降低晶体管的关键尺寸从而提升性能，但是工艺复杂度高，成本较Poly-SiON工艺高。

中芯国际HKMG与Poly-SiON均具有竞争优势。中芯国际28纳米技术于2013年Q4推出，实际量产时间为2015Q3，首发代表产品为广泛应用于千万级机型的高通骁龙410芯片。中芯国际28纳米HKMG是一种高介电常数在前，金属闸极在后的高性能应用。提供1.8V和2.5V输入/输出组件。28纳米HKMG比40纳米技术性能提升约40% ，闸极密度是40纳米的2倍，静态存储器元件尺寸比40纳米缩减了50%。中芯国际28纳米POLY-SiON 优势在于低成本，提供标准电压，低阈值电压和超低阈值电压（附加选择）。

28nm短期受制于良率和价格压力，国产替代趋势下长期将成重要收入支撑。中芯国际28nm发展历经2阶段。第一阶段Poly/SiON于2015年Q3量产后，公司28nm收入占比持续上行，于17年Q4达到11%。但Poly/SiON和HKMG均已是竞争对手的成熟制程，因此面临较大的竞争价格压力，同时短期产能和良率的爬坡对于毛利率和盈利能力均有较大挑战。2018年随着梁孟松博士的加入，公司在28nm上持续强化技术设计以增加产品附加值，HKMG良率亦有显著改善。随着第二代HKMG于2019年量产，自2019Q1起28nm收入占比重回上行通道。在国产客户的转单效应下以及芯片制程节的下移趋势下，叠加公司在28nm良率优化和特色应用的持续开发，我们研判28nm将成为公司较长时期的重要节。

28nm竞争集中于二线晶圆厂。台积电28nm制程在2011年投入量产后，营收占比仅1年时间由2%提升至22%，迅速扩张的先进产能帮助台积电在每一个先进制程节都能抢占客户资源、扩大先发优势，凭借较小的折旧压力获得市场份额。从量产时间、产品力和客户的多维度来，中芯国际28nm更多集中于同二线晶圆厂联电、格罗方德间的竞争。

中芯国际28nm量产时间同二线晶圆厂差距较小

四、14nmFinFET取得突破，铺平未来升级路径

制程升级伴随短沟道效应，FinFET结构成为关键。栅极的宽度决定了电流通过时的损耗，宽度越窄，功耗越低。而栅极的最小宽度，就是半导体的芯片制程。随着栅极宽度的不断缩小，栅极对沟道电流控制能力急剧下降，会出现电流泄露问题，传统平面MOS晶体管结构不再适用。HKMG技术推出的目的也正是为了在增强栅极对沟道电流的控制能力的前提下，尽量地减小栅极的漏电流。但当制程到了20nm以下时，短沟道效应愈发严重，仅仅依靠HKMG和过去的技术，而不对传统平面型晶体管的结构作出变动，已无法满足要求。在此背景下，FinFET结构成为了进一步延续工艺升级的关键。FinFET 为鳍式场效应晶体管，通过将栅极形状改制形成3D结构，从而增加接触面积，减小栅极宽度的同时降低漏电率，大幅提升晶体管空间利用率。传统晶体管结构中，控制电流通过的闸门，只能在闸门的一侧控制电路的接通与断开。在FinFET 的架构中，闸门成类似鱼鳍的叉状3D 架构，可于电路的两侧控制电路的接通与断开，大幅改善电路控制。

14nm为业界集成电路制造工艺拐。由于前述的短沟道效应，业界大多从14nm节开始采用FinFET结构。FinFET最早由英特尔于2012年在其22nm 工艺中率先使用，2014年在14nm上将FinFET进化到第二代。随后在2015年，台积电在其16nm/12nm 以及三星/格罗方德的14nm也陆续导入到FinFET结构。台积电、三星均在28nm 后选择直接进入14nm 节，在2015 年实现了追平英特尔。二线晶圆代工厂联电则于2017年顺利实现14nm FinFET量产。

中芯国际14nm肩负国产先进制程研发使命。2018年1月30日，中芯国际宣布由中芯控股、国家产业基金、上海集成电路基金共同注资中芯南方。注资后，中芯南方注册资本由2016 年成立时的2.1亿美元增至35亿美元；中芯控股和中芯上海在中芯南方的股权比例50.1%，国家集成电路基金、上海集成电路基金分别拥有中芯南方股权比例为27.04%和22.86%。中芯南方是配合公司14纳米及以下先进制程研发和量产计划而建设的12英寸晶圆厂。引进大基金与地方资本联手注资中芯南方意义在于，一是借助政府与产业资本，为先进制程研发和加速量产落地提供强有力的资金支持；二是通过中芯南方作为先进制程落地主体，减轻上市公司因先进制程产生的巨大折旧成本等因素带来的业绩压力。

全球第五家实现量产，产能加速扩充。中芯国际于19年H2顺利实现14nm量产，成为继台积电、三星、格罗方德、联电后的第五家。公司正不断加速14nm产能扩充节奏，19Q4月产能3000片/月，预计将于20Q4提升至1.5万片/月，最终目标产能是3.5万片/月。

14nm产能加速扩充（12寸片/月）

14nm应用领域广泛，顺利切入移动终端主芯片。14nm可应用于中低端智能手机AP、各类型射频芯片、矿机芯片、AI芯片等，在绝大部分应用领域仍具较高的先进性。中芯国际14nm19Q4贡献1%营收，20Q1贡献1.3%营收。实际客户拓展中，公司已于20Q1实现了为华为荣耀Play4T搭载的麒麟710A主芯片进行代工。此前中芯国际14nm主要进行RF Transceiver芯片代工，在移动终端主芯片中实现突破，将大幅提升产能利用率，后续麒麟820也在进行认证流程。我们认为长期来华为此前采用14/12nm制程的中低端机型主芯片将大规模的导入到中芯国际。

五、竞争格局

行业具有典型赢者通吃属性，台积电一家独大。先进制程属于稀缺资源，在市场中议价能力极强，领先的工艺节能够获得显著溢价和先发优势。台积电在先进制程节上至少比同行领先推出1-2年，从而量产经验更为丰富，且积累了大量头部优质客户。在全球晶圆代工市场中台积电凭借先进制程占据了绝对领先优势，19年来自16nm以下的收入占比达50%，市占率自2014年后亦常年逾50%。第二梯队的三星和格罗方德市占率仅10%左右，中芯国际市占率长期处于5%左右。

先进制程占据核心利润，产品结构决定ASP。得益于在先进制程上的绝对领先优势，台积电的毛利率远超第二梯队厂商20%以上。中芯国际凭借稳定的产能利用率支撑，整体毛利水平高于联电。不同厂商相同规格的晶圆报价不会有太大的差异，晶圆的ASP主要由产品结构所决定，因此台积电的晶圆ASP亦远高于其他厂商。联电在28nm、14nm的先进制程占比上要高于中芯国际，从而也体现在ASP的差异上。

台积电毛利率、ASP远高于同业

先进制程军备竞赛参与者数量大幅缩小。在持续的大额资本投入与业绩压力下，先进制程的推进会越来越垄断地集中在几家手上，只有巨头才能不断地推动技术的演进。具有180nm制程能力的晶圆厂有29家，而具有14nm量产能力的仅剩6家，目前仍处于先进制程军备竞赛主赛场的仅剩下台积电、三星和英特尔3家。

先进制程军备竞赛参与者数量大幅缩减

联电、格罗方德退出，中芯国际为唯一先进制程挑战者。联电与格罗方德为行业第二梯队，长期一直处于追赶先进制程过程。但由于继续推进的边际代价大幅提升，且头部厂商的先发优势致使未来自身面对的市场存在不确定性，两者纷纷宣布退出先进工艺的赛道。联电于18年宣布退出12nm以下先进技术的研发，专注于在成熟工艺上扩大市场占有率，改善投资回报率；格罗方德也于2018年宣布暂停7nm制程工艺的开发，将资源转移到14nm和12nm FinFET节的持续开发上。中芯国际在先进制程上具有明确的迭代路线图，当前14nm FinFET已经开始取得收入，12nm也进入风险试产阶段，N+1（对标10nm）、N+2（对标7nm）的研发也正在持续推进。

持续加码的Capex与研发投入，有望实现对第二梯队的全面赶超。近年来，随着联电等退出先进制程赛道，中芯国际在capex上的投入已大幅超越第二梯队的联电，但与龙头台积电仍有巨大差距。从研发投入来，中芯国际亦全面超越了联电。公司19年研发投入38亿元，虽仍与台积电有很大差距，但研发占营收比重大幅高于行业龙头水平。晶圆制造是资本与技术密集型产业，我们认为公司不断加码的资本投入能够助力公司全面实现对第二梯队厂商的反超，同时在14nm以下制程的追赶上陆续取得突破。

未来先进制程更迭将趋缓，且现有工艺仍有较大升级空间，中芯国际迎发展良机。在进入10nm之后，芯片的单位成本大幅增长。根据IBS对于苹果A系列芯片的测算，10nm晶圆报价约8389美元，对应芯片成本约16.37美元，3nm晶圆报价将达到15500美元，对应芯片成本将到30.45美元。从商业角度出发，仅高端手机的AP主芯片、矿机等追求绝对性能的应用仍对于先进制程有较大需求。RF等射频类应用目前只有最顶尖客户采用14nm、大宗存储芯片也仅处于1Xnm节，PMU、MCU、Wi-fi蓝牙等均不需要先进制程。此外每一制程节实际上后续都有相应的迭代改良升级版，现有工艺仍有巨大的提升空间。随着中芯国际的持续突破，未来1-2年内其已能够切入除了部分高端核心芯片市场的绝大部分场景，长期成长空间无虞。

中芯国际成熟制程应用广泛。中芯国际的中低端先进制程主要包括40/45nm、55nm、65nm三大核心节。成熟制程主要包括90纳米、0.13/0.11微米、0.15/0.18微米、0.25微米、0.35微米以及公司独有的SPOCULL特殊工艺。公司的成熟制程可应用于涵盖逻辑、RF、存储、MEMS、CIS、BCD等众多场景。

熟制程为盈利核心基本盘。历年来公司90nm以下收入占比均在50%以上，成熟制程普遍采用8寸晶圆。公司针对8寸产线折旧年限6年，12寸产线折旧年限7年。由于8寸厂建设时间较早，部分折旧已进入尾声，因此成熟制程是公司重要的盈利来源。

毛利率变化与产能利用率高度匹配，下游高景气提升盈利能力。对于重资产的晶圆厂来说，折旧是成本中的重要刚性组成，因此开工率对毛利率有很大的影响。从历史来，产能利用率的提升通常会对毛利率产生正向贡献，两者间有较为紧密的匹配度。自19Q3起，国产替代叠加半导体行业复苏进入新一轮备货周期，中芯国际产能利用率快速上行，在新增产能持续投放的情况下综合利用率已接近满产。当产能利用率接近满载时，晶圆厂将具备挑选订单、调整产品结构以及适当涨价的主观能动性，有利于进一步优化盈利能力。

40/45nm及55/65nm是12寸晶圆中的成熟制程，且在中芯国际营收中合计占据超40%。在5G周期带动下，其对应下游需求将持续高增。

40/45nm下游应用主要包括IOT相关Wi-Fi芯片，蓝牙，NFC，ZigBee，NB-IoT等物联网芯片，以及消费电子如电视，机顶盒，游戏机等。中芯国际40/45nm和主要客户包括Broadcom，海思，中兴微电子，瑞芯微，展讯，锐迪科等。

中芯国际55/65nm主要为兆易创新NorFlash进行代工，有望充分受益于行业结构性成长与兆易份额提升。Nor Flash主要应用在功能机、PC、机顶盒、网络设备及物联网设备等领域，随着AMOLED、TDDI、汽车电子、TWS耳机市场的发展，尤其是TWS耳机呈现爆发式增长，Nor Flash需求较为旺盛。由于具备了语音唤醒、通话降噪等多种功能，Airpods内置128M Nor Flash，三星的Galaxy Buds和华为的Freebuds也内置了大容量的Nor Flash。TWS耳机需求爆发带动Nor Flash下游市场需求旺盛。汽车电子和AMOLED对于Nor Flash也有较大需求。ADAS系统中的行车记录、导航、影像、车道偏移警示等功能，普遍需要采用高容量的Nor Flash。同时AMOLED和TDDI也为Nor Flash市场带来较大增量。

六、估值分析

核心假设

1）国产替代趋势下，公司20-22年产能利用率分别为95%/96%/97%。

2）14nm及以下先进制程客户拓展顺利，产品结构优化带动ASP提升，20-22年晶圆均价分别为4100/4300/4500元。

3）公司天津厂为8寸晶圆主要产能增量，14nm及以下先进制程扩产计划如期推进，2020-2022年合计等效8寸晶圆总产能分别为598/671/731万片

4）先进制程加速导致短期盈利能力承压，预计20-22年毛利率分别为24%/23%/22%。

5）先进制程加速下，公司28/14nm合计收入占比提升，其中20-22年14nm收入占比分别为3%/10%/14%。

估值分析

基于以上假设，预测公司20/21/22年营业收入分别为253/297/339亿元，预测20/21/22年归母净利润分别为16.7/17.4/18.2亿元。公司处于大规模投入与技术培育期，因此短期利润承压。考虑到公司重资产、高投入、高折旧、远期丰厚回报特性，PE估值难以体现公司真正价值，选取PB法进行估值。选取具有代表性的晶圆代工厂以及半导体IDM企业联电、华虹半导体、华润微、台积电作为可比公司。可比公司当前股价对应2019年净资产平均PB（基于2019年）为3.1倍。虽然可比公司中存在不同市场估值体系间的部分差异，但由于中芯国际即将登陆科创板，其估值中枢有望全面提升向A股科创板体系靠拢。就公司自身成长而言，具备资金、人才、政策的三大核心因素共振，中短期有望实现对于第二梯队的全面赶超。随着在先进工艺的持续突破，未来1-2年内能够切入除高端核心芯片市场的绝大部分场景，长期成长空间无虞。考虑到公司是全球第二梯队中唯一的先进制程挑战者，在国产替代趋势下芯片制造龙头的核心战略价值以及稀缺性，给予中芯国际2020年目标PB3X（对应19年净资产），对应当前股价涨幅空间36%