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一、代工环节孕育巨头，先进制程引领发展
（一）亿万晶体管的安家之旅，制造实现蜕变
制造是集成电路产业链的核心环节之一。集成电路产业链包括多个环节，主要可以分为核心产业链和支撑产业链。核心产业链包括IC设计、IC制造和IC封测三个环节，支撑产业链包括半导体材料、设备、EDAIP等。制造商承接全球IC设计商订单，为IC设计商制造芯片，随后由IC封测商完成封装和测试环节。半导体材料供应商和设备供应商为IC制造商提供生产所需的设备和原材料，是制造环节的基础。
制造过程通过在硅单晶抛光片上制造出数以亿计的晶体管，以实现逻辑运算、数据存储等功能。制造过程使用薄膜沉积、光刻、掺杂和热处理四种最基本的工艺方法，通过大量的工艺顺序和工艺变化制造出特定结构。晶体管是芯片的基本构成单元，是一种类似于阀门的固体半导体器件，可实现开关、放大、稳压和信号调制等多种功能，主要分为双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET），集成电路芯片采用的是金属氧化物场效应晶体管结构（MOSFET）。MOSFET由栅极（Gate）、漏极（Drain）和源极（Source）组成，通过在栅极上施加不同程度的电压以控制源极和漏极之间电子的流动，从而实现特定的功能。
晶体管的制造涉及多道工序，技术含量高。晶圆厂通过对硅单晶裸片进行初加工得到晶圆，之后将光罩上的电路图刻蚀到晶圆上。主要工序包括光刻胶覆盖、紫外曝光、离子注入、电镀、抛光等工序。
FinFET是目前主流结构，GAA有望延续摩尔定律。随着晶体管的尺寸逐渐向细微化方向发展，在晶体管尺寸变小的同时漏电流的控制也变的愈发困难，当制造工艺推进到16/14nm技术节点时，传统的平面型场效应晶体管（PlanarFET）结构已经无法继续使用，由胡正明教授提出的鳍式场效应晶体管（FinFET）结构通过将晶体管立体化较好地解决了这个问题，此后FinFET结构被应用于16/14nm及以后工艺节点的制造。直到工艺节点发展至3nm，FinFET结构的晶体管尺寸已经缩小到极限，环绕栅极（GAA）结构应运而生，GAA结构可以实现栅极对沟道的四面包裹，从而有效解决了栅极间距尺寸减小后带来的问题。目前主流的GAA结构的鳍片形状为纳米线，三星认为纳米线GAA的沟道宽度较小且制造工艺复杂，往往只能用于低功率设计，因此三星正在开发鳍片形状为纳米片的GAA结构（MBCFET），并将率先在3nm工艺产品中采用，三星宣称其GAA技术相比7nm工艺而言，性能提升35%、功耗降低50%以及芯片面积缩小45%。台积电方面也在对GAA相关技术进行研发和试产，但鉴于FinFET技术更为成熟且成本更低，台积电3nm产品的首发可能还是选择FinFET结构。由于三星将在3nm产品上率先应用GAA技术，且采用自主研发的MBCFET（Multi-BridgeChannelFET）结构，和主流的纳米线GAA结构有所区别，3nm节点可能成为台积电和三星技术路线的分化点。
（二）专注代工实为幕后英雄，承接全球订单成就行业巨头
晶圆制造的商业模式可以分为IDM和晶圆代工两种，目前晶圆代工已经成为主流模式。1）IDM（IntegratedDeviceManufacture，整合设备制造商）模式：厂商同时完成设计、制造和封测环节，具备产业链整合优势，可以实现芯片设计和量产平台同步推进，但随着制造工艺迈上更先进的技术节点，不断攀升的研发和建厂成本给IDM厂商带来了巨大的资金和运营压力。2）晶圆代工（Foundry）模式：设计、制造和封测三个环节可以采取垂直分工的方式，由无晶圆设计厂商（Fabless）、晶圆代工厂商（Foundry）和封测厂商（OutsourcedAssemblyandTest，OSAT）共同完成芯片生产，Foundry专注于晶圆代工领域，向全球承接委外订单可以充分利用其生产线，提升产能利用率，从而形成规模经济。随着先进制程的推进，对于资本密集型、技术密集型的晶圆制造环节，晶圆代工模式的优势凸显。目前全球晶圆制造环节以代工模式为主，IDM模式占比较低。-年，全球晶圆制造市场中，純晶圆代工厂商的销售额占比平均达到86%。
制造环节采取以代工为主的商业模式，承接全球Fabless订单和IDM厂商的部分订单，更易孕育大体量企业。选取各环节的龙头公司博通（设计）、台积电（制造）、日月光（封测）、应用材料（设备）和信越化学（材料）进行比较，发现台积电的营收规模远超其他环节的龙头公司，年台积电营收规模为亿美元，分别为博通、日月光、应用材料和信越化学的营收规模的1.6倍、2.6倍、2.4倍和2.5倍。从体量的增速看，-年台积电、博通、日月光、应用材料和信越化学的营收规模CAGR分别为10.48%、30.26%、8.79%、4.84%和2.05%。
需注意到，台积电规模的增长主要靠自身驱动力实现，包括自身产能的扩大和先进制程的发展，而对于设计龙头博通和封测龙头日月光而言，兼并收购对其体量的增长均产生不可小觑的推动力，应用材料和信越化学的营收规模增速有限。
晶圆代工的盈利能力远超封测环节，盈利稳定性高于设计环节。以各环节的龙头公司博通（设计）、台积电（制造）和日月光（封测）为例：1）毛利率：年台积电、博通和日月光的毛利率分别为46.1%、55.2%和15.6%。由于封测是集成电路产业链技术水平相对较低的环节，因此日月光的毛利率最低。年台积电的毛利率较博通低9.1pct，但-年台积电毛利率的稳定性高于博通。2）净利率：-年，台积电的净利率稳定在30%-35%左右。博通与并购相关的无形资产摊销费用较高，导致净利率波动剧烈，年收购LSI后的净利率为6.2%，年收购博通（Broad