绝缘栅

士兰微研究报告乘国产替代东风,IDM助功

发布时间:2023/4/29 17:41:01   

(报告出品方/作者:国金证券,樊志远、刘妍雪、邓小路)

一、进击的国内功率半导体IDM龙头

1.深耕功率器件、集成IC二十余年,IDM产能持续扩张,跨越4至12英寸

公司成立于年,是国内第一家上市的集成电路芯片设计企业,经过20多年的发展目前已成为全国规模最大的功率、集成电路芯片IDM企业之一。公司产品主要包括分立器件、集成电路、发光二极管三大类,年H1营收占比分别为54%、32%、9%,毛利占比分别为53%、41%、5%,下游应用领域覆盖工控,白色家电,光伏以及新能源车等。公司分立器件产品主要包括IGBT、MOSFET、FRD等;集成电路产品包括LED照明驱动电路、数字音视频电路等;发光二极管产品包括LED照明芯片、LED彩屏像素管等。

IDM模式下公司研发设计能力、制造能力、客户能力突出。

研发设计能力:持续加码研发,核心技术靠自研,功率半导体积极由白电+工控往新能源发展。1)公司研发支出逐年增加,年、年、年前三季度分别为4.9亿、6.3亿、5.0亿元,研发费用率高于行业水平,目前拥有技术人员人,总员工占比40%,专利累计件,在我国IC设计企业中排名第3。2)公司年推出的自主研发V代IGBT和FRD芯片组成的电机驱动模块已批量供货,IGBT单管已应用于光伏领域,车规级SiCMOSFET研发成功。

制造能力:产线覆盖4/5/6/8/12英寸,持续规划建设新产能保供,提前布局第三代半导体产能。1)公司目前已形成产能4寸GaN、GaASLED芯片7.2万片/月、5/6寸芯片23万片/月、8寸芯片6万片/月、12寸芯片4.5万片/月、硅外延芯片70万片/年(涵盖5/6/8/12全尺寸)。2)持续扩产,22年10月公司启动二期12寸特色工艺芯片生产线项目,实施周期3年,达产新增36万片/年,其中新增FS-IGBT功率芯片12万片/年、T-DPMOSFET功率芯片12万片/年和SGTMOSFET功率芯片12万片/年的生产能力。22年6月公司公告,至年将建成万块/年汽车级功率模块封装项目。3)布局第三代半导体,22年7月子公司士兰明镓规划建设6英寸SiC功率器件芯片生产线,实施周期3年,达产新增14.4万片/年,其中新增SiCMOSFET芯片12万片/年、SiCSBD芯片2.4万片/年的生产能力。

10月公司公告,拟定增募资65亿元用于投资建设用于投资建设“年产36万片12英寸芯片生产线项目”、“年产14.4万片SiC功率器件生产线建设项目”和“年产万块汽车半导体封装项目”。

客户能力:定制能力+响应速度+管理能力突出,产品获多家品牌客户认可,客户集中度风险低。公司目前拥有8大产品线和7大工艺平台,协同效应明显,可为客户提供定制化产品。叠加产能快速释放实现国产化率提升,公司响应速度优于海外大厂。同时公司创始人担任管理层至今,拥有丰富的产业背景以及客户处理经验,公司产品目前已经得到了VIVO、OPPO、小米、海康、大华、美的、台达、日本NEC等全球品牌客户的认可。

2.业绩步入增长期,毛净利率有所改善

营收稳步增长,归母净利波动较大。近年来得益于:1)公司产能快速扩大下的满产满销。2)产品转型高端带来的溢价。3)下游新能源景气度高涨,公司~Q3营收分别达43亿、72亿、62亿元,同增38%、68%、20%。归母净利波动较大,~Q3分别达0.7亿、15亿、8亿元,主要系年、年产能爬坡阶段研发管理投入较大、折旧摊销较大、LED业务亏损所致。年公司归母净利大增%,达15亿元,部分原因为安路科技和视芯科技上市导致公司享有的净资产份额按期末公允价值调整,导致净利润增加5.3亿元,但扣非归母净利依然达9亿元。

产品结构调整+期间费率持续下降+分业务毛利率逐步增长,19~21年公司整体毛净利率逐步提高,22年前三季度受消费电子需求疲软+产能利用率下滑影响有所下降。整体来看,公司毛利率和净利率在年达到低点后逐步攀升至年的高点,主要系1)8/12英寸产线产品结构持续优化,以及受新能源等下游领域刺激,附加值高的超结MOS管等出货占比提升。2)发光二极管业务在经历价格大幅下跌+订单减少的困境后销量、毛利率大幅反弹。3)期间费用率持续下降。年前三季度公司毛利率和净利率受消费电子需求疲软及产能利用率因素影响分别下修至30%、12%。分业务看,近年来公司分立器件在毛利率保持稳中有升的条件下,销售占比持续提高,带动公司收入增长。集成电路毛利率最高,发光二极管毛利率波动较大,但随着公司先进化合物半导体生产线投产,中高端LED产品逐步上量,美卡乐公司系列产品成本控制取得成效,毛利率近年来得到反弹,但近期受产能利用率大幅下滑影响导致单位生产成本上升,毛利率有所下降。

二、牢抓全球碳中和背景下的IGBT风口,打造业绩新增长点

1.IGBT受下游新能源车影响需求持续高增,国产替代为未来主旋律

IGBT全称绝缘栅双极晶体管,是由BJT和MOSFET组成的复合全控型电压驱动式半导体功率器件,其能够根据工业装臵中的信号指令来调节电路中的电压、电流等,以实现精准调控的目的。

年全球IGBT市场规模达84亿美元,~年CAGR达16%。中国市场约占全球市场的40%。从产品类型来看,IGBT可分为单管、IPM、模块,年单管、IPM、模块市场规模占比为26%、24%、50%。

IGBT单管主要应用于小功率家用电器、分部式光伏逆变器、小功率变频器,制造工艺为环氧注塑工艺。年市场规模达22亿美元,~年CAGR达19%。

IPM模块应用于白色家电中的变频空调、变频洗衣机,制造工艺为环氧注塑工艺。年市场规模达20亿美元,~年CAGR达11%。

IGBT模块应用于大功率变频器、电焊机、新能源车、集中式光伏等领域,制造工艺为灌胶工艺。年市场规模达42亿美元,~年CAGR达17%。

IGBT应用领域覆盖面广,工控为最大下游。从电压等级来划分,V以下的低压IGBT主要应用于消费电子领域,V-V的中压IGBT主要应用于新能源车、光伏、家电、工业(电焊机、UPS)领域,V以上的超高压IGBT主要应用于轨交、风电、智能电网领域。按下游应用来划分,根据Yole数据,年工业、家用、电动车、轨交、光伏市场规模占比为31%、24%、11%、6%、4%。

需求端:受全球碳中和影响,国内外IGBT市场规模将持续上升,其中车规IGBT为最大增量市场,光伏储能为第二增量市场。根据国金证券电子团队在年度策略报告中的测算,预计年全球IGBT市场规模达亿元、~年CAGR为17%,中国IGBT市场规模达亿元、~年CAGR达18%。其中新能源车、光伏储能贡献了最大增量。

供给端:疫情扰动+新建产线周期长导致全球芯片供需缺口持续,目前车规级IGBT缺货高达50周以上。1)因为受到海内外疫情反复的影响,多家头部晶圆大厂被迫停工减产。2)由于晶圆厂独特的基础设施要求及监管流程,其建设周期通常长达两年,加之新产能的下游厂商认证周期也需要一年左右,因此新建产能无法第一时间填补缺口。

年供需失衡贯穿全年。1)11月英飞凌公告财年四季报,公司积压订单达亿欧元(年公司收入为亿欧元)。2)5月安森美内部人士称年、年车用IGBT订单已满且不再接单。3)1月逆变器龙头企业锦浪科技预计年四季度前芯片供给难有大改善。4)海外厂商扩产普遍谨慎,主要的增量贡献是英飞凌投资16亿欧元在奥地利菲拉赫12寸产能,于年8月投产,预计通过4-5年产能爬坡后贡献增量收入20亿欧元。

竞争格局:从全球IGBT竞争格局来看,行业较为集中,根据Yole,年行业CR3达50%,英飞凌是行业绝对龙头、市占率达27%。分产品类型看:

IGBT单管主要应用于小功率家用电器、分部式光伏逆变器、小功率变频器,制造工艺为环氧注塑工艺。年行业CR3达53%,英飞凌是行业绝对龙头、市占率超29%,国内士兰微市占率达2.6%、位居第八名。

IPM模块应用于白色家电中的变频空调、变频洗衣机,制造工艺为环氧注塑工艺。年行业CR3达57%,三菱是行业绝对龙头、市占率达30%,国内士兰微市占率达1.6%、位居第九名,华微电子市占率为2.2%、位居第八名。

IGBT模块应用于大功率变频器、电焊机、新能源车、集中式光伏等领域,制造工艺为灌胶工艺。年行业CR3达57%,英飞凌是行业绝对龙头、市占率达33%,国内斯达半导市占率达3%、位居第六名。

行业国产化率较低,年仅12%。根据Yole,从产量来看,年国内自给率为10%、年国内自给率仅12%,行业自给率缓慢提升。考虑海外产品规格更高、预计从市场规模口径来看国产化率更低。

我们认为年国产化率有望达37%,主要系1)供不应求的背景下,国产化率进程取决于产能释放速度,2)海外龙头交期不稳定将加速国产化率提升。3)国内IGBT大厂通过牺牲部分利润+突出的响应速度快速抢占市场。从国内IDM模式的龙头IGBT产能规划来看,比亚迪半导、中车时代年8寸晶圆产能均实现翻倍增长,从国内Fab厂(华虹半导、中芯绍兴、先进积塔)IGBT产能规划来看亦能实现60%以上成长,从产能数据来看,我们估算年国内产能同增90%+,我们估算年国内上市公司IGBT收入有望实现翻倍增长,国产率达37%。

2.功率半导体产品谱覆盖全面,下游应用跨越白电、新能源领域

公司分立器件产品覆盖IGBT、MOS管、TVS、FRD、低频大功率三极管、SBD等,近三年收入持续增长,、、H1收入分别为22亿、38亿、23亿元,分别同增45%、73%、33%,毛利分别为5亿、12.5亿、7亿元,其中IGBT为主要驱动力。公司IGBT产品可分为工业控制、白色家电、新能源车、光伏。

2.1白电、工控IGBT:变频渗透率提高打开增量空间,IPM出货量快速提升

公司目前应用在白电、工控领域的IGBT产品主要为VIPM模块以及V工业级PIM,其中IPM模块收入逐年快速增加,年、年、年H1分别超4.1亿、8.6亿、6.6亿元,同增%、%、60%以上,在年全球IPM市场竞争格局中排名第9,市占率1.6%。

根据我们此前的行业深度报告《IGBT深度报告:新能源驱动成长,国产化率加速攀升》,预计年全球白电、工控IGBT市场规模达94亿元、亿元,~年CAGR达5%、4%。白电、工控领域需求整体稳健增长,未来公司成长驱动来自于国产化率提升。

2.2风光储能IGBT:紧跟风光装机趋势拓展新技术,努力实现国产替代

市场规模:我们预计年全球光伏储能IGBT市场规模将达亿元、-年CAGR37%,预计年全球风电IGBT市场规模达33亿元、-年CAGR17%。

IGBT是光伏逆变器、储能逆变器的核心器件,集中式光伏逆变器主要采用IGBT模块,组串式主要采用IGBT单管或模块,目前组串式凭借整县推进政策以及成本不断下降的优势已成为国内主流方案。公司光伏IGBT主要为单管,技术对标英飞凌5代,已在阳光电源等头部客户逐步上量。

光伏储能方面,光伏的功率半导体单MW价值量为-欧元,储能功率半导体单MW价值量为-欧元,估算IGBT的单价为欧元/MW(折合2万元/GW)。根据固德威以及锦浪科技招股书披露,其IGBT成本约占原材料采购成本的11%-12%,原材料成本占营业成本的93%-94%,过去三年毛利率均值为35%,因此我们推算出IGBT价值量目前约占光伏逆变器市场规模的7%。风电方面,根据英飞凌年报,目前风电机组中IGBT平均成本2万元/GW。

目前大部分主流光伏逆变器厂商的IGBT供应商仍以国外为主,年国产化率接近0,国产替代大有可为但任重道远。据上能电气披露,目前公司IGBT功率模块主要依赖国外品牌,包括德国的英飞凌以及日本的三菱。根据固德威年年报,“IGBT元器件国内生产商较少,与进口部件相比,产品稳定性、技术指标存在一定差异。目前,国产IGBT元器件、IC半导体的性能稳定性及相关技术指标未能完全满足公司产品的技术要求,预计短期内不能完全实现进口替代。”由此可见,国内大部分主流光伏逆变器制造商倾向于从国外采购IGBT。

2.3车规IGBT:由白电向车规延伸,公司有望受益8、12寸产能快速释放

“缺芯潮”下公司IDM模式优势明显,自建产线保障芯片供应+规模自动化带来成本降低+芯片寿命可靠性自控,我们认为在当下车规IGBT供需缺口持续存在的情况下,产能快速释放的厂商将先受益。

产品方面,根据

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