2022年士蘭微業(yè)務(wù)布局及核心優(yōu)勢分析

2022年士蘭微業(yè)務(wù)布局及核心優(yōu)勢分析

一、士蘭微：功率半導(dǎo)體國產(chǎn)替代的先行者，12寸晶圓

廠投產(chǎn)助推產(chǎn)品升級

1、12英寸晶圓廠在2021年開始批量出貨，8英寸持續(xù)

擴產(chǎn)

2017年12月公司與廈門半導(dǎo)體投資集團正式簽訂合作協(xié)

議，雙方共同投資在廈門市海滄區(qū)建設(shè)第一條12口寸產(chǎn)線，總

投資達到70億元，其中一期總投資50億元，項目二期總投資

20億元。該產(chǎn)線在2018年開始建設(shè)，2020年12月正式投產(chǎn),

產(chǎn)線運營主體為士蘭集科。在2021年底完成了一期產(chǎn)能建設(shè)

目標，去年底產(chǎn)能超過3.6萬片/月，全年產(chǎn)出超過20萬片，

實現(xiàn)了溝槽柵低壓MOS,溝槽屏蔽柵SGT-MOS,超級結(jié)

MOS和IGBT等多個產(chǎn)品的量產(chǎn)。同時二期2萬片/月建設(shè)項

目也已經(jīng)于去年啟動，預(yù)計在2022年第四季度形成月產(chǎn)6萬

片12寸晶圓的生產(chǎn)能力，貢獻2022年主要產(chǎn)能增量。

士蘭集昕微電子有限公司成立于2015年，為士蘭微電子

8英寸集成電路芯片生產(chǎn)線的實施主體，設(shè)計月產(chǎn)能10萬片。

作為公司首條8英寸晶圓產(chǎn)線士蘭集昕在2016年開始規(guī)劃建

設(shè)，2017年6月正式投入生產(chǎn)，2017年12月底實現(xiàn)1.5萬片

月產(chǎn)能，2018年底實現(xiàn)接近4萬片目標。隨后公司開始著手8

英寸產(chǎn)線二期擴產(chǎn)，通過對芯片生產(chǎn)線進行技術(shù)改造，計劃

形成新增年產(chǎn)43.2萬片8英寸芯片制造能力。二期產(chǎn)線逐步

貢獻新產(chǎn)能，2020年底公司8英寸晶圓產(chǎn)能進一步達到6萬

片/月，2021年實現(xiàn)65.7萬片晶圓產(chǎn)出，產(chǎn)量增長15%。

2、12寸晶圓貢獻2022年主要增量，預(yù)計推動晶圓產(chǎn)量

增長41%

隨著2020年功率半導(dǎo)體行業(yè)觸底回升，同時受益于8寸

晶圓產(chǎn)能的快速釋放，公司2020年營收規(guī)模達到42.8億元，

增長38%,大幅超過公司在2019年報中規(guī)劃的35.78億營收

目標。2021年國內(nèi)新能源汽車銷量激增150%,居家辦公新

趨勢帶動PC需求回暖，在2020-2021年連續(xù)兩年分別實現(xiàn)29%

和19%的增長，功率半導(dǎo)體行業(yè)整體處于漲價缺貨的景氣周

期。2021年公司12寸晶圓產(chǎn)線開始批量生產(chǎn)，推動公司營收

在2021年進一步增長至71.9億元，大幅增長68%,又一次

超過公司年初預(yù)計的62億收入目標。隨著過去三年新增8英

寸和12英寸產(chǎn)能不斷釋放，公司營收的復(fù)合增速CAGR達

到33%o

圖表3：公司各個尺寸等效8寸晶圓產(chǎn)?K與增速％

yoy%

弘元@管是

3、歸母凈利潤創(chuàng)歷史最好水平，回購士蘭集昕少數(shù)股東

權(quán)益增厚公司利潤

2021年公司歸母凈利潤達到15.18億元，同比成長超過

20倍，剔除投資安路科技等投資收益，公司扣非歸母凈利潤

達到8.95億元，創(chuàng)造了公司歷史上最好的盈利水平。子公司

士蘭集昕作為8英寸產(chǎn)線的運營主體，從2017年6月正式投

產(chǎn)以來，不斷提升工藝水平和生產(chǎn)能力，終于在2021年實現(xiàn)

全年盈利，綜合毛利率達到20.7%。

為了更好的提升上市公司的盈利能力，公司在2020年底

發(fā)布公告計劃向大基金發(fā)行股份回購其直接和間接的士蘭集

昕股權(quán)，通過發(fā)行股份購買大基金持有的集華投資19.51%的

股權(quán)以及士蘭集昕20.38%的股權(quán)，交易完成后公司對于士蘭

集昕的持股比例將從交易前的34%提升至64%,進一步增厚

公司的盈利能力。

4、分立器件與集成電路共同發(fā)力，從家電擴展至汽車和

工業(yè)

作為國產(chǎn)化功率半導(dǎo)體平臺公司，公司建有1條5英寸

產(chǎn)線，2條6英寸產(chǎn)線，1條8英寸產(chǎn)線以及1條12英寸產(chǎn)線,

2021年底合計產(chǎn)能超過25萬片/月（等效8英寸）。從產(chǎn)品

類別來看，公司主要產(chǎn)品分為三類：集成電路，功率分立器

件和發(fā)光二極管產(chǎn)品，其中集成電路中占比較高的是廣泛應(yīng)用

于家電和工業(yè)變頻領(lǐng)域的IPM模塊，功率IC中的電源管理與

LED驅(qū)動芯片，MEMS芯片以及MCU產(chǎn)品。功率分立器件

包括MOSFETs,IGBTs和整流橋二極管產(chǎn)品三大類為主，超

結(jié)MOSFET、IGBT、FRD、高性能低壓分離柵MOSFET等分

立器件的技術(shù)平臺研發(fā)持續(xù)獲得較快進展。另外從應(yīng)用領(lǐng)域

來看，大功率模塊除了加快在白電、工業(yè)控制等市場拓展外，

已開始加快進入新能源汽車、光伏等市場，預(yù)期今后公司的分

立器件產(chǎn)品營收將繼續(xù)快速成長。

圖表4：2016-2021年營收與同比增速

80%

70%

60%

50%

40%

30%

20%

10%

0%

營業(yè)收入yoy%

鴻完@管是

二、從平面型MOS升級至SGTMOS和超級結(jié)MOS

1、電動車需求增長，MOSFET國產(chǎn)替代空間廣闊

根據(jù)Omdia統(tǒng)計，全球2019年功率半導(dǎo)體行業(yè)市場規(guī)模

約為464億美元，其中MOSFET銷售規(guī)模為84.2億美元，占

比約為18.1%o如果以功率分立器件210億美元市場規(guī)模進行

測算，MOSFET占比為40%。ICinsights預(yù)計全球分立器件市

場2021年同比增長26.7%,因此我們預(yù)估全球功率半導(dǎo)體分

立器件在經(jīng)歷了2020年疫情低谷后，市場規(guī)模在2021年大幅

增長至265億美元。進入2022年，全球功率半導(dǎo)體分立器件

市場規(guī)模有望超過300億美元。

全球MOSFET市場在2020年開始逐步復(fù)蘇，以PC為代

表的消費電子是MOSFET需求的主力，2020-2021年分別實

現(xiàn)了29%和19%的增長，疊加全球電動車銷量在2021年大增

108%達至11650萬輛，我們預(yù)計帶動MOSFET市場在2021年

大幅增長27.5%達到114億美元。

全球MOSFET市場中，英飛凌，安森美和意法半導(dǎo)體分

別位列前三位，根據(jù)Omdia的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年這三大廠商

市占率分別為24.6%,12.8%和9.5%,華潤微作為國內(nèi)最大的

MOSFET廠商市占率在全球范圍內(nèi)約為3.0%。2020年以后

疫情導(dǎo)致全球晶圓產(chǎn)能緊張，我國MOSFET廠商實現(xiàn)了快速

國產(chǎn)替代，不僅在產(chǎn)能端實現(xiàn)了擴增，而且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也在從

低階產(chǎn)品向更高價值量產(chǎn)品升級。根據(jù)我們統(tǒng)計的國內(nèi)上市公

司中前五大MOSFETs廠商2021年營收合計達到78億元，整

體增長約69%,大幅超過全球MOSFET市場的增長，如果按

照國內(nèi)市場占全球40%的市場規(guī)模測算，2021年我國

MOSFET市場規(guī)模預(yù)計為45.6億美元，折合人民幣292億元,

這五大廠商的市場占有率達到26.7%O

2、MOSFET產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化，SGTMOS和超級結(jié)MOS

達到業(yè)內(nèi)先進水平

2021年，士蘭集昕公司在保持了較高水平產(chǎn)出的同時，加

快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，附加值較高的高壓超結(jié)MOS管、高密

度低壓溝槽柵MOS管實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，預(yù)計公司2021年

MOSFETs營收超過20億元。

圖表5：2016-2021年歸母凈利潤與同比增速

扣非歸母凈利泗yoy%

豆身@管是

2.1從溝槽柵低壓MOS到溝槽分離柵SGTMOS損耗顯

著降低

屏蔽柵功率MOSFET是一種新的溝槽MOSFET工藝，

它可以做到減小導(dǎo)通阻抗Rds(on),卻不影響柵極電荷Qgo

導(dǎo)通阻抗Rds(on)和柵極電荷Qg中，一般總是一個減小則另

一個增大，故功率MOSFET設(shè)計人員必須考慮到二者之間的

權(quán)衡。此外，屏蔽柵功率MOSFET能夠減小中壓MOSFET中

導(dǎo)通阻抗的關(guān)鍵分量——與漏源擊穿電壓(BVdss)有關(guān)的外延

任抗(epiresistance)。這種技術(shù)特別適用于大于100V的應(yīng)用領(lǐng)

域，如電子霧化器、充電樁、電動工具、智能機器人、無人

機、移動電源、數(shù)碼類鋰電池保護板、多口USB充電器、電

動車控制、逆變器、適配器、手機快充、PC電源、TV電源

板、UPS電源等。

2.2服務(wù)器和電動車、充電樁出貨量增長帶動超級結(jié)

MOSFET需求大增

全球超級結(jié)MOS市場空間估計在20億美金左右，而國

內(nèi)占30%（對應(yīng)6億美金，40?50億人民幣），中國臺灣地

區(qū)約10%o在通信、服務(wù)器電源領(lǐng)域，中國臺灣公司如臺達、

光寶供應(yīng)鏈封閉，以使用海外MOS為主。國內(nèi)超級結(jié)MOS

市場空間在40?50億元，主要下游是服務(wù)器電源、白色家電、

汽車OBC、充電樁等。服務(wù)器電源和汽車OBC現(xiàn)在國產(chǎn)化

率估計在25?30%。

按下游應(yīng)用市場劃分，服務(wù)器電源是超級結(jié)MOSFETS

最大的細分市場，估計國內(nèi)市場20億元，在下游應(yīng)用中占比

達到40-50%。新能源汽車的車載充電機（OBC）屬于高頻應(yīng)

用，單個OBC需要用到10個左右超級結(jié)MOSFETs,對應(yīng)

BOM成本是達到200元。2021年國內(nèi)預(yù)計新能源車銷量達到

500萬輛，對應(yīng)約10億元的超級結(jié)MOS市場規(guī)模。此外充

電樁市場對于超級結(jié)MOSFETs需求也逐步增長，目前國內(nèi)超

級結(jié)MOS市場規(guī)模約為4-5億。

國內(nèi)超級結(jié)MOS公司分為IC設(shè)計公司，如東微、尚陽

通、新潔能等，和IDM公司，如華潤微、士蘭微等。國內(nèi)

IDM公司的超結(jié)技術(shù)路線是多次外延。國內(nèi)超級結(jié)MOS晶圓

代工公司以華虹為主（其他fab的超級結(jié)產(chǎn)能比較?。?/p>

技術(shù)路線是深溝槽外延。深溝槽外延工藝生產(chǎn)的超結(jié)MOS的

開關(guān)速度快，適合于對效率要求高的場合，如服務(wù)器電源、

汽車OBC等。多次外延工藝適合應(yīng)用在充電器等要求不高的

場合。

圖表7：2021年營收結(jié)構(gòu)按產(chǎn)品分拆

12,000

集成電路分立器件■發(fā)光二極管■其他業(yè)務(wù)

弘元@管是

3、晶圓漲價上漲拉動功率半導(dǎo)體行業(yè)公司毛利率平均上

漲15個百分點

全球?qū)τ诠β拾雽?dǎo)體的需求在2020年疫情后開始出現(xiàn)大

幅增長，由于MOSFET生產(chǎn)主要集中在8英寸晶圓廠，因此

受限于供給端的制約，功率半導(dǎo)體行業(yè)出現(xiàn)了價格的大幅上漲,

根據(jù)新潔能招股書與東微半導(dǎo)披露的晶圓價格數(shù)據(jù)，在

100V-200V電壓等級需求的SGTMOS與超級結(jié)MOS均出現(xiàn)

價格大幅上漲，21年上半年價格分別上漲32%和35%,因此

驅(qū)動了國內(nèi)MOSFET市場的高景氣。我們判斷進入2022年隨

著新增產(chǎn)能的釋放，國內(nèi)MOSFET市場漲價趨勢較難持續(xù)，

全年增長更多還是依賴產(chǎn)品銷量的增長。

從2020年開始，士蘭微與行業(yè)內(nèi)其他公司毛利率出現(xiàn)了

明顯回升，2021年隨著行業(yè)供需緊張出現(xiàn)功率半導(dǎo)體器件價

格上漲，毛利率的上升開始加速，到2021年Q3行業(yè)內(nèi)平均

毛利率漲幅接近15個百分點，士蘭微毛利率提升幅度與行業(yè)

基本接近，從2019年的20%增長至2021年三季度的35%O

隨著下游消費電子需求在去年Q3開始放緩，尤其是手機、

PC以及家電的拉貨需求減弱導(dǎo)致新潔能和士蘭微毛利率在21

年Q4開始出現(xiàn)小幅回落。

4、12寸晶圓產(chǎn)線具備明顯成本優(yōu)勢，國產(chǎn)替代份額有望

持續(xù)上升

國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商正在從8寸轉(zhuǎn)向12寸，以華虹半導(dǎo)

體和士蘭微為代表的晶圓代工廠和IDM廠商已經(jīng)開始在12

寸晶圓產(chǎn)線上生產(chǎn)MOSFET和IGBT等功率器件，雖然相比

8英寸產(chǎn)線，12英寸產(chǎn)線設(shè)備更貴，硅片價格更高，但是在

相同折舊期內(nèi)，由于晶圓面積更大，并且12英寸晶圓生產(chǎn)產(chǎn)

線自動化程度高于8英寸產(chǎn)線，使得人力成本低于8英寸產(chǎn)

線，使得單位面積的綜合成本相比8英寸反而低20%-30%,

因此一般情況下12英寸MOSFET相比8英寸更具成本優(yōu)勢

（實際情況中，大部分8英寸由于產(chǎn)線折舊結(jié)束導(dǎo)致代工成本

相對更低）。

從8到英寸升級到12英寸提升功率器件一致性，降低損

耗。隨著晶圓尺寸增大，特色工藝的制程一般也伴隨升級，

線寬降低，從8英寸晶圓到12英寸晶圓，平均線寬從91.5納

米下降到了83.9納米。在器件結(jié)構(gòu)尺寸精確度大幅提升前提

下，器件靜態(tài)及動態(tài)參數(shù)的一致性與性能指標也更有優(yōu)勢，由

于制程微縮，能夠加工的晶胞越多，晶胞單位密度越大，能

量密度越大。結(jié)合12英寸晶圓減薄技術(shù)，MOSFET的導(dǎo)通電

阻能減小接近40%,使熱能損耗減小。

圖表8：公司集成電路與分立器件營收結(jié)構(gòu)分拆

么元@雪是

三、家電IPM模塊國產(chǎn)替代加速，光優(yōu)、車規(guī)IGBT模

塊放量

1、2022年全球IGBT規(guī)模持續(xù)高增23%,公司進入

IGBT單管與IPM市場前十大

按照IGBT產(chǎn)品形態(tài)不同大致可以分為IGBT單管，低功

率IPM模塊，以及包含PIM在內(nèi)的功率更高的IGBT模塊。

IGBT模塊在電動車電驅(qū)主控制器常用于逆變器的核心部件，

隨著電動車在全球范圍內(nèi)滲透率快速提升整個市場份額占比

預(yù)計從2020年的55%提升至2022年的62%,IGBT單管在電

動車、光伏等領(lǐng)域均有應(yīng)用，預(yù)計份額保持不變，而IPM模

塊在家電和工控領(lǐng)域應(yīng)用更多，但是由于家電和工控市場增長

趨緩，預(yù)計在整個IGBT市場中的份額逐漸下降。

全球IGBT市場在2021年迎來大幅反彈，由于IGBT作

為電動車價值增量最大的零組件，在電動車功率半導(dǎo)體價值

量占比達到75%,2021年全球電動車銷量增長108%,帶動全

球IGBT市場規(guī)模大增32%達到88億美元，2022年全球電動

車和光伏風(fēng)電等清潔能源需求仍有50%以上的增長，我們預(yù)

計2022年全球IGBT市場規(guī)模繼續(xù)增長23%達到108億美元。

根據(jù)Omdia公布的2020年IGBT各個細分市場競爭格局,

在IGBT單管市場，公司的市占率從2019年的2.2%提升至

2.6%,在IPM市場，公司市占率從2019年的1.1%提升至

1.6%o2020年公司IGBT營收規(guī)模突破2.6億元，2021年同

比增長110%以上，預(yù)計2021年公司IGBT營收突破5億元，

IGBT單管市占率提升至3.7%。2021年公司IPM營收突破

8.6億元，同比增長100%以上，預(yù)計2021年公司在IPM模塊

市占率將提升至9%左右。公司的IGBT分立器件和大功率模

塊除了加快在白電、工業(yè)控制等市場拓展外，已開始加快進入

新能源汽車、光伏等市場，預(yù)期今后公司的分立器件產(chǎn)品營

收將繼續(xù)快速成長。

2、電動車與新能源發(fā)電領(lǐng)域驅(qū)動國內(nèi)IGBT市場規(guī)模在

2025年接近500億

國內(nèi)市場而言，電動車銷量的激增也帶動了IGBT市場

高速增長，預(yù)計2021年國內(nèi)IGBT市場增長37%,達到246

億人民幣，約占全球IGBT市場規(guī)模的44%左右。由于2022

年國內(nèi)電動車與新能源發(fā)電等市場的高速增長，疊加工控、

家電領(lǐng)域的國產(chǎn)替代趨勢持續(xù)進行，預(yù)計2022年國內(nèi)IGBT

市場規(guī)模仍有超過30%的增長，而后在市場規(guī)?；鶖?shù)不斷增

長的基礎(chǔ)上行業(yè)增速也逐步放緩。

圖表9:全球功率半導(dǎo)體分立器件營收規(guī)模及增速

全球功率半導(dǎo)體分立器件營收規(guī)模與增速US$bn,%

yoy%-，=

工余@言是

其中按照IGBT下游應(yīng)用結(jié)構(gòu)進行劃分，根據(jù)集邦咨詢

統(tǒng)計的2018年IGBT在各個細分市場的規(guī)模，市場規(guī)模最大

的是電動車，占比達到31%,而消費電子市場排在第二位，

市場占比達到27%,工控領(lǐng)域IGBT需求排在第三位，占比

達到20%。未來五年內(nèi)，我們預(yù)計車規(guī)IGBT領(lǐng)域是國內(nèi)

IGBT市場最重要的驅(qū)動力，預(yù)計在2025年國內(nèi)車規(guī)IGBT市

場規(guī)模將達到144億美元，成為國內(nèi)IGBT需求應(yīng)用最大的市

場。

3、2022年實現(xiàn)從家電和工控領(lǐng)域向電動車與新能源發(fā)電

領(lǐng)域的快速擴張

從公司IGBT的下游應(yīng)用市場來看，公司的IPM模塊和

單管主要以家電和工控市場為主，2022年公司IPM營收突破

8.6億元，同比增長100%,主要用于空調(diào)、冰箱、洗衣機白

電產(chǎn)品以及電動工具、工業(yè)變頻器的工控市場。IGBT單管預(yù)

計在2021年營收突破5億元，除了在家電和工控領(lǐng)域持續(xù)拓

展以外，今年開始進入新能源汽車與光伏市場。由于海外功

率大廠如英飛凌和安森美由于產(chǎn)能限制在2022年對于國內(nèi)車

規(guī)IGBT和光伏iGBT供應(yīng)減少，我們預(yù)計公司在今年快速導(dǎo)

入比亞迪、零跑、吉利等國內(nèi)電動車主機廠，在光伏領(lǐng)域開始

供應(yīng)陽光電源等國內(nèi)光伏逆變器龍頭廠商，有望實現(xiàn)從白電、

工控向車規(guī)和新能源發(fā)電領(lǐng)域的滲透與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的升級。

4、率先采用12寸晶圓生產(chǎn)IGBT芯片，工藝與產(chǎn)生均

處于領(lǐng)先地位

我們對于國內(nèi)IGBT晶圓廠的產(chǎn)能供應(yīng)進行了詳細的梳

理，國內(nèi)目前能夠?qū)崿F(xiàn)IGBT代工的主要包括華虹半導(dǎo)體，

積塔半導(dǎo)體和中芯紹芯，預(yù)計在2021年這三大代工廠的

IGBT產(chǎn)能（等效8寸）分別為2.5萬片，1.5萬片，1.5萬片,

但是從實際出貨量來看，由于華虹半導(dǎo)體和積塔半導(dǎo)體在功率

半導(dǎo)體領(lǐng)域工藝積累時間較長，產(chǎn)能利用率保持滿載，中芯

紹興產(chǎn)能利用率逐步提升，預(yù)計這三大代工廠產(chǎn)能占比為

41%o

目前國內(nèi)IGBT廠商目前還是以8英寸為主，全球范圍

內(nèi)能夠在12晶圓大規(guī)模生產(chǎn)IGBT芯片的只有英飛凌，國內(nèi)

華虹半導(dǎo)體開始將IGBT芯片的生產(chǎn)從8寸切換至12寸。由

于IGBT芯片背面需要減薄工藝和離子注入，所以晶圓尺寸

越大，減薄后對于晶圓應(yīng)力的控制要求越高。士蘭微世國內(nèi)

IDM廠商中率先在12寸晶圓上生產(chǎn)IGBT的廠商，體現(xiàn)了公

司在IGBT晶圓生產(chǎn)制造工藝優(yōu)勢。公司作為功率半導(dǎo)體

IDM國產(chǎn)龍頭廠商，預(yù)計2021年IGBT產(chǎn)能為2萬片，2022

年預(yù)計IGBT產(chǎn)能達到5萬片，2023預(yù)計進一步增長23%。

圖表10:全球MOSFET營收規(guī)模及增速

全球MOSFET營收規(guī)模與增速US$bn,%

MOSFETyoy%

弘弟@管是

四、碳化硅量產(chǎn)線即將通線，從硅基升級至碳化硅基功

率器件

1、2021年碳化硅器件市場強勁增長57%,預(yù)計2027年

市場規(guī)模超60億美元

繼特斯拉采用SiC后，2020年和2021年又有多款新發(fā)

布的EV和公告。此外，特斯拉創(chuàng)紀錄的出貨量幫助SiC器

件在2021年達到10億美元的規(guī)模。他們指出，為了滿足長續(xù)

航的需求，800VEV是實現(xiàn)快速直流充電的解決方案。這就

是1200VSiC器件發(fā)揮重要作用的地方。截至2022年，比亞

迪的Han-EV和現(xiàn)代的Ioniq5通過提供快速充電功能獲得了不

錯的銷量。Nio、Xpeng等更多OEM計劃在2022年將SiCEV

推向市場。除汽車外，工業(yè)和能源應(yīng)用在我們的預(yù)測期內(nèi)代

表著增長率超過20%的市場。例如，采用SiC模塊的大功率

充電基礎(chǔ)設(shè)施的部署，以及日益增長的光伏安裝。在這種情

況下，根據(jù)Yole的最新預(yù)測中，預(yù)計到2027年，SiC器件市

場將從2021年的10億美元業(yè)務(wù)增長到60億美元以上。

在頂級SiC器件廠商中，意法半導(dǎo)體和Wolfspeed的SiC

收入在2021年同比增長超過50%,與全球SiC器件市場57%

的增長保持一致。英飛凌以工業(yè)應(yīng)用為基礎(chǔ)進入主逆變器業(yè)務(wù),

實現(xiàn)了126%的增長。onsemi也在2021年以強勁的增長加入

了這個戰(zhàn)局。隨著這些公司正在將其SiC發(fā)展到十億美元的

業(yè)務(wù)，未來幾年的競爭也可以在供應(yīng)鏈整合中確定。

2、目前國內(nèi)碳化硅二極管需求率先爆發(fā)，碳化硅MOS

需求迎來爆發(fā)

從碳化硅器件來看，可以分為碳化硅二極管，碳化硅

MOSFET單管與碳化硅MOSFET模塊三大類，電流越大的單

顆碳化硅芯片面積越大，目前在6英寸為主的襯底制備工藝下,

導(dǎo)致良率較低，因此目前在充電樁領(lǐng)域和車載OBC領(lǐng)域開始

大量采用碳化硅二極管與碳化硅MOSFET單管。一個特斯拉

的超級充電樁會用到SiCMOSFET,如果不考慮DC-DC的用

量，預(yù)計需要14個SiCMOS。目前在新能源汽車OBC領(lǐng)域

主流功率等級為6.6KW,預(yù)計至I2022年11KW的OBC成為

主流，每個11KW的OBC用到10顆碳化硅MOS,價值量達

到70美元。

圖表11：全球MOSFETs競爭格局

DiscretePowerMOSFETs

2019totalmarket:$8.1Obn

私定@管是

碳化硅器件價值量更大的在于電動車主驅(qū)逆變器的應(yīng)用,

以小鵬G9采用的SiCMOSFET模塊為例，單個主驅(qū)逆變器

需要用到包含48顆碳化硅MOSFET的模塊，價值量達到800

美元，如果考慮到11KW的車載OBC價值量為70美金和

DC-DC用到的4顆MOSFET價值量為28美元，整臺汽車的

碳化硅價值量為900美元。2022年，采用800V電壓平臺的

電動車會相繼上市，蔚來ET7,小鵬G9,廣汽埃安和廣汽智

己等車型，目前國內(nèi)碳化硅MOSFET芯片供應(yīng)商主要還是

wolfspeed,安森美，英飛凌和意法半導(dǎo)體。

3、公司碳化硅量產(chǎn)線即將投產(chǎn)，碳化硅MOSFET產(chǎn)品

送樣

2021年，公司SiC功率器件的中試線已在上半年實現(xiàn)通

線。目前公司已完成車規(guī)級SiC-MOSFET器件的研發(fā)，正在

做全面的可靠性評估，將要送客戶評價并開始量產(chǎn)。公司已著

手在廈門士蘭明錢公司建設(shè)一條6時SiC功率器件芯片生產(chǎn)

線，預(yù)計在2022年三季度實現(xiàn)通線。

目前行業(yè)內(nèi)已經(jīng)有碳化硅量產(chǎn)線的廠商是三安光電和積

塔半導(dǎo)體，2021年6月三安光電6英寸碳化硅產(chǎn)線正式投產(chǎn),

產(chǎn)能為3K/月，預(yù)計2022年擴產(chǎn)至4K/月，產(chǎn)品主要為高功率

密度碳化硅二極管、MOSFET及硅基氮化錢產(chǎn)品。碳化硅二

極管在2021年新開拓送樣客戶超過500家，出貨客戶超過

200家，超過60種產(chǎn)品已進入量產(chǎn)階段。碳化硅MOSFET工

業(yè)級產(chǎn)品已送樣客戶驗證，車規(guī)級產(chǎn)品正配合多家車企做流片

設(shè)計及測試；碳化硅MOSFET車規(guī)級與新能源汽車重點客戶

的合作已經(jīng)取得重大突破。積塔半導(dǎo)體目前有一條6英寸碳化

硅產(chǎn)線，設(shè)計產(chǎn)能為2K/月，但是目前受制于下游客戶推廣較

慢，產(chǎn)能利用率處于較低水平。

近期時代電氣也發(fā)布了碳化硅產(chǎn)線擴產(chǎn)計劃，計劃投入

4.6億元將現(xiàn)有4英寸平面柵SiCMOSFET芯片提升至6英寸

的溝槽柵碳化硅產(chǎn)線，產(chǎn)能從1萬片4英寸年產(chǎn)能擴產(chǎn)至2.5

萬片6英寸年產(chǎn)能，整個項目建設(shè)周期為2年。時代電氣將

這條產(chǎn)線產(chǎn)品定位為車規(guī)級SiCMOSFET,按照目前2.5萬片

年產(chǎn)能的規(guī)劃，如果假設(shè)每片6英寸晶圓可以配套5輛車左

右，預(yù)計全年可以配套車輛為12.5萬輛，如果單個SiC模塊

按照5000元價值量測算，對應(yīng)產(chǎn)值為6.25億元。斯達半導(dǎo)在

去年9月份發(fā)布定增公告，計劃投入5億元開展SiC芯片的

研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，項目建設(shè)期為3年，預(yù)計將形成年產(chǎn)6萬片6

英寸SiC芯片生產(chǎn)能力。

圖表14：降低器件在開關(guān)電源應(yīng)用中的開關(guān)損耗

WQgProfile

8

TrenchMOS---------------

6SGTMOS---------------

8

g

s

0

>4

2

O

O

20406080100

GateCharge(nC)

圖4:TrenchMOSfflSGTMOS楣電荷對比

區(qū)票@管是

五、從分立器件走向模擬電路，布局電源管理IC與

MEMS

1、功率IC：快充芯片上量，DC-DC開始導(dǎo)入

公司作為功率半導(dǎo)體國產(chǎn)化龍頭廠商，不僅在功率分立

器件如MOSFET,IGBT,二極管和整流橋等領(lǐng)域具有產(chǎn)能和

工藝領(lǐng)先優(yōu)勢，而且開始從分立器件向功率IC領(lǐng)域拓展，目

前公司最先突破的是電源管理芯片。

1)2018年開始公司就積極布局快充芯片的研發(fā)，推出針

對智能手機的快充芯片組，以及針對旅充、移動電源和車充

的多協(xié)議快充解決方案的系列產(chǎn)品，2019年開始積極導(dǎo)入國

內(nèi)手機品牌廠商，2020年公司快充芯片出貨量顯著提高。

2）2021年，公司推出了多款PoE（以太網(wǎng)供電）芯片，

包括多款DC-DC電源芯片，可以滿足安防等領(lǐng)域多種功率

和整機應(yīng)用需求，整體解決方案國內(nèi)領(lǐng)先。2021年

公司在8英寸產(chǎn)線完成了0.35um,0.18um,0.13umBCD工藝

的開發(fā)，為公司進入模擬電路芯片提供了工藝基礎(chǔ)。根據(jù)芯謀

研究的統(tǒng)計，在國內(nèi)本土功率IC廠商排名中，士蘭微排名第

三位。

從功率半導(dǎo)體整個市場來看，功率分立器件和功率IC是

最重要的兩個部分，其中，功率分立器件屬于非集成電路，

主要包括MOSFET、IGBT、功率二極管、功率晶體管及晶閘

管等；而功率IC屬于集成電路IC中的模擬IC,主要包括

AC/DC轉(zhuǎn)換芯片、BMIC（電池管理芯片）、DC/DC轉(zhuǎn)換芯

片、GateDrive（柵極驅(qū)動芯片）、HotSwap（熱插拔芯片）、

LDO（低壓差電壓調(diào)節(jié)芯片）、PFC（功率因素校正芯片）、

PMU（電源管理單元）、PoE（以太網(wǎng)供電芯片）、Switch

Control（開關(guān)控制芯片）、PowerStage（功率級芯片）、

VoltageReference（基準電壓）、VoltageSupervisor（電壓監(jiān)

測芯片）等13個細分類型。

圖表16：SGTMOS晶圓價格變動趨勢

晶圓價格

SGTyoy%弘泰@管是

芯謀研究預(yù)估2021年全球功率IC規(guī)模達300億美元，

而去年則是240億美元，同比增長高達25%,略高于半導(dǎo)體

市場平均增長水平。電源管理IC是功率IC的最大分類，甚至

不少人將功率IC直接稱為“電源芯片”由于電源管理IC是保

障設(shè)備電壓在可承受范圍，電壓變化過大可能對電子設(shè)備有害,

只要用到電源的地方基本上都要用到電源管理IC。因此電源

管理IC在整個模擬IC市場的占比份額較大，目前，電源管理

IC占據(jù)通用模擬市場的59%,根據(jù)ICinsights統(tǒng)計，預(yù)計

2022年全球電源管理芯片市場規(guī)模為212億美元。

依據(jù)輸入電源屬性、工作原理、耐壓高低、輸出功率、

輸出電源屬性、電源轉(zhuǎn)換方式、開關(guān)頻率等主要參數(shù)或技術(shù)指

標，電源芯片可以分成AC-DC（交流-直流）電源芯片、線性降

壓電源（LDO）芯片和DC-DC（直流-直流）電源芯片三大類，衡

量電源管理芯片的核心性能指標包括效率、功耗、耐壓、啟動

時間、集成度等。電源管理IC的下游應(yīng)用十分廣泛，是因為

在電子設(shè)備系統(tǒng)中其擔(dān)負起對電能的變換、分配、檢測及其他

電能管理職責(zé)的芯片。電源管理芯片的下游應(yīng)用主要有：消

費電子、通訊、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)/醫(yī)療/其他、軍事/航天和汽車

領(lǐng)域，其中通訊領(lǐng)域的應(yīng)用最多達到25%。

功率IC芯片種類多樣，相關(guān)制造工藝技術(shù)類型也很多，

主要包括BCD工藝（BipolarCMOSDMOS,BCD）、

BiCMOS工藝（BipolarCMOS）、CDMOS工藝（CMOS

DMOS）、MixedSignal工藝（模擬混合信號工藝）、Analog

工藝（模擬）、CMOS工藝等等。BCD（Bipolar-CMOS-

DMOS）技術(shù)是一種單片集成工藝技術(shù)，能夠在同一芯片上

制作Bipolar、CMOS和DMOS器件，1985年由意法半導(dǎo)體率

先研制成功。隨著集成電路工藝的進一步發(fā)展，BCD工藝已

經(jīng)成為PMIC的主流制造技術(shù)。經(jīng)過35年的發(fā)展，意法半導(dǎo)

體開發(fā)了一系列對全球功率IC影響深遠的BCD工藝，意法

半導(dǎo)體目前提供三種主要的BCD技術(shù)，包括BCD6（0.35微

米）/BCD6s（0.32微米）、BCD8（0.18微米）/BCD8s（0.16

微米和BCD9（0.13微米）/BCD9s（0.11微米），其第十代

BCD工藝將采用90納米。

華虹半導(dǎo)體能夠?qū)崿F(xiàn)90nm的BCD工藝，華潤微能夠?qū)?/p>

現(xiàn)最先進的工藝微0.18um,士蘭微是0.13um,中芯國際有超

過10年的模擬芯片/電源管理芯片大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)驗，技術(shù)涵蓋

了0.35微米到0.15微米。其中華虹半導(dǎo)體基于成熟的CMOS

工藝平臺，目前提供的BCD工藝平臺電壓涵蓋L8V到700V,

工藝節(jié)點涵蓋90納米/0.13微米/0.18微米/0.35微米/0.5微米

/0.8微米/1.0微米,在0.5微米、0.35微米、0.18微米節(jié)點上

積累了豐富的量產(chǎn)經(jīng)驗。未來，華虹半導(dǎo)體將繼續(xù)發(fā)揮在

BCD和eNVM特色工藝上的技術(shù)優(yōu)勢，提供二者的集成方案,

為智能化電源產(chǎn)品，打造高端電源管理系統(tǒng)級芯片（SoC）。

圖表17：超級結(jié)MOS晶圓價格變動趨勢

超級結(jié)MOSyoy%