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新洁能——MOSFET 技术领先,迎 IGBT、SiC/GaN 国产之机

老范说评   / 2021-12-01 17:39 发布

新洁能是 MOSFET、IGBT 等功率器件领域的国内领先供应商

新洁能成立于 2013 年, 是国内率先掌握超结理论技术,并量产屏蔽栅及超结功率 MOSFET 的企业之一。2016 年以来,连续 5 年被评为“中国半导体功率器件十强企业”。当前产品型号 1500 种。


产品及供应链三大变化,助力新洁能快速发展及盈利提升

1)功率器件毛利率稳定高于芯片,2015-2020 年功率器件收入从 1.87 亿元提升至 7.78 亿元,占比从 44.3%提升至 81.5%。

2)2020 年以来,率先切入 12 寸半导体平台,业绩加速释放。

3)2019 年,子公司电基集成已初步完成先进封装测试生产线的建设,将少部分芯片自主封装后对外销售。


2021 年全球半导体功率器件市场规模有望反弹至 293.89 亿美元,同比增长 23.5%

半导体功率器件可分为二极管、晶体管、晶闸管等,主要用于电力设备的电能变换和电路控 制,是进行电能(功率)处理的核心器件,弱电控制和强电运行间的桥梁。2020 年 MOSFET 市场规模 81 亿美元,约占功率器件市场规模 1/3。2020-2026 年,IGBT 市场规模预计从 54 亿美元增长至 84 亿美元,CAGR 为 7.5%。2022 年 MOSFET+IGBT 全球规模预计逾 900 亿人民币。


新能源推动宽禁带半导体材料(SiC、GaN)功率器件的发展

SiC MOSFET 比 Si 基 IGBT, 导通电阻更低,使得产品尺寸降低、缩小体积、开关速度快,功耗相比于传统功率器件要大大降低。2019 年-2025 年,SiC 功率器件将从 5.41 亿美元增至 25.62 亿美元,CAGR 约 30%;2019 年-2024 年,电力电子 GaN 器件市场规模从约 0.8 亿美元增至 3.5 亿美元。


全球晶圆代工产能不足会持续到 2022 年之后,新洁能具稳定供应链优势

功率器件主力 代工领域为 8 寸晶圆。6 英寸晶圆厂陆续关停向 8 英寸切换,同时 8 英寸关停或向 12 英 寸切换,2019 年 8 寸晶圆厂数量才止跌回升。2018 年以来 8 寸晶圆厂经历 3 轮涨价。晶圆资源成为核心竞争力,新洁能与华虹宏力、华润上华等晶圆厂具有多年深度合作优势。


国产替代势在必行,新洁能产品已具备优势

1)供需不匹配。需求方面,2020 年中国分立半导体市场占比 36%;供给方面,功率器件市场国际大厂市场份额领先,中国半导体分立器件厂商市场销售额占比仅 5%,主要功率半导体国产化率均不及 50%。

2)国内晶圆厂与设计厂齐头并进,MOSFET、IGBT 相对其他半导体功率器件更具有差异化特征,成熟的产业链协作对功率半导体 Fabless 企业至关重要。

3)新洁能部分产品工艺技术国内领先, 在 SiC/GaN 等宽禁带半导体功率器件的研发工作也形成了一定的技术突破。


首 次 覆 盖 , 给 予 “ 买 入 ” 评 级

我们预测 2021-2023 年新洁能收入分别为 15.89/21.15/26.21 亿元,归母净利润分别为 4.09/5.19/6.38 亿元。2021 年可比公司 PE 估值均值为 148X,新洁能当前市值对应 2021PE 76X,上升空间 95%。


风险:

IGBT 进展低于预期、SiC/GaN 进展低于预期、功率器件市场景气度下滑、监管工作函等


财务数据及盈利预测


新洁能——MOSFET 技术领先,迎 IGBT、SiC/GaN 国产之机



投资评级与估值 首次覆盖,给予“买入”评级

我们预测 2021-2023 年新洁能收入分别为 15.89/21.15/26.21 亿元,归母净利润分别为 4.09/5.19/6.38 亿元。2021 年可比公司 PE 估值均值为 148X,新洁能当前市值对应 2021PE 76X,上升空间 95%。


关键假设点

1)MOSFET芯片与器件:预计2021-2023 年MOSFET功率器件收入分别为12.14 亿元、14.19 亿元、17.03 亿元,毛利率分别为 40%、39%、38%;MOSFET 功率芯片收入分别为 3.05 亿元、3.36 亿元、3.68 亿元,毛利率分别为 35%、35%、34%。

2) IGBT 业务:预计 2021-2023 年收入分别为 7000 万元、3.5 亿元、5.0 亿元, 毛利率分别为 20%、30%、35%。

3) SiC/GaN 等业务:假设 2022、2023 年初步形成 1000 万元、5000 万元销售额,毛利率从 0%提升至 20%。

4) 期间费用率:公司属于技术密集型、Fabless 轻资产企业,资产负债率较低。 假设 2021-2023 年,公司销售、管理、研发费用率维持之前相当水平。


有别于大众的认识

市场认为功率半导体 2021 年行业超预期,处于周期高点,我们认为半导体市场景气将持续至 2022 年以后,此外新洁能作为国内领先的功率器件厂商,正处于功率产品线及应用市场加速拓展期,向更高难度产品攻坚,带来新的成长空间。未来三年,新洁能发展计划:1)巩固加强功率 MOSFET、IGBT 产品国内领先地位;2)加快智能功率器件研发及产业化;3)建立特色封装产线;4)布局 SiC/GaN 新材料宽禁带半导体。


股价表现的催化剂

1)IGBT 器件及模块在新兴领域取得突破。

2)SiC/GaN 新产品进展超预期。


核心假设风险

1)IGBT 业务进展低于预期。

2)SiC/GaN 业务进展低于预期。

3)功率器件市场景气度下滑,公司业绩放缓。


1. MOSFET、IGBT 技术国内领先


1.1 MOSFET 产品系列齐全,下游应用均衡


新洁能是 MOSFET、IGBT 等功率器件领域的国内领先供应商。新洁能于 2013 年成立,总部位于江苏无锡,设有深圳分公司和宁波分公司。公司主要产品为 MOSFET(沟槽 型功率 MOSFET、超结功率 MOSFET、屏蔽栅功率 MOSFET)和 IGBT 等半导体功率器件。 2016 年以来,新洁能连续 5 年被中国半导体协会评为“中国半导体功率器件十强企业”。


新洁能 MOSFET 产品覆盖沟槽型功率 MOSFET、屏蔽栅功率 MOSFET、超结功率 MOSFET 三大主要类型。其中,沟槽型功率 MOSFET 和屏蔽栅功率 MOSFET 用于手机周边、电动车控制器、电动车大功率充电器等;超结功率 MOSFET 主要用于 LED 照明、HID 灯、TV 电源、服务器电源等。


MOSFET、IGBT 功率器件产品系列丰富,电压范围覆盖 12V~1350V。公司已拥有覆盖 12V~1350V 电压范围、0.1A~350A 电流范围的多系列细分型号产品,是国内领先的 半导体功率器件行业中 MOSFET 产品系列最齐全的设计企业之一。其中,600V-1350V 的 沟槽型场截止 IGBT、500V-900V 的第三代超结功率 MOSFET、30V-300V 的屏蔽栅功率 MOSFET、12V-250V 的沟槽型功率 MOSFET 均已实现量产及系列化。2020 年,新洁能新增产品超过 400 款,截止 2021 年 3 月公司拥有 1300 余种细分产品,2021 年 11 月产 品型号增至 1500 种。


新洁能主要产品类型


新洁能——MOSFET 技术领先,迎 IGBT、SiC/GaN 国产之机



新洁能已进入多家龙头客户,建立市场口碑和品牌效应

新洁能已经进入的下游应用领域龙头客户如:富士康、宁德时代、海尔、美的、九号公司、三星电子、视源股份、TP-LINK、星恒电源、宇视科技、长城汽车、昕诺飞(飞利浦照明)、宝时得、比亚迪、德朔实业、 飞毛腿、高斯宝、公牛电器、杰华特、金升阳、晶丰明源、拓邦股份、无锡晶汇、大疆创 新等。半导体行业上下游具有高度粘性,由于供应商往往需要严格漫长的审核过程,合作后一般不会轻易更换。公司依托龙头客户产生的市场效应不断向行业内其他企业拓展,培育了一大批忠实客户并取得了较好的市场口碑。


产品下游应用广阔,主要运用于消费电子、汽车电子、工业电子、新能源汽车/充电桩、 智能装备制造、物联网、光伏新能源等新兴领域。


新洁能主要客户


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新洁能产品下游应用

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1.2 功率器件占比提升,改善盈利能力

新洁能经营情况稳定上升,2019 年利润略有下滑,2020 年以来加速增长。2016-2020 年,公司营业收入从 4.2 亿元增长至 9.5 亿元,归母净利润从 0.36 亿元增长至 1.39 亿元。 2021 年前三季度营收10.99 亿元,同比增长65%;归母净利润3.11 亿元,同比增长208%。


2016-2018 年收入利润稳定增长:1)消费电子小型化趋势、电动车市场以及 LED 市场扩大带动沟槽型/屏蔽栅/超结功率 MOSFET 产品增长;2)公司产品型号不断丰富,市场开拓得力。


2019 年收入增长,但净利润下滑原因:中美贸易摩擦加剧,2019 年 5 月加征关税至25%。新洁能部分客户下游为手机部件、应答机设备等消费电子市场,受 3000 亿美元关税清单影响,相关客户境外销售有所减少,客户对公司产品需求亦有所下降。2020 年伴随贸易摩擦缓和,新洁能收入利润大幅改善。


2020 年以来,率先切入 12 寸半导体平台,业绩加速释放。公司的 12 英寸芯片自 2020 年开始量产,2020Q4 起进行规模投产。2020 年,新洁能在 12 英寸芯片产线上开发了低导通电阻工艺平台,中低压系列产品实现量产;实现中低压 SGT MOS 平台在 12 英寸芯片产线的量产;完成 650V SJ-MOS 全新平台的开发,多款以上产品达到量产条件。2021 年上半年,公司 12 英寸芯片实现回货 3.2 万余片。


新洁能功率器件收入占比持续提升(百万元)


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调整产品结构,功率器件收入占比持续提升,毛利率改善。新洁能销售的 MOSFET、 IGBT 等半导体产品按照是否封装可以分为芯片和功率器件,2016 年以来新洁能功率器件的销售比例不断提高。2015-2020 年,公司芯片收入从 2.35 亿元下降至 1.75 亿元,占比 从 55.7%下降至 18.4%,与此同时功率器件收入从 1.87 亿元提升至 7.78 亿元,占比从 44.3% 提升至 81.5%。


2016-2020 年,功率器件毛利率位于 21.0%-29.9%区间,芯片毛利率位于 17.2-35.3% 区间。2017 年至 2018 年,由于国内 8 英寸芯片代工供应紧张,芯片代工企业自 2018 年起纷纷提高代工单价。由于芯片代工周期较长,往往需要提前下订单,2019 年,公司芯片代工采购单价仍保持高位,引致公司芯片和功率器件单位成本有所增加、毛利率下降显著。 2019 年以来功率器件毛利率稳定高于芯片,功率器件营收占比提升有利于毛利水平改善。


新洁能主要采用 Fabless 模式,2018 年起自建封装测试产线投产,提高封测自供率。 2016 年起,公司逐步投入封装测试技术研发,并于 2018 年下半年自建封装测试产线,未来将减少封测委外代工。2019 年 3 月和 5 月,子公司电基集成已初步完成先进封装测试生产线的建设,将少部分芯片自主封装后对外销售。2020 年,电基集成完成了 TOLL 系列从 产品设计、产品试产、到工艺优化,并达成量产;完成了 TO-252 工艺调整后的成本测算 与框架设计,使产能顺利扩增一倍。同时,电基集成完成了 PDFN5X6 框架与 Clip 的设计 与开发;完成了 SOP8、TO263、TO220、TO247 等 TO 系列的成本测算和框架设计等, 预计 2021 年度均可实现经济效益。


2016-2020 年,新洁能主营业务毛利率(%)

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2. 功率半导体高景气可延续至 2022


2.1 MOSFET、IGBT 迎新能源机遇


半导体功率器件,主要用于电力设备的电能变换和电路控制,是进行电能(功率)处理的核心器件,弱电控制和强电运行间的桥梁。功率器件是处理电压、电流的基础元件, 广泛应用于汽车电子、消费电子、通信、工控等领域。据 WSTS 最新预测,2021 年全球半 导体功率器件市场规模有望反弹至 293.89 亿美元,同比增长 23.5%,较前次预期值 261.89 亿美元大幅上调。


半导体功率器件是半导体分立器件中的主要组成部分。功率器件可分为二极管、晶体管、晶闸管等,其中二极管主要包括 TVS 二极管、肖特基二极管、整流二极管等,晶体管主要包括金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、双极性晶体管(BJT)等。新洁能产品主要为晶体管中的 MOSFET 和 IGBT。


功率器件是半导体分立器件的主要组成部分

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功率器件各代产品特点

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三极管正在逐步被功率 MOSFET 替代

晶体管中,双极性结型晶体管(三极管)是电 流型功率开关器件,价格低、功耗大,在少数价格敏感、感性负载驱动等应用中还有一定 需求,但其正在被功率 MOSFET 替代。


MOSFET 产品几经迭代,向低阻抗、高功率、高频率特性发展。MOSFET 诞生于 20 世纪 70 年代,用于将输入电压的变化转化为输出电流的变化,起到开关或放大等作用。


平面型功率 MOSFET 发展于 1970 年代。

沟槽型功率 MOSFET 于 1980 年代后期研发成功。

超结功率 MOSFET 诞生于 1990 年左右,基于全球先进的电荷平衡技术理论,打破了普通 MOSFET 的“硅限”,特别适用于 500V~900V 高压应用领域,具有 工作频率高、导通损耗小、开关损耗低、芯片体积小等特点,目前主要用在高端 电源管理领域。

2008 年,英飞凌率先推出屏蔽栅功率 MOSFET。屏蔽栅功率 MOSFET 基于全球 先进的电荷平衡技术理论,打破了普通 MOSFET 的“硅限”,特别适用于 30V~300V 电压应用领域,具有导通电阻低、开关损耗小、频率特性好等特点, 大幅降低器件的导通电阻和开关损耗。


MOSFET 与全球功率器件增速接近,2020 年市场规模 81 亿美元,约占功率器件市 场规模 1/3。2019 年全球 MOSFET 市场规模达 79.29 亿美元,2020 年全球 MOSFET 市 场规模达 80.67 亿美元。2021 年在全球尤其是中国的 5G 基础设施和 5G 手机、PC 及云 服务器、电动汽车、新基建等市场推动下,全球 MOSFET 增速将以较高速度增长。预计 2021 年至 2025 年,MOSFET 每年的增速将不低于 6.7%,预计 2025 年将达到 118.47 亿美元。


2021-2025 年,全球 MOSFET 规模预期年均复合增速 8.0%(百万美元)

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绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是由双极型三极管(BJT)和 MOSFET 组成的复合全控型电压驱动式半导体功率器件。IGBT 诞生于 20 世纪 80 年代后期,兼有 MOSFET 的高 输入阻抗和双极型三极管(BJT)的低导通压降两方面的优点,IGBT 驱动功率小而饱和压降低,非常适合应用于直流电压为 600V 及以上的变流系统,如交流电机、变频器、开关 电源、照明电路、牵引传动等。


功率器件应用,IGBT 适用于中高功率


新洁能——MOSFET 技术领先,迎 IGBT、SiC/GaN 国产之机



IGBT 是工业控制及自动化领域的核心元器件,其作用类似于人类的心脏,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,以实现精准调控的目的。 因此,IGBT 被称为电力电子行业里的“CPU”,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。


根据 Yole 2021 年报告数据,2020 年,IGBT 市场规模 54 亿美元,最大的应用市场是工业应用和家用电器,市场规模分别为 17 亿美元、13 亿美元。其次是电动汽车/混合动力汽车,2020 年新能源车 IGBT 的市场规模为 5.09 亿美元。


IGBT 及 IGBT 模块为新能源车中应用于电动控制系统、车载空调系统、充电桩逆变器三个子系统的重要组成部分。新能源车成本结构中电机驱动系统占全车成本 15-20%,IGBT 占驱动系统一半左右,即 IGBT 占到新能源汽车整车成本的 8-10%。此外,IGBT 占充电桩成本的 20%。由于未来几年新能源汽车/充电桩等新兴市场的快速发展,IGBT 等半导体功率器件将迎来黄金发展期。2026 年,新能源车 IGBT 及直流充电桩 IGBT 的市场规模将增长至 17 亿美元、2.33 亿美元。


Yole 预测 2020-2026 年,IGBT 市场规模从 54 亿美元增长至 84 亿美元,复合年增长率为 7.5%,其中新能源车为主要增长动力。


2020-2026 年 IGBT 市场规模将增至 84 亿美元,CAGR 7.5%


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根据中国产业信息网统计,2018-2022 年,全球 MOSFET/IGBT 市场有望从 471/283 亿元增长至 523/380 亿元。2022 年 MOSFET+IGBT 全球规模逾 900 亿人民币,中国功率半导体市场约占全球 36%。


2018-2022 全球功率器件分类规模(亿元)


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2.2 半导体功率器件迎化合物时代


在进入 21 世纪,高效节能领域的演进推动了以宽禁带(Wide Band Gap)半导体材料 (碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN))功率器件为代表的下一代电力转换技术的发展。SiC/GaN 具 有禁带宽度大、击穿电场强度高、电子迁移率高、热导电率大、介电常数小和抗辐射能力强等特点,具有强大的功率处理能力、较高的开关频率、更高的电压驱动能力、更小的尺 寸、更高的效率和更高速的散热能力,可满足现代电子技术对高温高频、高功率、高辐射等恶劣环境条件的要求。


在部分高端下游应用领域,宽禁带半导体功率器件具备不可替代的优势,切合节能环保、智能制造、信息安全等国家重大战略需求,已成为支撑新一代移动通信、新能源汽车、 高速列车、航海航空等产业自主创新发展和转型升级的重点核心电子元器件。


2013 年起,SiC 材料开始逐步被广泛使用,主要用来做成高压功率器件和高频功率器 件。SiC 衬底主要分为导电型 SiC 和半绝缘型 SiC 两种类型,其中导电型的 SiC 衬底经过 SiC 外延后制作高压功率器件。SiC MOSFET 相比于 Si 基 IGBT,其导通电阻可以做的更低,使得产品尺寸降低、缩小体积、开关速度快,功耗相比于传统功率器件要大大降低。


目前,SiC 功率元器件主要应用于四大市场:风电、太阳能等绿色能源领域;服务器等 信息和通信行业;新能源汽车;工业控制。目前 SiC MOSFET 真正落地的时间还非常短, 在车载领域从 Tesla Model 3 中率先使用了 SiC MOS 功率模块。根据 Cree 提供的测算: 将纯电动车 BEV 逆变器中的功率组件改成 SiC 时,可以减少整车功耗约 5%-10%。


Yole 数据显示,2019 年 SiC 功率器件市场规模为 5.41 亿美元,预测 SiC 功率器件 市场从 2019 年至 2025 年将以 30%年复合增速增长,截至 2025 年市场规模达 25.62 亿 美元;IHS 则预计到 2027 年碳化硅功率器件的市场规模将超过 100 亿美元,2018-2027 年的复合增速接近 40%。


2019-2025 年,SiC 功率器件市场将以 CAGR 30%增至 25.62 亿美元


新洁能——MOSFET 技术领先,迎 IGBT、SiC/GaN 国产之机



在电压、功率不需要很大,但是高频场景下,GaN 电力电子器件更适用。与 Si 技术相比,GaN 芯片可将开关速度最大提高 4 倍,降低电压和电流交叉损耗;功率密度最高增加 40%;降低了整体系统重量和成本。相较 SiC 产品,GaN 车用仍然处于早期阶段。


Yole Development 数据显示,2019 年电力电子 GaN 器件市场规模约 0.8 亿美元, 2024 年 GaN 功率半导体市场规模将超过 3.5 亿美元。


2.3 晶圆产能紧张,功率半导体景气持续

6 英寸晶圆厂陆续关停,向 8 英寸切换。在 2010-2016 年间,约超过 20 座 6 英寸晶 圆厂关闭,分立器件、功率器件、MEMS、模拟芯片等产品代工需求切换至 8 英寸晶圆, 加重了 8 英寸产能的负担,TI、瑞萨、ADI 等厂商计划在未来 1-3 年内,关闭旗下全部或部分 6 寸晶圆厂,导致产能需求转向 8 英寸。


2019 年以来,8 英寸晶圆厂数量呈现止跌回升态势,产线数有望重回巅峰。设备商的研发和制造都集中在 12 英寸设备上,8 英寸晶圆厂的设备有限,二手设备昂贵又流通量少,导致 8 英寸晶圆新产能增长有限。据 SEMI 数据显示,全球 8 英寸晶圆产线数量,在 2007 年达到 200 条的巅峰。2008 年,受全球金融危机影响,8 英寸产线数量开始走下坡路;直 到 2015 年,全球范围内只剩下 178 条产线。据统计,从 2008-2016 年,至少超过 30 座 8 英寸晶圆厂关闭,同时有超过 15 座厂从 8 英寸转换为 12 英寸。由于 8 英寸晶圆持续紧 张,一些厂商也开始加强对 8 英寸晶圆的投资。Semi 统计到 2020 年,全球 8 英寸产线恢复到 191 条,2021 年预计将达到 202 条,超过 2007 年的高峰。


半导体功率器件主要应用 8 寸晶圆工艺。8 英寸晶圆拥有特殊的晶圆工艺,且大部分固定资产的折旧已经完成,成本较低,因此对那些不追求高性能的芯片来说,具有较大吸 引力。据《国际电子商情》2020 年统计,全球 8 英寸晶圆市场主要由 7 类器件构成:其中, MOS 逻辑器件约占 25%,模拟器件约占 22%,光电器件约占 16%,分立器件约占 15%, 微逻辑器件约占 9%,存储器件约占 8%,传感器约占 5%。


2018 年以来,8 寸晶圆厂由需求拉动共经历 3 轮涨价:1)2018Q2,指纹识别芯片 需求旺盛,8 寸晶圆供不应求,带动芯片厂商涨价;2)2019Q4,手机厂商积极备货导致 CMOS 芯片供不应求;3)2020Q3 以来,显示驱动芯片、电源管理芯片、MOSFET 等功率半导体产品开始缺货涨价。


MOSFET 等功率器件涨价有利于新洁能市场拓展及毛利率改善。受中美贸易摩擦影响, 新洁能芯片整体毛利率从 2018 年 35.3%下降至 2019 年 17.8%,功率器件整体毛利率从 29.9%下降至 21.6%。涨价趋势叠加中美缓和背景下,2020 年以来新洁能毛利率重回上升 通道,2021 前三季度实现 38.9%毛利率。


自 2020 年 8 月以来,全球 8 寸晶圆厂持续满载,代工价格提涨,成本压力传递到下 游,2021 年涨价趋势延续,包括国内外功率半导体厂商陆续发布涨价通知函。2021 年 11 月 30 日,台湾晶圆代工大厂力积电召开法人说明会,董事长黄崇仁对认为,全球晶圆代工 产能不足会持续到 2022 年之后。


晶圆资源成为核心竞争力,新洁能与华虹宏力、华润上华等晶圆厂建立多年深度合作。 2016-2020 年,新洁能前五大供应商采购占比 84%-93%,其中 2016-2019 年间向第一大供应商华虹宏力采购占比 59%-66%,采取了较为集中的供应链策略。芯片代工业务方面, 新洁能已经涵盖了华虹宏力、华润上华、中芯集成等国内主要的具备 MOSFET、IGBT 等 8 英寸芯片代工能力的本土芯片代工供应商;尤其是华虹宏力,公司与其建立了长期战略合 作关系,在华虹宏力一厂、二厂、三厂、七厂均已实现投产。2020 年,新洁能在 12 英寸 芯片工艺平台实现量产,已成为国内 8 英寸、12 英寸芯片工艺平台芯片投片量最大的半导 体功率器件设计公司之一,12 英寸平台产能将成为公司芯片代工产能增长的重要来源之一。


新洁能供应商采购额较为集中


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3. 产业链向国内迁移,国产替代势在必行


3.1 国际巨头主导功率半导体市场

功率器件市场国际大厂市场份额领先,英飞凌、安森美、意法半导体等长期位居前列。 功率半导体发源于欧美市场,国际厂商占据先发优势,依托规模效应和行业整合,产品种类及销售规模持续扩张。英飞凌、安森美、意法半导体常年位列行业前三甲。


细分来看,MOSFET 市场前三名英飞凌、安森美、意法半导体,Omdia 数据显示 2019 年市场份额分别为 25%、13%、10%;IGBT 分立器件市场,前三大厂商英飞凌、富士电机、安森美市场份额分别为 33%、12%、8%;IGBT 模块方面,前三大厂商英飞凌、三菱电机、富士电机市场份额分别为 36%、12%、11%。


欧洲、日本、美国为全球分立器件前三大供给地,合计占 90%。根据半导体行业协会 (SIA)的数据,2020 年,欧洲半导体分立器件厂商市场销售额占比最大,达到 42%;日本 位于第二,占比 25%;美国位列第三,占比 23%;中国和韩国的半导体分立器件厂商市场销售额占比均为 5%。


2019-2020 年,分立器件全球 Top 20 排名


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2019 全球 MOSFET 分立器件排名

新洁能——MOSFET 技术领先,迎 IGBT、SiC/GaN 国产之机



2019 全球 IGBT 分立器件排名

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化合物半导体市场也由国际功率器件大厂主导。在 SiC 产业链中,龙头企业的经营模 式以 IDM 模式为主,SiC 器件的主要市场份额被德国 Infineon、美国 Cree、日本罗姆以 及意法半导体等大厂占据。国内IDM 厂商泰科天润、瑞能半导体以及华润微还有较大差距。 GaN 功率器件的主要市场份额被德国 Infineon、意法半导体、安森美、住友电工、三菱电 要等大厂占据。


3.2 国内功率器件代工及应用市场崛起

据华经产业数据,2020 年功率半导体下游应用分别为汽车电子 35%、工业 27%、消 费电子 13%,其他市场占比 25%。国内消费电子、通信等市场规模居于全球前列,新能源汽车增速全球领先。


中国成为功率半导体最大需求市场,占比 36%。根据 Statista 数据,中国分立半导体 在全球市场份额从 2016 年 33.5%提升至 2020 年 36%,市场份额逐渐提升。


2020 年功率半导体下游应用

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主要功率半导体国产化率均不及 50%。根据 Yole 数据,2017 年各类功率器件国产化 率均不及 50%。其中,IGBT 模组、MOSFET、晶闸管、整流器的国产化率不及 40%。而高端 MOSFET、IGBT 等功率器件主要依赖进口。


2017 年各类器件国产化率情况


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晶圆厂与设计厂齐头并进,国内功率半导体技术日新月异。得益于国内 Fab 厂的技术 沉淀与发展,结合国内功率半导体设计公司的技术进步,目前部分国产功率器件的性能基本与国际大厂相当。


以 IGBT 市场晶圆代工资源为例。目前,IGBT 产品最具竞争力的生产线是 8 英寸和 12 英寸,最为领先的厂商是英飞凌,国内晶圆生产企业此前绝大部分还停留在 6 英寸产品的阶段。目前国内实现 8 英寸产品量产的有比亚迪、株洲中车时代、上海先进、华虹宏力、 士兰微等。12 英寸方面,士兰微的第一条 12 英寸芯片生产线已于 2020 年 12 月实现正式投产;华虹半导体 2020 年将 8 英寸 IGBT 技术导入 12 英寸生产线,成为全球首家同时在 8 英寸和 12 英寸生产线量产先进型沟槽栅电场截止型(FS, Field Stop)IGBT 的纯晶圆代工企业。


由于 MOSFET、IGBT 相对其他半导体功率器件更具有差异化特征,成熟的产业链协作对功率半导体 Fabless 企业至关重要。新洁能是国内 8 寸工艺平台投片量最大的功率半导体器件设计企业之一,公司与产业链重要供应商签订框架合作协议,保持长期稳定合作关系。其中,芯片代工供应商包括华虹宏力、华润上华、中芯集成、韩国美格纳以及韩国 三星等;芯片封装测试供应商包括长电科技、安靠技术、通富微电、上海捷敏等。


3.3 新洁能定增加速进军 IGBT、GaN/SiC 市场

截至 2020 年末,新洁能拥有 127 项专利,其中发明专利 36 项,发明专利数量和占比在国内半导体功率器件行业内位居前列;2021 年 9 月 30 日,公司拥有 135 项专利, 其中发明专利 36 项,并已获得一项集成电路版图布局保护授权。公司拥有的该等专利与 MOSFET、IGBT、功率模块以及先进工艺技术密切相关,对公司核心技术形成了专利保护, 对同行业竞争者和潜在竞争者均形成了较高的技术壁垒。


新洁能技术储备


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新洁能作为国内 MOSFET、IGBT 技术领先企业,部分产品工艺技术国内领先。基于国际先进的超低能耗电荷平衡理论技术,公司研发的主要产品紧跟国际一线品牌,且拥有全部自主知识产权。2020 年,公司已形成了包括屏蔽栅功率 MOSFET、超结功率 MOSFET、 IGBT 工艺技术等共计 11 项核心技术。其中,Super Junction MOSFET、SGT MOSFET、 弱穿通 IGBT 等工艺技术国内领先。


新洁能自 2015 年起逐步开展对 SiC/GaN 等宽禁带半导体功率器件的研发工作,不断 研究相关设计难点、可靠性瓶颈、工艺技术等,并形成了一定的技术突破

目前已开发了 “高耐压低损耗碳化硅二极管技术”、“碳化硅功率器件高可靠终端耐压保护技术”、“碳 化硅功率器件高雪崩耐量技术”和“碳化硅二极管浪涌电流能力提升技术”等多项 SiC 宽 禁带半导体功率器件核心技术,并申请多项专利技术。在 GaN 半导体功率器件方面,公司 亦已完成多项目晶圆实验流片(MPW)阶段,并加快研发进程。此外,SiC/GaN 材料半 导体功率器件工作原理、设计理论与公司现有的 MOSFET、IGBT 等硅基半导体功率器件具 有部分共同之处,其研发、设计、代工、封测等的技术难点与硅基功率器件亦有一定的相 似之处。因此,硅基半导体功率器件部分低损耗技术、可靠性技术以及公司积累的封测工艺和技术可以较好应用到 SiC/GaN 功率器件的研发设计及产业化中。


SiC/GaN 领域,新洁能积累了较强的产业链协作优势

在 SiC/GaN 宽禁带半导体芯片代工方面,公司已与国内外的 SiC/GaN 芯片代工厂商积极洽谈并展开初期合作,可以保证 SiC/GaN 半导体功率器件芯片的代工生产;在 SiC/GaN 宽禁带半导体功率器件的封装 测试方面,公司已积累了较为丰富的封测技术和工艺。


未来三年,新洁能发展计划

1)巩固加强功率 MOSFET、IGBT 产品国内领先地位;

2)加快智能功率器件研发及产业化;

3)建立特色封装产线;

4)布局 SiC/GaN 新材料宽 禁带半导体。


2020 年公司 IPO 募集资金用于“超低能耗高可靠性半导体功率器件研发升级及产业化 项目”、“半导体功率器件封装测试生产线建设项目”、“碳化硅宽禁带半导体功率器件 研发及产业化项目”、“研发中心建设项目”和“补充流动资金项目”共计五个募投项目。


2020 年,IPO 资金募投计划(万元)


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2021 年 11 月,公司拟定增不超过 14.5 亿元,用于第三代半导体 SiC/GaN 功率器件 及封测的研发及产业化、功率驱动 IC 及智能功率模块(IPM)的研发及产业化、 SiC/IGBT/MOSFET 等功率集成模块(含车规级)的研发及产业化。在公司原有 MOSFET、 IGBT 等单管的研发基础上延伸相关模块研发及产业化,有利于公司进一步抓住下游行业发展的契机,并在光伏新能源及新能源汽车等新兴应用领域占据更大的市场份额。本次募投 项目亦将新增 SiC/GaN 的封装测试产线,实现部分器件的自主封装。


4. 盈利预测与估值


新洁能主营业务:


1) MOSFET 芯片与器件:由于 8 寸以及 12 寸功率半导体代工晶圆增长较慢,新能源及车用需求快速增长,产业内预计半导体晶圆紧张将持续至 2022 年以后。预计 2021-2023 年 MOSFET 功率器件收入分别为 12.14 亿元、14.19 亿元、17.03 亿 元,毛利率分别为 40%、39%、38%;MOSFET 功率芯片收入分别为 3.05 亿元、 3.36 亿元、3.68 亿元,毛利率分别为 35%、35%、34%。


2) IGBT 业务:作为公司新成长动力,自 2020Q4 进入量产后,2022-2023 年将迎 下游工业、新能源需求快速放量。预计 2021-2023 年收入分别为 7000 万元、3.5 亿元、5.0 亿元,毛利率分别为 20%、30%、35%。


3) SiC/GaN 等业务:自 2015 年开始研究 SiC/GaN,目前处于孵化期,2021 年 11 月的定增项目将推动 SiC/GaN 功率器件及封测的研发及产业化。假设 2022、2023 年初步形成 1000 万元、5000 万元销售额,毛利率从 0%提升至 20%。


4) 期间费用率:公司属于技术密集型、Fabless 轻资产企业,资产负债率较低。截止 2021Q3 公司固定资产与在建工程合计仅 2.08 亿元,资产负债率仅 16.35%。假设 2021-2023 年,公司销售、管理、研发费用率维持之前相当水平。


我们预测 2021-2023 年新洁能收入分别为 15.89/21.15/26.21 亿元,归母净利润分别为 4.09/5.19/6.38 亿元。


新洁能主营业务关键假设


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由于新洁能主营业务为 MOSFET/IGBT 等功率器件,营业模式为 Fabless,基于主营业务类型及行业地位选取下述上市公司作为可比公司

1)斯达半导:Fabless 业务模式向自建工厂切换,国内 IGBT 龙头、全球 IGBT 分立器件前十,2021 前三季营收 12.0 亿元。

2)宏微科技:Fabless 业务模式,工业 IGBT 国产化重要企业,2021 前三季营收 3.7 亿元。

3)士兰微,IDM 公司,产品包括集成电路、半导体分立器件、LED(发光二极管)产品等三 大类,MOSFET、IGBT 产品规模国内名列前茅。2021 前三季营收 52.2 亿元。

4)华润微, IDM 及代工厂,自有产品及方案中以功率半导体为主力产品,包括 MOSFET、IGBT、SiC、 GaN 等。2021 前三季营收为 69.3 亿元。


由于对功率半导体市场信心较强以及 IGBT/SiC/GaN 等产品处于国产替代初期,2021 年可比公司 PE 估值均值为 148X,新洁能当前市值对应 2021PE 76X,上升空间 95%。首次覆盖,给予“买入”评级。


可比公司估值表


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5. 风险提示


1)IGBT 进展低于预期。IGBT 市场迎新能源市场需求增长机遇及国产化机遇,新洁能 IGBT 处于放量期,同时面临国内外同业竞争。若公司新产品认证或客户拓展低于预期,可 能导致公司 IGBT 业务收入及利润低于预期。


2)SiC/GaN 进展低于预期。SiC/GaN BJT、MOSFET 等为功率器件领域新产品,从 材料到器件全产业链均处于良率爬升、降成本阶段、应用领域拓展期。若公司 SiC/GaN 产 品技术发展不及预期,将影响公司长期成长性。


3)功率器件市场景气度下滑。2020Q3 以来功率半导体迎高景气,公司产品量价齐升, 同时与 12 寸核心晶圆供应链合作,实现超预期发展。若 2023 年以后功率器件需求回调, 可能影响公司主营业绩成长性。


4) 监管工作函:公司于 2021 年 11 月 30 日公告《关于无锡新洁能股份有限公司的监 管工作函》,处理事由为对公司股权激励业绩考核指标设定提出监管要求,但未公告函件具体内容,在此特别提示。



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