1、计算机 2022 年 02 月 15 日 时代电气(688187.SH) 国内轨交装备领先企业，IGBT等新兴业务增长潜力凸显 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 公司报告 公司首次覆盖报告 推荐（首次推荐（首次） 现价：54.63 元元 主要数据主要数据 行业 计算机 公司网址 www.tec.crrczic.cc 大股东/持股 中车株洲电力机车研究所有限公司/41.63% 实际控制人 国务院国有资产监督管理委员会 总股本(百万股) 1,416 流通 A 股(百万股) 158 流通 B/H 股(百万股) 547 总

2、市值（亿元） 636 流通 A 股市值(亿元) 87 每股净资产(元) 22.95 资产负债率(%) 24.3 行情走势图行情走势图 平安观点： 公司是国内轨道交通装备龙头企业，具备从器件到整机的完整产业布局。公司是国内轨道交通装备龙头企业，具备从器件到整机的完整产业布局。公司作为中车集团旗下的企业，在轨道交通装备研发、设计和制造方面具备着较强的实力。依托在轨交设备领域强大的基本盘和完整的下游产业布局优势，公司将业务逐步拓展到功率半导体器件、工业变流产品、新能源汽车电驱系统、传感器件、海工装备等新兴领域。目前，轨道交通装备是公司收入的主要来源，2020 年占比接近87%。由于受到疫情等因素影响

3、，轨道交通相关设备需求迟滞，公司整体收入出现下滑，但整体毛利率仍保持在高位，功率半导体等新兴业务依然实现较快增长。 公司新兴装备业务布局效果凸显，公司新兴装备业务布局效果凸显，IGBTIGBT（绝缘栅双极型晶体管）应用空（绝缘栅双极型晶体管）应用空间打开。间打开。功率半导体业务是公司新兴产业布局的重要组成部分。目前已全面掌握晶闸管、整流管、IGCT、IGBT、SiC 器件及功率组件全套技术，应用于输配电、轨道交通和工业等多个领域。其中，IGBT 由于具备驱动功率小而饱和压降低等特点，在电力电子领域得到广泛应用。但在 IGBT这个赛道上，国内企业起步相对较晚，市场多为英飞凌、富士、三菱等厂商所把

4、控。近年来，包括公司在内的国内厂商都在奋起直追。公司率先在轨交用高压 IGBT 领域取得突破，现在正在向新能源汽车、新能源等领域拓展， 技术与国际厂商逐步接近， 其采用的 IDM 模式在竞争中的优势也在凸显。 从趋势上从趋势上看， 新能源汽车、 光伏风电将拉动公司看， 新能源汽车、 光伏风电将拉动公司 IGBTIGBT 等功率半导体增长。等功率半导体增长。功率半导体在新能源汽车中应用较为广泛。新能源车普遍使用高压电路，当电池输出高电压时， 需要进行大量的电压变换、 逆变和整流等转换过程，功率半导体需求大幅增加。当前，汽车已经成为 IGBT 最大的应用领域，占比达到 30%。未来，随着新能源车渗

5、透率的较快提升，公司功率半导体业务将实现较快增长。目前公司正在建设的 8 英寸车规级 IGBT 生产线进展顺利，设计晶圆产能 24 万片/年，满产预计将能够满足 240 万辆新能源车（单电机）的 IGBT 模块需求。此外，随着光伏、海上风电等领域投资的持续推进，IGBT 应用也会增加，公司也会充分受益。 2019A 2020A 2021E 2022E 2023E 营业收入(百万元) 16304 16034 14633 16659 18860 YOY(%) 4.1 -1.7 -8.7 13.9 13.2 净利润(百万元) 2659 2475 2150 2631 3199 YOY(%) 1.8 -

6、6.9 -13.2 22.4 21.6 毛利率(%) 38.9 37.2 37.1 37.3 37.4 净利率(%) 16.3 15.4 14.7 15.8 17.0 ROE(%) 12.1 10.4 6.4 7.3 8.1 EPS(摊薄/元) 1.88 1.75 1.52 1.86 2.26 P/E(倍) 29.1 31.3 36.0 29.4 24.2 P/B(倍) 3.5 3.2 2.3 2.1 2.0 证券研究报告 时代电气公司首次覆盖报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 2/ 22 投资建议投资建议:公

7、司作为国内轨道交通装备领域的龙头企业，在轨交设备配套方面有着较为领先的市场地位，近年来在功率半导体等新兴领域的拓展效果十分明显。依托其现有在高压领域的技术积累，公司正在顺应市场的需要，将产品覆盖市场不断向工业、新能源汽车、风电光伏等领域推进，效果开始显现。同时，作为国内为数不多的 IDM 模式的 IGBT 企业，在产能紧张、国产替代加快的大背景下，受益更为明显。随着后续公司新产线的投产，公司在该领域的市场占有率将进一步提升。我们预计 2021-2023 年 EPS 分别为 1.52 元、 1.86 元和 2.26 元， 对应 2022 年2 月 14 日的 PE 分别为36.0 倍、 29.4

8、 倍和 24.2 倍。我们看好公司后续发展，首次覆盖给予“推荐”评级。 风险提示：风险提示：1）市场需求不及预期。公司下游为轨道交通、新能源汽车等领域，如果下游投资进度或者需求不及预期，公司的配套产品也会受到影响。2）市场竞争加剧的风险。公司目前重点发展的功率半导体等领域，也面临着国际、国内玩家的激烈竞争，如果出现竞争环境恶化，公司毛利率可能出现下滑。3）技术研发进度不及预期。公司在新兴领域研发投入规模较大，一旦投入方向出现偏差或者研发进度不及预期，可能对公司的经营和中长期发展带来不利影响。 9ZcZzWiXiYaZwVpOrQpPaQbPbRsQrRtRtReRqQsQfQrQpR9PqQx

9、OvPqRyRMYqNuM时代电气公司首次覆盖报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 3/ 22 正文目录正文目录 一、一、 公司是国内轨交装备龙头，正积极拓展业务边界公司是国内轨交装备龙头，正积极拓展业务边界.5 1.1 公司立足轨交装备，积极拓展功率半导体、工业变流等新业务. 5 1.2 营业收入近两年出现回落，但整体毛利率仍保持在较高水平 . 6 1.3 研发前沿技术并挖掘下游应用，协同效应凸显 . 7 二、二、 新兴装备业务快速崛起，公司新兴装备业务快速崛起，公司 IGBT应用空间打开应用空间打开 .9 2

10、.1 公司积极布局功率半导体，广泛应用于轨交、输配电等领域 . 9 2.2 IGBT市场潜力巨大，国内厂商正在奋起直追 . 10 2.3 公司是国内唯一掌握高铁动力 IGBT芯片的企业，助力高铁技术自主化 . 11 2.4 从高压领域向低压领域迈进，公司 IGBT产品打通全电压等级 . 13 2.5“技术储备丰富+IDM 模式”构成公司 IGBT领域独特优势 . 14 三、三、 新能源汽车、光伏风电将拉动新能源汽车、光伏风电将拉动 IGBT等功率半导体增长等功率半导体增长 .15 3.1 新能源汽车渗透率快速提升，公司车载 IGBT产能释放恰逢其时 . 15 3.2 光伏、风电方兴未艾，将成为

11、公司功率半导体的新增长点 . 17 四、四、 盈利预测及投资建议盈利预测及投资建议.19 4.1 盈利预测 . 19 4.2 相对估值 . 20 4.3 投资建议 . 20 4.4 风险提示 . 20 时代电气公司首次覆盖报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 4/ 22 图表目录图表目录 图表 1 时代电气发展历程. 5 图表 2 公司轨道交通配套设备业务构成. 5 图表 3 公司新兴装备业务构成 . 6 图表 4 公司营业收入及同比增速. 6 图表 5 公司整体、轨道交通装备、新兴业务分产品收入结构（2020

12、年） . 7 图表 6 公司毛利率变化 . 7 图表 7 公司净利润及同比增速（亿元，%） . 7 图表 8 公司研发费用及占收入比重 . 8 图表 9 公司业务布局 . 8 图表 10 公司 IGBT产业发展历程. 9 图表 11 公司第一条 8 英寸 IGBT生产线. 9 图表 12 公司的 8 英寸 IGBT晶圆. 9 图表 13 IGBT主要应用设备及功能 . 10 图表 14 公司功率半导体业务主要产品. 10 图表 15 公司功率半导体收入及同比增速 . 10 图表 16 BJT、MOSFET和 IGBT三种器件对比 . 11 图表 17 IGBT细分市场竞争格局. 11 图表 1

13、8 IGBT各代技术代际划分（英飞凌） . 12 图表 19 公司 IGBT生产工艺流程. 12 图表 20 公司轨道交通功率半导体产品家族 . 13 图表 21 不同工作电压 IGBT应用领域 . 13 图表 22 IGBT按照电压等级分类. 14 图表 23 国内 IGBT主要厂商对比. 14 图表 24 功率半导体下游应用 . 15 图表 25 中国 IGBT下游应用领域市场占比（2020 年） . 15 图表 26 IGBT在新能源汽车中的使用场景 . 15 图表 27 新能源汽车功率半导体使用情况 . 15 图表 28 国内新能源汽车销量（万辆）. 16 图表 29 汽车电机控制器、

14、IGBT模块参数要求. 16 图表 30 光伏并网逆变器示意图. 17 图表 31 逆变器龙头固德威原材料成本构成（2019） . 17 图表 32 国内新增光伏发电并网装机容量（百万千瓦） . 18 图表 33 国内风电新增装机预测. 18 图表 34 2020 年国内海上风电新增装机的单机容量分布. 18 图表 35 公司盈利预测简表 . 19 图表 36 公司与可比公司估值对比 . 20 时代电气公司首次覆盖报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 5/ 22 一、一、 公司是国内轨交装备龙头公司是国内轨交装备

15、龙头，正正积极拓展业务边界积极拓展业务边界 1.1 公司立足轨交装备，积极拓展功率半导体、工业变流等新业务公司立足轨交装备，积极拓展功率半导体、工业变流等新业务 公司成立于 2005 年，是中国中车旗下的股份制企业，总部位于湖南株洲，原名南车时代电气，其前身是 1959 年成立的铁道部株洲电力机车研究所（简称株机所，下同） 。2006 年，公司在香港联合交易所成功上市。2016 年，公司更名为现在的“株洲中车时代电气股份有限公司” 。 公司继承了株机所 60 余年的技术积累，主要从事轨道交通装备产品的研发、设计、制造和销售并提供相关服务，具备“器件+系统+整机”的产业布局，产品主要包括以轨道交

16、通牵引变流系统为主的轨道交通电气装备、轨道工程机械、通信信号系统等。 凭借着中车集团在产业链上的丰富布局，公司围绕相关配套需求，正在拓展业务边界，积极布局功率半导体器件、工业变流产品、新能源汽车电驱系统、传感器件、海工装备等新领域。2008年，时代电气收购英国 Dynex Power 公司 75%股权，后者专门从事设计与制造功率半导体、晶体管模块及其他电子组件。此次并购也标志着公司正式进入功率半导体领域。次年，公司构建了国内首条功率半导体器件 IGBT模块封装线。目前，公司已建有 6英寸双极器件、8英寸 IGBT和 6英寸碳化硅的产业化基地，拥有芯片、模块、组件及应用的全套自主技术。 2015

17、 年，公司斥资 1.3亿英镑收购英国海底工程机械制造商 SMD公司全部股权。SMD公司在深海机器人和商业海底采矿设备领域均为世界顶尖水平。经过此次收购，公司的海洋工程深水装备研发能力和制造水平显著提升。 图表图表1 时代电气发展历程时代电气发展历程 资料来源：公司官网、公司公告、平安证券研究所 图表图表2 公司轨道交通配套设备公司轨道交通配套设备业务业务构成构成 业务分类 主要产品 应用领域 轨道交通电气装备 牵引变流系统、信息化与智能系统产品、供电系统、测试装备 铁路、城轨、“复兴号”动车组、机车自动驾驶系统等 轨道工程机械 接触网作业车、重型轨道车、城市轨道工程车 国家铁路、地方铁路、城市

18、轨道交通等 通信信号系统 LKJ 列控系统、ETCS 信号系统 干线铁路、城际铁路、城市轨道交通等 资料来源：招股说明书，平安证券研究所 时代电气公司首次覆盖报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 6/ 22 图表图表3 公司公司新兴装备业务构成新兴装备业务构成 业务分类 主要产品 应用领域 功率半导体器件 IGBT、SiC、双极器件 轨道交通、输配电、新能源汽车等 工业变流产品 轧机中压传动变频、风电变流器、光伏逆变器 暖通、冶金、矿山、新能源发电等 新能源汽车电驱系统 中小功率及大功率平台 纯电动、混合动力汽车

19、等 传感器件 电流传感器、电压传感器、压力传感器 智能交通、智能工业、智能电网等 海工装备 深海作业机器人、海底挖沟铺缆机 深海工程 资料来源：公司招股说明书、平安证券研究所 1.2 营业收入近两年出现营业收入近两年出现回落回落，但但整体毛利率整体毛利率仍保持在较高水平仍保持在较高水平 2017 年至 2020年，公司分别实现营业收入 151.44亿、156.58亿、163.04亿和 160.34亿元，2018-2020年复合增速约为1.92%。2020 年，受新冠肺炎疫情影响，国铁集团对轨道交通车辆的招标时间出现延迟，城市轨道建设进度也存在一定程度的延期，使得公司当期收入同比下降 1.66%

20、。2021 年前三季度，公司收入仍处在下滑状态。 图表图表4 公司营业收入及同比增速公司营业收入及同比增速 资料来源：Wind、平安证券研究所 轨道交通装备业务依然占据公司的主导地位，2020年收入为 138.90亿元，同比下降 3.77%，占比为 86.63%；新兴装备业务营收额达到 19.01亿元，同比增长 7.69%，占比为 11.86%。作为新兴装备业务核心的功率半导体领域，2020年贡献了整体营收的 5.00%。 功率半导体业务虽然规模不大， 但有望形成公司新的业务增长点， 公司一直以来也非常重视该领域的发展。 时代电气公司首次覆盖报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许

21、可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 7/ 22 图表图表5 公司整体公司整体、轨道交通装备轨道交通装备、新兴业务分产品收入结构（、新兴业务分产品收入结构（2020 年）年） 资料来源：公司年报、平安证券研究所 受到公司在轨交设备领域的高毛利率的支撑，公司毛利率一直处于相对较高的位置，整体毛利率在近五年来维持在 37%至39%之间。分业务来看，轨道交通装备业务毛利率最高，2021年上半年为 41.57%，公司正在通过产品结构优化策略，进一步提升该板块中的高毛利率产品收入占比。新兴装备业务的毛利率则相对较低，2021 年上半年为 19.41%，相较上年同期（20.9

22、5%）还出现了回落。新兴装备业务毛利率的回落，主要原因在于：1）公司采取了相对较低的价格策略，拓展市场，应对竞争；2）目前功率器件和传感器业务还处在投入期，规模效应尚未形成。 图表图表6 公司毛利率变化公司毛利率变化 图表图表7 公司净利润及同比增速公司净利润及同比增速（亿元，（亿元，%） 资料来源：WIND、平安证券研究所 资料来源：WIND、平安证券研究所 1.3 研发研发前沿前沿技术技术并并挖掘下游应用挖掘下游应用，协同效应凸显，协同效应凸显 保持较高研发投入，为传统业务竞争力提升、新业务发展提速提供弹药保持较高研发投入，为传统业务竞争力提升、新业务发展提速提供弹药。公司持续加大研发投入

23、力度，为巩固轨道交通装备业务的领先地位、更快发展新兴装备业务提供了充分的保障。2020 年，公司研发费用达到 16.87 亿元，同比增长 4.99%，占营业收入比重为 10.52%。2021 年前三季度，公司研发费用达到 10.45 亿元，占营业收入比重为 12.26%。 2021 年 9月，公司在科创板首次公开发行股票，共募资 75.6亿元。募集资金的重点投向领域为科技创新领域，其中研发应用项目拟投资额占总募集资金的 70%。 分项目来看， 公司将利用募集资金进一步加大对轨道牵引变流系统技术的研发投入，巩固其优势的市场竞争力。同时，公司积极布局智慧轨道交通项目、新产业先进技术研发应用项目，加

24、速推进新兴装备业务时代电气公司首次覆盖报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 8/ 22 的发展使其继续保持引领公司发展的地位。 截至 2020年，公司在境内外累计获得专利授权数量 2810件，其中发明专利 1528 件，公司在境内拥有 2605名研发人员，占境内员工总数的 34.1%。同时，公司拥有体系完善的实验室和雄厚的实验检测能力，涵盖公司各业务领域的研究性试验和出厂试验。 图表图表8 公司研发费用及占收入比重公司研发费用及占收入比重 资料来源：Wind、平安证券研究所 依托中车集团全产业链优势，依托中车集团

25、全产业链优势， 挖掘下游应用市场挖掘下游应用市场拓展潜力拓展潜力。 公司的主要产品包括以轨道交通牵引变流系统为主的轨道交通电气装备、轨道工程机械、通信信号系统、功率半导体器件等，形成了“器件+系统+整机”的产业结构。同时，公司坚持“同心多元化”战略，依托公司在轨道交通装备领域积累的技术、渠道、品牌等优势资源，积极布局轨道交通以外的产业，重点进入门槛高、差异化明显的新产业，并通过持续实施精益生产、加强工艺管控能力、供应商管理等举措，全面提升产品实现能力。 目前公司已切入工业变流产品、新能源汽车电驱系统、传感器件、海工装备等领域，打开了成长空间。完整的产业链结构和不断拓展的新产业业务不仅为公司提供

26、了盈利增长点，更是公司掌握完整产业链资源、打造拥有自主研发核心技术且成本有效管控的供应商体系的重要保障。 图表图表9 公司公司业务布局业务布局 资料来源：公司官网、平安证券研究所 时代电气公司首次覆盖报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 9/ 22 抓住未来发展热点方向，抓住未来发展热点方向， 在在 IGBT等功率器件领域站稳脚跟等功率器件领域站稳脚跟。 公司自收购英国 Dynex Power公司以来， 便不断持续加码 IGBT产业，早在 2009 年便成功下线国内首条 IGBT封装线，最早进入功率器件领域最具发

27、展前景的赛道。作为一种新型电力电子器件，IGBT 是国际上公认的电力电子技术第三次革命中具有代表性的产品，是工业控制及自动化领域的核心元器件，不仅在工业应用中提高了设备的自动化水平、控制精度等，也大幅提高了电能的应用效率，同时减小了产品体积和重量，节约了材料，未来的应用空间十分广阔。 2008 年，公司斥资 1672万加元收购功率半导体商 Dynex75%的股权，掌握了 IGBT芯片设计、封装的关键技术工艺以及 4英寸生产线。在该领域，公司具有起步早，发展快的显著优势。公司在 2009 年便建成国内首条 IGBT模块封装线，实现年产能 12万片。2014年，公司升级封装线至 8英寸。2017年

28、，公司开始进入车载 IGBT芯片领域，2020年 9月下线国内首条 8 英寸车规级 IGBT芯片生产线，目前项目正在稳步推进中。 图表图表10 公司公司 IGBT产业发展历程产业发展历程 资料来源：公司官网、平安证券研究所 图表图表11 公司公司第一条第一条 8英寸英寸 IGBT生产线生产线 图表图表12 公司的公司的 8英寸英寸 IGBT晶圆晶圆 资料来源：国资委网站，平安证券研究所 资料来源：国资委网站，平安证券研究所 二、二、 新兴装备业务快速崛起，新兴装备业务快速崛起，公司公司 IGBT 应用空间打开应用空间打开 2.1 公司积极布局功率半导体公司积极布局功率半导体，广泛应用于轨交、输

29、配电等领域广泛应用于轨交、输配电等领域 时代电气公司首次覆盖报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 10/ 22 功率半导体业务是公司新兴产业布局的重要组成部分。目前已全面掌握晶闸管、整流管、IGCT、IGBT、SiC 器件及功率组件全套技术，应用于输配电、轨道交通和工业等多个领域。 在输配电领域，公司生产的 IGBT应用于乌东德工程、张北工程、如东工程以及厦门柔直、渝鄂柔直、苏南 STATCOM、江苏 UPFC等多个项目，为我国柔性直流输电工程的建设提供核心基础器件支撑，晶闸管产品累积应用于国内外 23个特高压直

30、流输电工程和 7个柔性直流输电工程；在轨道交通领域，公司生产的 3300V IGBT批量应用至干线机车等车型，1700V、3300V等系列 IGBT批量应用于地铁等车型，6500V IGBT小批量应用至中国标准动车组等车型；在其他工业领域，公司已为新能源汽车、风力发电、光伏发电、高压变频器等批量供应 IGBT器件，750V和 1200V IGBT应用至新能源汽车，并已与国内多个龙头整车企业成为重要合作伙伴。公司生产的全系列高可靠性 IGBT产品打破了轨道交通核心器件和特高压输电工程关键器件由国外企业垄断的局面，目前正在解决我国新能源汽车核心器件自主化问题。 图表图表13 IGBT 主要应用设备

31、及功能主要应用设备及功能 设备 功能 直流变换器 改变直流电压 逆变器 将直流电转变为交流电 整流器 将交流电转变为直流电 变频器 改变交流电频率 稳压器 改变交流电电压 资料来源：产业调研、平安证券研究所 图表图表14 公司功率半导体业务主要产品公司功率半导体业务主要产品 图表图表15 公司功率半导体收入及同比增速公司功率半导体收入及同比增速 资料来源：公司官网，平安证券研究所 资料来源：招股说明书，平安证券研究所 2.2 IGBT 市场市场潜力巨大潜力巨大，国内厂商正在奋起直追，国内厂商正在奋起直追 IGBT全称绝缘栅双极型晶体管，是一种由 BJT和 MOS组成的复合全控型电压驱动式功率半

32、导体器件，与 MOSFET （绝缘栅型场效应管）结构功能相似，兼有 MOSFET 的高输入阻抗和 GTR（电力晶体管）的低导通压降两方面优点。GTR 饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低，可承受的电压也更大，其应用范围一般都在耐压 600V以上，电流 10A以上， 频率 1KHz以上的区域， 是电子电力领域理想的开关器件。 IGBT分为 IGBT芯片和 IGBT模块， 其中 IGBT模块是由 IGBT与 FWD（续流二极管芯片）通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品

33、，具有参数优秀、最高电压高、引线电感小的特点，是 IGBT最常见的应用形式，常用于大电流和大电压环境。其中，IGBT模块是最主要的产品形式。 时代电气公司首次覆盖报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 11/ 22 图表图表16 BJT、MOSFET 和和 IGBT三种器件对比三种器件对比 特性特性 BJTBJT MOSFETMOSFET IGBTIGBT 驱动方式 电流 电压 电压 驱动电路 复杂 简单 简单 输入阻抗 低 高 高 驱动功率 高 低 低 开关速度 慢 快 居中 工作频率 低 高 居中 饱和压降 低

34、 高 低 资料来源： 工业强基IGBT一条龙 、平安证券研究所 IGBT 应用广泛，市场增长潜力大。但是，该产品对设计及工艺要求较高，国外起步早且设备工艺经验丰富，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。在竞争格局方面，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，2020年 IGBT分立器件全球市场规模为 15.9亿美元，英飞凌以 29.3%的市场占有率占据领先地位，其次分别是富士、三菱、安森美、东芝，

35、CR5约 67.4%；2020年 IGBT模块全球市场规模为 36.3亿美元，英飞凌以 36.5%的市场占有率占据领先地位，其次分别是富士、三菱、赛米控和威科电子，CR5约 66.7%；2020 年 IPM模块全球市场规模为 14.3亿美元，三菱以 32.9%的市场占有率占据领先地位，其次分别是安森美、英飞凌、 富士和赛米控，CR5约78.3%。 我国只有少数企业如斯达半导位列 IGBT模块市场第六 （2.8%） ， 杭州士兰微位列IGBT分立器件市场第十 （2.6%） 、IPM 模块市场第九（1.6%） ，具备一定的竞争优势。 图表图表17 IGBT 细分市场竞争格局细分市场竞争格局 资料来

36、源：英飞凌，平安证券研究所 2.3 公司是公司是国内唯一掌握高铁动力国内唯一掌握高铁动力 IGBT 芯片芯片的的企业，助力高铁技术自主化企业，助力高铁技术自主化 根据英飞凌的分类方式，IGBT 自上世纪 80 年代出现起，可以划分为七代技术方案。从平面穿通型（PT）发展到平面非穿通型(NPT)，随后发展到沟槽场截止型(FS-Trench)，目前已经实现微沟槽场截止型(MPT)。沟槽栅与场截止结构的结合以及晶片进一步的磨薄和背面工艺的提升使得近表面载流子浓度增加，漂移区减薄，降低了导通损耗，提升了器件的开关频率和电流输出能力，实现技术上重大突破。 “沟槽栅+场截止+薄晶圆”是 IGBT产品中应用

37、最为广泛的产品技术方式。2018年年底英飞凌推出的 IGBT7首次采用微沟槽+场截止结构，使得漂移区载流子浓度明显提高，直观表现为芯片面积减小、静态损耗及饱和压降显著降低，实现了更高的功率密度。 时代电气公司首次覆盖报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 12/ 22 在 IGBT技术不断迭代演进的过程当中，国外厂商如英飞凌、三菱电机和富士电机等扮演了引领者的角色，其他厂商的产品代系往往以英飞凌的标准作为参考。但由于 IGBT 产品技术迭代周期长，生命周期通常达 5-10 年，且市场对工艺制程要求不高，因此目前市场

38、上的主流产品仍是 2007 年推出的第四代芯片技术（对应英飞凌的分类） 。 公司的第四代沟槽栅+场截止产品目前已经得到广泛应用， 第五代技术产品已经完成系列化开发， 正在研发第七代技术产品，技术追赶不断提速，与海外头部厂商的技术差距不断缩小。 图表图表18 IGBT 各代技术各代技术代际划分（英飞凌）代际划分（英飞凌） 技术代别 结构特征 工作结温 短路能力 封装形式 特点 IGBT2 平面栅+NPT 125 10 模块 低饱和压降，高鲁棒性 IGBT3 沟槽栅+场截止 125/600V150 10/600V6 模块 低导通压降，开关性能优化 IGBT4 沟槽栅+场截止 150 10 模块 高

39、开关频率，优化开关软度 IGBT5 沟槽栅+场截止+表面覆铜 175 10 模块 电流输出能力提升 IGBT6 沟槽栅+场截止 175 3 单管(1200V) 沟槽栅型改进 IGBT7 微沟槽+场截止 过载 175 8 模块 饱和压降相比 IGBT4 下降 20% 资料来源：英飞凌、平安证券研究所 IGBT生产流程较为复杂，具有很高的生产工艺壁垒。与普通 IC芯片相比，功率半导体在减薄工艺、背面工艺等方面都更加复杂。其中减薄工艺是指为达到特定的耐压指标，需要将硅片磨至特定厚度，如 100200um 的工艺。当硅片磨至 200um量级之后，继续磨薄将导致硅片破碎的概率极大增高。背面工艺则包括背面

40、离子注入、退火激活、背面金属化等工艺步骤，受到金属熔点的限制，背面工艺均需要在低于 450的条件下进行。 图表图表19 公司公司 IGBT生产工艺流程生产工艺流程 资料来源：公司招股书、平安证券研究所 在轨道交通领域，公司生产的 IGBT器件在城市轨道交通、高速铁路以及电力机车方面具有广泛应用。作为能源转换与传输的核心器件，IGBT 可以提高用电效率与质量，是牵引变流器和各种辅助变流器的主流器件。由 IGBT 模块组成的牵引变流器将单相交流电压转变为稳定的中间直流电压， 是现代轨道交通核心技术之一交流传动技术的关键部件。 相比其他应用领域，轨道交通用 IGBT需要应对严酷的温度冲击和机械冲击，

41、对产品的动态、静态和可靠性能要求非常高。 目前，公司在高压 IGBT领域具有强大的工艺基础和可靠的产品性能，是国内唯一自主掌握高铁动力 IGBT芯片及模块封装技术的企业，一举打破高压 IGBT领域国外垄断轨道交通核心器件的局面，助力我国高铁 IGBT实现国产替代。也正是在大时代电气公司首次覆盖报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 13/ 22 功率 IGBT技术掌握之后，高铁产品内部所需的所有电控单元全部由中车集团自主设计、生产、验证，从源头上确保了产品的一致性和可靠性，自主化水平直指国际领先。公司轨道交通 IG

42、BT模块的主要为公司牵引变流系统所使用。公司牵引变流系统由中车集团下属主机厂装车后，销售至国铁集团及下属子公司、地铁公司和地方铁路公司等。 图表图表20 公司轨道交通功率半导体产品家族公司轨道交通功率半导体产品家族 资料来源：大功率半导体技术现状及其进展J，刘国友、王彦刚等、平安证券研究所 2.4 从高压领域向低压领域迈进，从高压领域向低压领域迈进，公司公司 IGBT 产品打通产品打通全电压等级全电压等级 凭借其在轨道交通高压 IGBT领域的丰富积累，公司正逐步向中低压 IGBT领域不断渗透。目前，公司 IGBT模块产品型谱覆盖 750V-6500V 全电压等级。 公司高压 IGBT模块采用平

43、面栅 DMOS技术，具有低导通压降、软关断特性、裕量大等特点，应用在 1700V-6500V的高电压领域，如电力机车、高速动车组、地铁等轨道交通领域，以及其他大功率变频器装置领域。在输配电行业，公司生产的3300V 等系列 IGBT产品已批量应用于柔性直流输电、百兆级大容量电力系统。 公司中低压 IGBT模块则采用了沟槽栅 TMOS技术，具有散热性能好、高电流密度、高可靠性等特点，批量应用于新能源汽车、风电、光伏、变频器、SVG、中频感应加热等领域。 图表图表21 不同工作电压不同工作电压 IGBT应用领域应用领域 资料来源：Yole、平安证券研究所 时代电气公司首次覆盖报告 请通过合法途径获

44、取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 14/ 22 图表图表22 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 消费电子领域，如变频冰箱、变频空调 中压 600V-1200V 工业市场、新能源汽车、家用电器等 高压 1700V-6500V 轨道交通、新能源发电、智能电网等 资料来源：比亚迪半导体招股书、平安证券研究所 2.5“技术“技术储备丰富储备丰富+IDM 模式模式”构成公司构成公司 IGBT 领域独特优势领域独特优势 公司功率半导体技术储备较为丰富公司功率半导体技术储备较

45、为丰富。 在 IGBT芯片技术领域， 公司通过开展 IGBT芯片元胞技术、 终端技术与背面技术研究，构建了以“U”型槽与软穿通为核心特征的高压平面栅 IGBT芯片技术体系，以“沟槽+软穿通”与“精细沟槽”两代技术为支撑的低压沟槽栅 IGBT技术体系，拥有缓冲层、超薄片、高可靠性半绝缘钝化功能薄膜、全局与局域寿命控制等全套特色先进工艺技术的 8 英寸专业 IGBT芯片制造平台，全面掌握具有完全自主知识产权的高低压 IGBT及配套 FRD 芯片的设计与制造工艺技术，全系列芯片产品正广泛应用于轨道交通、电网、新能源等领域。 在芯片封装技术领域，公司拥有多芯片并联均流设计技术、高效热管理技术、多物理场

46、耦合仿真技术等设计技术，建立了大面积焊接、铜端子超声键合、烧结、DTS、引线键合及界面强化等先进封装能力，储备了陶瓷衬板等整套材料评价标准，开发了高性能、 高可靠的 750V-6500V IGBT器件和 750V-3300V的 SiC器件， 产品批量应用于机车、 动车、 城轨、 柔性输电、矿用变频、风电、光伏、高端工业装备等领域。 IDM模式助力产能快速提升模式助力产能快速提升。公司是一家集器件开发、生产与应用于一体的 IDM模式企业。按照产业链的完整与否，IGBT生产厂商可以划分为Fabless无工厂模式与 IDM垂直整合制造模式两种。 国外 IGBT龙头厂商英飞凌、 富士电机等多采用IDM

47、模式。 IGBT功率半导体属于特色工艺， 采用 IDM模式反而更有优势。 首先， 采用该模式能够保持稳定的产能供应， 尤其是在轨交、汽车、工控等市场，对元器件供应和性能的稳定性要求非常高，自有产能则能够很好的满足客户这方面的需求。第二，功率半导体设计、制造需要高度协同，定制化程度非常高，IDM模式可以解决设计中存在的问题，缩短产品开发周期。第三，制造环节在功率半导体整个产业链中的价值量较大，这是与数字电路差异比较大的地方，发力该领域可以获得更多的附加值，而且功率半导体制造产线由于制程成熟，投资规模也要小于数字电路。 公司选择 IDM模式意味着，公司就拥有了从芯片设计、 晶圆制造、模块封装与测试

48、到系统级应用测试的全产业链，在设计、制造等环节实现了协同优化，有助于充分挖掘技术潜力。尤其是在当前供应链偏紧的大背景下，拥有全产业链能力，意味着有了更好的供应灵活性，避免被其他环节卡脖子。国内除时代电气外，主要 IGBT生产厂商如比亚迪半导体、士兰微也采用了 IDM 模式。 图表图表23 国内国内 IGBT主要厂商对比主要厂商对比 公司 业务模式 产品情况 产能情况 时代电气 IDM 覆盖 750V-6500V，高压 IGBT 龙头 规划二期产能，预计 2022 年达产 斯达半导 Fabless 覆盖 600V-3300V全系列产品 2021 年初募资35 亿元用于 6 英寸晶圆生产线建设，

49、预计达产后将形成 36 万片产能 士兰微 IDM 产品主要集中于白色家电领域 两期产能增加项目建设周期 5 年，预计分别形成 8 万片和 25 万片产能 比亚迪半导体 IDM 产品主要集中于车规级 IGBT 领域 宁波 6 英寸芯片 3-5 万片，长沙 8 英寸 5 万片产能 资料来源：比亚迪半导体招股书、平安证券研究所 时代电气公司首次覆盖报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 15/ 22 三、三、 新能源汽车、光伏风电将拉动新能源汽车、光伏风电将拉动 IGBT 等等功率半导体增长功率半导体增长 3.1 新能源

50、汽车新能源汽车渗透率快速提升，公司车载渗透率快速提升，公司车载 IGBT 产能释放恰逢其时产能释放恰逢其时 功率半导体是工业控制及自动化领域的核心元器件，能够根据工业装置中的信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等，以实现精准调控的目的，广泛应用于电机节能、轨道交通、 智能电网、航空航天、家用电器、 汽车电子、新能源发电、新能源汽车等领域。其中新能源汽车是目前功率半导体 IGBT应用的最大市场，在 2020 年中国 IGBT 下游应用领域中，新能源汽车占比 30%。工业控制、消费电子以及新能源发电是 IGBT的其他几大重要应用领域。 图表图表24 功率半导体下游应用功率半导体下游应用 图