功率半導體為所有電子產品提供電力,或實現電子電力轉換的核心器件。根據iHS資料,2018年全球市場規模391億美元,中國本土市場138億美元,已上市中國功率半導體企業收入合計不到市場規模的10%,進口替代空間巨大。我們認為,在目前外需存在較大不確定性的情況下,中國功率半導體行業主要由內需驅動,是少數能夠實現穩定增長的行業。
圖表: 國內企業功率半導體業務收入及毛利率情況與英飛凌比較(2018)

資料來源:公司財報,公司招股書,中金公司研究部

商業模式:IDM 還是代工?
由於功率半導體晶片整合度低,更加註重基礎單管工藝,海外大廠基本以IDM模式運營,來獲得工藝部門與產品部門溝通效率的最大化。中國市場來看,一方面,華虹半導體通過深耕MOSFET/超級結/IGBT等工藝平臺,逐漸成長為全球最大的功率半導體代工企業之一,並培育了斯達半導、中科君芯、無錫新潔能、東微半導體等一批功率晶片設計公司。且我們認為,未來隨著華虹無錫12寸產線達產,將進一步促進設計公司產品進步。而另一方面,華潤微電子依託自身產能及產品的一體化優勢,成為了中國最大的功率半導體廠商(以2018年收入計)。我們認為細分市場的進口替代為許多功率半導體初創企業提供了廣闊的市場,初期迴避較重的資本投入,依靠華虹的代工平臺流片是不錯的商業模式;而經營達成一定規模後,IDM模式是公司做大做強的必然選擇。

圖表: 中國功率半導體產業鏈

資料來源:各公司官網,中金公司研究部,注:中科君芯已於2019年收購中芯國際所持有的LFoundry的70%股權,未來有望轉型為IDM企業

產品:從二極體、MOSFET向超級結、IGBT逐步替代
按產品型別來看,功率半導體主要分為分立器件及模組(2018年市場規模:180億美元)及功率IC(212億美元)兩類。而分立器件按技術從易到難,可分為二極體、MOSFET、超級結、IGBT。目前國內企業在二極體(揚傑科技)、MOSFET(華潤微、華虹)和超級結(華虹、東微)等產品開始形成部分進口替代。而IGBT上整體差距較大,中車時代發揮垂直整合優勢,在軌交及乘用車領域實現了突破;斯達半導在工業用IGBT模組方面頗具一定競爭實力。

圖表: 功率半導體的主要分類

資料來源:WSTS,iHS,中金公司研究部

圖表: 功率半導體市場空間及主要競爭者(按器件/按應用)

資料來源:iHS,中金公司研究部,注:1) MOSFET市場規模中包含模組資料,因此2018年市場規模與圖1有出入;2)此表中消費電子/白色家電領域功率半導體市場空間包含功率IC,其餘應用統計資料不包含功率IC

應用市場:消費品類廣闊,工業需求穩定,車用壁壘較高
消費類功率半導體雖然市場增長較慢,但市場規模大(2018年全球155億美元),替代壁壘相對較低,且下游手機、家電等終端市場中國企業市佔率高,是目前中國功率半導體企業突破的重點領域;工業類功率半導體應用場景主要包括:(1)通訊基站用電源管理產品,(2)工業用變頻器/伺服電機、以及(3)光伏/風電逆變器等。

圖表: 不同功率器件的適用場景

資料來源:華虹巨集力,中金公司研究部

在新基建以及進口替代推動下,我們預計2025年中國通訊基站用電源類功率半導體市場將達到126億元,工業/新能源用IGBT市場將達到102億元。工業產品技術壁壘較高,進口替代需求強,為華虹、斯達、華潤微等技術能力較強的公司提供了較大的發展機會;車用功率半導體是技術壁壘最高的板塊,在汽車電動化的推動下,Strategy Analytics預計單車用功率半導體價值量相比燃油車提升5倍以上。但目前除中車時代等極少數企業的產品外,大部分公司產品仍未能批量用於整車,僅可用於充電樁等周邊設施。建議投資者持續關注中國廠商在頭部車企供應鏈的切入情況。

圖表: 功率半導體進口替代路徑

資料來源:中金公司研究部

圖表: 電動化程度對汽車半導體用量的影響

資料來源:Strategy Analytics,中金公司研究部