赶超台积电，中芯当自强
在硬件日益智能的未来，芯片已成为智能未来的心脏；如今科技竞争白热化的时代，芯片的重要性更加不言而喻。
芯片设计、制造、封装的产业链中，中国的短板在中游的制造。落后就要挨打。作为中国IC制造的龙头，中芯能否自强？
云锋金融回顾了中芯国际过去15年的发展历程，并估算了与全球芯片制造行业龙头台积电的差距。清醒认识到差距，是赶超的前提。
2004-2009：上市初始 出师不利
中芯国际和行业龙头台积电的恩怨早在中芯上市之前已经开始。台积电在美国起诉中芯，指控中芯侵犯专利权及窃取营业秘密。受此诉讼的影响，中芯上市时间推迟。
2004年3月，中芯终于在香港和美国两地上市。
中芯的开局并不顺利。上市的首个交易日，美国就送了个“大礼”——在WTO机制下就中国集成电路增值税退税政策向中国提出诉讼。当日中芯港股收盘价较招股价跌去9%。
7月，中美签署了“中美关于中国集成电路增值税问题的谅解备忘录”，从2005年4月1日之后，中国停止半导体企业增值税退税政策。争端解决之时，中芯股价已经跌去了近50%。
图1：中芯国际2004-2019股价（前复权价）
台积电与中芯则持续纠缠。2005年1月，中芯和台积电取得了阶段性和解，中芯同意在接下来的6年时间内向台积电支付1.75亿美元。然而不到1年，台积电再度提起诉讼，指控中芯违反2005年与其达成的和解协议，并继续不正当使用台积电的营业秘密。这场诉讼持续了3年之久。
中芯于2009年11月败诉并“割股赔款”：中芯要在4年内向台积电支付2亿美金，并授予台积电以每股1.30港元的认购价，认购6.96亿股的认股权证，这占当时中芯已发行股本的8%。
图2：台积电和中芯国际的恩怨录
此时的中芯，外部争端不断，内部业绩不佳。半导体行业全球景气度下行，全球半导体销售额在2004年同比增速最高达到40%，随后进入下行空间，2005年下半年至2008年上半年，同比增速仅个位数。2008下半年全球经济不景气，半导体销售额进入负增长区间。
图3：全球半导体销售额同比增长率
多重压力下，中芯没能持续盈利。2006年2季度中芯曾经短暂实现了盈利，但全行业的颓势难以扭转，伴随着产能利用率的下降，3季度又继续亏损。
图4：中芯国际产能利用率和净利润
2009-2012：人事动荡，股权变更
2009年全球智能手机开始普及，中国“4万亿”投放、家电下乡、3G牌照发放，芯片的需求高速增长。行业复苏，理论上中芯的业绩有希望转好，但同期中芯高层人员动荡，没能及时抓住这一波浪潮。
中芯这两年人事变更如此频繁，根源或许在于同期股权的分散和变动。
中芯向台积电“割股赔款”寻求和解前，两大股东是大唐电信和上海实业，分别持股16.53%、10.07%。和解后台积电入股，但并没有董事名额，对中芯人事变更影响不大。
2011年4月董事长江上舟先生引入中投公司注资2.5亿美元后，大唐电信为守住第一大股东的地位，很快也和中芯签订额外的认购协议，注资4.5亿美元。
表1：中投公司正式入股后中芯国际股权结构
没多久，董事长江上舟先生因病逝世，大唐电信反对当时的CEO王宁国连任执董，力推杨士宁任执董，但后者并未通过董事会。CEO王宁国离去后，中芯出现短暂的“权利真空”。公司治理结构出现问题，业绩自然很难乐观，2011年再度亏损，产能利用率最低下滑至60%。
综合来看，创始人张汝京先生离职、平衡各方利益的董事长江上舟先生逝世、股权变更，导致中芯一度陷入低迷。
2012-2016：战略成熟持续盈利
第三代CEO邱慈云先生出任后，中芯很快稳定下来，回归正轨。邱慈云先生的战略是更注重成熟工艺的应用，不再一味追求最先进制程；不再盲目扩张，而是保持高产能利用率；更专注本土市场。
图5：来自中国地区的营收占比逐渐提高
业绩方面，同期全球半导体销售额增速放缓，但中芯成功扭亏为盈，而且从2012年至今持续盈利。尤其在2015年3季度至2016年3季度，台积电当季利润同比下滑，但中芯净利润仍保持2位数正增长。
制程方面，2012年40/45nm实现量产，不少国内IC制造的订单陆续从海外转回给中芯。
专注于成熟制程也有弊端，因为这同时意味着中芯在先进制程的投入比例下降。于是可以看到，这几年中芯资本支出和台积电的差距进一步拉大。
从资本市场的角度来看，市场仍然认可邱慈云的战略。四任CEO中，邱慈云任期中芯股价的绝对涨幅、相对恒指涨幅都是最高的，且唯一录得正收益。
图6：中芯4任CEO任期股价绝对和相对恒指涨跌幅
2016至今：大举投资，追求先进
2016年上半年中芯满产，产能利用率接近100%，收入、毛利、利润等盈利指标均创历史新高。
盈利稳定后，中芯开始追求新一轮的产能扩张。2016年中芯计划资本支出从往年的5-10亿美元，大幅增加至25亿美元。此外中芯上海、天津、深圳的新厂启动，战略性投资长电科技等等。
随即中芯开始招兵买马，开始主动进行人员调整。
梁孟松先生先后供职于台积电和三星，曾经深度参与台积电从130nm至16nm的开发。也曾加入三星，协助三星在14nm节点上反超台积电。
当时中芯挖角这位重磅级的技术大牛，资本市场情绪明显提振，中芯市盈率大幅走高。
图7：梁孟松先生加盟后，中芯市盈率大幅走高
梁孟松先生不负众望，中芯28nm制程的良率迅速爬坡，14nm FinFET技术也在2018年获得重大进展，进入导入客户阶段。
往者不可谏，来者犹可追。股价的驱动力来自于两个方面，一是盈利，二是估值。
成熟制程可为中芯贡献盈利。出于成本的考虑，普通消费电子对稳定、性价比高的成熟制程的需求会远高于先进制程。中芯40nm以上的制程已经完全成熟，28nm良率也在提升中，大概率能够抓住下一波物联网的浪潮，增加销量、提升盈利。
估值的提升靠先进制程的想象空间。梁孟松先生加盟后，市场给予中芯更高的估值主要是相信他能够帮助中芯突破先进制程技术上的瓶颈。所以中芯下一波估值的提升，还得看公司的技术何时能够再往前走一步。
半年前就有中国供应链传出的消息称，中芯国际14nm已经量产，良率达到95%，不少新闻媒体的标题是“赶超台积电指日可待”。
秉着科学严谨的态度，我们来计算下二者在制程、时间、资本支出方面的具体差距。
中芯国际和台积电的差距：2代制程、4年时间
台积电的各个制程的营收占比，体现出非常漂亮且相对稳定的产品生命周期。从中可以看出如下几个鲜明特点：
图8：台积电各制程营收占比
（注：台积电2018年3季度7nm制程实现量产，营收占比11%）
反观中芯国际的各个制程的营收占比图，目前成熟制程仍然在贡献主要的营收，150/180nm营收占比接近40%，我们比较难看到完整的产品生命周期。
图9：中芯国际各制程营收占比
综合上述两张图来看，台积电每2-3年就有新一代制程实现量产，从开始量产到20%高位营收占比的时间越来越短，而中芯国际先进制程的研发速度越来越慢，两个公司的差距逐渐拉大。
具体来看，台积电2005年研发出90nm，中芯紧随其后，1年后也实现量产（暂且不考虑制程的性能差距，这已经是中芯国际最接近台积电的一年了）。中芯的最新制程28nm是2015年量产的，而台积电早在2011年28nm已经开始贡献营收，二者差距已经达到了4年。
大体来说，中芯国际和台积电在技术方面差距2代制程、4年时间。
那么，要想弥补与台积电的技术差距，中芯需要多少资本投入？
IC制造是典型的资本密集型行业。以三星为例，其90nm制程的研发费用为2.8亿美元，而20nm制程节点的研发费用已经飙升到14亿美元，而这还未包括新生产线生产费用和建厂费用等等。
台积电去年也宣布投资250亿美元发展5nm芯片。250亿美元什么概念？2017年，全球近半数国家的GDP不足250亿美元。
下图显示，中芯国际每年资本支出占台积电资本支出的比例，基本和研发追赶进度相对应。2004年中芯国际在港美两地上市，筹得大量资金投入研发生产，当年资本支出达到台积电的80%。高额投入下，很快就研发出90nm制程，仅迟于台积电1年。2009-2014年，中芯资本支出仅为台积电的10%，相应的28nm制程于2015年才实现营收，晚于台积电4年。
图10：中芯国际资本支出占台积电资本支出的比例
中芯目前28nm的营收占比不足10%，相当于台积电2012上半年的水平，台积电2012Q3-2018Q3 资本支出为600亿美元。
图11：中芯国际和台积电资本支出对比（单位：亿美元）
这600亿美元可以简单理解为中芯与台积电历史上的资本投入差距。不过，中芯作为第二梯队的公司，能够享受研发成本优势，在相同制程上投入的研发成本明显小于台积电。这个成本优势有多少？我们做个简单的计算。
由于公司并未披露在特定制程上的资本投入，我们首先需要对其做一定的假设。
假设上一代制程量产的时点到最新制程量产的后一年为研发投入的时间。比如中芯28nm制程是2015年4季度量产，前一代制程40/45nm是2011年4季度量产，那么2011年4季度至2016年4季度的资本支出设定为中芯投入研发生产28nm制程所投入的金额。
图12：资本投入假设
注：考虑到量产后还需要投入一定的资金用来提升良率，所以量产后一年的资本支出也计算在内。
以此类推计算，55/65nm、40/45nm和28nm制程，中芯国际的资本支出大约是台积电的20%-30%，乘以前面计算的中芯和台积电资本投入600亿的差距，中芯国际还需要投入120亿-180亿美元才能达到台积电当前的水平。
那么，钱从哪里来？
赶超需要巨额资本助力
第一梯队台积电和三星电子有了先发优势，销售收入可以覆盖资本支出，实现良性的现金流闭环。下图是两家公司历年经营活动现金流净额和资本支出的比值，这个数值历年来都大于1，也就是生产销售芯片产生的现金流入，可以完全覆盖当年的资本支出，实现“研发→量产→销售产品现金流入→内部留存现金再投入”的良性现金流闭环。
图13：台积电和三星电子经营活动现金流净额/资本支出
中芯则存在现金流缺口。中芯的2016年以来经营活动现金流净额和资本支出的比值均小于0.5，也就是近3年生产销售芯片产生的现金流入，不足以覆盖50%的资本支出；资金的缺口主要来自债券融资，但是对应的利息支出也是一笔不小的负担。
图14：中芯国际经营活动现金流净额和资本支出的比值
想在芯片这一资本密集、规模效应明显的产业中实现赶超，离不开国家层面的支持。2011年，国家集成电路产业基金（下称“大基金”）成立，对中芯国际及旗下子公司多次进行入股或增资，总投资额已经超过190亿元。
大基金一期实际募资1387亿元，投给中芯的额度为190亿元，占比14%。另外根据台湾《电子时报》统计数据，大基金实际出资部分还直接带动了社会融资3500多亿元。按相同比例计算，中芯得到的一期大基金投资额和社会投资额约为（1387+3500）*14%=684亿元。
目前大基金一期已经投资完毕，二期拟募集1500-2000亿元人民币。按照中值1750亿元、一期大基金/社会融资额40%估算，二期大基金带动的社会融资额约为4375亿元（1750/40%=4375亿元）。假设中芯在二期大基金获得的投资额占比与一期大基金一致，即14%，那么中芯在二期大基金和带动的社会融资额中能够获得857.5亿元的投资额度，即（1750+4375）*14%=857.5亿人民币，约合125亿美元，刚好触及前文计算的下限（“中芯国际还需要投入120亿-180亿美元才能达到台积电当前的水平”）。
表2：大基金投资额计算
但是需要注意的一个细节是，官方声明中，大基金二期将会提高对IC设计的投资比例，作为IC制造的中芯是否还能获得和大基金一期相同比例的投资额，还未可知。
小 结
落后就要挨打，过于依靠他人如同画地为牢。不论是资本，人才，亦或是政策，我们更加重视芯片领域的自给自足。国务院在《中国制造2025》的报告里面提出要求，到2020年中国芯片自给率要达到40%，2025年要达到50%；工信部的目标则是70%的自给率。
2011年，中芯40/45nm制程成功量产后，不少国内IC制造的订单陆续从海外转回给中芯。若中芯成功突破14nm、7nm制程，我们有理由相信中芯可以获得国内更多的市场份额，为追上台积电做充足的资本积累。
弯道超车或许很难，但改革开放这些年我们已经见证了无数奇迹。希望有一天我们会看到，那颗更加闪亮的中国芯。
*"倪光南：中国芯片设计水平世界第二，但制造是短板"全球半导体观察2018-11-07
本文来源：云锋金融，原文标题：《美欲渡晚舟 中芯当自强》，华尔街见闻专栏作者
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