“新基建”的激励之下，市场对电力电子设备的需求越来越强烈，这为功率半导体器件行业的发展添了一把火。在功率半导体领域深耕多年的华微电子，也携带自身优势，率先入局新基建赛道，助推行业发展。
在过去的半个多世纪中，华微电子持续突破诸多关键技术，加速推动功率半导体器件的国产化替代，助力我国工业强基与民族产业发展，成为具有国际竞争力的功率半导体企业。
现如今，华微电子厚积薄发，在国内功率半导体器件市场低端产品竞争加剧且中高端产品大量依赖进口的形势下，华微电子也加快高端产品的推广和研发布局，从2016 年开始，华微电子便开始规划生产高性能功率器件，包括超结MOSFET、CCTMOSFET、Trench FS IGBT、超高压快恢复二极管、Trench肖特基产品和大功率IGBT模块等。
未来几年，随着新能源汽车、5G通信等新兴产业日益崛起，功率半导体市场需求势必会持续增长，而作为国内主要功率半导体生产商之一的华微电子，其具有全系列的功率半导体器件门类，随着国内功率半导体器件市场保持快速且稳定的增长，华微电子也将迎来发展的快车道。
替代进口的有力竞争者
作为全球汽车和工业大国，中国是全球最大的功率半导体器件市场。然而，在经济的快速发展中，国外在极力阻止中国的崛起特别是美国对中国高科技技术发展制造了障碍，中兴、华为事件给我国功率半导体行业的发展敲响了警钟，目前中国功率半导体市场被美国、欧洲和日本品牌掌控，在国内市场占有绝对的优势，市场占有率60%以上。
华微电子自成立以来，一直致力于建设芯片制造能力，扩大生产线规模及提高芯片交付能力，目前拥有4英寸、5英寸与6英寸功率半导体芯片生产线，加工能力为每年400万片，在建8英寸生产线，设计产能96万片/年，具有单管封装资源为24亿只/年，IPM模块封装1800万块/年。
经历了半个多世纪的技术积累，华微电子在终端设计、工艺制造和产品设计方面拥有了多项专利及工艺诀窍，尤其在IGBT薄片工艺、Trench工艺、寿命控制和终端设计技术等方面拥有独特的核心技术达到国内领先，国际同行业先进水平。其中，IGBT产品五大关键技术，包括薄片制造技术、透明集电极IGBT制造技术、纵向和横向结构设计技术、背面注入及激活和硅片测试技术均已攻破难关，研发完成600V-650V，1200V-1350V的IGBT产品，产品采用国际主流的Trench-FS技术，主要应用在新能源电动汽车、变频家电和电磁炉等领域。Trench MOS先后经历了几代产品开发后，成功解决了深Trench刻蚀技术、阻挡层金属化淀积技术、W回刻技术等，已经完成了30V-250V的产品开发。
“要实现国产化替代，目前公司面临的主要困难是客户对国产半导体功率器件的接受度，主要是在新的应用领域和高端应用领域，需要客户给予一定的机会和时间，给予国产品牌与客户磨合的机会。”华微电子表示，当下，公司主要解决的问题是，在产品应用方面加强与客户的交流和改进，同时根据客户的实际应用需求开发更加契合应用场景的定制化产品。而这也逐渐在实现，华微电子的产品广泛应用于消费类电子、汽车电子、电力电子、工业控制与LED照明等领域，并不断在新能源汽车、光伏逆变、轨道交通等战略性新兴领域快速拓展，是飞利浦、松下、日立、海信、创维、长虹等国内外知名企业的配套供应商。
向高端细分领域迈进
在国内功率半导体器件市场低端产品竞争加剧且中高端产品大量依赖进口的形势下，华微电子也加快高端产品的推广和研发布局，在工业、汽车电子、5G、充电桩等领域产品的应用，已经取得一定的效果，并获得了国内知名企业的认可。
谈及未来的发展，华微电子表示将继续以公司传统的功率半导体芯片制造为核心，继续做大做强芯片制造能力，纵向发展建立8英寸芯片生产线，实现高端VDMOS、IGBT器件制造，满足快速增长的市场需要，横向扩展建立硅外延生产线，保证材料安全供应，建立封装测试生产线，重点建设模块生产线，向高压大功率方向发展，打造功率半导体产业制造基地，完善功率半导体产业链，加速功率半导体国产化进程。
“华微电子会继续发展自主研发、平台建设的IDM优势，不断升级硅基功率器件的性能和品质。公司具有IGBT、MOSFET、二极管、可控硅和BJT等全功率器件工艺平台，包括单管、IPM及PM等各类封装形式的产品，未来公司仍会把功率半导体作为主要的技术发展方向，结合公司市场领域，逐步建立配套的驱动IC生产线。”华微电子表示，在中低压MOSFET上，公司将进一步升级现有技术平台，不久将会推出第二代CCT MOSFET，以100V产品为例，单位面积导通电阻达到40毫欧。完善产品电压等级，建立起从10V~250V产品的全系列的电压平台，除了在消费类领域内应用外，拓展到服务器电源、5G、工业、人工智能和汽车电子。
对于高压MOSFET，今年年底会推出第二代超结MOSFET产品，进一步提升该系列产品的耐用性和效率，应用于充电桩和基站电源。在未来2~3年我们会继续提升超结MOS平台，采用多层外延结构，开发第三代超结MOS平台，达到与国际品牌一致的性能，产品系列涵盖了500V-900V，4A-72A全系列，能满足各个领域的产品需求。
“FRD二极管和IGBT一直是我们的核心产品，在未来2~3年，我们将致力于开发用于轨道交通和电网领域内需求的超高压产品系列，电压涵盖1700V~6500V。”华微电子还表示，Trench肖特基方面，公司已完成45V、60V、100V产品Trench SBD平台建设，正在开发80V、150V产品平台，具备势垒高度可调技术，可满足客户对于使用效率的更高需求，比平面产品具有更高的可靠性能力，应用在光伏领域和电源领域。此外，华微电子积极布局GaN和SiC器件，研发和生产增强型GaNHEMT，先在快充领域做GaN器件和应用方案，然后过渡到工业和通信电源领域；对于SiC器件，目前已经研发出了650V SBD二极管产品，将进一步拓展到1200V二极管和SiC MOSFET，主要应用于新能源汽车及充电桩。
市场红利渐释放
近几年来，中国功率半导体器件在工业控制、汽车电子、网络通讯等多领域应用带动下，需求持续上涨，中国功率半导体器件市场保持快速且稳定的增长。
“受新冠肺炎疫情影响，2020年功率半导体市场将会面临一定幅度的回落，之后将迎来快速复苏，预计到 2022年，中国功率半导体市场规模将达到 1960 亿元，2019~2022年年均复合增长率将会达到3.7%。”华微电子认为，未来几年，国内市场对功率半导体的需求仍然强劲。
这对华微电子来说，公司利润持续稳定增长已经有迹可循，公司具有全系列的功率半导体器件门类，随着市场需求的增长，公司也将会迎来发展的快车道。
而从细分市场结构来看，工业控制、汽车和网络通信，需求将大幅增长，其中 MOSFET和IGBT 成为最大受益产品。业内预计，2022年，MOSFET和IGBT 的市场份额合计占比超过30%，其MOSFET复合增长率为5.4%，至2022年市场规模将达到365 亿元；IGBT年市场规模达到251亿元，复合增长率7.4%。
“ MOSFET 和IGBT 已成为最主流的功率器件之一，广泛应用于汽车电子、工业电子、新能源汽车、充电桩、物联网、光伏新能源等领域。”但是，高端的MOSFET和IGBT绝大部分进口，只有华微电子等少数厂商可以生产，目前先进的生产技术基本被国外厂商垄断，全球最大的功率器件生产商有德国的英飞凌、美国的安森美、日本的三菱机电等。
2019 年初，华微电子计划投资新型电力电子器件基地项目建设，本次投资主要是为了建设8英寸生产线，以满足公司新型功率器件的生产，项目生产的产品主要有IGBT、低压Trench-MOS 、超结MOS 以及IC芯片，针对的市场是目前国内相对空白的高低功率半导体市场，产品下游市场增长迅速，进口替代空间巨大。投资项目产品性能和技术水平虽然与国际大厂的产品还略有差距，但是其主要性能已经和国际主流公司的产品相当，个别参数还具有一定优势。业内预测，未来几年，随着中高端技术产品在市场规模化应用，新产品、新领域重点项目指标的达成将带动华微电子整体业绩持续稳步增长。
功率半导体行业背景：
功率器件原理：
功率器件特指转换并控制电力的功率半导体器件。电力转换包括转换一个或多个电压、电流或频 率；功率控制指控制输入和输出的功率大小。（电力转换 核心 目标是提高能量转换率、减少功率损耗。关断时没有漏电，导通时没有电压损失， 在开关切换时没有功率损耗。电力控制 核心 是使用最小的输入控制功率保证输出功率的大小和时延。）
半导体器件分类：
功率半导体应用范围
功率半导体下游应用广泛，基本上涉及到电力系统的地方都会使用功率器件。下游应用领域主要可分为几大部分： 消费电子、新能源 汽车 、可再生能源发电及电网、轨道交通、白色家电、工业控制，市场规模呈现稳健增长态势。
功率半导体发展
功率半导体分类及特点
功率器件性能对比
功率半导体市场规模
功率半导体用于所有电力电子领域，市场成熟稳定且增速缓慢。行业发展主要依靠新兴领域如新 能源 汽车 、可再生能源发电、变频家电等带来的巨大需求缺口。成熟市场规模：根据IHS Markit 数据显示2018年全球功率器件市场规模为391亿美元， 中国功率市场规模为138亿美元 ，全球占比 35%。
纯增量市场规模：我们主要测算了国内新能源 汽车 、充电桩、光伏和风电四个领域中应用功率半导体市场空间。
①新能源 汽车 领域市场需求到2025年约160亿元，2030年约275亿元。
②公共直流充电桩领域2020-2025年累计市场需求约140亿元，2025-2030年累计需求约400亿元。
③光伏领域2020-2025年累计市场需求约50亿元，随政策调整有望进一步增长。
④风电领域2020-2024 年累计市场需求约30亿元。整体看，国内功率半导体市场2025年四个领域提供纯增量规模预计达 200亿元。
根据Omdia数据显示，2018年全球排名前十功率半导体企业来自于美国、欧洲和日本，合计市占率达60%。国内功率半导体市场自给率偏低，中高端功率MOSFET和IGBT自给率不足10%，国产替代空间巨大。
行业发展趋势一：不需要追赶摩尔定律，倚重制程工艺、封装设计和新材料迭代，整体趋向集成 化、模块化
功率半导体整体进步靠制程工艺、封装设计和新材料迭代。设计环节：功率半导体电路结构简单， 不需要像数字逻辑芯片在架构、IP、指令集、设计流程、软件工具等投入大量资本。 制造 环节： 因不需要追赶摩尔定律，产线对先进设备依赖度不高，整体资本支出较小。封装环节：可分为分 立器件封装和模块封装，由于功率器件对可靠性要求非常高，需采用特殊设计和材料，后道加工价值量占比达35%以上，远高于普通数字逻辑芯片的10%。
行业发展趋势二：新能源与5G通信推动第三代半导体兴起
新能源、5G等新兴应用加速第三代半导体材料产业化需求，我国市场空间巨大且有望在该领域快 速缩短和海外龙头差距。①天时：第三代材料在高功率、高频率应用场景具有取代硅材潜力，行业整体处于产业化起步阶段。②地利：受下游新能源车、5G、快充等新兴市场需求以及潜在的硅材替换市场驱动，目前深入研究和产业化方向以SiC和GaN为主，国内市场空间巨大。③人和：第三代半导体核心难点在材料制备，其他环节可实现国产化程度非常高，加持国家在政策和资金方 面大力支持。我们认为该行业技术追赶速度更快、门槛准入较低、国产化程度更高，中长期给国内功率半导体企业、衬底材料供应商带来更多发展空间确定性更强。
行业发展趋势三：IDM模式更适合功率半导体行业，代工可以提供产能、工艺技术补充
海外功率半导体龙头企业都采用IDM模式，国内功率半导体行业商业模式以IDM为主，设计+代工为辅。
国内上市公司
国内功率半导体发展分析
企业简介：
公司主营业务是以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。IGBT模块的核心是IGBT芯片和快恢复二极管芯片，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之一。公司总部位于浙江嘉兴，在上海和欧洲均设有子公司，并在国内和欧洲均设有研发中心。
自2005年成立以来，公司一直致力于IGBT芯片和快恢复二极管芯片的设计和工艺及IGBT模块的设计、制造和测试，公司的主营业务及主要产品均未发生过变化。2019年，IGBT模块的销售收入占公司销售收入总额的95%以上，是公司的主要产品。
股权结构：
斯达的创始人，深耕 IGBT 领域十五年：
董事长兼创始人沈华（1963 年），于1995 年获得美国麻省理工学院（MIT）材料学博士学位，1995年7月至1999年7月任西门子半导体部门（英飞凌前身，1999 年成为英飞凌公司）高级研发工程师，1999 年 8 月至 2005 年任赛灵思公司高级项目经 理。
胡畏（1964 年），副总经理，1994年获美国斯坦福大学工程经济系统硕士学位。 1987年至1990年任北京市计算中心助理研究员，1994年至1995年任美国汉密尔顿证券商业分析师，1995 年至2001年任美国 ProvidianFinancial 公司市场总监，执行高级副总裁助理，公司战略策划部经理。2005 年回国创办公司。
从前十大流通股东来看，多只公募基金二季度新进前十大股东。2季度均价150。
财务介绍：
摸鱼打分73分，ROE8.21%，2020年上半年，公司实现营业收入41,647.84万元，较2019年上半年同期增长13.65%，实现归属于上市公司股东的净利润8,067.11万元，较2019年上半年同期增长25.30%，扣除非经常性损益的净利润6,903.77万元，较2019年上半年同期增长31.00%。同时，公司主营业务收入在各细分行业均实现稳步增长： （1）公司工业控制和电源行业的营业收入为32,924.94万元，较上年同期增长15.86%；（2）公司新能源行业营业收入为6,981.03万元，较上年同期增长6.03%；（3）公司变频白色家电及其他行业的营业收入为1,649.38万元，较上年同期增长12.35%。
PE200倍，处于 历史 66%位置，PB28.72倍， 历史 66%的位置。
公司看点：
公司采用以市场为导向，以技术为支撑，通过不断的研发创新，开发出满足客户需求的具有市场竞争力的功率半导体器件，为客户提供优质的产品和技术服务。
公司产品生产环节主要分为 芯片和模块设计、芯片外协制造、模块生产 三个阶段。
阶段一：芯片和模块设计。公司产品设计包含IGBT芯片、快恢复二极管芯片的设计和IGBT模块的设计。本阶段公司根据客户对IGBT关键参数的需求，设计出符合客户性能要求的芯片；根据客户对电路拓扑及模块结构的要求，结合IGBT模块的电性能以及可靠性标准，设计出满足各行业性能要求的IGBT模块。
阶段二：芯片外协制造。公司根据阶段 一 完成的芯片设计方案委托第三方晶圆代工厂如上海华虹、上海先进等外协厂商外协制造自主研发的芯片，公司在外协制造过程中提供芯片设计图纸和工艺制作流程，不承担芯片制造环节。
阶段三：模块生产。模块生产是应用模块原理，将单个或多个如IGBT芯片、快恢复二极管等功率芯片用先进的封装技术封装在一个绝缘外壳内的过程。由于模块外形尺寸和安装尺寸的标准化及芯片间的连接已在模块内部完成，因此和同容量的器件相比，具有体积小、重量轻、结构紧凑、可靠性高、外接线简单、互换性好等优点。公司主要产品IGBT模块集成度高，内部拓扑结构复杂，又需要在高电压、大电流、高温、高湿等恶劣环境中运行，对公司设计能力和生产工艺控制水平要求高。本阶段公司根据不同产品需要采购相应的芯片、DBC、散热基板等原材料，通过芯片贴片、回流焊接、铝线键合、测试等生产环节，最终生产出符合公司标准的IGBT模块。
公司销售主要采取直销的方式进行销售，根据下游客户的分布情况，除嘉兴总部外在全国建立了六个销售联络处，并于瑞士设立了控股子公司斯达欧洲，负责国际市场业务开拓和发展。
下游应用：
中国工控 IGBT 市场按照总体 150 亿 RMB 工控占比 29%计算大约在 44 亿 RMB。 按照国内复合增速 5%，则 2025 年国内工控的市场空间约为 60 亿元；这一块是斯达半导的基本盘，行业需求分散稳定且波动相对较小。英威腾和汇川技术等工控领域国内 领军公司一直都是斯达半导排名第一第二的大客户。
疫情加速了国内下游工控行业的国产替代进程，疫情同时阻碍了英飞凌等 IGBT 产品进入国内。斯达工控 IGBT 可能处于下游本 土需求增加+加速替代国外龙头提升份额的有利局面，预计在后疫情时代工控 IGBT 领 域持续提升市占率的过程也将持续。
IGBT 占新能源车成本近 8%，且是纯增量产品。 IGBT 模块在新能源 汽车 领域中发挥着至关重要的作用，被广泛应用于电机控制器、车载空调、充电桩等设备。IGBT 模块的作用是交流电和直流电的转换，同时IGBT模块还承担电压的高低转换的功能。新能源 汽车 外接充电时候是交流电，需要通过 IGBT模块转变成直流电然后给电池，同时要把交流电压转换成适当的电压以上才能给电池组充电。
在电动车领域主要应用分三类： 1）电驱动系统：IGBT 模块将直流变交流后驱动 汽车 电机（电控模块）； 2）车载空调变频与制热：小功率直流/交流逆变，这个模块工作电压不高，单价相对也低一些； 3）充电桩中 IGBT模块被用作开关使用：直流充电桩中 IGBT模块的成本占比接 近 20%；
电池成本占比最大，一般来说可以占到约电动车总成本 40%以上；2）成本占比第二大的是电机驱动系统,可以达到电动车总成本的 15%~20%,而 IGBT则占到电机驱动系统成本 40%-50%，等价于 IGBT 占新能源车总成本接近 8%的比例。
并且，对于IGBT来说，新能源 汽车 对 IGBT 需求是纯增量，因为传统燃油车功率半导体器件电压低，只需要Si基的 MOSFET，而新能源 汽车 在 600V以上MOSFET无法达到要求，必须要换成 IGBT；因此 IGBT 是仅次于电池以外第二大受益的零部件。
斯达在家电 IPM 和光伏风电等都有相关布局，但是营收占比还相对较小，19 年占比在 4%左右，可能和市场空间相对较小，公司选择先攻克工控和新能源 汽车 的战略有关，在供应链安全因为外部环境受到威胁的大背景下，斯达未来在这一块不断增长的利基市场还是有比较大的替代潜力，是斯达的潜在期权增量领域。
行业地位：
由于IGBT对设计及工艺要求较高，而国内缺乏IGBT相关技术人才，工艺基础薄弱且企业产业化起步较晚，因此IGBT市场长期被大型国外跨国企业垄断，国内市场产品供应较不稳定；随着国内市场需求量逐步增大，供需矛盾愈发突显。我国政府于《中国制造2025》中明确提出核心元器件国产化的要求，“进口替代”已是刻不容缓。公司具备自主研发设计国际主流IGBT芯片和快恢复二极管芯片的能力和先进的模块设计及制造工艺水平，全面实现了IGBT和快恢复二极管芯片及模块的国产化，是国内IGBT行业的领军企业。
根据全球著名市场研究机构IHS在2019年发布的最新报告，2018年度公司在全球IGBT模块市场排名第八，市场占有率2.2%，是唯一进入前十的中国企业。
未来看点：
短期看工控IGBT ：20年疫情背景加速了下游如汇川技术等客户变频器/伺服等产品的国产替代（汇川中报业绩预告高速增长），同时斯达竞争对手英飞凌等产能受限物流受阻，斯达工控IGBT目前处于客户高增长和竞争对手暂时受阻碍的有利局面，二三季度边际向好确定，未来2年工控IGBT是斯达的基本盘；
中期看车载IGBT ：车载IGBT行业增速快于工控，且认证慢，安全性和产品性能要求高；斯达前期车载IGBT产品持续研发布局，累计给20家车企客户进行小批量配套供货，预计接下来将迎来收获期，且恰逢IPO扩产增加车载IGBT产能，预计车载IGBT将较快起量，是公司20-25年增长最快的细分领域；新能源 汽车 业务进展顺利，新增多个项目定点。上半年新能源乘用车销量大幅下滑的背景下，公司新能源领域营收仍小幅增长，估计公司已成为低功率电动车细分领域最大的IGBT模块供应商，同时斩获了多个国内外知名车型平台定点，将在2022年开始SOP。另外，48V功率器件开始大批量装车应用，出货量有望继续上升。
长期看SIC布局 ：斯达对SIC持续投入研发，并和宇通等联合开发基于SIC的电机控制系统，预计2024年左右国内会迎来SIC器件渗透率拐点，测算不同SIC渗透率和斯达在IGBT/SIC器件不同市占率下斯达2025年的收入，显示2025年斯达收入在42亿-64亿之间，净利率20%左右。
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