igbt行业调研报告

如需报告请登录【未来智库】。1、IGBT，电力电子装臵的“CPU”1.1. IGBT 应用场景广泛IGBT 是电控系统中实现精准调控的“开关”。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，即 绝缘栅双极型晶体管，是由 BJT(双极型三极管)和 MOSFET(绝缘栅型场效应管)组成的复合 全控型-电压驱动式-功率半导体器件，因此 IGBT 既有 MOSFET 驱动功率小、开关速度快的 特点，又有 BJT 饱和压降低、载流密度大的优势。简单来说，可以把 IGBT 看成是一个非通 即断的开关器件，通时为导线，断时为开路，能够根据工业装臵中的信号指令来调节电路中 的电压、电流、频率、相位等，以实现精准调控的目的。IGBT 是能源变换与传输的核心器 件，俗称电力电子装臵的“CPU”，作为国家战略性新兴产业，在众多领域应用极广。IGBT 按照电压等级分为三类，下游应用场景广泛。根据工作电压的高低，IGBT 模块一般被 划分为三类：低压（600V 以下）、中压（600V-1200V）和高压（1700V-6500V）。低压 IGBT 模块一般用于消费电子、汽车零部件领域；中压 IGBT 模块一般用于新能源汽车、工业控制、 家用电器等领域；高压 IGBT 模块一般用于轨道交通、新能源发电、智能电网等领域。其中， 新能源汽车领域需求的快速增长是高端 IGBT 市场规模增长最重要的驱动因素之一，根据中 国产业信息网统计，2018 年应用于新能源汽车的车规级 IGBT 市场规模已达 IGBT 整体市场 规模的 31%。车规级 IGBT 是新能源汽车的核“芯”之一。IGBT 芯片与动力电池电芯并称为电动车的“双芯”，是影响电动车性能的核心器件之一。在新能源汽车上，IGBT 主要应用于电池管理系统、 电动控制系统、空调控制系统、充电系统等，主要具有以下功能：在主逆变器（Main Inverter） 中，IGBT 将高压电池的直流电转换为驱动三相电机的交流电；在车载充电机（OBC）中， IGBT 可将220V交流电转换为直流并为高压电池充电；除此之外，IGBT 也广泛应用在DC/DC 转换器、温度 PTC、水泵、油泵、空调压缩机等系统中。1.2. IGBT 两大工作特性顾名思义，IGBT 工作特性体现在“绝缘栅”与“双极型”。所谓“绝缘栅”，是指 IGBT 保 有 MOSFET 的典型原理，即作为控制电路导通的发射极与功率电路部分是绝缘的，需要通 过给发射极施加电压来联通电路；所谓“双极型”，是指 IGBT 保有 BJT 的典型原理，即电 路导通时半导体内同时流通电子与空穴两种粒子。IGBT 可视为一个 PNP 型三极管和一个 N-MOSFET 的组合，发射极信号控制 MOSFET 的通断。当 MOSFET 导通时会为 PNP 晶体 管提供基极电流，IGBT 导通；当 MOSFET 关断时 PNP 晶体管基极电流被切断，IGBT 关断。1.3. IGBT 行业三种商业模式IGBT 行业主要包括设计、制造、封测三大板块，根据公司覆盖面的差异划分为三种模式。IGBT 行业上游产业主要包括半导体材料（硅片、光刻胶等）与设备（光刻机、刻蚀机、PVD、 CVD 等），是支撑 IGBT 行业发展的基石；IGBT 行业根据芯片制造的工序又可依次划分为芯 片设计、晶圆制造、模块封装与测试三个环节；IGBT 行业下游产业为广泛的各细分应用市 场，IGBT 在工业控制、新能源汽车、消费电子、电力储存、轨道交通、家用电器等领域均 大量应用。半导体行业内一般依据覆盖环节的不同而将各半导体公司分类为三种商业模式： Fabless（无工厂芯片供应商）模式、Foundry（代工厂）模式与 IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件制造）模式。Fabless 模式是指只负责芯片的电路设计与销售，将 具体生产环节外包的公司，例如斯达半导、中科君芯等；Foundry 模式是指负责制造、封装 或测试的其中环节，不负责芯片设计的公司，例如上海先进、江苏宏微等；IDM 模式是指集 芯片设计、制造、封测多个环节于一身的公司，例如比亚迪、英飞凌、三菱、士兰微等。2. 新能车普及在即，车规级 IGBT 放量增长2.1. IGBT 技术不断升级，SiC MOSFET 性能更佳但短期难替代功率半导体历史演变分为半控型器件、全控性器件、复合型器件、集成电路四个阶段。第一阶段是以 1957 年为起点、以整流管、晶闸管为代表的半控型器件发展阶段。这一阶段 的功率器件在低频、大功率变流领域中的应用占有优势，取代了早先的汞弧整流器，半控型 器件实现了弱电对强电的控制，在工业界引起了一场技术革命，但半控型器件可通过信号控 制其导通，但无法实现关断，使得其应用有着很大局限性。第二阶段是 20 世纪 70 年代后期为以可关断晶闸管(Gate Turn Off Thyristor, GTO)、功率双 极晶体管（Bipolar Junction Transistor, BJT，也称 Giant Transistor, GTR）和功率场效应晶 体管（Power-MOSFET）等全控型器件为代表的发展阶段。全控型器件通过对门极（基极/ 栅极）的控制，既可使器件导通又可使器件关断，其开关速度高于晶闸管，使变流器的高频 化得以实现。20 世纪 70 年代末 MOSFET 出现，克服了前两代的许多不足，但其导通电阻 却比较大，在高压领域其导通电阻仍旧是很大问题。第三阶段是 20 世纪 80 年代后期以绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT）复合型器件为代表的发展阶段。IGBT 是功率 MOSFET 和 BJT 的复合，集中了 BJT 和 MOSFET 的优点，但也正是因为其由 MOSFET 驱动 BJT，导致其开关速度、最大工作频率不及 MOSFET，故更适用于只在高压、大功率环境。第四阶段是以功率集成电路（Power Integrated Circuit, PIC）或智能功率集成电路（Smart Power Integrated Circuit, SPIC）为代表的集成电路发展阶段。PIC 即采用一定的工艺，把 一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小 块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微 型结构。20 世纪 90 年代后，PIC 开始进入实用化阶段。集成电路模块中 MOSFET、IGBT 等功率器件仍是其核心，约占整个芯片面积的 1/2-2/3，集成电路更多是起到推动电子元器件 朝微小型化、低功耗和高可靠性方面发展的作用。自功率 IC 出现以后，功率半导体市场从以往单一的功率器件产品市场转变为功率器件与功 率集成电路产品并存的市场。各代功率半导体器件仍在各自结构体系内不断迭代发展，根据 各自特性在不同的应用领域各有应用，形成了多代产品发展共存的局面。IGBT 的技术趋势为“小尺寸、高功率、低损耗”。从 1988 年 IGBT 首次问世到 2012 年三 菱电机推出微沟槽场截止型新产品，IGBT 已经经过 7 次迭代升级，朝着减小模块尺寸、增 加输出功率、降低功率损失的目标不断优化。在新能源汽车领域，随着市场对于整车性能要 求的迅速提高，车规级 IGBT 呈现出高电压、高效率、高功率密度和高可靠性的“四高”特 性。在未来，IGBT 行业会在精细化技术、超结技术、高结温终端技术、先进封装技术、功 能集成技术等方向进一步探索，实现尺寸厚度、功率密度、驱动效率、结温、可靠性等方面 的优化，不断降低生产成本。SiC 性能优良，但技术尚不成熟。和第一代、第二代半导体材料相比，第三代半导体材料碳 化硅（SiC）具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优点，因其禁 带宽度大于或等于 2.3eV，又被称为宽禁带半导体材料。SiC 器件相对于 Si 器件的优势有三 个方面：电能转换过程中的能量损耗更少、更容易实现小型化、更耐高温高压。SiC 器件的 工作结温在 200℃以上，工作频率在 100kHz 以上，耐压可达 20kV，在高压、高温、高频应 用领域碳化硅基器件相较于传统硅基器件更具优势。但是当前 SiC 芯片技术还不够成熟，仍 面临着很多技术挑战：一是如何制造高质量、低缺陷率的衬底和外延层；二是怎样提高 MOSFET 沟通迁移率和栅氧稳定性；三是沟槽栅 SiC 技术如何做到低损耗、大电流容量、 高稳定性。当前各主流厂商的车用 SiC MOSFET 技术的产业化进程处于起步阶段。全球 SiC 产业格局 呈现美国、欧洲、日本三足鼎立的态势，其中美国全球独大，全球 SiC 产量的 70%~80%来 自美国公司，典型企业是科锐、安森美、Ⅱ-Ⅵ等；欧洲拥有完整的 SiC 衬底、外延、器件 以及应用产业链，典型公司是意法半导体、英飞凌等；日本是设备和模块开发方面的领先者， 典型公司是罗姆、三菱电机等。在车用产业化领域，虽然 2017 年罗姆曾在 Formula-E 电动 方程式赛车锦标赛中为 Venturi 车队赛车配臵了 SiC 逆变器，但真正实现量产是特斯拉在 2018 年推出的封装了 SiC MOSFET 的 Model 3 车型，该产品由意法半导体提供，特斯拉也 因此成为最早采用 SiC MOSFET 制造汽车逆变器的车企，随后英飞凌也成为了特斯拉的 SiC 功率半导体供应商。2019 年 9 月，科锐与德尔福科技宣布开展汽车碳化硅器件合作，科锐 的 SiC MOSFET 技术将用于德尔福的 800V 电控逆变器中，计划量产时间为 2022 年；同年 12 月，科锐成为大众汽车集团 FAST（Future Automotive Supply Tracks，未来汽车供应链） 项目 SiC 独家合作伙伴，通过功率模块供应，为未来的大众提供碳化硅基解决方案。2019 年 9 日，意法半导体被雷诺-日产-三菱联盟指定为高能效碳化硅技术合作伙伴，为联盟即将 推出的新一代电动汽车的先进车载充电器（OBC）提供功率电子器件。2020 年 6 月，大陆 集团动力总成事业群、汽车电气化领域的领先供应商纬湃科技与罗姆最近签署了一份共同开发合作协议，在 800V 碳化硅逆变器以及 400V 碳化硅逆变器解决方案中展开合作。国内厂 商方面，比亚迪积极推进 SiC MOSFET 商业化进程，2020 年旗下中大型轿车比亚迪汉 EV 车型电机控制器首次使用了比亚迪自主研发并制造的高性能 SiC MOSFET 控制模块，大大 提高了电机性能。总体来看，全球各厂商已经开始考虑采用 SiC MOSFET 技术，但是目前 仍处于产业化起步阶段。SiC MOSFET 短期内难以取代 IGBT，预计国内厂商将形成以 IGBT 为基本盘，以 SiC 为战 略布局的并存局面。SiC 在磊晶制作上有材料应力的不一致性，造成晶圆尺寸在放大时磊晶 层接合面应力会超出拉伸极限，导致晶格损坏，降低了产品良率，故目前 SiC 芯片成品率低， 晶圆尺寸主流仍维持 4 寸或 6 寸，无法取得大尺寸晶圆成本优势，生产成本过高。同等级别 的 SiC MOSFET，其成本是 Si IGBT 的 8~12 倍，而车用领域 SiC 解决方案的整体成本相比 传统 Si IGBT 则高出约 300 美元。其次可靠性难以保证，目前 SiC MOSFET 缺少长期可靠 性数据，且由于 SiC 和 SiO2 界面缺陷多，目前栅氧长期稳定性的问题也有待解决。所以对 于各半导体供应商来说，IGBT 在性能达标的情况下具有成本与质量优势，故未来一段时间 内 IGBT 仍会占据市场主导地位，SiC 更多会作为战略布局进行研发试点而非批量生产。2.2. 新能车临近普及拐点，工业级应用平稳增长新能源汽车行业临近拐点之年，高端车与低端车双双加速放量，预计 2025 年销量有望达 505 万辆。新能源汽车按照车型可以分为 A00 级（微型车）、A0 级（小型车）、A 级（紧凑型车）、 B 级（中型车）等。以特斯拉为代表的 B 级 EV 高端车由于科技性溢价高，将持续渗透高端 客群，加速替代同级别的传统燃油车；而比亚迪有望在 2021 年将迎来新一轮产品周期，在 降本提速、政府补贴延续和免征购臵税影响下实现“购臵平价”，尤其是技术成熟且壁垒很高的 PHEV 高端车型。受补贴退坡刺激，2020 年后低端车产业链将加速降本，预计 2021 年中低端车发力，尤其是 A0 级和 A 级 PHEV 将向大众市场加速渗透，头部企业率先平价。 2022 是行业拐点之年，其中 A 级 PHEV 兼具燃油车和电动车的优点，市场接受度较高，有 望在当前换购周期中率先突围。2023 年开始进入后补贴时代，新能源汽车行业洗牌或加速， 2024 转向复苏，2025 年重回高增长通道，预计 2025 年我国新能源汽车销量有望突破 500 万辆。新能源汽车行业的增长将持续推动 IGBT 行业向好发展。根据驱动视界数据，在新能源汽车 电机控制器中，IGBT 占据了电机控制器成本的 37%，是新能源汽车重要的核心电子器件之 一，新能源汽车的加速普及会大幅促进 IGBT 行业向好发展。除此之外，在新能源汽车市场 的带动下，其配套基础设施市场蓬勃发展，根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟的年度 报告数据，2019 年全国充电设施较 2018 年新增超过 12.85 万台，IGBT 作为充电设备中功 率转换的核心器件，预计其在充电设施进一步普及的背景下市场需求量会进一步提升。其他应用领域对 IGBT 需求保持平稳增长。在工业控制行业，IGBT 是变频器、逆变焊机、 电磁感应加热设备等传统工业控制行业的核心元器件，并已经得到了广泛的应用，随着中国 传统制造业的转型升级，工业级 IGBT 的市场需求量有望进一步攀升。在家用电器行业，变 频类家电对功率半导体要求极高，IGBT 作为性能优良的功率半导体器件应用场景广泛。在轨道交通行业，IGBT 是轨道交通车辆牵引变流器和各种辅助变流器的主流电力电子器件， 2020 年以来，中央会议屡屡提及加快“新基建”建设，或促进 IGBT 行业迎来新增长点。2.3. 车规级 IGBT 快速扩张，预计 2025 年国内市场 152 亿元IGBT 供不应求，行业持续向好发展，根据英飞凌年报披露，2018 年全球 IGBT 市场规模高 达 62.2 亿美元，2019 年中国 IGBT 市场规模达到 155 亿元。IGBT 下游产业迅速发展，对 IGBT 需求持续增长，根据富昌电子的 2020 年 Q1 市场行情报告显示，目前英飞凌、安森美、 Microsemi 等 IGBT 供应商的供货周期普遍维持在 13-30 周左右，且交期有延长趋势，而 IGBT 正常的供货周期在 7-8 周左右，可见 IGBT 仍处于供不应求的状态，未来仍具有广阔增长空 间。近年来全球市场与中国市场均保持增长态势，根据英飞凌年报披露，2016-2018 年，全 球 IGBT 市场规模分别达到 45.1、52.6、62.2 亿美元，同比增速分别为 6.6%、16.5%、18.4%， 全球市场加速增长；国内 IGBT 市场持续向好发展，2019 年市场规模达 155 亿，同比增长 6.4%，过去 8 年间一直保持增势。销量增，单价稳，根据我们的预测，国内车规级 IGBT 预计 2025 年市场空间对应 152 亿元， CAGR 约 27%。由于车规级 IGBT 主要应用于新能源汽车，故采用公式“车规级 IGBT 市场 规模=新能源汽车销量×IGBT 单车价值量”来近似预测未来 6 年车规级 IGBT 市场规模变化 情况。虽然受到车市遇冷与补贴退坡的影响，2019 年新能源汽车同比下降了 4%，2020 年 在疫情冲击下，新能源汽车的销量进一步承压，但是也需要看到动力电池 CTP 技术、比亚 迪 DM-i 技术和电动平台等一系列新技术的应用，有望带动新能源汽车成本快速下降，行业 有望加速进入普及拐点，我们预测 2025 年国内销量有望达到 505 万辆左右。IGBT 单车价 值方面，考虑到供给相对偏紧、新进入者有望破局和智能化提速，假设未来单车价值量整体 保持稳定。在新能源汽车的成本构成中，除了动力电池外，电机电控系统的成本占比位列第 二，而在电控系统中，IGBT 成本占比接近 40%，总体来看，车规级 IGBT 单车价值量在 3000 元左右。根据我们对国内新能源汽车市场规模增长的预测，预计 2025 年时，国内车规级 IGBT 的市场规模有望达到 151.6 亿元，对应 CAGR 为 27%左右。3. 国产 IGBT 龙头突围，进口替代有望加速推进3.1. 车规级市场呈“双寡头”竞争格局，IGBT 国产化亟待推进英飞凌：绝对的行业领导者。英飞凌科技公司是一家总部设立于德国的半导体及相关系统解 决方案的设计商、开发商和制造商，成立于 1999 年，前身是西门子集团的半导体部门，公 司设有四个事业部：汽车电子部门、工业功率控制部门、电源管理及多元化市场部门、数字 安全解决方案部门，为汽车、工业功率控制、电源管理、传感器解决方案和物联网（IoT） 安全等领域提供了全面的半导体设计解决方案。据 HIS Markit 2018 年报告数据显示，英飞 凌在 2018 年全球 IGBT 模块市场中以 34.5%的市占率遥居第一，具有绝对的龙头地位。三菱电机：不断革新的日系顶级玩家。三菱电机成立于 192 年，是一家从事电子电器产品开 发、制造、销售和分销的公司，公司包括能源电力系统部门、工业自动化系统部门、信息通 信系统部门、电子设备部门、家用电器部门与其他部门，其中电子设备部门提供包括功率器 件、微波和射频器件、光器件和光模块的半导体器件，广泛应用于白色家电、工业自动化、 轨道交通、太阳能发电等领域。据HIS Markit 2018 年报告数据显示，三菱在2018年全球IGBT模块市场中市场份额达 10.4%，位居全球第 2，是日系半导体企业在工业级 IGBT 领域的优 秀代表。比亚迪半导体：车规级 IGBT 市场的后起之秀。比亚迪半导体有限公司由比亚迪集团重组分 拆的半导体厂商，致力于集成电路及功率器件的开发，目前产品主要覆盖 IGBT 等功率半导 体器件、电源管理 IC、CMOS 图像传感器、传感及控制 IC、音视频处理 IC 等。比亚迪在 2004 年开始布局 IGBT 产业，经过十余年的研发积累和新能源汽车的规模化应用，已成长为 中国最大的 IDM 车规级 IGBT 厂商，产品覆盖乘用车领域与商用车领域。斯达半导：国内 IGBT 龙头。嘉兴斯达半导体股份有限公司成立于 2005 年 4 月，是一家专 业从事功率半导体芯片和模块（尤其是 IGBT 芯片和模块）研发、生产和销售服务的国家级 高新技术企业，公司愿景是成为全球领先的电力电子器件研发及制造商，以及电力电子创新 解决方案提供商。斯达半导为国内 IGBT 龙头企业，尤其在工业控制及电源行业具有领先优 势。据 HIS Markit 2018 年报告数据显示，斯达半导在 2018 年全球 IGBT 模块市场中市占率 为 2.2%排名第 8。国内车规级 IGBT 行业呈寡头垄断格局，英飞凌占近六成市场，比亚迪破局而入，位列第二。根据 NE 时代数据，车规级 IGBT 行业集中度极高，CR4 高达 84.4%，CR2 高达 76.2%，形 成了以英飞凌与比亚迪为主导的“双寡头”格局。2019 年英飞凌独占鳌头，以 627503 单位 /套的 IGBT 模块装机量占据了高达 58.2%的市场份额。作为第一家自主研发、生产车用 IGBT 芯片的国内公司，比亚迪半导体成为国内市场上最有能力挑战英飞凌的本土厂商，但目前其 市场份额为18%，仍比英飞凌低40%。斯达半导为IGBT 行业国内龙头，深耕于工业级 IGBT， 但其在车规级 IGBT 领域处于起步阶段，市占率仅 1.6%。英飞凌主导国内车规级 IGBT 市场，进口替代亟待推进。根据 NE 时代数据，2019 年车规级 IGBT 前 10 家供应商中仅有 3 家为国产品牌，国产化程度低。究其原因，首先在于技术壁垒， 国内 IGBT 产业化起步较晚，在芯片设计、晶圆制造、模块封装等技术水平上落后于国际， 以晶圆制造为例，国内公司在大尺寸晶圆生产上工艺仍落后于全球龙头，目前国际水平是 8 英寸与 12 英寸，但国内大部分企业还停留在 6 英寸的水平，仅比亚迪、中车等几家公司实 现了 8 英寸的量产；其次在于人才匮乏，在国外公司对技术专利的封锁下，我国需要大量高 端工艺开发人员来自主研发，但目前国内还缺少系统性掌握 IGBT 核心技术的人才。但危机 中也孕育了机遇，随着我国下游产业需求激增、华为等大厂入局以及国内龙头产能提升的影响下，国内将形成快速形成完整 IGBT 产业链，迎来进口替代的良好机遇，IGBT 国产化空间 巨大。3.2. 国际龙头技术和成本双优，但高费率下营业利润率较低3.2.1. 国际龙头技术领先约 1 代，产品覆盖的应用市场更广国际品牌技术领先国内品牌 1 代左右。欧系公司 TOP1 英飞凌与日系公司 TOP1 三菱电机的 IGBT 产品均已经发展到第 7 代，国内市场上，斯达半导已在 2015 年自主研发出了国际水平 第 6 代的 IGBT，与国际龙头差距 1 代，比亚迪则在 2018 年推出了其第 4 代车规级 IGBT4 （国际第 5 代水平），由于目前英飞凌、三菱电机的第 7 代 IGBT 主要用于工业领域，还未 推广到车规级，故比亚迪与国际顶尖厂商在芯片设计方面的技术差距预估也在 1 代左右。英 飞凌、三菱电机均已坐拥 8 英寸晶圆生产线，并不断加快向 12 英寸升级的进程，比亚迪则 刚刚加入布局 8 英寸晶圆生产线的行列，在晶圆制造上落后于国外品牌 1 代。英飞凌、三菱电机在高压领域具有绝对优势，覆盖更广下游应用市场。英飞凌、三菱电机在 低压、中压、高压领域实现了产品全覆盖，特别是 3300V 以上的高压 IGBT 技术更是被英飞 凌、三菱电机、ABB 三家公司所垄断。国内 IGBT 供应商产品主要集中于中压等级，比亚迪 专注于中压等级的车规级 IGBT，斯达半导体虽然提供 1700V 与 3300V 的 IGBT 模块产品， 但是其官网产品中心显示其主流产品仍是 1200V 产品，国内 IGBT 厂商在高压领域供应能力 明显不足。相比于 Fabless 模式，IDM 模式更易引领技术革新。英飞凌、三菱电机、比亚迪均为 IDM模式，其涉足芯片设计、制造、封测等环节，掌握了全产业链的核心技术，该模式下公司具 有产业链优势，各环节可以协同优化，有助于充分发掘技术潜力，在技术变革中领导力更强； 斯达半导为 Fabless 模式，资产模式较轻，但由于其仅负责芯片设计与销售的环节，自身未 掌控晶圆制造、模块封装测试等核心技术，未来在产能扩张时可能受限于代工厂的技术水平， 对于产业链的控制力较弱。3.2.2. 国际龙头毛利率占优，但营业利润率较低材料成本低叠加材料利用率高，促使国际龙头具有更低的单位成本。根据斯达半导体招股说 明书数据，公司主营业务成本结构相对稳定，在 2019 年 1 月-6 月主营成本中原材料采购成 本占比 87.21%，制造费用占比 8.62%，直接人工成本占比 4.17%。与国内 IGBT 公司对比， 英飞凌、三菱电机等国际龙头具有强势的品牌效应，并且由于其供应全球 IGBT 下游应用市 场，原材料需求量大，在采购原材料时能够下探到更低的采购成本；除此之外，英飞凌、三 菱电机在技术水平上领先国内，制造水平高，原材料利用率高，使得其在单位产品上的制造 费用更低。虽然得益于国内的人口红利与素质教育，国内具有更优质低廉的劳动力，但是由 于人工成本仅占营业成本的不到 5%，国内企业在人工成本上的降低很难有效弥补国内企业 在材料与技术上的高成本差距，所以总体来说，我们认为国际龙头在单位成本上低于国内企 业。在低成本与高价格驱动下，国际龙头毛利率水平高于国内龙头。国际龙头由于品牌优势，一 般产品定价较高。在更高的单位成本与更低的产品单价双重影响下，我们预计比亚迪、斯达 等国内品牌的毛利率水平显著低于英飞凌、三菱等国际品牌。斯达半导与英飞凌分别作为国 内外主营 IGBT 的龙头企业，其毛利率水平差距明显，英飞凌最近三年一期的毛利率分别为 37.2%、38.7%、36.7%与 34.5%，斯达半导最近三年一期的毛利率分别为 30.6%、29.4%、 30.6%与 30.9%，前者比后者高出约 6%的水平。高费率下，国际龙头营业利润率低于国内供应商。以国际龙头英飞凌与国内龙头斯达半导为 例，研发费用率方面，英飞凌比斯达半导平均高 4%左右，最近三年一期，英飞凌的研发费 率分别为 10.7%、11.3%、11.9%与 12.1%，呈现逐步上升趋势，斯达研发费率分别为 8.8%， 7.3%，6.9%与 8.5%，最近三年持续降低；销售与管理费用率方面，英飞凌比斯达半导平均 高 5%左右，最近三年一期，英飞凌的费用率分别为 11.5%、11.1%、10.7%与 10.8%，斯达 半导的费用率分别为 7.1%、5.5%、5.0%与 6.7%。研发费用率与销售与管理费用率双高， 使得国际厂商在营业利润率上有所降低，2019 年斯达半导的营业利润率比英飞凌高 4.8%， 2020 年第一季度斯达半导的营业利润率比英飞凌高 9.8%。国内厂商凭借较高的营业利润率，可以采取降价让利的策略来抢占市场，未来预计比亚迪半导体和斯达半导体都会通过降价促 销的方式来提升竞争力。3.3. 技术升级叠加扩产降本，进口替代有望加速3.3.1. 政策与资本助力下，国内龙头加快产品技术研发在政策倾斜与资本扶持下，国内龙头加快自主产品的技术研发。半导体器件广泛应用于现代 工业设备中，但我国半导体大多依赖进口，很容易面临缺“芯”困境，特别是在中美关系日 益紧张，国内多家公司遭“制裁”的当前背景下，大力发展半导体行业将成为国家工业发展 的重要举措之一。2020 年两会上提交了“关于推动中国功率半导体产业科学发展的提案”， 预计在未来国家政策持续利好，国内 IGBT 供应商将在研发、财税、进出口等方面获得更多 支持。除此之外，资金实力的增强也将推动国内供应商加强在 IGBT 相关技术的研发力度， 促进技术升级，加速业务发展。2020 年 2 月 4 日斯达半导成功在 A 股上市，募集资金超 5 亿元，2020 年 5 月 26 日和 6 月 16 日比亚迪相继发布公告披露比亚迪半导体顺利完成 A 轮 融资 27 亿元，预计国内 IGBT 供应商未来将在资本扶持下加速技术研发。比亚迪是中国目前唯一一家拥有 IGBT 完整产业链的车企，其 IGBT4.0 产品在芯片损耗、模 块温度循环能力、电流输出能力等关键指标上达到了先进水平。2020 年 4 月 28 日，长沙比 亚迪半导体新能源汽车核心电子技术研发及产业化项目开工建设，该项目计划总投资 10 亿 元，围绕新能源汽车电子核心技术研发及产业化应用，通过购臵高精度光刻机、氧化扩散炉、 金属溅镀机、减薄机、自动传薄片显微镜等核心生产设备，旨在建成年产 25 万片的 8 英寸晶圆生产线，预计在该生产线建成后，IGBT 制程设备的性能将得到进一步升级，使得比亚 迪 IGBT4.0 产品的技术先进性提高，产品可靠性增强，具有更高国际竞争力。斯达半导作为国内龙头，2018 至今公司已量产所有型号的 IGBT 芯片，与国际先进厂商的差 距不断缩小。随着自主研发进程的加快，其自主研发 IGBT 芯片采购量占当期 IGBT 采购总 量的比例不断攀升，在 2019 年 1-6 月已经突破了 50%，预计在未来其国产化比例将持续提 升。3.3.2. 产能扩张叠加技术进步，为自主厂商以价换量创造空间供求缺口与业务拓展将驱动产能提升。我国 IGBT 供应商在中高端 IGBT 产能不足，IGBT 对 外依赖度超 90%，长期依赖国际巨头，导致国内下游产业公司“一芯难求”。在供不应求的 市场驱动下，国内龙头的产能提升能为其带来广阔的市场空间。比亚迪 2019 年自供比率约 70%，尽管其在车规级 IGBT 市场打破了国际巨头的垄断，但其对外供应量仅 4 万多套，仍 具有很高提升空间，因此，比亚迪于 2020 年成立比亚迪半导体公司，并新建 8 英寸晶圆生 产线，进一步扩大 IGBT 产能，预计在 2025 年比亚迪半导体内外供比例有望达到 2:1。除此 之外，国内龙头 IGBT 产品正趋向应用场景多样化发展，业务扩展将进一步刺激产能。比亚 迪半导体入局工业级 IGBT，斯达半导加速推进车规级 IGBT，二者互相进入新市场。比亚迪 核心产品为车规级 IGBT，但其触角已经伸向工业级领域，目前比亚迪在焊机（瑞玲）、空调 （TCL 等）、电磁加热等领域已经开展与下游公司的合作，未来会进一步拓宽在变频器、光 伏等方向的产品；斯达半导主要收入来源于工业控制及电源市场，但其在新能源汽车市场业 务发展态势良好，其车规级 IGBT 在 2018 年完成了客户端小批量验证，在 2019 年已实现大 批量生产，根据其 2019 年股东大会披露，斯达半导体 2019 年生产的车规级 IGBT 模块已经 配套了超过 20 家终端汽车品牌，合计配套超过 16 万辆新能源汽车。国内龙头加速 IGBT 产能扩张，迎来降本空间。比亚迪宁波工厂当前 IGBT 芯片晶圆的产能 已经达到 5 万片/月，预计 2021 年可突破 10 万片/月，一年可供应 120 万辆新能源车，而随 着 2022 年比亚迪长沙工厂 8 英寸晶圆生产线的建成，预计未来 IGBT 产能将在现在基础上 大幅扩大。斯达半导大力推动新技术新产品研发项目的落地，根据公司公告，其上市募集的 资金计划计划投入 2.5 亿元建设新能源汽车用 IGBT 项目，投入 2.2 亿元建设 IPM 模块项目， 投入 1.5 亿元建设技术研发中心扩建项目。比亚迪、斯达半导等国内龙头在产能扩张时有望 形成规模效益，带动生产成本的下降；同时，在晶圆生产线升级、新技术研发中心设立等举 措影响下，国内厂商的 IGBT 制造水平有望提高，从而提升原材料利用率，进一步降低芯片生产的单位成本。技术和质量满足要求的情况下，价格是客户的核心关切，低价换市场或为国内厂商突围之策。 国际龙头虽然毛利率水平高于国内厂商，但囿于研发费用居高不下，其为维持盈利水平而对 产品定价较高，这为国内龙头提供了后来居上的机会。一方面，可通过在人力、材料等方面 压低费用，节省成本；另一方面，可牺牲一部分净利润，采用更低的产品价格。这样，在技 术和质量满足下游市场要求情况下，国产 IGBT 产品的相比于进口 IGBT 产品更具有价格优 势，有望帮助国内龙头从国际龙头手中攫取客户，提升市场份额。4、重点企业（详见报告原文）4.1. 比亚迪4.2. 斯达半导……（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：安信证券）如需报告原文档请登录【未来智库】。

如需报告请登录【未来智库】。1、功率半导体再获生机，IGBT 成为工业“CPU”1.1、功率半导体及 IGBT 发展历程 IGBT 作为一种新型电力电子器件，是国际上公认的电力电子技术第三次革命最具代表性的产品，是工业控制及自动化领域的核心元器件，其作用类似于人类的心脏，能够根据工业装置中的信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等，以实现精准调控的目的。因此，IGBT 被称为电力电子行业里的“CPU”，广泛应用于电机节能、轨道交通、智能电网、航空航天、家用电器、汽车电子、新能源发电、新能源汽车等领域。虽然 IGBT 是芯片家族的成员，但它和处理信息或存储数据的芯片是不同的，IGBT的主要工作是控制和传输电能，指甲盖大小的芯片组成的 IGBT 可以处理 6500W以上的超高电压，IGBT 芯片工作时可以在短短 1 秒的时间内，实现 10 万次电流开关动作，从而驱动高铁飞速行驶。IGBT(绝缘栅双极型晶体管），是由 BJT(双极结型晶体三极管) 和 MOS(绝缘栅型场效应管) 组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件,其具有自关断的特征。简单讲，是一个非通即断的开关，IGBT 没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。IGBT 融合了 BJT 和 MOSFET 的两种器件的优点，如驱动功率小和饱和压降低等。IGBT 模块是由 IGBT 与 FWD（续流二极管芯片）通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品，具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点。至今，IGBT 经历了六代技术的发展演变，面对的是大量的结构设计调整和工艺上的难题。回顾 IGBT 的发展历程，其主要从三方面发展演变：器件纵向结构，栅极结构以及硅片的加工工艺。1.2、IGBT 技术原理与生产模式IGBT 在生产工艺上具有诸多难点，同时其生产所需专用设备技术门槛较高。IGBT 技术与工艺复杂（1） 芯片设计：IGBT 芯片结构虽已确定，但芯片的设计仍较为复杂，需考虑应用场景、工艺能力和参数平衡等综合因素。（2） 芯片制造：功率半导体工艺分正面和背面，改善 IGBT 的开关性能和通态压降等性能上需要进行大量的工作。相关工艺上实现难度较大，尤其是薄片工艺和背面工艺。工艺难点： 1. 薄片工艺：IGBT 芯片厚度一般在 100-200 微米 ，有的甚至在 80 微米以下，在磨到此厚度时，特别是对于 8 寸以上的大硅片，晶圆减薄后容易在加工过程中发生碎裂；2. 背面工艺：包括了背面离子注入，退火激活，背面金属化等工艺步骤，由于正面金属的熔点的限制，这些背面工艺必须在低温下进行(不超过450°C)，退火激活难度极相对较大。背面注入以及退火工艺难度也较大，虽然国外某些公司可代加工，但是他们一旦与客户签订协议，就不再给中国客户代提供加工服务，代工风险较大。（3） 封装：IGBT 封装工艺是能否实现 IGBT 最佳性能的关键之一，同样具备相当的门槛。IGBT 发展至今，依靠优化芯片设计提升性能已经到了瓶颈，在模块封装技术方面，国内基本掌握了传统的焊接式封装技术，其中中低压模块封装厂家较多，高压模块封装主要集中在中车。与国外公司相比，技术上的差距依然存在。IGBT 工艺生产设备专业化程度高 国内 IGBT 工艺设备购买、配套十分困难，每道制作工艺都有专用设备配套。其中有的国内无法生产，有的技术水平无法达到要求。（1） 真空焊接机：德国的真空焊接机，能将芯片焊接空洞率控制在低于 1%，而国产设备空洞率高达 20%到 50%，国内外技术差异明显。（2） 表面喷砂设备：日本生产的表面喷砂设备，工艺先进，但是日本政府禁止出口。国内设备虽然便宜，但是无法满足 IGBT 的高要求。（3） 自动化测试设备：IGBT 生产过程对环境要求十分苛刻，要求高标准的空气净化系统，世界一流的高纯水处理系统。因此所用测试设备，须为自动化测试设备，但是该设备价格高昂。IGBT 芯片作为半导体芯片，根据是否自建晶圆生产线，可分为三种运作模式，分别为 IDM、Fabless 和 Foundry 模式。（1） IDM（Integrated Device Manufacture）模式即垂直整合制造商，是指包含电路设计、晶圆制造、封装测试以及投向消费市场全环节业务的企业模式，IGBT 芯片设计只是其中的一个部门，同时企业拥有自己的晶圆厂、封装厂和测试厂。该模式对企业技术、资金和市场份额要求极高，目前仅有英飞凌、三菱等少数国际巨头采用此模式。（2） Fabless 模式即无晶圆厂的集成电路设计企业，该模式下的企业仅专注于集成电路设计，没有自己的工厂，芯片的制造由外包工厂完成。由于无需投资建立晶圆制造生产线，减小了投资风险，且能较快速开发出终端需要的芯片。（3） Foundry（代工厂）模式，只负责制造、封装或测试的其中一个环节，不负责芯片设计；可以同时为多家设计公司提供服务，但受制于公司间的竞争关系。Foundry 主要的优势是：不承担由于市场调研不准、产品设计缺陷等决策风险；主要的劣势是：投资规模较大，维持生产线正常运作费用较高，需要持续投入维持工艺水平，一旦落后追赶难度较大。2、IGBT 工业应用广泛，国产化替代前景巨大2.1、IGBT 主要应用市场 作为新型功率半导体器件的主流器件，IGBT 已广泛应用于工业、 4C(通信、计算机、家电、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域，以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。IGBT 电压适用范围宽广，工业应用广泛：作为大功率半导体器件，IGBT 最具特色的是其耐高压的优点，它不仅可以在 600V 以下的低压家用电器使用，也可在电动汽车及新能源发电中使用，IGBT 最高可承受 6500V 的高压电流，因此在高压直流输电及高铁电力牵引中成为不可或缺的大功率器件。2018 年 IGBT 的应用领域中，新能源汽车占比最高，达到 31%，其他重要领域包括家电、工业控制、电网输电及轨道交通。2.1.1、工控和家电 IGBT 市场，国产化价格优势明显 在中国 IGBT 应用市场中，工控、汽车、家电为最大的三个市场。工控和家电用IGBT 的技术要求通常低于汽车级 IGBT，工业和家电类客户对价格较敏感，且注重供货稳定性和服务响应速度，本土企业在价格上更有优势，且可就近为客户服务，在未来的竞争中有望不断挤压海外企业的市场份额。工控市场：IGBT 模块是变频器、电焊机工业控制系统的核心（1） 变频器：变频器是工控调速和节能的主要装置，可应用于电梯、起重机、冶金、油气管网建设、清洁能源等领域。变频器市场原由 ABB、西门子等外资企业占据，后其市场份额逐步被汇川、英威腾等蚕食，带动国内IGBT 企业的发展。目前外资企业市场占比仍在 70%以上，国产替代有较大增长空间。（2） 电焊机：电焊机主要用于钢铁行业行业增速稳定但有结构性调整，我国逆变焊割设备产量每年以大约 20%的速度增长，其发展速度大大高于传统焊割设备，替代传统焊割设备的趋势明显。欧美等发达国家逆变焊割设备的比重约为 60% 70% 当前我国逆变焊割设备的使用比重约为 28%，尚有巨大的上升空间。家电市场：市场仍被外资企业占据，国产 IPM 替代空间较大（1） 中国是全球家电产品的最大制造地区，家电变频化带动 IPM（IGBT 模块）需求。中国地区家电产量占全球比例较大，空调产量占比 73%、彩电 62%，冰箱冰柜 53%，洗衣机 38%。中国是全球电子产品制造大国，预计未来仍将对 IGBT 等功率器件产生大量需求。（2） 目前国内 IPM 模块主要依赖进口，国产化率较低。IPM 市场主要被国际厂商占据，其中三菱、英飞凌、安森美合计市占率超 60%。考虑到成本与服务响应，国产替代要求强烈。同时国际大厂逐步退出该领域，国内厂商在中低压功率产品迎来替代良机。国内目前进入家电领域的 IPM 企业除了格力、美的部分自供外，唯一的第三方供应商是士兰微，国产化率较低（不足 10%）。另外，斯达、江苏宏微等也国内企业也在消费领域持续发力，有望提升国内企业的市场份额。2.1.2、轨道交通平稳发展，IGBT 成为轨交电力牵引关键 IGBT 器件已成为轨道交通车辆牵引变流器和各种辅助变流器的主流电力电子器件。交流传动技术是现代轨道交通的核心技术之一，在交流传动系统中牵引变流器是关键部件，而 IGBT 又是牵引变流器最核心的器件之一。IGBT 主要用于动车组列车的“牵引变流器”，牵引变流器是驱动动车组列车行驶最关键的部件，每个动车组列车装有 4 台牵引变流器，每台搭载了 32 个 IGBT 模块，一共 128 个。不同类型的动车组类车需要的 IGBT 数量是不一样的，少的有80 个，多的达到 150 个。我们通过分别预测 2020-2021 年动车组、机车与城轨市场规模，结合单个产品所需 IGBT 模块数及单价，预测出动车组、机车与城轨 IGBT 的市场规模。2020-2021年，中国轨道交通市场总规模分别为 17.09 亿元、19.71 亿元。2.1.3、智能电网砥砺前行，IGBT 增添新能源并网新思路 交直流输电百年争论不休，直流输电终成直达万吨“巨轮”其实，早在 19 世纪末，科学界就曾上演过一场“交、直流之争”。当时，围绕使用交流输电还是直流输电，科学家划分为截然不同的两派：美国发明家爱迪生、英国物理学家开尔文都极力主张采用直流输电；而美国发明家威斯汀豪斯和英国物理学家费朗蒂则主张采用交流输电。争论的结果是，交流输电以其组网和便捷的升压优势，成为电力系统大发展的起点。如今，电力技术经过 100 多年发展，已同当年不可同日而语，而直流输电的优势也并未被忽视。目前，世界各国几乎都采用了大范围交直流混合电网技术。随着电压等级从 10 千伏、110 千伏到 500 千伏，再到 1000 千伏的不断升高，电网规模也在不断扩大，相应的交、直流输电技术始终同步发展，在工程应用上也实现了高度融合。新能源并网蓬勃发展，IGBT 成为柔性直流输电“干将” 柔性直流输电技术是采用 IGBT 等全控器件，并以换流阀调制技术为基础的一种高压直流输电技术。VSC 可以达到控制换流站输出电压幅值和相位的效果，进而可以控制换流站与交流系统之间有功功率和无功功率的交换。从交流系统的角度来看，VSC 可以等效成一个无转动惯量的电动机或发电机，几乎可以瞬时地在 PQ平面四个象限内实现有功功率和无功功率的独立控制，这是 VSC 的基本特性之一。目前 VSC-HVDC 已经在风电场的并网，电网互联，孤岛和弱电网供电，以及城市供电中发挥了重要的作用。可靠性方面，就目前来看柔直的可靠性高。IGBT 广泛应用于智能电网的发电端、输电端、变电端及用电端。 从发电端来看，风力发电、光伏发电中的整流器和逆变器都需要使用 IGBT 模块。（1） 从发电端来看，风力发电、光伏发电中的整流器和逆变器都需要使用 IGBT模块。（2） 从输电端来看，特高压直流输电中 FACTS 柔性输电技术需要大量使用IGBT 等功率器件。（3） 从变电端来看，IGBT 是电力电子变压器（PET）的关键器件。（4） 从用电端来看，家用白电、微波炉、LED 照明驱动等都对 IGBT 有大量的需求。2019 年度光伏发电使用柔性输电工程并网比例为 53%，根据国家能源局要求，柔性输电工程并网比例将不断提升，从 CPIA 获悉的数据，可以看出，2020-2025 年，光伏新增装机容量将会从 2019 年的谷底不断攀升，而风电新增装机容量将会保持一个轻微下降的态势预期。至 2025 年，中国新能源发电通过柔性输电并网比例将会提升至 71%，中国新能源发电 IGBT 市场规模将会增加到 14.4 亿元。2.1.4、新能源汽车前景广阔，IGBT 成为电动之芯 IGBT 在电动车中存在广泛的应用，除了电动控制系统外，在车载空调控制系统及充电桩中也有着应用。从成本上看，新能源电动车成本结构中最大者为电池，占比约 40~50%，其次为电机驱动系统，约占全车成本 15%至 20%。其中，IGBT 占驱动系统一半左右，即 IGBT 占电动车约 8%至 10%成本，成电动车降价第二关键零组件，以特斯拉ModelX 为例，其使用了英飞凌提供的 132 个 IGBT 管，所花费用大约在 650 美元。车规级 IGBT 相对于工业级 IGBT，对诸多耐受指标要求更为严格：与工业 IGBT模块相比，车规级 IGBT 在耐高温、电气可靠性、强振动下稳定性等方面具有更高的要求。 （1） 车辆运行时，容易在路况拥堵时发生频繁启停，电机会出现堵转，此时控制器的 IGBT 模块工作电流会出现急速的突变，导致 IGBT 的温度快速变化，IGBT 模块的寿命面临考验；（2） 由于车况的不确定性，汽车级 IGBT 模块在车辆行驶中会受到较大的震动和冲击，这对于 IGBT 模块的抗震机械强度提出了更高的要求；（3） 车体的大小限制，对于控制器的大小以及 IGBT 模块的功率密度提出了更高的要求。2.2、IGBT 市场格局 从市场竞争格局来看，美国功率器件处于世界领先地位，拥有一批具有全球影响力的厂商，例如 TI、Fairchild、NS、Linear、IR、Maxim、ADI、ONSemiconctor、AOS 和 Vishay 等厂商。欧洲拥有 Infineon、ST 和 NXP 三家全球半导体大厂，产品线齐全，无论是功率 IC 还是功率分离器件都具有领先实力。日本功率器件厂商主要有 Toshiba、Renesas、NEC、Ricoh、Sanke、Seiko、Sanyo、Sharp、Fujitsu、Toshiba、Rohm、Matsushita、Fuji Electric 等等。日本厂商在分立功率器件方面做的较好，但在功率芯片方面，虽然厂商数量众多，但很多厂商的核心业务并非功率芯片，从整体市场份额来看，日本厂商落后于美国厂商。德系的英飞凌也是全球 IGBT 龙头企业之一，2018 年其 IGBT 功率晶体以 31%的市场占有率位居第一。 2016-2021 年功率半导体细分领域中，新能源汽车增速最快，达到 8%，其次是工业领域，达到 7%。近年来，中国台湾的功率芯片市场发展较快，拥有立锜、富鼎先进、茂达、安茂、致新和沛亨等一批厂商。总体来看，台湾功率厂商的发展较快，技术方面和国际领先厂商的差距进一步缩小，产品主要应用于计算机主板、显卡、数码产品和 LCD等设备。由于 IGBT 对设计及工艺要求较高，而国内缺乏 IGBT 相关技术人才、工艺基础薄弱且企业产业化起步较晚，因此 IGBT 市场长期被大型国外跨国企业垄断，国内市场产品供应较不稳定；随着国内市场需求量逐步增大，供需矛盾愈发突显。中国功率半导体市场规模占世界市场的 50%以上，但在中高端 MOSFET 及 IGBT主流器件市场上，90％主要依赖进口，基本被国外欧美、日本企业垄断。在国内新能源汽车 IGBT 模块市场中，英飞凌公司中是绝对的龙头老大，市场占比 58.2%，相比 2016 年 33%的市场占比，其市场地位有了进一步的巩固。比亚迪微电子则在多年的技术积累中，逐渐成长为中国 IGBT 市场份额第二大企业。中车时代电气则以轨交 IGBT 为市场切入点，不断拓展业务至电动汽车及智能电网市场，2019年市场份额逐渐攀升至 0.3%2.3、SiC 已成后起之秀，IGBT 短期仍是市场主流 2.3.1、下一代半导体 SiC 技术优势明显 SIC 的前世今生：SiC（碳化硅）由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还有很多其他用途。此外，SiC（碳化硅）的硬度很大,莫氏硬度为 9.5 级，仅次于世界上最硬的金刚石（10 级），具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。IGBT 即将逼近硅基材料的性能极限，SiC 芯片成为电动汽车技术革新的必经之路：SiC 能将新能源车的效率再提高 10%,可以有效提升新能源车的效率。相比硅材器件，SiC 功率器件具有三大优势：（1） 高压特性。SiC 器件是同等 Si 器件耐压的 10 倍；（2） 高频、高效特性，SiC 器 件的工作频率一般是 Si 器件的 10 倍。（3） 耐高温、低损耗，SiC 芯片可在 600°C 下工作，而一般的 Si 器件最多为 150°C；同时 SiC 功率器件的能量损耗只有 Si 器件的 50%左右，发热量也约为其 50%。电控模块所用功率器件的进化，直接关系到电动汽车的整车性能。比亚迪在混动和纯电动上对 SiC 和 Si 的性能进行测算，结果显示，SiC 后电机控制器的损耗下降 5%，电驱动系统整体 NEDC 平均效率提升 3.6%，整车 NEDC 续航提升 30KM，里程增幅 5.8%。如果车企不考虑从电驱动系统的高效率入手，而依赖于电池，那么它必须承担大如 100KWh 电池的高昂成本，才可以将续航里程提升 6%。这对于车辆的空间、冷却系统、电池管理系统都是一个沉重的负担。国际市场风流涌动，关注度不断升温：由于 SiC（碳化硅）是目前发展最成熟的宽禁带半导体材料，世界各国对其研究非常重视，纷纷投入大量的人力物力积极发展，美国、欧洲、日本等不仅从国家层面上制定了相应的研究规划：（1） 美国：2014 年 1 月，美国总统奥巴马亲自主导成立了以 SiC 为代表的第三代宽禁带半导体产业联盟。这一举措的背后，是美国对以 SiC 半导体为代表的第三代宽禁带半导体产业的强力支持。（2） 欧洲：德国英飞凌公司与欧洲 17 家企业共同成立 Smart PM（Smart PowerManagement）组织，拓展碳化硅在电源和电器设备中的应用。欧洲纳米科技咨询委员会（ENIAC）的“高效率电动汽车计划”则专注于碳化硅功率器件在新型电动汽车中的应用技术研发，由英飞凌公司主导。（3） 日本：日本政府在 2013 年就将 SiC 纳入“首相战略”，认为未来 50%的节能要通过它来实现，创造清洁能源的新时代。日本经济产业省积极开展碳化硅的研发及生产，促进碳化硅在通讯电源、混合动力汽车、可再生能源变频器、工业马达驱动等领域的应用。特斯拉率先在 Model 3 逆变器上启用车规级 SiC 功率模块，昭示 SiC 器件正式与IGBT 展开角逐：特斯拉是第一家在其 Model 3 中集成全 SiC 功率模块的车企，工程设计部门直接与意法半导体合作，特斯拉逆变器由24个1-in-1功率模块组成，这些模块组装在针翅式散热器上。意法半导体 SiC 功率模块包含两个采用创新的芯片贴装解决方案的碳化硅 MOSFET，并通过铜基板实现散热。碳化硅 MOSFET采用意法半导体最新的技术进行设计和制造，可降低传导损耗和开关损耗。Model3 使用了 SiC MOSFET 模组后，AC/DC 的电流转换效率在长距离电动车市场上排名第一，也就是从 Model S 的 82%逆变器效率提升到 model 3 的 90%，对续航提升显著，降低传导和开关损耗。国内市场 SiC 原材料虽然较晚，但 SiC 器件研究进展差距不断缩小：相对国外市场，我国开展 SiC 材料及器件方面的研究工作比较晚，在科技部及军事预研项目的支持下，取得了一定的成果，逐步缩小了与国外先进技术的差距，在军工领域已取得了一些应用。比亚迪提前布局 SiC，押宝第三代半导体器件，率先推出国内第一台装载 SiCMOSFET 模块控制电机的电动汽车：比亚迪正是抢先意识到了这一点，所以顺势而为，率先投入巨资，布局性能更加优异的第三代半导体材料 SiC（碳化硅）。与此同时，也将整合材料（高纯碳化硅粉）、单晶、外延、芯片、封装等 SiC 基半导体全产业链，进一步降低 SiC 器件的制造成本，加快其在电动车领域的应用。如今比亚迪已成功研发 SiC MOSFET（汽车功率半导体包括基于硅或碳化硅等材料打造的 IGBT 或 MOSFET 等）。2020 年 2 月，比亚迪公布旗下中大型轿车汉 EV 首次应用自研“高性能碳化硅MOSFET 电机控制模块”，助力其 0－100km／h 加速仅需 3.9 秒。比亚迪为汉 EV装备了最大转速超过 15000 转／分的高转速驱动电机总成，其电机控制器首次使用了比亚迪自主研发并制造的高性能碳化硅 MOSFET 控制模块，碳化硅模块能够降低内阻，增加电控系统的过流能力，让电机将功率与扭矩发挥到极致，大幅提升了电机的性能表现，彰显下一代半导体材料——SiC 的优良性能。比亚迪预计到 2023 年，将采用 SiC 基半导体全面替代硅基半导体（如硅基 IGBT），将整车性能在现有基础上再提升 10%。中车时代电气以大功率半导体技术优势为支撑点，不断深入研究下一代半导体技术：2017 年 12 月，中车时代电气总投资 3.5 亿元人民币的 6 英寸碳化硅产业基地技术调试成功，2018 年 1 月首批芯片试制成功。这是国内首条 6 英寸碳化硅生产线，获得了国家“02 专项”、国家发改委新材料专项等国家重点项目支持，是中车时代电气的重点投资项目之一，实现碳化硅二极管和 MOSFET 芯片工艺流程整合，成功试制 1200V 碳化硅肖特基二极管功率芯片。2.3.2、SiC 成本高昂，短期无法成为市场主流 在特斯拉的带动下，科锐、英飞凌、ST 等 SiC 半导体企业积极扩产，推进 SiC 在汽车中的应用。未来 5 年 SiC 需求增速较快，年均增可达 30%。但整体来看，SiC的份额仍会低于 IGBT，至少在五年内，IGBT 仍是新能源汽车电驱系统的主流技术方案：（1） SiC 的工艺复杂，在气相沉积、晶圆切割等工艺上难度颇大，尤其是车规级 SiC 的封装技术——银浆烧结等工艺，目前只被英飞凌、斯达等少数企业掌握。（2） 目前 SiC 单管封装、电驱设计等环节的技术尚不成熟，若要应用 SiC 需要依靠半导体厂、电驱厂的技术改进，或者通过车企自身的经验积累。2020 年起，SiC Mosfet 单价有望下降至 IGBT 的 2-3 倍，但半导体企业推广车规级的芯片仍需要经过 1-2 年的测试，短期内受限于 SiC 价格高昂，仅可能在主流车企的高端车型率先应用 SiC Mosfet。（3） SiC 应用将会以特斯拉为先锋，欧日高端车型及比亚迪自供车型跟上，最后大规模普及到主流车企，时序较长。2.4、IGBT 产业链环节公司 IGBT 产业链分上、中、下游，主要是分为 IC 设计、晶圆制造及封装测试，若某家公司三个环节均同时掌握，则是 IDM 模式。目前国内功率器件产业链中，IC设计部分主要有东威半导体、中科君芯、无锡新洁能；制造部分有华虹半导体、中芯国际、华润微电子、上海先进，其中华虹半导体已经为 IGBT 代工；封装部分有赛晶电力电子、中车永电、威海新佳、美林电子，其中赛晶电力电子是国内IGBT 封装较为成熟的公司，其也是外资 ABB 在国内最大的大功率半导体器件分销商；IDM 部分有比亚迪、中车时代电气、斯达半导体及士兰微，前三家公司主要从事 IGBT 器件的 IDM 生产。2.5、电动汽车 IGBT 国产替代空间巨大IGBT 国产化产业链已经形成：比亚迪则与国家电网、上海先进半导体牵手，共同打造 IGBT 国产化产业链。2015 年 8 月，上海先进半导体正式进入比亚迪新能源汽车用 IGBT 的供应链；而西安永电电气的 6500V/600A IGBT 功率模块已成功下线，成为全球第四个、国内第一个能够封装 6500V 以上电压等级 IGBT 的厂家电动车供应链对国产 IGBT 需求迫切（1） 外资供货频繁涨价，交货周期不断延长，冲击电动车供应链：IGBT 的市场几乎被外资企业垄断，他们在扩产方面相对谨慎，在需求大幅增加时，经常会出现供不应求，价格上涨、交易延长的情况。2017-2018 年新能源汽车快速增长，IGBT 供不应求，交货期延长，价格数次调涨。国际主流IGBT 厂商如英飞凌、安森美、意法半导体均出现了涨价和交货期延长的现象。（2） 新能源汽车补贴退坡下，车企降本压力沉重：补贴退坡后整个电动车产业链都面临降本压力，电驱企业需与主机厂共同均摊成本。IGBT 作为电驱重要的 BOM 项目，电驱企业急需出现与英飞凌有竞价能力的本土 IGBT企业。电驱企业毛利率近年来持续走低，电驱企业有较大动力培养本土IGBT 企业成长。新能源汽车 IGBT 市场前景广阔：根据国家规划，2020 年新能源汽车销量要达到200 万辆的目标，但是 2019 年新能源汽车销量为 120 万辆，加上今年疫情影响，预计 2020 年新能源汽车销量为 140 万辆。根据工信部《新能源汽车产业发展规划（2021-2035 年）》（征求意见稿）披露，2025 年新能源汽车竞争力明显提高，动力电池、驱动电机、车载操作系统取得关键突破，新能源车销售占比达 25%。2019年中国汽车总销量为 2576.9 万辆，预计 2020 年将会保持平稳，保守估计 2025 年中国汽车销量将会稳定在 2200 万辆左右，由此可推算出 2025 年中国新能源汽车规划销量为 550 万辆，相应 IGBT 市场规模可达到 165 亿元。而充电桩分为快充桩与慢充桩，快充桩成本为 10 万元，所需 IGBT 为 2 万元，快充桩占充电桩总数的 20%。通过分析 2015-2019 年的车桩比，可以看出，车桩比是不断下降的，2019 年车桩比为 3.1。根据充电联盟预测，2020 年将会新增 54万个充电桩，预计 2020 年车桩比将会下降至 3.0，2025 年车桩比将会在国家政策项的强制要求下下降至 2.7，由此可算出 2025 年充电桩保有量将会达到 700 万个，充电桩新增 100 万个，可以看出充电桩未来的 IGBT 市场规模也是很可观的。3、IGBT相关企业分析（详见报告原文）3.1、比亚迪股份，车载 IGBT 国产先行者IGBT 领域沉淀多年，具有整车平台的技术验证优势 2005 年开始，比亚迪在内部成立了 IGBT 研发团队，试图自研电机控制器的核心模块 IGBT。2009 年 9 月，第一代 IGBT 芯片研发成功，成功通过中国电器工业协会电力电子分会组织的科技成果鉴定。2012 年，宁波中纬的晶圆才通过严格检验制成了符合车规级要求的 IGBT 模块，用在了比亚迪纯电动汽车 e6 上。2018年，比亚迪车规级第四代 IGBT 在性能上完全赶上了竞争对手，且在产能上达到了 5 万片/月，该产能达到当初收购时的 5 倍。2020 年 6 月，比亚迪晶圆产能达到10 万片/月。比亚迪 2019 年销售汽车 46.1 万辆，其中新能源汽车 22.9 万辆，比亚迪整车对IGBT、传感器、控制芯片等需求巨大，关联方订单是公司业绩的压舱石。公司同时具有技术及供应链两大优势：（1）技术上：比亚迪的整车平台给公司自主研发车规级半导体提供了稀缺的“设计-生产-应用验证”紧密结合的机会，压缩了研发周期，从而可快速迭代技术，积累经验。比亚迪 IGBT4.0 的性能优异，拥有以下亮点： 1.电流输出能力较当前市场主流的 IGBT 高 15%，支持整车具有更强的加速能力和更大的功率输出能力。2. 同等工况下，综合损耗较当前市场主流的 IGBT 降低了约 20%。这意味着电流通过 IGBT 器件时，受到的损耗降低，使得整车电耗显著降低。3. 温度循环寿命可以做到当前市场主流 IGBT 的 10 倍以上。这意味着比亚迪电动车在应对各种极端气候、路况时，能有更高的可靠性和更长的使用寿命。（2）供应链上：汽车供应链注重产品可靠性、均一性，过往的成功配套经验对车载半导体企业尤为重要，在汽车行业向电动化、智能化发展的大背景下，公司有较大先发优势，有望分享市场红利。比亚迪挟 IGBT4.0 芯片之力，加紧 IGBT 对外供货: 比亚迪 IGBT 主要供给本公司车载 IGBT 使用，但是也已经小批量对外供货工业 IGBT 方面的产品，在 2018年，公司搭载 IGBT2.5 芯片的车用 IGBT 模组也开始对外供货。现在新款的高性能的 1200V IGBT4.0 芯片，比亚迪在深化这些产品在自身汽车应用之余，也在加紧 IGBT 的对外供货布局。比亚迪接下来将会推出 750V 电压的 IGBT4.0 产品，服务外部市场。公司积极扩产，有效应对市场扩张：比亚迪 2018 年底，其 IGBT 芯片月产能 5 万片，为了应对外供市场，不断进行扩产， 2019 年全年比亚迪的 IGBT 模块共装了19.4 万套电控，历史累计已达 70 万套以上，预计 2020 年可实现月产能 10 万片。2020 年 1 月 19 日，深圳比亚迪微电子有限公司新增对外投资，成立长沙比亚迪半导体有限公司，注册资本 2000 万元，由深圳比亚迪微电子有限公司持股100%。2020 年 3 月，长沙比亚迪 IGBT 项目正式启动建设，计划建设集成电路制造生产线，此举可视为比亚迪积极为外供 IGBT 所做的扩产。比亚迪分拆比亚迪半导体，引入战略投资者，推进其上市计划，为 IGBT 外供做好准备。比亚迪半导体是比亚迪股份的全资子公司，前身为比亚迪半导体，成立于 2004 年，下有宁波半导体、节能科技、长沙半导体三家子公司，其中宁波半导体主营晶圆制造及封装，节能科技以工程服务方式为关联企业提供 LED 节能产品，长沙半导体目前尚未实际经营。2020 年 5 月 26 日公司公告引进红杉、中金、国投等领衔的 14 家投资者，合计增资 19 亿元，取得比亚迪半导体 20.2%的股权，投前估值 75 亿元，投后估值 96 亿元。6 月 15 日，比亚迪再发公告，宣布为比亚迪半导体引入包括小米长江产业基金、联想长江科技产业基金、深创投等 30 家机构作为战略投资者，拟合计增资约8 亿元。该轮增资扩股完成后，本轮投资者将合计取得比亚迪半导体增资扩股后约 7.84%的股权，比亚迪继续持有比亚迪半导体 72.3%的股权。比亚迪半导体 2019 年销售收入中，公司主要还是内供 IGBT。伴随比亚迪半导体引入战略投资者，其独立性与透明性在其上市之后，将会进一步得到提升，有效降低国内主机厂对其封闭式供应链体系的顾虑，IGBT 外供将会得到充分的增长。3.2、中车时代电气，轨交国产 IGBT 龙头老大 3.3、华虹半导体，IGBT 国产化代工主力军3.4、赛晶电力电子，外企分销商起家的电力容器供应商……（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：兴业证券）如需报告原文档请登录【未来智库】。

获取报告请登录【未来智库】。1、功率半导体：电能转化与电路控制的核心器件1.1 功率半导体器件的分类功率半导体器件(Power Semiconctor Device)是电力电子装置实现电能转换、电源管理的核心器件，又称 为电力电子器件(Power Electronic Device)，主要功能有变频、变压、整流、功率转换和管理等，兼具节能 功效。功率半导体器件广泛应用于移动通讯、消费电子、电动车、轨道交通、工业控制、发电与配电等电力 电子领域，主要分为功率分立器件、功率集成电路（即 Power IC / PIC，又称为功率 IC）和功率模组三类。功率分立器件按照对电路信号的可控程度分为：全控型器件、半控型器件、不可控器件。全控型功率半导体器件：全控型的主要产品为 GTO（门极可关断晶闸管）,GTR（大功率电力晶体管）,MOSFET （电力场效应晶体管）及 IGBT（绝缘栅双极晶体管）。这类器件一般是三段器件，在一块半导体基片上制作 两个相距很近的 PN 结，两个 PN 结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电 区，排列方式有 PNP 和 NPN 两种。此类型器件通过电压来控制其导通，又可以控制其关断，因此称为全控 型功率半导体器件又称为自关断器件。半可控型功率半导体器件：半可控型的器件主要为 SCR（晶闸管）。晶闸管也称可控硅，是由三个 PN 结构 成的大功率半导体器件。晶闸管主要用于电力变换与控制，可以用微小的信号功率对大功率的电流进行控制 和变换，具有体积小、重量轻、耐压高、容量大、效率高、控制灵敏、使用寿命长等优点。晶闸管的功用不 仅是整流，还可以用作无触点开关以快速接通或切断电流，实现将直流电变成交流电的逆变，将一种频率的 交流电变成另一种频率的交流电等作用。晶闸管的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工 业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面广泛采用的电子元器件。该类器件具有单项导电性，一 旦开通就无法通过门极控制关断，只能通过强制阳极电流为零或改变阴阳两极间的电压极性而关断，因此被 称为半控制型器件。不可控型功率半导体器件：不可控型功率半导体器件，主要为 Power Diode（功率二极管）。功率二极管是 一个两端器件，分为阴极和阳极，其开关完全取决于施加在阴阳两极的电压正向导通，反向阻断。按照管芯 结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。二极管由电流驱动，开关本身无法控制 通断，电流为单向且只能正向流通，因此称为不可控器件。功率 IC:包括线性稳压器，开关稳压器，电压基准，监控、定序器、开关 IC 和其他功率管理 IC 等五大类。 功率 IC 通常把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小 块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。包括五 大类:线性稳压、开关稳压器、电压基准、监控，定序器，开关 IC 和其他功率 IC。具有体积小，重量轻， 能承受的电流 比较小，寿命长，可靠性高性能好，成本低，便于大规模生产等特点。1.2 功率半导体的发展路径为适应应用领域的广泛化与应用形式的精密化，功率半导体从结构、技术、工艺及材料等多方面都有了全面 的提升。从功率半导体的发展路径来看，更高功率密度，更小的体积，更低的功耗及损耗是其技术演进的重 点方向。结构更改：从晶闸管等半控型器件，到门极可关断晶闸管 GTO、电力双极型晶体管 BJT、电力场效应晶体管 功率 MOSFET 为代表的全控型器件，半导体的演进过程中经过大规模的基本设计更改。例如在结构方面， IGBT 比 MOSFET 多一层 P+区，通过 P 层空穴的注入能够降低器件的导通电阻。随着电压的增大，MOSFET 的导通电阻也变大，因而其传导损耗比较大，尤其是在高压应用场合中，相较而言，IGBT 的导通电阻较小。制程缩小：在半导体的演进过程中线宽制程也不断缩减，从最初的 10 微米，现在已发展至 0.15-0.35 微米。 例如仅是从硅到碳化硅材料，就使得线圈尺寸缩小至 1/10，因而体积也同比缩小了 50%左右。 技术变化：硅材料平台仍是主流的功率器件工艺平台，且目前还在进行持续优化并开发一些专用工艺技术, 包 括深槽工艺结构、超薄圆片结构、背面扩散技术及多层连接技术等等, 代表性的器件的有 Sub-micron MOSFET、MPS-Diode、LPT-CSTBT、Reverse concting IGBT, Reverse Blocking IGBT 和 Super-junction MOSFET 等。技术变化：硅材料平台仍是主流的功率器件工艺平台，且目前还在进行持续优化并开发一些专用工艺技术, 包 括深槽工艺结构、超薄圆片结构、背面扩散技术及多层连接技术等等, 代表性的器件的有 Sub-micron MOSFET、MPS-Diode、LPT-CSTBT、Reverse concting IGBT, Reverse Blocking IGBT 和 Super-junction MOSFET 等。工艺进步：即使同种设计和技术结构，功率半导体生产工艺也在不断进步。以英飞凌公司的 CoolMOS 系列 为例，其从 C3 一直升级到 P7，CoolMOS P7 采用具有价格竞争力的超结技术，更加适应小功率市场，更具 备出色的性能和易用性。集成调整：集成电路的技术促进了器件的小型化和功能化，为发展高频电力电子技术提供了条件。例如功率 模块就可将多个功率器件封装在一起，这些器件或集成电路能在很高的频率下工作，而电路在高频工作时能 更节能、节材，能大幅减少设备体积和重量。材料迭代：半导体材料也在不断更迭，近些年随着 Si 材料电力电子器件逐渐接近其理论极限值，利用宽禁带 半导体材料制造的电力电子器件显示出比Si和GaAs更优异的特性，给电力电子产业的发展带来了新的生机。 相对于 Si 材料，使用宽禁带半导体材料制造新一代的电力电子器件，可以变得更小、更快、更可靠和更高效。这将减少电力电子元件的质量、体积以及生命周期成本，允许设备在更高的温度、电压和频率下工作，使得 电子电子器件使用更少的能量却可以实现更高的性能。2. 全球功率半导体市场竞争格局2.1 主流功率半导体器件市场竞争格局根据 Yole 相关数据的测算，2019 年全球功率半导体器件市场规模为 381 亿美元，预计 2022 年达到约 426 亿美元的市场规模，年复合增长率约为 3.79%。功率半导体的应用最为广泛的四个行业分别为计算机与外设 30%、无线通讯 20%，汽车电子 15%，指示灯 与显示屏 12%, 功率半导体的应用领域已从工业为主慢慢拓展至新能源，消费电子，轨道交通等诸多领域。 随着技术的进步与功率半导体器件的不断演进，自上世纪 80 年代起，在下游市场中，功率半导体器件 MOSFET、IGBT 和功率集成电路逐步成为了主流应用器件。功率二极管市场现状及发展前景。功率二极管是中国发展最好、国产化率最高的功率半导体器件。根据中国 电子信息产业统计年鉴数据，2017 年全球威世以11.71％的市占率排名第 1 外，其余市场份额差距均不明显， 并未形成典型的垄断；又因功率二极管准入门槛较低、毛利小，许多国际大厂正逐渐放弃该市场，产能正在 向中国大陆和中国台湾转移。从 2014 年开始，中国大陆的二极管及相关产品就出口量超过进口量；目前中国大陆功率半导体器件领头羊 扬杰科技的功率二极管全球市占率已经达到 2.01％。受到中美贸易战影响，中国电子产品的出口大幅下降， 自 2017 年年底以来，中国功率二极管的出口数量已经回落到与进口数量大致相当。但金额自 2018 年以来有 所增长。根据数据显示，截止到 2019 年 4 月，我国二极管出口量为 172,465 百万个，同比下降 4.8%；出口 金额为 10,078.32 百万美元，同比增长 17.6%。MOSFET 市场现状及发展前景。据 IHS 统计数据，2017 年全球 MOSFET 市场规模约为 58.35 亿美元，预 计 2022 年将达到近 75 亿美元，年复合增长率约为 3.4%。2018 年，中国 MOSFET 市场规模约为 27.92 亿 美元。从市场份额来看，MOSFET 的市场集中度很高，但尚未形成标准的垄断，前八大供应商占领了约 75% 的市场份额。2015 年英飞凌收购美国国际整流器公司后超越富士电机一跃成为行业第一，2017 年市占率同比再提高 0.3％, 全球市场占比达到 26.1%，中国市场占比为 27%；安森美位列行业第二，2017 年在全球市场占比约为 13%， 中国市场占比为 19%。根据 IHS 的行业报告显示，在中国市场中，前三大品牌的市占率超过了 50％；而本 土企业，士兰微和华微电子分别以 1.8％、1.1％的市占率位列第 11、第 15 位，国产替代空间巨大。IGBT 市场现状及发展前景。IGBT 是功率半导体器件第三次技术革命的代表性产品，从上世纪 80 年代至今 经历了六代技术演变，现具有高频率、高电压、大电流，易于开关等优良性能，被业界誉为功率变流装置的 “CPU”。从 20 世纪 80 年代至今，IGBT 芯片经历了 6 代升级，从平面穿通型（PT）到沟槽型电场—截止 型（FS-Trench），芯片面积、工艺线宽、通态饱和压降、关断时间、功率损耗等各项指标经历了不断的优化， 断态电压也从 600V 提高到 6,500V 以上。全球 IGBT市场成长迅速：搜狐科技数据，2017年世界IGBT 的市场规模为46.8亿美元较2016年上涨9.09%， 预计未来 IGBT 市场规模将持续增长，到 2022 年世界 IGBT 市场规模将达到 67.2 亿美金，年复合增长率达 维持在 7%-9%之间。中国成为 IGBT 需求上升最快的国家之一：集邦咨询 2019 年 IGBT 产业发展报告显示，受益于新能源汽车 及工业领域需求的大幅增长和 IGBT 技术成熟，IGBT 市场规模迅速正在迅速扩大。2018 年中国 IGBT 市场 规模为 153 亿人民币，较 2017 年上涨了 19.9%。国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划》中提出，到 2020 年我国纯电动汽车及插电式混合动力汽 车年生产能力将达 200 万辆，等效为 8 英寸 IGBT 晶圆年需求为 100 万片。预计未来中国 IGBT 市场规模将 持续增长，到 2025 年中国 IGBT 市场规模将达到 522 亿人民币，年复合增长率达到 19.11%。中国 IGBT 芯片主要依靠进口，制约性强发展缓慢：目前国内外 IGBT 市场仍主要由外国企业占据，虽然我 国 IGBT 市场需求增长迅速，但由于国内相关人才缺乏，工艺基础薄弱，国内企业产业化起步较晚，IGBT 模块至今仍几乎全部依赖进口，市场主要由欧洲、日本及美国企业占领。全球 IGBT 供应商分布相对集中：IGBT 器件主要由欧洲、美国、日本三个国家（地区）提供，其中包括德 国英飞凌、瑞士 ABB、美国安森美、飞兆以及日本三菱、东芝、富士等公司。他们凭借先进的生产及制造工 艺，占据了大约 70%的市场份额。安森美主要集中在 600V 以下的低压的消费电子行业。从电压结构看，电压在 600-1200V 的 IGBT 需求量最 大，占市场份额 68.2%，主要应用于电动汽车。英飞凌在 600V-1700V 的中高压领域优势十分突出；而 1700V 以上领域主要应用在高铁，汽车，智能电网等领域，被三菱及英飞凌所垄断。2.2 国内厂商的发展机遇从供给端讲，自主可控是发展趋势。中国功率 IC、IGBT、MOSFET 等核心功率半导体器件的国产化率均未达到 50%，产品主要以二极管、晶闸 管等低端功率半导体为主。主要原因是中国大陆企业起步较晚，生产技术水平较低，产品线不齐全，还未形 成规模化经济，相对欧美老牌企业仍存在较大的差距，自主可控潜力较大。自主可控是大势所趋。中国大陆是世界上产业链最齐全的经济活跃区，在功率半导体领域已经活跃着一群本 土制造商，目前已基本完成了产业链的布局，且正处于快速发展当中。虽然短期内仍与国际龙头存在比较大 的技术差距，但已在中低端领域实现了部分国产替代。十九大报告指出，到 2020 年我国国防和军队信息化 建设要取得重大进展，军用半导体的地位将越来越突出。当前军用半导体已成为制约我国航空航天、新型军 工武器装备和军队电子设施发展的瓶颈，各军兵种加大了针对进口替代元器件政策方案的落实力度，各整机 厂所针对新装备中电子元器件的国产化率有了强制要求。国内厂商具有自身优势：功率半导体是一个需求驱动型的行业，下游客户市场主要为国产厂商，当面对国内 的下游厂商，国内的半导体功率企业相较于国外厂商在往往具备成本与定制化的相对优势。国内厂商的成本 优势包括更丰富的专业人才，更低的人力成本以及可能避免的运费成本及关税；定制化优势主要包括沟通成 本低，能够对客户迅速反应。在国外厂商倾向标准化生产并选择性放弃差异化定制市场的情况下，国内厂商 的定制化服务可以在极大程度上弥补工艺技术的不足，因此当国内功率半导体厂商的产品性能够满足下游厂 商的需求时，尽管存在一定的替换成本，综合长期成本考虑国内的下游厂商往往会转向国内供应商。同时， 功率半导体迭代速度相对较慢，生产制造投资规模的要求相对较低，专业人才较为丰富，在短期内实现工艺 技术的突破，达到国际一流的产品性能的可能性相对更高。国内功率半导体行业具备较高的实现进口替代的 可能性。从需求端讲，中国功率半导体需求量世界第一。根据 Yole 和 IHS 的研究预测结果，中国是全球最大的功率半导体市场，总需求为世界总需求量的 43%，且 随着国内环保意识的增强与节能要求的提升，对功率半导体器件的需求也将进一步扩大。全球最大的功率半导体厂商在中国地区的营收是本土规模最大的功率半导体厂商的 9 倍。全球最大的功率半 导体厂商英飞凌 2018 年全球的总营收约为 76 亿欧元，中国大陆的业务占全球 25%约为 19 亿欧元。中国最 大的功率半导体制造厂商华微电子 2018 年营收为约为 2.1 亿欧元。英飞凌 2018 年度仅在中国区域实现的营 收，便达到了中国规模最大的功率半导体厂商华微电子的 9 倍。3. 功率半导体在多领域广泛应用市场前景持续向好3.1 军用功率半导体加快国产化进程保障国防安全，军用功率半导体国产化迫在眉睫。当前我军的信息化建设以技术革命为主导，重点发展信息化武器装备，核心在于装备的电子化和计算机化。 军用功率半导体很大程度影响信息化装备的作战效能，已成为我军信息化作战能力发展瓶颈，将得到优先和 快速发展。随着各种信息源互联渗透和融合，我国以往采取的限制、隔离等简单安全策略已经难以保障信息 安全，硬件层面的国产化等治本性措施将成为主流。目前国内 IGBT 制造的核心技术掌握在国际半导体巨头 手中，我国相关应用市场被完全垄断，自主可控是当务之急。从上世纪 90 年代末至今，美国国会通过了一系列法案，禁止对华出口航天技术以及用于航天等军事用途的 元器件，美国商务部列出了控制对华出口清单，同时，通过施加压力等多种手段，干预其它国家对华军事及 配套出口。欧洲对华出口限制也已长达半个多世纪，先后有“巴黎统筹委员会议案”和“瓦森纳协议”，多 种元器件物资被纳入华战略禁运的特别清单上。这一系列封锁举措都使得军工功率半导体国产化问题更为迫 切。政策引导、资金推进，助力国产化进程。IGBT 等功率半导体是军、民领域重要的基础器件，无论从国家信息安全还是市场空间角度，其国产化都将 是国家重点投入推广的方向。我国一直很重视核心电子器件和芯片的技术和产业发展，曾在 2006 年将“核 心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”列为 16 个重大科技专项。近年来，我国对集成电路产业政策 支持力度空前，2020 年 7 月国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》， 力图增强集成电路的技术实力、缩小与国际先进水平的差距、培育一批富有创新活力、具备一定国际竞争力 的骨干企业。整个集成电路产业的发展和技术工艺的进步，将对军用电子与半导体产业带来强有力的促进作 用。3.2 新能源汽车成为功率半导体市场增长最大原动力新能源汽车几乎所有模块都离不开功率半导体的支持：汽车半导体被用于汽车五大模块领域，包括车身、底 盘、安全系统、驾驶信息和动力传动。小到雨刷、车窗、电动座椅，大到底盘、动力总成、驾驶辅助系统都 离不开功率半导体的支持。随着汽车电动化和智能化的推进，未来半导体在安全系统模块中的用量将会显著 增加，预计占比将从 2015 年的 17%提升至 2020 年的 24%；而动力传动模块、驾驶信息模块和底盘模块的 半导体用量占比基本维持不变，2020 年分别为 22%、21%、10%；车身模块的半导体用量占比下降明显， 从 2015 年的 28%下降至 2020 年的 24%。新能源车与传统汽车对功率半导体需求的对比：一辆汽车使用的汽车半导体大致可以分为四类，分别为安全 集成电路、MCU 微控制器芯片，传感器芯片，功率元器件。从传统汽车转变到新能源汽车，汽车动力源发 生根本性改变，原材料成本增长最大的部分就是功率半导体。在传统燃油汽车中，功率半导体主要应用在启 动、停止和安全等领域，占比只有 20%。与传统燃油车和弱混动力车相比，电动汽车少了发动机和启停系统， 但多出了电池、电机、电控核心部件以及车载 DCDC、电空调驱动、车载充电器（OBC）等电力电子装置。汽车普遍采用高压电路，当电池输出高压时，需要频繁的进行电压变化，极大程度上提升了对电压转换电路 的要求；此外还需要大量的 DC-AC 逆变器，变压器，换流器等，这些设备中都含有大量的功率半导体，主 要为 IGBT, MOSFET 及二极管，因此混合动力汽车功率半导体器件占比约为 40%，而纯电动汽车功率器件 占比则超过 50%。根据英飞凌的统计，在传统汽车中平均半导体单车价值为 355 美元，而纯电动车/混合动力汽车使用的半导 体价值为 695 美元，几乎增加了一倍。其中功率器件的增加最为显著，一般一辆传统汽车动力系统使用的功 率半导体器件价格为 17 美元，而一辆纯电动车/混合动力汽车上功率半导体器件价值为 265 美元，功率半导 体器件成本成本增加了将近 15 倍。伊维经济研究院发布的新能源汽车中长期发展（2025），报告预测到 2025 年，全球新能源汽车的销量将从 2019 年的 221 万辆上升到 2025 年的 1200 万辆，年均复合增长率将达到 32.6%。国内新能源车市场政策利好：在国内市场方面，2012 年国务院颁布了《关于印发节能与新能源汽车产业的 发展规划》后，我国作为全球最大的新能源汽车市场市场规模正在迅速扩大。随着 2016 年新能源汽车的规 范与补贴政策陆续出台，市场进入了高速发展阶段。受益于政策支持及国民环保意识的增强，中国新能源汽车的总销量从 2017 年的 67 万辆上涨至 2019 年的112 万辆，同比上升 67.1%。预计在未来几年，中国新能源汽车将保持强劲的增长态势，2020 年产量将突破 250 万辆，2023 年突破 500 万辆未来五年年符合增长率约为 34.3%；2020 年销量将达到 140 万辆，2025 年突 破 550 万辆。充电桩带来功率半导体市场增长：随着新能源汽车产销量的不断增加，对充电桩的需求量也不断上升。作为 与新能源汽车高度相关的互补品，充电桩进一步推动了功率半导体市场的进一步扩大。目前充电桩的功率模 块有两种解决方案，一是采用 MOSFET 芯片，另一种是采用 IGBT 芯片。其中 IGBT 适用于 1000V 以上、 350A 以上的大功率直流快充，其成本可达充电桩总成本的 20-30%;当下基于充电桩功率、工作频率、电压、电流、性价比等综合因素考量，MOSFET 暂时成为充电桩的主流应用功率半导体器件，随着技术的发展，IGBT 有望成为未来充电桩的核心器件。2015 年 11 月，工信部等四部委联合印发《电动汽车充电基础设施发展指南》通知，明确到 2020 年，新增 集中式充换电站超过 1.2 万座，分散式充电桩超过 480 万个，以满足全国 500 万辆电动汽车充电需求。据信 息产业研究院统计数据，截至 2018 年 4 月，中国大陆在运营公共充电桩约为 262,058 台，同比增长 62.5%; 其中交流充电桩 114,472 台、直流充电桩 81492 台、交直流一体充电桩 66,094 台；另外还投建有 281847 台私人充电桩，同时国家政策也在向私人充电桩倾斜，按照规划需新建的充电桩超过 400 万个，市场空间巨 大。目前公共充电桩制造成本约为 3 万元/台、私人充电桩约为 5,000 元/台，若以每台充电桩中功率半导体器件 成本占比为 25%计算。中国大陆充电桩功率器件新增市场规模将从 2015 年新增 7.8 亿人民币平稳上升，到 2020 年充电桩带来的新增功率半导体器件市场规模将达到 37.84 亿人民币，年复合增长率约为 37.14%。新能源汽车 IGBT 市场增长突出：在新能源汽车中，IGBT 模块相当于汽车动力系统的“CPU”，其成本约占 电机驱动系统成本的一半，而电机驱动系统占整车成本的15-20%，也就是说IGBT 约占整车成本的7.5%-10%， 是除电池之外成本第二高的元件。以下为典型的电机电控系统的成本结构，IGBT 所占比例最高，并且功率 越大，也是技术含量最高的零部件。IGBT 主要用在高电压环境的电力驱动系统，以特斯拉为例，双电机全驱动版中后电机用到 96 个 IGBT 管， 前电机 36 个，累计使用个 132 个 IGBT 管；三相交流异步电机，每相用 28 个 IGBT，累计 84 个，其他电机 12 个 IGBT，共用到 96 个 IGBT。每个单管的价格大约 4-5 美元，单车 IGBT 成本大约 480-660 美元。特斯拉的功率半导体器件最初由 IR 供应，后来 IR 被英飞凌收购，现在特斯拉全部使用的是英飞凌的 IGBT， 并且用量很大。特斯拉电机功率太高，通用型的 IGBT 模块没有合适的选择，只能定制。以特斯拉的出货量， 定制的价格会非常高。特斯拉使用的非主流的 TO 247 封装，这是非常罕见的。但 TO247 封装极大程度上提 高了元器件的可靠性及散热性，延长了使用寿命，降低了着火隐患。欧美及中国的 IGBT 新能源汽车市场被英飞凌垄断。新能源汽车带动 IGBT 市场空间广阔：依据新能源汽车中 IGBT 约占其成本 10%测算，预计到 2025 年，中 国新能源汽车所用 IGBT 市场规模将达到 210 亿人民币，8 年间累计新增市场份额达 900 亿人民币。IGBT 模块占到充电桩成本的 20%左右，集邦咨询预计到 2025 年，充电桩所用 IGBT 的市场规模将达到 100 亿 人民币，8 年间累计新增市场份额达 300 亿人民币。中国拥有全球最大的 IGBT 市场，但是本土 IGBT 器件与国际大场英飞凌，三菱等还存在较大的差距：近些 年，中国汽车功率半导体产业在国家政策推动及市场的蓬勃发展下，已经形成了 IDM 模式和代工模式的 IGBT 完整产业链，汽车行业 IGBT 器件国产化加速。在国内半导体厂商中，比亚迪微电子目前推出了最新的 IGBT4.0，目前在诸多关键性技术指标上都优于当前 市场主流产品：在同等工况下，这款 IGBT 综合损耗比当前市场主流的 IGBT 降低了约 20%。这意味着电流 通过 IGBT 器件时，受到的损耗降低，使得整车电耗显著降低。电流输出能力方面，IGBT4.0 较当前市场主 流的 IGBT 高 15%，支持整车具有更强的加速能力和更大的功率输出能力，百公里加速 4.4 秒。在温度循环 寿命层面，可以做到当前市场主流设备的 10 倍以上。目前，许多世界跨国公司都在寻求与比亚迪在新能源 汽车领域展开合作，戴姆勒已经与比亚迪合作并推出腾势品牌，丰田将于 2020 年与比亚迪正式建立合资公 司，奥迪也正在与比亚迪积极接触，希望有更进一步的合作。3.3 5G 发展推动通信领域 IGBT 高速成长通讯行业是半导体行业发展的另一大原动力：其中通信基站建设对半导体需求量最大，超过了总体的 50%， 交换机，路由器，光端机，及供电系统中的逆变器和整流器也对功率半导体有着广泛的应用。5G 的发展将为功率半导体的市场规模的增长注入新的动力：首先是基站数量上的提升，5G 的频谱要远高于 4G,目前三大运营商的 4G 基站主要集中 1.8GHZ 左右，按照 5G 频谱规划最可能会将 3.4-3.6MHz 的总共 200MHz 带宽平分给中国联通和中国电信，4.8-4.9GHz 可能分配给中国移动。按照衰减的公式，频率越大衰 减越大。腾讯新闻数据，预计联通和电信的 5G 基站密度将是 4G 的 3 倍以上，移动的基站密度将是 4G 的 6 倍，即便是 5G 对天线和射频有了革命性的优化，预计也是联通和电信的基站密度是 4G 的 2 倍，移动的要 略大于 3 倍。实际上在城市中心区和郊区，基站的密度都是有大量的重叠覆盖区域的，去掉这部分重叠区域， 5G 覆盖城市中心区域大概需要 200-300 米一个 5G 基站，郊区大概 500 米-1 公里左右 1 个 5G 基站，农村 需要 1.5-2.5 公里一个 5G 基站。其次，5G 的高流量数据处理系统使得基站电源消耗量是 4G 基站的 3 倍，提升了原有的电源管理要求也直 接增大了单个基站对对功率器件的需求。因此，仅在 5G 基站建设方面就会对功率半导体市场增长注入极大 的增长动力。5G 的爆发式增长推动通讯设备行业高速发展：通讯设备主要由集成电路芯片、电子元器件、光模块、电路 板、电源、五金结构件五大部分构成，其中包含了大量的功率半导体器件。其次，5G 手机的资料传输也将 推动手机电源管理 IC 的需求根。同时，5G 的核心技术 Massive MIMO 也促进了 MOSFET 元件需求的大幅 度上升。Market Research Future 的预测，全球通讯设备市场规模将维持高速增长，预计到 2023 年市场规 模将达到 652 亿美元，复合增长率为 10%。专业网络通讯市场扩张迅速，对半导体行业贡献突出：受益于国家对专业通讯网络的持续投入，专业无线通 信设备市场未来几年将持续高速增长，前瞻产业研究预计，未来五年我国专网通信设备行业将保持在 15%左 右的速度增长，到 2022 年我国专网通信设备市场规模将达到 150 亿元。全球通信领域功率半导体市场规模预测：随着 5G 时代来临，基站建设与建设通信设备市场规模提升，直接 促进了功率半导体行业的繁荣。根据中国商业资讯研究院的数据，全球通讯行业功率半导体的市场规模将有 2017 年的 57.75 亿美元增长至 2021 年的 70.81 亿美元，年复合增长率为 4.27%。3.4 物联网促进功率半导体规模化应用功率半导体在物联网行业应用广泛：传感器技术、射频识别技术、二维码技术、微机电系统和 GPS 技术是 实现物联网的五大核心技术，每一项技术的实现都离不开功率半导体的支持，势必将带来功率半导体需求的 增长。另一方面, 受移动互联网与物联网的影响，全球集成电路产业的调整力度正在加大。物联网设备需要 随时处在供电模式且新增的数据收集及传输环节增大了用电需求，为功率半导体创造了额外的增长空间。最 后，相比其他设备物联网设备对高精密度和低功率有着更高的要求，出于节能方面的考虑，需要通过加装负 载开关等功率半导体原件来实现每一用电端的单独控制，从而降低设备功耗。物联网市场规模将爆发式增长：市场研究机构 IDC 预计，到 2020 年，物联网的全球市场规模将扩大近两倍， 达到 1.7 万亿美元。另据 Gartner 预测，到 2020 年全球物联网设备数量将达到 260 亿个，物联网市场规模 将达 1.9 万亿美元。另外据中国产业信息网数据，全球物联网行业渗透率2013，2017 年分别达到 12%和 29%， 提升了一倍以上。渗透率持续上涨，预计 2020 年有超过 65%的企业和组织将应用物联网产品。中商产业研究院数据，中国物联网的产业规模增至 7500 亿元，“十二五”期间年复合增长率达到 25%。预计 2020 年，中国物联网整体规模将达到 2.19 万亿元。4. 重点公司分析（详见报告原文）4.1 斯达半导：国内 IGBT 领域的领军企业4.2 扬杰科技：领先的半导体分立器件制造企业4.3 捷捷微电：芯片研发及定制化服务专家4.4 华微电子：功率器件行业领头羊4.5 振华科技：国内 IGBT 领域的领军企业4.6 中车时代电气：国内大功率 IGBT 领跑企业……（报告观点属于原作者，仅供参考。作者：东兴证券，陆洲、沈繁呈、朱雨时）如需完整报告请登录【未来智库】。

（报告出品方/作者：民生证券，王芳、王浩然）报告综述：汽车功率半导体5年近7倍空间，IGBT最受益政策支持、节能减排双重驱动，新能源汽车加速渗透，预计 2025 年国内新能源汽车渗透 率将达到 20%，2030 年欧盟新能源汽车渗透率将达到 40%。汽车电动化趋势下车用功率 半导体单车价值大幅提升。据英飞凌统计，功率半导体 ASP 将从传统燃油车的 71 美元 大幅提升至全插混/纯电汽车的 330 美元，是传统燃油车的 4.6 倍。根据我们的测算，预 计 2025 年全球汽车功率半导体市场规模将达到 80 亿美元，2025 年全球新能源车用功率 半导体市场规模将达到 53 亿美元，是 2020 年的 7.3 倍，年复合增速高达 48.8%，未来 十年中美欧三地区新能源汽车充电桩用 IGBT 市场将有 94 亿美元增量空间。目前车用功 率半导体中主要用到的是 IGBT 和 MOSFET，而 IGBT 在新能源车中是电驱系统主逆变 器的核心器件，并可用于辅逆变电路、DC/DC 直流斩波电路、OBC（充电/逆变）等，单 车价值达到 273 美元，占车用功率半导体 ASP 的 83%，是绝对大头。我们预计 2025 年 全球新能源汽车 IGBT 市场规模将达到 44 亿美元，年复合增速约 48.8%，是电动化趋势 下的汽车功率半导体中最受益品种。产品、工艺、先发优势三大壁垒构筑强护城河1）产品壁垒：车规级 IGBT 需具备使用寿命长、故障率低、抗震性高等严格要求，能适 应“极热”“极冷”的高低温工况、粉尘、盐碱等恶劣的工况环境，承受频繁启停带来的 电流频繁变化，对产品要求极高。2）工艺壁垒：车规级 IGBT 设计时需保证开通关断、 抗短路和导通压降三者的平衡，参数优化特殊复杂。生产制造时薄片工艺容易碎裂、正 面金属熔点限制导致退火温度控制难度大。此外，IGBT 模块封装的焊接和键合环节技 术要求同样较高。3）认证周期长、替换成本高、具备经验曲线效应，行业先发优势明显。 a）车规级 IGBT 需满足可靠性标准、质量管理标准、功能安全标准，才有资格进入一级 汽车厂商的供应链，认证周期一般至少 2 年。b）由于 IGBT 模块是汽车中的关键部件， 下游厂商出于安全性、可靠性的考虑，替换时往往呈谨慎态度，只有经过大量验证测试 并通过综合评定后，才会做出大批量采购决策，替换成本高。c）IGBT 业务需要长期的 经验积累才能达到良好的 know-how 水平。d）IGBT 行业属于资本密集型行业，生产、 测试设备基本需要进口。此外，对 IGBT 生产企业的流动资金需求量也较大，新进入者 在前期往往面临投入大、产出少的情况，需要较强的资金实力作后盾，才能持续进行产 品的研发、生产和销售。综合来看，IGBT 行业中的先行企业具有明显的先发优势。竞争格局优成为成长行业“优质赛道”，但当前国产化率仍然较低据 Omdia 2019 年统计数据，全球 IGBT 模块前十大厂商占据了 76%份额，市场份额集 中，竞争格局较好。车规级 IGBT 方面，由于较高的行业壁垒，2019 年中国新能源汽车 IGBT 模块 CR4 份额合计达 81%，呈现寡头垄断格局。其中，英飞凌市占率 58.2%排名 第一，比亚迪市占率 18%排名第二，三菱电机、赛米控分列第三、第四。车用 IGBT 凭 借广阔的成长空间和良好的竞争格局已成为成长行业中的“优质赛道”。但 2019 年中国 新能源汽车 IGBT 前十大厂商中仅有比亚迪、斯达半导及中车时代电气三家国内厂商入围，市场份额合计 20.4%，国产替代空间广阔。多重因素加速国产替代，国内厂商未来发展潜力巨大多重因素加速国产替代：1）中国已是全球最大的汽车消费市场，且未来汽车消费需求仍 将提升，为国内 IGBT 厂商提供了良好的发展契机。2）贸易摩擦加剧，半导体自主可控需求日益迫切。3）国内厂商率先布局新能源汽车产业，抢占先发优势，随着国内新能 源车厂商的份额提升，出于供应链安全考虑，预计将更多采用国内半导体厂商产品。4） 国内 IGBT 厂商具备性价比高、响应速度快等本土化服务优势，契合新能源车降本增效 需要，有望实现份额提升。5）政策鼓励、资金支持助力国内 IGBT 行业快速发展。国 内市场空间方面，根据我们的测算，预计 2025 年中国新能源车用功率半导体市场规模 将达到 177 亿元，是 2020 年的 6 倍，年复合增速高达 44%，预计 2025 年中国新能源 汽车 IGBT 市场规模将达到 147 亿元，年复合增速约 44%。2025 年中国充电桩用 IGBT 市场规模将达 109 亿元，复合增速达 35%。综合以上分析，我们认为车用 IGBT 国产替 代进程将加速推进，结合目前较低的市场份额占比和广阔的行业成长空间，未来国内 IGBT 厂商增长潜力巨大。产能紧张短期内较难缓解，功率半导体景气持续上行5G 商用以及疫情宅经济加速推动社会数字化转型，新能源车、家电、数码等终端设备 市场景气度转暖，带动半导体需求增长，叠加半导体厂商因供应链安全需要提高安全库 存，多项因素共振导致半导体产能紧张，目前各大晶圆代工厂商均处于满产状态。从全 球来看，IC insight 预计 2021 年全球将新增 2080 万片等效 8 寸晶圆产能，从国内来看， 在建的晶圆制造等效 8 寸产能约 2796 万片/年，大部分集中在 2022 年投产。但考虑到 新产线投产后约有 3-5 年的产能爬坡期，短期内产能紧张较难缓解。受益于新能源汽车 和充电桩需求的快速提升，预计 2025 年全球仅车规级 IGBT 模块所需的 8 寸晶圆量就 达 169 万片，较 2020 年增长 5.4 倍，晶圆制造需求缺口巨大。年初以来海内外各大芯 片厂商纷纷上调产品价格或延长交期，预计半导体产业链景气度仍将持续上升。1 新能源车加速渗透，汽车功率半导体 5 年 7 倍空间1.1. 新能源汽车渗透加速，汽车功率半导体迎来量价齐升政策支持&节能减排驱动新能源汽车加速渗透。我国《新能源汽车产业发展规划（2021— 2035 年）》提出新能源汽车发展愿景，计划到 2025 年，国内新能源汽车渗透率达到 20%。国 际上，欧洲多国二氧化碳限排政策，新能源汽车补贴政策双管齐下，以应对全球气候变暖的压 力，汽车电动化路线愈加明显。在欧盟，ACEA 汽车温室气体排放协议规定，到 2030 年以前， 汽车二氧化碳排放量需低于每公里 59 克。根据英飞凌测算，欧盟新能源汽车渗透率将在 2030 达到 40%。电动化带动功率半导体单车价值大幅提升，纯电车用功率半导体 ASP 达 330 美元是传统 燃油车的 4.6 倍。以电力系统作为动力源的新能源汽车，对电子元器件功率管理，功率转换能 力提出了更高的要求。在传统汽车中，功率半导体主要应用于车辆启动，发电和安全领域，低 压低功率电子元器件即可满足其工作需求。而在新能源汽车中，电池输出的高电压需要进行频 繁的电压变换，电流逆变，这些电路大幅提高了汽车对 IGBT、MOSFET 等功率半导体的需求。 根据英飞凌数据，传统燃油车中，功率半导体含量为 71 美元，全插混/纯电池电动车中，功率 半导体价值量为 330 美元，是传统燃油车的 4.6 倍。2025 年全球汽车功率半导体市场规模将达到 80 亿美元。根据 Yole 预计，2025 年全球功 率半导体市场规模将达到 225 亿美元。智研咨询统计 2019 年全球功率半导体市场中汽车领域 占比 35.4%，假设该比例维持不变，则预计 2025 年全球汽车功率半导体市场规模将达到 79.65 亿美元。预计 2025 年全球新能源汽车功率半导体市场规模将达 53 亿美元，是 2020 年的 7.3 倍， CAGR 为 48.8%。根据 Alix Partners 预测全球汽车销量将从 2020 年 7050 万辆增长至 2025 年 9400 万辆，EV Tank 预计全球新能源汽车销量将从 2019 年 221 万辆增长至 2025 年 1200 万 辆，2025 年全球新能源汽车渗透率将达到 13%，较 2019 年提升 10.36pct。上文提到，英飞凌 2020 年最新统计数据中，新能源汽车功率半导体单车价值量为 330 美元，考虑到目前全球半 导体晶圆代工产能紧张，预计今年新能源汽车功率半导体价格仍将保持在较高水平，且未来单 车价值将随着电动化趋势及双电机渗透率的增加逐步提升。根据以上数据，我们测算 2025 年 全球新能源汽车功率半导体市场规模将达到 53 亿美元，是 2020 年的 7.3 倍，年复合增速为 48.8%。1.2. 全球车用充电桩 IGBT 市场空间快速增长新能源车重要配套设施充电桩数量将快速增长，带动关键零部件 IGBT 需求快速提升。 随着新能源汽车渗透率的逐步提高，作为新能源汽车重要配套设施的充电桩数量也需要同步 提升。根据麦肯锡统计，2020 年中美欧新能源汽车充电需求约为 180 亿千瓦时，预计到 2030 年，新能源汽车充电需求量将达到 2710 亿千瓦时，年复合增速 31.2%。新能源汽车充电设施 需求的快速增长，也将带动充电桩关键零部件 IGBT 用量的大幅提升。预计 2020-2030 十年间中美欧充电桩 IGBT 市场将有 94 亿美元增量空间。根据麦肯锡预 计，中国、美国、欧盟三个地区需要在 2020-2030 十年间分别投入 190 亿/110 亿/170 亿美元资金建设新能源汽车充电桩 2000 万/2000 万/2500 万座，用以填补新能源汽车充电需求缺口。单 个充电桩中，IGBT 占总成本比例约 20%.。由此我们可以推算出，未来十年中美欧新能源汽车 充电桩用 IGBT 市场将有 94 亿美元增量空间。2 汽车功率半导体中，IGBT 最受益IGBT 和 MOSFET 是车用功率半导体的主要器件。IGBT 在汽车内有四种不同应用，第 一是主逆变器核心器件，主逆变器将电池输出的直流电逆变为交流电驱动汽车电机；第二应用 在辅助逆变电路中，用来为其他汽车电子供电；第三应用在 DC/DC 直流斩波电路中，用来输 出电压不同的电流；第四应用在 OBC（充电/逆变）中，将外部输入的交流电逆变为直流电为 新能源汽车电池充电。在电动化程度较低的汽车中，由于其电池输出电压低，功率器件工作的 功率范围不高，可以用 MOSFET 替代辅助逆变电路、DC/DC 直流斩波电路、OBC 中的 IGBT ， 以达到控制成本的目的。2.1. IGBT 是新能源汽车电机驱动系统的核心器件 IGBT性能优越，是新能源汽车中功率半导体的核心部件。IGBT 是 Insulated Gate Bipolar Transistor 的缩写，即绝缘栅极双极型晶体管。它是 BJT 和 MOSFET 组成的复合功率半导体器 件，集合了 MOSFET 开关速度快、输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关损耗小和 BJT 导通电压低、通态电流大、损耗小的优点。在新能源汽车中，IGBT 模块主要用于大功率 逆变器，以逆变直流电为交流电从而驱动汽车电机；还用于辅助功率逆变器，为车载空调等汽 车电子设备供电。IGBT 按照不同应用环境，可分为 IGBT 单管，IGBT 模块和 IPM 智能模块。IGBT 单管 是 N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管，通过向 PNP 型晶体管提供基极电流，导通整个电路。由 于其适用电流较小，通常在 100A 以下，适用功率较低。但 IGBT 单管外部电路复杂，封装难 度高，能体现 IGBT 制造商技术、工艺水平。IGBT 模块是由 IGBT 芯片与 FWD（快速回复二 极管）通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品，多芯片通过绝缘方式并联集成封装 在模块中，其安全性、可靠性得到有效提升，更适合在高压大电流场景中工作。IPM 智能模块 是将 IGBT 器件与驱动电路、保护电路集成在一个模块上，由于其具有自我电路诊断、保护的 功能，相比普通 IGBT 模块更智能化，常用于变频家电中。当前英飞凌 IGBT 已发展至第 7 代产品，国内厂商逐步赶上世界先进水平。从 1988 年到 2019 年间 30 余年间，英飞凌共发布了 7代IGBT 产品，技术水平朝着减少芯片面积、工艺线宽、通态饱和压降、关断时间、功率损耗和提高断态电压的趋势发展。虽然目前国内 IGBT 市 场主要由国外企业占据，但在国内厂商不断地研发投入下，产品技术不断赶上世界先进水平。 例如斯达半导自主研发的第二代 IGBT 芯片，对标英飞凌第六代 IGBT 芯片（FS-Trench），且 已于 2016 年实现量产，2019 年共装配 16 万套车规级 IGBT 模块；比亚迪 IGBT4.0 产品相比 市场上主流的英飞凌第四代 IGBT，开关损耗更低、电流输出能力更强、温度循环寿命更长。2025 年全球新能源汽车 IGBT 市场规模达 44 亿美元，CAGR 为 48.8%。根据 Yole 数 据，2019 年全球新能源汽车 IGBT 市场规模为 6 亿美元。EV Sales Blog 数据公布 2019 年全球 插电式混合动力汽车和纯电池电动车的销量约为 220 万辆，由此可推算出 IGBT 单车平均价 值量为 273 美元（占单车功率半导体价值量 83%），考虑到目前全球半导体晶圆代工产能紧张， 预计今年新能源汽车功率半导体价格仍将保持在较高水平，且未来单车价值将随着电动化趋 势及双电机渗透率的增加逐步提升，乘以 EV tank 给出的未来各年全球新能源汽车的销量预 测，预计全球新能源汽车 IGBT 市场规模将从 2020 年约 6 亿增长至 2025 年 44 亿美元，复合 增速约 48.8%。2.2. SiC 性能更优，有望成为下一代技术第三代半导体材料基底的功率器件具有更好的性能优势。与硅基半导体材料相比，以 GaN，SiC 为代表的第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、 更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。 据英飞凌数据显示 SiC 材料的逆变器在体积、重量上比 Si 基材料逆变器分别低 3 倍、4 倍； Rohm 数据显示 SiC MOSFET 在应用中，开关频率可达到 50KHz 以上（而主流 IGBT 开关频 率最高 20KHz），能量损耗比 Si 基 IGBT 低 73%。SiC 基 MOSFET 相比 IGBT 具备更高的性 能和更小的体积优势。部分高端车型已启用 SiC 基 MOSFET，有望成为未来发展方向。特斯拉 Model 3 是第一 款集成全 SiC 功率模块的车型，由特斯拉工程设计部门与意法半导体合作完成，随即，英飞凌 也成为了特斯拉 Model 3SiC 功率模块供应商。除此之外，比亚迪汉 EV 四驱版，成为国内首 款批量搭载 SiC MOSFET 组件的车型，其 SiC 电控的综合效率高达 97%以上。目前国内厂商 也在积极布局 SiC 生产应用，如华润微在 2020 年 7 月已实现国内首条商用的 6 寸 SiC 生产线 量产，规划产能为 1000 片/月。新洁能也已拥有多项第三代半导体相关专利，并预计推出 SiC 二极管系列产品，未来将重点布局新能源汽车应用领域。当前 SiC 受制于成本、良率因素，大规模普遍采用还需时间。目前国际主流 SiC 衬底尺 寸为 4 英寸、6 英寸，由于晶圆面积小，芯片裁切效率低导致 SiC 衬底成本高昂，后续工艺中 制造、封装良率低更使得 SiC 器件成本居高不下。根据中科院数据，同一级别下，SiC MOSFET 的价格比 Si IGBT 高 4 倍。车规级电控器件要满足更为严格的性能指标，需要在极端温度、强 烈震动的环境下保持稳定工作。因此在导入终端产品之前，SiC MOSFET 需要经过长时间的可 靠性认证，一般车规级 IGBT 模组认证期在 2 年左右。3 产品、工艺、先发优势三大壁垒构筑强护城河3.1. 工作环境复杂对车规级 IGBT 的安全、可靠提出极高要求1）需适应“极热”“极冷”的高低温工况：车规级 IGBT 的工作温度范围广，不同的安装位 置有不同的温度区间，比如发动机舱要求-40℃-155℃、车身控制要求-40℃-125℃，而常规消 费类芯片和元器件只需要达到 0℃-70℃。2）需承受频繁启停带来的电流频繁变化：车辆在拥堵路况时常会遇到频繁启停，此时升 压器、逆变器的 IGBT 模块工作电流会相应的频繁升降，从而导致 IGBT 的结温快速变化， 对 IGBT 的耐高温与散热性能要求甚高。3）需具备高抗震性：由于车况的不确定性，如山地、泥地、石子路等，车用 IGBT 在车 辆行驶中可能会受到较大的震动和颠簸，要求 IGBT 模块的各引线端子有足够强的机械强度， 能够在强震动情况下正常运行。4）能适应恶劣的工作环境：考虑到发霉、粉尘、水、盐碱自然环境（海边，雪水，雨水 等）、EMC 以及有害气体侵蚀等，对 IGBT 防水防尘防腐蚀等安全性能提出了极高要求。IGBT 在这些干扰下既不能不可控地影响工作，也不能干扰车内别的设备（控制总线，MCU，传感 器）。5）需具备长使用寿命，低故障率。一般的汽车设计寿命都在 15 年或 60 万公里左右。在 整个寿命周期里，车厂对车用半导体故障率基本要求是个位数 PPM（百万分之一）量级，大 部分车厂要求到 PPB（十亿分之一）量级，几乎达到故障零忍受。3.2.车规级 IGBT 设计、制造和封装工艺难度大车规级 IGBT 设计需保证开通关断、抗短路和导通压降三者平衡，参数优化非常特殊复杂。车规级 IGBT 芯片通常在大电流、高电压、高频率的环境下工作，芯片设计需保证开通关 断、抗短路能力和导通压降（控制热量）三者处于均衡状态，芯片设计与参数调整优化非常特 殊复杂。芯片设计环节的主要难点有：（1）终端设计实现小尺寸满足高耐压的前提下须保证其高可靠性；（2）元胞设计实现高电流密度的同时须保证其较宽泛的安全工作区，要求极高的散热能力；（3）元胞设计实现高电流密度的同时须保证其足够的短路能力；生产工艺难度大：薄片容易碎裂、正面金属熔点限制导致退火温度控制难度大。IGBT 导 通时可以看作导线，电流从上而下垂直穿过 IGBT，直至抵达驱动电机。1）芯片越薄，热阻越 小，但极易破碎。减薄工艺：芯片越薄，电流流过的路径越短，损耗在芯片上的能量也就随之 降低，整车电池续航时间越长。2018 年底，比亚迪公布能将晶圆减薄到 120 μm，而英飞凌的 IGBT 芯片最低已经可减薄到 40 μm。在此厚度的晶圆和芯片上进行后续的加工，技术难度非 常高，极易破碎。2）背面工艺须在低温下进行，否则易导致正面金属熔化。背面工艺：包括 背面离子注入，退火激活，背面金属化等工艺步骤，由于正面金属熔点的限制与 IGBT 芯片不 断减薄，这些背面工艺必须在低温下进行(不超过 450°C)，否则容易导致正面金属熔化，退火 激活难度极大。IGBT 模块封装的焊接和键合技术壁垒高。车用 IGBT 多为模块形式使用，模块封装结构 是将半导体分立器件通过某种集成方式封装到模块内部，一个 IGBT 模块通常需要经过贴片、 焊接、等离子清洗、X 光检测、键合、灌胶&固化、成型、测试、打标共 9 道工艺后才能投放 到市场。其中，又以焊接和键合是模块封装技术难点。（1）焊接：最新的低温银烧结贴片互联工艺参数难掌握、材料与设备成本高，成为进入 壁垒。目前，主流的焊接技术是软钎焊接。但是这项技术生产的一致性和可靠性不高。为此已 经开发出了低温银烧结贴片互联工艺，这种工艺的焊接层具有高热导率、高电导率、高可靠性 的优点。但是，这项技术难度很高，工艺参数的设定、设备购置成本高昂、生产所用银粉成本 高等成为制约厂商使用这一技术的壁垒。目前，只有英飞凌、三菱为代表的先进企业已在其部 分高性能 IGBT 模块上使用低温银烧结进行焊接。（2）键合：具有较高的工艺难度。目前，IGBT 模块内部芯片表面互连普遍采用的键合 线为铝线与铜线。铜线电阻率低、热导系数高，膨胀系数低，更适合车用高功率密度、高效散 热的模块。但是铜线键合工艺的难点是需要对芯片表面进行铜金属化处理，同时需要更高的超 声能量，很有可能损害 IGBT 芯片本身。1）铜具有较强的亲氧性，要求严格密封，操作迅速。 铜线与空气接触即刻产生氧化，原则上在拆封 48 小时内完成封装。氧化的铜丝更坚硬，难键 合，容易产生焊点脱落或拉力强度低。2）在键合过程中，起保护作用的惰性气体流量难把控。 为了降低铜氧化程度，需将保护气体加在易出现氧化的芯片加热区域，流量太大会影响加热温 度，太小则会削弱保护效果。3）压焊夹具制作材料要求严格。夹具表面要光滑，保证载体和 管脚无松动，否则将直接影响产品焊接过程中烧球不良、短线、翘丝等一系列焊线问题。4） 键合设备参数设置必须综合考虑焊接力、待机功率、弹坑的可能性等因素，难以平衡调控。任 何步骤出现问题，都将导致键合失败。3.3. 先发优势明显：认证周期长，替换成本高因车用 IGBT 高可靠性的要求，其认证周期长，替换成本高，先行企业具有明显的先发 优势。 1） 认证严格，时间周期长。IGBT 分立器件或模块必须满足可靠性标准 AECQ100(IC)/101(分立器件)、质量管理标准 ISO/TS1649，和功能安全标准 ISO 26262 ASIL B(D)，才有资格进入一级汽车厂商的供应链，认证周期一般至少 2 年。2）替换成本高。IGBT 模块是下游产品中的关键部件，负责调节电路中的电压、电流、频 率、相位等，其性能表现、稳定性和可靠性对下游客户来说至关重要。对于新的 IGBT 供应商， 客户往往会保持谨慎态度，不仅会从理论上综合评定供应商的实力，而且要经过产品单体测 试、整机测试、多次小批量试用等环节后，才会做出大批量采购决策，替换成本较高，采购决 策周期较长。3）IGBT 业务需要长期的经验积累才能达到良好的 know-how 水平。IGBT 芯片和快恢复 二极管芯片是 IGBT 模块的关键环节，其生产步骤多，使用的生产设备多，生产的组织、控制、 设备调试等工作庞杂。比如散热材料的选择与处理，减薄程度与两次注入磷离子的浓度、数量 与速度，背面工艺温度的把控以及各环节设备，均需要长期相关经验的摸索才能掌握芯片的设 计和生产工艺。新能源汽车应用中往往要求大批量地生产出可靠性高、稳定性好的 IGBT 模 块，需要经过长时间的经验积累，才能了解器材和材料的特性，掌握生产工艺。以贴片流程为 例，就涉及到芯片位置的确定、不同材料的热膨胀系数及其特性、回流炉回流曲线及其他参数 的设置等，这些生产工艺要经过长期的研发试验才能找到合适的方案。4）资金壁垒高。IGBT 行业属于资本密集型行业，产业链涵盖芯片设计、芯片制造、模 块制造及测试等环节，其生产、测试设备基本需要进口，设备成本较高，同时产品的研发和市 场开拓都需要较长时间。此外，对 IGBT 生产企业的流动资金需求量也较大，新进入者在前期 往往面临投入大、产出少的情况，需要较强的资金实力作后盾，才能持续进行产品的研发、生 产和销售。综合来看，新入行的公司即使生产出 IGBT 产品，也需要耗费较长时间才能赢得客户的 认可，并需要长时间才能达到良好的 know-how 水平，同时还要面临长期较大的资金投入和 市场开发的困难，先行企业先发优势明显。4 车用 IGBT 行业竞争格局优，但国产化率仍然较低竞争格局集中，CR4 份额合计 81%；但国产化率较低，TOP10 中仅 3 家内资入围。据 Omdia 2019 年统计数据显示，全球 IGBT 模块前十大供应商占据市场份额的 75.6%，市场 格局集中,竞争格局较好。根据 NE 时代数据，2019 年中国共装配 108 万套车用 IGBT 模块， 其中英飞凌以 62.8 万套装配数量占据了 58.2%的份额，处于市场领先地位。比亚迪微电子排 名第二，共装配 19.4 万套，份额占比为 18%。三菱电机、赛米控分列第三、第四，份额为 5.2% 和 3%。斯达半导位列第五，份额占比为 1.6%。另一家国内厂商中车时代电气位列第九，份额 占比为 0.8%。2019 年新能源汽车 IGBT 模块前 4 大厂商份额合计 81.4%，呈现寡头垄断格局。 而国内厂商仅有比亚迪微电子、斯达半导及中车时代电气三家企业入围市场份额 TOP10，占 比 20.4%，国产化率较低。从电压覆盖看，国产企业 IGBT 产品线覆盖日趋完善。国内厂商斯达半导目前拥有国内 最全面的 IGBT 模块产品线之一，广泛覆盖高压（3300V）至中低压（600V）的应用领域；中 车时代电器则以高铁、动车等细分领域为主，目前主要在 4500V 以上高压领域具备一定竞争 力。英飞凌的产品完整覆盖了下游全电压等级应用领域，ABB 则主要面向高压和最高电压等 级产品。整体看来，内资企业 IGBT 产品覆盖低压至高压的全市场，低压领域布局较为完善， 但与国外厂商相比，我国功率分立器件在高压领域仍需加强。5 多重因素加速国产替代，促进份额提升贸易摩擦加剧，半导体自主可控需求日益迫切。近年中美贸易摩擦呈现加剧趋势。2016 年 3月及2018 年 4 月，中兴两次被列入美国“实体清单”。2019 年 5 月 15 日，华为被列入 “实体清单”，被禁止与美国企业进行业务合作或向其采购电信设备，受此影响谷歌已停止 向华为提供服务。2020 年 5 月 15 日，美国再次颁布针对华为的新禁令，要求采用美国技术 和设备生产的芯片，经美国批准才能出售给华为。2020 年 8 月 17 日，华为 38 家子公司被 列入实体清单，同年 9 月 15 日禁令全面实施。2020 年 12 月，中芯国际被美国列入中国涉 军企业名单。在美对华加强技术封锁的背景下，中国面临贸易摩擦加剧、供给受阻、国际合 作不畅的风险，建立自主可控的半导体供应链，加速国产替代的需求日益迫切。中国已成为全球最大的汽车消费市场，奠定车用 IGBT 良好发展契机。2019 年中国新 车销量达 2575 万辆，约占全球新车销量的 28.5%，是全球最大的汽车消费市场。虽然我国 目前汽车保有量超过 2.6 亿量，但人均汽车保有量与发达国家仍有较大差距。根据世界银行 数据显示，2019 年我国人均汽车保有量为 0.173 辆；美国为 0.837 辆，是中国的 4.8 倍；日 本为 0.591 量，是中国的 3.4 倍，预计未来中国汽车销量仍将持续提升。广大的汽车消费市 场为我国 IGBT 企业的发展提供了广阔空间，奠定了良好的发展基础。国内新能源厂商份额提升，加速 IGBT 国产替代。燃油车方面，我国由于起步较晚，在传 统燃油汽车行业竞争力偏弱，2020 年前三季度我国乘用车销量 1338 万辆，其中国产品牌乘用 车销量占比仅约 36%。而在新能源汽车行业，我国抢抓布局，已建立起不俗的技术、市场优 势。2020 年前三季度，中国新能源乘用车销量 62 万辆，其中自主品牌/造车新势力/外资合资 厂商占比分别为 55%、15%、30%，国内厂商占比合计达到 70%，较传统燃油车提升明显。未 来随着新能源汽车渗透率的逐步提升，预计国内汽车厂商的市场份额也将随之提升，迎来弯道 超车。在贸易摩擦加剧背景下，国内新能源厂商出于供应链安全考虑，预计将更多使用国产 IGBT，带动国产 IGBT 份额提升。国内厂商具有性价比和快速响应优势，契合新能源汽车降本增效趋势。与国外竞争对手 相比，国内 IGBT 厂商与汽车厂商的沟通成本低，供货速度快，服务能力强，能够快速响应下 游客户需求，具有快速响应的优势。此外，国内功率半导体厂商还具有高性价比优势以及较低 的物流和人工成本，契合新能源汽车厂商提升渗透率、市占率要求下的降本增效需求。政策、资金助力国内 IGBT 行业发展。IGBT 具有巨大的国内和国际市场，且在产业结构 升级、节能减排、新能源等领域发挥着不可替代的重要作用。近年来，国家推出多项政策分别 从产业发展、研究开发、财税投资等方面支持包括 IGBT 在内的半导体产业发展。国务院于 2020 年 8 月印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》从财税、投 融资、研究开发等全面支持半导体行业的发展。政策的全面支持将成为 IGBT 行业快速发展的 有效助力。此外国家在资金层面也给予积极支持，国家集成电路产业基金（简称大基金）一期、 二期也先后于 2014 年、2019 年成立，其中大基金一期募资金额 1387 亿元，大基金二期注册 资本 2041.5 亿元。据集微网统计，大基金一期投资领域包括：集成电路制造 67%，设计 17%， 封测 10%，装备材料 6%。在大基金及其所撬动的社会资本的投资带动下，包括 IGBT 在内的 集成电路产业取得了良好发展。综上所述, 我们预计车用 IGBT 国产替代将加速推进，助力国内厂商份额提升。第一：我 国是全球最大的汽车消费市场，且未来汽车消费需求仍将持续提升，为国内车用 IGBT 厂商 的发展提供了良好契机。第二：贸易摩擦加剧，半导体自主可控需求日益迫切。第三：新能 源汽车产业国内厂商率先布局，抢占先发优势，有望实现弯道超车，随着国内新能源车企业份 额提升，并出于供应链安全考虑，预计将更多倾向使用国内半导体厂商产品，国产 IGBT 份额 有望提升。第四：国内 IGBT 厂商具备性价比高、响应速度快等本土化服务优势，契合新能源 车降本增效的需要，有望在未来的竞争中提高市场份额。第五：国家政策、资金助力 IGBT 行 业发展。综合以上分析，我们认为车用 IGBT 国产替代进程将加速推进，实现份额提升。除了份额提升外，国内 IGBT 厂商还将充分受益国内车用 IGBT 市场空间的快速增长。据我们测算，预计 2025 年中国新能源汽车用 IGBT 市场规模达 177 亿元，复合增速为 43.45%， 2025 年中国新能源车充电桩 IGBT 市场空间将达 147 亿元，复合增速为 43.45%。预计 2025 年中国新能源汽车用 IGBT 市场规模达 177 亿元，是 2020 年的 6 倍，复合增 速为 43.45%，根据中汽协数据，2020 年中国汽车销量为 2530 万辆，预计到 2025 年中国汽车 销量将达到 3000 万辆，其中 2020 年中国新能源汽车销量为 132 万辆，新能源车渗透率为 5.22%。若 2025 年中国新能源汽车渗透率能够达到《新能源汽车产业发展规划（2021—2035 年）》中提出的 20%，则 2025 年中国新能源汽车销量将从 2020 年 132 万辆提升至 2025 年 600 万辆。按上文中我们测算的新能源汽车功率半导体单车价值量，预计 2025 年中国新能源汽车 功率半导体市场规模将达到 177 亿元，是 2020 年的 6 倍，复合增速为 43.45%。预计 2025 年中国新能源汽车用 IGBT 市场规模达 147 亿元，复合增速为 43.45%。IGBT 最受益。根据 Yole 数据，2019 年全球新能源汽车 IGBT 市场规模为 6 亿美元。EV Sales Blog 数据公布 2019 年全球插电式混合动力汽车和纯电池电动车的销量约为 220 万辆，由此可推算 出 IGBT 单车平均价值量为 273 美元（占单车功率半导体价值量 83%），受晶圆代工紧张影响， 考虑到目前全球半导体晶圆代工产能紧张，预计今年新能源汽车功率半导体价格仍将保持在 较高水平，且未来单车价值将随着电动化趋势及双电机渗透率的增加逐步提升。乘以 2025 年 我国新能源汽车销量 600 万辆，预计中国新能源汽车 IGBT 市场规模将从 2020 年约 24 亿增 长至 2025 年 147 亿元，复合增速为 43.45%。预计 2025 年中国新能源车充电桩 IGBT 市场空间将达 109 亿元，复合增速为 35%。目 前，新能源汽车的报废周期在 8-10 年之间，按照上文各年新能源汽车销量的测算，预计 2025 年新能源汽车的保有量将达到 2246 万辆。随着新基建的推进，保守假设到 2025 年车桩比提 升至 2：1，可推算出 2025 年充电桩保有量约为 1123 万个。由于新基建政策侧重公共充电桩 的建设，预计公共充电桩占比将从 2020 年 48%提升至 2025 年 50%。此外由于快充需求的增 加，预计直流充电桩在公共充电桩中的比例将从 2020 年 38%提升至 2025 年 50%。根据国家 电网历年充电车桩项目招标公示数据，我们统计出招标主力 60Kw 公共直流充电桩平均单瓦 价格从 2017 年 1.15 元/W 降至 2019 年 0.9 元/W（单机价格从 2017 年 6.9 万元降至 2019 年 5.4 万元）；公共交流充电桩单机平均价格从 2017 年 0.95 万元降至 2019 年 0.54 万元。根据我们 调研的市场上主流新能源汽车厂商私人充电桩价格，我们测算出私人充电桩价格从 2017 年 1.27 万元/台降至 2020 年 0.78 万元/台。按 IGBT 在充电桩中成本占比约 20％测算，预计 2025 年国内充电桩用 IGBT 市场规模将达到 109 亿元，较 2020 年的 25 亿元增长 3.4 倍，年复合增 速为 34.5%。6 产能紧张短期内较难缓解，功率半导体景气持续上行8 寸产能紧张，代工厂产能满载。2020 年 5G 商用化、以及疫情“宅经济”加速推动社 会数字化转型，汽车、家电、数码等终端设备市场景气度持续回暖，大幅拉动了半导体需求 增长。此外，欧美疫情尚未得到完全控制，中美贸易关系前景不明朗等因素驱动芯片厂商提 高安全库存，多重因素共振导致晶圆代工产能供不应求，各大晶圆代工厂商 8 英寸产能接 近满载。世界先进，华虹宏力 2020Q3 产能利用率均超过 100%，联电，中芯国际产能利 用率也处在 95%的高位附近。全球新增晶圆产能满产时间主要集中在 2023-2025 年，短期内较难解决产能紧张状 况。从全球产能来看，根据 IC Insights 数据，预计 2020 年全球新增（等效 8 寸）晶圆产 能约 1790 万片，2021 年新增 2080 万片。但由于设备购买、调试、客户验证等原因，晶 圆制造厂的产能爬坡期较长，通常在 3-5 年左右，这部分新增产能真正实现满产预计将在 2023-2025 年，短期内较难解决产能紧张状况。国内在建半导体制造产能折合 8 英寸约 2796 万片/年，大部分集中在 2022 年投产， 但考虑到新产线投产后仍有较长时间的产能爬坡期，短期内产能紧张较难缓解。据我们不 完全统计，目前国内半导体制造产能约为 288 万片/月（折合 8 英寸晶圆计算，包含硅基 晶圆及化合物半导体基底晶圆），国内在建的半导体制造产能合计约为 233 万片/月（2796 万片/年），其中大部分新产线的投产时间集中在 2022 年，但考虑到新产线投产后仍有 3- 5 年的产能爬坡期，无法迅速实现满产，预计产能紧缺情况短期内仍较难缓解。预计到 2025 年，全球车规级 IGBT 模块所需的 8 寸晶圆数量为 169 万片，较 2020 年 将增长 5.4 倍。目前市场上的电动车有单电机与双电机两种，目前主流的新能源汽车使用 的是单电机配置，但随着未来新能源汽车制造技术的提升，可为车辆提供更高性能的双电 机新能源汽车渗透率将得到提升。在新能源车中，每个电机使用一个逆变器，每个逆变器 中使用一个 IGBT 模块。鉴于双电机优异性能，我们假设其渗透率在 2025 年达到 20%， 可以测算出 2025 年全球共需要向 1200 万辆电动车 1440 万台电机装配 IGBT 模块。目前 单个车规级 IGBT 模块中封装 10-18 个 IGBT 芯片（因 IGBT 模块电压级别不同，芯片数 量有所差异）按平均 15 个计算，则需要 2.16 亿个 IGBT 芯片。按每片 8 寸晶圆约可切出 128 个 IGBT 芯片计算，则预计 2025 年全球仅车规级 IGBT 模块所需的 8 寸晶圆量就达 169 万片，较 2020 年增长 5.4 倍。晶圆涨价已传导至产业链下游，半导体景气度持续上升。终端需求持续增长、现有代工 产能已经满产、新增产能短期内无法快速放量，供需矛盾导致了晶圆代工价格的上涨。台积 电已取消了针对主要客户 12 寸晶圆代工 3%的折扣优惠，联电在陆续调涨 8 寸晶圆代工价格 后跟进调涨 12 寸晶圆代工价格。代工价格调涨随即传导到了产业链下游的厂商，大部分厂商涨价幅度都在 10%以上，其中瑞萨电子宣布部分模拟和电源产品价格将调涨 15%-100%。 受益产品涨价趋势，英飞凌等公司延长产品交期，预计半导体产业链景气度还将持续上升。7 投资建议（详见报告原文）新能源汽车加速渗透，预计 2025 年国内新能源汽车渗透率将达 20%/2030 年欧盟新能源 汽车渗透率将达 40%。汽车电动化趋势下带动功率半导体单车价值从 71 美元大幅提升至 330 美元。测算可得 2025 年中国新能源汽车/充电桩用 IGBT 市场规模将达到 133/110 亿元，复合 增速为 35%/55%，5 年 5 倍空间。产品类型上，车用功率半导体中 IGBT ASP 占比达 83%，是 电动化趋势下的最受益品种。壁垒方面，车规级 IGBT 产品、工艺、先发优势三大壁垒构筑强 护城河，叠加该行业市场份额集中，2019 年中国新能源汽车 IGBT 模块 CR4 份额合计达 81%， 竞争格局良好，成为成长行业“优质赛道”。但当前国产化率仍然较低，前十大厂商中仅三家 国内厂商入围，市场份额合计 20.4%。展望未来来看，国内市场空间巨大、自主可控需求加强、 下游使用国产产品意愿提升、国内企业具备高性价比、快速响应优势，以及产业政策资金支持， 多重因素加速国产替代，国内 IGBT 厂商未来发展潜力巨大。建议关注：斯达半导、中车时代电气、闻泰科技、华润微、新洁能、立昂微。8 风险提示新能源汽车销量不及预期。《新能源汽车产业发展规划（2021—2035 年）》提出 2025 年中 国新能源汽车渗透率将达到 20%，但 2019 年受新能源汽车补贴退坡因素影响，新能源汽车产 销量有所下滑。IGBT 制造厂商已向车规级 IGBT 投入了大量研发经费。如果新能源汽车市场 需求因产业政策变化受到影响，将对 IGBT 厂商盈利能力产生影响。国内企业技术进步不及预期。功率半导体行业为技术密集型行业，技术创新、产品创 新是行业竞争的关键。技术、产品研发机及产业化时间周期长、资金投入大。新技术、新 产品量产后还面临技术迭代等问题。若技术进步、产品开发速度不及预期，将削弱国内企 业在市场上的竞争能力。产品替代风险。各项性能指标皆优于 IGBT 的 SiC 功率器件已导入部分高端新能源汽车， 若 SiC 功率器件制造技术出现突破，成本开始下降，IGBT 产品竞争能力将大大削弱。（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）精选报告来源：【未来智库官网】。

如需报告请登录【未来智库】。关键图表全球功率半导体市场及中国发展机会全球超 400 亿美元市场，主要分为“功率 IC”与“功率器件+模组”两大类 功率半导体广泛应用于电子器件中，主要用于改变电路中的电压、电流、频率、导通状 态等物理特性，以实现对电能的管理。据 IHS 统计，2018 年全球功率半导体市场规模 391 亿美元，预计 2020 年达 431 亿美元，2021 年达 441 亿美元，复合年增长率 4.1%。功率 半导体包括功率分立器件（也称功率器件）、功率模组和功率 IC 三类： 功率分立器件：整流管、晶闸管、BJT、MOSFET、IGBT 等；2018 年市场占比 32%； 功率模组：IGBT 模组、智能功率模块 IPM 等；2018 年市场占比为 13%； 功率 IC：主要包括各类变换、分配、检测电能的电源管理芯片（PMIC），将各类基 本电路组合在一起实现线性稳压、过压保护、充电管理等功能，属于模拟 IC 的范畴。 相比器件单管和功率模组中的芯片，功率 IC 集成度更高，但适用的电流电压范围也 较低。2018 年市场占比为 55%。而按下游应用拆分来看，功率半导体主要服务于工业、汽车、消费及通信等实际场景。 根据 Gartner 数据，2017 年工业、汽车、消费级通信相关功率半导体市场规模占比分别 为 34%、23%、20%及 23%，分配相对平均。而从年复合增长率来看，iHS 认为，2016-2021 年间，得益于工业自动化（伺服电机中变频器）、可再生能源（光伏逆变器）及电动汽车 （电动机用逆变器及充电桩相关设施）的蓬勃发展，工业及汽车市场将成为功率半导体 行业最突出的成长动能，年复合增长率将达到 7.3%及 8.2%。功率半导体是电子电力系统的核心器件 功率半导体是电子电力系统的核心器件，功能是利用半导体的单向可控的导电性来实现 电能转换与电路控制。按器件类型来看，二极管（Diode）主要用作整流和斩波，不具备 可控开关功能；而三极管（BJT）、晶闸管（Thyristor）均属于电流控制型开关器件；MOSFET 和 IGBT 属于电压控制型开关器件。这些基本功率器件与电容、电阻、电感、互感线圈等 一起组成了以下各类电能转换设备，用以对电路中电压、电流、频率进行管理。 功率器件根据工作范围不同，拥有各自适用场景从器件特性来看，MOSFET（SJNFET）和 IGBT 适用范围最广（二者市场规模占整体功率 器件的 70%）。功率半导体器件/模组从结构原理上可以分为二极管、晶体管和晶闸管， 而晶体管又可以分为 MOSFET、IGBT 和 BJT 等。其中 BJT 开关性能差，已经几乎被淘汰， 而晶闸管和集成门极换流晶闸管（IGCT）属于半控制开关，在超大功率领域（电压 3.3kV 以上、容量 1-45MW）的工业和能源场景依然广泛应用。以上类型器件技术相对简单， 应用范围较窄。相比之下，电压控制型开关器件 MOSFET 和 IGBT 具有易于驱动、开关速 度快、损耗低等物理特性，应用领域极其广阔： MOSFET：输入阻抗高、控制功率小、开关速度快、开关损耗小，在高频率、中小功 率领域（电压 600V 以下）应用最为广泛，在消费电子应用较多； SJNFET：又叫做超级结型 MOSFET，是 MOSFET 结构设计的前沿技术，具备更好的导 通特性，可以工作于更高的电压和电流条件； IGBT：由 BJT 和 MOSFET 组成的复合器件，相比 MOSFET，牺牲了一定开关速度， 但导通损耗小，通态电流大，在高压、大电流的中大功率领域（电压 1200V-6500V） 是主流产品，这也是白色家电、工业、汽车所适用的主流功率器件。随着技术发展， IGBT 正在向超大功率和更高频率领域两个方向同时渗透，挑战晶闸管和 MOSFET 的 传统疆界。中国功率半导体行业的发展机会 发展机会#1：进口替代空间广阔中国是功率半导体第一大市场，进口替代空间广阔。中国是最大的功率半导体消费国， 2018年市场需求规模达到138亿美元 （iHS数据），增速为9.5%，占全球需求比例高达 35%。 iHS 预计未来中国功率半导体将继续保持较高速度增长，2021 年市场规模有望达到 159 亿美元，年化增速达 4.8%。根据 iHS 的统计，中国功率半导体市场中前三大产品是电源 管理 IC、MOSFET、IGBT，三者市场规模占 2018 年中国功率半导体市场规模比例分别为 60.98%，20.21%与 13.92%。国内企业份额尚低，替代空间巨大，整体盈利能力还落后于海外龙头。从收入规模来看， 无论是包括电源管理 IC 与否，中国企业还未能与海外前十大功率半导体厂商构成竞争。 目前，中国最大功率半导体企业华润微电子 2018 年功率半导体收入为 24.2 亿元（vs. 英 飞凌中国区功率半导体收入为 167.5 亿元）。模拟龙头厂商圣邦股份来自电源管理 IC 的收 入为 3.4 亿人民币（vs. 英飞凌中国区功率 IC 收入 46.8 亿元），进口替代空间巨大。从毛 利率来看，头部厂商安世半导体、华润微电子的功率半导体业务毛利率落后英飞凌公司 水平毛利率 1.8ppts/3.8ppts，而士兰微、华微电子等国内收入规模领先企业毛利率与英飞 凌仍存在较大差距。高端器件存在差距。细分领域来看，目前国内功率半导体企业仅在二极管、晶闸管领域 开始广泛替代，而在 MOSFET、 IGBT 与国外企业存在较大差距。根据 iHS 数据，国内 MOSFET 器件仅英飞凌、安森美两家企业就占据 45.3%的市场份额，前五厂商中仅有华润微一家中 国公司（若不计入安世半导体份额）； IGBT 方面，全球前十大 IGBT 模块供应商占据 77.7% 的份额，当中仅有斯达半导一家国内企业进入排名，占据 2%的市场份额。根据 ASMC 披 露，我国 90%以上 IGBT 产品需要进口。进口替代路径：消费电子/白电、工控/新能源、新能源车依次突破。不同应用领域对功 率器件的要求不同：消费级别电子产品要求在高频率下工作，对省电、发热控制要求高； 工业控制和新能源发电领域的功率半导体需要工作在更高的电压电流条件下，且更加注 重高温、长时等极端使用条件下的可靠性与寿命；电动车/轨道交通领域则综合了中高功 率、高耐用性、低损耗的要求，同时需要与整车厂商深度协同，是技术要求最高、目前 国内厂商最难以切入的应用领域。发展机会#2：汽车电动化——最值得关注的成长动能汽车电动化推动车用功率半导体市场成为增长最快的细分领域。麦肯锡预计，2030 年时 50%的新车将是电动车，新能源汽车相比传统燃油车将消耗更多的半导体，其中功率半导 体是最大的增量。 iHS预计车用功率半导体市场在2016-2022年的复合增长率将达到8.2%， 位列各细分领域第一位。在燃油车中，功率半导体应用于车辆启动、安全等系统，而在 新能源汽车领域中，功率半导体将新增 4 项主要应用场景： 主逆变器：1）将电池电流完成大功率直流-交流（DC-AC）逆变后驱动电机；2）用 于再生制动系统，并将回收的能量存回电池。特斯拉 MODEL S/X 车型使用了 6 组 14 个 IGBT 单管并联方式来构成主逆变器（如下方右图），单车用量大。 辅逆变器：用于水泵、HVAC（Heating, Ventilation and Air Conditioning）系统、PTC 加热器等，完成小功率直流-交流（DC-AC）逆变。 DC-DC 变换器：新能源汽车电池输出高电压，需变化至低电压后供汽车低压供电网 络使用。 车载充电器及充电桩：车载充电器中需整流器完成交流-直流（AC-DC）变换，充电 桩中用作开关元件等。电动化程度越高，功率半导体用量越大。参考 Strategy Analytics 数据，轻混车（MHEV） 相比燃油车半导体成本增加 100 美元，其中 75 美元为功率半导体（75%）；混动车/插电 混动车（HEV/PHEV）相比燃油车半导体成本增加 340 美元，其中 250 美元为功率半导体 （74%）；纯电动车（BEV）中半导体总成本为 695 美元，其中功率半导体成本达 380 美 元，占总成本的 55%。我们预计，在未来功率半导体单车价值有望呈继续上升趋势。从器件类型来看，IGBT 将是最主要的需求增长来源。我们认为，IGBT 器件与模组占新能 源汽车电机驱动系统成本的 40%-50%，IGBT 约占充电桩成本的 20%。随着新能源汽车市 场的爆发式增长，新能源汽车将是 IGBT 增长最快的应用领域，Yole 预计 2022 年新能源 汽车用 IGBT 市场规模达 20.6 亿美元，2016-2022 CAGR 为 16%；同时，新能源汽车占 IGBT 所有下游应用市场的比例将在 2022 年增至 37%，跃居 IGBT 第一大应用领域。发展机会#3：工业控制及新能源发电——本土客户为进口替代提供切入机会功率半导体为工厂自动化、智能化提供可靠的能量来源。随着工业自动化的深化，广泛 部署的工业机器人和智能化机床都依赖于强大而灵活的交流电机、伺服电机，以及节能 的变频器和电源装置。 IGBT、晶闸管、二极管等广泛用于可变速电机、不间断电源（UPS）、 工控变频器、接触器中，为工业自动化提供稳定、高效、灵活的电能输出。IGBT 是光伏逆变器最重要的电子部件。逆变器是把直流电能转变成特定频率和电压的交 流电的转换器。由于太阳能发电组件直接产生的电能不符合电网要求，需通过光伏逆变 器将其整流成直流电，再逆变成符合电网要求的交流电后输入电网。IGBT 模块是光伏逆 变器的核心器件，根据 Yole 数据，电子器件占一台光伏逆变器总成本的 13%，而其中 66% 的成本是 IGBT（主要为定制化的 IGBT 模块）。随着光伏组件、电站技术进步，光伏逆变 器需要不断进行产品迭代，因而为 IGBT 增长提供了持续动力。光伏新增需求回暖，拉动光伏逆变器市场。随着国内光伏平价项目持续推进，新兴市场 需求提升以及欧美老旧机组替换，我们预计 2020 年世界范围内光伏发电新增装机容量增 速将扩大。根据 BP，2018 年全球光伏新增建设需求达到 103 吉瓦，其中中国贡献 44 吉 瓦，占全球新增需求的 43%。随着全球进入平价时代，GW 级市场不断增加，光伏装机容 量的持续上升将带动光伏逆变器和相关 IGBT 模组需求稳定提升。中国功率半导体厂商有望切入华为、汇川等本土企业供应链。我们认为，在光伏逆变器、 工控变频器和伺服电机等领域国产设备制造商崛起的同时，成本因素以及贸易战等不确 定性因素将促使国内客户更加重视进口替代选项，这为国内功率半导体行业提供了机会。 SolarEdge 数据显示，2018 年，华为在全球光伏逆变器市场的份额达 22 %，市占率位列全 球第一，阳光电源的市场份额 15%，市占率位居全球第二位；据工控网统计，汇川、中 达电通、新时达等本土电机厂商也已在低压变频器市场打开局面，其中汇川 2018 年低压 变频器占有率达 13%，位居全球首位。本土下游厂商的优势地位叠加其供应链分散化考 虑有望助力中国功率半导体企业进一步融入工控和新能源发电产业链。发展机会#4：消费电子及白色家电——依托国内企业及消费市场实现进一步发展消费电子：中国功率厂商能够为本土 OEM 提供更优质的后道服务。中国是电子消费的大 国，目前主要 OEM 厂商都集中在中国，以智能手机为例，中国品牌出货量占到了全球市 场的 45%。我们认为从经济效应的角度考虑，国内功率半导体企业能够提供性价比更高 以及反应更为及时的后道服务，同时客户的需求也能够更顺畅地反应给研发团队进行项 目开展。因此在同等产品质量前提下，下游客户对国内供应商的偏好也会更高，这是国 内功率半导体厂商的优势所在。白色家电：变频空调空间广阔，国内空调企业市占率领先。中国是家用空调生产基地。 Prescient & Strategic 数据显示，2018 年全球暖通空调市场规模约 1,081 亿美元（包括中 央空调、家用空调）。产业在线统计，2018/19 冷年，全球家用空调产量 1.85 亿台，中 国产量占比 80%。国内功率半导体厂商已部分进入格力、美的、海尔、奥克斯的供应链。 2018 年，中国内销空调出货量中，变频空调渗透率 58%，定频空调占比依然高达 42%， 功率半导体在变频家电领域仍有很大拓展空间。中国主要功率半导体企业分析中国企业经营模式呈多样化尽管目前中国功率半导体企业收入规模、盈利能力上均与全球龙头存在一定差距，但中 国企业已经对产业链各环节基本形成覆盖（如下图），随着更多的优质企业上市，A/H 股 也逐渐形成了功率半导体板块。从商业模式上看，由于功率器件/模块仅涉及少量元件集 成，对单管工艺要求更严格，因此头部厂商基本自有生产产线，或掌握了特色制造技术。 而中小企业采用轻资产模式运营，借助代工龙头工艺平台设计产品。目前收入排名领先 的华润微电子、扬杰科技、华微电子、士兰微均采用 IDM 模式经营。中国最大的 IGBT 模 块供应商斯达半导体则采用 IDM-Lite 模式经营，拥有自己的 IGBT 工艺积累，华虹/上海 先进等代工厂商仅向其提供流片服务。器件从低门槛领域逐渐突破，但各公司目标市场呈分散化从全球供应链来看，功率半导体行业竞争格局相对分散，中国市场情况类似。我们认为， 尽管中国各相关公司均在功率半导体这一赛道上发力，但实际上各自面向的细分市场也 呈现较大的差异化，所覆盖的产品类型、采用的经营模式也不尽相同，我们不能简单地 认为所有企业之间存在直接竞争关系。 我们认为，若按应用功率由小到大排序，器件类型可依次分为：功率（电源管理）IC、 功率分立器件、功率模组、大功率晶闸管/整流器。而按各器件的市场空间来看，上述四 类器件对应的市场规模呈依次递减态势。我国企业在市场空间较大、下游应用较分散、 进入门槛较低的二极管/晶闸管领域、MOSFET 领域布局已久；而从应用来看，我们认为 目前我国企业在消费电子/白色家电领域、工业控制/新能源领域有所突破，真正进入车 用领域的企业还较少。电网轨交方面，借助近些年来基础设施建设的热潮，本土企业也 随之成长，在大功率晶闸管/整流器方面获得了可观的技术进步。具体来看： 在功率 IC（电源管理 IC）方面，模拟龙头圣邦股份的电源管理类产品已广泛应用于 各行业，2018 年电源管理类收入规模为 3.4 亿人民币，是英飞凌中国区功率 IC 产品 收入的 7%。科创板上市企业晶丰明源的 LED 驱动产品也获得下游客户认可，2018 年收入 7.7 亿元。 在二极管（包含整流桥）方面，闻泰科技通过收购安世半导体（原 NXP 标准器件事 业部），一举成为汽车、通讯应用等领域的头部二极管供应商；此外，扬杰科技产品 在光伏旁路二极管中具有较强的竞争实力，整流桥产品在智能电表中应用广泛。 在 MOSFET 方面，闻泰科技（安世）的车用中低压 MOS 产品质量全球领先，早已实 现对博世、大陆等一线厂商供货，在消费、通讯领域同样得到广泛应用，2018 年收 入达到 27 亿元。此外，华润微电子、华虹半导体（特别是超级结 SJNFET 产品）的 MOSFET 产品收入规模、技术水平也在国内企业中位列前茅，开始从消费、家电、 照明等应用中进行进口替代。闻泰、华润微、华虹的 MOSFET 产品 2018 年均贡献了 10 亿元以上的收入，相比英飞凌 2018 年中国区 MOSFET 收入 52 亿元，我国头部企 业已经具有一定竞争实力。 在 IGBT 方面，斯达半导的 IGBT 模块销售收入为 6.6 亿元，在 2018 年打入全球前十 （市占率 2%），主攻工业应用（1200V 产品主要用于工业电控、自动化产品等），华 虹半导体作为其主要晶圆供应商，也拥有领先的 IGBT 制造工艺。此外，我们认为华 润微电子、士兰微及华微电子的 IGBT 产品在均在 2019 年收入均将实现明显增长（士 兰微已公告披露其 2019 年 IGBT 器件成品和内置 IGBT 的 IPM（智能功率模块）产品 销售额均超过 1 亿元人民币），但下游应用领域目前仍集中在家电及消费类。车用 IGBT 方面，根据我们的产业链调研，目前中车时代 IGBT 产品开始部署于乘用车，而 其余大部分厂商车用产品仍只能用于在充电桩、充电枪等周边部件，或是处于下游 客户验证阶段。 在晶闸管方面，捷捷微电主营中低压产品、在家电、照明等领域初步实现进口替代， 中车时代主营高压（3000V 以上）产品，产品已批量获得国家电网、南方电网等大 客户采购应用。产能与海外差距不大，但产品竞争力仍落后我们在上文分析中已经指出，由于大量的功率半导体以分立器件的形式应用，因此其单 管的制造技术、工艺控制重要性凸显，大部分功率半导体企业都拥有自己的特色工艺与 制造产能。根据我们统计，目前中国主要半导体厂商在境内共有 24 条功率半导体产线， 2 条在建产线，1 条爬坡中产线，在境外共有 4 条产线（均属于安世半导体），晶圆尺寸 以 6 寸及 6 寸以下产能为主。8 寸方面，华润微电子、华虹半导体、士兰微及中车时代 电气目前拥有各一条已投产的 8 寸产线，而 12 寸方面，仅华虹半导体拥有一条合资 12 寸产线在爬坡中，士兰微有一条合资产线在建设中。而按总体产能来看，目前华润微电 子、扬杰科技的产能领先，产能突破 20 万片/月（折合成 8 寸晶圆）。对比海外企业来看，英飞凌目前功率半导体制造端拥有 5 寸产线一条、6 寸产线一条、8 寸产线一条及 12 寸产线一条，合计月产能达到约 26.9 万片/月（折合成 8 寸晶圆）。安森 美拥有 4 寸产线一条、6 寸产线两条及 8 寸产线一条，合计月产能达到约 8.1 万片/月（折 合成 8 寸晶圆）。因此从产能端来看，中国企业并没有与海外龙头存在巨大的差距，部分 企业产能甚至超出海外厂商，我们认为差距仍在于产品竞争力上。英飞凌、安森美等企 业产品结构更偏向于高附加值的功率半导体产品（如车用中低压 MOSFET、超级结产品、 IGBT 等），折合为 8 寸的单晶圆售价大幅高于国内半导体企业的 300-400 美元。中国公司 来看，单晶圆售价较高的企业为闻泰科技（安世半导体）及华虹半导体，凭借 6 万片左 右的月产能实现了超 20 亿元的功率半导体业务年收入。上市企业逐渐形成板块效应，估值对海外呈显著溢价目前，已经有 9 家中国功率半导体企业在 A 股及 H 股上市，板块合计总市值达到约 3100 亿元，已经超过海外龙头英飞凌与安森美的合计市值。从估值方面来看，目前 A/H 股中 国半导体功率企业的 2020/2021 年的平均 P/E 在 54.9/42.9 倍，平均 P/B 在 6.7/5.9 倍，平 均 P/S 在 8.1/7.4 倍。对比英飞凌、安森美两家海外龙头来看，2020/2021 年中国半导体 公司 P/E 溢价率为 284%/274%，P/B 溢价率为 168%/195%，P/S 溢价率为 440%/393%。我 们认为这种溢价主要来自于海外与中国功率半导体市场处于不同发展阶段所导致，有成 长性的优质企业被投资者赋予较高的业绩成长预期，享有较高的估值溢价。 我们在上文分析中指出，中国是全球最大的功率半导体消费市场，从收入来看，2018 年 中国头部厂商华润微电子、华虹半导体收入体量仅为英飞凌中国区功率器件收入的 1/5 水平，但中国厂商目前拥有及在建规划产能已经不输海外，我们看好半导体进口替代带 来的结构性转变及中国市场增速在需求端推动下可能优于全球，并认为中国功率半导体 相关厂商在收入侧有望兑现高 P/S 估值预期。而从盈利能力上来看，目前中国厂商头部厂商毛利率与英飞凌差距在 2-3ppts，中游厂商 差距在 10ppts。净利润方面，由于仍处于成长期，研发投入较重，收入体量较大的华润 微电子、士兰微、华微电子净利率仍不足英飞凌的一半。随着产品竞争力增强及产能利 用率在半导体上行周期内的进一步恢复，我们也长期看好中国功率半导体企业盈利能力 的提升，P/E 高估值在未来 5-10 年的发展期内有望逐步被兑现。中国主要功率半导体企业简介我们对中国目前主要上市、未上市的功率半导体企业做如下梳理（由于安世半导体 2018 年仍未进入闻泰科技合并报表，以下分析中数据排名及市占率统计均不包含安世在内）：闻泰科技（600745.SH）：并购安世半导体，切入一流车企 MOSFET 供应链 闻泰所收购的安世集团（Nexperia）是一家专注于分立器件、逻辑器件和 MOSFET 制造和 销售的厂商，拥有超过 50 年的行业积累以及 11,000 专业员工。安世以 IDM 方式进行运 营，目前在全球拥有 2 条制造产线（英国曼彻斯特和德国汉堡）和 3 条封测产线（东莞、 菲律宾和马来西亚），晶圆产能约 6 万片（折合成 8 寸），封测 1,000 亿件。公司 39%营 收来源于双极性晶体管和二级管，全球排名第 1；MOSFET 占总营收达到 25%，在汽车和 小信号领域分别排第 2 和第 3；剩余为逻辑器件和 ESD 保护器件。公司未来的成长动能：1）持续新产品的研发和收入的扩张，包括高压 MOSFET、IGBT、 GaN。2）公司预计 2020 年需求端会大幅度改善，包括车规级、工业级、消费电子级应 用，尤其在 2H20 增长会比较快，有可能会出现供不应求带动价格的上涨。3）长期来看， 我们认为 5G 对于通讯、消费、汽车领域的驱动在未来 3 年都将带来确定性的成长机会。 为了应对需求回暖，产能方面，公司计划将保证东莞三期工厂每年 10%的产能扩张，晶 圆产线目前没有明确扩张计划，主要以升级设备或提高单条产线效率为主。我们认为公司在功率半导体市场中相较于其他同业竞争对手最大的优势是在于已经积累 起了相对丰富的汽车客户资源，由于车载产业链对于可靠性等要求更高，因此客户认证 周期较长，短期内，国内其他厂商较难进入此领域。华润微电子（688396.SH）：中国最大的功率半导体企业 华润微电子是一家聚焦于功率半导体及集成电路设计、制造及销售一体化的 IDM 企业， 前身无锡华晶为国家 908 工程时创立的公司，拥有长达 20 余年的发展历史，2020 年于 科创板上市。根据公司招股书披露，目前华润微电子在无锡拥有三条 6 寸产线（月产能 合计 212kwpm）及一条 8 寸线（月产能 65kwpm）， 2017 年并表重庆中航微电子 8 寸线 （月产能 52kwpm）。根据华润微电子招股书披露的数据，2018 年华润微电子功率器件 （MOSFET/IGBT/其他功率器件）销售额达 20.7 亿元人民币，毛利率 25.2%，归母净利润 4.5 亿元，包含功率 IC 的收入达 24.2 亿元人民币，位列中国企业第一位，功率半导体业 务毛利率 33.8%。华润微电子的 MOSFET 产品在国内具备较强竞争实力，是华润微最主要的产品，2018 年 公司 MOSFET 收入规模 17.1 亿元，全国排名第一，产品耐压范围宽泛（-100V-1500V）， 种类多样（Trench-MOS/Planar VDMOS/SJ-MOSFET）。结合 iHS 数据，我们以销售额测算， 2018 年中国 MOSFET 市场前三甲为英飞凌、安森美半导体及华润微电子，市占率分别达 28/17%/9%。IGBT 方面，华润微目前主要提供 600V-1200V 的产品，产品形态覆盖单管及 功率模块，技术演进至 Trench-FS（深沟槽场截止型），晶圆尺寸暂为 6 寸，8 寸仍在研发 之中。公司财报显示，2018 年华润微 IGBT 收入在 4,000 万元左右。此外，公司还生产快 恢复二极管（FRD），在高压领域（高达 6500V）也有少量布局。根据我们的产业链调研，目前从华润微电子客户结构来看，其主要下游应用集中在家电 （白电）、照明类应用及二轮电动车等。我们认为新能源/工控、车载应用是公司有望切 入的赛道。华虹半导体（1347.HK）：特色工艺代工厂商，超级结及 IGBT 制造技术国内领先华虹半导体是拥有特色工艺的纯晶圆代工厂商，是国家半导体重点企业华虹集团的控股 公司，2014 年于港交所上市。2018 年实现销售收入 64.8 亿人民币，毛利率 33.4%，净利 润 12.6 亿元，其中 2018 年功率器件代工收入 21.3 亿人民币。华虹是中国第二大、全球 第 8 大晶圆代工厂，产品类型覆盖嵌入非易失性存储、功率、模拟器件等领域，从功率 器件收入来看，与闻泰科技（安世半导体）、华润微电子同位于第一梯队（超过 20 亿元 俱乐部），覆盖电压范围至 1700V，3300-6500V IGBT 及快恢复二极管产品在研发中。截止 2019 年末，华虹半导体拥有 3 条 8 寸产线（月产能合计 178kwpm，我们认为其中功率器 件主要位于上海 Fab2 生产，月产能 60kwpm），及一条 12 寸产线（与大基金和地方政府 合资，位于无锡，月产能目前 10kwpm 仍在爬坡中）。根据公司披露，截止 2017年，华虹 MOSFET晶圆出货量累计超过 500万片，超级结MOSFET 出货量超过 25 万片，IGBT 出货量超过 5 万片。凭借独具专利的深沟槽（Deep Trench） 技术，华虹半导体在超级结 MOSFET（SJNFET）与众多 IDM 企业的竞争中表现出不俗的实 力，量产已有近十年时间，技术水平接近国际主流，在国内保持领先。以专利数来看， 华虹在超级结/Cool-MOS 领域专利数排名全球第一。IGBT 方面，目前华虹已能提供 Trench-FS（深沟槽场截止型）技术，晶圆尺寸为 8 寸。从终端应用来看，2019 年消费及工业/汽车是公司覆盖的两个主要市场，收入占比分别为 62%/23%。中车时代电气（3898.HK）：高铁电气系统核心供应商，IGBT 产品实力突出 公司前身中车株洲电力机车研究所创立于 1959 年，现已形成“基础器件+装置与系统+ 整机与工程”的完整产品结构，产业涉及高铁、机车、城轨、轨道工程机械等多个领域， 业务遍及全球 20 多个国家和地区。2018 年，公司营收 155 亿元，其中电气系统及零部 件收入 16.9 亿元，其大功率二极管、晶闸管和 IGBT 产品广泛应用于电网、轨道交通、新 能源发电、工业装备等行业。公司采取 IDM 模式，现拥有全球规模最大的大功率双极器件（整流管、晶闸管、 FRD、 IGCT） 生产能力，其双极器件主要在 6 寸线上生产。 IGBT 方面，公司 2014 年投产一条 8 寸 IGBT 芯片产线，是国内首条从芯片到封装完全自主生产的 IGBT 生产线。公司高压 IGBT 模块 2017 年在电力系统开始收获订单，2018 年率先在轨道交通领域替代国外产品，而多款汽 车用 IGBT 则在 2019 年以来开始送样测试并收获订单。士兰微（600460.SH）：产品布局丰富的功率半导体企业，高端产能规划完备 士兰微成立于 1997 年，最早从事 CD 音响/DVD 播放机伺服芯片，后进入 LED 芯片领域， 2010 年以来业务进一步拓展至功率半导体，是一家以 IDM 模式运营的公司，2003 年于 上交所主板上市。公司 2018 年收入 30.3 亿元，净利润 1.70 亿元，其中功率半导体业务 收入 14.75 亿元，毛利率 26.8%。覆盖产品较为广泛，包括二/三极管、MOSFET、IGBT 等。 目前士兰微控股子公司士兰集成拥有 5 寸、6 寸生产线各一条（合计等效 6 寸月产能 210kwpm 左右），与大基金合资公司士兰集昕拥有 8 寸生产线一条（月产能 35-40kwpm 左右）。公司还与地方政府合作在厦门投资 12 寸产线一条，目前仍在建设之中，公司预 计 1Q20 该产线将进入工艺设备安装阶段。公司公告披露，12 寸厂建设投产计划分两期 实施，全部达产后将实现 80kwpm 的产能。目前，士兰微产品的下游主要优势应用在于消费类（包含快充、白电、两轮电动车等）， 在工业控制领域（工业电机、变频器、HID 灯等）也有布局。近期来看，其 IGBT 在白电 市场有着加速突破趋势。士兰微 2019 半年报披露，国内多家主流的白电整机厂商在变频 空调等白电整机上使用了超过 300 万颗公司的 IPM 模块，其针对消费电子产品的快充芯 片组也已开始导入国内品牌。近期公司还公告披露，2019 年 IGBT 器件成品和内置 IGBT 的 IPM（智能功率模块）产品销售额均超过 1 亿元人民币。扬杰科技（300373.SH）：光伏二极管头部企业 扬杰科技最早为功率半导体器件经销商，经历了近十余年的发展积累，逐渐成为拥有芯 片设计、制造封测及销售的一体化半导体企业。公司主要产品为二极管、整流桥、MOSFET 等，2014 年于科创板上市。2018 年扬杰科技营业收入 18.5 亿元，功率半导体业务收入 17.1 亿元，是中国本土第二大功率半导体企业。从产能储备来看，目前扬杰科技拥有两 条 4 寸产线、一条 6 寸产线，4 寸线产能合计约为 800kwpm（相当于 6 寸 356kwpm）， 6 寸线产能约为 50kwpm。前者主要生产二极管、整流桥产品，后者主要以高端肖特基二 极管和 MOSFET 为主。此外，公司间接参股了瑞能半导体位于江苏宜兴的一条 6 寸晶圆线，持股比例 22.5%， 该产线产能约为 30kwpm（瑞能半导体为 2016 年建广资产和恩智浦合资成立的功率半导 体企业，2018 销售收入在 7 亿元水平，主要产品为二极管、可控硅等，且在碳化硅领域 拥有竞争优势），该生产线目前已能够小批量生产 IGBT 芯片，公司正在积极规划 8 寸 线。近期，扬杰科技公告与中芯绍兴签订了战略合作协议，二者有望在 8 寸高端 MOSFET 和 IGBT 的研发生产领域展开深度合作。产品结构来看，扬杰科技过半收入规模来自于二极管产品，公司在光伏二极管领域拥有 较大的竞争优势，特别是在旁路二极管细分市场份额全球领先。整流桥产品主要应用于 电源及智能电网。斯达半导（603290.SH）：中国最大的 IGBT 模组生产商，主要服务工业领域客户 斯达半导体是目前中国本土最大的 IGBT 模块供应商，2020 年于主板上市，2018 年收入 6.7 亿元，其中 IGBT 模块收入 6.6 亿元。斯达于 2005 年成立，主攻 IGBT 模块制造，初期 通过采购海外大厂芯片，自建模块封装线生产的模式，在 IGBT 模块制造领域率先占据了 国内领先地位。之后公司逐渐开始增大自研 IGBT 芯片比例，1H19 芯片自给率已经达到 54%，代工厂商包括华虹半导体和上海先进。根据 iHS 的数据，2018 年斯达在全球 IGBT 模块市场的份额约为 2.2%，市占率排名国内第 1，公司 1200V 产品出货占绝大比重，下游客户主要为工业控制及电源/新能源行业，中 低功率 IGBT 模组已在伺服电机等工业领域开始替代国外产品。英威腾、汇川技术、安徽 巨一、阳光电源等行业龙头均为公司客户。华微电子（600360.SH）：本土功率半导体老兵，规划 8 寸产能提升产品竞争力华微电子是一家位于吉林的功率半导体 IDM企业，成立于 1999年, 前身为吉林半导体厂， 目前已建立从二极管、可控硅、MOS 系列产品到 Trench-FS IGBT 的功率半导体器件产品 体系。2018 年华微电子功率半导体器件销售额 16.1 亿元人民币，是中国第二大功率半导 体企业，毛利率 23.2%，其中 MOSFET 收入占比接近五成，另约 35%为整流管，其余部分 为晶闸管等双极型器件。目前华微电子在吉林拥有 4、5、6 寸晶圆产线各一条，其中 4 寸产线以 BJT、晶闸管为主，5 英寸主要生产肖特基二极管和快恢复二极管，而 6 英寸则 主要生产高压 MOSFET。产能来看，4 寸线月产能 80kwpm，5 寸线月产能 130kwpm，6 寸线月产能 66kwpm。除此之外，公司还具备 24 亿只/年模块封装能力。目前，华微产品 主要应用于照明、消费电子、变频家电等领域。2019 年 4 月，公司通过配股募集资金 10 亿元建设 8 寸产线，预计完成后将支撑起 600~1700V IGBT、Trench MOS、SJNFET 和电源管理 IC 的大批量供货。目前公司上述新产 品仅在 6 寸线上完成小规模生产，并通过了部分客户的认证开始小批量供货，其中 IGBT 已切入海信家电、苏泊尔/美的电磁炉供应链，SJNFET 则已获得飞利浦认证，有望进入其 家电供应链。台基股份（300046.SZ）：专注于大功率晶闸管的功率半导体供应商 台基股份 2010 年在创业板上市，其前身襄樊台基半导体是由湖北襄樊仪表元件厂引入台 资后整体改制而来。公司一直专注于大功率产品，产品包括大功率晶闸管和电力半导体 模块等，在大功率领域仅次于中车时代和派瑞。2019 上半年公司销售各类功率器件 54.67 万只，其中晶闸管 27.14 万只，模块 27.42 万只，其余包括少量组件、散热器等。下游应 用方面，公司大功率产品的主要客户是能源、电气、轨道交通等行业的大型企业。公司 2018 年收入 4.2 亿元，其中晶闸管 1.8 亿元，模块 0.6 亿元，其余收入来自文化产 品业务线。由于大功率晶闸管属于电网等特殊领域的高端产品，毛利率较高，2018 年为 44.1%，而模块毛利为 19.5%。公司采取 IDM 模式，拥有一条年产能 280 万只大功率晶闸 管及模组的产线，且上市以来历经数次技术升级，晶圆工艺已逐渐从 4 寸升级至 6 寸， 对于电压规格在 5,000V 以下的 6 英寸晶圆，良品率可以达到 90%。2018 年公司入股浦峦 半导体进军 IGBT，通过采取芯片外协+模块制造模式，目前模组产能达到 5 万个/月，已 在电焊机、变频器、UPS 等工业领域少量出货。2019 年 8 月，公司定增募资 7 亿元在多个维度扩张能力，包括月产 4 万只 IGBT/MOSFET 模块封测线、月产 6500 只固态脉冲开关生产线和现有晶圆线升级项目。建设完成后，公 司将能够自行生产 6500V 以上晶闸管芯片和相应的大功率脉冲开关，传统优势进一步加 强，同时 IGBT 模块产品线将从 1700V 扩展至 4500V，助力公司向高压变频、智能电网和 新能源汽车领域发起挑战。东微半导体（未上市）：国内首家实现充电桩功率器件量产的功率半导体设计公司 东微半导体于 2008 年成立，是国内第一家量产充电桩核心功率器件的 Fabless 公司。公 司产品线包括中低压 SFGMOS、高压 GreenMOS、IGBT 三个系列，产品广泛应用于汽车、 工业、消费等领域。其中，GreenMOS 系列 SJNFET 高压产品覆盖 600-800V，采用了公司 专利器件结构和制造工艺，具有高效率低温升的特点，可以应用于快速充电器、LED 电 源、通讯、服务器电源、电动车充电桩等高密度高频率电源系统。2016 年 4 月，东微半 导体正式量产充电桩用 GreenMOS，打破了充电桩功率器件国外厂商的垄断。此外，公司 与复旦大学合作研发的半浮栅器件，在顶级学术期刊 Science 和 Nature Nanotechnology 上发表，显示公司强大的自主创新研发实力。公司产品由华虹宏力代工，华天科技封测。中科君芯（未上市）：中科院孵化的 IGBT 设计企业，走向转型 IDM 之路 中科君芯是一家专注于 IGBT 及其模块中配套的快恢复二极管（FRD）设计的半导体公司， 由华虹半导体提供代工服务，2011 年成立，是中科院微电子所（持股比例 11.8%）孵化 的企业。目前公司提供 IGBT 芯片、IGBT 单管、IGBT 模块等多种产品，电压覆盖范围为 650V-1600V，已批量应用于感应加热、逆变焊机、工业变频、新能源等领域，并得到客 户的广泛认可。前沿技术上，目前公司在 3300V 及以上超高压等级 IGBT 芯片上取得了重 要突破，也成功研发了电压高达 6500V 的 IGBT 单管产品。 此外在 2019 年，公司以 1.13 亿美元对价收购了中芯国际持有的意大利 LFoundry 晶圆厂 70%的股权，开启 IDM 转型之 路。无锡新洁能（未上市） ：全国十强半导体功率器件企业，MOSFET 行业地位领先 公司成立于 2013 年，是中国本土功率器件设计龙头企业，晶圆供应商是华虹半导体，封 测供应商为长电科技。根据中国半导体协会统计，2018 年公司销售收入 7.2 亿元（全部 为功率半导体业务），位居国内第六位，相比 2017 年继续上升，并连续三年名列“中国 功率半导体器件十强企业”。公司是率先掌握超级结理论技术，并量产屏蔽栅功率 MOSFET 及超结功率 MOSFET 的企业之一，还拥有 IGBT 技术，目前产品已覆盖 12V-1350V 电压范 围，0.3A-300A 的电流范围。根据公司招股书披露，新洁能 2018 年 MOSFET 国内市占率 达到 3.7%。（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：中金公司）如需报告原文档请登录【未来智库】。

会议现场。红网时刻株洲5月16日讯（记者 曹缇 通讯员 刘音宝）5月14日，株洲市人大常委会党组书记、常务副主任刘光跃一行调研株洲IGBT大功率器件产业链、自主可控计算机及信息安全产业链、人工智能产业链工作推进情况，召开现场会。会上，石峰区、市经信局等相关人员介绍了产业链招商、产业发展规划等相关工作情况。自今年3月以来，石峰区正式启动了IGBT产业链招商工作，并编制了IGBT链条主要企业全国区域分布图及名录。目前，市经信局已组织相关人员对全市电子信息产业规划进行了完善。去年，株洲市发布《关于加快推进工业新兴优势产业链发展的实施意见》，明确提出力争到2020 年，全市先进轨道交通装备(含磁悬浮)产业链、IGBT大功率器件产业链、新能源汽车产业链、自主可控计算机及信息安全产业链、航空航天产业链、新能源装备产业链、高分子新材料产业链、先进硬质材料产业链、医药产业链、纺织服饰产业链、装配式建筑产业链、绿色食品产业链、节能环保产业链、人工智能产业链等 15 个工业新兴优势产业链规模突破6000亿。刘光跃指出，要按照市委要求，进一步完善产业发展规划，推进IGBT大功率器件产业链、自主可控计算机及信息安全产业链、人工智能产业链的发展；要成立专门的领导小组、班子成员、场所、经费和制定招商计划，加强工作保障；一个季度要召开一次碰头会，确保各产业链加快发展。

1、 厚积薄发的 IGBT 龙头1.1 公司深耕 IGBT 领域十五年斯达 05 年成立，成立至今一直深耕 IGBT 领域，2019 年主营业务 97.5%均是 IGBT 模块，是上市公司中最纯正的 IGBT 公司。IGBT 模块的核心是 IGBT 芯片和快恢复 二极管芯片，公司自主研发设计的 IGBT 芯片和快恢复二极管芯片是公司的核心竞争 力之一。公司总部位于浙江嘉兴，在上海和欧洲均设有子公司，并在国内和欧洲均设 有研发中心。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由 BJT(双极型三 极管)和 MOSFET(绝缘栅型场效应管)组成的全控-电压驱动的功率半导体， IGBT 既 有 MOSFET 的开关速度快、输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关损耗小的 优点，又有 BJT 导通电压低、通态电流大、损耗小的优点，在高压、大电流、高速等 方面是其他功率器件不能比拟的，因而是电力电子领域较为理想的开关器件，也被誉 为“电力电子器件里的 CPU”。公司从事的 IGBT 是功率半导体新一代典型产品。功率半导体是电子装置中电能 转换与电路控制的核心，主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等。功 率分立器件的演进路径基本为二极管→晶闸管→MOSFET→IGBT，其中，斯达半导的 主营产品 IGBT 是功率半导体新一代中的典型产品。下图是斯达的主营产品 IGBT 在功率器件中位置：1.2 公司市占率国内领先，典型大行业小公司2017 年全球 IGBT 市场规模为 52.55 亿美元，同比 2016 年增长 16.5%，2018 年 全球 IGBT 市场规模在 58.36 亿美元左右，同比增长 11%，在功率半导体各个细分 中属于景气度最高的。我国 IGBT 行业发展至今，已取得较大进展，虽然仍需大量进口，但已有一部分 企业具备规模化生产能力。2010 年我国 IGBT 功率模块产量为 190 万只，2018 年增长 至 1115 万只。国内的 IGBT 需求增长速度快于全球增长速度：根据智研咨询的数据， 2018 年中国 IGBT 市场规模为 161.9 亿元，同比增长 22.19%，而 2018 年全球 IGBT 增速为 11.1%；受益于新能源车、风电和光伏等我国强势领域的持续发展，预计未来国 内 IGBT 的复合增速继续保持 20%以上。斯达半导市占率全球 2.2%，内资第一。公司多年来一直专注于 IGBT 相关技术 的研发。IHSMarkit 2018 年报告统计数据显示，IGBT 市场竞争格局较为集中，主要竞 争者包括英飞凌、三菱、富士电机、安森美、瑞士 ABB 等，2017 年全球前五大 IGBT厂商的份额超过 70%，国内企业目前的市场份额普遍偏小。IGBT 多以 IGBT 模块形 式出现，国内 IGBT 龙头斯达半导 2018 年在模块领域市占率为 2.2%，根据斯达半导 2018 年营收 6.75 亿元，推出 2018 年 IGBT 模块市场空间接近 300 亿元（其中 2018 年 IGBT 整体市场空间 58.36 亿美元）。1.3 核心创始人卓越，技术积淀深厚斯达的创始人，MIT 和斯坦福博士回国创业，深耕 IGBT 领域十五年：董事长兼创始人沈华（1963 年），于 1995 年获得美国麻省理工学院（MIT）材料 学博士学位，1995 年 7 月至 1999 年 7 月任西门子半导体部门（英飞凌前身，1999 年 成为英飞凌公司）高级研发工程师，1999 年 8 月至 2005 年任赛灵思公司高级项目经 理。胡畏（1964 年），副总经理，1994 年获美国斯坦福大学工程经济系统硕士学位。 1987 年至 1990 年任北京市计算中心助理研究员，1994 年至 1995 年任美国汉密尔顿证 券商业分析师，1995 年至 2001 年任美国 ProvidianFinancial 公司市场总监，执行高级副 总裁助理，公司战略策划部经理。2005 年回国创办公司。在人才方面，公司重视研发投入和高素质人才引进以提高技术创新能力，公司除 创始人外的技术研发团队和生产管理团队的核心成员，也都均由国际资深专家组成， 拥有在国际著名半导体公司多年的工作经验。公司从业人员质量相对较高，人员结构 合理，具备业务线的覆盖和新业务的研发探索能力。在顶尖人才的加持下，公司是国内少数集芯片设计、模块制造和测试、终端销售与服务等纵向产业链为一体的规模化半导体厂商，通过自主研发和技术创新，公司拥 有各项专利 99 项，其中发明专利 28 项，实用新型 69 项，外观设计 2 项，未来公司将 持续保持核心技术竞争优势。1.4 实控人占比高，后续激励、融资空间大斯达截止 2020Q1 股权结构如下图所示，创始人沈华、胡畏夫妇合计持有公司 44.54% 的股权，浙江兴得利主要是由副董事长陈幼兴 100%持股，富瑞德投资则是包含董秘及 多位副总持股的公司员工持股平台。公司的股权相对集中，为后续增发募资提供了较 大的空间。1.5 公司治理优秀：规模效应初显全球的 IGBT 应用来看，工控占比 37%，为最大的应用领域，电动汽车 28%，新 能源发电 9%，消费领域 8%；而在国内，由于我国高铁发达，且下游工控发展不及国 外，下游应用领域工业控制 29%，轨道交通 28%，新能源汽车 12%，新能源发电 8%， 不过随着我国新能源领域的不断发展，新能车和光伏、风电这两块需求占比未来将持 续上升。而对于斯达来说，收入占比工控最高。2019 年 H1，斯达工控和电源收入占比 78%， 新能源车占比 18%，家电 IPM 和其他占比 4%。公司 2015-2019 年四年期间营收 CAGR 4 为 32%，净利润 CAGR 4 为 79%，显示 出较高的成长能力，盈利能力也随着 IGBT 芯片自制率提升而提高，从而使得净利润 增长快于收入增长。规模效应初显，管理能力和治理能力优秀。公司费用率过去四年持续下降，显示 出较好的管理能力和规模效应。公司的销售费用率呈现缓慢下降的趋势，主要原因有： ①技术优势：发行人自研芯片逐步替代进口芯片，不断提升产品竞争力，并通过原客 户渠道不断扩张市场占有量，新客户的开发成本较低，不需要进行大量的广告宣传； ②规模效应：公司主要是直销，核心客户与公司建立了长期稳定的业务合作关系，客 户的稳定性导致客户后期维护成本较低，如英威腾、汇川技术等客户虽然采购规模扩 大，但发行人无需新增销售人员。2019 年研发费用 5400 万，研发费用率 6.9%，公司 持续研发 IGBT 新产品和前沿布局 SIC，并巩固自己在 IGBT 领域的核心竞争力。2、 斯达逻辑层层嵌套，成长空间大且确定2.1 疫情背景，下游工控客户和斯达均在加速替代IGBT 模块是变频器、逆变焊机等传统工业控制及电源行业的核心元器件，且已 在此领域中得到广泛应用，因此工业控制及电源行业市场的持续增长将不断增大对斯 达 IGBT 模块的需求量。1）变频器行业保持持续增长：我国变频器行业的市场规模总体呈上升态势。IGBT 模块在变频器中不仅起到传统的三极管的作用，亦包含了整流部分的作用。根据前瞻 产业研究院整理，2016 年我国变频器行业的市场规模为 416.77 亿元，平均 4 年复合 增长率为 8.74%。2）逆变焊机行业：逆变式弧焊电源，又称弧焊逆变器，是一种新型的焊接电源。 这种电源一般是将三相工频（50 赫兹）交流网路电压，先经输入整流器整流和滤波， 变成直流，再通过大功率开关电子元件（ IGBT）的交替开关作用，逆变成几千赫兹 至几万赫兹的中频交流电压，根据国家统计局数据， 2018 年我国电焊机产量为 853.3 万台，同比 2017 年增加了 58.46 万台，电焊机市场的持续升温亦将保证 IGBT 需求 量逐步增大。全球工控 IGBT 下游市场较为分散：根据集邦咨询数据，2019 年全球工控市场 IGBT 市场规模约为 140 亿元，由于工控市场下游需求分散，单一下游需求的增长难 以拉动整体行业需求提升，因此工控 IGBT 市场需求较为稳定，假设未来每年保持 3% 的规模增速，预计到 2025 年全球工控 IGBT 市场规模将达到 170 亿元。中国工控 IGBT 市场按照总体 150 亿 RMB 工控占比 29%计算大约在 44 亿 RMB。 按照国内复合增速 5%，则 2025 年国内工控的市场空间约为 60 亿元；这一块是斯达半 导的基本盘，行业需求分散稳定且波动相对较小。英威腾和汇川技术等工控领域国内 领军公司一直都是斯达半导排名第一第二的大客户：疫情加速了国内下游工控行业的国产替代进程：汇川技术 7 月 7 日晚发布半年度 业绩预告，2020H1 实现营收 43.50-48.94 亿元，yoy 60 %-80%，预计剔除并表后，Q2 收入端增长中枢 38.6%，相比之前年度增长有加速的迹象。2020 年 2-6 月，疫情影响 下，下游汇川的竞争对手物流与供应链受损，生产、制造与发货严重挤压，汇川应用 “保供给策略”大幅抢占市场份额，预计将带来中长期国产替代的临界点，并成为汇 川自动化业务的分水岭。后疫情时代，下游汇川等国内工控领军企业有望依靠产能、 供应链、渠道力优势继续抢占市场。疫情同时阻碍了英飞凌等 IGBT 产品进入国内：对于斯达半导本身来看，其海外 竞争对手英飞凌等 MOSFET、IGBT 等产品物流也部分受阻，短期变相加速了斯达在 工控 IGBT 领域的替代，预计下游会有较多的工控新客户导入斯达，同时在英威腾和 汇川等大客户处斯达供货的份额也将持续提升，今年斯达工控 IGBT 可能处于下游本 土需求增加+加速替代国外龙头提升份额的有利局面，预计在后疫情时代工控 IGBT 领 域持续提升市占率的过程也将持续。2.2 中长期看斯达在车载领域突破和放量2.2.1 IGBT 占新能源车成本近 8%，且是纯增量产品IGBT 模块在新能源汽车领域中发挥着至关重要的作用，被广泛应用于电机控制 器、车载空调、充电桩等设备。IGBT 模块的作用是交流电和直流电的转换，同时 IGBT 模块还承担电压的高低转换的功能。新能源汽车外接充电时候是交流电，需要通过 IGBT 模块转变成直流电然后给电池，同时要把交流电压转换成适当的电压以上才能 给电池组充电。新能源汽车电池放电的时候，通过 IGBT 模块把直流电转变成交流电机使用的交流电，同时起到对交流电机的变频控制。电能的转化效率和稳定性，直接 决定了新能源汽车的充电效率、电能利用率、电流输出稳定性等性能。总结来看，IGBT 在电动车领域主要应用分三类：1）电驱动系统：IGBT 模块将直流变交流后驱动汽车电机（电控模块）；2）车载空调变频与制热：小功率直流/交流逆变，这个模块工作电压不高，单价 相对也低一些；3）充电桩中 IGBT 模块被用作开关使用：直流充电桩中 IGBT 模块的成本占比接 近 20%；根据 Digitimes Research 的数据，目前新能车的成本结构中：1）电池成本占比最大，一般来说可以占到约电动车总成本 40%以上；2）成本占 比第二大的是电机驱动系统,可以达到电动车总成本的 15%~20%,而 IGBT 则占到电机 驱动系统成本 40%-50%，等价于 IGBT 占新能源车总成本接近 8%的比例（各家第三方 机构统计数据有所不同，和汽车的等级如 A 级/B 级以及 PHEV/BEV 都有关，大体来 看，IGBT 整车成本占比区间预计 6%-10%）。并且，对于 IGBT 来说，新能源汽车对 IGBT 需求是纯增量，因为传统燃油车功 率半导体器件电压低，只需要 Si 基的 MOSFET，而新能源汽车在 600V 以上 MOSFET 无法达到要求，必须要换成 IGBT；因此 IGBT 是仅次于电池以外第二大受益的零部 件。我们对车载 IGBT 的市场规模进行了测算：1、单车 IGBT 价格方面，按照 2019 年单车 IGBT 平均用量为 460 美元；预计 2019- 2022 年单车用量逐年增长至 2022 年的 490 美元/车，主要是受益于 BEV 占比持续提 升，2023 年开始，SIC-MOS 的成熟后单车平均 IGBT 用量逐渐下滑至 2025 年的 430 美 元/车；2、电动车数量方面，根据国家新能源汽车产业发展规划——2025 年电动乘用车渗 透率约 25%推算得出，预测 2025 年新能源车销量 504 万辆。按照以上假设思路，简单测算中国 2025 年车载 IGBT 市场规模达 22 亿美金。再假设 2025 年全球新能源车销量预计为国内的 3 倍（即海外销量为国内的 2 倍）， 则全球车载 IGBT 市场规模达 66 亿美金，相当于再造一个 IGBT 市场（2019 年全球总 的 IGBT 在 50-60 亿美金量级）。2.2.2 充电桩市场也将拉动 IGBT 市场规模直流充电桩的发展也将带动 IGBT 市场增长。除车载市场 2025 年拉动 IGBT 接近 150 亿元之外，新能源车发展中的重要配套直流充电桩中也用到大量的 IGBT，占总成 本能达到接近 20%。根据中国充电联盟数据，国内充电桩总数目从 2017 年 45 万个到 2019 年的将近 120 万个，而直流充电桩占比约为 15%，即对应大约 18 万个直流充电 桩。保守假设 2025 年共 50 万个直流充电桩，届时按照每个需要 5000 元 IGBT（占直 流充电桩成本 15%-20%），则仅直流充电桩部分就有大概 25 亿元的市场，不过目前在 大功率的直流充电桩领域，SIC MOS 替代 IGBT 的速率较快，因此客观来说，这一块 的增量市场预计将以 SIC MOS 为主，斯达在其中预计也将会受益，需要持续跟踪斯达 在 SIC MOS 领域的进展，后面会做专门分析。2.2.3 斯达半导车载 IGBT 营收预测斯达 2019 年新能源车领域 IGBT 实现收入 16480.77 万元，较 2018 年增加了 33.34%。 2019 年，公司生产的汽车级 IGBT 模块配套了超过 20 家终端汽车品牌，同时公司在 车用空调，充电桩，电子助力转向等新能源汽车半导体器件份额持续提高。 2019 年， 公司应用于燃油车微混系统的 48V BSG（Belt Driving Starter Generator）功率组件通过 了主流车企量产认证，2020 年将实现大批量装车应用，标志着公司继新能源汽车市场 之后，正式成为燃油汽车半导体器件供应商。2019 年，公司基于第六代 Trench Field Stop 技术的 650V/750V IGBT 芯片及配套的快恢复二极管芯片在新能源汽车行业使 用比率进一步提高。汽车半导体领域具有安全性要求高，认证慢的特点，斯达过去一直致力于提升自 身产品的性能和稳定性，在车载领域不断开拓。根据 2019 年年报，斯达前期配套超过 20 家终端汽车品牌，预计未来将在这些客户较快的起量，不考虑充电桩市场，在国内 车载 IGBT 从 19 年 38 亿->150 亿大背景下，同时公司 IPO 募投项目之一即是新能源 车 IGBT 模块，拟投入募集资金 2.5 亿建设车用 IGBT 模块，预计 2 年期达产，公司预 计达产后将会带来每年 4.2 亿元营收的新能源车 IGBT 收入,斯达在车载 IGBT 将迎来 行业高增+逐渐提升份额的双重红利。2.3 潜在期权：积极布局光伏风电家电等利基市场风电和光伏中的整流器和逆变器都需要用到 IGBT 模块。根据能源局数据，2019 年国内光伏装机 30.11GW，全球光伏装机 115GW。国内 2019 年光伏发电量占总发电量 3%，未来持续提升潜力大。根据联合国马德 里气候变化大会的《中国 2050 年光伏发展展望》，从 2020 年至 2025 年这一阶段开始， 中国光伏将启动加速部署；2025 年至 2035 年，中国光伏将进入规模化加速部署时期， 到 2050 年，光伏将成为中国第一大电源，约占当年全国用电量的 40%左右，未来光伏 发展的空间和潜力仍然较大。风电和光伏 2025 年对应 IGBT 的全球需求量级在 15 亿美金：由智研咨询和英飞 凌预计的 IGBT 2018 年全球市场空间 58 亿美金，其中光伏风电等 IGBT 应用占比 9% 可以推算出，2018 年光伏风电 IGBT 市场空间约 5.22 亿美金。目前的能源结构里，太阳能和风能合计占比不足 10%。在全球节能减排大背景下，降低对化石能源的依赖， 增加太阳能、风能的使用已经成为世界各国的共识。据 BloombergNEF 预测，预计 2025 年全球光伏新增装机接近 300GW，风电也比照光伏 5 年 2.5 倍左右的增长，则测算风 电和光伏 2025 年对应 IGBT 的全球需求量级在 12-15 亿美金。家电 IPM 是利基市场，国内厂商的市占率较低。IGBT 是“变频器”的核心部件 之一，变频白色家电的推广可以为 IGBT 的 IPM 带来稳定的市场。根据产业在线网， 近年来国内白电变频渗透率在持续提升：1）空调：2012 年到 2018 年，国内变频空调 销量从 3016 万台提升到 6434 万台，渗透率从 28.94%提升到 42.70%；2）冰箱：2012 年 到 2018 年，国内变频冰箱销量从 363 万台提升到 1665 万台，渗透率从 4.80%提升到 22.15%；3）洗衣机：2012 年到 2018 年，国内变频洗衣机销量从 577 万台提升到 2163 万台，渗透率从 10.36%提升到 32.97%。Yole 预计 2022 年白色家电变频驱动 IGBT 市 场规模达 9.9 亿美金，较 17 年增长 22%。变频白电这块的 IGBT 国产化低：国内仅有 士兰微和华微电子有一些白电 IPM 模块出货，家电 IPM 模块虽然单价较低，替换供应 商的动力不强，并且下游集中，目前龙头企业的供应商均为日本，美国的企业，例如 美的主要是 Sanyo、Fairchild；格力/海尔主要是 Mitsubishi，还有一些 IR、LS 等在供应，斯达在家电 IPM 和光伏风电等都有相关布局，但是营收占比还相对较小，19 年 占比在 4%左右，可能和市场空间相对较小，公司选择先攻克工控和新能源汽车的战略 有关，在供应链安全因为外部环境受到威胁的大背景下，斯达未来在这一块不断增长 的利基市场还是有比较大的替代潜力，是斯达的潜在期权增量领域。3 、斯达前瞻布局 SIC，有望延续未来 10 年成长3.1 宽禁带半导体介绍全球多家功率半导体巨头均有布局下一代基于氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）的 功率半导体，为在市场上与传统硅基功率半导体件进行对决奠定基础。SiC 和 GaN 是第三代半导体材料，与第一二代半导体材料相比，第三代半导体 材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及 更高的抗辐射能力，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常又被称为 宽禁带半导体材料。高频低压用 Si-IGBT,高频高压用 SiC MOS,电压功率不大但是高频则用 GaN。根据 罗姆半导体关于不同功率器件应用领域的介绍，当低频、高压的情况下用 Si 的 IGBT 是最好，如果稍稍高频但是电压不是很高，功率不是很高的情况下，用 Si 的 MOSFET 是最好。如果既是高频又是高压的情况下，用 SiC 的 MOSFET 最好。电压不需要很 大，功率不需要很大，但是频率需要很高，这种情况下用 GaN 效果最佳。与 Si 相比，SiC 的导通电阻可以做的更低，体现在产品上面，就是尺寸降低，从 而缩小体积。在新能源汽车行业，由于电池重量也比较大，那么别的器件的大幅度降 低对于新能源车轻量化的帮助会比较大；比如 5KW 左右的 DC/DC 用 SiC 来做比 Si 的 IGBT 要轻 85%左右。3.2 斯达在 SIC 的积极布局第三代材料 SiC 等作为功率半导体技术演进的方向之一，国内 IGBT 厂商也有一 些研发储备和样品推出。斯达半导 SiC 相关的产品和技术储备在紧锣密鼓的进行：1、公司已经成功研发出碳化硅模块相关技术根据斯达半导招股说明书的披露：公司研发出碳化硅模块相关技术主要包括：a.银浆烧结技术：采用银浆烧结后连接层熔点可达到 900 度以上，为锡焊工艺连 接层熔点的 4 倍，适合于工作温度在 200 度以上的应用领域；银浆烧结层的电导、 热导分别是锡焊连接层的 5 倍和 4 倍；b.铜线键合技术：铜线相较于铝线，其熔点从 660C 提高到 1083C，可大幅度提 高铝线的过流能力。同时其热导率、电阻率以及杨氏模量均大幅优于铝线，并且其热 膨胀系数从铝线的 23.6 降为 16.5，可大幅降低芯片工作时升降温的连接层应力，提 高芯片的抗功率循环能力。2、公司重点项目储备进展招股书中对于公司在研的重点项目储备进展有介绍，其中第四项储备：1）项目名称：宽禁带半导体器件功率模块的开发；2）项目进展：目前已经开发出应用于光伏的 SiC 器件模块，供客户批量使用，车 用 SiC 模块已经完成样品认证。3）项目拟达到的目的：进一步完善产品系列，2019 年完善光伏应用的 SiC 器件及 应用于新能源汽车的 SiC 模块产品。3、公司在未来重点攻关技术研发与开发计划：主要提到三项重要产品开发：1、全系列 FS-Trench 型 IGBT 芯片的研发；2、新 一代 IGBT 芯片的研发；3、SiC、GaN 等前沿功率半导体产品的研发、设计及规模化生产：公司将坚持科技创新，不断完善功率半导体产业布局，在大力推广常规 IGBT 模块的同时，依靠自身的专业技术，积极布局宽禁带半导体模块（SiC 模块、 GaN 模 块），不断丰富自身产品种类，加强自身竞争力，进一步巩固自身行业地位。4、公司和宇通客车等客户合作研发 SIC 车用模块2020 年 6 月 5 日，客车行业规模领先的宇通客车宣布，其新能源技术团队正在采 用斯达半导体和 CREE 合作开发的 1200V SiC 功率模块，开发业界领先的高效率电机 控制系统，各方共同推进 SiC 逆变器在新能源大巴领域的商业化应用。宇通零部件电子部件事业部总经理魏伟表示: “斯达和 CREE 在 SiC 方面的努力 和创新，与宇通电机控制器高端化的产品发展路线不谋而合，同时也践行了宇通“为 美好出行”的发展理念，相信三方在 SiC 方面的合作一定会硕果累累!” 斯达半导体 CEO 沈华指出 :“斯达从 2008 年进入新能源汽车领域，至今已经 12 年，12 年来得到了国内外新能源汽车客户的认可，很荣幸成为宇通客车电控系统的功 率模块供应商，我们将持续为客户带来更有优势的产品，不断提升自己的竞争力。”3.3 基于 SIC 不同渗透率测算 5 年后斯达收入空间对于 SIC MOS 和 IGBT 的共存和替代，总结来看：一方面，目前局限 SIC 用途的原因是成本太高，产品参数也不稳定。目前 SIC 芯 片成本是 IGBT 的 4-5 倍，业界预计 SiC 成本三年内可以下降到 2 倍左右。产品稳定性 方面，SiC MOSFET 产品的稳定性需要进一步验证，在车载领域才刚开始商用，一些 技术指标诸如短路耐受时间等没有提供足够多的验证，一个高端功率半导体从客户认 证到产品试应用再到产品批量应用要比较长的时间。我们判断未来 3 年 SiC 会在部分 高端新能源车和直流充电桩领域有一些逐步的渗透，未来 3-5 年，大部分车型的主流 应用仍然是 IGBT，对于国内厂商来说，高端车载 IGBT 本就是英飞凌等国外厂商的天 下，对斯达影响相对可控，未来 3 年核心矛盾是 IGBT 领域国产替代；另一方面，斯达在 SIC 领域也在不断布局，并和下游客户联合开发，预计 2023 年开始国内 SIC 产业链如山东天岳、三安光电等成熟后，SIC 将迎来替代 IGBT 拐点，但 是 IGBT 和 SIC MOS 等也将长期共存，3-5 年后 SiC 基材逐渐侵占 Si 基材份额的大趋 势下，相信国内的技术领先优质的龙头功率半导体如斯达等也能够积极储备相关技术 和产品，积极拥抱迎接这一行业创新。斯达在 IGBT 和 SIC MOS 领域份额、SIC 整体渗透率，决定了斯达在某个时间截 面的收入空间，我们选取了 2025 年这一时间截面，测算了 SIC 不同渗透率和斯达不同 市占率下的斯达收入空间：1）2019 年 IGBT 国内空间 160 亿 RMB，假设 IGBT+SIC MOS 2025 年合计空间 400 亿元，对应 19-25 年行业复合增速 16.5%，其中车载和充电桩等贡献主要的增量， 工控光伏风电等也贡献次要增量；2）分悲观、中性、乐观三种情况下，斯达在 2025 年 SIC MOS（或者 SIC IGBT） 市场中的市占率分别为 4%、8%、12%；毕竟是新的技术和产品，届时会有新的玩家介 入，比如 CREE 借助 SIC 片切入 SIC 器件，已经在 SIC MOS 中有 20%左右份额，因此 预测斯达在 SIC 中的市占率比斯达在 IGBT 中的市占率要低；固定 IGBT 市占率 17%、SIC 渗透率 20%情况下，悲观、中性、乐观情况下营收 分别为 57.6 亿、60.8 亿、64 亿元。压力测试下，SIC 渗透率大超预期——2025 年 50% 的 SIC MOS 渗透率，斯达 SIC 市占率为 4%，在国内 IGBT 市场中市占率 17%，则斯 达将在 2025 年 200 亿 IGBT 市场中营收 34 亿+200 亿 SIC 市场中营收 8 亿，总计 42 亿 营收。4、 斯达核心竞争力总结4.1 专注和专业：创立至今专注 IGBT 国产化公司自 2005 年成立以来一直专注于 IGBT。公司以开发新产品、新技术为公司的 主要工作，持续大幅度地增加研发投入，培养、组建了一支高素质的国际型研发队伍， 同时也吸收海外大厂的优秀先进人才；公司的核心技术团队稳定，大多数人在本公司 拥有十年以上的工作经验。专业的人才团队为公司的持续稳定发展奠定了良好基础， 公司人才方面的优势为公司的持续发展提供了动力。公司主要涵盖了 IGBT 芯片、快 恢复二极管芯片和 IGBT 模块的设计、工艺开发、产品测试、产品应用等，在半导体 技术、电力电子、控制、材料、力学、热学、结构等多学科具备了深厚的技术积累。IGBT 厂商的产品稳定性需要长时间验证，品牌效应和口碑的建设需要积累：IGBT 模块是下游产品中的关键部件，其性能表现、稳定性和可靠性对下游客户来说至关重 要，因此认证周期较长，替换成本高。对于新增的 IGBT 供应商，客户往往会保持谨 慎态度，不仅会综合评定供应商的实力，而且通常要经过产品单体测试、整机测试、 多次小批量试用等多个环节之后，才会做出大批量采购决策，采购决策周期较长。因 此，新进入本行业者即使研发生产出 IGBT 产品，也需要耗费较长时间才能赢得客户 的认可，同时斯达的管理层和核心研发人员都有海外半导体大厂的工作经验，对于功率半导体和 IGBT 领域都有深厚的理解，因此过去十五年的专注和专业，斯达品牌声 誉在持续积累，也造就了公司在 IGBT 领域国产龙头厂商的地位。4.2 商业模式：Fabless+封测模式利于后进者快速追赶IGBT 企业有三种业务模式（见下图）：斯达半导采用的 Fabless+模组的模式，国 外巨头大多数均采用 IDM 模式。斯达的 Fabless 的模式在中国比较流行的主要原因在于，功率半导体并不是需要特 别高精尖的晶圆厂代工，而单独建产线资本回收期非常长，另外大陆有较多的成熟工 艺代工厂，产能足够支配，因此对于斯达半导这种后进者来说，在快速追赶期 Fabless 也不失为一种比较好的模式，并且 ROE 和利润率等回报指标也更稳定。同时斯达在 Fabless 商业模式中，在 IGBT 芯片设计和模块方面都积累了大量的 know-how，具体来说：1）、在 IGBT 芯片设计方面：由于 IGBT 芯片是 IGBT 模块的核心，所以其设计 工艺极为复杂，不仅要保持模块在大电流、高电压、高频率的环境下稳定工作，还需 保持开闭和损耗、抗短路能力和导通压降维持平衡。快恢复二极管芯片在 IGBT 模块 中与 IGBT 芯片配合使用，需要承受高电压、大电流的同时，要求具有极短的反向恢 复时间和反向恢复损耗。斯达具备深厚的技术底蕴和强大的创新能力，积累丰富的经 验和知识储备，才得以在行业中立足。因此，行业内的后来者往往需要经历一段较长 的技术摸索和积累，才能和业内已经占据技术优势的企业相抗衡。2）、在模块设计及制造工艺方面：IGBT 模块对产品的可靠性和质量稳定性要求 较高，生产工艺复杂，生产中一个看似简单的环节往往需要长时间摸索才能熟练掌握， 如铝线键合，表面看只需把电路用铝线连接起来，但键合点的选择、键合的力度、时 间及键合机的参数设置、键合过程中应用的夹具设计、员工操作方式等等都会影响到 产品的质量和成品率。IGBT 模块作为工业产品的核心器件，需要适应不同应用领域 中各种恶劣的工作环境，因此对产品质量的要求较高。而且 IGBT 和下游应用结合紧 密，往往需要研发人员对下游应用行业较为了解才能生产出符合客户要求的产品。目 前国内具有相关实践、经验丰富的研发技术人才仍然比较缺乏，新进入的企业要想熟 练掌握 IGBT 芯片或模块的设计、制造工艺，实现大规模生产，要花费较长的时间培 养人才、学习探索及技术积累。4.3 自研芯片：自研占比提升，联合华虹开发最新代际芯片从 20 世纪 80 年代至今， IGBT 芯片经历了 6 代升级，从平面穿通型（PT） 到沟槽型电场—截止型（FS-Trench），芯片面积、工艺线宽、通态饱和压降、关断时间、 功率损耗等各项指标经历了不断的优化，断态电压也从 600V 提高到 6500V 以上。IGBT 产品更新换代慢：目前市场的主流是英飞凌定义的 IGBT 4 代，即基于 FS （电场截止型）的 IGBT 芯片，应用了十年以上，IGBT 更新换代相对比较慢，IGBT 芯片新一代和老一代各有优势，老一代损耗和面积等指标不一定好，但是稳定性是经 过长时间验证的，相当一部分客户在新一代出来时候还选择使用老一代芯片。2012 年，斯达成功独立研发出了 NPT 型 IGBT 芯片，并于 2012 年实现量产。 2015 年，公司成功独立研发出了最新一代 FS-Trench 型 IGBT 芯片，与主流的英飞 凌四代进口芯片性能相当，并于 2016 年底实现量产。到 2019 年底公司已量产成功 1- 6 代所有型号的 IGBT 芯片。最新代数的 IGBT 芯片，也正在和华虹联合研发当中。斯达自主研发的 IGBT 芯片占比也在持续提升：2016 年、2017 年、2018 年和 2019 年 1-6 月，斯达自主研发的 IGBT 及快恢复二极管芯片采购数量占当期 IGBT 及快恢复二极管芯片采购总量比例分别为 31.04%、35.68%、49.02%和 54.10%，自主研发的 IGBT 及快恢复二极管芯片采购金额占当期 IGBT 及快恢复二极管芯片采购总额比 例为 20.26 %、32.08%、45.30%和 52.71%：英飞凌于 18 年底推出 IGBT 7，较 4 代面积减少 25%，成本和功耗均降低，预计 大面积推广使用仍需要 2-3 年。目前斯达最新代的 IGBT 斯达在和华虹共同研发，预 计年底开始试生产。4.4 产品布局国内最全：充分享受行业高增红利斯达广泛布局下游工控、新能源车、光伏、家电等细分市场，是国内领军企业中 布局最全的 IGBT 厂商。针对细分行业客户对 IGBT 模块产品性能、拓扑结构等的不 同要求，斯达开发了不同系列的 IGBT 模块产品，在变频器、新能源汽车及工控逆变 电焊机等细分市场领域均有一定的竞争优势： 在逆变电焊机领域，公司是少数可以提供适合于不同种类电焊机的多系列 IGBT 模块的供应商； 在变频器领域，公司目前已经成为国内多家知名变频器企业的 IGBT 模块主 要供应商，下游客户主要包括汇川技术、英威腾，据相关调研和产业分析， 以汇川技术为例，其一年有 7-8 亿的 IGBT 需求，斯达在汇川的份额在 15% 左右，后续仍有较大提升空间； 在新能源汽车领域，公司已成功跻身于国内汽车级 IGBT 模块的主要供应商 之列，与国际企业同台竞争，市场份额不断扩大；2019 年，公司生产的汽车 级 IGBT 模块配套了超过 20 家终端汽车品牌，同时公司在车用空调，充电 桩，电子助力转向等新能源汽车半导体器件份额持续提高。公司目前给新能 源汽车供应 IGBT，主要通过电控公司然后再供应蔚来、宇通和广汽，但也要 通过汽车厂的认证。斯达早在 2015 年就开始对电动车领域进行前瞻布局，早 期从尾部车企突破为主，逐步进入奇瑞、江铃等中游电动车企； 在商用车领域：公司通过上海电驱动突破商用车，后通过华域进入上汽系物流车市场，19 年商用车和物流车预计实现接近 4 万台的量。从斯达在车用 IGBT 的突破路径来看，也是在商用车及大巴车等安全要求相对低先采用了 斯达模块；，后续这块还有很大的替代空间，替代起来比乘用车也要相对容易 一些； 燃油车半导体：2019 年，公司应用于燃油车微混系统的 48V BSG（Belt Driving Starter Generator） 功率组件通过了主流车企量产认证， 2020 年将实现大批 量装车应用。标志着公司继新能源汽车市场之后，正式成为燃油汽车半导体 器件供应商； 在光伏领域：阳光电源是公司的客户之一，预计一年有几百万元的收入，同 时华为在和斯达接触，后续有可能在华为的光伏和汽车领域有一些合作； 同时公司的在研项目有：应用于风力发电的 1700V IGBT 芯片开发项目，一 种新型的车载碳化硅功率模块，一种低电感涉及的 SiC 功率模块；募投项目 除了投入 2.5 亿元扩产车用 IGBT 模块以外，在家电 IPM 领域，公司募投项 目拟投入 2.2 亿元建设年产 700 万个家电 IPM 的模块；多领域的布局提高了斯达业务的天花板。由于 IGBT 的下游强劲增长的新兴应用 如新能源车、充电桩、光伏、风电等，我国在这些领域的话语权相对高于过去传统燃 油车领域和工控领域，因此预计未来 IGBT 的增量空间中有接近一半需求都在中国。 目前国内 IGBT 模块打入全球前 10 的只有斯达半导，但也仅仅是占全球 IGBT 模块市 场份额 2.2%，而我国的 IGBT 市场需求全球占比有望从 2019 年约 35%提升到 2025 年 的 50%，为我国的 IGBT 厂商提升份额和竞争力创造了良好的条件。斯达半导在除了 高铁地铁以外的其他 IGBT 领域均有较好的布局，能够充分享受未来市场高增长的红 利。5、 盈利预测与投资建议（详见报告原文）……（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：华安证券）如需报告原文档请登录【未来智库】。

一、功率半导体的分类功率半导体器件(是电力电子装置实现电能转换、电源管理的核心器件，又称为电力电子器件，主要功能有变频、变压、整流、功率转换和管理等，兼具节能功效。功率半导体器件广泛应用于移动通讯、消费电子、电动车、轨道交通、工业控制、发电与配电等电力电子领域，主要分为功率分立器件、功率集成电路（即 Power IC / PIC，又称为功率 IC）和功率模组三类，其中最重要应用最广泛的是功率分立器件。数据来源：华经产业研究院整理二、功率半导体的应用领域功率半导体的应用最为广泛的四个行业分别为计算机与外设30%、无线通讯20%，汽车电子15%，指示灯与显示屏12%, 功率半导体的应用领域已从工业为主慢慢拓展至新能源，消费电子，轨道交通等诸多领域。随着技术的进步与功率半导体器件的不断演进，自上世纪80 年代起，在下游市场中，功率半导体器件MOSFET、IGBT和功率集成电路逐步成为了主流应用器件。数据来源：公开资料整理相关报告：华经产业研究院发布的《2020-2025年中国功率半导体产业运营现状及发展战略研究报告》三、全球功率半导体市场规模根据相关数据的测算，2019年全球功率半导体器件市场规模为381亿美元，预计2022年达到约426亿美元的市场规模，年复合增长率约为3.79%。数据来源：公开资料整理四、MOSFET和IGBT市场规模功率器件及模组市场中，MOSFET、IGBT和双极晶体管是最主要的三个细分市场，合计占比超过90%。其中随着新应用的推动，MOSFET和IGBT发展迅速。据统计，2016年全球MOSFET市场规模约为63.09亿美元，到2018年全球MOSFET市场规模约为79.66亿美元,2016-2018年复合增长率约为7.6%。2018年，中国MOSFET市场规模约为27.92亿美元，中国年复合增长率约为15%速远高于世界水平。从市场份额来看，MOSFET的市场集中度很高，但尚未形成标准的垄断，前八大供应商占领了约75%的市场份额。数据来源：公开资料整理2016年世界IGBT的市场规模为34.21亿美元，到2019年世界IGBT的市场规模为48.36亿美元,2016-2019年复合增长率约为8.9%。受益于新能源汽车及工业领域需求的大幅增长和 IGBT技术成熟，IGBT市场规模迅速正在迅速扩大。2019年中国IGBT市场规模为22.14亿美元，年复合增长率为14%。数据来源：公开资料整理五、功率半导体行业增长驱动力1、新能源汽车和充电桩主要先进国家在汽车CO2废气排放量订立减排时间计划，加速推进电动车发展。欧盟预期在2030年前CO2排量在减少37.5%，主要汽车大国皆有草拟停止销售内燃机汽车的相关计划。未来10年各地区在政策强制驱动+市场接力驱动会逐步取代掉一部分传统汽车市场份额，新能源汽车会取代这一部分市场份额。而新能源汽车对于功率半导体的需求大于传统汽车，这会带动功率半导体行业的发展。新能源汽车的增长会带动充电桩行业的增长，而功率半导体也是充电桩的原料之一。数据来源：公开资料整理2、可再生能源发电光伏发电是将太阳能转化成电能并导入电网的过程，系统由太阳能电池组件、蓄电池、控制器组成，由于光伏发电过程中产生的是直流电，所以还需要配置光伏逆变器将直流电转换成符合电网要求的交流电后才能并网使用。光伏逆变器是整个太阳能发电系统的关键组件，其中IGBT是光伏逆变器的核心器件。随着能源电力化趋势的逐步加速，以光伏发电成本逐渐降低、储能储能快速导入，光伏发电在新增装机中具备成本优势，光伏发电增量占全球总发电量增量中的比例逐步提高，光伏发电未来将持续增长。光伏发电行业的持续增长将带动上游功率半导体市场的增长。3、工业控制2017年全球工业功率半导体市场规模为98亿美元，2020年将达到125亿美元，复合增速为8.6%。功率半导体在工业领域主要发挥着控制电压、电流和变频的作用,随着中国制造业的不断智能化和自动化，工业的生产制造、物流等流程改造对电机需求不断扩大，工业功率半导体市场需求稳步增长。六、功率半导体行业发展趋势1、整体趋向集成化、模块化功率半导体整体进步靠制程工艺、封装设计和新材料迭代。设计环节：功率半导体电路较简单，不需要像数字逻辑芯片在架构、IP、指令集、设计流程、软件工具等投入大量资本。制造环节：因不需要追赶摩尔定律，产线对先进设备依赖度不高，整体资本支出较小。封装环节：可分为分立器件封装和模块封装，由于功率器件对可靠性要求非常高，需采用特殊设计和材料，后道加工价值量占比达35%以上，远高于普通数字逻辑芯片的10%。目前，根据在研项目和产品布局看，国内企业开始向价值量更高的中高端产品转型，提升性能和降低成本推动晶片向集成化、小型化发展。2、新能源与5G通信推动第三代半导体兴起第三代材料在高功率、高频率应用场景具有取代硅材潜力，行业整体处于产业化起步阶段。受下游新能源车、5G、快充等新兴市场需求以及潜在的硅材替换市场驱动，目前深入研究和产业化方向以SiC和GaN为主，国内市场空间巨大。第三代半导体核心难点在材料制备，其他环节可实现国产化程度非常高。新能源、5G等新兴应用加速第三代半导体材料产业化需求，我国市场空间巨大且有望在该领域快速缩短和海外龙头差距。3、IDM模式更适合功率半导体行业IDM与代工并行符合国内行业格局现状，双模式运行并不冲突，有效利用我国产能资源，实现优势互补。IDM模式可以提高产品毛利并建立技术壁垒。我国特色工艺和封装技术处于国际先进水平，工艺技术和产能部署完善。功率半导体企业与代工企业长期合作，可以实现产能补充和获得工艺技术支持。华经情报网隶属于华经产业研究院，专注大中华区产业经济情报及研究，目前主要提供的产品和服务包括传统及新兴行业研究、商业计划书、可行性研究、市场调研、专题报告、定制报告等。涵盖文化体育、物流旅游、健康养老、生物医药、能源化工、装备制造、汽车电子等领域，还深入研究智慧城市、智慧生活、智慧制造、新能源、新材料、新消费、新金融、人工智能、“互联网+”等新兴领域。

功率半导体是大国重器，战略地位突出在半导体产业中，功率半导体产值在 180-200 亿美金。功率半导体是我国汽车工业、高铁、空调洗衣机、电网输电等系统应用的上游核心零部件，战略地位突出。功率半导体产品形态多种多样，几乎所有与电力能源相关的产品都需要用到功率半导体器件。按照年产值贡献口径，IGBT、MOSFET、二极管及整流桥是功率半导体最主要的三个产品类别，占据功率半导体八成左右市场。国家大基金秉承支持半导体产业战略使命，功率半导体领域必将鼎力支持集成电路国家大基金承担着支持半导体产业发展的历史使命。功率半导体是半导体产业中产值高达 200 亿美金的大板块，是关系着高铁动力系统 、汽车动力系统、消费及通讯电子系统等领域能否实现自主可控的核心零部件。功率半导体战略地位突出，国家大基金必将全力支持。回顾过去 3 年国家大基金的投资历史，集中投资行业细分龙头企业是大基金一贯始终的投资策略。我们认为在资本助力下，我国功率半导体龙头企业将加速整合海外优质资源，加速向中高端市场迈进的进程。行业格局解析:高端市场欧美日把控，中低端市场大陆厂商站稳脚跟IGBT 产业格局全球功率半导体巨头主要集中美国、欧洲、日本三个地区。大陆、台湾地区厂商主要集中在二极管、晶闸管、低压 MOSFET 等低端功率器件领域，IGBT、中高压 MOSFET等高端器件主要由欧美日厂商占据。全球 IGBT 器件及模块 2015 年销售额 39.44 亿美金，德国英飞凌及赛米控(semikron)，日本三菱及富士电机，美国仙童半导体基本把控了全球 IGBT 市场，前五大厂商占据了 73.2%的市场份额。MOSFET 产业格局2015 年功率 MOSFET 市场产值达到 54.84 亿美金，英飞凌、仙童半导体、日本瑞萨电子、欧洲意法半导体、日本东芝等厂商占据了绝大部分市场份额，前五大厂商的市场占有率合计达到了 60.1%。二极管产业格局据世界半导体贸易组织数据，全球功率二极管及整流桥市场容量约为 368 亿元人民币。IGBT 及 MOSFET 市场相对集中，而功率二极管及整流桥产业市场格局相对分散，从分散走向集中是大势所趋。二极管及整 流桥的芯片制造环节具有明 显的规模效应，我们认为龙头企业规模扩大后会挤占掉小型厂商的生存空间，实现更高的行业市占率和集中度。产业趋势一:功率器件供需紧张，产业进入前所未有的景气周期半导体全产业链进入景气周期今年，半导体产业呈现出全产业链景气的态势，从上游设备材料、中游芯片制造、到终端芯片器件成品，订单量均出现远超往年的增长速度。Gartner 预测今年全球半导体产值将达到 4014 亿美金，产值首次突破 4000 亿美金大关。MOSFET 率先上调价格，吹响功率器件价格周期集结号今年 9 月，国内 MOSFET 大厂率先上调价格，长电科技对旗下所有 MOSFET 产品价格全面上调 20%，随后深圳德普微电子上调 MOSFET 产品价格。此轮涨价主要有两方面原因。一是今年半导体上游材料硅片价格上涨使得下游芯片成本上升，器件厂商不得不涨价维持利润。二是应用于汽车的功率器件用量大幅上升，功率器件整体市场需求超预期，造成供需缺口。二极管及整流桥订单出货量比值上升至历史高峰，交货期大幅延长功率二极管市场供给紧张，行业龙头交货期大幅延长。从今年二季度开始，Visahy的订单量暴增，订单出货量比值达到 1.22，三季度 Vishay 订单出货比值进一步攀升至 1.44，中高端二极管市场进入前所未有的景气周期。目前行业龙头厂商 Vishay 今年二季度的二极管交货期已经拉长至 5.8 个月，远远高于 2 个月左右的正常交货期。行业巨头芯片产能调整，进一步加大供需缺口二极管行业巨头达尔科技(Diodes)在今年三季度关闭了美国芯片制造工厂 Kfab，所需要的芯片缺口将通过外购方式获得，巨头的产能调整进一步加大了供需缺口。产业趋势二:电动化趋势下，汽车功率器件用量翻倍汽车功率半导体 ASP 翻倍电动化趋势下，汽车半导体用量翻倍以上的增长。根据 strategic analysis 数据，传统燃油车的半导体用量为 338 美金单辆车，电动汽车的半导体用量达到了 704 美金，增长幅度达到 108%。电动车新增的半导体用量集中在功率器件产品，单辆汽车将新增 282 美金的功率器件用量。功率器件在单辆车的半导体用量占比从汽油车的 21%提升至电动车的 55%。增量一:电机控制系统新增大量功率器件应用电动汽车新增大量 IGBT 功率器件应用。TESLA model S 车型使用的三相异步电机驱动，其中每一相的驱动控制需要使用 28 颗塑封的 IGBT 芯片，三相共需要使用 84 颗IGBT 芯片。Model s 中的 P85D 车型采用峰值功率 310KW 的交流感应电机，峰值电流达到 1200 安培，性能要求较高，目前仅有几家国际巨头厂商具有生产能力。TeslaP85D 采用的 IGBT 芯片来自 international rectifier。增量二:充电桩、汽车充电器新增大量功率器件需求充电桩及汽车充电器(charger on board，每辆车一个)是电动化趋势下完全新增的功率器件，是动力总成以外的功率半导体增长的主要驱动力之一。现阶段，主流直流充电桩的功率在 60kw 和 120kw，如果采用 15kw 的功率模块，则需要 4 个或 8 个功率模块。目前充电桩的功率模块有两种解决方案，一是采用MOSFET 芯片，另一种是采用 IGBT 芯片。另外汽车上会配置一颗板上充电器(charger on board)用于管理充电过程。产业趋势三:二极管、晶闸管进口替代率持续上升，MOSFET、IGBT 进口替代刚刚起步进口替代空间巨大目前国内厂商市占率不足 1%，国产替代空间巨大。根据 WSTS(全球半导体贸易统计协会)数据，全球功率分立器件市场容量 2016 年为 187 亿美金。目前以扬杰科技、捷捷微电为代表的功率半导体龙头企业市场占有率不到 1%，进口替代的空间巨大。功率半导体主要市场在中国，国产品牌替代率上升是大势所趋中国是功率半导体最大的市场，国内厂商与下游客户的距离更近，与本土客户的沟通交流更加顺畅，能够对客户的需求做出更加快速的响应。功率二极管国际一线品牌厂商达尔科技 58%的收入来自中国，功率器件领导品牌 NXP 有 41%的收入来自中国。目前二极管及中低压 MOSFET 等成熟产品线，国外厂商占据着大部分市场份额。相比国外厂商，国内厂商 在服务响应客户需求，降低成本等方面具 有竞争优势，功率器件 国产品牌替代率逐渐上升是大势所趋。大陆本土厂商成本领先,盈利能力远远高于海外厂商在成熟产品线领域，大陆厂商具有成本优势。二极管产品线，大陆龙头厂商扬杰科技的盈利能力远远高于台系厂商。欧美功率器件厂商的产能分布在全球各地，一般来说前段芯片制造制程产能主要分布在欧美地区，后段封装制程则主要分布在菲律宾、马来西亚、中国大陆等地区。在二极管等产品线上，前后段制程的区域分割 使得海外厂商对客户的产品 需求响应较慢，而大陆厂商芯片、封装、销售集中在某一区域，能为客户提供更好的技术服务。产业趋势四:碳化硅技术革命将重塑行业格局，国内厂商有望弯道超车碳化硅器件优势明显，是下一代功率半导体发展方向回顾功率半导体的发展历史，技术进步不断诞生新型的功率器件。1957 年美国通用电气研制出世界上第一只晶闸管，开启了功率半导体产业发展的序幕。六十到七十年代是晶闸管统治功率器件的全盛时代;八十年代晶闸管与 MOSFET 共同主导了功率器件市场;到九十年代，晶闸管逐步让位于 MOSFET 及 IGBT，中小功率应用 MOSFET开始主导市场， IGBT 则统治了中大功率应用。碳化硅和氮化镓是下一代功率半导体的核心技术方向。碳化硅器件的效率、功率密度等性能远远高于当前市场主流产品。受制于成本因素，碳化硅功率器件市场渗透率不到 1%。我们判断技术进步将推动碳化硅成本快速下降，中长期看碳化硅器件将会是功率半导体的市场主流产品。目前碳化硅器件主要用于 600 伏及以上的应用领域，特别是一些对能量效率和空间尺寸要求较高的应用，如电动汽车充电装置、电动汽车动力总成、光伏微型逆变器领域等应用。碳化硅重在中大功率，氮化镓重在中小功率碳化硅、氮化镓在应用领域上略有区分，碳化硅的优势应用领域集中在中大功率应用，而氮化镓集中在中小功率应用。碳化硅成本不断下降，渗透率将持续提升2012 年碳化硅二极管的成本是硅基肖特基二极管的 5-7 倍，碳化硅 MOSFET 是硅基MOSFET 成本的 10-15 倍。经过 3 年时间，碳化硅二极管的价格下降了 35%，碳化硅 MOSFET 的价格下降了 50%。功率半导体:大国重器，战略性投资机遇时不我待我们认为碳化硅成本将持续下降，驱动成本下降的主要有以下几个因素。(1)4 寸线向 6 寸线迁移的过程降低 20-40%成本。(2)碳化硅外延片技术在持续进步，颗粒污染等缺陷率在持续下 降，推动芯片良率大幅上升。(3)随着规模的扩大和经验的积累，碳化硅芯片制程工艺日益成 熟，制造的良率在持续提升目前碳化硅、氮化镓产品的成本相对较高 ，应用领域受限于一些性能 要求高的领域。整体来看，碳化硅器件的良率和硅工艺有着明显的差距。汽车应用将推动碳化硅渗透率快速上升汽车应用领域，碳化硅器件替代硅器件是确定的发展趋势。碳化硅功率器件的应用领域在持续的拓展。早期碳化硅主要应用于功率校正电路(power factor correction 电路)，目前量产应用领域已经拓展至光伏逆变器、汽车车载充电机(onboard charger)。预计 2019-2020 年，电动车动力系统将导入碳化硅功率器件，进一步拓宽量产应用领域。目前 Tier-1 汽车供应链企业都在尝试导入碳化硅，积极开展碳化硅功率器件的测试工作。丰田在 2015 年 2 月启动了碳化硅功率器件的实车测试工作，路测原型车在 PCU的升压转换器和电机控制逆变器搭载了碳化硅功率器件。据产业链调研信息，比亚迪已经在电动车车载充电机(charger on board)导入碳化硅功率器件。国内产业链初具雏形碳化硅产业链可分为三个产业环节，一是上游衬底，二是中游外延片，三是下游器件制造。国外供应链体系主要有:衬底:Cree、Rohm、EPISILEPI 外延片:Cree、Rohm、英飞凌、GE、三菱器件:英飞凌、Cree、Rohm、意法半导体、美高森美、GenSiC、三菱碳化硅器件方面，国际上碳化硅 SBD、碳化硅 MOSFET 均已实现量产，产品耐压范围 600v-1700v，单芯片电流超过 50A。国内已经形成相对完整的碳化硅产业链体系。衬底材料:山东天岳、天科合达 、河北同光晶体、北京世纪金光EPI 硅片:东莞天域半导体、厦门瀚天天成器件:泰科天润、瀚薪、扬杰科技、中电 55 所、中电 13 所、科能芯、中车时代电气模组:嘉兴斯达、河南森源、常州武进科华、中车时代电气目前碳化硅市场处于起步阶段，国内厂商与海外传统巨头之间差距较小，国内企业有望在本土市场应用中实现弯道超车。国内企业已经在碳化硅 SBD 形成销售收入，碳化硅 MOSFET 的产业化尚在原型器件研制阶段。另外国内已经开发出 1700V/1200A的混合模块(硅 IGBT 与碳化硅 SBD 混合使用)、4500V/50A 等大容量全 SiC 功率模块。乐晴智库，行业深度研究报告下载地址：www.767stock.com识别图中二维码订阅每日必读行业干货