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(报告出品方/作者:开源证券,任浪)
1、“双碳”背景驱动下,功率半导体产业蓬勃发展
年10月26日,国务院印发《年前碳达峰行动方案》,明确提出大力推广新能源汽车,逐步降低传统燃油汽车在新车产销和汽车保有量中的占比,到年,当年新增新能源、清洁能源动力的交通工具比例达到40%左右。在这一长达40年的国家重大战略里,基于功率半导体的诸多电气技术将在碳中和进程中起着不可替代的关键作用。功率半导体是电子装置电能转换与电路控制的核心,本质上,是通过利用半导体的单向导电性实现电源开关和电力转换的功能。无论是水电、核电、火电还是光伏、风能,甚至各种电池提供的化学电能,大部分均无法直接使用,需由功率半导体器件进行功率变换以后才能供设备使用。
功率半导体将成为21世纪可再生能源和高效负载能源网络的关键驱动力。21世纪的能源网络,无论是太阳能、风能和储能等可再生能源,还是电动汽车和变频电机等高效负载,都需要功率半导体来实现。随着全球制定“碳达峰、碳中和”目标,将带来更多绿色能源发电、绿色汽车、充电桩、储能等需求,根据Yole预测,全球功率半导体器件市场有望从年亿美元增长至年的亿美元,年均复合增长率为6.9%。
2、碳化硅:功率半导体皇冠上的明珠
2.1、碳化硅物理特性优异,替代硅基功率半导体趋势明确
碳化硅(SiC)是一种由硅(Si)和碳(C)构成的化合物半导体材料。在功率半导体应用领域被认为是一种超越Si的材料。SiC存在各种多型体(结晶多系),最适合于制造功率器件的是4H-SiC。SiC的带隙是Si的3倍,宽带隙减少了热激发载流子的数量,导致自由电子减少,漏电流降低。此外,与传统的Si器件相比,漏电流小,而且在更大的温度范围内稳定。SiC的击穿场强比Si高10倍。功率电子开关最重要的功能之一是保持高电压。由于击穿场强高,SiC器件具有更薄的漂移层或更高的掺杂浓度。
因此,与相同击穿电压的硅器件相比,具有更低的电阻,并直接使产生的功率损耗更低。SiC的饱和电子漂移速度是硅的2倍,这使得开关速度更快。更快的开关具有更低的开关损耗,可以在更高的脉宽调制(PWM)频率下工作。在一些电源转换拓扑结构中,更高的PWM频率允许使用更小、更轻和更便宜的无源元件,这些元件往往是系统中体积较大和较昂贵的部分。SiC的导热性比硅高近3倍,功率损耗产生的热量可以以较小的温度变化从SiC中传导出去,实现更好的散热,功率电子器件的散热是系统设计的重要一环。SiC器件的芯片面积更小,产生的栅极电荷和电容也更小,可以实现更高的开关速度,降低开关损耗。
Si材料中越是高耐压器件,单位面积的导通电阻也越大,因此V以上的电压中主要采用IGBT。IGBT通过电导率调制,向漂移层内注入作为少数载流子的空穴,因此导通电阻比MOSFET还要小,但是同时由于少数载流子的积聚,在关断时会产生尾电流,从而造成极大的开关损耗。使用SiCMOSFET模块,可以大幅减小SiIGBT的拖尾电流和FRD的反向恢复电流所产生的开关损耗,而且MOSFET原理上不产生尾电流,所以用SiCMOSFET替代SiIGBT时,能够明显地减少开关损耗,改善电源效率并且简化散热系统,实现散热部件的小型化。另外,SiCMOSFET能够在IGBT不能工作的高频条件下驱动,通过工作频率的高频化从而也可以实现外围被动器件的小型化。
SiC适合高功率和高频率应用场景,如储能、风电、光伏、轨道交通、新能源汽车等行业。以新能源汽车应用场景为例,目前市售电动车所搭载的功率半导体多数为硅基器件,采用SiIGBT技术的功率模块仍在电动汽车应用中占主导地位。然而,经过数十年的发展,硅基功率器件正在接近材料极限,要进一步提高其功率密度非常困难。由于电动车电压平台正在从V向V以上的高电压发展,相较于SiIGBT,SiCMOSFET凭借“耐高压”、“耐高温”、和“高频”特点,在高压系统中有望快速替代SiIGBT,从而大幅提高汽车性能并优化整车架构,使新能源汽车具有更低的成本、更长的续航里程、更紧凑的空间设计以及更高的功率密度。
将碳化硅(SiC)器件应用于电力电子领域的提议最早诞生于60年代,然而,由于SiC衬底在制造方面存在一些困难,迟滞了SiC功率器件的发展。阻碍其大规模应用的主要挑战是成本问题,包括高品质材料的有限性、晶圆的制造成本、更大直径晶圆的制造问题、缺陷密度以及产量。但随着技术迭代和SiC衬底和晶圆良率提升,年Tesla率先在其革命性的纯电动汽车Model3主驱中使用了由ST供应的SiCMOSFET芯片,每两颗芯片封装为1个T-PAK小模块,并将24个小模块并联以提升逆变器功率,由此拉开了SiC大规模量产使用的序幕。尽管单个碳化硅功率器件比硅器件更昂贵(约为硅器件2-3倍),但使用碳化硅器件能够节省系统成本,因为需要更少的组件、更小的无源组件尺寸、更小的冷却系统、相同里程范围内的更小的电池容量以及更少的设计开发工作量。
2.2、需求侧:新能源汽车方兴未艾,驱动SiC需求快速增长
根据乘联会数据,年6月我国新能源乘用车零售销量53.1万辆,同比增长.6%,当月渗透率27.3%;H1累计零售销量.7万辆,同比增长.4%,渗透率24.3%。相较于年全年渗透率14.8%,增长近10%,已经提前实现《-新能源汽车产业发展规划》中年新能源汽车渗透率达到20%的愿景。我国新能源乘用车需求已完成了由政策引导向市场驱动的转变,随着原油价格高企、动力电池材料成本下降和汽车“缺芯”问题缓解,新能源汽车渗透率有望进一步加速。根据波士顿咨询预测,在年之前全球纯电动汽车的销量将超过所有混合动力类型的汽车之和,全球电动车渗透率将达到44%,而中国电动车渗透率在年将达到57%。新能源汽车行业方兴未艾,推动了SiC产业链的快速发展。
受益于新能源汽车、光伏、轨道交通等下游景气应用驱动,全球碳化硅功率器件市场规模不断扩大,根据Yole预测,-年全球碳化硅功率器件市场规模有望从10.90亿美元增长到62.97亿美元,保持年均34%的复合增速。其中,车规级市场是碳化硅最主要的应用场景,市场空间有望从年6.85亿美元增长至年49.86亿美元,CAGR为39.2%,超过了整个SiC功率器件市场增速;车规级SiC器件占整个SiC器件市场的比例有望从年62.84%提升至年79.18%。车规级应用占据近80%SiC市场规模,是因为相对于工业级市场和消费级市场,车规级市场对于SiC器件成本更不敏感,通过使用SiC器件节省的系统成本(减少电池成本、被动元器件等)会超过使用SiC器件增加的成本。
2.3、供给侧:海外SiC龙头竞争优势明显,国内企业加速追赶
2.3.1、SiC产业链与竞争格局:国际IDM厂商主导,国内新势力成长迅速
SiC产业链具有典型的半导体特征,主要包括了上游材料(衬底+外延)、中游器件设计和晶圆制造、下游模块封装和应用等环节。根据产业调研测算,衬底、外延、晶圆制造和模块封装各环节的价值量依次为40%、15%、30%、15%。
上游衬底和外延材料环节:根据Wolfspeed数据,年仅Wolfspeed和II-VI两家美国厂商就占据全球70%以上的衬底份额,而包括ST、Rohm、Soitec在内的国际领先供应商均规划从6寸衬底向8寸衬底升级。根据天岳先进公告,其位于上海临港的SiC衬底项目现已封顶,达产后将新增6英寸导电型SiC衬底产能约30万片/年,预计Q3实现首批量产。
晶圆制造环节:高温离子注入、退火和减薄等工艺存在一定技术门槛和knowhow。德国X-FAB和中国台湾汉磊是全球主要的晶圆代工厂,国内派恩杰是X-FAB的客户,而爱仕特、瀚薪科技等设计公司选择在中国台湾汉磊流片。根据集邦资讯(Trendforce)预测,年全球车规级6寸SiC晶圆需求为万片。根据泰科天润、积塔、中车、BYD半导体、芯粤能半导体官方数据,上述企业均有规划6寸SiC晶圆制造产能,预计到年仅前述5家企业的产能就可以达到每年60万片以上。而富士康通过收购进入SiC晶圆制造行业,预计年年产18万片6寸SiC晶圆。
模块制造和系统应用环节:主驱模块现阶段主要有三种技术路径,即InfineonHPD三相全桥方案、STT-PAK小模块并联方案以及半桥模块方案。由于SiC的主要应用市场为车规级,该产业链环节的代表企业除了赛米控-丹佛斯、斯达半导、比亚迪半导体等主流功率半导体企业外,还有较多国际Tier1企业,包括采埃孚、纬湃(大陆)、博格华纳(德尔福)、汇川技术等。
根据Yole数据,年全球前5大SiC功率器件供应商全部为IDM垂直一体化企业,并且在SiC全产业链各环节均有布局。STMicroelectronics是全球领先的SiC芯片供应商,拥有全球最大SiC晶圆制造产能,生产的T-PAK小模块已在特斯拉Model3中使用多年,ST同时也是BYD的SiC芯片供应商,其收购的瑞典Nostel工厂在年发布了的8英寸SiC衬底的样片。Infineon在IGBT市场具有不可撼动的优势,HPDIGBT主驱模块全球销量已超过万块。其开发的VSiC主驱模块可以沿用HPD的外形结构,实现最小成本的器件替代,已搭载现代Ioniq5车型,年销量超过5万台以上。Onsemi在年通过收购SiC衬底供应商GTAdvancedTechnologies,也打通了从衬底到模块的全产业链。
年,onsemi还成为了Tesla继ST后的第二家SiC芯片供应商,同时也是蔚来ET7和ET5的SiC模块供应商。Wolfspeed6寸SiC衬底产能占到全球60%以上份额,在年4月其8英寸晶圆厂已正式启动量产,是目前全球唯一的8英寸碳化硅衬底工厂,Wolfspeed封装的SiC模块已获得Lucidair车型的主驱定点。ROHM在年收购SiCrystal,同样具备了衬底产能,成为全产业链参与者,目前是全球第5大SiC企业,ROHM制造的SiC芯片获得了Lucidair车型的OBC订单。此外,Bosch作为全球主要的汽车电子Tier1,同样布局了SiC晶圆制造,其芯片在年已经通过了车规级认证,是BYD和芯聚能的SiC芯片供应商之一,在下游模块封装和应用方面,Bosch已投资深圳基本半导体,并且是联合电子的股东,有较大可能会占据全球SiC行业的领导地位。
2.3.2、SiC商业模式:IDM模式或优于Fabless
近年来,垂直分工经营模式在数字逻辑集成电路领域取得了快速的发展。但对于工艺特色化、定制化要求较高的半导体产品如功率半导体、模拟器件等而言,其研发及生产是一项综合性的技术活动,涉及到产品设计与工艺研发等多个环节相结合,IDM模式在研发与生产的综合环节长期的积累会更为深厚,有利于技术的积淀和产品群的形成,从而有助于形成更强的市场竞争力。另外,IDM企业具有资源的内部整合优势,在IDM企业内部,从芯片设计到制造所需的时间较短,从而加快了新产品面世的时间,同时也可以根据客户需求进行高效的特色工艺定制。功率半导体领域由于对设计与制造环节结合的要求更高,采取IDM模式更有利于设计和制造工艺的积累,推出新产品速度也会更快,从而在市场上可以获得更强的竞争力。
车规级功率半导体面临着复杂的使用环境和应用工况,主驱逆变器长期处于高震动、高湿度、高温度的工作环境,应用工况复杂多变,对功率器件的安全性、可靠性、处理能力、使用寿命和装配体积重量要求极高,主机厂对车规级半导体的要求通常是零失效,同时也要降低自身能量消耗,以提高整车性能。车规级功率半导体采用IDM模式生产,能够将设计与制造工艺、封装工艺与系统级应用更紧密的结合,形成技术闭环,提升产品性能及可靠性。此外,功率半导体定制化需求较高,不同应用对功率、频率和尺寸有不同的要求,需要针对不同客户开发不同的定制化产品。对IDM企业而言,产品设计和生产工艺的开发是同步的,设计部门与制造部门的有效协调,可以快速实现技术突破和创新,缩短新产品的研发周期,也有利于公司积累制造经验,形成技术壁垒。
2.3.3、国内主机厂深度参与SiC产业链布局,加快国产替代进程
据CASAResearch统计,截至年12月31日,已通过交易所互动平台或公告形式披露公司涉及第三代半导体产业链业务的A股公司共有73家,从上市公司募投项目看,上游材料是上市公司最为热衷的环节,上市企业(含IPO过会)募资超过亿元集中于SiC材料环节,代表企业如晶盛机电、露笑科技、天岳先进、东尼电子等。而斯达半导、士兰微等企业也通过二级市场定增,纷纷加码碳化硅晶圆制造环节,向IDM模式转型。第三代半导体同样受风险投资青睐,据CASAResearch统计,年有60家与第三代半导体有关的企业获得了80笔风险投资,其中43笔披露的总金额合计约.76亿元。
年我国第三代半导体领域融资14笔,披露的融资额约为15亿元,芯聚能、瞻芯电子、瀚薪科技、天科合达、瀚天天成、泰科天润、基本半导体、同光晶体等多家技术实力雄厚的企业获得了宝贵的资金支持。在国际龙头企业加强战略合作、产能绑定,竞争日趋白热化背景下,国内企业在投资扩产、加快技术创新和产品开发的同时,更加注重上下游合作以完善产业链布局。国内主机厂为提高供应链的安全性,降低被“卡脖子”的风险,纷纷战略投资进入第三代半导体领域,如吉利与芯聚能半导体合资成立了芯粤能,布局SiC芯片制造。长城汽车投资同光晶体,并通过孙公司蜂巢易创自建模块制造产能。
理想汽车与三安光电共同成立碳化硅芯片设计和封测企业。此外瞻芯电子获得小鹏汽车战略融资,上汽集团、广汽集团、小鹏汽车、宁德时代等车企参与了天岳先进的配售。包括斯达半导、比亚迪半导体、广东芯聚能半导体、深圳基本半导体等国内领先的IDM企业已启动主驱模块的量产或取得定点函。
我们认为,车规级市场准入门槛较高,由于车规级半导体对可靠性、一致性、安全性、稳定性和耐久性要求较高,进入主机厂供应链一般需要通过质量管理体系IATF49认证、可靠性标准AEC-Q系列认证,并完成主机厂A样、B样、C样,DV和PV验证,直到SOP阶段,通常需要18-24个月时间。由于整车厂复杂严苛的供应商审核体系,零配件供应商一旦进入整车配套体系与整车厂建立合作关系后不会轻易变更。因此,现阶段已拥有主机厂战略投资背书,或者获得了主机厂相关SiC产品定点函的国内IDM模式SiC企业,具有先发优势,有望在竞争中脱颖而出。
3、车规级SiC功率器件:主驱、OBC、充电桩最佳应用
新能源汽车是SiC功率器件的主要应用场景,在主驱逆变器、OBC、DC-DC以及直流充电桩模块中,SiCMOSFET有望对SiIGBT加速替代。相比于SiIGBT,SiCMOSFET为主逆变器应用带来了更高的逆变器效率、更小的系统尺寸、更低的系统成本和更长的行驶里程。
车载充电器和DC-DC转换器都是电源应用,碳化硅为它们提供更高的开关频率FSW、更高的效率、双向操作、更小的无源元件、更小的系统尺寸和更低的系统成本。根据市场调研数据,SiC主驱逆变器模块、车载充电器(OBC)、DC-DC转换器的单车价值量分别为0-元,-0元,-0元,对应功率分别为-KW,6.6-22KW,2.5-3KW。而集成了车载充电机(OBC)和DC/DC变换器的车载电源二合一产品单车价值量约为0-0元。由于DC-DC转换器与OBC集成化的趋势明显,且DC-DC转换器功率较小,需要用到的SiC芯片量远小于主驱和OBC,因此本报告将不再对DC-DC转换器单独进行讨论。
3.1、SiCMOSFET助力V高压超充加速渗透
主机厂通过应用更高功率密度的1VSiCMOSFET模块,可以充分发挥V高压平台和KW直流超充桩的优势,大幅提高动力系统效率并加速大功率超充的普及,解决新能源车主“里程焦虑”和“充电焦虑”的问题。根据电功公式W=U*I*t,在新能源汽车电池包容量W不变的前提下,如果想缩短充电时间t,可以选择提高电压U或者提高电流I。当前主流的快充方案,主要有两类:一类是Tesla代表的提升电流方案,在使用KW的Tesla超充桩时,在V平台下最大电流可达到A以上,实现充电5分钟行驶km。但根据焦耳定律,提高电流的同时也会加大整车散热需求,提高热管理成本和难度。
另一类以保时捷Taycan为代表的提高电压方案(V平台升级为V平台)。保时捷Taycan是全球首款量产V车型,发布于年,采用了HitachiV主驱逆变器IGBT模块,当使用KW的超级充电桩时,可在15分钟内将电量充至80%,充电4分钟可以补充km续航。相比于提升电流,高电压带来较低的电流,从而减少了线缆中的功率损耗以及电池过热问题,能更好地保持功率。它还能减轻重量,因为减小的线缆尺寸仅需更少的铜,从而减少了所需的空间和重量。较小的线缆尺寸也有助于降低由昂贵的铜线缆和连接器带来的成本。
V高压方案也是各大主机厂的主流选择。目前业界已有至少10家车企(大众PPE平台、奔驰EVA、现代E-GMP、通用奥特能、小鹏、比亚迪e3.0平台、东风岚图、吉利SEA浩瀚平台、广汽埃安、理想等)宣传布局V高压平台,从量产时间来看,各大车企基于V系统的新车将于-年陆续上市。其中小鹏G9是国内首款采用V高压SiC平台的量产车型,将于年9月正式上市。小鹏还将铺设中国首个量产kW高压超充桩,未来实现超充5分钟,补能超过KM的能力,从而让V高压SiC平台的补能效率充分释放。
根据IDTechEX数据,当电池容量为60kWh时,使用22kW交流桩充满电量需要2.5小时以上;而使用kW/kW/kW直流桩时,充电时间将分别减少2小时/2小时15分钟/2小时19分钟以上。V高压平台下kW直流桩充电时间仅为V平台下22kW交流桩的7%。
3.2、车规级SiC功率器件:主驱、OBC、充电桩的杀手级应用
3.2.1、SiCMOSFET在主驱逆变器中的应用:降低损耗和系统成本
主驱逆变器将电池中的直流电转换为三相交流电输送至电机,是电动汽车的心脏,决定了驾驶行为和车辆的能源效率,也是SiC功率器件用量最大、价值最高的部分。碳化硅应用为主驱逆变器带来了更高的逆变器效率、更小的系统尺寸、更低的系统成本和更长的行驶里程。根据Infineon与Daimler在年的测试数据,在相同的行驶条件和行驶里程情况下:在配备了1VSICMOSFET的V系统中,逆变器的能耗降低了63%,从而在WLTP工况条件下节能6.9%;在配备了1VSICMOSFET的V系统中,逆变器能耗降低69%,整车能耗降低7.6%。
碳化硅对车辆能耗的降低仍被低估,因为没有考虑电池系统重量减轻的影响。在系统成本方面,尽管SiCMOSFET逆变器是等效SiIGBT价格的2-3倍,然而,由于使用SiC后整车功耗降低,车辆系统效率提高,因此需要更少的电池容量。电池节省的成本超过了碳化硅逆变器增加的成本,采用V高压SiC平台的系统成本比VSiIGBT平台节省高达6%。
目前已发布或量产搭载SiC主驱模块的车型,大约在18-24个月之前就已经启动了设计和研发。过去一年宣布应用SiC主驱模块的规划车型,量产交付还需要12-18个月以上,因此SiC主驱大规模上车使用(V平台)会在年之后。根据IDTechEX预测,全球新能源汽车SiC主驱渗透率将在年达到约40%,年达到50%,与SiIGBT持平。跟据CASAResearch调研数据,续航里程km以上车型的电机控制器SiC渗透率到年将达到%;续航里程km-km新能源汽车车型电机控制器将在年左右开始使用SiC功率半导体,整体渗透率在40%左右;续航里程km以下车型电机控制器将在年以后使用SiC功率半导体,整体渗透率小于10%。而OBC/DCDC的市场渗透进度要远远高于电控。
3.2.2、SiCMOSFET在OBC中的应用:系统成本降低约20%
车载充电机(OBC)是将交流充电桩输出的交流电转换为直流电输送到动力电池包中,充电功率范围从3.3kW至22KW,可支持双向流动;DC-DC转换器可以将电池中的V(V)高压转换为12V低压,输送至低压系统中,功率约为3KW。应用碳化硅获得更快的开关频率FSW、更高的效率、双向操作、更小的无源元件、更小的系统尺寸和更低的系统成本。在全系统采用Si与采用SiC的22kW双向OBC比较中,使用全SiC的系统损耗减少了42%,功率密度增加了51%,Si系统需要使用24个IGBT单管,而SiC系统只需要使用16个SiCMOSFET单管,功率器件和栅极驱动的数量都减少30%以上,开关频率提高一倍以上。这降低了功率转换系统的组件尺寸、重量和成本,SiC系统成本比Si系统成本低近20%。
3.2.3、SiCMOSFET在直流充桩中的应用:高压超充的必然选择
直流快速充电机绕过安装在电动汽车上的车载充电机(OBC),直接为电池组提供快速直流充电。直流快速充电机由一级AC-DC和一级DC-DC组成。充电桩功率覆盖50KW-KW,内部充电模块从15KW-60KW不等。整车电压平台由V向V升级,以及充电桩模块可扩展化,共同推动了超级充电桩的发展。车载充电机和充电桩都包含了两个主要模块:用于AC/DC转换的主动式前端(AFE),以及DC/DC转换器。AFE从电网获取单相或三相电力,然后输出到直流母线,再通过DC/DC模块将其转换为电动汽车电池快速充电所需的电压。
直流充电桩通常采用15-50kW的AC-DC和DC-DC电源模块,并根据充电位置和车辆类型进行扩展,以满足更高或更低的功率需求。通过模块的并联堆叠组合可实现kW快充桩以及kW超充桩的功率需求。以25kW充电桩模块为例,需要并联6个模块实现kW充电桩功率,而kW的充电桩需要并联10个25kW功率模块。kW功率的超充桩,则可以使用6个60kW模块并联,由于60kW模块采用更高电压器件、更先进的封装和拓扑结构,可以有效减少芯片数量并降低系统成本。根据Wolfspeed数据,25kW功率的充电桩模块,大约需用到16-20个1VSiCMOSFET单管。根据Yole预测,用于直流充电器的功率电子设备总市场价值年将增长至2.25亿美元,年将增长至3.47亿美元。
根据Yole数据,预计到年,SiC车规级市场规模有望达到49.8亿美元,其中主驱逆变器市场规模约为44.1亿美元,约占据整个车规级市场88.6%份额。国内SiC产业链参与者有望充分受益于国内自主品牌车企与造车新势力崛起带来的新能源汽车供应链国产替代红利,在高压超充时代获得更高市场份额。
4、投资分析及重点企业分析
4.1、投资分析
我们认为,凭借“耐高压”、“耐高温”和“高频”等优越的物理特性,SiCMOSFET有望在新能源汽车V高压超充时代快速替代SiIGBT,在主驱逆变器、充电桩、OBC等应用场景中加速渗透,随着各主机厂V高压平台车型的陆续量产,SiC行业需求有望快速增长。根据Yole数据测算,车规级SiC功率器件市场空间有望从年6.85亿美元增长至年49.8亿美元,CAGR为39.2%,超过了整个SiC功率器件市场增速。
尽管海外厂商起步较早且处于领先位置,然而,由于新能源汽车电动化进程加快以及国内自主品牌车企与造车新势力加强供应链自主可控的要求,车规级功率器件的进口替代趋势正在形成,国内SiC产业链多家企业已经在主驱、OBC、DC-DC等车规级应用领域得到主机厂提供的产品验证机会,并顺利取得定点函,进入量产阶段,成功导入主机厂供应链。随着研发和产品迭代,know-how和量产经验积累,国内SiC产业链企业有望进一步缩小与海外厂商差距,占据更高的市场份额。
4.2、重点企业分析
4.2.1、天岳先进:全球半绝缘衬底龙头,IPO发力车规级碳化硅衬底制造
公司年12月登陆上交所科创板,募集资金20亿人民币,是国内碳化硅第一股。公司募投项目—上海天岳碳化硅半导体材料项目年三季度实现一期项目投产,正式向SiC车规级导电型衬底领域进军。6英寸导电型碳化硅衬底产品,新签长单销售合同,未来3年(-年)在手订单金额为人民币13.93亿元,超过过去三年(-年)营业收入总和11.87亿,彰显公司导电型衬底优异产品力和业务高成长性。
公司在年启动了8英寸衬底的研发,凭借强大的研发实力和自主创新能力,吸引了重磅产业投资者华为哈勃投资战略入股,以及上汽、广汽、小鹏、宁德时代、中国建材等潜在的主机厂、Tier1客户和供应商参与战略配售,随着上海临港30万片6寸导电型衬底募投项目顺利推进,后续有望进一步加快推进与战略投资者的合作。年临港工厂达产后,我们预计30万片6寸衬底产能可满足超过万辆以上新能源乘用车需求。在新能源汽车全球加速渗透和SiC衬底国产替代背景下,天岳先进具有显著的先发优势。
4.2.2、斯达半导:自建Foundry转型IDM,开启SiC新增长曲线
公司年公司实现营收17.1亿元,同比增长77.2%;归母净利润4.0亿元,同比增长.5%;毛利率36.7%,净利率23.4%。-年,营业收入和净利润CAGR分别为31.2%和49.9%,净利润增速超过营业收入增速;毛利率稳步提高,从30.6%上升到36.7%,5年平均ROE稳定在20%以上。公司车规级SiC模块已获得国内外多家著名车企和Tier1客户的项目定点,涵盖乘用车和商用车车型。年宇通客车已搭载采用Wolfspeed(Cree)SiCMOSFET芯片并由斯达半导封装制造的V高压逆变器模块;年新增多个使用全SiCMOSFET模块的V系统的主电机控制器定点;年上半年,车规级SiC模块在新能源汽车行业已开始大批量装车应用。
公司年投资5亿元,新建年产6万片6寸SiC芯片产线,项目目前已完成基建封顶,预计年底投产。在满产状态下,6万片晶圆产能可配套约42万个主驱模块,对应15亿以上收入,预计可满足30-40万辆新能源汽车需求(存在双电机以上车型)。目前已发布的自主品牌新能源汽车搭载的SiC主驱逆变器仍然在使用海外国际大厂的SiC芯片,国内Fabless或Foundry暂时还未量产应用于主驱逆变器模块的SiCMOSFET芯片。公司通过新建SiC晶圆项目,有望打破国外企业垄断SiCMOSFET主驱芯片的现状,开启国产替代新局面;此外,通过与模块封装产能协同,公司将丰富自身产品线,提高车规级SiC模块的产品竞争力以及供货保障能力,巩固并提高公司的市场地位和综合竞争力。公司新建IDM模式的SiC晶圆制造与封测产线,有望再造一个斯达半导,提升长期增长空间。
4.2.3、英博尔:电驱动龙头前瞻布局VSiC电控,定增打开高速成长空间
公司成立于5年,年登陆创业板,创始人姜桂宾先生及联合创始人李红雨先生博士均毕业于西安交大电气工程专业,分别拥有20年和15年新能源驱动系统、电源系统开发经验。公司团队积累了众多前华为、艾默生等企业的行业专家和高端人才,拥有丰富的新能源汽车核心零部件开发经验。公司是国内少数具备新能源汽车动力系统自主研发、全工艺生产能力的领先企业,可以为车企提供包括驱动总成、电源总成以及驱动电机、电机控制器、充电机等动力域核心模块产品。单车配套产品价值量根据其功率及应用场景的不同,价格在元-0元不等,随着公司从A00级市场向A级车和B级车市场拓展,单车价值量也在有效提升。
公司大力推进电子元器件的国产替代进程,及时和车企沟通调整产品技术方案,市场拓展顺利。驱动三合一、电源三合一、电机产品已配套吉利、长安、长城、威马、合众、小鹏等主机厂,涵盖A级车和B级车。电源三合一产品收到越南VINFAST汽车定点,V高压电源项目预计年取得国内自主品牌车企定点。公司前瞻性布局了SiC相关技术,采用单管并联技术方案的SiC电机控制器已向美国福特、一汽红旗、一汽大众送样,联合开发推进顺利。
新能源汽车动力系统核心零部件呈现集成化、轻量化、智能化的发展趋势,分立式零部件逐渐往总成类方向发展,在电机控制器向高压大功率发展的技术迭代过程中,公司具有明显的先发优势。公司目前已开发出第三代“集成芯”总成产品,功率kW,功率密度达到kW/L,融合了驱动总成与电源总成,基于扁线电机、SiCV高压系统,运用单管并联技术充分发挥SiC导通电阻小、开关速度快的特性,产品重量、体积、成本均低于目前市场同功率等级产品20%以上,实现了新能源汽车电机控制器功率密度和效率大幅提升,拉开了与市场同功率等级产品的差距,在行业内已具备相当的竞争优势。
公司-年营业收入为3.18亿元、4.21亿元、9.76亿元,复合增长率为75.04%。年归母净利润.1万,同比增长.0%;年主要产品电机控制器、电驱总成、电源总成营收分别为3.45亿、2.18亿、2.82亿,同比分别增长44.5%、.0%、.1%。公司在手订单充足,产能利用率较高,公司年定增募集9.76亿,其中4.1亿投向珠海基地用于产能扩张,达产后珠海基地实现每年30万台套驱动总成及30万台套电源总成的生产能力,较现有产能增长%。全部募投项目达产后,总成产品有望达到年产万台套的能力,较现有产能大幅提升。
4.2.4、威迈斯(拟上市):OBC出货量国内第一,IPO扩产打造全球龙头
威迈斯成立于5年,凭借在电力电子领域的技术积累和市场经验,逐步转型进入新能源汽车零部件领域,在全球市场具有一定的先发优势、规模优势和“弯道超车”优势。公司积累了丰富的客户资源,形成了强大的技术平台积累,具备丰富的规模化、自动化生产管理经验。创始人万仁春暨主要管理团队具有丰富的电力电子产品及新能源汽车领域的相关行业经验,主要管理团队分别拥有华为电气或艾默生能源研发、销售、供应链等核心岗位的工作经历。经过十多年持续的研发投入和技术创新,公司围绕电力电子技术在新能源汽车领域的应用,在硬件开发、软件开发、产品结构和生产工艺等方面构建了系统性的电力电子产品共性技术体系和扎实丰富的技术平台,在自动化生产、产能规模以及质量管控等方面形成了较强的生产制造优势。
主要产品包括车载电源的车载充电机(OBC)、车载DC/DC变换器、车载电源集成产品,V车载集成电源产品已获得小鹏汽车、理想汽车、岚图汽车等客户的定点,在新能源汽车车载电源、电驱系统集成化程度越来越高的发展趋势下,公司积极向电驱系统领域进行拓展和产业布局,实现了电机控制器和电驱三合一总成产品的量产出货。公司始终坚持自主研发,经过多年的投入与积累,形成了较强的研发创新能力。持续获得小鹏汽车、理想汽车、合众新能源、零跑汽车等造车新势力以及上汽集团、上汽通用、吉利汽车、奇瑞汽车、长安汽车、Stellantis集团、雷诺、通用汽车等多家境内外知名整车厂的定点项目。
公司在车载电源行业深耕多年,取得了领先的市场份额,积累了大量具有战略合作关系的整车厂客户资源。根据NETimes数据,-年期间,公司连续两年在中国乘用车车载充电机市场出货量排名第一,市场份额分别为17.3%和20.9%。-年,公司营业收入分别为7.29亿、6.57亿、16.95亿,净利润分别为.8万、.1万、.1万。营收、毛利率和净利率水平均高于欣锐科技。随着业务规模的不断扩大,公司-年产能利用率分别为95.96%、72.46%和95.34%,产能利用趋于饱和。公司已申报IPO,计划募集13.3亿。其中6.2亿拟扩产,新增产能万台/年,有利于加强公司的生产能力、研发能力,进一步巩固公司核心竞争力,维持和扩大领先优势。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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