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文檔簡介

2022年新能源汽車產(chǎn)業(yè)研究分析報(bào)告匯編資料匯編

目錄1、碳中和背景下電力行業(yè)估值體系探討:新能源運(yùn)營商該怎么給估值2、功率半導(dǎo)體行業(yè)深度報(bào)告:新能源需求引領(lǐng)_行業(yè)快速發(fā)展3、怎么給新能源拉一張新電網(wǎng)4、中國能建研究報(bào)告:發(fā)力新能源運(yùn)營_加速氫能儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展5、新能源汽車行業(yè)研究及投資策略:景氣持續(xù)向上_關(guān)注格局分化

碳中和背景下電力行業(yè)估值體系探討:新能源運(yùn)營商該怎么給估值1.新能源運(yùn)營的本質(zhì)是賺取息差+自我增殖新能源所發(fā)電量優(yōu)先上網(wǎng),利用小時(shí)數(shù)主要取決于氣候條件,電價(jià)穩(wěn)定,資產(chǎn)負(fù)債率、利率及償債方式事先約定且后續(xù)只能向利于企業(yè)的方向變化,因此理論上新能源項(xiàng)目一旦投產(chǎn),其全生命周期現(xiàn)金流就已經(jīng)確定,新能源單個(gè)項(xiàng)目本質(zhì)是類REITS資產(chǎn),凈現(xiàn)值以及PB取決于IRR與折現(xiàn)率的差值,基礎(chǔ)假設(shè)下我們測算合理PB在1.5-2倍PB之間。新能源公司與新能源項(xiàng)目的區(qū)別在于具備自我增殖能力,即初始新能源項(xiàng)目賺取的現(xiàn)金流可以再投資新的新能源項(xiàng)目,從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)生的滾雪球增長,在基礎(chǔ)假設(shè)、純內(nèi)生增長情況下,我們測算新能源運(yùn)營商合理PB在2.5-3.5倍PB之間??紤]到當(dāng)前存量帶補(bǔ)貼項(xiàng)目IRR顯著高于我們模型中的長期基礎(chǔ)假設(shè)值,以及現(xiàn)階段新能源運(yùn)營商普遍可通過IPO融資、定向增發(fā)、出售傳統(tǒng)資產(chǎn)、發(fā)行ABS產(chǎn)品等方式進(jìn)行外部融資,并非純內(nèi)生增長的模型假設(shè),因此上述結(jié)果可視為新能源運(yùn)營商的估值下限。1.1單項(xiàng)目模型:IRR、折現(xiàn)率與超期服役能力單個(gè)新能源項(xiàng)目是類債資產(chǎn),Beta極低。新能源運(yùn)營沒有燃料成本,自身即為運(yùn)營環(huán)節(jié)全部上游,成本中絕大部分為折舊;所發(fā)電量優(yōu)先上網(wǎng),利用小時(shí)數(shù)主要取決于風(fēng)力、光照等自然條件;上網(wǎng)電價(jià)在核準(zhǔn)時(shí)確定,在電力供需趨緊以及綠電交易與能源雙控指標(biāo)掛鉤后,市場化部分電價(jià)大概率上行,尤其未來平價(jià)項(xiàng)目不再需要考慮補(bǔ)貼拖欠問題。因此理論上新能源項(xiàng)目一旦核準(zhǔn),其全生命周期現(xiàn)金流就已經(jīng)確定,與宏觀經(jīng)濟(jì)基本脫鉤。IRR指標(biāo)優(yōu)于ROE及度電利潤。由于盈利能力和現(xiàn)金流本身的高度確定性,新能源項(xiàng)目往往采用高杠桿模式,經(jīng)營期產(chǎn)生的現(xiàn)金流歸屬債務(wù)人和權(quán)益所有人。但是與水電不同,新能源資產(chǎn)壽命通常只有25-30年,新能源償還債務(wù)慣例采用等額本息模式,還款期限通常為15-20年。在等額本息模式下,每年支付給債權(quán)人的現(xiàn)金流相等,但是在會(huì)計(jì)核算上是先息后本(初期債務(wù)本金高),導(dǎo)致投產(chǎn)初期財(cái)務(wù)費(fèi)用高企、ROE偏低,后期隨著本金償還,ROE逐漸升高。因此新能源資產(chǎn)的ROE是一個(gè)動(dòng)態(tài)值,IRR更能表征新能源資產(chǎn)盈利能力,IRR可以視為ROE在全生命周期內(nèi)的加權(quán)平均。此外,由于新能源單位裝機(jī)投資成本快速下降,即便新增項(xiàng)目IRR和ROE提升,度電利潤也有可能下行,因此度電利潤更適合不同公司同期投產(chǎn)項(xiàng)目的橫向?qū)Ρ?。如上述分析,新能源?xiàng)目盈利能力的下限與宏觀經(jīng)濟(jì)基本脫鉤,經(jīng)濟(jì)向好還可能帶來綠電的溢價(jià),因此新能源資產(chǎn)的理論Beta極低,與水電類似,當(dāng)前我國龍頭水電公司股價(jià)100周滾動(dòng)Beta只有0.2-0.4。但是從業(yè)績穩(wěn)定性來看,水電站雖然有一定調(diào)節(jié)能力,但是發(fā)電量受單條河來水波動(dòng)影響仍然較大;而新能源公司項(xiàng)目遍布全國多個(gè)省份,彼此之間光照、風(fēng)況可以形成有效對沖,業(yè)績穩(wěn)定性可能高于水電公司。因此如果參照水電公司0.2-0.4的Beta,新能源存量項(xiàng)目折現(xiàn)率可以在5%以下(3%無風(fēng)險(xiǎn)利率,5%股權(quán)風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià))。另一方面,考慮到當(dāng)前部分新能源平價(jià)項(xiàng)目(以央企非上市資產(chǎn)為主)資本金IRR只有6%,我們認(rèn)為5%的折現(xiàn)率假設(shè)較為中性。除此之外,超額服役期限是影響單個(gè)新能源項(xiàng)目現(xiàn)金流折現(xiàn)值的關(guān)鍵因素。在可行性分析階段,新能源項(xiàng)目通常采用20-25年期限測算IRR,但是項(xiàng)目實(shí)際使用年限可達(dá)到25-30年,較可行性分析測算年限長5年以上。在超額服役的年份中,由于債務(wù)已經(jīng)完全償還完畢,運(yùn)營付現(xiàn)成本極低,權(quán)益現(xiàn)金流近似等于營收,遠(yuǎn)高于可行性分析期間內(nèi)的權(quán)益現(xiàn)金流,因此超額服役期限對項(xiàng)目現(xiàn)金流折現(xiàn)值的影響極大。由此,在折現(xiàn)率一定的情況下,單個(gè)項(xiàng)目PB(運(yùn)營期權(quán)益現(xiàn)金流折現(xiàn)值/初始權(quán)益投資成本)主要取決于資本金IRR和超額服役期限。下表中我們暫定權(quán)益折現(xiàn)率為5%,不同資本金IRR及超額使用年限假設(shè)下,測算單個(gè)新能源資產(chǎn)合理PB在1.5-2倍PB之間。綠色電力溢價(jià)對資本金IRR的提升幅度極為顯著。除能量價(jià)值外,綠色電力交易為新能源發(fā)電量的“綠色”價(jià)值提供溢價(jià)途徑。國家發(fā)改委9月發(fā)文將綠色電力交易與能源雙控掛鉤;10月國常會(huì)再次提出完善地方能耗雙控機(jī)制,推動(dòng)新增可再生能源消費(fèi)在一定時(shí)間內(nèi)不納入能源消費(fèi)總量;11月國家發(fā)改委、能源局發(fā)文優(yōu)先鼓勵(lì)有綠色電力需求的用戶與新能源發(fā)電企業(yè)直接交易。與能源雙控政策銜接,綠色電力有望作為企業(yè)消納非水可再生能源的憑證,變“自愿性”需求為“制度性”需求。下游用戶可為獲得能耗指標(biāo)或階梯電價(jià)優(yōu)惠而購買綠色電力,有利于提高綠色電力交易量及交易溢價(jià)。我們測算綠色電力交易對新能源項(xiàng)目整體電價(jià)帶來每1分/千瓦時(shí)提升,資本金IRR可提升1%。按照2分/千瓦時(shí)的整體價(jià)格提升假設(shè)(參與綠電交易的實(shí)際溢價(jià)較高,但是并非所有發(fā)電量均參與交易),典型資本金IRR8%的項(xiàng)目,實(shí)際運(yùn)營IRR可達(dá)10%。1.2自我增殖模型:歸根結(jié)底是項(xiàng)目拓展能力與單個(gè)新能源項(xiàng)目不同,對新能源公司而言,決定估值更重要的是項(xiàng)目拓展能力。與單個(gè)項(xiàng)目相比,新能源公司最大的區(qū)別在于擁有滾雪球能力。在不考慮額外股權(quán)融資的情況下,新能源公司可將存量項(xiàng)目的一部分資金用于分紅,富余資金用于投資新的項(xiàng)目。由于新項(xiàng)目可以進(jìn)一步增厚企業(yè)價(jià)值,因此新能源公司的估值應(yīng)大幅高于單個(gè)新能源項(xiàng)目。在純內(nèi)生增長、資本金IRR穩(wěn)定的情況下,新能源運(yùn)營的商業(yè)模式變成富余現(xiàn)金流自我增殖,權(quán)益所有者獲得的短期分紅減少,換取未來分紅金額持續(xù)增長。我們對1.1節(jié)中的單項(xiàng)目模型進(jìn)行自我增殖拓展,單項(xiàng)目模型基礎(chǔ)假設(shè)為可行性分析時(shí)的資本金IRR為8%,可行性分析年限20年,超額使用5年,實(shí)際使用年限為25年,折現(xiàn)率仍為5%。新引入的參數(shù)為假設(shè)每年分紅金額保持在凈利潤的30%(以凈利潤為基數(shù)而非權(quán)益現(xiàn)金流為基數(shù)),使用富余權(quán)益現(xiàn)金作為資本金進(jìn)行再投資,新項(xiàng)目保持70%資產(chǎn)負(fù)債率;自我增殖20年后不再進(jìn)行擴(kuò)張。在折現(xiàn)時(shí),20年自我增殖期間內(nèi),按照5%折現(xiàn)率將所有分紅金額折現(xiàn),20年后對所有現(xiàn)存資產(chǎn)剩余使用年限中的權(quán)益現(xiàn)金流折現(xiàn)。在該基礎(chǔ)假設(shè)下,我們測算考慮自我增殖后的新能源公司合理PB由單項(xiàng)目模型的1.79提升至2.80。由于投產(chǎn)初年財(cái)務(wù)費(fèi)用極高、凈利潤基數(shù)較低,折現(xiàn)值對應(yīng)的首年P(guān)E高達(dá)43倍。2.存量火電化作春泥現(xiàn)金流+調(diào)峰構(gòu)筑核心競爭力在低碳轉(zhuǎn)型背景下,火電變成一定意義上的夕陽資產(chǎn),增長潛力和盈利水平較碳中和戰(zhàn)略提出前均大幅下滑,部分投資者甚至給予了煤電資產(chǎn)負(fù)估值。但是我們認(rèn)為市場對煤電資產(chǎn)的認(rèn)識仍有較大偏差,存量煤電資產(chǎn)可能恰恰是新能源運(yùn)營商的Alpha來源。一方面,作為典型重資產(chǎn)行業(yè),煤電即便維持長期微利乃至零利狀態(tài),巨額折舊對應(yīng)的現(xiàn)金流就極為可觀,可支撐新能源業(yè)務(wù)高速增長。對煤電資產(chǎn)償還債務(wù)后的剩余現(xiàn)金流DCF折現(xiàn),保守假設(shè)下我們測算可給予煤電資產(chǎn)0.5-0.8倍PB;中性偏樂觀假設(shè)下考慮投資新能源帶來的價(jià)值增厚,可給予煤電資產(chǎn)1倍左右PB。另一方面,隨著新能源裝機(jī)占比提升,電網(wǎng)調(diào)峰需求增高,未來新能源開發(fā)指標(biāo)可能與火電調(diào)峰能力掛鉤,從而帶給煤電轉(zhuǎn)型公司相較純新能源運(yùn)營商更高的新能源裝機(jī)增速。2.1標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)金牛資產(chǎn)零利潤假設(shè)即可支撐轉(zhuǎn)型隨著2021年動(dòng)力煤價(jià)格屢創(chuàng)新高,煤電板塊三季度也錄得歷史最大單季虧損。雖然市場對煤炭價(jià)格中長期走勢存在分歧,但是在煤價(jià)政策、電價(jià)政策的托底以及國有資產(chǎn)保值增值要求下,煤電資產(chǎn)持續(xù)虧損不現(xiàn)實(shí),預(yù)計(jì)煤電資產(chǎn)可能長期保持微利狀態(tài)。對于存量火電,我們分析國家政策的底線是保障資產(chǎn)質(zhì)地較差、資產(chǎn)負(fù)債率較高的煤電機(jī)組在剩余使用壽命中產(chǎn)生的現(xiàn)金流覆蓋還本付息要求,防止發(fā)生債務(wù)危機(jī)。以典型75%資產(chǎn)負(fù)債率、30年設(shè)計(jì)使用壽命,15年剩余使用年限的火電機(jī)組為例:其價(jià)值為零的條件即剩余使用年限中產(chǎn)生的權(quán)益現(xiàn)金流全部用于償還債務(wù)本金,機(jī)組退役時(shí)所有債務(wù)償還完畢。由此計(jì)算,該機(jī)組每年需產(chǎn)生相當(dāng)于當(dāng)前總資產(chǎn)價(jià)值5%的權(quán)益現(xiàn)金流(75%/15)。當(dāng)前我國主流火電上市公司每年折舊占總資產(chǎn)價(jià)值的比例也在5%左右,因此該機(jī)組在退役前償清債務(wù)的底線條件可具體化為:1)在20年左右的折舊年限內(nèi)凈利潤為0;2)機(jī)組折舊到期后每年獲得相當(dāng)于原折舊金額的利潤直到退役。從敏感性分析來看,資產(chǎn)負(fù)債率升高將顯著提升利息費(fèi)用及償還債務(wù)本金的現(xiàn)金流出,導(dǎo)致單位裝機(jī)折現(xiàn)價(jià)值直線下降。但是如果總資產(chǎn)規(guī)模不變,資產(chǎn)負(fù)債率升高將導(dǎo)致凈資產(chǎn)規(guī)模減少,在現(xiàn)金流可以覆蓋債務(wù)本息的情況下,火電資產(chǎn)PB對資產(chǎn)負(fù)債率的敏感度相對較低。我們測算主流火電轉(zhuǎn)型公司煤電資產(chǎn)折現(xiàn)值對應(yīng)的PB在0.5-0.8倍之間。進(jìn)一步的,考慮到當(dāng)前火電轉(zhuǎn)型公司煤電業(yè)務(wù)產(chǎn)生的現(xiàn)金流基本全部投入新能源建設(shè),如1.1節(jié)計(jì)算,新能源資產(chǎn)將帶來價(jià)值增厚,單個(gè)新能源項(xiàng)目PB在1.5-2倍之間,因此疊加轉(zhuǎn)型帶來的價(jià)值增厚,中性偏樂觀假設(shè)下煤電資產(chǎn)可給予1倍PB(煤電現(xiàn)金流折現(xiàn)值*新能源轉(zhuǎn)型帶來的價(jià)值增厚)。2.2電網(wǎng)調(diào)峰瓶頸浮現(xiàn)未來新能源指標(biāo)或與靈活性改造掛鉤除現(xiàn)金流支持外,煤電靈活性改造釋放的調(diào)峰能力或可換取新能源開發(fā)指標(biāo),構(gòu)成火電轉(zhuǎn)型公司在新能源項(xiàng)目獲取上的優(yōu)勢。新能源裝機(jī)占比快速提升對電網(wǎng)的消納能力構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn),國家能源局也提出了“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”多路徑提升電力系統(tǒng)靈活性的要求。在現(xiàn)有調(diào)峰儲(chǔ)能方案中,火電靈活性改造的成本遠(yuǎn)低于抽水蓄能,抽水蓄能成本遠(yuǎn)低于電化學(xué)儲(chǔ)能,因此未來10-20年火電的靈活性改造將成為調(diào)峰能力主要來源。3.質(zhì)地估值雙維度挖掘新能源運(yùn)營Alpha與新能源設(shè)備市場相比,我國新能源運(yùn)營市場整體相對集中。參與方整體分為三類:1)“五大四小”央企;2)地方國企、央企地方性平臺;3)民營企業(yè)。在不考慮估值的情況下,我們分析投資三類參與方的關(guān)注點(diǎn)有較大區(qū)別:1)新能源運(yùn)營市場空間足夠廣闊,我們認(rèn)為全國性布局的“五大四小”央企均有機(jī)會(huì)做大做強(qiáng),“五大四小”旗下上市平臺主要看公司治理、集團(tuán)定位。2)由于風(fēng)力、光照資源分布極度不均,我們認(rèn)為限制地方國企、央企地方性平臺最主要的因素是區(qū)域資源稟賦,因此地方國企、央企地方性平臺短期看在建工程,中期看項(xiàng)目儲(chǔ)備,遠(yuǎn)期看當(dāng)?shù)刭Y源稟賦。結(jié)合風(fēng)力、光照資源分布圖,首選內(nèi)蒙古,次選沿海省份。3)大規(guī)模、高集中、遠(yuǎn)距離為主的平價(jià)大基地開發(fā)模式下,民營企業(yè)在項(xiàng)目資源、融資成本上具備天然劣勢,因此我們認(rèn)為民營企業(yè)關(guān)鍵在于特色,關(guān)注細(xì)分領(lǐng)域的機(jī)會(huì)。綜合公司治理、存量資產(chǎn)質(zhì)地以及估值水平,龐大的存量煤電資產(chǎn)提供充足的現(xiàn)金流,新能源裝機(jī)及利潤高速增長。與純新能源運(yùn)營商相比,當(dāng)前華潤電力和中國電力市值處于絕對低估狀態(tài),僅算新能源資產(chǎn)的價(jià)值即遠(yuǎn)超整體市值,不應(yīng)過度關(guān)注短期煤電業(yè)務(wù)的虧損。華潤電力為我國綜合質(zhì)地最優(yōu)的電力央企之一,管理水平、市場化程度在我國電力行業(yè)中處于絕對領(lǐng)先水平。公司“十三五”后期加速發(fā)展新能源,2021年6月底新能源權(quán)益裝機(jī)接近15GW,“十四五”期間規(guī)劃新增新能源裝機(jī)40GW;超過30GW的存量火電資產(chǎn)每年折舊金額高達(dá)75億港幣,保障公司在不依賴股權(quán)融資的情況下轉(zhuǎn)型新能源。對比華潤電力、三峽能源和龍?jiān)措娏I(yè)績數(shù)據(jù):2021年上半年三者僅計(jì)算新能源分部的歸母凈利潤分別為37、32.7和44.2億元(均為人民幣,下同),新能源利潤體量大致相當(dāng)。但是增速上看,華潤電力三季度單季風(fēng)電發(fā)電量增速約70%,前三季度增速55.2%;三峽能源三季度單季發(fā)電量增速35.19%,前三季度增速42.70%;龍?jiān)措娏θ径葐渭拘履茉窗l(fā)電量增速約17%,前三季度增速約20%;華潤電力新能源增速遠(yuǎn)高于兩大純新能源運(yùn)營龍頭,預(yù)計(jì)華潤電力新能源全年業(yè)績有望接近龍?jiān)措娏?。然而從市值上看,?dāng)前華潤電力總市值不足700億,三峽能源市值接近2000億,龍?jiān)措娏Ω酃墒兄党^1000億,根據(jù)ST平能股價(jià)計(jì)算的龍?jiān)措娏股股價(jià)對應(yīng)的市值達(dá)到2300億。中國電力,全球清潔能源裝機(jī)規(guī)模最大的發(fā)電企業(yè)國電投集團(tuán)旗下唯一全國性上市平臺。截至目前,公司控股股東國家電投集團(tuán)光伏裝機(jī)超過36GW,新能源總裝機(jī)超過70GW,可再生能源裝機(jī)超過100GW,三個(gè)數(shù)據(jù)均位居全球第一。中國電力為國電投旗下裝機(jī)規(guī)模最大的電力上市平臺,也是唯一的全國性業(yè)務(wù)上市平臺。今年4月賀徙先生(國電投新能源業(yè)務(wù)總工程師)出任公司董事局主席,7月高平先生(原吉電股份董事長)出任公司總裁,新管理層上任后背靠大股東同時(shí)結(jié)合行業(yè)及公司自身情況,發(fā)布全新戰(zhàn)略,劍指世界一流低碳能源供應(yīng)商。全力加碼新能源運(yùn)營+優(yōu)化調(diào)整煤電資產(chǎn),電力主業(yè)清潔化轉(zhuǎn)型速度大超市場預(yù)期。根據(jù)公司制定的戰(zhàn)略發(fā)展路徑,公司計(jì)劃全力擴(kuò)張新能源裝機(jī)資產(chǎn),并積極優(yōu)化調(diào)整存量煤電資產(chǎn),以實(shí)現(xiàn)清潔能源裝機(jī)總量及占比持續(xù)擴(kuò)張目標(biāo)。公司計(jì)劃到2021年清潔能源裝機(jī)占比接近60%,2023年裝機(jī)占比超過70%,收入占比超過50%,2025年清潔能源裝機(jī)占比超過90%,收入占比超過70%;到2030年境內(nèi)清潔能源裝機(jī)占比超過95%。為了實(shí)現(xiàn)2025年新能源裝機(jī)超過90%目標(biāo),十四五有望新增超過50GW新能源裝機(jī)。目前公司已落地風(fēng)光項(xiàng)目10GW,鎖定風(fēng)光資源10GW,儲(chǔ)備風(fēng)光資源30GW,實(shí)現(xiàn)“落地一批、鎖定一批、儲(chǔ)備一批”良性循環(huán)。此外,公司已于近日披露所屬中電神投電廠40%股權(quán)轉(zhuǎn)讓已在北京產(chǎn)權(quán)交易所掛牌,優(yōu)化調(diào)整煤電資產(chǎn)正在進(jìn)行時(shí)。同時(shí)轉(zhuǎn)型綠色低碳能源供應(yīng)商,儲(chǔ)能、氫能、綠電交通等綜合智慧能源服務(wù)成為公司第二增長極。內(nèi)蒙華電受益于三重邏輯共振:1)內(nèi)蒙古高耗能產(chǎn)業(yè)占比位居全國第一梯隊(duì),現(xiàn)有超過1000萬千瓦煤電項(xiàng)目業(yè)績彈性顯著;2)魏家峁煤礦二期600萬噸產(chǎn)能獲批,煤炭產(chǎn)能翻倍帶來巨額業(yè)績增厚;3)目前已經(jīng)擁有超過140萬千瓦優(yōu)質(zhì)新能源項(xiàng)目,坐擁內(nèi)蒙古優(yōu)質(zhì)風(fēng)光資源,未來有望成為內(nèi)蒙古大基地項(xiàng)目重要開發(fā)主體。

功率半導(dǎo)體行業(yè)深度報(bào)告:新能源需求引領(lǐng)_行業(yè)快速發(fā)展1.功率半導(dǎo)體:市場空間大,細(xì)分品類多1.1.簡介:能源轉(zhuǎn)換的核心器件,細(xì)分品類眾多功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心,主要指能夠耐受高電壓或承受大電流的半導(dǎo)體分立器件,主要用于改變電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉(zhuǎn)換等。功率半導(dǎo)體主要起源于1904年第一個(gè)二極管的誕生,而1957年的美國通用電氣公司發(fā)表的第一個(gè)晶閘管,標(biāo)志著電子電力技術(shù)的誕生;1970年代,功率半導(dǎo)體進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期,GTO、BJT和MOSFET的快速發(fā)展,標(biāo)志著第二代電子電力器件的誕生。之后1980年后期,IGBT開始出現(xiàn),各種功率模組推動(dòng)著功率半導(dǎo)體快速向前發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì),以全新寬禁帶材料為襯底的半導(dǎo)體器件開始出現(xiàn),功率半導(dǎo)體的性能和市場需求進(jìn)入一個(gè)全新的階段。功率半導(dǎo)體目前主要可以分為功率IC和功率器件兩大類。功率器件按照外界條件控制器件的開通和關(guān)斷的分類標(biāo)準(zhǔn)可分為:不可控型、半控型和全控型功率器件。其中,二極管單向?qū)?,可以?shí)現(xiàn)整流,屬于不可控型;晶閘管只能觸發(fā)導(dǎo)通,不能觸發(fā)關(guān)斷,屬于半控型;晶體管包括IGBT和MOSFET等,可以觸發(fā)導(dǎo)通,也可以觸發(fā)關(guān)斷,屬于全控型器件。功率IC指功率類集成電路設(shè)計(jì),屬于模擬IC的一種,主要分為AC/DC、DC/DC、電源管理IC和驅(qū)動(dòng)IC等。功率器件主要為二極管、三極管、晶閘管、MOSFET和IGBT等,市場主要被國外廠商壟斷。二極管是基礎(chǔ)性器件,主要用作整流,雖然原理成熟,但受產(chǎn)品穩(wěn)定性及客戶認(rèn)證壁壘影響,國產(chǎn)化率仍然較低;三極管主要適用于消費(fèi)電子等產(chǎn)品,用于開關(guān)或功率放大,國外廠商仍占據(jù)市場份額的前列,國內(nèi)廠商在附加值較低的部分已完成了國產(chǎn)替代;晶閘管主要用于工業(yè)領(lǐng)域,屬于電流控制型開關(guān)器件,市場整體規(guī)模較小。MOSFET和IGBT是最主要的功率器件,其中MOSFET適用于消費(fèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)控制、汽車電子等,相較于前三者,適用頻率高,但一般用于功率不超過10kw的電力電子裝置,在中低壓領(lǐng)域,國內(nèi)廠商正逐步展開國產(chǎn)替代;IGBT可用于電機(jī)節(jié)能、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、家用電器、汽車電子等高壓高頻領(lǐng)域,高壓下,開關(guān)速度高,電流大,但開關(guān)速度低于MOSFET,前五大企業(yè)的市場份額超過70%,國內(nèi)企業(yè)與國外企業(yè)技術(shù)水平存在一定差距。SiC與GaN由于其性能的優(yōu)越性,可以適用于更廣泛的范圍。SiC與GaN在5G、電動(dòng)汽車、光伏等各個(gè)領(lǐng)域均表現(xiàn)出更加優(yōu)異的性能。其中,特斯拉已經(jīng)將電動(dòng)汽車model3中的IGBT器件替換為多個(gè)SiCMOSFET模塊,取得了更優(yōu)的性能。在功率半導(dǎo)體的發(fā)展路徑中,功率半導(dǎo)體從結(jié)構(gòu)、制程、技術(shù)、工藝、集成化、材料等各方面進(jìn)行了全面提升,其演進(jìn)的主要方向?yàn)楦叩墓β拭芏?,更小的體積,更低的功耗及損耗。在結(jié)構(gòu)更改方面,從晶閘管到IGBT,功率半導(dǎo)體的器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了顯著的升級和更改,IGBT結(jié)構(gòu)與MOSFET結(jié)構(gòu)就有較大的變化;在制程縮小方面,功率半導(dǎo)體的線寬制程從最初的10μm縮小至如今的0.15-0.35μm;在技術(shù)變化和工藝進(jìn)步方面,超薄圓片結(jié)構(gòu)、背面擴(kuò)散技術(shù)、超級結(jié)技術(shù)等的優(yōu)化都使產(chǎn)品更加適應(yīng)小功率市場,具備更出色的性能和易用性;在集成調(diào)整方面,成功推出功率模塊,即將多個(gè)功率器件進(jìn)行封裝,使其可以在更高頻率工作的同時(shí),能夠擁有更小的設(shè)備體積和重量;在材料迭代方面,從Si材料逐漸向GaN、SiC等寬禁帶材料升級,使得功率器件體積和性能均有顯著提升。1.2.市場特征:廣闊應(yīng)用下周期性減弱,市場規(guī)模呈上升趨勢從縱向角度看,看細(xì)分品類,根據(jù)Omdia的數(shù)據(jù),2019年功率半導(dǎo)體全球市場規(guī)模為463億美元。功率IC市場規(guī)模為244億美元,占52.7%,功率器件市場規(guī)模為210億美元,占47.3%。功率器件中的晶體管市場規(guī)模為144.4億美元,占功率器件市場的68.76%。晶體管市場主要由MOSFET和IGBT組成,其中MOSFET市場占56.09%,約81億美元,IGBT市場占43.91%,約63.4億美元。其主要廠商包括英飛凌、意法半導(dǎo)體、德州儀器、安森美、三菱等,其中功率半導(dǎo)體龍頭廠商為英飛凌。看下游應(yīng)用,功率半導(dǎo)體下游需求主要以車載方向和電機(jī)驅(qū)動(dòng)等為主。根據(jù)Yole的2019年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),功率半導(dǎo)體主要下游驅(qū)動(dòng)應(yīng)用方向分別為車載方向(包括EV、HEV,硅MOSFET)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)(MotorDrive,IGBT模組)、智能手機(jī)以及無線設(shè)備(硅MOSFET)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及存儲(chǔ)(硅MOSFET)、工業(yè)方向(硅MOSFET)和EV、HEV方向(IGBT模組)等。從區(qū)域角度看,中國是全球最大的功率半導(dǎo)體消費(fèi)國,且中國的功率半導(dǎo)體的市場規(guī)模在全球的占比仍在逐步增加。根據(jù)IHSmarkit的數(shù)據(jù),2018年,中國功率半導(dǎo)體市場規(guī)模為138億美元,占全球需求比例高達(dá)35%,14-18年市場占比平均每年約增加0.8pct。未來中國的功率半導(dǎo)體市場占比仍將加速增加,預(yù)計(jì)2021年中國市場規(guī)模達(dá)到159億美元,18-21年CAGR為2.39%,在全球市場的占比增加到36.1%,18-21年市場占比平均每年約增加0.37pct。從橫向角度看,回溯過去七年:(1)市場規(guī)模方面,功率半導(dǎo)體的市場規(guī)模在全球半導(dǎo)體行業(yè)的占比在8%-10%之間,結(jié)構(gòu)占比基本保持穩(wěn)定,功率半導(dǎo)體的周期性相對較弱。這主要是因?yàn)楣β拾雽?dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,下游客戶季節(jié)性需求呈現(xiàn)此消彼長的動(dòng)態(tài)均衡關(guān)系,致使行業(yè)的季節(jié)性特征并不非常明顯;(2)增速方面,功率半導(dǎo)體14-20年CAGR為3.41%,略小于半導(dǎo)體行業(yè)14-20年CAGR的4.33%。展望未來,根據(jù)Omdia的數(shù)據(jù),2023年功率半導(dǎo)體市場規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到504.66億美元,17-23年CAGR為4.93%。另外根據(jù)SEMI的數(shù)據(jù),從17-23年,細(xì)分市場增速最快的是IGBT與模塊產(chǎn)品和IPM,CAGR分別為7.86%和7.61%,隨著未來電動(dòng)汽車、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等新領(lǐng)域的不斷拓展,高密度、能承受高電流和高電壓的IGBT、IPM以及相關(guān)模塊產(chǎn)品的需求量將加速上升。1.3.細(xì)分品類:分立器件中MOSFET和IGBT占比最大,寬禁帶進(jìn)入快速發(fā)展期MOSFET和IGBT是占比最大的分立器件。根據(jù)可控類型分類角度進(jìn)行細(xì)分領(lǐng)域分析,功率半導(dǎo)體除了功率IC以外,主要包括IGBT、MOSFET、晶閘管和二極管等分立器件,其中IGBT和MOSFET市場占比最大,分別占14.51%和18.54%。在IGBT器件中,主要包括分立IGBT、IGBT模塊和IPM模塊,其中主要為IGBT模塊,占52.21%。①M(fèi)OSFET是最為成熟的功率器件之一,MOSFET全球市場規(guī)模穩(wěn)定增長。根據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全球MOSFET市場規(guī)模由2020年的75億美元,預(yù)計(jì)增長至2026年的94億美元,20-26年CAGR為3.8%,其中汽車、工業(yè)等下游細(xì)分MOSFET需求增速較快。②IGBT在MOSFET基礎(chǔ)上升級,市場空間增速快。IGBT作為半導(dǎo)體功率器件中的全控器件,是由BJT(雙極型三極管)和MOSFET(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。IGBT的開關(guān)特性可以實(shí)現(xiàn)直流電和交流電之間的轉(zhuǎn)化或者改變電流的頻率,有逆變和變頻的作用,其應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛。按電壓分布來看,消費(fèi)電子領(lǐng)域運(yùn)用的IGBT產(chǎn)品為600V以下;太陽能逆變器、白色家電、電動(dòng)汽車所需的IGBT在600-1700V之間;動(dòng)車組常用的IGBT模塊為3300V和6500V,軌道交通所使用的IGBT電壓在1700V-6500V之間。IGBT在電動(dòng)汽車中主要運(yùn)用于電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、車載空調(diào)系統(tǒng)和充電樁。根據(jù)Yole的預(yù)測,IGBT全球市場規(guī)模預(yù)計(jì)由2020年的54億美元,增長至2026年的84億美元,2020-2026年CAGR為7.5%,或?qū)⑹鞘袌隹臻g增速最快的分立器件。③功率二極管和晶閘管作為傳統(tǒng)的功率器件之一,市場規(guī)?;沮呌诜€(wěn)定。根據(jù)IHSmarkit的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),晶閘管2019年全球市場規(guī)模為4.93億美元,預(yù)計(jì)2024年為4.76億美元,中國市場2019年為2.05億美元,預(yù)計(jì)2024年為1.91億美元,基本保持不變。二極管2019年全球市場規(guī)模為43.26億美元,預(yù)計(jì)2024年為46.62億美元,19-24年CAGR為1.51%;中國市場2019年為14.39億美元,預(yù)計(jì)2024年為15.54億美元,19-24年CAGR為1.55%。從變化增速可以看出,兩者市場規(guī)?;沮呌诜€(wěn)定。功率半導(dǎo)體從襯底材料角度的細(xì)分領(lǐng)域分析,Si仍舊占據(jù)市場主導(dǎo)位置,SiC和GaN的市場占比加速增加。SiC和GaN由于成本和技術(shù)原因,在功率器件中的占比仍較小,2019年SiC占總份額的3.3%,GaN僅占0.4%,但是占比在不斷增加。GaN的市場占比2017-2023年平均每年增長0.57pct,SiC的市場占比17-22年平均每年增長0.88pct以SiC和GaN為首的第三代半導(dǎo)體,將進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。根據(jù)Omdia的SiC&GaNPower數(shù)據(jù),隨著市場規(guī)模達(dá)到臨界規(guī)模,這一轉(zhuǎn)變即將到來,預(yù)計(jì)到2021年,收入將超過10億美元,這得益于混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車,電源和光伏(PV)逆變器的需求。另外,分立SiC功率器件將占第三代半導(dǎo)體器件的主要份額。未來規(guī)模擴(kuò)張速度將不斷加快,預(yù)計(jì)從2021年到2024年將增加10億美元,年均增加3.3億美元,從2024年到2029年將增加30億美元,年均增加6億美元。2.細(xì)說功率半導(dǎo)體三大行業(yè)特性功率半導(dǎo)體行業(yè)有著三個(gè)獨(dú)有的行業(yè)特性,分別為:①非尺寸依賴型工藝,專注于結(jié)構(gòu)和技術(shù)改進(jìn)以及材料迭代;②商業(yè)模式以IDM為主,利于技術(shù)積累和迭代;③細(xì)分需求多樣化,依賴特色工藝平臺的全面性和深度性。從功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈流程來看,設(shè)計(jì)、制造工藝和封裝集成均十分重要。功率半導(dǎo)體以晶圓、光刻板、襯底材料等半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ),經(jīng)過設(shè)計(jì)、制造、封裝后形成細(xì)分終端產(chǎn)品。其中,除了設(shè)計(jì)之外,功率半導(dǎo)體的制造工藝和封裝工藝亦十分關(guān)鍵:①在制造工藝中,需要涉及外延工藝、光刻工藝、減薄、背面金屬化等制造工藝,制造工藝是影響器件性能的核心因素之一;②在封裝工藝中,裸片會(huì)進(jìn)行器件封裝或模組封裝或集成封裝,裸片若經(jīng)過器件封裝會(huì)形成功率分立器件,若經(jīng)過模組封裝會(huì)形成功率模組。由于功率半導(dǎo)體工作環(huán)境極端,對可靠性和壽命等要求較高,因此封裝技術(shù)同樣是影響器件性能的核心因素之一。最后成型的功率器件會(huì)用于各類終端,功率分立器件主要用于消費(fèi)電子、家用電器等,功率IC多用于電源管理芯片,適用于工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)通信等,功率模組可承受更高壓環(huán)境,則主要用于軍工航天、軌道交通等產(chǎn)業(yè)內(nèi)的DC/AC逆變器、整流器、驅(qū)動(dòng)控制電路方面。2.1.行業(yè)特性一:非尺寸依賴型工藝,專注結(jié)構(gòu)與材料特性集成電路技術(shù)的發(fā)展主要分為三個(gè)技術(shù)方向:尺寸依賴的先進(jìn)工藝,非尺寸依賴的特色工藝以及先進(jìn)封裝工藝。在縱向的先進(jìn)工藝中,業(yè)界追求特征線寬的縮小、工作電壓的降低、開關(guān)頻率的提高等。它主要追趕摩爾定律,不斷實(shí)現(xiàn)更高密度的技術(shù),從130nm到3nm工藝,晶體管的集成度越來越高,成本大幅下降,芯片的價(jià)格也不斷下降。在橫向的特色工藝中,強(qiáng)調(diào)器件特征多樣化,專注于芯片如何在不同場景下承受高電壓、輸出高電流,以及如何提高電路線性特征,降低噪聲。特色工藝追求的不完全是器件的縮小,而是根據(jù)不同的物理特性,做出不同的產(chǎn)品,比如射頻器件、模擬器件、無源器件、高壓功率半導(dǎo)體、傳感器等。第三個(gè)方向?yàn)橄冗M(jìn)封裝工藝方向,利用特種的封裝進(jìn)行高密度的組裝做出更高價(jià)值產(chǎn)品。功率半導(dǎo)體屬于特色工藝產(chǎn)品,非尺寸依賴型,在制程方面不追求極致的線寬,不遵守摩爾定律。數(shù)字芯片更加注重制程的升級,目前處理器等高端數(shù)字芯片的先進(jìn)制程基本在14nm以下,高端產(chǎn)品更是達(dá)到了5nm制程,算力發(fā)展速度較快。而對于功率半導(dǎo)體而言,性能發(fā)展速度較慢,制程基本穩(wěn)定在90nm-0.35μm之間,其發(fā)展關(guān)鍵點(diǎn)主要包括制造工藝、封裝技術(shù)、基礎(chǔ)材料的升級。發(fā)展關(guān)鍵點(diǎn)1:制造工藝。功率半導(dǎo)體制造工藝的具體難點(diǎn)在于溝槽工藝以及背面工藝(晶圓減薄、高劑量離子注入)等。以IGBT為例,自上世紀(jì)80年代被推出后,每一次的性能升級都離不開表面結(jié)構(gòu)及背面工藝的進(jìn)步。(1)溝槽工藝:目前中高端的功率器件(MOSFET和IGBT)均使用溝槽工藝。IGBT的表面結(jié)構(gòu)發(fā)展曾歷經(jīng)平面柵工藝到溝槽柵工藝的演變。第一代和第二代的IGBT采用平面柵工藝,由于pbase與擴(kuò)散區(qū)形成球面PN結(jié),產(chǎn)生JFET效應(yīng),導(dǎo)致導(dǎo)通壓降較大。英飛凌在第三代IGBT中采用溝槽柵結(jié)構(gòu),使得P型發(fā)射區(qū)的反型溝道垂直于硅片表面,有效消除JFET效應(yīng),增加了表面溝道密度,降低了器件導(dǎo)通損耗。另外,最新的IGBT7對溝槽工藝進(jìn)一步升級,采用MPT(MicroPatternTechnology)結(jié)構(gòu)將微溝槽柵和FS組合并應(yīng)用低壓MOS技術(shù),進(jìn)一步大幅提高了溝道密度,從而實(shí)現(xiàn)更大的器件性能控制范圍。相比于平面柵,溝槽柵結(jié)構(gòu)性能得到了顯著的提升,所以對于IGBT器件而言,表面結(jié)構(gòu)升級也是產(chǎn)品高端化的必經(jīng)之路。制備溝槽型器件工藝壁壘高,設(shè)計(jì)-制造環(huán)節(jié)須歷經(jīng)長期技術(shù)沉淀。溝槽柵IGBT的溝槽寬度僅有1-2μm,而溝槽深度要達(dá)到4μm以上。因此,通過酸腐蝕工藝制備溝槽時(shí),須對溝槽的寬度和深度實(shí)現(xiàn)精確控制。此外,溝槽壁亦要盡可能光滑以提升良率。同時(shí),IGBT溝槽底部的倒角亦須圓潤、均一以免影響器件耐壓。而溝槽形貌與設(shè)備條件、刻蝕工藝和后處理有著十分緊密的聯(lián)系,須大力協(xié)調(diào)三者之間關(guān)系才可規(guī)模量產(chǎn)溝槽形貌良好的IGBT產(chǎn)品。因此,功率半導(dǎo)體的制造工藝壁壘較高,需要晶圓廠與芯片設(shè)計(jì)部門長期合作,對器件的設(shè)計(jì)及制造技術(shù)長期打磨及優(yōu)化。(2)背面工藝:對良率、成本影響顯著,減薄和背金是關(guān)鍵。同以IGBT為例,背面工藝主要包括正面貼膜、背面減薄、背面清洗、背面P注入、激光退火、背面B注入、背面金屬化、烘烤等。IGBT4相較于3進(jìn)一步減薄了背面結(jié)構(gòu),使得開關(guān)損耗進(jìn)一步降低,同時(shí)最高工作結(jié)溫也從125℃提升至150℃,但相應(yīng)的背面工藝復(fù)雜度也顯著提升,主要體現(xiàn)在晶圓減薄、注入及金屬化等工藝中。在背面工藝易產(chǎn)生碎片。在晶圓被減薄至100-200μm后,后續(xù)的摻雜以及背面金屬化的過程中,亦會(huì)因?yàn)楣に嚳刂萍鞍徇\(yùn)不慎帶來碎片的風(fēng)險(xiǎn)。因此,在wafer尺寸超過8寸后,背面工藝難度提升,對IGBT良率影響也顯著放大,目前能夠規(guī)模量產(chǎn)12英寸IGBT的晶圓廠較少。此外,使用場截止技術(shù)時(shí),亦對背面摻雜工藝提出更高要求,須綜合考量深度、濃度、分布以及與集電極的匹配等影響因素,涉及的變量較多,優(yōu)化難度大。發(fā)展關(guān)鍵點(diǎn)2:封裝工藝。由于功率半導(dǎo)體工作環(huán)境極端,對可靠性和壽命等要求較高,因此封裝工藝同樣是功率半導(dǎo)體的主要關(guān)注點(diǎn)。封裝工藝主要從三種途徑進(jìn)行改進(jìn):①提高芯片面積與占用面積之比;②將封裝的電阻和熱阻減至最??;③將寄生電阻和電感減至最小。TOLL可以被應(yīng)用于離散型功率器件封裝。車規(guī)級IGBT模塊封裝技術(shù)壁壘更高,封裝質(zhì)量及散熱重要性突出。車規(guī)級IGBT模塊是功率半導(dǎo)體封裝技術(shù)壁壘最高的產(chǎn)品之一。車規(guī)級封裝是保障高溫運(yùn)行、高功率密度、高可靠性的關(guān)鍵因素,不僅僅涉及到芯片表面互連、貼片互連、端子引出、散熱等關(guān)鍵技術(shù)工藝。直接液冷是目前車規(guī)IGBT模塊的主流散熱方案。對于模塊散熱設(shè)計(jì)而言,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度大,需要廠商對熱力學(xué)及材料體系有較為深入的理解。早期車規(guī)IGBT模塊采用基于銅基板的三明治結(jié)構(gòu),該設(shè)計(jì)散熱性能差且結(jié)構(gòu)笨重,限制模塊功率進(jìn)一步提升。為提升散熱能力,針翅直接水冷散熱結(jié)構(gòu)以及更為先進(jìn)的雙面散熱被提出并廣泛采用,目前日本電裝、日立以及英飛凌的雙面散熱模塊已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。發(fā)展關(guān)鍵點(diǎn)3:材料迭代。功率半導(dǎo)體還專注于材料的迭代,現(xiàn)有第三代半導(dǎo)體材料可有效提升原有硅基材料的性能,突破原有器件性能天花板。以SiC、GaN等第三代半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的功率半導(dǎo)體可在更高頻、更高壓的環(huán)境下工作,性能上超過原有Si基IGBT和Si基MOSFET,且原有的成本問題也不斷得到了優(yōu)化。2.2.行業(yè)特性二:IDM模式與委外代工共存,技術(shù)迭代與產(chǎn)能供給齊飛半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)主要存在IDM與垂直分工兩種經(jīng)營模式。IDM模式即垂直一體化模式,是指半導(dǎo)體企業(yè)除進(jìn)行半導(dǎo)體設(shè)計(jì)外,業(yè)務(wù)范圍還包括芯片制造、封裝和測試等所有環(huán)節(jié)。垂直分工模式則是將各個(gè)環(huán)節(jié)劃分開來,各家公司只專注經(jīng)營一個(gè)環(huán)節(jié),例如Fabless模式則僅專注于半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)和銷售環(huán)節(jié),而芯片制造和封裝測試則交給Foundry模式的純代工企業(yè)。對于半導(dǎo)體產(chǎn)品公司而言,采用IDM模式對企業(yè)技術(shù)、資金和市場份額要求較高,具有典型的重資產(chǎn)屬性。公司不僅自身需要擁有研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),還需自建芯片制造、封裝和測試生產(chǎn)線,在完成半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝測試等環(huán)節(jié)后銷售給下游客戶。自建芯片制造和封裝測試生產(chǎn)線就需要巨額的資金投入,如投資建設(shè)一條8英寸芯片制造產(chǎn)線的資金約30億元人民幣,因此采用IDM模式的企業(yè)往往除了擁有較強(qiáng)的研發(fā)技術(shù)實(shí)力外,還必須擁有雄厚的資本實(shí)力。在垂直分工經(jīng)營模式下采用Fabless模式僅需專注于從事產(chǎn)業(yè)鏈中的芯片設(shè)計(jì)和銷售環(huán)節(jié),能夠相對有效控制投入和成本。垂直分工模式在數(shù)字邏輯集成電路領(lǐng)域取得了快速的發(fā)展。功率行業(yè)中公司既有IDM模式,也有垂直分工模式。國外IDM模式公司有英飛凌、ONSemi、TI、STMicro、東芝等;國內(nèi)公司IDM模式公司有華微電子、士蘭微、華潤微等。垂直分工模式中的Fabless包括新潔能、斯達(dá)等;Foundry則包括華虹半導(dǎo)體、世界先進(jìn)、中芯國際等。功率半導(dǎo)體采用IDM模式的主要優(yōu)勢:(1)IDM模式具有技術(shù)的內(nèi)部整合優(yōu)勢,有利于積累工藝經(jīng)驗(yàn),形成核心競爭力。其研發(fā)及生產(chǎn)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)活動(dòng),涉及到產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝研發(fā)等多個(gè)環(huán)節(jié)相結(jié)合,IDM模式在研發(fā)與生產(chǎn)的綜合環(huán)節(jié)長期的積累會(huì)更為深厚,有利于技術(shù)的積淀和產(chǎn)品群的形成,從而有助于形成更強(qiáng)的市場競爭力。(2)IDM模式具備資源的內(nèi)部整合優(yōu)勢,針對客戶定制化需求,IDM模式能協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié),縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間。因?yàn)楣β拾雽?dǎo)體屬于對工藝特色化、定制化要求較高的半導(dǎo)體產(chǎn)品,對設(shè)計(jì)、制造以及封裝工藝環(huán)節(jié)結(jié)合的要求更高。在IDM企業(yè)內(nèi)部,公司可以通過構(gòu)建主要產(chǎn)品工藝技術(shù)平臺,衍生開發(fā)細(xì)分型號產(chǎn)品,并持續(xù)升級產(chǎn)品工藝平臺,形成了“構(gòu)建-衍生-升級”的良性發(fā)展模式,從而使得公司細(xì)分型號產(chǎn)品能夠快速、“裂變式”產(chǎn)生,滿足下游多個(gè)領(lǐng)域的需求,最終引致公司經(jīng)營規(guī)模迅速增長。相比Fabless模式經(jīng)營的競爭對手,公司能夠有更快的產(chǎn)品迭代速度和更強(qiáng)的產(chǎn)線配合能力,同時(shí)也可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行高效的特色工藝定制。(3)制造環(huán)節(jié)重要性高,IDM模式享受更高產(chǎn)品附加值。功率半導(dǎo)體屬于特色工藝產(chǎn)品,定制化要求較高,且細(xì)分產(chǎn)品出貨量較低。如果將功率半導(dǎo)體交給晶圓廠進(jìn)行代工,無法達(dá)到足夠的規(guī)模效應(yīng),成本較高。更重要在于公司將制造環(huán)節(jié)全部囊入公司業(yè)務(wù),賺取了本該屬于晶圓廠的利潤,有利于提高公司產(chǎn)品原有的產(chǎn)品附加值。但I(xiàn)DM具有明顯的重資產(chǎn)屬性,在擴(kuò)大營收,鞏固主要營收市場方面具有較大的約束性。隨著全球新興產(chǎn)品的爆發(fā)以及以中國為代表的區(qū)域性需求的快速擴(kuò)張,純IDM公司產(chǎn)能供給無法有效跟上終端需求;另外由于半導(dǎo)體行業(yè)的周期性,純IDM公司極容易受制于原有固定產(chǎn)能,陷入被動(dòng)局面。因此IDM模式+委外代工共存是商業(yè)模式未來的發(fā)展方向,既能隨市場波動(dòng)及時(shí)擴(kuò)大或減少產(chǎn)能,也可以就近滿足區(qū)域性市場需求。2.3.行業(yè)特性三:細(xì)分需求多樣化,依賴特色工藝平臺的全面性和深度性“平臺化多樣性”是特色工藝企業(yè)構(gòu)筑競爭壁壘、打造競爭優(yōu)勢的核心武器,工藝平臺越強(qiáng)大的企業(yè),其在技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、服務(wù)能力和特殊化開發(fā)能力方面具有深厚的優(yōu)勢。功率半導(dǎo)體行業(yè)細(xì)分需求多樣化,從大類產(chǎn)品平臺,到不同電壓、不同面積、不同封裝外形,交叉組合可形成千余種細(xì)分產(chǎn)品。以新潔能的產(chǎn)品布局為例,公司主要分為四大產(chǎn)品平臺:溝槽型功率MOSFET、超結(jié)功率MOSFET、屏蔽柵功率MOSFET和IGBT;每個(gè)平臺下又根據(jù)不同的電壓、不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類;之后為了滿足客戶的要求,需要調(diào)整芯片面積、采用多達(dá)三十余種封裝外形以及進(jìn)行單管、功率模塊或者智能功率模塊的集成封裝,因此近二十個(gè)子工藝平臺疊加不同電壓系列、不同面積系列以及不同封裝系列,交叉組合會(huì)得到1000余款細(xì)分型號的產(chǎn)品。功率半導(dǎo)體產(chǎn)品由于根據(jù)客戶定制要求所產(chǎn)生的的細(xì)分需求多樣化,但各細(xì)分類型需求量相對IC產(chǎn)品較小,因而公司要想在行業(yè)內(nèi)獲得足夠的市場競爭力,對于特色化工藝平臺的全面性和深度性要求極高。3.趨勢一:電車及光伏是功率半導(dǎo)體需求增長主動(dòng)力新能源汽車滲透及光伏加速建設(shè)是功率半導(dǎo)體市場快速增長的最主要驅(qū)動(dòng)力。電動(dòng)車:從ICE(內(nèi)燃車)到MEV(輕度混合動(dòng)力汽車),再從MEV到BEV(電池電動(dòng)汽車),單輛電動(dòng)車內(nèi)部的功率器件數(shù)量在不斷增加,再加上配套設(shè)備充電樁所含有的功率器件數(shù)量,單車驅(qū)動(dòng)的功率器件規(guī)模大幅增長。光伏:受益于“碳中和”成為大國共識疊加發(fā)電成本下降,全球光伏裝機(jī)量亦將持續(xù)快速提升,功率半導(dǎo)體作為逆變器核心器件,亦將迎來量價(jià)齊升。3.1.電車:汽車邁向純電動(dòng)化,功率半導(dǎo)體量價(jià)齊升3.1.1.新能源汽車持續(xù)放量,汽車電動(dòng)化大勢所趨電動(dòng)汽車主要分為MHEV、PHEV與BEV三種大類。MHEV為輕度混合動(dòng)力汽車,只是在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝小型電動(dòng)機(jī),幫助改善發(fā)動(dòng)機(jī)的啟/停過程;PHEV為插電式混合動(dòng)力汽車,同時(shí)利用電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),且可以利用外接電源進(jìn)行充電;BEV為純電動(dòng)汽車,利用蓄電池存儲(chǔ)動(dòng)力,利用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行電能驅(qū)動(dòng)。隨技術(shù)不斷完善及全球政府的大力推進(jìn),新能源汽車未來有望保持較高增速:供給端來看。特斯拉等造車新勢力通過打造全新的用戶體驗(yàn)及產(chǎn)品模式,倒逼傳統(tǒng)廠商向新能源轉(zhuǎn)型,形成良性循環(huán),大量優(yōu)質(zhì)新能源車型被紛紛推向市場。需求端來看:購車群體對新能源車逐步產(chǎn)生認(rèn)識疊加政府的大力推進(jìn),新能源汽車消費(fèi)人群逐步起量。因此,新能源車未來有望逐步替代傳統(tǒng)能源汽車,成為汽車市場增長的主要驅(qū)動(dòng)力。2021年全球新能源車出貨量快速增長。進(jìn)入2021年后,全球出貨量快速增長,截至2021年上半年,全球新能源車出貨量超過250萬輛,預(yù)計(jì)全年增速將超過50%。從出貨結(jié)構(gòu)看,純電動(dòng)和插混動(dòng)力占據(jù)全球約99%份額,氫燃料電池汽車占比約為1%。分地區(qū)來看,中國是全球最大市場之一,2021增速較快。2020年,中國占據(jù)全球新能源汽車出貨41.27%,歐洲這一份額為43.06%,二者是全球最大的新能源汽車市場。從銷售結(jié)構(gòu)來看,國內(nèi)純電動(dòng)車占據(jù)新能源汽車銷量比重為81.6%,混合動(dòng)力車占比為18.60%,氫燃料電池汽車占比僅為0.07%。銷量增長有望持續(xù),拉動(dòng)上游汽車電子需求。隨著技術(shù)的不斷成熟與成本的顯著下降,新能源汽車的用戶體驗(yàn)得到了顯著的提升,隨著消費(fèi)者需求不斷釋放,未來中國乃至全球新能源汽車銷量將維持長期高速增長,行業(yè)進(jìn)入高景氣周期,預(yù)計(jì)2021-2026年的CAGR將接近30%。隨著下游新能源汽車需求不斷釋放,汽車電子作為新能源車產(chǎn)業(yè)鏈的上游有望充分受益。3.1.2.汽車電動(dòng)化核心元件,功率半導(dǎo)體量價(jià)齊升功率半導(dǎo)體在汽車中主要負(fù)責(zé)能量轉(zhuǎn)換,電動(dòng)車功率半導(dǎo)體用量提升。燃油車的功率半導(dǎo)體應(yīng)用場景主要包括啟停模塊、車燈、引擎、車身、音響控制、防盜以及動(dòng)力傳輸系統(tǒng)等。而對于電動(dòng)車而言,功率半導(dǎo)體用量在燃油車的基礎(chǔ)上顯著提升,主要增量體現(xiàn)在車載充電系統(tǒng)(OBC)、電池管理(BMS)、高壓負(fù)載、高壓轉(zhuǎn)低壓DCDC、主驅(qū)動(dòng)等,用量相比于傳統(tǒng)燃油車顯著提升,將成為電動(dòng)車核心元件之一。相比燃油車,電動(dòng)車功率半導(dǎo)體復(fù)雜度亦顯著提升。燃油車功率器件電壓等級低,40V的功率MOSFET即可滿足EPS(電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng))和EPB(電子駐車制動(dòng)系統(tǒng))等核心安全系統(tǒng)要求。此外,燃油車動(dòng)力總成電壓往往在30V左右,電助力制動(dòng)器電壓70V左右,單車平均電氣功率不超過20kW,因此高性能車規(guī)低壓MOSFET即可滿足車輛低功耗需求。而對于新能源汽車而言,相比于傳統(tǒng)能源車多出了主電機(jī)驅(qū)動(dòng)、DCDC、OBC、車載電動(dòng)空調(diào)、電池管理(BMS)等部件,其中純電動(dòng)主電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率往往可超過100kW,發(fā)電機(jī)功率平均達(dá)到30kW,單車平均功率要遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)燃油汽車。此外,與傳統(tǒng)汽車不同的是,由于較高的驅(qū)動(dòng)功率、電壓以及高能耗敏感度,電動(dòng)車廠往往會(huì)采用導(dǎo)通壓降小、工作電壓高的IGBT模塊,而非在傳統(tǒng)燃油車中采用的MOSFET,單車功率半導(dǎo)體復(fù)雜度亦將呈現(xiàn)顯著提升。隨著電動(dòng)車加速滲透,功率半導(dǎo)體單車價(jià)值量上升趨勢明顯。根據(jù)英飛凌、strategyanalytics和IHSMarkit的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),ICE(內(nèi)燃車)內(nèi)功率半導(dǎo)體價(jià)值71美元,總成本占比不足10%;而PHEV和BEV二者平均功率半導(dǎo)體價(jià)值量為330美元,占總成本的39.56%,相比ICE的功率半導(dǎo)體價(jià)值量增加了約240美元。3.1.3.車規(guī)級功率空間廣闊,IGBT和MOSFET增速快IGBT及MOSFET是汽車功率半導(dǎo)體價(jià)值量提升的主要推力。傳統(tǒng)汽車中蓄電池電壓主要為12V或24V,分立功率器件主要被應(yīng)用于調(diào)節(jié)各低壓工作單元的通斷,因此最常用的分立器件是MOSFET,用以控制車燈、天窗、雨刷等模塊。而對于電動(dòng)車來說,動(dòng)力電池電壓往往要大于300V,且平均功率亦顯著提升(這意味著流經(jīng)功率模塊電流顯著提升),因而往往在關(guān)鍵環(huán)節(jié)會(huì)使用能夠適應(yīng)高電壓、大電流的IGBT模塊,同時(shí)MOSFET的用量及價(jià)值量亦顯著上升。在下文中,我們主要對新能源汽車的5大增量模塊進(jìn)行梳理。對大多數(shù)車型而言,電驅(qū)逆變器核心部件是IGBT和FRD。逆變器可選的方案主要為硅MOSFET、IGBT以及SiC方案,MOSFET主要應(yīng)用于A00級車型,市場占有率較低,且未來有望被IGBT所取代。SiC目前受限于高成本及產(chǎn)能釋放,3-5年維度來看難以大規(guī)模放量,因此IGBT是電驅(qū)逆變器最為主流的方案。以典型主控功率逆變器為例,IGBT和FRD用量大。以單驅(qū)為例,旺材電機(jī)與電控披露,英飛凌的部分產(chǎn)品由六橋臂單元(內(nèi)含6組IGBT、6組FRD)構(gòu)成,其中每個(gè)橋臂包含3顆IGBT芯片、3顆FRD芯片,共計(jì)18顆IGBT和18顆FRD。高壓轉(zhuǎn)低壓DC-DC:開關(guān)元件主要是MOSFET,功率二極管用量多。該模塊幾乎被應(yīng)用于所有新能源車型中,功率范圍在2kW左右,其主要作用是取代傳統(tǒng)汽車中的12V發(fā)電機(jī),將動(dòng)力電池的高壓電轉(zhuǎn)換為低壓電,隨后被低壓蓄電池收集。此外,部分方案可能會(huì)采用IGBT作為開關(guān)器件。OBC:中高端產(chǎn)品采用IGBT,中低端為MOSFET方案。OBC的主要作用是將充電樁交流電轉(zhuǎn)換為動(dòng)力電池所需要的直流電,并依據(jù)BMS提供的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對電壓、電流等參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。IGBT單管或者高壓MOSFET等開關(guān)器件則是OBC中實(shí)現(xiàn)DC-DC轉(zhuǎn)換模塊的核心開關(guān)器件。電池管理(BMS):核心分立器件為MOSFET。BMS主要用來可監(jiān)控并調(diào)節(jié)電動(dòng)車電池的充放電過程,通過對電池的電壓、溫度、容量、荷電狀態(tài)等指標(biāo)的監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)對剩余電量的有效利用并避免電池的過充損耗。在電動(dòng)車中,每一電池組往往都有其獨(dú)立的BMS系統(tǒng),用以確保行車安全。新能源汽車MOSFET、IGBT單車價(jià)值量提升,市場空間快速增長。MOSFET來看,根據(jù)Yole數(shù)據(jù)及我們的測算,新能源汽車(EV/HEV)的MOSFET單車價(jià)值量有望達(dá)到31美金,相比于傳統(tǒng)燃油汽車的19美金,增長約12美金。IGBT來看,結(jié)合全球汽車銷量和Yole,我們預(yù)估2020年新能源汽車(包括EV和HEV)單車IGBT價(jià)值量約為204美金。進(jìn)一步,在新能源汽車?yán)瓌?dòng)下,國內(nèi)電動(dòng)車IGBT市場空間從2020年的2.0億美金成長至2026年的22.3億美金,CAGR為49.9%。MOSFET市場來看,由于燃油車亦采用MOSFET功率器件,我們測算2020年國內(nèi)車規(guī)MOSFET市場空間為5.0億美金,2026年將達(dá)到6.5億美金,2020-2026年CAGR為4.6%。核心假設(shè):假設(shè)國內(nèi)汽車出貨量平均每年2500萬輛,采用Si-MOSFET逆變器車型2020-2026出貨量預(yù)估為20/28/32/35/40/42/44萬輛,SiCMOSFET逆變器車型在2020-2026年出貨量占比分別為

15.0%/11.4%/12.4%/15.4%/18.4%/20.4%/22.4%。此外,綜合考慮新能源汽車逐步在中端及高端車型滲透,以及IGBT廠商的降價(jià),假設(shè)2020-2026年新能源汽車IGBT價(jià)值量保持穩(wěn)定。此外,充電基礎(chǔ)設(shè)施是電動(dòng)車必不可少的配套設(shè)施,其內(nèi)部也含有較大數(shù)量的功率器件。以典型的直流充電樁為例,三相交流380V輸入電壓經(jīng)過兩路AC/DC電路并聯(lián)后,得到800V直流母線電壓,然后經(jīng)過兩路全橋LLCDC/DC電路,輸出250V到950V(或750V)高壓給電動(dòng)汽車充電使用,從拓?fù)潆娐穪砜?,充電樁包含的功率器件較多。充電基礎(chǔ)設(shè)施的充電效率越高,則對充電功率要求越高,繼而需要的功率器件也越多。根據(jù)英飛凌的數(shù)據(jù),隨著DC充電系統(tǒng)的功率的增大,充電時(shí)間不斷減小,但每個(gè)DC充電系統(tǒng)所含的功率器件價(jià)值處于上升趨勢。20kW充電系統(tǒng)所含功率器件主要為Si基,價(jià)值40美元;150kW充電系統(tǒng)所含功率器件也主要為Si基,價(jià)值300美元;而350kW充電系統(tǒng)所含功率器件變?yōu)镾iC基,價(jià)值3500美元,價(jià)值相較于20kW充電系統(tǒng)提升明顯。因此整個(gè)電動(dòng)車系統(tǒng)所需的功率器件不僅包含電動(dòng)車本身所擁有的,也包含充電樁內(nèi)所必需的,因此電動(dòng)汽車的發(fā)展所帶動(dòng)的功率器件市場,超過我們單純依據(jù)電動(dòng)車內(nèi)功率器件價(jià)值量所算出的增量市場。3.2.光伏:全球光伏裝機(jī)量提升,推動(dòng)功率半導(dǎo)體需求增長3.2.1.光伏裝機(jī)量快速提升,逆變器需求將迎爆發(fā)光伏逆變器是太陽能光伏系統(tǒng)的心臟。光伏逆變器主要由輸入濾波電器、DC/DCMPPT電路、DC/AC逆變器、輸出濾波電路、核心控制單元電路組成。逆變器在光伏電站中占據(jù)核心地位,是連接電網(wǎng)和光伏系統(tǒng)的關(guān)鍵樞紐,其主要功能是將太陽電池組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為交流電,并入電網(wǎng)或供負(fù)載使用。逆變器的性能對電站運(yùn)行平穩(wěn)性、發(fā)電效率和使用年限都會(huì)產(chǎn)生直接影響。此外,逆變器還負(fù)責(zé)整個(gè)光伏系統(tǒng)的智能化控制,能夠通過最大功率電追蹤(MPPT)顯著提升系統(tǒng)發(fā)電效率,對系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)節(jié)和保護(hù)。集中式逆變器和組串式逆變器占據(jù)裝機(jī)規(guī)模近90%的份額,是當(dāng)前行業(yè)主流。光伏逆變器的發(fā)展過程中,出現(xiàn)了集中式逆變器、集散式逆變器、組串式逆變器和微型逆變器四大類,當(dāng)前集中式和組串式逆變器占據(jù)近90%的裝機(jī)規(guī)模。集中式逆變器體積大、功率高,通常功率在500kW以上,只適用于大型地面集成式光伏電站。組串式逆變器體積小、易安裝、功率小,功率略小于集中式逆變器,可調(diào)節(jié)多塊光伏組件的電流輸出,適用于分布式光伏系統(tǒng)。隨著技術(shù)發(fā)展,組串式逆變器逐漸也可用于大功率電站場景,疊加其安裝方便等優(yōu)勢,滲透率迅速提升。2020年國內(nèi)組串式逆變器出貨量已占據(jù)市場65%以上的份額。乘政策之東風(fēng),全球光伏市場方興未艾。隨著全球多個(gè)國家陸續(xù)提出碳中和的相關(guān)政策,光伏發(fā)電在全球的能源占比未來將不斷提升。全球來看,光伏發(fā)電不僅在歐美日等發(fā)達(dá)地區(qū)蓬勃發(fā)展,在中東、南美等地區(qū)也在快速起量,目前已經(jīng)成為清潔、低碳并具備一定價(jià)格優(yōu)勢的發(fā)電形式。2021年,在光伏發(fā)電成本持續(xù)下降及全球政府大力支持等有利因素的推動(dòng)下,全球光伏新增裝機(jī)量有望快速增長。國內(nèi)光伏市場空間廣闊。2020年,國內(nèi)光伏新增裝機(jī)48.2GW,創(chuàng)歷史第二高,同比增加60.1%。2020年由于受到疫情影響,20H1新增光伏裝機(jī)規(guī)模較少的情況下,下半年光伏裝機(jī)快速發(fā)展,12月單月新增光伏裝機(jī)規(guī)模達(dá)到29.5GW,創(chuàng)歷史新高。光伏新增裝機(jī)放量疊加存量替代空間擴(kuò)大,逆變器滲透率提升。光伏新增裝機(jī)速度逐年提升,市場需求不斷擴(kuò)大,作為光伏電站系統(tǒng)核心的逆變器有望迎來量價(jià)齊升。此外,存量市場方面,考慮到光伏逆變器壽命一般在10年左右,當(dāng)前存量替換需求主要來自2010年前后分布于歐洲地區(qū)的光伏裝機(jī)。國內(nèi)光伏裝機(jī)于2013年起騰飛,因此預(yù)計(jì)未來2-3年國內(nèi)存量替換市場也將不斷擴(kuò)大。如果假設(shè)存量替代為10年前的新增規(guī)模,則未來存量替代亦將顯著拉動(dòng)光伏逆變器的需求。綜上,光伏裝機(jī)增量與存量的相互作用,將帶動(dòng)光伏逆變器滲透率不斷提升、市場空間顯著擴(kuò)大。3.2.2.IGBT是逆變器核心,國內(nèi)市場空間廣闊IGBT等功率半導(dǎo)體是逆變器實(shí)現(xiàn)直流轉(zhuǎn)交流的關(guān)鍵所在,在逆變器成本中約占據(jù)13%的價(jià)值。IGBT和MOSFET等電力電子開關(guān)器件的高頻率開合特性是逆變器實(shí)現(xiàn)直流電轉(zhuǎn)交流電這一基礎(chǔ)功能的基礎(chǔ)。逆變器生產(chǎn)所需原材料主要包括電子元器件、機(jī)構(gòu)件以及輔助材料,其中電子元器件包括功率半導(dǎo)體、集成電路、電感磁性元器件、PCB線路板、電容、開關(guān)器件、連接器等,機(jī)構(gòu)件主要為壓鑄件、鈑金件等,輔助材料主要包括塑膠件等絕緣材料。根據(jù)固德威招股說明書披露,機(jī)構(gòu)件、電感、IGBT功率器件為3大核心耗材,占據(jù)近60%的成本,其中IGBT功率器件占據(jù)約13%,位列第三。全球逆變器IGBT市場擴(kuò)容,國內(nèi)逆變器廠商市占率高。我國逆變器產(chǎn)業(yè)經(jīng)過大量的研發(fā)積累,近年來不斷從海外品牌ABB、SMA、TMEIC等手中搶奪市場份額,形成了華為、陽光電源、錦浪、固德威等諸多逆變器全球龍頭企業(yè),當(dāng)前中國逆變器出貨全球市占率已經(jīng)超過65%。2026年國內(nèi)光伏逆變器IGBT需求有望超過40億人民幣。根據(jù)測算,我們預(yù)估2026年全球光伏IGBT市場需求將從2020年的28.3億元提升至63.5億元。若假設(shè)國內(nèi)廠商能拿到65%的市場份額,則國內(nèi)光伏IGBT需求將從2020年的18.4億元提升至2026年的41.3億元,CAGR達(dá)到14.4%。由此可見,光伏放量驅(qū)動(dòng)逆變器市場規(guī)模擴(kuò)大,逆變器進(jìn)一步為光伏IGBT帶來巨大的增長潛力,光伏IGBT有望迎來量價(jià)齊升。4.趨勢二:國內(nèi)廠商加速追趕,市場份額有望提升對于功率半導(dǎo)體企業(yè)而言,想實(shí)現(xiàn)市場份額及營收規(guī)模的快速提升,關(guān)鍵有二:1、能力:國內(nèi)廠商技術(shù)和平臺化(產(chǎn)品覆蓋度)是核心要素。全球功率器件市場基本為英飛凌等國際大廠壟斷,國內(nèi)廠商目前仍主要集中在二極管、低壓MOSFET等低端功率器件市場。短時(shí)間內(nèi),國內(nèi)廠商要想增強(qiáng)市場競爭力,實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代,最主要是在產(chǎn)品技術(shù)和平臺化建設(shè)上做出足夠的投入。產(chǎn)品技術(shù)方面:設(shè)計(jì)、制造及封裝工藝加速研發(fā)追趕。盡管功率半導(dǎo)體對設(shè)計(jì)、制造、模塊封裝乃至材料等技術(shù)都有較高的要求,但技術(shù)迭代速度較慢,國內(nèi)廠商通過產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同有望突破壁壘,強(qiáng)化技術(shù)和產(chǎn)品競爭力。平臺化建設(shè)方面:“平臺化多樣性”是特色工藝企業(yè)構(gòu)筑競爭壁壘、打造競爭優(yōu)勢的核心武器,工藝平臺越強(qiáng)大的企業(yè),其在技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、服務(wù)能力和特殊化開發(fā)能力方面具有深厚的優(yōu)勢,因此足夠全面性和深度性的特色化工藝平臺有助于增強(qiáng)公司的競爭力。2、機(jī)遇:缺貨周期恰逢產(chǎn)能釋放,是實(shí)現(xiàn)客戶導(dǎo)入的重要契機(jī)。功率半導(dǎo)體平均價(jià)值量低、在產(chǎn)品及系統(tǒng)效能中重要性高,下游客戶通常不會(huì)輕易更換供應(yīng)商,新進(jìn)入者實(shí)現(xiàn)客戶導(dǎo)入難度大。通過復(fù)盤過往半導(dǎo)體景氣周期,我們發(fā)現(xiàn)在缺貨時(shí)期恰逢產(chǎn)能釋放是實(shí)現(xiàn)客戶導(dǎo)入的重要契機(jī),公司有望借機(jī)獲得長期成長機(jī)遇。4.1.英飛凌市占率領(lǐng)先,行業(yè)格局相對分散功率半導(dǎo)體市場以英飛凌為龍頭廠商,整體市場份額相對分散。根據(jù)IHSmarkit的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2019年功率半導(dǎo)體市場龍頭廠商英飛凌市場份額為19%,其次為安森美公司,占8%,之后各公司的市場份額均不超過6%,整體市場份額相對分散。從橫向角度看,2015年后市場集中度整體有所下降,行業(yè)集中度水平CR10下降5.9%,CR5下降2.8%。根據(jù)IHSmarkit的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),自2009年后,市場集中度整體處于上升趨勢,行業(yè)整合增多,頭部效應(yīng)不斷加強(qiáng),且top1廠商始終為英飛凌,所占份額不斷增多,從2009年的11%增加到2019年的19%;但是2015年后,市場集中度整體有所下降,市場份額相對分散。從長周期角度看,功率半導(dǎo)體行業(yè)集中度水平CR1將維持在20%左右,CR5將維持在40%左右,CR10將維持在60%左右。頭部功率半導(dǎo)體廠商均為IDM模式,行業(yè)格局較為穩(wěn)定。根據(jù)IHSmarkit的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2009年,功率半導(dǎo)體前五廠商分別為英飛凌、Toshiba、Fairchild、Mitsubishi和STMicro;2019年功率半導(dǎo)體前五廠商分別為英飛凌、ONSemi、STMicro、Mitsubishi和Toshiba。其中Fairchild在2016年被ONSemi收購,ONSemi從而代替Fairchild出現(xiàn)在榜單上??傮w來看,排除份額的變化,功率半導(dǎo)體前5廠商位序變動(dòng)不大。從2019年數(shù)據(jù)來看,功率半導(dǎo)體前十廠商基本為歐美日功率大廠,中國廠商暫時(shí)處于弱勢地位。從2019年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出,英飛凌、STMicro為歐洲廠商,ONSemi、Vishay和ROHM為美國廠商,Mitsubishi、Toshiba、FujiElectric和Renesas為日本廠商,Nexperia本為歐洲廠商,現(xiàn)已被聞泰科技收購。整體而言,中國功率半導(dǎo)體廠商暫時(shí)處于弱勢地位,市場份額較低。4.2.國內(nèi)廠商快速發(fā)展,競爭實(shí)力不斷強(qiáng)化中國是最大的功率半導(dǎo)體需求國之一,占據(jù)全球功率半導(dǎo)體30%的需求。但國內(nèi)功率半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展相對滯后。歷經(jīng)多年追趕,隨著國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)整體的崛起,功率半導(dǎo)體行業(yè)亦迎來新轉(zhuǎn)機(jī)。新能源汽車、光伏帶來功率器件新應(yīng)用場景,國產(chǎn)廠商有望抓住機(jī)遇,打破國外壟斷市場,實(shí)現(xiàn)部分功率半導(dǎo)體的國產(chǎn)替代,主要依據(jù)有三:一、技術(shù)研發(fā)層面,與國外廠商差距不斷縮小。經(jīng)過多年的積累,國內(nèi)廠商如士蘭微、時(shí)代電氣、斯達(dá)半導(dǎo)、比亞迪、華虹等廠商已取得很大的技術(shù)進(jìn)步,與海外巨頭之前的技術(shù)差距正在縮小,國產(chǎn)化進(jìn)程正加速進(jìn)行。二、客戶服務(wù)層面,本土廠商有更強(qiáng)配套優(yōu)勢。國內(nèi)新能源汽車、光伏逆變器等新興需求增速領(lǐng)先全球,是最大的市場之一,本土廠商有望憑借更積極的響應(yīng)和定制化的服務(wù),實(shí)現(xiàn)份額的提升。三、供應(yīng)鏈層面,疫情證明國內(nèi)供應(yīng)鏈實(shí)力。疫情在運(yùn)輸及生產(chǎn)方面影響全球供給,而國內(nèi)強(qiáng)大的疫情控制能力使得供應(yīng)鏈得以第一時(shí)間保障,證明了國內(nèi)制造業(yè)供應(yīng)鏈的實(shí)力。未來更多國內(nèi)的廠商愿意去嘗試引入本土供應(yīng)商,保障供應(yīng)鏈安全。因此,我們認(rèn)為未來國內(nèi)的功率半導(dǎo)體無論是二極管/晶閘管,還是MOSFET,乃至難度更高的IGBT,市場份額均有望顯著提升,實(shí)現(xiàn)功率半導(dǎo)體的國產(chǎn)替代。4.2.1.二極管/晶閘管對于二極管和晶閘管而言,由于技術(shù)壁壘較低,國內(nèi)廠商市占率較高:1、晶閘管國內(nèi)廠商份額領(lǐng)先。在晶閘管的市場格局方面,根據(jù)IHSMarkit和WSTS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2019年度瑞能半導(dǎo)體晶閘管產(chǎn)品的全球市場占有率為21.8%,全球排名第二,中國市場占有率達(dá)36.2%,國內(nèi)排名第一。此外,根據(jù)捷捷微電披露,公司部分晶閘管產(chǎn)品占據(jù)國內(nèi)同類產(chǎn)品50%左右份額,部分產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)媲美進(jìn)口同類產(chǎn)品。2、二極管市場較為分散,國內(nèi)出口金額大于進(jìn)口。二極管技術(shù)簡單,中國大陸廠商憑借低成本及政府的大力扶持快速崛起。從今年來的進(jìn)、出口金額來看,二極管國產(chǎn)替代率較高,并遠(yuǎn)銷海外。4.2.2.MOSFET中國占全球MOSFET需求38%,國內(nèi)廠商份額較低。就MOSFET競爭格局而言,英飛凌為分立MOSFET全球龍頭廠商,市場份額占24.6%,中國廠商主要有Nexperia和華潤微(ChinaResources),分別占4%和3%的市場份額。我們將從國內(nèi)廠商MOSFET產(chǎn)品下游覆蓋的廣度以及技術(shù)深度兩個(gè)角度出發(fā),探討國產(chǎn)MOSFET供應(yīng)鏈競爭力:1、通過MOSFET電壓等級來看產(chǎn)品覆蓋廣度。從下游應(yīng)用來看,不同電壓等級對應(yīng)不同應(yīng)用場景。其中,低壓MOSFET應(yīng)用十分廣泛,2021年上半年受益于消費(fèi)電子的旺盛需求,拉動(dòng)低壓MOSFET出貨快速增長,有望達(dá)到36億美金。此外,中電壓和高電壓的MOSFET主要被應(yīng)用于電網(wǎng)、汽車、基站以及工控中,市場需求亦穩(wěn)步增長。國內(nèi)MOSFET產(chǎn)品覆蓋大多數(shù)電壓等級,市場覆蓋范圍廣。通過梳理國內(nèi)主要上市公司MOSFET的主要電壓等級(包括P型和N型溝道),我們發(fā)現(xiàn)國內(nèi)公司產(chǎn)品覆蓋廣度已經(jīng)可滿足大部分的下游應(yīng)用需求。其中從電壓范圍來看,華潤微、士蘭微、新潔能、捷捷微電的MOSFET產(chǎn)品覆蓋面較廣。2、從器件結(jié)構(gòu)來國內(nèi)廠商技術(shù)進(jìn)步。目前國內(nèi)廠商大部分已掌握超結(jié)及溝槽MOSFET工藝。目前來看,國內(nèi)廠商華潤微、士蘭微等廠商均已掌握平面、溝槽及超結(jié)MOSFET產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)能力,在器件結(jié)構(gòu)技術(shù)方面已和國外廠商并駕齊驅(qū),技術(shù)實(shí)力有望不斷提升。技術(shù)進(jìn)步疊加產(chǎn)品線逐漸豐富,大陸MOSFET廠商有望崛起。從MOSFET產(chǎn)品種類來看,新潔能MOSFET產(chǎn)品種類已經(jīng)達(dá)到1300種以上,雖然與英飛凌(超2500種MOSFET產(chǎn)品)尚有一定差距,但亦能說明國內(nèi)MOSFET廠商已形成了豐富的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),可為下游應(yīng)用領(lǐng)域提供綜合解決方案。隨著技術(shù)的不斷突破,對于中高端的MOSFET市場而言,下游客戶對器件性能及客戶匹配的重視程度要高于低端MOSFET,國內(nèi)廠商有望憑借技術(shù)突破及本土化優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)客戶的快速導(dǎo)入。4.2.3.IGBT就IGBT競爭格局而言,在分立IGBT方面,全球龍頭供應(yīng)商為英飛凌,市場份額占32.5%,中國廠商士蘭微進(jìn)入前十,市場份額占2.2%;在IPM方面(下游主要是消費(fèi)和工業(yè)),全球龍頭供應(yīng)商為三菱電機(jī),市場份額占37%,中國廠商士蘭微再次進(jìn)入前十,市場份額占1%(在IPM領(lǐng)域份額較高)。在IGBT模組方面,英飛凌為全球絕對龍頭,市場份額占35.6%,中國廠商斯達(dá)排名第八,市場份額2.4%。中國廠商進(jìn)入IGBT行業(yè)較晚,但是通過研發(fā)交流,產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作,中國廠商目前已經(jīng)研發(fā)出第六代FSTrenchIGBT,并在第七代RCIGBT上具備相應(yīng)的技術(shù)儲(chǔ)備,同時(shí)隨著政府對中國IGBT企業(yè)的政策支持,疊加中國下游市場對產(chǎn)品的大量需求,中國企業(yè)有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的國產(chǎn)替代,后來居上與國際巨頭正面競爭。我們同樣從國內(nèi)廠商IGBT產(chǎn)品下游覆蓋的廣度以及技術(shù)能力兩個(gè)角度出發(fā),探討國產(chǎn)IGBT供應(yīng)鏈競爭力:1、覆蓋廣度來看:國內(nèi)廠商IGBT產(chǎn)品電壓范圍內(nèi)覆蓋主要應(yīng)用。車規(guī)級IGBT模塊和分立器件電壓范圍主要涵蓋750V-1400V,工業(yè)應(yīng)用IGBT模塊電壓范圍往往在1200V以上。國內(nèi)廠商的產(chǎn)品電壓規(guī)格目前大部分已經(jīng)涵蓋500-1400V,卡位下游最主要的車規(guī)及工業(yè)分立器件應(yīng)用,成長性較高。此外,斯達(dá)半導(dǎo)等公司的產(chǎn)品電壓范圍已經(jīng)覆蓋3300V以上,在高端工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域具備較強(qiáng)競爭力。2、電學(xué)參數(shù)來看:部分國內(nèi)車規(guī)級IGBT模塊性能已與國外廠商相當(dāng)。英飛凌是IGBT模塊的主流廠商,尤其是在電動(dòng)汽車領(lǐng)域,其HybridPACK產(chǎn)品客戶覆蓋寶馬新能源以及國內(nèi)的精進(jìn)電機(jī)、上海電驅(qū)動(dòng)、匯川等供應(yīng)商。此外英飛凌還推出可用于重型卡車、客車的Econodual、PrimePACK系列模塊,產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)先且應(yīng)用廣泛。通過與英飛凌Econodual1200V/600A電動(dòng)汽車IGBT模塊的關(guān)鍵參數(shù)對比,可發(fā)現(xiàn)其電學(xué)性能與國外產(chǎn)品相當(dāng),部分性能如飽和壓降VCE(sat)等相較于國外產(chǎn)品性能更加優(yōu)異。3、模塊散熱來看:目前國內(nèi)廠商在直接液冷方案已實(shí)現(xiàn)突破。盡管雙面冷卻更為先進(jìn),但我們預(yù)計(jì)單面液冷仍在一段時(shí)間是下游電動(dòng)車模塊的主要散熱方案。此外,對于雙面冷卻模塊方案(主要用于高端新能源車型如雷克薩斯等),國內(nèi)廠商也在加速突破。隨著國內(nèi)IGBT廠商已突破下游應(yīng)用較為廣泛的直接液冷方案,以及在雙面冷卻封裝領(lǐng)域的持續(xù)研發(fā)投入,IGBT模塊封裝能力在電動(dòng)車等下游新興領(lǐng)域已經(jīng)有了較高競爭力。技術(shù)進(jìn)步疊加下游需求放量,國內(nèi)IGBT廠商有望崛起。通過上文對國內(nèi)廠商IGBT產(chǎn)品的梳理,在器件電壓覆蓋范圍及技術(shù)指標(biāo)均滿足電動(dòng)車等新興下游領(lǐng)域的需求。國內(nèi)廠商在車規(guī)IGBT領(lǐng)域滲透率有望持續(xù)提升。根據(jù)斯達(dá)半導(dǎo)的招股書披露,隨著IGBT電學(xué)性能的不斷提升,公司IGBT模塊已進(jìn)入到匯川、上海電驅(qū)動(dòng)等國產(chǎn)電驅(qū)動(dòng)供應(yīng)商。此外,在中低端IGBT領(lǐng)域,如家電IPM、工業(yè)單管及模塊等應(yīng)用中,國內(nèi)廠商有望通過性價(jià)比優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)份額的穩(wěn)步增長。4.3.缺貨加速國產(chǎn)替代,國內(nèi)廠商獲得良機(jī)4.3.1.終端需求不斷釋放,功率器件缺貨持續(xù)終端需求不斷上漲,8寸產(chǎn)品缺貨漲價(jià)成共識。2020年以來終端需求不斷上漲的關(guān)鍵原因主要分為三個(gè):①5G商用需求量價(jià)齊升,帶動(dòng)原材料硅含量增加以及功率管理應(yīng)用成長;②年初“防疫停工”導(dǎo)致晶圓產(chǎn)能被拖后2-3月,同時(shí)“宅經(jīng)濟(jì)”需求暢旺,帶動(dòng)平板等消費(fèi)電子的需求上升;③“華為禁令”、“中芯遭禁”的國際貿(mào)易摩擦加重市場擔(dān)憂帶動(dòng)囤貨。另外,智能手機(jī)發(fā)布會(huì)的追單效應(yīng)、車用芯片訂單的大幅釋放,都加劇了8寸產(chǎn)能的緊缺,2021年8寸產(chǎn)品缺貨漲價(jià)幾乎成市場共識。功率器件主要依賴于8寸產(chǎn)線,受影響程度嚴(yán)重。雖然12英寸晶圓廠已經(jīng)逐漸成為主流,但是8英寸晶圓更加適配功率器件。首先,8英寸晶圓具備更加成熟的特色工藝,而功率器件對特種工藝的要求較高;其次,8英寸晶圓產(chǎn)線相對于12英寸晶圓產(chǎn)線具有成本優(yōu)勢,大多數(shù)8英寸設(shè)備已經(jīng)完成折舊,剩余折舊額較低,在市場產(chǎn)能緊缺及漲價(jià)效應(yīng)下,更具經(jīng)濟(jì)效益。因而在8寸線產(chǎn)品供不應(yīng)求的形勢下,功率器件受影響程度同樣嚴(yán)重。功率器件產(chǎn)能吃緊,各類供應(yīng)商紛紛加入漲價(jià)浪潮。2021年Q3新一輪已調(diào)價(jià)產(chǎn)品涵蓋了IPM、IGBT、二極管、LED驅(qū)動(dòng)芯片等產(chǎn)品類別,涉及LED照明、家電、汽車等細(xì)分市場。國內(nèi)主要功率器件供應(yīng)商仍然是Infineon、ONSemi、STMicro等國際大廠。根據(jù)IHS的統(tǒng)計(jì),就MOSFET市場而言,英飛凌、安森美、東芝、ST以及瑞薩合計(jì)占據(jù)了國內(nèi)市場的主要份額,國際大廠供應(yīng)不足,必然導(dǎo)致當(dāng)下國內(nèi)功率器件需求的進(jìn)一步緊缺。4.3.2.復(fù)盤歷史缺貨周期,國產(chǎn)替代有望加速行業(yè)缺貨是國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商完成客戶導(dǎo)入,實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的重要契機(jī)。因此,對于國內(nèi)功率半導(dǎo)體企業(yè)而言,下游需求放量或者上游供給短缺導(dǎo)致的產(chǎn)品缺貨階段,是其實(shí)現(xiàn)客戶導(dǎo)入的重要窗口期。復(fù)盤過往兩次功率半導(dǎo)體的景氣周期(2009-2011,2016-2018)可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)行業(yè)缺貨時(shí),若恰逢細(xì)分產(chǎn)品技術(shù)成熟及產(chǎn)能釋放,國內(nèi)廠商有望獲得重要發(fā)展機(jī)遇。1、2009-2011年的功率景氣周期。2008年經(jīng)濟(jì)危機(jī)使得各大廠商縮減制造產(chǎn)能,隨著2009年年末全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇,市場對功率器件的需求大幅上升,導(dǎo)致功率器件開始供不應(yīng)求。根據(jù)Vishay披露的二極管booktobill數(shù)據(jù),2010年第一季度booktobill達(dá)到了1.63。隨著供給的不斷釋放,功率行業(yè)景氣度隨后

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