碳化硅对新能源汽车性能至关重要，公司产品有望取得突破性进展

随着公司Mos产品发布，公司碳化硅业务有望快速增长，主要用于车载充电OBC/直流快充、电机驱动/逆变器、DC-DC三方面。从整车性能看，搭载碳化硅后，车辆损耗降低80%，充电速度增加2倍，功率密度提高，体积减小。从车辆各模块来看，1）车载充电OBC/直流快充：碳化硅器件将助力电动汽车充电模块性能提升；2）电机驱动/逆变器：SiC 高耐压、宽禁带和高导热率特性使得SiC更适合应用在高功率密度和高开关频率的场合；3）DC-DC：SiC二极管能较好平衡耐压和效率问题，同时提升集成度。

碳化硅未来产能缺口较大，公司技术路线行业领先

SiC总体市场布局逐渐拓展，公司SiC技术路线稳中有进，牢筑核心技术壁垒。在新能源车的普及和高压化的推进下，SiC在高压平台的未来需求量较为可观，未来SiC产能缺口进一步扩大。为此公司提前布局SiC领域，技术路线稳中有进，并且在衬底、芯片、器件、模块四类产品中均有所布局并研发新技术。公司发布的碳化硅Mos系列产品在不管在设计品质还是在技术良率等方面都处于行业前列，在工艺能力、栅氧技术、终端设计和芯片技术等方面均具备相应核心技术壁垒。

在建项目稳步拓展产能，与理想合作注入发展新动能

公司产能稳步扩张，有望为公司业绩持续赋能。公司各业务扩产建制达预期，目前砷化镓射频产能已扩充到12,000片/月、光技术2,000片/月，其余在建项目产能均稳步扩张：1）湖南三安：项目达产后，配套产能约36万片/年。目前湖南三安电力电子碳化硅产能6,000片/月、电力电子硅基氮化镓产能1,000片/月。碳化硅产能有望于年底实现1.3w片/月，后续随着公司持续扩产目标实现4w片/月产能。2）湖北三安：项目达产后新增芯片产能约236万片/年（以4寸为当量片）和4K显示屏用封装产品8.4万台/年的生产能力，目前产能约6.5万片/月。3）泉州三安：项目达产后，新增产能约892万片/年（折合倒装、垂直的产品产能446万片/年）和特种封装 8.72KKK/年的生产能力，目前芯片产能达35.70万片/月（以4吋折算）、特种封装产能20,825KK/月。公司还联手理想汽车完善车规碳化硅芯片布局，生产基地年内竣工后进入设备装调，预计2023年5月启动样品试制，2024年预计达到240万只碳化硅半桥功率模块的年生产能力。

投资建议：预测公司2022/23/24年实现营业收入152.00亿元、185.43亿元、235.55亿元，归母净利润2022-2024年预计为19.98亿元,31.72亿元、43.17亿元，维持“买入”评级。

风险提示：国际宏观经济政治形势波动、行业和技术变革风险、产能扩张不及预期与规模扩张引发的管理风险、研发进程不及预期。


1. 公司发布碳化硅Mos 1200v系列新品，碳化硅业务扬帆起航

公司9月2日于长沙召开新能源汽车电驱动技术创新峰会，并发布碳化硅Mos 1200V系列新品，分别有16豪欧、20豪欧和80豪欧等1200V碳化硅mos产品，公司系列产品在击穿电压、稳定性等指标均优于竞争对手，有望对公司后续持续导入客户带来显著优势。

 在汽车方面，随着公司Mos产品发布，公司碳化硅业务有望实现快速增长，主要应用于车载充电OBC/直流快充、电机驱动/逆变器、DC-DC三方面。


1.1. SiC在新能源车市场应用广泛

碳化硅在功率应用上具备多种优势，能够在高温、高压等工作环境下工作，同时能源转换效率更高，所以被认为是一种超越硅极限的功率器件材料，正越来越受到新能源汽车市场的青睐，并且我们认为该趋势在未来几年会变得更加明显。从整车性能来看，搭载碳化硅后，车辆损耗将降低80%，充电速度增加2倍，功率密度提高80%，体积减小50%。从车辆各模块来看，新能源汽车系统架构中涉及到功率半导体应用的组件包括: 电机驱动系统、车载充电系统(OBC)、电源转换系统(车载DC/DC)和非车载充电桩，SiC在这些模块均有所应用并助力各模块功率和性能提升。

公司碳化硅产品主要应用于新能源汽车的三个模块。1）车载充电OBC/直流快充，对应的产品为1200v碳化硅器件；2）电机驱动/逆变器，对应的产品为1200v碳化硅MOSFET/模块；3）DC-DC，对应的产品为1200v碳化硅二极管/MOSFET。


1.1.1. 车载充电/直流快充：碳化硅器件助力电动汽车充电模块性能提升。

碳化硅器件对电动汽车充电模块性能提升主要体现在三方面：1)提高频率，简化供电网络；2)降低损耗，减少温升。从电源模块收益上讲，如用普通硅功率器件，内部温度非常高，

器件寿命较短，使用碳化硅器件后，低温升对延长充电桩使用寿命十分有益，其它部分所减少的投入可抵消碳化硅器件成本的提升，可使碳化硅充电桩寿命达 5~8 年以上，远高于硅基充电桩的使用寿命；3)缩小体积，提升效率，总成本低。基于对碳化硅器件在有线充电中的优势(高效率、低温升、高密度、低损耗)分析表明，其总体成本将较低。

SiC 帮助直流快充提高充电效率，提升散热效果，在高功率充电桩领域极具竞争优势。充电桩电压随电动汽车电池组电压的增加而发生需求变化。在保时捷、现代及其他汽车制造商的推动下，电池电压从 400V 增加到 800V，充电桩电压也要从 500V 增加到 1000V，这也导致充电桩需要采用电压 1200V 的功率部件。而基于 SiC 技术的功率开关管和功率二极管，能提供比硅基 IGBT 尺寸更紧凑的解决方案，更高的效率、频率都能令高功率充电桩受益。同时SiC能使冷却设计更为简化，如果比较一下传统的硅基器件和 SiC 技术，前者的最大工作温度为 175 °C，而后者可以达到 200 °C 以上。SiC 的这一技术特性使得器件能够耐受非常恶劣的工作环境，并且耗散功率更低。


1.1.2. 电机驱动/逆变器：SiC 材料的高耐压、宽禁带和高导热率特性使得 SiC 更适合应用在高功率密度和高开关频率的场合

SiC 材料的高耐压、宽禁带和高导热率特性使得 SiC 更适合应用在高功率密度和高开关频率的场合，如逆变器和电机驱动器。在低压、低开关频率下情况下，SiC MOSFET 相较于高性能 Si MOSFET，如英飞凌 Cool-MOS 系列，对效率的提升并不明显。但随着电压等级、功率等级和开关频率的提高，SiC 优势逐渐显现。在高频场合 SiC MOSFET 具有显著优势，如逆变器的设计应最大限度地减少开关损耗并最大限度地提高热效率，那么SiC就能很好地帮助逆变器提升性能。2018 年特斯拉的主逆变器开始采用 SiC MOSFET 方案，随后采埃孚、博世等多家零部件制造商以及雷诺等汽车生产商都宣布在其部分产品中采用 SiC MOSFET 方案。此外，主电机地驱动器若采用SiC器件可显著降低损耗，其中，SiC BJT 构成的逆变器损耗降低了53%。

碳化硅能够很好地顺应 IGBT 未来的发展趋势，尤其适用于高频高压领域。高密度、高可 靠性、更好的集成散热功能是 IGBT 未来发展趋势。碳化硅在工作频率、抗高温和抗高压 等方面更具优势。硅材料的禁带宽度窄、电子迁移率低，且属于间接带隙结构，在光电子 器件和高频高功率器件的应用上存在较大瓶颈，因此其性能已难以满足高功率和高频器件 的需求。而 SiC 在 MOSFET 的结构就可实现高耐压，可同时实现高耐压、低导通电阻、 高速，因此碳化硅是未来 IGBT 发展的关键条件和必然趋势。


1.1.3. DC-DC变换器：碳化硅二极管能较好平衡耐压和效率问题，同时提升集成度

DC/DC 变换器是新能源汽车必须配置的功能，类似燃油汽车中配置的低电压发电机总成，其功能是给车载 12V 或 24V 低压电池充电，并为整车提供全部的低压供电。在新能源汽车中会配置一个 DC/DC 变换器作为能量传递部件，从车载动力电池取电，提高能源的利用率，给车载 12V 或 24V 低压电池充电，并为整车提供全部的低压电子系统供电。

 SiC可解决高击穿二极管耐压和效率的平衡问题，帮助车载DC/DC变换器集成度提升。DC-DC变换器承受高的电压压力，需要使用高击穿电压的二极管，这样导致高的二极管导通损耗而降低变换器的整体效率。为了平衡耐压和效率问题，采用同步整流的 MOSFET 是一个很好的选择。另外，在车载 DC/DC 使用碳化硅器件一个重要优势是更容易将它们集成在一起，最大程度的共用一些电路和元器件，进而从系统层面进一步降低成本和提高功率密度。通过不同车载功率变换器集成技术，还可以提供多方向能量流动功能，提高系统性价比。


1.2. SiC总体市场布局逐渐拓展，公司SiC技术路线稳中有进

公司提前布局SiC领域，技术路线稳中有进。碳化硅MOSFET目前发展有G1、G1.5、G2三个代系，G1于从2021年开始研发，2022年三季度进入Qual阶段；预计从2022年第四季度开始将进入Mass阶段；G1.5将从2022年开始研发，并和G2争取在2023年达到Mass阶段。


在新能源车的普及和高压化的推进下，SiC在高压平台的未来需求量较为可观。截止2025年，全球新能源汽车销量预计为2240万辆，按照三安光电(18.260, -0.44, -2.35%)假设，B级以上车型会优先采用高压平台和碳化硅器件，并且每辆车碳化硅器件（以6寸晶圆计）用量约为150颗，那么到2025年，碳化硅在高压平台需求量将达到219万片，中高压平台需求达到437万片。

SiC市场将急速扩张，未来SiC产能缺口扩大。根据Yole预测，2021-2026年，碳化硅功率器件市场将从1090百万美元增长至6297百万美元，复合年均增长率超过34%。面对市场空间的扩大，到2025年，全球碳化硅衬底/芯片的产能预估为242-282万片，存在219-486万片的产能缺口。


1.3. 具备高品质工艺能力，掌握核心技术壁垒

公司发布的碳化硅Mos系列产品在不管在设计品质还是在技术良率等方面都处于行业前列，具备相应核心技术壁垒。1）工艺能力：具备优异的填槽能力以及优异的低损伤界面保护能力；2）高品质栅氧：具备低栅氧界面态以及良好的沟道迁移率，可达27cm²/v·s；3）新技术Ronsp迭代正处于预研阶段，目前能力已经达到了2.52mΩ*cm²（BV>1550v）；4）终端设计：在1700v器件上，BV>2200V（RA按照1700v考核评估），在1200v器件上，BV>1500v（RA按照1200v考核评估）；5）优异的良率表现：约等于80%，优异的Vth和Ron一致性表现；6）芯片技术：以G1_1200v 80mΩ MOSFET为例，采用平面栅工艺和减薄工艺，芯片厚度降至150μm，且采用六寸全产业链自主平台进行研发。


2. 化合物半导体业务布局广泛，产能持续扩张为业绩赋能

2.1. 产品矩阵完善，盈利能力稳健

公司深耕半导体领域，产品应用领域广泛。公司主要从事化合物半导体材料与器件的研发、生产及销售，以氮化镓、砷化镓、碳化硅、磷化铟、氮化铝、蓝宝石等化合物半导体新材料所涉及的外延片、芯片为核心主业。公司主要有光电、射频前端、电子电力和光技术等业务板块，主要芯片产品被广泛应用于自动驾驶、消费电子、光通讯等领域。


产业布局全面，行业地位领先。公司系国内规模首位、品质领先的全色系超高亮度 LED 外延及芯片产业化生产企业，在传统优势领域的基础上，积极提升细分领域 Mini/Micro LED、车用 LED、植物照明 LED、紫外/红外 LED等产品的结构占比；从事的射频前端、电力电子、光技术化合物半导体集成电路业务，营收规模正随着产能爬坡不断壮大。


公司盈利能力稳健，财务情况健康。最新披露的公司2022年半年度报显示，公司2022H1营收实现67.62亿元，同比增长10.60%，归母净利润实现9.32亿元，同比增长5.46%。2022Q2单季度，公司营业收入为36.55亿元，同比增长7.60%，环比增长17.64%，归母净利润5.03亿元，同比增长53.82%，环比增加17.29%，主要系公司LED高端业务的迅猛增长对业绩产生了强有力的拉动。公司还持续重配研发，2022H1研发费用2.32亿元，同比增长40.20%，主要系公司加大集成电路及Mini/Micro LED 芯片、红外/紫外 LED 等细分领域的研发投入所致，持续加大的研发投入有望巩固公司的行业地位。公司2022H1毛利率为20.80%，同比下滑1.30pct，保持相对稳定。

2.2. 化合物半导体业务多轮驱动，产能持续扩张助推业绩增长

公司深度布局碳化硅领域，驱动公司快速发展。碳化硅广泛用于半导体，是解决当前新能源汽车“充电+里程”双重焦虑的关键抓手，公司在碳化硅领域积极开拓相关客户并获高度认可，1）碳化硅二极管产品：已覆盖PFC电源、车载充电机、光伏逆变器、家电等应用领域，主要客户包括国内某知名客户、威迈斯、弗迪动力（比亚迪(266.300, 2.79, 1.06%)）、阳光电源(131.990, 3.99, 3.12%)、古瑞瓦特、固德威(331.190, 11.58, 3.62%)、上能、德业、维谛、比特、长城、英飞源、科华、英威腾(9.260, 0.16, 1.76%)、格力等客户；2）碳化硅MOSFET产品：已送样数十家客户验证，代工业务已与龙头新能源汽车配套企业合作。随着公司mos产品发布，公司整个碳化硅业务有望实现快速增长。

联手理想汽车完善车规碳化硅芯片布局，有望为公司碳化硅业务注入新的发展动能。3月23日，苏州斯科半导体有限公司成立，注册资本3亿元人民币。股权穿透显示，该公司由理想汽车关联公司北京车和家汽车科技有限公司、三安光电全资子公司湖南三安半导体有限责任公司共同持股，主要专注于第三代半导体碳化硅车规芯片模组的研发及生产。按照规划将在苏州高新(4.760, 0.01, 0.21%)区建设理想汽车功率半导体研发及生产基地，该项目于8月24日在苏州高新区启动厂房建设，预计2022年内竣工后进入设备安装和调试阶段，2023年上半年启动样品试制，2024年正式投产后预计产能将逐步提升并最终达到240万只碳化硅半桥功率模块的年生产能力。公司同理想汽车的合作有望帮助公司深度把握新能源汽车需求，打造更具竞争力的碳化硅产品。


其他化合物半导体业务同步开花，电力电子业务快速推进。公司车规级产品与新能源汽车重点客户合作取得重大突破、业务合作意向深度及广度不断延伸的同时，还在光伏领域积极导入客户，目前已实现对国内外客户大规模出货。在硅基氮化镓方面，公司产品广泛用于雷达、卫星、天文望远镜等场景，产品的客户工程送样及系统验证进程正在加快。


公司产能持续扩张，为公司业绩赋能。公司各大业务领域扩产建制达预期，目前，砷化镓射频产能已扩充到12,000片/月、光技术产能2,000片/月，其余在建项目产能均稳步扩张：1）湖南三安：湖南三安专注于碳化硅、氮化镓电力电子产品的研发与专业代工服务，累计客户超600家。投资总额 160 亿元（含土地使用权和流动资金），项目达产后，配套产能约 36 万片/年的生产能力。目前，湖南三安电力电子碳化硅产能6,000片/月、电力电子硅基氮化镓产能1,000片/月。产能正在逐步爬坡，收益正逐步显现。2）湖北三安：主要从事 Mini/Micro LED 外延片与芯片和芯片深加工等业务，总投资 120 亿元（含土地使用权和流动资金），项目达产后新增芯片产能约 236 万片/年（以 4 寸为当量片）和 4K 显示屏用封装产品 8.4 万台/年的生产能力。目前产能约 6.5 万片/月，主要产品已开始供货 TCL、华星等客户。3）泉州三安半导体科技有限公司半导体研发与产业化项目（一期）项目：主要从事氮化镓、砷化镓和特种封装业务，计划总投资金额约 138 亿元（含土地使用权）,项目达产后，新增产能约892 万片/年（折合倒装、垂直的产品产能 446 万片/年）和特种封装 8.72KKK/年的生产能力。目前芯片产能达 35.70 万片/月（以 4 吋折算）、特种封装产能 20,825KK/月，产能持续释放中。


3. 盈利预测和投资建议

我们对公司收入的预测基于以下核心假设：

1. 碳化硅技术路线开展顺利

2. 公司产品矩阵持续完善，技术持续更新迭代

3. 车规产品业务受益于汽车智能化和电动化的趋势

4. 公司产能扩张顺利，可满足下游需求

看好公司碳化硅新品全新推出对公司业绩的驱动，看好公司产能持续扩张对业绩的持续赋能，看好公司车规级产品的技术进展，我们预测公司2022/23/24年实现营业收入152.00亿元、185.44亿元、235.50亿元，归母净利润2022-2024年预计为19.98亿元,31.72亿元、43.17亿元，维持“买入”评级。

4. 风险提示

国际宏观经济政治形势波动。1）宏观经济波动对汽车及新能源等相关行业将产生不同程度的影响，进而影响碳化硅的需求。2）近年来，国际经济政治形势复杂多变，全球贸易摩擦升级与政策不确定性增加，叠加新冠疫情的不利影响，全球经济不确定性风险加剧，未来可能影响公司的生产经营。

行业和技术变革风险。半导体行业具有技术含量高、资金投入大等特点，行业技术快速更新换代，行业的需求和业务模式不断升级。公司自成立以来，始终重视研发投入，密切注意新技术新市场的发展趋势，优化研发规划，使研发资源配置符合未来技术和市场发展方向。但是半导体行业发展变化非常迅速，如果公司在行业和技术发展方向上出现误判或者技术投入不足，可能造成产品丧失竞争优势、现有核心技术被竞争对手模仿等风险。

产能扩张不及预期与规模扩张引发的管理风险。公司产能若不能稳步扩张，将对公司的业绩兑现产生不利影响。公司业务规模保持快速发展、涉及业务领域不断增加的同时，也对公司已有的战略规划、制度建设、营运管理、财务管理、内部控制等方面带来较大的挑战。如果公司的管理水平和员工的整体素质不能适应未来公司规模达到扩张的需要，将对公司产生不利影响。

研发进程不及预期风险。公司新品研发包括立项、性能测试、评审、试产等阶段，需要进行大量的技术研究工作和持续的人力、资金投入。若新产品开发失败或是开发完成后未能获得市场认可，将导致公司前期投入的成本无法收回，且无法满足客户及市场的需求，对公司经营业绩产生不利影响。

注：文中报告节选自天风证券(2.840, -0.01, -0.35%)研究所已公开发布研究报告，具体报告内容及相关风险提示等详见完整版报告。

证券研究报告《三安光电：Mos新品发布+产能持续扩张，碳化硅业务扬帆起航》

对外发布时间  2022年9月8日

本报告分析师：  

许俊峰  SAC执业证书编号：S1110520110003



潘暕 天风证券电子行业首席分析师。复旦大学微电子与固体电子学硕士，复旦大学微电子学本科，国际经济与贸易第二专业，曾就职于安信证券任分析师，对电子行业有全面深刻见解，挖掘了众多高成长企业，与产业深入合作帮助企业发展，善于推荐科技创新大周期的投资机会。2019、2020年新财富最佳分析师分别获得第四名、第二名，2021年新财富入围，2015-2016年新财富第一团队成员，2017年新财富第二团队成员。2015-2016年水晶球第一团队成员，2017、2019年水晶球分别获得第二名、第五名。2015-2016年金牛奖第一团队成员，2017、2020、2021年金牛奖分别获得第二名、第四名、第二名。2018年Wind金牌分析师第一名，2020-2021年Wind金牌分析师第二名。2019-2021年金麒麟(14.620, 0.13, 0.90%)最佳分析师分别获得第三名、第四名、第六名。2020年上海证券报最佳分析师第三名，2021年21世纪金牌分析师第五名，Choice 2021年度电子行业最佳分析师第三名。温玉章 分析师。计算机及工业工程专业背景，12年以上苹果产品(iPod & iPhone)研发和新产品导入工作经验，对电子，计算机，互联网产业链的发展趋势有较深的认知和理解。骆奕扬 分析师。南京大学物理系本科，香港科技大学集成电路设计硕士。3年电子行业研究经验，覆盖半导体制造、半导体装备材料及部分半导体设计。程如莹 分析师。北京大学计算机专业硕士，覆盖半导体IC设计、MCU/SOC/IGBT/模拟芯片行业&公司覆盖报告。许俊峰 分析师。伯明翰大学工商管理学硕士，覆盖安防、LED、汽车连接器及智能座舱等。俞文静 分析师。香港中文大学金融理学硕士，覆盖消费电子及 PCB 产业链。李泓依 助理研究员。美国埃默里大学会计学及金融学学士、会计学硕士，覆盖半导体封装测试及部分材料装备，已撰写包含汽车芯片、第三代半导体、虚拟显示等多篇行业深度报告。吴雨 助理研究员。利物浦大学金融计算学士，昆士兰大学商务硕士，覆盖部分被动元器件、面板及半导体材料等领域。冯浩凡 助理研究员。新南威尔士大学信息系统学士，金融学硕士，覆盖部分汽车电子领域。