斯达半导公司率先完成世界最先进第七代IGBT芯片研发通过验证并生产,斯达半导中国

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斯达半导公司率先完成世界最先进第七代IGBT芯片研发通过验证并生产,斯达半导中国

2023-03-24 12:06| 来源: 网络整理| 查看: 265

斯达半导公司率先完成世界最先进第七代IGBT芯片研发通过验证并生产,斯达半导中国IGBT 独角兽,全球第六

本土IGBT优质龙头,斯达半导:布局SiC打开,成长天花板

2023

报告出品方/分析师:东方证券蒯剑李庭旭)

1本土IGBT龙头,产品技术优势显著

1.1深耕IGBT模块,业绩稳步攀升

国内IGBT模块领先者。公司于2005年成立,主营业务是以IGBT为主的功率半导体芯片和模块的设计研发和生产,并以IGBT模块形式对外实现销售。

公司自主研发设计的IGBT芯片和快恢复二极管芯片是公司的核心竞争力。公司成功量产所有型号IGBT芯片及快恢复二极管芯片,历经升级迭代,如今公司第七代FS-Trench型IGBT芯片通过验证,领先优势进一步巩固。

根据Omdia报告,公司2020年度IGBT模块的全球市场份额占有率国际排名第六,在我国企业中排名第一,是国内IGBT行业的领军企业。

公司产品细分种类丰富。公司主要产品为功率半导体元器件,包括IGBT、MOSFET、IPM、FRD、SiC等等,且成功研发出了全系列IGBT芯片、FRD芯片和IGBT模块。其中IGBT模块产品超过600种,电压等级涵盖100V~3300V,电流等级涵盖10A~3600A,产品种类丰富,能有效全面地覆盖下游客户的各类需求。

公司股权结构稳定,实控人持股比例高。公司实控人为沈华、胡畏夫妇,通过斯达控股、香港斯达持有公司41.74%股权。员工持股平台富瑞德投资持股5.09%,用于对员工实施股权激励计划,有助于维持核心技术团队的稳定性。

1.2营收高速增长,新能源业务贡献突出

主营业务突出,IGBT模组为业绩支柱。

公司专注主业,IGBT模块收入占营收90%以上,是公司业绩重要支撑。

2017-2021年,公司营收由4.4亿高速增长至17亿,同期归母净利润从0.53亿增至4亿,利润增速持续高于营收,盈利能力明显提升。

现今年前三季度,公司实现营收18.3亿,同比增长57%;归母净利润5.9亿,同比增长121%,均已超过2021全年经营业绩。

工控业务为支撑,新能源业务快速增长。

从业务分类上看,工业控制和电源业务是公司业绩的支柱,占2017年报营收比例达八成。

2017-2021年,公司工控业务营收从3.5亿增至10.6亿,复合增速32%,是公司高速发展的重要推动力。随着近年来新能源产业的蓬勃发展,公司新能源业务呈现快速增长,营收由2017年0.66亿快速增至2021年的5.7亿,复合增速高达72%。

现今上半年,公司新能源业务营收同比增长近两倍,营收规模已接近工控业务。公司营收格局已从工控为主转为工控、新能源并重。

公司营收主要靠IGBT模块销量驱动。

2017-2021年,公司IGBT模组产销基本平衡,工控和新能源业务下游需求持续旺盛,IGBT模组销量与营收增速同步提升。

而产品单价则维持稳定,历年变动在5%左右。2020年公司小功率模块销量增速高于整体增速,其单价较低,使得IGBT模组单价出现下降。2021年,公司IGBT模组销量878万只,同比增长68%;单价182元,同比增长4%。

毛利率稳步提升,期间费用率逐年降低,盈利能力明显增强。随着公司技术进步与产品迭代,附加值提升,公司毛利率从30%左右提升至现今前三季度的41%。受益于营收增长带来的规模效应,公司销售、管理、财务费用率均呈下降趋势,带动净利率由12%大幅提升至现今前三季度的32%。

IGBT业务表现突出,相较同业优势明显。公司的毛利率、净利率均明显高出东微半导、宏微科技、士兰微、华润微等同业对手。

在应用领域方面,宏微科技、士兰微以工控业务为主,华润微以汽车和工控应用为主,兼有新能源应用。公司在新能源领域成果显著,率先实现应用领域扩展。

1.3重视研发投入,高管经验丰富

研发投入提升,技术人员增加。公司自成立以来一直追求技术发展和产品质量进步,并以开发新产品、新技术为公司的主要工作,持续大幅度增加研发投入。现今前三季度,公司研发费用1.27亿,同比增长81%。公司研发队伍持续发展壮大,2018-2021年,技术人员数从132人增至245人,接近翻倍。

公司研发费用率处于行业前列。在从事功率半导体业务的可比公司中,公司研发费用率处于较高水平且较为稳定,历年均在6%-9%之间。2021年,公司研发费用率为6.5%,继续保持较高水平。

高管经验丰富,助力研发工作。公司高管具有名校技术背景,拥有英飞凌、XILINX、漂亮国国际整流器公司等业内领先公司的丰富从业经验,在IGBT领域积累了丰富的技术储备,涵盖了IGBT、快恢复二极管、SiC等功率芯片和模块的设计、工艺开发、产品测试、产品应用等,在半导体技术、电力电子、控制、材料、力学、热学、结构等多学科具备了深厚的技术积累。同时,公司位于纽伦堡的欧洲研发中心研发工作持续高效开展,对前沿芯片以及模块封装技术持续探索,有力保障了公司的技术先进性。

1.4核心技术突出,IGBT芯片大规模量产

公司的核心技术为IGBT芯片和快恢复二极管芯片的设计、工艺和测试及IGBT模块的设计、制造和测试。

公司目前已经开发出平面栅NPT型1200V全系列IGBT芯片和沟槽栅场终止650V、750V、1200V及1700V全系列IGBT芯片,成功解决了包括8英寸晶圆减薄技术、背面高能离子注入技术、背面激光退火激活技术以及沟槽栅挖槽成型技术等关键工艺技术。

针对细分行业客户对IGBT模块产品性能、拓扑结构等的不同要求,公司开发了不同系列的IGBT模块产品,在新能源汽车、新能源、工业控制等细分市场领域形成了一定的竞争优势。

对标英飞凌第七代产品,通过客户认证。

英飞凌第七代IGBT器件在能量密度、能量损耗、可控性和适应性方面均有提升,性能表现突出。2021年,公司基于第七代微沟槽TrenchFieldStop技术的新一代车规级650V/750V/1200VIGBT芯片研发成功,并于现今上半年通过客户验证,预计下半年开始批量供货。公司实现先进技术对标,增强了公司的核心竞争力,为公司的产品竞争力打下良好基础。

公司IGBT芯片应用广泛。在新能源汽车领域,公司已成功跻身于国内汽车级IGBT模块的主要供应商之列,车规级IGBT模块配套超50万辆新能源汽车,主要客户有比亚迪、理想、上汽等车企;

在新能源领域,公司使用自主芯片的650V/1200V单管IGBT和模块为户用型、工商业、地面电站提供从单管到模块全部解决方案,已成为户用和工商业并网逆变器和储能变流器的主要供应商,公司应用于光伏的1200VIGBT模块在1500V系统地面电光伏电站和储能系统中开始批量应用;

在工业控制领域,公司目前已经成为国内多家头部变频器企业IGBT模块的主要供应商。

2新能源产业带动IGBT需求高增,国产化空间广阔

2.1IGBT:能源领域的核心器件,市场规模持续攀升

IGBT是能源变换与传输的核心器件,性能优越且应用领域广泛。

IGBTInsulatedGateBipolarTransistor)即绝缘栅双极型晶体管,其通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通;反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT关断。

IGBT是由BJT双极型三极管)和MOS绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点,又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点,适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

IGBT芯片和快恢复二极管芯片是IGBT模块的核心。

IGBT模块是由IGBT与快恢复二极管通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品,封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。

快恢复二极管芯片在IGBT模块中与IGBT芯片配合使用,需要承受高电压、大电流的同时,要求具有极短的反向恢复时间和损耗。IGBT模块按封装工艺来看主要可分为焊接式与压接式两类,随着IGBT芯片技术的不断向前,芯片的最高工作结温与功率密度不断提高,IGBT模块技术也在逐步发展。

IGBT技术更新迭代,低中高压器件应用领域广泛。

从IGBT技术划分来看,第一二代IGBT主要为平面栅型;第三四代主要为沟槽栅型,通过创新的沟槽设计大大减少了IGBT的体积和功耗,并演化出了第五六代的沟槽格栅型;第七代为2018年后出现的微沟槽栅型,沟道密度更高,元胞间距更小,可实现最佳开关性能。从IGBT电压划分来看,IGBT可分为低/中/高压。

其中消费电子使用的IGBT模块主要集中在600V以下,新能源汽车中的IGBT为600-1200V,动车组中的IGBT主要为3300V和6500V,轨道交通中的IGBT电压在1700V-6500V之间,智能电网中的IGBT电压通常为3300V。

展望未来,IGBT技术研发将着重在开发6500V以上的超高压IGBT、超结IGBT、基于SiC的IGBT芯片等方面。

受益于新能源汽车、风光储等产业的发展,IGBT需求高速增长。

IGBT行业呈现“广空间+高增速”特征,国内外IGBT市场规模持续攀升。中商产业研究院数据显示,现今年全球IGBT市场规模预计可达81亿美元,17-22年CAGR为12%。

根据集邦咨询预测,2025年国内IGBT市场规模有望突破522亿元,17-25年CAGR达19%,是细分市场中发展最快的半导体功率器件之一,市场前景广阔。

2.2工控领域稳健增长,新能源产业打开IGBT市场空间

2.2.1工业控制领域是IGBT需求的基石

IGBT在工业控制领域应用广泛,下游需求稳定增长。

IGBT模块是变频器、逆变焊机等传统工业控制及电源行业的核心元器件。从全球IGBT应用情况来看,工业控制、新能源汽车和新能源发电是最主要的需求领域,需求占比之和约为74%。其中,工业控制占比约为37%,是IGBT下游需求最大的领域。

随着工业自动化改造的不断升级,工控领域对功率半导体器件的的需求持续增加,2021年全球工控IGBT市场规模达到151亿元,预计2025年将稳健增长至170亿元。

2.2.2新能源车持续渗透,车用IGBT市场空间广阔

国内外新能源车终端需求火热,IGBT需求随之崛起。2021年全球新能源汽车总销量为653万辆,同比增长107%。

根据EVTank数据,新能源汽车2026年销量将达到3157万辆,21-26年CAGR为37%。

根据中汽协数据,预计现今年我国新能源汽车销量将达到680万辆,同比增长94%,2026年我国新能源汽车销售量将达到汽车销售总量的近50%。国内新能源车市场具备领先优势,随着渗透率的进一步提升以及汽车电子化程度的持续推进,车用IGBT规模有望快速突破。

新能源车为IGBT最大增量市场,对IGBT增长拉动作用显著。

Trendforce数据显示,新能源汽车在国内IGBT下游应用中占比约31%,是IGBT的最大增量市场。IGBT是新能源汽车电控系统和充电桩的核心器件,决定了整车的能源利用率;同时,新能源车的车载空调、OBC、逆变器、DC/AC、发电机等也需大量应用IGBT器件。

根据DigitimesResearch的数据,新能源汽车中电机驱动系统是关键成本之一,约占整车成本的15-20%,而IGBT约占电机驱动系统成本的一半,因此IGBT约占新能源汽车成本的7-10%,其动力性能越强,所需要的IGBT组件数量就越多。

汽车电气化进程加速,新能源车相比传统燃油汽车需要更多电流转换部件,驱动IGBT等电子元器件需求量攀升。

在主逆变器中,IGBT将高压电池的直流电转换为驱动三相电机的交流电;在车载充电机中,IGBT将交流电转化为直流电并为高压电池充电;在DC-DC变换器中,IGBT将高压电池输出的高电压转化成低电压后供汽车低压供电网络使用;此外,IGBT也广泛应用在PTC加热器、水泵、油泵、空调压缩机等辅逆变器中,完成小功率DC-AC转换。

全球新能源汽车新增IGBT测算与关键假设:假设现今年新能源汽车IGBT价值约为1906元/辆,假设现今年及以后单车IGBT价值量年增1%。

此外,根据yole数据,2021年新能源车IGBT渗透率为96%,预计随着SiC器件的成熟,IGBT渗透率有下降趋势。根据我们的测算,全球新能源汽车IGBT市场规模现今年为189亿元,到2026年将增长到476亿元,21-26ECAGR为32%。

大功率充电时代的到来有望推升IGBT市场空间。充电桩的充电模块是整个产品的核心设备,主要功能是将电网中的交流电经过整流滤波后转换为可充电的直流电,其关键技术在于IGBT。

根据充电桩视界数据,充电模块占整个充电设施建设成本的45%~55%;根据前瞻产业研究院数据,IGBT模块占充电桩成本约20%。

随着超充时代的到来,充电模块的容量升级、可靠性以及安全性面临着更高的要求,同尺寸的充电模块的功率密度逐渐升级,IGBT品质和需求量有望持续升级。

全球充电桩新增IGBT测算与关键假设:假设现今年私人充电桩单价为0.3万元,公共快充桩单价为2万元,公共慢充桩单价为0.5万元,假设现今年及以后的充电桩平均价值量年降2%。

结合CASA数据,我们假设现今年充电桩IGBT渗透率为75%,23年以后年降5%。

根据我们的测算,全球充电桩用IGBT市场规模现今年为26亿元,到2026年将增长到72亿元,21-26ECAGR为29%。

2.2.3风光储快速发展,IGBT最为受益

碳中和背景下,光伏和风力发电在能源结构中的地位越发举足轻重,储能行业亦迎来良机。IGBT元器件作为光伏逆变器、风电变流器以及储能变流器的核心半导体器件,能够对电流进行整流和逆变等作用,以实现新能源发电的交流并网、储能电池的充放电等功能,风光储行业的快速发展将进一步打开IGBT的市场。

光伏新增装机量快速增长,迎来黄金发展期。根据CPIA乐观预测数据,全球光伏年新增装机在现今年将首次突破200GW,达到240GW的水平,到25年全球年新增装机将达到330GW,20-25年光伏新增装机的复合增长率达20%;与此同时,2025年我国新增装机规模有望达到110GW,相当于2021年的2倍。

光伏逆变器出货量高速增长,IGBT作为逆变器“心脏”作用凸显。

光伏逆变器是光伏系统的核心部件,可以将太阳能板产生的可变直流电转换为交流电,并反馈回输电系统或供离网的电网使用。

近年来,光伏产业的持续景气,带动光伏逆变器市场规模快速提升,2020年全球光伏逆变器的市场规模为136GW,2025年将有望达到401GW,20-25年CAGR为24%。

在光伏逆变器成本结构方面,IGBT元器件是半导体器件的主要组成部分,在驱动保护、过电流/短路保护、过温保护、机械故障保护等方面发挥巨大作用,是逆变器的“心脏”,约占逆变器成本的13%左右。近年光伏逆变器的快速增长,将会给IGBT的发展带来重大机遇。

光伏逆变器单机功率进一步提升,IGBT模块因此受益。

根据我国光伏行业协会数据,到2030年集中式逆变器的单机功率将超过6000kW/台,集中式逆变器的功率密度将超过1.6kW/kg,相较2021年分别提升102%和43%。

逆变器额定功率和功率密度的提升,对于IGBT等功率器件的需求量将进一步增加,同时要求IGBT模块拥有更好的耐压等级和散热设计,这将推动IGBT市场规模的进一步提升。

我国风电行业快速发展,新增装机量不断提升。

现今年GWEC最新发布的全球风电行业报告显示,2021年全球新增风电装机量93.6GW,其中陆上风电72.5GW,海上风电21.1GW,预计到2026年全球风电新增装机将达到128.8GW,2021到2026年CAGR达7%。

我国的风电发展保持着强劲的势头,2021年国内风电新增并网装机容量47.6GW,占全球总量的51%,预计到2026年,新增装机量将超过60GW,其中陆上风电超过50GW,海上风电超过10GW,有利于促进我国能源转型,IGBT作为风电变流器的主要元器件同样受益。

储能装机量逐年提升,储能变流器市场规模不断扩大。

根据彭博新能源财经BNEF)最新发布的全球能源存储展望》报告中显示,2020年末全球的在线大规模储能容量为17GW,且已有2620亿美元的投资用于正在建设中的345GW储能装置,到2030年累计安装量将达到358GW,是2020年16.5GW的20倍以上。

随着装机量的提升,储能变流器的市场规模也随之提高。头豹研究院数据显示,我国储能变流器新增市场规模从2015年的1亿元跃升至2020年的13.3亿元,2025年有望达到60.5亿元。IGBT作为储能变流器的核心器件,储能变流器的发展将进一步打开IGBT的市场。

风光储产业IGBT测算与关键假设:

风电市场:假设现今年风电变流器的平均价格为0.29元/W,以后价格每年下降2%。据我们的测算,2021年全球风电逆变器IGBT规模为28亿元,到2026年将增长到33亿元,21-26ECAGR为4%。

光伏市场:假设现今年光伏逆变器的价格为0.245元/W,以后为价格年降2%。据我们的测算,现今年全球光伏逆变器IGBT规模为50亿元,到2026年将增长到77亿元,21-26ECAGR为14%。

储能市场:假设现今年储能PCS的价格为0.36元/W,22-24年PCS价格年降为10%,2024年及以后年降为5%。

据我们的测算,现今年全球储能PCS用IGBT的市场规模为16亿元,到2026年将增长到41亿元,21-26ECAGR为30%。

根据我们的测算,现今年风电/光伏/储能所对应的逆变器IGBT市场规模为94亿元,2026年将增长至151亿元,21-26年CAGR为14%。

综合以上测算,我们认为新能源产业新能车及风光储充)的快速发展极大拉动了IGBT市场空间。现今年新能源产业所对应的IGBT市场规模为309亿元,2026年有望增长至近700亿元市场,21-26年CAGR为27%。

其中,21-26年IGBT规模增速最快的领域依次是新能源车、储能和充电桩;21-26年IGBT空间增量最多的领域依次是新能源车、充电桩和光伏。

2.3海外龙头主导IGBT市场,国产替代空间大

全球IGBT市场以亚太地区为主,我国功率市场有望持续扩容。

根据Marketsandmarkets数据,2021年亚太地区IGBT市场占比为58%,远超北美11%)与欧洲地区23%)的市场份额。

受益于我国政府支持新能源行业发展等因素,我国半导体功率器件市场规模稳步扩大,预计到2027年将达到116亿元,20-27年CAGR为8%。然而,虽然国内市场广阔,但IGBT等功率器件自给率依然较低,高端产品仍严重依赖进口。

英飞凌稳居全球IGBT行业榜首,国内厂商占比较低。

全球IGBT市场竞争格局较为集中,据英飞凌数据统计,2021年度IGBT模块的全球市场份额排名中,全球前五大厂商占据67%的市场份额,其中英飞凌以33%的市占率占据领先地位,国内厂商斯达半导和中车时代电气分别占据全球份额的3%和2%。

IGBT分立器件方面,英飞凌以29%的市占率稳坐榜首,国内厂商士兰微以4%的市占率排名第八,未来提升空间仍然较大。

受缺芯情况影响,IGBT供不应求。

当下IGBT全球市场供需缺口仍然较大,且海外厂商产能受疫情影响更为严重。据富昌电子公布的交期数据,2021年开始,海外各大厂呈明显的IGBT交货周期拉长趋势,其中意法半导体的变化最为突出,从20Q4的13-20周拉长至22Q4的39-52周。

国家相关政策大力支持核心元器件国产化。

近年来为了推动功率半导体行业尤其是IGBT产业健康快速发展,国家相关部门不仅制定了相关的一系列政策措施,还不断加大扶持力度。其中,IGBT曾被划为02专项重点扶持项目实施长达15年并于2021年成功收官。同时,IGBT国产化还是国家十四五规划中关键半导体器件的发展重点之一。

来自市场需求持续增长和国家大量投入资金的双重刺激,不仅吸引了一批拥有丰富IGBT经验的海外华人归国,也给包括斯达半导、比亚迪、中车时代电气等在内的企业提供了掌握IGBT核心技术的机会,进一步推进IGBT国产化进程,早日摆脱IGBT产品进口依赖这一现状。

关键核心技术国产替代背景下,IGBT自给率持续提升。

受益于新能源等下游需求旺盛,叠加国家对于半导体产业的扶持,近年来IGBT自给率不断上升。据我国IGBT行业发展现状分析与投资前景研究报告现今-2029年)》数据显示,2021年国内IGBT需求量达1.3亿只,而产量为2580万只,自给率为20%。而2015年国内IGBT自给率仅为10%,15-21年增加了10pct,发展十分迅速。随着国内新能源汽车、光伏等领域的功率器件延续高景气度,IGBT国产化发展未来可期。

国内厂商积极布局芯片生产,持续缩小与国际巨头的差距。

以斯达半导为代表的国内厂商先后入场IGBT产业,加速追赶欧美大厂的步伐,进一步打破海外大厂对高端功率半导体市场的垄断。

技术方面,国内厂商积极创新迭代,坚持提升自研能力以实现核心技术突破,斯达半导已率先实现了第7代IGBT产品的研发;

产品方面,国内厂商IGBT产品种类进一步增加,覆盖电压/电流范围进一步扩大,斯达半导基于第六代TrenchFieldStop技术的车规级IGBT模块已获得多个平台/项目定点;

下游应用及客户方面,国内厂商IGBT产品广泛应用于汽车、新能源、家电等领域,积极寻求华为、宁德时代、松下、索尼、比亚迪等品牌客户的认可和订单。

3IGBT国产化先锋,卡位SiC开启第二成长曲线

3.1IGBT模块布局全面,新能源领域强势成长

公司IGBT模块覆盖领域广泛,盈利能力持续增强。

从产品及应用方案来看,公司产品布局不仅覆盖600V/650V/1200V/1700V/3300V等低/中/高压IGBT模块产品,而且延伸至MOSFET模块、分立器件、SiC模块等的规模化生产,同时为客户提供变频器、光伏、新能源车、UPS等应用的全方位解决方案。

从业绩表现来看,公司IGBT模块业务营收从2015年的2.5亿元增长至2021年的16亿元,15-21年CAGR为36%。IGBT模块业务盈利能力稳定增长,毛利率常年持续向上,2021年毛利率为37.1%,相比2015年提升了8.3pct。

公司不断拓展新能源业务空间。

2021年公司使用自主650V/1200VIGBT芯片以及配套快恢复二极管芯片的模块和分立器件在国内主流光伏逆变器客户大批量装机应用。

现今年使用自主芯片的650V/1200V单管IGBT和模块为户用型、工商业、地面电站提供从单管到模块全部解决方案,已成为户用和工商业并网逆变器和储能变流器的主要供应商。同时,公司应用于光伏行业的1200VIGBT模块在1500V系统地面电光伏电站和储能系统中开始批量应用。

3.2发力车规级、高压化IGBT,高端领域持续突破

公司车规级IGBT持续放量,市场份额有望进一步提升。

现今年上半年,公司生产的应用于主电机控制器的车规级IGBT模块持续放量,合计配套超过50万辆新能源汽车,预计下半年配套数量将进一步增加,其中A级及以上车型超过20万辆。

同时,应用于主电机控制器的车规级IGBT模块开始大批量配套海外市场,预计现今年海外市场份额将会进一步增加。此外,公司在用于车用空调、充电桩、电子助力转向等新能源汽车半导体器件份额进一步提升。

公司车规级IGBT技术创新迭代,自主可控强势突破。

目前斯达半导基于第六代TrenchFieldStop技术的全系列自主IGBT芯片电压等级覆盖600V/650V/950V/1200V/1700V等,芯片自主比率接近100%。

现今年H1,公司基于第六代TrenchFieldStop技术的650V/750V车规级IGBT模块新增多个双电控混动以及纯电动车型的主电机控制器平台定点,1200V车规级IGBT模块新增多个800V系统纯电动车型的主电机控制器项目定点,将对2024年-2030年公司新能源汽车IGBT模块销售增长提供持续推动力。

同时,基于第七代微沟槽TrenchFieldStop技术的新一代车规级650V/750VIGBT芯片通过客户验证,已经在下游各行业开始大批量应用。

定增项目锚定3300V及以上IGBT芯片,高压IGBT国产化未来可期。

目前国内3300V及以上功率器件基本依赖进口,公司在600V/650V、1200V、1700V等中低压IGBT芯片已经实现国产化,但是在3300V、4500V等高压功率芯片仍依赖进口,亟需发展国产核心功率半导体器件,助力智能电网、轨道交通、风力发电行业核心器件的国产化。公司预计投入15亿元新建厂房及仓库等配套设施,购置光刻机、显影机、刻蚀机、PECVD、退火炉、电子显微镜等设备,用于实施高压特色工艺功率芯片的研发和产业化项目。

项目建设周期3年,达产后预计将形成年产30万片6英寸330V及以上高压特色工艺功率芯片生产能力,对应9亿元营收和4亿元净利润。

3.3积极布局碳化硅市场,长期成长动能充足

SiC半导体性能优异,是制作高温高频、大功率高压器件的理想材料。

SiC禁带宽度是硅的3倍,击穿电压是硅的8-10倍,导热率是硅的3-5倍,电子饱和漂移速率是硅的2-3倍,因此能够有效满足电力电子系统的高效率、小型化和轻量化要求。

全球SiC器件市场发展迅猛,2027年有望增长至63亿美元。受益于5G通信、国防军工、新能源汽车和新能源光伏等领域的发展,SiC器件市场规模增速可观。

Yole数据显示,2021年全球SiC功率器件市场规模为11亿美元,预计2027年将增长至63亿美元,CAGR约34%。

整体电动车相关领域包括主逆变器、OBC、DC/DC转换器等)SiC市场规模有望在2027年达到50亿美元,21-27年CAGR为39%。

众多新能源汽车厂商竞相布局SiC器件。

2018年,特斯拉的Model3首次采用意法半导体和英飞凌的SiC逆变器取代了Si-IGBT,逆变器效率提升了5-8%。

2020年,比亚迪将自主研发制造的SiCMOSFET功率器件搭载在汉EV四驱高性能版上,实现了200KW的输出功率,功率密度提升一倍。预计到现今年,比亚迪将实现SiC基车用功率半导体对硅基IGBT的全面替代,将整车性能在现有基础上再提升10%。目前,已有多家厂商推出了面向HEV/EV等电动汽车充电器的SiC功率器件。

未来随着SiC器件在车载充电器、DC/DC转换以及充电桩中渗透率提升,市场空间有望快速扩大。

国内SiC器件厂商专注产品研发,积极扩产以维持竞争力。

国内各SiC厂商加速进行产品研发和产能扩张,有望把握新能源时代下IGBT需求高速增长的机遇期,实现SiC器件领域的国产替代。

从业务进展来看,斯达半导车规级SiCMOSFET模块开始大批量装车应用,同时新增多个使用车规级SiCMOSFET模块的主电机控制器项目定点;三安光电、华润微等企业在SiC二极管、SiCMOSFET等器件领域已逐步实现产品系列化;士兰微、闻泰科技等企业也积极布局SiC器件研发,并已取得阶段性进展。

从产能方面来看,面对国内新能源产业高速成长带来的机遇,国内SiC厂商积极扩产来抢占市场份额,维持自身产业竞争力。其中,斯达半导规划了6万片/年的6英寸SiC产能;士兰微22年底预计月产0.2万片6英寸SiC芯片,扩产后预计产能为14.4万片/年。

公司获多个主控制器用车规级SiCMOSFET模块项目定点。2021年公司在机车牵引辅助供电系统、新能源汽车行业控制器、光伏行业推出的各类SiC模块得到进一步的推广应用。

现今年上半年公司应用于乘用车主控制器的车规级SiCMOSFET模块开始大批量装车应用,同时公司新增多个使用车规级SiCMOSFET模块的800V系统的主电机控制器项目定点,将对公司未来车规级SiCMOSFET模块销售增长提供持续推动力。

定增项目保障SiC芯片自主可控,产品供应能力和竞争力有望进一步提高。

公司车规级SiC模块虽已获得多个项目定点并拿到批量订单,但车规级SiC模块中所使用的SiCMOSFET芯片仍为进口芯片。

公司预计投入5亿元新建厂房及仓库等配套设施,购置光刻机、涂胶显影机、铝刻蚀机、高温注入机等设备,开展SiC芯片的研发和产业化。

项目建设周期3年,达产后预计将形成年产6万片6英寸SiC芯片生产能力,对应6.6亿元营收和1.8亿元净利润。

本次募投项目量产后,公司将拥有自主的车规级SiCMOSFET芯片,利用目前公司在新能源汽车客户和项目资源,进一步提高公司车规级SiC模块的供货保障能力以及产品竞争力。

盈利预测与估值

盈利预测

我们对公司现今-2024年盈利预测做如下假设:

1)收入的大幅增长主要来自于公司主营的IGBT模块业务和SiC募投项目的建设。

受益于行业高景气度,叠加公司自主技术强势突破和产品结构升级改善,公司产品销量和盈利能力稳步提升。我们预测公司22-24年收入分别为27.9/41.4/58.2亿元。

aIGBT模块及其他主营业务:

公司产品按下游领域主要应用于工控及电源行业、新能源行业、变频白色家电及其他行业。工控及电源领域——受益于自动化改造的不断升级,工控领域对IGBT模块的需求持续增加,公司持续拓展下游客户,我们预测22-24年公司该业务收入为13.4、15.4、17.2亿元;

新能源领域——受益于新能源车持续渗透、充电桩/光伏/风电/储能装机量的不断增加,公司积极募投扩产,产品不断向车规级等高端产品拓展,我们预测22-24年公司该业务收入为13.5、23.1、33.6亿元;

变频白色家电及其他行业——公司在该领域营收规模较小且历史增速较快,整体市场空间仍然较大,我们预测22-24年公司该业务收入分别为0.9、1.3、1.6亿元。

bSiC募投项目:

公司SiC项目建设周期3年,2025年达产后预计将形成年产6万片6英寸SiC芯片生产能力,对应6.6亿元营收和1.8亿元净利润,我们预测22-24年该业务收入分别为0、1.3、5.3亿元。

2)公司IGBT业务新品持续推出,产品结构不断优化,毛利率有望持续升高;但因SiC模块毛利率较低,预计将拖累公司整体毛利率水平。我们预计公司22-24年毛利率分别为41.0%,41.6%和41.5%,总体保持稳定。

3)公司22-24年销售费用率为1.29%、1.22%、1.15%,管理费用率为2.73%、2.58%、2.43%。销售和管理费用率的小幅下降主要考虑到销售收入的增长带来一定的摊薄效应。

研发费用方面,22-24年研发费用率稳定在5%以上,分别为5.90%、5.32%、5.02%,主要考虑到公司研发持续投入以维持产品竞争力。

我们预测公司现今-2024年每股收益分别为4.59、6.99、9.85元,我们选择国内IGBT领先公司宏微科技、东微半导和士兰微,化合物半导体的代表公司三安光电和赛微电子,以及半导体IC设计厂商纳芯微,根据可比公司23年平均52倍PE估值水平,对应364.0元人民币目标价。

风险提示

下游需求增长不及预期:IGBT市场需求受新能源等产业的渗透速度等因素的影响,若需求不及预期,会对公司业绩造成负面影响;

行业竞争加剧:虽然IGBT行业的门槛较高,但近年来众多国内厂商开始介入该领域,同时海外龙头不断扩大自身影响力,若行业竞争加剧,将有可能对公司业绩造成不利影响;

产品研发不及预期:IGBT和SiC芯片的技术门槛高、技术难度大、资金要求高,若产品研发不及预期,将对公司持续盈利能力将产生重大影响;

假设条件变化影响测算结果:文中测算基于设定的前提假设基础之上,存在假设条件发生变化导致结果产生偏差的风险。

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