时代电气研究报告：轨交牵引领导者，功率半导体新星

来源：雪球App，作者： 未来智库，（https://xueqiu.com/9508834377/223221584） （报告出品方：）一、轨交牵引领导者，功率半导体新星 1.1 公司背景深厚底蕴悠久，产品丰富结构合理，客户群体稳定 公司背景深厚底蕴悠久。公司前身母公司中国株洲电力机车研究所有限公司 创立于 1959 年，2005 年“株洲南车股份有限公司”登记成立，2006 年在香港交易 所上市，现在已经形成轨交、材料、汽车、、工业传动、智轨、海洋工程装备、电 力电子器件、类金融九大产业板块，拥有两家上市公司，多个国家级创新平台，业务遍布 全球多个国家地区。 产品丰富结构合理。公司主要从事轨道交通装备产品的研发、设计、制造、销售并提供相 关服务，具有“普通器件+装配系统+完整机型”的产业结构，其次，公司从事轨道交通以外 的新型装备产品的研发、设计、制造、销售，已初具规模，从功率半导体器件衍生至海工 装备领域，每一项业务下都有丰富的产品及合理的产品结构。 营收整体稳定，净利率略有下降。公司 2017-2019 年营收稳定增长，CAGR 为 3.76%。由 于国内运量及铁路建设投资减少、城轨建设规划进度放缓等因素，2020 年营收同比下降 1.66%，2021 年下降 5.69%。从长期来看，随国内外疫情好转、下游企业复工，公司营收 有望仍以较为稳定的速度增长。毛利率有所下降，主要系公司功率半导体器件销售结构变 化、销售价格下调，及 IGBT 业务销量较小，投资尚未形成规模导致新型装备毛利率有所 下降。 轨道交通装备为核心业务。从公司营收结构来看，轨道交通设备和新兴装备收入占比不平 衡，轨交业务是公司主要的收入支撑，稳定占比近 90%。2021 年轨交营收占比为 81.02%， 同比下降 5.61pct，主要系国铁集团缩减投资预算。新兴装备收入占比从 2017 年的 11.28% 提升至 2021 年的 17.01%，公司持续加大对 IGBT 产线的投资，未来有望提供新增长点。 轨道交通电气装备占比最大。轨道交通装备业务方面，轨道交通电气装备是最主要的收入 来源，其次是轨道工程器械，2021 年分别占比 77.11%、17.36%。 新兴装备业务方面，功率半导体仍是现在研发的主要方向。功率半导体器件 2018-2021 年 营收分别为 6.67、5.19、8.01 及 10.68 亿元，是新兴设备的主要收入来源，其中 IGBT 是 现在热门的方向之一。 1.2 以轨交装备业务为基，进军新兴装备领域 公司以轨交装备业务为基础。公司以牵引变流系统为业务核心，积极布局功率半导体、传 感器件、、海工装备等领域，以轨交装备带动公司盈利，以新兴装备带动公司增长。 这也正是公司一直秉持的“同心多元化”战略，以轨交业务为心，不断向外扩张自身业务， 形成了“器件+系统+整机”的产业工艺结构。 十大核心技术支持产业发展。公司具有十大核心技术，分别是变流及其控制技术、列车运 行控制技术、电气系统集成技术、通信与信息化应用技术、车载控制与诊断技术、风力发 电装备集成与关键部件技术、电动汽车整车集成及关键部件技术、大功率电力电子器件技 术、工程机械及其电力控制技术、高分子复合材料工程化应用技术，占据研发优势，促进 产业链的不断发展。 1.3 子公司遍布各地，国资委控股，董监高各有所长 公司股权结构稳定。公司实际控制人为国务院国资委，国务院国资委直接持有中车集团 100% 股权，中车集团为中国中车控股股东。截止 2021 年 5 月 5 日，中国中车通过持有中车株 洲所、中车株机公司、中车投资租赁及中国中车香港资本管理有限公司 100%的股份，共 间接持有公司 45.59%的股份。其中，中车株洲所直接持有公司 41.63%的股份，为公司的 直接控股股东。 协同效应促进发展。公司为中国中车旗下分公司，与中车旗下其他分公司之间的协同效应 促进发展，其中株洲所风电事业部主要研究风电装备，中车时代新材料科技股份有限公司 主要研究高分子材料，可应用于半导体领域及新能源汽车领域，公司可与同系其他公司合 作，大大降低研发成本。同时公司成立了较多子公司，遍布全国各交通发达城市，彼此之 间具有很强的协同效应，截至 2020 年 12 月 31 日，公司共有 16 家分公司、31 家控股子公 司和 14 家参股公司。其中，13 家一级分公司、23 家一级控股子公司和 10 家合营、联营 企业。 董监高及核心技术人员技术背景深厚。董事大多毕业于国内名牌机械交通类院校，拥有较 高的学术素养和知识背景，且在任职之前都有过大公司管理的经历；监事及高级管理人员 都有优秀的管理背景和销售经验；核心技术人员均是教授或者高级工程师级别，在交通领 域都小有成就，可以担任技术研发职责。 1.4 三费稳定降低，毛利率高于平均，研发投入大幅提升 规模效应叠加协同效应，三费稳定降低。销售费用率从 2018 年的 7.36%降至 2021 年的 6.95%，主要是由于公司实行实时装配管理降低了运输费用。管理费用从 2018 年的 4.99% 降低至 2020 年的 4.74%，主要系公司完善内部管理流程使得管理费用得到有效控制，2021 年回升至 5.38%，同比增长 0.64pct，主要是管理人员增加导致职工薪酬增加。财务费用率 也有所降低。三费降低，既是中车系内部带来的协同效应，也是公司不断扩大带来的规模 效应。 销售费用率略高于行业平均水平。公司销售费用显著高于同行业可比公司，主要是由于公 司计提产品质量保证准备较高，但整体与公司经营规模相匹配，处于合理水平。 管理费用率在 2018-2020 年略低于略低于，2021 年略有提升；研发费用从 2020 年 开始高于可比公司，公司投入研发的力度较大，占据行业龙头。 轨交设备占毛利主要地位。毛利率方面，2017-2021 年分别为 37.08%、37.47%、38.88%、 37.22%及 33.74%；净利率方面，2017-2020 年分别为 16.92%、16.93%、16.30%、15.57%， 稳定处于较高水平，2021 年下降至 13.46%，主要系营业收入下降及产品销售结构变化。 从毛利率构成上看，轨交装备业务仍是公司利润的主要来源，占比近 90%左右，2019 年 新兴装备利润降低主要是由于行业竞争导致部分功率半导体价格下调以及会计折旧影响。 募资投入研发，巩固技术优势。公司 2021 年 9 月首次在科创版上市，预计募集资金合计 77.6 亿元，拟加大对轨交装备牵引变流系统、功率半导体装备的研发投入。发行人高管参 与配售的比例不超过 10%，符合上市规定，并且可以达到股权激励的效果，提高员工对公 司的忠诚度，促进公司长期向好发展。 二、轨交市场：增长前景广阔，公司具有竞争优势 2.1 国内领先的牵引变流设备供应商 轨道交通电气设备国内领先。公司主要从事轨道交通装备产品的研发、设计、制造、销售 并提供相关服务，具有“器件+系统+整机”的产业结构，产品主要包括以轨道交通牵引变流 系统为主的轨道交通电气装备、轨道工程机械、通信信号系统等。 轨道交通电气设备：（1）牵引变流设备：公司占比最高的轨交产品，在国内处于领 先地位。用于机车、动车和城轨等领域，主要产品包括水冷型牵引变流系统及风冷型 牵引变流系统，已覆盖和谐系列交流传动机车、地铁列车、磁悬浮列车等。（2）信 息化与智能化系统产品：主要产品包括中国机车远程监测与诊断系统（CMD）、机车 车载安全防护系统（6A）、机车无线重联控制系统、动车组车载接触网运行状态检测 装置（3C）和机车自动驾驶系统等。（3）供电系统：用于城轨和铁路领域，主要产 品包括再生能量回馈装置/双向变流装置、能量调度装置、智能电分相装置及智能供电 系统/辅助监控系统。（4）测试设备：主要产品包括整车滚动/滚振试验台、交流传动 试验台、变流器产品试验台等，已成功进入多家主机厂及广州局、济南局、上海局等 路局机务系统市场。 轨道工程机械：用于轨道交通线路基础设施的建设、检测、维修及养护，覆盖国家铁 路、地方铁路、城市轨道交通等领域。主要产品包括：重型轨道车、接触网作业车、 大型养路机械及城市轨道交通工程车。 通信信号系统：用于干线铁路、城际铁路、城市轨道交通等，主要产品包括列车运行 监控(LKJ)系统、CTCS2-200C 型列控车载(ATP)系统、欧洲列车运行控制系统(ETCS)、 城市轨道交通信号系统(CBTC)及全自动运行信号系统(FAO)。（报告来源：未来智库） 2.2 机车、动车业务平稳，城轨业务提供增长 三大下游市场。公司基本业务为传统的轨道交通装备业务，是轨道交通的配套设施，与下 游包括机车、动车及城市轨道交通三大市场的发展情况密切相关。 铁路营业里程高速增长，固定投资额趋于稳定。中国铁路营业里程从 2008 年的 7.97 万公 里增加至 2021 年的 15.03 公里，CAGR 为 5.02%，其中高铁营业里程增至 4 万公里， 2008-2021 年 CAGR 为 39.94%，增速显著更快，高铁占铁路营业里程比重逐年增加。铁路 固定资产投资从 2014 年起始终维持高于 8000 亿元，2020 年开始受疫情等因素影响，投资 额有所下降。 动车组拥有量及电力机车拥有量增速显著。高铁建设的推进促使动车组数量增加，中国铁 路动车组拥有量从 2008 年的 176 组提升至 2021 年的 4153 组，CAGR 为 27.53%。机车拥 有量自 2011 年开始趋于稳定，2021 年铁路机车拥有量为 2.17 万台，其中电力机车从 2008 年的 0.63 万台增至 2021 年的 1.39 万台。动车组及电动机车拥有量增加，带动牵引系统等 配套设施的需求提升。 城轨业务增长空间大。中国城市轨道交通运营线路总长度从 2012 年的 2077 公里公里上升 至 2021 年的 9206.8 公里，CAGR 为 17.99%。城市轨道交通建设投资完成额呈上升趋势， 2021 年由于疫情等因素有所下降。十四五期间，城轨交通将从重建设逐渐转变为建设、运 营并重，未来随着城镇化率提升，城市群、都市圈轨道交通规划推进，城市轨道交通存在 较大增量空间，有望迎来快速发展。 十四五规划驱动轨道交通持续发展。作为基建的重要组成，近年来国家推出多项政策推动 轨道交通发展。中国城市轨道交通协会根据十四五规划，提出科学谋划，发展市域快轨、 推进多网融合、持续推进智慧城轨建设、保障城轨交通财务可持续发展四大发展要点。据 《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》，在设施网络方面，2025 年铁路营业里程达 16.5 万公里，平均每年新增 3800 公里，其中高速铁路营业里程达 5 万公里，平均每年新 增 2400 公里；城市轨道交通运营里程达 10000 公里，平均每年新增 680 公里。 2.3 高铁即将检修，零部件国产替代加速 据铁路总公司《铁路动车组运用维修规定》，目前我国动车组采用运行公里周期为主、时 间周期为辅的检修模式，检修体制分为五个等级，其中三、四、五级为高级检修，需在具 备相应检修资质的单位进行检修，通常在铁路总公司下属的维修基地和中国中车的修理厂 （含）。 高铁设备进入检修期，支撑配套设施增长。传统的机车、客车等存在时间较长，已形成完 善的检修市场，随高铁等的数量增长及服役年限增长，将存在大量高铁逐步进入维修期， 推动配套设施需求增加。疫情等因素使得下游厂商开始重视供应链安全，国内技术水平领 先的零部件厂商如本公司，有望受益国产替代机遇迎来增长。 2.4 公司在轨交业务存在竞争优势 公司在轨道交通行业有明显的竞争优势。（1）市场优势：公司 2012 年至 2021 年连续十年 在城轨牵引变流系统国内市场的占有率稳居第一，且牵引变流系统成功进驻美国、澳洲， 依托当地子公司建立生产基地实现本地化运营和批量交付。（2）技术优势：已建立完善的 研发体系，具备在产品设计、制造和检测等方面的持续创新能力，在轨道交通牵引变流系 统领域，为我国拥有完全自主知识产权的“复兴号”标准动车组提供牵引变流系统核心部件， 为永磁高铁提供牵引变流系统；在轨道工程机械领域，形成了整机系统集成技术、车辆基 础技术、动力传动技术、作业及控制技术等多项核心技术。（3）产业链优势：打造了“器 件+系统+整机”的产业结构，同时坚持“同心多元化”战略，依托在轨道交通装备领域积累 的技术、渠道、品牌等优势资源，积极布局新产业。（4）人才优势：管理团队在轨道交通 装备制造领域具备丰富的行业经验。三、IGBT广泛应用，国产半导体后劲十足，IDM模式独树一帜 3.1 IGBT高门槛高需求，国产替代大势所趋 IGBT 是重要的功率半导体器件。功率半导体器件又称电力电子器件，是进行功率处理、 具有处理大电压高电流能力的半导体器件，早期的功率半导体以分立器件的形式出现，电 压从 10v-1000v 不等，电流最高可达几千 A。由于晶闸管等半导体器件发展成熟，以功率 MOSFET、IGBT 为代表的第二代半导体迅速成为主流，目前 MOSFET 和 IGBT 仍是行业 中进入壁垒高、价值高的产品。 迭代至第七代，性能不断优化。IGBT 以降低损耗及提高功率为方向优化，目前已迭代至 第七代：衬底从平面穿通、非穿通到电场截止；栅极从平面、Trench 沟槽到精细 Trench 沟槽；芯片面积、工艺线宽、通态功耗不断减小，断态电压显著提高。 IGBT 优势显著。IGBT 全称绝缘栅双极晶体管，是由 BJT 和 MOS 组成的复合全控型电压 驱动式功率半导体器件，具有 GTR 的低导通压降和 MOSFET 的高输入阻抗两方面优点。 GTR 饱和压降低、载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET 驱动功率低、开关速度快， 但饱和压降高、载流密度小；IGBT 综合两者优点，驱动功率及饱和压降均较低，可承受 电流一般也较大。 IGBT 市场规模较稳定。根据 HIS Market，全球 IGBT 市场规模从 2017 年的 147 亿美元增 至 2018 年的 167 亿美元，随后逐渐下降至 2021 年的 147 亿美元。中国 IGBT 市场规模也 从 2017 年的 56 亿美元增至 2018 年的 64 亿美元，随后下降至 2021 年的 57 亿美元，变化 趋势与全球一致。 下游应用广泛。IGBT 下游应用领域广泛，覆盖工业、4C 等传统产业和轨道交通、、 智能电网等新兴产业领域。超低压（400-500V）的 IGBT 主要用于电子消费领域；低压 （600-1350V）的 IGBT 主要用于电动汽车、新能源、智能家电等领域；中压（1400-2500V） 的 IGBT 主要用于轨道交通、新能源发电等领域；高压（2500-6500V）的 IGBT 主要用于 轨道牵引、智能电网等领域。 全球竞争格局较集中。IGBT 按封装模式可分为 IGBT 单管/裸片、IGBT 模组及集成逻辑、 控制、检测和保护电路的智能功率模块 IPM。欧美日企业占据全球 IGBT 市场的主要份额， 其中英飞凌和安森美占据全球近乎一半的市场，2020 年全球 IGBT 各细分市场的前五大厂 商总份额接近 60%，国内企业占比较小。 公司处于国内领先厂商梯队。目前国内相对领先的厂商包括、、斯达半 导、、等，其中时代电气、、士兰微及新洁能无论是经营产品、经 营模式还是产能均处于第一梯队。 国内 IGBT 供需不平衡，仍存在较大缺口。我国目前 IGBT 行业仍处于起步阶段，根据智 研咨询，2018 年国产 IGBT 产量为 1115 万只，但需求高达 7898 万只，自给率仅 14.1%， 供需严重不平衡；预计 2024 年需求将达 19550 万只，自给率将达 40%。随着碳中和政策 推进，国产新能源汽车不断发展，IGBT 将仍存在巨大缺口。基于核心元器件国产化的政 策要求，IGBT 国产化替代加速，国内厂商有望从中受益。 供应链本土化不断推进。从制造、设计、模组到设计制造一体的模式，国内厂商都有布局， 不断研发和生产，已取得一定市场份额。目前国内 IGBT 行业已具备一定的协同能力，但 国内 IGBT 技术在芯片设计、晶圆制造、模组封装等环节仍处于起步阶段，且下游对国产 IGBT 厂商的信任度不高，仍有较大发展空间。 3.2 新能源汽车市场爆发，驱动IGBT市场发展 IGBT 是新能源汽车核心半导体器件。IGBT 应用在的电控系统，包括电机控制 器、空调压缩机控制器、车载充电器等模块，主要作用是直流电与交流电、低压与高压的 转换。充电时，IGBT 将来自充电桩的交流电转化为电池用的直流电，将电压调至合适位 置；电池工作时，将电池的直流电转化为电机用的交流电，同时调整电压及变频控制。据 统计，燃油车内置 IGBT 模块为 2-3 颗，混动型汽车 IGBT 数量为 90 颗，纯电动需 120 颗。 功率半导体价值量提升。相比传统燃油车，新能源车中功率半导体价值量提升幅 度较大。根据智研咨询，传统燃油汽车半导体价值量为 375 美元/车，48V/MHEV 型新能 源车的半导体价值量为 475 美元/车，FHEV/PHEV 为 740 美元/车，BEV 为 750 美元/车。 以三种新能源车中汽车半导体的平均价值量计算，新能源车中半导体价值量提升约 70%， 其中功率半导体价值量提升最多，占比从传统汽车的 10%左右提升至纯电动汽车的 55%， 提升幅度达 9 倍，单车价值量将达 455 美元。例如的三相交流异步电机，每相用 28 个 IGBT，累计 84 个，其他电机 12 个 IGBT，总共用到 96 个 IGBT，单车 IGBT 价值 约 400 美元左右。 根据英飞凌，2021 年在电动汽车和混动汽车中的价值量大概为每辆车 950 美金，其中有 75%的价值体现在逆变器上，有 25%应用于 OBC、DC-DC、BMS、电池等。 IGBT 占整机总成本的 5%左右。据北斗航天汽车，电池及整车控制器是电动汽 车成本最高的模块，占比 38%，电机控制器占比 9%，电机占比 4%；其中在电机控制器中， IGBT 模组成本占比约 37%，占比最高，故 IGBT 模块约占整车成本的 5%。随着大功率汽车对 IGBT 性能要求越来越高，IGBT 在整车成本的占比有望继续提升。 销量显著增长，车规级 IGBT 需求提升。据中国汽车工业协会，汽车销量 从 2015 年的 32.89 万辆增至 2021 年的 350.72 万辆，CAGR 为 48.36%，2021 年汽车总销 量为 2637.1 万辆，新能源车渗透率为 13.25%。据 IHS Markit 预测，2020-2025 年中国新能 源汽车销量 CAGR 将达 33.8%。根据消费总量控制和政策研究项目报告，中国有 望在 2050 年前全面停止使用燃油车；欧洲出台最严格碳排放政策，宣布将在 2035 年停售 燃油车；美国宣布将在 2030 年实现一半新售汽车为零排放汽车。预计未来全球尤其是我 国的新能源车销量将持续大幅增长，渗透率不断提升。 IGBT 市场规模明显提升。据智研咨询，中国车规级 IGBT 市场规模从 2015 年的 5.92 亿 元增至 2020 年的 26.85 亿元，CAGR 为 35.31%。随着新能源车快速发展，车规级 IGBT 市场有望迎来爆发。 新能源汽车存在增量空间。截至 2021 年末，根据国内各家新能源汽车巨头披露的数据， 的汽车销量以 59 万辆遥遥领先，以、、为首的造车新势力， 尽管销量没有比亚迪高，但增速超过 100%，预计 2022 年新能源汽车市场总销量将达到 480 万辆，同比增长 48%。根据国务院《新能源汽车产业发展规划（2021-2035 年）》，2025 年新能源汽车新车销量达到汽车新车销售总量的 20%左右，新能源汽车行业也迎来前所未 有的发展机遇，预计年总销量将达到 500-600 万辆。相比 2021 年 350 万辆销量还有较 大增量空间，未来汽车行业景气度将持续高企。（报告来源：未来智库） 3.3 公司产品丰富，客户优质，应用广泛 IDM 模式优势明显。IDM 模式集多个产业链环节于一身，相比于传统 Fabless 模式的企 业具有交期保障优势、优化效率优势及成本优势，具有极强的协同效应。同时 IDM 模式 具有自产自销的能力，保证芯片供应，更适合当前供应链紧张的形式，利于获取 IGBT 景 气周期红利。目前国内 IDM 模式厂商都处于起步发展阶段，其中最成熟最具代表的两个 企业是和。 IGBT 模式驱动产能提升。截止 2021 年末，公司拥有 6 寸和 8 寸 IGBT 产线各一条，IGBT 一期产线设计产能为 12 万片/年，二期产线设计产能为 24 万片/年，预计最多可实现适配 240 万辆，产能存在优势。 提前布局 IGBT。公司从 1992 年开始布局 IGBT 技术，在 2008 年收购英国丹尼克斯公司， 获得先进功率半导体生产技术，已经建成了从芯片到封测的 IDM 产线。IGBT 芯片及模块 技术覆盖 750V-6500V 全电压等级，高压 IGBT 模块采用第四代 DMOS 芯片，已经批量应 用于新能源汽车、风电、光伏等领域，第五代沟槽栅 TMOS 技术覆盖 750V-6500V 全电压 等级，满足新能源汽车、风电等应用要求。 公司 IGBT 业务以输配电 IGBT 和轨道交通高压 IGBT 为主。在输配电领域，公司生产的 IGBT 应用于乌东德工程，产品名为特大容量压接式大功率半导体由南方电网与中车联合 研发。从 2011 年开始启动该项产品的研发，2015 年器件首样研制成功，经 过不断迭代改进，优化升级，其性能已达国际主流水平，为我国柔性直流输电工程的建设 提供核心基础器件支撑，晶闸管产品累积应用于国内外 23 个特高压直流输电工程和 7 个 柔性直流输电工程。 IGBT 均价高于同行业可比公司。从 IGBT 器件单价来看，2020 年公司 IGBT 均价为 1528 元，单价为 174 元，半导体为 416 元，公司主要从事高压 IGBT 业务，因 此单价远高于国内其他两家龙头半导体厂商。拆分可得，功率半导体 2020 年均销量 59 万 片，较上年同比增长 54.48%，主要系当年承接国家电网大额采购订单所致。 公司下游客户拓展顺利，公司与东风、一汽、、长安、、等车企以及汇川、 蜂巢能源等电驱厂建立深度合作，获得批量订单。 2018 年 10 月，联合、南方电网、、、湖南湘投 等 8 家企业合资成立湖南国芯半导体，主要开展新型 IGCT、IGBT、SiC 等功率半导 体材料，聚焦、轨交领域。 2019 年 6 月，中车和东风合资成立智新半导体，智新半导体总规划产能为 120 万只， 项目“东方风起”计划一期将实现每年 30 万只全轿车规级模块的封装能力。2019 年 12 月，株洲智谷工厂建成投产，主要用于生产乘用车等电驱相关电驱设备，年产 能 30 万台，开发的产品覆盖 30KW-160KW 全系列，能够满足 A00-C 级车以及 SUV 车型的需求。 2021 年 12 月 20 日，株洲时代半导体与下属零部件有限公司合资成立广 州青蓝半导体有限公司，在广州番禺注册成立，该公司致力于建设汽车大功率半导体 封测厂，扩大时代半导体在汽车领域的销售影响力，并为汽车大功率半导体提高目标 客户。 中国中车发布 C-Car 平台，有望长期受益。2021 年 4 月，中国中车正式发布 C-Car 平台，其中推出的产品自主高压碳化硅电驱系统 C-Power220，定位造就动力系统领先技 术集大成者，在芯片、电流传感器、电控、电机、电驱集成这五个方面有所增强，其中所 使用的 IGBT 半导体芯片来自时代电气。时代电气作为核心研发及产品供应商，有望长期 受益。四、第三代半导体推动发展，新兴装备业务促进增长 4.1 第三代半导体优势明显，市场广阔 第三代半导体更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。与硅基半导体相比，第三 代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的导热率、更高的抗辐射能力，特别在汽车电子、 快充、领域具有应用潜力。 SiC 作为第三代半导体材料，优势明显。根据英飞凌的数据统计，采用 SiC 器件的体积仅 为硅基器件的 1/3，重量为硅基器件的 1/4。根据 Rohm 数据，SiC 导热率为 Si 的 3 倍且热 量更容易释放；SiC MOS 与 IGBT 相比，能够进行 50KHz 的高频开关动作，而 IGBT 仅为 20KHz，并且能源损耗更低，更适合应用于新能源汽车电池续航等领域，降低整车成本。 SiC 市场规模增长迅速。根据 Yole 预测，得益于新能源汽车和发电的迅速发展，应 用于汽车转换器、车载电车以及光伏领域的 Sic 器件也迎来迅猛增长，2021 年 SiC 功率器 件市场规模在 10 亿美元左右，2025 年有望达 50 亿美元，市场潜力巨大，其中 60%左右 可以用于新能源汽车领域。 碳化硅市场仍然是国外厂商主导。从上游供应来看，高纯石英砂是制作碳化硅的必备原料 之一，而目前供应高纯度石英砂的厂商在国内较少，因此目前碳化硅产业链主要市场份额 被英飞凌、美国 Cree、日本罗姆及意法占据，国内市场仍有很大发展空间。 4.2 新能源汽车增强SiC发展动力 SiC 在新能源汽车上应用广泛，在板载电池充电器、EV 动力总成、自动大灯、DC-DC 转 换器、车外快充多个关键领域提升电动汽车的系统效率。根据 Cree 数据，2025 年国内新 能源汽车碳化硅硅片需求量将达到 193 万片。 SiC 契合发展。SiC 具有耐高温、耐高压、大功率等优点，可以提高能量转换效率 并减少产品体积，广泛应用于新能源汽车等大功率领域，据测算，SiC 会大幅减少电池充 电时间，并将续航里程提高 5%-10%，将充电时间从 11.3 小时缩短至 3 小时以内，节省 70% 的能源。 在加速性能方面，由于 SiC 允许驱动电机在低转速时承受更大输入功率，不怕电 流过大导致高热量和功率损耗，因此在车辆起步时，驱动电机可以输出更大的加速度。据 测算，比亚迪汉系列车采用 SiC 模块后，输出功率可达 200KW，百公里加速度仅 为 3.9s。发布了全球现阶段最快的量产车型，2.1s 就可完成百公里加速超越布加迪。 在新能源汽车充电方面，车载充电器（OBC）是新能源汽车的标准配置，以往的 OBC 使 用的是硅 IGBT+二极管的组合。应用 SiC 芯片也要优于硅芯片，使用碳化硅芯片后，车载 充电器的体积、电路可以大幅减少，OBC 的体积可以减少 60%左右，成本可以降低 15-20%， 提升整车充电效率和性价比。 在价值量方面，SiC 芯片价格虽略高于硅基器件，但是引入 SiC 实现的成本下降和性能提 升的收益远高于芯片价格成本。在新能源汽车上使用 SiC 后，电池成本减少 400-800 美金， 空间增加，更轻量化，冷却系统成本也有所节省；在电驱系统上使用碳化硅后,成本虽然增 加 200 美金，但每辆车使用 SiC 带来的收益为 400-800 美金，OEM 厂生产十万辆车带来 的规模收益为 20-60 美金。 4.3 提前布局下一代技术，创造新增长点 提前布局下一代半导体技术。公司从 2011 年开始与中科院微电子所合作成立研发中心。 正式开始 SiC 半导体布局，于 2018 年完成了国内首条 6 英寸 SiC 生产线，获得了国家“02 专项”。在今年 12 月中车 C-Car 平台孵化的全新一代产品 C-Power 220s，该产品 是国内首款基于自主碳化硅大功率电驱产品。 公司 SiC 产品实现突破。目前公司的“高性能 SiC SBD MOSFET 电力电子器件产品研制与 应用验证项目已通过科技成果鉴定”，实现了高性能SiC SBD五个代表品质和SiC MOSFET 三个代表品种，部分产品已经得到应用。同时，今年发布的基于 SiC 的最新电驱产品，也 是 SiC 领域的发展，该产品基于 SiC 的解决方案可使系统效率更高、重量更轻，且结构更 紧凑。应用了碳化硅技术的 C-Power 220s 高压碳化硅电驱系统产品具有系统功率密度高、 系统损耗少、续航能力强的优势，其系统效率最高可达 94%，可适应当前新能源汽车高频 快充、长续航、高安全的需求，并广泛适配于高端轿车、SUV 等车型。未来公司将继续开 发 650V-4500V 等级的 SiC SBD、SiC MOSFET 芯片及耐高温的功率模块，并在轨道交通、 新能源汽车、新能源装备等领域进行大批量应用，同时进一步加大市场开拓力度，提升市 场份额和品牌影响力。五、盈利预测及投资分析 核心假设和盈利预测 轨道交通装备：该板块作为公司基础性业务，近年来由于受到疫情影响，收入呈现出下降 态势。十四五规划推动轨交市场持续增长，机车、动车市场有望触底反弹，城市轨道交通 存在较大增量空间。新建线路会带来新的机车需求，公司相关设备将受益；高铁即将迎来 5 级检修高峰，会大量替换高铁核心零部件，支撑配套设施需求增长。我们预计 2022-2024 年公司轨道交通装备业务营收增速分别为 5.00%、5.00%和 4.50%，毛利率分别为 35.00%、 36.00%和 36.50%。 新兴装备：IGBT 受益于新能源汽车等领域快速增长，近年来国产替代加速。公司提前布 局 IGBT，在轨交用高压 IGBT 领域取得突破，逐步向新能源汽车等领域拓展。此外，公 司 IGBT 新建产能释放，2022 年公司 24 万片晶圆产能有望实现量产，主要应用于车规级 芯片，已经确定东风和广汽等客户。我们预计 2022-2024 年该业务营收增速分别为 58.43%、 38.17%和 40.13%；毛利率分别为 28.00%、28.50%和 29.00%。 （本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。） 详见报告原文。 精选报告来源：【未来智库】。