很长时间没有聊半导体行业了,经历了2019年和2020年上半年的连续上涨,半导体行业的估值被大幅提升,下半年整体处于估值回落的下行周期,但芯片行业长期向好的态势并没有改变,国产替代的逻辑也并没有改变。

美国当地时间2020年12 月18日,美国商务部工业和安全局(BIS)发布实体清单,正式宣布将中国半导体制造企业中芯国际列入“实体清单”,根据BIS的公告,中芯国际在先进技术节点(10 纳米或以下)生产半导体所需的设备和材料都将被禁运,以防止这种关键的技术支持中国的军民融合工作。

外部的围追堵截只能促使国内芯片行业加快发展,而现在半导体行业就迎来了新的利好,功率半导体即将步入高景气周期。根据产业链调研的信息,2020年 11-12月,海外品牌都缺货,国产品牌也出现了缺货涨价的情况,市场上的 MOSFET价格普遍上涨,幅度在10-20%之间。

新能源汽车带动功率半导体扩容

数据显示,2019年全球半导体行业市场规模为4121亿美元,其中汽车行业贡献了12.3%的占比,2010-2019年,汽车成为半导体行业需求增长最快的行业,年复合增速高达9.2%,远高于半导体行业整体3.7%的增速水平。

值得一提的是,从传统燃油车到新能源汽车,功率半导体的应用量实现了大幅度的提升。根据业内的统计数据,传统汽车中半导体价值为450美元,功率器件为50美元,占比在10%左右,而新能源汽车电池动力模块都需要功率半导体,混合动力汽车的功率器件占比增至40%,纯电动汽车的功率器件占比增至55%。按照纯电动汽车半导体单车价值750美元计算,功率半导体单车价值量约为455美元,相比传统汽车新能源车功率半导体需求提升接近9倍。智能化程度的提升也增加了对于功率半导体的使用,据英飞凌统计及预测,汽车领域已实现L2级别的自动驾驶,将带来160 美元/辆半导体器件的新增成本,未来进入L3级别后,将增加成本至630美元/辆,L4/L5预计增加成本至970美元/辆,其中汽车功率半导体占比约为21%。

功率半导体是新能源汽车价值量提升最多的部分,新增功率器件价值量主要来自于汽车的“三电”系统,包括电力控制、电力驱动和电池系统,囊括了IGBT、MOSFET 及多个IGBT集成的IPM模块等产品。

以最核心的IGBT为例,IGBT俗称绝缘栅双极型晶体管,是国际上公认的第三次电力电子技术革命中最具代表性的产品。2019年,我国IGBT市场规模达到155亿元。根据Trendforce的预测,受益于新能源汽车和工业领域的需求大幅增加,中国IGBT市场规模将快速扩容,预计到2025年中国IGBT市场规模将达到526亿元,未来五年的年复合增长率达19.11%。

不过这里有一个问题值得关注,IGBT在600V以上具有较强的优势,目前可应用于6500V高压,但在高压领域,SiC MOSFET成为IGBT的有利竞争者。SiC应用于新能源车可以降低损耗、减小模块体积重量、提升续航能力,Model3率先采用SiC,开启了电动汽车使用SiC的历程,2020年比亚迪也采用了SiC模块,有效提升了加速性能、功率及续航能力,丰田燃料电池车Mirai 车型搭载了SiC,功率模块体积降低了30%,损耗降低了70%,但目前SiC还存在成本问题,如果后期成本下降,那么其优势将会大幅凸显。

格局与机遇

2019 年,全球汽车半导体市场达到372亿美元,前五家公司合计占49.1%,其中英飞凌位居第一,市占率 13.4%,该公司也是市场上唯一一家提供覆盖硅、碳化硅和氮化镓等材料的全系列功率产品的公司。汽车功率半导体全球第一大公司也是英飞凌,市占率25.5%,第二大公司为意法半导体,市占率 13.9%,前五家公司合计占比 62.1%,集中度较高。

放眼看世界,回头看自己。中国汽车在汽车功率半导体领域基础薄弱,发展速度慢,但是近几年中国电动汽车发展较快,也带动了IGBT产业的发展。根据佐思汽研的数据,按照销量数据来看,2019年英飞凌在中国新能源汽车IGBT领域排名第一,占比高达 49.3%,其次是比亚迪,主要给自己配套,占比20%,斯达半导体位居第三,市占率达到16.6%。

斯达半导体是国内IGBT领域的龙头企业,IGBT模块销售占公司销售收入总额的95%以上,其中 1200V IGBT模块的销售收入占主营业务收入比例的 73%,是公司的最主要产品,其他电压IGBT模块收入占比24%。斯达半导体现已开发出平面栅NPT 型1200V全系列IGBT芯片和沟槽栅场终止650V、750V、1200V及1700V全系列 IGBT芯片,最新一代FS-Trench芯片技术水平已位居世界前列。2016年—2019年,公司归母净利润分别为2146.47 万元、5271.96 万元、9674.28 万元和 1.35亿元,年复合增长率 84.71%。与此同时,公司净利率也在逐年攀升,同期分别为 6.65%、11.70%、14.29%和 17.40%。

除了斯达半导体,港股上市公司华虹半导体也是国内半导体行业的领军企业,公司和国家集成电路产业投资基金股份有限公司、无锡锡虹联芯投资有限公司等在无锡高新技术产业开发区内合资设立了华虹半导体(无锡)有限公司(“华虹无锡”)。一期项目投资25亿美元,建有一座规划月产能4万片的12 英寸(300mm)晶圆厂(华虹七厂),已于2019年正式落成并迈入生产运营期,成为中国大陆领先的12英寸特色工艺生产线,也是大陆第一条12英寸功率器件代工生产线。

上文提到过,第三代半导体在新能源汽车领域的应用具备广阔的前景,而闻泰科技就押宝了这一领域。2019年,闻泰科技收购了功率半导体大厂安世半导体,根据公司2020年9月《关于合肥广坤半导体产业投资中心(有限合伙)有限合伙份额转让项目中标的公告》,公司当时间接持有安世集团98.23%的权益比例,收购完成后将持有安氏集团100%股权,至此,公司业务领域已涵盖通讯和功率半导体两大业务板块。

据IHS Markit的统计数据,安世半导体二极管和晶体管排名第一,逻辑器件排名第二(仅次于TI),ESD保护器件排名第二,小信号MOSFET排名第二,汽车功率 MOSFET排名第二(仅次于英飞凌)。目前安世半导体的产品中二、三极管约占其业务的 40%,MOSFET约占 25%,合计功率半导体业务占比近 65%。此外,安世半导体在第三代半导体的布局已经有很多年了,技术积累深厚,其研制的GaN产品克服了当前主流GaN出现的稳定性、可靠性、尺寸不适应性等问题。2020年6月,安世发布650V GaN-on-Si FET,实现了 GaN产品性能指标的全面升级,新推出的“H2 GaN”技术可有效缩小芯片尺寸约24%,导通电阻最大值降低到41mΩ。

短期来看,功率半导体有望受益于供不应求的行业格局,涨价推动景气度的上行,中长期来看,新能源汽车带来的扩容和国产替代将会是主要的推动逻辑。

出品|每日财报

作者|刘阳