深耕20余载的IDM龙头，士兰微：产能+产品优势助力，扬帆起航

时间：2023-05-14 16:51:01 | 来源：网站运营

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深耕20余载的IDM龙头，士兰微：产能+产品优势助力，扬帆起航：

1 士兰微： 深耕20余载，IDM龙头规模初具

1.1. 坚定走IDM路线的功率/模拟芯片龙头

士兰微成立于1997年，早期公司主要从事模拟电路设计，2001年杭州士兰集成成立，切入硅芯片制造业务，士兰微正式成为IDM模式的半导体企业。

2003年3月，公司在上交所主板上市，此后近20年间，士兰微逐步开拓LED、IPM、IGBT等新产品板块。

2017年12月，士兰微与杭州海沧区政府签署协议，投资220亿元建设两条12寸特色工艺晶圆产线及一条先进化合物半导体器件产线，士兰微成为国内率先布局12寸晶圆产线的IDM企业。










目前，士兰微共有士兰集成（5/6寸）、士兰集昕（8寸）、士兰集科（12寸）三座硅晶圆厂，一座先进化合物晶圆厂（士兰明镓）。产品涵盖功率器件、模拟电路、MCU、MEMS传感器、LED芯片等多个品类。产能规模、产品品类在国内半导体企业中处于突出地位。

1.2. 收入利润稳健增长，IDM龙头优势逐渐凸显

2020年之前，尽管士兰微收入稳定增长，但IDM模式带来的折旧压力，以及需求不振（如2019年）带来的产能利用率压力，两重因素叠加导致公司在利润端承压。进入2021年，随着全球半导体需求的繁荣，公司积累多年的产能和产品优势得到集中释放，利润迎来快速增长。2021年公司实现收入71.94亿元，同比增长68.07%；归母净利润15.18亿元，同比增长超过20倍；扣非归母净利润8.95亿元，同比大幅扭亏为盈。










2021年公司毛利率33.19%，同比增长10.69pcts。22H1公司毛利率31.12%，同比-0.48pct。回顾历史上来看，公司毛利率主要受产品价格波动、产品结构变化及产能利用率波动影响。随着公司产品结构不断升级，收入规模和盈利能力提升，以及公司老产线折旧压力逐渐释放，公司毛利率有望稳中求进，平稳成长。










研发费用率领先同行，收入规模增长摊薄期间费用。2021年公司研发费用率达8.61%；即使加回折旧摊销费用，公司研发费用率仍然达到7.08%，处于同行领先水平。公司销售费用率和管理费用率近年来随着收入规模增长呈现下降状态，我们预期未来随着公司收入持续增长摊薄费用，公司盈利能力有望进一步提升。










1.3. 股权结构稳定，股权激励增强员工凝聚力

公司实际控制人为七位联合创始人（陈向东、范伟宏、郑少波、江忠永、罗华兵、宋卫权、陈国华），截至2021年底，实际控制人直接+间接共计持有公司39.87%股权。1997年，在杭州友旺电子工作的七位联合创始人共同出资创立杭州士兰电子有限公司。

股权激励绑定核心人员。2021年，公司公告股权激励计划，拟向公司高中层管理人员和核心技术（业务）骨干共计2467人授予2150万份股票期权。以2020年为基数，行权条件中对公司业绩的考核要求为2021/2022/2023/2024年累计营业收入（自2021年度起各年度营业收入之和）增长率分别为62%/273%/508%/767%。

2 功率半导体为根基，充分受益景气周期

功率半导体泛指在电力电子技术中用做开关的一切半导体器件。具体类型包括金属氧化物场效应管（MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）、二极管、三极管、晶闸管（SCR）、可关断晶闸管（GTO）等。电力电子技术广泛应用于一切需要电能变换的场合，如手机、手表中的供电，伺服、变频的电机驱动，高铁、动车的牵引系统等。










常见的功率半导体器件包括IGBT、MOSFET、BJT、晶闸管等。其中IGBT、BJT、晶闸管在电流通过时同时有电子（带负电）和空穴（带正电）的参与，统称为双极导通器件；而MOSFET在导通时只有电子或空穴参与，称为单极导通器件。

单极导通器件的通态特性类似于电阻，通态损耗与通过电流大小成平方正比关系（即P=I^2R）；而双极导通器件所特有的电导调制效应，使得器件在大电流通过时仍可保持电压相对稳定，通态损耗与通过电流大小成正比关系（P=IU），因此双极性导通器件如IGBT、晶闸管在大功率、大电流场景下更具有优势，而Si-MOS在中小功率场景下优势更加突出。










2.1. IGBT+SiC：中大功率变换器的核心，新能源需求带动成长

IGBT是目前中大功率变换器中应用最为广泛的功率器件之一。

近年来，新能源汽车、新能源发电需求快速发展，而IGBT是新能源汽车电驱、光伏逆变器、风电变流器、储能PCS的核心零部件。

一辆单电机的新能源汽车主驱需要1个全桥IGBT模块或三个半桥IGBT模块，价值量约1000~1500元，随着新能源车双电机、大功率的渗透率提升，单车IGBT价值量亦有提升空间。在新能源发电领域功率半导体亦占有重要比重，根据锦浪科技、固德威、上能电器招股说明书数据，功率半导体器件在采购成本中的占比约在15-20%。

根据Yole数据，2020年全球IGBT市场规模约54亿美元，预计到2026年市场规模将增长至84亿美元，2020-2026年CAGR=7.64%。

分市场来看，电动汽车和DC充电桩市场增速最快，其中电动汽车市场从2020年的5.09亿美元增长至2026年的17亿美元，2020-2026年CAGR=22.26%；DC充电桩市场从2020年的6900万美元增长至2026年的2.33亿美元，2020-2026年CAGR=22.49%。

海外企业占比高，国产替代空间大。根据英飞凌数据，2020年英飞凌在全球功率器件市场中占比达到19.7%，处于绝对优势地位。前10大企业均为欧美日企业，占比合计达到58.7%。










第三代半导体技术将引领功率半导体下一波浪潮。第三代半导体，或称宽禁带半导体，主要指由SiC、GaN等材料构成的半导体器件。第三代半导体材料由于禁带宽度更宽，可以耐受更高的电压（相应地在同等电压下器件体积也可以更小），且在高温下热稳定性更好，功率器件的结温可以做得更高，在高压、高频、大功率、高响应速度的场合有显著优势。

尽管第三代半导体材料目前制备仍然存在一定瓶颈，成本较高，但从系统层面优化设计后，在新能源车、光伏发电等领域应用第三代半导体器件已有显著优势。目前SiC-MOS已经在保时捷Taycan、比亚迪汉、特斯拉Model 3、小鹏G9等车型上率先得到应用。

同时从供给端来看，数量众多的海内外企业布局SiC、GaN领域，海外龙头Wolfspeed在8寸SiC晶圆制造方面亦取得显著进展。随着国内外企业相继突破第三代半导体制造技术，产能规模提升+生产效益升级，预期未来第三代半导体材料成本将持续下降，其性能和成本优势将进一步凸显。第三代半导体器件渗透率提升趋势已经非常明确。










根据Yole数据，2021年全球功率SiC市场规模约10.90亿美金，预计到2027年将增长至62.97亿美金，2021-2027年CAGR=33.95%。其中新能源汽车是最大下游，2021年新能源汽车SiC市场规模约6.85亿美金，预计到2027年市场规模将增长至49.86亿美金，2021-2027年CAGR=39.21%。










2.2. IPM：小巧玲珑而五脏俱全，小体积场景的首选

IPM是SiP的一种，通过将驱动电路、控制电路和功率器件（一般是IGBT）封装在同一个模块中，极大地缩小了系统体积，降低了外围电路的设计成本。一般IPM模块用在空调压缩机等功率不高而体积要求较高的场合。此外在新能源汽车中，空调压缩机也需要用电动机带动，IPM模块一般用在小型车（A00级）空调系统中。

根据正能量电子网数据，空调中使用的英飞凌IPM模块IGCM15F60GA价格约20元。考虑到经销商价格与原厂价格之间的出入，保守起见，我们按照15元单价，年降3%对市场规模进行测算。

根据国家统计局数据，2021年中国空调/冰箱/洗衣机/新能源车产量分别为2.18/0.90/0.80亿台，新能源车产量为367.70万台。根据乘联会数据，2021年中国新能源车出货中A00级占比约为33%，对应121.34万台。按照空调/冰箱/洗衣机/新能源汽车单台消耗3/1/1/2只IPM模块，综合得到2021年中国IPM市场规模约124.18亿元，未来看市场规模基本维持稳定，到2025年约为123.87亿元。

需要指出的是，IPM模块还有小功率工业伺服、变频等应用场景，测算中并未考虑；在白色家电、新能源车中也有部分产品未采用IPM模块，本测算仅供作一数量级上的参考。










2.3. MOSFET：应用广泛下游分散，汽车需求是重要增长引擎

MOSFET用于将输入电压的变化转化为输出电流的变化，如前文所述，因其在大电流工况下损耗较大，一般应用在中小功率变换或信号变换场合。MOSFET还可以更进一步分为沟槽（Trench）、屏蔽栅（SGT）、超级结（SJ）等类型，对应低、中、高压应用场合。

根据Yole数据，2020年全球MOSFET市场规模约75亿美元，预计到2026年全球MOSFET市场规模将达到94亿美元。分市场来看，2020-2026年复合增速最快的下游市场是EV/HEV、汽车，CAGR分别达到38.31%/8.63%。

EV/HEV和汽车市场对MOSFET的需求带动主要体现在两个维度：

1）汽车智能化：单车功能复杂度提升，电子控制单元（ECU）和外设的数量增长，MOSFET在ECU或外设中广泛应用于电路开关、驱动等功能，因此MOSFET受益汽车智能化趋势单车价值量将持续提升；

2）汽车电气化：电动汽车相比传统汽车增加了大小三电系统，MOSFET在大三电（整车控制系统VCU、电池管理系统BMS、电机控制系统MCU系统）中广泛应用于终端执行机构驱动、电路保护、电机驱动，在小三电（DC/DC、OBC、高压接线盒）中应用于电能转换、电路保护等功能，因此MOSFET亦受益汽车电气化趋势。

3 模拟/MCU/MEMS：外围重要部件，与功率器件有协同效应

功率半导体、MCU、模拟芯片、MEMS产品间具有较强的协同效应。如果拆分功率半导体的主要应用下游产品，如电动车电驱动系统、OBC、DC/DC、光伏逆变器、工业变频器、伺服驱动器等，容易发现， MCU、模拟芯片与MEMS传感器是功率半导体重要的外围器件。

例如，在微电源模块/IPM中，通常采用MOSFET/IGBT与MCU、模拟电路合封；在汽车、手机中，MEMS传感器也在声、光、电、压力等信号的采集中得到广泛应用。










产品组合全面的企业，可以依托于单点产品的突破带动其他品类产品的销售；更全面的产品组合也有利于构建系统级解决方案，进一步增强公司核心竞争力。

复盘海外企业我们也能发现，全面布局是海外龙头的一致选择。如英飞凌、安森美、意法半导体等企业都通过外延并购或内生研发的方式积极拓展产品组合，在电源管理、微控制器、传感器等多个方向上有布局。










对于中国的半导体企业，现阶段大部分企业选择先在单点产品发力，集中优势突破细分领域，之后再逐步拓展产品和客户范围。

兵马未动而粮草先行，具有前瞻布局眼光的企业才能把握先机。随着国内企业在越来越多的细分领域开始占据优势，未来中国企业或许也会向平台型企业/系统级解决方案提供商的角色转变，进一步提升自身核心竞争力。而MCU/模拟/MEMS的广阔市场，也将为企业打开成长空间。

根据IC Insights数据，2021年全球MCU销售额为196亿美元，预计到2026年全球MCU市场销售额将达到272亿美元，2021-2026年CAGR=6.77%。

分品类来看，2021年32位MCU销售额约为128亿美元，预计到2026年增长至200亿美元，2021-2026年CAGR=9.4%。2021年16位MCU销售额为43亿美元，预计2026年将增长至47亿美元，2021-2026年CAGR=1.6%。而8位MCU的销售额将不会出现增长，到2026年仍为24亿美元；

根据IC Insights的数据，2021年全球模拟芯片市场741亿美元，YoY+33%；预计2022年市场规模将达到832亿美元，YoY+12.28%。分下游来看，新兴应用领域如汽车、通讯等增长最快，增速分别将达到17%和14%。传统的模拟芯片市场如工业、消费预计将持续稳健增长。










根据Yole数据，2020年全球MEMS市场规模约为121亿美元，预计到2026年将达到182亿美元，2020-2026年CAGR=7.20%。其中消费MEMS领域增速最快，2020年市场规模为71.3亿美元，预计到2026年市场规模将达到112.7亿美元，2020-2026年CAGR=7.93%。

4 士兰微：产能优势助力，平台化IDM龙头初具规模

4.1. 下游需求持续畅旺，产品结构改善可期

目前市场分歧较大的领域在于公司低压MOS等产品营收占比较大，市场担忧消费需求疲软可能拖累公司收入和利润表现。但我们认为，公司IPM、PIM等产品在未来的成长可见度高，随着产品结构改善，公司盈利能力有望持续提升。

在IPM领域，受益于全球芯片短缺，公司凭借产能优势在国内白色家电厂商迅速上量。

2021年IPM模块实现收入8.6亿元，同比增长109.76%。2022年上半年，公司IPM模块保持增长，营业收入突破6.6亿元，同比增长60%以上。目前公司IPM产品已得到格力、海信、海尔等头部家电企业的认可。

根据我们前文测算的市场规模，公司IPM在国内市占率不及10%，从产品端和市场需求端两方面来看，公司IPM收入增长可见度高，是公司重要增长极。

在IGBT、SJ-MOS等领域，下游需求持续景气，交期仍处于历史高位。

士兰微积极布局汽车、工业IGBT模块、超级结MOSFET等高端功率器件产品。2021年底，基于公司自主研发的V代IGBT和FRD芯片的电动汽车主电机驱动模块已在国内多家客户通过测试，并已在部分客户批量供货。

截至2021年底，杭州集佳共拥有年产IPM模块1亿只、工业级和汽车级功率模块80万只、功率器件10亿只的能力。

截至2022年8月，公司已具备月产7万只汽车级功率模块的生产能力。2022年6月15日公司公告，拟通过子公司杭州士兰投资建设“年产720万块汽车级功率模块封装项目”，总投资额30亿元。

随着公司汽车、工业等高端产能逐步释放，我们预期公司产品结构有望持续改善，带动收入和利润端的稳健增长。










4.2. 12寸晶圆成本优势显著，产能规模领跑国内

12寸产线贡献成本优势。

在12寸晶圆上生产半导体器件，由于晶圆面积更大，可以切出的Die数量更多，单Die成本得以摊薄，相比6/8寸晶圆产线具有成本优势。公司是国内少数在12寸晶圆上生产IGBT器件的IDM企业之一，未来随着公司产品结构改善逐步到位，成本优势或将逐步凸显。

产能规模优势显著。

士兰微目前共拥有士兰集成、士兰集昕、士兰集科三座生产基地，其中士兰集成产线为5/6寸，士兰集昕为8寸，士兰集科为12寸。根据公司公告，士兰集成和士兰集昕2021年产出晶圆规模分别255.44/65.73万片。

士兰集科规划产能8万片/月，截至2021年底已有4万片产能设备到位。2022年4月30日，公司公告将投资39亿元在士兰集昕建立3万片/月12寸产线。若士兰集科+士兰集昕12寸产能全部到位，公司12寸产能规模将达到11万片/月，产能规模领跑国内。










4.3. 产品布局全面，平台化优势凸显

除功率器件外，士兰微产品还包括MCU、PMIC、MEMS等数字、模拟、微机电器件。

如前文我们所论述的，MCU、PMIC、MEMS等器件与功率半导体产品有较强协同效应。随着国内企业在细分市场逐步占据优势，具备丰富产品结构、能够提供平台化解决方案的公司或将在长期竞争中胜出。士兰微在产能和产品端的全面布局，有望为公司贡献持续、稳定、充足的成长动力。

化合物半导体方面，除LED以外，2022年7月30日，公司公告士兰明镓启动化合物半导体第二期建设，实施“SiC功率器件生产线建设项目”，拟建设1.2万片/月6寸SiC功率器件芯片产能。目前公司SiC-MOS器件已给客户送样，肖特基二极管已小批量供货。

公司作为硅基功率半导体领先企业，前瞻布局化合物半导体领域，有望充分受益第三代半导体技术浪潮。

5 盈利预测和估值

5.1. 业务拆分及盈利预测

分立器件业务：受益新能源车、光伏市场高景气，公司产品导入下游重点客户，随着产能释放将带动收入实现增长，毛利率亦稳中有进。预计2022/2023/2024年分立器件业务收入增速为50.93%/30.92%/23.64%，毛利率为32.62%/33.22%/33.95%。

集成电路业务：公司IPM产品在家电客户份额持续提升，MEMS、PMIC、MCU产品亦维持较好增长。预计2022/2023/2024年集成电路业务收入增速为38.84%/27.99%/20.93%，毛利率为35.63%/34.79%/34.21%。

LED业务：22年受宏观环境影响LED下游需求疲软，预期23年有望改善，长期受益小间距显示、汽车照明等新应用领域的开拓，有望维持稳健增长。预计2022/2023/2024年LED业务收入增速为0%/20%/20%。

综上，预计公司2022/2023/2024年收入增速为39.37%/28.05%/21.84%，实现收入100.27/128.39/156.43亿元，综合毛利率为32.06%/32.29%/32.61%。










5.2. 估值

选取华润微、时代电气、扬杰科技、斯达半导四家功率半导体企业作为可比企业，2022/2023/2024年平均PE倍数为49.41/38.48/30.58倍。预计士兰微2022/2023/2024年归母净利润为14.57/18.95/24.07亿元，EPS为1.03/1.34/1.70元/股。

6 风险提示

产能释放不及预期：公司产能释放节奏受设备、上游原材料、技术迭代研发进程等多方面因素影响，存在一定不确定性。假如产能释放延后，可能导致公司收入增长面临压力。

新产品销售不及预期：公司毛利率更高的新产品正在积极导入客户，但假如产品性能、可靠性等方面出现问题，可能导致产品销售不及预期，拖累公司盈利表现。

行业竞争加剧风险：国内外功率器件厂商有较大规模的产能扩张计划，虽然需求端持续增长，但供给端的增长可能加剧行业竞争，导致各家企业盈利能力下降。

宏观经济下行风险：半导体产品终端需求来自消费、工业、汽车、通信等领域，整体受宏观经济影响较大，若宏观经济下行可能导致需求不及预期。

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