1.夯实主业拓展新业,同心多元化发展
公司是中国轨道交通行业的领导者和开拓者,前身为 1959 年在湖南株洲 成立的中车株洲所,50 多年来一直致力于发展被誉为列车“心脏”和“大 脑”的牵引传动控制系统。同时,公司秉承同心多元化发展战略,依附双 碳政策,加速突破功率半导体等新兴业务,目前已具备研发、设计、制造、 销售以及服务的一体化 IDM 模式,形成了“器件+系统+整机”的完整产业 链结构。
轨交业务贡献收入最多,新兴装备有望构建新成长曲线。分业务来看,轨 道交通装备业务为公司核心业务,2022 前三季度收入占比 66%,毛利占 比 80%,,是公司主要盈利来源。新兴装备业务是公司目前重点发力对象, 2022 前三季度收入占比 32%,毛利占比 20%,收入同增 137%。在当前 双碳政策以及国产替代背景下,新兴装备业务有望为公司打造下一个收入 增长点。

公司发展历经三个阶段:
夯筑主业阶段(1959-2008):巩固自身在国内轨交电气系统领域的领 导地位。公司持续加大牵引传动和控制系统在铁路领域应用的投入, 并积极向城轨以及地铁应用领域探索。
厚积薄发阶段(2008-2013):依托轨交现有技术,通过收购加速突破 新产业。2008 年 10 月公司通过收购英国 Dynex 75%股权正式将业务 拓展进入高压 IGBT 领域。2009 年公司研制的 6 英寸晶闸管成功应用 于国家电网灵宝项目,并在同年建成国内首条高压 IGBT 模块封装线。 公司的 6 英寸 IGBT 生产线于 2010 年正式投产。
新业务快速发展阶段(2013 年至今):大规模产线投产+产品创新收获 市场认可。2013 年公司开发的 IGBT 模块开始批量应用于轨交领域。 2014 年国内首条 8 英寸 IGBT 芯片线投产。2015 年收购英国 SMD 公 司成功向海工领域拓展。2017 年高压 IGBT 模块成功应用于电力系统 领域。2018 年公司 IGBT 在地铁领域成功应用,同时乘用车驱动系统 开始批量交付。2020 年乘用车 IGBT 获广汽、东风批量订单,高压 IGBT 获南方电网项目订单,建成 8 英寸车规级 IGBT 晶圆二期项目, 设计产能 24 万片/年。2021 年 3300V 全 SiC 牵引变流器成功应用于地 铁领域,汽车用 750V 精细沟槽 IGBT 技术达国际领先。2022 年 4 月 公司升级现有 4 英寸 SiC 芯片产线至 6 英寸,计划产能 2.5 万片/年。 2022 年 9 月,公司投资新建宜兴、株洲子项目,预计至 2024 年将分 别新增 36 万片、36 万片 8 英寸中低压组件基材(功率器件)产能。
横向布局:“同心多元化”发展,业务协同效应明显,下游覆盖面广。公司 轨交业务的牵引变流系统以及轨道工程机械等产品主要用于机车、城轨、铁路等领域,新兴装备业务中的功率半导体器件则可应用于新能源以及电 网等领域,电驱系统可用于新能源车领域。公司立足牵引变流技术,持续 往风电变流器、光伏逆变器等新领域发展,同时电驱、轨交系统等终端产 品的上游功率器件也为自供,业务协同效应明显。
纵向延伸:IDM 模式保障公司研发+制造+销售+服务能力
技术研发:持续加码研发投入,绑定核心技术人才,多项技术打破国 际垄断。“战略牵引”和“市场导向”双轮驱动,公司研发费用逐年提 升,且研发费用率高于行业平均水平,2020 年、2021 年、2022 年前 三季度分别为 10.5%、11%、10%。同时,公司研发薪酬占比持续提 高,表明公司看重研发人员福利待遇,持续绑定技术人才。公司现有 研发团队由中国工程院院士领衔,拥有研发人员 2688 名,占总员工数 的 35%,累计获得专利 3730 件,多项技术如高压 IGBT 打破国际垄断, 实现国产替代。

制造能力:公司建有 6 英寸双极器件,6/8 英寸 IGBT 和 6 英寸 SiC 产 线,拥有自动规模化产能+原材料自供优势。其中 8 英寸 IGBT 芯片产 线建成时为国内首条,一期拥有年产 12 万片芯片以及 100 万只 IGBT 模块的产能。此外,公司 IGBT 二期芯片产线已于 2020 年建成投产, 22 年 6 月产能利用率已接近 90%,故目前公司已拥有 8 英寸产能约 36 万片/年。同时,公司早在 2017 年就建成 6 英寸 SiC 生产线,并在 2022 年 4 月公告拟投资 4.6 亿元将现有 4 英寸 SiC 芯片产线 1 万片/年 的产能提升至 6 英寸 SiC 芯片产线 2.5 万片/年。2022 年 9 月,公司投 资新建宜兴、株洲子项目,预计至 2024 年将分别新增 36 万片、36 万 片 8 英寸中低压组件基材(功率器件)产能。此外,2019 年公司与东 风联手成立智新半导体,规划至 2025 年建成 120 万只/年 IGBT 模块 封装产能。
销售+服务能力:通过“服务本部-服务办事处-服务站”三级服务管理 模式,公司建立了覆盖重点客户、重点区域的全球销售+服务网络,保 证客户能随时获得售后服务和技术支持。持续绑定优质客户,公司的 轨交业务具有历史延续性,因此客户多向公司进行单一来源采购。功 率半导体业务因下游客户认证壁垒高,一旦通过则能建立起长期稳定 的合作关系,因此公司核心客户收入占比高,未来收入有可预见性。
2.受疫情以及产品结构影响,公司近两年收入净利微降,22 年业绩反弹
公司近两年收入、归母净利小幅下降,22 年反弹,新兴装备业务成营收支 撑点。2021 年公司收入和归母净利润分别为 151 亿元,、21 亿元,分别同减 5.7%、18.5%,主要系 1)疫情影响下国铁集团等核心客户缩减投资预 算导致轨交业务市场需求下降。2)产品销售结构变化。3)原材料成本高 涨以及缺芯断料影响。新兴装备业务成新亮点。2022 年前三季度公司收入 109 亿元、归母净利 16 亿元,分别同增 28%、30%,其中新兴装备收入 同比大增 137%,达 35 亿元,主要系下游风光、新能源车领域需求旺盛带 动公司功率器件、电驱系统、光伏逆变器等业务收入增长所致。
公司期间费率维稳,毛净利率 22 年前三季度有所回升。公司近两年毛净利 率有所下降,主要系 1)公司调整轨交和功率半导体器件业务销售结构, 部分产品定价略有下调以应对外部环境变化导致。2)公司持续加大对 IGBT 产线投资力度,IGBT 销量逐渐提升,但尚未完全形成规模效应,毛 利率仍相对较低。22 年前三季度毛净利率反弹,分别为 33%、14.5%,主 要系新兴装备业务毛利率回升。得益于公司内部良好运作机制以及规模效 应影响,公司四费基本维持稳定。

3.上市成功募资,推进电驱系统&轨交智能技术
2021 年公司成功登陆科创板,成功募资 76 亿元,投入主要围绕轨交装备 以及新兴产业基础前沿技术,大力推进公司技术进步并巩固公司行业地位。
1.IGBT 受下游新能源车影响需求持续高增,国产替代为未来主旋律
IGBT 全称绝缘栅双极晶体管,是由 BJT 和 MOSFET 组成的复合全控型电 压驱动式半导体功率器件,其能够根据工业装臵中的信号指令来调节电路 中的电压、电流等,以实现精准调控的目的。
IGBT 应用领域覆盖面广,工控为最大下游。从电压等级来划分,600V 以 下的低压 IGBT 主要应用于消费电子领域,600V-1200V 的中压 IGBT 主要 应用于新能源车、光伏、家电、工业(电焊机、UPS)领域,1700V 以上 的超高压 IGBT 主要应用于轨交、风电、智能电网领域。按下游应用来划 分,根据 Yole 数据,2020 年工业、家用、电动车、轨交、光伏市场规模 占比为 31%、24%、11%、6%、4%。
需求端:受全球碳中和影响,国内外 IGBT 市场规模将持续上升,其中车 规 IGBT 为最大增量市场,光伏&储能为第二增量市场。根据国金证券电子 团队在《IGBT 深度报告:新能源驱动成长,国产化率加速攀升》报告中的 测算,预计 2025 年全球 IGBT 市场规模达 954 亿元、2020-2025 年 CAGR 为 16%,中国 IGBT 市场规模达 458 亿元、2020-2025 年 CAGR 达 21%。

供给端:疫情扰动+新建产线周期长导致全球芯片供需缺口持续,目前车规 级 IGBT 缺货高达 50 周以上。1) 因为受到海内外疫情反复的影响,多家头 部晶圆大厂被迫停工减产。 2) 由于晶圆厂独特的基础设施要求及监管流程, 其建设周期通常长达两年,加之新产能的下游厂商认证周期也需要一年左 右,因此新建产能无法第一时间填补缺口。展望 2022 年,供需失衡贯穿 全年。1)5 月英飞凌公告财年二季报,公司积压订单达 370 亿欧元 (2021 年公司收入为 111 亿欧元,预计 2022 年收入为 130-140 亿欧元), 且 80%需求集中于 12 个月交付,2 月英飞凌向经销商发布通知函、表示 2022 年供需失衡贯穿全年,或酝酿新一轮产品提价。2)5 月安森美内部 人士称 2022 年、2023 年车用 IGBT 订单已满且不再接单。3)1 月逆变器 龙头企业锦浪科技预计 2022 年四季度前芯片供给难有大改善。4)海外厂 商扩产普遍谨慎,主要的增量贡献是英飞凌投资 16 亿欧元在奥地利菲拉赫 12 寸产能,于 2021 年 8 月投产,预计通过 4-5 年产能爬坡后贡献增量收 入 20 亿欧元,增量有限。
竞争格局:从全球 IGBT 竞争格局来看,行业较为集中,根据 Yole,2020 年行业 CR3 达 50%,英飞凌是行业绝对龙头、市占率达 27%。分产品类 型看:
IGBT 单管主要应用于小功率家用电器、分布式光伏逆变器、小功率变 频器,制造工艺为环氧注塑工艺。2020 年行业 CR3 达 53%,英飞凌 是行业绝对龙头、市占率超 29%,国内士兰微市占率达 2.6%、位居第 十名。
IPM 模块应用于白色家电中的变频空调、变频洗衣机,制造工艺为环 氧注塑工艺。2020 年行业 CR3 达 62%,三菱是行业绝对龙头、市占 率达 33%,国内士兰微市占率达 1.6%、位居第九名,华微电子市占率 为 0.9%、位居第十名。
IGBT 模块应用于大功率变频器、电焊机、新能源车、集中式光伏等领 域,制造工艺为灌胶工艺。2020 年行业 CR3 达 58%,英飞凌是行业 绝对龙头、市占率达 36%,国内斯达半导市占率达 2.8%、位居第六名。

行业国产化率较低,2019 年仅 12%。根据 Yole,从产量来看,2015 年国 内自给率为 10%、2019 年国内自给率仅 12%,行业自给率缓慢提升。考 虑海外产品规格更高、预计从市场规模口径来看国产化率更低。
我们认为 2022 年国产化率有望达 37%,主要系 1)供不应求的背景下, 国产化率进程取决于产能释放速度, 2)海外龙头交期不稳定将加速国产 化率提升。3)国内 IGBT 大厂通过牺牲部分利润+突出的响应速度快速抢 占市场。从国内 IDM 模式的龙头 IGBT 产能规划来看,比亚迪半导、中车 时代 2022 年 8 寸晶圆产能均实现翻倍增长,从国内 Fab 厂(华虹半导、 中芯绍兴、先进积塔)IGBT 产能规划来看亦能实现 60%以上成长,从产 能数据来看,我们估算 2022 年国内产能同增 90%+,我们估算 2022 年 国内上市公司 IGBT 收入有望实现翻倍增长,国产率达 37%。
2.国内高压 IGBT 龙头, 产品覆盖全电压等级,提前受益行业高景气度
公司功率半导体产品覆盖双极器件、IGBT 和 SiC 等,近三年收入持续增 长,2020 年、2021 年以及 2022 年前三季度收入分别为 8 亿、11 亿、13 亿,分别同增 54%、33%、78%,其中 IGBT 为主要驱动力。公司 IGBT 产品可分为光伏风电、新能源车、电网、以及轨交。
2.1 轨交 IGBT 篇:国内轨交 IGBT 龙头,深耕十余年只为打造高压“中国芯”
公司作为国内轨交 IGBT 龙头,2021 年市场占有率国内第一,收入约 4 亿 多元,是国内唯一攻克高铁动力 IGBT 芯片及模块技术的公司。自 2008 年 收购英国 Dynex 以来,公司不断在高压 IGBT 领域实现自我突破,打破国 外垄断。公司研发的高压 IGBT 成功装载于时速 350 公里的“复兴号”以 及国际首例永磁高速列车上。在轨道交通领域,公司生产的 3300V IGBT 批量应用至干线机车等车型,1700V、3300V 等系列 IGBT 批量应用于地 铁等车型,6500V IGBT 小批量应用至中国标准动车组等车型。
公司高压 IGBT 产品性能基本与英飞凌持平,产品多样性相对稀缺。我们 选取两家公司电压电流均相同的同类 IGBT 模块产品,通过对比饱和降压、 开关损耗等关键性指标,得出公司在高压 IGBT 模块上的产品参数以及技 术水平均与英飞凌处在同一水平,饱和降压甚至超过英飞凌,产品导通损 耗更少。据 Yole 报告,公司位居 4500V 以上 IGBT 供应商全球前五,为国 内首家进入 TOP5 级别名单的 IGBT 公司。然而,从两家公司官网在售产 品种类来看,时代电气高压 IGBT 种类多样性远不如英飞凌。比如 6500V IGBT 英飞凌有 12 种类型,覆盖 225A 至 750A 多种电流等级,而时代电 气只有 6500V/750A 一种类型,相去甚远。

市场规模:预计“十四五”期间国内轨交 IGBT 市场总规模为 52 亿元、或 10 亿元/年。
根据铁建重工预计以及结合在建和拟建铁路项目安排,预计“十四五” 期间铁路固定资产投资额将稳定维持在 8000 亿/年左右,根据国家发 改委规划,“十四五”期间我国将新增铁路运营里程 1.9 万公里。根据 《十四五规划和 2035 年远景目标纲要草案》,“十四五”期间城轨项目 总投资额将达到 3.5 万亿元,平均 7000 亿元/年,新增地铁运营里程 3000 公里。
我们通过往年新增车辆除于对应新增里程测算出电力机车、动车组、 地铁车辆运营里程密度分别为 0.09、0.06、1.37 辆每公里,再通过发 改委“十四五”规划新增铁路、地铁运营里程数测算出期间各车型车 辆需求量分别为电力机车 1759 辆、动车组 1064 辆、地铁 4110 辆。 目前中车株洲所高压 IGBT 模块约一万元,以及电力机车 IGBT 用量 75 个/辆、动车组 115 个/辆、地铁 65 个/辆,因此可测算出“十四五” 期间国内铁路 IGBT 市场规模达 25 亿元、城轨 IGBT 达 27 亿元。
2.2 电网 IGBT:两会推动电网改革,注重直流输电新型结构性机会
公司目前在电网的份额持续保持在 50%以上,市占率第一,并且是国网和 南网的 IGBT 主要供应商。公司 2021 年电网 IGBT 收入为 2 亿多元。公司 电网用 IGBT 主要电压为 4500-6500V,目前已批量应用于乌东德工程、张 北工程、如东工程、渝鄂柔直等多个柔性直流项目。
市场规模:预计“十四五”期间国内电网 IGBT 市场规模约为 10 亿元/年。
根据两会政策,“十四五”期间国家电网计划投入 3500 亿美元(约合 2.23 万亿元)推进电网转型升级,而南方电网计划总投资约为 6700 亿元。两大电网公司在“十四五”期间合计的电网总投资就高达 2.9 万亿元,这较“十三五”全国电网总投资高出了 13%。电网转型升级 突出特征为大量采用柔性交/直流技术。
目前国内常规柔直工程有 2 个换流站,一座换流站有 4 套换流阀,一 套换流阀价值 2 亿元,因此常规柔直工程换流阀造价 16 亿元左右。根 据国网数据,目前硅基 IGBT 成本约占换流阀的 40%,则常规柔直工 程 IGBT 总价值量约为 6.4 亿元,因此我们测算出“十四五”期间电网 IGBT 市场规模约为 10 亿元/年。
未来海上风电是柔性直流技术最大应用场景,高压大电流 SiC 器件或将替 代硅基 IGBT 成为电网主流器件。未来深远海上风电必须要用柔性直流技 术,这是因为海风电网和陆地电网都为交流电,两类电网需要隔离,这样 如果其中一方电网出事故也不会影响到另一方,而目前来说柔性直流输电 是最好的隔离。但是,目前柔直输电的优势还未完全显现,这是因为基于 硅基器件的柔直换流阀体积和重量大,而且硅基 IGBT 应用在电网中时必 须进行大量的串联,这就降低了其灵活性和可靠性,也导致目前柔直换流 站的单位成本是常规直流输电的 1.5 倍左右。因此,随着未来 SiC 量产工 艺持续进步带来的成本降低,预计 SiC 器件有望替代硅基 IGBT 成为一下 代主流技术。据国家电网分析,张北柔直电网工程的一个四端直流电网约 需要 4 万只硅基 IGBT 器件,而如果采用 SiC IGBT,则一只可以替代 4 只 硅基 IGBT,因此最终达到成本减少的目的。
2.3 风光 IGBT 篇:紧跟风光装机发展趋势拓展新技术,努力实现国产替代
公司 2022 年 Q1 光伏风电 IGBT 收入几千万元。光伏方面,因整县推进政 策以及产品成本不断下降,目前组串式光伏逆变器已成为国内主流方案, 2021 年装机占比 70%。公司紧跟光伏发展趋势,1700 V 产品已批量应用 于组串式以及集中式光伏逆变器中。同时,公司自建 IGBT 产线+封装产线, 因此具备良好的定制化调整能力,在光伏 IGBT 这类高定制化领域具备响 应速度优势。风电方面,公司第六代精细沟槽栅 IGBT 模块已批量应用至 风电领域,同时公司还是目前国内唯一有能力大批量供应风电变流器用 IGCT 的厂商,已与国内整机厂开展合作,未来还将向海上风电领域拓展。
市场规模:我们预计 2025 年全球光伏&储能 IGBT 市场规模将达 108 亿元、 2020-2025 年 CAGR 30%,预计 2025 年全球风电 IGBT 市场规模达 39 亿 元、2020-2025 年 CAGR 11%。
光伏&储能方面,光伏的功率半导体单 MW 价值量为 2000-5000 欧元, 储能功率半导体单 MW 价值量为 2500-3500 欧元,估算 IGBT 的单价 为 3000 欧元/MW(折合 2100 万元/GW)。根据固德威以及锦浪科技 招股书披露,其 IGBT 成本约占原材料采购成本的 11%-12%,原材料 成本占营业成本的 93%-94%,过去三年毛利率均值为 35%,因此我 们推算出 IGBT 价值量目前约占光伏逆变器市场规模的 7%。风电方面, 根据英飞凌年报,目前风电机组中 IGBT 平均成本为 0.025 元/W,即 0.25 亿元/GW。
光伏&储能方面,我们预计 2025 年全球光伏&储能逆变器出货量分别 达 422、120GW,相乘各自对应每 W 单价后测算出其市场规模分别达 950、600 亿元,然后通过相乘 IGBT 价值量占比 7%测算出全球光伏& 储能 IGBT 市场规模为 108 亿元,2020-2025 年 CAGR 达 30%,行业 增量主要来源于三个方面:1)新增需求:受益于全球光伏新增装机量 高速增长,预计 2025 年光伏逆变器新增需求为 400GW;2)替换需 求:逆变器中 IGBT、电容等电子元器件受内部环境、器件温度和电流 谐波的影响,使用寿命往往低于电站运营周期(尤其是早期逆变器产 品),存在存量市场的替换需求,预计 2025 年光伏逆变器替换需求为 22GW;3)储能需求:储能是实现可再生能源高占比的必经之路,随 着储能渗透率提升,预计 2025 年储能逆变器渗透率为 30%,新增需 求为 120GW。风电方面,我们预计 2025 年全球及中国风电装机量分 别达 157、97GW,通过相乘风电 IGBT 单价 0.25 亿元/GW,我们测 算出 2025 年全球风电变流器 IGBT 市场规模达 39 亿元,2020-2025 年 CAGR 达 11%,2025 年中国风电变流器 IGBT 市场规模达 24 亿元, 2020-2025 年 CAGR 达 13%。

目前大部分主流光伏逆变器厂商的 IGBT 供应商仍以国外为主,2020 年国 产化率接近 0,国产替代大有可为但任重道远。据上能电气披露,目前公 司 IGBT 功率模块主要依赖国外品牌,包括德国的英飞凌以及日本的三菱。 根据固德威 2021 年年报,“IGBT 元器件国内生产商较少,与进口部件相 比,产品稳定性、技术指标存在一定差异。目前,国产 IGBT 元器件、IC 半导体的性能稳定性及相关技术指标未能完全满足公司产品的技术要求, 预计短期内不能完全实现进口替代。”由此可见,国内大部分主流光伏逆变 器制造商倾向于从国外采购 IGBT,国内 IGBT 厂商革命尚未结束,仍需努 力。而据时代电气披露,其光伏 IGBT 产品已进入国内绝大部分头部企业 的供应链中,有望实现国产替代。
2.4 车规 IGBT 篇:由高压到中压实施“降维打击”,双碳时代到来引爆新机遇
在车规级 IGBT 技术上,公司逐渐缩小与英飞凌的差距,目前已全面掌握 精细沟槽技术,相当于英飞凌 IGBT 第六代技术。目前国内车规级 IGBT 厂商整体与行业龙头英飞凌尚有差距,主要系 1)国内 IGBT 产业化起步晚, 主要生产测试设备及核心原材料大多依靠进口。2)芯片得到车规认证相当 难,因为汽车对 IGBT 的工作温度、运行稳定性等要求极高,对故障率要 求基本为零容忍。3)极高的产品一致性要求导致整车厂不能随便更换供应 商,客户粘性高。因此目前全球车规级 IGBT 市场份额依然还是被海外老 牌半导体厂商占据。时代电气凭借自身在轨交领域长期积累的经验,由难 度更大的高压轨交 IGBT 往中低压进行技术延伸,目前其 750V 和 1200V IGBT 已批量应用至新能源汽车中,并已成为国内多个龙头整车厂如一汽、 长安的重要供应商。此外,公司在 2022 年 9 月披露其将作为法雷奥集团 电驱系统 IGBT 模块正式供应商,定点项目从 2023 年开始,总供货量预计 超 250 万台新能源车。2021 年公司车规级 IGBT 收入近 2 亿元,22 年 Q1 单季度收入就达 2 亿元,同比大增。
“缺芯潮”下 IDM 模式优势明显,自建产能保障芯片供应,我们认为在当 下车规 IGBT 供需缺口持续存在的情况下,产能快速释放厂商将先受益。 公司目前的车规级 8 英寸 IGBT 产线拥有年产 36 万片的产能,并就近与哪 吒、一汽等整车厂进行产能就近配套布局,持续保障公司芯片供应能力、 响应速度。根据 NE 时代数据,2022 年 1-9 月公司新能源车功率模块装机 量为 41.1 万套,国内占比 12%,同增 432%,远高于英飞凌的 56%,足 以表明本土 IGBT 企业在缺货契机下将快速实现国产替代。
市场规模:新能源车市场是 IGBT 的最大增量,预计 2025 年全球及中国新 能源车 IGBT 市场规模分别达 332、159 亿元、2020-2025 年 CAGR 分别 达 45%、48%。
IGBT 平均单车价值量受电动化率、IGBT 采购年降、以及高端车型渗 透率三方面影响,因此我们估计未来单车 IGBT 价值量将维持在 1700 元。1)电动化率会影响单车 IGBT 价值量。IGBT 一般占新能源车 BOM 成本的 5%。根据 Strategy Analytics,48V 轻混车功率半导体单 车价值量为 90 美元,纯电动车功率半导体单车价值量达 330 美元(折 合人民币 2100 元)。2)高端新能源车型用到的 IGBT 模块更多,因此 单车价值量更大。一般 A00 乘用车 IGBT 单车价值量约为 800 元,A 级电动车约为 2000 元,而目前部分更高端车型如理想 one 采用的四 驱系统,每个系统采用两个电控模块,因此估计其 IGBT 单车价值量将 达 3200 元。未来伴随 A 级、B 级等高端四驱车型渗透率持续提升带动 IGBT 单车价值量提升,则我们预计至 2025 年新能源车 IGBT 单车价 值量将达 1980 元,考虑到目前整车厂采购 IGBT 年降影响,则最终单 车价值量将维持在 1700 元左右。
2021 年全球新能源车销量达 644 万辆,对应 IGBT 市场规模达 104 亿 元,国内 345 万辆,对应 IGBT 市场规模达 56 亿元。我们假设 2025 年全球及国内新能源车销量分别为 2524 万辆(渗透率 28%)、1212 万辆(渗透率 40%),则对应的全球 IGBT 市场规模将达 332 亿元、国 内 159 亿元,2020-2025 年 CAGR 分别为 45%、48%。

国外巨头纷纷入局 SiC,公司高瞻远瞩提前布局 SiC 车规级应用,技术、 性能层面已接近外国厂商,目前产能可配套 10-12 万辆车/年需求。目前 SiC 模块主要应用于高性能四驱车的后驱,特斯拉、比亚迪、小鹏均采用 该方案,我们假设 2025 年 SiC 模块渗透率提升至 15%,考虑 SiC 模块价 格持续下降,预计 2025 年新能源车 SiC 模块市场达 189 亿元,五年 CAGR 达 68%。考虑 SiC 模块对 IGBT 的替代效应,预计 2025 年新能源 车 IGBT 市场达 282 亿元,五年 CAGR 达 42%。
1. 背靠智谷工厂+技术厚积薄发+配套车型优势,电驱系统业务步入快速增长期
作为新能源汽车的“心脏”,电驱系统主要包括驱动电机总成,控制器总成, 以及传动总成,相当于其发挥了燃油汽车中“发动机+ECU 电控单元+变速 箱”的作用。目前来说,经过高集成度一体化设计的电驱动系统“三/多合 一”产品因其能够利用更紧凑的物理空间、更少的原材料,并且能提供更 丰富的功能,因此成为了电驱动系统行业未来发展的方向。截至 22 年 5 月, 国内“三/多合一”电驱动系统的搭载比例为 57%。
厚积薄发,21 年推出国内首款基于自主研发 SiC 大功率电驱产品,百万产 能布局助力 22 年 7 月乘用车电驱系统市占率冲进行业第 4。 近年来公司 电驱系统收入大幅增长,2020 年、2021 年以及 2022 前三季度分别为 2 亿、 5 亿、8 亿,同增 28%、171%、194%。产能方面,公司株洲基地目前拥 有 SMT、电机电控产能 40 万套/年,无锡基地拥有完善的电驱系统产业链, 能满足 A00-C 级车及 SUV 的需求,规划产能 30 万台/年,目前已拥有产 能 20 万台/年。客户配套方面,公司既为主流传统车企供货,如长安、红 旗,也开拓了造车新势力中交付量排前三的合众汽车。具体到车型上,我 们发现公司的电驱系统所配套车型均为各细分市场中的热销车型,如奔奔、 哪吒 U/V 系列。22 年 8 月,公司更是宣布与一汽成立合资子公司,深化电 驱系统配套合作。根据 NE 时代数据,2022 年 1-6 月,公司共交付 6.3 万 套电驱系统,市场份额为 5%,行业排名第 6,而到 22 年 7 月公司再做突 破,市占率上升行业第 4。

市场规模:根据精进电动、巨一科技、大洋电机、正海磁材、英搏尔五家 主要电驱系统厂家销售数据,我们估算新能源车电驱系统每套单价约为 4480 元,每台新能源车配一套系统,考虑电驱单价年降影响,则预计到 2025 年全球及国内市场规模将分别达 875 亿元、420 亿元,2020-2025 年 CAGR 分别为 45%、48%。
2.同心多元化,由“牵引变流”到“工业变流”向工业、海工延伸
工业变流是公司将轨道交通变流技术向轨道交通外的工业市场延伸形成的 产业。2022 年前三季度公司工业变流产品收入 8.5 亿元,同增 304%,海 工装备收入 3 亿元,同增 92%,传感器件收入 3 亿元,同增 127%。目前 公司工业变流产品主要应用于暖通、冶金、新能源发电等领域,包括光伏 逆变器,风电变流器,中央空调变频等。同时,公司在 2015 年收购了英 国全球深海机器人知名供应商 Specialist Machine Developments(SMD) Limited,并于 2017 年成立上海中车 SMD,成功将公司业务向海工装备领 域延伸。公司的传感器件主要应用于轨交领域,近几年成功向风光领域拓 展。
2.1 光伏风电逆变器:背靠央企优势,持续布局产业基地,市占率快速提升
上下游协同效应助力公司光伏逆变技术不断实现突破,持续布局零碳智能 装备产业基地扩产能,近年来凭借央企优势多次入围“五大六小两建”采 购名单,22 年 7、8 月光伏逆变器中标量稳居第一。光伏逆变器主要分为 集中式、集散式、以及组串式,市场目前主流为组串式,公司主要覆盖集 中式和组串式。公司积极追赶业内领先厂商技术步伐,持续加码投入三电 平变流器通用平台技术。截至 8 月,公司今年累计中标集中式 1.1GW、组 串式 5.4GW、EPC 637MW,其中 7、8 月中标量稳居行业第一,市占率 快速上升。持续布局新能源产业基地。22 年 3 月,公司计划在曲靖建设年 产光伏风电变流器、智能汇流箱等零碳智能装备 10GW 产业基地。同年 8 月,公司另一零碳智能装备 5GW 基地在乌海落户。
市场规模:根据我们在风光 IGBT 篇数据,我们预计 2025 年全球及中国光 伏逆变器出货量分别达 422、139GW,相乘各自对应每 W 单价后测算出 其市场规模分别达 950、224 亿元,2020-2025 年 CAGR 分别为 24%、 19%。

光伏逆变器属于充分竞争市场,市场呈现向行业龙头集中趋势,华为、阳 光电源为第一梯队。根据伍德麦肯兹统计,21 年全球光伏逆变器 TOP10 厂商市场份额高达 82%,较 20 年同增 2%。其中,华为、阳光电源持续领 跑,21 年市占率分别为 23%、21%,古瑞瓦特出货量第三,占比 7%, TOP3 控制了全球光伏逆变器市场的一半以上。
未来风电机组发展趋势为大功率和海上风电,因此全功率式风电变流器有 望成为行业主流。根据 CWEA 数据,2021 年陆上新增风电机组中 3.0- 4.0MW 及以上装机占比高达 73%,而海上风电更是高达 99.7%,而全功 率式风电变流器又是主要应用在大功率风电机组,因此预计其市场份额将 进一步增长。公司目前系列产品覆盖双馈变流器以及中低压全功率变流器, 同时与风力发电机业务进行相应技术搭配,实现技术上的“协同效应”。 2017 年公司与南京风电科技有限公司签订 110 套 2.3MW 双馈风电变流器 产品供货合同,为公司风电变流器产品市场首个订单。2020 年 6 月,公司 亚洲最大海上 10MW 半直驱永磁风力发电机在山东下线,同年 12 月,公 司 4.8MW 三电平风电变流器产品成功下线。
市场规模:根据运达股份及三一重能采购数据,风电变流器成本约占风电 机组的 4%。我们预计至 2025 年全球及国内风电装机规模分别为 157GW、 97GW,相乘对应的风电变流器单价,因此我们测算出至 2025 年全球及国 内风电变流器市场规模将分别达 261 亿元、160 亿元,2020-2025 年 CAGR 分别为 8%、10%。

风电变流器属于充分竞争市场,国内厂商已占据主导地位,目前市场呈现 第三方供应商与自供厂商竞争格局。目前风电整机厂商如金风科技、远景 能源等行业龙头都设有自己的变流器子公司,同时上述企业亦使用部分第 三方生产商的变流器。根据 Wood Mackenzie 数据,截止 2020 年风电变 流器市场主要由阳光电源、禾望电气等占据,市占率分别为 22%、16%。
2.2 传感器件:轨交领域龙头, 产能扩张带动出货量高增,往风光领域拓展
公司专注传感技术 30 余年,目前轨交传感器市场占有率第一,在新能源车、 风光领域出货量位居行业前列。宁波中车时代作为公司首个传感技术实验 中心,目前围绕电流、电压、位移、压力、速度、温度 6 大板块已研发出 700 多种传感器件产品类型,22 年 H1 新建 14 条生产线,拥有年产能超 1650 万只。持续专注传感技术研发。公司立足轨道交通传感产业,先后攻 克了一大批关键核心技术,成功开发了 MEMS 铂电阻芯片、MEMS 磁通 门芯片等核心传感芯片及基于自主芯片技术的传感器,打通了从器件到模 块、到市场的全产业技术应用开发链。
传感器下游应用领域广,汽车电子为最大下游。根据华经产业研究院统计, 2020 年传感器中汽车电子占比最高,达 24%,工业制造、网络通讯、消 费电子、医疗电子依次分别占比 21%、21%、15%、7%。
市场规模:根据赛迪顾问预测,2020 年全球传感器市场规模达 1606 亿美 元。预计至 2025 年将达 3200 亿美元,期间 CAGR 15%。 2020 年中国传 感器市场规模达 2510 亿元,至 2025 年将达 4900 亿元,期间 CAGR 14%。
我国传感器市场份额主要由国外厂商占据,市场集中度较低。目前爱默生、 西门子、博世等国外公司占据中国传感器行业超过 60%的市场份额。从市场集中度来看,行业格局较为分散,TOP5 企业如歌尔股份、汉威电子等 占据了国内传感器市场 40%以上的份额,其余 60%为中小企业。

2.3 海工装备:收购英国 SMD,抢抓海工新机遇
收购英国 SMD 公司,高铁技术向深海延伸,填补国内深海机器人产业空 白。2015 年 2 月,公司拟斥资约 12 亿元收购英国 SMD 100%股权。SMD 公司位于英国纽卡斯尔,是当时全球深海机器人第二大供应商和领先的海 底工程机械制造商。公司由高铁技术向深海延伸。据时代电气介绍,向海 洋工程深海装备领域拓展,是公司轨道交通电气传动和控制核心技术的有 机延伸, 同时还可以与中国南车株洲所已有的海上业务开展业务协同,打 造一个海洋工业装备产业集群。
收购之后公司海工装备技术突飞猛进,抢抓海工产业新机遇。在收购英国 SMD 的同年 12 月,公司生产的全球首套商业深海采矿设备完成出厂试验 并具备了交付条件。2016 年 7 月,SMD 公司成功中标交通运输部上海打 捞局 6000 米遥控无人潜水器项目,这是当时我国首个 6000 米级 ROV (电驱动水下机器人〃)项目。2020 年,公司推出国内首创具有智能行走, 精准导航定位等功能的智能水下挖沟铺缆机以及水下模拟仿真系统。同时, 公司目前有多项在研海工装备项目,如深海机器人电驱及智能化技术,成 功之后公司将成为国内首家拥有水下 3000 米级电机技术的公司。
1.国内轨道交通行业龙头,牵引变流系统乃其安身立命之本
公司是我国轨交行业具有领导地位的牵引变流系统供应商,可生产覆盖机 车、动车、城轨领域多种车型的牵引变流系统。根据城轨牵引变流系统市 场招投标等公开信息统计,公司 2012 年至 2022 年 H1 连续十年在国内城 轨牵引变流系统市场占有率稳居第一。
在机车领域,公司牵引变流系统累计装车和谐系列机车超 6000 台套、 “复兴号”动力集中动车组约 150 套,并随整车批量出口至澳大利亚、 德国、南非等国家和地区。
在动车领域,公司牵引变流系统累计装车“和谐号”动车组超 1300 标 准列,装车“复兴号”动车组 350 余标准列。
在城轨领域,公司牵引变流系统广泛应用于地铁、单轨列车、磁浮列 车、工程车等不同制式车型。2021 年公司在已开标的 5614 辆地铁牵 引变流系统订单中中标 3282 辆,占比 59%。
公司轨交电气装备为轨交业务收入主要来源,轨交业务毛利率在同行业公 司中处于领先地位。2022 年前三季度公司轨交业务营业收入共计 72 亿元, 毛利共计 28 亿元,其中轨交电气装备(主要为牵引变流装备)收入 57 亿元, 占比 79%,为收入贡献主要来源。近几年公司轨交业务毛利率维持稳定且 高于绝大多数同类公司,2020 年至 1H2022 分别为 40%、37%、39%。

深度绑定核心客户的同时不断拓展客户多元化。公司轨交业务客户主要包 括中车集团下属主机厂、国铁集团及下属子公司等国内外企业,近年来收 入占比保持在 60%以上。核心客户占比高主要系 1)对于主机厂而言,公 司产品主要系配合主机厂车型及技术平台进行研发、双方合作具有历史延 续性。2)铁路领域轨道交通车辆整车在样车试验验证环节即确定了所采用 的牵引变流系统等核心部件,存在一定的准入门槛,所以客户多向公司进 行单一来源采购。3)重型轨道车等轨道工程机械产品一般不存在三家及以 上的供应商,因而公司多采用竞争性谈判或单一来源采购的销售方式。
2.依附国家绿色智能化战略,看好城轨领域带来的新机遇
近年来中国铁路固定资产投资相对稳定,在 8000 亿左右,2021 年略有下 降主要系疫情扰动。根据铁建重工预计以及结合在建和拟建铁路项目安排, 预计“十四五”期间铁路固定资产投资额将稳定维持在 8000 亿/年左右。
国内城轨交通建设目前正处于快速增长时期。近年来国内城轨交通行业快 速发展,2021 年中国城轨投资额为 5860 亿元,2016-2021 年 CAGR 达 9%。伴随投资额,新增城轨交通车辆亦快速增长,2016-2021 年 CAGR 达 33%,有望带动公司城轨牵引变流系统收入快速增长。未来,根据《十 四五规划和 2035 年远景目标纲要草案》,“十四五”期间城轨项目总投资 额将达到 3.5 万亿元,平均 7000 亿元/年,相比“十三五”期间所完成建 设投资总额(2.63 万亿元)增长 33%。
智能绿色化发展趋势+多个产业政策加持,轨交行业有望迎来第二春。就 铁路领域而言,根据国铁集团《新时代交通强国铁路先行规划纲要》,力争 到 2035 年国家铁路网规模达到 20 万公里左右。就城轨领域而言,根据国 务院《国家综合立体交通网规划纲要》提出,到 2035 年基本建成绿色集 约、智能先进的现代化高质量国家综合立体交通网,实现”全国 123 出行 交通圈”和“全球 123 快货物流圈”。整体而言,我国轨交行业以政策作 为背景,以绿色智能化作为未来突破口,因此有望保持持续增长。
公司在轨交绿色智能化领域深耕多年,目前多项技术已成功推广应用。公 司的永磁牵引系统凭借绿色高效的优点,目前已成功装载于国际首列 350km/h 速度等级的永磁高速列车。自动驾驶技术,公司攻克了重载列车 运行环境仿真,自动驾驶系统集成等关键技术,目前已经在西安局、广州 局,包神铁路等铁路公司得到了装车应用。2021 年,公司基于 3300V 全 SiC 器件的牵引变流器在深圳 1 号线载客运营,牵引能耗降低 10%,同年公司核心系统助力时速 600 公里高速磁浮成功下线,为中国轨交行业从 “重载,高速”向“绿色,智能”方向发展持续作出贡献。
3.匠心沉淀助力维修业务扬帆起航
轨交装备存量+铁路网规模快速增长,售后维保亦将呈现较广的市场空间。 至 2021 年底全国铁路营业里程突破 15 万公里,预示前期上线运营的列车 逐渐进入维修期,特别是随着“复兴号”中国标准动车组的应用与自主配 套能力的增强,国产零配件厂商更为受益。根据公司信息,时代电气为高 铁单车整套系统的维修价值量相当于销售一套新系统,因此预计行业内将 迎来新的发展机遇。

公司依托多年的轨交装备技术积累和生产制造经验,可为客户提供轨道交 通装备的检修维保服务。维修能力方面,公司的轨道工程机械主要用于轨 道交通线路基础设施的建设、检测、维修、养护。同时,在铁路领域,公 司下属子公司宝鸡中车时代是国铁集团三大养路机械定点生产企业之一, 且具备生产多种国内唯一的轨道工程机械的能力。维修覆盖范围方面,公 司结合国铁集团检修规划,持续优化检修布局,已在全国建立了 18 个属地 化检修基地。2021 年,公司继续在检修市场拓展,城轨领域斩获跨平台检 修订单,中标国内首个地铁牵引系统维修项目。2020 年,因受疫情因素影 响,公司维保业务收入有所下滑,为 12 亿元,同减 19%。
1.盈利预测:预计公司 2022-2024 年实现归母净利 24、28、31 亿元,同增 20%、15%、12%。
预测 2022-2024 年公司分别实现营收 183、209、237 亿元,同比增长 21%、15%、13%。
功率半导体器件业务:下游风光、新能源车需求高增带来 IGBT 行业景 气度高升,供需缺口加速国产替代步伐,公司高压 IGBT 技术优势向中 低压高增速领域延伸+提前布局 SiC 车规级应用+IDM 模式下产能快速 释放市占率进一步提高,预计功率半导体业务营收快速增长。1)行业 景气度高,根据我们估算,预计 2025 年全球 IGBT 市场规模达 954 亿 元、2020-2025 年 CAGR 为 16%,中国 IGBT 市场规模达 458 亿元、 2020-2025 年 CAGR 达 21%。2)公司高压 IGBT 技术、市占率国内 领先,持续向中低压新能源车等高增速领域拓展,叠加供需缺口下公 司 8 寸 IGBT 产线产能释放带来出货量快速提高,进一步实现国产替 代。我们预计 2022 年公司车规 IGBT 模块将配套 70 万台新能源车, 高压 IGBT 按往年市占率乘于 22 年市场规模计算将带来 6.5 亿元收入, 光伏风电 IGBT 考虑阳光电源等逆变器龙头加速实现零部件国产替代以 及公司在该领域定制化、上下游协同能力,预计 22 年收入将达 2.4 亿 元。综上我们预计公司 2022-2024 年功率半导体业务营收增长率为 78%、30%、21%,收入分别为 19.01 亿元、24.79 亿元、29.96 亿元。
新能源电驱系统业务:1)我们预计 2025 年全球电驱系统市场规模达 875 亿元、2020-2025 年 CAGR 为 45%,中国电驱系统市场规模达 420 亿元、2020-2025 年 CAGR 达 48%。2)公司 IGBT 自供电驱系 统形成上下游产业链协同优势。3)快速打入车企供应链,既供货如长 安、红旗等传统车企,也开拓了造车新势力中交付量排前三的和众汽 车,同时在车型配套方面也均为各细分市场中的热销车型,如哪吒 U/V 系列,再叠加自建工厂产能快速释放,我们预计公司 2022 年产 能 20 万台将实现满产满销。预计公司 2022-2024 年新能源电驱系统 业务营收增长率为 124%、43%、11%,收入分别为 10.19 亿元、 14.52 亿元、16.10 亿元。
工业变流产品业务:公司凭借央企优势 22 年多次入围“五大六小两建” 采购名单,7、8 月光伏逆变器中标量稳居第一,叠加与中车集团、公 司功率器件业务实现技术协同效应,以及目前在手订单量,预计 2022-2024 年工业变流业务营收同增 184%、73%、60%,收入分别 为 15 亿元、26 亿元、42 亿元。
轨道交通装备业务:1)看好 2022 年下半年国内疫情逐步走出后轨交 装备需求的触底反弹,看好中国中车一季度新签订单近三年来首次同 增对于未来预期的改善。2)国内城轨交通建设目前正处于快速增长时 期,“十四五”城轨投资总额相比“十三五”高出 33%,未来将带动更 多城轨车辆采购需求,推动公司城轨轨交装备收入增长。3)前期上线 运营车辆逐步进入维修期,售后维保、替换需求将持续贡献收入。预 计公司 2022-2024 年轨道交通装备业务营收同增 4%、1%、0%,收 入分别为 127.33 亿元、128.78 亿元、128.78 亿元。
预测 2022-2024 年公司分别实现归母净利 24、28、31 亿元,同比增长 20%、15%、12%。考虑公司 8 寸芯片产线、电驱系统产线产能利用率维 持高水平下的规模效应,以及持续加大研发投入开拓新产品,预计销售费 用率维持在 6%,管理费用率略减维持在 4%,研发费用率略减维持在 8%。
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