引言功率半导体行业浅析一文分为上、下两篇内容，共包含五个部分，分别为：1、功率半导体行业概览，2、受益于新能源汽车行业，3、加速国产替代，4、三代半导体已逐步渗透，5、重点企业。四、三代半导体已逐步渗透SiC具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高热导率等特点，使得其器件适用于高压、高频、高温的应用场景，相较于硅器件，可以显著降低开关损耗。因此，SiC可以制造高耐压、大功率的电力电子器件，下游主要用于智能电网、新能源汽车等行业。新能源汽车市场的蓬勃发展将带动SiC功率器件的市场需求。SiC功率器件能满足新能源汽车多方位的需求，给新能源汽车带来诸多方面的性能升级。在相同功率等级下，全SiC模块的封装尺寸显著小于Si模块。SiC用在车用逆变器上，能够大幅度降低逆变器尺寸及重量，做到轻量化。以Rohm给全球顶级电动方程式赛车FormulaE提供的全SiC功率模块为例，该模块使得逆变器的重量减少了6千克，尺寸缩小了43%。其次，SiC功率模块与硅基IGBT功率模块相比，可大幅减少开关损失，给新能源汽车电驱系统带来直接的效率提升，进而减少电力损失，增加新能源汽车的续航能力。采用Rohm全SiC模块的逆变器相对于采用硅基功率模块的逆变器减少了75%的开关损失。由于SiC器件的高热导率，其散热性能优异，具有优异的高温稳定性，间接提升了新能源汽车的工作稳定性和安全性。并且SiC器件的能量损耗小，发热量也更小，散热处理也更容易进行，不但散热器体积可以显著减小，还可以实现逆变器与电机的一体化。此外，SiC器件在车载OBC、DC/DC等系统也已开启渗透新能源汽车渗透普及亟需解决的一个问题就是提高充电效率、缩短充电时间。高压快充越来越普及，对OBC所用功率半导体的性能和稳定性要求也越来越高，因此SiCMOSFET已经开启了OBC领域的渗透。以全球领先的第三代半导体功率器件Wolfspeed提供的OBC解决方案为例，6.6KWOBC中使用SiC方案会带来功率密度的提升以及2.5%的效率提升，22KWOBC中使用SiC方案会带来功率密度的提升以及2%的效率提升。此外，采用SiC方案还能带来明显的系统成本、运行成本及碳排放的成本节省。此外，随着技术的进步和产品设计的升级，高压电源系统集成化趋势明显。如在如特斯拉等新能源汽车制造商的新款产品中，OBC被同DCDC或BMS等整合在一起，形成“黑箱式”结构，这对产品功率密度、热管理性能等提出了更高的要求，使用SiC方案的优势明显。根据Yole预测，-年功率SiC市场将由5.41亿美元增长至25.62亿美元，年均复合增速高达约30%。其中新能源汽车市场（含主驱逆变、车载OBC、DC-DC转换）为最大的增量来源，市场空间将从2.25亿美元增长至15.53亿美元。第三代半导体现阶段的渗透瓶颈主要是成本过高，尤其是衬底的成本高企以SiC为例，不同于Si材料，SiC材料无法用熔体提拉法制备，主要是因为在现有的实验条件所能达到的压力条件下，SiC没有熔点，只是在℃以上时升华为气态。其次，在现有实验条件所能达到的温度条件下，C在Si熔体中的溶解度也非常小。因此现有SiC单晶的制备常使用PVT法，该方法不可实施监控，相当于黑匣子操作，生长出来的单晶位错多，质量难以提高。此外该方法生长速度较慢、难以生长形成大晶体，规模化生产效率低。当前全球市场上，6英寸SiC衬底已经实现商业化，主流几家大厂商推出8英寸衬底样品。据CASA预计，5年内8英寸将全面商用。随着6英寸SiC单晶衬底和外延晶片的缺陷降低和质量提高、8英寸产线有望逐步实现规模化生产，SiC器件制造成本将持续下降，推进SiC器件和模块的普及。据CASA统计，SiC、GaN的价格近几年快速下降，年较年下降了50%以上，主流产品与Si基器件的价差也在持续缩小，基本已达到4倍以内。考虑系统成本的节省和能耗因素，SiC及GaN模组已经有一定的竞争力。五、重点企业1、斯达半导公司成立于年4月，十几年来始终专注于以IGBT为主的功率半导体芯片和模块的设计、研发及生产。公司不断技术积累，在技术路线上走先模块、后芯片；先工业、后车规的路径，从易到难，不断突破，快速成长为国内IGBT龙头企业。公司在技术上不断追赶海外先进厂商，是IGBT国产化替代的排头兵。公司IGBT模块收入占据年营收的94.65%，型号超过种，电压等级涵盖V～V，广泛应用于新能源汽车、变频器、逆变焊机、UPS、光伏/风电发力、SVG、白色家电等领域。年，公司IGBT模块配套逾20万辆新能源汽车，覆盖超过20家汽车品牌，处于国内领先地位，是国内为数不多能够供应车规级IGBT模块的厂商之一。公司不断加强研发，有望提升IGBT模块供应车型等级，实现产品销售单价提升及销售结构优化，并凭借优质的客户充分受益新能源车市场的快速发展。2、士兰微公司是国内半导体领先企业，现已形成器件（主要为功率半导体器件MOSFET、IGBT、二极管等产品）、集成电路（主要包括IPM、MCU、MEMS传感器、电源管理芯片、数字音视频电路等）、LED芯片及外延片等业务板块，是国内产品线最为齐全的半导体IDM厂商。公司投产国内IDM厂商第一条12英寸功率产线，不断发力功率半导体板块，坚定走IDM之路。依赖公司的强研发投入，公司产品矩阵不断完善，并在IGBT和IPM产品取得较为明显的竞争优势。IGBT方面，公司IGBT单管及模块产品均已实现规模销售。其中公司IGBT单管较完善地覆盖V///V等中低压电压等级；另有V/VIGBT模块应用于新能源汽车领域，VIGBT模块应用于电焊机、电机逆变器、变频器等工业应用。公司自研芯片的电动汽车主电机驱动模块已在上半年通过部分客户测试，并接获小批量订单。由此公司成为国内为数不多能够供应车规主驱IGBT模块的厂家之一，有望受益未来全球新能源汽车销量快速增长带来的发展契机。公司历史上归母净利润波动较大，主要是受到LED业务利润率降低、8英寸产线折旧压力较大等因素影响。现阶段公司基本面迎改善：LED业务收入占比总体呈下降趋势，影响逐渐减小；公司资本开支已连续2年下降，随着8寸产线产能爬坡接近尾声、营收体量不断增加，公司折旧成本占营收比重也有望转而下行，折旧压力有望减小。结合功率半导体行业高景气，公司业绩有望在-两年持续改善。3、新洁能公司自成立以来始终专注于半导体功率器件行业，是国内半导体功率器件行业内最早专门从事MOSFET、IGBT研发设计的企业之一。目前公司主要营收来源为MOSFET芯片和器件，是国内技术实力和销售规模领先的功率半导体设计企业。公司MOSFET产品矩阵完善，是国内少数几家能够研发设计并量产先进的屏蔽栅MOSFET和超级结MOSFET的厂家之一。公司专注研发，利用IPO募投项目进行“超低能耗高可靠性半导体功率器件研发升级及产业化”及第三代半导体功率器件项目建设，为公司产品高端化发展奠定基础。公司创立初期采用Fabless模式运营，将有限资源投入到研发中，取得快速成长。现阶段公司开始扩建封测产能，加强对功率半导体核心封测环节的控制，有利于与设计环节形成协同优化，并为公司长期发展提供保障。公司在车规MOSFET供应方面亦已有所突破，公司部分产品已经应用到新能源汽车及充电桩等领域。据公司年年报，公司汽车领域客户包括长城汽车、宁德时代、比亚迪等。此外，公司亦积极布局应用于汽车的第三代半导体产品，V新能源汽车用SiCMOSFET正在积极研发之中。公司有望凭借自身深厚的技术积累和强大的代工资源（华虹半导体、长电科技等）获得长足发展，充分受益功率半导体的国产化发展进程以及新能源汽车市场等下游的蓬勃发展。4、捷捷微电公司成立于年，深耕行业25年，专注于半导体分立器件、电力电子元器件的设计、制造和销售。公司现已成长为国内主要的功率半导体器件供应商，主要业务板块包括晶闸管、防护器件、模块与组件、MOSFET、IGBT芯片等。公司在晶闸管（又称可控硅，SCR）领域具有领先地位：公司是国内研发最早、产品最齐全的厂家之一，在国内外市场享有较高品牌知名度和市场占有率。公司采用IDM模式运营，牢牢掌握功率半导体晶圆制造及封测环节，充分实现质量和成本控制，运营效率和盈利能力行业居前。公司立足晶闸管的领先地位，积极推进SGTMOS、SJMOS、先进整流器、先进TVS等产品研发与产业化，成果显著。年MOSFET在公司营收中占比已达20%，预计年有望进一步提升，为整体收入增长提供充足动能。公司突出的芯片研发能力及不断提升的产品质量助力公司打响品牌知名度，公司客户如海尔集团、中兴通讯、正泰电器、德力西电器等在前期小批量试用公司产品后不断加大采购力度，现已成为公司重要客户。公司品牌知名度和市场影响力日益增强，有望深度受益国产替代，实现长足发展。汽车产品方面，公司正积极开发应用于汽车的MOSFET产品，并配套建设相关产能。年6月8日，公司成功向不特定对象发行1,万张可转换公司债券，募集资金总额11.95亿元，拟全部用于投入车规级先进封测项目，帮助公司建立起DFN、TOLL、LFPACK、WCSP等形式的先进封装制造能力，为公司MOSFET产品提升毛利率、打入车规等高端客户提供有力支撑。5、闻泰科技公司成立于年，年即成为国内出货量最大的IDH企业。年公司转型成为手机ODM企业，现已成长为全球手机ODM龙头企业。年公司ODM业务收入达到.67亿元，下游客户包括OPPO、三星、小米等主要手机厂商。年，公司开启对安世半导体的收购事项。年，公司完成对安世半导体%的股权收购，大跨步进入功率半导体行业。安世半导体（Nexperia）前身为恩智浦半导体公司的标准产品事业部，于年初开始独立运营。安世半导体采用IDM模式运营，在德国和英国分别拥有一座晶圆厂，在中国东莞、菲律宾及马尼拉设有封装厂。据闻泰科技年报，年安世半导体营业收入达到98.92亿元人民币，在全球功率分立器件行业中位列第九。年，安世半导体有45%的营业收入来自汽车领域，是全球汽车半导体的龙头企业之一，拥有近1.6万种产品料号，在汽车类POWERMOSFET预计市场地位仅次于英飞凌。闻泰科技通过收购安世半导体，大踏步进入半导体领域，也有望整体提升了我国功率半导体的供应水平和能力。年，闻泰科技在上海临港的12英寸车规级晶圆产线开工建设，该产线总投资亿元，预计年产晶圆40万片，有望大幅提升安世半导体服务我国本土新能源汽车市场的能力，为公司掘金我国新能源汽车市场的快速发展打下扎实的基础。外向的孤独患者B
