對于半導體行業來說,研發一直是保證企業長久競爭力與盈利能力的重要驅動力。因此,我們復盤分析了國內外共110家主要半導體上市公司最近一個財年的研發投入情況,發現:
1)研發投入額:
邏輯 > 存儲> 設備 > DAO > 代工/材料/封測
2)研發強度:
設計 > 設備> IDM > 代工 > 封測/材料
3)區域研發強度:
美國 > 歐洲> 中國大陸 ≈ 全球平均> 日本 > 韓國
一、研發投入額:產品、設備研發價值量高
110家半導體上市公司覆蓋材料、設備、邏輯、存儲、模擬、功率、代工、封測各版塊,且均選取各版塊全球龍頭企業(未上市無公開數據除外、材料版塊主要選取硅片類企業),以及國內主要相關企業;其中涉及材料類15家、設備類23家、設計類40家、IDM類21家、代工類4家及封測類7家。
從整條產業鏈研發投入來看,110家半導體公司合計研發投入資金達到近6623億人民幣,其中材料、設備、邏輯、存儲、DAO、代工、封測各版塊研發投入占比分別為2%、11%、44%、28%、9%、5%及1%。
邏輯、存儲、DAO合計研發價值量占比近80%,是半導體產業鏈中研發支出的核心版塊。這三類產品直接面向應用層,下游新能源、5G、AR/VR 等新興行業的創新發展、傳統應用領域性能指標的加速升級都要求行業進行持續、高強度的研發投入,以形成技術與市場之間的動態反饋與互促。
從前后版塊來看,設備研發投入最多,合計717億元,占比11%,研發驅動特性顯著;而代工、封測、材料的研發驅動特性則相對較弱。
二、研發強度:設計與設備為高研發驅動
剔除產業鏈各版塊之間市場體量的差異,邏輯、存儲、DAO、設備依舊體現出最強的研發驅動特性。
1)40家芯片設計類公司平均研發投入比例為19%,其中博通研發投入比例逼近30%;
2)設備方面,A應用材料、ASML、泛林、東京電子等的研發投入比例在10%-16%之間;
3)IDM公司多為存儲、功率及模擬類公司,平均研發投入比例12%;其中模擬、功率類公司研發強度相對較高,在15%上下,三星、海力士等存儲器廠在10%上下;
4)代工領域,臺積電研發投入比例8%;
5)封測和材料平均研發投入比例均接近4%。
三、區域研發強度:中國大陸已達全球平均水平
中國大陸半導體公司平均研發強度在14%左右,低于美國17%和歐洲15%的平均研發水平,但達到全球平均水平。
材料:國際、國內半導體材料公司研發投入比例都在5%上下,各區域研發投入強度無明顯差異。
設備:超美歐日韓,追趕之勢最猛。日韓設備公司研發投入比例在10%上下,美國在10%-15%之間,歐洲ASML研發投入比例近16%。對比國內,大陸半導體設備公司研發投入比例大都在15%以上,尤以北方華創、中微公司、拓荊科技3家最高,研發投入比例分別高達27%、28%、28%。平均來看,大陸半導體設備公司平均研發強度已近18%,超越美歐日韓的平均水平,大陸半導體設備公司發力之勢可見一斑。
設計:美國先進制程研發強度大、中國大陸成熟制程強度較低。中國大陸30家設計公司平均研發投入比例約11%,相較美國27%的平均水平有較大差距。研發差距主要來源于產品結構、業務規模的差異。美國頭部設計公司主要聚焦先進邏輯產品,且多為各自細分賽道絕對龍頭,如博通、英偉達研發投入比例達28%、24%;這也拉高了美國整體的研發投入水平。國內設計公司大都處于早期階段,業務規模相對較小、且多為成熟制程產品,研發投入比例集中在10%-20%之間。
代工:加速研發投入。臺積電、聯電研發投入比例在7%-8%之間,大陸中芯國際、華虹半導體2020年研發投入比例分別為17%、11%,加速發力工藝研發。
封測:國際領先水平。2020年度,長電科技、通富微電、華天科技研發投入比例分別為4%、8%、6%,均已接近或超日月光、安靠3%-4%的水平,處于國際領先水平。