一、功率半導體應用廣泛，國產替代空間廣闊
（一）功率半導體是電能處理的核心器件
1. 功率半導體分類及技術原理
功率半導體為半導體重要組成，是進行電能（功率）處理的核心器件，用於改變電子裝置中電壓和頻率、直流 交流轉換等。根據產品形態，功率半導體可分為器件、IC 兩大類。
從最終下遊領域看，根據電子工程世界數據，全球範圍內功率半導體下遊領域中，汽車需求佔比 35%、工業為 27%、消費電子為 13%，三者合計 75%；中國市場則按份額順序依次為汽車（27%）、消費電子（23%）、工業電源（19%）、 電力（15%）、通信及其他（16%）。
2. 常見功率半導體產品
常見功率器件有二極體、晶閘管、MOSFET、IGBT 等，這類器件性能不同，使用場景上各有側重。
二極體：主要有 SBD（肖特基二極體）、FRD（快恢復二極體）等，電壓覆蓋範圍從 1V 到數千伏不等。其中 SBD 利用金屬與半導體結合製作而成，常見產品分平面型、溝槽型，適用於小功率場景；FRD 則具有開關特性好、反向 恢復時間短的特點，電壓覆蓋數百到數千伏不等，適用於較大功率場景。
晶閘管：最基礎的為 SCR（可控矽），為半控器件。其次常見的有 GTO（門極可關斷晶閘管），實現全控特性。 90 年代出現的 IGCT（集成門極換流晶閘管），在 GTO 基礎上採用集成柵極結構，兼具晶閘管通態特性和電晶體開 關特性。晶閘管主要用於高壓領域，如工控、UPS（不間斷電源）、變頻器等。
MOSFET：場效應電晶體，常見類型有平面柵 MOS、溝槽柵 MOS、超結 MOS、屏蔽柵 MOS 等，電壓範圍覆 蓋 -100V-1500V。MOSFET 具有高頻、驅動簡單、抗擊穿性好等特點，可廣泛使用在模擬與數字電路中，應用範圍廣泛，涵蓋電源管理、計算機及外設設備、通信、消費電子、汽車電子、工業控制等多個領域。根據 IHS 數據， MOSFET2018 年市場規模佔全球功率分立器件的市場份額超過 40%，同年國內 MOSFET 市場空間達28 億美元。
IGBT：絕緣柵雙極型電晶體，結構上為 MOSFET 與 BJT 組合而成，具有較強的正向電流傳導密度和低通態壓 降，可實現逆變、變頻功能。在中低壓領域，IGBT 廣泛應用於新能源車和消費電子。1700V 以上的高壓領域，廣泛 應用於軌道交通、清潔發電和智能電網等重要領域，被稱為電子行業的「CPU」。據 IHS Markit 的統計，2018 年中 國 IGBT 市場空間為 19 億美元，為我國 16 個重大技術突破專項中的重點扶持項目。
3. 寬禁帶材料帶來功率半導體發展新機遇
SiC、GaN 等第三代半導體，有望帶來功率半導體發展新機遇。相比於傳統半導體材料， SiC 的高耐壓、大功 率特性，使其可用於製造 MOSFET、IGBT、SBD 等器件，用於新能源車、智能電網等行業。GaN 具有高臨界磁場、 高電子飽和速度與極高的電子遷移率的特點，是超高頻器件的極佳選擇，適用於 5G 通信、微波射頻等領域的應用。 未來隨著 SiC 等材料成本下降、製造技術進步，其應用市場有望迎爆發式增長。
（二）功率半導體市場空間廣，國產化潛力大
1. 全球功率半導體市場有望超 500 億美元
功率半導體作為電氣社會基礎性零組件，應用十分廣泛。功率半導體作為電路中進行電能處理的核心器件，幾 乎在所有電氣、電力及電子設備中均有應用。近年來，新能源汽車、消費電子、工業自動化、家電變頻、5G 通信等 領域的發展，帶動了功率半導體產品的升級。
全球功率半導體市場有望超 500 億美元，中國為最大消費國。據 IHS Markit，2019 年全球功率器件市場規模約 為 404 億美元，而 Omida 預計至 2024 年市場規模將增長至 524 億美元，年化增速為 5.3%。分地區看，中國是世界 最大功率半導體消費國，2018 年市場需求規模達到 138 億美元，增速為 9.5%，佔全球需求比例高達 35%。預計未 來中國功率半導體將繼續保持較高速度增長，2021 年市場規模有望達到 159 億美元，年化增速達 4.8%。
MOSFET 和 IGBT 未來增長強勁，各自市場空間均有望超 60 億美元，為功率半導體市場主要驅動力之一。據 IC Insights，得益於新能源車、光伏新能源等領域的爆發式需求，各類功率半導體產品中，未來增長最強勁的產品將 是 MOSFET 與 IGBT。據《功率 MOSFET 市場及技術趨勢-2017 版》，MOSFET 全球市場空間 2019 年達 85 億美元， 至 2022 年將接近 75 億美元；另據博思數據，IGBT2020 年市場空間有望達 60 億美元，至 2022 年有望達到 67 億美 元。
2. 海外廠商壟斷度高，國產替代空間廣闊
全球來看，Top10 功率半導體廠商均為海外企業，其中英飛凌、安森美、意法居前三強。據 Yole 統計，2019 年按功率器件&模組銷售額計，英飛凌以近 35 億美元的營收居於第一，其次為安森美（近 20 億美元）和意法（近 12 億美元）。按地區劃分，全球 Top15 功率半導體廠商，歐系佔 4 席，美國佔 5 席，日本佔 5 席，中國佔 1 席（2019 年聞泰集團收購荷蘭安世半導體）。
中國半導體分立器件進口佔需求比較高，國產替代空間廣闊。據中國半導體協會數據，2015 年中國半導體分立 器件需求規模近 1970 億元，其中進口規模近 1832 億元，佔比高達 93%。此後，隨著國產替代的推進，進口佔需求 比例穩步下降，2016-2018 年佔比分別降至 83%、77%、70%，但仍有較大的國產替代空間。根據 2017 年半導體發 展戰略研討會披露，2025 年第三代半導體器件將在移動通信、高效電能管理中國產化率佔 50%，保守假設屆時中國半導體分立器件需求規模在 3000 億元以上，國產化率達 50%，則國產替代空間在 1500 億元。
分器件看，主要功率器件國產化率較低。功率器件在內的半導體產業發展於歐美，興起於日韓和中國臺灣，這 些地區已建立先進的半導體工業體系。中國大陸功率半導體整體起步較晚，經過多年政策扶持和國產廠商努力，在 二極體等中低端器件已大部分實現國產化。在 MOSFET、IGBT 及其他中高端產品上，國產化程度較低。據 Yole， 2017 年主要功率器件國產化率均未超過 50%。如 BJT 國產化率在 49%，晶閘管在 36%，IGBT 單管在 43%。
（三）汽車、5G 等領域爆發，驅動行業長期成長
從下遊領域看，汽車電子、5G 通信、家電及工業為功率器件主要應用市場。據 Yole，2017 年全球 IGBT、MOSFET 及模組市場合計近 104 億美元，其中汽車電子相關的新能源車市場需求為 23 億美元，工業市場為 20 億美元，消費 電子與計算&存儲分別為 14 億美元、13.5 億美元。至 2023 年，IGBT 與 MOSFET 整體市場規模有望增長至 132 億 美元，其中汽車市場成長至 37 億美元，工業為 25 億美元、消費電子和計算&存儲為 15 億美元，家電市場則從 7 億 美元成長至 8 億美元。
1. 新能源車：單車功率器件價值量增超 10 倍
新能源車採用電力動力系統，進行電能處理的功率半導體器件成為關鍵器件。新能源車從電池充電到汽車行駛， 過程中涉及：
1）民用 220V 電壓到電池輸入電壓 12-36V 之間的轉換，需用到變壓器（AC-AC）；
2）充電樁交流電到動力電池直流充電的轉換，故車載充電器中需用到整流器（AC-DC）；
3）電力傳動的升壓變化，以及充電電池向電池儲能的穩壓變換，需要用到變換器（DC-DC）；
4）充電電池 12V 直流電轉換為驅動電機數百伏的交流電，需用到逆變器（DC-AC）。
新能源車電能變換需求發生根本性增長，帶來功率器件單車價值量的大幅抬升。據英飛凌統計，傳統燃油車單 車功率半導體價值量為 17 美元，而新能源車中，輕混車升至 90 美元，插電混動和純電動車更分別高至 305 美元、 360 美元。
MOSFET 應用於新能源車中偏中低壓的場景，主要使用於車身充電器中的整流器（AC-DC）和變換器（DC-DC）， 以及電動助力轉向系統（EPS）。EPS 中的無刷電機驅動電路，其作用是對 MOSFET 實施通斷的 PWM（脈寬調製） 控制。
IGBT 則主要用於高壓場景，在新能源車電源系統中的整流器（AC-DC）、變換器（DC-DC）和交流電機逆變器 中均有使用。IGBT 是逆變器的核心，負責將動力電池 12V 直流電轉換成驅動電機所需的數百伏交流電。以特斯拉 三相交流異步電機為例，該電機每相用到 28 個 IGBT，累計 84 個，加上其他電機 12 個 IGBT，總共用到 96 個 IGBT。
新能源車銷量滲透率持續提升，中國市場有望迎來高速增長。據 BloombergNEF，包括混動、電動在內的新能 源車 2019 年銷量大約在 260 萬輛，佔當年全球汽車銷量的 2.8%，至 2021 年新能源車銷量有望突破 390 萬輛，全球 汽車銷量佔比有望達 4.1%。據中國工商聯汽車商會預測，2020 年中國新能源汽車銷量近 200 萬輛，根據工信部相關 規劃，2025 年中國新能源汽車銷量目標為 700 萬輛，2020-2025 年 CAGR 超 30%。
新能源車市場增長，新能源汽車相關 MOSFET&IGBT 市場空間有望超 300 億元。據中國產業信息網數據，2016 年全球車用 MOSFET 市場空間大致在 86 億元，至 2022 年有望達 116 億元，CAGR 達 5.11%。另據集邦諮詢，新能 源汽車中 IGBT 約佔其成本的 10%，到 2025 年中國新能源汽車所用 IGBT 市場規模將達到 210 億人民幣。此外， 充電樁為 IGBT 的重要使用領域，IGBT 模塊佔充電樁成本的 20%左右，預計到 2025 年充電樁用 IGBT 市場空間將 達 100 億元，與汽車合計達 310 億元。
2. 5G 通信：基站升級、數據中心降耗拉升功率器件用量
5G 相較於 4G 速度大幅提升，其背後是功率、功耗較大幅度的增長。在基站端，5G 採用大規模天線陣列，提 出了對功率器件性能更高的要求，同時基站電源供應功率加大，增加了對高壓功率器件的用量；在接收側，5G 毫 米波等應用，接收端功率密度對應增大，增加對功率器件升級化的需求；到下遊數據中心，則面臨降能耗需求，倒 逼 UPS 用逆變器升級，IGBT 為其中必需器件；此外還有霧計算等全新市場，帶來功率器件純增量需求。
（1）基站
5G 基站採用 Massive MIMO（大規模天線陣列）技術，直接導致 AAU 輸出功率的增加，同時處理數據量的大 幅增加，提升了中傳、回傳側 DU 和 CU 的功率需求，帶來 5G 基站功耗的增加。據運營商數據，5G 基站電力功耗 相較 4G 增加在 2 倍左右。由此帶來的降耗需求，增加了對 MOSFET 和 IGBT 等低損耗、高熱穩定性器件的需求。 據英飛凌統計，Massive MIMO 天線陣列所用功率器件價值量約 100 美元，是傳統天線的 4 倍。
5G 頻率增加、覆蓋能力下降，5G 基站數量較 4G 有望大幅增加。4G 頻段在 2.3GHz，主流 5G 頻段在 3-5GHz 區間，頻段越高波長越短，即覆蓋半徑越小。故要達到 4G 同等覆蓋面積，需要更多的 5G 基站數量。據聯通網絡技 術研究院專家估計，5G 基站可能達 4G 的 1.5-2 倍，我們保守估計 4G 基站數量在 4G 的 1.5 倍。根據我們對 2019 年 運營商基站數量的匯總，該年我國 4G 基站數量 514 萬個，則未來 5G 基站數量有望達 771 萬個。
（2）數據中心
數據中心電力成本佔比高，降耗成重要需求。據濟南雲數據中心的數據，電力成本佔數據中心運行成本的 70%。 濟南數據中心作為華東地區最大的綜合型五星級數據中心，其能耗水平具有代表性，降低數據中心電力消耗成為各 地的共同需求。
UPS 降耗是數據中心降耗的關鍵一環，選用性能更優功率器件有助於降低 UPS 能耗。UPS 系統的損耗是數據 中心能耗的主要組成部分，大約佔到數據中心能耗的 6%-10%。據華為數字能源，UPS 滿載時的損耗則來自於明顯 增大的 IGBT&二極體損耗（由空載時的 6.6%提升至 45.7%），選用性能更優的 IGBT 器件可以降低 UPS 能耗。
5G、萬物互聯時代到來，數據流量爆發，驅動數據中心擴容。5G、AI、雲計算的高速發展，帶來下遊數據流量 的爆發，與之對應的是超大規模數據中心數量的增加：2018 年全球超大規模數據中心數量為 480 個，到 2020 年有 望達到 600 個，相應產值從 320 億美元升至 490 億美元，CAGR 為 23.7%。
數據中心擴容及降耗需求，有望造就超百億的 UPS 用逆變器市場，IGBT&二極體市場相應水漲船高。數據中 心擴容與降耗需求驅動下，UPS 向高功率、低損耗邁進，一方面增加對 UPS 用功率器件的總體需求，一方面驅動功 率器件向更優性能升級，數據中心用功率器件市場有望隨著快速成長。據 Yole，2017 年以數據中心為代表的計算& 存儲功率器件市場空間為 13.5 億美元，至 2023 年有望成長至 15.1 億美元。
3. 消費電子：快充和家電變頻滲透空間大
手機快充興起，GaN-MOSFET 器件需求大幅增加。在手機電池技術存在限制的情況下，快充成為解決手機續 航的重要方向。近年來，手機充電功率從 18W 一路升至 50W 以上，最新國產手機廠商的超級快充功率突破 100W。 快充的實現思路可分為高壓低電流和低壓高電流兩種，兩種方案下均對同步整流 MOS 管提出更高要求。GaN 禁帶更寬，更適用於更高頻率、更高功率的環境，GaN 開關成為快充的主流方案，其中的核心部件 GaN MOSFET 用量 隨快充市場爆發有望實現快速增長。
變頻家電是指電源頻率可以根據電器工作情況，自動進行調整，以達到節能、提高工作效率的目的。當前變頻 家電主要有空調、冰箱、洗衣機等耗電較大的家電。如變頻冰箱相較於普通冰箱，可以實現更快製冷、更優節能及 更低噪音；變頻空調則具有節能、高效、恆溫、低噪聲等優點。
家電實現變頻的關鍵部件為 IPM（智能功率模塊），該模塊為 IGBT、FRD、MOSFET 等器件的集合。IPM 將 IGBT、FRD、MOSFET 等器件高密度貼裝，可高能效地驅動電機。以空調為例，IPM 模塊高速開關電源，提供更精 密的控制，實現空調高能效地工作。
從傳統家電替換到變頻家電，功率半導體價值量有 10 倍以上的提升。英飛凌數據顯示，非變頻家電到變頻家電 半導體價值量從 0.79 美元增長至 10.67 美元，絕大部分的增量屬於功率器件。
變頻家電滲透率仍有較大提升空間，滲透率提升帶動功率器件市場高速增長。據產業在線，2018 年三大白電中 變頻滲透率從高到底分別為空調（41.9%）、洗衣機（33.4%）、冰箱（22.2%），均有較大提升空間。從 IPM 需求量看， 空調對 IPM 需求量最高，2018 年達 1.3 億塊，冰箱達 2000 多萬塊，洗衣機為 1600 多萬塊。至 2022 年，變頻家電 整體滲透率有望達 65%，對應的功率半導體市場規模，有望從 2017 年的 31.4 億美元升至 2022 年的 68.6 億美元， CAGR 近 17%
二、周期視角：復盤 17-18 年漲價，映證當前周期啟動
（一）2017-2018 漲價潮：手機創新周期與新能源車滲透率提升共振下的供給不足
1. 2017-2018 功率半導體全產業鏈漲價
2017H1，8 寸矽片遊材料現漲價潮。據集微網報導，2017-2018 年漲價潮始於 2017 年 H1 出現的 12 寸晶圓供不 應求、逐季漲價。到 2017H2，8 寸晶圓跟漲，累計漲幅近 10%。作為全球最大的晶圓供應商，矽片材料漲價直接反 應在營收和利潤的變化上。2017Q1，信越營收同比增 3.7%，扭轉 2016Q4 同比降 6.3%的跌勢，此外同期利潤大增 25%，較 2016Q4 的 12%增速提升 13pct。
2017H2 漲價傳導至晶圓代工環節。上遊晶圓漲價，疊加當時下遊需求回暖，8 寸晶圓代工廠在產能吃緊情況下， 2017Q3 國內晶圓代工廠開始尋求漲價。漲價背景下，主要晶圓代工廠毛利率和產能利用率開始走升。以華虹半導體 為例，2017Q3 毛利率為 32.8%環比升 1.3pct，產能利用率由 Q2 的 99.4%升至 99.8%。
2017-2018 年 8 寸晶圓廠擴產不足，難以緩解產能緊張局面。以 8 寸晶圓主要代工廠之二的華虹半導體和世界先 進為例，兩家公司在 2016 年產量的增速分別為 20.6%、14.6%，而至 2017-2018 年產量增速紛紛下降，其中華虹為 7.6%、7.1%，世界先進為 5.0%、11.5%，而 2016-2018 年汽車對 8 寸晶圓需求 CAGR 為 32%，消費電子為 20%，遠 高於晶圓產能擴張的速度。
上遊吃緊、下遊需求旺盛，功率器件交期大幅延長。在上遊吃緊、下遊需求旺盛的格局下，MOSFET 器件廠商 交期大幅延長。通常，MOSFET 產品交易一般在 8 周，然而由於下遊強勁需求，自 2017 年 9 月開始交易延長至 20 周以上。
終端廠商為鞏固貨源，追價搶貨意願增強，MOSFET 價格高漲。上遊交期延長，終端廠商為保證貨源，加價進 貨意願增強，交期壓力轉變為 MOSFET 漲價動力。2017H2，國產廠商如富滿電子、華冠半導體等對電源 IC、LED 驅動 IC、MOSFET 等產品進行調價，同期樂山無線、芯電元、新潔能等廠商跟進，均上調出貨價格。
上下遊高景氣，造就 2017-2018 年功率半導體市場高景氣。2016年全球功率半導體市場增速為 1.8%，至 2017-2018 年增速分別為 10.6%、5.9%，景氣度較 2016 年提升明顯。中國市場 2016-2018 年增速分別為 1.8%、12.5%、9.5%， 呈現與全球市場相同的景氣上行節奏。
2. 供給：8 寸產能受限
8 寸與 12 寸晶圓應用上各有側重，功率半導體主要使用 8 寸晶圓生產。在摩爾定律驅動下，晶圓尺寸遵循 6 寸 →8 寸→12 寸的尺寸路徑。單片晶圓尺寸越大，可切割出的晶片越多，可同時達到降低成本、提高良率的效果。然 而，在實踐中，8 寸晶圓廠在特種晶圓工藝上更為成熟，大部分折舊年限較長、固定成本較低，以及其他生產相關 的綜合成本較低，8 寸晶圓與 12 寸晶圓有各自的成本優勢領域。通常來說，8 寸晶圓主要用於功率半導體為代表的 特色工藝，主要產品包含各類電源 IC、圖像傳感器（CIS）、MCU 等器件，下遊領域涉及消費電子、通信、工業汽 車等領域。而 12 寸晶圓主要用於存儲、計算等高性能晶片的製造，多用於 PC、手機等計算型設備。
6 寸晶圓產能逐步退出，功率半導體代工需求向 8 寸集中。根據 IC Insights 統計，在 2009 至 2017 年的過去 9 年當中，全球共有 92 座晶圓廠關閉或改變用途。以晶圓尺寸來看，6 寸晶圓廠為被關閉的主力，數量佔比高達 41%。
（1）原材料受限
全球矽片行業壟斷程度較高，日系廠商居於主導地位。矽片行業由於資本開支巨大，規模優勢在競爭中尤為重 要。過往 20 年，行業從美國向東亞遷移，與此同時東亞廠商通過併購提升行業地位，最終形成日本、韓國及中國臺 灣地區三足鼎立的局面。據 IC insights 的統計數據,2018 年五大矽片供貨商的全球市佔率達到了 92%,其中日本信越化 學佔 28%，日本三菱住友市佔率 26%，兩家合計佔據全球 50%以上的份額。
2017 年 8 寸晶圓漲價，但日系龍頭擴產意願不足。據與非網統計，2017 年 8 寸晶圓在 Q1 開始供給緊張隨後啟動漲價，全年漲價幅度為 3%，2018Q1 由於持續缺貨，價格漲幅升至 10%。然而，8 寸漲價潮下日系龍頭漲價意願 不足：全球超三分之一的 8 寸晶圓產自日本，而從 2016 年開始日本 8 寸晶圓庫存水平一路下降，存貨比率從最高點 的 90%降至 2017 年底的 44%。
日系龍頭擴產意願不強，主要系兩方面原因：
1）8 寸晶圓過往 10 年價格持續下行，長期拖累廠商盈利。2007 年以來 8 寸晶圓價格大幅下行，大部分廠商處 於虧損狀態。2007 年 8 寸晶圓價格接近 1.4 美元/平方英寸，至 2017 年漲價啟動時，價格已跌近 43%。長期價格下 行勢必影響晶圓廠商的盈利狀況。在 8 寸晶圓漲價幅度有限的情況下，擴張 8 寸晶圓產能對盈利改善不顯著，根據 SEMI 對 2008-2018 年全球各尺寸晶圓出貨面積的統計，2008 年 8 寸（200mm）晶圓佔全球出貨比例超 35%，此後 連年走低，至 2018 年時佔比不超過 25%。
2）8 寸晶圓擴產周期較長，難以緩解短期緊缺。以海辰半導體 2018 年 8 寸晶圓廠建設為例，該工程開工時間 為 2018 年 5 月 21 日，清潔室規定完工時間是 2019 年 7 月 30 日，後續進行設備安裝調試、辦公設施遷入等耗時近 3 個月，工程竣工日期為 2019 年 10 月 20 日，整個周期在 1 年 5 個月——這尚屬各方支持下的「中國速度」，海外 廠商若在中國外擴產 8 寸晶圓產能，建設周期或至少在 1 年以上。功率半導體下遊市場需求變化快，廠商在難以預 測 1 年後市場行情的情況下，冒險擴產 8 寸晶圓的意願不強。
（2）8 寸設備受限
除上遊原料受限，8 寸晶圓代工設備的供給上也存在多方面限制。
8 寸新設備幾近停產，廠商轉而尋求二手設備。8 寸晶圓產線密集建設於 20 世紀 90 年代以及 2000 年後，至 2017 年時，12 寸晶圓已成為全球需求的主流，佔據市場需求大於 75%的份額。相應地，大部分設備商已經聚焦於 12 寸 設備的生產，8 寸設備幾乎停產或僅限於部分零部件的更新生產。根據 VLSI research 公布的數據，截至 2018 年設備 商在 12 寸平臺上投入 116 億美元，是 8 寸平臺的 9 倍——在資金有限的情況下，設備商在 8 寸設備上擴產存在資金 限制。8 寸新設備停產，晶圓代工廠商轉而尋求二手設備。
然而，二手設備由於以下幾方面原因，較難獲得：
二手設備庫存量小。根據二手設備主要供應商 Surplus Global 的數據，2017 年二手 8 寸晶圓廠設備的需求比現 有庫存高 3～5 倍，且 2018 年仍處於短缺狀態。2018 年 8 寸晶圓線機臺設備總需求量在 2000 臺，而當年市場可供 給數量僅 500 臺。
二手設備難以一次性組裝成完整產線。二手 8 寸設備存在零部件缺失或老化等問題，在二手市場上又難以一次 性採購完整產線，對短時間內形成產能造成阻礙。 二手設備漲價，或讓代工廠重新思考其性價比。
二手 8 寸設備供不應求的狀態，使得其價格短時間快速上漲。高昂的採購成本，或讓晶圓代工廠轉而繼續挖掘現有產線的潛力，通過維護、更新、改造的方式提高生產效率。
3. 需求：消費電子、汽車和工業需求增長較快
需求側，消費電子、汽車和工業是拉動 8 寸晶圓需求的三駕馬車。8 寸晶圓主要用於電源管理 IC、功率器件、 MCU 等產品的製造。從最終下遊領域看，2016 年以來智慧型手機創新升級、汽車電子化和工業自動化，貢獻了 8 寸 晶圓最大的需求。
智慧型手機：8 寸晶圓主要應用於手機中的指紋識別晶片和圖像傳感器晶片（CIS）。2017 年屏下指紋開始在高端 手機中普及，並向中低端機型快速滲透。2017-2018 年全球指紋識別晶片需求量將分別達 10 億、12 億片，同比增 33%、 20%。CIS 方面，雙攝開始加速普及，帶來 CIS 晶片需求的高增長。
汽車：汽車電子化使得越來越多的電子器件被用於汽車的電子功能系統，如自動駕駛輔助（ADAS）、車載娛樂， 以及新能源車的電源管理系統中，功率半導體、控制晶片和電源管理晶片被大量使用，增加了對上遊 8 寸晶圓的需 求。同時，純電動車滲透率提升也大大增加了對汽車電子化水平——汽車電子成本佔比高達 65%，遠高於緊湊型燃 油車的 15%。2017-2018 年新能源車銷量增速處於歷史高位，分別為 53%、62%。
工業：工業領域的應用主要來自工業控制中對功率半導體的需求。工控領域的交直流電轉換、調壓變頻等場景 均需要用到功率半導體，以實現精密操控。隨著工業自動化深入演進，自動化的核心部件工業機器人和伺服機出貨 量快速增加，帶動 IGBT 等功率器件對上遊 8 寸晶圓的需求。
三大下遊的共同拉動下，2017 年 8 寸晶圓需求開始超過全球供給產能。據 SUMCO，2016 年 Q4 全球 8 寸晶圓 的需求量在 460 萬片/月水位，至 2017Q2 需求增至近 540 萬片/月，較 2016Q4 增 12.7%，超出當期全球 525 萬片產 能約 15 萬片/月。另據 SEMI 報告，至 2021 年全球 8 寸晶圓產能有望提升至超 550 萬片/月，較 2017 年漲幅不大。
4. 漲價影響：功率半導體龍頭受益於漲價紅利，盈利改善
供不應求的局面下，龍頭廠商晶圓代工 ASP 顯著上漲。據中國半導體行業協會，中國前三大晶圓代工廠商中， 中芯國際集中於邏輯和存儲產品，華虹半導體和華潤微為中國功率半導體主要的代工方。2017-2018 年，受益於漲價 紅利，華虹晶圓代工 ASP 分別增至 7.3%、6.9%，作為比較，2016、2019 年 ASP 增幅分別為-10.0%、1.6%。華潤微 方面，2017-2019 年晶圓代工 ASP 增速分別為 10.6%、4.6%、-1.9%。
漲價紅利帶來龍頭廠商盈利能力改善。以華虹半導體為例，該公司 2016、2019 年毛利率均在 30%水位，而在 2017-2018 年毛利率分別為 33.1%、33.4%，較前後年份顯著改善，同期華潤微毛利率也經歷同樣的節奏。息稅攤銷 前利潤方面，華虹半導體與華潤微 2017-2018 年的盈利規模均高於 2016、2019 年。
（二）2020 年：疫情與 5G 催化需求結構變化，加劇 8 寸晶圓供需失衡
1. 供給：8 寸擴產有限，海外疫情對產能造成一定衝擊
面對強勁需求，代工廠開始擴張 8 寸晶圓產能，但增幅有限。2018 年底，臺積電時隔 15 年後再度興建 8 寸晶 圓產能。此外，三星、SK 海力士、世界先進等均在同期公布了 8 寸晶圓擴產計劃。全行業來看，SEMI 預計 2019-2022 年全球將會新建 16 座 8 寸晶圓廠，其中量產的有 14 座，月產能增加 70 萬片，對應 2019-2022 年 CAGR 僅為 4.5%。
2020 年新冠疫情爆發，影響半導體產品的全球供給。半導體產業鏈全球分工，環節眾多、高度複雜。一條產線 的正常運轉，離不開上遊原材料、設備維護、配件供應這三方面的配合。從全球產業鏈分工來看，東南亞為全球 IDM 製造和封測的重鎮，據統計全球十大 IDM 和封測企業中，均有 7 家在東南亞設立工廠。2020 年 H1 疫情的爆發，東 南亞各國採取限制生產密度和交通等措施，對半導體產品生產與交期勢必造成影響。
2. 需求：新能源車銷量復甦，5G 開啟新一輪創新周期
需求側，消費電子原有升級趨勢仍在進行。2017 年指紋識別向中低端機型滲透，至 2020 年這一趨勢仍在繼續。 據 CINNO Research，20Q3 中國手機市場指紋識別滲透率達到 82%；同時指紋識別中屏下指紋佔比提升，2020年滲透率達到 40%。同時，手機雙攝向三攝、四攝演進，據 Counterpoint，2020Q1 手機單機攝像頭數量達到 3.5 個，三 攝、四攝滲透率持續提升。增加的攝像頭主要以中低像素的輔助鏡頭為主，與屏下指紋一道，拉動對 8 寸晶圓生產 的中低像素 CIS 晶片的需求。
與 2017-2018 年不同的是，2020 年需求側還受到 5G、疫情及中美貿易摩擦的影響。
5G 大規模商用，開啟手機快充等新一輪創新周期，帶來全新增量市場。5G 信號高功率、高數據吞吐量的特性， 使得 5G 手機電量消耗遠高於 4G。據 Tom’s Guide 網站測試，iPhone12 開啟 5G 後續航較僅適用 4G 網絡減少 2 小時。 在電池大小受限的前提下，通過快充來解決續航問題成為業界的一致方向。BCC Research 預計 2020 年快充佔比將達 21%，整體充電器市場空間近 130 億美元，為 MOSFET 等產品帶來顯著需求。
5G 同時驅動基站及數據中心升級，打開高壓功率半導體增長空間。基站端，5G Massive MIMO 天線技術的採 用，使得單站天線部分的功率器件價值量達 100 美元，為傳統基站 4 倍；同時 5G 基站由於更短的覆蓋半徑，未來 預測建站數要超出 4G 基站近 1 倍。而在數據中心市場，5G 應用帶來數據流量爆發，驅動數據中心擴容，數據中心 降耗需求應運而生，UPS 逆變器中 IGBT、SCR 等器件向高功率升級以提升降耗性能，從而帶動數通市場功率器件 的量價齊升。
疫情影響下，人們增加了遠程辦公和短途出行的需求，NB/PAD 和新能源車銷量回暖：
疫情讓遠程辦公、在線教育的滲透大大加速，帶動對 NB/PAD 類設備的需求。據 Canalys，全球 PC 出貨 2020Q2-Q3 保持增長，Q3 全球出貨量達 1.245 億臺，同比增 23%，其中可拆卸筆記本、輕薄本出貨量增速分別高達 88%、57%。
疫情限制長途出行，利好新能源車市場。海外疫情持續、國內零星案例爆發，人民減少遠途出行，周邊遊需求 上升。以北京、上海為例，中秋國慶期間北京郊區飯店平均出租率同比升 10.9pct，上海國際旅遊度假區累計接待人 次同比增加 52.5%。短途出行下，牌照政策友好、續航裡程可覆蓋近郊的新能源車受到青睞，市場回暖明顯。2020 年 7 月，新能源車銷量同比增 19.3%，為年初以來首次轉正，此後的 9-10 月，銷量同比增速均在 65%以上。
美國對華為等中國公司進行制裁，產業鏈廠商積極構建安全庫存，加劇缺貨潮。華為制裁事件後，國產廠商擔 憂美國限制產品、設備出口，紛紛加大對上遊晶片的進口，以構建安全庫存。彭博報導，作為中國晶片進口主要入 口之一的香港地區，其 20H1 轉運大陸的半導體出口量較 2019 年同期增長 11%，單 6 月份這一轉口貿易增長 21%。 上遊產能緊張，下遊需求迅猛的情況下，短期內的大規模囤貨，半導體供需失衡進一步加劇。
（三）展望未來：漲價周期已再度開啟，短時間供需狀況難改變
8 寸晶圓產能緊缺，臺系代工廠率先漲價。遠程辦公趨勢的演進、5G 手機升級趨勢下，消費電子產品對顯示驅 動晶片、電源管理 IC、MOSFET、屏下指紋和 3D sensing 鏡頭及感應器的需求大增，中國臺灣地區疫情管控良好， 海外 8 寸晶圓代工訂單向臺系代工廠集中。據 DIGITIMES 報導，20H2 以來臺積電 12 寸產能利用率滿載，世界先進 和聯電 8 寸產能同樣供不應求，三大廠商上調代工價格 10-20%。
功率半導體相對代工廠處於弱勢，代工產能不足情況下開啟漲價周期。各下遊領域爭奪上遊代工產能，MOS 管 和功率 IC 產品由於毛利率相對偏低，在產能爭奪中處於偏弱勢地位。據核芯產業觀察，20Q3 部分中小型功率廠商 陸續發布漲價通知。行業產能緊缺短時間內料難以改善，在需求持續強勁的情況下，功率半導體漲價潮有望持續維 持。
三、相關企業分析（略）
（一）華虹半導體：晶圓代工龍頭廠商，「8+12」戰略穩步推進
（二）華潤微電子：功率半導體龍頭廠商，「代工+自有產品」戰略驅動公司規模持續擴張
（三）聞泰科技：全球 ODM 龍頭企業，收購安世半導體，成就雙核驅動體系
（四）新潔能：功率器件設計龍頭，高端產品持續突破
（五）斯達半導：「本土需求快速增長+半導體國產化紅利」，國產 IGBT 龍頭持續擴張
（六）揚傑科技：產品結構持續優化，MOS 業務為公司打開全新成長空間
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（報告觀點屬於原作者，僅供參考。報告來源：華創證券）
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