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电子行业2022年度策略:能源变革奏响电子行业新篇章-211130(37页).pdf

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电子行业2022年度策略:能源变革奏响电子行业新篇章-211130(37页).pdf

1、 证券研究报告 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明 table_research 行业深度行业深度报告报告电子电子 2021 年年 11 月月 30 日日 table_main 2022 年度年度策略策略: 能源变革能源变革奏响电子行业新篇章奏响电子行业新篇章 电子行业电子行业 推荐推荐 维持维持评级评级 核心观点:核心观点: 能源转换能源转换、 科技智能化变革科技智能化变革双轮驱动双轮驱动, 电子行业充分受益电子行业充分受益 全球达成 碳中和共识,世界能源发展进入向清洁能源转换的新阶段。能源转换 与科技变革互相推动,全球科技已经进入向智能化发展的变革期。能 源、科技变革推动工业

2、、汽车、消费终端等领域的电动化、智能化升 级,为电子信息产业打开了新的成长空间,相关零部件有望充分受益。 功率半导体:功率半导体:能源变革能源变革与数字化的纽带,与数字化的纽带,行业迎黄金发展期行业迎黄金发展期 国内 IGBT 行业 2020 年市场规模 200 亿元,预计 2023 年达到 291 亿元,复 合增速 15%。 IGBT 目前国产化率仍然较低,从去年下半年以来出现明 显供不应求,国内产品迎来验证导入的黄金期。除了工控产品加速替 代海外产品外,斯达半导、中车时代电气等公司车规级产品验证都取 得了较大进展,并在光伏方面也已实现部分供货。部分国内厂商将于 今年下半年或明年推出对标英飞

3、凌 7 代产品,加速追赶海外龙头。建建 议关注议关注斯达半导、斯达半导、士兰微、闻泰科技等士兰微、闻泰科技等。第三代半导体能量损失小, 是能源变革期半导体材料发展的主要方向。建议关注建议关注三安光电三安光电等等。 LED:助力碳中和,助力碳中和,Mini LED 迎来爆发迎来爆发 LED 照明相较白炽灯节能 80%, Mini/Micro LED 显示具有更低的能耗水平, 均将助力碳中和。 我 们认为 LED 行业 2022 年将保持高景气度,同时 Mini/Micro LED 将进 一步加速渗透。预计到 2025 年 Mini 背光市场规模将突破 82 亿美元, 2020-2025CAGR

4、达 69%,建议关注利亚德、三安光电以及新益昌等。建议关注利亚德、三安光电以及新益昌等。 VR/AR:虚拟照亮现实,终端加速渗透虚拟照亮现实,终端加速渗透 随着信息消费升级常态化以 及“元宇宙”关注度提升,VR/AR 有望成为新一代消费终端;能源变 革加快传统行业的数字化转型进程, 预计商用 VR/AR 内容应用市场将 快速发展。 VR/AR 产业进入高速增长期, 到 2024 年市场规模有望提升 至 2,400 亿元,2020-2024 CAGR 约为 54%,其中 VR 增速约为 45%; AR 增速约为 66%。VR/AR 关键器件如光学镜片、屏幕等器件有望迎 来快速发展。建议建议歌尔股

5、份、水晶光电、歌尔股份、水晶光电、蓝特光学、蓝特光学、长盈精密长盈精密等。等。 投资建议:投资建议:全球能源向清洁能源转换,加快了科技“智能化”变革的 进程,推动了工业、汽车、消费等领域电动化、智能化升级,电子信息 产业市场空间进一步打开,其中功率半导体、LED、VR/AR 为主要增 量,建议关注相关领域龙头企业三安光电(600703.SH) 、闻泰科技 (600745.SH) 、士兰微(600460.SH) 、歌尔股份(002241.SZ)等。 重点公司盈利预测与估值水平情况(截至重点公司盈利预测与估值水平情况(截至 2021 年年 11 月月 29 日)日) 股票代码股票代码 股票名称股票

6、名称 股价股价 EPS PE 2021E 2022E 2023E 2022E 2023E 600703.SH 三安光电 35.11 0.45 0.67 0.90 52.40 39.01 600745.SH 闻泰科技 123.35 2.78 3.75 5.12 32.89 24.09 600460.SH 士兰微 59.57 0.67 0.85 1.11 70.08 53.67 002241.SZ 歌尔股份 52.95 1.27 1.74 2.26 30.43 23.43 资料来源:Wind,中国银河证券研究院整理 风险提示:风险提示:清洁能源发展不及预期, 新兴技术商用化不及预期的风险。 行业数

7、据行业数据 2021-11-29 table_report 资料来源:Wind,中国银河证券研究院整理 相关研究相关研究 新时代、新格局、电子投资新机遇 2020-12-14 功率半导体景气度向上, 国内厂商扩产趋势明 显 2021-04-25 汽车缺芯加速 MCU 国产化进程 2021-05-16 自动驾驶提升算力需求, SoC 芯片是主要增量 市场 2021-05-29 行业景气持续,关注 VR、汽车电子等高成长 领域 2021-06-01 拥抱变革,汽车电子初露峥嵘 2021-06-11 行业复苏叠加 MiniLED 爆发,LED 将迎来 新一轮景气周期 2021-06-18 创维发布

8、Q72 电视,MiniLED 商用进一步 加速 2021-09-26 Macbook Por 性能大幅提升,MiniLED 背光 加速渗透 2021-10-24 行业深度研究报告行业深度研究报告/电子行业电子行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 目目 录录 一、能源变革:清洁能源为必然趋势,电子行业充分受益一、能源变革:清洁能源为必然趋势,电子行业充分受益 . 1 (一)能源变革:煤炭、油气向清洁能源转换,科技向智能化变革. 1 (二)行业变革:多领域智能化需求升级,终端形态多样化发展. 3 (三)电子行业机遇:零部件需求升级,功率半导体为核心 . 6 二、功率半导体:能源

9、变革与数字化的纽带,行业大有可为二、功率半导体:能源变革与数字化的纽带,行业大有可为 . 7 (一)功率半导体:电力电子控制核心,行业景气度持续向上 . 7 (二)IGBT:新能源变革的“大脑”,国产替代加速突破. 9 (三)第三代半导体:能耗转换效率更高,发展潜力巨大 . 13 三、三、LED:助力碳中和,:助力碳中和,Mini LED 迎来爆发迎来爆发 . 16 (一)LED:助力碳中和,行业景气度持续回暖. 16 (二)Mini/Micro LED 加速渗透,将引领 LED 下一轮增长 . 18 四、四、VR/AR:虚拟照亮现实,终端加速渗透:虚拟照亮现实,终端加速渗透 . 22 (一)

10、VR 终端:商用 VR 设备密集发布,消费类 VR 加速渗透 . 22 (二)AR 终端:下一代移动终端,行业发展可期 . 25 (三)光学器件:VR/AR 核心器件,光波导技术有望成为主流 . 27 五、投资建议五、投资建议 . 28 六、风险提示六、风险提示 . 31 七、附录:七、附录: . 32 (一)电子行业市场表现 . 32 (二)细分领域估值情况 . 32 插插 图图 目目 录录 . 36 表表 格格 目目 录录 . 37 gYiXbWlXeVeVyQxPwOwO6MdNbRnPnNmOmNjMqRmOjMnNoP7NpPuNMYpPqNxNoPrO 行业深度研究报告行业深度研究

11、报告/电子行业电子行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 1 一一、能源变革能源变革:清洁清洁能源为必然趋势,能源为必然趋势,电子行业充分受益电子行业充分受益 全球达成碳中和共识, 其中能源系统转型为主要发展路径之一, 世界能源发展进入向清洁 能源转换的新阶段。纵观历史,能源转换往往与科技革命互相推动,伴随着清洁能源以及 AI 等新兴技术的发展,全球科技已经进入由信息化向智能化发展的变革期。能源、科技变革将推 动工业、 汽车、 消费终端等领域的电动化、 智能化升级, 为电子信息产业打开了新的成长空间, 相关零部件有望充分受益,建议重点关注功率半导体、建议重点关注功率半导体、L

12、ED、VR/AR 等领域。等领域。 图图 1. 全球全球碳中和愿景的实现路径碳中和愿景的实现路径 资料来源: 碳中和愿景的实现路径与政策体系 ,中国银河证券研究院整理 (一)能源变革:煤炭、油气向清洁能源转换,科技向智能化变革 清洁能源,即绿色能源,是指不排放污染物,可直接应用于生产生活的能源,主要包括核 能和可再生能源,如水能、风能、太阳能、生物能、地热能(地源和水源) 、海潮能等。 全球达成碳中和共识,全球达成碳中和共识,世界能源发展进入世界能源发展进入向清洁能源发展的向清洁能源发展的第三次转换新阶段第三次转换新阶段。据 EMBER 统计,全球已有超过 120 个国家和地区提出了碳中和目标

13、:苏南里及不丹已分别于 2014 和 2018 年实现碳中和;欧盟、英国、加拿大、日本、新西兰、南非等国计划在 2050 年 实现碳中和。2021 年 4 月美国拜登政府明确提出将在 2050 年实现碳中和。中国作为全球最大 的煤电国家,在 2021 年政府工作报告和“十四五”规划中明确提出 2030 年碳达峰、2060 年 碳中和的目标。推动清洁能源发展,推进电能替代,实现能源结构的优化为实现碳中和的核心 路径,世界能源体系进入第三轮变革期:由煤炭、油气向清洁能源转换。 图图 2. 全球主要国家二氧化碳排放目标全球主要国家二氧化碳排放目标 图图 3. 全球十大煤电国家碳中和承诺情况全球十大煤

14、电国家碳中和承诺情况 资料来源:EMBER,国家电网,中国银河证券研究院 资料来源:EMBER,国家电网,中国银河证券研究院 行业深度研究报告行业深度研究报告/电子行业电子行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 2 能源转换往往与科技革命能源转换往往与科技革命互相推动, 过去两次科技革命助推了全球能源的转换:互相推动, 过去两次科技革命助推了全球能源的转换: 第一次科 技革命(1769 年-1885 年) ,机械化革命:以蒸汽机的广泛使用作为标志,开创了以机器代替 手工劳动的时代。蒸汽机的发展助推能源转换的加速进行,煤炭成为 19 世纪 80 年代消费总 量最大的一次能源,在

15、一次能源中占比超过木柴,完成了从木柴到煤炭的第一次重大转换。第 二次科技革命(1886 年-1950 年) ,电气化革命:以电力的发明和广泛应用作为标志,人类进 入了“电气时代” ,极大地推动了生产力的发展要求。内燃机的发展带动了钻井、炼化等技术 进步,作为高效能源的油气被广泛应用,实现了从煤炭到油气的第二次能源转换。 图图 4. 全球三次能源转换与四次科技革命全球三次能源转换与四次科技革命 资料来源: 论能源革命与科技使命 ,中国银河证券研究院 本轮能源转换主要受到了绿色环保等本轮能源转换主要受到了绿色环保等要求要求的影响,的影响,工业、消费高效节能等需求工业、消费高效节能等需求有望加快有望

16、加快 全球科技向“智能化”方向变革。全球科技向“智能化”方向变革。第三次科技革命(1950 年-2010 年) ,信息化革命,以电子 计算机、手机等终端的发明为标志,大幅增加了全球电力需求。第四次科技革命,智能化革命 以人工智能、虚拟现实、量子通信等新兴技术为代表:基于网络物理系统的出现,通信的数字 技术与软件、传感器和纳米技术相结合,对社会、经济、生活等各个领域产生巨大的变化。 图图 5. 全球四次科技革命的发展演变全球四次科技革命的发展演变 资料来源:赛迪顾问,中国银河证券研究院整理 行业深度研究报告行业深度研究报告/电子行业电子行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 3

17、 清洁能源、清洁能源、科技“智能化”催生电子科技“智能化”催生电子信息产业信息产业新机遇新机遇。清洁能源加大了其他能量与电能转 换的需求, 逆变器等电能转换设备需求将快速增长, 推动功率半导体等电子零部件的量价齐升。 在科技“智能化”浪潮的冲击下,制造业、服务业数字化转型已成为必然趋势,作为基础支撑 的产业,我国电子信息产业迎来了黄金发展机遇:半导体、被动元器件、光学元器件等核心器 件,物联网、互联网等基础设施均迎来了技术、需求层面的大幅升级。同时,科技发展也将推 动电子信息产业链的智能化升级: 人、 机、 物融合与万物互联已成大势所趋, 电子产业链的 “智 能化”互联基础设施正在形成。 图图

18、 6. 传统电子信息产业链向智能信息产业链升级传统电子信息产业链向智能信息产业链升级 资料来源:中国电子学会,中国银河证券研究院 (二)行业变革:多领域智能化需求升级,终端形态多样化发展 能源变革对制造业发展提出了新的要求,高效、节能、减排等举措推动了工业智能化需求 的升级。随着人工智能的发展,深度学习、人机交互等新兴技术逐渐商用,催生了大批新兴电 子产品,如智能可穿戴设备、智能车载设备、虚拟现实设备等;进一步拓展了电子信息产品的 应用范围和产业边界,如智能机器人、智能家居、智能教育、无人驾驶汽车等。 “智能化”时 代,电子信息终端产品呈现多样化发展,为电子信息产业链打开了新的增长空间。 1.

19、 工业工业:智能化智能化需求升级,高端电子制造发力需求升级,高端电子制造发力 工业工业为为全球经济发展的核心支柱,全球经济发展的核心支柱,科学科学技术的发展也在为技术的发展也在为工业工业赋能。赋能。第一次科技革命, 以 蒸汽机为代表,掀起了第一次工业革命。第二次科技革命,随着电力的发展和应用,推动工业 的第二次革命,生产效率大幅提升。第三次科技革命,电子信息技术快速发展,工业自动化水 平大幅提升, 进一步提高了工业生产效率及工业生产的安全性。 随着电子信息技术的快速发展, 尤其是人工智能、大数据等新兴技术的发展,智能化生产已成为工业变革的重要方向。 工业互联网工业互联网为我国为我国智能制造智能

20、制造的发展的发展方向方向。 作为全球制造业中心, 中国已成为世界机械消费 第一大国,但由“制造大国”向“制造强国”的转变仍任重而道远。 “十四五”期间,中国将 进一步深化产业结构调整,推进制造水平。随着我国人口结构的进一步变化,我国劳动力成本 行业深度研究报告行业深度研究报告/电子行业电子行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 4 持续上涨,工业用工成本上升,企业为实现降本增效,将积极向自动化、智能化转型。工业互 联网具备无界限、全民化、信息化、传播速度快等特征,将成为工业智能化转型的重要途径。 工业互联网将生产过程中的各个环节与互联网技术相结合,将现实制造与数字信息之间的联

21、 系可视化,实现“互联网+”协同制造,从而降低了企业的运营成本、提升了工业生产效率、 缩短了产品的生产周期,有望大幅减少能源的消耗。 电子信息产业电子信息产业为工业互联网的基础设施。为工业互联网的基础设施。在工业自动化、智能化转型的过程中,电子信息 产业发挥着重要的支撑作用, 有望深度受益于工业互联网的发展。 工业互联网的发展工业互联网的发展也也将将助推助推 电子信息产业的智能化转型电子信息产业的智能化转型: 我国电子信息制造业已经进入高质量发展的关键转型期, 发展驱 动力由规模效应向技术创新转型。工业互联网的发展将进一步助力电子信息制造业的高质量 转型,不断催生电子信息产业新的利润增长点,推

22、动着产业链的向上升级。 图图 7. 工业互联网等技术对电子信息制造业发展的推动作用工业互联网等技术对电子信息制造业发展的推动作用 资料来源:亿欧智库,中国银河证券研究院 2. 汽车:电动化、智能化转型,汽车:电动化、智能化转型,汽车汽车电子电子市场规模加速增长市场规模加速增长 燃油车排放是全球温室气体的重要来源之一,新能源汽车的发展是实现减排的必要组成。燃油车排放是全球温室气体的重要来源之一,新能源汽车的发展是实现减排的必要组成。 据联合国环境规划署 UNEP 的数据显示,海陆空交通运输在过去十年全球温室气体贡献占比 约为 14,其中陆地运输温室气体排放占比最高,约占全球温室气体的 10%,且

23、仍保持较强 的增长趋势。 汽车作为当下陆地运输最主要的交通工具,是实现节能减排的重要切入点汽车作为当下陆地运输最主要的交通工具,是实现节能减排的重要切入点, 这也 意味着新能源汽车产业的发展是实现“碳中和”目标的重要一环。 据 UBS 数据统计,全球新能源汽车的销量从 2015 年的 69 万辆增长至 2020 年的万辆 345 万辆, CAGR 达 37.91%, 渗透率提升至 4.3%。 根据各国公布的新能源汽车发展规划数据测算, 预计到 2025 年全球新能源汽车新车渗透率将提升至 18%,预计到 2030 年全球新能源汽车新 车的渗透率将有望突破 38%,汽车将进入电动化时代。 行业深

24、度研究报告行业深度研究报告/电子行业电子行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 5 图图 8. 全球汽车及新能源汽车销量(单位:百万辆)全球汽车及新能源汽车销量(单位:百万辆) 资料来源:OICA,UBS,中国银河证券研究院整理 需求推动,汽车智能化渐行渐近。需求推动,汽车智能化渐行渐近。随着智能化对汽车行业的影响愈加明显,汽车正从单纯 的出行工具逐渐向智能的“移动生活空间”演变。尤其是疫情以来的影响,消费者在关注汽车 质量和性能的同时,对汽车产品的健康、安全、即时服务等智能化、数字化需求显著提升,推 动汽车智能化的快速发展。 汽车电动化、智能化将大幅提升汽车电子的单车价值量

25、,汽车电子信息市场规模有望加汽车电动化、智能化将大幅提升汽车电子的单车价值量,汽车电子信息市场规模有望加 速增长。速增长。汽车电子含量显著提升主要来自于两方面:电动化方面,功率半导体、MCU、传感器 量价齐升。智能化方面,车载摄像头、雷达、SoC 等芯片需求量大幅增长:自动驾驶级别每提 升一级,传感器的需求数量将相应的增加,到 L4/L5 级别,车辆全身传感器将多达十几个以 上。据英飞凌预测,L3 级别自动驾驶单车半导体平均成本为 580 美元,L4/L5 级别自动驾驶 的单车半导体平均成本为 860 美元。汽车电动化+智能化+网联化趋势下,相关软件系统需求 升级,软件硬件结合的汽车电子单车价

26、值量将显著提升,我们预计 2020-2030 年汽车全球汽车 电子市场规模的复合增速将维持在 6.5%左右,预计到 2030 年全球汽车电子市场规模将突破 3,000 亿美元。汽车电子信息有望接力智能手机成为电子行业发展的新动力,汽车电子信息产汽车电子信息有望接力智能手机成为电子行业发展的新动力,汽车电子信息产 业链迎来黄金发展期。业链迎来黄金发展期。 3. 消费消费: “元宇宙”“元宇宙”关注度关注度提升,提升,VR/AR 将成为新一代将成为新一代主流主流终端终端 全球主要经济发展、发达国家和地区目前已就发展低碳经济达成共识, “元宇宙”提出的“元宇宙”提出的 在虚拟世界建立社会、 经济、

27、文明等生态系统的概念,在虚拟世界建立社会、 经济、 文明等生态系统的概念,已经已经成为社会向低碳经济发展的成为社会向低碳经济发展的探索探索路路 径之一径之一。 元宇宙的实现需要 7 个层面的技术与环境支持: 基础层包括基础的网络环境铺设和硬 件技术的优化、 空间计算的发展、 人工智能技术的成熟和互联网去中心化的实现。 其中, VR/AR 作为虚拟现实交互的接口,作为虚拟现实交互的接口,为实现“元宇宙”的重要途径,为实现“元宇宙”的重要途径,有望有望随着“元宇宙”生态的发展,随着“元宇宙”生态的发展, 成为新一代的主流终端。成为新一代的主流终端。 行业深度研究报告行业深度研究报告/电子行业电子行

28、业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 6 图图 9. 元宇宙的七个层面元宇宙的七个层面 资料来源:头豹研究院,中国银河证券研究院 虚拟现实技术通过对客观世界的数字化建模, 以及人与虚拟环境的自然交互, 实时的向用 户提供逼真的感知信息,使用户无需受到时空、条件的限制。随着娱乐游戏领域中体感技术以 及三维显示技术的发展,虚拟现实技术已逐渐渗透至消费者的工作生活中。自 2020 年以来, Facebook Quest2、微软 Hololens2 等标杆 VR 终端迭代发售以及电信运营商虚拟现实终端的 发展推广,2021 年 VR 终端规模上量,已接近千万级出货量。商用方面,VR/

29、AR 聚焦文化娱 乐、教育培训、工业生产、医疗健康、商贸创意等领域,呈现出“虚拟现实+”大众与行业应 用融合创新的特点。 (三)电子行业机遇:零部件需求升级,功率半导体为核心 我们认为, 在第三次能源转换与第四次科技革命背景下, 电子信息产业发展机遇将分为两 个方向:能源方面,电能转换为核心,功率半导体功率半导体、被动元器件迎来量价齐升;LED 绿色照 明、节能替换也是调整能源结构的一大助力。智能化方面,下一代终端向虚拟现实虚拟现实领域发展; 数据存储、计算需求量的大幅提升有望推动集成电路行业景气持续上行。 图图 10. 能源变革能源变革、科技革命推动电子信息产业发展、科技革命推动电子信息产业

30、发展 资料来源:中国银河证券研究院整理 行业深度研究报告行业深度研究报告/电子行业电子行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 7 功率半导体器件是实现电能转换的核心器件功率半导体器件是实现电能转换的核心器件, 主要应用于电动设备 (电动车、 高铁、 电机) 、 光伏逆变器、家电(空调、冰箱)等。新能源将各种能量形式转换为电能,再由电能转换为所 需能量,中间过程需要 2 次功率半导体的参与。电能是所有新能源能量的中枢,功率半导体则 是中枢的核心。我们认为,随着工业、消费领域电动化占比的不断提升,以及社会发展对能量 需求的提升,功率半导体将迎来发展的黄金时期。 新兴新兴 LED

31、技术技术助力节能减排助力节能减排: LED 为公认的 21 世纪 “绿色照明” , 具有高节能、 寿命长、 利环保等特点,是调整能源结构的一大助力;Mini LED、Micro LED 等新兴的显示技术在高效 节能、显示性能等方面具备明显优势。随着新兴显示技术渗透率的快速提升,LED 企业有望 进一步扩大其市场空间。 随着信息消费升级常态化,随着信息消费升级常态化,VR/AR 有望成为新一代移动终端有望成为新一代移动终端。能源变革将加快传统行业 的数字化转型进程,预计商用 VR/AR 内容应用市场将快速发展。VR/AR 产业进入高速增长 期:据 IDC 数据显示,2020 年全球 VR/AR

32、市场规模约为 900 亿元,到 2024 年有望提升至 2,400 亿元,复合增速约为 54%,其中 VR 增速约为 45%;AR 增速约为 66%,关键电子元器 件如光学镜片、屏幕、存储、处理器等有望迎来快速发展。 二、二、功率半导体:功率半导体:能源变革能源变革与数字化的纽带,与数字化的纽带,行业行业大有可为大有可为 (一)功率半导体:电力电子控制核心,行业景气度持续向上 功率半导体是电力电子控制核心功率半导体是电力电子控制核心。作为电能和功率处理的核心器件,功率半导体器件主 要用于电子装置的电能变换和电路控制, 更是弱电控制与强电运行之间的沟通桥梁, 主要作用 是变频、变压、变流、功率放

33、大、功率管理和线路保护,对设备正常运行起到关键作用。功率 半导体包括功率器件和功率 IC,功率器件主要有二极管、晶体管和晶闸管,晶体管又可以细 分为 IGBT、MOSFET 和双极型晶体管等;功率 IC 将功率半导体分立器件与外围电路集成起 来,包括电源管理 IC、驱动 IC、AC/DC 和 DC/DC 等。 图图 11. 功率半导体分类功率半导体分类 图图 12. 全球功率半导体细分领域市场占比全球功率半导体细分领域市场占比 资料来源:华润微招股说明书,中国银河证券研究院 资料来源:智研咨询,中国银河证券研究院 功 率 半 导 体 功率器件 二极管 晶体管 IGBT MOSFET 双极型晶体

34、管 晶网管 功率IC AC/DC DC/DC 电源管理IC 驱动IC 行业深度研究报告行业深度研究报告/电子行业电子行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 8 按照能够被控制电路信号所控制的程度,功率半导体分立器件可分为不可控、半可控、 全 可控型; 按照驱动方式可分为电流驱动型和电压驱动型; 按照材料类型可分为传统的硅基功率 器件以及宽禁带材料功率器件;此外还可以按功率、电流、电压分类等。不同功率半导体产品 性能不同,因此拥有不同的应用场景。 表表 1. 各类半导体性能比较各类半导体性能比较 类型类型 驱动驱动 导电性导电性 特点特点 应用领域应用领域 二极管 电流 单向导

35、电 工作电压电流较小 电子、工业;用于整流和作为开关元件 IGBT 电压 双向导电 可变电压,不耐超高压 轨交、工控、新能源;用于逆变器、变频器等 MOSFET 电压 双向导电 高频特性好,可承受高电压 通信、工控、消费电子、汽车电子等 晶闸管 电压 单向导电 可在高压高电流环境工作 工业;用于交流调压、变频器和逆变器等 功率 IC 体积小,使用寿命长,高性能 计算机、消费电子、工业控制 资料来源:前瞻产业研究院,中国银河证券整理 下游应用需求增加及技术进步推动功率半导体市场规模增长下游应用需求增加及技术进步推动功率半导体市场规模增长。 全球半导体市场需求强劲, 新能源汽车、手机快充、光伏风电

36、等下游领域快速增长,带动功率半导体需求持续提升。根据 IHS 数据,预测 2021 年全球功率半导体市场规模为 441 亿美元,同比增长 4.5%,中国功率半 导体市场规模将达到 159 亿美元。功率半导体下游应用领域广泛,包括消费电子、汽车电子、 通信、计算机以及智能电网、光伏、LED 等,其中占比最高的是汽车电子和工业领域。 图图 13. 全球功率半导体市场规模变化(亿美元)全球功率半导体市场规模变化(亿美元) 图图 14. 全球功率半导体应用领域全球功率半导体应用领域 资料来源:IHS,中国银河证券研究院 资料来源:智研咨询,中国银河证券研究院 功率半导体供不应求,景气度持续向上。功率半

37、导体供不应求,景气度持续向上。全球半导体市场需求强劲,新能源汽车、手机快 充、光伏风电等下游领域快速增长,带动以 MOSFET 和 IGBT 为代表的功率半导体需求持 续提升。上游原材料持续不断上涨,产能持续紧缺,供货周期加长,出现了严重的供需失调现 象。英飞凌、意法半导体、安森美等主流厂商均出现了功率半导体产品涨价和交货周期延长的 现象,2021Q3 功率半导体、电源管理 IC、驱动 IC 需求仍处于高位,部分功率半导体交货周 期达到 50 周以上,整体交货周期较 2021Q2 有小幅提升,较 2020Q4 普遍增加 10-22 周。 行业深度研究报告行业深度研究报告/电子行业电子行业 请务

38、必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 9 表表 2.功率半导体价格与交期依然保持向上趋势功率半导体价格与交期依然保持向上趋势 厂商厂商 产品产品 涨价情况涨价情况 2021Q3 交期(周)交期(周) 2020Q4 交期(周)交期(周) 英飞凌 MOSFET、IGBT 上涨 26-52 18-30 意法半导体 MOSFET、IGBT 上涨 26-52 14-26 安森美 低压 MOSFET、二极管等 上涨 16-52 14-32 美信 全线产品 涨价 6% 兴晶泰 所有产品 涨价 10% 资料来源:ittbank,中国银河证券研究院整理 (二)IGBT:新能源变革的“大脑” ,国产替代

39、加速突破 绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)是由双极型三极管 (BJT)和 MOSFET 组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。它既有 MOSFET 的输入阻抗 高、 控制功率小、 驱动电路简单、 开关速度高、 开关损耗小的优点,又具有 BJT 的电流密度大、 饱和压降低、电流处理能力强的优点,在高压、大电流、高速三方面独占鳌头,是目前发展最迅 速的高端功率器件。 图图 15. IGBT 结构示意图结构示意图 图图 16. IGBT 兼具兼具 MOSFET 与与 BJT 的性能优势的性能优势 器件器件 BJT IGBT MOS

40、FET 驱动方式 电流 电压 电压 驱动电路 复杂 简单 简单 驱动功率 高 低 低 输入阻抗 低 高 高 载流密度 高 高 低 导通压降 低 低 高 导通损耗 低 中 高 开关速度 慢 中 快 使用频率 低 中 高 器件成本 低 高 中 资料来源:电子发烧友,中国银河证券研究院 资料来源:Yole,中国银河证券研究院 IGBT 从封装形式分类可以分为 IGBT 分立器件、IGBT 模块和 IGBT-IPM 智能功率模块三大 类产品。IGBT 单管为一个 N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构,通过加正向栅极电压形成沟 道,给 PNP 晶体管提供基极电流,使 IGBT 导通。按照使用电压范围,可以

41、将 IGBT 分为超低 压、低压、中压和高压几大类产品,不同电压范围对应着不同的应用场景。 MOSFET BJT 行业深度研究报告行业深度研究报告/电子行业电子行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 10 表表 3. IGBT 的应用领域的应用领域 电压等级电压等级 电压范围电压范围 应用领域应用领域 超低压 400-500V 内燃机点火器、数码相机等 低压 600-1350V 电动汽车、UPS、家电、电焊机、太阳能电池、风电 中压 1400-2500V UPS、地铁/城轨电机驱动、风电、太阳能电池 高压 2500-6500V 轨道牵引(高铁、动车组) 、电网、大型工业设备

42、资料来源:QYResearch,中国银河证券整理 IGBT 是新是新能源变革能源变革的核心器件,市场空间广阔。的核心器件,市场空间广阔。IGBT 作为新能源车电驱动、工控变频 器、光伏风电、储能逆变器和充电桩的核心部件,未来在能源变革中将发挥关键作用,市场前 景广阔。据 Mordor Intelligence 数据,2020 年全球 IGBT 市场达 60.5 亿美元,到 2026 年将增 长到 110.1 亿美元, 复合增速达到 11%。 根据中国产业信息网和头豹研究院的预测, 我国 IGBT 行业将在 2020 年实现 197.7 亿元的规模,达到 16.32%的年复合增长率,并在接下来几

43、年保持 15%左右的增速,预计在 2023 年达到 290.8 亿元的规模。国内 IGBT 市场约占全球市场的一 半,国内企业所占份额仍然很小,国产替代空间巨大。 图图 17. 全球全球 IGBT 市场规模变化(亿美元)市场规模变化(亿美元) 图图 18. 中国中国 IGBT 市场规模变化(亿美元)市场规模变化(亿美元) 资料来源:ASMC,中国银河证券研究院 资料来源:中国产业信息网,中国银河证券研究院 IGBT 在新能源汽车功率半导体中占比约在新能源汽车功率半导体中占比约 8 成, 是汽车电动化最受益的细分领域。成, 是汽车电动化最受益的细分领域。 据 Yole 及 EV Sales Bl

44、og 统计数据显示,2019 年全球插电式混合动力汽车及纯电池电动车共销售约 220 万辆,而全球新能源汽车 IGBT 市场规模约为 6 亿美元,由此可推算目前新能源汽车中 IGBT 单车平均价值量约为 270 美元,占单车功率半导体价值量超过 80%。作为电动化下核心 受益品种,我们预计全球新能源汽车 IGBT 将在未来几年实现快速增长,2025 年市场规模达 到约 22 亿美元。 60.5 110.1 0 20 40 60 80 100 120 20202026 行业深度研究报告行业深度研究报告/电子行业电子行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 11 图图 19. 按驱

45、动力分车均半导体含量(单位:美元)按驱动力分车均半导体含量(单位:美元) 图图 20. 新能源汽车新能源汽车 IGBT 市场规模(亿美元)市场规模(亿美元) 资料来源:Strategy Analytics,中国银河证券研究院 资料来源:中国银河证券研究院预测 新能源发电带动新能源发电带动 IGBT 持续增长持续增长。目前新能源发电主要包括光伏、风力发电等,输出 的电能需要经过逆变器整合再并网。在光伏发电中,以往采用 MOSFET 构成的逆变器会 面临在高压环境中开关损耗高的问题,而 IGBT 凭借其导通损耗小、导通压降低、通态电 流大等优势,在高压容量系统中逐渐取代 MOSFET 成为光伏逆变

46、器的核心器件。根据国 际能源机构 IEA 以及行业调研提供的数据,2020 年全球光伏新增装机量为 130GW,光伏 逆变器成本约为 0.2 元/W, 其中 IGBT 模块占到光伏逆变器总成本的 10%-15%, 可以测算 出 2020 年全球光伏 IGBT 市场规模达到 26 亿元。根据欧洲光伏产业协会预测,全球光伏 装机量在未来几年将保持 15%的复合增速,预计 2025 年全球光伏 IGBT 市场规模达到 53 亿元。 图图 21. 全球光伏全球光伏 IGBT 市场规模市场规模 资料来源:IEA,中国银河证券研究院 海外龙头占据海外龙头占据 IGBT 市场市场,国产替代空间巨大国产替代空

47、间巨大。全球 IGBT 市场长期被英飞凌、三菱、富 士等海外厂商垄断,在 IGBT 分立器件和 IGBT 模块领域 CR3 均超过 50%。2019 年英飞凌分 别以 35.6%和 32.5%的市场占有率位居 IGBT 模块和 IGBT 分立器件领域第一,处于绝对领先 的位置。国内只有斯达半导以 2.5%的市占率进入到模块领域前十,士兰微以 2.2%的市占率位 于分立器件领域第十。 6 22 0 5 10 15 20 25 20192025 行业深度研究报告行业深度研究报告/电子行业电子行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 12 图图 22. 2019 年全球年全球 IGB

48、T 模块市场份额模块市场份额 图图 23. 2019 年全球年全球 IGBT 分立器件市场份额分立器件市场份额 资料来源:IHS,中国银河证券研究院 资料来源:IHS,中国银河证券研究院预测 国内厂商加速追赶,行业供不应求加速国产替代进程国内厂商加速追赶,行业供不应求加速国产替代进程。由于 IGBT 行业存在技术门槛较 高、人才匮乏、市场开拓难度大、资金投入较大等困难,国内企业在产业化进程中一直进展缓 慢。 从去年下半年以来功率半导体产能持续紧张, IGBT也出现明显供不应求, 目前英飞凌 IGBT 产品交期仍然在半年以上, 国内产品迎来产品验证导入的黄金机遇期。 除了工控产品加速替代 海外产

49、品外,斯达半导、中车时代电气、士兰微等公司车规级 IGBT 产品验证都取得了较大进 展,并且在光伏方面也已实现部分产品供货。技术方面,中车时代电气、斯达半导、士兰微、 宏微半导等均将于今年下半年或明年推出对标英飞凌 7 代产品, 加速追赶龙头厂商。 在今年半 导体涨价潮当中 IGBT 属于涨价最为克制的品种之一, 我们认为明年在电动汽车等需求带动下 行业仍将保持较高的景气度,建议建议关注斯达半导(关注斯达半导(603290.SH) 、时代电气(、时代电气(688187.SH) 、士兰) 、士兰 微(微(600460.SH) 、宏微科技() 、宏微科技(688711.SH) 、比亚迪() 、比亚

50、迪(002594.SZ) 、新节能() 、新节能(605111.SH) 、赛晶) 、赛晶 科技(科技(0580.HK)等)等。 表表 4. 国内外国内外 IGBT 主要企业产业布局主要企业产业布局 国内国内 国外国外 中车时代中车时代 斯达半导斯达半导 士兰微士兰微 比亚迪比亚迪 英飞凌英飞凌 三菱三菱 富士富士 产业链产业链 原材料供应 设计 晶圆制造 模组封装 电控 整车 电 压 覆电 压 覆 盖盖 低(小于 600V) 中(600-4500V) 高(大于 4500V) 下游下游 工控 新能源汽车 变频家电 轨交 新能源发电 资料来源:各公司公告,中国银河证券整理 行业深度研究报告行业深度

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