士蘭微-內資功率IDM大廠步入黃金發展階段-220208（32頁）.pdf

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1、 Table_Info1Table_Info1 士蘭微士蘭微(600460)(600460) 半導體半導體/ /電子電子 Table_Date 發布時間：發布時間：2022-02-08 Table_Invest 買入買入 首次覆蓋 Table_Market 股票數據 2022/02/07 6 個月目標價（元） 61 收盤價（元） 52.24 12 個月股價區間（元） 23.3069.72 總市值（百萬元） 73,975.59 總股本（百萬股） 1,416 A 股（百萬股） 1,416 B 股/H 股（百萬股） 0/0 日均成交量（百萬股） 19 Table_PicQuote 歷史收益率曲線 T

2、able_Trend漲跌幅（%） 1M 3M 12M 絕對收益 4% -20% 123% 相對收益 9% -14% 140% Table_Report 相關報告 2022 年電子行業投資策略報告：三種增量、兩種替代，電子成長長青 -20211212 被動元器件行業深度：下游需求驅動被動元件行業高景氣度，國內廠商步入黃金發展期 -20210905 電子行業 2021 年中期策略： 國產替代永不過時，供需端齊催電子板塊加速成長 -20210629 Table_Author 1 Table_Title 證券研究報告 / 公司深度報告 內資功率內資功率 IDM 大廠大廠，步入黃金發展階段，步入黃金發展

3、階段 報報告摘要：告摘要： Table_Summary 士蘭微士蘭微是是內資功率內資功率 IDM 大廠。大廠。公司成立于 1997 年，經過 20 多年的發展，從純芯片設計公司發展成為 IDM 龍頭：公司于 2001 年設立杭州士蘭集成電路有限公司引入 5、6 寸晶圓產線進入晶圓制造環節，于2004 年進入高亮度 LED 芯片制造業務，2009 年進入 LED 封裝業務，2010 年進入功率模塊封裝業務，2016 年起公司與大基金簽訂協議共同推動 8 寸晶圓產線建設， 2017 年公司規劃在廈門建設兩條 12 寸特色工藝晶圓生產線及一條 4&6 寸兼容的化合物半導體器件生產線，2020 年12

4、 寸特色工藝芯片生產線在廈門海滄正式投產。 功率半導體景氣度向上， 國產替代加速推進。功率半導體景氣度向上， 國產替代加速推進。 功率半導體是電子裝置中電能轉換與電路控制的核心，全球市場規模超過 450 億美金。受益于新能車、新能源發電、變頻家電等需求的爆發，而 8 寸晶圓產能緊張，功率半導體市場出現供需錯配， 漲價不斷。 從競爭格局來看， 以英飛凌為代表的海外廠商占據主導地位。 基于龐大的內需、 中美貿易戰、 疫情持續蔓延等因素影響下， 下游客戶為保證供應鏈穩定， 積極驗證并導入內資廠商，加速推進國產化進程。 公司抓住行業景氣周期， 業績高增長。公司抓住行業景氣周期， 業績高增長。 士蘭微作

5、為內資功率 IDM 廠商，通過產能逐步釋放、 客戶認證突破、 產品結構升級等方式成功抓住功率半導體景氣周期。新產能方面，8 寸線月產出超過 6 萬片，后續有望擴充到 10 萬片/月；12 寸線月產出 3.5 萬片，2022 年底有望擴充至 6 萬片；成都集佳封裝產能持續提升?？蛻舴矫?，IPM 模塊批量出貨家電、工控客戶，處于全球領先地位；車規 IGBT 模塊客戶認證亦有突破。 依托依托 IDM 模式，積極布局模式，積極布局 PMIC、MEMS 等擴充產品線。等擴充產品線。PMIC：快充芯片切入國內手機品牌廠商，出貨量有顯著提高。MEMS：產品種類豐富齊全，加速度傳感器已成功切入國內品牌手機客戶

6、。 盈利預測與估值：盈利預測與估值：我們預計公司 2021/2022/2023 年 EPS 分別為1.09/1.02/1.39 元，當前股價對應 PE 分別為 47.85/51.39/37.66 倍。給予公司 2022 年 60 倍 PE，目標價 61 元。首次覆蓋，給予“買入”評級。 風險提示：風險提示：技術升級風險、行業競爭加劇、客戶認證不及預期 Table_Finance財務摘要（百萬元）財務摘要（百萬元） 2019A 2020A 2021E 2022E 2023E 營業收入營業收入 3,111 4,281 7,263 9,144 11,799 (+/-)% 2.80% 37.61% 6

7、9.67% 25.91% 29.03% 歸屬母公司歸屬母公司凈利潤凈利潤 15 68 1,546 1,439 1,964 (+/-)% -91.47% 365.16% 2187.15% -6.89% 36.45% 每股收益（元）每股收益（元） 0.01 0.05 1.09 1.02 1.39 市盈率市盈率 1507.47 523.72 47.85 51.39 37.66 市凈率市凈率 6.48 10.27 14.51 11.32 8.70 凈資產收益率凈資產收益率(%) 0.43% 1.96% 30.33% 22.02% 23.10% 股息收益率股息收益率(%) 0.02% 0.04% 0.0

8、4% 0.04% 0.04% 總股本總股本 (百萬股百萬股) 1,312 1,312 1,416 1,416 1,416 -50%0%50%100%150%200%250%2021/22021/52021/82021/11士蘭微滬深300 2 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 目目 錄錄 1. 士蘭微：集成電路設計與制造一體化領導者士蘭微：集成電路設計與制造一體化領導者 . 5 2. 功率半導體：新能源需求爆發功率半導體：新能源需求爆發+國產替代需求國產替代需求 . 10 2.1. 功率半導體是電能轉換和電路控制的核心 . 10 2.2. 汽車電動化趨勢擴容功率半導體需求 . 14

9、 2.3. 光伏/風電/儲能/工控/變頻家電等多需求驅動功率半導體需求增長 . 16 2.4. 海外廠商主導功率半導體市場，國產替代加速推進 . 20 3. 公司成長動能：產能擴充積極公司成長動能：產能擴充積極+產品結構優化產品結構優化 . 22 3.1. 晶圓制造、封裝產能持續擴充 . 22 3.2. 下游客戶持續突破，產品結構升級 . 24 4. 依托依托 IDM 模式積極拓寬產品線模式積極拓寬產品線 . 26 4.1. PMIC：全球市場超 300 億美金，國產替代有望加速. 27 4.2. MEMS：深耕 10 余年，已切入手機客戶. 29 5. 盈利預測與估值盈利預測與估值 . 31

10、 6. 風險提示風險提示 . 32 hVMApZpMqQrRoO6McMaQpNpPpNsQjMoOtRjMpPuNbRpPyRvPqMmNvPoPrO 3 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 圖表目錄圖表目錄 圖圖 1：公司營業收入拆分（按照產品）：公司營業收入拆分（按照產品） . 6 圖圖 2：士蘭微股權結構：士蘭微股權結構 . 7 圖圖 3：營業收入及增速：營業收入及增速 . 8 圖圖 4：單季度營業收入及增速：單季度營業收入及增速 . 8 圖圖 5：歸母凈利潤及增速：歸母凈利潤及增速 . 8 圖圖 6：單季度歸母凈利潤：單季度歸母凈利潤 . 8 圖圖 7：毛利率與凈利率：毛利

11、率與凈利率 . 8 圖圖 8：單季度毛利率與凈利率：單季度毛利率與凈利率 . 8 圖圖 9：公司：公司 5&6 寸、寸、8 寸芯片制造成本寸芯片制造成本 . 9 圖圖 10：公司歷年折舊情況（單位：億元）：公司歷年折舊情況（單位：億元） . 9 圖圖 11：各業務毛利率：各業務毛利率. 9 圖圖 12：公司四費率：公司四費率 . 10 圖圖 13：2020 年半導體產品市場分類與規模年半導體產品市場分類與規模 . 11 圖圖 14：全球功率半導體市場規模及增速：全球功率半導體市場規模及增速 . 11 圖圖 15：中國功率半導體市場規模及增速：中國功率半導體市場規模及增速 . 11 圖圖 16：

12、功率半導體市場結構：功率半導體市場結構 . 12 圖圖 17：功率半導體應用領域：功率半導體應用領域 . 12 圖圖 18：Si、GaN、SiC 擊穿電壓對比擊穿電壓對比 . 13 圖圖 19：各類功率器件對比：各類功率器件對比 . 13 圖圖 20：2020 年功率器件市場細分年功率器件市場細分 . 13 圖圖 21：2024 年預測功率年預測功率器件市場細分器件市場細分 . 13 圖圖 22：三類硅基功率器件性能對比：三類硅基功率器件性能對比 . 14 圖圖 23：IGBT 行業規模及下游市場行業規模及下游市場 . 14 圖圖 24：MOSFET 行業規模及下游市場行業規模及下游市場. 1

13、4 圖圖 25：全球新能源汽車銷量：全球新能源汽車銷量 . 15 圖圖 26：不同車型半導體價值量以及增量功率半導體主要來源：不同車型半導體價值量以及增量功率半導體主要來源 . 16 圖圖 27：全球光伏新增裝機量預測：全球光伏新增裝機量預測 . 16 圖圖 28：我國光伏新增裝機量預測：我國光伏新增裝機量預測 . 16 圖圖 29：功率半導體在光伏中的應用：功率半導體在光伏中的應用 . 17 圖圖 30：IGBT 在風電中的應用在風電中的應用 . 17 圖圖 31：IGBT 在儲能中的應用在儲能中的應用 . 17 圖圖 32：變頻器在不同行業中的應：變頻器在不同行業中的應用用 . 18 圖圖

14、 33：我國電焊機產量及增速：我國電焊機產量及增速 . 18 圖圖 34：中國變頻家電市場滲透率變化情況中國變頻家電市場滲透率變化情況 . 19 圖圖 35：定頻和變頻家電出貨量預測（單位：百萬臺）：定頻和變頻家電出貨量預測（單位：百萬臺） . 19 圖圖 36：智能功智能功率模塊（率模塊（IPM） . 19 圖圖 37：中國三大白電：中國三大白電 IPM 需求量需求量 . 20 圖圖 38：定頻和變頻家電功率半導體價值量（歐元）：定頻和變頻家電功率半導體價值量（歐元） . 20 圖圖 39：功率分立器件和模組市場競爭格局：功率分立器件和模組市場競爭格局 . 20 圖圖 40：功率：功率 IC

15、 市場競爭格局市場競爭格局 . 20 圖圖 41：分立：分立 IGBT 市場競爭格局市場競爭格局 . 21 圖圖 42：IGBT 模塊市場競爭格局模塊市場競爭格局 . 21 4 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 圖圖 43：IPMs 市場競爭格局市場競爭格局 . 21 圖圖 44：分立式功率：分立式功率 MOSFET 市場競爭格局市場競爭格局. 21 圖圖 45：公司：公司 IGBT 發展歷程和規劃發展歷程和規劃 . 25 圖圖 46：公司：公司 IGBT 芯片履芯片履歷歷 . 25 圖圖 47：公司：公司 IPM 模塊出貨量模塊出貨量 . 26 圖圖 48：公司：公司 IPM 系

16、列產品系列產品 . 26 圖圖 49：公司汽車產品布局：公司汽車產品布局 . 26 圖圖 50：電源管理芯片分類：電源管理芯片分類 . 27 圖圖 51：全球電池管理芯片市場規模：全球電池管理芯片市場規模 . 28 圖圖 52：我國電池管理芯片市場規模：我國電池管理芯片市場規模 . 28 圖圖 53：新能源汽車中的：新能源汽車中的 PMIC 應用應用 . 28 圖圖 54：工業電機控制系統中的：工業電機控制系統中的 PMIC . 28 圖圖 55：全球電池管理芯片競爭格局：全球電池管理芯片競爭格局 . 29 圖圖 56：MEMS 系統原理系統原理 . 29 圖圖 57：MEMS 市場拆分市場拆

17、分 . 29 圖圖 58：MEMS 市場規模市場規模 . 30 圖圖 59：士蘭微：士蘭微 MEMS 傳感器主要產品特點傳感器主要產品特點 . 31 表表 1：公司歷史事件梳理：公司歷史事件梳理 . 5 表表 2：士蘭微主要產品：士蘭微主要產品 . 6 表表 3：士蘭微主要子公司業務及產能：士蘭微主要子公司業務及產能 . 6 表表 4：光伏、風電、儲能功率半導體價值量：光伏、風電、儲能功率半導體價值量 . 18 表表 5：部分功率器件公司漲價情況：部分功率器件公司漲價情況 . 22 表表 6：士蘭微在晶圓制造環節的布局：士蘭微在晶圓制造環節的布局 . 23 表表 7：杭州士蘭集昕：杭州士蘭集昕

18、 8 寸線建設過程梳理寸線建設過程梳理 . 23 表表 8：廈門士蘭集科：廈門士蘭集科 12 寸線建設過程梳理寸線建設過程梳理 . 24 表表 9：公司封裝環節擴產項目梳理：公司封裝環節擴產項目梳理 . 24 表表 10：MEMS 廠商營收排名（百萬美元）廠商營收排名（百萬美元） . 30 表表 11：可比公司估值可比公司估值. 32 5 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 1. 士蘭微：士蘭微：內資功率內資功率 IDM 大廠大廠 士蘭微士蘭微是是內資功率內資功率 IDM 大廠大廠。杭州士蘭微電子股份有限公司（簡稱“士蘭微” ）的前身是 1997 年成立的杭州士蘭電子有限公司，200

19、0 年改制為杭州士蘭微電子股份有限公司，并于 2003 年上市，成為第一家在中國境內上市的集成電路芯片設計企業。二十年間公司進軍多個領域，從純芯片設計公司發展成為 IDM 龍頭：公司于2001 年設立杭州士蘭集成電路有限公司引入 5、6 寸晶圓產線進入晶圓制造環節，于 2004 年進入高亮度 LED 芯片制造業務，2009 年進入 LED 封裝業務，2010 年進入功率模塊封裝業務，2016 年起公司與大基金簽訂協議共同推動 8 寸晶圓產線建設，2017 年公司規劃建設兩條 12 寸特色工藝晶圓生產線及一條先進化合物半導體器件生產線，2020 年 12 寸特色工藝芯片生產線在廈門海滄正式投產。

20、 表表 1：公司歷史事件梳理：公司歷史事件梳理 年份年份 事件事件 1997 年年 杭州士蘭電子有限公司注冊成立 2000 年年 改制為杭州士蘭微電子股份有限公司，設立子公司深圳市深蘭微電子有限公司 2001 年年 設立子公司杭州士蘭集成電路有限公司，進入硅芯片制造業務 2003 年年 股票在上海證券交易所掛牌主板上市 2004 年年 設立子公司杭州士蘭明芯科技有限公司，進入高亮度 LED 芯片制造業務 2005 年年 在美國硅谷設立研發中心 2006 年年 設立士蘭微電子上海研發中心 2009 年年 設立子公司杭州美卡樂光電有限公司，進入 LED 封裝業務 2010 年年 進入功率模塊封裝業

21、務，成都士蘭半導體制造有限公司成功奠基 2013 年年 士蘭日本公司在日本大阪市正式注冊成立 2015 年年 8 英寸集成電路芯片生產線在下沙芯片制造基地奠基 2017 年年 規劃建設兩條 12 吋特色工藝晶圓生產線及一條先進化合物半導體器件生產線 2018 年年 “高速低功耗 600V 以上多芯片高壓模塊”項目榮獲“2017 年度浙江省科學技術進步一等獎” 2020 年年 士蘭微電子 12 吋特色工藝芯片生產線在廈門海滄正式投產 數據來源：東北證券、公司官網 產品結構以功率器件為主，布局產品結構以功率器件為主，布局 PMIC、MEMS、MCU 等品類。等品類。公司從初上市時專注于集成電路芯片

22、設計業務開始， 拓展業務至分立器件、 傳感器和 LED 芯片等領域，逐步建立起設計與制造一體的經營模式，產業鏈的內部整合促進了公司各業務的協同發展。目前公司的主要產品包括集成電路、器件、發光二極管三大類，廣泛應用于家電、工業、LED 照明、汽車、消費類電子、影音設備、LED 芯片等多個行業領域。根據公司 2020 年年報，器件占營業總收入 41.34%，集成電路占營業總收入 39.07%，發光二極管占營業收入 17.74%。其中，器件業務包含 MOSFET、IGBT等，集成電路業務包含 IPM 模塊、電控類 MCU、MEMS 傳感器、快充芯片、LED照明驅動電路、AC-DC 等，LED 業務包

23、含 LED 芯片和 LED 封裝。 6 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 圖圖 1：公司營業收入拆分（按照產品）公司營業收入拆分（按照產品） 數據來源：東北證券，Wind 表表 2：士蘭：士蘭微主要產品微主要產品 類別類別 主要產品主要產品 集成電路集成電路 IPM 模塊、電控類 MCU、語音識別芯片、MEMS 傳感器、快充芯片、LED 照明驅動電路、AC-DC 等 分立器件分立器件 IGBT、MOSFET、IGBT 大功率模塊（PIM） 、肖特基管、穩壓管、TVS 管、快恢復管等 發光二極管發光二極管 LED 芯片、LED 彩屏像素管等 數據來源：東北證券、公司官網、公司公告 公

24、司采取公司采取 IDM 模式，設立多個子公司清晰布局半導體產業鏈里的設計、制造、封模式，設立多個子公司清晰布局半導體產業鏈里的設計、制造、封測各個環節。測各個環節。 IC 設計環節工作主要由總部承擔。 晶圓制造環節工作主要由士蘭集成、士蘭集昕、士蘭集科和士蘭明鎵負責，定位分別是 5&6 寸兼容產線、8 寸產線、12寸特色工藝產線、4&6 寸兼容的化合物產線，其中 8 寸、12 寸和化合物產線都通過引入外部投資者的方式降低了重資產模式下的現金流和折舊壓力。外延片生產主要由成都士蘭負責。封測環節工作主要由成都集佳負責。此外，士蘭明芯負責 LED 芯片設計和生產，美卡樂光電負責 LED 封裝。 表表

25、 3：士蘭微主要子公司業務及產能：士蘭微主要子公司業務及產能 子公司名稱子公司名稱 成立時間成立時間 經營業務經營業務 杭州杭州士蘭集成士蘭集成 2001 年 5&6 寸兼容產線 杭州杭州士蘭集昕士蘭集昕 2015 年 8 寸產線 廈門廈門士蘭集科士蘭集科 2018 年 12 寸特色工藝產線 廈門廈門士蘭明鎵士蘭明鎵 2018 年 4&6 寸化合物產線 成都士蘭成都士蘭半導體制造半導體制造 2010 年 外延片生產線 成都集佳成都集佳科技科技 2015 年 封裝 杭州士蘭明芯杭州士蘭明芯 2004 年 LED 芯片 杭州杭州美卡樂光電美卡樂光電 2009 年 LED 封裝 數據來源：東北證券，

26、公司公告，公司官網 7 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 集體所有制公司，股權結構相對分散。集體所有制公司，股權結構相對分散。根據公司 2020 年年報，杭州士蘭控股有限公司持有公司 39.14%股權，是公司的第一大股東。公司前十大股東合計持股比例為49.63%，股權結構相對集中。公司高管陳向東、范偉宏、鄭少波、江忠永、羅華兵、宋衛權、陳國華是公司的實際控制人，七人通過杭州士蘭控股有限公司間接持由公司 39.14%的股份，直接持有公司 3.95%的股份，合計持有公司 43.09%的股份。 圖圖 2：士蘭微股權結構士蘭微股權結構 數據來源：東北證券、公司 2020 年年報 多年積累迎

27、來多年積累迎來 2021 年業績爆發。年業績爆發。 公司收入由 2016 年的 23.75 億元增長至 2020 年的42.81 億元， CAGR 為 15.87%， 這些年來保持穩健增長。 凈利潤方面， 2016 年至 2018年公司歸母凈利潤分別為 0.96 億元、1.69 億元和 1.70 億元，2019 年歸母凈利潤僅為 0.15 億元，這主要是由于（1）8 寸線產能爬坡，產品結構調整降低產能利用率；（2）LED 業務虧損； （2）管理、研發等費用增長。2020 年公司歸母凈利潤回升至0.68 億元，同比增長 365.16%。2020 年，受到中美貿易摩擦加劇以及新冠疫沖擊等影響，海外

28、廠商產能受限，而國內復工復產較為順利，部分訂單往國內轉移，國產替代需求旺盛；此外，功率半導體受益于新能車的滲透率提升需求爆發，公司通過擴充晶圓產能、優化產品結構、提升封裝比例、調整產品價格等方式抓住本次機遇快 速 成 長 ， 收 入 、 利 潤 、 盈 利 能 力 得 到 顯 著 改 善 ：2020Q2/2020Q3/2020Q4/2021Q1/2021Q2/2021Q3 單季度收入屢創新高，同比增速分別為 29.97%/60.71%/48.46%/113.47%/80.82%/51.98%；2021Q1/2021Q2/2021Q3 單季度歸母凈利潤屢創新高，同比增速分別為 7726.86%/

29、804.98%/2075.21%。 8 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 圖圖 3：營業收入及增速：營業收入及增速 圖圖 4：單季度營業收入及增速：單季度營業收入及增速 數據來源：東北證券，Wind 數據來源：東北證券，Wind 圖圖 5：歸母凈利潤歸母凈利潤及增速及增速 圖圖 6：單季度單季度歸母凈利潤歸母凈利潤 數據來源：東北證券，Wind 數據來源：東北證券，Wind 圖圖 7：毛利率與：毛利率與凈利率凈利率 圖圖 8：單季度單季度毛利率毛利率與凈利率與凈利率 數據來源：東北證券，Wind 數據來源：東北證券，Wind 重資產重資產 IDM 模式影響公司盈利能力模式影響公司盈

30、利能力，體外擴充，體外擴充 12 寸以及化合物產線減輕折舊壓寸以及化合物產線減輕折舊壓力力。梳理公司各條產線情況來看，5/6 寸產線投產時間較長，設備折舊（折舊年限 5-10 年）已完成，僅剩房屋及建筑物折舊（折舊年限 30-35 年） ，目前折舊對公司盈利 9 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 能力影響不大；8 寸線一期產線總投資額 21 億元，于 2015 年開始建設，2017 年投產，二期產線總投資額 15 億，于 2019 年開始建設，所以 8 寸線折舊對公司盈利能力影響較大；12 寸線以及化合物半導體產線目前尚未并表，對公司盈利能力影響較小。從公司披露的 5&6 寸、8

31、寸芯片制造成本拆分亦能看出 8 寸線折舊壓力仍然較大：8 寸線的制造費用（包含折舊和能源）占比高達 46%，而 5&6 寸線的制造費用僅占 25%。重資產 IDM 模式會導致公司的盈利能力受到折舊因素的影響，從 8 寸線投產之后，可以看到公司折舊費用明顯攀升，2017/2018/2019/2020 年折舊費用分別為 2.42/3.15/3.77/4.17 億元。 圖圖 9：公司：公司 5&6 寸、寸、8 寸芯片制造成本寸芯片制造成本 圖圖 10：公司歷年公司歷年折舊折舊情況情況（單位：億元）（單位：億元） 數據來源：東北證券，2020 年年報 數據來源：東北證券，Wind LED 業務影響公司

32、毛利率。業務影響公司毛利率。分業務來看，LED 業務毛利率波動較為明顯，2019 年和 2020 年毛利率分別為-5.74%和-12.44%， 這主要是受到行業波動 LED 芯片價格下滑、訂單量下滑、研發投入大等多因素的影響。 圖圖 11：各業務毛利率：各業務毛利率 數據來源：東北證券，Wind 規模效應下規模效應下，后續費用率有望降低。后續費用率有望降低。公司的期間費用率基本保持在 22%-25%，其中研發費用率維持在 10%左右，銷售費用率維持在 3%左右。管理費用率維持在 7%，2020 年有所下調，主要系收入規模擴大所致。財務費用率維持在 1%-4%，有所上 10 / 35 士蘭微士蘭

33、微/ /公司深度公司深度 漲，主要系融資規模擴大利息支出增加所致。 圖圖 12：公司公司四費率四費率 數據來源：東北證券，Wind 2. 功率半導體功率半導體：新能源需求爆發：新能源需求爆發+國產替代需求國產替代需求 2.1. 功率半導體是電能轉換和電路控制的核心 功率半導體是電子裝置中電能轉換與電路控制的核心，功率半導體是電子裝置中電能轉換與電路控制的核心，主要應用于電力設備的電能變換和電路控制，更是弱電控制與強電運行之間的溝通橋梁，主要作用是變頻、變壓、變流、功率放大和功率管理，對設備正常運行起到關鍵作用。功率半導體被廣泛應用于幾乎所有的電子制造業，目前正從傳統工業制造和 4C 產業向新能

34、源、電力機車、智能電網等領域發展。根據 Omdia 的預測，2019 年全球功率半導體市場規模為 455 億美元，預計到 2024 年，全球功率半導體市場規模將達到 553 億美元。據HIS Markit 預測，2021 年中國功率半導體市場規模有望達到 159 億美元，2015-2021年 CAGR 為 6.3% 11 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 圖圖 13：2020 年半導體產品市場分類與規模年半導體產品市場分類與規模 數據來源：東北證券，WSTS 圖圖 14：全球功率半導體市場規模及增速：全球功率半導體市場規模及增速 圖圖 15：中國功率半導體市場規模及增速：中國功率半

35、導體市場規模及增速 數據來源：東北證券，Omdia 數據來源：東北證券，IHS Markit 功率半導體主要有功率模組、功率功率半導體主要有功率模組、功率 IC 和和功率功率分立器件三大類分立器件三大類。其中，功率模組是將多個分立功率半導體器件進行模塊化封裝；功率 IC 對應將分立功率半導體器件與驅動/控制/保護/接口/監測等外圍電路集成；而功率分立器件則是功率模塊與功率IC 的關鍵。根據 Yole Development 的數據，2018 年全球功率半導體中功率分立器件/模組/功率 IC 占比 32.7%、13.3%和 54.0%。根據 IHS Markit 的數據，功率半導體下游行業中工業

36、、汽車、消費電子和通訊領域市場占比分別為 35.08%、23.55%、18.18%和 23.19%。 12 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 圖圖 16：功率半：功率半導體市場結構導體市場結構 圖圖 17：功率半導體應用領域：功率半導體應用領域 數據來源：東北證券，Yole 數據來源：東北證券，IHS Markit 根據對電路信號的可控性電路信號的可控性，功率器件可以分為分為三類：不可控型、部分可控型和完全可控型。 （1）不可控型功率器件主要是功率二極管，一般為兩端器件，二極管的開通和關斷都不能通過器件本身進行控制； （2）部分可控型功率器件主要是晶閘管及其派生器件，這類器件一般為

37、三段器件，開通可控而關斷不可控； （3）完全可控型器件以 MOSFET，IGBT，GJT 為主，其控制端不僅可以控制開通，也能控制關斷。 根據驅動形式驅動形式分類， 功率器件可以分為三類： 電流驅動型、 電壓驅動型和光驅動型。（1）電流驅動型功率器件有 SCR、BJT、GTO 等，需要足夠電流才可導通或關斷；（2）電壓驅動型有 IGBT、MOSFET 等，需要特定電壓以及很小的電流進行導通或關閉， 這類器件驅動功率很小且驅動電路比較簡單；（3） 光驅動型有光控晶閘管等，開關通過光纖和專用光發射器來控制。 根據功率器件的材料功率器件的材料，功率器件分為三類：Si 基、SiC 基、GaN 基。Si

38、 功率器件是主流，最重要的原因在于成本。Si 材料的擊穿電壓是三者中最低，而 SiC 和 GaN 屬寬禁帶半導體材料，具有更高的帶隙，更大的擊穿電壓。高擊穿電壓的特性讓 SiC和 GaN 在大功率、 超高電壓控制方面的應用更有前景。 但是因為產業協同發展的階段不同，與成熟的 Si 產業鏈相比，SiC 和 GaN 無論是工藝水平還是供給規模都遠遠小于 Si 材料， 造成 SiC 和 GaN 在成本上難以與 Si 產業競爭， 只能在一些特定的、非成本優先的專用領域才有應用，大體而言，SiC 和 GaN 器件多應用于高壓和高頻電路。據 Omdia 數據預測，未來硅基功率器件在這個功率半導體市場中仍將

39、占 50%左右的份額，但第三代半導體滲透率有望由 2020 年 5%提升到 2024 年的 17%。 13 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 圖圖 18：Si、GaN、SiC 擊穿電壓對比擊穿電壓對比 圖圖 19：各類功率器件對比各類功率器件對比 數據來源：東北證券，elecfans 數據來源：東北證券，英飛凌 圖圖 20：2020 年功率器件市場細分年功率器件市場細分 圖圖 21：2024 年預測功率器件市場細分年預測功率器件市場細分 數據來源：東北證券，Omdia 數據來源：東北證券，Omdia 功率器件核心在于通斷控制。功率器件核心在于通斷控制。功率器件的核心應用場景就是控制

40、電路、信號等的通斷。但是因為電路場景錯綜復雜，電流、電壓范圍很廣，因此每種功率器件都有一定的適用范圍。BJT 適用于較低電壓（ 1 kV）和電流（ 500 A）的應用場景，其阻抗低，成本低，但開關速度慢，較多應用于低頻電路的控制；MOSFET 使用的電壓和電流（ 1 kV）和電流（ 500 A）極限高，開關速度中等，但相對而言成本比另外兩者更高。 14 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 圖圖 22：三類硅基功率器件性能對比三類硅基功率器件性能對比 數據來源：東北證券，公開資料整理 據 Yole 預測， MOSFET 的市場規模有望從 2019 年的 75 億美元增長至 2026 年

41、的 94億美元，CAGR 為 3.8%。IGBT 的市場規模有望從 2012 年的 54 億美元增長到 2026年的 84 億美元，CAGR 為 7.5%。 按照下游應用領域來拆分，IGBT 主要應用于工業應用、家用電器、新能車領域，占比分別為 31.5%、24.1%、9.4%，MOSFET 主要應用于消費電子、自動化和工業領域，占比分別為 37%、18.7%和 13.3%。 圖圖 23：IGBT 行業行業規模規模及下游市場及下游市場 圖圖 24：MOSFET 行業行業規模規模及下游市場及下游市場 數據來源：東北證券，Yole 數據來源：東北證券，Yole 2.2. 汽車電動化趨勢擴容功率半導

42、體需求 汽車電動化趨勢確定，新能源車滲透率快速提升。汽車電動化趨勢確定，新能源車滲透率快速提升。在全球范圍內，多個國家提出凈零碳排放概念，各國對新能源汽車這一實現凈零碳排放的重要途徑給予大量的政策支持、政府補貼，加之技術進步、成本降低等的客觀條件得到滿足，新能源車的產銷量得到極大幅度的提高。根據 EV Volume 披露的數據，2021 年全球新能源車銷量達 650 萬臺，同比增長 108%。 15 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 圖圖 25：全球新能源汽車銷量：全球新能源汽車銷量 數據來源：東北證券，EV Volume IGBT 被稱為電力電子裝置的被稱為電力電子裝置的“CPU

43、”。 IGBT 是新能源車中核心的功率控制器件。 在新能源汽車充電時， IGBT 將車載充電機中 220V 標準交流電轉換成電池所需的直流電， 在行駛狀態下， IGBT 再將逆變器中電池輸出的直流電轉換成交流電供給電機。除此之外， IGBT 在新能源車空調變頻、 轉向助力系統、 電池管理中也扮演著重要的角色。據統計，燃油車內置 IGBT 模塊數量在 2 至 3 顆，混動型汽車的 IGBT 數目為 90 顆，純電動車需要內置 120 顆 IGBT。新能源汽車整車成本構成中，電機驅動成本約占 15%-20%，而 IGBT 占電機驅動成本的 50%左右。 圖圖 2：IGBT 在新在新能源車中的應用能

44、源車中的應用 數據來源：東北證券，比亞迪 汽車電動化趨勢帶動單車功率半導體價值量顯著提升汽車電動化趨勢帶動單車功率半導體價值量顯著提升。根據英飛凌和 Strategy Analytics 的最新數據，傳統汽車單車半導體價值量平均為 490 美元，輕型混合動力汽車（MHEV） 、完全混合動力汽車（FHEV） 、插電式混合動力汽車（PHEV）/純電動汽車（BEV）的單車半導體價值量分別為 600 美元、890 美元和 950 美元，其中相對傳統汽車，單車半導體價值增量主要貢獻來自于功率半導體。拆分新增功率半 16 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 導體價值量來看， 75%由逆變器貢獻，

45、 25%由車載充電機、 電池管理系統等其他應用貢獻。 圖圖 26：不同車型不同車型半導體價值量以及增量半導體價值量以及增量功率半導體功率半導體主要來源主要來源 數據來源：東北證券，英飛凌，Strategy Analytics 2.3. 光伏/風電/儲能/工控/變頻家電等多需求驅動功率半導體需求增長 全球多國布局新能源發電，光伏全球多國布局新能源發電，光伏、風電、風電、儲能持續增長。、儲能持續增長。在全球“碳中和”目標、清潔能源轉型、 綠色復蘇等政策的推動下， 光伏、 風電裝機量持續增長。 根據 CPIA 的預測，樂觀情況下全球光伏裝機容量有望在 2025 年達到 330GW。為了彌補綠電的不穩

46、定性和間歇性，就需要將多余的電能儲存起來，在合適的時間釋放，因此，儲能也逐漸受到許多國家的重視。 圖圖 27：全球光伏新增裝機量預測全球光伏新增裝機量預測 圖圖 28：我國光伏新增裝機量預測：我國光伏新增裝機量預測 數據來源：東北證券，CPIA 數據來源：東北證券，CPIA IGBT 是是光伏、風電、儲能光伏、風電、儲能中的重要組成器件。中的重要組成器件。光伏逆變器可以將光伏組件所產生的直流電轉換為可以并入電網需要的交流電。而儲能變流器傳輸的電能方向是雙向的：儲能變流器既參與光伏組件及公共電網對電池的充電過程，又參與電池對家用 17 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司深度公司深度 負載供電、對電

47、網送電的電能調節過程。風電變流器將風電進行整理輸出，有助于優化風力發電系統的運行、實現寬風速范圍內的變速恒頻發電、改善風機效率和傳輸鏈的工作狀況、減少發電機損耗、提高運行效率、提升風能利用率。IGBT 等功率器件作為光伏逆變器、 風電變流器及儲能變流器的核心組成器件， 對電能起到整流、逆變等作用，以實現新能源發電的交流并網、儲能電池的充放電等功能。 圖圖 29：功率半導體在光伏中的應用功率半導體在光伏中的應用 數據來源：東北證券，MIR 睿工業，公開資料整理 圖圖 30：IGBT 在風電中的應用在風電中的應用 圖圖 31：IGBT 在儲能中的應用在儲能中的應用 數據來源：東北證券，公開資料整理

48、 數據來源：東北證券，英飛凌 相對傳統能源行業， 功率半導體在相對傳統能源行業， 功率半導體在光伏、 風電、 儲能光伏、 風電、 儲能單位裝機中的價值量增長明顯。單位裝機中的價值量增長明顯。根據英飛凌數據，石油、核能、氫能不需要使用功率半導體，而風電、光伏、儲能裝機中，功率半導體的價值量分別為2000-3500/MW、2000-5000/MW 和2500-3500/MW， 其中陸上、 海上風電功率半導體價值量分別為2000-3250/MW、 3250-3500/MW， 光伏組串式、 集中式逆變器分別為2500-5000/MW、 2000-3000/MW。 18 / 35 士蘭微士蘭微/ /公司

49、深度公司深度 表表 4：光伏、風電、儲能功率半導體價值量：光伏、風電、儲能功率半導體價值量 石油等石油等 風電風電 光伏光伏 儲能儲能 - 陸上風電 海上風電 組串式逆變器 集中式逆變器 - 功率功率 - 1MW-6MW 3MW-14MW 1KW-200KW 600KW-1250KW - 功率半導功率半導體價值量體價值量 0 2000-3250/MW 3250-3500/MW 2500-5000/MW 2000-3000/MW 2500-3500/MW 數據來源：東北證券，英飛凌 隨著產業升級，對工控的功耗要求越來越高，工業功率半導體市場持續增長。隨著產業升級，對工控的功耗要求越來越高，工業功

50、率半導體市場持續增長。從我國目前全社會用電結構中來看，工商業用戶耗電量約占 80%，其中電機耗電為用電終端中占比最大的部分，約占工業用電的 75%，全國總耗電的 60%。功率半導體在工業領域實現節能降耗最典型的應用是變頻器。變頻器能夠對運行狀態下設備的電流頻率進行調節，從而降低設備的用電能耗，尤其在風機和泵類，節能效果可以在50%以上。逆變式弧焊電源，又稱弧焊逆變器，是一種新型的焊接電源。這種電源一般是將三相工頻（50 赫茲）交流網路電壓，先經輸入整流器整流和濾波，變成直流，再通過大功率開關電子元件（IGBT）的交替開關作用，逆變成幾千赫茲至幾萬赫茲的中頻交流電壓，同時經變壓器降至適合于焊接的