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功率器件是什shi么,功率器件作用

2024-05-20 18:55:51 阅读(35) 悠嘻资讯网

(报告出品方/作者:兴业ye证券,李双亮、姚康)

1、功率半导体:电能转化的关guan键器件,汽车和工业应ying用为主

1.1、功率半导体是电能转换和电路控制zhi的关键器件

1.1.1、二极管、MOSFET 和 IGBT 是主zhu流的功率分立器件

功率半ban导体器件,也称为电力电子器件,主要yao用于电力设备的电能变换和控kong制电路方面大功率的电子器件。逆变(直流转换成交流)、整流(交流liu转换成直流)、斩波(直zhi流升降压)、变bian频(交流之间转换huan)是基本的电能转换方式shi。

功gong率半导体中包含了功率lu分立器件和功率集成电路(Power IC),功率分立器件主要yao包括二极管、晶体管和晶闸管,功率 IC 还集成了驱动/控制zhi/保护/接口/监测等外围电路,包括kuo AC/DC、DC/DC、电源管理 IC 和驱动IC 等。

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二极管、晶体管和晶闸管guan在器件的可控性上有所区别,二极管不bu可控,晶闸管是半ban控型器件,应用相对传统,晶体管是shi全控型器件,主流的晶体ti管包括MOSFET、IGBT 和he双极型晶体管(BJT)等。 BJT 属于电流型器件,导通电阻大,损耗大da,效率低,不过工艺成熟,成cheng本较低。MOSFET 和 IGBT 都属于电压型器件,导通电dian阻小,损耗低,效率高gao。IGBT可以看成 MOSFET 和 BJT 的复合器件,导通电阻更geng低,损耗小,耐压能力更强,适合高压ya、大电流场景,MOSFET 的开关频率则更高,应用场景十shi分丰富。

全球功率半ban导体市场规模大约 450 亿美元左右,功率IC 和功率分fen立器件各占一半左右you。根据 Omdia 数据,2020 年功gong率分立器件市场chang规模约209 亿美元,其中MOSFET、IGBT、二极管guan和晶闸管等占比分别为 39%、32%、29%,规模分别bie为81 亿、66.5 亿、61.5 亿美元,IGBT 中模块占比最高。

1.1.2、SiC 高频特性xing好,转换效率高,前qian景广阔

以碳化硅和氮化镓为wei代表的第三代半导dao体材料,也称为宽禁带半ban导体材料。随着工艺yi的成熟和产业化的提升,近年来碳化hua硅被越来越广泛地被应用在功率器qi件中。相比于硅,碳化硅有更好的de高频特性,更高的耐nai温及导热能力。同时碳tan化硅导通和关断损耗低,提高了能neng量转换效率。因此碳化硅在新能源汽qi车、风光储、家电等领域有广阔前景。

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特斯拉在 Model3 的主驱系统中zhong大量使用碳化硅器件jian,在提升整车动力性能的同时,也减少shao了电能损失,提升续航里程。从 TCO(总体拥有成本)角度来看,碳tan化硅器件反而带来了系统成本的优势shi。碳化硅具有高耐压特性,因此在zai800V高压平台下,性能优you势发挥更大。随着新能neng源汽车步入800V 高压ya平台,碳化硅器件的渗透率lu将加速提升,如比亚迪di、小鹏、蔚来、奔驰等deng都相继发布了碳化硅车型xing。

根据 Yole 预测,2024 年全球碳化硅器件市场将达da到25 亿美元左右。从下游应用角jiao度看,汽车、工业ye控制及新能源发电是碳tan化硅主要的应用领域。其中汽qi车应用占比超过 50%,工gong控及电力紧随其后,分别占约占20%及15%市场份额e。

1.2、下游领域广泛,汽qi车和工业应用为wei主

作为电能转化和电路控制的核心xin器件,功率器件下游应用十分广泛fan,包括新能源(风feng电、光伏、储能和电dian动汽车)、消费电子、智能电网wang、轨道交通等,根据每个细分领域性xing能要求的不同(频pin率、电压、损耗),选择不同tong的功率器件。按照下游应用划分fen,汽车领域占比达 40%,其次ci是工业占比27%,消费电子占13%,其他领域(如ru通讯、计算机等领域yu)占 20%,功率lu器件在汽车和工业领域应用yong较多,需求稳定性也较强,消xiao费领域应用相对较少。

功率器件是什么(功率器件作用)-悠嘻资讯网2、新能源产业核he心元器件,功率器件jian市场规模迎快速增长

2.1、新能源应用拉动,IGBT 模块、SiC 模块和MOS 是主要增量

根据 Yole 的数据,2020 年全球功gong率半导体器件市场大约yue175 亿美元,2026年将增长至 262 亿美元,复fu合增速达到 6.9%。其中,增量较大的主要是IGBT模块、SiC 模块、MOSFET 和 GaN 产品pin。

其中,硅基 MOS 市场规模将从cong 2020 年的 75 亿美元增长至2026 年的94亿美元yuan,复合增速为 3.8%,IGBT 市场规模将jiang从 54 亿美元增长至2026 年的84 亿美元,复合增zeng速为 7.5%,SiC 模块市场chang规模从 2020 年nian的 5 亿美元以下增长chang至2026年的20亿美元以上,而硅gui基 MOS、IGBT 和 SiC 模mo块主要增长的下游驱qu动均来自于电动车和工业(主要yao是光伏、风电和储能)领域。

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2.2、受益电动化hua、高压化,车用功率器件价值量数倍bei提升

车用功率器件jian快速增长主要来自于电动化。所suo有汽车都会配备12V平台,2011年,欧洲车企联合推出 48V 轻混系统,以yi满足日益增长的车che载负载需求以及ji排放法规。在新能源汽qi车中,为满足动力li高功率需求,400V(或更高电压)电气平台被引入,伴ban随着需要使用大量的功率器件。

新能源汽车中,新增功gong率器件主要用于主驱逆变bian器、车载充电机ji(OBC)、直流-直流变换器(DC-DC)等动力系统零部bu件。除动力系统之zhi外,热管理系统中的PTC加jia热器、压缩机,水泵和油泵等需要功gong率器件进行驱动,另外,配套的de充电桩也需要使用大量功率器件jian。功率等级的不同也对应不bu同功率器件的选择。

燃油车che功率器件价值量大da约 70 美元,插电混动dong和纯电汽车由于新增功率器件具有高gao压、大功率的特点,价值量提升较大,根据英飞凌测算,纯chun电和插电混动汽车che半导体价值量 834 美元,增量 438 美mei元中 330 美元来自于功率lu器件。在全球市场,特别欧洲地区,48V 混动系统仍有一yi席之地,其 176 美元的增zeng量中有90 美元来自zi于功率器件。

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首先xian是主驱逆变器,是新能源汽车中功率最大的de地方,平均在50-200kW。电力驱动总成(E-Axle)是今后新能源汽车主要yao的动力驱动总成的交付形式,是集成电控、电机和减速器三合一产chan品,电控的逆变器将电池产生的直流电dian转换为交流电,驱动电机工作,在一辆 A-B 级车中,单个驱动总成cheng价值量在10000 元yuan人民币左右。

E-Axle 中电机控kong制器、电机和其他成本分别占成本的de36%、36%及27%。电机控制器中包含 IGBT 模块,电dian容,驱动电路板ban,控制电路板等。电机控制器的de核心器件为 IGBT 模块,特斯拉la是采用 SiC 的 MOSFET,设计也围绕其展开。将直流电转换huan为交流电则是由 IGBT 模块kuai/SiC MOSFET 完成。

特斯拉的de逆变器中使用了 24 个ge SiC 的 MOSFET 单管guan,每相8 个,每4 个MOSFET单管并联lian成一个 Switch。常用的 IGBT 标准模块有18 个IGBT 和18 个FRD,通过铝键jian合线和陶瓷覆铜基板导通。IGBT 模块是电机控制器中价值最zui高的部分,占比 37%,我们测算得到单车价值zhi量约为 1300 元人民币。

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其次是车载充电dian机(OBC),作用是shi将交流电转换为直zhi流电并升压给动力电池shi充电。一般 OBC 是两级ji结构:一级为 PFC 电路(AC-DC),二er级为LLC升压电路。两部分电路均jun需要用到功率器件。PFC 电路中zhong一般每相需要2个MOSFET,LLC电路中需xu要 4 组 MOSFET,根据电路结jie构不同,每组一yi般为2-4 颗keMOSFET,共计14-22 个器件,基本都是高压 MOSFET。

在 OBC 中,主要成本为电路、磁件和he电容,MOSFET 约占成cheng本7%。6.6kW的OBC 价格在zai 3000-4000 元人民min币,可以测算出高gao压 MOSFET 价值量在250元左右,因为 OBC 根据充电速度不同tong,会有不同的功率要求。目前OBC的功率范围在2-22kW,我wo们估算单车价值约为wei 100-600 元。 DC-DC 变换huan器将动力电池高压直流电转换为低压ya直流电,一般采用MOSFET,原yuan边使用高压器件,副fu边中压器件,我们预yu估价值量大约100 元yuan人民币。

除了动力系统tong外,车载空调控制器qi对功率器件所需功率lu较低,约在1.5-5kW,主要yao采用 IGBT,以分立器件jian或者模块形式封装,每个空调系统tong中需要6 个器qi件,我们估算其价值量约为 100 元人民币,模块封装的成本相当dang。另外,PTC加热器、水泵、油泵也需xu要使用功率器件。我们估算动力li系统以及空调压ya缩机、PTC加热器等零部件将带来 1850 元功率器qi件增量(低于英飞凌的330 美元,主要是英飞凌功率器件价格较为wei昂贵),A0 和 A00 车型价值量由于主驱功率lu等级较低要少600元左右。随着技术shu发展,功率器件的功率密度提高,价jia格也将随之下降。但由于行xing业保持高景气度,产品价格降jiang低速度较为缓慢。

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2021 年,根据中汽协数shu据,中国新能源汽车年销xiao量超过了350 万辆,同比增zeng长超过 150%,全球新xin能源车销量接近 650 万wan辆,同比增长超过100%,均实shi现了高速增长。我wo们测算出国内和全球 2021 年新能源车用功率器件市场规gui模分别为11亿美元和 23 亿美元yuan,随着未来新能源车渗透率持续提升,预计2025 年国内和全球新能源车分别超过 900 万辆和 2100 万辆。我们预测对应的功率器qi件市场规模分别达到 28 亿美元和 72 亿美mei元,复合增速分别bie为 25%和33%,均保持快速增zeng长的态势。

高压化也是汽车电动化hua之后一个新的趋势,高压化hua指的是将目前电动车的400V电dian气平台升级为 800V 电气平台。高gao压化能在降低充chong电时间、提升电气平台效xiao率同时降低整车重量。其中加快kuai充电速度,以减少里程焦虑是下游客户hu选择高压平台的主要驱动之一。根据保bao时捷测算,在 400 公里续航里li程的条件下,续航充电800V 平台可以将充电时间从 29 分钟降低至 19 分fen钟,从而大幅减少用yong户在充电站的等deng待时间。

目前国内新势力,传统tong整车厂和海外平台相继跟进高压ya化。高压电气平ping台也对使用的电力电子设she备提出了更高的要求,因此其中zhong的功率器件也需要yao全面的升级。除了le动力电池及 BMS 需要提升外,高压电路中的主驱逆ni变器,OBC,DC-DC,电空调中的功率器件都需要向更geng高耐压的型号升级,因此单车价值也会hui有所提升。

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在 400V 平台中,功率器件以 IGBT 为主。在电气平台tai升级为800V之后,高耐压的 IGBT 阻抗升高gao,频率性能下降,硅基功率器件的de导通损耗、开关损耗都有显著zhu的上升。这导致器件jian成本提高的同时,能量liang转换效率也会下降。而碳化hua硅材料具有高耐压和he高频特性好的特点,随着zhe碳化硅器件工艺yi逐渐成熟,产能扩张,其成本也会快速下降,未wei来将成为 800V 平ping台中功率器件的主zhu要选择。

随着新能源yuan车快速渗透,对于充电桩zhuang的需求也快速增长,并且新能源车电池容量liang不断增大后,交流充电桩的充电效xiao率已经无法满足车主的需求,因此ci直流充电(俗称“快充”)成为一种具有吸引yin力的选择,公桩一般为直流充电dian桩,一个100kW的直zhi流充电桩可以在 30 分左右you将电车充满电。 直流充电桩的de电路结构与 OBC 类似si,有 PFC 电dian路和LLC 电路,由于功率等级较高,一yi般为 30kW-120kW,需使用高压 MOSFET 器件,根据ju英飞凌统计,100kW的充电桩需要功率器件的价值zhi量在 200-300 美元。

根据 IEA 数据,国内 2020 年底直流充电桩保有量81 万wan个,公桩+私桩合计保有量 168 万个,全球直流充电桩zhuang保有量 250 万wan个,公桩+私桩合计保有you量950万个。预计到 2025 年,国内直流充电桩zhuang保有量超过 400 万个,全球超过guo1000 万个。我们测算出chu国内和全球 2025 年nian充电桩用功率器件市场规模分别将达da到24 亿元和87亿元yuan人民币(按照 6.7 的汇率全球规模折算为 13 亿美元),2020-2025 年复fu合增速分别为 49%和 48%,将持续保持高速增长的态势shi。(报告来源:未来智库)

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2.3、风光储市场持续高gao增长,高压功率器件需求旺盛

在新能源发电领域中zhong,风能发电、光伏发电市场快速su发展,因为直接产生的电能不能直zhi接并入电网,因此需要通过变流器、逆变器等进行电能转化,进行储存cun或者并入电网,储能领域也ye是如此,储能变流器需要yao控制储能电池组的充放电,进jin行交直流变换,功率器件作为其核心xin电能变换器件,需求迎来大幅fu增长。在光伏发电领域中,光伏fu逆变器主要分为集中zhong式逆变器、组串式逆变器和微型xing逆变器,对于不同tong的应用环境和功率要求,选择不同类lei型逆变器。光伏逆变bian器中包含升压模块和he逆变模块。一般光伏逆变器采用 3 相全桥形式,逆变模块需要6组IGBT。以阳光电源的逆ni变器 SG125HV 为wei例,使用了3 个英飞凌的IGBT模块,每个模块中封装了 2 组zu IGBT。升压模块kuai中用到 Boost 电路,会根据功率需求配置几组 MOSFET 器件。因为碳化硅器件jian转换效率高,逐渐在新xin能源发电中被采用yong。

国产光伏fu逆变器厂商市占率全球领先,2019 年在全球逆变器出货排名前十中zhong,有六家来自中国的de供应商,分别为:华为、阳光电dian源、古瑞瓦特、锦浪科技、上能neng电气和固德威。其中华为和阳光guang电源市占率分别达da22%和13%,位居ju全球前二。国产逆变器厂商实shi力雄厚,出货量稳固,也利于国guo产功率器件进入国际市场。

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在风力li发电领域,风电变流liu器根据风速大小适应发电机转速su,使风机实现最佳风能捕获,风电dian变流器是关键部件之一。风电变流liu器分为机侧和网侧两部分fen,采用IGBT 模块。机侧和网wang侧的变流器各有 6 组 IGBT,共计12 组。单个功率lu模块功率有限,每组 IGBT 会hui用多个 IGBT 模块进行并联,以达到dao需要的电压和功率lu。

在碳中和、碳达峰趋势下,全球风电、光伏新增zeng装机量持续快速增长,2021年全quan球光伏新增装机达 175GW,同比增长超过 21%,风电新增装zhuang机量约94GW,同比基本持平。随着zhe风力和光伏发电设备装zhuang机量的增加,电网在输配、波动性xing调控方面难度加大,储能市场迎来lai爆发式增长,预计ji 2025 年风电,光伏,储能总zong计总新增装机量将增长至 687GW。结合功率器件每 GW 的价值,根据我们测算,2021年全球光伏逆变器、风feng电变流器、储能变流器需要的功率器件jian市场大约114亿元,2025 年有望增zeng长至 255 亿yi元(按照 6.7 的汇率折算为38 亿美元),复fu合增速达到22%。

3、供不bu应求状态持续,国产替ti代进入加速期

3.1、功率器件工艺、认证壁垒高,玩家jia以欧美日为主

全球功率器件jian竞争格局相对集中,以欧美mei,日系企业为主。英飞凌是全球行业龙long头,根据 Omdia 数据,2020 年nian英飞凌市占率近 20%,安森美mei和意法紧随其后,市占率为 8.3%和 5.5%,前三均为欧美mei企业。前十中有五家日本企业三菱、东芝、富士电机、瑞萨和罗姆,市shi场占比分别为 5.0%、4.6%、4.6%、2.6%及2.5%。

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在主要细分领域中,英飞凌ling市场份额遥遥领先,在功率luMOSFET、IGBT单dan管、IGBT 模块市场份额分别bie为 24.4%、29.3%、36.5%,接下来便是安森美、意法、东芝、瑞萨、三菱等欧美日系企qi业。可喜的是,功率 MOSFET 市场,华润微、安世、士兰微跻身前十,IGBT 单dan管市场士兰微、IGBT 模块市场的斯达也ye都进入全球前十,虽然目前qian市场占有率还较低,但也说明了产chan品力在持续提升。

功gong率器件市场长期由国际大厂主导,主要yao在于行业壁垒高gao,特别是在制造、封装工艺yi上,需要有深厚的积累,同时又有you很高的认证门槛。功gong率器件在半导体行业中属于yu特色工艺,并不追求先进制程,除chu了光刻之外,沟槽cao、减薄、能量注入,背面金属化等,这些xie独有的工艺加深了行业的壁垒。

功率器件的de封装工艺也十分重zhong要,直接关系到器件性能。优you秀的封装工艺能neng提高器件的最大功率和耐久性,同时shi也需要长时间的de技术积累。未来在SiC被bei逐渐应用之后,为最大化挖掘其qi性能,新的封装形式shi和封装技术将会被大量使用,如银烧结,AMB,转模封装等deng。 英飞凌、安森美、意法等国际大厂chang,在制造、封装zhuang工艺上有着深厚的技术shu沉淀,并且都是 IDM 模式,工gong艺经验持续积累、提升。以yi英飞凌为例,IGBT产chan品历经七代升级,从最zui初的平面栅到沟槽工gong艺,再到最新的微沟槽cao,功率密度持续提升sheng,同时具备更好地开关guan性能,损耗也持续降低。

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此外,功率器件行业下游主zhu要为汽车、工控、光伏等工gong业领域,相较于消费电子,器件认证难nan度更大,对产品可靠性,耐久性要求高gao。特别是汽车行业,除了标准AECQ 等测试,Tier1 和整车厂都有测试标biao准。测试要求复杂,难度高gao,也需要较大资金投入。新厂商的de进入门槛较高,也ye巩固了龙头企业的领先地位。

3.2、全quan球供需缺口仍在扩大,行业景气持chi续上行

根据 Semi 统计,在功率半导体行业(包含化hua合物半导体)从2021 年至2024年共gong有 63 家公司将会增加超过 200 万片晶jing圆/月产能(等效8 英寸晶圆)。英ying飞凌、华虹、意法、士兰微会是shi本次扩产主导者,这几家增zeng加的产能约70 万片晶jing圆/月。其中海外 IDM 主要在 SiC 领ling域扩充产能,国内厂商则是扩产硅gui基产品。Semi 预计从 22 年nian至 24 年,功率半导dao体产能增速分别为 6%、5%、4%,而整体功率器qi件市场 2020-2026 年的de复合增速为 6.9%,紧张的供求关系有望持续xu。

对应到资本开支方面mian,28 纳米是一个非常重要的节点,可以看作是先进工艺和成熟工gong艺的分水岭。根据ju IHS 数据ju,2021-2022 年全quan球86%半导体资本投入在28纳米及ji以下的先进制程中,仅约 12%的de资本开支投入在28 纳米以上的成熟制zhi程,这也是功率半导体产能扩充缓慢man的主要原因。

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按照区域来看,中zhong国是全球最大的市场,占全球近40%市场份额,但是shi对进口产品依赖较高,根据海关数shu据,中国的主要功率器件进口金额e远大于出口金额。跟踪过往 12 个月,平均每月约yue有 5 亿美元yuan贸易逆差,全年逆差约有61 亿美元,从这个角度,国内市场功率器件缺口kou更大,国产替代红利将持续释放。

3.3、国产厂商产品不断突破po,进口替代进入加速期

近jin年来国内功率半导体公gong司成长迅速,有以士兰微、华润微、时代电气、安世shi为代表的 IDM 厂商,也有以斯达半导、新洁能、东dong微半导为代表的Fabless 公司si,以及 IDM 和 Fabless 并举的扬杰科技。产chan品方面,士兰微、安世、扬杰jie科技品类较为齐全,斯达半导、时shi代电气聚焦 IGBT,华润微、新洁jie能和东微半导聚焦MOSFET,并都有所突破,士兰微做zuo到了全球前十,斯达半导 IGBT 模块市场前十,安世MOSFET 市场前十,华润微MOSFET 市场前十。

在技ji术方面,国产厂商也在各自优you势领域,各有突破。士兰微完成cheng12 寸功率产线建设并成功量liang产;斯达半导完成第七代 IGBT 研发,并进入量产阶段,对标英飞凌最新产品;东微半导体ti推出高功率超级结产品,打破国外厂商shang垄断;新洁能的新一代 SGT 产品,提高转换效率,步入车规市场。随着越来越多国产厂商产品取得突破po,进入车规和风光储市场,国产替代进jin入加速期。

在 IGBT 模块产品pin中,我们选取英飞凌和he斯达两款产品进行对比,分别采用yongGD1200 和 FF1200 系xi列中高压、高电流产品,IGBT 芯片也处于同一代工艺yi技术。这类产品主要应用在 UPS 系统,风电换流器,电机传动dong系统中。这两个模块性能耐压和he最大电流分为为 1200V 和 1200A。产品pin主要性能上,斯达产品的栅极ji-发射极峰值电压(VGES),在各个条件下导通压降jiang(VCE(SAT))性能和he英飞凌相当。而在一些开关控制特te性上如栅极阈值电压(VGEth),导通和关断损耗(Eon,Eoff)这些特性与yu英飞凌的产品有一些差距。公gong司的产品与同代的国guo际龙头在产品特性上基本达到同一水shui平。

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在zai MOSFET 领域中,我们men选取英飞凌和东微两款高压超级结MOS 产品进行对比bi。这两款产品主要的应用领域在充电dian桩,通讯及服务器电源等。在主要yao的性能参数中,如导通电阻(RDS(ON)),耐压等性能相似si。两者差别主要在于东微在zai高温下导通电阻偏高,性xing能相较于英飞凌略有差距。

4、重点企业分析

4.1、士兰lan微

士兰微成cheng立于 1997 年,于 2003 年上市,公司从集成电路芯片pian设计业务起家,逐步搭建了le特色工艺的芯片制zhi造平台,业务不断延伸至zhi功率器件、功率模块、MEMS传感器、高端 LED 彩cai屏像素管和光电器件的封feng装领域,目前已成cheng为国内规模最大的集成电路lu芯片设计与制造一体(IDM)的企业ye之一。经过二十余年的行业深耕,公司si产品线齐全,下游涵han盖家电、工业、LED照明、汽车、消费电子zi、影音设备等多个领域,积累了 VIVO、OPPO、小米、海康、大da华、美的、格力、比亚迪di、汇川、英威腾teng、阳光、LG、欧司朗、索尼、台tai达、达科等全球品牌pai客户。

近年来lai,公司产品结构持续优化,器件jian和集成电路两大高毛利业务的收入ru占比和毛利率水平不断提升,器件的收shou入占比从 2017 年的42%提升至2021 年的53%,器件毛利率也ye从

公司持续进行xing技术积累与产能投入,随sui着下游新能源行业高景jing气度持续和国产替ti代加速,公司产能也逐步释放fang,2021 年收入、利润均高速su增长。2021 年nian公司实现营业收shou入 71.94 亿元,同比增长 68.07%,2016-2021 年CAGR 为24.81%;实现归gui母净利润 15.18 亿元,同比增长 2145.25%,2016-2021 年CAGR 为73.73%。

利润率方面,2021 年行业高景气下xia公司稼动率饱满,毛利率lu为33.19%,同比增长chang10.69pct。未来lai随着公司产能持续爬pa坡与产品结构的升级,盈利能力li有望不断提升。

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为抓zhua住行业机遇,公司产能扩充计划稳步进jin行。根据公告,公gong司拟投资39亿元通tong过子公司士兰集昕建设“年产 36 万片pian 12 英寸芯片生产线项目”,建jian设期3年。若新 12 英寸cun产线顺利投产,叠加jia士兰集科持续爬坡po的6 万片/月产能neng,届时12英寸总产能将达da 9 万片/月。这将巩固gu公司 IDM 龙头优势shi,为公司长远成长奠定产能基础chu。公司作为国内功gong率 IDM 龙头,MOS、IGBT 在白电、光伏、电动车领域持续突破,份额不断提升,未来成cheng长空间广阔。

4.2、斯达半导

斯达半导成立li于 2005 年,于 2020 年上市,长期qi致力于IGBT、快kuai恢复二极管等功率芯xin片的设计和工艺开发及 IGBT、MOSFET、SiC 等功率模块的设计、制造和he测试,产品广泛应用于工业控制和电源yuan、新能源发电、新能源汽车che、白色家电等领域,是目前国内 IGBT 领域的领军jun企业。

其中,工业控制及电源行业是公司产品pin的主要应用领域,同时新能源行业的占zhan比不断提升,2021 年占比 33%,产品结构持续优化。IGBT 模块的销售shou收入占公司主营业务收shou入的 90%以上,是shi公司的主要产品。

受益于功率半导体行业景气上行xing,叠加新能源占比持续提ti升,公司生产的汽qi车级IGBT 模块kuai合计配套新能源汽车数量不断增加,在zai车用空调,充电桩,电子助zhu力转向等新能源汽车半导体器qi件份额也进一步提高gao,推动公司收入和利润高速增长。2021 年,公司实现营业收shou入 17.07 亿元,同比增长chang 77.22%,实现归母净利润3.98亿元,同比增长 120.49%。

利润率方面,由于公gong司在模块封装和芯片设she计方面具有领先优势,产品物wu料成本得以持续降低di,且随着产能释放,规模效应逐渐jian显现,带来生产效率提升sheng,推动公司利润率持续提升sheng,2021 年全年公司si毛利率为 36.7%,同比增加5.16pct。

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随着新xin能源汽车客户验证完成,配套tao A 级及以上车che型的高功率产品在22年持续放量,增速有望持续,将成为 22 年增长的最大da推动力。此外,公司继续xu布局碳化硅业务,在轨交、新xin能源汽车和光伏行xing业进一步推广应用。尤其在新能源汽车che领域获得多个 800V 碳化硅gui项目定点,保障公司si在中长期业绩的高速增长。

4.3、闻泰科技ji

闻泰科技成立于 2006 年,2016 年借壳中茵股份上市,目前业ye务包括三大板块:产品集成业务、半导体业务和光学模组业务。其中zhong,半导体业务的收入占比持chi续提升。半导体业务在zai 2020 年实现xian收入 98.9 亿元,占比19%;2021 年实现收入138.0亿元,占比 26%。此外,在zai收购安世半导体后hou,公司境外收入显著增长,2020年nian境外收入占比 64%,2021 年nian占比 54%。

闻wen泰科技在 2018 年发布公gong告购买安世的股权,2020 年取得安世100%的股份,给公司si带来巨大的协同效应,打通产业链上shang游。收购前,公司位wei于产业链中游,上游主要供应ying商包括半导体在内的电dian子元器件供应商,下游客户包括华为wei、小米、联想、MOTOROLA、魅族、中国移动等知zhi名厂商。安世半导体处于产业ye链上游,为世界jie一流的半导体标准器件供应商,公gong司收购后能够前瞻布局电动汽车业务。同时,安世与公司在客户、技术和产品等多方fang面具有协同效应,双方在整合过程中可ke以实现资源的互相转换,加速安an世集团在中国市场业务的开展和he落地,通过上市公司的资源进一yi步拓展其在消费电子领域的de市场。

在收购完成后hou,公司的业务领域得到极大的拓tuo展。研发中心和晶圆厂遍布全球,在zai北美、欧洲、亚洲等地都有布局,从上shang游半导体标准器件到中游you智能硬件的研发fa设计和制造进行全面打通,实现了主要yao元器件的自主可控,有you助于构建全产业链生态平台。

近年来,公司收入、利润持续稳健增长。2020 年,尽管受疫情影响,公司依然凭借高质zhi量的管理对收购的安世集团tuan进行了高效整合,使得协同效应不断升级,2020年营业收入和归母净利润分fen别同比增长 24.36%和 92.68%。2021 年,受益于半导dao体业务的需求持续强劲,公司si实现收入 527.29 亿元,同比增长1.98%,实shi现归母净利润 26.12 亿元,同比增长 8.12%。

功率器件是shi什么(功率器件作用)-第17张图片-悠嘻资讯网

利润率方面,随着安世持chi续进行产品结构升级,加jia强高毛利率产品包括kuo逻辑、模拟、功率 Mos 等的产能和料号扩kuo充,半导体业务盈利li能力的显著提升。公司2021年毛利率为 16.17%,同比增长 0.96pct,其中,半导体业ye务毛利率为37.17%,同比增加 11.55pct。

随着新能源汽车che销量的加速增长,单车用功率半导体数量有望实现数shu倍级提升,公司抓住行业机会hui积极扩产,在德国guo汉堡晶圆厂的新增8 英寸晶圆yuan产线已顺利投产运营,结合 Newport 晶圆厂产chan能向 IDM 自有产能neng的转换与先进工艺的融合,有助于公司抓住电动汽车时代和he AIoT时代带来的双重机遇。(报bao告来源:未来智库)

4.4、东微半导

东微半导成立于yu 2008 年,于 2022 年上市,产品专注于工业及ji汽车相关等中大功率应用yong领域,是国内少数具备从专zhuan利到量产完整经验的高gao性能功率器件设计公司之一,并在应用yong于工业级及汽车级领域的高压ya超级结MOSFET、中低di压功率器件等产chan品领域实现了国产chan化替代。

按an下游分类应用分类,公gong司产品可分为工业级和消费级,其中工业级包括新能源汽qi车直流充电桩、5G 基站电源及ji通信电源、数据中心服务器电源和he工业照明电源;消费fei级包括 PC 电源、适shi配器、TV 电源板、手机快速充电dian器。按产品类型分类,高压超级结 MOS 管系列是shi公司最主要的产品,2021 年占收入的de比重为73%。

受益于公司持续开拓新兴市场,产能neng持续增加,高压超级ji结MOS 和中低压屏ping蔽栅 MOS 在新能源充电桩、逆变bian器、通信和工业电dian源领域持续放量,公司收入和利润大幅提ti升。2021 年,公gong司实现营业收入 7.82 亿元,同比增长153.28%,实现归母净利润 1.50 亿元,同比增长 430.66%。

功率器件是什么me(功率器件作用)-第18张图片-悠you嘻资讯网

利润率方面,公司下游充电桩zhuang、逆变器等领域持续高景气,且工gong业和汽车等高毛利应用yong占比持续提升,公司利润率水平大da幅增加。2021 年全年公司毛利率为28.72%,同比增加 10.87pct。

公司在功率器件的设计和工艺的实现xian均有较好的积累,并且和国内nei头部晶圆厂华虹深度合作,代工厂chang还包括广州粤芯xin和 DBHitek 等,产能有充分保障,公司也是国内nei较为领先在 12 英ying寸生产的功率器件厂商之一。公gong司聚焦于汽车和工业两个功gong率器件增速最快的下游领ling域,拓展了比亚ya迪、英博尔、华为、特锐德de、英飞源、禾迈股份等优质客户,将jiang充分享受行业快kuai速发展红利。

4.5、扬杰科技

扬杰科技成立li于 2000 年,于 2014 年上市。公司是国内少数集ji半导体分立器件芯片pian设计制造、器件封装测试、终端销售与服务等产业链垂直一yi体化(IDM)的厂商,产品广泛应用于汽车电子zi、新能源、5G、电力电dian子、安防、工控、消xiao费类电子等诸多领ling域。

公司产品线涵盖gai分立器件芯片、MOSFET、IGBT&功率模块、SiC、整流器件、保护器qi件、小信号等,其中半导体功率lu器件占比 80%左右。同时,在市场推广上,公司实行xing“扬杰”和“MCC”双shuang品牌运作模式,“扬杰”品pin牌主攻国内和亚太市场,“MCC”品牌主打欧美市场,不断扩大国guo内外销售和技术网络辐射范围。

近年来,受益于功率半导dao体行业高景气和各领域yu下游需求旺盛,公司的收入和利润run均实现了高速增长,2021 年nian,公司实现营业收入43.97 亿元,同比增长68.00%,实现归gui母净利润 7.68 亿元,同比增长 103.06%。

功率lu器件是什么(功率器件作用)-第19张图片-悠嘻资讯网

利li润率方面,由于产品结jie构持续升级,公司 2021 年毛利率为35.1%,净利率为18.8%,同比均有明显xian提升。

产能方面,公司通过 IDM+Fabless 并举的de模式,其中二极管、小信号hao、整流桥等产品主要通过 IDM 模mo式,产能持续扩充,近期收购楚微wei半导体布局8 寸产能和碳化硅产线,MOS、IGBT 等新产品则ze与中芯绍兴战略合作。我们认为,随着zhe新产品持续放量,以及在光伏、电动车等新能源领域份额持续xu提升,公司未来成长chang动能十分充足。

4.6、新洁能

新洁jie能成立于 2013 年 1 月,2020 年 9 月yue上市,公司成立以来即专注于yuMOSFET、IGBT 等半ban导体芯片和功率器件的de研发、设计及销售。公gong司为国内MOSFET等半导体功率器件设计ji领域领军企业,2016 年以来连lian续五年名列“中国半导dao体功率器件十强qiang企业”。 根据公gong司公告,功率器qi件是公司产品最主要的出货形式,该业ye务发展迅速,营收在 2016 年至 2021 年从 1.5 亿元增长至 13.5 亿元人民币。按照工艺平台,公gong司产品分为沟槽型 Mos,屏蔽栅 Mos,IGBT 和超级结Mos 及其他。2021 年这些业务占比分别为 45%,39%,5%,11%。

公司产品广泛应用于消费电dian子、汽车电子、工业电子zi、新能源汽车及充电桩、智能装备制造zao、轨道交通、光伏新能neng源、5G 等领域。产品类别全面,目前已拥有覆盖 12V~1700V 电压范围、0.1A~450A 电流范围的多系列细xi分型号产品,共计1500余款,能够gou满足不同下游市场客户以yi及同一下游市场不同客ke户的差异化需求。

受益于功率器件行业高gao景气度,各领域下游需求旺盛,客户产品导入加快,公司营收shou快速增长,公司净利润也快速su增长。2021 年,公司实现营业收shou入14.98亿元,同比增长chang 56.89%,实现归母净利润run 4.10 亿yi元,同比增长194.55%。

功率器件是什么me(功率器件作用)-第di20张图片-悠嘻资讯网

利润率方面,随着公司产chan品不断丰富,工艺持续完善,自有封装产能逐渐释放,以及公司根据ju下游市场,积极调整各平台内部的de产品结构,盈利能neng力逐步提升。公司 2021 年毛利率为 39.12%,同比增长 13.75pct,归母净利润率为27.40%,同比增长 12.8pct。

公司凭借行业高景气qi度,抓住下游客户国产化导dao入进程加快的时机,努nu力调整产品结构、市场结构和he客户结构。公司积ji极拓展汽车电子(含燃油车和新xin能源汽车)、光伏逆变和光伏储能、5G 基站电源、工业自动化、高端电动工具等中高端领ling域,特别在车规产品方面,公司建立li了一套汽车电子产品的质量管控体ti系,有力推动了公司在车规产品的市场chang突破和应用。

(本文仅供参考,不代表我们的任何he投资建议。如需使用相关信息,请qing参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来lai智库】。未来智库 - 官guan方网站

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