時代電氣研究報告：軌交裝備領(lǐng)先企業(yè)IGBT等新業(yè)務(wù)潛力凸顯

時代電氣研究報告：軌交裝備領(lǐng)先企業(yè)，IGBT等新業(yè)務(wù)潛力凸顯一、公司是國內(nèi)軌交裝備龍頭，正積極拓展業(yè)務(wù)邊界1.1公司立足軌交裝備，積極拓展功率半導(dǎo)體、工業(yè)變流等新業(yè)務(wù)公司成立于2005年，是中國中車旗下的股份制企業(yè)，總部位于湖南株洲，原名南車時代電氣，其前身是1959年成立的鐵道部株洲電力機車研究所（簡稱株機所，下同）。2006年，公司在香港聯(lián)合交易所成功上市。2016年，公司更名為現(xiàn)在的

“株洲中車時代電氣股份有限公司”。公司繼承了株機所60余年的技術(shù)積累，主要從事軌道交通裝備產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計、制造和銷售并提供相關(guān)服務(wù)，具備“器件+系統(tǒng)+整機”的產(chǎn)業(yè)布局，產(chǎn)品主要包括以軌道交通牽引變流系統(tǒng)為主的軌道交通電氣裝備、軌道工程機械、通信信號系統(tǒng)等。憑借著中車集團在產(chǎn)業(yè)鏈上的豐富布局，公司圍繞相關(guān)配套需求，正在拓展業(yè)務(wù)邊界，積極布局功率半導(dǎo)體器件、工業(yè)變流產(chǎn)品、新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)、傳感器件、海工裝備等新領(lǐng)域。2008年，時代電氣收購英國DynexPower公司75%股權(quán)，后者專門從事設(shè)計與制造功率半導(dǎo)體、晶體管模塊及其他電子組件。此次并購也標(biāo)志著公司正式進(jìn)入功率半導(dǎo)體領(lǐng)域。次年，公司構(gòu)建了國內(nèi)首條功率半導(dǎo)體器件IGBT模塊封裝線。目前，公司已建有6英寸雙極器件、8英寸IGBT和6英寸碳化硅的產(chǎn)業(yè)化基地，擁有芯片、模塊、組件及應(yīng)用的全套自主技術(shù)。2015年，公司斥資1.3億英鎊收購英國海底工程機械制造商SMD公司全部股權(quán)。SMD公司在深海機器人和商業(yè)海底采礦設(shè)備領(lǐng)域均為世界頂尖水平。經(jīng)過此次收購，公司的海洋工程深水裝備研發(fā)能力和制造水平顯著提升。1.2營業(yè)收入近兩年出現(xiàn)回落，但整體毛利率仍保持在較高水平2017年至2020年，公司分別實現(xiàn)營業(yè)收入151.44億、156.58億、163.04億和160.34億元，2018-2020年復(fù)合增速約為1.92%。2020年，受新冠肺炎疫情影響，國鐵集團對軌道交通車輛的招標(biāo)時間出現(xiàn)延遲，城市軌道建設(shè)進(jìn)度也存在一定程度的延期，使得公司當(dāng)期收入同比下降1.66%。2021年前三季度，公司收入仍處在下滑狀態(tài)。軌道交通裝備業(yè)務(wù)依然占據(jù)公司的主導(dǎo)地位，2020年收入為138.90億元，同比下降3.77%，占比為86.63%；新興裝備業(yè)務(wù)營收額達(dá)到19.01億元，同比增長7.69%，占比為11.86%。作為新興裝備業(yè)務(wù)核心的功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，2020年貢獻(xiàn)了整體營收的5.00%。功率半導(dǎo)體業(yè)務(wù)雖然規(guī)模不大，但有望形成公司新的業(yè)務(wù)增長點，公司一直以來也非常重視該領(lǐng)域的發(fā)展。受到公司在軌交設(shè)備領(lǐng)域的高毛利率的支撐，公司毛利率一直處于相對較高的位置，整體毛利率在近五年來維持在37%至39%之間。分業(yè)務(wù)來看，軌道交通裝備業(yè)務(wù)毛利率最高，2021年上半年為41.57%，公司正在通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略，進(jìn)一步提升該板塊中的高毛利率產(chǎn)品收入占比。新興裝備業(yè)務(wù)的毛利率則相對較低，2021年上半年為19.41%，相較上年同期

（20.95%）還出現(xiàn)了回落。新興裝備業(yè)務(wù)毛利率的回落，主要原因在于：1）公司采取了相對較低的價格策略，拓展市場，應(yīng)對競爭；2）目前功率器件和傳感器業(yè)務(wù)還處在投入期，規(guī)模效應(yīng)尚未形成。1.3研發(fā)前沿技術(shù)并挖掘下游應(yīng)用，協(xié)同效應(yīng)凸顯保持較高研發(fā)投入，為傳統(tǒng)業(yè)務(wù)競爭力提升、新業(yè)務(wù)發(fā)展提速提供彈藥。公司持續(xù)加大研發(fā)投入力度，為鞏固軌道交通裝備業(yè)務(wù)的領(lǐng)先地位、更快發(fā)展新興裝備業(yè)務(wù)提供了充分的保障。2020年，公司研發(fā)費用達(dá)到16.87億元，同比增長4.99%，占營業(yè)收入比重為10.52%。2021年前三季度，公司研發(fā)費用達(dá)到10.45億元，占營業(yè)收入比重為12.26%。2021年9月，公司在科創(chuàng)板首次公開發(fā)行股票，共募資75.6億元。募集資金的重點投向領(lǐng)域為科技創(chuàng)新領(lǐng)域，其中研發(fā)應(yīng)用項目擬投資額占總募集資金的70%。分項目來看，公司將利用募集資金進(jìn)一步加大對軌道牽引變流系統(tǒng)技術(shù)的研發(fā)投入，鞏固其優(yōu)勢的市場競爭力。同時，公司積極布局智慧軌道交通項目、新產(chǎn)業(yè)先進(jìn)技術(shù)研發(fā)應(yīng)用項目，加速推進(jìn)新興裝備業(yè)務(wù)的發(fā)展使其繼續(xù)保持引領(lǐng)公司發(fā)展的地位。截至2020年，公司在境內(nèi)外累計獲得專利授權(quán)數(shù)量2810件，其中發(fā)明專利1528件，公司在境內(nèi)擁有2605名研發(fā)人員，占境內(nèi)員工總數(shù)的34.1%。同時，公司擁有體系完善的實驗室和雄厚的實驗檢測能力，涵蓋公司各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的研究性試驗和出廠試驗。依托中車集團全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，挖掘下游應(yīng)用市場拓展?jié)摿?。公司的主要產(chǎn)品包括以軌道交通牽引變流系統(tǒng)為主的軌道交通電氣裝備、軌道工程機械、通信信號系統(tǒng)、功率半導(dǎo)體器件等，形成了“器件+系統(tǒng)+整機”的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。同時，公司堅持“同心多元化”戰(zhàn)略，依托公司在軌道交通裝備領(lǐng)域積累的技術(shù)、渠道、品牌等優(yōu)勢資源，積極布局軌道交通以外的產(chǎn)業(yè)，重點進(jìn)入門檻高、差異化明顯的新產(chǎn)業(yè)，并通過持續(xù)實施精益生產(chǎn)、加強工藝管控能力、供應(yīng)商管理等舉措，全面提升產(chǎn)品實現(xiàn)能力。目前公司已切入工業(yè)變流產(chǎn)品、新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)、傳感器件、海工裝備等領(lǐng)域，打開了成長空間。完整的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)和不斷拓展的新產(chǎn)業(yè)業(yè)務(wù)不僅為公司提供了盈利增長點，更是公司掌握完整產(chǎn)業(yè)鏈資源、打造擁有自主研發(fā)核心技術(shù)且成本有效管控的供應(yīng)商體系的重要保障。抓住未來發(fā)展熱點方向，在IGBT等功率器件領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟。公司自收購英國DynexPower公司以來，便不斷持續(xù)加碼IGBT產(chǎn)業(yè)，早在2009年便成功下線國內(nèi)首條IGBT封裝線，最早進(jìn)入功率器件領(lǐng)域最具發(fā)展前景的賽道。作為一種新型電力電子器件，IGBT是國際上公認(rèn)的電力電子技術(shù)第三次革命中具有代表性的產(chǎn)品，是工業(yè)控制及自動化領(lǐng)域的核心元器件，不僅在工業(yè)應(yīng)用中提高了設(shè)備的自動化水平、控制精度等，也大幅提高了電能的應(yīng)用效率，同時減小了產(chǎn)品體積和重量，節(jié)約了材料，未來的應(yīng)用空間十分廣闊。2008年，公司斥資1672萬加元收購功率半導(dǎo)體商Dynex75%的股權(quán)，掌握了IGBT芯片設(shè)計、封裝的關(guān)鍵技術(shù)工藝以及4英寸生產(chǎn)線。在該領(lǐng)域，公司具有起步早，發(fā)展快的顯著優(yōu)勢。公司在2009年便建成國內(nèi)首條IGBT模塊封裝線，實現(xiàn)年產(chǎn)能12萬片。2014年，公司升級封裝線至8英寸。2017年，公司開始進(jìn)入車載IGBT芯片領(lǐng)域，2020年9月下線國內(nèi)首條8英寸車規(guī)級IGBT芯片生產(chǎn)線，目前項目正在穩(wěn)步推進(jìn)中。二、新興裝備業(yè)務(wù)快速崛起，公司IGBT應(yīng)用空間打開2.1公司積極布局功率半導(dǎo)體，廣泛應(yīng)用于軌交、輸配電等領(lǐng)域功率半導(dǎo)體業(yè)務(wù)是公司新興產(chǎn)業(yè)布局的重要組成部分。目前已全面掌握晶閘管、整流管、IGCT、IGBT、SiC器件及功率組件全套技術(shù)，應(yīng)用于輸配電、軌道交通和工業(yè)等多個領(lǐng)域。2.2IGBT市場潛力巨大，國內(nèi)廠商正在奮起直追IGBT全稱絕緣柵雙極型晶體管，是一種由BJT和MOS組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，與MOSFET（絕緣柵型場效應(yīng)管）結(jié)構(gòu)功能相似，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR（電力晶體管）的低導(dǎo)通壓降兩方面優(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大；MOSFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低，可承受的電壓也更大，其應(yīng)用范圍一般都在耐壓600V以上，電流10A以上，頻率1KHz以上的區(qū)域，是電子電力領(lǐng)域理想的開關(guān)器件。IGBT分為IGBT芯片和IGBT模塊，其中IGBT模塊是由IGBT與FWD（續(xù)流二極管芯片）通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品，具有參數(shù)優(yōu)秀、最高電壓高、引線電感小的特點，是IGBT最常見的應(yīng)用形式，常用于大電流和大電壓環(huán)境。其中，IGBT模塊是最主要的產(chǎn)品形式。IGBT應(yīng)用廣泛，市場增長潛力大。但是，該產(chǎn)品對設(shè)計及工藝要求較高，國外起步早且設(shè)備工藝經(jīng)驗豐富，而國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)業(yè)化起步較晚，且缺乏相應(yīng)的技術(shù)人才和工藝基礎(chǔ)，核心芯片依賴于進(jìn)口，長期受制于人，導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)發(fā)展緩慢。在競爭格局方面，目前IGBT市場仍長期被國外巨頭所壟斷，行業(yè)集中度較高。不管從市場份額占比還是營收體量來看，排名第一的英飛凌以絕對優(yōu)勢穩(wěn)居第一。細(xì)分來看，根據(jù)英飛凌的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2020年IGBT分立器件全球市場規(guī)模為15.9億美元，英飛凌以29.3%的市場占有率占據(jù)領(lǐng)先地位，其次分別是富士、三菱、安森美、東芝，CR5約67.4%；2020年IGBT模塊全球市場規(guī)模為36.3億美元，英飛凌以36.5%的市場占有率占據(jù)領(lǐng)先地位，其次分別是富士、三菱、賽米控和威科電子，CR5約66.7%；2020年IPM模塊全球市場規(guī)模為14.3億美元，三菱以32.9%的市場占有率占據(jù)領(lǐng)先地位，其次分別是安森美、英飛凌、富士和賽米控，CR5約78.3%。我國只有少數(shù)企業(yè)如斯達(dá)半導(dǎo)位列IGBT模塊市場第六（2.8%），杭州士蘭微位列IGBT分立器件市場第十（2.6%）、IPM模塊市場第九（1.6%），具備一定的競爭優(yōu)勢。2.3公司是國內(nèi)唯一掌握高鐵動力IGBT芯片的企業(yè)，助力高鐵技術(shù)自主化根據(jù)英飛凌的分類方式，IGBT自上世紀(jì)80年代出現(xiàn)起，可以劃分為七代技術(shù)方案。從平面穿通型（PT）發(fā)展到平面非穿通型(NPT)，隨后發(fā)展到溝槽場截止型(FS-Trench)，目前已經(jīng)實現(xiàn)微溝槽場截止型(MPT)。溝槽柵與場截止結(jié)構(gòu)的結(jié)合以及晶片進(jìn)一步的磨薄和背面工藝的提升使得近表面載流子濃度增加，漂移區(qū)減薄，降低了導(dǎo)通損耗，提升了器件的開關(guān)頻率和電流輸出能力，實現(xiàn)技術(shù)上重大突破?！皽喜蹡?場截止+薄晶圓”是IGBT產(chǎn)品中應(yīng)用最為廣泛的產(chǎn)品技術(shù)方式。2018年年底英飛凌推出的IGBT7首次采用微溝槽+場截止結(jié)構(gòu)，使得漂移區(qū)載流子濃度明顯提高，直觀表現(xiàn)為芯片面積減小、靜態(tài)損耗及飽和壓降顯著降低，實現(xiàn)了更高的功率密度。在IGBT技術(shù)不斷迭代演進(jìn)的過程當(dāng)中，國外廠商如英飛凌、三菱電機和富士電機等扮演了引領(lǐng)者的角色，其他廠商的產(chǎn)品代系往往以英飛凌的標(biāo)準(zhǔn)作為參考。但由于IGBT產(chǎn)品技術(shù)迭代周期長，生命周期通常達(dá)5-10年，且市場對工藝制程要求不高，因此目前市場上的主流產(chǎn)品仍是2007年推出的第四代芯片技術(shù)（對應(yīng)英飛凌的分類）。公司的第四代溝槽柵+場截止產(chǎn)品目前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，第五代技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)完成系列化開發(fā)，正在研發(fā)第七代技術(shù)產(chǎn)品，技術(shù)追趕不斷提速，與海外頭部廠商的技術(shù)差距不斷縮小。IGBT生產(chǎn)流程較為復(fù)雜，具有很高的生產(chǎn)工藝壁壘。與普通IC芯片相比，功率半導(dǎo)體在減薄工藝、背面工藝等方面都更加復(fù)雜。其中減薄工藝是指為達(dá)到特定的耐壓指標(biāo)，需要將硅片磨至特定厚度，如100~200um的工藝。當(dāng)硅片磨至200um量級之后，繼續(xù)磨薄將導(dǎo)致硅片破碎的概率極大增高。背面工藝則包括背面離子注入、退火激活、背面金屬化等工藝步驟，受到金屬熔點的限制，背面工藝均需要在低于450℃的條件下進(jìn)行。在軌道交通領(lǐng)域，公司生產(chǎn)的IGBT器件在城市軌道交通、高速鐵路以及電力機車方面具有廣泛應(yīng)用。作為能源轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，IGBT可以提高用電效率與質(zhì)量，是牽引變流器和各種輔助變流器的主流器件。由IGBT模塊組成的牽引變流器將單相交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的中間直流電壓，是現(xiàn)代軌道交通核心技術(shù)之一交流傳動技術(shù)的關(guān)鍵部件。相比其他應(yīng)用領(lǐng)域，軌道交通用IGBT需要應(yīng)對嚴(yán)酷的溫度沖擊和機械沖擊，對產(chǎn)品的動態(tài)、靜態(tài)和可靠性能要求非常高。目前，公司在高壓IGBT領(lǐng)域具有強大的工藝基礎(chǔ)和可靠的產(chǎn)品性能，是國內(nèi)唯一自主掌握高鐵動力IGBT芯片及模塊封裝技術(shù)的企業(yè)，一舉打破高壓IGBT領(lǐng)域國外壟斷軌道交通核心器件的局面，助力我國高鐵IGBT實現(xiàn)國產(chǎn)替代。也正是在大功率IGBT技術(shù)掌握之后，高鐵產(chǎn)品內(nèi)部所需的所有電控單元全部由中車集團自主設(shè)計、生產(chǎn)、驗證，從源頭上確保了產(chǎn)品的一致性和可靠性，自主化水平直指國際領(lǐng)先。公司軌道交通IGBT模塊的主要為公司牽引變流系統(tǒng)所使用。公司牽引變流系統(tǒng)由中車集團下屬主機廠裝車后，銷售至國鐵集團及下屬子公司、地鐵公司和地方鐵路公司等。2.4從高壓領(lǐng)域向低壓領(lǐng)域邁進(jìn)，公司IGBT產(chǎn)品打通全電壓等級憑借其在軌道交通高壓IGBT領(lǐng)域的豐富積累，公司正逐步向中低壓IGBT領(lǐng)域不斷滲透。目前，公司IGBT模塊產(chǎn)品型譜覆蓋750V-6500V全電壓等級。公司高壓IGBT模塊采用平面柵DMOS技術(shù)，具有低導(dǎo)通壓降、軟關(guān)斷特性、裕量大等特點，應(yīng)用在1700V-6500V的高電壓領(lǐng)域，如電力機車、高速動車組、地鐵等軌道交通領(lǐng)域，以及其他大功率變頻器裝置領(lǐng)域。在輸配電行業(yè)，公司生產(chǎn)的3300V等系列IGBT產(chǎn)品已批量應(yīng)用于柔性直流輸電、百兆級大容量電力系統(tǒng)。公司中低壓IGBT模塊則采用了溝槽柵TMOS技術(shù)，具有散熱性能好、高電流密度、高可靠性等特點，批量應(yīng)用于新能源汽車、風(fēng)電、光伏、變頻器、SVG、中頻感應(yīng)加熱等領(lǐng)域。2.5“技術(shù)儲備豐富+IDM模式”構(gòu)成公司IGBT領(lǐng)域獨特優(yōu)勢公司功率半導(dǎo)體技術(shù)儲備較為豐富。在IGBT芯片技術(shù)領(lǐng)域，公司通過開展IGBT芯片元胞技術(shù)、終端技術(shù)與背面技術(shù)研究，構(gòu)建了以“U”型槽與軟穿通為核心特征的高壓平面柵IGBT芯片技術(shù)體系，以“溝槽+軟穿通”與“精細(xì)溝槽”兩代技術(shù)為支撐的低壓溝槽柵IGBT技術(shù)體系，擁有緩沖層、超薄片、高可靠性半絕緣鈍化功能薄膜、全局與局域壽命控制等全套特色先進(jìn)工藝技術(shù)的8英寸專業(yè)IGBT芯片制造平臺，全面掌握具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高低壓IGBT及配套FRD芯片的設(shè)計與制造工藝技術(shù)，全系列芯片產(chǎn)品正廣泛應(yīng)用于軌道交通、電網(wǎng)、新能源等領(lǐng)域。在芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域，公司擁有多芯片并聯(lián)均流設(shè)計技術(shù)、高效熱管理技術(shù)、多物理場耦合仿真技術(shù)等設(shè)計技術(shù)，建立了大面積焊接、銅端子超聲鍵合、燒結(jié)、DTS、引線鍵合及界面強化等先進(jìn)封裝能力，儲備了陶瓷襯板等整套材料評價標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)了高性能、高可靠的750V-6500VIGBT器件和750V-3300V的SiC器件，產(chǎn)品批量應(yīng)用于機車、動車、城軌、柔性輸電、礦用變頻、風(fēng)電、光伏、高端工業(yè)裝備等領(lǐng)域。IDM模式助力產(chǎn)能快速提升。公司是一家集器件開發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用于一體的IDM模式企業(yè)。按照產(chǎn)業(yè)鏈的完整與否，IGBT生產(chǎn)廠商可以劃分為Fabless無工廠模式與IDM垂直整合制造模式兩種。國外IGBT龍頭廠商英飛凌、富士電機等多采用IDM模式。IGBT功率半導(dǎo)體屬于特色工藝，采用IDM模式反而更有優(yōu)勢。首先，采用該模式能夠保持穩(wěn)定的產(chǎn)能供應(yīng)，尤其是在軌交、汽車、工控等市場，對元器件供應(yīng)和性能的穩(wěn)定性要求非常高，自有產(chǎn)能則能夠很好的滿足客戶這方面的需求。第二，功率半導(dǎo)體設(shè)計、制造需要高度協(xié)同，定制化程度非常高，IDM模式可以解決設(shè)計中存在的問題，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。第三，制造環(huán)節(jié)在功率半導(dǎo)體整個產(chǎn)業(yè)鏈中的價值量較大，這是與數(shù)字電路差異比較大的地方，發(fā)力該領(lǐng)域可以獲得更多的附加值，而且功率半導(dǎo)體制造產(chǎn)線由于制程成熟，投資規(guī)模也要小于數(shù)字電路。公司選擇IDM模式意味著，公司就擁有了從芯片設(shè)計、晶圓制造、模塊封裝與測試到系統(tǒng)級應(yīng)用測試的全產(chǎn)業(yè)鏈，在設(shè)計、制造等環(huán)節(jié)實現(xiàn)了協(xié)同優(yōu)化，有助于充分挖掘技術(shù)潛力。尤其是在當(dāng)前供應(yīng)鏈偏緊的大背景下，擁有全產(chǎn)業(yè)鏈能力，意味著有了更好的供應(yīng)靈活性，避免被其他環(huán)節(jié)卡脖子。國內(nèi)除時代電氣外，主要IGBT生產(chǎn)廠商如比亞迪半導(dǎo)體、士蘭微也采用了IDM模式。三、新能源汽車、光伏風(fēng)電將拉動IGBT等功率半導(dǎo)體增長3.1新能源汽車滲透率快速提升，公司車載IGBT產(chǎn)能釋放恰逢其時功率半導(dǎo)體是工業(yè)控制及自動化領(lǐng)域的核心元器件，能夠根據(jù)工業(yè)裝置中的信號指令來調(diào)節(jié)電路中的電壓、電流、頻率、相位等，以實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控的目的，廣泛應(yīng)用于電機節(jié)能、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、家用電器、汽車電子、新能源發(fā)電、新能源汽車等領(lǐng)域。其中新能源汽車是目前功率半導(dǎo)體IGBT應(yīng)用的最大市場，在2020年中國IGBT下游應(yīng)用領(lǐng)域中，新能源汽車占比30%。工業(yè)控制、消費電子以及新能源發(fā)電是IGBT的其他幾大重要應(yīng)用領(lǐng)域。功率半導(dǎo)體器件是新能源汽車核心系統(tǒng)部件。功率半導(dǎo)體是新能源汽車中使用最多的半導(dǎo)體器件。在傳統(tǒng)汽車中，功率半導(dǎo)體主要用于汽車啟動、發(fā)電和安全領(lǐng)域，應(yīng)用范圍相對單一一些。但新能源汽車中，普遍使用高壓電路，對電池輸出的高電壓進(jìn)行電壓變化的需求大幅上升，因此需要大量DC/AC逆變器、變壓器、整流器等大量用到功率半導(dǎo)體的元器件。根據(jù)麥肯錫的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，純電動汽車的半導(dǎo)體成本為704美元，比傳統(tǒng)汽車的350美元高出近一倍，其中功率半導(dǎo)體的成本為387美元，占半導(dǎo)體總成本的55%。國內(nèi)新能源汽車市場騰飛，引領(lǐng)功率半導(dǎo)體需求快速上升。受到碳達(dá)峰、碳中和的推動，疊加特斯拉上海工廠及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完善的影響，以及在國內(nèi)外補貼新能源汽車產(chǎn)業(yè)的政策支持下，新能源汽車市場增長快速。據(jù)中汽協(xié)最新數(shù)據(jù)顯示，2021年我國新能源汽車銷售量達(dá)到352.1萬輛，預(yù)計2022年將超過500萬輛。隨著新能源車滲透率的提升，用戶對新能源汽車接受度會大幅增加，接下來的新能源車滲透率會以更快速度增長，2025年新能源20%市場份額目標(biāo)有望提前達(dá)成。獲益于新能源車滲透率提升以及汽車電子零部件價值量增長，車規(guī)級IGBT市場增速將保持較快增長。我們看到，車載IGBT技術(shù)挑戰(zhàn)也非常高。IGBT主要應(yīng)用于電機控制器、輔助電源（DC/AC、DC/DC、充電機）等領(lǐng)域。新能源汽車中，電機控制器需求將儲能系統(tǒng)的直流電逆變?yōu)轵?qū)動電機所需要的三相交流電，并根據(jù)車輛需求控制驅(qū)動電機，為車輛提供驅(qū)動力；制動時將動能轉(zhuǎn)換成電能至儲能系統(tǒng)，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。整體來看，新能源車

IGBT負(fù)荷重、控制精度要求高，而且需要兼顧電動汽車的電壓等級、功率等級、極限工況、工作環(huán)境、使用壽命、成本等要求，需要兼顧的限制條件太多，給廠商帶來了非常大的挑戰(zhàn)。公司針對汽車行業(yè)高可靠性、嚴(yán)苛環(huán)境下的應(yīng)用，基于IATF16949質(zhì)量認(rèn)證體系和汽車級電子元器件標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q101推出了S系列的汽車級IGBT模塊。S系列產(chǎn)品額定電壓為750V和1200V，電流等級覆蓋400A到800A，基本覆蓋了40KW到150KW的電機控制器的應(yīng)用需求。公司的S系列車規(guī)級模塊利用了直接水冷散熱技術(shù)和高可靠性封裝材料，具有低損耗、高功率密度、高可靠性等特點，還可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行定制化開發(fā)，與國內(nèi)多個龍頭整車企業(yè)成為重要合作伙伴。在車規(guī)級IGBT芯片普遍缺貨的情況下，公司借助IDM自有產(chǎn)能優(yōu)勢未來有望迅速提高其市場份額。2020年9月，公司完成國內(nèi)首條8英寸車規(guī)級IGBT芯片下線，基于其第6代IGBT技術(shù)的8英寸晶圓年產(chǎn)能可達(dá)24萬片，國產(chǎn)替代能力提升明顯。同時，公司生產(chǎn)的車規(guī)級IGBT芯片的價格相比行業(yè)龍頭英飛凌及其他國內(nèi)廠商存在較為明顯的價格優(yōu)勢。3.2光伏、風(fēng)電方興未艾，將成為公司功率半導(dǎo)體的新增長點IGBT是光伏發(fā)電系統(tǒng)核心器件。IGBT在光伏發(fā)電中的應(yīng)用主要在于光伏逆變器。作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，光伏逆變器可以將光伏（PV）太陽能板產(chǎn)生的可變直流電壓轉(zhuǎn)換為市電頻率交流電（AC），可以反饋回商用輸電系統(tǒng)，或是供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用，是光伏陣列系統(tǒng)中重要的系統(tǒng)平衡（BOS）之一，可以配合一般交流供電的設(shè)備使用，其性能直接影響逆變得到的交流電源質(zhì)量，需要確保電源達(dá)到并網(wǎng)要求。IGBT則構(gòu)成了光伏逆變器的核心控制電路，是光伏逆變器的“心臟”。光伏逆變器主要由輸入濾波電路、DC/DCMPPT電路、DC/AC逆變電路、輸出濾波電路、核心控制單元電路組成，利用IGBT等功率半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通關(guān)斷功能，實現(xiàn)升降壓，輸出整形、濾波后符合要求的交流電源。按照逆變器龍頭公司——固德威的材料成本結(jié)構(gòu)看，IGBT等功率器件占逆變器成本中的比重約為11%左右，在電子元器件成本中僅次于電感。未來光伏裝機的較快增長，將為公司IGBT業(yè)務(wù)增長提供支撐。據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計，我國2021年新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量約5300萬千瓦，連續(xù)9年穩(wěn)居世界首位。截至2021年底，光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量達(dá)到3.06億千瓦，突破3億千瓦大關(guān)，連續(xù)7年穩(wěn)居全球首位。1）分布式光伏達(dá)到1.075億千瓦，突破1億千瓦，約占全部光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量的三分之一；2）新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機中，分布式光伏新增約2900萬千瓦，約占全部新增光伏發(fā)電裝機的55%，歷史上首次突破50%，光伏發(fā)電集中式與分布式并舉的發(fā)展趨勢明顯；3）新增分布式光伏中，戶用光伏繼2020年首次超過1000萬千瓦后，2021年超過2000萬千瓦，達(dá)到約2150萬千瓦。預(yù)計2022年，國內(nèi)光伏新增裝機容量將達(dá)到7800萬千瓦，大幅高于2020年和2021年。海上風(fēng)電規(guī)劃超預(yù)期，大功率IGBT模塊具有獨特優(yōu)勢。IGBT主要應(yīng)用于風(fēng)電整流器和逆變器。隨著雙碳政策的逐步落地，我國風(fēng)力發(fā)電將迎來新一輪機遇。預(yù)計2021-2022年國內(nèi)風(fēng)機吊裝規(guī)模達(dá)到38GW、51GW。值得注意的是，海上風(fēng)電也將表現(xiàn)出強勁的增長潛力。我們預(yù)計，未來10年國內(nèi)沿海主要省份對海上風(fēng)電的投入會持續(xù)加大，風(fēng)電貢獻(xiàn)電量有望超過15%，海上風(fēng)電裝機將延續(xù)快速增長勢頭。其中，2025年國內(nèi)海上風(fēng)電風(fēng)機吊裝規(guī)模將達(dá)到18GW，遠(yuǎn)高于