功率半导体国产替代趋势及新洁能竞争优势分析(2021年)课件.pptx
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1、内内容容目目录录1.本本土土功功率率半半导体领导体领军军厂厂商商,充,充分分受受益益市场市场高高景景气气行情行情51.深耕 MOSFET+IGBT,功率半导体市场优势地位显著52.功率半导体市场景气度高涨,公司业绩和盈利能力稳步提升52.功功率率半半导导体体市场高市场高景景气气,国产国产替替代代空空间广阔间广阔81.MOSFET、IGBT 应用广泛,市场需求持续提升92.技术迭代推进 MOSFET、IGBT 市场持续发展133.MOSFET、IGBT 市场稳步增长,国产替代空间广阔163.产产品品布布局局齐齐全,率全,率先先卡卡位位高成高成长长功功率率赛道赛道184.盈盈利利预预测测与与投资建
2、议投资建议221.核心假设221图图表表目目录录图 1:公司发展历程5图 2:公司股权结构(截至 2020 年报)5图 3:公司营收变化6图 4:公司归母净利润变化6图 5:公司营收结构(截至 2020 年报)6图 6:公司毛利率、净利率变化6图 7:公司各产品毛利率变化6图 8:半导体产品类别8图 9:MOSFET 结构示意图8图 10:IGBT 结构示意图8图 11:华为、小米、苹果、三星的 5G 手机9图 12:全球智能手机出货量变化9图 13:全球光伏累计装机量变化10图 14:中国光伏累计装机量变化10图 15:全球风电累计装机量变化10图 16:中国风电累计装机量变化10图 17:
3、IGBT 在新能源汽车中的应用11图 18:传统汽车半导体用量占比11图 19:纯电动汽车半导体用量占比11图 20:新能源汽车、燃油车中功率半导体价值量对比12图 21:IGBT 在新能源汽车成本结构中占比显著(2019 年)12图 22:全球新能源汽车销量变化13图 23:中国新能源汽车销量变化13图 24:IGBT 技术迭代路线14图 25:各代 IGBT 的特性15图 26:IGBT 的结构设计趋势15图 27:IGBT 制造工艺16图 28:全球 MOSFET 市场规模变化16图 29:2019 年中国 MOSFET 市场格局16图 30:全球 IGBT 市场规模变化17图 31:中
4、国 IGBT 市场规模变化17图 32:2019 年中国 IGBT 市场竞争格局17图 33:各厂商 IGBT 产品的布局情况17图 34:公司功率半导体产品平台18图 35:公司功率半导体产品品类19图 36:公司掌握功率半导体核心技术19图 37:公司积极布局功率半导体封测领域20图 38:公司积累了众多优质客户资源21图 39:公司收入预测(百万元)22图 40:可比公司估值2323表 1:功率 MOSFET 的技术演进 13表 2:主流 MOSFET 的类型 14表 3:公司连续多年位居中国半导体行业功率器件十强企业 211.本土本土功功率半导体领军厂率半导体领军厂商商,充分受益市场,
5、充分受益市场高高景气行情景气行情1.深深耕耕 MOSFET+IGBT,功功率率半导半导体体市市场场优势优势地地位位显显著著公司的主营业务为 MOSFET、IGBT 等半导体芯片和功率器件的研发设计及销售,公司销售的产品按照是否封装可以分为芯片和功率器件,相关产品广泛应用于消费电子、汽车电子、工业电子、物联网、新能源汽车/充电桩、光伏新能源和智能装备制造等领域。图图 1:公司发公司发展展历历程程截至 2020 年报,公司董事长兼总经理朱袁正持有 23.34%的公司股份,为公司控股 股东和实际控制人。图图 2:公司股公司股权权结结构构(截截至至 2020 年报年报)1.2.功功率率半半导体导体市市
6、场场景景气度气度高高涨涨,公司公司业业绩绩和和盈利盈利能能力力稳稳步提升步提升2020 年,公司营业收入 9.55 亿元,同比增长 23.62%,归母净利润 1.39 亿元,同比 增长 41.89%。4从营收结构看,功率器件和芯片构成了公司的主要营收,截至 2020 年报,功率器 件的营收占比为 81.47%,芯片的营收占比为 18.35%。图图 3:公司营公司营收收变变化化图图 4:公司归公司归母母净利净利润润变变化化营业收入(百万元)YoY120050%100040%80030%60020%40020010%00%20162017201820192020归母净利润(百万元)YoY16020
7、0%140150%120100100%806050%400%200-50%20162017201820192020图图 5:公司营公司营收收结结构构(截截至至 2020 年报年报)0.17%18.35%功率器件芯片 其他81.47%图图 6:公司毛公司毛利利率、率、净净利利率率变变化化图图 7:公司各公司各产产品毛品毛利利率率变化变化销售毛利率(%)销售净利率(%)35%30%25%20%15%10%5%0%20162017201820192020功率器件芯片40%35%30%25%20%15%10%5%0%2016201720182019202052020 年,公司毛利率为 25.37%,同
8、比上升 4.64pct,净利率为 14.59%,同比上升1.88pct,盈利能力的稳步提升。2.功率功率半半导体市场高景气导体市场高景气,国产替代空间广阔国产替代空间广阔半导体可分为集成电路、分立器件、光电子和传感器等产品类别,其中,分立器件 是指具有单一功能的电路基本元件,主要实现电能的处理与变换,实现电力电子设备的 整流、稳压、开关和混频等。分立器件主要包括功率二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT 等功率半导体器件,其中,MOSFET 和 IGBT 属于电压控制型开关器件,相比于功率三 极管、晶闸管等电流控制型开关器件,具有易于驱动、开关速度快、损耗低等特点,应 用前景十分广阔。图图 8
9、:半导体半导体产产品类品类别别MOSFET 即金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),是一种通过场效应控制电流的半导体器件。MOSFET 具有输入电阻 高、频率高、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象且安全工作 区域宽等诸多优势,在工业、家电、汽车电子和消费电子领域广泛应用。图图 9:MOSFET 结构示意图结构示意图图图 10:IGBT 结构示结构示意图意图6IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)即绝缘栅双极型晶体管,是由 BJT 和MOSFE
10、T 组成的复合功率半导体器件,既具备 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、高速等方面有突出的产品竞争力,已成为电力电子领 域开关器件的主流发展方向。2.1.MOSFET、IGBT 应应用用广广泛泛,市场市场需需求求持持续提升续提升消费电子市场体量消费电子市场体量可可观观,为为 MOSFET 等功率半导体带来稳定且广泛等功率半导体带来稳定且广泛的的应应用用需求。需求。消费电子市场体量可观,以智能手机市场为例,根据 IDC 的数据,2020 年全球智能手 机出货量达 12.92 亿部
11、。同时,在 5G 升级的带动下,智能手机市场迎来新一轮换机潮,5G 手机渗透率和出货量有望保持持续增长。根据 IDC 的测算,5G 智能手机的出货量在2020 年将达到全球出货量的 19,并在 2024 年增长到 58。功率半导体在智能手机中 的应用十分广泛,其中,MOSFET 是智能手机的充电保护电路、放电保护电路等组件的 核心元件,未来随着以智能手机为代表的消费电子市场持续扩张,MOSFET 等功率半导 体的需求量有望稳步提升。图图 11:华为、华为、小小米、米、苹苹果果、三星三星的的 5G 手机手机图图 12:全球全球智智能手能手机机出出货货量变量变化化新能源发电市场持新能源发电市场持续
12、续扩扩容容,已成为已成为 MOSFET、IGBT 等功率半导体市场等功率半导体市场的的重重要要驱动驱动 力力。新能源发电主要以光伏发电和风力发电为主,根据 Wind 的数据,2019 年,全球光 伏累计装机量达586.42GW,同比增长19.99%,我国光伏累计装机量继续保持快速增长,2019 年累计装机达 205.49GW,同比增长 17.27%,装机容量位居世界第一。7根据 Wind 的数据,2019 年,全球风电累计装机量有达 622.70GW,同比增长 10.44%,中国风电累计装机量 2019 年达 210.48GW,同比增长 13.98%,增速高于全球平均水平。由于新能源发电输出的
13、电能不符合电网要求,需通过光伏逆变器或风力发电逆变器将其 整流成直流电,再逆变成符合电网要求的交流电后输入并网。以以 MOSFET、IGBT 为代为代 表的功率半导体是表的功率半导体是光光伏伏逆逆变器和风力发电逆变器和风力发电逆变变器器的的核心元件核心元件,新新能能源发电行源发电行业业的迅速发的迅速发 展已成为展已成为 MOSFET、IGBT 等功率半导体市场持等功率半导体市场持续续增长增长的的重要动力。重要动力。新能源汽车市场快新能源汽车市场快速速发发展展,有望推动,有望推动 MOSFET、IGBT 等功率半导体等功率半导体市市场场持持续增续增 长。长。以 MOSFET、IGBT 为代表的功
14、率半导体是新能源汽车电机控制器、车载空调、充 电桩等设备的核心元件。图图 13:全球全球光光伏累伏累计计装装机机量变量变化化图图 14:中国中国光光伏累伏累计计装装机机量变量变化化全球光伏累计装机量(GW)YoY70090%60080%70%50060%40050%30040%20030%20%10010%00%2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019中国光伏累计装机量(GW)YoY250250%200200%150150%100100%5050%00%2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 20
15、18 2019图图 15:全球全球风风电累电累计计装装机机量变量变化化图图 16:中国中国风风电累电累计计装装机机量变量变化化世界风电累计装机量(GW)YoY70025%60020%50040015%30010%2005%10000%2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019中国风电累计装机量(GW)YoY25060%20050%40%15030%10020%5010%00%2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 20198图图 17:IGBT 在新能在新能源源汽汽车车中的应中的应用用随着
16、新能源汽车市场的快速发展和智能驾驶技术的应用,新能源汽车中以 MOSFET、IGBT 为代表的功率半导体器件产品的需求量有望进一步提升。根据中商产业研究院的 数据,传统汽车中功率半导体在汽车半导体中的用量占比约为 21%,低于 IC 产品的用 量(23%),但在纯电动新能源汽车中,功率半导体的用量显著增加,在汽车半导体中的 用量占比约达 56%。图图 18:传统传统汽汽车半车半导导体体用用量占量占比比图图 19:纯电纯电动动汽车汽车半半导导体体用量占用量占比比同时,新能源汽车中的功率半导体价值量提升十分显著,根据英飞凌的数据,新能 源中汽车功率半导体器件的价值量约为传统燃油车的 5 倍以上。其
17、中,IGBT 约占新能 源汽车电控系统成本的 44%,是电控系统中最核心的电子器件之一,因此,未来新能源汽车市场的快速增长,有望带动以 IGBT 为代表的功率半导体器件的价值量显著提升,从而有力推动功率半导体市场的发展。9图图 20:新能新能源源汽车汽车、燃燃油油车中功车中功率率半导半导体体价值价值量量对对比比图图 21:IGBT 在新能在新能源源汽汽车车成本结成本结构构中占中占比比显著显著(2019 年)年)新能源汽车市场规模保持快速增长趋势,根据前瞻产业研究院的数据,2020 年,全 球新能源汽车销量达 324 万辆,同比增长 46.6%。根据中国汽车工业协会的数据,2020 年,中国新能
18、源汽车销量达 136.6 万辆,同比增长 10.9%,并且未来新能源汽车的市场 规模有望继续扩张。新能源汽车市场规模的新能源汽车市场规模的增增长长,有望带动有望带动 MOSFET、IGBT 等功率半等功率半 导体市场需求的持导体市场需求的持续续提提升升。102.2.技技术术迭迭代推进代推进 MOSFET、IGBT 市市场场持续发展持续发展面面对对消费电子、消费电子、新新能源、汽能源、汽车车等下游应用等下游应用对对更高性能更高性能功功率半导体器率半导体器件件的需求的需求,MOSFET、IGBT 等功率半导体的技术创新等功率半导体的技术创新不不断断,朝着低功耗朝着低功耗、高功率高功率、高高耐压等方
19、向耐压等方向 不断突破,技术更不断突破,技术更新新的的内内生驱动力不断生驱动力不断释释放放 MOSFET、IGBT 等功率半导等功率半导体体的应用潜的应用潜 力、拓展相关应用力、拓展相关应用场场景景,带动了带动了 MOSFET、IGBT 等功率半导体市场等功率半导体市场的的快快速速发展。发展。自 1976 年诞生以来,MOSFET 已经历了多轮技术迭代,推动 MOSFET 朝更高的频 率、更高的输出功率以及更低的功耗不断发展。期间,MOSFET 主要经历了制程微缩、构型变化、工艺进步与材料更新四大技术更迭过程,其中,由于 MOSFET 更注重功率 处理能力而非运算速度,因此制程缩小的演进已基本
20、停止,而构型变化、工艺进步与材 料更新的演进仍在推动 MOSFET 在频率、功率和功耗方面的突破。表表 1:功功率率 MOSFET 的的技技术演术演进进技术进程技术进程特征特征代表技术代表技术功能功能制程微缩线宽制程的缩减,但不追求先进制程10m-0.15-0.35m全面提升器件性能构型变化同种设计结构中新技术带来的结构调整Planar-Trench-SuperJunction、Advanced Trench提高器件的电压承载能力与工作频率英飞凌 Cool MOS 系列主要提高器件的 FOM 品质,降低功耗工艺进步同种设计与技术结构中生产工艺的进步Si-SiC/GaN全面提升器件性能并降低功耗
21、材料更新半导体材料的改变目前,MOSFET 已包括由构型变化而产生的 Planar、Trench、Lateral、SuperJunction 和 Advanced Trench 型 MOSFET 和由材料更新而形成的 SiC 和 GaN MOSFET。不同的MOSFET 凭借各自的性能特点,在汽车、工业和通信等场景广泛应用。图图 22:全球全球新新能源能源汽汽车车销销量变量变化化图图 23:中国中国新新能源能源汽汽车车销销量变量变化化全球新能源汽车销量(万辆)YoY35070%30060%25050%20040%15030%10020%5010%00%201520162017201820192
22、020中国新能源汽车销量(万辆)YoY160400%140350%120300%100250%200%80150%60100%4050%200%0-50%201420152016201720182019202011表表 2:主主流流 MOSFET 的的类型类型种类种类主要特性主要特性适用领域适用领域Planar工作频率低但耐压性较好稳压器等Lateral电容低,工作频率高但耐压性差音频设备等Trench导通电阻小,工作频率较高,耐压性一般开关电源等Super Junction在 Trench 的基础上进一步提高了耐压性与输出功率工业照明等Advanced Trench在 Trench 的基础上
23、进一步提高了工作频率通信设备等SiC功耗低、工作频率快、输出功率最高、耐压性能最好汽车电子等GaN功耗低、耐压性好、输出功率高、工作频率最高汽车电子等另一方面,自上世纪 80 年度 IGBT 开启工业化应用以来,IGBT 技术经历了丰富的 技术演变,涌现出六代不同的 IGBT 技术方案,但这些方案主要由英飞凌、三菱电机和 富士电机等海外厂商主导。图图 24:IGBT 技术迭技术迭代代路路线线12图图 25:各各代代 IGBT 的特性的特性在英飞凌、富士电机、ABB 等厂商的推动下,IGBT 的结构设计仍在不断突破和创 新,并涌现出了 P-ring TS+Trench、超级结和 SiC IGBT
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