亚商投顾-能源变更大时代，功率半导体有大市场（附股）！

 

 

事件驱动：2024 年 1 月起,各个功率半导体公司相继调价:三联盛全系列产品上调10-20%、蓝彩电子全系列产品上调 10-18%、高格芯微全线产品上调 10-20%、捷捷微电 TrenchMOS 上调 5-10%等。5-6 月,针对部分中低压产品,华润微扬杰等功率大厂相继有张价/谈价动作。

 

行业透视

 

功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心，主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等。近年来，功率半导体的应用领域已从工业控制和消费电子拓展至新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多市场，市场规模呈现稳健增长态势。目前国内功率半导体产业链正在日趋完善，技术也正在取得突破。（文末附产业链及相关上市公司梳理）

 

一、功率半导体概述

 

1.功率半导体

 

功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心，主要是通过利用半导体的单向导电性实现电源开关和电力转换的功能，具体用途包括变频、变相、变压、逆变、整流、增幅、开关等。

 

 

2.功率半导体的分类

 

功率半导体按照封装形式和集成化程度可分为功率分立器件、功率模组及功率IC。

①功率半导体分立器件：指二极管、晶闸管等用于处理电能的器件，其本身在功能上不能再进行细分。

②功率模块：由两个或两个以上半导体分立器件芯片按一定电路连接并进行模块化封装，主要应用于高压大电流场合，如新能源汽车主驱逆变、高铁/动车组等。

③功率IC：指将高压功率器件与其控制电路、外围接口电路及保护电路等集成在同一芯片的集成电路。

 

 

在功率器件中，晶体管份额最大，常见的晶体管主要有BJT、MOSFET和IGBT。

①MOSFET：是金属氧化物半导体场效应晶体管，是一种广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管，更适用于高频场景。

②IGBT：是绝缘栅双极晶体管，是同时具备MOSFET的栅电极电压控制特性和BJT的低导通电阻特性的全控型功率半导体器件，更适用于高压场景。

 

 

 二、行业现状

 

1.功率半导体全球及国内市场稳中向好

 

全球功率半导体市场稳中向好。根据 Omdia 的数据，全球功率半导体市场规模由 2017 年的 441 亿美元增长至 2022 的年 481 亿美元。2020 年受疫情影响功率半导体市场规模有所下降，但 2021 年便恢复至459 亿美元， 2023 年全球功率半导体市场规模达到 近503 亿美元。

 

 

2.全球市场集中度较高，主要被海外 IDM 巨头占据

 

中高端产品生产厂商主要集中在欧美、日本和我国台湾地区，大部分属于 IDM 厂商。全球功率龙头企业英飞凌市场份额为 13.5%，其次为德州仪器、安森美等。其中，MOSFET 市场和 IGBT 市场仍由英飞凌牢牢垄断龙头位置，市场份额占比较大，而其他主要参与者也较为集中。细分市场只有个别国产厂商进入前十。 

 

 

 

在 IDM 模式下，①功率厂商的设计和制造环节紧密结合，能针对客户定制化需求来优化设计与制造环节，产品验证周期速度快，技术迭代优势明显；②同时自有产线，可自控产能，保障产品交付能力及成本控制，对于部分车企来说，功率厂商能否自控产线、保障交期成为了首要的考虑因素之一；③具有较强的产业链整合能力，在面对市场波动的情况下应对更为灵活，不像 Fabless 受制于晶圆代工厂，有利于扩展整体市场规模，挤占市场份额。海外的功率 IDM 巨头们凭借着这一模式的优势，在功率市场上不断扩张自己的份额，尤其在高端功率器件领域，占据技术壁垒更高、利润空间更大的细分赛道。

 

 

3.中国仍处于起步阶段，市场集中度较低，Fabless 和 IDM 厂商并存，正在快速成长

 

中国功率市场竞争格局较为分散且势均力敌，并未出现像英飞凌这样垄断性地位的佼佼者。由于海外厂商不断争夺高端功率器件市场的份额，转向高压大功率以及 SiC 的细分赛道；而部分中低端产品的市场份额释放给国内功率厂商替代入场，国产功率正在快速崛起。从全球功率分立器件产业排名来看，2022年的数据较于 2021 年，位居全球前 20 的中国功率厂商总营收持续增长，排名不断上升，国内厂商正在不断追赶海外龙头的份额。

 

 

相较于海外的 IDM 模式，国内涌现了一大批 Fabless 模式的厂商。Fabless 模式能够让国内企业轻装上阵，借助成熟的晶圆代工，将有限的资本用到刀刃上，快速切入并提高市场份额。国内部分功率厂商如扬杰科技采取 IDM+Fabless，在 MOSFET、IGBT、第三代半导体等新兴高端领域委外代工保障良率，在成熟产品领域自建产线保障产能。还有部分功率厂商如斯达半导由 Fabless 转 IDM，在高压大功率产品方面自建产线以满足工艺和产能需求，保障下游客户订单供应稳定。也有部分前身是 Foundry 的晶圆代工厂如华润微借助自身产线优势切入功率赛道占据市场份额前列。可见 Fabless、Foundry 和 IDM 的生产模式并不是固定的，企业会根据市场需求进行不断的调整。

 

三、产业链环节梳理

 

功率半导体产业链包括上游原材料及设备供应、中游生产制造以及下游终端系统应用。

 

 

1.上游：原材料及设备供应

 

随着市场供需关系改善，全球晶圆产能由前两年的供给不足转向产能过剩。2023 年晶圆产能预计已到达谷底，2024 年将随着下游订单的温和反弹有所改善。目前海外功率巨头纷纷发展 SiC 产线，争夺发展窗口期，Wolfspeed、Coherent 等国外重点衬底厂商产能仍占据市场应用主流，国内以天岳先进及天科合达为代表的领先厂商产能扩张较快，目前仍处于供不应求的状态。此前中国 SiC 材料仅占全球约 5%的产能，2023 年以来中国在 SiC 产能上急追，乐观预计 2024 年中国 SiC 晶圆在全球的占比有望达到 50%，月产能将达到 12 万片。

 

 

2.中游：生产制造

 

从功率半导体制造环节来看，通过区熔法（CZ）和直拉法（FZ）得到单晶硅，经过切割抛光后获得晶圆衬底，衬底进行外延工艺加工生产外延片，根据器件结构进行薄膜沉积、涂胶、光刻、刻蚀、离子注入、清洗等多道工艺获得裸片晶圆，裸片晶圆经过封装成为功率器件，多个裸片按一定电路连接并进行模块化封装为功率模块。最后，再将封装好的功率单管或功率模块器件应用到逆变器等电源模块中。

 

 

3.下游：应用市场

 

根据电压、功率和频率不同，功率半导体应用于不同行业场景。功率半导体可广泛应用于新能源汽车、光伏、风电、储能、充电桩、电网、铁路、工业、电机、智能家电、消费电子、数据中心、UPS 等领域。其中，IGBT 耐压高，常用于新能源汽车、风光储逆变器、智能电网、轨道交通等高压场景；MOSFET的高频特性优、成本低，常用于消费电子、工业、通讯、汽车电子、电动工具等中低功率场景；SiC 具备高耐压性和高导热性，在新能源汽车的高电压平台和光伏逆变器等领域有望逐步替代 IGBT。相比单管功率分立器件，集成度更高的功率模块和功率 IC 能够实现高可靠、高集成、高效率，在高压大电流场景应用广泛。

 

 

从功率半导体的下游来看，汽车、工业和消费电子是功率半导体的前三大终端市场，三者连续多年合计占比在 75%以上。但近年来，光伏储能等新兴应用领域的快速增长，也成为了功率半导体快速成长的市场下游。

 

 

四、行业的投资逻辑

 

1.功率半导体周期底部，上行空间广阔

 

对比分立器件（申万）指数从 2012-2024 年的市盈率走势，从周期低点来看，周期市盈率低点基本徘徊于 30 倍左右，而功率半导体已于 2022 年 10 月触及低点 32 倍，目前徘徊于 40 倍区间，功率半导体行业处于周期底部低位。从周期高点来看，2015 年市盈率高点 166.94倍对比 2012 年低点 29.01 倍增长约 475.46%，2020 年市盈率高点 119.73 倍对比 2018 年低点 28.95 倍增长约 313.58%，反弹空间巨大。未来 AI 对电力的需求飙升，需要更高功率、更高能效的电力电子设备去支撑，AI 或将成为驱动功率半导体下一轮景气周期的结构性增长动力，功率半导体行业未来估值或具备更大上行空间。

 

 

 

2.海外专注车规级 SiC，国内新能源结构性快速增长

 

从海内外功率厂商的对比来看，功率厂商的成长发展路径极为相似，大力进军车规级功率产品和第三代半导体是未来功率企业的发展主旋律。随着新能源车全球普及加速，功率密度标准持续提升为 SiC 产业落地提供契机。而新能源作为国内功率企业结构性增长的根本驱动力，仍然会在接下来的周期中发挥重要的作用。除了新能源车，光伏储能等方面的需求则在国内市场发挥更爆发性的作用。随着下游光伏储能行业的库存出清、需求复苏，以及政策红利带来的推动，功率半导体作为上游将会持续受益。

 

长期来看，在功率半导体领域高端产品领域，如高压大功率车规级产品和第三代半导体有优势的企业未来利润增长空间弹性更大。

 

五、相关上市公司梳理

 

华鑫证券指出，功率半导体应用广阔，尽管目前处于行业周期底部，但随着交期、库存逐步改善，和下游需求逐步复苏的节奏，我们再次看到功率半导体行业景气度回升的信号。随着国内功率产品可靠性、稳定性、性能参数等不断追赶海外标准，未来国产替代空间广阔。

 

产业链相关标的如下：

 

其中，

①斯达半导—国产IGBT模块龙头

 

公司深耕IGBT的研发和销售，作为国内IGBT行业的领军企业，不仅具备先进的模块设计及制造工艺，亦拥有自主研发设计的IGBT芯片和快恢复二极管芯片的能力市场地位持续提升。市占率排名位列全球第8位，国内第1位，是世界排名前十中唯一一家中国企业市场优势地位显著，有望充分受益IGBT市场的持续增长和国产替代进程。

 

②士兰微

 

公司陆续完成大功率IGBT、多芯片高压IGBT智能功率模块、超结MOSFET、高压集成电路等产品的研发、设计，功率半导体产品线不断丰富。同时，公司依托于已稳定运行的5、6英寸芯片生产线和已顺利投产的8英寸芯片生产线，陆续完成了国内领先的高压BCD、超薄片槽栅IGBT、超结高压MOSFET、高密度沟槽栅MOSFET、快恢复二极管等工艺的研发，保证了产品品质的优良和稳定。相关产品已经得到了华为、三星、索尼、戴尔、台达、海信、海尔、美的、格力等全球品牌客户的认可，市场优势地位突出。

 

③扬杰科技

 

从事功率半导体芯片及器件制造以及集成电路封装测试等业务。公司主营产品为各类电力电子器件芯片、功率二极管、整流桥、大功率模块、DFN/QFN 产品、MOSFET、IGBT及碳化硅SBD、碳化硅JBS等，相关产品广泛应用于消费类电子、安防、工控、汽车电子、新能源等领域。

 

④ 新洁能

 

公司成立于 2013 年，于 2020 年 9 月在上交所主板上市。公司是国内 MOSFET 品类最齐全且产品工艺、技术领先的分立器件设计公司之一，是国内较早同时拥有沟槽型 MOSFET、超级结 MOSFET、屏蔽栅MOSFET 及 IGBT 四大产品平台的企业之一，产品电压覆盖 12V~1700V 全系列产品，能够满足不同下游市场客户以及同一下游市场不同客户的差异化需求。

 

⑤华润微

 

华润微电子有限公司是拥有芯片设计、掩模制造、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化运营能力的IDM 半导体企业。公司是华润集团旗下负责微电子业务投资、发展和经营管理的高科技企业，曾先后整合华科电子、中国华晶、上华科技等中国半导体企业。

 

风险提示：宏观经济增长不及预期的风险；下游需求恢复不及预期的风险等

 

参考资料：20240617——慧博智能投研—功率半导体行业深度；

               20240315——华鑫证券—行至功率周期底部，静待下游复苏云起；

              网页公开资料。

 

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