2022年士兰微业务布局及核心优势分析 士兰微系功率半导体国产替代的先行者

一、士兰微：功率半导体国产替代的先行者，12 寸晶圆厂投产助推产品升级

1、12 英寸晶圆厂在 2021 年开始批量出货， 8 英寸持续扩产

2017 年 12 月公司与厦门半导体投资集团正式签订合作协议，双方共同投资在厦门市海沧区建设第一条 12 吋产线，总投资达到 70 亿元，其中一期总投资 50 亿元，项目二期总投资 20 亿元。该产线在 2018 年开始建设， 2020 年 12 月正式投产，产线运营主体为士兰集科。在 2021 年底完成了一期产能建设目标，去年底产能超过 3.6 万片/月，全年产出超过 20 万片，实现了沟槽栅低压 MOS，沟槽屏蔽栅 SGT- MOS，超级结 MOS 和 IGBT 等多个产品的量产。同时二期 2 万片/月建设项目也已经于去年启动，预计在 2022 年第四季度形成月产 6 万片 12 寸晶圆的生产能力，贡献 2022 年主要产能增量。

士兰集昕微电子有限公司成立于 2015 年，为士兰微电子 8 英寸集成电路芯片生产线的实施主体，设计月 产能 10 万片。作为公司首条 8 英寸晶圆产线士兰集昕在 2016 年开始规划建设，2017 年 6 月正式投入生产， 2017 年 12 月底实现 1.5 万片月产能，2018 年底实现接近 4 万片目标。随后公司开始着手 8 英寸产线二期扩产， 通过对芯片生产线进行技术改造，计划形成新增年产 43.2 万片 8 英寸芯片制造能力。二期产线逐步贡献新产 能，2020 年底公司 8 英寸晶圆产能进一步达到 6 万片/月，2021 年实现 65.7 万片晶圆产出，产量增长 15%。

2、12 寸晶圆贡献 2022 年主要增量 ，预计推动晶圆产量增长 41%

随着 2020 年功率半导体行业触底回升，同时受益于 8 寸晶圆产能的快速释放，公司 2020 年营收规模达到 42.8 亿元，增长 38%，大幅超过公司在 2019 年报中规划的 35.78 亿营收目标。2021 年国内新能源汽车销量激 增 150%，居家办公新趋势带动 PC 需求回暖，在 2020-2021 年连续两年分别实现 29%和 19%的增长，功率半导 体行业整体处于涨价缺货的景气周期。2021 年公司 12 寸晶圆产线开始批量生产，推动公司营收在 2021 年进 一步增长至 71.9 亿元，大幅增长 68%，又一次超过公司年初预计的 62 亿收入目标。随着过去三年新增 8 英寸 和 12 英寸产能不断释放，公司营收的复合增速 CAGR 达到 33%。

3、归母净利润创历史最好水平，回购士兰集昕少数股东权益增厚公司利润

2021 年公司归母净利润达到 15.18 亿元，同比成长超过 20 倍，剔除投资安路科技等投资收益，公司扣非 归母净利润达到 8.95 亿元，创造了公司历史上最好的盈利水平。子公司士兰集昕作为 8 英寸产线的运营主体，从 2017 年 6 月正式投产以来，不断提升工艺水平和生产能力，终于在 2021 年实现全年盈利，综合毛利率达到 20.7%。

为了更好的提升上市公司的盈利能力，公司在 2020 年底发布公告计划向大基金发行股份回购其直接和间 接的士兰集昕股权，通过发行股份购买大基金持有的集华投资 19.51%的股权以及士兰集昕 20.38%的股权，交 易完成后公司对于士兰集昕的持股比例将从交易前的 34%提升至 64%，进一步增厚公司的盈利能力。

4、分立器件与集成电路共同发力，从家电扩展至汽车和工业

作为国产化功率半导体平台公司，公司建有 1 条 5 英寸产线，2 条 6 英寸产线，1 条 8 英寸产线以及 1 条 12 英寸产线，2021 年底合计产能超过 25 万片/月（等效 8 英寸）。从产品类别来看，公司主要产品分为三类： 集成电路，功率分立器件和发光二极管产品，其中集成电路中占比较高的是广泛应用于家电和工业变频领域的 IPM 模块，功率 IC 中的电源管理与 LED 驱动芯片，MEMS 芯片以及 MCU 产品。功率分立器件包括 MOSFETs， IGBTs 和整流桥二极管产品三大类为主，超结 MOSFET、IGBT、FRD、高性能低压分离栅 MOSFET 等分立器件的 技术平台研发持续获得较快进展。另外从应用领域来看，大功率模块除了加快在白电、工业控制等市场拓展外， 已开始加快进入新能源汽车、光伏等市场，预期今后公司的分立器件产品营收将继续快速成长。（报告来源：未来智库）

二、从平面型 MOS 升级至 SGT MOS 和超级结 MOS

1、电动车需求增长，MOSFET 国产替代空间广阔

根据 Omdia 统计，全球 2019 年功率半导体行业市场规模约为 464 亿美元，其中 MOSFET 销售规模为 84.2 亿美元，占比约为 18.1%。如果以功率分立器件 210 亿美元市场规模进行测算，MOSFET 占比为 40%。IC insights 预计全球分立器件市场 2021 年同比增长 26.7%，因此我们预估全球功率半导体分立器件在经历了 2020 年疫情低谷后，市场规模在 2021 年大幅增长至 265 亿美元。进入 2022 年，全球功率半导体分立器件市场规模 有望超过 300 亿美元。

全球 MOSFET 市场在 2020 年开始逐步复苏，以 PC 为代表的消费电子是 MOSFET 需求的主力，2020-2021 年分别实现了 29%和 19%的增长，叠加全球电动车销量在 2021 年大增 108%达到 650 万辆，我们预计带动 MOSFET 市场在 2021 年大幅增长 27.5%达到 114 亿美元。

全球 MOSFET 市场中，英飞凌，安森美和意法半导体分别位列前三位，根据 Omdia 的统计数据，2019 年 这三大厂商市占率分别为 24.6%，12.8%和 9.5%，华润微作为国内最大的 MOSFET 厂商市占率在全球范围内约 为 3.0%。2020 年以后疫情导致全球晶圆产能紧张，我国 MOSFET 厂商实现了快速国产替代，不仅在产能端实 现了扩增，而且产品结构也在从低阶产品向更高价值量产品升级。根据我们统计的国内上市公司中前五大 MOSFETs 厂商 2021 年营收合计达到 78 亿元，整体增长约 69%，大幅超过全球 MOSFET 市场的增长，如果按照 国内市场占全球 40%的市场规模测算，2021 年我国 MOSFET 市场规模预计为 45.6 亿美元，折合人民币 292 亿 元，这五大厂商的市场占有率达到 26.7%。

2、MOSFET 产品结构优化，SGT MOS 和超级结 MOS 达到业内先进水平

2021 年,士兰集昕公司在保持了较高水平产出的同时，加快产品结构调整步伐，附加值较高的高压超结 MOS 管、高密度低压沟槽栅 MOS 管实现大批量生产，预计公司 2021 年 MOSFETs 营收超过 20 亿元。

2.1 从沟槽栅低压 MOS 到沟槽分离栅 SGT MOS 损耗显著降低

屏蔽栅功率 MOSFET 是一种新的沟槽 MOSFET 工艺，它可以做到减小导通阻抗 Rds(on)，却不影响栅极电 荷 Qg。导通阻抗 Rds(on)和栅极电荷 Qg 中，一般总是一个减小则另一个增大，故功率 MOSFET 设计人员必须 考虑到二者之间的权衡。此外，屏蔽栅功率 MOSFET 能够减小中压 MOSFET 中导通阻抗的关键分量——与漏源 击穿电压(BVdss)有关的外延阷抗(epiresistance)。这种技术特别适用于大于 100V 的应用领域，如电子雾化器、 充电桩、电动工具、智能机器人、无人机、移动电源、数码类锂电池保护板、多口 USB 充电器、电动车控制、 逆变器、适配器、手机快充、PC 电源、TV 电源板、UPS 电源等。

2.2 服务器和电动车、充电桩出货量增长带动超级结 MOSFET 需求大增

全球超级结 MOS 市场空间估计在 20 亿美金左右，而国内占 30%（对应 6 亿美金，40~50 亿人民币），中国台 湾地区约 10%。在通信、服务器电源领域，中国台湾公司如台达、光宝供应链封闭，以使用海外 MOS 为主。国内 超级结 MOS 市场空间在 40~50 亿元，主要下游是服务器电源、白色家电、汽车 OBC、充电桩等。服务器电源 和汽车 OBC 现在国产化率估计在 25~30%。

按下游应用市场划分，服务器电源是超级结 MOSFETS 最大的细分市场，估计国内市场 20 亿元，在下游 应用中占比达到 40-50%。新能源汽车的车载充电机（OBC）属于高频应用，单个 OBC 需要 用到 10 个左右超 级结 MOSFETs，对应 BOM 成本是达到 200 元。2021 年国内预计新能源车销量达到 500 万辆，对应 约 10 亿 元的超级结 MOS 市场规模。此外充电桩市场对于超级结 MOSFETs 需求也逐步增长，目前国内超级结 MOS 市 场规模约为 4-5 亿。

国内超级结 MOS 公司分为 IC 设计公司，如东微、尚阳通、新洁能等，和 IDM 公司，如华润微、士兰微 等。国内 IDM 公司的超结技术路线是多次外延。国内超级结 MOS 晶圆代工公司以华虹为主（其他 fab 的超级 结产能比较小），其技术路线是深沟槽外延。深沟槽外延工艺生产的超结 MOS 的开关速度快，适合于对效率 要求高的场合，如服务器电源、汽车 OBC 等。多次外延工艺适合应用在充电器等要求不高的场合。

3、晶圆涨价上涨拉动功率半导体行业公司毛利率平均上涨 15 个百分点

全球对于功率半导体的需求在 2020 年疫情后开始出现大幅增长，由于 MOSFET 生产主要集中在 8 英寸晶圆厂，因此受限于供给端的制约，功率半导体行业出现了价格的大幅上涨，根据新洁能招股书与东微半导披露 的晶圆价格数据，在 100V-200V 电压等级需求的 SGT MOS 与超级结 MOS 均出现价格大幅上涨，21 年上半年 价格分别上涨 32%和 35%，因此驱动了国内 MOSFET 市场的高景气。我们判断进入 2022 年随着新增产能的释 放，国内 MOSFET 市场涨价趋势较难持续，全年增长更多还是依赖产品销量的增长。

从 2020 年开始，士兰微与行业内其他公司毛利率出现了明显回升，2021 年随着行业供需紧张出现功率半 导体器件价格上涨，毛利率的上升开始加速，到 2021 年 Q3 行业内平均毛利率涨幅接近 15 个百分点，士兰微 毛利率提升幅度与行业基本接近，从 2019 年的 20%增长至 2021 年三季度的 35%。随着下游消费电子需求在去 年 Q3 开始放缓，尤其是手机、PC 以及家电的拉货需求减弱导致新洁能和士兰微毛利率在 21 年 Q4 开始出现 小幅回落。

4、12 寸晶圆产线具备明显成本优势，国产替代份额有望持续上升

国内功率半导体厂商正在从 8 寸转向 12 寸，以华虹半导体和士兰微为代表的晶圆代工厂和 IDM 厂商已经 开始在 12 寸晶圆产线上生产 MOSFET 和 IGBT 等功率器件，虽然相比 8 英寸产线，12 英寸产线设备更贵，硅片 价格更高，但是在相同折旧期内，由于晶圆面积更大，并且 12 英寸晶圆生产产线自动化程度高于 8 英寸产线， 使得人力成本低于 8 英寸产线，使得单位面积的综合成本相比 8 英寸反而低 20%-30%，因此一般情况下 12 英 寸 MOSFET 相比 8 英寸更具成本优势（实际情况中，大部分 8 英寸由于产线折旧结束导致代工成本相对更低）。

从 8 到英寸升级到 12 英寸提升功率器件一致性，降低损耗。随着晶圆尺寸增大，特色工艺的制程一般也 伴随升级，线宽降低，从 8 英寸晶圆到 12 英寸晶圆，平均线宽从 91.5 纳米下降到了 83.9 纳米。在器件结构尺 寸精确度大幅提升前提下，器件静态及动态参数的一致性与性能指标也更有优势，由于制程微缩，能够加工的 晶胞越多，晶胞单位密度越大，能量密度越大。结合 12 英寸晶圆减薄技术，MOSFET 的导通电阻能减小接近 40%，使热能损耗减小。（报告来源：未来智库）

三、家电 IPM 模块国产替代加速，光伏、车规 IGBT 模块放量

1、2022 年全球 IGBT 规模持续高增 23%，公司进入 IGBT 单管与 IPM 市场前 十大

按照 IGBT 产品形态不同大致可以分为 IGBT 单管，低功率 IPM 模块，以及包含 PIM 在内的功率更高的 IGBT 模块。IGBT 模块在电动车电驱主控制器常用于逆变器的核心部件，随着电动车在全球范围内渗透率快速 提升整个市场份额占比预计从 2020 年的 55%提升至 2022 年的 62%，IGBT 单管在电动车、光伏等领域均有应用， 预计份额保持不变，而 IPM 模块在家电和工控领域应用更多，但是由于家电和工控市场增长趋缓，预计在整个 IGBT 市场中的份额逐渐下降。

全球 IGBT 市场在 2021 年迎来大幅反弹，由于 IGBT 作为电动车价值增量最大的零组件，在电动车功率半 导体价值量占比达到 75%，2021 年全球电动车销量增长 108%，带动全球 IGBT 市场规模大增 32%达到 88 亿美 元，2022 年全球电动车和光伏风电等清洁能源需求仍有 50%以上的增长，我们预计 2022 年全球 IGBT 市场规模继续增长 23%达到 108 亿美元。

根据 Omdia 公布的 2020 年 IGBT 各个细分市场竞争格局，在 IGBT 单管市场，公司的市占率从 2019 年的 2.2%提升至 2.6%，在 IPM 市场，公司市占率从 2019 年的 1.1%提升至 1.6%。2020 年公司 IGBT 营收规模突破 2.6 亿元，2021 年同比增长 110%以上，预计 2021 年公司 IGBT 营收突破 5 亿元，IGBT 单管市占率提升至 3.7%。 2021 年公司 IPM 营收突破 8.6 亿元，同比增长 100%以上，预计 2021 年公司在 IPM 模块市占率将提升至 9%左 右。公司的 IGBT 分立器件和大功率模块除了加快在白电、工业控制等市场拓展外，已开始加快进入新能源汽 车、光伏等市场，预期今后公司的分立器件产品营收将继续快速成长。

2、电动车与新能源发电领域驱动国内 IGBT 市场规模在 2025 年接近 500 亿

国内市场而言，电动车销量的激增也带动了 IGBT 市场高速增长，预计 2021 年国内 IGBT 市场增长 37%， 达到 246 亿人民币，约占全球 IGBT 市场规模的 44%左右。由于 2022 年国内电动车与新能源发电等市场的高速 增长，叠加工控、家电领域的国产替代趋势持续进行，预计 2022 年国内 IGBT 市场规模仍有超过 30%的增长， 而后在市场规模基数不断增长的基础上行业增速也逐步放缓。

其中按照 IGBT 下游应用结构进行划分，根据集邦咨询统计的 2018 年 IGBT 在各个细分市场的规模，市场 规模最大的是电动车，占比达到 31%，而消费电子市场排在第二位，市场占比达到 27%，工控领域 IGBT 需求 排在第三位，占比达到 20%。未来五年内，我们预计车规 IGBT 领域是国内 IGBT 市场最重要的驱动力，预计在 2025 年国内车规 IGBT 市场规模将达到 144 亿美元，成为国内 IGBT 需求应用最大的市场。

3、2022 年实现从家电和工控领域向电动车与新能源发电领域的快速扩张

从公司 IGBT 的下游应用市场来看，公司的 IPM 模块和单管主要以家电和工控市场为主，2022 年公司 IPM 营收突破 8.6 亿元，同比增长 100%，主要用于空调、冰箱、洗衣机白电产品以及电动工具、工业变频器的工 控市场。IGBT 单管预计在 2021 年营收突破 5 亿元，除了在家电和工控领域持续拓展以外，今年开始进入新能 源汽车与光伏市场。由于海外功率大厂如英飞凌和安森美由于产能限制在 2022 年对于国内车规 IGBT 和光伏 iGBT 供应减少，我们预计公司在今年快速导入比亚迪、零跑、吉利等国内电动车主机厂，在光伏领域开始供应 阳光电源等国内光伏逆变器龙头厂商，有望实现从白电、工控向车规和新能源发电领域的渗透与产品结构的升 级。

4、率先采用 12 寸晶圆生产 IGBT 芯片，工艺与产生均处于领先地位

我们对于国内 IGBT 晶圆厂的产能供应进行了详细的梳理，国内目前能够实现 IGBT 代工的主要包括华虹半 导体，积塔半导体和中芯绍芯，预计在 2021 年这三大代工厂的 IGBT 产能（等效 8 寸）分别为 2.5 万片，1.5 万片，1.5 万片，但是从实际出货量来看，由于华虹半导体和积塔半导体在功率半导体领域工艺积累时间较长， 产能利用率保持满载，中芯绍兴产能利用率逐步提升，预计这三大代工厂产能占比为 41%。

目前国内 IGBT 厂商目前还是以 8 英寸为主，全球范围内能够在 12 晶圆大规模生产 IGBT 芯片的只有英飞 凌，国内华虹半导体开始将 IGBT 芯片的生产从 8 寸切换至 12 寸。由于 IGBT 芯片背面需要减薄工艺和离子注 入，所以晶圆尺寸越大，减薄后对于晶圆应力的控制要求越高。士兰微世国内 IDM 厂商中率先在 12 寸晶圆上 生产 IGBT 的厂商，体现了公司在 IGBT 晶圆生产制造工艺优势。公司作为功率半导体 IDM 国产龙头厂商，预计 2021 年 IGBT 产能为 2 万片，2022 年预计 IGBT 产能达到 5 万片，2023 预计进一步增长 23%。

四、碳化硅量产线即将通线，从硅基升级至碳化硅基功率器件

1、2021 年碳化硅器件市场强劲增长 57%，预计 2027 年市场规模超 60 亿美元

继特斯拉采用 SiC 后，2020 年和 2021 年又有多款新发布的 EV 和公告。此外，特斯拉创纪录的出货量帮 助 SiC 器件在 2021 年达到 10 亿美元的规模。他们指出，为了满足长续航的需求，800V EV 是实现快速直流充 电的解决方案。这就是 1200V SiC 器件发挥重要作用的地方。截至 2022 年，比亚迪的 Han-EV 和现代的 Ioniq5 通过提供快速充电功能获得了不错的销量。Nio、Xpeng 等更多 OEM 计划在 2022 年将 SiC EV 推向市场。除 汽车外，工业和能源应用在我们的预测期内代表着增长率超过 20% 的市场。例如，采用 SiC 模块的大功率充 电基础设施的部署，以及日益增长的光伏安装。在这种情况下，根据 Yole 的最新预测中，预计到 2027 年， SiC 器件市场将从 2021 年的 10 亿美元业务增长到 60 亿美元以上。

在顶级 SiC 器件厂商中，意法半导体和 Wolfspeed 的 SiC 收入在 2021 年同比增长超过 50%，与全球 SiC 器件市场 57% 的增长保持一致。英飞凌以工业应用为基础进入主逆变器业务，实现了 126% 的增长。onsemi 也在 2021 年以强劲的增长加入了这个战局。随着这些公司正在将其 SiC 发展到十亿美元的业务，未来几年的 竞争也可以在供应链整合中确定。

2、目前国内碳化硅二极管需求率先爆发，碳化硅 MOS 需求迎来爆发

从碳化硅器件来看，可以分为碳化硅二极管，碳化硅 MOSFET 单管与碳化硅 MOSFET 模块三大类，电流 越大的单颗碳化硅芯片面积越大，目前在 6 英寸为主的衬底制备工艺下，导致良率较低，因此目前在充电桩领 域和车载 OBC 领域开始大量采用碳化硅二极管与碳化硅 MOSFET 单管。一个特斯拉的超级充电桩会用到 SiC MOSFET，如果不考虑 DC- DC 的用量，预计需要 14 个 SiC MOS。目前在新能源汽车 OBC 领域主流功率等级 为 6.6KW，预计到 2022 年 11KW 的 OBC 成为主流，每个 11KW 的 OBC 用到 10 颗碳化硅 MOS，价值量达到 70 美元。

碳化硅器件价值量更大的在于电动车主驱逆变器的应用，以小鹏 G9 采用的 SiC MOSFET 模块为例，单个 主驱逆变器需要用到包含 48 颗碳化硅 MOSFET 的模块，价值量达到 800 美元，如果考虑到 11KW 的车载 OBC 价值量为 70 美金和 DC- DC 用到的 4 颗 MOSFET 价值量为 28 美元，整台汽车的碳化硅价值量为 900 美元。 2022 年，采用 800V 电压平台的电动车会相继上市，蔚来 ET7，小鹏 G9，广汽埃安和广汽智己等车型，目前 国内碳化硅 MOSFET 芯片供应商主要还是 wolfspeed，安森美，英飞凌和意法半导体。

3、公司碳化硅量产线即将投产，碳化硅 MOSFET 产品送样

2021 年，公司 SiC 功率器件的中试线已在上半年实现通线。目前公司已完成车规级 SiC-MOSFET 器件的 研发，正在做全面的可靠性评估，将要送客户评价并开始量产。公司已着手在厦门士兰明镓公司建设一条 6 吋 SiC 功率器件芯片生产线，预计在 2022 年三季度实现通线。

目前行业内已经有碳化硅量产线的厂商是三安光电和积塔半导体，2021 年 6 月三安光电 6 英寸碳化硅产线 正式投产，产能为 3K/月，预计 2022 年扩产至 4K/月，产品主要为高功率密度碳化硅二极管、MOSFET 及硅基 氮化镓产品。碳化硅二极管在 2021 年新开拓送样客户超过 500 家，出货客户超过 200 家，超过 60 种产品已进 入量产阶段。碳化硅 MOSFET 工业级产品已送样客户验证，车规级产品正配合多家车企做流片设计及测试； 碳化硅 MOSFET 车规级与新能源汽车重点客户的合作已经取得重大突破。积塔半导体目前有一条 6 英寸碳化 硅产线，设计产能为 2K/月，但是目前受制于下游客户推广较慢，产能利用率处于较低水平。

近期时代电气也发布了碳化硅产线扩产计划，计划投入 4.6 亿元将现有 4 英寸平面栅 SiC MOSFET 芯片提 升至 6 英寸的沟槽栅碳化硅产线，产能从 1 万片 4 英寸年产能扩产至 2.5 万片 6 英寸年产能，整个项目建设周 期为 2 年。时代电气将这条产线产品定位为车规级 SiC MOSFET，按照目前 2.5 万片年产能的规划，如果假设 每片 6 英寸晶圆可以配套 5 辆车左右，预计全年可以配套车辆为 12.5 万辆，如果单个 SiC 模块按照 5000 元价 值量测算，对应产值为 6.25 亿元。斯达半导在去年 9 月份发布定增公告，计划投入 5 亿元开展 SiC 芯片的研发 和产业化，项目建设期为 3 年，预计将形成年产 6 万片 6 英寸 SiC 芯片生产能力。

五、从分立器件走向模拟电路，布局电源管理 IC 与 MEMS

1、功率 IC：快充芯片上量，DC-DC 开始导入

公司作为功率半导体国产化龙头厂商，不仅在功率分立器件如 MOSFET，IGBT，二极管和整流桥等领域 具有产能和工艺领先优势，而且开始从分立器件向功率 IC 领域拓展，目前公司最先突破的是电源管理芯片。

1) 2018 年开始公司就积极布局快充芯片的研发，推出针对智能手机的快充芯片组，以及针对旅充、移 动电源和车充的多协议快充解决方案的系列产品，2019 年开始积极导入国内手机品牌厂商，2020 年 公司快充芯片出货量显著提高。

2) 2021 年，公司推出了多款 PoE（以太网供电）芯片，包括多款 DC-DC 电源芯片，可以满足安防等领 域 多 种 功 率 和 整 机 应 用 需 求 , 整 体 解 决 方 案 国 内 领 先 。 2021 年公司在 8 英 寸 产 线 完 成 了 0.35um,0.18um,0.13umBCD 工艺的开发，为公司进入模拟电路芯片提供了工艺基础。根据芯谋研究的 统计，在国内本土功率 IC 厂商排名中，士兰微排名第三位。

从功率半导体整个市场来看，功率分立器件和功率 IC 是最重要的两个部分，其中，功率分立器件属于非 集成电路，主要包括 MOSFET、IGBT、功率二极管、功率晶体管及晶闸管等；而功率 IC 属于集成电路 IC 中 的模拟 IC，主要包括 AC/DC 转换芯片、BMIC（电池管理芯片）、DC/DC 转换芯片、Gate Drive（栅极驱动芯 片）、Hot Swap（热插拔芯片）、LDO（低压差电压调节芯片）、PFC（功率因素校正芯片）、PMU（电源管 理单元）、PoE（以太网供电芯片）、Switch Control（开关控制芯片）、Power Stage（功率级芯片）、Voltage Reference（基准电压）、Voltage Supervisor（电压监测芯片）等 13 个细分类型。

芯谋研究预估 2021 年全球功率 IC 规模达 300 亿美元，而去年则是 240 亿美元，同比增长高达 25%，略高 于半导体市场平均增长水平。电源管理 IC 是功率 IC 的最大分类，甚至不少人将功率 IC 直接称为“电源芯片” 由于电源管理 IC 是保障设备电压在可承受范围，电压变化过大可能对电子设备有害，只要用到电源的地方基 本上都要用到电源管理 IC。因此电源管理 IC 在整个模拟 IC 市场的占比份额较大，目前，电源管理 IC 占据通 用模拟市场的 59%，根据 IC insights 统计，预计 2022 年全球电源管理芯片市场规模为 212 亿美元。

依据输入电源属性、工作原理、耐压高低、输出功率、输出电源属性、电源转换方式、开关频率等主要参数或技术指标，电源芯片可以分成 AC-DC(交流-直流)电源芯片、线性降压电源(LDO)芯片和 DC-DC(直流-直流) 电源芯片三大类，衡量电源管理芯片的核心性能指标包括效率、功耗、耐压、启动时间、集成度等。电源管理 IC 的下游应用十分广泛，是因为在电子设备系统中其担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理职责 的芯片。电源管理芯片的下游应用主要有：消费电子、通讯、数据处理、工业/医疗/其他、军事/航天和汽车领 域，其中通讯领域的应用最多达到 25%。

功率 IC 芯片种类多样，相关制造工艺技术类型也很多，主要包括 BCD 工艺（Bipolar CMOS DMOS, BCD）、BiCMOS 工艺（Bipolar CMOS）、CDMOS 工艺（CMOS DMOS）、MixedSignal 工艺（模拟混合信 号工艺）、Analog 工艺（模拟）、CMOS 工艺等等。BCD（Bipolar-CMOS-DMOS）技术是一种单片集成工艺 技术，能够在同一芯片上制作 Bipolar、CMOS 和 DMOS 器件，1985 年由意法半导体率先研制成功。随着集成 电路工艺的进一步发展，BCD 工艺已经成为 PMIC 的主流制造技术。经过 35 年的发展，意法半导体开发了一 系列对全球功率 IC 影响深远的 BCD 工艺，意法半导体目前提供三种主要的 BCD 技术，包括 BCD6（0.35 微 米）/BCD6s（0.32 微米）、BCD8（0.18 微米）/BCD8s（0.16 微米和 BCD9（0.13 微米）/BCD9s（0.11 微米）， 其第十代 BCD 工艺将采用 90 纳米。

华虹半导体能够实现 90nm 的 BCD 工艺，华润微能够实现最先进的工艺微 0.18um，士兰微是 0.13um，中 芯国际有超过 10 年的模拟芯片/电源管理芯片大规模生产经验，技术涵盖了 0.35 微米到 0.15 微米。其中华虹半 导体基于成熟的 CMOS 工艺平台，目前提供的 BCD 工艺平台电压涵盖 1.8V 到 700V，工艺节点涵盖 90 纳米 /0.13 微米/0.18 微米/0.35 微米/0.5 微米/0.8 微米/1.0 微米，在 0.5 微米、0.35 微米、0.18 微米节点上积累了丰富 的量产经验。未来，华虹半导体将继续发挥在 BCD 和 eNVM 特色工艺上的技术优势，提供二者的集成方案， 为智能化电源产品，打造高端电源管理系统级芯片(SoC)。

2、MEMS：加速度传感器（G-Sensor）实现国产替代

除了功率 IC 领域，公司在 2018 年成功开发出高精度硅麦克风，加速度计，以及压力传感器、光传感器、 心率传感器等 MEMS 产品，2021 年公司 MEMS 传感器产品营业收入达到 2.67 亿元，较上年增加 80%以上， 实现销售毛利 7,700.31 万元，实现净利润 3,879.44 万元，毛利率和净利润率分别为 28.8%和 14.5%，加速度传 感器等产品已在 8 吋线上实现了批量产出，单月出货量已接近 3,000 万只，多数国内手机品牌厂商已大批量使 用公司的加速度传感器。公司规划 MEMS 传感器年产能为 8.9 亿只，项目预计达产后正常生产年年销售收入 10.6 亿元，正常生产年所得税后利润 1.46 亿元。公司的红外光感传感器、心率传感器、硅麦克风、六轴惯性传 感器等 MEMS 产品的市场推广和研发都取得了较大的进展。公司 MEMS 传感器产品除在智能手机、可穿戴设 备等消费领域继续加大供应外，还将加快向白电、工业、汽车等领域拓展，预计今后公司 MEMS 传感器产品 的出货量还将进一步增长。

根据 IC insights 统计，由于电动车市场的快速增长，全球 MEMS 传感芯片市场预计在 2021 年增长 16%达到 159 亿美元，未来五年，MEMS 传感芯片的销售额复合增长为 11.8%，预计 2025 年市场规模增至 241 亿美元， 销售量的增速将达到 13.4%，预计 2025 年 MEMS 传感器出货量将达到 321 亿颗。

目前大约 44%的 MEMS 传感器与执行器的销售来自于车用领域，压力传感器、加速计、陀螺仪与流量传感器 四类器件合计占汽车 MEMS 系统的 99%。以意法半导体产品线为例，意法半导体目前在汽车 MEMS 传感器上 的布局涵盖了充电、连接、ADAS 和共享移动。比如其中的 AIS3624DQ 是个 3 轴加速计，用于做震动检测； AIS25BA 则作为宽频带加速计，可感知车轮震动，也可做电机的震动分析；MP23DB01HP 是一款可去路噪的麦克风传感器；AIS2DW12 是用于电池供电设备的低功耗 3 轴加速计（如车钥匙）；还有 SK95 这样用于监测 胎压的重力加速计等等。

我们认为随着先进制程工艺走到 10nm 以下，芯片成本将逐步上升，带来无论是建厂成本、工艺研发还是产品 研制费用的急剧增加，集成电路工艺技术逐渐从单一追求尺寸依赖的先进工艺，向先进工艺（More Moore）、 非尺寸依赖的特色工艺（More than Moore）和先进封装三个维度并举发展。特色工艺成为国内 IDM 产商发展 的一个重要方向，我们把嵌入式非易失性存储工艺 eNVM、BiCMOS 工艺、RFCMOS 工艺、BCD 工艺、 MEMS 工艺，乃至 GaAs、GaN、SiC 工艺等不完全靠尺寸缩小来提升性能的工艺统称为非尺寸依赖的特色工 艺。

从需求端来看，无论是物联网的快速发展，还是电动车和工业互联网等领域的渗透率提升，对于 MEMS 传感 器的需求量都在不断增长，但是目前国内 MEMS 渗透率非常低，士兰微等 IDM 在国内率先实现了消费电子领 域加速度传感器的替代，未来随着逐步导入汽车领域，将有望实现对于汽车领域 MEMS 产品的替代。

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