1、半导体半导体 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 1 / 21 半导体半导体 2021 年 12 月 18 日 投资评级：投资评级：看好看好（维持维持） 行业走势图行业走势图 数据来源：聚源 行业点评报告-日政府拟援助台积 电日本建厂一半费用，利好半导体设 备与材料板块-2021.11.11 行业深度报告-功率半导体专题系 列一：乘新能源汽车东风而起- 2021.8.3 行业点评报告-当下时点的封测行 业投资机会-2021.7.19 功率半导体专题系列二：功率半导体专题系列二：风光发电风光发电及储能及储能前景广前景广 阔阔，IGBT 深度受益深度受益 行业深度报告行业深度报告 光伏光伏/风
2、电风电/储能快速发展，带动储能快速发展，带动 IGBT 等功率半导体强劲需求等功率半导体强劲需求 “碳中和”背景下，光伏和风力发电在能源结构中的占比正逐渐提升。然而由于光 伏、风电等新能源发电的不稳定性，弃风弃光等问题随之产生，对电网的消纳能 力亦是严峻考验。为新能源发电配套安装电化学储能能够有效平抑、消纳、平滑 新能源发电的输出，储能在全球范围内迎来发展良机。IGBT 等功率器件作为光 伏逆变器、风电变流器及储能变流器的核心半导体部件，对电能起到整流、逆变 等作用，以实现新能源发电的交流并网、储能电池的充放电等功能。因此 IGBT 等功率器件将充分受益绿电及储能的高速发展。根据我们的测算，全
3、球风电、光 伏及储能对IGBT的需求价值量将由2021年的86.7亿元增长至2025年的182.50 亿元，CAGR 高达 20.45%，看好 IGBT 等功率半导体器件的行业发展。 多因素助推国产多因素助推国产 IGBT 导入新能源下游，未来可期导入新能源下游，未来可期 IGBT 器件的性能和可靠性直接影响新能源发电的效率以及逆变器/变流器的使 用寿命， 客户对其性能和可靠性要求十分严格。 因此我国光伏逆变器企业在器件 选用过程中偏好性能更为卓越、稳定性更好的海外 IGBT 产品。2021 年，我国光 伏发电市场蓬勃发展的同时，海外光伏芯片大厂因疫情交期延长，逆变器 IGBT 芯片供需矛盾凸
4、显， 我国光伏逆变器企业加快了对国产 IGBT 器件的验证和导入 工作。国产替代进程一旦开启，我国企业的 IGBT 产品有望在未来凭借日益进步 的品质和更低的售价，提升市场占有率。 我国具有光伏全产业链优势，我国具有光伏全产业链优势，为功率器件国产化持续导入提供深厚土壤为功率器件国产化持续导入提供深厚土壤 我国光伏产业在政府的补贴支持下取得蓬勃发展， 目前我国已经建立了完善的光 伏产业链。我国企业在逆变器环节实力雄厚，在全球市场占有率领先，为国产 IGBT 等核心器件的导入提供了深厚的土壤。2020 年全球前十大逆变器厂商中， 我国逆变器企业占据 6 家。其中华为和阳光电源在 2020 年分别
5、占有全球 23%和 19%的市占率。因此，国产 IGBT 企业相较海外企业，更有希望凭借本土供应优 势，实现与逆变器客户的密切对接和持续服务，逐步提升渗透率，最终有希望占 据全球光伏逆变器 IGBT 的多数份额。储能变流器与光伏逆变器的技术总体同 源， 国内光伏逆变器企业在储能变流器市场具有绝佳的发展机会。 对于国产 IGBT 供应商来说，亦有希望借助国内逆变器厂商导入储能市场。建议关注在光伏、风建议关注在光伏、风 电、 储能等领域布局电、 储能等领域布局领先领先的功率半导体厂商， 受益标的包括： 士兰微、 斯达半导、的功率半导体厂商， 受益标的包括： 士兰微、 斯达半导、 新洁能、宏微科技、
6、扬杰科技等。新洁能、宏微科技、扬杰科技等。 风险提示：风险提示：光伏、风电及储能新增装机量不及预期；国产 IGBT 等功率半导体 器件导入不及预期；行业竞争格局恶化，毛利率下降。 -17% 0% 17% 34% 51% 69% -042021-08 半导体沪深300 相关研究报告相关研究报告 开 源 证 券 开 源 证 券 证 券 研 究 报 告 证 券 研 究 报 告 行 业 深 度 报 告 行 业 深 度 报 告 行 业 研 究 行 业 研 究 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 2 / 21 目目 录录 1、 “碳中和”背景下，新能源发
7、电和储能迎来发展良机 . 4 1.1、 “碳中和”是全球共识，能源结构亟待改善. 4 1.2、 风、光发电占比提升助推储能发展 . 5 2、 逆变器/变流器市场大发展，IGBT 深度受益 . 7 2.1、 逆变器连接发电端与电网，IGBT 是核心半导体器件 . 7 2.1.1、 光伏逆变器作用是“直-交”逆变 . 7 2.1.2、 风电变流器起“交-直-交”的整流和逆变作用 . 10 2.1.3、 储能变流器起双向逆变作用 . 11 2.2、 新能源发电和储能市场蓬勃发展，IGBT 未来空间广阔 . 12 3、 我国光伏逆变器已全球领先，导入国产 IGBT 势在必行 . 13 3.1、 新能源
8、领域国产 IGBT 渗透率低，多因素助推有望开启国产替代 . 13 3.2、 光伏逆变器国产厂商实力雄厚，为国产 IGBT 持续导入提供土壤 . 15 4、 受益标的 . 16 4.1、 士兰微 . 16 4.2、 斯达半导 . 17 4.3、 新洁能 . 18 4.4、 宏微科技 . 18 4.5、 扬杰科技 . 19 5、 风险提示 . 19 图表目录图表目录 图 1： 全球能源消费结构中可再生能源占比有望持续提升 . 4 图 2： 2019 年全球能源结构中石油占比最高 . 4 图 3： 2019 年我国能源结构中煤炭占比最高 . 4 图 4： 光伏发电功率随机性强 . 5 图 5： 风
9、力发电具有逆调峰特性 . 5 图 6： 储能系统针对光伏、风电的间歇性实现能量时移. 5 图 7： 储能在发电侧、电网侧及用户侧发挥作用 . 7 图 8： 全球电化学储能累计装机量快速增长 . 7 图 9： 国内电化学储能累计装机量快速增长 . 7 图 10： 光伏逆变器将光伏组件产生的直流电逆变成交流电 . 8 图 11： 逆变器主要由控制电路和功率半导体器件组成 . 8 图 12： 直流电经由功率开关器件后整形输出成交流电. 8 图 13： 英飞凌三相组串式光伏逆变器使用功率器件 . 9 图 14： 集中式逆变器相较组串式逆变器连接更多光伏阵列 . 9 图 15： 2020 年低功率三相逆
10、变器占据市场主要份额 . 10 图 16： 组串式逆变器在我国渗透率不断提升 . 10 图 17： IGBT 单管内封装单颗 IGBT 芯片 . 10 图 18： IGBT 模块内封装多颗 IGBT 芯片 . 10 图 19： 风电变流器起整流和逆变作用 . 11 图 20： 风电变流器起“交-直-交”的整流和逆变作用 . 11 mNsMoMoQsOyQnPoNxOwOyR9PbPbRpNnNmOpOfQnMtRfQtRqQ6MoPoOuOmMnOwMpNmP 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 3 / 21 图 21： 储能 PCS 在光伏-储能系统中起到电能双
11、向流动的作用 . 12 图 22： 储能变流器连接太阳能组件、电网、负载及电池 . 12 图 23： 2021 前三季度我国光伏新增装机量同比快速增长 . 14 图 24： 2021 年分布式光伏装机比例大幅上升 . 14 图 25： 我国光伏发电标杆电价不断下降 . 15 图 26： 我国具备完善的光伏产业链 . 15 图 27： 我国新增光伏装机量在 2020 年明显提升 . 16 图 28： 2020 年我国光伏逆变器企业市占率高 . 16 图 29： 公司营业收入快速增长 . 17 图 30： 公司归母净利润在 2021 年迎来拐点 . 17 图 31： 公司营业收入持续增长 . 17
12、 图 32： 公司归母净利润持续增长 . 17 图 33： 公司营业收入快速增长 . 18 图 34： 公司 2021 年归母净利润高速增长 . 18 图 35： 公司收入在 2019 年后高速增长 . 18 图 36： 公司归母净利润持续增长 . 18 图 37： 公司营收不断增长 . 19 图 38： 公司归母净利润 2018 年以后高速增长 . 19 表 1： 国内各省份对新建新能源发电项目做了配套储能建设的要求 . 6 表 2： 光伏、风电及储能对 IGBT 的需求量有望不断增加 . 13 表 3： 2020 年装机量排名靠前的储能变流器企业大部分为光伏逆变器企业 . 16 表 4：
13、受益公司盈利预测与估值 . 19 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 4 / 21 1、 “碳中和”背景下，新能源发电和储能迎来发展“碳中和”背景下，新能源发电和储能迎来发展良机良机 1.1、 “碳中和”“碳中和”是全球共识，能源结构是全球共识，能源结构亟待改善亟待改善 “碳中和”是指企业、 团体或个人测算在一定时间内产生的温室气体排放总量， 通 过节能减排、植树造林等形式抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排 放”。在气候恶化、全球变暖形势日益严峻的今天，“碳中和”已成为全球共识。 要实现“碳中和” ，采用要实现“碳中和” ，采用新新能源，改善能源结构
14、是重要途径。能源，改善能源结构是重要途径。目前全球能源结构 中煤炭、 石油、 天然气等传统化石能源所占比例仍然较高， 世界主要经济体都对发展 清洁能源、 新能源做出了规划和顶层设计。 未来以光伏、 风电为主的可再生能源将实 现快速发展。据美国能源信息署（EIA） ，至 2025 年可再生能源在全球能源消耗中的 占比将提升至 28%，超越煤炭、天然气、石油及其他液体能源成为第一大能源。 图图1：全球全球能源消费结构中可再生能源占比有望持续提升能源消费结构中可再生能源占比有望持续提升 资料来源：EIA 据中国能源革命进展报告（2020） ， 2019 年，煤炭在我国一次能源消费总量 中的占比约为
15、57.7%，比 2015 年下降 6 个百分点；石油约占 18.9%，较 2015 年略高 0.6 个百分点；天然气约占 8.1%，提高 2.2 个百分点；非化石能源约占 15.3%，提高 3.2 个百分点。 风、 光等非化石能源占比提升明显， 且占比与全球平均水平基本持平。 图图2：2019 年年全球能源结构全球能源结构中石油占比最高中石油占比最高 图图3：2019 年年我国我国能源结构能源结构中煤炭占比最高中煤炭占比最高 数据来源： 中国能源革命进展报告（2020） 、开源证券研究所 数据来源： 中国能源革命进展报告（2020） 、开源证券研究所 煤炭, 28% 石油, 34% 天然气,
16、23% 非化石 能源, 15% 煤炭, 58%石油, 19% 天然气, 8% 非化石能 源, 15% 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 5 / 21 1.2、 风、光发电风、光发电占比提升助推储能发展占比提升助推储能发展 随着新能源发电在整体能源结构中的占比不断提升，发电侧的储能建设需求将随着新能源发电在整体能源结构中的占比不断提升，发电侧的储能建设需求将 实现快速增长实现快速增长。 光伏、 风电等新能源发电具有季节性、 间歇性、 波动性等不稳定因素， 储能系统能对此进行平抑、消纳、平滑新能源发电的输出。 在实际应用中，光伏发电功率受阳光强度、角度影响，且阳光与
17、气候、季节、区 域强烈相关， 甚至一日内的变化也极度明显， 随机性强。 风力发电则受风速影响大， 自然风不是恒定的， 导致风力发电输出的电能也具有间歇性的特点。 此外， 风力发电 具有逆调峰特性，即风力发电功率大的时段是用电负荷低的时段，进一步增加的电 网的调峰难度。 图图4：光伏发电功率随机性强光伏发电功率随机性强 图图5：风力发电具有逆调峰特性风力发电具有逆调峰特性 资料来源：融通新能云 资料来源：融通新能云 因此， 将光伏、 风电发电系统与蓄电池储能系统并网， 可以合理安排蓄电池的充 放电、光伏电池和风机的出力，从而达到最大限度延长并网供电时间的目的。 例如针对光伏发电弃光的问题，需要将
18、白天发出的剩余电量进行储存以备晚上 放电，实现可再生能源的能量时移，提高风、光资源的利用效率。而针对风电，由于 风力的不可预测性， 导致风电的出力波动较大， 需要监控其运行负荷， 将其出力进行 平滑。 图图6：储能系统针对光伏、风电的间歇性实现能量时移储能系统针对光伏、风电的间歇性实现能量时移 资料来源：索比光伏网 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 6 / 21 因此国内各地方政府纷纷出台政策，对新建新能源发电项目做了配套储能建设 的要求，以解决以上新能源发电并网占比提升带来的问题。 表表1：国内各省份对国内各省份对新建新能源发电项目做了配套储能建设的要求新建新
19、能源发电项目做了配套储能建设的要求 时间时间 省份省份 政策文件政策文件 储能配置比例储能配置比例 储能配置时间储能配置时间 （h） 1 月 29 日 青海 支持储能产业发展的若干措施（试行） 不低于 10% 2 3 月 15 日 海南 关于开展 2021 年度海南省集中式光伏发电平价上网 项目的通知 10% 3 月 19 日 江西 关于做好 2021 年新增光伏发电项目竞争优选有关工 作的通知 不低于 10% 1 5 月 24 日 福建 关于因地制宜开展集中式光伏试点工作的通知 不低于 10% 5 月 28 日 甘肃 关于“十四五”第一批风电、光伏发电项目开发建设 有关事项的通知 河西地区最
20、低 10%，其 他地区最低 5% 2 6 月 7 日 天津 2021-2022 年风电、光伏发电项目开发建设和 2021 年保障性并网有关事项的通知 单体超过 50MW： 光伏 10% 风电 15% 6 月 7 日 湖北 湖北省 2021 年平价新能源项目建设工作方案 不低于 10% 2 6 月 21 日 河南 关于 2021 年风电、光伏发电项目建设有关事项的通 知 I 类区域 10% II 类区域 15% III 类区域 20% 2 6 月 24 日 陕西 陕西省新型储能建设方案（暂行） （征求意见稿） 风电陕北 10% 光伏关中和延安 10% 光伏榆林 20% 2 7 月 14 日 宁夏
21、 关于加快促进自治区储能健康有序发展的通知（征求 意见稿） 不低于 10% 2 7 月 26 日 辽宁 辽宁省新增风电项目建设方案（征求意见稿） 不低于 10% 8 月 2 日 安徽 关于 2021 年风电、光伏发电开发建设有关事项的通 知（征求意见稿） 不低于 10% 1 8 月 26 日 山西 关于做好 2021 年风电、光伏发电开发建设有关事项 的通知 大同朔州忻州阳泉 10%以上 8 月 26 日 内蒙古 关于 2021 年风电、光伏发电开发建设有关事项的通 知 不低于 15% 2 9 月 18 日 河北 河北省 2021 年风电、光伏发电保障性并网项目计划 的通知 南网不低于 10%
22、 北网不低于 15% 3 9 月 29 日 江苏 关于我省 2021 年光伏发电项目市场化并网有关事项 的通知 长江以南 8%及以上 长江以北 10%及以上 2 10 月 9 日 广西 2021 年市场化并网陆上风电、光伏发电及多能互补 一体化项目建设方案的通知 风电 20% 光伏 15% 2 10 月 13 日 湖南 关于加快推动湖南省电化学储能发展的实施意见 风电 15% 光伏 5% 2 11 月 11 日 山东 关于公布 2021 年市场化并网项目名单的通知 不低于 10% 2 数据来源：北极星储能网、开源证券研究所 此外， 储能系统在输配电侧能够用于调峰调频， 增加电网稳定性， 在用户
23、侧能够 作为备用电源，亦能够削峰填谷实现电价套利，发展前景广阔。 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 7 / 21 图图7：储能在发电侧、电网侧及用户侧发挥作用储能在发电侧、电网侧及用户侧发挥作用 资料来源：CIES 国内和全球的电化学储能累计装机量在过去几年快速增长，未来随着电池及变 流器等核心部件成本降低以及新能源发电的储能配套装机要求提升，储能装机发展 速度有望进一步提升。 图图8：全球电化学储能累计装机量快速增长全球电化学储能累计装机量快速增长 图图9：国内电化学储能累计装机量快速增长国内电化学储能累计装机量快速增长 资料来源：CNESA 资料来源：CNE
24、SA 2、 逆变器逆变器/变流器市场大发展，变流器市场大发展，IGBT 深度受益深度受益 2.1、 逆变器连接发电端与电网，逆变器连接发电端与电网，IGBT 是核心半导体器件是核心半导体器件 2.1.1、 光伏逆变器作用是光伏逆变器作用是“直直-交交”逆变逆变 光伏逆变器将光伏逆变器将光伏组件发电产生光伏组件发电产生的直流电逆变成交流电，并入交流输电网的直流电逆变成交流电，并入交流输电网（或（或 接入家庭交流负载）接入家庭交流负载） ，而而 IGBT 等功率器件等功率器件是逆变器实现逆变功能的核心是逆变器实现逆变功能的核心。 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 8
25、 / 21 图图10：光伏逆变器将光伏组件产生的直流电逆变成交流电光伏逆变器将光伏组件产生的直流电逆变成交流电 资料来源：chinaprecede 逆变器主要由半导体功率器件逆变器主要由半导体功率器件（和（和驱动驱动） 、控制电路两大部分组成。、控制电路两大部分组成。逆变器的工 作原理是通过功率半导体器件的高频开关，把直流电能变换成交流电能。 逆变电路中都使用具有开关特性的半导体功率器件（如 IGBT、MOSFET 等） ， 由控制电路周期性地对功率器件发出开、 关脉冲控制信号 （如 PWM 脉宽调制信号） ， 控制各个功率器件轮流导通和关断，再经过变压器藕合升压或降压后，整形滤波输 出符合要
26、求的正弦波交流电。 图图11：逆变器逆变器主要由控制电路和功率主要由控制电路和功率半导体半导体器件组成器件组成 图图12：直流电经由直流电经由功率功率开关器件后整形输出成交流电开关器件后整形输出成交流电 资料来源：全球电气资源 资料来源：全球电气资源 以英飞凌的三相组串式逆变器方案为例，其电路可分为两部分。Boost 电路部分 采用SiC MOSFET或IGBT的单管/模组方案， 将光伏面板发电产生的电能进行升压。 之后的 DC/AC 逆变电路可根据情况选用 SiC MOSFET 或 IGBT 的单管/模组方案， 将升压后的直流电逆变成为交流电输入电网或接入负载。 行业深度报告行业深度报告 请
27、务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 9 / 21 图图13：英飞凌三相组串式光伏逆变器使用功率器件英飞凌三相组串式光伏逆变器使用功率器件 资料来源：英飞凌 根据逆变器适用场合，可将光伏逆变器分为集中根据逆变器适用场合，可将光伏逆变器分为集中式式逆变器、组串式逆变器、组串式逆变器以及逆变器以及 微型逆变器。微型逆变器。 集中逆变技术是若干个并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端， 一般用于大型光伏电站。 集中式逆变器最大特点是系统的功率高， 成本低， 但由于不 同光伏组串的输出电压、电流往往不完全匹配，采用集中逆变的方式会导致逆变过 程的效率降低的下降。 组串逆变器是基于模块化概念，
28、每个光伏组串(1-5kW)通过一个逆变器，已成为 现在国际市场上最流行的逆变器。其优点是不受组串间模块差异和遮影的影响，同 时减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，从而增加了发电量。技术上 的这些优势不仅降低了系统成本，也增加了系统的可靠性。 微型逆变器的逆变系统中， 每一块电池板分别接入一台微型逆变器， 当电池板中 有一块不能良好工作，则只有这一块都会受到影响。 图图14：集中式逆变器集中式逆变器相较组串式逆变器连接更多光伏阵列相较组串式逆变器连接更多光伏阵列 资料来源：索比光伏网 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 10 / 21 不同功率段的光伏发电
29、场景选取不同的逆变器不同功率段的光伏发电场景选取不同的逆变器。以英飞凌方案为例，1.5kW 以 下项目（家庭户用光伏发电系统）选用微型逆变器；1KW-6KW（如中小型屋顶光伏 发电系统，小型地面电站）选用单相组串式逆变器；5KW-200KW 选用三相组串式逆 变器，600KW 以上的项目（如大型厂房、荒漠电站、地面电站等大型发电系统）选 用集中式逆变器。 近年以来组串型逆变器的价格与集中式逆变器价格逐步拉进，并且凭借多路 MPPT（最大功率点跟踪）实现更高的发电效率，开始在大型地面电站市场中跃升主 流地位。组串型逆变器相比集中式逆变器亦能更精准的识别每个组串故障，精准运 维，效率大幅提升。因此
30、，未来组串式逆变器的渗透率有望进一步提升。 图图15：2020 年年低功率三相逆变器占据市场主要份额低功率三相逆变器占据市场主要份额 图图16：组串式逆变器组串式逆变器在我国在我国渗透率不断提升渗透率不断提升 数据来源：IHS MARKIT、开源证券研究所 数据来源：CIIA、开源证券研究所 对应到 IGBT 的选型，通常微型逆变器、部分小功率的组串式逆变器采用 IGBT 单管、MOS 分立器件作为功率开关；而大功率的组串式逆变器、集中式逆变器则采 用额定功率更高的 IGBT 或 SiC MOSFET 模块产品。随着 IGBT 单管的设计和制造 工艺水平不断提升， 其所能承受的电流电压也愈来愈
31、大。 以往必须要 IGBT 模块才能 胜任的一些高功率的工作场景，现在使用 IGBT 单管也能较好地运行。因此 IGBT 单 管在光伏逆变器中的使用渗透率总体呈现上升趋势。 图图17：IGBT 单管单管内封装单内封装单颗颗 IGBT 芯片芯片 图图18：IGBT 模块模块内封装多颗内封装多颗 IGBT 芯片芯片 资料来源：英飞凌 资料来源：systemplus consulting 2.1.2、 风电变流器起风电变流器起“交交-直直-交交”的整流和逆变作用的整流和逆变作用 风电变流器属于风力发电机组大型核心部件之一，将风机发出的变化的电压和 频率的电能，经过交直转换变为稳定电压和频率的电能馈入
32、电网。 1% 9% 56% 34% 微型逆变器单相逆变器 低功率三相逆变器高功率三相逆变器 0% 20% 40% 60% 80% 100% 200192020E 组串式集中式集散式 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 11 / 21 图图19：风电变流器起整流和逆变作用风电变流器起整流和逆变作用 资料来源：英飞凌 风力发出来的电本身是交流电， 但由于风力发电有很大的不稳定性， 且风速和设 备本身等都会直接影响发电机转动，因此需要通过风电变流器对电能进行整理：发 电机产生的幅值频率不断变化的交流电，通过机侧变流器整流为直流电，经直流支 撑电容稳
33、压后输送至网侧变流器，控制系统通过 PWM 矢量控制技术将直流电转换 为频率幅值稳定的交流电， 馈入电网。 风电变流器的整流和逆变过程亦是通过风电变流器的整流和逆变过程亦是通过 IGBT 等功率器件的的高频开关来实现的。等功率器件的的高频开关来实现的。 图图20：风电变流器起“交风电变流器起“交-直直-交”的整流和逆变作用交”的整流和逆变作用 资料来源：CDEIA 2.1.3、 储能变流器起双向逆变作用储能变流器起双向逆变作用 储能变流器（Power Conversion SystemPCS）由 DC-AC 双向变流器、控制单 元等构成。储能变流器的主要功能是系统根据监控指令进行恒功率或恒流控
34、制，给 电池充电或放电。 储能变流器相对光伏逆变器承担更多的作用，通过其传输的电能方向是双向的： 储能变流器既参与光伏组件及公共电网对电池的充电过程（AC-DC） ，又参与电池对 家用负载供电、对电网送电的电能调节过程（DC-AC） 。 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 12 / 21 图图21：储能储能 PCS 在在光伏光伏-储能系统储能系统中起到电能双向流动的作用中起到电能双向流动的作用 资料来源：TI 以户用光伏储能系统为例， 在白天光照充足时， 光伏面板发电量充足， 可以供应 家庭负载， 同时也通过储能变流器向蓄电池充电， 若仍有多余电量可进行并网售电。
35、 在光照不充足时， 光伏面板和蓄电池同时给家庭负载供电。 在夜晚谷电电价时间段， 电网给电池补电。 图图22：储能变流器连接太阳能组件、电网、负载及电池储能变流器连接太阳能组件、电网、负载及电池 资料来源：德业股份 2.2、 新能源发电和储能新能源发电和储能市场市场蓬勃发展，蓬勃发展，IGBT 未来空间广阔未来空间广阔 展望未来， “碳中和”事业将持续推进，光伏/风电等可再生能源及配套电化学储 能有望持续快速发展，将显著带动 IGBT 的市场需求。 我们基于以下核心假设，预计风电+光伏+储能新增装机市场对 IGBT 的需求规 模将由 2021 年的 86.7 亿美元上升至 2025 年的 18
36、2.5 亿美元： 假设 1： 容配比为 1.1； 风电和光伏逆变器/变流器实际需求量是当年装机量的 1.2 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 13 / 21 倍； 假设 2：2025 年风电和光伏全球新增装机量分别为 200/300GW； 假设 3：2021 年全球光伏和风电的储能配套装机比例为 6%，至 2025 年上升至 27%； 假设 4：2020 年储能变流器单位成本是光伏逆变器的 2.5 倍，至 2025 年降至 2 倍。 表表2：光伏、风电及储能对光伏、风电及储能对 IGBT 的需求量有望不断增加的需求量有望不断增加 2020 2021E 2022E
37、 2023E 2024E 2025E 风电新增装机量（GW） 98.0 90.0 110.0 134.3 163.9 200.0 对应变流器装机量（GW） 89.1 81.8 100.0 122.1 149.0 181.8 当年变流器需求量(GW) 106.9 98.2 120.0 146.5 178.8 218.2 单位成本（亿元/GW） 1.1 1.05 1.05 1.02 1.00 0.98 对应的风电变流器市场空间（亿元） 117.6 102.6 125.4 150.0 179.5 214.6 功率半导体所占成本 16.0% 18.0% 18.0% 17.0% 16.0% 16.0%
38、对应的 IGBT 市场空间（亿元） 18.8 18.5 22.6 25.5 28.7 34.3 光伏新增装机量（GW） 127.5 160.0 200.0 230.0 262.7 300.0 对应逆变器装机量（GW） 115.9 145.5 181.8 209.1 238.8 272.7 当年逆变器需求量（GW） 139.1 174.5 218.2 250.9 286.5 327.2 逆变器单位成本（亿元/GW） 2.00 1.80 1.80 1.71 1.62 1.54 对应的光伏逆变器市场空间（亿元） 278.2 314.2 392.7 429.1 465.5 505.0 功率半导体所占成
39、本 16.0% 18.0% 18.0% 17.0% 16.0% 16.0% 对应的 IGBT 市场空间（亿元） 44.5 56.6 70.7 72.9 74.5 80.8 储能变流器装机容量(GW) 4.8 15.0 60.9 87.4 107.0 136.4 单位成本（亿元/GW） 5.00 4.32 4.14 3.76 3.41 3.09 对应的储能变流器市场空间（亿元） 24.0 64.8 252.0 328.9 365.2 420.9 功率半导体所占成本 16.0% 18.0% 18.0% 17.0% 16.0% 16.0% 对应的 IGBT 市场空间（亿元） 3.8 11.7 45.
40、4 55.9 58.4 67.3 IGBT 合计市场规模（亿元）合计市场规模（亿元） 67.2 86.7 138.6 154.4 161.6 182.5 同比增速同比增速 29.1% 59.9% 11.4% 4.7% 12.9% 数据来源：国家能源局、北极星太阳能光伏网、开源证券研究所 3、 我国我国光伏逆变器已光伏逆变器已全球领先，导入国产全球领先，导入国产 IGBT 势在必行势在必行 3.1、 新能源领域国产新能源领域国产 IGBT 渗透率低，多因素助推有望开启国产替代渗透率低，多因素助推有望开启国产替代 光伏光伏需求旺盛，海外芯片供应紧张，助推国产替代。需求旺盛，海外芯片供应紧张，助推国
41、产替代。IGBT 器件的性能直接影响 新能源发电的效率，因此客户对功率半导体的价格敏感度较低，而对其性能和可靠 性要求较高。过去我国逆变器企业在器件选用过程中往往偏好性能更为卓越、稳定 性更好的海外 IGBT 产品。 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 14 / 21 2021 年，光伏发电市场蓬勃发展，2021 前三季度我国光伏新增装机量合计 25.56GW，同比实现快速增长。光伏逆变器中的核心器件 IGBT 需求持续旺盛，然而 受疫情等因素影响，海外光伏芯片大厂交期延长，逆变器 IGBT 芯片供需矛盾凸显， 因此我国光伏逆变器企业加快了对国产 IGBT 器件的
42、验证和导入工作。此外在中美 贸易摩擦等地缘政治事件影响下，部分逆变器企业建立国产供应链体系的迫切性日 益凸显，正加速引入国产核心器件供应商。 图图23：2021 前三季度我国光伏新增装机量同比快速增长前三季度我国光伏新增装机量同比快速增长 数据来源：国家能源局、开源证券研究所 分布式光伏大力推进，分布式光伏大力推进，IGBT 单管需求旺盛。单管需求旺盛。结构上来看，2021 年我国分布式 光伏推进十分迅速，2021 年前三季度装机量占比达 64.19%。分布式光伏逆变器功率 较小，主要采用 IGBT 单管方案。因此在快速增长的需求下，IGBT 单管相较 IGBT 模块更为紧缺， 国产替代的迫切
43、性更高。 技术上来说， IGBT 单管的封装难度较 IGBT 模块更低，厂商更容易把握单管产品的性能指标和产品稳定性、一致性。因此，我国 功率半导体企业总体将先通过 IGBT 单管供应实现光伏 IGBT 替代的突破。 2021 年 9 月，国家能源局发布整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点名单， 全国 31 个省市自治区共报送试点 676 个。国家政策对光伏发电整县推进的支持，也国家政策对光伏发电整县推进的支持，也 将持续带动光伏将持续带动光伏 IGBT 单管的用量。海外功率大厂扩产总体谨慎，在无法保障供应单管的用量。海外功率大厂扩产总体谨慎，在无法保障供应 的情况下，光伏的情况下，光伏 IG
44、BT 国产替代势在必行。国产替代势在必行。 图图24：2021 年分布式光伏年分布式光伏装机比例大幅上升装机比例大幅上升 数据来源：国家能源局、开源证券研究所 光伏去补贴，光伏去补贴，全产业链有降本需求，国产器件有望凭借性价比优势持续渗透全产业链有降本需求，国产器件有望凭借性价比优势持续渗透。 2021 年是我国光伏行业正式开启实行平价上网的第一年，新备案集中式光伏电站、 工商业分布式光伏项目和新核准陆上风电等新建项目不再享受财政补贴，未来光伏 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 2021Q12021Q
45、22021Q3 季度新增光国内伏装机量(万千瓦)同比 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 0 1000 2000 3000 4000 分布式新增装机（万千瓦）集中式新增装机（万千瓦） 分布式新增装机比例 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 15 / 21 产业将摆脱依赖政府补贴的状况。光伏全产业链将面临更加市场化的竞争，各个环 节具有更迫切的降成本要求。 IGBT等功率半导体占光伏逆变器的成本可达15-20%， 逆变器企业采用更具性价比的国产 IGBT 器件将有效实现降本。 图图25：我国光伏发电标杆电价不断下降我国光伏发电标杆电价不断下
46、降 数据来源：国际太阳能光伏网、开源证券研究所 3.2、 光伏逆变器国产厂商实力雄厚，为国产光伏逆变器国产厂商实力雄厚，为国产 IGBT 持续持续导入提供土壤导入提供土壤 我国光伏产业在政府的补贴支持下取得蓬勃发展， 新增装机量不断提升。 目前我 国已经建立了完善的光伏产业链，在硅料、硅片、组件、逆变器、整机等产业链的各 个环节涌现出一批领军企业。 图图26：我国具备完善的光伏产业链我国具备完善的光伏产业链 资料来源：各公司官网 我国企业在逆变器环节实力雄厚，我国企业在逆变器环节实力雄厚，全球市场占有率领先全球市场占有率领先，为国产，为国产 IGBT 等等器件器件 的导入提供了深厚的土壤的导入
47、提供了深厚的土壤。2020 年全球前十大光伏逆变器厂商中，我国企业占据 6 家。其中华为和阳光电源分别占有全球 23%和 19%的市占率。因此，国产 IGBT 企 业相较海外企业，更有希望凭借本土供应优势，实现与逆变器客户的密切对接和持 续服务，逐步提升渗透率，最终有望占据全球光伏逆变器 IGBT 市场的多数份额。 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 2013.8.262015.12.122016.12.262017.12.192018.5.312019.4.282020.3.31 类地区类地区类地区工商业户用 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声
48、明 16 / 21 图图27：我国我国新增新增光伏光伏装机量装机量在在 2020 年年明显提升明显提升 图图28：2020 年年我国光伏逆变器企业市占率高我国光伏逆变器企业市占率高 数据来源：国家能源局、开源证券研究所 数据来源：伍德麦肯兹、开源证券研究所 我国风电变流器和储能变流器的国产化程度仍然较低，随着国内厂商的不断研 发投入，未来有望实现快速发展，为导入国产 IGBT 产品创造更优越的产业链条件。 储能变流器与光伏逆变器的技术总体同源，国内光伏逆变器企业在储能变流器 市场具有绝佳的发展机会。 对于国产 IGBT 供应商来说， 亦有希望借助国内逆变器厂 商导入储能市场。 表表3：2020
49、 年装机量年装机量排名靠前的储能变流器企业大部分为光伏逆变器企业排名靠前的储能变流器企业大部分为光伏逆变器企业 排名排名 新增投运新增投运 TOP 10 海外出货量海外出货量 TOP5 1 阳光电源 阳光电源 2 科华 比亚迪 3 索英电气 科华 4 上能电气 昆兰新能源 5 南瑞继保 盛弘股份 6 盛弘股份 / 7 科陆电子 / 8 许继 / 9 英博电气 / 10 智光储能 / 数据来源：CNESA、开源证券研究所 4、 受益标的受益标的 4.1、 士兰微士兰微 公司是国内半导体领先企业， 现已形成器件 （主要为功率半导体器件 MOSFET、 IGBT、二极管等产品） 、集成电路（主要包括
50、 IPM、MCU、MEMS 传感器、电源管 理芯片、数字音视频电路等） 、LED 芯片及外延片等业务板块，是国内产品线最为齐 全的半导体 IDM 厂商。2020 年公司投产国内 IDM 厂商第一条 12 英寸功率产线，不 断发力功率半导体板块，坚定走 IDM 之路。 依赖公司的强研发投入，公司产品矩阵不断完善，并在 IGBT 和 IPM 产品取得 较为明显的竞争优势。IGBT 方面，公司 IGBT 单管及模块产品均已实现规模销售。 其中公司 IGBT 单管较完善地覆盖 600V/650/1200/1350V 等中低压电压等级。 公司正 0 1000 2000 3000 4000 5000 60
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