2024年半导体行业美股市场基础研究：费城半导体指数深度挖掘

一、指数构建与成分特征

费城半导体指数（SOX）是一个覆盖在美上市的全球半导体龙头企业的行业指数。该指数每年 9 月调仓，每季度末再平衡，采用有权重上限的市值赋权法。费城半导体指数覆盖 30 只半导体板块股票。根据商业模式划分，Fabless公司在指数中占比（按权重或按数量）较高；紧随其后的是IDM 公司和设备公司；Foundry公司和其他类型公司的占比较小。

1.1 指数编纂规则

费城半导体指数的选股标准重点如下： 1） 选股范围限于在美国主流交易所的上市公司，但不排除非美国公司；2） 行业限制在半导体产业内； 3） 对公司的市值和流动性有一定要求，并通过市值排名选择成分股；4） 对公司的财务状况（如盈利与否）没有限制。

指数调整日期的关键点是： 1） 费城半导体指数每年 9 月调整成分股； 2） 每个季度末进行权重再平衡。

费城半导体指数采用有权重上限的总市值加权法。作为补充：在 2024 年 4 月指数编纂准则修订之前，该指数允许五只最大的成分股权重在 4%-8%，其余的股票权重不能超过 4%。

1.2 成分股结构

成分股数量方面，费城半导体指数的成分股数量为30 只。根据半导体行业的业态，公司披露文件，并结合 Copilot 给出的建议，我们将费城半导体指数的成分股按照半导体行业的经营模式分为五类：1） Fabless：从事集成电路设计和销售，外包生产环节的公司（如英伟达）；2） IDM：从事集成电路设计、生产和销售的公司（如英特尔）；3） Foundry：专门承接集成电路外包生产业务的公司（如台积电）；4） 设备：研发、生产和销售集成电路制造设备的公司（如阿斯麦）；5） 其他：包括集成电路测试封装，原材料加工等业务的公司。从权重角度出发或是从数量角度出发，SOX 成分股中占比最高的是Fabless，其次是 IDM 和设备公司，Foundry 和其他类型的公司权重和数量均较少。

2024 年 6 月末，SOX 前五权重股中，有三个 Fabless，一个Foundry，一个IDM。Fabless 公司集中在权重头部；IDM 和设备主要分布在权重腰部；其他类主要分布在尾部；Foundry 数量小，差异大。

不同历史时期，SOX 的权重股分类倾向有明显不同。2016 年以前，SOX 的权重股（尤其是前三）的位置主要被 IDM 公司占据；2016 年及之后，Fabless 公司开始逐渐占据行业内权重的顶端；2024 年 6 月末，前三的权重股位置已经被Fabless公司所垄断。

二、指数与成分价格表现

费城半导体指数（SOX）的价格走势具有两个特征：一是在全球金融危机之后展现出了显著强于对标指数的上涨趋势；二是始终显示出比对标指数更鲜明的周期性，这主要体现在其牛熊的价格波幅显著大于对标指数。对走势进行归因分析，我们发现 Fabless 类型的公司既是SOX 强劲趋势的核心驱动因素，也是后者周期性的主要驱动，且上述特征在2018 年之后尤为明显。相比之下，IDM 在近些年并不起眼，是比较稳定的选择；Foundry 从收益率和波动方面都与 SOX 一致性较高；设备公司的收益率和波动略高于指数。

2.1 指数价格：兼具强趋势与强周期

通过累计收益率的快照数据观察，费城半导体指数的收益表现显著强于标普500、纳斯达克 100 以及纳斯达克综指。

展开横截面数据，还可以发现：费城半导体指数的周期性明显强于对标指数——SOX 在牛市中有更大的弹性，但在熊市或者偏弱的市场状态中容易出现更大的回撤。 观察走势图，我们将 SOX 的价格表现粗略地划分为三段：1） 1994 年-2002 年 10 月初。基本涵盖了互联网泡沫从形成到破裂的完整过程。期间，SOX 的趋势比较清晰，从 2000 年之前的上行到2000-2002 年的回落，节奏基本与纳斯达克 100 相当，但独有鲜明的周期性。2） 2002 年 10 月初-2009 年 3 月初。互联网泡沫见底后，SOX 在2003 年迎来一轮强势反弹，其势头强于对标指数。但反弹之后，SOX 失去了上行趋势。相比之下，对标指数没有那么强劲的修复，但它们在全球金融危机前都维持了长期上行趋势。 3） 2009 年 3 月，即全球金融危机之后。这段时间，SOX 具备强于对标指数的上行趋势；也维持了周期性特征。 全球金融危机后是我们的分析重点。

2.2 走势归因：Fabless 是赢多输少的主心骨

2010 年 9 月至今，费城半导体指数的行情主要驱动公司类型排序是：1) Fabless：在 2013 年以前并没有那么起眼，从2014 年开始对指数的影响力快速攀升，近几年对半导体板块的影响力已经显著超越其他类型的公司。同时，Fabless 属于“赢多输少”的类型，带动指数上涨时的牵引作用大；但带动指数下跌时，牵引作用则没那么突出。 2) IDM 和设备：传统的对整体行业有较高影响力的公司类型，依照平均水平看，IDM 对半导体行业走势的影响力略大于设备。 3) Foundry：由于公司数量少，对指数的整体走势没有太多影响力。

观察超额收益（相对 SOX）： 1） Fabless 在历史上显示出长期优势，2016 年之后更加明显；2） IDM 在 2018 年之前表现较强，在 2018 年之后略显跟不上指数上涨节奏的疲态； 3） Foundry 输多赢少，但大多是小幅跑输；设备公司赢多输少，跑赢和跑输的幅度都不太大。

2.3 波动归因：Fabless 浮动大，IDM 稳定性强

我们通过比较费城半导体指数与其长期成分股价格走势来归因其周期性。观察图标可得： 1） Fabless 的周期性分化比较大，其中英伟达和超微半导体有比较明显的周期性，且在 2018 年后变得更加显著；博通的周期性较弱。2） IDM 也有较明显的分化，美光科技在 2018 年以前呈现出显著强于指数的周期性，但在 2018 年之后的周期性开始不及指数；英特尔和德州仪器的周期性则并不显著。 3） Foundry（台积电）的周期性与指数水平基本保持一致。4） 设备公司的周期性比较相似，大多略高于指数水平。

将各类长期成分股的走势按经营模式类型汇总，可以发现：1） Fabless 公司的周期性显著高于指数； 2） 设备公司的周期性略微高于指数； 3） Foundry 公司的周期性基本与指数相当； 4） IDM 公司的周期性在 2018 年以前与指数相当，在2018 年之后略弱于指数。

三、指数基本面分析

费城半导体指数（SOX）的 ROE 高度在对标指数中处于中等水平，上升趋势不显著，但有较强的周期性。 通过杜邦拆解可以发现，费城半导体指数的基本面状态比ROE 所呈现出来的结果更好：它有明显的利润率优势和较高的周转率，而低杠杆是拖累ROE 的主要成因。这说明 SOX 总体商业竞争力强、壁垒高、财务结构健康。SOX 不起眼的 ROE 上升趋势背后，是源自长期规模效应的利润率显著上升。但反方面，SOX 的 ROE 走势也受到周转率长期下降的拖累。造成 SOX 强周期性的因素基本来自损益表：一方面，营收有鲜明的周期性特征；另一方面经营杠杆也造成了利润率的强周期性，进一步放大了SOX 的ROE周期性。

3.1 特征观察：损益表呈周期性，规模效应带动ROE 趋势性增长

与美股市场主流宽基指数相比，费城半导体指数的ROE 展现出更强的周期性波动；在全球金融危机之后，SOX 也展现出比对标指数更强的ROE 上升趋势。以杜邦拆解（ROE = 利润率 x 总资产周转率 x 杠杆率）将ROE 的周期性波动归因，我们可以发现： 1） 利润率既能解释费城半导体指数 ROE 的周期性波动，也可以解释全球金融危机之后 ROE 的上行趋势； 2） 周转率能一定程度上解释费城半导体指数 ROE 的周期波动，但在趋势上呈现出下降态势，对 ROE 的上升构成拖累； 3） 杠杆率比较平稳，非核心变量。

进一步观察利润率与周转率的变化： 1） 利润率形成上升趋势系经营杠杆所致——营收的增速高于经营成本的增速，换而言之，是规模效应所产生的；利润率的周期性波动一方面源自SOX 营收的周期性起落，另一方面，收入的周期性受到经营杠杆的增幅，令利润的波动被进一步放大。 2） 周转率形成下行趋势的成因在指数层面难以观察，将在后文的成分股部分讨论；而其周期性主要源自营收的周期性。

3.2 特征归因：利润率是优势与波动的主要来源

为便于总结，我们将各种财务指标的时间序列数据总结分解为高度、趋势和波动：1） 高度：历史数据的平均值，越高代表盈利能力越强；2） 趋势：历史年化变动量（当期数据-一年前的数据）的平均值，正值代表趋势性增长，负值代表趋势性下降； 3） 波动：历史年化变动量（当期数据-一年前的数据）的标准差，值越高代表变化越不稳定。 我们重点观察 2008 年以后的数据（因为这部分数据在随后更容易归因到个股上）。费城半导体指数的 ROE 高度处于中间水平——在纳斯达克100 之下，略高于标普500 和纳斯达克综指。其中，利润率优势显著，对ROE 构成支撑；周转率处于中上水平；杠杆率低于对标指数，对 ROE 构成拖累。

费城半导体指数的 ROE 没有明显趋势，远不及纳斯达克100 和纳斯达克综指。经分解：SOX 的利润率增长趋势比较鲜明，利于 ROE 上升；而周转率的下行趋势也比较鲜明，拖累 ROE 上升；杠杆率略有上升趋势。

费城半导体指数的 ROE 波动显著强于对标指数，主要由于利润率波动较大，其次成因来自周转率，两者的波动都源自损益表；杠杆率则相对稳定。

四、基本面归因分析

通过观察费城半导体指数（SOX）长期核心成分股的财务指标，我们进一步模型了指数的财务特征。 总体而言，我们认为 SOX 的财务状况呈现出自下而上的欣欣向荣之态。其中，Fabless 是 SOX 中的生力军，它们规模经济的长期释放带动SOX 利润率持续提升；长期向下的周转率虽然拖累了 SOX 的 ROE，但是这种下降根本成因是并购计提无形资产带来的财务现象，而非公司经营效率的实质下降；同时，除了偶然的非基本面因素外，SOX 的杠杆率稳定在较低水平，虽然这对放大ROE 无益，但低杠杆总体上是财务健康的象征。

4.1 ROE：头部 Fabless 和设备拥有显著优势和周期性

费城半导体指数整体的 ROE 特征是水平中等，趋势较平，波动较大。具体观察长期权重股可以发现： 1） 不论公司类型，多数权重股的 ROE 高于指数。这可能说明半导体公司的ROE水平高低主要取决于它们的行业地位，而非商业模式。2） Fabless 和 IDM 的 ROE 高度分化较大。超微半导体和美光科技ROE 较低；英伟达、博通、英特尔、德州仪器 ROE 较高。前一类的特征在于都不是某一产品品类的首要供应商；而 ROE 较高的公司都在某些品类具有独树一帜的地位。这可能说明 ROE 的高低更取决于产品和技术。 3） 头部的 Foundry 和设备公司普遍具有较高的长期ROE 平均水平。

趋势方面： 1） Fabless 普遍具有较强的 ROE 上升趋势。 2） IDM 和 Foundry 的 ROE 趋势平缓，业务比较稳定。3） 设备公司的 ROE 趋势普遍向上，但幅度的分化较大。

波动方面： 1） Fabless 公司具有较高的 ROE 波动。超微半导体的波动率读数极高，主要是计量问题（净资产曾处于 0 附近带来的基数效应）；另外两家公司的ROE波动并非高度周期性的，或与公司的微观因素相关。 2） IDM 公司中美光科技有较高的 ROE 波动，且呈现出清晰的周期性；英特尔和德州仪器的 ROE 波动不大。 3） 设备公司中，波动最大的是科天半导体，但它的ROE 变化比较突兀，很大一部分原因来自并购重组等公司行为；阿斯麦的波动也属中上，但并不完全呈周期性；周期性比较清晰的是拉姆研究和应用材料。 4） Foundry 的 ROE 比较稳定。

4.2 利润率：Foundry 较高，Fabless 增长较快

利润率是费城半导体指数的优势项，不仅利润率较高，还保持长期上升趋势，但波动也较大。 观察利润率高度可以发现： 1） 利润率的高低与半导体公司的商业模式没有显著关系。2） Fabless 和 IDM 的利润率分化较严重，超微半导体和美光科技的利润率高度明显不及指数。但其他公司的利润率表现并不弱。3） Foundry（台积电）的利润率远超指数。 4） 设备的利润率分化较小，分布在指数水平附近。

趋势方面： 1） Fabless 公司普遍具有远高于其他公司和 SOX 的利润率上升趋势。2） 设备公司和 Foundry（台积电）有较缓的利润率上行趋势。3） IDM 公司的利润率趋势分化较大，总体朝下。其中德州仪器有较好的利润率上升趋势；英特尔和美光科技的利润率呈下行趋势较大。

Fabless 在十余年的时间维度下形成显著的利润率上升趋势无疑是一件壮举。这是如何做到的？答案是规模效应。 将相关公司的营收、销售成本和经营成本描绘在对数轴中，可以发现：这些公司的收入增长速度高于各项成本的增长速度（见红色虚线斜率），即规模效应。我们推测，这主要源自部分折旧摊销以及研发支出等成本的杠杆特征，也一定程度上因为市场正处在顺周期环境下。

利润率波动方面： 1） Fabless 公司的利润率波动均处于较高水平，其中超微半导体的利润率波动更容易对齐周期；其他公司的利润率波动并不完全与周期同步，或受到更多微观因素的影响。 2） IDM 公司的利润率分化较大。英特尔看齐指数；德州仪器低于指数；美光科技显著高于指数，且呈现出清晰的周期性。 3） Foundry（台积电）的利润率比较稳定。 4） 设备公司的利润率波动处于中上水平，在 2014 年之前具备一定的周期特征，2014 年以后表现得比较稳定。

4.3 周转率：长期下行仅是源自并购的财务现象

费城半导体指数有较高的周转率，但呈现出较强的下行趋势，同时有较明显的周转率波动。 周转率方面： 1） Fabless 的周转率总体略高。 2） 其他类型公司的周转率均分布在指数水平附近，没有显著的结构性差异。3） 公司之间的分化大于公司类型之间的分化。

周转率趋势： 1） IDM 公司的周转率下行趋势比较清晰，尤其是英特尔和德州仪器。2） Fabless 的周转率均呈下行趋势，其中博通的下行趋势幅度更明显。3） 设备公司的周转率趋势方向和幅度不一，但没有明显弱于指数的公司。4） Foundry（台积电）的周转率比较稳定。

上文提到，无论是否呈周期性，周转率的波动主要来自营收的波动，节奏与利润率波动相差不多。仅展示图表，不作重复展开。

什么因素造成了周转率的长期下行趋势？答案是并购。在对数轴中观察各类资产的增长速率可以发现，周转率下降趋势最强的两家公司（英特尔和德州仪器）的资产中，无形资产的长期平均增长速率高于总资产的增长速率，且呈现出阶梯式上升——这符合并购的特征。反过来，我们也可以认为，全球金融危机以来 SOX 的周转率下行是并购产生的阶梯式上升尚未完全消化的结果，待充分消化后，周转率或有机会回归原先下降前的水平。

4.4 杠杆率：低杠杆特征稳定

费城半导体指数的杠杆率特征是：低杠杆，弱趋势，低波动。综合观察，大多公司都呈现出与指数一样的杠杆率特征。少数有趋势或波动的，都属于特殊情况。如超微半导体的净资产在历史上曾处于0 附近，小分母放大了杠杆率的波动；科天半导体的波动主要是因为 2014 年的大额特殊分红显著减少了公司留存收益，令杠杆率快速提升。

编辑：火腿肠