1、時代電氣研究報告：邁入新能源時代的軌交裝備龍頭一、雙碳政策下新能源需求爆發，核心器件 IGBT 構筑第二成長曲線1.1 從軌交/電網高壓功率器件起家，順利切入中低壓車規、光伏和風電 IGBT外延收購高壓大功率 IGBT 廠商丹尼克斯實現技術飛躍：2008 年 10 月，當時作為中國南車二級子公司的 時代電氣收購了加拿大多倫多交易所創業板上市公司丹尼克斯 Dynex75%的股權，成功切入高壓大功率 IGBT 器 件市場。2009 年收購的丹尼克斯營收實現全部并表，為當年公司功率半導體業務貢獻營收 2.26 億元人民幣。2019 年 1 月，公司以每股 0.65 加元現金收購了 Dynex 所有發

2、行在外的 25%的普通股，耗資約 1310 萬加元，折合約 6590 萬元人民幣，2019 年 3 月 15 日完成股權交割之后 Dynex 成為公司的全資子公司。丹尼克斯 Dynex 是當時 全球領先的高壓功率半導體獨立供貨商之一，位于英格蘭林肯，Dynex 具有 50 多年的歷史，主要設計和生產雙 極功率半導體器件、IGBT、功率組件和專用硅藍寶石集成電路，產品廣泛用于輸配電、傳動、航空、工業自動 化和控制等領域。2007 年，在大功率半導體領域的銷售收入排名中，時代電氣與 Dynex 均位列前十位，完成對 Dynex 股權收購后，通過進一步的整合和發展，公司形成了大功率高壓晶閘管、IGC

3、T 和大功率 IGBT 等完整的 高壓功率半導體產品結構。從外延收購到內化吸收成長為國內 IGBT 芯片龍頭廠商：公司成功收購丹尼克斯，實現 IGBT 領域的第一 次跨越，在完成國內外相關 IGBT 業務和資產整合之后，2009 年底公司在株洲建成國內首條 6 英寸高壓 IGBT 模塊封裝線，首次實現高壓大功率 IGBT 模塊的國產化。2014 年 6 月 20 日由南車株洲所投資建設的國內首條 8 英寸 IGBT 專業芯片線建成并投產，這也是世界第二條 8 英寸 IGBT 專業芯片生產線。首期將實現年產 12 萬片 8 英寸 IGBT 芯片，配套生產 100 萬只 IGBT 模塊，真正實現

4、IGBT 的國產化。2020 年 9 月 26 日國內首條 8 英 寸車規級 IGBT 芯片生產線下線投產，二期設計產能為 2 萬片/月，專為車規和新能源等中低壓 IGBT 芯片打造， 如果按照車規模塊測算，滿產后預計將生產 200 萬只 IGBT 模塊。在高壓 IGBT 領域積累的高標準產品控制與制造工藝成為公司切入中低壓的核心優勢：我們認為公司能夠 成功實現從高壓 IGBT 切換至中低壓車規 IGBT 的核心優勢在于品控，作為大型央企，從要求最高的軌交和電網 做起，相較于國內其他從工控產品或者家電產品起家的競爭對手而言，對于產品工藝管控都執行更高的要求，所以產品標準也更高，產品一致性也更好

5、。根據公司在高壓 3300V6500V 高壓領域 IGBT 產品參數與國際大廠 如英飛凌，三菱和 ABB 的比較，公司在 1700V 和 4500V 電壓的 IGBT 產品對應的導通電壓降（Vces）略優于 英飛凌的參數，導通電壓降低越少，導通損耗越低。其次在開光損耗對比方面，時代電氣的 1700V 和 6500V 電 壓平臺的產品損耗基本與英飛凌持平。1.2 IGBT 模塊產品覆蓋軌交、電網、電動車與新能源發電，國產替代空間廣闊IGBT 模塊從中低壓到超高壓全覆蓋：公司的 IGBT 模塊按照電壓區間可以分為高壓領域和中低壓領域，其 中 3300V 以上的高壓模塊用在城軌和電網，1200V 和

6、 1700V 的 IGBT 模塊主要用在高端工控、光伏和風電等領 域，750V 和 1200V 電壓的功率模塊廣泛用于電動車的電驅逆變器。不同于國內其他功率半導體廠商是從低壓 向高壓領域擴展，公司采用的是相反的滲透路徑，依托公司在軌交領域的競爭優勢，率先實現了 IGBT 在軌交 領域的國產化替代，2008 年開始開拓電力市場，2017 年開始在電網用的高壓 IGBT 斬獲訂單，2020 年公司獲得 了廣汽和東風的乘用車 IGBT 模塊訂單，成功將公司的 IGBT 產品線從高壓領域逐步延伸至中低壓領域。公司的功率半導體業務除了 IGBT 芯片與模塊以外，還包括雙極器件和正在研發布局的碳化硅器件，

7、目前 公司雙極器件包括整流管、晶閘管、IGCT 和功率組件，其中晶閘管占比較高，每年產值接近 4 個億。晶閘管能 在高電壓、大電流的條件下工作，晶閘管因為其在工作中具有可操作性、被廣泛的應用于可控整流、交流調壓、 無觸點電子開關等電子電路中，是典型的小電流控制大電流的設備。晶閘管和 IGCT 作為電流控制型器件，可 以用于海上風電變流器的核心器件，另外在柔性直流輸電換流閥的作為 IGBT 的保護器件。碳化硅器件是公司下一個技術攻關重點：目前碳化硅二極管已經小批量出貨，碳化硅 MOS 模塊產品已經 推出，我們預計碳化硅 MOSFETs 模塊將來是公司的研發重點。公司的 SiC MOSFET 芯片

8、已經發展了 4 個代次， 從第三代開始面向車規級應用，目前已經推出的 1200V/600A 的 SiC MOSFET 模塊 S3 能夠滿足 120KW200KW 功率等級電驅需求，在 190KW 高輸出功率條件下，逆變總損耗可以比硅基 IGBT 降低 54%，逆變效率從 97.% 提升至98.77%。此外公司在2021年底也發布了國內首款基于自主碳化硅芯片的大功率電驅產品 C-Power 220s。外延并購+內生擴展新能源大賽道，公司 IGBT 營收穩步增長：根據港股時代電氣披露的功率半導體業務營 收規模統計，2008 年公司完成收購丹尼克斯，并表營收為 3530 萬元，2009 年丹尼克斯營

9、收全部并表，貢獻營 收 2.26 億元，所以公司在 2009 年通過外延收購實現了第一次收入規模的跨越，達到 4 億元以上的營收規模， 同比成長超過 100%。此后在長達十年的時間內，公司的營收一直在 4-6 億區間上下波動，直至 2020 年公司 IGBT 業務收獲了南方電網項目訂單與乘用車領域廣汽和東風的批量訂單，營收躍升至 8 億。隨著新能源汽車業務進 入快速放量期，2021 年前三季度功率半導體營收達到 7.27 億元，預計全年公司功率半導體業務營收有望進一步 突破 10 億元營收，再創歷史新高。國產替代空間廣闊，切入汽車和工業領域打開新的增長空間：2019 年全球 IGBT 市場規模

10、預計在 64 億美 元，2020 年市場規模微幅增加 4%提升至 66.5 億美元，2021 年市場開始快速復蘇，預計 2021 年全球 IGBT 市場 規模將同比增長 20%，將達到 76.8 億美元。從市場結構來看，IGBT 主要 IGBT 模組和 IPM 模塊形式為主，兩 者合計營收占比超過 76%，在 IGBT 單管和 IGBT 模塊市場份額最高的是德國英飛凌，市占率超過 30%，在 IPM 模塊市場日本三菱市占率排在第一位，高達 32.7%。國內廠商士蘭微和華微電子在 IPM 模塊中進入了全球前十， 分別位列第九位和第十位，在 IGBT 模塊領域，斯達半導進入全球前十，排名第六位。從

11、 2020 年 IGBT 模塊 全球應用占比來看，工業控制占比 33.5%，是目前 IGBT 最大的應用領域，新能源汽車占比 14.2%。未來，汽 車電動化、智能化推動車規級 IGBT 成為增長最快的細分領域。2025 年國內 IGBT 市場規模將增加至 592 億元，CAGR 達到 27%：根據集邦咨詢的統計，2018 年中國 IGBT 市場規模預計為 153 億人民幣，相較 2017 年同比增長 19.91%，2020 年受益于新能源汽車和光伏、風電等新能 源發電領域需求的大幅增長，我國 IGBT 市場規模持續增長，我們預計 2025 年國內 IGBT 市場規模將增加至 592 億元，20

12、20 到 2025 年復合增速 CAGR 為 27%。從需求結構進行分析，2018 年國內 IGBT 需求占比最大的領域 是新能源汽車，占比為 31%，緊隨其后的是消費電子和工業控制，市場規模占比分別為 27%和 20%。時代電氣 此前所在的軌交和電網在 IGBT 芯片市場占比分別為 4%和 5%，合計市場占比僅為 10%，公司切入新能源汽車、 工控和新能源發電等新領域之后，市場增長空間也大幅拓寬。IGBT 需求集中汽車和工業領域，德美日等國具有市場壟斷性優勢：在 IGBT 下游的需求主要集中在汽車、 工業控制和家電等領域，不同于 MOSFET 多以分立器件形式應用為主，IGBT 則以更常見的

13、形式如 IGBT 模塊 和 IPM 模塊廣泛應用于汽車和家電終端產品，尤其是汽車工業在歐洲、日本和美國更為發達，所以 IGBT 芯片 市場主要被德國英飛凌，日本羅姆、三菱以及美系大廠安森美和 ST 意法半導體等廠商控制。公司覆蓋全產業鏈環節，下游終端產品助力 IGBT 器件產品快速迭代：IGBT 產業鏈包括上游的硅片廠， 到中游環節的芯片設計、制造與模塊封裝，下游是系統或者逆變器廠商，國內覆蓋整個產業鏈中游和下游的廠 商包括新能源汽車廠商比亞迪以及時代電氣所屬的中國中車。相較于國內其他的 IGBT 芯片與模塊競爭，時代 電氣自身也能夠設計與制造電驅、光伏逆變器和風電變流器等下游系統級產品，對于

14、公司的芯片和模塊性能能 夠提供及時的反饋，大大加快了公司產品的迭代速度。二、車規 IGBT 技術領跑國內，國內車企客戶全面導入2.1 IDM 產能優勢助力公司車規 IGBT 模塊快速迭代率先進入 B 級車英飛凌 IGBT 芯片設計與制造工藝與模塊封裝技術一直是行業的標桿，雖然行業內各家公司的技術代際劃 分不同，但是都可以對標到英飛凌的不同代際，英飛凌四代是市場公認的一個技術分水嶺，四代以后英飛凌定 義了面向車規、工業等不同領域的芯片和模塊標準，而且這一代工藝一直是應用最廣泛的。英飛凌四代之后的 第五代和第六代工藝都是針對第四代工藝的完善，而且推出的第六代工藝增加了高頻版本，可以應用于光伏和 風

15、電等新能源發電領域。真正出現技術革新的是 IGBT 第七代工藝，同時定義了面向車規、光伏和工控的版本。 時代電氣車規級 IGBT 對應英飛凌的第五代升級版 EDT2，目前公司已經有對標英飛凌第六代和第七代精密微溝 槽的產品，但是仍處于小批量出貨，大范圍應用的還是對標英飛凌第四代采用 HPD drive 進行封裝的模塊。以面向新能源汽車推出的車規級 IGBT 模塊為例，公司在市場上主要推出了物流、大巴車半橋模塊，A00 級小功率模塊和 A 級以上的 100kw 以上的大功率模塊。公司在 2019 年開始推出 750V 和 1200V 的低壓產品， 主打物流車進行小批量應用，但是由于低壓模塊在核心

16、參數設計沒有達到車規要求，所以最初的模塊產品并未 受到市場認可。為了快速進入即將爆發的新能源汽車市場，公司在自有 IDM 產線進行了多次迭代，憑借高壓模 塊產品積累的工藝能力，在 2020 年對產品進行了升級，750v/800A 和 1200v/800A 的模塊產品已經導入了國內 大部分主機廠客戶，尤其是憑借出色的輸出功率成為最先導入 A 級車的國產 IGBT 模塊。另外公司此前面向大 巴車的 1200V 的模塊和 A00 級電動車的小功率模塊產品均得到了下游客戶的認可。2.2 2022 年車規模塊市場份額大幅提升至 14%，排名國產廠商第一位2021 年我國新能源市場大幅增長電動車汽車銷量為

17、 340 萬輛， 預計 2022 年增加至 550 萬輛 ，同比大幅 增長約 62%，對應的車規 IGBT 模塊與電動車的比例如果按照 1.5：1 測算，國內 IGBT 模塊市場規模在 2022 年 達到 825 萬只。車規 IGBT 模塊龍頭廠商德國英飛凌，在國內的模塊供應量為 60 萬-70 萬個，如果考慮到從德 國直接出口至國內的車規模塊，預計全年出貨量將達到 60-80 萬個，在 2019 年和 2020 年曾一度占據國內近 50% 的市場份額。2021 年國內電動車市場爆發式，英飛凌的擴產進度比較緩慢，明顯低于行業增速，預計份額將從 2020 年 50%的市占率高位降至 13%。時代

18、電氣在新能源汽車市場布局較早，2019 年推出車規 IGBT 模塊產品，2020 年開始陸續斬獲造車新勢力 與廣汽、東風等汽車主機廠客戶訂單，而且公司投產的二期 IGBT 車規產線已經在 2021 年底完成通線，2022 年進入產能釋放期，我們預計公司 2022 年車規 IGBT 模塊出貨量有望達到 112 萬只，與英飛凌在 2022 年的出 貨量幾乎持平，成為國內車規 IGBT 模塊份額最大的國產供應商，國內市占率將達到 14%，市場占有率大幅提 升 8%。2022 年是國產 IGBT 廠商份額大幅提升的一年，海外龍頭廠商擴產進度低于預期，反觀國產廠商對于國內 電動車政策理解更深刻，擴產也更

19、積極，無論是與時代電氣采用 IDM 生產模式的士蘭微、比亞迪還是采用晶圓 代工模式的斯達半導體，在 2022 年的供應比例均大幅提升，國產廠商份額在 2022 年總計將達到 43%。車規級 IGBT 產線投產，IGBT 產能領先國內：國產功率半導體廠商在中高壓產品如 IGBT 領域的國產化率 能夠實現快速提升的關鍵在于提前布局的晶圓產線在 2022 年進入投產期，而國外廠商對于汽車電動化的政策預 判遠不如國內廠商樂觀，因此國外廠商的擴產進展落后于國內廠商。根據我們統計，2022 年全球新增 IGBT 產 能（等效為 8 寸晶圓）增長約 6 萬片/月，國內新增 4 萬片/月，國外預計新增產能為

20、2 萬片/月，國內新增產能 占全球比列約為 2/3。分廠商來看，IGBT 產能增長較多的 IDM 廠商包括時代電氣（新增 1 萬片/月），士蘭微（新 增產能約 1 萬片/月），代工廠產能增量較大的主要是華虹、積塔和中芯紹興等企業。時代電氣在新增的 IGBT 產 能中，預計貢獻約 25%的增量，在 2022 年投產的 2 期產線作為國內首條 8 寸車規 IGBT 產線，為公司在車規 IGBT 市場擴大市占率提供了產能保障。2.3 車規功率半導體成長潛力巨大，IGBT 和碳化硅雙翼齊飛隨著各國陸續出臺燃油車禁售時間表，電動車對燃油車的替代趨勢已經不可逆轉，而功率半導體作為電動 車半導體價值量最大部

21、分，未來成長空間巨大。根據 Strategy Analytics 的統計，純電汽車的功率半導體價值增 量超過 400 美元，其中 75%的功率半導體用于電驅系統中的逆變器，例如 IGBT 模塊，MOSFETs 模塊以及 SiC MOSFETs 模塊，而剩下的 25%的功率半導體則用于車載充電機（OBC），直流-直流升/降壓（DC-DC），電池管 理系統、電動空調等設備。2019 年到-2020 年國內新能源汽車銷售規模為 120-130 萬臺，增速相對平穩，2021 年國內新能源汽車銷量 達到 340 萬臺，按照單車功率半導體價值為 3000 元計算，對應約 102 億左右的車載功率半導體市場

22、規模。隨著 電動車滲透率的持續提升，預計到 2025 年國內新能源汽車銷售量將達到 953 萬輛左右，如果考慮采用 SiC MOSFETs 模組的廠商滲透率在 2025 年達到 12%，國內車載逆變器對應的功率半導體市場需求約為 209 億左右， 整體車用功率半導體市場規模將將達 278 億元，相較于 2021 年 102 億的市場規模仍有近 2 倍的成長空間。三、工業 IGBT 應用不斷拓寬，光伏/風電/電網 IGBT 需求大增3.1 新能源發電市場需求爆發，驅動工業領域 IGBT 模塊需求新成長3.1.1 光伏逆變器中用到的 IGBT 預計 2025 年全球市場規模將達到 110 億元光伏

23、發電是未來清潔能源最重要的一種形式，其中最核心的 部件是將太陽能電池板上產生的直流電轉變為與電網電壓同相同頻交流電的光伏逆變器。以裝機量占比超過一 半的組串式逆變器為例，光伏逆變器的功率單元從結構上可以分為升壓單元（DC/DC）和逆變單元（DC/AC）。 升壓單元用于實現電池板的最大功率跟蹤(MPPT)，根據電池板的連接方式以及逆變器的功率等級，升壓單元可 以一路或者多路不等。逆變單元用于將直流電壓轉換為工頻的并網電壓，最后通過隔離變壓器接入電網。從升壓模塊的基本電路拓撲結構中可以看出內部集成了三路 MPPT，每一路都包含一個 IGBT 單管和低飽 和壓降的旁路二極管。該模塊式英飛凌為光伏應用

24、定制的模塊，其中 IGBT 采用的是英飛凌在 1200V 單管上廣 泛使用的 H3 芯片，如果旁路二極管采用 SiC 二極管則可以帶來系統效率和性能的大幅提升，根據仿真結果， 采用 SiC 二極管替換硅二極管升壓電路的總損耗可以降低 30%。光伏逆變器中的逆變單元功能是將直流電轉換成與電網兼容的交流電，一般兩電平拓撲或者三電平拓撲都 可以用于該單元實現功率轉換，但是采用三電平拓撲效率更高。以英飛凌采用 Easy3B 封裝的逆變模塊為例，采 用三電平拓撲的逆變單元使用了 6 個 IGBT 芯片和 6 個 FRD 快恢復二極管。通過研究固德威在招股書披露的 2019 年公司采購成本細項，可以發現功

25、率半導體器件在公司逆變器成本中 的占比為 11%，固德威主要產品為組串式逆變器，在各項成本中排在第三位。相比之下，以微型逆變器為主的 禾邁股份成本結構中，半導體器件與功率模塊占比為 14%，預計功率半導體在逆變器的成本中平均占比約為 12%。根據固德威披露的 2019 年逆變器單位功率成本，單項并網逆變器、三項并網逆變器和儲能逆變器成本分別 為 0.37 元/W，0.18 元/W 和 0.72 元/W，由于目前公司儲能逆變器營收占比較少，僅看組串式逆變器的單位功率 成本預計為 0.25 元/W，集中式光伏逆變器單位功率成本更低，預計在 0.16-0.17 元左右，綜合來來總體光伏逆變器的單位功

26、率成本約為 0.2 元/W，每 GW 對應的逆變器價值量為 2 億，每 GW 對應的功率半導體價值量為 2400 萬元左右。根據 2025 年完成碳達峰的目標測算，中國光伏協會預計在 2025 年全球光伏新增裝機量將達到 330GW，如 果我國占全球光伏裝機量的比例約為 40%，那么在 2025 年國內新增光伏裝機量將達到 129GW。由于光伏逆變 器的替換周期是 5-8 年，如果考慮替換需求帶來的光伏裝機量，預計 2025 年全球和我國光伏裝機量需求將達到 460GW 和 177GW，如果按照光伏 IGBT 占逆變器成本比例為 12%進行測算，每 GW 對應的功率半導體價值量 為 2400

27、萬元左右，2025 年全球光伏 IGBT 市場規模將達到 110 億元，國內光伏裝 IGBT 市場規模將達到 42 億 元。3.1.2 風電變流器用到的 IGBT 和 IGCT風電變流器作為風電機組的部件之一，成本在整個風機中占比約為 4%，按照變流器技術的不同，可以分為 雙饋變流器和全功率變流器兩類。其中全功率變流器在風電行業，大部分是適配永磁發電機。它是在發電機定 子與電網之間連接了一個與發電機功率相同的變流器。雙饋變流器適配的是雙饋發電機，它是在發電機轉子與 電網之間連接一個變流器。所以雙饋變流器最突出的優勢就在于，在相同風電機組功率下，雙饋變流器的容量僅是全功率變流器容量 的 1/3，

28、成本更低。也由于這種與電網的強耦合，使得雙饋變流器對電網波動更敏感。而全功率變流器雖然成本 更高，由于其與電網全隔離的特性，使得發電機受到的沖擊更小，壽命更長，穩定性更好。尤其是在低電壓穿 越、無功支撐等電網適應能力上，突出的友好。從發展趨勢看，直驅式機組的比例在緩慢上升。2015 年新增大型風電機組中，永磁直驅式風電機組約占 30% 以上。在 3MW 以上的大功率風電機組中，直驅式機型的比例超過了雙饋機組。“十三五”期間，2MW-3MW 風電機組成為我國陸上風電場的主流機型，市場份額已經占到 70%以上。1700V 的半橋模塊是風電 IGBT 模塊主流：風電變流器的核心部件之一就是 IGBT

29、 模塊，在降本提效的要 求下，風機單機功率增大已經成為不可逆轉的趨勢，單機功率增加可以有效降低風場的度電運營成本，大功率 意味著大電流，為了減少系統成本，國內 1140V 風機系統越來越成為主流。將風機電壓從傳統的 690V 提升至 1140V，同等功率的風機電流降低 35%，大幅提升電氣傳動系統和輸變電系統的效率，降低度電成本，使得產 品具備更強的市場競爭力。對于 1140V 變流器如果采用兩電平拓撲，需要 3300V 電壓等級 IGBT 模塊，但是 3300V 器件的開關和導通損耗無法滿足系統的效率和開關頻率的要求，同時價格也更貴，因此采用 1700V 的半橋模塊 組成三電平拓撲目前是國內

30、主流方案。風電變流器需求穩定增長，預計對應的 IGBT 模塊市場預計在 2025 年達到 28 億元。風電變流器成本中 IGBT 占比約為 20%，預計 2022 年風電 IGBT 市場規模約為 18 億元，隨著風電搶裝潮在 2020 年結束，2021 年風電變流器市場略微下降，隨著海上風電進入平價階段，裝機需求逐步上升，預計到 2025 年國內風電變流器市場空間 為 139 億元，對應的 IGBT 市場需求約為 28 億元。IGCT 全稱為集成門極換流晶閘管，作為新型晶閘管，性能明顯優于前一代晶閘管 GTO，在部分應用領域 比 IGBT 更具競爭力，能夠實現高壓大容量能量轉換，具有耐高壓、耐

31、大電流、損耗低、容量密度大、開關速 度快、結構簡單、安全性高、可靠性高等優點,可以廣泛用于工業設備、新能源發電和軌道交通領域。海上風電場景中 IGCT 作為變流器主功率器件：除了 IGBT 的技術路線外，在海上風電場景中，在需要達 到 4500V 以上電壓等級時，IGCT 作為電流控制型器件的耐壓能力更強，所以國內最大的風電變流器廠家禾望 電氣中壓風電變流器則使用 IGCT 作為主功率器件，采用三電平電路拓撲結構。與 IGCT 相比，IGBT 工作電流 較小，增加輸出容量，只能采用元件并聯或變流器并聯的方式。無論是采取元件串聯或并聯使用還是采用變流 器并聯的方法，都會增加系統的復雜性，導致效率

32、和可靠性的降低。但是 IGBT 的工作開關頻率較高，適用于 低電壓應用，而 IGCT 適用于高電壓或中壓。預計到 2030 年海上風電帶來 IGCT 市場需求約為 10 億元：在全球范圍內，IGCT 生產商主要是瑞士 ABB， 德國英飛凌、日本三菱和美國 GE 等國外企業，在我國，株洲時代電氣是全球第三家具有自主生產 IGCT 生產能 力的企業，也是我國唯一同時掌握晶閘管、IGCT、IGBT 及功率功率組件全套技術的企業。以海上風電場景為 例，2021 至 2030 年，預計新增裝機容量 50GW，考慮風機變流器及柔性直流換流閥等電力裝備，需 4.5kV 以上 器件 50 萬只，即 5 萬只/

33、年，如果按照單價 2 萬元/只考慮，預計風電市場用到的 IGCT 市場規模約為 10 億元。3.2 推出 1200V 和 1700V 工業模塊，發力工業 IGBT 市場在雙碳政策的大背景下，光伏發電和風力發電等清潔能源在整個能源結構中的占比提升是必然趨勢，所以 公司不僅在 IGBT 模塊領域推出了車規模塊，同時公司也進入工業領域，推出適用于光伏、風電以及高端工業 控制需要的 IGBT 模塊，產品覆蓋 1200V 和 1700V 兩個主流電壓平臺，從 2019 年初量產的 450A/1700V 模塊到2019 年底推出的 1400A/1200V 和 600A/1700V 等大電流模塊。不同于國內

34、其他廠商率先從 IGBT 單管切入市場，公司在工業領域推出的 IGBT 產品主要以模塊產品為主， IGBT 模塊無論在技術壁壘還是價值量都比單管產品更高。單管的封裝形式簡單，成本更低，但是沒辦法做到較 高的功率輸出，需要采用多個單管并聯的方式。而模塊則是多個 IGBT 芯片并聯，輸出的電流更大，模塊的最 高電壓等級一般會比單管高 1-2 個等級。此外模塊中的 IGBT 芯片按照特定的電路形式組合，如半橋或者全橋， 可以減少外部電路連接的復雜性。此前國內在工業領域的模塊主要聚焦在低壓模塊領域，國內在家電 IPM 模塊 和工業模塊領域進行了多年，目前士蘭微在家電 IPM 模塊領域處于全球領先的位置

35、，工業領域斯達半導是國內 IGBT 模塊的領導者而公司在電網和軌交等高壓領域的 IGBT 產品具有領先優勢。但是在光伏、風電和高階工控 IGBT 模塊領域海外廠商占比較高，我們認為公司有望在國內光伏和風電市場快速發展的趨勢中能夠在 1200V-1700V 領域的 IGBT 模塊實現快速的國產化。3.3 軌交和電網高壓領域保持全球領先，柔直輸電帶動新成長公司在軌交和電網等高壓 IGBT 領域產品線覆蓋 1700V6500V 電壓等級的產品，其中 1700V 用于輕軌的牽 引變流器，3300V 和 4500V 電壓平臺的牽引變流器在多用于客運動車和貨運機車領域，而電網高壓輸電用到的 變流模塊電壓則

36、高達 6500V。公司在軌交和電網領域的 IGBT 占有行業領導地位，行業市占率均超過 50%，不過這兩個領域 IGBT 的市 場規模相對穩定，預計軌交領域一年的 IGBT 市場規模約為 10 億左右，電網規模預計也在 10 億上下。目前公 司軌交領域 IGBT 主要在貨運機車牽引變流器，客運動車領域的牽引變流器還是采用海外大廠如英飛凌的 IGBT 芯片。公司在 2019 年開始進入電網領域的 IGBT 模塊供應，公司招股書披露 2020 年銷售給國家電網的功率半 導體器件營收達到 2.9 億元。預計未來柔性直流輸電的快速發展帶動公司 IGBT 模塊業務騰飛。柔性直流輸電技術是一種新型直流輸電

37、 技術，它將半控型電力電子器件升級為全控型電力電子器件，不僅具備輸送容量大、功率損耗小、可以實現非 同步電網聯絡等常規直流輸電技術的所有優點，還讓直流輸電的適應能力上了一個新臺階。柔性直流輸電是一 種完全可控的直流輸電。通俗地講，柔性直流輸電技術在電網中的應用，相當于接入了一個完全可控的水泵。 換流閥是該工程的核心裝置，而 IGBT 器件作為裝置核心的開關部件，相當于換流閥的“心臟”。中國在直流工 程中累計工程及容量世界第一，柔性直流輸電應用在中國進入高速發展階段。預計“十四五”期間直流輸電工 程總投資規模接近 4000 億元，預計十四五期間柔性直流帶來的新增市場需求中換流閥約 450 億，晶

38、閘管、 IGBT 約 50 億、107 億。時代電氣的 IGBT 模塊是柔性直流輸電領域唯一一家高壓 IGBT 供應商。2016 年時代電氣的 8 英寸 IGBT 模塊就首次在額定電壓和輸送容量世界最大的廈門柔性直流輸電工程中投用，成功打破了國外巨頭對該市場的 壟斷局面。在輸配電行業，公司生產的 3300V 等系列 IGBT 批量應用于柔性直流輸電、百兆級大容量電力系 統，為我國柔性輸配電工程的建設提供核心技術保障；在輸配電領域，公司生產的 IGBT 應用于烏東德工程、 張北工程、如東工程以及廈門柔直、渝鄂柔直、蘇南 STATCOM、江蘇 UPFC 等多個項目，為我國柔性直流輸 電工程的建設提

39、供核心基礎器件支撐，晶閘管產品累積應用于國內外 23 個特高壓直流輸電工程和 7 個柔性直 流輸電工程。四、新能源系統產品多點開花，電驅和工業變流器業務起航4.1 汽車電驅業務：打通全產業鏈，2021 年累計出貨量達到 10 萬套 4.1.1 公司新能源乘用車電驅業務厚積薄發，將迎來放量 2002 年株洲所電動汽車項目部 8 人團隊成立，開啟了新能源汽車技術創新和產業化征程。2003 年，株洲所 被國家科技部評定為“國家高技術發展計劃（863 計劃）成果產業化基地”；株洲所研制成功湖南省首臺純電動 公交。2005 年，株洲所“電動汽車驅動電機及其控制系統”、“燃料電池轎車 DC/DC 變換器”

40、通過湖南省科技 成果鑒定。2006 年，株洲所成功申報 3 個“十一五”國家“863”電動汽車重大專項課題。2008 年，第一批 140 臺混合動力公交車交付株洲公交使用，首開國內電動汽車批量訂單先河。2010 年，中車株洲所以央企聯盟乘用車共性技術研究項目為切入點，開展乘用車電機驅動系統研究，承擔 了 12 個項目中的 9 個項目，獲取國有資本金支持 2.5 億元。2014 年，公司正式成立汽車事業部，開展新能 源乘用車電驅系統和動力總成系統的產業化工作，生產新能源電動汽車的核心部件，為整車企業配套。2015 年， 公司成功開發出汽車級 IGBT 模塊，并依托母公司中車株洲所在電驅動和控制系

41、統的基礎與前沿技術、仿 真技術及軟件技術，形成了從關鍵芯片到關鍵器件，再到系統集成、檢驗檢測的完整技術鏈和產業鏈。目前汽車事業部已經形成了“關鍵器件”+“核心部件”+“系統集成”的一體化產業布局：公司電驅動力 總成中電控為自產，電機由母公司旗下襄陽中車電機提供，減速器由株洲齒輪提供，總成由無錫中車浩夫爾進 行。襄陽中車電機產品主要涵蓋交流感應（異步）電動機、永磁無刷電動機、開關磁阻電動機等，主要應用于 乘用車、商用車、專用車、無軌電車等。株洲齒輪有限責任公司始建于 1958 年，現為濰柴集團控股子公司，是中國齒輪傳動行業重點骨干企業，中國齒輪行業標準起草單位。攜手德國浩夫爾進入汽車電驅領域，在

42、建年產能達到 30 萬套：公司汽車電驅集成業務的經營主體為無錫中 車浩夫爾動力總成有限公司，無錫中車浩夫爾動力總成項目于 2019 年建設，并且于 2020 年建成投入運營，進 行新能源汽車動力總成產品的研發和生產，達產后年產新能源汽車動力總成 30 萬套。該合資公司由株洲中車時 代電氣股份有限公司與德國 hofer 集團共同設立，其中德國 hofer 集團是一家專注于電氣化、混合動力和傳統內 燃機動力總成領域提供解決方案的系統供應商，在過去的 35 年里廣泛服務于全球乘用車、商用車等廠商。2019 年，公司電驅系統智谷工廠在株洲軌道交通創新創業園正式建成投產，智谷工廠總面積 2 萬平方米，

43、主要用于生產新能源乘用車電驅系統及相關部件，規劃產能 30 萬臺。形成了 30160 千瓦功率范圍的全系列產 品，可以滿足 A00C 級車及 SUV 的需求，并與國內多家主流車企進行深度技術對接和共同開發合作另外，面 對旺盛的下游需求，公司進行電驅產能擴建，項目于 2021 年 9 月環評，施工期為 6 個月。主要建設內容包括新 增 1 條自動化電機控制器產線、1 條電子測試產線、1 條 IGBT 組件生產線以及 1 個立體倉庫。項目建成運營后， 提升電機控制器產能 10 萬臺/年、電機控制器板卡綜合產能 10 萬臺/年。2021 年公司電驅動力總成累計下線 10 萬套，2021 年銷量增長

44、5 倍：2021 年 12 月 26 日，公司 C-Car 平臺 孵化的全新一代產品 C-Power 220s，在中車電驅第 10 萬臺產品下線暨第二屆中車電驅自主創新技術高峰論壇上 正式發布，該產品是國內首款基于自主碳化硅（SiC）大功率電驅產品，系統效率最高可達 94%。可適應當前新 能源汽車高頻快充、長續航、高安全的需求，并廣泛適配于高端轎車、SUV 等車型。根據 NE 時代統計 2021 年公司乘用車電驅配套系統銷量達到 5 萬臺，同比增長超過 500%。另外，根據公司披露 2021 年公司電驅動力 總成下線 10 萬臺。2021 年公司電驅系統銷售量進入前十，配套一汽、長安等多款車型

45、：目前公司配套電驅系統包括一汽紅旗 首款純電動車 E-HS3、奔騰首款純電動車 E01，長安汽車奔奔 e-star、長安 CS15EV 等；江鈴汽車和雷諾各占 50%股份的江鈴新能源 E400、E300 等；浙江合眾的哪吒 V、Y 和 N01 等；國機汽車智駿的 GC1、GC2 等車型。4.1.2 電驅系統是新能源汽車的心臟，三合一目前成為主流電驅動系統是新能源汽車的“心臟”。新能源汽車的電驅動系統，可在高溫、高濕、振動的復雜工作環境下， 基于實時響應的軟件算法，高頻精確地控制電力電子元器件的功率輸出特性，實現對驅動電機的控制，最終通過精密機械零部件對外傳輸動力。其新能源車中發揮了燃油車中“發

46、動機+ECU 電控單元+變速箱”的作用，對 新能源汽車整車使用性能的動力性、經濟性、舒適性、安全性等核心指標具有較大影響。電驅動系統包括三大總成：驅動電機總成（將動力電池的電能轉化為旋轉的機械能，是輸出動力的來源）、 控制器總成（基于功率半導體的硬件及軟件設計，對驅動電機的工作狀態進行實時控制，并持續豐富其他控制 功能）、傳動總成（通過齒輪組降低輸出轉速提高輸出扭矩，以保證電驅動系統持續運行在高效區間）。電驅動力總成目前主要分為三合一及多合一，三合一目前成為主流。三合一指電機集成減速器及電機控制 器，多合一指電機集成減速器、電機控制器、充電機、交直流轉換器、高壓分線盒等。三合一與多合一不僅可

47、以共享外殼耦合及冷卻系統，還可以共享電路及功率開關器件，有效降低電驅動系統的體積和重量。在電驅系 統體積減小的情況下，高集成化電驅系統的應用范圍大幅度提升，能部署到更多車型中，實現大規模的批量生產，從而降低零件的采購和制造成本。目前多合一系統由于熱管理、電磁干擾故障率等因技術問題尚未得到良 好解決，規模化應用受限。2019-2021 年電驅三合一總成裝機占比分別為 26%、37%、54%，電驅三合一裝機占 比持續提升。4.2 風電變流器：集團協同助力風電變流器業務快速發展4.2.1 乘中車株洲所風電業務東風，公司風電變流器業務進入發展快車道縱觀中車集團風電產業發展歷程，中車株洲所風電產業的發展

48、共經歷三次大的轉變：第一次是承接國家戰 略，決定從軌道交通主業向新能源領域延伸，由此催生了風電整機和風電葉片產業；第二次是前瞻性布局產業 鏈，依托同心多元的產業技術優勢，成功運用中車株洲所器件、算法、材料三大根技術，自主構建了“器件 部件（葉片、變流器）整機”的業務體系，形成較為完整的風電裝備產業鏈；第三次是順應行業發展趨勢， 借國家“雙碳”戰略東風，以中車“一核三極多點”業務結構為依托，將風電產業打造成為最重要的新興業務 增長極。2020 年，中車株洲電力機車研究所有限公司風電事業部完成了年產 1300 臺以上的供應鏈產能建設，實現 了 56 個項目的順利交付，打破多項歷史紀錄。全年交付整機

49、 1255 臺套，同比上年增長 731%，2021 年風電業 務收入突破 100 億元大關，成為中車株洲所繼軌道交通、新材料之后的第三個百億產業。4.2.2 進入遠景能源和中車風電變流器供應體系，預計風電變流器業務收入超過 3 億元根據 Wood Mackenzie 統計，2020 年全球十六大風電整機廠中，遠景能源和中車風電皆有來自時代電氣的 風電變流器供給，其裝機占比分別為 14%和 34%，對應功率分別為 1.5GW 和 1.4GW。若按照 11 萬元/MW 的風 電變流器平均價格計算，則預估 2020 年時代電氣來自風電變流器的收入達到 3.2 億元。根據北極星風力發電網的統計，202

50、0 年國內風電裝機量合計達到 5443 萬千瓦，同比大幅增長 103.2%，其 中公司變流器供應的主要客戶遠景能源和中車風電在 2020 年的裝機量分別成長 77.7%和 283.5%，超過行業龍頭 金風科技 53.2%的裝機量提升比例。在市場份額方面，跟公司所屬同一集團的中車風電的市占率提升了約 3 個 百分點，在裝機量排名前十的廠商增幅排名第二，僅次于電氣風電 3.8 個百分點的份額提升。我們認為公司風 電變流器業務將隨著下游重點客戶如遠景能源和中車風電的裝機量份額快速提升而進入成長的快車道。4.2.3 全球風電裝機量預計在 2025 年達到 104GW，風電變流器市場空間將達到 126

51、億從風電 IGBT 到變流器，市場空間更為廣闊：根據三一重能披露，其變流器 2020 年占到風機整體成本的4%，若考慮到風機整體的價格在 2021 至今有較大降幅，而變流器價格相對堅挺，則預估變流器成本在整機成 本占比會有一定提升幅度。在全球風電裝機量方面，全球風能理事會（GWEC）發布的分析報告顯示，20212025 年預計全球新增風 電裝機 470GW，同時參考彭博 NEF 對于未來五年的風電裝機量預估，預計 2021-2025 年全球風電裝機量分別為 88GW，90GW，92GW，96GW 和 104GW。國內根據能源結構和能源消費預測，到 2025 年風電發電量規模翻 倍的需求來看，風

52、電的裝機規模在 2025 年新增規模至少不低于當前已有的裝機規模，也就是說，2021-2025 年 風電將繼續新增 280-300GW，如果樂觀估計累計裝機量達到 300GW，預計國內在 2021-2025 年裝機量分別為 40GW，50GW，60GW，70GW 和 80GW。由于海上風電絕大部分變流器采用全功率變流器，而陸上風電全功 率變流器正在逐步替代雙饋型變流器，我們預計海上風電變流器價格會略高于陸上風電采用的變流器價格，國 內風電變流器在 2022 年市場規模將達到 85 億元，2025 年國內市場規模增長至 126 億元。4.3 光伏逆變器：產品矩陣擴大至組串式逆變器，進入多個央企采

53、購名錄4.3.1 光伏逆變器產品覆蓋全面，從集中式逆變器擴展至組串式逆變器公司在光伏逆變器領域積累深厚。公司從 2009 年開始研發生產光伏逆變器，2010 年 250kW、500kW 大功 率光伏逆變器通過 TUV 認證，截止 2021 年公司累計出貨逆變器 8000 臺套，容量達到 4GW，并于 2021 年開 始推出新型集中式 3.XMW 和組串式機型。4.3.2 公司光伏逆變器在 2021 年入圍多個央企采購框架公司光伏逆變器拓展市場的速度明顯加快。根據 2021 年招標統計，子公司株洲變流國家工程研究中心入選 多個央企光伏逆變器框架集采項目，包括中核的 1.8-2.0GW 預裝集中式

54、逆變升壓一體機、中國能建的 1.2-1.5GW 集中式逆變器、中節能 160 臺逆變器、中核（南京）的 0.5GW 組串式逆變器。另外，2021 年 11 月，公司還獲 得國華能源江西分公司 472MW 全容量光伏逆變器設備訂單。4.3.3 組串式逆變器占比提升至 70%，預計 2025 年全球光伏逆變器市場規模將達到 600 億組串式逆變器占比持續提升，國產光伏逆變器廠商合計占全球比例為 60%：2021 年，光伏逆變器市場仍然 以集中式逆變器和組串式逆變器為主，集散式逆變器占比較小。其中，組串式逆變器占比為 69.6%，集中式逆 變器占比為 27.7%，集散式逆變器的市場占有率約為 2.7

55、%。根據 CPIA 預測，樂觀情境下 2025 年全球光伏裝機量為 330GW，如果考慮到光伏逆變器的替換需求，若 假設 2021 年逆變器功率成本平均為 0.20 元/W，考慮到未來幾年逆變器功率成本在 2025 年降至 0.15 元/W，則 全球 2025 年對應的市場規模為 690 億元人民幣。2022 年國內光伏新增裝機量約為 80GW，如果考慮到替換需求 超過 50GW，預計國內光伏逆變器市場規模將達到 229 億元人民幣，遠期來看，2025 年國內光伏逆變器市場將 增長至 265 億元。五、后疫情時代大鐵業務復蘇在望，城軌裝備需求持續攀升5.1 公司軌交業務地位穩固公司在軌道交通裝

56、備產品方面具有“器件+系統+整機”的產業結構，產品主要包括以軌道交通牽引變流系 統為主的軌道交通電氣裝備、軌道工程機械、通信信號系統等。公司在牽引變流系統技術體系方面具備自主知 識產權，打破了早期國際巨頭的技術壟斷，是我國軌道交通行業具有領導地位的牽引變流系統供應商。根據城 軌牽引變流系統市場招投標等公開信息統計，公司 2012 年至 2020 年連續九年在國內城軌牽引變流系統市場占 有率穩居第一，牽引變流系統產品廣泛應用于機車、動車、軌等領域，覆蓋包括“和諧”系列交流傳動機車、 “復興號”動車組、城際動車組、地鐵列車、磁懸浮列車在內的各類車型。公司軌交裝備收入占比較超過 80%。2018-2

57、020 年公司軌交裝備業務收入分別為 138.2 億元、144.3 億元、 138.9 億元。軌交裝備業務占整體收入比例分別為 88%、89%、87%。從軌道交通裝備細分產品來看，軌道交通電氣設備（剔除維修和養路設備）為最主要品類，近三年收 入占比均保持在 70%以上。從鐵路/城軌分類來看，公司 2017-2019 年鐵路裝備業務收入分別為 91.59、90.84、90.00 億元，在總收 入中占比分別為 60.5%、58%、55.2%；公司城軌裝備業務收入分別為 27.61、33.75、42.63 億元，在總 收入中占比分別為 18.2%、21.6%、26.1%。根據城軌牽引變流系統市場招投

58、標等公開信息統計，公司 2012 年至 2020 年連續九年在國內城軌牽引變 流系統市場占有率穩居第一，2018 年公司城軌牽引變流系統國內市場占有率超 50%，2019 年和 2020 年均超 60%。在城軌領域，根據地鐵公司、地方城市軌道交通企業等單位采購軌道工程機械的公開信息及公司統計， 2018-2020 年公司在城軌用軌道工程機械領域的市場占有率分別為 29.88%、35.83%和 28.24%，保持在較高水 平。5.2 國內軌道交通裝備需求穩中有增5.2.1 大鐵：新增與維保共同貢獻增量我國政策支持軌道交通行業發展。目前，我國鐵路網建設進入加快發展的新階段，以“八縱八橫”高速鐵 路

59、為骨架的國家快速鐵路網基本建成，中西部路網骨架加快形成，綜合客運樞紐同步完善。根據新時代交通 強國鐵路先行規劃綱要，到 2035 年，我國 20 萬人口以上城市實現鐵路覆蓋，其中 50 萬人口以上城市高鐵通 達；到 2050 年，全面建成更高水平的現代化鐵路強國，形成輻射功能強大的現代鐵路產業體系，建成具有全球 競爭力的世界一流鐵路企業，成為世界鐵路發展的重要推動者和全球鐵路規則制定的重要參與者。我國高鐵營運里程實現較快增長。2009-2020 年，中國高鐵營業里程和普鐵營業里程的復合增長率分別為 26.0%和 2.4%。截至 2020 年末，我國高鐵營業里程 3.8 萬公里，普鐵營業里程 1

60、0.8 萬公里。根據新時代交通 強國鐵路先行規劃綱要，到 2035 年，全國鐵路網規模達到 20 萬公里左右，其中高鐵達到 7 萬公里左右。路網規模快速擴張的同時，我國主要干線基本實現復線電氣化。2009 年末，我國鐵路復線里程 3.3 萬公里， 復線率 38.8%，電氣化里程 3.6 萬公里，電化率 41.7%；2019 年我國鐵路復線里程 8.3 萬公里，復線率 59.0%， 電氣化里程 10.0 萬公里，電化率 71.9%，復線率和電化率分別較 2009 年提高了 20.2 和 30.2 個百分點，分別居 世界第二和第一。我國鐵路固定資產投資經歷高增長后保持高位。我國鐵路固定資產投入主要