2022年斯达半导发展现状及业务布局分析 IGBT功率模块是逆变器的核心功率器件

一、斯达半导：产业积累深厚，业绩增长强劲

1.1 深耕 IGBT，国内领先的龙头供应商

公司长期致力于 IGBT、快恢复二极管等功率芯片的设计和工艺及 IGBT、MOSFET、SiC 等 功率模块的设计、制造和测试，公司的产品广泛应用于工业控制和电源、新能源、新能源汽 车、白色家电等领域。2021 年，IGBT 模块的销售收入占公司主营业务收入的 94%以上，是公 司的主要产品。据 Omdia，公司 2020 年 IGBT 模组收入在全球占比 2.8%，排名第六，是国内 唯一进入世界前十的 IGBT 龙头公司。

摆脱进口依赖，自研产品实现突破。公司自主研发设计的 IGBT 芯片和快恢复二极管芯片 已经量产，同时公司外购芯片的比例在降低。2016 年至 2019 上半年，公司自主研发的 IGBT 及快恢复二极管芯片采购数量占当期 IGBT 及快恢复二极管芯片采购总量比例分别为 31.04%、 35.68%、49.02%和 54.10%，自主研发的 IGBT 及快恢复二极管芯片采购金额占当期 IGBT 及快 恢复二极管芯片采购总额比例为 20.26%、32.08%、45.30%和 52.71%。公司自主研发设计的芯 片由上海华虹和上海先进两家芯片代工生产，在芯片制造端，不存在依赖进口的情况。

1.2 团队经验丰富，股权结构稳定

公司管理层技术底蕴深厚。董事长沈华 1995 年 7 月至 1999 年 7 月任西门子半导体部 门（英飞凌前身，1999 年成为英飞凌公司）高级研发工程师，1999 年 8 月至 2006 年 2 月 任 XILINX 公司高级项目经理，公司设立以来一直担任公司董事长和总经理。副总经理汤艺 2003 年博士毕业于美国仁斯利尔理工学院（RPI）电子工程系，2003 年 7 月至 2015 年 3 月 在美国国际整流器公司（International Rectifier，英飞凌 2015 年以 30 亿美元将其收购， 2014 年 International Rectifier 的收入为 11 亿美元）工作，历任集成半导体器件高级工 程师、主管工程师、高级主管工程师、IGBT 器件设计经理、IGBT 器件设计高级经理。2015 年加入公司，现任公司副总经理，负责 IGBT 芯片技术研发工作。

公司股权结构稳定，实控人持股比例集中。沈华、胡畏夫妇通过香港斯达合计有公司 41.77% 的股份，是公司实际控制人。嘉兴富瑞德是公司的员工持股平台，持股比例 5.09%。

1.3 产品进入放量期，盈利能力领先行业

公司持续加码研发，创新能力。2020 至 2021 年，公司研发投入由 0.77 亿元增长至 1.1 亿元，研发人员由 194 人扩张至 245 人，公司人均创收由 136 万元/年增长至 165.5 万元/年， 公司发明专利数量由 42 个增长至 53 件。

2021 年，公司 IGBT 产品持续放量，实现营收 17.07 亿元，同比增速 77.22%，归母净利润 3.98 亿元，同比增速 120.49%。2022 年一季度，公司业绩保持高速增长，实现收入 5.42 亿 元，同比增长 66.96%，归母净利润 1.51 亿元，同比增长 101.54%。

在国内功率半导体设计同行中，公司的净资产收益率维持在较高水平。由于毛利率较高的 车规产品开始放量，公司毛利率持续上升，表明公司发展质量高，盈利能力强。

二、新能源车 IGBT 持续放量，工控市场稳步提升

2.1 世界前十 IGBT 模块供应商，车载 IGBT 打开第二成长曲线

电力电子器件能够根据工业装置中的信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等， 以实现精准调控的目的。IGBT 是现代电力电子领域的代表性器件，由于具有导通电阻小、开 关速度快、工作频率高等特点，可以在各种电路中提高功率转换、传送和控制的效率，实现 节约能源、提高工业控制水平的目的，广泛应用于电机节能、轨道交通、智能电网、航空航 天、家用电器、汽车电子、新能源发电、新能源汽车等领域。

经过几十年的发展，IGBT 头部供应商英飞凌不断改进芯片结构，将 IGBT 技术做到了第七 代，IGBT1 和 IGBT2 已经不被英飞凌建议使用，目前使用最广泛的是 IGBT4，国内部分供应商 目前能在第四代进行量产。IGBT 的发展方向依然是提高耐压、增加电流、扩大功率、提升最 高工作结温。

IGBT 根据集成度，分为分立器件、模块和 IPM（智能模块）。在下游应用场景方面， 单管主要应用于小功率家用电器、分布式光伏逆变器及小功率变频器；

标准模块主要应用于大功率工业变频器、电焊机、新能源汽车（电机控制器、车载空调、 充电桩）等领域；

IPM 模块主要应用于变频空调、变频洗衣机等白色家电。

由于 IGBT 模块的尺寸相对标准化，芯片间的连接已在模块内部完成，因此和同容量的器 件相比，具有体积小、集成度高、可靠性高、散热稳定等优点，在 IGBT 应用市场中占比过半。

IGBT 的全球头部企业包括英飞凌、富士电机、三菱等，国内厂商中。2020 年，Omdia 对 IGBT 分立器件、IGBT 模块和 IPM 模块进行了排名，在市场最大的 IGBT 模块中，斯达半导实 现 1 亿美元收入，全球市占率 2.8%，排名全球第六，领先国内。

IGBT 应用目前以工业控制为主，电动车应用开始放量。据比亚迪半导招股书，从 2020 年 IGBT 模块全球应用占比来看，工业控制占比 33.5%，是目前 IGBT 最大的应用领域，新能源汽 车占比 14.2%。未来，汽车电动化、智能化推动车规级 IGBT 成为增长最快的细分领域，新能 源汽车在2024年将超过工业控制成为IGBT最大的下游应用领域，年均复合增长率达到29.4%， 远超行业平均增速。

新能源成为公司第二增长引擎。斯达半导产品的下游应用领域主要包括工业控制、新能源 和白电，其中工控占比最大，2021 年工控收入增长 3.58 亿元，对 2021 年的增长贡献为 49%。 受电动车行业催化，公司新能源领域增速最快，2021 年实现 165.95%的同比增长，新能源对 2021 年的增长贡献为 48%。

2.2 车载 IGBT 实现突破，市场空间广阔

电机和逆变器是电动车新增核心需求，IGBT 是逆变器核心器件。电动车的逆变器用于驱 动电机，为汽车运行提供动力，IGBT 功率模块是逆变器的核心功率器件，也是车辆性能的主 要保证方式之一。和计算机上处理数字信号的 CPU 类似，IGBT 是电动车在功率上的“CPU”。 CPU 依靠软件实现信号流在 0 和 1 之间的转换。IGBT 依靠变频控制软件，处理功率流的开和 关。

电动车高速发展，带动车载 IGBT 成长。2021 年，全球新能源车销量实现 106%的同比增 速，达到 694 万台。据英飞凌，电动车的半导体单车价值量较燃油车增长约 950 美元，其中 约 900 美元来自功率半导体的使用，而逆变器使用的功率半导体，占单车功率半导体总价值 量 75%左右。

电动车进入发展快车道，车载半导体景气度提升。全球 2021 年新能源车 销量 694 万辆，同比增长 106%。随着电动车的繁荣发展，国际半导体龙头供应商的汽车业务 营收创新高，其中功率半导体龙头英飞凌的汽车相关业务在 2021 年实现约 37%的同比增长， 代工厂龙头台积电的汽车业务同比提升约 51%。

据我们测算，我国 2021 年新能源车电驱动逆变器 IGBT 市场规模约 55.6 亿元。随着我国 A 级及以上的电动车销量增加，高端电驱动 IGBT 市场份额在 2021 年超过 50%，虽然 2022 年 国内新能源车呈现市场下沉的趋势，A 级以下的销量占比有所提升，但 A 级以上的产品附加 值高，技术壁垒高，仍然是未来国产替代的主要方向。

据公司年报，斯达半导生产的应用于主电机控制器的车规级 IGBT 模块持续放量，2021 年 合计配套超过 60 万辆新能源汽车，其中 A 级及以上车型配套超过 15 万辆。乘联会公布的 2021 年国内新能源车销量 328.8 万台，A 级以上 201 万台，假设公司的主电机控制器 IGBT 模块大 部分销售额在国内，则公司在国内搭载率约 18.2%，A 级以上车型搭载率约 7.5%。

国内 2019 年汽车 IGBT 出货量中，英飞凌处于绝对领先位置，占 49.2%； 排在第二和第三位分别是比亚迪和斯达，份额分别为 20.0%和 16.6%。作为国内 IGBT 龙头供 应商，公司在 A 级及以上的车规 IGBT 还有广阔的替代空间。

2.3 加速工控 IGBT 国产替代，公司具先发优势

工业控制领域系功率半导体下游主要应用行业之一，功率半导体对于工厂的进一步自动 化至关重要，随着制造业的不断升级，工业的生产制造、物流等流程改造对具有较高效能的 电机需求不断增大，而功率半导体器件系电机控制的核心器件，对其性能起着关键影响，预 计其需求未来将保持较快增速。IGBT 在工业控制领域有广泛的应用，应用场景包括变频器、 逆变焊机、电磁感应加热、工业电源等。根据集邦咨询数据，2019 年全球工业控制 IGBT 市场 规模约为 140 亿元，预计到 2025 年全球工业控制 IGBT 市场规模将达到 170 亿元。

变频器靠内部 IGBT 的开关来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其 所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，变频器产业的快速发展将带来 IGBT 需求提升。近年来，我国变频器行业的市场规模总体呈上升态势。在一系列节能环保政策的支持下， 变频器在冶金、煤炭、石油化工等工业领域的应用规模保持稳定增长，同时我国城市化进程 的加快也推动变频器在市政、轨道交通等公共事业领域的需求持续增长。2019 年我国变频器市场规模达到 495 亿元，预计到 2025 年市场规模将达到 883 亿 元，变频器用 IGBT 模块和单管需求也有望保持稳定增长。

据前瞻产业研究院，目前国内变频器行业的主要玩家还是外资品牌，国产品牌的市场占比 较少。2020 年国产供应商中，汇川技术的市场占比约为 6.74%，其次是英威腾与新风光，占 比分别为 2.46%与 1.21%。斯达半导已进入国内变频器头部供应商，汇川、英威腾在公司的采 购金额逐年提升，在公司的收入占比约 20%。

公司工控 IGBT 收入增速高于下游行业增速，主要系公司进口替代比例的上升。2021 年公 司实现工控 IGBT 收入 10.65 亿元，同比增长 50.6%。公司下游客户受制于成本及供应链的压 力，进口替代需求迫切。据华经产业研究院，2021 年中国 IGBT 需求量 13200 万只，产量 2580 万只，自给率约 20%。和进口品牌相比，公司给客户提供更好的价格和交付周期，目前已经成 为国内多家知名变频器企业的 IGBT 模块主要供应商。

公司先发优势明显。IGBT 模块的下游企业都会经过较长的认证期后才会大批量采购。国 内其他企业进入 IGBT 模块市场需要面临长期较大的资金投入和市场开发的困难，公司的先发 优势明显。随着公司生产规模的扩大，自主芯片的批量导入，在供货稳定性上的优势会进一 步巩固，从而提高潜在竞争对手进入本行业的壁垒。与国内专注于工业 IGBT 设计的宏微科技 相比，公司在规模和毛利率方面领先。

三、产能扩张，布局 SiC、高压产品

3.1 携手华虹，锁定代工产能

2021 年 6 月，公司与华虹半导体签订战略合作协议。双方共同宣布，携手打造的高功率 车规级 IGBT 芯片，已通过终端车企产品验证，广泛进入了动力单元等汽车应用市场。

华虹半导体是全球首家同时在 8 英寸和 12 英寸生产线量产先进型沟槽栅电场截止型（FS, Field Stop）IGBT 的纯晶圆代工企业。华虹半导体“8 英寸+12 英寸”四个工厂均通过 IATF 16949 汽车质量管理体系认证。华虹半导体与斯达半导在多年合作过程中，双方充分发挥了 各自的优势资源，加强技术创新，在汽车电子、变频器、逆变焊机、UPS、光伏/风力发电、白 色家电等多个领域潜心研发生产 IGBT。目前已有 650V、750V、950V、1200V、1700V 等多个电压的系列产品通过终端客户考核，实现批量生产，性能水平达到业界一流，双方合作 IGBT 累 计出货量已超过 25 万片等效 8 英寸晶圆。

3.2 自建产线，转型 IDM 模式

2021 年公司宣布拟通过增发方式募集 35 亿元，用于自建晶圆生产线，布局新能源市场。 公司预计投入 5 亿元进行 SiC 芯片的研发，进一步提高公司车规级 SiC 模块的供货保障能力 以及产品竞争力。同时，公司计划利用定增的 15 亿资金，打破 3300V、4500V 等高压功率芯 片的进口依赖，实施高压特色工艺功率芯片的研发和产业化项目。

我们认为，公司不仅充分利用国产代工厂高性价比的产能，同时将部分研发产品转型为 IDM 模式，利于公司加快研发和认证进度，扩大汽车 IGBT 市占率，同时在芯片短缺，代工产 能供不应求的情况下，能保障公司的供应能力。

IDM 模式有助于公司对芯片质量的把控。安全等级较高的整车厂对芯片的寿命、可靠性以 及失效率要求较高，芯片需经过多轮筛选及测试才能拿去封装，封装后的模块仍要经过严格 测试才能出货给整车厂。尤其是新能源汽车电控系统客户对产品可靠性要求更高，在引入新 的供应商时通常会进行严格的供应商及产品认证，且认证周期较长，在通过认证后，客户才 会与供应商建立正式商业合作关系。而 IDM 模式相较于 Fabless 能够保证整车厂从芯片生产 的源头上把控芯片质量，从而确保整车安全。因此，拥有晶圆生产线的厂商更易获得新能源 汽车厂商的订单。

IDM 模式供货更加稳定。鉴于国际形势的持续变化和不可预测性，存在英飞凌断供芯片的可能性。并且受到通货膨胀、芯片短缺的影响，英飞凌、安森美等拥有自主产能的供应商在 不断提价，对于 Fabless 厂商加重了成本提升和断供的风险。公司开始增加自主产线，能够 抵消部分供给端带来的扰动。

3.3 拓展 SiC、高压芯片，布局未来成长空间

公司坚定布局碳化硅，加厚竞争壁垒。碳化硅（SiC）具有击穿电场高、热导率高、电子 饱和速率高、抗辐射能力强等优势。据意法半导体，使用 SiC 器件能使电动车平均减重 150kg 至 200kg，延长电池寿命，使电车续航里程平均超过 600 公里。采用 碳化硅能使整车成本节省约 2000 美元，包括节省 600 美元电池成本、600 美元汽车空间成本， 节省 1000 美元散热系统成本。

碳化硅模组分为碳化硅混合模组和纯碳化硅模组。纯碳化硅 MOS 模组将在电动 车领域广泛使用，成为碳化硅市场的主要驱动力。

2021 年，公司在机车牵引辅助供电系统、新能源汽车行业控制器、光伏行业推出的各类 SiC 模块得到进一步的推广应用。公司车规级 SiC 模块已获得国内外多家车企和 Tier1 客户 的项目定点，截至到 2021 年 9 月 8 日为止，公司已经获得总金额为 3.4 亿元的车规级 SiC MOSFET 模块订单，订单约定交货期间为 2022 年至 2023 年。公司积极推进 SiC 芯片自主化， 拟用 2021 年定增募集的 5 亿元进行 SiC 芯片的研发，进一步提高公司车规级 SiC 模块的供货保障能力以及产品竞争力。

推进高压功率芯片国产化。高压特色工艺功率芯片广泛应用于智能电网、轨道交通、风力 发电等市场。我国 27 亿美元的 IGBT 市场空间中，智能电网和轨交占比 约 10%。目前国内以智能电网、轨道交通、风力发电为代表的高端行业应用的功率芯片主要还 是被国外品牌所垄断。公司自建产线，加快高压特色工艺功率芯片领域的布局，有望带来新 的业绩增长点。

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