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国内IGBT龙头斯达半导

2022-10-22 22:42:17 1075

摘要:半导体相关阅读:《国内晶圆代工龙头中芯国际》斯达半导相关阅读:《国内IGBT龙头斯达半导》今天我们一起梳理一下斯达半导,公司主营业务是以IGBT为主的功率半导体芯片和模块的设计研发和生产,并以IGBT模块形式对外实现销售。IGBT模块的核心...

半导体相关阅读:

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斯达半导相关阅读:

《国内IGBT龙头斯达半导》


今天我们一起梳理一下斯达半导,公司主营业务是以IGBT为主的功率半导体芯片和模块的设计研发和生产,并以IGBT模块形式对外实现销售。IGBT模块的核心是IGBT芯片和快恢复二极管芯片,公司自主研发设计的IGBT芯片和快恢复二极管芯片是公司的核心竞争力之一。


公司主要产品为功率半导体元器件,包括IGBT、MOSFET、IPM、FRD、SiC 等等。公司成功研发出了全系列IGBT 芯片、FRD 芯片和IGBT 模块,实现了进口替代。其中IGBT 模块产品超过600 种,电压等级涵盖100V~3300V,电流等级涵盖10A~3600A。产品已被成功应用于新能源汽车、变频器、逆变焊机、UPS、光伏/风力发电、SVG、白色家电等领域。下游主要客户有英威腾、汇川技术、巨一动力,上海电驱动股份、合康新能等公司。



IGBT 是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件,与MOSFET(绝缘栅型场效应管)结构功能相似,可控制的电压范围更高。IGBT 可以被认为是一个MOSFET 和一个BJT(双极型三极管)混合形成的器件,但相比于MOSFET 制造难度更高、结构更复杂,可承受的电压也更大。一般MOSFET 器件或模组的可承受电压范围为20-800V,而IGBT 可承受1000V以上的高电压,因而是电力电子领域较为理想的开关器件。


IGBT 生命周期较长,产品迭代速率不追求摩尔定律。对于IGBT 产品而言,行业内没有统一的技术标准,厂商各代产品之间并不完全对应。以行业内龙头厂商英飞凌的产品标准来看,目前已发展到第七代微沟槽+场截止型IGBT。相比以往产品,IGBT 7 饱和压降更低,损耗更小,可实现最高175℃的暂态工作结温。不过,与数字芯片不同的是,IGBT 使用周期较长。虽然老一代产品损耗较大,但其芯片面积大,稳定性较好,因此部分领域仍会选择使用旧代产品。目前,英飞凌各代产品中,除第一代平面栅+PT 型IGBT 已退出市场外,其余各代产品仍有客户使用。


IGBT 门槛较高,长期以来主要由英飞凌、富士电机等垄断。IGBT 主要分为模组和分立器件两种产品形式,2019 年IGBT 模组市场规模约33.1 亿美元,IGBT 器件的市场规模约为14.4亿美元。市场竞争方面,英飞凌占据了绝对的领先地位,其模组产品市占率35.6%、分立器件产品市占率32.5%。斯达半导是唯一进入IGBT 模组市占率全球前十的中国企业,士兰微也挺进了IGBT 分立器件的前十


IGBT 门槛主要体现于技术壁垒较高、客户验证周期长、资金要求较高。从技术壁垒来看,与数字芯片不同,功率半导体作为成熟制程产品,核心技术壁垒在于产品的性能表现,可行性、稳定性要求至关重要。因此,对于新进IGBT 供应商而言,下游客户往往持谨慎态度,不仅需综合评价供应商水平,而且通常需经过产品单体测试、整机测试、多次小批量试用等多个环节测试,应用端验证周期长。一般在1-2 年以上,甚至可长达5 年之久,因而投入产出的周期较长。不过,当前基于产品供货需求以及供应链安全问题,下游终端客户正加大对上游供应商扶持力度,对IGBT 供应商验证要求有所放松,国产供应商进入大客户难度大大降低


IGBT 最常见的应用形式是模块,其可靠性更强。IGBT 模块是由IGBT 与快恢复二极管芯片通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。相比单管而言,IGBT 模块主要具备以下几大优势:(1)模块采用几个IGBT 芯片并联的方式,可以使IGBT 整体电流规格更大;(2)多个IGBT 芯片按照半桥、全桥等特定的电路形式组合,可以减少外部电路连接的复杂性;(3)通过将多个IGBT 芯片封装在同一个金属基板上,相当于在独立的散热器与IGBT芯片之间增加了一块均热板,可以使IGBT 整体性能更可靠;(4)模块中多个IGBT 芯片经过模块制造商的筛选,其参数一致性比单管好;(5)与多个分立形式的单管进行外部连接相比,IGBT 模块电路布局更好,引线电感更小。另外,虽然单管的价格远低于模块,但由于单管的可靠性远不及模块。全球除特斯拉和一些低速电动车外,绝大部分都是使用IGBT 模块。


IGBT 产品应用广泛,新能源汽车是最大下游领域。IGBT 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,实现精准调控的目的,被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。按电压分布来看,消费电子领域所用IGBT 产品主要集中在600V 以下,新能源汽车常用IGBT 产品电压为600-1200V,动车组常用的IGBT 模块为3300V 和6500V,轨道交通所使用的IGBT 电压在1700V-6500V 之间;智能电网使用的IGBT 通常为3300V。据TrendForce数据显示,从中国市场来看新能源汽车相关领域是IGBT 最大应用领域,市场占比达31%,其次为消费电子、工业控制及新能源发电等,占比分别为27%、20%、11%


斯达半导IGBT 主要有两个大的应用方面,一是传统的工业控制,一是新能源产业。工业控制主要包括变频器和逆变器,这部分是目前IGBT 的主要应用领域。新能源产业包括新能源汽车、光伏、风电产业。其中新能源汽车将成为未来IGBT 市场的主要驱动力


新能源汽车迎来高速发展期,IGBT 市场空间达百亿级别。据EVTank 预测,2025 年全球新能源汽车销量将超1200 万辆,2019-2025 年年均复合增长率将达32.6%。新能源车的发展同样将给IGBT 带来快速发展机遇。根据YOLE 的统计,2018 年新能源汽车及混合动力车中的功率半导体的市场规模大约是11.98 亿美元,其中仅IGBT 模组就占了就有9.09 亿美元。预计到2024 年,IGBT 模组的市场规模将会增长到19.10 亿美元,年复合增速13.17%。


充电桩保有量持续增加带动充电桩用IGBT 需求提升。除了应用于新能源汽车本身之外,IGBT 也在智能充电桩中充当开关元件使用,并直接影响充电桩的传输效率。平均来看,IGBT模块占充电桩成本的20%左右。据充电联盟数据显示,截至2020 年9 月,我国公共充电桩保有量达到60.6 万台,目前仍在持续快速增加。随着新能源汽车保有量的增长、使用频率的增加和使用范围的延伸,充电需求将持续提升,这也将带动包括充电桩在内的充电基础设施的快速推广。同时带动充电桩用IGBT 需求持续提升。


变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。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,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。


IGBT 模块在变频器中不仅起到传统的三极管的作用,亦包含了整流部分的作用。控制器产生的正弦波信号通过光耦隔离后进入IGBT,IGBT 再根据信号的变化将380V(220V)整流后的直流电再次转化为交流电输出。


变频家电加速普及,IGBT 需求凸显。当前,国家、企业全力推进节能减排技术的发展及应用,尤其家电行业“变频化”成为行业和消费者共识。家电的变频化目前主要集中在冰洗空三大白电领域,其他品类的变频产品占比较少,变频化进程也慢,收益附加值不高。根据产业在线的数据,三大白电中,家用空调的变频化程度最高,2019 年的变频占比是59.4%;其次为洗衣机,2019 年变频占比为46.8%;而冰箱变频比例在三大白电里属于占比最低,2019 年为39.7%。


消费升级趋势及节能环保的大力推行,成为推动中国智能变频家电发展的主要红利。以当前超过16 亿台家电存量规模来看,未来持续稳定的更新需求成为提升变频家电销量的重要驱动力


逆变式弧焊电源,又称弧焊逆变器,是一种新型的焊接电源。这种电源一般是将三相工频(50赫兹)交流网路电压,先经输入整流器整流和滤波,变成直流,再通过大功率开关电子元件(IGBT)的交替开关作用,逆变成几千赫兹至几万赫兹的中频交流电压,同时经变压器降至适合于焊接的几十伏电压,后再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。根据国家统计局数据,2020 年我国电焊机产量为1108.93 万台,同比2019 年增加了158.87 万台。电焊机市场的持续升温亦将保证IGBT 需求量逐步增大


一、国内IGBT龙头


斯达半导成立于2005年,起初专攻于IGBT 模块开发;2007 年成功完成IGBT 模块关键技术工艺开发,成功推出第一款IGBT 模块;2010年通过优化模块颞部的电磁场分布、温度场分布,推出了无基板的小功率模块系列;2011年研发出公司工业级中等功率模块系列;2012年研发出公司工业级大功率IGBT模块系列,同年成功独立研发出了NPT型IGBT芯片,并实现量产;2013年攻克了超声波焊接端子、铜基板集成散热器等技术研发出公司汽车级模块系列;2015年研发出碳化硅模块系列,公司成功独立研发出了最新一代 沟槽栅场截止FS-Trench 型IGBT 芯片,并于2016年底实现量产;2017年亚放出车用48V BSG 功率组件产品,成功研发出漏电流小,正温度系数的快恢复二级光芯片,并实现量产;2019年攻克了双面焊接,塑封工艺等技术,研发出车用双面焊接模块系列;2020年公司基于第六代 Trench Field Stop 技术的 1700V IGBT 芯片及配套的快恢复二极管芯片在风力发电行业、高压变频器等行业继续推广,同年上交所上市。


二、业务分析


2016-2019年,营业收入由3.01亿元增长至7.79亿元,复合增长率37.30%,19年同比增长15.41%,2020Q3实现营收同比增长18.14%至6.68亿元;归母净利润由0.21亿元增长至1.35亿元,复合增长率85.94%,19年同比增长39.83%,2020Q3实现归母净利润同比增长29.44%至1.34亿元;扣非归母净利润由0.11亿元增长至1.20亿元,复合增长率121.78%,19年同比增长35.16%,2020Q3实现扣非归母净利润同比增长30.10%至1.16亿元;经营活动现金流由0.18亿元增长至0.88亿元,复合增长率69.72%,19年同比下降26.40%,2020Q3实现经营活动现金流-1.36亿元。


分产品来看,2019年IGBT模块实现营收同比增长15.13%至7.61亿元,占比98.00%,毛利率增加1.37pp至30.81%;其他产品实现营收同比增长44.31%至1551.60万元,占比2.00%,毛利率减少2.02pp至12.15%。


公司主营业务收入在各细分行业均实现稳步增长:1)公司工业控制和电源行业实现营收同比增长10.54%至5.81亿元;2)公司新能源行业实现营收同比增长33.34%至1.65亿元;3)公司变频白色家电及其他行业实现营收同比增长36.71%至3,008.30万元。


2019年公司前五大客户实现营收3.01亿元,占比38.66%。


三、核心指标


2016-2019年,毛利率由27.97%提高至30.61%;期间费用率由11.97%下降至6.34%,其中销售费用率由2.72%下降至1.96%,管理费用率由5.42%下降至3.06%,财务费用率由3.8%下降至1.32;利润率由6.65%提高至17.42%,加权ROE由7.68%提高至27.23%。



四、杜邦分析


净资产收益率=利润率*资产周转率*权益乘数


由图和数据可知,权益乘数呈下降趋势,16-18年净资产收益率主要随着利润率和资产周转率而提高,19年净资产收益率的提高主要是由于利润率的提高。


五、研发支出


2019年公司研发费用较上年同比增长10.10%至5399.65万元,占比6.93%。


六、估值指标


PE-TTM 160.89,位于上市以来的30分位值下方。


根据机构一致性预测,斯达半导2022年业绩增速在35.74%左右,EPS为2.19元,17-22年5年复合增长率46.91%。目前股价166.71元,对应2022年估值是PE 73.93倍左右,PEG 2.07左右。


看点:


国产IGBT 行业仍处突破期,先发优势明显,而公司凭借超前的客户验证进展、领先的IGBT 技术、较为充足的产能供应及前瞻布局SiC 模块的战略眼光,有望稳固公司业内龙头地位。

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