本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 Table_Summary 报告摘要 ： 下游需求旺盛，带动功率半导体市场空间持续增长 功率半导体应用领域广泛，下游需求旺盛 带 动功率半导体市场规模 持续 增长。 1）新能源车 渗透率提升带动功率半导体需求增长，预计 2025 年中国新能源汽车用功率半导体市场规模将达 104 亿元。配套充电桩数量增长叠加快速充电需求 驱动 充电桩 功率提升，预计 2025 年充电桩用功率半导体市场空间将达 35 亿元。 2）新能源发电 市场规模持续扩张，预计 2025 年光伏逆变器 用 功率半导体市场空间约为 44 亿元。 3） 5G 时代 ，基站数量 扩充 且 功率提升， 叠加 云计算 、 雾计算扩容， 加大 功率半导体 使用 需求 。 4）家电变频化 &消费电子快充化 ， 驱动 功率半导体 用量进一步增加 。 据 Omdia 预测， 全球功率半导体市场规模将从 2020 年的 430 亿美元增至 2024 年的 525 亿美元，复合增速 约为 5%。 晶圆代工产能紧张，功率半导体价格 有望 上涨 疫情 “宅经济”推动电脑、平板类产品需求增长，三季度 起 汽车、家电市场景气度持续回暖， 5G、物联网等产业持续推进，加上芯片厂商因供应链安全需要提高安全库存， 晶圆代工产能需求大增 ，代工厂产能利用率 始终 处在高位 ，此外 8 英寸 新 产能 投产还需时日 ， 预计 短期内 8 英寸产能紧张 仍 将持续 。 近期部分代工厂已宣布 提高 8 英寸晶圆 代工价格 ， 联电通过法说会证实了目前部分晶圆代工厂 8 英寸晶圆涨价的信息，并考虑调高2021 年第一季度价格。世界先进目前也正在与客户商谈 8 英寸晶圆代工价格 上涨事宜。预计 8 英寸晶圆代工的涨价情况将向下游传导，以 8 英寸晶圆为主要应用平台的功率半导体价格有望上涨。 性能优势 &成本下降，第三代半导体材料 将 加速渗透 与硅基材料相比， GaN、 SiC 等第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率等性能优势，更适于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。随着“冷切技术”等生产工艺的进步，将带动成本进一步下降。 Yole 预计 2023 年 SiC/GaN 在功率半导体器件中的使用占比将达到 3.75%/1%，且呈加速渗透趋势 ， 并预计 2022 年全球SiC/GaN 功率半导体市场空间将超过 10/4.6 亿美元， CAGR 接近 40%/79%。 国内厂商有望凭借技术进步、成本优势和快速响应能力实现国产替代 当前功率半导体国产化率较低主要集中在高端产品领域。但功率半导体行业因为技术迭代较慢、产品生命周期长、投资强度相对较小的特点，有望成为国产替代的最佳赛道。当前国内功率半导体厂商凭借持续的研发投入，部分产品的性能已达到国际主流水平，在国内政策积极支持的有利条件下，有望凭借技术进步、 产能扩张、 快速响应能力和成本优势完成国产替代，实现市场份额的大幅提升。 投资建议 下游需求旺盛，带 动功率半导体市场空间持续增长，叠加 8 英寸晶圆代工产能紧张，功率半导体价格有望上涨，迎来量价齐升。国内厂商有望凭借技术进步、 产能扩张、 成本优势和快速响应能力实现份额提升 。 建议关注：立昂微、斯达半导、华润微、新洁能、闻泰科技、扬杰科技、捷捷微电。 风险提示 下游需求不及预期，客户认证不及预期，国产替代不及预期。 Table_Invest 推荐 维持评级 Table_QuotePic 行业与沪深 300 走势比较 资料来源： Wind，民生证券研究院 Table_Author 分析师：王芳 执业证号： S0100519090004 电话： 021-60876730 邮箱： wangfangmszq 研究助理：王浩然 执业证号： S0100120070002 电话： 021-60876715 邮箱： wanghaoranmszq Table_docReport 相关研究 1.【民生电子】电子行业深度报告：快充新“赛道”，行业势不可挡 2.【民生电子】行业事件点评： 8 月 TV面板大涨，供需格局持续改善 -20%0%20%40%60%80%19-11 20-2 20-5 20-8 20-11沪深 300 电子 (申万 )Table_Title 电子 行业研究 /深度报告 功率半导体 量价齐升，国产替代正当时 深度研究报告 /电子 2020 年 11 月 27 日 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2 Table_Page 深度研究 /电子 盈利预测与财务指标 代码 重点公司 现价 EPS PE 11 月 26 日 2020E 2021E 2022E 2020E 2021E 2022E 605111.SH 新洁能 183.88 1.48 2.10 2.93 124.55 87.61 62.83 603290.SH 斯达半导 208.74 1.17 1.61 2.18 178.41 130.02 95.77 688396.SH 华润微 56.45 0.79 0.98 1.17 71.91 57.89 48.30 605358.SH 立昂微 75.70 0.51 0.74 0.97 148.58 101.99 77.95 600745.SH 闻泰科技 101.46 2.72 3.76 4.66 37.37 26.97 21.76 300623.SZ 捷捷微电 53.70 0.54 0.68 0.84 99.76 79.38 64.26 300373.SZ 扬杰科技 44.17 0.74 0.96 1.21 59.43 45.94 36.37 资料来源： Wind、民生证券研究院 备注 ：以上公司盈利预测与财务指标数据均来自 Wind 一致预测 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 3 Table_Page 深度研究 /电子 目录 一、下游需求旺盛驱动功率半导体市场规模增 长 . 4 （一）功率半导体用途广泛，市场空间广阔 . 4 （二）新能源汽车产业发展提振 功率半导体需求 . 6 （三）新能源发电装机量持续增长，带动功率半导体需求提升 . 10 （四） 5G 时代四大场景，驱动功率半导体需求提升 . 11 （五）消费电子为功率半导体带来巨大增量 . 12 二、晶圆代工产能紧张，有望带动功率半导体 价格上涨 . 14 三、性能优势 &成 本下降，第三代半导体材料加速渗透 . 16 （一）第三代半导体材料具有更好的产品性能 . 16 （二）技术趋于成熟，带动成本下降 . 16 （三） SIC, GAN 第三代功率 半导体成长空间广阔 . 17 四、技术进步、产能扩张，加速实现国产替代 . 19 （一）功率半导体国产化率较低，主要集中在高端领域 . 19 （二）功率半导体技术迭代较慢 &政策支持助力国内厂商份额提升 . 21 （三）技 术进步产能扩张，国产替代未来可期 . 23 五、投资建议 . 26 六、风险提示 . 28 插图目录 . 29 表格目录 . 29 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 4 Table_Page 深度研究 /电子 一 、 下游需求 旺盛驱动功率 半导体市场 规模增长 （一）功率半导体用途广泛，市场空间 广阔 功率半导体 用途广泛 。 功率半导体 为 可起到 功率转换、功率放大、功率开关、线路保护和整流等 作用，其下游 应用 十分 广泛，几乎用于所有的电子制造 行业， 传统应用领域包括消费电子、网络通信、电子设备等产业。随着 社会 经济的快速发展及技术工艺的不断 进步 ，新能源汽车及充电桩、智能装备制造、物联网、新能源 发电 、轨道交通等新兴应用领域逐渐成为功率 半导体 的重要应用市场， 带 动 功率半导体 需求 快速 增长。 功率半导体 按类型可分为二极管、晶闸管、晶体管 。 1） 功率 二 极管结构简单， 有单向导电性 ，广泛用于消费电子中。 2） 晶闸管体积小、可靠性高，多用于高压直流输电、轨道交通。 4） 晶体管 可进一步分类为 BJTMOSFETIGBT。 BJT 有低导通压降特性， 有电流放大和开关的作用，常用于家电和开关电路 。 MOSFET 有易于驱动、频率超高 的特点 ，主要 应用 于 手机充电器、移动电源、车载导航等。 IGBT 兼 具 MOSFET 的高输入阻抗和双极型三极管 BJT 的低导通压降两方面的优点，开关速度高，易于驱动，频率高，损耗 低，常用于 600V 以上的大功率 装置 ，如电动汽车充电桩、逆变器 等 。 图 1:功率半导体 的 应用领域 图 2:功率半导体 按类型分类 资料来源： 新洁能招股说明书，民生证券研究院 资料来源：华润微招股说明书，民生证券研究院 全球及中国功率半导体市场空间广阔 。 近年来，受益于社会 经济 、 技术水平的 进步 以及 应用领域的拓宽，功率半导体的市场 空间 稳步 增长。 2020 年 全球功率半导体市场空间约 为 430 亿美元 ，据 Omdia 预测 到 2024 年 将进一步增长至约 525 亿美元， 未来 4 年 CAGR约为 5%。 另据 IHS 数据显示， 2018 年 中国功率半导体 市场 空间 约 为 138 亿美元，占全球市场份额的 35%，预计 2021 年 中国功率半导体市场空间将 增至 159 亿美元， CAGR 约为5%。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 5 Table_Page 深度研究 /电子 图 3:全球功率半导体市场 空间 （亿美元） 图 4:中国功率半导体市场 空间 （亿美元） 资料来源： Omdia，民生证券研究院 资料来源： IHS， 民生证券研究院 汽车电子、工业 电子 、消费电子是功率半导体的主要应用领域。 从全球功率半导体的下游应用领域占比来看， 2019 年汽车电子占比最多，达 35.4%，工业电子、消费电子的占比分别为 26.8%和 13.2%，是第二、第三大应用领域。从中国功率半导体的下游应用领域来看， 2019 年在汽车电子同样占比最多达 27.4%、其次是消费电子、工业 和 电力，占比分别为 23.1%和 18.6%。 图 5:2019 年全球功率半导体下游 应用领域 占比 图 6:2019 年中国功率半导体下游 应用领域 占比 资料来源： 智研咨询，民生证券研究院 资料来源：智研 咨询，民生证券研究院 -10%-8%-6%-4%-2%0%2%4%6%8%10%01002003004005006002017 2018 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E功率 IC 功率分立器件功率模组 整体市场增长率-2%0%2%4%6%8%10%12%14%0204060801001201401601802014 2015 2016 2017 2018 2019E 2020E 2021E中国市场规模（亿美元） 增速24.6%35.4%13.2%26.8%其他汽车消费电子工业27.4%23.1%18.6%15.3%15.6%汽车工业电源消费电子电力通信及其他本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 6 Table_Page 深度研究 /电子 （ 二 ） 新能源汽车产业发展提振功率半导体需求 政策 、 市场双导向，推动新能源汽车景气度上行。 政策方面，多国二氧化碳限排政策 、新能源汽车补贴政策双管齐下，以 应对全球气候变暖压力，汽车电动化路线愈加明显。 在欧盟 ， ACEA 汽车温室气体排放协议规定，到 2030 年以前，汽车 二氧化碳 排放量需低于每公里 59 克。 根据 英飞凌测算，欧盟新能源汽车渗透率将在 2030 达到 40%。 在中国，新能源汽车产业发展规划（ 2021 2035 年）提出新能源汽车发展愿景，计划到 2025 年，国内新能源汽车渗透率达到 20%。 图 7: 全球主要国家二氧化碳排放管理与发展 资料来源： 英飞凌， 民生证券研究院 汽车电动化大势所趋，功率半导体面临新的增长机遇。 以电力系统作为动力源的新能源汽车，对电子元器件功率管理，功率转换能力提出了更高的要求。在传统汽车中，功率半导体主要应用于车辆启动，发电和安全领域，低压低功率电子元器件即可满足其工作需求。 而 在新能源汽车中，电池输出的高电压需要进行频繁的电压变换，电流逆变 。 这些电路大幅提高了汽车对 IGBT、 MOSFET、 双极晶体管 、 二极管的需求，从而提升了单车功率半导体价值。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 7 Table_Page 深度研究 /电子 图 8:纯电动汽车结构图 资料来源： 电动汽车维修快速入门 60 天 ， 民生证券研究院 预计 2025 年中国新能源汽车用功率半导体市场规模将达 104 亿元。 乘联会预计 2025年中国汽车销量将达 2400 万辆，若新能源汽车渗透率能够达到规划提出的 20%， 则 2025年新能源汽车销量 预计 将达到 480 万辆。根据英飞凌最新统计，全电池电动车（ BEV）和全插电混合电动车（ PHEV）中功率半导体平均价值约为 330 美元。 如果不考虑 我国新能源汽车中占比较小的 轻 混电动车 、 燃料电池电动车 ， 预计 中国新能源汽车功率半导体市场空间 将在 2025 年达到 104 亿元 人民币 。 图 9:中国汽车 、 新能源汽车销量测算（万辆） 资料来源： 乘联会 ， 国务院办公厅， 民生证券研究院 05001,0001,5002,0002,5003,0002017 2018 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E汽车销量（万辆） 新能源汽车销量（万辆）本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 8 Table_Page 深度研究 /电子 表 1:中国新能源汽车功率半导体市场空间测算 年份 汽车销量（万 辆） 新能源汽车销量 占比 新能源汽车销量 （万辆） 新能源汽车功率半导体 单车 价值（美元） 功率半导体市场 规模（亿元） 2017 2423.80 3% 77.70 $330 16.94 2018 2286.60 5% 125.60 $330 27.38 2019 2070.00 6% 120.60 $330 26.29 2020E 1830.00 6% 117.60 $330 25.64 2021E 1900.00 8% 155.80 $330 33.97 2022E 2030.00 10% 206.41 $330 45.00 2023E 2160.00 13% 273.47 $330 59.62 2024E 2300.00 16% 362.31 $330 78.99 2025E 2400.00 20% 480.00 $330 104.65 资料来源： 乘联会 ， 国务院办公厅， 民生证券研究院 备注：按 1 美元 =6.6067 人民币汇率测算 电动 车充电桩需求提升也将带动功率半导体 需求 增长 。 未来新能源汽车 的普及也 必将推动充电桩 需求的提升 ， 且随着应用场景的优化，快充将成必然需求，带动充电桩功率提 升 。而 IGBT 等功率半导体器件在是充电桩电源模块必不可少的部分。随着 充电桩 数量和功率的提升，相应的功率 半导体市场 空间 将进一步扩大。 图 10:新能源电动汽车直流充电桩控制电路图 图 11:新能源电动汽车交 流充电桩控制电路图 资料来源： 第一电动 ，民生证券研究院 资料来源： 电动汽车充电系统技术原理与解析 ， 民生证券研究院 IGBT 约占充电桩 20%的成本，预计 2025 年充电桩 IGBT 市 场 空间 将达 35 亿元 。我国汽车充电设施的保有量随着新能源汽车市场的发展不断提升。 2019 年中国新能源汽车保有量 418.12 万辆，充电桩保有量 122 万座，车桩比约为 3.4： 1。其中公共交流电充电桩交 30 万座，公共直流电充电桩 22 万座，私人充电桩 70 万座 。 由于直流电充电桩功率高，充电速度快，更能够满足消费者需求，在未来有更高的提升空间。 从目前看来，新能源汽车报废周期在 8-10 年之间，按前述测算， 2025 年新能源汽车保有量将达到 1847 万辆，随着新基建的推进，假设到 2025 年车桩比提升至 3： 1，可推算出 2025 年充电桩保有量约为 615 万个，由于新基建侧重公共充电桩的建设，到 2025本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 9 Table_Page 深度研究 /电子 年，公共车桩比例有望到达 50%。 目前市场上公共直流电充电桩成本约为 4 万元，公共交流电充电桩成本约 0.5 万元，私人交流电充电桩成本约 0.3 万元， IGBT 在充电桩中的成本约为 20，我们预计充电桩用功率半导体市场空间将在 2025 年达到 35 亿元。 图 12:中国充电桩保有量与测算（万辆） 资料来源： EVCIPA，民生证券研究院 表 2:中国充电桩 IGBT 市场空间测算 年份 预计公共交流充电桩新增量 （万个） 预计公共直流充电桩新增量 （万个） 预计私人充电桩新增量 （万个） 预计充电桩 IGBT空间 （亿元） 2017 4.94 2.32 16.92 3.37 2018 3.74 4.85 24.52 5.73 2019 11.12 10.52 22.60 10.88 2020 6.59 8.52 37.30 9.71 2021 26.70 21.85 7.65 20.61 2022 18.80 15.39 34.19 16.24 2023 24.91 20.38 45.28 21.51 2024 32.53 26.61 59.14 28.09 2025 40.98 33.53 74.50 35.39 资料来源： EVCIPA，民生证券研究院 01002003004005006007002016 2017 2018 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E公共交流电充电桩保有量（万个） 公共直流电充电桩保有量（万个）私人充电桩保有量（万个）本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 10 Table_Page 深度研究 /电子 （ 三 ） 新能源发电装机量持续增长，带动功率半导体需求 提升 功率半导体是光伏逆变器 中 的核心器件 。 光伏发电系统由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器组件、控制器和交流 /直流负载组成。因为太阳能电池产生的电能为直流电，要将发出来的电回馈给电网，就需要将直流电通过光伏逆变器转换为电网要求的 220V、 50HZ 的交流电。光伏逆变器中， 功率半导体模组，分立器件 起到提高转换效率、降低系统散热片的尺寸、提高相同电路板上的电流密度作用。 图 13:采用全桥拓扑架构的光伏逆变器电路 图 14:光伏逆变器成本结构占比 资料来源： 维科网 ，民生证券研究院 资料来源： IMS Research， 民生证券研究院 预计 2025 年光伏逆变器 用 功率半导体市场空间约为 44 亿元。 以光伏发电为例， 新增装机 和 逆变器 更换都将带来 功率半导体 的需求增长 ， 根据 Trend Force 预测， 2025 年光伏逆变器出货量将达 327GW。 光伏发电设备的逆变器可选择组串式逆变器 、 集中式逆变器和集散式逆变器，根据 CIPA 测算， 2019 年上述三类逆变器的加权平均成本大约为 0.2元 /W， 2025 年有望降至 0.15 元 /W。 假设光伏逆变器成本中，功率半导体的占比在 9%左右， 预计 2025 年光伏逆变器功率半导体市场 空间 约为 44 亿元。 34%30%16%6%3%2%6%3%机械部分 无源器件 电器结构 集成电路配件 其他 功率模组 分立器件