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车规级IGBT短缺背后:国产功率半导体企业迎来“黄金时代”

2022-10-22 22:36:50 2404

摘要: 今年四月,在2022年Q1财报发布会上,国际光刻机巨头阿斯麦CEO彼得·温宁克说出了行业缺芯下最为残酷的现实:有一家大型工业公司已经开始从家用洗衣机中取出芯片用于自家产品的芯片模组。  这种情况让行业内外都无比震惊,行业内震惊于缺芯的程度...

今年四月,在2022年Q1财报发布会上,国际光刻机巨头阿斯麦CEO彼得·温宁克说出了行业缺芯下最为残酷的现实:有一家大型工业公司已经开始从家用洗衣机中取出芯片用于自家产品的芯片模组。

  这种情况让行业内外都无比震惊,行业内震惊于缺芯的程度,而行业外则惊讶:家用洗衣机芯片也能应用于工业产品?

  实际上,家用变频洗衣机上往往有MCU芯片、IGBT芯片和多种传感器芯片,均能够重复利用。其中IGBT芯片更是具有极大价值,应用十分广泛。

  IGBT并不是一种新鲜事物,它只是一种功率半导体。功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心,而IGBT正是硅基功率半导体中适用于高压、大电流的优秀类型。

  IGBT应用极广,其中IGBT单管主要应用于小功率家用电器、分布式光伏逆变器、小功率变频器等领域,IPM模块主要应用于白色家电中的变频空调和变频洗衣机,IGBT模块则应用于大功率变频器、电焊机、新能源车、集中式光伏、储能等领域。

  从这些角度来看,IGBT极有可能正是“拆洗衣机取芯片”事件中的主角。事实上,从2021年来,IGBT正是处于极为短缺的情况下。供需失衡下,IGBT价格飙涨,IGBT企业尤其是车规级IGBT企业业绩大涨。在资本市场上,IGBT短缺带来的红利正让这些企业受到热捧。

  在国内,车规级IGBT短缺背后,国产功率半导体企业正在厉兵秣马,迎接属于自己的星辰大海。

  “缺芯潮”蔓延至车规级IGBT

  从2020年开始,汽车缺芯问题开始出现。进入2022年,“缺芯”问题依然存在。在车规级IGBT上,短缺问题似乎更加严重了。

  5月10日,有市场消息称,车用芯片大厂安森美车用绝缘栅双极晶体管(IGBT)订单已满且不再接单,虽然不排除有部分客户重复下单的可能,但其2022年-2023年产能已全部售罄。

  这也意味着,在经历过MCU等基础芯片短缺之后,汽车厂商不得不继续面临功率半导体短缺的现实。

  安森美IGBT产能售罄,也是车用IGBT短缺的行业现状的具体体现。2022年一季度,海外主流功率器件产商交货周期呈现上升态势,英飞凌最长货期已经达到65周。

  今年5月英飞凌2022财年业绩说明会上表示,其积压订单已经达到370亿欧元,仅第二季度就新增了60亿欧元订单。

  这意味着,国际IGBT大厂们的产能普遍处于紧缺状态。而从新能源行业对IGBT等功率器件的巨大需求来看,IGBT短缺状态短期内很难解决。

  IGBT作为一种成熟的核心功率半导体产品,应用极为广泛。从下游应用划分,根据Yole数据,在2020年IGBT市场上,工业、家用、电动车、轨交、光伏市场规模占比分别为31%、24%、9%、6%和4%。

  从这个数据看,截止2020年,电动汽车和光伏等新能源行业占IGBT总市场比例并不大。但事实上,近年来,随着新能源汽车和光伏、储能等市场的发展,IGBT模块市场正在迅速增长。根据Omdia数据,IGBT模块2020年市场规模达36亿美元,2016至2020年CAGR达到18%。据预测,新能源汽车将在2024年超过工业控制成为IGBT最大的下游市场。

  更重要的是,根据国金证券,海外厂商在IGBT扩产上普遍谨慎,近年来主要增量贡献是英飞凌在奥地利菲拉赫投资16亿欧元建设的12寸产能,于2021年8月投产,但整体增量有限。

  而在国内,IGBT是近年来半导体和汽车汽车布局热点,不过至今车规级IGBT产品国产化率仍然较低。

  根据佐思汽研和国金证券,在2019年中国新能源车用IGBT市场上,英飞凌市场份额49.2%,紧随其后是背靠比亚迪整车的比亚迪半导体,市场份额20%,而斯达半导市场份额16.6%,排名第三。

  但根据比亚迪半导体招股书引用的Omdia预测数据,2021年中国新能源汽车IGBT模块国产化率不足25%。

  也就是说,下游需求暴涨,同时产能和供给受限,国产化率较低,共同形成了此轮车规级IGBT产品的短缺逻辑。从目前来看,这种短缺短期内并无法解决。

  IGBT企业进入红利期

  短缺的另一面,IGBT企业正在迎来业绩的暴涨。

  这种情况在国际巨头身上表现得极为明显。今年5月,英飞凌发布了2022财年二季度报告。报告期内,英飞凌实现营收32.98亿欧元,同比增长22%;毛利率达到42.9%,同比提升6.9个百分点,环比增长1.4个百分点;营业利润率达23.1%,超指引预期。

  其中,汽车业务部门单季营收14.91亿欧元,同比增长22%。这得益于汽车领域下游需求旺盛,OEM和Tier 1厂商仍在增加库存,中国即是主力市场。

  数据来看,进入2022财年以来,英飞凌汽车业务利润和利润率出现显著提升。一季度,汽车业务利润达2.61亿欧元,环比大幅增长,增速达23.70%。利润率由2021财年的16.7%提升至18.8%。而在第二季度,英飞凌汽车业务利润进一步提升3.24亿欧元,环比继续大增24.14%。净利润率环比增长2.9个百分点,进一步提升至21.7%。

  这也意味着,从去年10月开始,车规级IGBT产品短缺,带动市场价格飞升,相关企业利润迅速增厚。从市场情况来看,这种状态仍然持续。

  据英飞凌预计,第三季度业绩营收将达到34亿欧元,汽车业务将持续保持强劲增长,全年营收指引进一步上调至135亿欧元。

  需求大涨,但供应受限带来的价格和利润上涨,正在IGBT企业身上发生。国际巨头吃肉,国内IGBT龙头也可以喝上肉汤。

  在2021年,国产IGBT模块龙头斯达半导实现营收17.07亿元,同比增长77.22%,净利润同比增长120.49%。

  其中,新能源行业收入达5.71亿元,同比增长165.95%。斯达半导表示,应用于主电机控制器的车规级IGBT模块持续放量,合计配套超过60万辆新能源汽车,并已开始大批量配套海外市场。

  在2022年第一季度,斯达半导业绩继续爆发。报告期内,斯达半导实现了5.42亿的营收,同比增长66.96%。而净利润达到1.51亿元,同比增长101.54%。

  除斯达半导外,国内功率半导体龙头士兰微也实现了业绩的暴涨。具体来看,2021年士兰微的分立器件产品营收38.13亿元,同比增长73.08%,毛利率达到32.89%,同比增加了8.89个百分点。

  在斯达半导和士兰微之外,比亚迪半导体、时代电气、宏微科技、华润微、新洁能等半导体企业IGBT业务均实现了极大提升,车规级IGBT产品在市场上也实现了极大突破。

  国产车规级功率半导体企业正在崛起

  某种程度上说,对于国产IGBT企业来说,现在正是最好的发展机会。一方面,现在正值新能源汽车、光伏、储能等新市场机会的爆发之际,尤其是新能源汽车,及其对应的车规级IGBT产品,更是带来了前所未有的大变局。

  在这种局面下,以往的欧美IGBT大厂显然并没有充足的产能来应对。而从2020年开始,国内新能源汽车市场开始爆发,国内功率半导体大厂就纷纷开始布局或强化自身车规级功率半导体业务。

  这个时间差带来的变化,在应对目前的供应短缺上影响并不太大。但放眼更长时间内,国内车规级IGBT企业的产能布局,将极大地影响国内IGBT模块市场竞争格局。

  另一方面,国内新能源汽车的独特市场结构,更是国产IGBT发展的沃土。自新能源汽车市场爆发以来,国内新能源汽车市场直至目前仍然呈现出高端和低价车两极分化的局面。相对而言,国产IGBT产品价格更低,在低价车市场上优势更大。

  以斯达半导为例,其2021年车规级IGBT模块合计配套超过60万辆新能源汽车,其中A级及以上车型配套超过15万辆。这代表着,斯达半导约四分之三的车规级IGBT产品配套于主打低价的A0和A00车型。

  目前,除比亚迪半导体IGBT主供比亚迪整车外,其他国产车规级IGBT仍集中于低价市场,但这并不意味着国产IGBT被局限于低端市场。相反,国产走量车型让自主IGBT产品有了更大的市场空间和发展机会。

  除IGBT外,此轮IGBT短缺,同时也将带动国产SiC功率芯片的发展。相比于IGBT,SiC功率芯片在高频场景和能量损耗上更有优势,但也有显著缺点:成本更高。IGBT短缺带来的价格大涨,也将带动车规级SiC产品进一步应用。

  近年来,SiC等第三代半导体已经成为半导体企业的重点布局方向,车规级SiC功率产品已经在新能源车型有所应用。在比亚迪高端电动车型汉EV上,即搭载了比亚迪报道提自主研发的SiC功率模块。

  综合来看,这一轮IGBT短缺,让国产车规级功率半导体迎来了巨大的替代发展和换道超车的机会。随着新能源市场的迅速发展,国产IGBT企业正迎来广阔的星辰大海。

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