IGBT产业链梳理，大摩热捧的逻辑是什么？.pdf

优塾 发布于 2020 年 10 月 15 日 财务分析和财务建模领域专业研究机构 IGBT 产业链 梳理 ，大摩热捧的逻辑是什么？ 今天我们要研究的这条产业链，其实是“新基建”的核心赛道， 5G 基站、特高压、高铁轨交、充电桩的顺利推动，样样都离不开它。 这行业某龙头 A， 2020 年 2 月上市以来，连续 20 个交易日一字涨停，创下近两年的一字板记录。其股价从首发当日的 15.26 元 /股，一路上涨至 199.52 元 /股，短短半年时间，上涨 10 倍。 图：龙头 A 股价图 来源： wind 优塾 发布于 2020 年 10 月 15 日 财务分析和财务建模领域专业研究机构 再来看港市龙头 B， 2020 年至今涨幅高达 69.81%，振幅达154.57%。 图：龙头 B 股价图 来源： wind 它就是 IGBT 产业链 ，堪称电力电子行业里的“ CPU”。上述两家代表龙头，分别对应斯达半导 VS 华虹半导体。 2020 年 3 月份，摩根斯坦利发布研报称，“新基建”计划有一个共同的特点，就是 他们都需要电源管理或由电力驱动。作为电力电子重要的开关部件， IGBT 将有助于推动新基建的发展。 看到这里，值得思考的问题随之而来： 优塾 发布于 2020 年 10 月 15 日 财务分析和财务建模领域专业研究机构 一是， IGBT 这个赛道增长驱动力是什么？对于半导体行业，技术方向 VS 需求，什么才是投资的主轴？ 二是，这个行业的市场参与者有谁？他们未来的增长空间有多少？ （壹） 功率半导体，按工作的电压和频率，主要划分为 MOSFET（ 40%）、IGBT（ 33%）、二极管（ 27%）。 IGBT 的集成度、结构的复杂程度均排首位，被称为电力电子行业里的“ CPU”。 图： IGBT 应用领域 来源：国元证券 优塾 发布于 2020 年 10 月 15 日 财务分析和财务建模领域专业研究机构 从产业链来看， IGBT 作为半导体产业子赛道，根据是否自建晶圆产线，分为 IDM 和 fabless 两种模式。按照生产流程来分， IGBT 产业链包括：上游的设计环节，以及中游制造、下游的模组等。其中： 上游 设计环节主要是结合材料的物理性质，对单个器件进行参数设计、调整、性能改良等，代表企业有 新洁能、华微电子、斯达半导 。 中游 制造环节价值占比 40%以上，制造难点在于晶圆减薄、沟槽工艺、应力控制、高剂量离子注入和激光退火等。代表企业有 IDM厂，如：英飞凌、意法半导体，也有 foundry 厂： 华虹半导体、华润 微 。 下游 封装及模块环节价值量占比约 35%，功率器件有着工作环境极端、可靠性要求高、替换周期长等特点，封装技术在功率半导体重要性较高。代表企业有： 斯达半导体 。 优塾 发布于 2020 年 10 月 15 日 财务分析和财务建模领域专业研究机构 图：产业链结构 来源：塔坚研究 （贰） 根据摩根斯坦利预测， 2020 年 -2025 年，中国 IGBT 市场规模将增长到 2020 年的 379 亿元人民币，年复合增长率为 15%。新能源汽优塾 发布于 2020 年 10 月 15 日 财务分析和财务建模领域专业研究机构 车、工业控制、变频家电将是三大应用领域，占比分别是 27%、 21%、20%。 对于下游需求驱动力，我们挨个来看： 1）增长驱动力 1：家电变频渗透率提升。 IGBT 作为变频控制器的关键部件，主要应用于变频空调、变频冰箱中。相对于传统的家电产品，变频家电产品在能效、性能及智能控制等方面有一定优势，一台变频冰箱比普通冰箱节能 40%。 2019 年冰箱和洗衣机销售量同比增长 20%，空调增长 6%。变频空调、冰箱、洗衣机渗透率分别为 45%、 39%、 26%，仍处于增长阶段。假设未来十年内，变频家电渗透率达到 60%， 家用电器 IGBT复合增速从 18%递减至 10%。 优塾 发布于 2020 年 10 月 15 日 财务分析和财务建模领域专业研究机构 图：变频家电渗透率 来源：国元证券 2）增长驱动力 2：城镇化率驱动高铁、轨交增长。 一辆动车的加速快慢、电耗高低、舒适度都取决于其 “牵引变流器”，而 IGBT 则是其中的核心部件。每个动车组列车装有 4 台牵引变流器，共需要 128 个 IGBT 模块，单个 IGBT 模块在 1.3 万元 /只。 2020-2025 年在我国“新基建”建设涉及的七大产业领域中，城际高铁和轨道交通领域的总投资规模较大，投资规模预计达 34400 万亿元， 根据兴业证券 预测，预计拉动 IGBT 需求以 5%-7%增速增长 。 优塾 发布于 2020 年 10 月 15 日 财务分析和财务建模领域专业研究机构 3）增长驱动力 3：光伏及风电渗透率提升 风力发电、光伏发电的整流器和逆变器需要使用 IGBT 模块，占光伏发电成本 10%，损耗却在 80%以上，是控制成本的重要元件。 根据 GWEC 公布的全球风电市场 -供应侧报告 2019显示，全球风机制造商前十五强中有八家中国企业，预计未来需求增速将维持在11%-16%左右增长。 基于以上三大需求领域，参考摩根斯坦利的数据，我们测算出预计未来五年内， IGBT 行业增速将维持在 11%左右的增速中枢。 图： IGBT 部分市场规模预测 来源：塔坚研究、 Morgan Stanley 上述三个驱动力属于较为平稳的需求， IGBT 领域，还有一块不确定性较强的驱动力 新能源汽车。并且，其在 IGBT 行业下游需求占比排名首位，高达 27%，接下来，我们重点看未来 IGBT 更大的应用领域，新能源汽车市场。 优塾 发布于 2020 年 10 月 15 日 财务分析和财务建模领域专业研究机构 （叁） 一辆电动车 IGBT 采购成本大约在 450 美元 /辆，采购金额占电动车总成本的 8%至 10%。以一辆特斯拉 Model X 为例，采用了英飞凌提供的 132 个 IGBT 单管（非模块）来进行控制，总成本是 650美元。 根据我们我们在闻泰科技的研究中（详见专业版报告库，不详述）测算，预计受新 能源汽车渗透率提升驱动，未来五年 IGBT 市场规模增速中枢将在 20%-23%的高增长区间。 图： IGBT 新能源汽车需求预测 来源：塔坚研究 但是，对于半导体行业，需求不是根本，技术升级才是把握投资机会的主轴，一旦技术发生迭代，需求将不再呈现线性增长的状态。 目前， IGBT 在新能源车领域，发生的一个比较大的变数在于 技术迭代。 优塾 发布于 2020 年 10 月 15 日 财务分析和财务建模领域专业研究机构 2018 年，特斯拉在当前的爆款车型 Model3 中，使用了碳化硅+MOSFET，代替了 IGBT，这也是第三代半导体当前备受关注的主要原因。因此，关于新能源车这个驱动力，我们需要小心论证的，就是第三代半导体，会如何去 IGBT 的需求以及技术演变？ 从技术维度，第三代半导体对当前硅基 IGBT 的优势是较为明显的。 回溯从 1985 年 -2018 年， IGBT 的技术已经经历了 6 次重大技术迭代，每一代主要致力于： 提高开关速率，减小电能损耗 。 图： IGBT 技术迭代图 来源： CRRC，海通证券研究所 从上图可以看出，前 1-4 代的开关损耗，每一代比起上一代都有着较大幅度的下降，但从第 5 代开始，性能提升幅度下降，并且，迭代耗时长达 8 年。