半导体研究系列之五（功率半导体）：电力电子核心，国产替代大势所趋.pdf

敬请参阅最后一页免责声明 -1- 证券研究报告 2019 年 04 月 07 日 半导体 行业 半导体研究系列之五（功率 半导体 ）：电力电子核心，国产替代大势所趋 行业专题研究 吴吉森（分析师） 021-68865595 wujisenxsdzq 证书编号： S0280518110002 功率半导体 是系统应用核心器件，战略地位突出 功率半导体是电子装臵电能转换与电路控制的核心，本质上，是通过利用半导体的单向导电性实现电源开关和电力转换的功能。 功能半导体包括功率 IC和功率器件， 是系统应用的核心 器件 ，战略地位 十分 突出。 功率半导体 具体用途是变频、变相、变压、逆变、整流、增幅、开关等。 从产品种类看， 根据 Yole 统计数据， 2017 年 功率半导体 最大的细分领域是功率 IC，占比 54%，MOSFET 占比 17%， IGBT 占比 12%，功率二极管 /整流桥占比 15%。 新兴应用不断涌现，功率半导体市场持续向好 功率半导体的应用领域非常广泛，根据 Yole 数据 ， 2017 年全球功率半导体市场规模为 327 亿美元，预计到 2022 年达到 426 亿美元，复合增长率为5.43%，其中， 2017 年全球功率半导体器件市场规模为 144.01 亿美元，预计到 2022 年市场规模将达到 174.88 亿美元，复合增长率为 3.96%。 在全球功率半导体市场中， 工业、汽车、无线通讯和消费电子是前四大终端市场 ， 根据中商产业研究院数据， 2017 年工业应用市场 是功率半导体最大的市场，占比 34%，汽车领域占比 23%，消费电子占比 20%，无线通讯占比 23%。 我们认为 受益于工业、新能源汽车 、通信 和消费电子领域新兴应用不断出现，全球功率半导体市场将会不断向好 ，规模将会不断扩大。 中国是全球最大功率半导体市场，国产替代大势所趋 中国是全球最大的功率半导体消费国 ， 根据 Yole 数据， 2017 年 中国功率半导体市场空间占全球比例为 39%。 功率半导体厂商以欧美日为主 ，且 大多是IDM 模式 ， 是 IGBT 和中高压 MOSFET 的主要制造商，占据全球功率半导体 70%的市场份额 ，英飞凌、安森美是典型代表； 中国大陆以二极管、低压MOSFET、晶闸管等低端功率半导体为主，目前实力较弱，占据全球 10%的市场份额 ，供需缺口很大，国产 替代迫在眉睫。 目前， 国外厂商逐步退出低压功率半导体领域，国内的龙头企业有望依靠成本优势和技术优势承接这部分市场份额 ； 在高端产品领域，中国中车、比亚迪等企业在高铁、汽车等领域已经取得了突破 。我们认为 随着国内汽车电子、工业电子等下游产业日渐崛起， 国内功率半导体市场将 迎来更广阔的发展前景， 国内企业 迎来 绝佳的发展良机，国产替代将是大势所趋。 受益 标的： 捷捷微电（ 300623） :国内晶闸管龙头企业，在晶闸管领域率先打破国外垄断； 扬杰科技（ 300373） ： 内生外延并举，切入 SiC 领域； 华微电子（ 600360） ：老牌功率半导体企业，新兴领域不断突破； 士兰微（ 600460） ：产能加速释放，积极布局 GaN 领域； 闻泰科技（ 600745） ：拟并购安世半导体，未来成长可期； 斯达股份 ：国内 IGBT 领军企业，受益于下游行业大发展； 陆芯科技 ：新一代功率半导体技术领航企业 。 风险提示： 行业竞争加剧、研发不及预期、国产替代进度不及预期 推荐 （ 维持 评级） 行业指数走势图 相关报告 半导体研究系列之四（存储器）：自主可控，存储之道 2019-03-09 半导体研究系列之三（材料） :半导体产业基石，国产替代正当时 2018-04-10 半导体研究系列之二（设备） :星星之火，燎原之势渐起 2018-04-10 半导体研究系列之一 :大国重器，进击的中国半导体产业 2018-04-01 -43%-36%-29%-22%-15%-8%-1%2018/04 2018/07 2018/10 2018/12 2019/04 半导体 沪深 300 2019-04-07 半导体 行业 敬请参阅最后一页免责声明 -2- 证券研究报告 目 录 1、 功率半导体是系统应用核心器件，战略地位突出 . 5 1.1、 功率半导体是电能转换与电路控制的核心 . 5 1.2、 功率半导体分类 . 5 1.2.1、 二极管：最简单的功率器件 . 7 1.2.2、 MOSFET：高频开关，功率器件最大市场 . 7 1.2.3、 IGBT： 电力电子行业 “CPU” . 9 1.3、 功率 IC：功率器件与其他元器件集成，用于小电流环境 . 10 2、 新兴应用不断涌现，功率半导体市场持续向好 . 10 2.1、 工业领域对电机需求不断提升 . 11 2.2、 汽车电子价格提升，新能源汽车爆发增长 . 12 2.3、 节能环保意识增强， 智能电网普及 . 14 2.4、 5G 爆发在即，通信行业对功率半导体需求激增 . 14 2.5、 消费电子领域 Type-C 接口普及，主板升级换代 . 15 3、 功率半导体欧美日三足鼎立，国产替代正当时 . 16 3.1、 欧美日三足鼎立，中 国厂商实力有待提高 . 16 3.2、 供需缺口大，中国功率半导体依赖进口 . 17 3.3、 二极管：市场集中度低，有望率先实现国产替代 . 20 3.4、 MOSFET：中低压市场有望替代，高压市场取得突破 . 21 3.5、 IGBT：自给率不足 10%，国内厂商逐个突破 . 21 4、 新材料功率半导 体大有可为，国内企业有望弯道超车 . 24 4.1、 碳化硅功率器件前景广阔，欧美日三分天下 . 25 4.2、 氮化镓（ GaN）：起步较晚，衬底成本高昂 . 28 5、 受益标的： . 30 5.1、 捷捷微电（ 300623）：国内晶闸管龙头企业，打破 国外厂商垄断 . 30 5.2、 扬杰科技（ 300373）：内生外延并举，切入 SiC 领域 . 31 5.3、 华微电子（ 600360）：老牌功率半导体企业，新兴领域不断突破 . 32 5.4、 士兰微（ 600460）：产能加速释放，积极布局 GaN 领域 . 33 5.5、 闻泰科技（ 600745）：拟并购安世半导体，未来成长可期 . 34 5.6、 斯达股份：国内 IGBT 领军企业，受益于下游行业大发展 . 35 5.7、 陆芯科技：新一代功率半导体技术领航企业 . 35 6、 风险提示 . 36 图表目录 图 1： 功率器件分类 . 6 图 2： 功率半导体应用领域 . 7 图 3： 2017 年功率半导体下游市场结构占比 . 7 图 4： 二极管结构示意图 . 7 图 5： 二极管单向导通示意图 . 7 图 6： MOSFET 结构图 . 8 图 7： 全球 MOSFET 市场规模稳步增长 . 8 图 8： 2022 年 MOSFET 终端应用占比 . 8 图 9： IGBT 结构图 . 9 图 10： IGBT 主要应用领域 . 9 2019-04-07 半导体 行业 敬请参阅最后一页免责声明 -3- 证券研究报告 图 11： 全球 IGBT 市场规模持续增长 . 10 图 12： 2017 年功率半导体终端市场格局 . 11 图 13： 2017 年功率半导体终端市场格局 . 11 图 14： 全球功率半导体器件市场规模稳步增长 . 11 图 15： 工业功率半导体市场规模稳步增长 . 12 图 16： 电动汽车主要功率模块图解 . 12 图 17： 新能源汽车出货量快速增长 . 13 图 18： 汽车电子成本构成（美元） . 13 图 19： 汽车功率半导体市场规模 . 错误 !未定义书签。 图 20： 充电桩安装数量快速增长 . 14 图 21： 充电桩功率半导体市场规模快速增长 . 14 图 22： 全球新增光伏装机量预测 . 14 图 23： 全球光伏功率半导体市场规模预测 . 14 图 24： 全球通信设备市场规模稳步增长 . 15 图 25： 通信功率半导体市场规模稳步 增长 . 15 图 26： Type-C 接口设备出货量预测 . 16 图 27： Type-C 接口对 MOSFET 需求测算 . 16 图 28： 消费电子功率半导体市场规模稳步增长 . 16 图 29： 2017 年功率半导体竞争格局情况 . 17 图 30： 2017 年全球功率器件 供给按照区域划分占比 . 18 图 31： 2017 年全球功率器件需求按区域划分占比 . 18 图 32： 8 寸晶圆价格持续上涨 . 18 图 33： 二极管市场规模预测稳步增长 . 20 图 34： 二极管进出口数量逐步减少 . 20 图 35： 英飞凌营收稳步增长 . 22 图 36： 英飞凌净利润快速增长 . 22 图 37： 2018 年英飞凌营收结构（按地区） . 23 图 38： 2018 年英飞凌营收结构（按产品） . 23 图 39： 中国 IGBT 市场供需对比 . 24 图 40： SiC 二极管与 Si 二极管对比 . 26 图 41： SiC 与 GaN 应用领域 . 26 图 42： 碳化硅功率器件市场规模（按应用分类） . 27 图 43： SiC 上下游产业链 . 28 图 44： 氮化镓功率器件市场规模（按应用分类） . 28 图 45： 氮化镓功率器件厂商 . 29 图 46： 捷捷微电营业收入稳步增长 . 30 图 47： 捷捷微电净利润稳步增长 . 30 图 48： 扬杰科技营业收入持续增长 . 31 图 49： 扬杰科技净利润增长情况 . 31 图 50： 华微电子营业收入稳步增长 . 32 图 51： 华微电子归母净利润快速增长 . 32 图 52： 士兰微营业收入稳步增长 . 33 图 53： 士兰微归母净利润增长情况 . 33 图 54： 闻泰科技净利润快速增长 . 34 图 55： 安世半导体净利润快速增长 . 34 图 56： 斯达股份营收快速增长 . 35 图 57： 斯达股份营利润快速增长 . 35 2019-04-07 半导体 行业 敬请参阅最后一页免责声明 -4- 证券研究报告 表 1： 电力转换的四种基本模式 .