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斯达半导:IGBT国产替代先行者,拥抱新能源大时代

机构研报精选   / 2021-08-26 10:35 发布

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报告摘要


IGBT龙头,打破海外垄断快速成长。公司专注IGBT芯片及模块的研发设计,先后打破海外企业对IGBT模块和芯片的垄断,目前自研芯片水平已与国际先进水平持平,采用自研芯片的模块销售比例快速提升,已成长为国产IGBT模块龙头供应商。公司凭借技术先发优势、客户认证优势及代工资源优势,有望不断巩固龙头地位,充分受益IGBT市场的国产化替代。我们预计公司2021-2023年归母净利润为3.52/4.66/5.98亿元,每股净利润为2.20/2.91/3.73元,当前股价对应PE为171.6/129.9/101.2倍。首次覆盖,给予“买入”评级。


国内领先车规级IGBT供应商,有望充分受益新能源汽车市场发展。根据我们的测算,全球车规主驱逆变IGBT模块市场将由2020年的6.88亿美元增长至2025年的26.40亿美元,CAGR达30.86%,将为IGBT市场注入强劲发展动力。2020年,公司IGBT模块配套逾20万辆新能源汽车,覆盖超过20家汽车品牌,处于国内领先地位,是国内为数不多能够供应车规级IGBT模块的厂商之一。公司不断加强研发,有望提升IGBT模块供应车型等级,实现产品销售单价提升及销售结构优化,并凭借优质的客户充分受益新能源车市场的快速发展。


自建晶圆产线进军高压IGBT及SiC芯片,打开增长空间。公司发布定增公告,拟自建晶圆产线用于生产高压IGBT芯片及SiC芯片,项目达产后将形成年产36万片功率半导体芯片的生产能力,这意味着公司将以IDM模式运营高压IGBT芯片和SiC芯片业务,有利于公司进行相关产品的研发和生产,更好地实现产能保障和成本控制。公司现已实现中低电压等级IGBT芯片的全覆盖,正在积极进行高压IGBT研发和产业化工作,未来有望将产品进一步渗透至新能源发电、轨交等领域。公司亦积极布局第三代半导体产品,SiC模块产品已用于宇通新能源客车的核心电控系统之中。公司拟建造SiC晶圆产线,为公司未来在功率半导体领域持续领先打下基础。


风险提示:新能源汽车销量不及预期;公司客户拓展不及预期;市场竞争加剧。

目录

1  国产IGBT龙头,国产替代先行者

1.1、专注IGBT,打破国外垄断快速成长

1.2、公司管理层集聚国际人才,技术团队研发实力强大

1.3、客户质量优异,利润率行业领先


2  乘新能源东风,IGBT前景广阔

2.1、IGBT是性能卓越的电力电子器件,下游应用广泛

2.2、新能源汽车应用是IGBT市场增量主要来源

2.2.1、IGBT是核心开关功率器件,在新能源汽车领域应用广泛

2.2.2、受益新能源车迅速渗透,车用IGBT市场有望快速发展

2.3、新能源发电快速发展,风光发电及储能逆变模块前景广阔

2.4、传统工控及电源行业IGBT需求稳定增长

2.5、白色变频家电快速普及,加速推动IPM模块市场成长


3  强研发领军国产替代,先发优势明显

3.1、自主研发打破国外垄断,已跻身全球前十大模块厂商

3.2、车规市场占据竞争优势,有望实现量价齐升

3.3、拟自建晶圆厂,踩准节奏布局第三代半导体及高压IGBT

3.3.1、拟定增建设晶圆厂,走出迈向IDM第一步

3.3.2、募资布局SiC和高压IGBT芯片,有望形成业绩新的增长点


4  投资建议与盈利预测

4.1、核心假设

4.2、投资建议与盈利预测


5  风险提示
附:财务预测摘要

 

正文      


1

 国产IGBT龙头,国产替代先行者


1.1、专注IGBT,打破国外垄断快速成长


公司成立于2005年4月,十几年来始终专注于以IGBT为主的功率半导体芯片和模块的设计、研发及生产。公司不断技术积累,在技术路线上走先模块、后芯片;先工业、后车规的路径,从易到难,不断突破,快速成长为国内IGBT龙头企业。公司在技术上不断追赶海外先进厂商,是IGBT国产化替代的排头兵。根据IHS数据,公司2019年在全球IGBT模块市场占有率排名第七,在中国企业中排名第一位。

公司IGBT模块收入占据2020年营收的94.65%,型号超过600种,电压等级涵盖100V~3300V,广泛应用于新能源汽车、变频器、逆变焊机、UPS、光伏/风电发力、SVG、白色家电等领域。公司其他功率器件产品包括MOSFET、IPM、FRD、SiC二极管等。

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凭借领先的技术和强大的市场开拓能力,公司收入和净利润均实现快速增长。2020年,公司实现收入9.63亿元,同比增长23.55%;实现归母净利润1.81亿元,同比增长33.56%,保持快速增长。公司2015-2020年收入年均复合增速高达30.66%,归母净利润年均复合增速高达69.48%。

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公司控股股东为香港斯达,实际控股人为沈华和胡畏夫妇,其通过香港斯达合计间接持有公司44.54%股权,持股较为集中,股权结构稳定。公司主要子公司上海道之主营业务为IGBT芯片的销售与研发,侧重应用于新能源汽车领域的IGBT模块。2020年上海道之营业收入5.09亿元,占公司总营收的52.86%。斯达欧洲公司负责国际业务的拓展和前沿功率半导体芯片及模块的研发设计。斯达微电子为公司6英寸高压IGBT及SiC芯片产业化项目的实施主体。

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1.2、公司管理层集聚国际人才,技术团队研发实力强大

公司核心管理层具有国际化的视野和深厚的产业背景,引领公司获得快速发展。公司董事长沈华先生亦是公司核心技术人员,具有国际领先的半导体企业IGBT相关技术研发及生产管理的经验,负责把控公司战略发展方向;汤艺女士有多年IGBT芯片技术研发及管理经验,负责公司IGBT芯片技术的研发工作。公司的精英阵容是成立以来不断发展的重要基础,是不断取得研发成果和客户开拓的支柱。

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凭借强大的研发实力,公司在IGBT模块和芯片相关技术上不断突破,历时十余年实现了所有模块芯片的自制量产:公司在2007年通过封装外购芯片推出第一款IGBT模块,并在11年后实现量产所有型号的IGBT芯片。目前公司量产IGBT模块电压等级达到中低压全覆盖,应用于工业控制、新能源汽车、白色家电等行业下游。公司核心能力域覆盖IGBT+FRD芯片及大、中、小、工业、车规功率模块,且核心技术均来自于自主研发。此外,公司在第三代半导体功率模块亦有技术积累,公司SiC模块已实现批量生产。

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公司持续不断加大研发投入,研发费用逐年增长。2020年,公司研发费用达7707万元,占营收比重达8%。与宏微科技、银河微电及新洁能等功率半导体行业Fabless企业相比,公司研发费用率处于领先水平。

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1.3、客户质量优异,利润率行业领先

公司产品进入国内领先的工控变频、新能源汽车电驱厂商,客户质量优异。公司2019年上半年前三大客户英威腾、汇川技术及众辰电子是专业的变频器生产厂商,其下游客户以工业为主。合肥巨一动力和上海电驱动则为主流新能源汽车电驱厂商,巨一动力的电驱终端客户包括奇瑞、江淮、云度等国产整车厂商以及广汽本田、江淮大众等合资车厂。上海电驱动产品涵盖30-200kW的系列化电驱产品,客户包括一汽、奇瑞、长安、上汽、宇通、申沃、苏州金龙等众多国内整车厂,以及雷诺、通用、伊顿、邦奇等海外客户。

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公司客户质量优异,产品多供应给认证壁垒较高的汽车及工控类企业,也凭借过硬的产品实力和品牌口碑,获得较强的议价能力,产品毛利率显著高于功率半导体同行Fabless企业。公司经营效率不断提升,期间费用率由2016年的21.50%下降至2020年的12.04%,期间费用率水平已处于同行中较低水平。

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2



 新能源东风,IGBT前景广阔


2.1、IGBT是性能卓越的电力电子器件,下游应用广泛


IGBT本质是用小电压控制大电流的开关器件,是电能变换的核心器件。IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写,即绝缘栅双极型晶体管,结构和功能上是由BJT和MOSFET组成的复合功率半导体器件。IGBT有三个极,分别为门极(Gate)、发射极(Emitter)及集电极(Collector)。其工作原理可以简化表述为:当IGBT门极电压为0时,器件处于关断状态;当给门极施加高于阈值的电压时,受电场作用发射极至集电极会形成内部电流通路,此时器件导通;当给门极施加反向关断电压时,内部电流通路阻断,器件关闭。

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回顾过去几十年的发展,IGBT芯片经历了7代技术及工艺的升级,从平面穿透型(PT)到沟槽型电场—截止型(FS-French),芯片面积、工艺线宽、通态饱和压降、关断时间和功率损耗等各项指标经历了不断的优化。目前市场上应用最广泛的属IGBT第4代。

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IGBT按照封装形式和集成程度的不同可以进一步分为IGBT单管、IGBT模块以及IPM模块,分别应用于不同的下游领域。IGBT单管内封装了单颗IGBT芯片,适用电流较小的应用场景,功率相对较低。IGBT模块是由IGBT芯片与快恢复二极管(FRD)通过特定的电路桥接封装而成的模块产品,更适合在高压大电流场景中工作。IPM智能模块则由IGBT模块与驱动IC集成,相比普通IGBT模块更智能化,常用于白色变频家电中。

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IGBT具有导通电阻小、开关速度快、工作频率高等特点,可以在各种电路中提高功率转换、传送和控制的效率,实现节约能源及提高控制水平的目的。IGBT与同是高性能开关器件的MOSFET相比,在高压、大电流应用场景具备优势,因此IGBT常用于650V及以上的新能源汽车主驱逆变、充电桩、新能源发电、输变电领域等。

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IGBT应用领域广泛,其市场空间亦十分广阔。IGBT在产业结构升级、节能减排、新能源等领域发挥着不可替代的作用,在全球追求“碳中和”目标背景下,重要性更为凸显,市场有望持续成长。据英飞凌数据,2019年全球IGBT市场空间为63.40亿美元。Yole预计未来IGBT市场将以9.02%的速度持续成长。

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疫情和政策环境双推动,国产IGBT发展飞速前进。功率半导体器件直接影响下游电子产品的性能、安全性和寿命,因此客户对功率半导体的价格敏感度较低,而对其可靠性要求较高。过去我国电子产品制造企业,尤其是高端产品厂商,在器件原材料选用过程中往往偏好性能更为稳定可靠的海外功率器件产品。近年来由于海外技术封锁、中美贸易摩擦、“中兴事件”、“华为制裁”等地缘政治事件影响,国内厂商开始尝试引进本土半导体供应商,为我国本土功率半导体厂商带来发展机遇。

此外,新冠疫情发生以来,我国防疫措施得当,供应恢复快速。在全球疫情反复之时,国内供应链安全保障优势也正助推功率半导体国产化进程。

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2.2、新能源汽车应用是IGBT市场增量主要来源

2.2.1、IGBT是核心开关功率器件,在新能源汽车领域应用广泛

IGBT作为耐高压、高频控制的电力电子开关器件,在以电能为驱动形式的纯电动汽车、混合动力汽车等新能源车上应用广泛。其在汽车上的应用主要包括主驱逆变、车载OBC及电池管理/车载空调等辅助系统,此外也是充电桩实现电能转换功能的核心电力电子器件。

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主驱逆变是IGBT在新能源汽车上价值量最大的应用。IGBT是新能源汽车电驱系统的核心,直接影响到新能源汽车的行驶性能。纯电动汽车和混合动力汽车中动力电池输出的是直流电,而目前市场上绝大多数驱动电机需要使用交流电驱动,IGBT在电驱系统中的作用就是DC-AC逆变,将动力电池输出的直流电逆变成可供交流电机使用的交流电。

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车载充电器(on boardcharger;OBC)是固定安装在电动汽车上的控制和调整蓄电池充电的电能转换装置。而IGBT/MOSFET等功率器件在车载充电器(OBC)上的作用是调整输入的充电电流和电压,使其满足动力电池的充电要求。

其工作原理为:市电经过OBC中的整流模块变为直流电,通过稳压滤波电容后进入DC-DC转换模块,经过直-直变换输出合适电压的直流电给动力电池充电。IGBT或高压MOSFET等开关器件则是OBC中DC-DC转换模块实现功能的核心功率器件。

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IGBT模块还可以用于辅助功率逆变器,为车载空调系统等设备供电。出于效率的考虑,新能源汽车有许多应用采用高压供电,如空调压缩机、EPS电动助力转向、主动底盘控制等。IGBT可用于以上这些辅助系统的DC-AC逆变/DC-DC变压,使电流电压符合负载端的用电需求。

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除了装载于新能源汽车上的应用,IGBT亦是直流充电桩的核心功率器件。与在OBC中的功能类似,IGBT在直流充电桩中的作用也是DC-DC变压。直流充电桩的一端与交流电网相连,通过整流功率模块将工频交流电转换为直流电,流经DC-LINK电容稳压滤波进入DC-DC变换环节:直流电流通过逆变功率模块逆变为高频交流电,最后由变压器耦合及整流单元将其转换为不同的直流电压等级,为电动汽车充电。

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2.2.2、受益新能源车迅速渗透,车用IGBT市场有望快速发展

新能源汽车行业正快速发展,有望强势带动IGBT产业。根据中国汽车工程学会编制的《节能与新能源技术路线图2.0》,到2025年我国新能源汽车在新车销量中渗透率将达到20%。根据中汽协预测,2025年我国汽车销量有望达3000万辆,以20%的渗透率计算,届时我国新能源汽车销量有望达600万辆。而到2035年,新能源汽车更将成为主流,占总销量50%。

据EVSales数据,2020年全球新能源乘用车销量达312.48万辆,即使在全球汽车市场萎缩的情况下,新能源乘用车仍保持了41.40%的高速增长。据EVTank预测,至2025年,全球新能源汽车销量有望达到1200万辆。

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IGBT作为实现新能源汽车驱动、充电、辅助系统的核心电力电子器件,将随着全球新能源汽车市场一起快速发展,市场前景广阔。从单车价值量来说,IGBT的价值量与其额定功率直接相关,采用何种IGBT模块方案又取决于新能源汽车的电机功率和电池方案。一般来说,A00-A0级别的微型车主驱逆变IGBT价值量在100美元左右,A级轿车、紧凑级SUV新能源车的主驱逆变IGBT价值量在200美元左右,而B级轿车、中大型SUV的价值量可达350美元以上。

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根据2020年新能源汽车的销售结构,单车主驱逆变IGBT价值量平均为约220美元。我们以此假设进行测算,2020年全球新能源车用IGBT市场约为6.88亿美元,至2025年,若全球新能源汽车销量达到1200万辆,届时全球新能源车用主驱逆变IGBT市场可达26.40亿美元,CAGR高达30.86%。若考虑车载OBC及辅助逆变等系统的应用,至2025年全球车用IGBT市场规模有望逾40亿美元。

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2.3、新能源发电快速发展,风光发电及储能逆变模块前景广阔


全球光伏风电装机容量有望保持快速增长,带动光伏/风电逆变IGBT模块快速发展。光伏和风力发电机发出的电能需通过光伏逆变器/风力发电逆变器整流成直流电,再逆变成符合电网要求的交流电后输入并网。逆变器是整个新能源发电系统的关键组件,而其中IGBT 模块是逆变器的核心器件。

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据中国光伏行业协会,预计2021年全球光伏新增装机将达到160GW,我国新增装机将达60GW。以1.1的容配比计算,2021年全球光伏逆变器装机容量为145.46GW,2020年光伏逆变器的成本约为0.165元/W,IGBT模块约占逆变器成本9%左右,以此测算到2021年IGBT模块在光伏发电的全球市场规模约为21.60亿元。未来随着光伏新增装机量的不断提升,光伏逆变IGBT市场也将不断成长。


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此外,储能市场的快速发展将拉动对IGBT的需求。光伏、风电等新能源发电具有间歇性、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。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迎来快速发展。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。

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在储能系统中,IGBT是储能变流器(PCS)的核心器件。储能变流器是交/直流侧可控的四象限运行的变流装置,用于控制电能在交流电网和直流储能设备之间的交直流双向变换,通过控制策略实现对电池系统的充放电管理等。

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据彭博新能源财经,2020年全球储能装机容量达5.5GW/12GWH,预计2021年全年新增规模预计将达11GW/24GWH,在2020年基础上翻倍。同时,预计到2025年全球新增储能装机容量将达26.2GW,发展潜力十足,有望显著带动IGBT市场发展。

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2.4、传统工控及电源行业IGBT需求稳定增长

IGBT模块是变频器、逆变焊机等传统工控行业的核心器件。在变频器中,IGBT模块不仅起到传统三极管的作用,也包含了整流部分的作用。控制器产生的正弦波信号通过光藕隔离后进入IGBT,IGBT再根据信号的变化将整流后的直流电再次转化为交流电输出。而在逆变焊机中,IGBT作为大功率开关元件起到了交替开关的作用,将三相工频低频交流电压逆变成几千赫兹至几万赫兹的中频交流电压,最后输出相当平稳的直流焊接电流。


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我国变频器市场规模呈稳定上升态势。根据前瞻行业研究院整理,2017年我国变频器市场规模约453.2 亿元。预计在2025年,我国工业变频市场规模达到883亿,工控变频市场将带来对IGBT的稳定增长需求。

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2.5、白色变频家电快速普及,加速推动IPM模块市场成长

白色变频家电渗透率不断上升,对IGBT/IPM需求旺盛。相比于定频家电,变频家电拥有节能、低噪音、高能效等优势:变频空调其压缩机不会频繁开启,整体节能达到15%-30%的效果,变频洗衣机高速脱水时电机啸声比定频洗衣机减少10至20分贝,变频冰箱的速冻能力比普通冰箱高20%。顺应国家“十三五”节能减排的目标,白色变频家电优势拥有广阔的市场前景,孕育了IPM产品庞大的市场需求。

IPM(Intelligent Power Module)智能功率模块,是变频技术的核心电子元器件,内部除了核心功率器件以外,集成了逻辑、控制、检测和保护电路,不仅减小了系统的体积以及开发时间,也大大增强了系统的可靠性,具有高电流、高耐压,及高开关频率等优势。

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据产业在线,变频空调的渗透率从2017年35%上升到2020Q3的60%;变频洗衣机的渗透率从2017年25%上升到2020Q3的43%;变频冰箱渗透率从2017年17%上升到2020Q3的29%。随着变频家电的渗透率持续提升,全球家电功率半导体规模不断提升。据英飞凌,变频家电中的功率半导体价值量将由非变频家电中的0.70欧元增长至9.50欧元。同时,根据IHS数据,预计到2022年全球变频家电销售量将达到5.85亿台,渗透率达到65%。据此计算,2022年全球家电功率半导体市场空间约为57.78亿欧元,其中变频家电功率半导体市场空间约为55.58亿欧元。

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IPM作为家电变频的核心功率器件,其主要市场份额仍旧主要被海外厂商所占据,据Omdia,2019年全球IPM市场前十大厂商中仅有士兰微及华微电子两家国产企业,市场份额占比合计仅1.9%。随着技术水平和品牌知名度的提升,国产厂商有望掘金广阔的IPM市场,受益国产化替代。

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3

 强研发领军国产替代,先发优势明显


3.1自主研发打破国外垄断,已跻身全球前十大模块厂商

公司坚持自主研发,打破国外对IGBT芯片的长期垄断,是国产替代的领头羊。作为20世纪80年代才被研发出来并逐步实现产业化的新型电力电子器件,IGBT的研发和制造技术门槛较高、资金投入大、国内相关人才匮乏,国产化难度相对较大。

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公司核心创始团队为高端海归人才,回国创业专注IGBT相关技术的自主研发,不断实现突破。成长路线上,公司走的是先模块后芯片的发展道路:发展初期自主研发IGBT模块产品,内部芯片主要采用英飞凌等海外厂商产品,将其封装成模块产品销售,较快取得市场突破和客户认可,为后续推广自有芯片产品打下基础;2012年,公司成功独立研发并量产了NPT型IGBT芯片,公司2015年自主研发出最新一代FS-Trench型IGBT芯片,性能上能够对标海外第六代产品,彻底打破海外垄断。2018年,公司实现量产所有型号的IGBT芯片,销售的模块产品中采用自研芯片比例不断提升。

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凭借过硬的产品品质和相对海外产品的性价比优势,公司产品迅速打开销路,2019年,公司已经位列全球前十大IGBT模块供应商。

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公司作为国产替代的领军者,建立了明显的先发优势,有望不断巩固强化现有的竞争地位。公司的先发优势主要体现在技术积累、客户验证及代工资源优势上。

技术积累层面:IGBT自发明以来至今已发展七代,公司产品性能指标基本达到与国际最先进代际水平,相对国内企业处于领先地位。产品布局方面,公司产品矩阵较为完善,模块覆盖600V-3300V的低压到高压的电压等级,尤其在600-1200V的中低压范围布局完善。据公司官网披露,公司模块产品型号高达882种,显著多于可比公司。不同于数字电路,功率半导体不遵循摩尔定律,功率器件的研发迭代相对较慢,公司积累深厚且产品开发完善,能够满足不同客户的需求。

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客户验证层面:IGBT作为电力电子器件,要承受高电压、高温、振动等恶劣环境,客户对产品的可靠性、一致性验证要求高,对车规产品更是如此。汽车设计寿命一般在15年20万公里左右,远大于消费电子产品寿命要求,且汽车上使用的电子元件众多,要保证整车达到高可靠性,对系统组成的每一个部分都具有相当高的要求,因此车规级别的电子元件验证周期通常长达2年及以上。

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公司发展多年,已经在工业和汽车领域积累了众多优质客户资源,在工业领域主要配套英威腾电气、汇川技术、众辰电子等;车规市场配套国内先进的电驱动厂商汇川技术、上海电驱动、巨一动力等,已成为国内汽车级IGBT模块的领军企业。未来公司有望凭借汇川技术、上海电驱动、英威腾等优质的客户资源,进一步拓宽终端客户范围。

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代工资源层面:公司现有业务均采用Fabless模式,公司将设计好的芯片委托给芯片代工企业制造,公司自身专注于芯片设计。公司与国内领先的功率半导体代工厂商华虹半导体、上海先进半导体建立了深厚的合作关系,稳定、高质量的晶圆代工资源为公司的发展提供了坚实的支撑。目前公司晶圆采购规模在国内功率半导体Fabless企业中较为领先,成为下游晶圆代工企业的重要客户,在代工资源的获取能力上相较其他规模较小的Fabless企业较有优势。

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3.2、车规市场占据竞争优势,有望实现量价齐升


从国内整体的车规IGBT竞争格局来看,海外厂商仍然强势,以公司为代表的国产领先供应商有望掘金广阔的国产替代市场。据佐思汽研数据,按照销量数据来看,2019年英飞凌在中国新能源汽车IGBT领域排名第一,占比高达 49.3%,其次是比亚迪,主要给比亚迪品牌车型配套,占比20%,斯达半导体位居第三,市占率达到16.6%。以公司、比亚迪半导体及中车时代半导体为代表的国产第一梯队厂商有望凭借不断提升的研发实力、本土化的服务优势、性价比优势不断追赶,充分受益国产替代进程。

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公司在国产车规IGBT市场领先,在微型电动车市场竞争优势明显。据公司年报,公司生产的汽车级IGBT模块配套了超过20家终端汽车品牌,2019年合计配套超过16万辆车,2020年合计配套超过20万辆车。公司现阶段所供应车型以A00-A0级别小微型电动车为主。据乘联会数据,2019年我国A00级纯电动车销售23.22万辆,因此公司产品已在A00级别纯电动车中达到较高的渗透率。同时,公司在车用空调、充电桩、电子助力转向等新能源汽车半导体器件份额持续提高。

与其主要竞争对手相比,公司主要竞争优势在于技术上的先发优势和不隶属整车厂的独立第三方身份。公司在2019年即量产沟槽栅场截止的IGBT芯片,对标英飞凌第六代技术,目前正进行第三代IGBT芯片研发,对标英飞凌第七代产品,相对比亚迪半导体目前广泛应用的平面栅场截止和中车时代半导体2020年量产的第六代产品进度上具有一定领先优势。此外我们认为,与比亚迪半导体相比,公司为独立第三方供应商,业务并不依赖自有品牌整车厂,或更易被其他整车客户所接受。

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我们认为,长期来看新能源汽车A00-A0级别市场占比将逐步下降,A级及以上市场占比提升,公司有望深度受益这一趋势。2017-2019年,A00-A0级别纯电动车销售占比逐年下降,从2017年的61%下降到2019年的22%。这反映出新能源汽车技术的日渐完善,续航里程和充电技术的发展让新能源汽车主要使用场景不再只局限于城市内通勤代步,消费者不再把购买A00级别新能源车当做一种“试水”、“将就”的选择。2020年,随着五菱宏光Mini EV这一现象级的微型电动车推出,提振了A00级别电动车的销量,占比再次上升到33%。然而长期来看,我们认为随着技术进步以及消费者对电动车品质需求的升级,电动车的销售结构升级将是一个势不可挡的长期趋势。这将使得适配A级及以上车型的IGBT模块需求更为旺盛和可持续发展。公司有望凭借先发客户积累、技术优势逐步提升A级及以上车型供应占比,充分受益新能源汽车总市场的扩大和销售结构的升级。

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3.3、拟自建晶圆厂,踩准节奏布局第三代半导体及高压IGBT

3.3.1、拟定增建设晶圆厂,走出迈向IDM第一步

IDM即Integrated Device Manufacturer垂直整合制造商,指业务范围涵盖芯片设计、晶圆制造及封装测试等全业务环节的集成电路企业组织模式。功率半导体器件对工艺设计和工艺过程控制的要求非常高,生产过程采用流水制造方式,流程较长。采用IDM经营模式,一定程度上保障了芯片产能供应


3.3.2、募资布局SiC和高压IGBT芯片,有望形成业绩新的增长点

SiC属于第三代半导体材料,以其制作成的功率器件性能优异。SiC 具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高热导率等特点,使得其器件适用于高压、高频、高温的应用场景,相较于硅器件,可以显著降低开关损耗。因此,SiC 可以制造高耐压、大功率的电力电子器件,下游主要用于智能电网、新能源汽车等行业。

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新能源汽车市场的蓬勃发展将带动SiC功率器件的市场需求。SiC功率器件能满足新能源汽车多方位的需求,给新能源汽车带来诸多方面的性能升级。

在相同功率等级下,全SiC 模块的封装尺寸显著小于Si 模块。SiC 用在车用逆变器上,能够大幅度降低逆变器尺寸及重量,做到轻量化。以Rohm给全球顶级电动方程式赛车Formula E提供的全SiC功率模块为例,该模块使得逆变器的重量减少了6千克,尺寸缩小了43%。

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其次,SiC功率模块与硅基IGBT功率模块相比,可大幅减少开关损失,给新能源汽车电驱系统带来直接的效率提升,进而减少电力损失,增加新能源源汽车的续航能力。采用Rohm全SiC模块的逆变器相对硅基功率模块的减少了75%的开关损失。

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由于SiC器件的高热导率,其散热性能优异,具有优异的高温稳定性,间接提升了新能源汽车的工作稳定性和安全性。并且SiC器件的能量损耗小,发热量也更小,散热处理也更容易进行,不但散热器体积可以显著减小,还可以实现逆变器与电机的一体化。

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根据 Yole预测,2019-2025年功率SiC市场将由5.41亿美元增长至25.62亿美元,年均复合增速高达约30%。其中新能源汽车市场(含主驱逆变、车载OBC、DC-DC转换)为最大的增量来源,市场空间将从2.25亿美元增长至15.53亿美元。

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公司已在SiC功率模块方面有所积累,将加大SiC功率芯片研发,并有望借助自有产线在SiC市场发展早期实现竞争卡位。2019年,公司在机车牵引辅助供电系统上推出低电感SiC模块;在光伏行业推出了混合SiC模块;在新能源汽车领域推出了低损耗车用SiC模块。2020年,公司与Cree合作开发的1200V SiC模块应用于宇通客车的核心电控系统中。未来公司将紧跟市场浪潮和政策步伐,加大SiC芯片的研发和产业化投入,在SiC市场蓬勃发展之时充分受益,实现竞争卡位。

智能电网、轨道交通等行业持续发展,高压功率芯片需求持续上升。在智能电网行业,高压IGBT是柔性直流换流阀必不可少的核心功率器件。柔性直流输电是电能变换和传输的新型输电方式,具有控制灵活方便、运行特性理想、扩展性好等优点,是提升可再生能源接纳能力、增强电网稳定性和灵活性的重要手段,已成为世界范围内发展最快的新一代输电技术。目前国内柔性直流输电用3300V和4500V高压IGBT基本依赖进口,亟需发展国产核心功率半导体器件,支撑国家重大装备和重点工程的发展。

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在轨道交通行业,高压IGBT是轨交列车牵引变流器的核心器件。牵引变流器的重要功能是把来自接触网的电能转变为牵引电机所需的均匀的、无中断的电能。

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公司现有产品实现中低压IGBT模块全覆盖,将利用公司第六代FS Trench芯片平台及大功率模块生产平台,发力3300V-6500V高压IGBT的研发和产业化,将下游应用进一步拓展到智能电网和轨道交通。据中国产业信息网,智能电网和轨道交通应用合计占整个IGBT市场的9%,约为新能源汽车IGBT市场的三分之一,公司加强高压IGBT研发和产业化投入,有望给公司带来新的营收增长点。

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 投资建议与盈利预测


4.1、核心假设:

(1)公司定增募资建设晶圆产线事项尚需取得有关审批机关的批准或核准,尚存不确定性,我们在盈利预测中暂未考虑该事项。

(2)对公司产品按照主要下游应用作简单拆分估计与预测:

2021-2023年公司工控及电源收入增速分别为60%/25%/15%;毛利率分别为34.0%/33.0%/32.0%。

2021-2023年公司新能源汽车业务收入增速分别为66%/68%/54%;毛利率分别为38.0%/37.0%/37.0%。

2021-2023年公司其他业务收入增速分别为100%/65%/52%;毛利率分别为30.6%/31.2%/31.4%。


4.2、投资建议与盈利预测

公司是国内IGBT龙头企业,拥有强大的研发和管理团队,通过持续研发实现了国产IGBT模块和芯片的技术突破,打破海外垄断。与国内同行相比,公司具有技术积累、客户认证及优质代工资源的优势,有望持续深度受益功率半导体的国产替代以及新能源汽车市场蓬勃发展。

我们预计公司2021-2023年归母净利润为3.52/4.66/5.98亿元,每股净利润为2.20/2.91/3.73元,当前股价对应PE为171.6/129.9/101.2倍。我们选取功率半导体企业新洁能、士兰微及捷捷微电作为可比公司进行横向比较。公司现阶段市盈率明显高于可比公司,然而公司作为功率半导体内IGBT细分领域的龙头,竞争优势凸显。此外在汽车电动化的进程中,IGBT是所有功率器件中单车价值量最大、需求量增长最为明显的器件,公司有望在新能源汽车行业发展过程中深度受益,攫取到更为持久的高速发展。因此,首次覆盖给予公司“买入”评级。

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 风险提示


(1)新能源汽车销量不及预期;

(2)公司客户拓展不及预期;

(3)市场竞争加剧。


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开源刘翔团队|