宏微科技评级首次覆盖：持续发力新能源领域，业绩实现快速增长

股票代码 ：688711
股票简称 ：宏微科技
报告名称 ：首次覆盖：持续发力新能源领域，业绩实现快速增长
评级 ：增持
行业：半导体

比增长、自研芯片占比提高、规模化效应显现，公司盈利能力将不断提升。

量阶段，业绩有望长期保持高增长，给予2022年100倍PE，对应目标股

价94元，首次覆盖，给予公司“增持”评级。

风险提示：技术升级及产品迭代，重要供应商依赖，宏观经济波动风险。

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●核心数据

数据来源：公司财务报表，西部证券研发中心

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内容目录

投资要点 .................................................................................................................................. 6 关键假设 ............................................................................................................................. 6 区别于市场的观点 .............................................................................................................. 6 股价上涨催化剂 .................................................................................................................. 6 估值与目标价 ...................................................................................................................... 6 宏微科技核心指标概览............................................................................................................. 7 一、深耕功率赛道的国内 IGBT 大厂 ....................................................................................... 8 1.1 十五年深耕，拥有自研芯片技术能力 .......................................................................... 8 1.2 收入快速增长，利润率持续提高 .................................................................................. 9 1.3 保持高研发投入，核心技术行业领先 ........................................................................ 12 1.4 核心技术人员持股比例高，与客户深度绑定 .............................................................. 15 二、需求高景气+缺芯背景下，迎国产化大机遇 .................................................................... 15 2.1 功率半导体细分板块多，IGBT 最具发展前景 ........................................................... 15 2.2 新能源车、光伏高景气持续，拉动 IGBT 需求 ........................................................... 18 2.2.1 车规&充电桩快速发展渗透，IGBT 需求旺盛 .................................................... 18 2.2.2 光伏发电持续景气，有望成为 IGBT 新增长点 .................................................. 22 2.2.3 传统工业控制及电源领域稳健发展 .................................................................... 23 2.3 高景气叠加缺芯，IGBT 国产化进程加快 ................................................................... 25 三、技术能力不断追赶，背靠大客户竞争力不断提升 .......................................................... 27 3.1 依托大客户订单背书，打开国内新能源市场 .............................................................. 27 3.2 对标国内外企业，自研芯片代差和性能逐步追赶 ...................................................... 33 3.3 与代工厂保持长期稳定合作，具有产能保障 .............................................................. 38 3.4 积极布局第三代半导体 .............................................................................................. 40 四、盈利预测&投资建议 ........................................................................................................ 41 4.1 盈利预测 .................................................................................................................... 41 4.2 相对估值 .................................................................................................................... 42 五、风险提示 ......................................................................................................................... 42

图表目录

图 1：宏微科技核心指标概览图 ............................................................................................... 7 图 2：宏微科技发展历程 .......................................................................................................... 8 图 3：宏微科技各产品构成(百万元) ......................................................................................... 9 图 4：宏微科技 2021H1 各产品主营收占比 ............................................................................. 9

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图 5：宏微科技应用行业构成(百万元) ..................................................................................... 9 图 6：宏微科技 2020 年应用行业主营收占比 .......................................................................... 9 图 7：宏微科技营收及同比增速(亿元) ................................................................................... 10 图 8：宏微科技归母净利润及同比增速(百万元) ..................................................................... 10 图 9：宏微科技毛利率与净利率 ............................................................................................. 10 图 10：宏微科技各产品毛利率 .............................................................................................. 11 图 11：宏微科技各模块毛利率 ............................................................................................... 11 图 12：宏微科技期间费用率 .................................................................................................. 11 图 13：宏微科技销售、管理、财务费用率 ............................................................................. 11 图 14：宏微科技与可比公司毛利率 ....................................................................................... 12 图 15：宏微科技与可比公司净利率 ....................................................................................... 12 图 16：宏微科技研发支出与占营收比(百万元) ...................................................................... 12 图 17：宏微科技与同行可比公司研发费用率 ......................................................................... 12 图 18：宏微科技股权结构（截至 2022/4/7） ........................................................................ 15 图 19：2019-2025 年全球及中国功率半导体市场规模及增长预测(亿美元) ........................... 16 图 20：功率半导体产品范围 .................................................................................................. 16 图 21：功率半导体主要应用领域 ........................................................................................... 16 图 22：全球与中国 IGBT 市场规模及增长预测(亿美元) .......................................................... 17 图 23：2019 年全球功率分立器件分类占比........................................................................... 17 图 24：2019 年中国功率分立器件分类占比 ............................................................................ 17 图 25：IGBT 在新能源车上的应用 ......................................................................................... 18 图 26：新能源汽车成本构成 .................................................................................................. 19 图 27：IGBT 模块是电机控制系统最大成本端 ........................................................................ 19 图 28：国内乘用车&新能源汽车销量(万辆) ........................................................................... 19 图 29：中国公共充电桩保有情况(万台) ................................................................................. 20 图 30：全球电动汽车公共充电桩(万台) ................................................................................ 20 图 31：2016-20 年全球公共快充桩和慢充桩比例变化 ........................................................... 21 图 32：全国公共充电桩保有量交直流充电桩占比(2022 年 2 月) ........................................... 21 图 33：全球和中国光伏新增装机量预测(GW) ........................................................................ 22 图 34：逆变器龙头固德威 2019 年原材料成本构成 ............................................................... 22 图 35：2020 年光伏逆变器细分市场占比 ............................................................................... 22 图 36：全球工业控制 IGBT 市场规模(亿元) ........................................................................... 24 图 37：2015-2025 年我国变频器市场规模(亿元) .................................................................. 24 图 38：IGBT 在变频器中的应用 .............................................................................................. 24 图 39：2013 年-2020 年我国电焊机产量(万台) ..................................................................... 25 图 40：IGBT 在电焊机中的应用 .............................................................................................. 25 图 41：IGBT 产业链 ................................................................................................................ 25 图 42：2020 年全球 IGBT 模块市场份额 ............................................................................... 26 图 43：2020 年全球 IGBT 单管市场份额 ................................................................................. 26

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图 44：2019 年全球功率半导体器件产地份额 ....................................................................... 26 图 45：2015-24 年我国 IGBT 市场供需对比 ............................................................................ 26 图 46：宏微科技各行业营收拆分(百万元) ............................................................................. 28 图 47：宏微科技各行业毛利率 ............................................................................................... 28 图 48：2020 年全球光伏逆变器厂商市场............................................................................... 28 图 49：宏微科技光伏领域营收拆分(百万元) ......................................................................... 29 图 50：宏微科技新能源车行业营收拆分(百万元) .................................................................. 30 图 51：臻驱科技主要合作伙伴 ............................................................................................... 32 图 52：宏微科技工业控制及电源行业营收拆分(百万元) ...................................................... 32 图 53：宏微科技主要客户销售金额变化情况(万元) .............................................................. 32 图 54：2017-19 年全球低压变频器主要企业市场份额占比 .................................................... 33 图 55：公司自研芯片数量和金额占比持续上升 ..................................................................... 34 图 56：宏微科技模块产品产能、产量、产能利用率、销量、产销率情况.............................. 38 图 57：宏微科技 IGBT 芯片代工情况 ...................................................................................... 39 图 58：2016-2021Q3 公司存货情况 ...................................................................................... 39 图 59：华虹预付款金额及占比 ............................................................................................... 39 图 60：2018-25 年全球 SiC 功率器件各市场规模与增速(美元)............................................. 40 图 61：2025 年全球 SiC 功率器件市场结构 ........................................................................... 40 图 62：宏微科技 PE-band ....................................................................................................... 42

表 1：宏微科技主要产品和服务 ............................................................................................... 8 表 2：宏微科技研发项目情况及进度 ..................................................................................... 12 表 3：宏微科技核心技术成员 ................................................................................................ 13 表 4：公司主要产品技术水平与行业主流技术水平情况 ........................................................ 14 表 5：功率半导体器件对比 .................................................................................................... 16 表 6：中国新能源车 IGBT 需求测算 ...................................................................................... 19 表 7：中国充电桩 IGBT 需求测算 .......................................................................................... 21 表 8：不同光伏电路设计特点及 IGBT 需求 ........................................................................... 23 表 9：全球光伏 IGBT 需求测算 ............................................................................................. 23 表 10：公司 IGBT 产品国内市场份额 .................................................................................... 27 表 11：国内同行业可比公司 IGBT 系列产品销售规模比较情况 ............................................ 27 表 12：2012-2020 年 TOP10 光伏逆变器厂商累计出货量(MW) ........................................... 29 表 13：公司主要产品在新能源车行业中价值占比和实现功能 ............................................... 30 表 14：公司新能源汽车领域模块的技术积累情况 ................................................................. 31 表 15：汇川投资入股公司前后公司财务变化情况(万元) ........................................................ 33 表 16：宏微科技生产、采购模式 ........................................................................................... 34 表 17：宏微科技实现进口替代产品情况 ................................................................................ 35 表 18：毛利率受益于自供比例提升而提升 ............................................................................ 35 表 19：英飞凌 IGBT 历代发展参数 ........................................................................................ 35

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表 20：宏微 M3i 与英飞凌 T4、斯达半导产品主要技术对比 ................................................. 36 表 21：宏微 IGBT 芯片与英飞凌对标产品主要技术对比 ....................................................... 36 表 22：宏微 FRED 芯片与英飞凌、美高森美对标产品主要技术对比 .................................... 37 表 23：宏微 MOSFET 芯片与 ST 对标产品主要技术对比 ..................................................... 37 表 24：FRED、IGBT 芯片对标产品在推出时间的对比 ......................................................... 37 表 25：IGBT 主要厂商交期、价格情况(周) ........................................................................... 38 表 26：宏微科技(年度累计超过 500 万元)框架协议、(单笔超过 400 万元)采购合同 ............ 39 表 27：宏微科技分业务业绩预测表 (百万元) ........................................................................ 41 表 28：可比公司估值 ............................................................................................................. 42

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投资要点

关键假设

假设在国际节能环保的大趋势下，新能源汽车领域持续发展，2025 年我国新能源汽车渗 透率能够达到 30%以上；新能源车配套快充充电桩也能在 2025 年达到 2.7:1 的车桩比，IGBT 需求量有望持续增长。

假设光伏行业装机持续高景气，并且在缺芯形势下，客户愿意使用国产 IGBT 模块，将会 持续提升光伏行业逆变器以及 IGBT 产品的国产化率。

假设公司募投模块产能顺利爬坡，同时芯片代工厂合作稳定、产能充足，公司可以快速满

足行业需求，实现市占率的较快提升。

区别于市场的观点

市场认为，公司 IGBT 芯片技术无法赶上英飞凌，技术水平不够先进；公司没有自己的晶 圆产线，IGBT 模块核心芯片依旧需要依赖代工厂。

我们认为，公司 IGBT 芯片自给率已经超过 50%，IGBT6 芯片也已经研发成功，相对于国 际、国内先进厂商的距离也在快速缩小，公司已经基本攻克了 IGBT 的技术门槛。在工艺 方面，虽然公司没有自己的晶圆厂，但 fabless 方式对公司而言更具性价比和灵活性，使

得公司在经营初期具有较好的战略适应能力。

股价上涨催化剂

短期：公司产能逐渐释放，并通过更多车企、光伏客户认证，经营业绩稳步增长。

长期：全球 IGBT 市场在新能源汽车、光伏发电、工控等多个高景气下游拉动下，行业规 模有望保持高速发展。中国 IGBT 起步较晚，据 IHS，2019 年中国大陆与中国台湾仅占到 全球 20%的功率半导体产地份额，国产替代空间广阔。公司在光伏、工控等领域通过大客

户认证，产能、订单逐步释放，将持续享受国产替代红利。

估值与目标价

57.76%/50.48%/41.32%，归属于母公司股东的净利润分别为 0.64/0.93/1.43 亿元，同比 增速分别为 139.6%/45.4%/54.3%。选取斯达半导、士兰微、东微半导、华微电子作为可 比公司，根据 wind 一致预测，2022-23 年行业平均 PE 分别为 62.70、45.24 倍。考虑到 公司是极具发展潜力的 IGBT 企业，模块、单管业务正处于进入新能源赛道起量的阶段，业绩有望长期保持高增长，给予 2022 年 100 倍 PE，对应目标股价 94 元，首次覆盖，给

予公司“增持”评级。

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宏微科技核心指标概览

图 1：宏微科技核心指标概览图

一、深耕功率赛道的国内IGBT大厂

公司是一家拥有 IGBT、FED 芯片设计能力以及模组封装能力的功率器件企业。主要产品

包括模块、单管、芯片等，应用于工控、新能源、家电等领域，与台达、汇川、华为等客

户合作。公司在光伏、新能源车等领域有较大突破，2021 年实现营收 5.23 亿元，同比 +57.76%；归母净利润 0.64 亿元，同比+139.62%，盈利水平大幅提升。由于需要对新厂 固定资产计提折旧，叠加公司新产线陆续投产转固，2021 年前三季度公司毛利率为 22.14%，有所承压。未来随着高毛利新能源领域营收占比的增长、自研芯片占比提高、

规模化效应显现，公司盈利能力将不断提升。

1.1 十五年深耕，拥有自研芯片技术能力

宏微科技成立于 2006 年 8 月，是国内第一批 IGBT 公司，2021 年 9 月登陆上交所科创板。公司自成立之初就从事以 IGBT、FRED 为主的功率半导体芯片、单管、模块和电源模组

的设计、研发、生产和销售。

图 2：宏微科技发展历程

资料来源：公司官网，西部证券研发中心

百余种产品应用范围广。经过十余年的发展，公司已拥有自主研发设计市场主流 IGBT 和 FRED 芯片的能力，产品涵盖 IGBT、FRED 芯片及单管产品 100 余种，IGBT、FRED、整流二极管及晶闸管等模块产品 400 余种，电流范围从 3A 到 1000A，电压范围从 60V 到 2000V，产品类型齐全。

表 1：宏微科技主要产品和服务

资料来源：招股说明书，西部证券研发中心

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营收构成结构稳定，模块制造为营收主要来源。各产品营收持续高增长，其中模块制造为

营收主要来源。2021H1 公司模块产品实现收入 1.67 亿元，营收占比为 71.45%；单管产 品收入 4625 万元，营收占比为 19.73%；芯片产品收入 855 万元，营收占比为 3.65%，电源模组产品收入 1114 万元，营收占比为 4.75%。

升。展望 2022 年，公司在光伏、新能源车等领域有较大突破，有望带动公司营收持续增 长。

图 7：宏微科技营收及同比增速(亿元)

图 8：宏微科技归母净利润及同比增速(百万元)

资料来源：Wind，西部证券研发中心 资料来源：Wind，西部证券研发中心

随着自研芯片比例提升、产品结构优化，毛利率有望企稳回升。2020 年公司毛利率为 23.59%，净利润率为8.00%；2021年前三季度公司毛利率为22.14%，净利润率为12.45%。

从各产品毛利率来看，2020 年公司芯片产品毛利率最高为 31.53%；单管产品毛利率为 27.02%；模块产品由于存在部分外购芯片，毛利率为 21.71%。在模块产品内部，2020 年 FRED 模块毛利率最高为 36.62%；其次是整流二极管模块毛利率为 27.76%；IGBT 模 块毛利率随着自研芯片占比提升而不断提升，从 2018 年的 14.01%提升至 2020 年 17.99%。

短期，由于需要对新厂固定资产计提折旧，叠加公司新产线陆续投产转固，所以 2022 年

毛利率有所承压；长期看，随着公司自研芯片占比持续提高、产品结构持续优化，毛利率

有望企稳回升。

图 9：宏微科技毛利率与净利率

资料来源：Wind，西部证券研发中心

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图 10：宏微科技各产品毛利率

图 11：宏微科技各模块毛利率

资料来源：Wind，西部证券研发中心 资料来源：Wind，西部证券研发中心

成本控制有效，期间费用率变化幅度较小。公司期间费用率总体保持稳定，随着规模效应

显现，2018-20 年公司期间费用率分别为 18.95%、19.86%、15.63%。2020 年公司财务、

销售和管理费用率分别为 1.02%、4.22%、3.45%。

公司直销为主、经销为辅，因此公司财务、销售费用保持稳定。受电源模组业务营收占比

下滑影响，售后服务费用最近两年逐年降低。2020 年公司销售费用中职工薪酬较上年度

增长较大，主要系当年度公司实现销售收入增长较快，销售人员对应绩效考核奖金相对较

高所致。

随着公司产品结构优化、产能扩充带来规模效应以及加强生产成本控制，公司在盈利能力 上预期将持续提升。

图 14：宏微科技与可比公司毛利率

资料来源：公司招股说明书，西部证券研发中心

图 15：宏微科技与可比公司净利率

20%

15%

10%

5%

资料来源：公司招股说明书，西部证券研发中心

1.3 保持高研发投入，核心技术行业领先

保持较高水平的研发投入。2018-20 年，公司陆续承担了“国家 02 重大专项-工业控制与 风机高压芯片封装和模块技术研发及产业化-001 课题和 004 课题”、“国家 02 重大专项-4500V 新型高压功率芯片工艺开发与产业化-005 课题”等与公司主营业务相关的国家级

重大科技专项及多项省市级科研项目。与同行业可比公司相比，宏微科技研发费用率一直

保持在较高水平，2020 年为 6.94%，2021 前三季度的研发支出为 2062 万元，占公司总 营收比为 5.57%。

图 16：宏微科技研发支出与占营收比(百万元)

资料来源：公司招股说明书，西部证券研发中心

表 2：宏微科技研发项目情况及进度

图 17：宏微科技与同行可比公司研发费用率

资料来源：公司招股说明书，西部证券研发中心

资料来源：公司招股说明书，西部证券研发中心

公司具有较强研发实力，技术达到行业先进水平。公司是由一批长期在国内外从事电力电

子产品研发和生产，具有多种专项技术的科技专家组建的高科技企业，研发团队的核心成

员均为从事电力电子器件行业 20 余载的高级技术人才，曾参加过国家“八五”、“九五”、“十一五”、“十二五”IGBT 芯片和模块科技攻关，在国内外知名企业曾长期从事 IGBT、VDMOS 和 FRED 芯片的研究与科技攻关工作，有着丰富的设计和生产实践经验。公司 2020 年共有研发人员 85 人，占员工总数的 19.91%。

公司已在 IGBT、FRED 等功率半导体芯片、单管和模块的设计、封装和测试等方面积累

了众多优秀核心技术。其中芯片领域的核心技术主要包括微细沟槽栅、多层场阻断层、虚

拟元胞、逆导集成结构等 IGBT 芯片设计及制造技术；软恢复结构、非均匀少子寿命控制 技术等 FRED 芯片设计及制造技术。

表 3：宏微科技核心技术成员

机高压芯片封装和模块技术研发及产业化”项目 001 和 004 子课题的首席专家。是公司多项专利的发

明人之一，曾获得国家发明奖 1 项，部、省级科技奖各 1 项，发表学术论文 30 余篇，出版专著 2 部。

论文 20 余篇，是公司多项专利的发明人之一。系公司承担的国家 02 专项课题负责人。

资料来源：招股说明书，西部证券研发中心

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IGBT 芯片及封装模块在行业内具有独特的竞争优势。公司产品性能上匹配国外同规格产 品，如公司 FRED 芯片能够实现极快的反向恢复时间，且保持恢复时超软的特性。凭借领 先的芯片技术和先进的模块封装技术，公司在行业内具有独特的竞争优势和广泛的应用场 景。

表 4：公司主要产品技术水平与行业主流技术水平情况

资料来源：wind，西部证券研发中心

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1.4 核心技术人员持股比例高，与客户深度绑定

公司核心技术人员持股比例高。公司董事长赵善麒先生持股 17.79%，为公司第一大股东；董秘丁子文先生持股 4.21%，为公司第八大股东；员工持股平台宏众咨询持股 2.74%。公

司核心技术人员持股比例较高。对于半导体公司，核心技术人员稳定是公司长远发展的重

要根基。核心技术人员持股比例高有助于和公司利益绑定，促进公司长远发展。

汇川技术看好公司发展前景。为继续深化双方的合作关系，汇川投资于 2017 年 11 月、2018 年 1 月和 2018 年 9 月分别通过增资和股转系统协议转让等方式合计持有当时公司 10.42%股份。为斩获大客户订单，公司主动与汇川协商降低持股比例。截至 2021 年底，汇川投资对公司持股比例已由 10.42%降至 3.41%。

图 18：宏微科技股权结构（截至 2022/4/7）

资料来源：公司官网，西部证券研发中心

二、需求高景气+缺芯背景下，迎国产化大机遇

IGBT 下游应用高景气，据我们测算，2025 年我国新能源车、充电桩、光伏领域 IGBT 市 场规模有望分别达到 100.74、52.62、28.60 亿元。由于我国功率平台打造起步较晚，IGBT 行业高度集中于海外厂商，我国 IGBT 自给率于 2015 年仅为 10%。随着缺芯、贸易摩擦 等影响下，加之近年技术迭代有暂缓态势，国内与国际产品代际差距正在缩小，Yole 预计，IGBT 自给率有望于 2024 年达到 40%，宏微等掌握核心技术企业将充分受益。

2.1 功率半导体细分板块多，IGBT最具发展前景

功率半导体是实现电能转换的核心器件。功率半导体能够对电压电流的运用进行有效控制，

通过开关状态的变化，实现逆变、整流、变频等多种功能。根据 Omdia 数据，2021 年全球

功率半导体器件市场规模约为 459 亿美元，预计 2024 年增长至 522 亿美元，2021-24 年

CAGR 达 4.4%。我国是全球最大的功率半导体消费国，2021 占全球比例约为 40%，伴随国

内功率半导体行业进口替代的发展趋势，未来中国功率半导体行业将继续保持增长，预计

至 2024 年中国功率半导体市场规模可达 206 亿美元。

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图 19：2019-2025 年全球及中国功率半导体市场规模及增长预测(亿美元)

资料来源：Omdia，西部证券研发中心

功率半导体一般可以分为功率 IC 和功率分立器件两大类，其中功率分立器件主要包括二 极管、晶闸管、晶体管等产品，晶体管又可以分为 IGBT、MOSFET 和双极晶体管等；功率 IC 可分为 DC/DC、AC/DC 等。

IGBT 是由 BJT 和 MOS 组合而成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。近 20 年来各个 领域对功率器件的电压和频率要求越来越严格，MOSFET 和 IGBT 逐渐成为主流。多个 IGBT 可以集成为 IGBT 模块，更适应于于大电流和大电压的环境。

表 5：功率半导体器件对比

资料来源：半导体行业观察，西部证券研发中心

图 20：功率半导体产品范围

资料来源：华润微招股书，西部证券研发中心

图 21：功率半导体主要应用领域

资料来源：英飞凌，Yole，西部证券研发中心

IGBT 是功率半导体市场最大组成部分之一。据 Omdia 数据，2019 年全球功率分立器件

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市场规模约为 160 亿美元。MOSFET 器件是功率分立器件领域中占比最大的产品，全球 市场份额达到 52.51%；IGBT 为第三大产品，2019 年全球市场份额达到 9.99%。中国市 场中，MOSFET、IGBT 占 2019 年中国功率分立器件市场份额分别为 53.98%与 9.77%，总体比例与全球市场的情况基本一致。IHS 预测 MOSFET 和 IGBT 是未来 5 年增长最强 劲的半导体功率器件，随着新能源车、光伏等行业的快速发展，IGBT 在功率半导体占比

有望持续提升。

根据 Omdia 数据， 2021 年全球 IGBT 市场规模约为 56 亿美元，我国 IGBT 市场规约为 22.46 亿美元，到 2024 年，中国 IGBT 市场规模有望达到 25.76 亿美元。

图 22：全球与中国 IGBT 市场规模及增长预测(亿美元)

资料来源：Omdia，西部证券研发中心

中国与全球 IGBT 下游市场分布有所不同，但新能源都是最主要市场之一。从全球来看，根据 Yole 数据，IGBT 最大的下游市场分别为工控、家电和新能源汽车行业；从中国来看，IGBT 最大的下游市场是能源汽车、家电和工控行业。虽然我国与全球 IGBT 市场下游结

构与国际有所差别，但是新能源汽车、新能源发电这些领域都是行业发展最大的催化剂。

据 Yole 预测，新能源车和新能源发电 2020-26 年 CAGR 将分别达到+22.26%、+22.49%。

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图 5：2020 年全球 IGBT 下游应用及增速预测(美元)

资料来源：Yole，西部证券研发中心

图 6：2020 年中国 IGBT 下游应用占比

家电,
22%

工业控制,
27%

资料来源：集邦咨询，西部证券研发中心

2.2 新能源车、光伏高景气持续，拉动IGBT需求
2.2.1 车规&充电桩快速发展渗透，IGBT需求旺盛

新能源汽车中使用最多的半导体器件。IGBT 模块在新能源汽车领域中发挥着至关重要的 作用，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器件。根据英飞凌，新能源汽车中功率半导体器件的价值量远高于传统燃油车(约 5 倍以上)。其中，IGBT 约 占新能源汽车电控系统成本的 37%，是电控系统中最核心的电子器之一。

图 25：IGBT 在新能源车上的应用

资料来源：比亚迪官网，西部证券研发中心

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尽管目前交流充电桩数量远大于直流充电桩数量，但对于公共充电桩来说，提升充电效率 是用户关注的核心，因此直流充电桩前景广阔。中国充电联盟预计，2022 年我国将新增公 共充电桩 54.3 万台，其中公共交流充电桩 24.4 万台，公共直流充电桩 29.9 万台；公共 充电桩保有量达到 169 万台，其中公共交流充电桩 92.2 万台，公共直流充电桩 76.8 万台。

图 31：2016-20 年全球公共快充桩和慢充桩比例变化

2.2.2 光伏发电持续景气，有望成为IGBT新增长点

光伏新增装机量持续提升。根据 CPIA 数据，2021 年全球光伏新增装机规模达到 170GW，创历史新高。各国光伏新增装机数据亮眼，其中，中国新增装机规模 54.88GW，同比+13.9%。国家能源局数据显示，2022 年 1 月，我国新增光伏装机容量 7.38GW，同比+212%。未来

随着“碳中和”，“碳达峰”目标的推进，光伏发电作为环保发电方式，其发展前景广阔。

CPIA 预计，2022 年全球新增装机量有望达到 195-245GW，中国预计可达 75-90GW，继

续保持高景气增长。

图 33：全球和中国光伏新增装机量预测(GW)

资料来源：CPIA、国家能源局，西部证券研发中心

光伏逆变器需求增加，带动 IGBT 市场发展。光伏逆变器是光伏发电系统的核心部件，其 通过将光伏(PV)太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电(AC)，可以反馈回商

用输电系统，或是供离网的电网使用。按照逆变器龙头公司——固德威的材料成本结构看，

IGBT 等功率器件占逆变器成本中的比重约为 11%左右，在电子元器件成本中仅次于电感。

根据 CPIA 数据，2020 年，光伏逆变器市场仍然以集中式逆变器和组串式逆变器为主，组

串式逆变器依然占据主要地位。集中式逆变器单机功率较大，光伏逆变器额定功率从

600KW 到 3000KW 不等，多用 IGBT 模块方案；组串式逆变器单机功率相对较小兼用 IGBT 单管和模块。未来随着逆变器数量的增加，IGBT 需求将持续提升。

资料来源：固德威招股说明书，西部证券研发中心 22| 请务必仔细阅读报告尾部的重要声明

资料来源：CPIA、西部证券研发中心

表 8：不同光伏电路设计特点及 IGBT 需求

资料来源：富士电机，西部证券研发中心

2025 年全球光伏 IGBT 模块市场规模有望达到 89 亿元。CPIA 预计，2025 年全球和国内 光伏新增装机容量将分别达到 330GW 和 110GW。考虑到光伏逆变器需求由当年新增量和 替换量组成，我们假设 2025 年全球和我国光伏逆变器装机量预计达到 445.50GW 和 143. 00GW。假设 IGBT 模组占光伏逆变器总成本比例约为 10%，即光伏 IGBT 模组价值量约 为 0.2 元/W。由此可测算出，2025 年全球光伏 IGBT 市场规模有望达到 89.10 亿元。

表 9：全球光伏 IGBT 需求测算

资料来源：CPIA，西部证券研发中心测算

2.2.3 传统工业控制及电源领域稳健发展

工业控制领域是 IGBT 发展的重要支撑。IGBT 在工业控制领域被广泛应用于变频器、逆

变焊机、电磁感应加热、工业电源等场景，可实现精密控制，提高能量功率转换的效率和

可靠性，从而达到节约能源的目标。随着制造业升级、物流等流程改造，较高效能的电机

需求不断增大，功率半导体器件市场规模持续增长。根据中国产业研究院数据， 2021 年

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全球工业控制 IGBT 市场规模约为 150.90 亿元，预计到 2025 年全球工业控制 IGBT 市场 规模将达到 170.00 亿元。

图 36：全球工业控制 IGBT 市场规模(亿元)

资料来源：宏微科技招股说明书，西部证券研发中心

1. 变频器 IGBT 市场规模保持稳定增长。
   变频器是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。IGBT 在变频器
   中有重要作用，其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，
   变频器依靠内部 IGBT 的开断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。
   根据输入电压的不同，变频器可分为低压变频器(＜690V)、中压变频器(690V-3kV)以及高 压变频器(3kV-10KV)。近年来受益于环保节能政策的驱动，变频器市场规模持续上升，冶 金、煤炭、石油化工等领域需求持续增长。根据前瞻产业研究院预测，2025 年我国变频 器市场规模预计达到 883 亿元，其中，高压变频器市场规模将达到 212 亿元。未来随着 工业自动化水平的提升，变频器市场规模将持续扩大，而 IGBT 作为变频器的核心部件也
   将受益于变频器的影响保持稳定增长。
   图 37：2015-2025 年我国变频器市场规模(亿元)

   1000	变频器市场规模			yoy(右)			12%
   900							10%
   800
   700							8%
   600
   500							6%
   400							4%
   300
   200							2%
   100
   0							0%
   	2015	2017	2019	2021E	2023E	2025E

   资料来源：宏微科技招股说明书，西部证券研发中心
   图 38：IGBT 在变频器中的应用
   资料来源：中国传动设备网，西部证券研发中心
2. IGBT 是逆变焊机核心部件。
   电焊机是利用正负极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，使

   被接触物相结合的设备。IGBT 在逆变焊机中具有重要作用，其在 DC/AC 逆变电路中起高
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   频开关作用，可将直流逆变成几千赫兹至几万赫兹的中频交流电压，是逆变焊机中的核心
   部件。与传统电焊机相比，逆变焊割设备有体积小、重量小、能耗低、可控性强、造价低
   等优点，因此随着焊割设备应用企业对焊割设备节能环保性能越来越重视，逆变焊机将迎
   来广阔的发展前景。
   国家统计局数据显示，2020 年我国电焊机产量为 1108.93 万台，同比+16.72%，前瞻产 业研究院预测，根据年均复合增速为+7.22%，预计 2025 年我国逆变焊机市场规模将达 414 亿元，未来随着逆变焊机的应用，IGBT 市场规模有望持续增长。
   图 39：2013 年-2020 年我国电焊机产量(万台)

   1200	我国电焊机产量	yoy(右)	25%
   1000			20%
   			15%
   800			10%
   			5%
   600			0%
   			-5%
   400			-10%
   			-15%
   200			-20%
   			-25%
   0			-30%
   	2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

   资料来源：宏微科技招股说明书，西部证券研发中心
   图 40：IGBT 在电焊机中的应用
   资料来源：君芯科技，西部证券研发中心
   2.3 高景气叠加缺芯，IGBT国产化进程加快
   IGBT 模块产业链主要包括 IGBT 芯片设计、制造、模块封测三大部分，全球龙头企业多为 IDM 模式，如英飞凌、安森美等企业；也有具备设计和模块封测的企业，如斯达半导、宏 微科技；还有只具备模块生产制造能力的企业，如赛米控。
   图 41：IGBT 产业链
   
   资料来源：各公司公告，西部证券研发中心整理
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   IGBT 行业高度集中，海外厂商具备优势。据英飞凌，2020 年在 IGBT 模块市场，市占率排 名前五的分别为英飞凌、富士、三菱、塞米控和威科电子，占据全球 66.7%的市场份额；在 IGBT 单管市场，市占率排名前五的分别为英飞凌、富士、三菱、安森美和东芝，占据 了全球约 67.4%的市场份额。
   其中，英飞凌在低、中、高电压 IGBT 领域占据领先地位；富士电机主要生产 IGBT 模块和 IPM，产品在工业控制和变频家电中广泛使用；三菱电机在中等电压、高电压 IGBT 领域处 于领先地位；赛米控在低电压消费级 IGBT 领域具备一定优势。
   图 42：2020 年全球 IGBT 模块市场份额

   其他, 20.90% 日立ABB电网, 2.30% 斯达半导, 2.80% 威科电子, 3.30% 丹佛斯 , 2.50% 日立 , 2.70% 赛米控, 5.80% 富士电机, 英飞凌, 博世, 2.10% 36.50% 三菱, 9.70% 11.40%

   
   图 43：2020 年全球 IGBT 单管市场份额

   其他, 14.300% 意法半导体, 4.6% 力特, 4.2% 东芝, 5.5%富士电机, 英飞凌, 士兰微电子, 2.6% 29.3% 美格纳 , 3.1% 瑞萨, 3.8% 安森美, 7.7% 三菱, 9.3% 15.6%

   
   资料来源：英飞凌，西部证券研发中心 资料来源：英飞凌，西部证券研发中心
   我国功率平台打造起步较晚，IGBT 自给率正逐步提升。我国 IGBT、FRED 器件工艺平台打 造比国外同行晚，因此我国虽然是全球最大的功率半导体器件市场，市场规模保持较快增 长态势，但在器件生产制造与自身消费间存在巨大缺口，海外厂商在高端 IGBT 市场优势 地位十分明显。据 IHS，2019 年中国大陆与中国台湾仅占到全球 20%的功率半导体产地 份额，并且产品以二极管、晶闸管、低压 MOSFET 等低功率半导体器件为主。
   随着中美贸易摩擦、华为制裁等地缘政治事件带来供应链自主安全意识的加强，同时，国 家重点扶持发展以 IGBT 为代表的半导体器件及芯片，加之近年技术迭代有暂缓态势，国 内龙头企业与国际厂商产品代际差距正在缩小。由于海外供应短缺造成价格与交期增长，国内下游厂商给予本土供应商引进机会，国产化进程正在逐步加快。根据 Yole，自 2015 年以来，我国 IGBT 自给率超过 10%并逐渐增长，预计 2024 年我国 IGBT 行业产量将达 到 0.78 亿只，需求量约为 1.96 亿只，自给率呈逐步上升态势，宏微等掌握核心技术企业 将充分受益。
   图 44：2019 年全球功率半导体器件产地份额

   其他地区, 中国台湾, 10%欧美日, 70% 10% 中国大陆, 10%

   资料来源：IHS Market，西部证券研发中心
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   图 45：2015-24 年我国 IGBT 市场供需对比

   25000	中国IGBT行业产量（万只，左轴）中国IGBT行业需求（万只，左轴）					45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0%
   20000
   15000
   10000
   5000
   0
   	2015	2017	2019	2021E	2023E

   资料来源：Yole，智研咨询，西部证券研发中心
   

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   三、技术能力不断追赶，背靠大客户竞争力不断提升
   公司在光伏领域斩获大客户订单；在车规领域与 Tier1 厂商臻驱科技合作导入品牌客户；在工控领域与汇川、台达等企业保持稳健合作，订单较为饱满。此外，公司自研 IGBT 和 FRED 芯片对标国内外企业实现技术追赶， IGBT 自研芯片系列占 IGBT 模块营收比也从 2018 年 32.36%提升至 2020 年 53.69%，陆续通过客户认证，有望逐步实现国产替代。
   公司与代工厂保持长期稳定合作关系，在保障代工产能的基础上，募投模块封装产能建设、
   新一代硅基 IGBT 以及碳化硅项目的研发，实现产品迭代与品类扩充双轮驱动。
   3.1 依托大客户订单背书，打开国内新能源市场
   公司 IGBT 国内市占率稳步增长。随着国内下游工业控制、新能源汽车和新能源发电等领
   域设备制造商崛起，国内客户受成本因素以及贸易摩擦等不确定性因素更加重视进口替代
   选项，为公司提供了验证和供应机会。根据 Yole 和 HIS Market 数据测算，2020 年公司 FERD 产品在国内市场份额比例约为 3.86%。2018-20 年公司 IGBT 系列产品销售数量占 国内市场需求总数量比例分别为 1.43%、1.47%和 1.81%，占比逐年提高。
   表 10：公司 IGBT 产品国内市场份额

   项目	2018 年	2019 年	2020 年
   中国 IGBT 行业产量(万只)	1115	1550	2020
   中国 IGBT 市场总需求量(万只)	7898	9500	11000
   宏微科技 IGBT 产品销量(万只)	112.85	139.83	198.99
   宏微科技 IGBT 产品销量/中国 IGBT 行业产量	10.12%	9.02%	9.85%
   宏微科技 IGBT 产品市场份额	1.43%	1.47%	1.81%

   资料来源：公司招股说明书，西部证券研发中心
   表 11：国内同行业可比公司 IGBT 系列产品销售规模比较情况

   国内同行业公司	IGBT 产品收入情况
   斯达半导 士兰微 扬杰科技 华微电子 宏微科技	2019、2020 年 IGBT 模块收入分别为 7.61、9.12 亿元 2020 年度 IGBT 产品(包括器件和 PlM 模块)营收突破 2.6 亿元，较去年同比+60%以上 2019 年 IGBT 等模块产品的销售收入约为 2804 万元(未经审计) 根据英飞凌 2021 年第一季度投资者演讲报告，推测华微电子 2019 年度 IGBT 系列产品销售金额超过 0.88 亿元 2019、2020 年，公司 IGBT 系列产品收入分别为 1.38、1.87 亿元

   资料来源：公司招股说明书，西部证券研发中心
   工控行业需求稳定，新能源车和光伏需求旺衍生第二生长曲线。2020 年前，公司产品主 要集中应用于工业控制(变频器、逆变电焊机、UPS 电源等)，营收占比达到 91.10%；还
   有部分应用于变频白色家电和新能源大巴汽车空调的电源模组。随着公司产品迭代提升，
   叠加新能源车渗透率、光伏新增装机量快速增长，公司在新能源车主控、充电桩、光伏逆
   变器等领域快速发展实现国产替代，衍生第二生长曲线。
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   图 46：宏微科技各行业营收拆分(百万元)

   变频白色家电及其他行业			新能源行业	工业控制及电源行业
   35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0

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   华为订单背书，促进光伏客户导入。光伏领域由于应用环境恶劣，因此光伏客户对于国产
   IGBT 要求严苛，涉及芯片参数的一致性、封装过程的全程跟踪以及单管成品的多维度可
   靠性验证等，缺芯前下游客户主动切换国产功率器件的意愿并不强烈。
   公司历时 9 个多月导入华为供应体系，同时，针对华为光伏逆变器高效率的应用场景公司 开发了第五代 MPT IGBT 芯片 650V 超快速系列(对标英飞凌第五代 650V)，后续可系列
   化地拓展电流规格并结合单管和模块不同的封装形式。公司未来有望在光伏逆变器国产替
   代的背景下，吸引到更多国内客户。
   表 12：2012-2020 年 TOP10 光伏逆变器厂商累计出货量(MW)

   公司	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	累加
   华为(Huawei)	-	-	4023	9083	18424	26047	23850	26121	41751	151308
   阳光电源(Sungrow Power Supply)	1393	3802	4234	8907	11101	16500	16700	17142	35041	114819
   SMA(艾思玛太阳能技术股份公司)	7938	5361	5051	7260	8231	8563	8449	10564	13100	74492
   Power electronics(西班牙 PE 电气)	455	672	963	1451	2845	2809	6327	7954	9952	33548
   古瑞瓦特(Growatt)	270	320	306	450	620	2500	1415	5402	9796	21165
   锦浪科技(Ginlong Solis)	63	49	302	541	860	2422	2856	4181	8873	20189
   Fimer(意大利 Fimer S.p.A)	2960	3406	4362	5230	5958	6764	6651	6713	7700	49773
   上能电气(Sineng)	150	1000	1502	2533	3850	4514	5441	6378	7325	32691
   固德威(GoodWe)	120	250	350	545	1979	4903	4158	2874	6997	22299
   TMEIC(东芝三菱电机)	187	1347	2244	3517	4530	2713	2828	5235	6813	29715

   资料来源：Wood Mackenzie，西部证券研发中心
   在光伏领域公司营收有望稳步提升。公司产品应用于光伏逆变器、无功补偿装置、有源电
   力滤波器等。2018-20 年公司在新能源行业实现营收 7.92、7.02、6.72 亿元，且其中模块 占比较大，2020 年占 71%。
   公司与华为在 2020 年 2 月签订了《关于光伏 IGBT 产品的合作协议》，提供光伏 IGBT(包 括单管和模块)品类产品。2020 年 6 月，双方进一步签订了《采购主协议》明确了具体的 采购合作款，并于 2020 年下半年陆续下达订单。2020 年公司已向华为销售部分 IGBT 单 管产品，向华为销售的产品收入为 78.47 万元。截至 2021 年 4 月 30 日，公司与客户 A 订立的订单金额为 5910.96 万元，其中受限于公司 IGBT 产品实际产能影响，2021 年 1-4 月已确认收入 450.32 万元。
   图 49：宏微科技光伏领域营收拆分(百万元)

   900 800 700 600 500 400 300 200 100 0	单管	模块

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   2)在新能源车领域：
   2020 年前，公司主要生产新能源大巴汽车空调系统的电源模组类产品，2018-2020 年公 司在新能源车行业分别实现营收 35.65、10.49、11.94 亿元。其中，2019 年因受新能源 客车补贴力度大幅降低造成的下游领域汽车空调客户松芝股份、广州精益汽车空调有限公 司的采购金额下降，以及电源转换器产品形态从原先多单机组合演变为单机整合一体，公 司电源模组产品收入有所下降。
   产品结构优化，盈利能力得到提升。2020 年起，公司通过募投项目扩大新能源汽车模块 生产、积极推动新产品客户认证，受益于新能源车行业整体发展，公司在汽车电控系统、充电桩领域有所突破，未来新能源车领域收入将持续上升。
   公司新能源汽车电控系统主要使用模块产品，新能源汽车充电桩行业主要使用单管产品，毛利率皆高于电源模组，随着产品结构的优化，公司毛利率水平有望持续改善。
   图 50：宏微科技新能源车行业营收拆分(百万元)

   4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0	照明电源（电源模组）		单管		模块

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   求，公司新开发了第四代 MPT IGBT 750V(对标英飞凌 EDT2 芯片)，实现极高的芯片电流 密度(约 280A/cm2)，较低的导通损耗和较高的击穿耐压。
   表 14：公司新能源汽车领域模块的技术积累情况

   项目名称

   研发产品

   专利情况

   研发内容

   与行业技术水平的比较

   项目研究进展情况

   精细原胞结构 IGBT 芯片的开 发及产业化	750V MPT 车用芯 片系列化	已授权实用新型专利： (1)CN201922123553.7 一种沟槽 IGBT (2)CN201822086251.2 栅极集成 电阻结构和功率器件 实质审查中的发明专利： (1)CN201911214968.3 一种沟槽 IGBT 及其制作方 法 (2)CN201811514959.1 栅极集成电 阻结构和功率器件	本项目针对新能源汽车 用 GV IGBT 模块中 IGBT 芯片进行技术攻 关，研发高功率、低损 耗、高可靠性的芯片产 品，并推进产业化。	基于自主研发的 MPT IGBT 芯片制造 平台，优化器件设计以及工艺流程来 满足应用需求，特性与竞品 HPD匹配，静动态损耗与竞品基本一致，偏差在 5%以内，实现芯片特性与英飞凌 EDT2 芯片基本一致，最终的芯片技术 指标拟达到行业领先水平。	已完成芯片的合格 制样并达到预期目 标，目前在小批量 重复验证 中
   	650V MPT 高功率 芯片的开发		本项目针对光伏和电源 用高频高效率 IGBT 单 管用的 IGBT 芯片需求 进行技术攻关，研发高 功率、低损耗的芯片产 品，并推进产业化。	基于自主研发的 MPT IGBT 芯片制造 平台，优化器件设计以及工艺流程来 满足应用需求，静动态损耗与竞品一 致，偏差在 5%以内，实现芯片特性与 英飞凌 IGBT5 芯片基本一致，最终的 芯片技术指标拟达到行业领先水平。	已完成芯片的合格 制样，正在做进一 步的验证和优化
   	1200V MPT 高功率 芯片的开发		本项目针对下一代高功 率 IGBT 模块用 IGBT 芯 片需求进行技术攻关，研发高功率、低损耗的 芯片产品，并推进产业 化。	公司基于自主研发的 MPT IGBT 芯片 制造平台，优化器 件设计以及工艺流程来满足应用需 求，静动态损耗与竞品一致，偏差在 6%以内，实现芯片特性与英飞凌 IGBT7 芯片基本一致，最终的芯片 技术指标拟达到行业领先水平。	正在开始进行芯片 的设计，同时筹划 后面的制版流片验 证计划
   新能源汽车电 机控制用国产 IGBT 模块研发 项目	车用 GV 模块	已授权外观专利： (1)CN201830045763.7 功率半导 体模块 (2)CN201930658732.3 半导体功 率模块(1913)	采用 PINFIN 铜底板材 料，并使用铜超声键合 工艺，低杂感设计，高 功率密度，可靠性满足 AQG324 标准	行业标杆采用 EDT2 的高功率密度芯 片和 PINFIN 铜底板材料，公司采用 MPT 芯片技术和铜底板技术跟行业技 术类似。	完成模块设计开 发，并完成合格样 品制作，性能达预 期目标，正在进行 进一步优化。
   	车用 GVC 模块		采用低杂感设计，高功 率密度的模块。	行业基本是 650V 的规格，采用铝线键 合工艺，公司采用 750V 高功率密度芯 片，并采用铜超声键合技术。	完成模块设计开 发，并完成合格样 品制样，并交付客 户，目前正在进一 步优化。
   	车用 ZQGV 模块		采用低杂感设计并实现 模块的高性价比。	行业技术采用 pinfin 水冷封装技术，公 司技术与行业技术类似。	完成模块设计开 发，产品通过客户 端验证，目前正在 批量交付中。

   资料来源：公司公告，西部证券研发中心
   强强联手臻驱科技，促进品牌客户导入。据招股说明书，公司车规级 IGBT 模块 GV 系列 产品已实现对臻驱科技小批量供货，用于电动物流车的 650V/600A 和 400A 规格 IGBT 模 块，以及用于电动商用车的 1200V/450A 规格 IGBT 模块稳定量产。2019、2020 年分别实
   31| 请务必仔细阅读报告尾部的重要声明
   

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   现销售收入 39.50 万元和 122.76 万元。
   臻驱科技成立于 2017 年，四年来臻驱科技正向开发的多款新能源汽车高性能电机控制器
   及自研功率模块已成功打入海内外多家一线主机厂商及零部件供应商。目前业务伙伴包含
   了广西汽车集团、上汽通用五菱、长城汽车、中船重工、德国知名车企(BBA)等。据公司 问询函，公司于 2021 年与臻驱科技进一步合作开发月需求超过 2 万只的用于国内大型整 车厂畅销款乘用车的 750V/820A 和 550A 规格的车规级 IGBT 模块，为未来公司车规级 IGBT 模块销量持续快速增长打下基础。
   图 51：臻驱科技主要合作伙伴
   
   资料来源：臻驱科技官网，西部证券研发中心
   Tier1 和定制化并行，车规级 IGBT 模块将成为公司增长驱动力。公司于 2021 年 9 月在投 资者调研中披露，公司目前已经有 15 个定点车型，进入 4-5 家汽车品牌，后续可逐步实 现国产替代和批量市场销售。蜂巢电驱动科技河北有限公司(长城汽车子公司)和麦格米特 正在对 GV 系列产品进行产品认证。公司预计新能源车模块有望于 2023 年大幅放量。
3. 在工控领域：

工控领域已建立稳定的优秀客户群。随着客户结构和产品结构也在不断优化，公司已经成

为台达电子、汇川技术等多家变频器行业领军企业，佳士科技、奥太集团、上海沪工等多

家知名电焊机行业企业供应商。近年来台达集团、苏州汇川均系公司前五大客户，销售金

额逐年提高。2018-20 年公司在工业控制及电源领域实现稳定营收 205.77、233.33、302.11 亿元。其中，2020 年工控的模块、单管、自研芯片占比分别为 80%、11%、5%。

图 52：宏微科技工业控制及电源行业营收拆分(百万元)

垒极高，只有少数英飞凌、三菱等供应商。不仅外购芯片成本更高，还需要承担外采断供 风险。随着公司研发的持续推进，公司自主研发设计的 IGBT 芯片和 FRED 芯片使用比例 不断提升，目前 IGBT 单管实现完全采用自研芯片，模块所用芯片自研和外购并举。

表 16：宏微科技生产、采购模式

资料来源：招股说明书，西部证券研发中心整理

自研芯片占比持续上升，逐步实现进口替代。为使得外购芯片总成本与自研芯片总成本可

比，我们在自研芯片金额基础上加回硅片、芯片外协加工费用，自研芯片占芯片总采购金 额(自研+采购)比例从2018年47.19%提升至2020年61.77%。IGBT自研芯片系列占IGBT 模块营收比也从 2018 年 32.36%提升至 2020 年 53.69%，占比不断提高。在未来产能保 障的情况下，公司自研芯片占比有望持续上升。

图 55：公司自研芯片数量和金额占比持续上升

资料来源：公司公告，西部证券研发中心注：自研芯片采购金额包括原材料中芯片(自研)+硅片+芯片外协加工费

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表 17：宏微科技实现进口替代产品情况

资料来源：公司公告，西部证券研发中心

自研芯片成本低于外购成本，公司毛利率有望受益增长。公司在前期产品提供时为保证更

好的产品稳定性、可靠性，在生产部分 IGBT 模块时采用了进口 FRED 芯片。由于公司直 接采购 FRED 芯片平均单价相对自研 FRED 芯片单位成本较高，导致了公司 IGBT 模块的 单位成本相对较高。公司通过积极加强研发等方式，2020 年实现 IGBT 模块中公司使用 自研 FRED 芯片数量占比达到 69%以上，公司 IGBT 模块产品毛利率亦逐步提升，从 2018 年 14.01%提升至 2020 年 17.99%。根据公司测算，在其他成本不变的情况下，假设公司 部分 IGBT 模块中使用 FRED 芯片替换为自研芯片，将为公司带来近 3pct 毛利率的提升。

表 18：毛利率受益于自供比例提升而提升

资料来源：公司公告，西部证券研发中心

随公司在行业深耕时间的增长，公司自研芯片与龙头公司的技术与代差逐渐缩短。

1. 在技术方面
   IGBT 芯片经过三十多年发展已迭代 7 代。其更新换代主要围绕着器件纵向结构设计、栅
   极结构设计和加工工艺展开，技术水平朝着减少芯片面积、工艺线宽、通态饱和压降、关
   断时间、功率损耗和提高断态电压的趋势发展。
   表 19：英飞凌 IGBT 历代发展参数

   代别	最早出	技术特点	芯片面积	工艺线宽	通态饱和	关断时间	功率损耗	断态电压	工作结温	短路能力	封装形式
   	现时间		(相对值)	(微米)	压降(伏)	(微秒)	(相对值)	(伏)
   IGBT1	1988	平面穿通型(PT)	100	5	3	0.5	100	600	125℃	10μs	模块
   										10μs	模块
   		改进的平面穿通型							125℃
   IGBT2	1990		56	5	2.8	0.3	74	600
   		(PT)							600V 150℃
   IGBT3	1992	沟槽型(Trench)	40	3	2	0.25	51	1200	150℃	600V 6μs	模块
   										10μs	模块
   IGBT4	1997	非穿通型(NPT)	31	1	1.5	0.25	39	3300	175℃
   										10μs	单管(650V)
   IGBT5	2001	电场截止型(FS)	27	0.5	1.3	0.19	33	4500	175℃
   IGBT6	2003	沟槽型电场截止型	24	0.3	1	0.15	29	6500	175℃	无	单管(1200V)
   		(FS-Trench)
   IGBT7	2018	微沟槽-场截止型	20	0.3	0.8	0.12	25	7000	过载 175℃	3μs	模块

   资料来源：电子电子技术与新能源，英飞凌，西部证券研发中心
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   公司深度研究 | 宏微科技

   西部证券 2022 年 04 月 11 日

   公司M3i芯片与英飞凌T4、斯达半导同类产品技术水平相当。选取宏微典型的第三代IGBT M3i 1200V 50A 芯片与工控行业市场主流英飞凌T4产品、斯达半导对标英飞凌T4的IGBT X 系列产品，公司的芯片关键参数中的击穿耐压、短路极限时间方面与英飞凌 T4 基本相 同，在芯片损耗、电流密度等重要指标方面与英飞凌 T4 指标相接近，基于系统电磁兼容 性考量，公司有增加栅极集成电阻，使得高温开通损耗略高于英飞凌 T4，同时公司产品
   与斯达半导产品性能不存在重大差异，属于国内主流产品技术水平。
   表 20：宏微 M3i 与英飞凌 T4、斯达半导产品主要技术对比

   参数	英飞凌 T4	宏微 M3i	与英飞凌 T4 技术指标对比	斯达半导	与斯达半导技术指标对比
   集电极-发射极饱和压降	2.25	2.08	略低 7.6%，该指标优于英飞凌产品	2.05	高出 1.5%，该指标弱于斯达半导

   VCEsat(V)

   栅极阈值电压 VGEth(V)	5.8	5.8-6	基本相同	6	基本相同
   集成栅极电阻 RGint(Ω)	4	3	电阻略低，与应用场景相关，无优劣之分	0	集成栅电阻
   击穿耐压 VCES(V)	>1200	>1200	基本相同	>1200	基本相同
   高温开通损耗 Eon(mJ)	8.4	8.73	高出 4.9%，该指标弱于英飞凌产品	7.19	高出 21%，该指标弱于斯达半导
   高温关断损耗 Eoff(mJ)	4.8	4.46	略低 4.2%，该指标优于英飞凌产品	4.69	略低 4.8%，该指标优于斯达半导
   短路电流 ISC(A)	180	190-206 高出 14%，与应用场景相关，无优劣之分		180A	高出 6.0%，与应用场景相关，无优劣之分
   短路极限时间 Tpmax(μS)	>10	>10	基本相同	>10	基本相同
   电流密度(A/cm2)	120	115	略低 4.2%，该指标弱于英飞凌产品	-	-

   资料来源：公司招股说明书，西部证券研发中心
   注：公司数值分别在英飞凌公开的规格书设定的虚拟结温等于 125C 条件下、斯达半导公开的规格书设定的虚拟结温等于 150C 条件下测试所得
   公司第四代 M4i IGBT、第五代 M5i IGBT 芯片分别对标英飞凌 EDT2 芯片和第五代 IGBT
   系列，产品在击穿耐压、短路极限时间方面与英飞凌同类芯片基本相同，在芯片开通损耗、
   关断损耗、电流密度方面与英飞凌同类芯片相接近。
   表 21：宏微 IGBT 芯片与英飞凌对标产品主要技术对比

   参数	英飞凌 EDT2 宏微 M4i		技术指标对比	英飞凌 H5 宏微 M5i		技术指标对比
   集电极-发射极饱和压降	1.35	1.37	高出 1.5%，该指标弱于英飞凌产品	1.65	1.68	高出 1.8%，该指标弱于英飞凌产品

   VCEsat(V)

   栅极阈值电压 VGEth(V)	5.8	5.8	基本相同		4	4	基本相同
   集成栅极电阻 RGint(Ω)	0.7	0.7	基本相同		-	-	-
   击穿耐压 VCES(V)	>750	>750	基本相同		>650	>650	基本相同
   高温开通损耗 Eon(mJ)	23	21.8	略低 5.6%，该指标优于英飞凌产品		3	2.74	略低 8.7%，该指标优于英飞凌产品
   高温关断损耗 Eoff(mJ)	25.5	26.7	高出 4.7%，该指标弱于英飞凌产品		1	1.24	高出 24%，该指标弱于英飞凌产品
   短路电流 ISC(A)	3900	4280 高出 9.7%，与应用场景相关，无优劣之分			-	-	-
   短路极限时间 Tpmax(μS)	>3	>3	基本相同		-	-	-
   电流密度(A/cm2)	280	265		略低 5.4%，该指标弱于英飞凌产品	375	350	略低 6.6%，该弱于英飞凌产品

   资料来源：公司招股说明书，西部证券研发中心
   FRED 芯片方面，公司于 2017 年研发成功 1000V、1200V FRED M3d 高频 FC 系列，满
   足不同负载状况下器件开关高效率的要求，与美国美高森美公司同规格产品相比击穿耐压、
   正向压降基本相同，反向恢复电荷在常温下略高，高温下相对略低。公司于 2019 年度推 出了 FRED M5d 系列对标英飞凌 2010 年推出的 Emcon4 产品，相比之下击穿耐压基本
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   公司深度研究 | 宏微科技

   西部证券 2022 年 04 月 11 日

   相同，正向压降常温下略高，反向恢复电荷常温下略低，高温下基本一致。公司对标英飞 凌于 2020 年推出的 Emcon7 系列的 FRED M7d 系列芯片产品尚在研发制样中。
   表 22：宏微 FRED 芯片与英飞凌、美高森美对标产品主要技术对比

   参数	EmCon4	宏微 M5d	不同测试条件	APT	宏微 M3d	不同测试条件
   正向压降	1.70V	1.80V	IF=75A Tvj=25C	2.8V	2.79V	IF= 30A Tj=25C
   击穿耐压	>1200V	>1200V	/	>1200V	>1200V	/
   反向峰值电流
   	88A	93A	IF=75A,VR=600V,	4.0A	4.33A	IF=30A,VR=800V,
   反向恢复电荷
   	7300nC	6782nC	di/dt=-2500A/us,Tvj=25C	545nC	579ns	di/dt=-200A/us,Tc=25C
   反向峰值电流
   	90A	103A	IF=75A,VR=600V,	28A	24.9A	IF=30A,VR=800V,
   反向恢复电荷	14500nC	14323nC	di/dt=-2500A/us,Tvj=150C	2975nC	2834nC	di/dt=-1000A/us,Tc=125C

   资料来源：公司招股说明书，西部证券研发中心
   公司高压 MOSFET 单管产品方面，为配合 IGBT 模块在变频领域的推广，公司配套开发 了变频系统中辅助电源上的高压 MOS 单管以实现进口替代，选取公司的 3A 1500V MOS 与意法半导体同类产品做横向对比，可以看出击穿耐压、栅极阈值电压、导通电阻及雪崩
   耐量重要指标方面基本一致。
   表 23：宏微 MOSFET 芯片与 ST 对标产品主要技术对比

   参数	测试条件	ST	宏微	备注
   击穿耐压(VR)	VGS=0V,ID=1mA	>1500V	>1500V	基本相同
   				基本相同
   阈值电压(VGSth)	VDS=VGS,ID=250uA	4V	4V
   导通电阻(RDSon)	IF=75ATj=25C	6Ω	6.1Ω	略高 1.3%
   雪崩耐量(EAS)	ID=2.5A,VDD=50V	450mJ	450mJ	基本相同

   资料来源：公司招股说明书，西部证券研发中心
2. 在代差方面

技术成熟时间节点落后于英飞凌，但随公司在行业深耕时间的增长，公司自研芯片与龙头 公司的代差逐渐缩短。公司于 2021 年初研发成功了第五代 M5i IGBT 芯片对标英飞凌第 五代 IGBT 系列。目前，公司 IGBT 自研芯片已研发到第七代，对标英飞凌 IGBT7 T7 系 列，未来公司将继续拓展不同的电压和电流范围，满足不同的应用环境对器件和芯片的要

求，并持续推进产品的平台化和产业化，完善并完成当前的进口芯片替代工作。

表 24：FRED、IGBT 芯片对标产品在推出时间的对比

资料来源：公司招股说明书，西部证券研发中心

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3.3 与代工厂保持长期稳定合作，具有产能保障

功率半导体景气度持续，供需失衡促使缺货涨价潮。2020 年下半年开始的全球缺芯浪潮，同时，疫情反复影响及 8 英寸晶圆厂产能，叠加新能源车、光伏等下游对 IGBT 需求持续 旺盛，海外 IGBT 大厂英飞凌、ST 意法半导体、SEMTECH 等国际功率龙头陆续宣布提 价。涨价的同时交货周期也在不断延长，根据富昌电子提供的市场报告，22Q1 海外企业 IGBT 交期已拉长至 39-52 周，价格趋势持续上升。

表 25：IGBT 主要厂商交期、价格情况(周)