1、2021 年深度行业分析研究报告 3/ 31 正文目录正文目录 一、一、 国内国内 IGBT 执牛耳者，斯达半导如日方升执牛耳者，斯达半导如日方升.6 1.1 公司自成立以来，持续深耕于 IGBT领域 . 6 1.2 IGBT模块是主心骨，直销锁定大客户 . 7 1.3 毛利率高于同行，盈利能力持续向好 . 11 1.4 核心团队产业经验积累深厚，公司技术水平领先. 12 二、二、 IGBT 下游需求多点开花，国产替代扬帆起航下游需求多点开花，国产替代扬帆起航 .14 2.1 电力电子行业的“CPU”，IGBT大有可为 . 14 2.2 IGBT市场空间广阔，行业集中度高. 18 2.3 下游

2、多重需求旺盛，新能源市场蒸蒸日上. 19 2.4 国内供需缺口巨大，国产替代成主旋律 . 22 三、三、 新能源接棒，有望助力公司换挡提速新能源接棒，有望助力公司换挡提速 .23 3.1 凭借“本土化+先发优势+品牌和规模效应”，塑造国产 IGBT之光 . 23 3.2 开拓新市场新客户，新能源将助力换挡提速 . 24 3.3 自研芯片比例持续提升，成本和供应链将获双重保障 . 25 3.4 前瞻性布局 SiC，占据第三代半导体制高点 . 26 四、四、 盈利预测及估值盈利预测及估值分析分析.27 4.1 基本假设 . 27 4.2 盈利预测 . 28 4.3 估值分析 . 28 4/ 31

3、图表目录图表目录 图表 1 斯达半导发展历程. 6 图表 2 公司股权结构 . 7 图表 3 公司主营业务模式. 8 图表 4 公司业务流程 . 8 图表 5 公司历年营收及归母净利润 . 9 图表 6 2020 年公司分产品营收占比及对应毛利率 . 9 图表 7 2020 年公司分地区营收结构 . 9 图表 8 公司历年分应用领域营收结构 . 10 图表 9 IGBT模块平均单价. 10 图表 10 IGBT模块产销率. 10 图表 11 公司基本财务指标概览. 10 图表 12 公司毛利率与同行对比(%) . 11 图表 13 公司期间费用率（%） . 11 图表 14 公司净利率与同行对

4、比(%) . 12 图表 15 公司净资产收益率-加权与同行对比(%). 12 图表 16 公司研发费用及占营业收入比重 . 12 图表 17 公司核心技术情况 . 13 图表 18 公司核心技术发展历程. 13 图表 19 功率半导体的用途 . 14 图表 20 功率半导体主要分类 . 14 图表 21 2019 年功率半导体市场份额情况. 14 图表 22 功率半导体发展路径 . 15 图表 23 不同功率器件的应用领域 . 15 图表 24 IGBT单管、模块和 IPM 技术特性比较. 16 图表 25 IGBT按照电压等级分类. 16 图表 26 功率半导体和标准 CMOS 的价值链分

5、布. 17 图表 27 全球 IGBT市场规模（亿美元）. 18 图表 28 中国 IGBT市场规模（亿元） . 18 图表 29 IGBT细分市场竞争格局. 19 图表 30 IGBT在电动汽车中的应用 . 19 图表 31 传统汽车与新能源汽车中半导体价值量比较（美元） . 20 图表 32 中国新能源汽车销量统计（万辆） . 20 图表 33 中国新能源汽车 IGBT市场规模（亿元） . 20 图表 34 中国光伏和风力发电装机容量（GW） . 21 图表 35 中国新能源发电 IGBT市场规模预测（亿元）. 21 图表 36 全球工业控制 IGBT市场规模（亿元）. 21 5/ 31

6、图表 37 中国变频器行业市场规模（亿元） . 21 图表 38 中国家用空调出货量（万台）及变频空调渗透率 . 22 图表 39 中国 IGBT市场供需及自给率情况 . 22 图表 40 英飞凌产品货期及价格趋势 . 25 图表 41 公司自研芯片数量和金额及占比 . 25 图表 42 SiC 功率器件应用领域 . 26 图表 43 全球 SiC 功率半导体市场规模（亿美元） . 26 图表 44 SiC 与其他硅基功率器件适用范围差异. 27 图表 45 SiC 功率器件发展路线图及下游公司 . 27 图表 46 公司财务预测简表 . 28 图表 47 公司与可比公司估值对比 . 28 6

7、/ 31 一、一、 国内国内 IGBT 执牛耳者执牛耳者，斯达半导，斯达半导如日方升如日方升 1.1 公司自成立以来，持续公司自成立以来，持续深耕深耕于于 IGBT 领域领域 公司成立于 2005年，2020年在上交所主板上市，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。 公司自创业初期就专注于以 IGBT为主的功率半导体芯片和模块的设计研发和生产， 主要从事 IGBT芯片和 FRD 芯片的设计和工艺以及 IGBT模块的设计、制造和测试，主营业务及主要产品始终未变。经过十余年的发展，目前公司已经 成长为国内 IGBT领域的高科技龙头企业。具体来看，公司的整个发

8、展历程经历了三个阶段： （1）初创开拓期（2005-2011 年） ：公司成立之后就一直致力于 IGBT模块领域。设立初期，公司的 IGBT模块产品主要用 于工业电焊机和变频器，模块产品凭借可与国外同类产品相比拟的优异性能、专业的售后服务、对产品质量的严格把关迅速 打开销售市场，填补了国内 IGBT市场空白。公司通过产品推广、展会等多种推广模式进行产品宣传，积极进行产品品牌建 设，提升产品知名度和市场声誉。2008 年，公司在慕尼黑上海电子展上展出 IGBT 模块系列，已拥有全国各地 200 多家客 户。2010 年，公司被推荐为“电焊机行业十二五规划优秀企业” 。 （2）快马加鞭追赶期（20

9、12-2015 年） ：公司不断提升自主研发水平，加速追赶国际巨头。2012年，公司独立研发出 NPT 型 IGBT芯片并成功实现量产，IGBT领域专利数全国第一。2012年，市场上出现了公司 IGBT模块的假冒仿造品，在某种 程度上说明了市场需求的真实性。2013 年，公司成立专业研发生产车用功率模块和汽车电子的上海道之，开始布局汽车领 域。2014年，公司成立欧洲子公司，实施全球化战略；根据 IHS Markit的数据统计，2014年公司 IGBT模块全球市场占有 率排名 13，中国市场排名第 6，是国内 IGBT最大的国产厂家。2015 年，公司独立研发出FS Trench 型 IGBT

10、芯片。 （3）产品完善和转型阶段（2016-至今） ：2016年，FS Trench型 IGBT芯片成功实现量产；同年，公司首次进入全球功率 模块市场排名前十，位列第九。2018年，公司量产出所有型号的 IGBT、FRD芯片；同年，公司在全球 IGBT模块市场排名 第 8。2020年，公司在上交所上市；同年，公司与宇通客车合作开发基于 SiC技术的商用车电机控制器系统解决方案。2021 年，公司与华虹携手打造的车规级 12 英寸 IGBT芯片规模量产，已通过终端车企产品验证。 图表图表1 斯达半导斯达半导发展历程发展历程 资料来源：公司官网、公司公告，平安证券研究所 7/ 31 实控人持股比例

11、较高，公司股权结构较为集中且稳定。沈华、胡畏夫妇通过香港斯达合计有公司 44.54%的股份，是公司实 际控制人。沈华先生是公司创始人兼董事长和总经理，于 1995 年获得美国麻省理工学院材料学博士学位，1995 年 7 月至 1999 年 7 月任西门子半导体部门（英飞凌前身）高级研发工程师，1999年 8 月至 2006年 2月任 XILINX公司高级项目经 理。 沈华先生为公司的核心技术人员， 是公司实现 IGBT 产品产业化的核心人物。 胡畏女士是公司创始人兼董事、 副总经理， 于 1994年获美国斯坦福大学工程经济系统硕士学位，1994年至 1995年任美国汉密尔顿证券商业分析师，19

12、95年至 2001 年任美国 Providian Financial公司市场总监、执行高级副总裁助理、公司战略策划部经理。此外，富瑞德投资系公司员工持 股平台，用于员工激励以维持核心团队的稳定，持股比例达 5.43%，涉及多名核心员工。 图表图表2 公司股权结构公司股权结构 资料来源：Wind，平安证券研究所 公司下设各子公司的业务定位及资源配置情况如下： 浙江谷蓝主要从事半导体分立器件销售；嘉兴斯达微电子主要从事半导 体分立器件制造和销售、 集成电路芯片设计、 产品制造及销售， 是公司募投项目 高压特色工艺功率芯片研发及产业化项目 、 SiC 芯片研发及产业化项目的实施主体；嘉兴斯达电子主要

13、从事 IGBT 模块销售业务；上海道之科技有限公司于 2013 年 1月在上海市嘉定区新能源汽车及关键零部件产业基地设立，旨在加快新能源汽车 IGBT模块的研发与生产，进一步扩大 公司在新能源汽车领域的市场份额，主营业务是新能源汽车 IGBT 模块的生产与销售，2021 年上半年营业收入 35,186.19 万元（营收占比 48.94%） ，净利润 4,648.89 万元；斯达欧洲主要从事国际业务的拓展和前沿功率半导体芯片及模块的设计 和研发。 1.2 IGBT 模块是主心骨，直销锁定大客户模块是主心骨，直销锁定大客户 公司长期致力于 IGBT、FRD 等功率芯片的设计和工艺以及 IGBT、M

14、OSFET、SiC 等功率模块的设计、制造和测试。公司 的 IGBT模块型号齐全，在工业控制及自动化、新能源汽车、电机节能、光伏发电、风能发电、白色家电等诸多领域都有广 泛应用。2021 年上半年，IGBT 模块的销售收入占公司主营业务收入的 95%以上，是公司的主要产品。在销售模式上，公 司主要采取以直销为主的方式，主要客户均为国内外大型企业，下游典型客户包括英威腾电气、汇川技术、众辰电子、巨一 动力、上海电驱动、合康新能等。 8/ 31 图表图表3 公司公司主营主营业务业务模式模式 资料来源：斯达半导，平安证券研究所 公司具备自主研发设计国际主流 IGBT芯片和 FRD芯片的能力和先进的模

15、块设计及制造工艺水平， 全面实现了 IGBT和 FRD 芯片及模块的国产化，是国内 IGBT行业的领军企业。根据 IHS Markit的数据显示，2019年公司在全球 IGBT模块市场排 名并列第七，市场占有率 2.5%，是唯一进入全球前十的中国企业。 IGBT模块的生产环节主要分为芯片和模块设计、芯片制造、模块制造封装三个阶段。目前公司用于 IGBT模块生产的 IGBT 芯片和 FRD 芯片部分来自外购的芯片，部分来自自主研发设计并委托代工厂加工生产的芯片。公司具备独立的模块自动化 封装、测试等技术生产能力，且具有 IGBT芯片设计能力，但自身不涉及芯片制造业务。 图表图表4 公司公司业务流

16、程业务流程 资料来源：斯达半导，平安证券研究所 9/ 31 在阶段一芯片和模块设计环节，公司根据客户对功率芯片关键参数的需求进行 IGBT、FRD 等功率芯片的设计，设计出符合 客户性能要求的芯片；根据客户对电路拓扑及模块结构、尺寸型号等的要求，结合功率模块的电性能以及可靠性标准，设计 出满足其性能要求的功率模块。 在阶段二芯片制造环节，公司根据阶段一完成的芯片设计方案委托第三方晶圆代工厂如上海 华虹、上海先进等外协厂代为加工制造芯片，并在外协过程中负责芯片设计和工艺制作流程。在阶段三模块生产环节，公司 将单个或多个外购或外协加工的 IGBT、FRD 等功率芯片和 DBC、散热基板等原材料通过

17、芯片贴片、回流焊接、铝线键合 等生产环节封装在绝缘外壳内，生产出符合标准的功率模块。 目前公司计划通过非公开发行股票的方式募资 35 亿用于 6 英寸晶圆产线投建和扩充模块产能已获批准，其中 20 亿用于高 压特色工艺芯片及 SiC 芯片研发及产业化，项目达产后预计将形成年产 36 万片芯片的产能，意在将产品结构向高压 IGBT 领域扩展，在 3300V 以上的轨交和电网领域采用 IDM 模式，与现有产品结构和业务模式形成互补。 得益于 IGBT 市场规模的持续增长以及公司行业地位和市场份额的提升，近年来公司的营收和归母净利润均保持快速增长， 且净利润增速高于营收增速。 2021年上半年， 公

18、司实现营业收入 7.19亿元， 同比增长 72.62%； 实现归母净利润 1.54亿元， 同比增长 90.88%；实现扣非净利润 1.42亿元，同比增长 105.13%。2020年，公司实现营业收入 9.63亿元，较 2019年同 比增长 23.55%，实现归母净利润 1.81 亿元，较2019 年同比增长 33.56%。 图表图表5 公司公司历历年营收及归母净利润年营收及归母净利润 资料来源：斯达半导，平安证券研究所 从营收结构上来看，IGBT模块是核心产品， 贡献了绝大多数的营收， 2020年对应的毛利率达到近 32%， 高于其他产品 21% 不到的毛利率。分地区来看，除了中国大陆，亚洲地

19、区是主要市场，市场占比高达 97.82%。从下游应用领域来看，其中工 控占比最大， 但随着新能源领域的营收快速增长， 工控占比逐渐下降。 新能源作为未来主要发力方向， 占比从 2016年的 11.97% 明显提升至 2021 年 H1 的 25.56%，公司已成功跻身于国内汽车级 IGBT模块的主要供应商之列。 图表图表6 2020 年公司分产品营收占比及对应毛利率年公司分产品营收占比及对应毛利率 图表图表7 2020 年公司分地区营收结构年公司分地区营收结构 资料来源：斯达半导，平安证券研究所 资料来源：Wind，平安证券研究所 10/ 31 图表图表8 公司公司历年分应用领域历年分应用领域

20、营收营收结构结构 资料来源：斯达半导，平安证券研究所 在 ASP 方面，公司产品的平均售价基本保持稳定。由于产品规格不同，种类已达千余种，不同产品的性能、参数要求有所 差异，因而价格在几十元到几千元不等，年度 ASP 的波动主要源自当年所销售产品结构的变动。在销量方面，整体看来， 由于近年来 IGBT市场的持续升温，公司的产销率保持在较高水平。 图表图表9 IGBT 模块平均单价模块平均单价 图表图表10 IGBT 模块产销率模块产销率 资料来源：斯达半导，平安证券研究所 资料来源：斯达半导，平安证券研究所 图表图表11 公司基本公司基本财务指标概览财务指标概览 财务指标 2021H1 202

21、0 2019 营收增幅 72.62% 23.55% 15.41% 归母净利润增幅 90.88% 33.56% 39.83% 毛利率 34.42% 31.56% 30.61% 期间费用率 9.90% 12.04% 13.27% 销售费用率 1.13% 1.55% 1.96% 管理费用率 2.54% 2.63% 3.06% 财务费用率 0.02% -0.14% 1.32% 研发费用率 6.21% 8.00% 6.93% 资产负债率 20.10% 18.81% 35.34% 应收账款占比 43.25% 25.96% 27.86% 11/ 31 净营业周期 122.35 天 152.48 天 143.

22、35 天 固定资产占比 20.06% 20.63% 28.49% 净资产收益率（加权） 12.62% 17.31% 27.23% 净利率 21.47% 18.80% 17.42% 资产周转率 0.48 0.84 0.98 财务杠杆 1.25 1.23 1.55 总资产增长率 10.88% 65.70% 18.78% 经营性现金流/净利润 0.94 -0.69 0.65 资料来源：wind，平安证券研究所 从基本财务指标来看， 公司的利润增速明显超过营收增速， 一方面是源于毛利率的提升， 另一方面是来自期间费用率的下降。 公司定位于功率半导体中高端的 IGBT领域，毛利率是其竞争能力最直接的体现

23、，并且营业成本中芯片占比较大，营业成本 的波动需要重点关注，因此毛利率是公司最为重要的指标之一。 从期间费用率结构来看，销售费用率较低，说明生意在获取客户方面并不依赖大量的营销或者复杂的销售网络，客户维护成 本不高，这与公司的大客户大订单生意特性相吻合，公司采取直销模式并且前五大客户营收占比在 30%以上。经营性现金 流和应收账款占比也佐证了这一点，公司经营性现金流净额不及净利润，且应收账款占比较重。研发费用率在整个费用支出 中占比最大，说明产品具有一定技术密集特征，需要持续较高强度的研发。 公司的净资产收益率达到 15%以上， 这对于制造业公司而言已经较高， 说明经营的质量和盈利水平较高，

24、2021年增发后 ROE 将有所下降。从公司的生意特性来看，当前公司的财务杠杆并不高，未来资产负债率仍有提升空间，资产周转率也有一定提 升余地。 1.3 毛利率高于同行，盈利能力毛利率高于同行，盈利能力持续向好持续向好 得益于 IGBT的高门槛所带来的产品附加值， 公司的毛利率水平在国内同行中领先， 尽管与国际巨头英飞凌仍存在一定差距， 但是一直保持稳中有升的态势。2021年上半年，公司的毛利率已提升至 34.15%，相比 2020年增加了 2.82 pct。这主要是 源于公司自研 IGBT芯片比例提升和产销规模扩大带来的生产成本降低以及在新能源汽车领域销售额及占比提升带来的产品 结构变化。

25、在费用端，虽然费用规模在逐年增长，但是随着管理效率的提升以及营收的快速增长，公司的期间费用率在不断降低，从 2016 年的 21.5%大幅下降至 2021H1 的 9.9%，下降比例过半。2021年上半年，公司的销售费用率、管理费用率、财务费 用率、研发费用率分别为 1.13%、2.54%、0.02%、6.21%，较同行业可比公司相对较低。 图表图表12 公司公司毛利率与同行对比毛利率与同行对比(%) 图表图表13 公司期间费用率（公司期间费用率（%） 资料来源：Wind，平安证券研究所 资料来源：Wind，平安证券研究所 12/ 31 在毛利率和期间费用率的持续优化下，公司的净利率也得以持续

26、攀升，显著高于同行。同时，除了 2020年上市导致资产大 幅增长引起净资产收益率有所下降之外，公司的净资产收益率也始终领先于同行，近年来保持在高位，可达到 20%以上， 表明公司对于资本的利用效率较高，盈利能力持续向好。 图表图表14 公司净公司净利率与同行对比利率与同行对比(%) 图表图表15 公司净资产收益率公司净资产收益率-加权加权与同行对比与同行对比(%) 资料来源：Wind，平安证券研究所 资料来源：Wind，平安证券研究所 1.4 核心团队产业经验积累深厚，公司核心团队产业经验积累深厚，公司技术技术水平领先水平领先 在人才方面，公司核心管理层拥有多年功率半导体从业经验积累，产业背景

27、深厚。董事长沈华先生是海归派，具有国际化视 野，有多年 IGBT相关技术研发及生产管理经验，负责把控公司战略；技术副总裁汤艺女士有多年的 IGBT芯片技术研发及 管理经验，负责公司 IGBT芯片技术的研发工作；研发部总监刘志红先生一直从事模块设计开发工作，拥有丰富的模块技术 研发以及实践经验，负责公司模块封装技术的研发工作；工艺部总监胡少华先生一直从事模块制造工艺的开发工作，在模块 制造工艺方面有丰富的行业经验和技术积累； 斯达欧洲总经理 Peter Frey 曾担任赛米控董事会成员、 国际销售总经理、总运 营官等职务，在 IGBT领域有着二十余年的丰富经验。 公司培养、组建的国际型技术研发团

28、队具备丰富的产业化经验，在半导体技术、电力电子、控制、材料、力学、热学、结构 等多学科具备了雄厚的技术积累。同时，公司研发团队在不断壮大，人才结构持续优化。截止 2020 年 12 月，公司的研发 人员数量由 2019年 145人增长至 194人，研发人员占比由 22.55%提升到 27.4%，占比提升趋势明显，为公司技术水平的 提升奠定了良好的基础。公司管理团队及核心研发人员在功率半导体尤其是 IGBT领域具有丰富的研发经验和产业背景，能 引领公司走在行业技术水平前沿。 图表图表16 公司研发费用及占营业收入比重公司研发费用及占营业收入比重 资料来源：Wind，平安证券研究所 在研发投入方面

29、，公司以生产促研发，将开发新产品、新技术为公司的主要工作，持续大幅度地增加研发投入，推进产品和 13/ 31 技术的创新升级，研发支出逐年递增。2020 年，公司研发费用达到 7706.66 万元，同比增长 42.73%，占营业收入的比重 为 8%，保持在较高的水平，未来公司将持续进行研发投入，以确保公司能保持技术先进性和提升创新能力。 在核心技术方面，公司自成立以来一直以技术发展和产品质量为公司之根本，在 IGBT领域持续深耕，具备深厚的技术成果 积淀， 且核心技术均为自主研发创新， 具备独立自主的知识产权。 经过多年的技术经验积累， 公司已成功申请了 99项专利， 其中包括 28 项发明，

30、自主掌握了IGBT芯片和 FRD 芯片、大中小功率模块、车用模块、SiC 模块的多项核心技术。 图表图表17 公司公司核心技术情况核心技术情况 核心技术 技术来源 成熟程度 IGBT 芯片及快恢复二极管芯片相关技术：IGBT 芯片场 终止设计、IGBT 芯片高压终端环设计、超薄片工艺 自主研发 已实现大规模量产 大功率模块：大功率半导体器件的串并联技术及动静态 均流均压技术，基板预弯补偿技术，多 DBC 并联技术 自主研发 已实现大规模量产 小功率模块：真空氢气无气孔焊接技术，温度场分布仿 真技术，无基板技术，接插件技术，芯片表面键合技术 自主研发 已实现大规模量产 工业级中等功率模块： IG

31、BT 模块的电磁场分布仿真及结 构设计技术，金属端子外壳插接和注塑技术 自主研发 已实现大规模量产 车用模块：超声波焊接端子技术，金属端子注塑技术， 基板集成散热器技术 自主研发 已实现大规模量产 碳化硅模块：银浆烧结技术、铜线键合技术 自主研发 已实现批量生产 资料来源：斯达半导，平安证券研究所 值得关注的是，公司已经成功自主研发设计出全系列的 IGBT 芯片和 FRD 芯片，并且均已实现量产，成功应用于大功率工 业级和车规级模块，打破了国内 IGBT 模块依赖进口芯片的被动局面。目前仍对外采购的 IGBT 芯片和 FRD 芯片也均能够 被自主研发设计的芯片替代， 芯片自给率已过半。 201

32、5年， 公司成功独立研发出了对标英飞凌 FS-Trench型的 IGBT芯片， 与市场主流的进口芯片性能相当，具备替代进口芯片的能力并于 2016 年底实现量产，到 2018 年底公司已量产所有型号的 IGBT 芯片。2021 年上半年，公司基于第七代微沟槽技术的新一代车规级 650V/750V IGBT 芯片已经研发成功，预计将于 2022 年开始批量供货。 图表图表18 公司公司核心技术发展历程核心技术发展历程 资料来源：斯达半导，平安证券研究所 14/ 31 二、二、 IGBT 下游需求多点开花，国产替代下游需求多点开花，国产替代扬帆起航扬帆起航 2.1 电力电子行业的“电力电子行业的“

33、CPU” ，IGBT 大有大有可可为为 2.1.1IGBT 是增长最强劲的功率半导体器件，是增长最强劲的功率半导体器件，模块市场占比最大模块市场占比最大 功率半导体又被称为电力电子器件，是电子装置电能转换与电路控制的核心，其本质是利用半导体的单向导电性实现电源开 关和电力转换的功能，从发电、输电、变电、配电到用电，电力电子技术通过对电能的变压、逆变、整流、斩波、变频、变 相等，将发电端的“粗电”变成用电端的“精电”以供使用，可以提高能量转换效率，减少功率损失。 图表图表19 功率半导体的用途功率半导体的用途 资料来源：宏微科技招股书，平安证券研究所 功率半导体主要分为功率分立器件和功率 IC两

34、大类，功率 IC是由功率分立器件加上保护电路和驱动电路组成的。其中功率 分立器件主要包括二极管、晶闸管、BJT、MOSFET、IGBT等产品；功率 IC可分为 DC/DC、AC/DC、电源管理 IC、驱动 IC 等。根据智研咨询的数据显示，功率 IC 在 2019 年功率半导体市场中份额占比过半，是最大的市场；MOSFET和 IGBT 份额占比分别为 16.4%和 12.4%。据 IHS Markit预测，MOSFET和 IGBT将成为近 5 年增长最强劲的半导体功率器件。 图表图表20 功率半导体主要分类功率半导体主要分类 图表图表21 2019 年功率半导体市场份额情况年功率半导体市场份额

35、情况 资料来源：华润微招股书，平安证券研究所 资料来源：智研咨询，平安证券研究所 15/ 31 功率半导体器件为了满足更广泛和复杂的应用场景和环境，种类从二极管逐渐拓展到 BJT、GTO，再到 MOSFET、IGBT， 从不可控型向全控型方向演进，发展路径清晰，同时功率密度、开关频率、损耗、集成度也在不断优化，相应的器件设计及 制造难度也随之提高。 图表图表22 功率半导体发展路径功率半导体发展路径 资料来源：艾睿电子，平安证券研究所 不同的功率半导体根据其器件特性分别适用于不同的功率、频率范围及应用领域，MOSFET 和 IGBT 门槛较高，也是目前 市面上主流的功率半导体器件。功率 MOS

36、FET具有导通电阻低、开关损耗小、工作频率快、驱动电路简单、热阻特性好等 优点，可广泛用于模拟电路和数字电路，适合于消费电子、5G通信、电动汽车、UPS电源等领域，是中小功率应用领域的 主流开关器件。IGBT 驱动功率小而饱和压降低，工作频率相较于 MOSFET 低，但能承受更高的电压和电流，成为高压、 大功率应用领域的主流开关器件，适合用于直流电压为 600V 及以上的变流系统，广泛应用于工业、电动汽车、轨道交通、 新能源发电、智能电网、航空航天等领域。 图表图表23 不同不同功率功率器件的应用领域器件的应用领域 资料来源：宏微科技招股书，平安证券研究所 16/ 31 IGBT是 Insul

37、ated Gate Bipolar Transistor的缩写，称为绝缘栅双极型晶体管，是由 BJT和 MOSFET组成的复合型电压驱 动式功率半导体器件，兼具 MOSFET的输入阻抗高、驱动功率小、开关速度快和 BJT的导通压降低、载流能力大、耐压高 双方面的优点，因此在中低频率、大功率电源中应用广泛，是目前主要的功率半导体器件。IGBT 作为一种新型功率半导体 器件，是电力电子技术第三次革命最具代表性的器件，能够在电路中精准调控，提高功率转换、传送和控制的效率，因此被 称为电力电子行业的“CPU” ，广泛应用于工业控制及自动化、新能源发电、新能源汽车、 电机节能、轨道交通、智能电网、 航空

38、航天、家用电器等诸多领域。 在实际应用中，IGBT可按照产品类型分为单管（分立器件） 、IGBT模块和智能功率模块 IPM三类，区别之处主要在于生产 制造技术和下游应用场景均有所差异，IGBT 单管、IGBT模块和 IPM 采用了不同的电路设计和封装技术。由于 IGBT 模块 的尺寸相对标准化，芯片间的连接也已在模块内部完成，因此和同容量的器件相比，具有体积小、重量轻、集成度高、可靠 性高、外接线简单、散热稳定等优点，在 IGBT应用市场中占比过半。 图表图表24 IGBT 单管、模块和单管、模块和 IPM技术特性比较技术特性比较 分类 产品图 产品介绍 生产制造技术 应用场景 IGBT 单管

39、 GBT 单管将单个 IGBT 芯片和 FRD 芯片采用 1 个分立式晶体管的形式封 装在铜框架上 采用环氧注塑工艺 主要应用于小功率家用电器、 分布式光伏逆变器及小功率变 频器 IGBT 模块 GBT 模块将多个 IGBT 芯片和 FRD 芯片通过特定的电路和桥接封装而 成，具有集成度高、可靠性高、安装 维修方便、散热稳定等特点 采用灌胶工艺 标准模块主要应用于大功率工 业变频器、电焊机、新能源汽车 （电机控制器、车载空调、充电 桩）等领域 IPM 模块 IPM 模块将 IGBT 芯片、 FRD 芯片、 驱动电路、保护电路、检测电路等集 成在同一个模块内，通过调节输出交 流电的幅值和频率控制

40、电机的转速实 现变频，是集自我保护功能于一体的 专用 IC 化高性能功率模块，具有封 装体积小、抗干扰能力强、应用便捷 等优点 采用环氧注塑工艺 主要应用于变频空调、 变频洗衣 机等白色家电 资料来源：比亚迪招股书、宏微科技招股书，平安证券研究所 按照电压范围，IGBT 又可分为低压中压高压几类，适用的应用领域有所不同。其中新能源汽车、工业控制、家用电器等使 用的 IGBT主要在中压范围，轨道交通、新能源发电和智能电网等使用的 IGBT主要在高压范围。 图表图表25 IGBT 按照电压等级分类按照电压等级分类 IGBT 电压等级 电压范围 应用领域 低压 600V 以下 一般用于消费电子等领域

41、 中压 600V-1200V 一般用于新能源汽车、工业控制、家用电器等领域 高压 1700V-6500V 一般用于轨道交通、新能源发电和智能电网等领域 资料来源：比亚迪半导体招股书，平安证券研究所 17/ 31 2.1.2 行业行业依赖于经验积累，最佳性能非芯片关键购买因素依赖于经验积累，最佳性能非芯片关键购买因素 IGBT核心技术为 IGBT芯片、FRD 芯片的设计和生产以及 IGBT模块的设计、制造和测试。 在芯片方面，IGBT 芯片由于需要工作在大电流、高电压、高频环境，对芯片的可靠性要求较高，同时芯片设计需综合多项 参数调整优化， 均衡开通关断、 抗短路能力和导通压降 （控制热量） 三

42、项关键性能指标， 不像数字芯片那样标准化程度较高， 因此依赖于工程师经验。芯片需要的生产设备也较多，设备工艺调试等相关工作经验也需要较长时间的摸索才能掌握。 在模块方面，由于 IGBT 模块内部集成度高，器件之间的间隔通常在毫米级，又需要能承受较大的电压、电流及恶劣环境， 因此在产品设计和制造时需要考虑机械结构、电路布局、散热、抗干扰、电磁兼容等多项指标要素，涉及电力机械、电子、 力学、热学、材料等多门学科的知识，还需要兼顾生产工艺的可行性。正是由于 IGBT模块工艺较为复杂，设计制造流程较 为繁琐，因此需要长时间的经验积累才能掌握生产工艺，生产出大批量可靠性、稳定性、一致性高的 IGBT模块

43、。 从技术发展历程来看，从 20世纪 80年代问世至今，IGBT芯片已经经历了 7次技术迭代升级，结构设计和制造工艺在持续 革新，技术方案不断演变，从平面穿通型（PT）到平面非穿通型（NPT） ，再到沟槽场截止型（FS-Trench） ，最后到微沟槽 场截止型 （MPT） ，芯片尺寸面积、工艺线宽、导通压降、 关断时间、功率损耗、 断态电压等各项指标在不断优化改良。IGBT 模块也因此得以减小体积，提高功率密度和开关频率，同时降低功率损失。 虽然功率半导体的技术发展是由应用领域的不断扩展和需求的不断变化而驱动的，但是其产品技术迭代周期长，生命周期可 达 5-10 年，且对工艺制程的要求也不高。

44、英飞凌作为行业先行者，虽然 2018 年已经推出了第 7 代微沟槽场截止型芯片， 但目前市场上应用最多的产品依然是 2007年推出的第 4代芯片。可见，芯片的性能和面积并非关键购买因素，符合应用场 景对产品规格参数需求的最具性价比的芯片才是客户在选择产品时的重点考量因素。 2.1.3 后端封装和应用后端封装和应用 know-how价值量高，价值量高，可靠性可靠性要求要求构筑客户认证构筑客户认证壁垒壁垒 功率半导体的价值链相比于标准 CMOS少了 IP核、 设计流、 软件三个要素， 以前端制造、 后端封装以及应用和系统 know-how 为主要价值要素。 即功率半导体的产品差异主要来源于基于行业

45、 know-how的设计能力、 前端晶圆制造的工艺水平以及后端 芯片封装工艺水平，三者共同决定了量产能力。IGBT 模块相对功率分立器件，其后端封装以及应用和系统理解能力比重更 大。 图表图表26 功率半导体和标准功率半导体和标准 CMOS的价值链分布的价值链分布 资料来源：英飞凌，平安证券研究所 封装是芯片到应用的重要一环，多个芯片并联集成封装成模块可满足更高功率的需求，因而 IGBT模块后端封测价值量占比 较高，在 45%以上。由于 IGBT模块集成度高，内部电路拓扑结构复杂，需要工作在高电压、大电流、高温、高湿等各种恶 劣的环境中，对产品的可靠性和质量稳定性要求较高，其最终性能除受芯片影

46、响外，模块的外形、内部芯片布局布线和封装 水平对模块参数和性能都会产生较大影响，将直接影响到产品的质量和成品率。例如，工作温度越高，不但会引起器件性能 18/ 31 下降，还会因为不同封装材料的热膨胀系数失配以及界面处的热应力引起可靠性问题。赛米控和威科电子依靠外购芯片并封 装成模块的业务模式在 IGBT模块市场占据全球前列，也展示了封装水平对 IGBT模块的重要性。 由于 IGBT和下游应用结合紧密，研发人员往往需要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，因此应用和 系统的理解能力很大程度上取决于上下游的协同紧密程度。比亚迪通过自建芯片并供给自身整车厂使用来积累系统应用 know

47、-how；时代电气也是很早就收购了英国 dynex，将其技术吸收，在轨交市场核心器件和系统应用同时抓，并将制造高 铁 IGBT的经验转移到汽车上，建成国内首条 8英寸车规级 IGBT芯片生产线还布局电驱产品；斯达则是通过汇川技术、上 海电驱动之类的第三方渠道熟悉下游应用环境，产业链协同助力提高产品品质同时降低成本。 而 IGBT 的高可靠性和稳定性恰好构筑了行业的核心壁垒客户认证。IGBT多用在高压大电流场合，是下游客户产品中 的关键零部件，对可靠性要求较为严苛。以新能源汽车为例，车规级半导体的工作温度为-40-155 度，温度范围大于消费电 子，同时要承受高振动、电磁干扰等恶劣环境，有更长的

48、使用寿命或行驶里程要求，安全性要求极高。IGBT 模块供应商为 进入客户供应链，不仅会综合评定供应商的实力，还会评估供应商上游的供应商，而且需要首先通过下游电控厂和整车厂长 达 1-2年左右的车规级验证周期，经过较长时间的产品测试认证、试用、失效分析，在确保安全性、可靠性等必备要素的基 础上才有望大批量放量，转换成本高，因此客户认证成为企业竞争的核心要素。 2.2 IGBT 市场空间市场空间广阔广阔，行业集中度高行业集中度高 根据 IHS Markit报告，2018年全球 IGBT市场规模约为 62亿美金，2012年-2018 年 CAGR达 11.65%。中国 IGBT市场规 模增速快于全球

49、，根据智研咨询数据，2019年中国 IGBT市场规模约为 155亿元，2012年-2019年 CAGR 为 14.52%。集 邦咨询预测，受益于新能源汽车和工业领域的需求大幅增加，中国 IGBT市场规模将持续增长，2025年中国 IGBT市场规模 将达到 522 亿人民币，是细分市场中发展最快的半导体功率器件。 图表图表27 全球全球 IGBT市场规模市场规模（亿美元）（亿美元） 图表图表28 中国中国 IGBT市市场场规模规模（亿元）（亿元） 资料来源：IHS Markit，平安证券研究所 资料来源：智研咨询，平安证券研究所 然而，由于 IGBT对设计及工艺要求较高，国外起步早且设备工艺经验

50、丰富，而国内企业产业化起步较晚，且缺乏相应的技 术人才和工艺基础，核心芯片依赖于进口，长期受制于人，导致国内企业发展缓慢。目前 IGBT市场仍长期被国外巨头所垄 断，行业集中度较高。不管从市场份额占比还是营收体量来看，排名第一的英飞凌以绝对优势稳居第一。细分来看，根据英 飞凌的数据统计，2019年 IGBT分立器件全球市场规模为 14.4亿美元，英飞凌以 32.5%的市场占有率占据领先地位，其次 分别是富士、安森美、东芝和三菱，CR5 约 63.9%；2019年 IGBT模块全球市场规模为 33.1亿美元，英飞凌以 35.6%的市 场占有率占据领先地位，其次分别是三菱、富士、赛米控和威科电子，