2022年斯达半导产业细分及业务规划研究

1、2022年斯达半导产业细分及业务规划研究1.斯达半导作为国产IGBT龙头，业绩长期高增长，技术业界领先1.1. 发展历程：深耕 IGBT 领域 17 年，成就国产龙头斯达半导成立于 2005 年，主营产品是 IGBT 模组，在全球市场占有率前十，国内第 一，是当之无愧的行业龙头企业。公司的发展可分为三个阶段：创业阶段，坚持自主研发路。起初专攻于 IGBT 模块开发，于 2007 年便成功完 成 IGBT 模块关键技术工艺开发，成功推出第一款 IGBT 模块，并不断攻克 IGBT 模块核心技术难题。此后，为摆脱国外供应商依赖，实现核心芯片自主供应，公 司成功独立研发出了平面栅 NPT 型 IGB

2、T 芯片，并于 2012 年实现量产。2015 年，公司实现营业收入 2.53 亿元。快速成长，工控领域成龙头。2015 年，公司成功独立研发出了最新一代沟槽栅 场截止 FS-Trench 型 IGBT 芯片，与市场主流的进口芯片性能相当。2017 年，公 司 IGBT 模块市场份额首次进入全球前十，中国市场第一。2019 年，公司实现 营业收入 7.79 亿元。2015-2019 年，公司营收的复合增长率达到 32%。技术领先，新能源创造辉煌。2020 年，公司作为 IGBT 概念龙头股在 A 股主板 上市。公司较早进入新能源汽车领域，受益于新能源汽车渗透率提升，公司新能 源业务营收持续增加

3、，占比由 2018 年的 18.3%上升至 2021 年的 33.5%。公司基 于第七代微沟槽技术的新一代车规级 IGBT 芯片将于 2022 年批量供货，技术水 平在国内遥遥领先。同时，公司光伏 IGBT 产品也陆续进入主流逆变器厂商供应 名单。此外，公司于 2021 年定增 35 亿元，自建 SiC 和高压 IGBT 晶圆厂，为未 来持续发展打下坚实基础。2019-2021 年，公司营收的复合增长率达到 48%。1.2. 高管团队背景突出，核心团队凝聚力强，经营业绩持续向好股权结构稳定，实控人与公司利益深度绑定。公司实控人为沈华、胡畏夫妇，二人 通过斯达控股和香港斯达间接持有公司 41.7

4、7%股权，股权较为集中。公司董事长兼总经 理沈华于 1995 年获美国麻省理工学院材料学博士学位，曾任英飞凌高级研发工程师；副 总经理胡畏于 1994 年获美国斯坦福大学工程经济系统硕士学位。创始人具有国际化视野， 兼具技术研发和生产管理经验。核心团队汇聚国际人才，技术背景丰富。副总经理汤艺拥有多年的 IGBT 芯片技术研 发及管理经验，负责公司 IGBT 芯片技术研发工作；副总经理戴志展拥有多年半导体元器 件设计及系统应用经验，负责公司产品测试和系统应用工作；研发部总监刘志红拥有丰富 的模块技术研发以及实践经验，负责公司模块封装技术研发工作；工艺部总监胡少华一直 从事模块制造工艺的开发工作，

5、在模块制造工艺方面有丰富的行业经验和技术积累。核心 团队汇聚国际人才，浓厚的工程师文化助力公司形成领先的生产工艺及技术优势。股权激励绑定核心员工，提升人才粘性。技术和人才是 IGBT 行业竞争的重要因素。 公司历来重视优秀人才，上市前已设立员工持股平台富瑞德投资，用于对骨干员工进行股 权激励，增强员工对公司德归属感，目前员工持股平台持有公司 5.09%股权。此外，公司 于 2021 年 4 月发布首期股权激励计划，以 134.67 元/股向 115 名技术（业务）骨干及管 理人员授予股票期权 65.5 万份。股权激励有利于公司凝聚人心，稳定核心团队，激发员 工的积极性，为公司的持续发展提供强劲

6、动力。公司经营情况持续向好，盈利能力稳定提升。公司营业收入自 2015 年始终保持较高 增速增长。2019 年受新能源汽车补贴退坡，下游需求疲软叠加产能瓶颈因素，公司营收 增速略有放缓；2020-2021 年，进口品牌受疫情影响交付周期拉长，公司加快客户导入节 奏，产能陆续释放，公司营收增速回升，2021 年营收更突破 17 亿元。凭借过硬的产品实 力和品牌口碑，公司获得较强的议价能力，盈利能力稳定提升，6 年间毛利率由 28.83% 提升至 36.73%，净利率由 4.69%提升至 23.40%。1.3. 公司重视研发，核心技术不断突破，国内领先重视研发投入，保持技术优势。IGBT 属技术密

7、集型行业，且国内技术起步较晚，需 要大量的研发投入。公司高度重视研发工作，持续加大研发投入，研发费用率一直保持在 较高水平，确保公司保持技术领先优势。2021 年，公司研发费用达 1.1 亿元，同比增长 43.0%，占营收的比重为 6.5%。国内率先实现第七代微沟槽技术量产，大幅领先市场。IGBT 的技术发展趋势为“小 尺寸、高功率、低损耗”，第七代微沟槽技术可实现面积减小 20%、芯片厚度从 120 微米 减少到 80 微米、导通压降从 1.7V 降到 1.4V，从而大幅提升 IGBT 的性价比。第七代技术对工艺要求极高，芯片的减薄和背面工艺是核心。华虹半导体是国内唯一 拥有 IGBT 全套

8、背面加工工艺的晶圆代工企业，包括背面薄片、背面离子注入、背面激光 退火、背面金属等。IGBT 领域设计与制造强耦合，通过与华虹的合作，公司于 2021 年 成功研发出基于第七代微沟槽 Trench Field Stop 技术的新一代车规级 650V/750V/1200V IGBT 芯片，并于 2022 年开始批量出货。在国内厂商仍以六代或以下技术为主的现状下， 第七代微沟槽 Trench Field Stop 技术将成为推动公司业绩增长的杀手锏。2.斯达半导新能源业务发展势不可挡，助力公司业绩腾飞2.1. 汽车电动化进程加速进行，车规 IGBT 迎来持续高增长根据中汽协数据，2021 年我国新

9、能源汽车销量大增达 352 万辆，同比增长 158%；新 能源汽车发展迎来拐点，渗透率超过 13.4%。同期，全球新能源汽车销量超 650 万辆。技术突破驱动新能源汽车渗透率未来加速提升我们认为，当前新能源汽车的发展已由政策驱动为主，转向由技术突破带来的市场驱 动为主。新能源汽车在综合经济性、外观造型、智能交互、驾乘体验等方面已经全面超越 燃油车。同时，针对新能源汽车存在的主要痛点，产业链上下游积极探索和尝试，高密度 电池、高压技术、超级混动等技术已逐渐成熟并取得应用。2021 年，特斯拉发布 4680 电池，电池能量密度提高 5 倍，整体续航表现提升 16%， 每 kWh 价格降低 14%；

10、比亚迪于 2021 年初推出混动 DM-i，可油可电续航最高可达 1200 公里，而亏电下油耗最低仅 3.8L/百公里，远低于传统燃油车油耗。2022 年 4 月，广汽埃 安发布首个超级充换电中心，充电站内配备 480kW 功率超充桩，匹配高压快充车型，充电 5 分钟即可获 200km 续航。随着产业链其他企业的加速跟进，短期内阻碍用户选择新 能源汽车的问题有望将逐步解决。因此我们预计新能源汽车销量会持续高增长，到2025 年中国新能源汽车出货量实现 1160.4 万辆。新能源汽车渗透率提升+产品结构升级促进车规 IGBT 量价齐升电驱动系统是新能源汽车的心脏，而 IGBT 作为其核心器件，可

11、将直流电转为交流电 后驱动汽车电机，其成本占电机控制器约 40%。根据车型不同，单车 IGBT 价值在 800- 4000 元左右，当前平均价值预计 1800 元左右。车规级 IGBT 未来五年 CAGR 有望达 40%+。当前电动车市场 A00 级车型占比约 27%，而乘用车整体市场 A00 级仅占 4%。随着新能源汽车技术日渐完善，A00 级“试水” 车型占比将逐渐下降，电动车销售结构未来必然向成熟市场演进，从而提高单车 IGBT 价 值。长远来看，SiC 模块有望在高端车型得到大规模应用，考虑到 SiC 模块价格是硅基IGBT 的 2 倍以上，未来车规级 IGBT 有望实现量价齐升。因此

12、，考虑 A 级以上车型占比 提升和 SiC 模块渗透率提升带来的价格上涨，单车 IGBT 价值预估年均增加 5%，我们预 计到 2025 年国内车规级 IGBT 市场规模可达约 250 亿元，CAGR 超过 40%。2.2. 车规 IGBT 产品实力构筑护城河，斯达演绎强者恒强客户认证构筑护城河，强者恒强持续做大国产车规 IGBT 龙头，行业领先。2021 年，公司在新能源汽车业务营收约 5 亿元，2022 年 Q1 车规级 IGBT 市场占有率为 16.4%，仅次于英飞凌的 22.9%，是国内当之无 愧的龙头，领先其他国产品牌。车规级 IGBT 壁垒极高，除了对产品的可靠性、安全性、稳定性等

13、方面有严苛的要求， 下游企业的测试认证周期较长，导入时间通常需 1-2 年以上。公司率先在新能源汽车领域 积累了大量优质客户资源，产品性能得到终端用户的充分验证，使客户验证壁垒反而成为 公司的护城河。品牌和口碑的背书有利于公司持续开拓导入更多客户，巩固其龙头地位并 占据更多市场份额，提高潜在竞争对手进入该行业的壁垒，从而形成正向循环。国产替代已成趋势，龙头充分受益。车规级 IGBT 门槛较高，当前进口厂商依然占据 国内近 4 成市场份额，且几乎垄断高端产品领域。区别于逻辑芯片，功率半导体的国产替 代机会大：新能源行业最大的市场和下游客户都在中国，国产替代具备天时地利人和的优 势；中美摩擦导致半

14、导体人才回流，同时国家政策更加重视半导体人才培养；功率半导体 不参与先进制程竞技，投资门槛略低于逻辑芯片；功率半导体的材料和设备国产化难度相 对较低；新材料刚刚开始大规模产业化，国内追赶相对容易。公司作为国产 IGBT 龙头， 有望充分受益于国产替代红利。产品结构优化，客户地位领先，未来增长可期配套车型逐步升级，产品结构持续优化。公司车规级 IGBT 模块持续放量，配套车型 覆盖 A00 级到 B+级。就单车 IGBT 价值而言，A 级以下车型在 800 元左右，而 B+级车 型超过 3500 元。公司有望凭借先发优势和技术优势，有望逐步提高 A+级车型配套占比，预计 2022 年将上升到 4

15、5%。2021 年，公司新增多个使用全 SiC MOSFET 模块的 800V 系 统的主电机控制器项目定点，而 SiC 模组的价格是同等硅基 IGBT 的 3-5 倍，SiC 模块布 局将对公司 2023-2029 年 SiC 模块销售增长提供持续推动力。公司产品结构不断丰富升 级，实现产品单价提升。客户质量优异，未来增长可期。公司的核心客户包括汇川技术、上海电驱动、巨一动 力等电控领域 Top 10 主要玩家。汇川是国内电控 Tier1 龙头，市场占有率接近 10%；上 海电驱动和巨一动力则为新能源车电驱厂商。这几家电控厂商服务的客户包括宇通客车、 小鹏、理想、奇瑞、长城、广汽等，都是商用

16、车/乘用车销量龙头，销量增长迅速。公司 手握优质下游客户资源，未来增长空间巨大。2.3. 光伏发电快速发展，新项目导入助力公司业绩锦上添花光伏行业未来高速发展，IGBT 复合增长率预期达 17.6%IGBT 在光伏行业主要应用于光伏逆变器，占其价值量的 15%-20%。由于光伏发电 输出的电能不符合电网要求，需通过光伏逆变器将其整流成直流电，再逆变成符合电网要 求交流电后输入并网。IGBT 模块是光伏逆变器的核心器件，占逆变器价值量的 15%-20%。光伏逆变器根据结构不同，主要分为组串式、集中式和集散式逆变器。其中，组串式 逆变器是将光伏组件的直流电通过多个逆变器进行交流转换后进行汇流，其模

17、块化设计 体积小、重量轻，便于搬运安装，适用于中小型光伏发电站，根据中国光伏行业协会统计， 占据了 66.5%的市场份额；集中式逆变器采用大型逆变器将多个光伏直流电汇流后转化为 交流电，其逆变器数量少便于管理，功率密度大，常用于大型光伏发电站，占据 28.5%的 市场份额。各国政策强推新能源，光伏行业前景光明。2021 年 10 月，国务院印发2030 年前 碳达峰行动方案，强调大力发展新能源。全面推进风电、太阳能发电大规模开发和高质 量发展，坚持集中式与分布式并举，加快建设风电和光伏发电基地。到 2030 年，风电、 太阳能发电总装机容量达到 12 亿千瓦以上。因此，光伏发电行业的迅速发展将

18、成为 IGBT 模块行业持续增长的又一动力。2022 年 5 月欧盟委员会宣布 Repowereu 的能源计划，将 欧盟“减碳 55%”政策组合中 2030 年可再生能源总体目标从 40%提高到 45%，并建立专 门的欧盟太阳能战略，到 2030 年安装 600GW。2025 年全球光伏逆变器用 IGBT 市场规模有望突破百亿元。根据中国光伏行业协会 预测，2025 年全球光伏逆变器新增装机量有望达到 330GW，假设替换装机量为十年前的 新增装机量。根据中国光伏行业协会 2020 年统计，组串式和集中式逆变器占比分别为 66.5%、28.5%（集散式占比小，暂不考虑进计算中），按照 IGBT

19、 占组串式和集中式逆变器 BOM 成本的 18%和 15%计算，预计全球光伏逆变器用 IGBT 市场规模将以 17.6%的增 速扩大，2025 年市场规模将达 102.7 亿元。布局早能力强，公司光伏业务增长可期较早布局光伏赛道，产品快速放量。2015 年以来，随着新能源行业的大力发展，公 司产品已经进入了光伏发电行业。经过前期数年研发积累，公司产品得到市场认可，市场 需求增长较快。2020 年，公司自主 IGBT 芯片开发的适用于集中式光伏逆变器的大功率 模块系列和组串式逆变器的 Boost 及三电平模块系列市场份额进一步提高，自主 IGBT 芯 片开发的分立器件获行业内重点组串式光伏逆变器

20、客户的批量装机应用；2021 年，公司 使用自主 650V/1200V IGBT 芯片以及配套快恢复二极管芯片的模块和分立器件在国内主 流光伏逆变器客户大批量装机应用；同时，公司继续布局宽禁带功率半导体器件，在光伏 等行业推出的各类 SiC 模块得到进一步的推广应用。主要客户均为我国光伏龙头企业，国产替代空间巨大。光伏逆变器是一个竞争激烈 的市场，我国光伏企业依靠成本及全产业链制造优势，在全球市场中占据统治地位。据 Wood Mackenzie 统计，2020 年全球光伏逆变器销量排名前十的公司，其中 6 家来自中国， 包括华为、阳光电源等企业。公司已是国内多家头主流光伏逆变器客户的主要供应商

21、，如与阳光电源已合作超过 10 年。下游客户受制于成本及供应链压力，进口替代需求迫切， 随着国产 IGBT 性能的不断提升，为公司带来巨大的国产替代空间。公司在光伏逆变器市场已有成熟的解决方案。根据公司官网的光伏应用方案介绍， 针对集中式光伏逆变器，公司采用 P2 和 C6.1 系列产品，提供基于半桥拓扑结构的高可 靠性方案和灵活的并联方案；针对组串式光伏逆变器，公司提供基于 T 字形三电平和一 字型三电平的拓扑结构的两种解决方案。对于客户的个性化需求，公司还提供了基于 T 字 形三电平的拓扑结构的其他形式解决方案，可满足光伏行业的各类应用需求。3.斯达半导布局 SiC 和高压 IGBT，延续

22、业绩长期高增长3.1. 第三代半导体应用广泛，带动 SiC 芯片市场崛起SiC 是第三代宽禁带化合物半导体材料之一。以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等材 料为代表的化合物半导体，因其具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的电子饱和速度等优异性能，能够承受更高的电压、更高的热导率、更强的辐射。SiC 功率器件具有 高压、高频、耐高温、开关损耗小、导通电阻低等显著优势，可提高功率密度和效率，同 时有效降低能耗，减小体积，可广泛应用于高压高频高温及高可靠性等领域。以汽车领域为例，SiC 功率模组在耐高压、低损耗、低综合成本三方面具有显著优势。Sic 芯片作为目前主流的第三代半导体芯片，被广泛应

23、用于新能源汽车等新兴高端行业市 场。SiC MOSFET 与 IGBT 方案相比，可以有效的提升新能源汽车持续续航能力、空间利 用等关键指标，同时还可以减小电机控制器的体积，以特斯拉为代表的部分中高端车型已 经开始使用 SiC MOSFET 方案。1） 耐高压：800V 以上电压平台为了提高充电速率，主流电动车电压平台在从 400V 向 800V 以上演进，但当前车规 级 IGBT 难以承受 800V 以上电压。受益于 SiC 材料宽禁带、高临界击穿电场等优异性能， SiC MOSFET 能满足 800V 以上电压平台的要求，将成为未来 800V 高压平台的标配。2） 低损耗：低开关及导通损耗

24、，电驱系统效率提升SiC MOSFET 拥有更高的开关频率和下降的通态电阻，开关速度比硅基 IGBT 快，损 耗比硅基 IGBT 少。相同的行驶条件及行驶里程下，在配备 1200V SIC MOSFET 的 800 V 系统中，逆变器能耗降低了 69%，整车能耗降低了 7.6%。3）低综合成本：提升车辆系统效率单个 SiC 功率器件虽比硅等效器件成本更高，但使用 SiC 器件实则能节省系统成本。 需要更少的组件、更小的无源组件尺寸、更小的冷却系统、相同里程范围内更小的电池容 量以及更少的设计开发工作量，能耗的降低使得车辆系统效率提高，电池容量需求下降， 节约的电池成本超过了 SiC 器件增加的

25、成本，从而使总系统成本降低 6%。SiC 市场快速崛起，市场规模将迅速成长。得益于 SiC 材料的性能优势，下游应用场 景丰富，主要包含 EV、快充桩、UPS 电源（通信）、光伏、轨道交通以及航天军工等领 域，其中新能源汽车行业有望迎来快速爆发，通信、光伏等市场空间较大。目前 SiC 功率 器件主要定位于功率在 1kW-500kW 间、工作频率在 10KHz100MHz 间的场景，特别是 一些对能量效率和空间尺寸要求较高的应用，如新能源汽车、光伏微型逆变器、电力牵引、 智能电网、电源等领域，可取代部分硅基 MOSFET 与 IGBT。据 Yole 统计，2021 年 SiC 功率半导体市场规模

26、达 10.90 亿美元，预计到 2027 年将增长至 62.97 亿美元，2021-2027 年复合增速高达 34%。3.2. 智能电网、轨交、风电行业快速发展，高压 IGBT 需求持续上升高压 IGBT（1700V）广泛用于智能电网的发电端、输电端、变电端及用电端。在 发电端，风整流器和逆变器都需要使用 IGBT 模块；在输电端，特高压直流输电中 FACTS 柔性输电技术需要大量使用IGBT等功率器件；在变电端，IGBT 是电力电子变压器（PET） 的关键器件。目前国内柔性直流输电用 3300V 和 4500V 高压 IGBT 基本依赖进口，亟需 发展国产高压 IGBT 器件，支撑国家重大装

27、备和重点工程的发展。高压 IGBT 有望受益于我国轨道交通持续快速发展。轨道交通用 IGBT 的电压等级 一般为 12006500V，其中干线铁路主型器件一般采用 3300V、4500V 及 6500V 电压等级的 IGBT 模块。高压 IGBT 是轨交列车“牵引变流器”的核心功率器件，主变流器特殊的 负载特性和复杂的运行环境，所使用的 IGBT 需承受极端的温度和剧烈的机械冲击，且 动、静态特性与可靠性要求更高，其温度循环寿命和功率循环寿命一般是普通工业级 IGBT 的 10 倍。绿色交通大背景下，我国城市轨道交通正步入稳定发展阶段，据交通运 输部数据，2021 年我国新增城市轨道交通线路

28、35 条，新增运营里程 1168 公里，同比增 长 15%。风电在电力生产结构中的占比逐年上升，为高压 IGBT 带来增量需求。“十三五” 以来，我国海上风电快速发展，已成为仅次于英国和德国的世界第三大海上风电国家，未 来仍将继续保持快速发展。目前风电的风机功率等级主要以 2-7MW 为主，未来将达到 10- 20MW，风机向着更高功率等级的发展势必会带来 3300V 和 4500V 等高压 IGBT 器件的 需求。同时，大陆风电增速受 IGBT 器件进口受限影响，高压 IGBT 作为风电变流器的核 心功率器件，亟需完成国产替代。3.3. 前瞻布局 SiC 和高压 IGBT，推动国产替代步伐募

29、资 35 亿元加码 SiC 和高压 IGBT。2021 年 9 月，公司宣布定增申请获证监会 审核通过，将募资 35 亿元用于 SiC 芯片、高压 IGBT 的研发及生产。募投项目达产 后预计将新增年产 6 万片 6 英寸 SiC 芯片、年产 30 万片 6 英寸高压 IGBT 芯片、年 产 400 万片 IGBT 模块的产能，持续扩大以 IGBT 模块、SiC 模块为代表的功率半导 体模块产能，稳固公司龙头地位。加快技术突破，打破国外垄断格局。公司本次募资布局 SiC，有助于加快我国第三代 半导体功率器件的技术突破，抓住行业新材料升级机遇，打破国外龙头企业垄断格局，改 变当前关键元器件严重进

30、口依赖的局面，推动 SiC 芯片国产化进程。公司积极布局宽禁 带功率半导体器件，对机车牵引辅助供电系统推出了低电感 SiC 模块；在新能源汽车领 域推出了低损耗车用 SiC 模块；在光伏领域推出了混合 SiC 模块。把握新能源汽车市场机遇，打开未来增长空间。2021 年，公司车规级 SiC 模块已获 国内外多家著名车企和 Tier1 客户的项目定点，本次募投项目量产后，公司将拥有自研车 规级 SiC MOSFET 模块，迅速拓展新能源汽车市场份额，为公司业绩持续增长打下扎实 基础。丰富公司产品矩阵，全面提升核心竞争力。公司本次募资布局高压 IGBT，可满足智 能电网、轨道交通、风力发电行业高压功率芯片的需求，丰富公司产品线。同时，加快我 国高压 IGBT 芯片的技术突破，实现高压功率器件的国产化替代，为后续发展储备坚实动 能。4.传统工控需求稳定，支撑IGBT稳定增长4.1. 工控领域广泛应用，IGBT 需求稳中有进IGBT 在工控领域应用广泛，是变频器、逆变焊机等传统工控及电源行业的核心器件。作为电力电子行业的“CPU”，IGBT 能够