斯达半导_斯达半导研究报告:车规IGBT先发优势显著,国产龙头强者恒强

时间:2022/5/27 0:00:00

(报告出品方/作者:首创证券,何立中,韩杨)

1 研发背景深厚的国内 IGBT 龙头

1.1 国内 IGBT 龙头公司

斯达半导全称为嘉兴斯达半导体股份有限公司。公司成立于 2005 年 4 月,是国内 首批 IGBT 公司。公司总部位于浙江嘉兴,在上海和欧洲设有子公司,并在国内和欧洲 均设有研发中心。成立以来,公司一直致力于以 IGBT 为主的功率半导体芯片和模块的 设计研发和生产。公司于 2020 年 2 月在上交所主板上市。

IGBT 模块封装起家,自研 IGBT 芯片国内领先。公司最初采用外购进口芯片封装 成 IGBT 模块,2012 年公司研发出第一代自研芯片 NPT 型 IGBT 芯片,2015 年公司对 标英飞凌主流第四代 IGBT 芯片的 FS-Trench 芯片成功研发,并于 2016 年实现量产。截 至目前,公司已经成功研发出全系列的 IGBT 芯片和 FRD 芯片,并且均已实现量产。目 前对外采购的 IGBT 芯片和 FRD 芯片均能够被自主研发设计的芯片替代。

公司产品主要为 IGBT 模块,新能源领域收入占比持续提升。2020 年 IGBT 模块收 入占主营业务收入比重为 95.01%。公司产品主要应用于工业控制、新能源以及变频家电 领域。2020 年公司来自于工业控制、新能源及变频家电的收入占比分别为 73.40%、22.31% 和 3.91%。其中,公司新能源收入占比持续提升,由 2016 年的 11.95%提升至 2021H1 的 25.53%。

具体来看,工业控制领域,公司产品主要用在变频器、逆变电焊机、UPS 电源上; 新能源领域,公司产品主要应用于光伏逆变器、风电变流器以及新能源车等;变频白色 家电领域,公司产品应用在变频空调、变频冰箱等领域。

斯达半导研究报告:车规IGBT先发优势显著,国产龙头强者恒强


公司 IGBT 模块排名全球第六,国内第一。2020 年公司 IGBT 模 块排名全球第六,较 2019 年提升一名,全球市占率达 2.8%,同比+0.3pct,依旧是国内 唯一进入全球 IGBT 模块前十的公司。公司自 2015 年起市占率就位于全球前十,近年 来,公司在国际市场排名逐年提升,2017-2020 年公司市占率从 2.0%提升至 2.8%,市场 排名从全球第九提升至全球第六,在中国企业稳居第一。

1.2 创始人团队拥有国际大厂研发背景

创始人及核心技术团队拥有国际大厂研发背景。公司董事长沈华先生毕业于美国麻 省理工学院,1995 年获得材料学博士学位,曾任英飞凌高级研发工程师、XILINX 公司 高级项目经理。核心技术团队拥有美国国际整流器公司等国际领先企业任职经历。此外, 子公司斯达欧洲总经理 Peter Frey 曾在赛米控任职多年。创始人团队拥有丰富的从业经 历。

公司实控人持股比例较高,控制权稳固。公司实控人为沈华、胡畏夫妇,截至 2021 年 11 月 12 日,二人通过斯达控股及香港斯达间接持有公司 41.77%的股权。浙江兴得 利为公司第二大股东,持股比例为 14.23%。目前,公司拥有 6 家子公司,其中,上海道 之主要进行新能源汽车 IGBT 模块的生产与销售;斯达欧洲主要负责公司在欧洲市场的 业务拓展以及功率半导体行业前沿科技研发。

1.3 国内最早推出 FS-Trench 技术

FS-Trench是目前车规领域应用最广泛的 IGBT芯片结构。从 20 世纪 80年代至今, IGBT 芯片经历了多代升级,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。

斯达半导研究报告:车规IGBT先发优势显著,国产龙头强者恒强

受益于强大的研发团队,斯达是国内最早推出 FS-Trench IGBT 芯片的公司。IGBT 芯片是 IGBT 模块的核心,研发难度较大。公司于 2012 年成功独立研发出了 NPT 型 IGBT 芯片。2015 年,公司成功研发出 FS-Trench 型 IGBT 芯片,与英飞凌主流第四代 芯片性能相当,并于 2016 年底实现量产。2021 年,公司基于第七代微沟槽 Trench Field Stop 技术的新一代车规级 650V/750V IGBT 芯片研发成功,预计 2022 年开始批量供货。

与同行业公司相比,宏微科技对标英飞凌第四代芯片宏微 1200V M3i 于 2017 年推 出;比亚迪半导体 2018 年推出的 IGBT 4.0 仍为精细平面栅设计,2021 年才推出了采用 了高密度的沟槽栅设计的 IGBT 6.0。

1.4 盈利能力行业领先

收入快速增长,毛利率维持在 30%左右。2020 年公司实现收入 9.63 亿元,净利润 1.81 亿元。2021 年在全球缺芯的大背景下,公司抓住机遇,实现收入大幅扩张,2021 年 1-9 月公司实现收入 11.97 亿元,同比增长 79.11%;净利润 2.68 亿元,同比增长 99.10%。 毛利率稳中有升,公司毛利率始终保持在 30%左右,2021 年 1-9 月在缺货涨价的影响 下,公司毛利率达到 34.99%。

规模效应下期间费用率持续降低,净利率大幅攀升。自 2015 年起,公司销售费用 率与管理费用率持续下降,销售费用率由 2015 年的 3.25%下降至 2021 年 1-9 月 0.99%, 管理费用率由 2015 年的 7.54%下降至 2021 年 1-9 月的 2.76%,降幅明显。受益于期间 费用率的持续降低,公司净利润率由2015年的4.69%大幅提升至2021年1-9月的22.36%, 规模效应显著。

产品技术领先叠加龙头的品牌效应,公司毛利率和净利率均为行业第一。2021H1 公 司毛利率为 34.42%,同行业公司比亚迪半导体、宏微科技和士兰微毛利率分别为 32.64%、 22.21%和 31.60%,公司深耕 IGBT 行业多年,毛利率远高于同业公司。规模效应下,公 司期间费用率较同业公司相比仍具有较大优势,导致公司净利润率大幅高于同业公司。(报告来源:未来智库)

斯达半导研究报告:车规IGBT先发优势显著,国产龙头强者恒强


2 碳中和与国产替代拉动 IGBT 需求

碳中和大背景下,IGBT 需求迎来快速增长。受益于新能源汽车、新能源发电、“十 三五”节能环保产业发展规划等一系列国家政策措施的支持下,我国 IGBT 市场需求快 速增长。2012 年-2019 年我国 IGBT 年复合增长率为 14.52%。根据集邦咨询预测,到 2025 年,中国 IGBT 市场规模将达到 522 亿元,2018-2025 年复合增长率达 19.96%。

我国功率半导体需求旺盛,但自给率偏低。作为全球最大的功率半导体器件市场, 我国功率半导体芯片仍大量依赖于国外进口。根据智研咨询数据,自 2015 年以来,我 国 IGBT 自给率超过 10%并逐渐增长,预计 2024 年我国 IGBT 行业产量将达到 0.78 亿 只,需求量约为 1.96 亿只。2018-2020 年,我国 IGBT 行业自给率分别为 14.12%、16.32% 和 18.36%。总的来看,我国 IGBT 行业仍存在巨大供需缺口。基于国家相关政策中提出 核心元器件国产化的要求,国产替代将是未来 IGBT 行业发展的主旋律。

2.1 新能源车是 IGBT 需求最大驱动

新能源汽车将成为 IGBT 最大的下游应用领域。从 2020 年 IGBT 模块全球应用占 比来看,工业控制占比 33.5%,是目前 IGBT 最大的应用领域,新能源汽车占比 14.2%。 汽车电动化、智能化推动车规级 IGBT 成为增长最快的细分领域,新能源汽车在 2024 年 将超过工业控制成为 IGBT 最大的下游应用领域,年均复合增长率达到 29.4%,远超行 业平均增速。

我国新能源汽车加速渗透,2021 年渗透率达 17.42%。根据中国汽车工业协会数据, 2021 年我国新能源汽车销量为 350.72 万辆,同比增长 165.10%。2021 年我国新能源汽 车发展迎来拐点,渗透率从 2020 年的 6.17%大幅提升至 2021 年 17.42%。我们预计 2025 年新能源汽车渗透率有望达到 30%,超过国务院新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)给出的渗透率 20%指引。

斯达半导研究报告:车规IGBT先发优势显著,国产龙头强者恒强


在新能源汽车中,IGBT 主要应用于电机驱动控制系统、热管理系统、电源系统等。 在主逆变器中,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 机中,IGBT 将交流电转化为直流电并为高压电池充电;在 DC-DC 变换器中,IGBT 将 高压电池输出的高电压转化成低电压后供汽车低压供电网络使用;此外,IGBT 也广泛应用在 PTC 加热器、水泵、油泵、空调压缩机等辅逆变器中,完成小功率 DC-AC 转换。

预计 2025 年我国新能源汽车用 IGBT 模块市场规模将达 165 亿元。新能源汽车功 率半导体价值量是传统燃油车 5 倍以上。根据英飞凌年报显示,IGBT 约占新能源汽车 电控系统成本的 37%,是电控系统中最核心的电子器件之一。根据 EV tank 预测,2025 年我国新能源汽车 IGBT 市场规模将达 165 亿元,2020-2025 年 CAGR 为 31.48%。

2.2 光伏、风电 IGBT 国产替代空间广阔

IGBT 是光伏和风力发电逆变器的核心器件,占逆变器价值量 10%-15%。由于新 能源发电输出的电能不符合电网要求,需通过光伏逆变器或风力发电逆变器将其整流成 直流电,再逆变成符合电网要求的交流电后输入并网。IGBT 模块是光伏逆变器和风力 发电逆变器的核心器件,新能源发电行业的迅速发展将成为 IGBT 模块行业持续增长的 又一动力。

2025 年光伏逆变器用 IGBT 市场规模预计将达 105 亿元。根据中国光伏行业协会 预测,2025 年全球光伏逆变器新增装机量有望达 330GW,假设 2025 年光伏逆变器替换 装机量为 42GW。按照 IGBT 占组串式逆变器 BOM 成本的 18%,以及占集中式逆变器 BOM 成本的 15%计算,预计 2025 年光伏逆变器 IGBT 市场规模将超百亿。

预计 2025 年全球风电变流器用 IGBT 规模达到 43 亿元。风力发电行业,2020 年我国新增风电装机量 48.9GW,全球新增风电装机量 93GW。预计 2021- 2025 年我国将保持年新增装机量约 40GW 水平,全球将保持年新增装机量 90GW 左右。 预计 2021-2025 年,我国将累计新增风电装机量 194.5GW,全球将累计新增风电装机量 469.3GW。根据我们测算,2025 年全球风电变流器用 IGBT 市场规模约为 43 亿元。

斯达半导研究报告:车规IGBT先发优势显著,国产龙头强者恒强


2.3 工控领域是 IGBT 的重要支撑

IGBT 在工控领域应用广泛,包括变频器、逆变焊机、电磁感应加热、工业电源等。 功率半导体对于工厂自动化至关重要,随着制造业的不断升级,工业的生产制造、物流 等流程改造对具有较高效能的电机需求不断增大,功率半导体器件是电机控制的核心器 件,对其性能起着关键影响。根据赛迪顾问数据,我国 2018 年包含产品及服务市场的 工控市场规模达到 1,797 亿元,同比增长 8.5%,预计到 2021 年,市场规模将达到 2,600 亿元,期间年复合增长率为 13.10%。

变频器用 IGBT 市场规模约为 66 亿元。在环保节能政策促进下,冶金、煤炭、石 油化工等领域应用规模持续增长。此外,城市化进程加快推动了变频器在市政、轨交等 公共事业领域的需求。根据前瞻产业研究院数据,2025 年我国中低压和高压变频器市场 规模将分别达到 464 亿和 212 亿元,2020-2025 年均复合增速为 4.08%和 8.50%,根据我 们测算 2025 年我国中低压和高压变频器用 IGBT 的市场规模分别为 52 亿和 14 亿元, 合计达到 66 亿元。

逆变焊机和 UPS 电源用 IGBT 合计市场规模将达 49 亿元。逆变电焊机和 UPS 电 源是 IGBT 在工业领域的重要应用。根据前瞻产业研究院数据,我国逆变焊机 2023 年 预计市场规模为 363 亿元,我们预计到 2025 年我国逆变焊机市场规模将达 414 亿元。 UPS 电源方面,预计 2025 年市场规模将达 191 亿元。对应 IGBT 市场规模,我们预计 2025 年我国逆变焊机用 IGBT 约 29 亿元,UPS 电源用 IGBT 约 20 亿元。(报告来源:未来智库)

斯达半导研究报告:车规IGBT先发优势显著,国产龙头强者恒强


3 车规 IGBT 优势显著,前瞻布局拓展空间

3.1 车规领域占据先发优势,市占率有望快速提升

新能源车是IGBT下游门槛最高的细分之一。IGBT模块是新能源汽车电机控制器、 车载空调、充电桩等设备的核心器件,一旦出现问题会导致产品无法使用,甚至出现安 全事故,给下游客户带来较大损失。与工业控制领域不同的是,由于涉及到人的安全性, 新能源汽车对 IGBT 对芯片和模块的可靠性要求较高,验证和导入周期较长,导入时间 通常需要 2-3 年,部分车型可能需要 5 年左右的验证时间。

公司较早进入新能源汽车领域,先发优势显著。一方面,车规级 IGBT 验证时间较 久,越早进入的公司越容易抢占市场份额;另一方面,伴随配套车型的逐渐放量,公司 产品在市场积累的良好口碑有利于持续拓展其他车厂或 tier1 客户。斯达从 A00 级车开 始做起,后逐步向 A 级和 B 级车市场切入,相对于后进入者,公司在新能源车领域积 累了较为丰富的实践数据,也为后续向其他汽车品牌导入提供了背书。

伴随新能源汽车的快速发展,公司车规级 IGBT 快速放量。2019 年公司车规级 IGBT 模块已配套超过 20 家终端汽车品牌,合计配套超 16 万辆新能源汽车。2021H1 公司主 电机控制器车规级 IGBT 模块继续放量,合计配套 20 万辆新能源汽车,已完成 2020 年 全年配套数量,预计 2021H2 配套数量将进一步增加。同时,2021H1 公司在用于车用空 调、充电桩、电子助力转向等新能源汽车半导体器件份额进一步提高。

2021H1,公司基于第六代 Trench Field Stop 技术的 650V/750V IGBT 芯片及配套快 恢复二极管芯片的模块新增多个双电控混动以及纯电动车型的主电机控制器平台定点, 预计将对 2023 年-2029 年公司新能源汽车 IGBT 模块销售增长提供持续推动力。

斯达半导研究报告:车规IGBT先发优势显著,国产龙头强者恒强


3.2 与代工厂合作紧密,随产能释放光伏收入高增

公司较早布局光伏发电,缺芯及国产替代为产品导入提供良好契机。早在 2019 年 公司 IGBT 芯片就已在集中式光伏逆变器大功率模块和组串式逆变器的 Boost 及三电平 模块广泛应用。新冠疫情后,在全球缺芯的背景下,公司把握住国产替代良机,光伏 IGBT 迅速放量。2021H1 使用公司自研芯片的 IGBT 模块和分立器件在国内主流光伏逆变器 客户开始大批量装机应用。

光伏逆变器市场我国企业占统治地位,国产替代空间巨大。光伏逆变器是一个充分 竞争的市场,我国企业依靠人力成本优势和全产业链制造优势,在全球光伏逆变器市场 占据统治地位。根据伍德麦肯兹统计,2020 年全球逆变器出货量排名前 10 的厂商中, 中国企业占了 6 家,分别是华为、阳光电源、古瑞瓦特、锦浪科技、上能电气和固德威。 国内光伏逆变器厂商的优势地位为国产 IGBT 替代带来显著区位优势和协同效应。

公司在集中式和组串式光伏逆变器市场均有解决方案。根据中国光伏行业协会数据, 2020 年,光伏逆变器市场组串式逆变器占比为 66.5%,集中式逆变器占比为 28.5%。集 中式逆变器较组串式逆变器额定功率大,2020 年集中式逆变器单机功率为 3125kW/台, 集中式电站用组串式逆变器单机功率为 225kW/台。公司针对集中式光伏逆变器提供高 可靠性和灵活的并联方案,对于组串式光伏逆变器公司亦提供 2 种解决方案。

与晶圆代工厂合作紧密,代工产能保障公司业绩持续增长。现阶段,在新能源汽车 和光伏风电等领域旺盛需求下,晶圆代工产能成为制约 IGBT 公司业绩释放的主要瓶颈, 公司与华虹半导体和上海先进(积塔半导体)合作紧密,是华虹与先进 IGBT 重要大客 户。目前公司光伏领域在手订单是现有产能的数倍之多,伴随华虹和先进新增产能释放, 公司光伏领域收入有望快速增长。

华虹 12 吋线产能持续扩充,2022 年月产能预计增加 34.5K 片。2020 年华虹半导体 将 8 吋 IGBT 技术导入 12 吋生产线,成为全球首家同时在 8 吋和 12 吋生产线量产先进 型沟槽栅电场截止型 IGBT 的纯晶圆代工企业。华虹半导体“8 吋+12 吋”四个工厂均 通过 IATF 16949 汽车质量管理体系认证。2022 年华虹半导体 12 吋线月产能计划将扩充 至 94.5K 片,较 2021Q4 增加 34.5K 片,同比+57.50%,预计将于 2022Q4 逐步释放,其 中功率半导体代工产能亦有所增长。

斯达半导研究报告:车规IGBT先发优势显著,国产龙头强者恒强


3.3 自建产线布局 SiC 和高压 IGBT,打开未来空间

公司拟投入 20 亿元自建产线布局 SiC 和高压 IGBT 产品。2021 年公司宣布拟通过 增发方式募集 35 亿元,用于自建晶圆生产线,布局新能源市场。其中,拟投资 15 亿元, 建设高压特色工艺功率芯片生产线,达产后预计将形成年产 30 万片 6 吋高压特色工艺 功率芯片的生产能力;拟投资 5 亿元自建晶圆生产线,开展 SiC 芯片的研发和产业化, 项目达产后,预计将形成年产 6 万片 6 吋 SiC 芯片生产能力。

在新能源汽车的拉动下,SiC 器件市场空间巨大。2019 年 SiC 功 率器件的市场规模为 5.41 亿美元,受益于电动汽车、充电桩、光伏新能源等市场需求驱 动,预计 2025 年将增长至 25.62 亿美元,复合年增长率约 30%。

公司车规级 SiC 模块在手订单 3.43 亿元,将于 2022 年起放量。公司车规级 SiC 模 块已获多家车企和 Tier1 客户定点。截至 2021 年 9 月 8 日,车规级 SiC MOSFET 模块 在手订单为 3.43 亿元,交货期为 2022 年至 2023 年。目前公司定点的车规级 SiC 模块 及未交订单全部使用进口芯片,非公开募投项目量产后,公司将拥有自研车规级 SiC MOSFET 芯片,进一步提高公司车规级 SiC 模块的供货保障能力以及产品竞争力。

高压 IGBT 市场增长迅速,国产替代空间大。高压 IGBT 芯片广泛应用于智能电网、 轨道交通、风力发电等市场。目前应用于以上行业的功率芯片仍主要被国外品牌垄断。 随着轨道交通、智能电网、风力发电等产业的持续向好,我国已逐步发展为全球特色工 艺功率芯片及功率半导体器件的核心增长区域市场,国外高压特色功率芯片供不应求, 为国内 IGBT 厂商提供国产化替代的机遇。

公司进军高压 IGBT,进一步完善产品和市场布局。截至目前公司在 600V/650V、 1200V、1700V 等中低压 IGBT 芯片已经实现国产化,但是在 3300V、4500V 等高压功 率芯片仍依赖进口,急需国产化以提高公司的竞争力。布局高压 IGBT 有助于公司把握 市场和政策机遇,进行具有自主知识产权的技术突破和成果产业化,完善产品技术和产 能布局,提升核心竞争力。

斯达半导研究报告:车规IGBT先发优势显著,国产龙头强者恒强


4 盈利预测

我们看好公司作为国内 IGBT 龙头,在车规级 IGBT 上的先发优势,以及工控和新 能源发电领域加速国产替代。

(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】。

声明:本文内容由互联网用户自发贡献自行上传,本网站不拥有所有权,未作人工编辑处理,也不承担相关法律责任。如果您发现有涉嫌版权的内容,欢迎发送邮件进行举报,并提供相关证据,工作人员会在5个工作日内联系你,一经查实,本站将立刻删除涉嫌侵权内容。
0.229961s