上週一(7月6日),中車時代電氣(03898.HK)出現近28%的急速拉漲,上週整週累漲近50%,13日又繼續大漲超14%。

智通財經APP獲悉,早在3月16日,摩根士丹利就發布研報稱,看好中國IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)產業,並表示作為電力轉換器的關鍵部件, IGBT將有助於推動中國的「新基建」計劃,預計需求在未來5年將實現15%的年復合增長率。

大摩並重點推薦已經在IGBT產業鏈佈局,且實現規模化生產和批量應用的中車時代電氣。現在大家重讀大摩這篇舊文,看看其中還有哪些值得挖掘的點。

摘要

「新基建」需要更多的設備來管理電力3月初,中國政府宣布將加快新基礎設施建設,以抵消衛生事件短期內對經濟的影響,並為經濟帶來先進製造業等新動能。新基礎設施包括:城際鐵路和快速公交;工業互聯網;超高壓電網;新能源充電站;5G基站;6)數據中心;7)AI。大摩發現,新基建與「舊基建」有一個共同點--它們都需要管理或由電力驅動。因此,大摩認為這將創造更大的電力電子需求,其中一個關鍵部件是IGBT(絕緣柵雙極晶體管)。

IGBT是一種高效、多用途、成熟的解決方案

雖然早在IGBT商業化之前,電動機器就已被引進,但在過去二十年中,IGBT技術的改進和採用大大提高了變流器的各種性能,使其應用更具競爭力。例如,鐵路牽引系統從GTO(閘極關斷晶閘管)升級到IGBT,使工程師在機械設計上有了更大的靈活性,並降低了用戶的電力成本和維護工作。在電力傳輸領域,基於晶閘管的解決方案也被新開發的大功率IGBT所取代,因為它們在直流/交流轉換中具有低功耗的能力。

在5G基站和數據中心,配備IGBT的新型UPS(不間斷電源)可以提供更低的電壓畸變,並要求更小的形式,從而取代舊的GTR(巨大晶體管)。

2020-25年中國IGBT需求年復合增長率將達到15%,看好中車時代電氣(03898.HK)

大摩預測中國的IGBT需求將從2020年的190億元增長到2025年的370億元,年復合增長率為15%。工業自動化目前是最大的下游終端,並將繼續增長,大摩預計電動汽車和其他應用在同一時期將經歷20%以上的複合年增長率,推動不斷增長的滲透。

在大摩的研究範圍內,大摩認為中車時代電氣是中國電力電子行業的一個強大競爭者。與國內其他競爭對手相比,中車時代電氣不僅垂直整合了自己的研發中心、8寸晶圓廠和內部客戶,而且在3300-6500V的大功率IGBT取得了良好的開端。

正文

為什麼要使用IGBT,它的優點是什麼?

IGBT(絕緣柵雙極晶體管)是一種功率半導體器件,用作電子開關。其輸入門能響應低壓電信號,並能在一定頻率下開關高壓輸出。這樣就可以準確地調節和合成各種電性能。因此,它廣泛應用於電氣應用,如逆變器(直流到交流),轉換器(交流到交流)和電源。隨著新一代電力電子產品的問世,這些應用的效率將會降低,形狀係數將會增大。

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與其他兩種類似器件BJT(雙極結晶體管)和MOSFET(金屬-氧化物-半導體場效應晶體管)相比,IGBT更接近於一種混合組合,並將兩者的優點兼而有之。例如,IGBT具有BJT的大電流和低飽和電壓能力,同時IGBT可以像MOSFET一樣通過電壓進行控制。因此,IGBT器件具有較高的電壓容量、低電阻和可接受的開關速度等優點。圖1常見的功率晶體管的比較

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MOSFET的一些典型應用包括消費電子產品和輔助電源在汽車工業。IGBT更適合大功率應用,如高速列車、機車和工業機器人。SiC和gan基產品通常被認為是第二代和第三代半導體材料。與硅基產品相比,SiC和GaNs通常效率更高,具有更高的功率密度(較小的形狀因數),但成本較高。圖2電源開關類別

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英飛凌表示,其中國IGBT業務收入增長主要是由一系列基礎設施項目推動的。2018年,由工廠自動化需求驅動的工業驅動和電源供應是最大的部分,佔32%。家電逆變趨勢帶動的第二大來源,佔25%。大摩認為中國中車(01766.HK)及其子公司中車時代電氣是英飛凌鐵路牽引業務的主要客戶(佔其2018年收入的9%),並將其產品用於高鐵。圖3:英飛凌IGBT中國2018年的收入組成

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圖4:嘉興斯達半導體2018年收入組成

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家電產品一般需要600-1300V的IGBT產品,有時為了便於設計,會將這些產品包裝成IPM(智能電源模塊)。在圖表的另一端,鐵路牽引和電網一般更喜歡使用3300 - 6500 v範圍內的高壓產品。圖5:IGBT電壓應用圖

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IGBT發展並取代了舊技術

IGBT的概念最初是在1980年代早期發展起來的。從那時起,英飛凌和三菱電機等主要公司已經開發了好幾代。每一代主要致力於縮小器件/模塊的尺寸,增加開關時間,提高效率。在最近一代,市場上的主要廠商開始關注改進IGBT模塊的封裝技術,以提高性能。圖6:IGBT的發展歷史

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自20世紀90年代中期以來,IGBT的效率有了顯著提高。結合它們在電路中的簡單設置,IGBT開始取代老式的GTO(門關斷晶閘管)在中大功率逆變器的應用,並很快成為高壓領域的主導設備。圖7:隨著IGBT技術的發展,終端產品變得越來越好

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從21世紀初開始,SiC(碳化矽)半導體產品逐漸商業化,以提高電力電子產品的性能。與主流和更成熟的矽基產品相比,SiC被認為是一種寬帶隙材料,具有較高的工作溫度、較高的散熱和開關速度以及較低的傳導損失等優點。SiC在效率上的提高對於電池驅動的設備或汽車尤為重要。圖8:SiC的材料效率

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圖9:與硅相比,矽基材料具有許多優點

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2020-25年中國IGBT需求年復合增長率將達15%

大摩預測中國IGBT需求將從2020年的192億元人民幣增長到2020年的379億元人民幣,年復合增長率為15%。2020年中國IGBT市場最大的兩個細分市場將是工業(包括自動化和鐵路牽引)和電動汽車,分別佔總需求的38%和22%。

根據IHS Markit的統計,中國功率半導體市場最大的三個細分市場是PMIC(集成電源管理電路)、MOSFET和IGBT。其中,經常包括電池管理、電壓調節和充電功能的PMIC是最大的細分市場,佔總市場的61%。然而IHS估計,PMIC市場在2018年達到84億美元,其2016-18年的年復合增長率為3%,增速最慢,主要由於其滲透率已經很高。未來基於GaN和SiC的新型材料的成功應用可能成為該領域新的增長動力。

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根據IHS的數據,中國MOSFET市場在2018年達到28億美元,佔市場總額的20%,其2016-18年的年復合增長率為15%,增速較快。增長的動力主要來自工業控制系統、消費電子、通信和汽車電子。PC顯卡的頻繁升級,工業控制和快速充電的日益普及,還有汽車的輔助電源驅動,都促進了MOSFET需求增長。在2016-18年中國IGBT市場保持12%的年復合增長率,其市場規模2018年達到19.2億美元,佔市場總量的14%。由於IGBT在處理更高電壓和功率輸出方面的能力更強,其需求主要由軌道交通、清潔能源、智能電網和工業變頻器推動。

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目前,英飛凌在電力電子的大部分領域都排名第一,在分立IGBT、IGBT模塊和MOSFET等關鍵細分領域的市場份額超過30%。2019年,英飛凌中國區收入21.59億歐元,占公司總收入的27%。2015-19年,英飛凌中國區營收保持13%的年復合增長率,與行業增速基本一致。

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在2020-25年,大摩預計電動車領域將成為中國IGBT需求的主要增長動力,主要原因是BEV的滲透率不斷提高。在中國家電實現逐步變頻化的推動下,家用電器也將超過行業平均增速。其他如充電站和醫療設備等的新應用,也將對總需求量做出貢獻。

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中國IGBT產業供應鏈正在崛起

由於產品種類繁多、產業歷史悠久,中國IGBT市場由國外廠商主導。近年來,在多項政策和國外供應商不可預測的交貨期的影響下,中國IGBT產業發展迅速,從IDM(集成元件製造商)到無晶圓廠。相較於國外廠商在工業電源市場的強勢,大摩發現大多數中國廠商的目標是擴大在家電和電動車領域的市場份額。

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一些中國本土的電力電子供應商在各自的市場上表現出了強勁的表現,並正在積極計劃擴大其產品線或產能。例如,士蘭微在成功提升8英寸生產線後不久,正在建設新的12英寸代工廠。最近上市的公司中,斯達半導和華潤微都在其招股書裡表示了雄心勃勃的產能擴張計劃,以抓住中國日益增長的需求。根據IHS Markit的數據,2018年,斯達半導被列為全球第八大IGBT模塊供應商。

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華虹(01347.HK)作為國內一家以功率分立元件和電源管理產品為主的專業晶圓代工企業,在2015-18年也實現了強勁增長。其主要生產MOSFET和IGBT元件的功率分立元件板塊保持了28%的年復合增長率。公司宣稱可以生產600-1200V電壓區間內的最新一代IGBT產品(NPT/FS,第4~6代),而1700V-6500V的產品仍在開發中。

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中車時代電氣(03898.HK):國內IGBT龍頭,估值誘人

大摩認為中車時代電氣是中國IGBT行業的先行者。與國內其他後來進入該領域、從低壓領域起步的企業相比,大摩認為時代電氣具有以下優勢:1) 經營業績悠久。時代電氣成立於1959年,在大功率電力機車和快速交通的牽引系統以及電力電子產品的製造方面具有較強的專業能力。2008年進入IGBT業務,增強了在英國和中國的研發能力,2014年生產出第一個分立器件。

2) 3300-6500V領域國內唯一製造商。基於其3300V分立器件和模塊,時代電氣的IGBT產品最早應用於大功率機車。與國內其他專注於1300V電壓區間和電動車/家電領域的廠商相比,大摩認為時代電氣具有產品優勢,因為從高壓產品向低壓產品拓展要容易得多。

3) 關鍵客戶為其產品做免費廣告。公司的IGBT產品還進入了中國國家電網的UHVDC(超高壓直流)項目、印度的機車市場和俄羅斯的分立器件市場。大摩認為,這些項目的成功運作,體現了公司對非鐵路客戶的工藝設計能力,以及在一些高關鍵項目的可靠產品質量。

4) IDM(集成元件製造商)模式有更多的經營籌碼,也更適合電力電子。直接擁有生產設施,不僅能讓時代電氣在產品交付進度上有更多的控制權,而且一旦利用率提升,還能實現更高的盈利增長。

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自2014年以來,時代電氣已向多個重要客戶交付了3300V-4500V產品(如中國中車大功率機車、國家電網特高壓項目等),並證明了其產品的可靠性。大摩期待時代電氣能在快速發展的電動車領域贏得更多訂單。

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估值方法和風險

大摩給予中車時代電氣目標價45.00港元,是根據DCF模型得出的基本情況價值,評級為「增持」。大摩的DCF模型的主要假設包括:12.3%的股本成本(COE)。這是由3.5%的無風險利率和8%的市場風險溢價,以及5.5%的債務成本和12.3%的加權平均資本成本得出的。l 2020-30年盈利溫和增長。大摩假設2020-30年稅前利潤的年復合增長率為9%。

經營性現金流持續增長。大摩假設2020-30年經營性現金流年復合增長率為8%。穩定的資本支出。大摩假設到2035年,每年的資本支出約為7.5億人民幣。時代電氣是一個輕資產公司,不需要大量的資本支出來支持增長。

終端增長率在3%。大摩給予的目標價涉及的主要下行風險包括:鐵路貨運周轉量增長低於預期,導致機車需求減弱。新的IGBT業務增產速度慢於預期,導致費用上升。機車和MU的市場份額永久流失。

該信息由智通財經提供。

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