半导体产业系列研究：长风破浪，功率半导体国产化之路稳中求进.pdf

请务必阅读正文之后的免责条款部分 1 / 70 Table_Main 行业研究 |信息技术 |半导体与半导体生产设备 证券研究报告 半导体与半导体生产设备行业研究报告 2019 年 06 月 28 日 Table_Title 长风破浪，功率半导体国产化之路 稳中求进 国元证券半导体产业系列研究 Table_Summary 报告要点： 能耗管理需求日益强烈 ， 功率 半导体市场空间广阔 功率半导体作为 需求驱动型 产业， 受益于新能源汽车、工业控制等终端市场 能耗管理需求的日益强烈，市场保持稳步增长。集邦咨询数据显示 2018 年中国功率半导体市场规模 同比增长 12.76%至 2591 亿元人民币 。 IHS 预估全球车用功率半导体市场规模 2022 年将达到 85 亿美元， 20152022 年复合增长率为 7.5%。中国大陆市场需求占全球份额约 43%，但国内厂商自给率却只有约 5%，进口替代空间巨大。 中美 贸易 新 形势 ，政策支持助力 半导体国产厂商迎来发展良机 美国技术管制打压我国半导体产业发展，中国 作为工业和交通大国 ，功率器 件和 电源管理芯片需求旺盛 ， 半导体自主可控涉及经济和战略安全 ， 政府政策和产业基金大力支持 ， 国产厂商迎来发展良机 。 生产端政府联合投资克服制造业高投资门槛 ， 客户端 半导体 器件和芯片国产化意愿明显 ， 产品验证门槛降低。 国内产业链逐步完善，静待技术迭代 功率器件和芯片产品多样 ，定制化程度高，研发投入门槛相对低， 功率半导体对制程敏感度 不及 数字电路 ， 国际主流产线依旧为 6 寸和 8 寸产线 ， 这 也 为国内企业进入该领域创造了合适的条件，功率半导体是国产半导体比较好的突破口。目前国内士兰微等企业在功率 IC 领域已取得一定成就 ， 相应模块产品已导入白电产业链 。 捷捷微电 、 台基股份等在晶闸管领域实现了 部分 的进口代替 ，国内产业链已逐步完善，未来国内企业将伴随市场需求进行技术迭代，追赶国际领先企业。 投资建议 推荐综合实力强劲的全球标准器件龙头 闻泰科技（ 600745） （安世半导体） ； 韦尔股份（ 603501） ， 设计与分销并重， 涉足 功率半导体分立器件，收购豪威 切入 CMOS 图像传感器，迎来发展新天地 ； 研发能力强的国内功率半导体 IDM 龙头 士兰微 （ 600460） ；功率器件销量领先的华微电子（ 600360） ；国内晶闸管龙头 捷捷微电（ 300623） ；同时建议关注 扬杰科技（ 300373）、三安光电（ 600703）、台基股份（ 300046）。 风险提示 贸易摩擦带来的供应链风险 ， 相关公司研发进展 不及预期，汇率波动风险， 下游需求 不及预期 、客户认证不及预期等 。 Table_Invest 推荐 |首次 Table_PicQuote 过去一年 市场行情 资料来源： Wind Table_DocReport 相关研究报告 国元证券公司首次覆盖报告 -捷捷微电（ 300623） 国内晶闸管领航者，功率半导体业务稳步成长 Table_Author 报告作者 分析师 刘单于 执业证书编号 S0020518120001 电话 021-51097188-1928 邮箱 liuchanyugyzq 联系人 毛正 执业证书编号 S0020118010043 电话 021-51097188-1872 邮箱 maozhenggyzq 附表：重点公司盈利预测 Table_Forecast 公司代码 公司名称 投资评级 昨收盘 （元） 总市值 （百万元） EPS PE 2018 2019E 2020E 2018 2019E 2020E 600745 闻泰科技 买入 33.82 21552.35 0.10 1.15 1.61 220.68 25.22 18.09 603501 韦尔股份 增持 55.8 25428.28 0.30 0.81 1.18 96.51 68.77 47.34 600460 士兰微 增持 17.15 22501.86 0.13 0.21 0.29 62.50 82.63 59.93 300623 捷捷微电 增持 23.21 6257.15 0.92 0.74 0.91 25.47 31.30 25.59 600360 华微电子 增持 6.77 6528.12 0.40 0.66 0.81 36.39 23.20 18.92 资料来源： Wind，国元证券研究 中心 ， 注： 数据取自 Wind 一致预测 -24%-12%-1%10%22%6/28 9/27 12/27 3/28 6/27半导体与半导体生产设备 沪深 300请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 / 70 目 录 1. 功率半导体是微电子领域的重要基础器件 . 8 1.1 功率半导体主要用作电子器件中的开关及整流器 . 8 1.2 功率半导体历史悠久，产品类型丰富多样 . 8 1.2.1 功率二极管为 两极元器件，应用范围广泛 . 9 1.2.2 晶闸管为半可控器件，可用于高电压和大电流环境 . 9 1.2.3 功率 MOSFET 作为全控型器件下游应用市场最大 . 10 1.2.4 IGBT 作为高压功率器件正在快速发展 . 10 1.3 功率半导体 种类繁多，有多种分类方式 . 12 1.3.1 控制类型 -不可控、半可控、全控型 . 12 1.3.2 驱动方式 -电流、电压、光学 . 13 1.3.3 载流子类型 -单极型、多极型、混合型 . 13 1.3.4 材料特性 -从单晶材料过渡到化合物半导体材料 . 14 1.3.5 集成度 -从分立器件发展至功率集成 IC . 14 1.4 功率半导体通过晶圆制造获得成品 . 15 1.5 欧美日企业占据全球绝对主导位置 . 15 1.5.1 MOSFET 市场需求最大，依旧海外厂商占据主导 . 17 1.5.2 IGBT 市场成长迅速，国内外差距巨大 . 18 1.5.3 功率集成 IC 领域欧美企业领先全球 . 19 2.能源管理时代下游行业蓬勃发展带来旺盛需求 . 20 2.1 新能源汽车高 速发展带动汽车功率半导体需求增长迅猛 . 21 2.1.1 政策扶植叠加汽车智能化，新能源车市场需求大幅扩大 . 22 2.1.2 充电桩市场受益于电动车消费增长快速 . 23 2.1.3 应用需求驱动碳化硅等器件良好发展前景 . 23 2.2 制造业升级， 工业自动化促进功率半导体需求稳步增长 . 25 2.3 家居市场变频化智能化提升功率半导体需求 . 26 2.3.1 变频家电更优能耗，市场快速增长 . 26 2.3.2 智能家居逐步普及激发功率半导体系统化解决方案需求 . 27 2.4 5G 通讯建设和设备升级促进大量功率半导体需求 . 28 2.5 智能电网和光伏发电进一步推动功率半导体发展 . 28 3.产业政策护航，功率半导体是中国“芯”的最好突破口 . 29 3.1 发达国家对中国技术封锁由来已久，中国芯自主可控势在必行 . 29 3.1.1 应对技术封锁，大陆积极出台政策支持产业技术突破 . 30 3.1.2 集成电路大基金为产业公司注入新鲜血液，助力企业长期发展 . 32 3.2 功率半导体是国产芯片最好的突破口 . 34 3.2.1 功率半导体潜在市场期待本土化 . 34 3.2.2 新一代半导体材料初 步发展，中国企业已开始布局 . 34 3.2.3 平衡产业链上下游，减少进口依赖 . 39 3.2.4 国产厂商厚积薄发，逐步获得阶段性成果 . 40 3.2.5 国际厂商供不应求，国内厂商接机攻入市场 . 42 3.3 海外龙头深耕细作长期占据行业顶尖位置 . 43 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 / 70 3.3.1 英飞凌（ Infineon） -全球功率半导体 分立器件航母 . 44 3.3.2 德州仪器（ TI） -全球模拟 IC 和功率 IC 的巨头 . 48 3.3.3 他山之石可以攻玉，国际大厂发展路径值得借鉴 . 51 4.投资逻辑 . 52 4.1 投资主线 . 52 4.2 重点公司 . 53 4.2.1 闻泰科技 (600745）：收购安世半导体打造国际功率半导体龙头 . 53 4.2.2 韦尔股份 (603501)：功率半导体设计与分销并重，收购北京豪威切入CMOS 图像传感器，迎来发展新天地 . 55 4.2.3 士兰微 (600460)：国内 IDM 龙头，新产线陆续产出助力长期发展 58 4.2.4 华微电子 (600360)：国内功率器件龙头，募投 8 寸产线扩大规模 . 60 4.2.5 捷捷微电 (300623)：国内晶闸管领航者，半导体业务稳步增长 . 62 4.2.6 扬杰科技 (300373)：国内二极管龙头，布局 SiC 芯片和器件 . 64 4.2.7 台基股份 (300046)：大功率器件领先厂商，深化主业布局 IGBT . 66 4.2.8 三安光电 (600703)： LED 龙头布局化合物半导体，打造化合物材料领先平台 . 68 5.风险提示 . 69 图表目录 图 1：功率半导体应用范围 . 8 图 2：功率半导体发展历史 . 8 图 3： 2017 年全球功率半导体器件市场结构 . 9 图 4： 2017 年模拟集成 电路市场结构 . 9 图 5：各种类型二极管 . 9 图 6：二极管伏安特性 . 9 图 7：晶闸管产品图 . 10 图 8：晶闸管伏安特性曲线 . 10 图 9：功率 MOSFET 产品图 . 10 图 10：功率 MOSFET 模组等效电路图 . 10 图 11： IGBT 模块产品图（绝缘栅双极型晶体管） . 11 图 12： IGBT 模组等效电路图 . 11 图 13：功率半导体分类 . 12 图 14：功率半导体按控制类型分类 . 13 图 15：功率半导体按驱动方式分类 . 13 图 16：功率半导体按载流子类型分类 . 13 图 17：功率半导体按材料特性分类 . 14 图 18：功率半导体制造工艺 . 15 图 19：功率半导体器件市场规模（亿美元） . 15 图 20： 2017 年全球功 率半导体器件全球市场竞争格局 . 15 图 21： 2018 年全球功率半导体市场区域分布 . 16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 / 70 图 22： 2018 年中国大陆功率半导体自给率分析 . 16 图 23：全球功率 MOSFET 市场规模 . 18 图 24： 2018 年全球 MOSFET 厂商市场份额 . 18 图 25：功率半导体器 件发展轨迹 . 18 图 26： IGBT 市场规模 . 19 图 27： 2017 年全球 IGBT 厂商市场份额 . 19 图 28：中国 IGBT 供需关系 . 19 图 29：全球功率 IC 市场规模 . 20 图 30： 2017 年全球功率 IC 厂商市 场份额 . 20 图 31： 2017 全球功率半导体下游应用市场 . 20 图 32： 2017 中国功率半导体下游应用市场 . 20 图 33：汽车领域功率半导体应用 . 21 图 34：新能源汽车与传统汽车半导体含量对比图 . 21 图 35：中国新能源汽 车产量 . 22 图 36：中国新能源汽车销量 . 22 图 37：我国电动汽车充电桩数量统计情况 . 23 图 38：中国充电桩功率器件市场 . 23 图 39：碳化硅与硅器件性能比较 . 23 图 40：按应用细分的射频 GaN 市场 . 24 图 41： 20162022 年按应用细分的 SiC 功率器件市场预测 . 24 图 42： GaN 功率器件应用场景 . 24 图 43：功率 GaN 集成技术路线图 . 24 图 44： SiC 功率半导体市场驱动力发展路线图 . 25 图 45： SiC 功率器 件发展概况 . 25 图 46：功率半导体市场应用 . 25 图 47：全球工业功率半导体市场规模 . 25 图 48：四次工业革命 . 26 图 49：工业自动化系统图 . 26 图 50：变频家电市场规模 . 26 图 51：智能家居示意图 . 27 图 52：智能家居全球市场规模 . 27 图 53：智能家居中国市场规模 . 27 图 54：通讯领域功率半导体行业构成 . 28 图 55：通讯领域功率半导体器件市 场规模 . 28 图 56：光伏发电流程 . 29 图 57：全球光伏和风力发电消费量（万亿瓦时） . 29 图 58：智能电网架构示意图 . 29 图 59：瓦森纳尔协定缔约国 . 30 图 60：中美贸易战逐渐升温 . 30 图 61：大基金一期产业链的投资额占比 . 32 图 62：大基金二期募资规模预期（亿元） . 32 图 63： 2017 年大陆功率半导体国产化程度 . 34 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 / 70 图 64： 2017 年中国与国际功率半导体厂商对比（亿元） . 34 图 65： 2018 年功率 GaN 产业链全景 . 34 图 66： SiC 二极管产业链图 . 34 图 67： SiC、 GaN、 Si 适用领域 . 35 图 68： SiC 相关行业发展预期 . 35 图 69： 2017 年碳化硅器件市场格局 . 36 图 70： 2017 碳化硅晶圆市场格局 . 36 图 71： GaN 市场规模 . 37 图 72： GaN 在 5G 中优势 . 37 图 73： GaN 专利数量 . 37 图 74： GaN 专利综合情况 . 37 图 75： 2017 功率半导体分立器件及模块 市占率前十 . 43 图 76： 2017 功率 IC 市占率前十 . 43 图 77： 2017 IGBT 分立器件市占率前十 . 44 图 78： 2017 IGBT 模组市占率前十 . 44 图 79： 2017 功率 MOSFET 市占率前十 . 44 图 80： 2017 年智能功 率模块（ IPM）市占率前十 . 44 图 81：英飞凌营业总收入 . 45 图 82：英飞凌归母净利润 . 45 图 83：英飞凌海内外市场占比 . 46 图 84：英飞凌科研投入 . 46 图 85：英飞凌 MOSFET 产品迭代时间表 . 46 图 86：英飞凌每年申请专利数量 . 47 图 87：功率半导体公司专利数量 . 47 图 88： TI 历年营收情况 . 48 图 89： TI 历年归母净利润 . 48 图 90： 2018 德州仪器收入构成 . 48 图 91：近五年德州仪器收入构成 . 48 图 92： TI 历年销售毛利率和净利率 . 49 图 93： TI 历年研发费用（亿元） . 49 图 94： 2018 德州仪器市场构成 . 50 图 95：近五年德州仪器市场构成 . 50 图 96：智能卡市占率排名 . 51 图 97：车用半导体市占率排名 . 51 图 98：功率半导体公司研发投入（亿元） .