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。
在电气化和智能化的推动下， 汽车 成为了半导体向前发展的新领域。 汽车 半导体作为一个新兴领域，也被众多企业所垂涎，因而，在近几年中发生在 汽车 半导体行业的并购越来越频繁，甚至还出现了几宗超百亿美元的超级收购。这些并购当中，不仅涉及了传统的 汽车 半导体厂商，还包括了一些计算芯片领域的巨头企业。在众多厂商纷纷开始布局 汽车 半导体的局势之下，是否也意味着 汽车 半导体领域的竞争进入到了加速阶段？
汽车 半导体领域的头把交椅发生变化
众所周知，2015年当中发生了很多并购案，其中，NXP收购飞思卡尔是当年半导体领域中的一大重大变化，而这也促使 汽车 半导体领域发生了变化。
根据市场研究机构IHS Technology在2014年发布的数据显示，在没有发生该笔并购之前，2013年全球 汽车 半导体供应商排名中，前十名供应商的名次与2012年完全相同，当时位居榜首的是瑞萨，紧随其后的是英飞凌和意法半导体。
（2013年全球 汽车 半导体供应商排名）
由于NXP收购飞思卡尔后，这两者的合并销售额得到了大幅度的提高，从而，NXP于2015年跃居 汽车 芯片市场龙头宝座。瑞萨则下滑到了第三的位置，有报告指出，瑞萨 科技 的下滑是由于受到美元对日圆汇率眨值而持续受挫。
在NXP蝉联 汽车 半导体榜首数年之后，伴随着英飞凌收购赛普拉斯的方案的敲定，这种格局再次发生了变化——在 汽车 半导体方面，英飞凌将以13.4%的市场份额超越其竞争对手恩智浦，成为最大的 汽车 半导体供应商。而在 汽车 微控制器领域，英飞凌也将跻身前三。
我们都是知道，无论是飞思卡尔还是赛普拉斯，他们在 汽车 半导体领域中的地位都不算低，但他们却都走向了被收购的结局。而收购他们的也都同样是在 汽车 半导体领域中享有盛名的企业，这种发生在细分领域巨头之间的并购，是否也意味着这个细分领域市场将要爆发？
在哪些方面展开竞速
根据 汽车 市场情况来看，在低碳经济的理念指引下，全球 汽车 产业正朝着能源多元化、智能化、绿色化三大方向不断催生出新的变革。在此驱动下， 汽车 半导体在 汽车 当中将扮演着越来越重要的角色。
根据德勤分析给出的数据来看，半导体成本（即电子系统零部件的成本）已经从2013年的每车312美元增加到了如今约400美元。 汽车 半导体供应商正获益于微控制单元、传感器、存储器等各类半导体设备需求的大幅上涨。到2022年，半导体成本预计将达到每车近600美元。
每量车所带来的600美元成本则来自于多种 汽车 半导体器件，包括MCU、功率半导体（IGBT、MOSFET等）、传感器及其他。这也是各大 汽车 半导体企业所抢夺的市场。就车用微控制器而言，它在传统燃油车和新能源 汽车 中均能发挥用处，而在NXP和英飞凌完成收购后，他们在车用微控制器方面的实力都有所提升。这也为他们追逐当下 汽车 市场利润提供了支持。
此外，新能源也是 汽车 发展过程中不可忽略的大方向。由传统内燃 汽车 向新能源 汽车 的转变意味着 汽车 要像电气化、电子化方向发展，而电气电子模块中最核心的就是半导体芯片。
根据中商产业研究院的报道显示，电气化和智能化为 汽车 半导体带来的影响主要包括以下三个方面：首先是摄像头雷达等感知层器件的搭载量上升，推动了CIS、激光器、MEMS等半导体器件的市场；其次，自动驾驶从L2向L4升级，带动了用于决策的 ASIC、GPU等计算芯片的用量增加；第三，动力传动系统从燃油引擎向混合动力及纯电动的升级大幅推高功率半导体用量的增加。
以上三个方面为 汽车 半导体领域带来了新的发展契机，也同样带来了新的竞争者。新的竞争者主要出现在车载计算芯片的应用上，计算领域芯片巨头英伟达、英特尔等，纷纷开始投入到自动驾驶领域，其中英特尔更是斥资153亿美元收购视觉ADAS主导厂商Mobileye，以布局 汽车 领域的发展。
除此之外，车载雷达也是 汽车 半导体企业在近些年来着力发展的市场之一，尤其是在车用毫米波市场上，多家企业已经推出了相关产品并展开了竞速，尤其是在77GHz毫米波雷达上竞速已经铺开了，参与其中的半导体企业包括NXP、英飞凌、TI等。
同时，在 汽车 感知层方面中所涉及的CIS领域也有了新的玩家参与。众所周知，安森美是 汽车 CIS领域的龙头，其市场占有率超过50%。而伴随着三星宣布其CIS发展后，它就成为了 汽车 CMOS图像传感器领域中的搅局者，ISOCELL Auto就是三星为强化其CMOS图像传感器在 汽车 领域的应用所推出的品牌。
第三代半导体器件的发展也推动着 汽车 半导体产业向前发展，尤其是在车用功率器件领域，第三代半导体将发挥着巨大的作用。对此，也有很多 汽车 半导体厂商在该领域中进行拓展。英飞凌、罗姆等企业在碳化硅领域中拥有着不错的成绩，同时，意法半导体在今年以来，也增加了其在氮化镓领域的布局，它从合作和收购两方面入手（意法半导体在今年3月收购了氮化镓创新企业Exagan的多数股权），力图未来在 汽车 电子方面取得成绩。
此外，车联网的大趋势也为 汽车 半导体提供了发展的动力，但就市场形势来看，车联网还处于发展阶段，其技术发展路线并没有统一。目前，车联网 V2X通信技术有 DSRC与LTE-V两大路线。NXP主推 DSRC 技术，高通则主推 LTEV 和 5G 标准。
从这些企业在 汽车 半导体领域中的布局，我们不难看出， 汽车 半导体市场的竞争正在加速。
主要营收市场发生变化
汽车 半导体需要依靠 汽车 来发挥它的作用，而 汽车 却不像消费类产品，大部分终端用户不会在短期进行更换，因此， 汽车 市场的需求量可能会极大地影响 汽车 半导体的发展。
根据Strategy Analytics的《2016年 汽车 半导体厂商市场份额》显示，在该年中， 汽车 半导体厂商的主要收益来源国首次由日本变为中国，这也意味着全球 汽车 电子产业结构转换。同时，根据前瞻研究院的报告显示，中国 汽车 产销量已经连续十年蝉联全球第一，属于全球 汽车 产销大国。
中国不仅是目前全球大的 汽车 市场，也是全球 汽车 制造中心之一。据德勤预计，轻型 汽车 产量在全球范围内的占比将达到近29%，而这些趋势均使亚太地区倍受半导体厂商的青睐。
对于传统 汽车 半导体巨头来说，他们比较熟悉车规的标准，凭借其多年的经验，他们在 汽车 半导体市场中占有着有利的位置。此外，对于类似英伟达和英特尔等通过利用计算芯片打入 汽车 市场的半导体企业来说，由于这类芯片也是 汽车 的新应用，因此，产品性能或许才是重要的。而凭借他们在半导体产业中多年的积累，他们则在技术实力上占据着优势（他们还可以通过积累的资本，以收购的方式来提升他们的实力）。
国产 汽车 芯片新势力
面对国际 汽车 半导体厂商的强劲实力，本土 汽车 半导体企业的发展之路并不平坦，他们不仅要面临着技术和法律壁垒，还要接受国内 汽车 电子产业上下游互动机制尚不完善的挑战。在这种情况下，我国本土仍有一些 汽车 半导体企业在该领域中默默耕耘，试图打破这种困局。这其中不仅包含本土半导体厂商向 汽车 领域进行拓展，还有一些Tire 1企业参与到了 汽车 半导体的研发中来。
就本土半导体企业而言，近期，我们发现有很多企业开始倾向 汽车 领域的发展，且他们所针对的应用也十分多样化，涉及了车控类芯片、CIS、车联网、毫米波雷达等多种领域。
具体来看，四图维新旗下的杰发 科技 就是在这期间成长起来的专注于 汽车 半导体等领域的企业，其车控类 汽车 电子芯片的表现尤为亮眼；大唐恩智浦则致力于于新能源 汽车 及传统 汽车 的电源管理和驱动，在 汽车 半导体领域大展拳脚；AI独角兽企业地平线也开展了 汽车 相关的业务，其地平线征程二代芯片已被一些整车厂商所采用；在车用毫米波雷达领域，也出现了一些初创企业致力于此，包括加特兰、隼眼 科技 、安智杰等企业；同时，还有一些半导体企业增加了 汽车 领域的投资，包括华为投资了车载以太网芯片研发商裕太车通。
此外，国内Tire 1也顺着 汽车 智能化和电气化的发展方向，开始与半导体厂商进行合作，或者自行研发相关的半导体器件。这当中包括，吉利集团控股的亿咖通 科技 与Arm中国合资建立了湖北芯擎 科技 ，规划建设车规级芯片及通讯模组的研发、测试及生产基地。此外，在车用IGBT方面取得了一定成绩的比亚迪也于今年宣布，其半导体业务已完成了拆分，并正式更名为比亚迪半导体有限公司。据悉，引入战略投资者完成后，该公司还将继续深耕于车用IGBT领域。
结语
汽车 半导体已经成为了半导体产业当中最具发展前景的领域之一。同时在电气化和智能化趋势的推动下，传统车厂也开始寻求能够助力其向这个方向发展的半导体供应链，这为半导体产业带来了新的发展机会，由此，也引起了半导体企业在 汽车 领域展开竞速。
同时，伴随着近些年来人工智能等技术的提升，与 汽车 相关的AI芯片也开始渗入到 汽车 中来，因此，也催生了一些专注于计算芯片和感知层芯片的企业能够有机会参与到 汽车 半导体芯片的竞争中来。
汽车 半导体的竞争不仅引起了半导体巨头的注意，在新应用中还吸引了一些初创企业参与其中。因此，我们也看到并购、收购股权这样的事发生在 汽车 半导体领域中。而这都加剧了 汽车 半导体行业的竞争。
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