（报告出品方/分析师：东海证券 方霁 蔡望颋）
01 国内功率半导体器件IGBT领军企业
1.1.公司概况
（1）宏微科技是国内极少数具备IGBT、FRED芯片及模组技术的领军企业之一。
宏微科技于2006年在江苏省常州市注册成立，公司致力于 IGBT、FRED 为主的功率半导体芯片、单管和模块的设计、研发、生产和销售，并为客户提供功率半导体器件的解决方案。
IGBT、FRED 单管和模块的核心是 IGBT 和 FRED 芯片，公司主营业务中的单管完全采用自研芯片，而模块产品60%以上采用自研芯片。
公司于2007年成功研发出了快恢复外延二极管（FRED）第一代芯片（M1d）F 系列，2010年成功推出1200V 平面栅 NPT 结构的 IGBT 芯片（公司第一代 IGBT 产品），2017年开始进入快速发展阶段，产品不断进行更新迭代，截止目前，公司IGBT及FRED芯片技术已更新到第七代。
（2）公司产品已涵盖 IGBT、FRED、MOSFET 芯片及单管产品80余种，IGBT、FRED、MOSFET、整流二极管及晶闸管等模块产品270余种。
公司的产品主要应用于工业控制（变频器、伺服电机、电焊机、UPS电源等），新能源发电（光伏逆变器、SVG、APF等）、电动汽车（电控系统和充电桩）等多元化应用领域，产品性能与工艺技术水平处于行业先进水平。从公司战略规划来看，未来将不断提升在新能源领域布局，尤其的光伏、新能源汽车的布局。
（3）公司的自研芯片比例不断提升。
我们根据公司公告，测算出来在公司近三年的芯片自研与采购金额中，自研芯片的比例不断提升。
公司信息，目前FRED单管的芯片基本上全部自研，而IGBT模块的芯片还有一部分外购，主要是客户需求，其次也是部分采购的模组零部件中有部分芯片是直接集成在零组件中。随着公司的自研芯片能力不断提升，未来自研芯片比例还有提升空间，公司的长期毛利率或将得到提升。
（4）公司凭借可靠的产品质量和优质的服务与众多知名企业客户保持了良好的商业合作关系，同时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。
其一，在工业控制领域，公司主要客户有台达集团、汇川技术、英威腾等多家变频器行业知名企业。
其二，在新能源发电领域，公司主要客户有A公司等知名企业，市场份额不断扩大。
其三，在电动汽车领域，公司产品主要用于电控系统和空调系统，主要客户有比亚迪、汇川、臻驱科技等多家知名企业。充电桩应用的主要客户有英飞源、英可瑞、优优绿能、特来电等知名企业。
（5）公司核心代工商华虹与华润华晶的合作在不断加深。
如下图所示是公司的主要供应商，公司规模不断增长，但核心供应商的采购金额占比还在不断上升，这也说明公司与供应商的合作不断加深，有助于公司长期产能的保证以及议价能力提升。
（6）宏微科技实控人长期从事功率半导体领域的研究，为国家级特聘专员、“国务院突出贡献专家特殊津贴”获得者。
创始人赵善麟博士持有17.79%的股份为公司实控人，同时担任公司董事长兼总经理。
赵善麟师从著名半导体专业高鼎三院士，曾获国家发明奖1项，发表学术论文30余篇，出版专著2部，曾任职北京电力电子中心常务副主任、香港科技大学研究员、美国 Advanced Power Technology, Inc 资深高级工程师、技术转移部总监，是半导体领域的高精尖人才及专家。
宏微科技的全资子公司江苏宏电节能通过采购公司生产的电源模组产品，向客户提供电力节能服务；同时公司也参控股无锡正海锦泰和常州创汇芯驱这两家股权投资合伙企业，间接控制了常州极束半导体。
1.2.业绩表现
（1）公司业绩持续攀升，营收和归母净利润保持高速增长。
在双碳政策与国产替代趋势推动下，2018至2022年，公司营收复合增长率达37.05%，归母净利润的复合增速为79.52%。
2022年营收为9.26亿元，同比增速达68.18%，归母净利润为7821万元，同比为14.35%；2023年上半年公司实现营收7.64亿元，同比增长129.70%；归母净利润为6252万元，同比增长93.90%。
公司业绩高速增长主要两方面原因，其一是受益于下游应用领域如新能源发电、电动汽车等行业持续景气，市场对国产IGBT、FRED功率半导体器件的需求快速增长，公司不断优化产品结构，其中光伏与新能源车领域业务订单大幅增长，公司从21年进入快速增长期。
其二是目前公司产品国产化率较低，在2021年全球缺芯的契机下，国产芯片成功大规模打入下游客户供应链，公司作为国内IGBT的头部企业之一，很快在下游客户开拓上打开市场。
（2）主营业务构成来看，模块业务占据收入来源的主要地位。
2022年公司营收中模块和单管占比分别为60.04%和36.00%，2023年上半年度公司模块业务收入4.43亿元，占营业收入的57.98%，单管业务收入2.88亿元，占营业收入的37.73%，从毛利率来看，2022年模块、单管、芯片毛利率分别为19.49%、21.95%、15.40%。
（3）公司毛利率呈平稳态势，未来随着公司规模增长，产品溢价空间更高，同时代工成本有望降低，毛利率有进一步提升空间。
公司目前的产品价格相对国际大厂来说具备较高的性价比，未来随着客户订单规模的扩张，公司品牌效应增强，产品溢价空间或将更大；同时，公司的代工价格随着规模增长，有望在供应商获得更高议价能力，公司毛利率长期或有一定上升空间。同时，公司近些年快速发展，自研芯片的比例不断提升，这也增加了公司的毛利率水平。
02 IGBT行业高增长与国产化双红利
2.1.IGBT是电子电力行业的“CPU”
（1）功率半导体的两大功能是开关与电能转换，主要可以依据工作频率与功率大小将功率半导体分为不同类型，IGBT属于功率半导体的一种。
生活中所有的电子产品都是通过电流、电压、频率等与电相关的核心指标来实现各种功能，如何自动化管理这些繁杂多变的电信号，功率半导体就应运而生。
功率IC一般是指用在小电流、低电压的芯片，而功率器件是一种支持高电压和大电流的半导体元件。
功率器件通过调节改变电子元器件的功率来实现电源开关和电能转换的功能，主要体现在变频、整流、变压、开关等方面。
其应用范围广泛，包括工控、风电、光伏、电动汽车与充电桩、轨交、消费电子等领域。IGBT属于其中偏向高电压、中低频率应用场景的一类产品。
（2）功率半导体根据集成度可以分为分立器件中的功率器件和集成电路IC中的功率IC两个大类。
半导体产品的分类是一个十分复杂困难的过程，国际上多种分类方法都不可能完美区分出来各种产品种类与规模，目前较多采用WSTS（世界半导体贸易协会）的分类方法。
在下图的半导体产品中，功率半导体是包含了功率器件与功率IC两大类，功率IC相对来说集成芯片的小功率、小电压产品，功率IC集成度较高，是指将高压功率器件与其控制电路、外围接口电路及保护电路等集成在同一芯片的集成电路，主要应用于手机等小电压产品。
功率器件包括二极管、晶体管和晶闸管三大类，其中晶体管市场规模最大，晶体管又细分为IGBT、MOSFET、双极型晶体管等。功率器件是指体积较大，用来处理较大功率、大电压的产品，IGBT属于功率器件的一类产品。
（3）功率器件主要包括二极管、MOSFET、IGBT等产品，功率IC主要就是集成电路，他们在各自的应用特征上有所区别。如下图所示，将功率半导体再细分后有以下几个分类，每一类产品的特征有所不同，其中在电压大小、驱动方式上差异最为显著，应用在不同产品上也差异较大。
（4）IGBT是功率半导体中的核心器件，兼具MOSFET 及 BJT 两类器件优势，驱动功率小而饱和压降低。IGBT全称为绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管（BJT）和绝缘栅型场效应管（MOS）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。
金氧半场效晶体管（MOSFET）输入阻抗高、驱动功率小、开关速度快；而双极型三极管（BJT）饱和压降低、电流密度高、导通压降低，因此IGBT兼有以上两种器件的优点，性能优势显著。
（5）IGBT通常应用形式是模块或者单管，内部的核心组件就是IGBT芯片。
如下图所示的IGBT模块型号为：FF1400R17IP4，模块的长宽高为：25cmx8.9cmx3.8cm，模块内部包含两个IGBT模组，也就是我们常说的半桥模块。
IGBT模块内部主要包含3个部件，散热基板、DBC（Direct Bonding Copper-直接覆铜陶瓷板）基板和硅芯片(包含IGBT芯片和Diode芯片)，其余的主要是焊料层和互连导线，用途是将IGBT芯片、Diode芯片、功率端子、控制端子以及DBC连接起来。
DBC的主要功能需要保证硅芯片和散热基板之间的电气绝缘能力以及良好的导热能力，同时还要满足一定的电流传输能力。DBC基板类似2层PCB电路板， DBC常用的陶瓷绝缘材料为氧化铝(Al2O3)和氮化铝(AlN)。
如下右图所所示，半桥结构 IGBT模块内部有6个DBC，每个DBC上有4个IGBT芯片和2个Diode（二极管）芯片。无论是内部的芯片还是最终形成的模组，IGBT的每一个环节技术壁垒均较高。
（6）IGBT产品的技术路径在于不断降低导通损耗、降低开关损耗、提升安全工作区这样三个相互矛盾的方面来进行。
IGBT产品作为一个商业化的产品，长期目标是不断提升性能，同时不断降低成本。能够评价IGBT性能的指标有很多个，比较关键指标有三个，其一是降低开关损耗，是指在满足高频率的开关功能条件下，提升转换能量效率；其二是导通损耗，是指电路导通后降低热损耗，提升电能转换效率；其三是提升安全工作区，是指尽可能保证器件在更大的温度、电压、电流范围内稳定工作。
除了以上三个核心维度之外，提升电流密度、提高阻断电压、提高结温、减少耗材等性能指标也很重要。
通常来说，各个产品性能指标之间是相互矛盾的，同时提升所有性能指标是理想的目的，长期来看是可以实现这一过程的，但短期设计过程往往需要根据下游应用侧重考虑某些重要指标。IGBT经过30余年的不断发展，整体性能不断提升，核心指标来看，功率密度已经提高了3倍，能耗不断降低只有刚开始的1/3，IGBT的新技术依然在不断迭代中。
（7）IGBT芯片随着每一代产品的升级，各项性能指标均有提升，考虑成本后，当前性价比较高、应用广泛的是第四代产品。
如下图所示，全球IGBT龙头企业英飞凌历史以来诞生了七代不同的产品，每一代产品在结构上有较大的差异，在关键性能指标上也都有较大的提升，相对来说越是先进的产品，性能效果越高，能够将产品研发到第几代技术，某种程度上也说明了企业在绝对技术上的研发实力。如果考虑到成本等因素，IGBT目前性价比较高的产品属于第四代产品。
2.2.新能源助力IGBT规模高速增长
2.2.1.新能源车高增长带动国内IGBT复合增速在50%以上
（1）2020年全球IGBT总规模约54亿美元，预计到2026年达到84亿美元，CAGR约为7.5%，新能源汽车成高增长下游应用，6年CAGR约为22.26%。
如下图Yole数据显示，2026年全球IGBT市场规模将达到84亿美元，2020-2026年CAGR达到7.50%，下游应用领域中规模占比最大的前三大领域为工业控制、家电以及新能源汽车，其中工业控制规模将达到23亿美元，占比为27.38%，仍占据其最大应用领域；新能源汽车领域的规模增长速度最快，将达到17亿美元的规模，占比从9%提高至20%，6年复合增速为22.26%。
（2）IGBT是电动汽车和直流充电桩等设备的核心器件，直接影响电动汽车的动力释放速度，车辆加速能力和高速度，相对来说汽车芯片认证周期高达3-5年。
IGBT主要作用于电动车汽车电动控制系统、车载空调控制系统、充电桩。对于电动控制系统，作用于大功率直流/交流(DC/AC)逆变后汽车电机的驱动；对于车载空调控制系统，作用于小功率直流/交流(DC/AC)的逆变；对于充电桩，在智能充电桩中被作为开关元件使用。
IGBT模块占电动汽车成本将近10%，占充电桩成本约20%。汽车IGBT的技术认证标准极高，IGBT要进入到汽车供应商行列，需要满足新汽车级标准LV324/AQG324的要求，同时还要满足中国IGBT联盟和中关村宽禁带联盟等团体标准。认证指标中主要体现在温度冲击、功率循环、温度循环、结温等与全生命周期可靠性。
最后，汽车IGBT还要通过终端汽车客户的认证，一般来说，认证周期在3-5年。
（3）我国新能源车快速发展，带动国内IGBT需求复合增速在50%以上。
根据集微咨询数据，新能源汽车作为国内IGBT最大的应用领域，其市场规模2024年将跨越200亿元大关，2025年有望达到226亿元，2020-2025年CAGR为55.63%，其市场规模增长幅度最大。
2.2.2.新能源发电＋储能前景广阔驱动IGBT增长
（1）IGBT是光伏逆变器的“心脏”，在光伏领域中市场需求提速较快。
IGBT等功率器件作为光伏逆变器、风电变流器及储能变流器的核心半导体部件，对电能起到整流、逆变等作用，以实现新能源发电的交流并网、储能电池的充放电等功能。
其中光伏逆变器是最主要的应用场景，光伏IGBT对于可靠性的要求非常高，新能源发电输出的电能需要通过光伏逆变器将整流后的直流电逆变为符合电网要求的交流电后输入电网，这种线路需要将IGBT模块性能的可用性实现最大化以保持电网的稳定性。
（2）风光储IGBT国内市场规模将从2020年的16.6亿元逐步增长至2025年的45亿元，复合增速达22.07%。
光伏逆变器原材料主要由机构件、电感、半导体器件等构成，半导体器件和集成电路材料主要为IGBT元器件、IC半导体，其中以IGBT为主的半导体器件占逆变器成本约11.8％左右。
在碳中和背景下，光伏和风力等新能源的应用已成为指向标，中国光伏发电装机容量趋势保持逐年上升态势，根据中商产业研究院数据，2022年1-10月份光伏装机容量达到36444万千瓦，随着光伏装机量的持续增长，对IGBT的需求也迅速攀升。
逆变器中IGBT等电子元器件使用年限一般为10年-15年，而光伏组件的运营周期是25年，所以逆变器在光伏组件的生命周期内至少需要更换一次，这也进一步扩大了IGBT在光伏系统中的使用量。根据集微咨询预测，风光储IGBT国内市场规模将从2020年的16.6亿元逐步增长至2025年的45亿元，复合增速达22.07%。
2.2.3.工业控制领域维稳支撑IGBT行业需求
（1）IGBT在工业控制领域的应用范围较大，主要是在变频器、UPS电源以及逆变焊机等设备的使用。
变频器依靠内部IGBT 的开关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，变频器产业的快速发展势必导致IGBT 需求提升。
逆变焊机的工作原理主要是通过将低频交流电经过整流滤波变成直流，再通过IGBT将直流逆变成千赫兹到万赫兹的中频交流电，同时经变压器降至适合于焊接的几十伏电压，再次整流并经过滤波输出平稳的直流电，进行焊接工作。
UPS即不间断电源(Uninterruptible Power Supply)，是一种含有储能装置的不间断电源，主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源。在UPS电源内部有整流器与逆变器，进行电能转换过程需要用到IGBT。
（2）2022年工业控制用IGBT规模高达，中长期或将保持小幅增长。
根据集微咨询预测，工业控制用IGBT市场规模逐年稳定低速增长，2025年有望达到99亿元的市场规模，是下游市场最稳健的应用领域。工业控制属于相对成熟的市场，变频器、逆变焊机、UPS电源都是高度成熟的产品，如果没有像新能源革命一样的巨大创新，我国工业控制行业保持稳健增长，从而对IGBT模块的需求量也保持相对稳健。
2.2.4.家电智能化催生IGBT模块增长
（1）白色家电中实现电能转换均需要功率半导体，其中变频家电中智能模块（IPM）主要会用到IGBT。
智能功率模块(IPM)是Intelligent Power Module的缩写，是一种先进的功率开关器件，具有GTR(大功率晶体管)高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点，以及MOSFET(场效应晶体管)高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。
白色家电中变频功能实现均需要IPM模块，如下图所示是某IPM模块的结构示意图，红色框部分表示用到多个IGBT芯片或者单管。
（2）全球家电类IGBT模块价值量2020年预计为13亿美元，到2026年预计为20亿美元。
根据yole数据，全球的家电应用类IGBT规模保持较稳健增长，家电类的IGBT模块相对中低端，价值量相对较低，根据市场信息，家电类的IPM模块均价预计在25元左右。我国家电生产量占据全球较高比例，空调、冰箱、洗衣机分别占据全球比例为80%、60%、44%左右，我国家电用IGBT占据全球一半以上。
2.3.IGBT长期海外龙头寡头垄断
（1）IG
