行業(yè)分析

半導體材料介紹

第一代半導體材料，是以硅（Si）和鍺（Ge）材料為主的，自上世紀50年代被提出至今，發(fā)展得已經(jīng)成熟。其中鍺由于其穩(wěn)定性較差，造價昂貴，除了在發(fā)光管、聚光器、高效率太陽能電池中有所應用之外，沒有得到大規(guī)模的應用。而Si材料主要被用于制作集成電路和功率器件，目前常用的就是Si MOSFET和Si IGBT。

第二代半導體材料，主要有砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）等，主要起源于上世紀70年代。第二代半導體材料主要用于制作發(fā)光電子器件、高性能微波、毫米波器件，在衛(wèi)星通信、移動通信、光通信、GPS導航等領域中有著廣泛應用。但由于其材料稀缺、價格昂貴，應用受到了較大的限制。

第三代半導體材料，主要又以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為代表，相比于硅，碳化硅有更好的高頻特性，更高的耐溫及導熱能力。同時碳化硅導通和關斷損耗低，提高了能量轉換效率。因此碳化硅在新能源汽車、風光儲、家電等領域有廣闊前景。然而第三代半導體器件由于量產(chǎn)、良率損失、設備費、原材料等原因，目前價格還是居高不下，如碳化硅器件同比硅器件貴5-8倍。但是隨著時間的進展，碳化硅材料價格將會逐步下降。

**功率半導體

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功率半導體是對功率進行變頻、變壓、變流、功率放大及管理的半導體器件，不但實施電能的存儲、傳輸、處理和控制，保障電能安全、可靠、高效和經(jīng)濟的運行，而且將能源與信息高度地集成在一起。雖然功率半導體器件在電力電子裝置中的成本占比通常僅 20%-30%，但是對設備的使用性能、過載能力、響應速度、安全性和可靠性影響極為重大，是決定其性價比的核心器件。在日常生活中，凡涉及發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、儲電等環(huán)節(jié)的，均離不開功率半導體。功率半導體器件作為不可替代的基礎性產(chǎn)品，廣泛應用于國民經(jīng)濟建設的各個領域。

從產(chǎn)品類型來看，功率半導體可以分為功率器件和功率 IC。功率器件屬于分立器件，可進一步分為二極管、晶體管、晶閘管等，其中二極管主要包括 TVS二極管、肖特基二極管、整流二極管等，晶體管主要包括 MOSFET、IGBT、雙極性晶體管等；功率IC屬于集成電路中的模擬IC，可進一步分為AC/DC、DC/DC、電源管理 IC、驅(qū)動 IC 等。

細分領域

**MOSFET **

MOSFET 全稱金屬氧化物半導體場效應管，是一種可以廣泛使用在模擬與數(shù)字電路的場效應晶體管。MOSFET 器件具有高頻、驅(qū)動簡單、抗擊穿性好等特點，應用范圍涵蓋通信、消費電子、汽車電子、工業(yè)控制、計算機及外設設備、電源管理等多個領域。超級結 MOSFET 全稱超級結型 MOSFET，是 MOSFET 結構設計的先進技術。該結構具備更好的導通特性，可以工作于更大的電流條件。隨著 5G 通訊、汽車電動化、高性能充電器等應用領域的發(fā)展，高壓超級結 MOSFET 將擁有更快的市場增速。

IGBT

IGBT 全稱絕緣柵雙極晶體管，是由雙極型三極管 BJT 和 MOSFET 組成的復合全控型電壓驅(qū)動式功率器件。IGBT 具有電導調(diào)制能力，相對于 MOSFET 和雙極晶體管具有較強的正向電流傳導密度和低通態(tài)壓降。IGBT 作為一種新型功率半導體器件，是國際上公認的電力電子技術第三次革命最具代表性的產(chǎn)品，是工業(yè)控制及自動化領域的核心元器件，其作用類似于人類的心臟，能夠根據(jù)裝置中的信號指令來調(diào)節(jié)電路中的電壓、電流、頻率、相位等，以實現(xiàn)精準調(diào)控的目的。因此，IGBT 被稱為電力電子行業(yè)里的“CPU”，廣泛應用于新能源（光伏逆變器）、新能源汽車、電機節(jié)能、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、家用電器、汽車電子等領域

根據(jù) Digitimes Research 的數(shù)據(jù)，新能源汽車中，電機驅(qū)動系統(tǒng)是關鍵成本之一，約占整車成本的 15-20%，而 IGBT 約占電機驅(qū)動系統(tǒng)成本的一半，因此，IGBT 約占新能源汽車成本的 7-10%，其動力性能越強，所需要的 IGBT 組件數(shù)量就越多，中國乃至全球新能源汽車的發(fā)展將大力促進 IGBT 的發(fā)展。據(jù)首創(chuàng)證券《IGBT 市場專題研究：光伏 IGBT 規(guī)模測算》， IGBT 占組串式逆變器 BOM 成本的約 18%左右以及占集中式逆變器 BOM 成本約15%左右。

對國內(nèi)市場而言，功率二極管、功率三極管、晶閘管等分立器件產(chǎn)品大部分已實現(xiàn)國產(chǎn)化，而功率 MOSFET 特別是超級結MOSFET、IGBT 等高端分立器件產(chǎn)品由于其技術及工藝的復雜度，還較大程度上依賴進口，未來進口替代空間巨大。

碳化硅功率器件

第三代半導體材料主要為碳化硅和氮化鎵，具有禁帶寬度大、電子遷移率高、熱導率高的特點，在高溫、高壓、高功率和高頻的領域有機會取代部分硅材料。首先，由于新能源汽車、5G 等新技術的應用及需求迅速增加，第三代半導體的產(chǎn)業(yè)化變得更加迫切。得益于 SiC MOSFET 在高溫下更好的表現(xiàn)， SiC MOSFET 在汽車電控中將逐步對硅基 IGBT 模塊進行替代。

行業(yè)規(guī)模

根據(jù) Omdia 預測，2019 年全球功率半導體市場規(guī)模約為 464 億美元，預計至 2024年市場規(guī)模將增長至 522 億美元，2019-2024 的年化復合增長率為 2.4%。

國內(nèi)2019 年市場規(guī)模達到 177 億美元，增速為-3.3%，占全球市場比例高達 38%。預計未來中國功率半導體將繼續(xù)保持平穩(wěn)增長，2024 年市場規(guī)模有望達到 206 億美元，2019-2024 年的年化復合增長率達 3.1%。

根據(jù) Omdia 數(shù)據(jù)，2019 年全球功率分立器件市場規(guī)模約為 160 億美元。MOSFET器件是功率分立器件領域中占比最大的產(chǎn)品，全球市場份額達到 52.51%；IGBT 為第三大產(chǎn)品，2019 年全球市場份額達到 9.99%。中國市場中，MOSFET、IGBT 占 2019年中國功率分立器件市場份額分別為 53.98%與 9.77%，總體比例與全球市場的情況基本一致。

根據(jù) Omdia 的統(tǒng)計，2019 年我國 MOSFET 器件市場規(guī)模為 33.42 億美元，2017年-2019 年復合年均增長率為 7.89%，高于功率半導體行業(yè)平均的增速。根據(jù) Omdia 和Yole 的統(tǒng)計及預測， 2020 年與 2025 年硅基 MOSFET 的晶圓月出貨量（折合 8 英寸）分別為 59.7 萬片與 73.9 萬片，年均復合增長為 4.3%。其中，超級結 MOSFET 由 23.8萬片增長至 35.1 萬片，年均復合增長率為 8.1%，增長速度約為普通硅基 MOSFET 功率器件的兩倍左右。

據(jù) OMDIA 數(shù)據(jù)顯示，2020 年全球 IGBT 市場規(guī)模達 66.5 億美元。據(jù)集邦咨詢《2019 中國 IGBT 產(chǎn)業(yè)發(fā)展及市場報告》顯示，中國是全球最大的IGBT 市場，2018 年中國 IGBT 市場規(guī)模約為 153 億人民幣，相較 2017 年同比增長 19.91%。受益于工業(yè)控制、新能源、新能源汽車等領域的需求大幅增加，中國 IGBT 市場規(guī)模將持續(xù)增長，到2025 年，中國 IGBT 市場規(guī)模將達到 522 億人民幣，年復合增長率達 19.11%，是細分市場中發(fā)展最快的半導體功率器件。根據(jù)首創(chuàng)證券《IGBT 市場專題研究：光伏 IGBT 規(guī)模測算》，中國光伏行業(yè)協(xié)會預測 2025 年全球光伏逆變器新增裝機量有望達 330GW，假設 2025 年光伏逆變器替換裝機量為 42GW，預計 2025 年光伏逆變器 IGBT 市場規(guī)模將超百億。根據(jù)乘聯(lián)會、Marklines 統(tǒng)計數(shù)據(jù)：預計 2025 年電動車 IGBT 市場規(guī)模達 572 億元。

根據(jù) Yole 的數(shù)據(jù)，2019 年應用在新能源汽車的 SiC 器件市場規(guī)模為 2.25 億美元，預計到 2025 年將增長至 15.53 億美元，復合增長率為 38%。

國外主要公司

在功率半導體領域，國際廠商優(yōu)勢明顯，全球前十大功率半導體公司均為海外廠商 ， 包 括 英 飛 凌 （ Infineon ） 、 德 州 儀 器 （ Texas Instruments ）、安森美（ ON Semiconductor）、意法半導體（ST Microelectronics）等。行業(yè)整體集中度較低，2019年以銷售額計的全球功率半導體龍頭企業(yè)英飛凌市場份額為 13.49%，前十大企業(yè)市場份額合計為 51.93%。

國內(nèi)主要公司

華潤微

公司是中國領先的擁有芯片設計、晶圓制造、封裝測試等全產(chǎn)業(yè)鏈一體化經(jīng)營能力的半導體企業(yè)，產(chǎn)品聚焦于功率半導體、智能傳感器與智能控制領域，為客戶提供豐富的半導體產(chǎn)品與系 統(tǒng)解決方案。公司產(chǎn)品設計自主、制造全程可控，在分立器件及集成電路領域均已具備較強的產(chǎn)品技術與制造工藝能力，形成了先進的特色工藝和系列化的產(chǎn)品線， 公司主營業(yè)務可分為產(chǎn)品與方案、制造與服務兩大業(yè)務板塊 。公司是中國本土領先的以 IDM 模式為主經(jīng)營的半導體企業(yè)，同時也是中國本土最大的功率器件企業(yè)之一。

士蘭微

公司主要產(chǎn)品包括集成電路、半導體分立器件、LED（發(fā)光二極管）產(chǎn)品等三大類。經(jīng)過二十多 年的發(fā)展，公司已經(jīng)從一家純芯片設計公司發(fā)展成為目前國內(nèi)為數(shù)不多的以 IDM 模式（設計與制 造一體化）為主要發(fā)展模式的綜合型半導體產(chǎn)品公司。2021 年，公司分立器件產(chǎn)品的營業(yè)收入為 38.13 億元，較上年增長 73.08%。分立器件產(chǎn)品中， MOSFET、IGBT、IGBT 大功率模塊（PIM）、肖特基管、穩(wěn)壓管、開關管、TVS 管、快恢復管等產(chǎn)品 的增長較快，公司的超結 MOSFET、IGBT、FRD、高性能低壓分離柵 MOSFET 等分立器件的技術平臺研發(fā)持續(xù)獲得較快進展，產(chǎn)品性能達到業(yè)內(nèi)領先的水平。士蘭的分立器件和大功率模塊除了加快在白電、工業(yè)控制等市場拓展外，已開始加快進入新能源汽車、光伏等市場，預期今后公司的分立器件產(chǎn)品營收將繼續(xù)快速成長。

斯達半島

公司長期致力于 IGBT、快恢復二極管等功率芯片的設計和工藝及 IGBT、MOSFET、SiC 等功率模塊的設計、制造和測試，公司的產(chǎn)品廣泛應用于工業(yè)控制和電源、新能源、新能源汽車、白色家電等領域。2021 年，IGBT 模塊的銷售收入占公司主營業(yè)務收入的 94%以上，是公司的主要產(chǎn)品。

東微半島

公司的主要產(chǎn)品包括 GreenMOS 系列高壓超級結 MOSFET、SFGMOS 系列及 FSMOS 系列中低壓屏蔽柵 MOSFET、以及 TGBT 系列 IGBT 產(chǎn)品。公司的產(chǎn)品廣泛應用于以新能源汽車直流充電樁、車載充電機、5G 基站電源及通信電源、數(shù)據(jù)中心服務器電源、儲能和光伏逆變器、UPS 電源和工業(yè)照明電源為代表的工業(yè)級應用領域，以及以 PC 電源、適配器、TV 電源板、手機快速充電器為代表的消費電子應用領域。

天岳先進

公司是一家國內(nèi)領先的寬禁帶半導體（第三代半導體）襯底材料生產(chǎn)商，主要從事碳化硅襯底的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，產(chǎn)品可廣泛應用于微波電子、電力電子等領域。寬禁帶半導體襯底材料在 5G 通信、電動汽車、新能源、國防等領域具有明確且可觀的市場前景，是半導體產(chǎn)業(yè)重要的發(fā)展方向。

新潔能

公司的主營業(yè)務為 MOSFET、IGBT 等半導體芯片和功率器件的研發(fā)設計及銷售，銷售的產(chǎn)品按照是否封裝可以分為芯片和功率器件。通過持續(xù)的自主創(chuàng)新，公司在溝槽型功率 MOSFET、 超結功率 MOSFET、屏蔽柵功率 MOSFET以及 IGBT等產(chǎn)品的設計研發(fā)方面擁有多項核心技術。公司的產(chǎn)品先進且系列齊全，廣泛應用于消費電子、汽車電子、工業(yè)電子以及新能源汽車/充電 樁、智能裝備制造、物聯(lián)網(wǎng)、5G、光伏新能源等領域。

財務比較

華潤微和士蘭微營收規(guī)模較大，斯達半導、東微半導等營收增長較快。

盈利能力方面，華潤微、斯達半導和新潔能在毛利率和凈利率方面上升較快。

營運能力方面，東微半導總資產(chǎn)周轉率相對較高，華微電子、東微半導的存貨周轉率較高。

我的投資理念是: 好行業(yè)、好公司、好價格、好時機，四者缺一不可。

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參考資料：網(wǎng)上公開研報、公司年報，招股書等