2020年下半年開始全球疫情帶來的居家隔離和遠程辦公的需求催生了PC和服務(wù)器的強勁需求，同時“雙碳”政策下電動車和光伏發(fā)電領(lǐng)域?qū)τ诠β拾雽?dǎo)體的需求井噴，但是海外大廠受到疫情影響產(chǎn)能供給嚴重不足，因此拉開了這一輪功率半導(dǎo)體的漲價行情，預(yù)計2021年行業(yè)增速超過30%。
不同于市場擔(dān)憂的功率半導(dǎo)體行業(yè)景氣度開始向下，據(jù)我們測算，即使新增供給開出，行業(yè)整體供需仍處于緊平衡。
行業(yè)內(nèi)部供給結(jié)構(gòu)開始進行調(diào)整，預(yù)計消費類相關(guān)功率芯片由于供給逐步恢復(fù)價格會有所回落，但是車規(guī)MOSFET和小信號產(chǎn)品由于海外廠商減產(chǎn)轉(zhuǎn)移至IGBT和SiC仍處于供不應(yīng)求，IGBT在電動車和光伏、風(fēng)電等新能源需求驅(qū)動下仍然景氣度非常高，所以我們判斷2022年功率半導(dǎo)體行業(yè)雖然細分賽道有所分化，但是行業(yè)景氣度總體仍然向上。
電動車大時代：IGBT
廠商IDM為王
在新能源汽車和光伏、風(fēng)電等清潔能源的需求推動下，此輪功率半導(dǎo)體新周期最受益的是以IGBT為代表的中高壓功率器件，預(yù)計國內(nèi)車規(guī)IGBT/SiC模塊市場規(guī)模在2025年將達到300億元人民幣左右，如果考慮光伏逆變器帶來的100億左右增量需求和工業(yè)領(lǐng)域的存量需求，預(yù)計2025年國內(nèi)IGBT為代表的中高壓功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將增至600億元左右。
2022年預(yù)計全球新增IGBT供給不足6萬片/月，而且海外大廠英飛凌和安森美的交期仍在在一年左右，行業(yè)供給仍然非常緊張。
國內(nèi)IGBT芯片廠商如時代電氣、士蘭微的IGBT產(chǎn)能已經(jīng)投產(chǎn)，下游客戶驗證已經(jīng)大部分完成，預(yù)計2022年國內(nèi)IGBT廠商的國產(chǎn)化替代進程將提速，我們認為具有IDM產(chǎn)能優(yōu)勢的廠商在車規(guī)IGBT領(lǐng)域優(yōu)勢更加明顯，能夠同時保證較快的產(chǎn)品迭代速度和較短的產(chǎn)品交付周期。
碳化硅新世界：襯底成為
產(chǎn)業(yè)鏈最重要的環(huán)節(jié)
功率半導(dǎo)體作為電子電力控制的關(guān)鍵器件，技術(shù)持續(xù)提升的方向在于單位電壓的安培容量，不斷提高輸出效率，采用碳化硅襯底制作的功率器件相對于硅基而言具備天然優(yōu)勢，導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗都大幅降低，提升了逆變效率。
碳化硅基器件的價值量最大的環(huán)節(jié)在于襯底，由于碳化硅襯底的長晶速度減慢，良率非常依賴工藝積累，所以在襯底資源已經(jīng)成為SiC時代的核心資源。
我們認為在SiC功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，對于器件廠綜合競爭力的要求已經(jīng)從設(shè)計、制造和封測一體化延伸至上游襯底材料的全產(chǎn)業(yè)鏈把控，目前全球范圍內(nèi)的襯底爭奪戰(zhàn)基本結(jié)束，未來國內(nèi)功率器件廠商對于襯底資源的掌控將成為碳化硅新世界的核心競爭力，建議關(guān)注即將登陸科創(chuàng)板的國內(nèi)SiC襯底龍頭廠商天岳先進。
物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動的電動化和智能化帶來功率半導(dǎo)體新周期
物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動的電動化和智能化
帶來功率半導(dǎo)體新周期
復(fù)盤2020-2021年功率半導(dǎo)體周期：漲價與隱憂。
2019年底開啟的5G手機滲透率提升成為整個半導(dǎo)體行業(yè)需求動能的來源，市場對于5G手機在未來幾年的強勁增長充滿信心，但是進入2020年全球范圍內(nèi)出現(xiàn)新冠疫情，5G手機的需求爆發(fā)被按下了暫停鍵。
隨著疫情的進一步發(fā)展，居家辦公帶來了遠程服務(wù)器的巨量需求，沉寂十年的筆電市場迎來大幅增長，同時雙碳政策推動下，國內(nèi)電動車的高速發(fā)展進一步刺激了對于功率半導(dǎo)體的需求。
在需求端一片向好的增長趨勢下，芯片供給端由于受到疫情的影響大幅縮水，全球功率半導(dǎo)體封測重鎮(zhèn)馬來西亞無限期封城無疑對功率半導(dǎo)體行業(yè)雪上加霜。
2020年疫情以來筆記本出貨創(chuàng)近十年新高：

由于功率半導(dǎo)體供需錯配，本來產(chǎn)品價格較低的功率器件在晶圓廠產(chǎn)能供給的優(yōu)先權(quán)就比較低，晶圓產(chǎn)能供給緊張的時候代工和封測成本端大幅上升，各大功率半導(dǎo)體廠商紛紛大幅上調(diào)產(chǎn)品價格，預(yù)計行業(yè)平均價格漲幅超過20%，部分產(chǎn)品甚至價格上漲了7-8倍。
根據(jù)我們對于2020-2021年這一輪周期的復(fù)盤，行業(yè)平均毛利率在2021年Q3創(chuàng)近十年歷史新高，行業(yè)接近29%的增速高點也遠超上一輪周期的增速高點。
但是瘋漲的功率半導(dǎo)體行情也讓市場對于2022年的價格回調(diào)壓力充滿擔(dān)憂，大家對于2018年Q4開始的下行周期中價格下跌的慘烈仍歷歷在目，尤其是消費類相關(guān)的功率半導(dǎo)體價格，2022年跌價壓力較大。
2014-2021年功率半導(dǎo)體行業(yè)周期：

功率半導(dǎo)體下游應(yīng)用全面開花，電動車
和光伏/風(fēng)電新能源領(lǐng)域需求激增
在全球分立器件的下游需求中汽車占比最高，達到35%左右，國內(nèi)市場中汽車行業(yè)對于分立器件的用量占比為27%。
以MOSFETs為代表的中低壓分立器件廣泛應(yīng)用于汽車的電動天窗、雨刮器、安全氣囊、后視鏡等領(lǐng)域，純電汽車的車載充電機（OBC）、DC-DC轉(zhuǎn)換器對于MOSFETs的需求進一步增加。
另外汽車車燈轉(zhuǎn)為LED大燈以后，MOSFETs的需求量從原來每個車燈需要1顆增加至18顆，很多造車新勢力熱衷的車頂和側(cè)邊漸變玻璃對于MOSFETs的需求也在增長。
傳統(tǒng)燃油車中僅有少量的IGBT單管用于發(fā)動機點火器，純電汽車的動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)為電池以后，IGBT模塊成為電驅(qū)系統(tǒng)中逆變器的標配，此外新能源汽車在車載充電機（OBC）、DC-DC升壓器、電空調(diào)驅(qū)動也需要用到IGBT單管。
根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研與我們測算，四驅(qū)版本的純電車型前后雙電機各需要18顆IGBT，車載充電機需要4顆，電動空調(diào)8顆，合計一臺電動車需要48顆IGBT芯片。
單車用到的MOSFETs和IGBTs：
根據(jù)StrategyAnalytics測算，傳統(tǒng)燃油車功率半導(dǎo)體用量僅為71美元，48V輕混車型功率半導(dǎo)體價值量增值至90美元，而純電車型的功率半導(dǎo)體用量增幅高達364%，大幅上漲至330美元。
2020年混動和純電車型單車半導(dǎo)體價值量分布：

雙碳政策下，以光伏和風(fēng)電為代表的新能源發(fā)電的裝機量大幅增長，太陽能發(fā)電中DC-DC直流轉(zhuǎn)換器和光伏逆變器均需要用到IGBT作為功率開關(guān)。
其中逆變器的效率很大程度上取決于設(shè)計使用的元器件，元器件的性能可以由功率損耗來衡量，功率損耗分為導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗。
相較于MOSFETs而言，IGBT適用于較低開關(guān)頻率和大電流的應(yīng)用，大電流下IGBT的導(dǎo)通損耗比MOSFET更低，MOSFET有能力滿足高頻、小電流的應(yīng)用，具有更低的開關(guān)損耗，更適合開關(guān)頻率在100KHz以上的逆變器模塊。
從逆變器類別來看，由于微型及單相逆變器功率較小，一般采用IGBT單管方案為主，高功率三相逆變器則采用IGBT模塊，低功率三相逆變器則兩種方案都有采用。
目前集中式光伏逆變器成本在0.16-0.17元/W，組串式光伏逆變器成本在0.2元/W左右，總體光伏逆變器成本在0.2元/w，IGBT模塊占光伏逆變器的成本比例約為15%，每GW對應(yīng)功率半導(dǎo)體的價值量約為0.3億-0.4億元。
光伏中用到的MOSFETs和IGBTs：

除了電動車和光伏發(fā)電兩大驅(qū)動力以外，智能家居中也大量用到功率半導(dǎo)體的分立器件，比如多功能掃地機器人。
在一個掃地機中，可能會有不同的部分用到這樣的功率分立器件：無線充電、電池管理系統(tǒng)、音頻放大器、吸塵器、清潔系統(tǒng)電機控制、移動電機控制等，由于功能不同，所需要的MOS也不盡相同，大約在2-6顆不等。
掃地機用到的功率半導(dǎo)體：

功率半導(dǎo)體行業(yè)
競爭格局
全球功率半導(dǎo)體行業(yè)市場規(guī)模在2019年達到464億美元，相較于上一輪高景氣周期的2018年同比下滑3.53%：
2020年和2021年在疫情影響全球進入“居家辦公模式”，服務(wù)器和PC的強勁復(fù)蘇疊加高景氣的電動車和新能源發(fā)電需求刺激，功率半導(dǎo)體行業(yè)迎來拐點。
SIA預(yù)計2021年全球半導(dǎo)體的銷售額將達到5530億美元，創(chuàng)下新高，同比增長25.6%，全球功率半導(dǎo)體龍頭廠商英飛凌Infineon，恩智浦NXP，意法半導(dǎo)體STM，安森美ONsemi，2021年前三季度分別成長32.5%，31.43%，31.8%和28.5%，我們預(yù)計全球功率半導(dǎo)體的行業(yè)增速預(yù)計在2021年有望達到30%，市場規(guī)模將接近600億美元。
從全球功率半導(dǎo)體分立器件需求結(jié)構(gòu)來看，汽車是需求最大的領(lǐng)域，占比達到35%，其次是工業(yè)和消費電子領(lǐng)域，需求占比分別為27%和13%。
全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模：

全球功率半導(dǎo)體分立器件需求結(jié)構(gòu)：

從產(chǎn)品形態(tài)分類，功率半導(dǎo)體可以分為分立器件、模組和功率IC三大類別，一類是分立器件指單管，即1顆芯片加上封裝外殼，第二類是模塊，把幾個單管和特定功能的電路封裝在一起構(gòu)成模塊，第三類就是功率IC，包括交流直流轉(zhuǎn)換器AC/DC，直流-直流轉(zhuǎn)換器DC/DC，電源管理IC和驅(qū)動IC。
2019年分立器件/模組與功率IC的市場規(guī)模分別為224億和240億美元，其中英飛凌是分立器件和模組市場當之無愧的全球龍頭，市占率高達19%，美國功率半導(dǎo)體大廠安森美市占率為8.4%，功率IC市場占有率最高的是德州儀器TI，市場份額為16%，其次是英飛凌和ADI，占比分別為7.7%和7.2%。
2019年全球分立器件與模組市場競爭格局：

2019年全球功率IC市場競爭格局：

根據(jù)Omdia的統(tǒng)計，2019年國內(nèi)功率半導(dǎo)體市場規(guī)模約為177億美元，約占全球市場需求的38%，2020年隨著半導(dǎo)體行業(yè)復(fù)蘇進入新一輪高增長周期。
目前國內(nèi)功率半導(dǎo)體分立器件廠商營收規(guī)模最大的是聞泰科技收購的安世半導(dǎo)體，2020年營收達到96.4億元人民幣，2021年大幅成長53.3%，功率半導(dǎo)體營收增至147.8億元。
我國本土IDM廠商中功率半導(dǎo)體營收規(guī)模最大的廠商是華潤微電子，2020年公司功率半導(dǎo)體營收達到28億元，預(yù)計2021年營收同比增長49.3%，超過41億元人民幣。
Fab-less模式為代表的MOSFET廠商無錫新潔能和IGBT模組廠商嘉興斯達半導(dǎo)在2021年實現(xiàn)了更快的成長，2021年營收兩者預(yù)計將分別大增64.8%和71.6%。
前十大國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商2021年營收規(guī)模合計達到362.5億元，同比成長57.4%，相較于國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)
2021年前三季度16.1%的成長速度，顯示了功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)超預(yù)期的復(fù)蘇態(tài)勢。