603290 斯达半导 受益于新能源浪潮的国产IGBT龙头

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斯达半导 2005年成立于嘉兴，起家于IGBT模块开发，2012年公司独立研发并量产了平面栅NPT型igbt芯片，2015年研发沟槽型截止FS-Trench型IGBT芯片，与市场主流进口芯片性能相当。2015年以来公司光伏IGBT产品也陆续进入主流逆变器厂商供应名单。2017年公司IGBT模块份额达到全球前十、中国第一。2020年，公司自主开发的IGBT芯片适用于集中式光伏逆变器的大功率模块系列和组串式逆变器的Boost及三电平模块系列市场份额进一步提高，2020年初公司在A股上市（中证券保荐）。2022年公司基于第七代微沟槽技术的新一代车规级IGBT芯片批量供货，2022年Q1斯达半导在车规级IGBT市场占有率为16.4%，仅次于英飞凌的22.9%，从技术和市场份额上看都是当之无愧的国产龙头。公司于2021年定增35亿元（发行价330元/股），自建SiC和高压IGBT晶圆厂。目前公司的生产方式是华虹和上海现先进代工，并自建部分SiC和高压IGBT产线。

IGBT 是 Insulated Gate Bipolar Transistor 的缩写，即绝缘栅双极型晶体管。它是由 BJT 和 MOSFET 组成的复合功率半导体器件，既有MOSFET的开关速度高、输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关损耗小的优点，又有BJT导通电压低、通态电流大、损耗小的优点，在高压、大电流、高速等方面是其他功率器件不能比拟的，因而是电力电子领域较为理想的开关器件，是未来应用发展的主要方向。从 20 世纪 80 年代至今， IGBT 芯片经历了 6 代升级，从平面穿通型（PT）到沟槽型电场—截止型（FS-Trench）。

IGBT芯片和快恢复二极管芯片行业作为特殊的集成电路芯片，是能源变换与传输的核心器件。随着新能源汽车的发展以及变频白色家电的普及，IGBT 的市场热度持续升温。公司的IGBT最早受益于2018年新能源汽车的爆发式增长，较早布局新能源汽车行业，是大批量供应汽车级 IGBT 模块的行业内领军企业。

IGBT的下游应用从电压高低区分，低压用于消费电子（25%）和逆变器（20%），中压用于车规级产品（30%）和风电（10%），高压用于轨交和电网（共10%）。IGBT的厂商升级顺序，工控/家电---逆变器---新能源汽车，车规级IGBT代表了行业的最高水平。

IGBT主要用于新能源汽车的以下几个方面电机控制器、车载空调控制系统和充电桩。IGBT 模块为电控系统的核心器件，担负着电控系统中将动力电池直流电能转换成驱动电机所需交流变频电能的功能，IGBT 模块决定了整车的电能转换效率。

公司下游主要集中在工控、新能源、变频家电，21年这三个领域的占比分别为62%、33.5%、4%。2015年以来，公司毛利率由28.8%提升至36.7%，净利率由4.7%提升至23.0%。

公司工控级客户包括英威腾、汇川技术、众辰电子等专业的变频器生产厂商；车规级客户是以合肥巨一动力和上海电驱动为主的新能源汽车电驱厂商，合肥巨一动力的电驱终端客户包括奇瑞、江淮、云度等国产整车厂商以及广汽本田、江淮大众等合资车厂，上海电驱动产品覆盖30-200KW系列化电驱产品，客户包括一汽、奇瑞、长安、上汽、宇通等众多国内整车厂，以及雷诺、通用、伊顿等海外客户。

IGBT的技术发展趋势为“小尺寸、高功率、低损耗”， 第七代微沟槽技术可实现面积减小20%、芯片厚度从120微米减少到80微米、导通压降从1.7V降到1.4V，从而大幅提升IGBT的性价比。第七代技术对工艺要求极高，芯片的减薄和背面工艺是核心。华虹半导体是国内唯一拥有IGBT全套背面加工工艺的晶圆代工企业，包括背面薄片、背面离子注入、背面激光退火、背面金属等。IGBT领域设计与制造强耦合，通过与华虹的合作，公司于2021年成功研发出基于第七代微沟槽Trench Field Stop技术的新一代车规级650V/750V/1200V IGBT芯片，并于2022年开始批量出货。1200V IGBT模块的销售占比在70%以上，是公司的主要产品。21年公司营收17亿，其中来自新能源行业的收入为5.7亿，占比营收33.5%。

电驱动系统将直流电转为交流电后驱动汽车电机，IGBT是电驱动系统的核心器件，新能源汽车产品比较看重安全性。根据车型不同，单车IGBT价值在800-4000元左右，平均价值在1800元左右。公司车规级IGBT模块持续放量，配套车型覆盖A00级到B+级。就单车IGBT价值而言，A级以下车型在800元左右，而B+级车型超过3500元。

SiC在汽车领域，SiC功率模组在耐高压、低损耗、低综合成本三方面具有显著优势。SiC芯片作为目前主流的第三代半导体芯片，被广泛应用于高端车，SiC模块价格是硅基IGBT的2倍以上。28万以上的车型用碳化硅，尤其是四驱模块。未来2-3年可能23-24万的车型用，4-5年 20万以上都会用到SiC模块。根据Yole统计，SiC器件价格需降至Si器件2.5倍左右才能使电动汽车成本打平，渗透率才会加速提升。以650V电压等级为例，碳化硅方案性能是硅方案的3倍但成本是硅方案的3.5倍，不具竞争优势；当电压平台提升至800V，碳化硅才会基于成本与性能的优势进行快速渗透。

SiC MOSFET与IGBT方案相比，可以有效的提升新能源汽车持续续航能力、空间利用等关键指标，同时还可以减小电机控制器的体积，以特斯拉为代表的部分中高端车型已经开始使用SiC MOSFET方案。SiC材料的性能优势，下游应用场景丰富，除了高端的新能源电车，还包括快充桩、UPS电源（通）、光伏、轨道交通以及航天军工等领域。目前在一些对能量效率和空间尺寸要求较高的应用，如新能源汽车、光伏微型逆变器、电力牵引、智能电网、电源等领域，SiC可取代部分硅基MOSFET与IGBT。

斯达SiC的技术和建设优势在于封装，技术掌握比较透彻，做了一些基于碳化硅的模块。

光伏逆变器领域IGBT模块是光伏逆变器的核心器件，占逆变器价值量的15%-20%。光伏逆变器根据结构不同，主要分为组串式、集中式和集散式逆变器。其中，组串式逆变器是将光伏组件的直流电通过多个逆变器进行交流转换后进行汇流，其模块化设计体积小、重量轻，便于搬运安装，适用于中小型光伏发电站，占据了66.5%的市场份额；集中式逆变器采用大型逆变器将多个光伏直流电汇流后转化为交流电，其逆变器数量少便于管理，功率密度大，常用于大型光伏发电站，占据28.5%的市场份额。与车规产品不同，光伏产品比较看重开关损耗。

高压IGBT高压IGBT可以用于轨交牵引变压器、风电、电网发电端输电端变电端和用电段。目前国内柔性直流输电用 3300V 和 4500V 高压 IGBT 基本依赖进口，亟需发展国产核心功率半导体器件，支撑国家重大装备和重点工程的发展。在轨道交通行业，高压 IGBT 是轨道交通列车“牵引变流器”的核心功率器件，而牵引变流器是驱动轨道交通列车行驶最关键的部件之一。在风力发电行业，高压 IGBT 是风力发电行业“风电变流器”的核心功率器件。目前海上风力发电的风机功率等级主要以 2-7MW 为主，未来风机的功率将达到 10-20MW，风机向着更高功率等级方向的发展势必会带来 3300V 和 4500V 等高压 IGBT 器件的需求。

销售模式公司采用直销的模式，使用直销模式的功率半导体公司还有宏微电子、扬杰科技，而士兰微、华微电子主要使用经销模式。

市场参与者根据 IHS 的数据，2020 年全球功率半导体市场规模为 422 亿美元，同比增长 4.6%，其中，中国功率半导体市场规模为 153 亿美元，同比增长 6.3%。IGBT 是目前发展最快的功率半导体器件之一。据 OMDIA 数据显示， 2020 年全球 IGBT 市场规模达 66.5 亿美元。受益于工业控制、新能源、新能源汽车等领域的需求大幅增加，中国 IGBT 市场规模将持续增长，到2025 年，中国 IGBT 市场规模将达到 522 亿人民币，年复合增长率达 19.11%，是细分市场中发展最快的半导体功率器件。近年来，以碳化硅（ SiC）、氮化镓（GaN）等材料为代表的化合物半导体因其宽禁带、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等优异的性能而饱受关注。其中碳化硅功率器件受下游新能源汽车等行业需求拉动，市场规模增长快速。

国内的主要参与者是比亚迪、斯达半导、中车电气、士兰微等。

比亚迪IDM形式，定制化封装、外采较少，IGBT 5.0 已量产；2022年，比亚迪集团保守估计整车销量150万-180万，比亚迪半导体自供100-110万台车，剩余外购。第一供应商斯达，第二供应商中车。比亚迪在2021年底与士兰微签订IGBT供货订单，此外获得订单的还有斯达半导、时代电气、华润微等。2022年预计自供率60%、外购率40%。现在别的一些品牌也在陆续进来。

比亚迪碳化硅的规划以及产能单管方面主要用在车载OBC以及DC/DC；规格1200V为主，少数650V。比亚迪已经量产很多年，从台湾汉磊代工，自供占65-70%。外购的包括深圳埃斯科等。模块方面，比亚迪自己独供，芯片主要用的博世和ST，自己的芯片已经开始在做验证，准备装车，计划明年1Q-2Q投产。

斯达半导目前不具备晶圆制造能力，但产线已经在建，与IDM厂商相比，芯片一致性上比较落后；由于一些历史原因，斯达做车规级IGBT不是直供车厂，而是供给TIER 1。斯达通过联合电子等一些厂家陆续进入国外的供应链。第七代IGBT技术的车规级650/750V IGBT芯片已研发成功，并预计于2022年开始批量供货。

斯达的SiC芯片用的罗姆的芯片，给小鹏P9以及宇通大巴供应。和蔚来、理想、红旗都在谈，主要是测试阶段。2023年下半年到2024年会有量产。

斯达在华虹八寸产能已经接近两万片，基本上以一种主IDM模式去做，专线生产，跟中车差距不大。斯达750V产品良率稳定性和国内其他厂家差距不是太大。斯达是国内第一家用12寸量产IGBT，可能性价比更优。

中车时代公司主要是做轨交产品，为高压产品；750V车规级逆导IGBT芯片已处于样件试验阶段。中车在SiC领域相比斯达进展快一些，拥有自己的产线，已经做出二极管器件。

21年是20万辆左右。

士兰微最早是做白电，2018年切入车规级IGBT，起步最晚；但由于是IDM模式，自有6、8、12英寸的产品迭代较快。主要还是做物流A0的车型，IGBT方面主要还是差异化竞争，比如它的第三代双面散热模组。在传统模块上可能比较落后，但在新进产品的模块封装上，比如双面散热模组，要远远领先斯达、中车。

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