三安光电专题研究LED迎来新一轮成长,化

（报告出品方/作者：中国银河证券）

一、公司LED芯片龙头地位稳固，其他化合物半导体业务加速落地

（一）全球LED芯片龙头，全面布局化合物半导体

公司是全球LED芯片龙头，其他化合物半导体业务逐加速落地。三安光电股份有限公司主要以化合物半导体材料所涉及的外延片、芯片为核心主业，化合物半导体涉及砷化镓、氮化镓、碳化硅、磷化铟、氮化铝、蓝宝石等新材料，主要应用于照明、显示、背光、农业、医疗、光伏发电、移动通信设备和基站、消费电源快速充电器等领域。公司下游客户主要为LED封装企业及化合物半导体集成电路设计公司。

保持LED芯片龙头地位，积极布局Mini/MicroLED。公司深耕LED芯片领域，产品结构完善，包括蓝绿光芯片、白光芯片、显示芯片、背光芯片、紫外、Mini/MicroLED等。据LEDinside统计，公司在年中国LED芯片市场份额达到32％，产销规模位居首位。在Mini/MicroLED等新技术产品方面，公司是三星MiniLED芯片首供，已实现MiniLED的批量供货，在MicroLED方面公司也有长期布局，目前进展顺利。

公司在LED业务基础上，将化合物半导体业务向射频、光通信、电力电子领域发展。公司通过子公司三安集成发展射频、光通讯、电力电子等集成电路芯片业务，可以提供砷化镓、氮化镓、碳化硅等化合物半导体代工。伴随5G商业化提速，公司的智能终端射频及滤波器的市场规模将迎来加速成长，公司乘势而上打造具有国际竞争力的射频、滤波器集成电路厂商。受益于电动车、光伏等第三代半导体电力电子器件市场规模快速增长，公司碳化硅二极管业务开拓客户家。此外，公司的光通讯业务在保持及扩大现有中低速PD/MPD产品的市场领先份额外，在附加值高的高端产品如10GAPD/25GPD以及10G/25GVCSEL和DFB发射端产品均已在行业重要客户处实现验证通过，进入实质性批量生产阶段。

（二）股权结构稳定，员工持股计划彰显未来信心

股权结构稳定，国家大基金入股支持化合物半导体发展。公司控股股东为三安集团。林秀成先生为公司实际控制人，持股比例为14.6%。年与国家大基金签订协议，支持三安光电重点发展III-V族化合物，支持并购境内外相关上下游企业。目前大基金持有公司9.3%的股权，为公司第二大股东。年三安光电引入兴业信托、泉州金控与安芯基金作为公司战略投资者，有望大幅增加公司控股股东的现金流，改善财务报表结构，同时解决公司投产前期需要的大规模设备和资金投入的问题。

三期员工持股计划完成，彰显公司信心。公司自年开始，共履行年度三年锁定期员工持股计划、年度一年锁定期员工持股计划及年度一年锁定期员工持股计划，通过员工持股计划实现母公司全员持股。基于对公司价值的高度认可和对公司未来发展前景的信心，公司于年实施回购股票计划，共回购本公司股份24,,股，占本公司已发行股份的总比例为0.60%；截至年11月11日，本公司第三期员工持股计划通过非交易过户方式受让本公司回购账户中持有的股票和通过二级市场购买的本公司股票全部实施完毕，合计持有本公司股票76,,股，占本公司总股本的1.%，彰显了公司对未来发展的信心。

（三）持续高研发投入，公司竞争力不断提升

公司作为国内产销规模首位的化合物半导体生产企业，多年来持续加大研发投入，积极提升核心竞争力。公司不断加强研发实力建设，研发投入不断攀升，年至年间研发支出增长超.1%，年研发支出合计9.3亿元，营收占比11%；研发团队不断壮大，自年的人，上升至年的人，占总员工比例18.62%。扎实的研发基础成为公司未来产品创新、技术开发的核心驱动力，为公司战略发展奠定了基石。

在全球多国相继成立研发中心，研发能力达到国际领先水平。公司作为国家人事部认定的博士后工作站及国家级企业技术中心，拥有国际顶尖的技术研发团队，研发能力已达到国际先进水平。公司拥有国内外发明专利和专有技术项，其中国内专利项（授权专利项），国际专利项（含PCT96件，授权专利项），其中发明专利占86.7%。随着公司不断加大研发力度，继续完善专利布局，市场占有率将进一步提升。子公司三安集成已申请了多项国内外发明专利，目前公司主力产品各项技术指标均达到国际先进水平，为集成电路业务的市场拓展奠定了坚实的基础。

公司作为LED行业龙头，规模与渠道优势明显。公司作为国内产销规模首位的化合物半导体生产企业，不仅投资规模大，需要配置MOCVD外延炉、蒸镀机、光刻机、蚀刻机、研磨机、抛光机、划片机和各类检测等价格昂贵的设备，而且技术壁垒高，在制造过程中需要集成物理、化学、光电、机电等多领域的知识。公司的规模优势还带来了强大的议价能力，能有效的降低成本，带来更大的产能，实现良性循环。此外，公司还积极布局上游原材料衬底，形成部分自给能力，设立厂中厂配套辅料气体自制，下游布局特殊应用领域，针对市场的特点，生产不同领域和不同波段芯片，产品种类全，覆盖领域广，满足下游不同层次客户需求。

（四）公司业绩将迎拐点，营业收入大幅增长

年收入及净利润有所恢复，H1业绩大幅增长。年全球疫情持续高发，LED整体市场需求体现较强韧性。由于原材料价格大幅上涨，叠加疫情影响，中小企业面临更大的挑战，优势资源和优质客户向掌握核心技术与产业布局合理的龙头企业聚集，行业集中度得到一定提高，H1公司实现营收61.14亿元，同比增长71.4%；实现归母净利润8.84亿元，同比增长39.2%。

公司费用结构合理，利润率水平趋于稳定。-年，公司研发费用支出不断增加，年公司研发费用支出大幅增加，同比翻一番。销售费用率与管理费用率都稳步提升，费用结构稳定。2-年公司毛利率、净利率逐年下滑，年分别为24.47%和12.02%，下滑趋势逐渐稳定。

公司去库存成效显著，运营效率显著提升。年上半年公司努力克服疫情影响积极复工复产，然而市场需求平淡，直到年底才开始逐步回暖，造成公司库存上升。下半年以来，LED行业需求复苏明显，今年以来部分LED芯片出现缺货涨价，公司LED芯片销售良好，库存水平显著降低。年上半年公司库存金额同比减少6.6亿元，其中LED芯片库存减少6.9亿元，二季度LED芯片库存环比减少4.64亿元，公司去库存成效显著。公司存货周转率也从去年同期的天逐步降至目前的天，营运效率显著提升。

二、全球LED景气回暖，MiniLED带动新一轮增长

（一）LED景气度回暖，行业迎来新一轮增长

根据LED从生产到应用的全过程，LED产业链一般可以分为上游、中游、下游三个细分行业。其中上游主要为衬底和LED芯片的生产制造，中游为LED芯片的封装，下游为各类LED显示、照明、背光产品的生产和应用。其中，衬底是制造LED的基底、生产外延片的主要原材料，外延片目前主要采用MOCVD设备进行生产。根据产品的功能和特点，LED应用产品包括LED显示产品、LED照明产品和LED背光产品等。

LED行业景气重新迎来上行机遇。年下半年，LED显示、背光等需求回暖，LED行业景气重新迎来上行机遇。从上游LED芯片市场看，年受疫情影响行业规模将下滑1%左右，但年预计将重回增长，-年市场规模复合增长率预计达到9%左右。

LED芯片企业库存水位与毛利率进一步趋稳。自年起，LED芯片企业整体库存水平不断攀升，年总体保持平稳，Q1受疫情爆发影响，行业需求大幅下降，整体库存水平大幅上涨。此后，LED芯片企业加强库存管理，兆驰股份、华灿光电、聚灿光电库存水平基本保持稳定，而三安光电由于不断加码化合物半导体业务，导致库存水平不断抬高。

（二）Mini/MicroLED商业化加速，公司成为三星首供

Mini/MicroLED是下一轮LED技术发展的重要趋势，未来主要应用于背光及显示。Mini/MicroLED分类标准并不一致，一般主要按照采取芯片尺寸划分的方式。传统LED芯片尺寸大于微米，应用领域包括照明、背光、显示，但受到尺寸等影响，高清显示、高密度背光应用仍然受到限制。MiniLED芯片尺寸在-微米之间，应用领域主要面向MiniLED背光以及P0.6（像素点间距0.6mm）以上的较高清晰度MiniLED显示。MicroLED芯片尺寸小于微米，甚至未来有望达到10微米以内，应用领域主要面向高清显示，包括P0.9、P0.6、P0.3及以下高清显示屏/电视，甚至AR/VR等更高清晰度的显示。

Mini/MicroLED有望引领LED下一轮增长。年全球LED应用市场规模约亿美元，年由于疫情原因预计市场总规模将小幅下滑至亿美元。未来五年，LED应用市场的主要成长动能将来自Mini及MicroLED的应用，有望成为仅次于一般照明的第二大应用市场。

Mini/MicroLED主要有背光与直显两个应用方向。年将是MiniLED背光商业化的元年，未来几年行业将迎来爆发，MiniLED背光将首先在中大屏市场打开空间。Mini/MicroLED直显将首先在高端商显领域逐步替代小间距LED显示，随着未来成本的下降，将逐步向大尺寸消费级产品以及VR/AR小尺寸产品渗透。

背光：MiniLED背光技术显示性能可与OLED相媲美，成本低于OLED且有望稳步下降，在不同产品应用端优势明显。MiniLED背光对LED芯片需求将有指数级增长。与传统LCD相比，MiniLED背光具有更高的显示亮度、均匀性和动态范围，显示效果提升明显。与OLED显示相比，MiniLED背光在显示效果相差不大的情况下，具有更低的成本、更长的使用寿命，并且能够避免烧屏问题。因此，MiniLED背光在平板、PC、电视等领域渗透速度不断加快，有望逐步替代LCD液晶显示。预测随着产业链制程技术的进步和良率的提升，MiniLED背光成本将以每年15%-20%幅度下降。MiniLED背光对LED芯片需求较传统背光大大提升，传统侧入式背光液晶电视LED芯片需求约50-颗，而MiniLED背光电视LED芯片需求在00颗以上，将有指数级增长。预测年全球MiniLED背光市场规将达到1.5亿美元，同比增长%，到年市场规模将达到23.2亿美元，年-年复合增速达到%。

直显：Mini/MicroLED应用前景广阔，有望成为显示终极方案。目前MicroLED主要用于户外或公共显示的超大尺寸解决方案，未来MicroLED应用范围将扩展至AR、VR等特定应用领域及电视等大众消费型电子市场。年全球MicroLED显示器出货量将达15.5百万台，CAGR达99%。根据行家说数据，全球小间距显示市场规模将从年的25亿美元增长至年的89亿美元，复合增速达到29%。间距小于1mm的Mini/MicroLED显示由于基础较低将有更高的增速，根据产业调研年市场规模约0.8-1.5亿美元，预计其未来3年复合将超过%，年市场规模将达到约9亿美元，其中芯片端市场约4亿美元。

产品陆续推出，有望于年迎来商用落地的加速。年，Sony展出了MicroLED的55英寸高清LED电视样品，MicroLED作为商业化产品第一次出现在大众视野。年以来，MicroLED处于高速发展阶段，多品牌推进布局Mini/MicroLED。苹果近两年发布了一系列MiniLED系列产品，预计将于年第一季度推出首款MiniLEDiPadPro，并在第二季度量产MiniLEDMacBookPro机型。

当前全球范围内能实现MiniLED背光芯片量产并规模出货的企业相对较少，具备相应客户、良率与量产能力的企业更为稀缺，主要集中在拥有技术支持、产能布局合理、产能规模大等具有竞争优势的头部企业。主要的供应商有Osram（欧司朗）、Nichia（日亚化学）、EnnoStar（富采）等企业。

公司全面布局Mini/MicroLED，已成功切入三星供应链，成为其首要供应商，现已实现批量供货。年2月，公司全资子公司厦门三安同三星电子签订《预付款协议》，为三星电子供应LED芯片。该协议约定，三星电子支付厦门三安3万美元预付款，以保证厦门三安排他性的显示用LED芯片产能。同时，二者将持续讨论MicroLED战略合作，未来厦门三安若实现大规模量产MicroLED，有望进一步成为三星电子的MicroLED首要供应商。

技术方面，公司积极同业内先进企业展开合作，积累技术优势，拓展产品竞争力。公司同TCL华星开展技术合作，共同投资3亿元（TCL华星出资55%，三安光电出资45%）成立联合实验室，对双方的LED及显示面板技术及资源进行整合，更高效地对LED及显示面板技术材料、器件及工艺进行研究与开发，并重点投入MicroLED领域。双方联合开发MicroLED显示器端到端技术过程中，与自有材料、工艺、设备、产线方案相关的技术，包括MicroLED芯片、转移、Bonding、彩色化、检测等，打造新技术核心竞争力，在未来竞争中取得先发优势。

公司有机会切入苹果MiniLED供应链，随着MiniLED成本下降将进一步打开市场。一方面，公司技术、产能皆处于行业前列，正稳步推进客户验证工作，而A公司作为下游大户，必将成为公司核心目标之一；另一方面，苹果出于供应链安全管控的角度，也大概率会引入第二家供应商。我们认为公司作为MiniLED龙头企业之一，未来切入苹果供应链机会较大。根据TrendForce预测，随着产业链制程技术的进步和良率的提升，MiniLED背光成本将以每年15%-20%幅度下降，也将进一步打开市场空间，到年MiniLED背光渗透率将达到15%以上。

公司产能弹性大，未来将在MiniLED市场占据重要份额。年4月，三安光电投资亿元于湖北鄂州葛店经济技术开发区建设Mini/MicroLED芯片项目；年2月3日，项目一期主体建筑成功封顶；年3月16日，项目变电站如期送电；年4月16日，项目开始试产，且将于近期正式投产。此项目规划主要为Mini/MicroLED芯片，将供给天马微电子、华星光电等光电子信息企业。

（三）LED新兴应用不断涌现，公司深度布局前景广阔

除了Mini/MicroLED，其他LED新型应用也正在加速发展，植物照明市场迎来高速增长、深紫外LED市场快速成长、车用LED、红外LED等的市场渗透率正逐步提升。公司积极进行多元化布局，重点投入Mini/MicroLED、植物照明、车用LED、UV（紫外）LED等新兴应用领域，提高公司盈利能力和抗风险能力，未来成长空间广阔。

疫情推动消费者教育，深紫外LED市场迎来快速发展。UVC（深紫外）LED前期发展缓慢：产品方面，光功率、光效、使用寿命皆有待提高；需求方面，产品使用、杀菌效果难以被消费者直接感知。伴随技术的发展，叠加年新冠疫情爆发迅速推进消费者教育、政策引导，UVCLED进入快速增长通道。短期内，防疫将贡献较大需求，帮助行业快速突破商业化早期阶段；长期内，市场渗透率有望进一步提升带来需求发展，规模化提升降低生产成本，UVCLED依然维持较大增长空间。据Yole统计及预测，UVCLED行业年市场规模为1.44亿美元，年将同比增长%，达到3.08亿美元，而-年将以52%的CAGR快速增长，预计年将达到25亿美元。

公司深耕UVCLED领域，先发优势明显，将充分受益于行业爆发。年起，三安光电在国内率先投入UVC深紫外外延、芯片与封装研发，并于年承担紫外与深紫外项目国家重点研发计划相关任务，获得国家科技进步二等奖。目前公司针对已知有效杀菌波段开发多种尺寸UVC芯片及小、中、大及超大功率UVCLED产品，其产品光功率性能已达国际同等水平，达到2%-4%光效。目前，三安光电UVCLED已成功切入一线家电品牌的杀菌、水净化等应用市场，缔结战略合作关系，共同开发UVCLED模组。截至年，三安光电UVC产品累计达到1kk产出，并实现月产能1kk以上。

植物照明LED表现优异，市场迎来新发展。相比于传统照明光源，使用LED光源进行植物照明具备节能效率高、散热低、寿命长、光谱可调控等特点，性价比更高，能满足更精细化的植物生长需求。预测年全球植物照明市场规模为17.6亿美元，年成长至37.9亿美元，CAGR为21.1%，且在农业4.0趋势下，温室大棚及植物工厂等新型农业形式渗透率将快速提升，全球植物照明市场将于年达到亿美元。

三安深度布局，借中科三安发展东风，植物照明LED芯片业务有望快速起量。年底，三安光电联合中国科学院共同成立中科三安，分别发挥各自在植物学与光电技术领域优势，共同打造国际化植物照明龙头标杆。历经5年快速发展，中科三安已完成生长系统、园艺照明、环控系统三大产品系列布局，提供无人化、模块化、育苗植物工厂及以人体验为主的植物梦工厂四大解决方案。

伴随汽车电动化、智能化趋势，车用LED使用覆盖率不断提升，市场整体保持稳定增长。年全球车用LED市场为26.72亿美元，年在疫情冲击下，全球汽车行业受到抑制，相应车用LED受到影响，市场规模下降至25.72亿美元，同比降低3.74%。年，预计LED将凭借其节能环保、亮度及光色可调、寿命长、安全性高等优势，进一步提升车用LED渗透率，在头灯与车用面板需求带动下，获得较大成长空间，市场规模有望达到29.26亿美元，同比增长13.76%。

公司并购英国汽车照明公司WIPAC快速切入车用LED市场，并以此为基础进行产品拓展。WIPAC是一家具备百年发展历史，全球领先的豪华汽车、超级跑车的照明系统一级供应商，主要从事研发、生产和销售高端汽车前照灯、尾灯和所有类型的外部辅助照明灯具。三安光电通过收购WIPAC可加快自身车用LED芯片产品导入，同时以此为本向车用显示、功率器件等领域进行拓展。

公司以LED业务起家，自年成立起已在LED领域深耕超20年，凭借深厚的技术积累成为国际性LED芯片龙头。同时，三安光电管理层凭借LED领域经营经验及独道的战略眼光，及时把握LED新兴应用发展机会，成为各细分领域领头羊，先发积累技术优势及产能建设。随着LED行业景气度回升，以及MiniLED、植物照明等新兴应用的加速渗透，LED行业将迎来新一轮增长。公司是LED芯片绝对龙头，在MiniLED方面也具备领先实力，未来将充分受益于行业的复苏，LED业务将重回增长。预计-年公司LED业务板块将实现营收69.00/88.00/.00亿元，分别同比增长38.08%/27.54%/20.45%。同时，新兴应用的占比提升将带动公司整体LED业务版块毛利率提升，预计-年公司LED业务板块毛利率分别为12.50%/24.00%/28.00%。

三、从材料到封装打造国内化合物半导体一站式平台

（一）应用前景广阔，化合物半导体开启新时代

半导体材料历经三代发展，各代材料携手并进。第一代半导体材料以硅、锗为代表，技术工艺成熟，储量极其丰富且性价比高，90%以上的半导体产品由硅基材料制作，奠定了微电子产业基础；第二代半导体材料以砷化镓、磷化铟为代表，相比于第一代半导体材料具备更高的禁带宽度及电子迁移率，是制作半导体发光二极管和通信器件的关键衬底，开创了微波射频半导体时代，同时奠定了通信半导体基础；第三代半导体材料以碳化硅、氮化镓为代表，其禁带宽度明显高于前两代，被广泛应用于高温、高功率、高压、高频等大功率领域。三代半导体各有优劣，在各自的应用场景存在比较优势，占据一席之地，在整个半导体产业的发展下共同扩张。

新应用需求为化合物半导体带来广阔空间。硅质半导体均衡的物理性质铸就了其半导体行业的核心地位，但也制约其新的发展。在诸如射频、功率模块等领域，硅质半导体受限于自身性质，无法适应高温、高频、高压等环境条件。由此，化合物半导体应运而生。化合物半导体是由两种元素及以上组成的化合物半导体材料，即第二代、第三代半导体材料，以砷化镓、碳化硅、氮化镓为代表。化合物半导体拥有高禁带宽度、高电子迁移率及高电子饱和漂移速度，能够满足新应用要求，同时具备较强性能、体积优势，将伴随科技发展而获取广阔的发展空间。

第二代半导体材料砷化镓被广泛应用于无线通信领域。无线通信信息传送具备高速、高效特征，要求将信号作高频化和数字化处理，因此需要高频、高速、低工作电压及低噪声的半导体器件。而砷化镓相对低的禁带宽度、高电子迁移率等特性同无线通信需求相契合，被广泛应用于移动设备、网络基础设施、国防与航空航天等应用场景中的通信模块。

第三代半导体材料碳化硅、氮化镓凭借优异的性能适应高压、高频、高温环境，被广泛应用于射频、功率器件中。碳化硅和氮化镓相比，碳化硅具有更高的禁带宽度，能够承受更高的电压，并拥有更高的功率密度；而氮化镓的电子迁移率相比碳化硅高1/4，其dV/dt电压超V/s，关断时间几乎为0，能满足更高频率要求。

（二）砷化镓：5G引领新发展，VCSEL贡献新增量

砷化镓为最具代表性的第二代半导体材料，同时也是目前研究最成熟、生产量最大的化合物半导体材料。砷化镓材料被分为半绝缘和半导体两类。其中，半导体砷化镓材料被用于LED衬底制造，而半绝缘砷化镓材料主要被用于无线通信领域中的射频器件以及光电子领域的激光VCSEL等，附加值较高。射频模组包括功率放大器PA、滤波器Filter、低噪声放大器LNA、开关switch、双工器五大模块及其他。其中，PA占比整个射频市场约33%，大部分由砷化镓材料制作而成。

5G技术对射频提出了新要求，砷化镓PA将加速渗透。4G时代，手机端PA制造以CMOS和砷化镓为主。进入5G时代后，5G网络峰值速率将超过10Gbps，网络延迟降低50倍至1毫秒，连接密度增长10倍至万/平方公里，要求射频芯片具备高频、高效、高功率性能。而传统CMOS材料物理性质无法满足要求；同时第三代半导体材料氮化镓虽然相比砷化镓具备更优秀的性能，但一方面成本还较高，无法大规模商用，另一方面功率太高对手机功耗影响太大，因此主要在部分基站端应用。因此，具备性能优势、技术成熟可靠的砷化镓将充分受益于5G大时代的发展，在民用PA领域扩大市场份额及规模。

全频谱接入，单机砷化镓PA应用量增加。一方面，5G应用要求新的射频器件承担5G特有频段，截至年3月，全球运营商发布的5G频段可使用数目为个，将带来较多砷化镓PA增量；另一方面，射频终端需要向前兼容，提供包括3G、4G在内的射频功能，因此5G单机砷化镓PA使用量将在4G终端基础上增加。4G手机平均使用5-7颗PA芯片，而5G手机所需PA芯片数量将高达16颗。

技术升级，5G砷化镓PA单价增加。5G应用对射频PA提出了新要求：5G技术的应用导致手机天线及滤波器组件的增加，而在有限的手机空间中PA组件可用空间将受到挤压，对PA多频段设计带来技术难题；5G新开频段UHB要求更高的频率以保证信号发送与接收质量、更宽的带宽以保证数据传输速度、更高的散热要求，同时5GPA失真现象概率变大，对PA设计线性要求提高。2G手机用PA平均单价为0.3美元，3G手机用PA上升至1.25美元，全模4G手机用PA达到3.25美元，而预计5G手机PA平均单价将倍增，高达7.5美元以上。

5G手机渗透率不断提升，出货量迎来快速成长，驱动砷化镓市场发展。预测年第一季度，全球5G手机出货量占比智能手机37%，预计年全年5G手机出货量将达到6.1亿台，最终全年占比智能手机43%。而预计在5G手机价格下行带动下，5G手机将快速普及，获得爆发式增长，在年渗透率达到52%，反超4G手机出货量，并于年渗透率达到69%。

VCSEL（垂直腔面发射激光器）技术是砷化镓又一重要应用领域。此技术目前主要被用于消费电子领域的3D感测方面，实现人脸识别功能。半导体激光器可被分为边发射激光器（EEL）和垂直腔面发射激光器（VCSEL），其中VCSEL凭借出光适合做成二维阵列形式、功耗低等优点被广泛应用于消费电子市场，在3D视觉发展过程中占得一席之位。

消费电子重塑VCSEL产业，汽车应用驱动下一轮增长。2年，苹果率先在其iPhoneX系列产品中应用基于VCSEL的前置结构光方案，已实现人脸识别功能，引领全行业智能手机3D感测新浪潮，为VCSEL带来广阔增长空间。而VCSEL在消费电子领域蓬勃发展的同时，其凭借自身可靠性、成本优势开始逐步向车用激光雷达方案渗透。国产厂商纵慧芯光VCSEL产品已于年8月通过AEC-Q第三方车规认证，成为国内首家也是目前唯一一家通过该认证厂商。

VCSEL蓬勃发展，为砷化镓市场贡献新增量。预测年VCSEL市场为7.38亿美元，预计年将达到37.75亿美元，CAGR达31%，其中手机及消费市场将贡献28.29亿美元增量空间，是VCSEL核心应用领域。而砷化镓作为VCSEL核心原材料，亦将借助其迅猛发展获取较大增长动力。

全球砷化镓元件市场规模逐年增加，我国市场将以更快速度发展。年全球砷化镓元件市场规模达到88.7亿美元，预计到年达到.1亿美元，-4年CAGR为10%；年中国砷化镓元件市场规模达到.36亿元，预计到年达到.3亿元，-年CAGR为15%。

上游设计同下游代工互相绑定，共筑护城河优势。全球砷化镓元件市场呈现寡头垄断特征，Skyworks和Qorvo两家独大，分别占整个市场29.6%和27.5%份额。而砷化镓代工市场则呈现一家独大特征，稳懋市场占比高达76.1%，是当之无愧的全球第一大砷化镓晶圆代工半导体厂商。稳懋同Skyworks、Qorvo建立了稳定的合作关系，在砷化镓设计到生产主要环节共同合作，进行适配，构造独特的技术体系及标准，协同打造护城河，占得各自市场较大份额。

国产砷化镓上游下游齐发力，三安光电迅速发展，有望成为具备全球竞争力的砷化镓制造企业。三安光电砷化镓射频产品以2G-5G手机、WIFI为主，客户累计近家，客户地区涵盖国内外，并已成为国内知名射频设计公司主力供应商。砷化镓射频年上半年扩产设备已逐步到位，产能达到片/月，未来目标扩产到3万片/月，对标稳懋4-5万片/月产能规模，公司未来有机会成为全球领先的砷化镓制造企业。目前。公司下游需求旺盛，公司加快实施扩产计划，尽快满足客户订单交付。此外，在砷化镓VCSEL方面，三安光电10G/25GVCSEL产品已通过行业内重要客户验证，进入实质性批量生产阶段，出货量快速增长，量产客户达到55家。

（三）氮化镓：基站射频+快充，双轮驱动快速成长

氮化镓属于第三代半导体材料，具备宽禁带特征，性能优异，能满足更高水平要求。相比于第一代、第二代半导体材料，其特性优势突出，氮化镓器件可在℃以上的高温下工作，承载更高的能量密度，且具备更高的可靠性、能效比、运行速度。和同属于第三代半导体材料的碳化硅相比，氮化镓一方面在降低成本方面展现出了更强的潜力，随着技术进步及应用场景不断增加，氮化镓器件成本中外延成本占约2/3，有较大下降空间；另一方面，氮化镓器件为平面器件，与现有硅半导体工艺兼容性更强，更易于集成，降低用户使用门槛。

氮化镓外延片根据衬底不同被分为硅基氮化镓（GaN-on-Si）、碳化硅基氮化镓（GaN-onSiC）和金刚石基氮化镓（GaN-on-Diamond），其中硅基氮化镓和碳化硅基氮化镓应用更广。碳化硅基氮化镓既拥有碳化硅优异的导热性能，能在较高温度下运行，又具备氮化镓高频、高功效特性，性能优越，但衬底成本较高，主要被用于5G基站PA、军用雷达等领域。相比于碳化硅基氮化镓，硅基氮化镓性能稍逊，但其性能比上一代LDMOS有较大的发展，功率密度达到其5-8倍，同时硅衬底易于生长，成本更低，对传统CMOS工艺兼容，易于集成，更适合用于大规模toC商用领域，被用于消费电子快充、新能源车电机驱动等领域。

光电、射频、电力电子是氮化镓的主要应用场景。从应用场景来看，氮化镓材料主要被用于光电领域，此外射频是另一大应用场景，其次为电力电子领域。据赛迪顾问数据显示，氮化镓材料在光电领域应用最多，占比68%，其次为射频领域，占比20%，电力电子领域占比为10%。

氮化镓凭借优异性能，将在5G基站端大放异彩。目前射频前端应用中，硅基LDMOS、砷化镓和氮化镓三分天下，然而随着射频应用频率的增加、化合物半导体应用成本下降，LDMOS无法满足更高频、更高功率的应用要求，化合物半导体材料将逐步侵占LDMOS应用空间。氮化镓同砷化镓相比具备更强的性能：氮化镓器件能提供相比砷化镓器件高十倍的功率密度，并具备更大的带宽、更高的放大器增益，减小器件尺寸。同时，氮化镓器件也拥有更高的功率，被广泛应用于基站端。

“宏小结合”，5G基站仍处于建设高峰期。信号覆盖范围主要受穿透能力（功率）和衍射能力影响。5G基站信号覆盖范围相较4G基站大幅衰减，自2公里左右下降至米左右：一方面，辐射功率受到国家法规限制，5G穿透能力有限；另一方面，5G采用较高频段，分布于-MHz间，频率越高、波长越短、衍射能力越弱。因此，5G基站采用“宏小结合”方式实现信号全覆盖，在宏基站的基础上，建设小基站以起到中继作用。根据工信部及SmallCellForum数据统计及预测，-年我国5G宏基站将引来建设高峰，最高达80万座，而5G小基站建设将逐步扩张，预计将于年达到顶峰。

氮化镓射频（RF）器件市场规模年将突破20亿美元。5G基站建设将带动氮化镓RF器件通信领域快速成长，自年的3.18亿美元，成长至年的7.31亿美元，CAGR为15%。此外，军用雷达等领域也将驱动对氮化镓器件快速增长，军用方面，氮化镓基新型AESA系统中T/R模块的增加，以及机载系统对轻量级器件的严格要求驱动军用雷达快速增长，年军用氮化镓射频器件市场将达到11.1亿美元，复合增速达到22%。整体来看，氮化镓RF器件市场规模将从年的7.4亿美元增长到年的20亿美元，复合增速达到12%。

氮化镓凭借性能与成本优势，成为快充首选半导体材料。砷化镓禁带宽度不够大，击穿电场较低；而碳化硅生长温度高、质地坚硬，导致制造工艺难度大，成本短时间内居高不下，二者皆难以在快充领域大规模商用。而氮化镓适用于中电压区间（60-0V）和中等范围功率，且制造成本相对更低，更适合用于toC端快充应用。据Yole统计及预测，氮化镓功率器件快速发展，年将达到4.5亿美元，快充领域将成为主要成长点。

功耗增加+电池容量限制，快充技术应运而生。伴随消费升级趋势，智能手机运行速度、显示观感、数据传输等方面需求不断发展，CPU运算性能、屏幕分辨率及射频模组等不断升级，相应手机耗电量呈现增长趋势。然而受制于手机轻薄空间、重量、散热及成本等因素，手机电池容量提升空间不大。因而，快充成为解决手机耗电速度增加和电池容量提升空间小之间矛盾的有效途径。

龙头厂商纷纷布局，快充领域从混乱趋于统一。国外方面，USB-IF（USB标准化组织）发布Type-C接口，奠定行业发展基础，并凭借其PD协议占据一席之地；高通自年起迈出快充协议第一步，并不断进行QC协议迭代，成为行业技术引领者；联发科起步较晚，但其PE快充协议全面普及至2大通用CPU平台，极大地加速了快充行业发展。国内方面，OPPO艰难定制开发，后来居上，成为国产快充领域领军者；同时，魅族、VIVO、华为等皆在先发快充协议基础上进行创新，推出自身的快充协议。

全球氮化镓市场被国外企业垄断，CR3高达84%。三安光电氮化镓业务稳步成长，未来发展空间巨大。氮化镓产业链包括衬底、外延、设计及制造环节，其中三安光电在外延、制造等环节皆有布局。三安光电在硅基氮化镓功率器件方面客户认证进展顺利，年完成约40家客户工程送样及系统验证，已拿到12家客户设计方案，4家进入量产阶段。

（四）碳化硅：汽车电动化趋势下的新星

SiC性能优异，被广泛应用于高压、高频领域，新能源汽车成为其主要应用领域。SiC比Si的绝缘击穿场强高约10倍，可耐到数千伏高压，可降低漂移层厚度，从而获取更低的漂移层电阻，能够大幅降低能量损耗。同时，其具备高频、高功率以及在高温下工作等优势，因而被广泛应用于电力电子领域。SiC功率器件前三大应用市场为新能源汽车、电源和光伏，合计占比66.8%，其中新能源汽车占比为30%，是SiC功率器件市场成长主要驱动力。

汽车电动化带动单车功率半导体价值量大幅提升。电动化方面，新能源汽车主要可以分为纯电动汽车（BEV）和混合动力汽车（HEV），目前二者合计占比超过90%，其他类型如燃料电池汽车占比很小。与传统汽车相比，新能源汽车的汽车电子成本占比大幅提升。传统燃油车的车均半导体用量为美元，而功率半导体仅占21%，为71美元。混合动力汽车新增的半导体中76%是功率半导体，车均增量达到美元，功率半导体价值为传统汽车的4倍，纯电动汽车中的功率半导体价值量则比混合动力汽车中更多，平均来看，新能源汽车功率半导体单车价值量是传统燃油车的约5倍。

全球汽车功率半导体市场规模年将达到亿美元，其中新能源汽车功率半导体规模将达73亿美元。预测全球汽车销量将从年万辆增长至年万辆，其中，全球新能源汽车销量将从年的万辆增长到年的万辆，新能汽车渗透率从年的4.7%提高到年的18.0%。目前，燃油车单车功率半导体成本约71美元，新能源汽车单车功率半导体成本约美元，其中纯电动汽车高于混合动力汽车。未来，燃油车单车功率半导体成本将基本保持稳定，新能源汽车功率半导体单车成本将随着纯电动汽车占比提升以及双电机渗透率增加而继续提升。预计年全球汽车功率半导体市场规模将达到72.7亿美元，CAGR为15.8%，到年市场规模将继续增长至.1亿美元；新能源汽车功率半导体市场规模年将达到72.7亿美元，CAGR为43.6%，到年市场规模有望突达到.2亿美元。

新能源汽车充电桩的发展将成为功率半导体市场又一重要驱动力。充电桩是新能源汽车的配套设施。预测年中美欧新能源汽车充电需求约为亿千瓦时，预计到年，伴随新能源汽车渗透率的提升，新能源汽车充电需求将高达亿千瓦时。年中美欧充电桩数量约为万个，预计到年增长至万个，年复合增速约30%。作为新能源汽车充电桩的核心零部件，功率半导体用量将在新能源汽车充电设施旺盛需求驱动下大幅增长。目前充电桩平均成本约3美元，功率半导体约占充电桩成本20%，预计未来10年充电桩功率半导体增量空间将超过亿美金。

目前车用功率半导体中主要用到IGBT和MOSFET。其中，IGBT是新能源汽车中核心功率半导体部件，在新能源汽车功率半导体中占比约8成，是汽车电动化最受益的细分领域。年全球插电式混合动力汽车及纯电池电动车共销售约万辆，而全球新能源汽车IGBT市场规模约为6亿美元，由此可推算目前新能源汽车中IGBT单车平均价值量约为美元，占单车功率半导体价值量超过80%。作为电动化下核心受益品种，预计全球新能源汽车IGBT将在未来几年实现快速增长，年市场规模达到约50亿美元。

SiC功率器件适用于高压领域，具有更好的性能，可部分替代IGBT。第三代半导体材料以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、氧化锌（ZnO）、金刚石为四大代表。其中，碳化硅的耐高压能力是硅的10倍，耐高温能力是硅的两倍，高频能力是硅的2倍。相同电气参数产品，采用碳化硅材料可缩小体积50%，降低能量损耗80%。使用碳化硅材料替代原本硅基材料，可实现器件体积更小同时能量密度更大。根据英飞凌数据，相比于Si基材料逆变器，SiC材料逆变器拥有更低的体积及重量，分别是其1/3、1/4；同时，Rohm数据显示，SiCMOSFET在实际应用中，开关频率可达50KHz以上，是主流IGBT开关频率（最高20KHz）的两倍以上，能量损耗则是其27%。SiC基MOSFET凭借其优良的性能和体积优势有望替代部分IGBT。

SiC基MOSFET成功打入高端车型，实现从0到1的突破，将加速渗透。第三代半导体领先企业Cree、英飞凌以及特斯拉、丰田等汽车巨头都在推动SiC器件在汽车上的应用，部分高端车型已经实现从0到1的突破。特斯拉推出第一款集成全SiC功率模块车型——Model3，由特斯拉及意法半导体共同设计，此车型SiC功率模块由英飞凌供应。比亚迪推出首款批量搭载SiCMOSFET组件的车型——比亚迪汉EV四驱版，SiC电控综合效率高达97%以上。

新能源汽车将成为SiC功率器件增长的主要动力。为更好地满足使用者需求，电动汽车将持续向更长的行驶里程、更快的充电速度、更大的电池容量发展。随着电动汽车市场的扩大以及其他系统的更新换代，SiC功率半导体将更多地在车载充电器、DC-DC转换器和牵引逆变器等方面应用，带来SiC市场的激增。预测年全球SiC市场规模为5.41亿美元，预计年将达到25.62亿美元，CAGR为30%；其中，新能源汽车及充电桩领域将贡献SiC市场76.60%的增量，自2.3亿美元增长至17.8亿美元，CAGR达到41.6%。

碳化硅市场目前主要被海外企业占据，国内企业份额较小。碳化硅产业中衬底是技术壁垒最高的环节，衬底和外延目前在碳化硅中价值量占比约60%。年上半年美国Cree公司碳化硅衬底市占率达到45%，其次为日本的罗姆和美国的II-VI，国内龙头山东天岳、天科合达合计市场份额不到10%。国内外差距还最体现在尺寸方面，目前全球主流尺寸是6英寸，Cree已经研制出8英寸，但国内还以4英寸为主，6英寸还仅是小批量供应。在碳化硅器件方面，国外MOSFET已实现大批量出货，国内目前主要产品还是集中在二极管等领域，MOSFET还没有能够大规模出货。未来随着国内产能的逐渐释放，国内企业市占率有望持续提升。

公司是国内SiC领域稀缺标的之一，从材料、衬底、外延、设计制造到封测实现全面布局。三安光电SiC产品主要为高功率密度SiC功率二极管、MOSFET，被用于电力电子领域。除了三安集成已经具备的4寸片SiC产线外，公司湖南三安项目已于6月23日正式点火，该项目总投资亿元，分两期建设，主要建设具有自主知识产权的以碳化硅、氮化镓等宽禁带材料为主的第三代半导体全产业链生产与研发基地。湖南三安SiC产线采用6寸片，远期规划产能3万片/月，未来成长空间广阔。

（五）进军滤波器赛道，完善射频业务布局

滤波器是射频系统中最重要的组件，肩负接收特定频段信号、过滤其他频段信号的重任，直接影响信号通信质量。射频前端运作过程中将同时接收各类频段信号，而所需信号将受到其他频段信号的干扰，因此需要滤波器将其他信号进行滤除，从而提高特定信号的抗干扰性、信噪比及分析精度。年，滤波器占射频前端市场比例54%，是第一大细分市场。

按制造工艺可将滤波器分为声表面波滤波器（SAW）和体声波滤波器（BAW）。其中SAW滤波器适用于10MHz-3GHz频段、技术成熟、成本较低，而BAW滤波器适用于1.5GHz-6GHz、工艺复杂、成本较高。

5G技术升级+多频段兼容，驱动滤波器量价齐升。

设计难度升级及产品替代，共同推动滤波器平均单价显著提升：5G高频要求天线、PA、滤波器等射频组件数量增加，而移动终端有限的空间则对整体集成化提出了新的挑战；同时，SAW滤波器无法承担高频重任，高频领域任务将由BAW滤波器承担，其中BAW成本超过1美元，相比于SAW的0.1-0.5美元的成本大幅增加。

滤波器市场头部集中，细分来看，BAW滤波器市场相较于SAW滤波器市场集中度更高，技术壁垒更强，更具垄断特征。SAW滤波器方面，以村田、TDK和太阳诱电为代表的的日系厂商分列前三甲，牢牢把控第一梯队，合计占比达82%，其中村田亿47%的份额占据第一；BAW滤波器方面，博通一枝独秀，凭借超强的技术实力及专利布局垄断行业，占比高达87%。

国产厂商在滤波器国产替代方面正加速追赶。SAW方面，已完成中低端布局，正向高端发展，其中，卓胜微已建立了成熟的SAW滤波器研发设计和生产团队，成功验证前道设计流程与后道生产流程，并完成GPS、WiFi和移动通信SAW的产品量产或出货；麦捷科技已成功进入华为供应链，代表国产SAW高端产品实现从0到1的突破。BAW方面，国产厂商技术已有一定基础，有待技术积累进一步突破。年，开远通信宣布推出国产首颗应用在5Gn41频段的高性能BAW滤波器产品EP70N41，成为国产厂商在5GBAW滤波器的首次突破；年，诺思宣布推出全球首款高功率容量BAW滤波器，可满足基站产品应用场景需求，有助于解决5G小尺寸、高性能和高功率的业界痛点问题；年，芯和半导体发布首款自主设计和开发的BAW产品，并宣布已向本土无线终端客户送样，进入系统客户的验证和测试阶段。

三安光电滤波器业务快速发展，未来有望以SAW技术为根基进军BAW领域。2年起，三安集成设立国际化滤波器研发中心，吸纳全球科技人才，全面研发滤波器设计、工艺开发和高端封装技术。年第四季度开始，三安集成SAW和TC-SAW滤波器出货量大幅攀升，滤波器SAW和TC-SAW产品已开拓客户41家，其中17家为国内手机和通信模块主要客户，产品已成功导入手机模块产业供应链。

（六）全产业链布局，打造从材料到封装一站式平台

三安光电设立全资子公司三安集成，全面布局化合物半导体业务。年，厦门市三安集成电路有限公司注册成立，年开始实施建设30万片/年GaAs和6万片/年GaN外延片生产线以及30万片/年GaAs和6万片/年GaN芯片生产线，标志三安光电正式进军化合物半导体领域。

在近7年的发展时间中，三安集成积极拓展产品研发，基于GaAs、GaN和SiC技术实力，形成微波射频、电力电子、光通讯三大技术平台，掌握20余种各具特色的产品开发制造能力。年，第一套MPW流片，HL、HR样品首次出货；年，3G用HBTHL、2G用HBTHR工艺相继量产出货；2年，4G用HBTHG、WiFi.11acPA、nm/nm25GPD相继量产；年，nm25GPD、0.15μmpHEMTLNA、P15LNpHEMT产品量产；年，成功切入VCSEL和5G基站PA市场；年，SiCMOSFET实现量产，并发布0V80mΩ产品，标志着三安集成技术实力达到新水平。

三安集成产品获下游高认可度，未来业绩确定性强。目前化合物半导体行业内产能缺乏，客户寻求代工意愿强烈，三安集成积极进行客户认证开发，三大业务平台齐头并进，获得客户高度评价，产能处于供不应求状态。在此背景下，伴随订购设备的逐步到位，产能逐步释放，三安集成业绩将稳定发展。

微波射频业务方面，三安集成产品应用于2G-5G手机射频功放WiFi、物联网、路由器、通信基站射频信号功放、卫星通讯等市场。截至年，国内外客户累计近家，且成为国内知名射频设计公司主力供应商。

电力电子业务方面，三安集成产品主要为高功率密度SiC功率二极管、MOSFET及Si基GaN功率器件，被用于新能源汽车、充电桩及光伏领域。其中，碳化硅二极管开拓客户家，送样客户92家，转量产客户35家，超过30种产品已进入批量量产阶段。二极管产品已有2款产品通过车载认证，送样客户4家，目前处于封装测试中。在硅基氮化镓功率器件方面，完成约40家客户工程送样及系统验证，已拿到12家客户设计方案，4家进入量产阶段。

光通讯业务方面，三安集成在保持及扩大现有中低速PD/MPD产品的市场领先份额外，在附加值高的高端产品如10GAPD/25GPD、以及10G/25GVCSEL和DFB发射端产品均已在行业重要客户处实现验证通过，进入实质性批量生产阶段，PD出货量稳步上升，量产客户家，VCSEL出货量快速增长，量产客户55家，DFB发射端产品从无到有实现销售突破，13家客户进入转量产阶段。

纵向并购，打通全产业链布局。年，三安光电发布公告，其全资子公司湖南三安半导体拟以现金3.82亿元收购北电新材%股权。北电新材成立于2年，从事SiC产品的研发、生产及销售业务，由国家级基金安芯基金投资设立，并于2年全资收购瑞典SiC晶圆制造商Norstel，并不断整合，吸收其技术底蕴。年，北电新材将Norstel股份向意法半导体出售，标志其已掌握成熟SiC制造技术，有实力进行自主研发。北电新材产品获得三安光电认可，因而被收购并入三安光电体系，助力三安光电完成SiC原材料布局，打通全产业链战略规划。

公司自年开始布局化合物半导体业务，以内生发展为主，外延并购为辅，不断积累技术研发、生产经验，打造自身护城河，目前已成长为国内化合物半导体领军企业。在5G及汽车电动化趋势下，化合物半导体需求旺盛，随着公司规划产能的逐渐释放，化合物半导体业务将迎来快速增长。预计-年公司化合物半导体业务将实现营收23.00/44.00/80.00亿元，同比增长分别为.14%/91.30%/81.82%。同时，伴随公司生产规模逐渐扩大、生产经验逐步累积，规模效应及生产效率将逐步发展，我们预计公司化合物半导体业务毛利率将稳步提升，-年分别为17.00%/23.00%/30.00%。

四、盈利预测

随着LED显示、背光等需求回暖，行业新兴应用不断涌现，LED行业景气重新迎来上行机遇，同时Mini/MicroLED商业化加速推进将引领LED进入下一轮发展周期。三安光电深耕LED芯片业务，同时多元化布局Mini/MicroLED、植物照明LED、车用LED等新兴领域，预计-年公司LED业务板块将69.00/88.00/.00亿元，分别同比增长38.08%/27.54%/20.45%。同时，随着疫情影响逐渐减弱，产品价格逐步回升，公司毛利润将回到稳定水平，-年毛利率水平分别为12.50%/24.00%/28.00%。

公司前瞻性布局化合物半导体业务，产品技术实力获下游客户认证，产能处于供不应求阶段，伴随公司厂房建设、设备采购逐步到位，新建产能逐步释放，公司化合物半导体业务业绩将快速成长。预测-年公司化合物半导体业务将实现营收23.00/44.00/80.00亿元，同比增长分别为.14%/91.30%/81.82%。同时，公司将逐步积累生产经营经验，伴随规模化效应及生产技术的突破，盈利能力将稳步增长，-年毛利率水平分别为17.00%/23.00%/30.00%。

公司其他业务年实现营收24.83亿元，其中材料、废料销售业务营收23.12亿元，同比增长43.07%，占总营收比例27.35%，毛利率高达92.11%。根据公司此前公告，其材料、废料业务收入系高纯度的贵金属材料经过高温熔合蒸镀之后，残留在产线、设备等多处地方，需作为贵金属废料回收并对外销售。三安光电贵金属回收率较高，以年披露数据计算，三安光电贵金属废料营收为10.7亿元，贵金属采购总额为12.53亿元，生产消耗额为12.53亿元，实际消耗额为1.65亿元，回收率高达86.64%。未来随着三安光电生产规模扩大，贵金属原材料应用增多，其他业务（材料、废料、租金等）板块将进一步增长。预计-年公司其他业务版块将实现营收35.00/39.00/42.00亿元，毛利率保持分别为80.00%/75.00%/75.00%。

五、风险提示

LED复苏不及预期的风险，公司新产品及项目推进不及预期的风险。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

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