斯达半导研究报告：国产IGBT龙头新能源强浪潮推动业绩高增长

斯达半导研究报告：国产IGBT龙头，新能源强浪潮推动业绩高增长1.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IGBT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%。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41.77%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，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动力。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TrenchFieldStop技术的新一代车规级650V/750V/1200VIGBT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TrenchFieldStop技术将成为推动公司业绩增长的杀手锏。2.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%；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。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45%。2021年，公司新增多个使用全SiCMOSFET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。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客户的批量装机应用；2021年，公司使用自主650V/1200VIGBT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WoodMackenzie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，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。3.布局SiC和高压IGBT，延续业绩长期高增长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，被广泛应用于新能源汽车等新兴高端行业市场。SiCMOSFET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SiCMOSFET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，SiCMOSFET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，电驱系统效率提升SiCMOSFET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1200VSICMOSFET的800V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10KHz~100MHz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1200~6500V，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35条，新增运营里程1168公里，同比增长15%。3.3.前瞻布局SiC和高压IGBT，推动国产替代步伐募资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SiCMOSFET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能够根据工业装置中的