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导读：

前不久，华为刚刚发布了最新款的旗舰手机：P50。但是让人遗憾的是，作为5G技术的领头羊，搭载了华为最先进的麒麟9000顶级旗舰5G芯片的P50 Pro却只能作为4G手机用。背后的原因是，虽然华为搞定了基带芯片，但在 5G射频芯片上还没有取得突破，而美国禁止其它厂商将5G射频芯片卖给华为。发布会上苦笑着的余承东，让我们再次体验到了卡脖子的“芯痛”。但我们也无须悲观，最近几十年我们在诸多高新技术领域取得突飞猛进的发展，并在很领域突破西方的封锁成为世界领先水平，而芯片只不过下一个被攻克的领域而已。目前，中国大陆已经有一些厂商接近世界最领先水平，今天给大家介绍其中一家：$士兰微(600460)$。

半导体芯片的三大模式

半导体是指常温下导电性能介于绝缘体与导体之间的材料，而芯片（IC）是指内含集成电路的硅片，所以在一般情况下，半导体、集成电路、芯片其实讲的是同一件事情，行业习惯将半导体行业称为集成电路行业，而芯片就是集成电路的载体。

目前，半导体芯片行业有三种运作模式：IDM、Fabless和Foundry。

1）IDM（Integrated Device Manufacture）模式

IDM模式是集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身的运作模式。早期半导体厂商如三星、英特尔均采取IDM模式生产，即自研自产、自测自销。这样的模式对公司实力的要求非常高，全球也只有有数的几家公司有这样的实力，如英特尔、三星等超大型公司可以做到。今天的主角士兰微也是采用这一样模式。

2）Foundry（代工厂）模式

晶圆代工制造（Foundry）的出现，为研发企业谋求轻资产、重设计提供了现实可能。Foundry（代工厂）模式是只负责制造、封装或测试的其中一个环节，而不负责芯片设计和研发，且可以同时为多家设计公司提供服务。据拓墣产业研究院数据显示，台积电稳坐全球晶圆代工之首，2020年Q4市占率高达56%。

▲全球晶圆代工行业呈现高寡占格局

资料来源：华创证券

技术独立性、充足研发资金、行业准入高壁垒是晶圆代工的代名词，赛道呈现寡占格局，新玩家在成本端和技术端均难以进入，龙头代工企业产业链地位不断稳固。基于此，晶圆代工生产厂商的话语权极高，且自己掌握“研发设计”的高价值环节，并未局限于简单的生产制造，因此半导体行业最终形成稳定的代工产业格局。

3）Fabless（无工厂芯片供应商）模式

Fabless模式是只负责芯片的电路设计与销售；将生产、测试、封装等环节外包。

与IDM对比存在资产较轻，初始投资规模小，创业难度相对较小，企业运行费用较低等优点；但同时也无法完成IDM模式下的工艺协同优化，因此难以完成指标严苛的设计；与Foundry相比需要承担各种市场风险，一旦失误可能万劫不复。

以华为海思为例，海思是全球领先的Fabless半导体与器件设计公司，产品覆盖智慧视觉、智慧loT、智慧出行、手机终端等多领域。根据公开信息显示，自去年美国借台积电对华为进行技术封锁以来，海思芯片出现缺货涨价状态，海思高端IPCSOC（3559A和3519A）在去年八月中旬价格从几百元上涨到几千元，暴涨超过5倍。

半导体“国产替代”进程加速

新能源汽车是“催化剂”

中国功率半导体市场规模约占全球市场规模的35%，是全球最大的功率半导体消费市场。但值得注意的是，全球功率半导体市场仍由欧美日企业主导，其中英飞凌以19%的市占率处于绝对领先地位。其后的安森美和三菱市占率分别为10.0%和7.0%，前十大公司合计市占率达到58.9%。

▲全球功率器件和模组市场格局

资料来源：国金证券研究所

从在市场方面来看，国内轨道交通、通讯基站等高端应用领域的MOSFET及IGBT产品主要被国际巨头垄断，尤其在超低能耗高可靠性功率器件细分市场，几乎全部被国际一流半导体企业垄断。

从在技术方面来看，一些半导体功率器件关键技术仍掌握在少数国外公司手中。以高端功率MOSFET为例，国际一流半导体企业如英飞凌、安森美、意法半导体等均已推出全球先进技术的屏蔽栅功率MOSFET和超结功率MOSFET，而国内仅有少数几家企业具备研发设计能力并推出相关产品。

在美方采取不断对我国极力打压的背景下，“国产替代”和“弯道超车”成为当下半导体芯片制造的主旋律。要知道，在别人已经领先的领域超车非常艰难，但为了保证供应链的稳定，下游的需求厂商逐渐接受“国产替代”。

国产半导体功率器件替代要从新开辟的新能源汽车“风口”说起。

在中国、美国、德国、日本等主要新能源汽车促进国的推动下，全球新能源汽车市场进入高速成长期。2019年全球新能源乘用车销量达到221万辆，渗透率达到2.5%，那么据EVTank预测，至2025年，全球新能源汽车销量有望达到1200万辆，彼时，我国新能源汽车渗透率将达到20%，销量有望达600万辆。

资料来源：开源证券研究所

再根据Strategy Analytics的数据统计，传统燃油车中功率器件单车价值量71美元，由此兴业证券测算：

1）48V轻度混动车中功率器件单车价值量146美元，相比传统燃油车提升106%；

2）重度混动车和插电混动车中功率器件单车价值量371美元，相比燃油车提升422%；

3）纯电动车中功率器件成本为455美元，相比燃油车提升541%；

则预计在2025年，全球、国内汽车功率半导体营收规模或将实现648亿元、214亿元。由此可见，新能源汽车销量的增长为半导体功率器件市场增加了新增长点，其价值量的实现或许可带动行业整体营收规模提升。

资料来源：英飞凌、Marklines、兴业证券研究院预测数据

芯片景气周期下IDM模式

士兰微研发投入成效凸显

近期，芯片板块的新领跑者——杭州士兰微电子股份有限公司（以下简称“士兰微”或“公司”），股价表现亮眼。截至2021年8月18日，约8个月半间电子元件板块涨幅36.86%，士兰微涨幅超128%，市值实现超740亿元，而股市的表现有时就是公司底层逻辑的外在映射。

资料来源：wind

士兰微是目前国内为数不多的以IDM模式(设计与制造一体化)的综合型半导体产品公司。公司从集成电路的芯片设计业务开始，并延伸至功率器件、功率模块和MEMS传感器的封装领域，建立了较为完善的IDM经营模式。聚焦于业务层面，会发现公司的两大核心业务看点集中在功率器件和集成电路，两块业务总和占比保持在80%以上。

资料来源：wind

由两大核心业务带动了士兰微整体市场规模的不断增长。在IGBT器件领域，士兰微是国内唯一进入全球市占率前十的企业，目前占比2.2%，且有望持续渗透。

▲全球ICBT器件市占率前十的企业

资料来源：英飞凌官网，安信证券研究所

落脚于“国产替代”半导体芯片话题，量价齐升则为士兰微业绩大幅增长的主要原因。士兰微今年年初就对部分分立器件产品价格进行调整（所有MOS类产品、IGBT、SBD、FRD、功率对管等），今年6月份士兰微又对一些产品价格进行上调，且伴随着公司订单饱满，整体产能利用率较高，引来了今年一季度公司业绩的爆发式增长。截至公司2021年半年报数据，公司实现营业收入33.08亿元，同比增长94.05%；实现上市股东净利润4.31亿元，同比增长1306.52%。

资料来源：士兰微2021年半年报

士兰微的业绩大增，坚持“设计制造一体化道路”，打通了芯片“设计-制造-封测”的全产业链，实现了“从5吋到12吋”的跨越，是国内当之无愧的IDM龙头之一，且公司优势或许是支持经营业绩迈上新台阶的原因。

第一，士兰微IDM模式产能优势凸显，定制化工艺增加产品附加值。

IDM模式极大程度上保证了产能供应稳定。对于功率器件的下游客户，特别是工业、汽车等领域的客户，对功率器件的稳定性有严格要求，在较长的认证周期中，不会轻易切换供应商，尤其在行业产能紧张时依然能保证产能是选择供应商的重要考量因素，而IDM模式的士兰微自有产能可以较好的实现这一点。

IDM模式可实现功率半导体高度定制化、同步化，大大缩短产品开发时间。虽然近三十年,“Fabless+Foundry”模式大大降低了先进制程的巨大资本开支需求，但是，IDM模式中生产工艺的开发和设计是同步的，节省了开发时间，且与数字芯片大批量的标准件需求不同，IDM模式还具有功率半导体独特的定制化特点。

由此可见，士兰微通过掌握自主产线的IDM模式，公司保证了产品的稳定供应，并且大大缩短配合客户的定制化开发时间以及享受从设计到制造部分的附加值。

第二，供需景气周期中，产能大幅扩张。

从需求端来看，汽车和工业制造业的回暖、新能源汽车需求大幅增加，导致功率半导体消耗量猛增；从供给端来看，晶圆代工产能利用率从2020年二季度末开始逐渐提升至满产，而功率半导体主要使用的8寸晶圆代工产能紧缺现象尤其严重，并且由于东南亚等多地疫情影响，全球主要IDM厂商产能无法完全正常运转，引发功率器件交期拉长和普遍涨价现象。

因此，在景气周期中的士兰微8英寸/12英寸产能实现大幅增长。公司持股子公司士兰集昕的8寸线在2020年产能大幅增产，从2019年年底的4万片月产能大幅增加到6万片月产能,预计2021年底达到月产能7万片；12英寸产线也在2020年底投产，预计在2021年四季度形成3万片12英寸月产能。因此，公司是少数在2021年和2022年晶圆代工产能紧张背景中，依然实现产能大幅增长的功率器件公司。

▲士兰微8英寸和12英寸

产能变化情况（万片/月）

资料来源：公司年报

第三，研发优势展现，多产品业务收入提升。

截至2020年年报数据显示，士兰微的集成电路营业收入为14.20亿元，较上年同期增长36.90%，主要是公司各类电路新产品的出货量明显加快。

● IPM模块：营业收入突破4.1亿元，较上年同期增长140%以上，已经广泛应用到下游家电及工业客户的变频产品上，2020年，已有国内多家主流的白电整机厂商的变频空调使用超过1800颗士兰微IPM模块，比2019年增加了200%；

● MEMS传感器产品：营业收入突破1.2亿元，较上年同期增加90%以上，加速度传感器等产品已在8时线上实现了批量产出，单月出货量超过2000万只，是国内多数手机厂商的加速度传感器供应商。

● 分立器件产品：营业收入为22.03亿元，较上年同期增长45.10%，士兰微的分立器件和大功率模块不仅在白电、工业控制等市场快速拓展，并且在新能源汽车、光伏等市场快速成长。

营收增速加快的背后，是公司近些年持续高强度的研发投入取得了积极成效。从财报数据的研发投入项目来看，2020年士兰微的研发投入的费用4.29亿元，同比增长28%，这是由于公司对汽车级功率模块产品、高端功率器件、电路、MEMS传感器的研发投入较上年同期有较大幅度的增加所致，且与同行业公司华润微、斯达半岛、新洁能的研发费用比较，士兰微实现研发费用率近3年保持在10%以上的较高程度，领先于同行平均水平。

▲士兰微与其他公司的研发费用率比较

资料来源：wind

总结

半导体产业链全球化已经是既定事实，而“上肥下瘦”的半导体芯片行业，缺货状态将为未来4-5个季度中持续“演绎”。根据国际电子商情数据追踪，全球“缺芯”在5月开始的整体交货时间比4月增加了7天，拉长到了18周。且工商时报报道也称，多数晶圆厂订单能见度已经拉到2022年，有的甚至到2023-2024年，目前台积电、联电、世界先进、力机电、中芯国际等主要晶圆代工厂都已经陆续扩充产能。

士兰微正处于库存周期中涨价为主、涨量为辅的阶段，受益于行业供需失衡的“红利”，公司今年不断实现业绩爬升，且 公司IGBT、Miniled 及第三代半 导体等业务布局稳步铺开，成长潜力更值得期待。

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