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三安光電研究報告:全球LED龍頭,加速擴張化合物半導體業務版圖

(報告出品方/作者:安信證券,馬良)

1。 全球 LED 龍頭企業,大力發展化合物半導體業務

1.1. 深耕行業二十餘年,產品矩陣豐富

三安光電股份有限公司於 2000 年 11 月成立,2008 年 7 月在上海證券交易所掛牌上市。公 司總部位於廈門,產業化基地分佈在廈門、天津、蕪湖、泉州等多個地區。公司專注於化合 物半導體材料的研發與應用,以砷化鎵、氮化鎵、碳化矽、磷化銦、氮化鋁、藍寶石等半導 體新材料所涉及的外延片、晶片為核心主業,產品應用廣泛,包括照明、顯示、背光、農業、 醫療、微波射頻、鐳射通訊、功率器件、光通訊、感應感測等領域。2018 年三安光電計劃 斥資 333 億元建設福建泉州南安高新技術產業園區,投資Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體材料、LED 外延、晶片、微波積體電路、光通訊、射頻濾波器、電力電子、SiC 材料及器件、特種封裝 等產業。2022 年專案建成後,三安光電將實現在半導體化合物高階領域的全產業鏈佈局。

1.2. 全球 LED 龍頭,加大布局化合物半導體

三安光電成立時以 LED 晶片業務為核心發展方向,20 餘年來公司不斷積累技術能力和研發 實力,針對上游積極佈局原材料襯底形成部分自給能力,下游推進特殊應用程序,全產業鏈 佈局並持續擴張產能,全球 LED 產業價值鏈優勢地位穩固。為開拓新的市場空間,三安光 電瞄準化合物半導體材料高頻、高速、高功率條件下的優勢,積極調整戰略定位,轉型打造 一站式的半導體化合物平臺型公司。2014 年,三安光電設立三安積體電路有限公司,正式 切入電力電子、射頻和光通訊應用領域。公司先後與 GCS、科銳等多家國際知名廠商設立合 資企業,並不斷兼併收購同行業優秀廠商,完善公司業務佈局並提升技術水平,加速公司向 化合物半導體高階領域轉型。

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1.3. 化合物半導體業務發展勢頭強勁,三安整合營收規模持續擴大

三安整合營收規模持續擴大,發展快速。三安整合作為三安光電的全資子公司,是三安光電 轉型化合物半導體平臺的核心,自成立以來,公司發展快速,公司年報披露,三安整合在職 員工數量從 2018 年的 800 人增長到 2021 年的 3000 多人,公司營收 2016 年僅 1700 多萬 元,2021 年已實現 22。31 億元,佔三安光電化合物半導體營業收入的 23。09%,發展勢頭強 勁。

整合電路板塊業務路線清晰,有望持續放量。公司整合電路板塊以氮化鎵、砷化鎵、碳化矽 器件為主,打造濾波器、射頻前端、電力電子、光通訊技術四大技術平臺。2015 年,三安 整合投資 30 億元建設砷化鎵和氮化鎵外延片兩條產線,次年即透過部分客戶驗證,開始少 量出貨;2017 年公司佈局濾波器業務,明確公司業務主線;2018 年起,公司研發不斷取得 實質性進展,產品效能優異,產能逐步釋放,並陸續進入多家客戶供應鏈,2021 年報披露,三安整合的產品已經在 5G 網路、移動終端、新能源、光通訊等諸多新興應用中大批次交付 和應用。未來隨著泉州三安砷化鎵、濾波器以及先進封裝產線、湖南碳化矽全產業鏈產線的 相繼投產,產能逐步釋放,公司營收規模有望持續擴大。

1.4. 公司推進多輪員工持股,加大員工激勵力度

三安光電已累計推行四期員工持股計劃,根據公司公告,2021 年年末第四期員工持股計劃 已完成,公司投入 15。939 億元,透過二級市場累計買入 4604。06 萬股股票,第四期員工持 股計劃在公司股份總數的佔比達到了 1。03%。此輪參加員工持股計劃的員工總數約為 3,228 人,包括公司董事、監事和高階管理人員、公司及下屬子公司的員工。公司實際控制人為林 秀成,直接和間接持股比例達到 32。54%。

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1.5. 公司技術人才豐富,管理層深耕產業多年

公司技術人才豐富,為公司的研發實力提升提供了堅實保障。根據 2021 年年報披露,公司 技術員工 5,087 名,佔公司在職員工的 27%。公司高管均為本科以上學歷,深耕產業多年, 擁有深厚的管理經驗。

2。 蘋果、三星引領,MiniLED 應用方興未艾

2.1. Mini LED 具有高性價比,中大屏領域優勢明顯

TFT-LCD 顯示是目前最成熟,且應用最廣泛的顯示技術。LCD 是一種由薄膜電晶體(TFT) 驅動的有源矩陣液晶平板顯示器,它主要原理是以電流刺激液晶分子構成畫面,結合背光源 和濾光片來顯示顏色,經過二十多年發展,目前主流顯示屏包括 TV、顯示器、平板、手機 等均主要採用 TFT-LCD 技術生產。 小尺寸 OLED 面板成本已接近同尺寸 LCD,在手機螢幕中獲得廣泛應用。OLED 指有機發 光二極體,具備自發光、響應快的特點,與 LCD 相比 OLED 節省了背光源、液晶和彩色濾 光片等結構,可實現超薄屏和柔性屏。OLED 顯示根據驅動方式的不同,分為無源驅動 OLED (PMOLED)和有源驅動 OLED(AMOLED)兩類,其中 AMOLED 具有反應速度快、對比 度更高、視角較廣的特點,應用領域更為廣闊。 根據 PIDA 資料,早在 2020 年一季度,5。71 英寸的 OLED 面板就已經控制在 15-18 美元左 右,與同尺寸 LCD 面板成本基本相同,因此 OLED 屏在在手機領域中逐步提高滲透率。

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Mini LED 背光技術是 LCD 背光顯示的升級,在中大屏尺寸優勢明顯。在技術原理上,Mini LED 背光與傳統 LED 背光沒有本質區別,只是背光 LED 燈珠尺寸縮小、動態分割槽增多,因 此實現難度和成本遠低於 Micro LED。根據 LEDinside 估算,相同對比度條件下,採用 Mini LED 背光的液晶面板價格僅約為 OLED 面板的 70-80%,而液晶畫面顯示效果卻能大幅提升, 且保留了 LCD 技術高亮度、長壽命的優點。

2.2. 直顯、背光兩大場景驅動,Mini LED 市場迎來快速增長

國際巨頭引領,多品牌加快佈局 Mini/Micro LED。蘋果 2021 年 4 月推出 Mini LED 背 光的 iPad Pro,系蘋果首款搭載 Mini LED 的產品;三星 2018 年首次推出 Micro LED 的 商用顯示屏,並於 2020 年 12 月推出新款 Micro LED 電視;創維 2021 年 9 月推出了 新一代大尺寸高階 Mini LED 電視 Q72,集成了 20,736 顆 Mini LED 燈珠;華為 2021 年 7 月釋出首款 Mini LED 智慧屏產品“華為智慧屏 V 75 Super”,帶有 46,080 顆 Super MiniLED;飛利浦、TCL、聯想、小米、康佳、海信、LG 均推出了 Mini LED 背光系列的 電視、電腦等產品。根據 LED inside 預測,Mini/Micro LED 將成為未來五年 LED 應用市 場增長的主要驅動因素。根據 LED inside 統計,2020 年 Mini/Micro LED 顯示技術相關項 目總規劃投資約 252 億元,較 2019 年實現數倍增長。根據 Trend Force 預測,Mini LED背光成本將有望以每年 15%-20%幅度下降,有望進一步推動 Mini/Micro LED 產業化程序加速。

直顯、背光兩大場景驅動,Mini LED 市場規模有望迎來快速成長。Micro LED(微型發光二 極管)是將傳統的 LED 陣列微小化,形成高密度整合的 LED 陣列,畫素點尺寸在 50um 以 下。Mini LED 晶片尺寸約在 50um-200um 之間,從終端應用場景來分,Mini LED 的應用領 域可以分為直接顯示和背光兩大場景,受益於兩大場景的雙重驅動,Mini LED 市場規模有望 迎來快速成長。

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2.3. 公司 MiniLED 業務已與 S004、A006 等國際大客戶進入深度合作。

公司在 MiniLED 市場開拓已取得初步成效,2021 年報披露,公司已與 S004、 A006 等國 際大客戶進入深度合作,部分產品已推向市場。國內客戶中,公司與 TCL、H002、華星等 客戶的電視、筆記本 Mini LED 背光解決方案均將進入小批次產,其他客戶的產品解決方案 也在緊密接洽。產能產品方面,公司全資子公司泉州三安以垂直結構和倒裝製成產品為主, 湖北三安主要從事 mini/micro LED 業務。隨著公司 MiniLED 等高階產品佔比的逐步提高, 未來營業收入規模有望持續提高,盈利能力向上改善。

3。 新能源行業持續景氣,碳化矽行業處快速增長前夕

3.1. 碳化矽物理特性優良,適合製備高溫、高壓、高頻器件

碳化矽物理特性優良,耐高溫、高壓、高頻,是高壓平臺下功率器件的首要選擇。碳化矽屬 於第三代半導體材料,適合製備耐高頻、高壓的功率器件,保證了其可擊穿更高的電場強度, 其應用在電力電子、通訊射頻等領域,應用非常廣泛。

碳化矽適合製備高壓器件。SiC 的絕緣擊穿場強是 Si 的 10 倍,較大的絕緣擊穿場強使碳化 矽能夠以更高的摻雜濃度並且膜厚更薄的漂移層製作出 600V~數千 V 的高壓功率器件。 高壓功率器件的電阻成分主要由該漂移層的電阻所組成,使用 SiC 材料可以實現單位面積 導通電阻非常低的高壓器件。理論上當耐壓相等時,SiC 在單位面積下的漂移層電阻可以降 低到 Si 的 1/300,因此 SiC 材料能夠使具有快速器件結構特徵的多數載流子器件(肖特基 勢壘二極體和 MOSFET)實現高壓化。

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碳化矽可以在高溫場景下應用。SiC 的帶隙寬度大約為 Si 的 3 倍,可以在較寬範圍內實現必要的 P 型、N 型控制,超越 Si 器件的物理極限,可在高溫條件下穩定工作。目前受封裝的 耐熱可靠性的制約,通常可耐溫至 150℃~175℃,隨著封裝技術的發展,將來可達到 200℃ 以上的保證溫度。

碳化矽功率器件在風力發電、傳統工業等領域已實現成熟應用。伴隨著新能源汽車、光伏發 電、軌道交通、智慧電網等產業的快速發展,功率器件的使用需求大幅增加。IC Insights《2019 年光電子、感測器、分立器件市場分析與預測報告》顯示, 2018 年全球功率器件的銷售額 增長率為 14%,達 163 億美元。未來隨著碳化矽和矽基氮化鎵功率器件的不斷加速發展, 全球功率器件的銷售額預計將持續保持增長。預計 2018 至 2023 年期間,全球功率器件 的銷售額複合年增長率達到 3。3%,2023 年全球功率器件收入將達到 192 億美元。 IHSMarkit 資料顯示,2018 年碳化矽功率器件市場規模約為 3。9 億美元,受新能源汽車龐 大需求的驅動,以及電力裝置等領域的帶動,預計到 2027 年碳化矽功率器件的市場規模將 超過 100 億美元,碳化矽帶來的市場需求也將大幅增長。

3.2. 碳化矽器件在新能源車型滲透率提升趨勢明顯

高壓車型不斷推出,碳化矽應用逐步增加。目前市面新能源汽車主流電壓平臺介於 400V-500V 之間,理想 ONE 、小鵬汽車和蔚來汽車的換電方案都在嘗試解決里程焦慮和 充電速度慢的問題,未來 800V 快充趨勢明顯。800V 方案中快充功率可以達到 400-500kW, 如小鵬 G9 充電十分鐘續航可達 400 公里。

搭載高壓架構的車型逐漸趨向經濟型下沉,推動碳化矽市場滲透率提升。碳化矽在高壓方面 有先天效能優勢,續航能力方面,續航要求越高,碳化矽越有優勢。就乘用車而言,300km 以上續航,碳化矽具備優勢,電池需求越大,碳化矽優勢越明顯。目前在高續航和快充的市 場需求下,新能源汽車由 400V 向 800V 架構升級趨勢已成大局,未來隨著電池、器件成本 的降低,經濟型電動車也有望搭載高壓方案。隨著碳化矽尺寸的增大、產業鏈的完善,碳化 矽襯底成本下降,碳化矽器件有望逐漸擴充套件至中低端車市場,SiC 市場空間預計將被進一步 開啟。據 CASA 預測,到 2025 年新能源汽車中 SiC 功率半導體市場預計將以 38%的年復 合增長率增長。

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新能源汽車的電驅系統、OBC、DC/DC 等目前主要採用 Si 基 IGBT 器件,碳化矽器件有望 替代。根據英飛凌官網報告,對於主逆變器來說,採用 SiC 模組替代 IGBT 模組,其系統效 率可以提高 5%左右。在電池容量相同的情況下,其續航里程可提高 5%;在續航里程相同的 情況下,電池容量可以減少 5%,可為新能源汽車的使用節約大量成本。此外,IGBT 是雙極 型器件,在關斷時存在拖尾電流;而 MOSFET 是單極器件,不存在拖尾電流,該特性使得 SiC MOSFET 的開關損耗大幅降低,提高能源轉換效率。隨著越來越多的車廠提高車的電池 電壓,在未來的高壓場景下,碳化矽的效能優勢會更加明顯。

電驅系統:特斯拉是第一家在主逆變器中整合全碳化矽功率器件的汽車廠商,其 Model3 車 型率先採用了 24 個碳化矽 MOSFET,採用標準 6-switches 逆變器拓撲,每個 switch 由 4 個單管模組組成,共 24 個單管模組 ,可實現模組封裝良率的提升、半導體器件成本的下降。 2020 年比亞迪漢 EV 車型電機控制器使用其自主研發製造的 SiC MOSFET 控制模組,可以 在更高的電壓平臺下工作,減少裝置電阻損失。比亞迪漢在電力電子系統更小的體積(同功率情況下,體積不及矽基 IGBT 的 50%)下達到更高功率(363Kw),提升車型的加速效能, 實現 3。9s 內 0-100 公里的加速,延長汽車的續航里程(605 公里),這均與碳化矽耐高壓、 耐高溫、導熱率高的優良特性有關。

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車載充電系統(OBC):車載蓄電池充電機可將來自電池子系統的 DC 電源轉換為主驅動電 機的 AC 電源。SiC 器件使得 OBC 的能量損耗減少、熱能管理改善。據 Wolfspeed 資料, OBC 採用碳化矽器件,與矽器件相比,其體積可減少 60%,BOM 成本將降低 15%,在 400V 系統相同充電速度下,SiC 充電量翻倍。目前,全球已有超過 20 家汽車廠商在車載充電系 統中使用碳化矽功率器件 電源轉換系統(車載 DC/DC):車載 DC/DC 變換器可將動力電池輸出的高壓直流電轉換為 低壓直流電。採用碳化矽器件,裝置溫度積累減少,加之材料本身高導熱率、耐高溫的特點, 散熱裝置可以簡化,從而減小變壓器體積。 非車載充電樁:非車載直流快速充電機可將輸入的外部 AC 電源轉換為電動車需要的 DC 電 源。SiC 的高開關速度保證了快速充電器的充電速度。

3.3. 800V 電壓平臺推動碳化矽行業發展

目前大多數新能源汽車的電壓平臺為 400V,為提高電動汽車的充電速度、減輕器件重量, 新能源汽車 800V 電壓平臺正在推進。據 ST 測試資料,在 800V 平臺下 SiC 器件損耗顯著 低於 IGBT,在常用的 25%的負載下其損耗低於 IGBT 80%。當新能源汽車的電壓平臺提升 至 800V 後,OBC、DC/DC 及 PDU 等電源產品都需要升級,碳化矽器件在新能源汽車市場 滲透率也將進一步提高。 新能源汽車碳化矽功率器件市場規模推算:根據中國汽車工業協會資料,我國新能源汽車銷 量由 2015 年的 33。1 萬輛增至 2019 年的 120。6 萬輛,複合增長率達 38%,2021 年國 內新能源汽車產銷分別完成 354。5 萬輛和 352。1 萬輛。IDC 預測中國新能源車銷量至 2025 年的年均複合增長率(CAGR)將達到 36。1%。目前比亞迪、吉利極氪、小鵬汽車、廣汽埃 安、理想汽車、北汽極狐、嵐圖等車企相繼投資 800V 電壓架構產品,合理假設 2025 年碳 化矽器件滲透率 30%,年均價格降幅 10%,2025 年預計全球碳化矽功率器件僅在新能源車主驅市場空間達 181。97 億元。

3.4. 光伏發電市場維持高景氣,為碳化矽功率器件帶來持續發展動力

我國光伏發電市場持續維持高景氣度,光伏平價上網進一步釋放逆變器需求。據國家能源局 資料,2021 年我國光伏發電量為 3259 億千瓦時,同比增長 25。1%,佔總發電量比重 3。9%, 截至 2021 年我國光伏市場新增裝機 54。88GW,累計裝機量為 306GW,我國光伏累計裝機 量連續六年居全球首位。受益於原材料成本的下降以及光伏發電技術的快速迭代,全球光伏 發電成本持續下降,各國陸續進入光伏平價時代,助推光伏逆變器市場增長。根據 BNEF 統 計,自 2007 年開始的十年時間內,光伏發電元件、光伏發電系統成本分別下降 88。3%和 91。6%,度電成本累計下降約 90%,CPIA 資料顯示,在全投資模式下,2019 年地面光伏電 站在 1800/1500/1200/1000 小時等效利用小時數的 LCOE 分別為 0。28、0。34、0。42、0。51 元/kWh,其中 1800h 的 LCOE 已經低於煤電上網價格,光伏發電成本的大幅下降使得光伏 發電的市場滲透率提高。

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光伏市場裝機量:根據 CPIA 預計,2025 年我國光伏新增裝機量為 90-110GW,樂觀情況下 年複合增長率達 18%;全球光伏新增裝機量有望達到 330GW,年複合增長率達 20%。

3.5. 碳化矽可有效提升光伏逆變器效能

碳化矽二極體恢復損耗小且不易受到電流、溫度影響,可提高光伏逆變器發電效率。Si 基快 恢復二極體是雙極型器件,存在電導調製效應,反向恢復時間較長。SiC 肖特基二極體的反 向電流尖峰較小,反向恢復時間較短,反向恢復損耗也要小得多,且 SiC 肖特基二極體的反 向恢復特性幾乎不隨溫度、正向電流變化,而 Si 基 PN 結快恢復二極體的反向恢復電流尖 峰和反向恢復時間均隨溫度、正向電流的升高而惡化。 相比於矽基 IGBT,SiC MOS 具有更低的導通損耗、更低的開關損耗、無 Si 器件的電流拖 尾顯現、高開關頻率等優點,還有利於提高光伏逆變器使用壽命。SiC 的高擊穿電壓意味著 它可以用來製造比矽基材料電壓高得多的 MOSFET,同時保留了低壓矽器件的快速開關速度 優勢。器件封裝內部產生的溫度迴圈和應力交變是影響逆變器壽命的主要因素,器件環境溫 度每升高 10℃,壽命減少一半。碳化矽的高效率,意味著可以降低損耗、減少溫度迴圈,從 而提升器件壽命。

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碳化矽材料熱導率以及禁頻寬度高於矽材料,採用碳化矽器件可減小逆變器的體積和重量。 開關頻率越高,無源元件的體積越小,碳化矽的高頻特性大大減小逆變器體積和重量。碳化 矽的導熱係數較高,矽在 175℃左右就無法正常執行,在 200 攝氏度時會變成導體,而 SiC 直到 1000℃左右才發生這種情況。根據 Carbontech 資料,由於 SiC 散熱快,縮小了系統的 冷卻結構,採用碳化矽器件可使逆變器的體積和重量減少 40%~60%左右。

光伏逆變器 SiC 市場空間推算:根據 CPIA 預測,2021 年-2025 年,我國光伏裝機容量持續 上漲。根據產業調研,IGBT 單位成本大約為 2000-2500 萬元/GW,SiC 方案成本是 IGBT 方案的 3。5 倍即 7000-8750 萬元/GW,假設碳化矽成本每年降低 10%。據產業調研,預計 2023 年下半年是匯入碳化矽的小高潮,2025 年碳化矽在光伏逆變器領域的滲透率有望達 30%-50%,取中值按 40%測算。粗略估計,2025 年全球光伏逆變器 SiC 市場規模達到 69。96 億元。

3.6. 公司碳化矽二極體送樣客戶超 500 家,碳化矽 MOS 產品已送樣

公司產品主要為高功率密度碳化矽二極體、MOSFET,2021 年報披露,公司碳化矽二極體 在 2021 年新開拓送樣客戶超過 500 家,出貨客戶超過 200 家,超過 60 種產品已進入 量產階段,在 PFC 電源的標杆客戶有維諦、位元、長城等;光伏逆變器陽光電源、古瑞瓦 特、固德威、 科士達等國內前 20 大客戶均已進入;在車載充電機領域有威邁斯、弗迪動 力(比亞迪)等客戶;在家電領域格力、長虹等;在充電樁及 UPS 英飛源、科華、英威騰、 嘉盛等,各細分應用市場標杆客戶實現穩定供貨。碳化矽 MOSFET 工業級產品已送樣客戶 驗證,車規級產品正配合多家車企做流片設計及測試;碳化矽 MOSFET 車規級與新能源汽 車重點客戶的合作已經取得重大突破。

4。 矽基氮化鎵在電力電子領域應用場景多樣

矽基氮化鎵相比傳統的矽,可以有效提高能量轉化效率。矽基氮化鎵的低電阻和低電容特性, 能在更小的器件空間內提供更快的開關速度處理更大的電場,矽基氮化鎵比普通的矽基半導 體器件能在更高的溫度下工作。矽基氮化鎵的產品,也越來越多地出現在發電裝臵採用的逆 變器中以及其他工業電源轉換的方案中。 矽基氮化鎵有高頻、耐壓的特性,目前主要應用於快充市場。矽基氮化鎵已在快充消費電子 功率器件領域得到快速應用,並且會逐漸拓展到新能源汽車等多領域。根據 Yole 預測, 功 率氮化鎵在消費、汽車、通訊等多種應用驅動下,市場規模在 2026 年有望達到 11 億美元, 2020-2026 年間複合增速可達 70%。

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公司目前在矽基氮化鎵領域擁有完整的代工能力。21 年報披露,2018 年公司完成了客戶送 樣,階段性透過測試以及小批次供貨,2019 年重要客戶已實現批次生產,產能逐步爬坡同 時將自己的 150mn 矽基氮化鎵代工服務推向市場,2021 年完成約 60 家客戶工程送樣及系 統驗證其中有 24 家進入量產階段。

5。 射頻板塊,國內企業逐步發力

5.1. 砷化鎵,中低功率射頻器件理想材料

砷化鎵是當前射頻領域中應用最廣泛的材料,適合中低功率器件,是目前技術較為成熟、生 產量最大的化合物半導體,被廣泛應用在射頻、無線通訊以及特種應用上。穩懋 2020 年報 披露,據 Strategy Analytics 的研究報告資料,2020 年砷化鎵整體市場 91。61 億美元,同比 增長 6。4%,代工市場 10。57 億美元,穩懋市佔率 79。2%。 隨著國產射頻廠商興起,砷化鎵代工廠佔比逐步增大。由於代工廠具有較大成本優勢,加上 IDM 公司對於產能擴充相較保守,因此 IDM 公司持續釋放出更大比率的訂單給代工廠,隨 著我國射頻設計廠商持續發展,如海思、唯捷創新、飛驤科技等優秀企業逐漸發力,預計砷 化鎵市場中未來代工廠的比例會逐漸攀升。

5.2. 碳化矽基氮化鎵,5G、軍工領域加大應用

碳化矽基氮化鎵主要的應用市場是無線通訊和特種領域。碳化矽基氮化鎵適合應用在大功率、 高頻率的微波器件上如軍用雷達、智慧武器和通訊系統方面,同時隨著發展已逐漸向 5G 移 動通訊基站等領域拓展,將在低頻段 3- 6GHz 和毫米波頻段發揮作用,已成為基站功放器 的重要新材料。據 Yole 預測碳化矽基氮化鎵器件市場預計將在 2026 年達到 22 億美元以上, 複合年增長率為 17%。

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5G 建設推動碳化矽基氮化鎵市場快速成長。GaN 具有小體積、大功率的特性,以及 碳化 矽基氮化鎵的禁帶速度、SiC 的高導熱率和低 RF loss,電子飽和遷移速度、擊穿場強和工 作溫度遠遠大於矽和砷化鎵,通常應用與雷達和功率較大的宏基站,目前已逐步應用在基站 PA 晶片上。受益於 5G 基站快速發展、GaN 射頻器件市場規模的快速增長。

5.3. 射頻濾波器,國產替代進行時

射頻濾波器行業產業鏈上游參與主體包括 EDA 軟體、壓電材料、封裝材料供應商,中游是 射頻濾波器生產相關企業,設計廠商、製造廠商、封測廠商等,下游為通訊終端裝置整合商, 主要涉及智慧手機、物聯網等領域。 中國智慧手機產品出貨量趨向飽和,據 IDC 資料,2020 年智慧手機出貨 3。3 億部,5G 手機 1。63 億部,約佔總量的 50%。隨著 5G 實現規模商用,中國智慧手機出貨量有望重回增長軌 道,進一步提升中國射頻濾波器需求量。IDC 資料披露,中國射頻濾波器市場有望在 2024 年 56。7 億美元,目前主要被美日企業佔據,本土企業出貨量不及需求量 5%。

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5.4. 公司射頻板塊進展迅速,訂單交付能力逐步增強

射頻領域,公司產品覆蓋 2G-5G 手機 PA、WiFi 等應用領域,2021 年報披露,公司客戶累 計近 100 家,客戶地區涵蓋國內外,公司代工產品(PA 功放、LNA 低噪放等)已進入國 內一線品牌供應鏈,效能及可靠性已獲業界廣泛認可,應用於手機終端客戶包含三星、榮耀、 傳音、VIVO、MOTO 及通訊模組大廠移遠、廣和通。 濾波器領域,目前公司涉及到的濾波器有 SAW、TC-SAW、雙工器、四工器。2021 年報披 露,SAW 和 TC-SAW 產品已開拓客戶 41 家,其中 17 家為國內手機和通訊模組主要客 戶,已成功進入國內手機 ODM 企業及國內外智慧手機的供應鏈。在物聯網 LTE Cat1 數 據模組市場, 公司雙工器市場份額佔比逐步提高,主要客戶為廣和通、芯訊通、美格、合 宙等。

6。 iPhone X 採用 VCSEL 技術,光電子器件在消費領域迎來增長

光電子器件是指利用電-光子轉換效應制成的各種功能器件。可應用於光通訊、光顯示、手機 相機、夜視眼鏡、微光攝像機、光電瞄具、紅外探測、紅外製導、醫學探測和透視等多個領 域。 目前應用較為廣泛的光電子技術器件為垂直腔面發射鐳射器(VCSEL)。VCSEL 是半導體激 光器的一種,採用鐳射垂直於頂面的方式發射,結構主要有頂發射和底發射兩種,一般由襯 底、N 型接觸層、N 型 DBR、P 型 DBR、P 型接觸層等組成。相較於 LED 和邊發射鐳射器 (EEL),VCSEL 光束具有高輸出功率、高轉換效率和高質量的優點,體現在器件的高精確 度、小型化、低功耗等。VCSEL 具有圓形輸出光斑、單縱模輸出、閾值電流小等特點,被 廣泛應用於消費電子及自動化交通等領域。2021 年報披露,VCSEL 市場規模在 2024 年將 超過 37 億美金。

三安光電研究報告:全球LED龍頭,加速擴張化合物半導體業務版圖

蘋果公司 2017 年首次在 iPhone X 上應用 VCSEL,實現將 VCSEL 由工業用途帶進消費電 子領域的突破。iPhone X 最大的特點是取消 Home 鍵改為 Face ID 臉部辨識解鎖技術,而 臉部識別的關鍵器件就是 VCSEL。不僅人臉識別,VCSEL 進行封裝後可產生 VCSEL 鐳射二極體,還可應用於手機面屏,智慧穿戴裝置和屏下指紋解鎖等。乘用車領域,車用雷達激 光也將由 EEL 逐步過渡到 VCSEL。據 Yole 資料,預計 2017-2023 年 VCSEL 市場規模增長 5 倍,CAGR 達 31%。

2021 年報披露,公司鐳射器及探測器晶片已經成功進入接入網 PON、5G 前傳、資料中心、 消費類 AOC 等市場領域;在百兆及千兆接入網 PON 市場,公司晶片直接供貨國內眾多光 器件封裝廠,間接供貨業內頭部企業及 BOX 廠商;在資料中心應用市場,已成為多家數通 光模組客戶核心晶片供應商,間接供貨部分頭部數字中心;在 5G 無線應用領域,25G 探 測器晶片已間接供貨海外系統裝置商,25G 全系列 DFB 也已逐漸成熟並在國內多家光模組 廠商送樣測試。在消費類 AOC 領域,公司產品已經成功進入國內國際各大主力線纜客戶, 間接進入亞洲以及北美的知名消費電子類巨頭的供應鏈,實現小批次供貨;光感測以及功率 應用作為光技術新的戰略增長點,也已經間接獲得知名廠商的平板電腦、物流小車、智慧汽 車的採用。公司也在充分發揮平臺優勢,積極研發矽光技術,備於助推更高速光通訊應用市 場需求。消費類晶片已經進入頭部手機供應鏈、汽車鐳射雷達、掃地機器人等市場領域。

7。 公司以 LED 成功發展經驗,發力化合物半導體業務版圖

7.1. 擬投資 160 億,打造碳化矽 IDM 一體化平臺

2020 年公司釋出公告,擬投資 160 億在長沙建設第三代半導體產業園專案,包括長晶(SiC) —襯底製作(SiC)—外延生長—晶片製備—封裝產業鏈,研發、生產及銷售 6 寸 SiC 導電 襯底、4 寸半絕緣襯底、SiC 二極體外延、SiC MOSFET 外延、SiC 二極體晶片、SiC MOSFET 晶片、碳化矽器件封裝二極體、碳化矽器件封裝 MOSFET 等。公司著力打造碳化矽 IDM 模 式,2021 年報披露,湖南三安專案總佔地面積約 1,000 畝,總建築面積超 50 萬平米,本 年度投入 27。21 億,截止 2021 年累計投入 40。7 億,已完成建築面積 29。7 萬平方米廠房投 入使用,產能逐步釋放,碳化矽配套產能將擴充至 3 萬片/月。

7.2. 加大投資力度,大幅擴充各業務線產能

公司 MiniLED 新增產能主要在泉州三安和湖北三安,隨著產能的不斷釋放,LED 高階產品 結構佔比將大幅提高。積體電路新建專案規劃產能主要在三安整合、泉州三安、湖南三安。 砷化鎵射頻產能將擴充到 3 萬片/月,濾波器將擴充到 500KK/月產能,電力電子碳化矽配套 產能擴充到 3 萬片/月、矽基氮化鎵產能擴充到 0。4 萬片/月,光技術產能擴充到 2600 片/月, 隨著產能逐步釋放,預計未來營收規模將實現快速增長。

三安光電研究報告:全球LED龍頭,加速擴張化合物半導體業務版圖

7.3. 開展第四期員工持股計劃,積極激勵人才

自 2014 年 8 月、2016 年 11 月、2020 年 10 月至 2021 年 9 月,公司開展員工持股計劃共 四期。第四期員工持股計劃的參加物件為公司董事、監事和高階管理人員、公司及下屬子公 司的員工,出資參加員工持股計劃的員工約為 3,228 人。公告披露,公司第四期員工持股 計劃於 2021 年 12 月 21 日購買完畢,透過二級市場累計買入公司股票 46,040,615 股,金額 約 15。94 億元,買入股份約佔公司股份總數的 1。03%。公司員工持股計劃能夠進一步建立和 完善勞動者與所有者的利益共享機制,完善公司治理結構。公司正處於積極擴充先進產能的 上升時期,這一系列計劃的推出能夠吸引和保留優秀管理人才和業務骨幹,兼顧公司長期利 益和近期利益,更靈活地吸引各種人才,從而更好地促進公司的持續發展。

7.4. 定增擴建 Mini/Micro 顯示產業化專案,鞏固企業龍頭地位

公司第十屆董事會第十五次會議及 2021 年第三次臨時股東大會決議決定非公開發行 A 股股 票,募集資金總額不超過 790,000。00 萬元投資建設湖北三安光電有限公司 Mini/Micro 顯 示產業化專案和補充流動資金。專案實施主體為公司全資子公司湖北三安光電有限公司,建 設地點為湖北省鄂州葛店經濟技術開發區,建設 Mini/MicroLED 氮化鎵晶片、Mini/MicroLED 砷化鎵晶片、4K 顯示屏用封裝三大產品系列的研發生產基地。 專案達產後,新增氮化鎵 Mini/MicroLED 晶片 161 萬片/年、砷化鎵 Mini/MicroLED 晶片 75 萬片/年(均以 4 寸為當量片)和 4K 顯示屏用封裝產品 8。4 萬臺/年的生產能力。該專案的順 利實施能夠提高公司對下游市場的供貨保障能力,進一步鞏固公司化合物半導體龍頭企業優 勢地位。

7.5. 回購公司股份,彰顯公司信心

公司於 2022 年 4 月 12 日釋出三安光電股份有限公司關於回購公司股份方案的公告。2022 年 6 月 24 日,公司完成回購,已實際回購公司股份 37,912,514 股,佔公司總股本的 0。85%, 回購最高價格 22。90 元/股,回購最低價格 16。82 元/股,回購均價 18。46 元/股,使用資金總 額為人民幣 699,886,555。71 元(不含交易費用)。公司本次回購的股份計劃全部用於公司員 工持股計劃。

8。 盈利預測

我們認為,公司是全球 LED 龍頭,在化合物半導體業務佈局多年,積累大批客戶,具備明 顯競爭優勢,在產能釋放後業績有望持續向好。我們核心假設公司 2022 年~2024 年營收增 速為 26。95%、38。60%、24。50%,並隨公司產品結構的最佳化,假設毛利率提升為 26。51%、 29。20%、29。82%,我們預計公司 2022 年~2024 年收入分別為 159。6 億元、221。21 億元、 275。41 億元,歸母淨利潤分別為 21。27 億元、34。2 億元、42。8 億元。

(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關資訊,請參閱報告原文。)

精選報告來源:【未來智庫】。