1.1 携手家当基金,从 LED 向半导体迈进
三安光电紧张从事全色系超高亮度 LED 外延片、芯片、化合物太阳能电池及Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体等的研发、生产与发卖,总部及家当基地布局在厦门、天津、安徽、福建等多地。
从 LED 到化合物半导体,家当链垂直化整合布局。公司从Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料运用开始,以芯片为核心主业,分为可见光、不可见光、通讯以及功率转换等领域。一方面,公司传统的可见光业务迅速发展,LED 产能不断扩展,并紧随行业发展趋势,积极布局新运用领域 Mini LED、Micro-LED 等;一方面,公司积极推进不可见光业务布局, 稳步推进砷化镓 PA 和氮化镓电力电子集成芯片国内外客户验证,进一步推进光通讯和滤波器业务布局。传统业务与新型业务齐头并进,巩固公司行业龙头地位。

联合家当基金计策布局 III-V 族化合物,未来发展动能充足。三安光电同时与华芯投资管理有限任务公司(大基金的唯一管理机构)、国家开拓银行、福建三安集团有限公司约定四方建立计策互助关系,大力支持公司发展以Ⅲ-V 族化合物半导体为重点的集成电路业务。
连续引入计策投资者,有望顺利改进控股股东财报构造。根据 2019 年 1 月 21 日公告, 兴业相信、泉州金控、安芯基金与三安集团签署《计策互助框架协议》。兴业相信、泉州金控、安芯基金向三安集团增资和供应流动性不低于 60 亿元,我们认为方案顺利履行后,可以大幅增加公司控股股东的现金流,改进财务构造,降落控股股东股权质押比例。
1.2 LED 逐渐见底企稳,行业出清加速
2019 年,公司实现业务收入 74.60 亿元,同比低落 10.81%;归母净利润为 12.98 亿元, 同比低落 54.12%。2020Q1,公司实现业务收入 16.82 亿元,同比低落 2.74%;归母净利润为 3.92 亿元,同比低落 36.95%。2020Q1,LED 主业受疫情影响较大,3 月份发卖收入才得到有效提升,化合物半导体进展顺利。
研发强度连续增强,针对化合物半导体及高端 LED 做重点投入。2019 年,公司研发用度为 1.97 亿元,同比增长 36.44%。公司聚拢了一批国内外一流的半导体研发技能专家, 2019 年公司研发职员数量为 2099 人,占公司总人数的 17.33%,同比增长 347 人。
三安集成认可度和行业趋势已现,各产品线取得明显进展。三安集成在 2019 年整年实现收入 2.41 亿元,同比增长 40.67%;2020Q1 实现收入 1.66 亿元。2019 年,砷化镓出货客户累计超过 90 家;氮化镓产品主要客户实现批量生产,产能爬坡;电力电子客户累计超过 60 家;光通讯向高附加值产品打破;滤波器产品有望在 2020 年实现发卖。
LED 处于底部,价格趋于相对稳定。LED 供需构造阶段性失落衡,产品价格低落。经由一段韶光调度,中低端产品单价目前相对稳定。公司持续优化产品构造、实现差异化竞争,现有产线根本上,积极布局 Mini/Micro LED、高光效 LED、车用 LED、紫外/红外 LED 等新兴运用领域。
三安光电作为化合物半导体龙头企业,LED 主业逐渐趋稳,格局优化、产能出清,在砷化镓、氮化镓、碳化硅及滤波器等领域积极布局,估量公司的化合物半导体业务将逐步起量。
LED 板块存货绝对值增长放缓,行业逐渐触底。2019 年低端 LED 降幅已收敛,高端还有部分低落,全体 LED 的价格底部逐渐涌现。2019 年,存货增速已经放缓,随着行业回暖,报表压力有望逐渐低落。
三安光电作为行业龙头,毛利率一贯领先于同行。三安在技能、规模等方面具有上风, 随着 LED 产能的出清,三安光电在 LED 行业有望进一步巩固其行业龙头地位。三安光电保持一定的扩产速率,在相对竞争上风下,份额还有望进一步提升。等 LED 行业触底回暖,利润弹性将进一步增加。
二、向外拓展,深度布局化合物半导体
2.1 化合物半导体上风无数,下贱运用渗透不间断
第二代化合物半导体范例代表为 GaAs,第三代化合物半导体范例代表为 GaN、SiC。半导体材料可分为单质半导体及化合物半导体两类,前者如硅(Si)、锗(Ge)等所形成的半导体,后者为砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等化合物形成。砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)半导体分别作为第二代和第三代半导体的代表,比较第一代半导体高频性能、高温性能精良很多。
化合物半导体紧张运用于(1)光电子,如 LED、激光器等;(2)射频通信,如 PA、 LNA。开关、滤波器等;(3)电力电子,如二极管、MOSFET、IGBT 等。
三大化合物半导体材料中,GaAs 占大头,紧张用于通讯领域,环球市场容量靠近百亿美元,紧张受益通信射频芯片尤其是 PA 升级驱动;GaN 大功率、高频性能更出色,紧张运用于军事领域,目前市场容量不到 10 亿美元,随着本钱低落有望迎来广泛运用; SiC 紧张作为高功率半导体材料运用于汽车以及工业电力电子,在大功率转换运用中具有巨大的上风。
氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)并称为第三代半导体材料的双雄,由于性能不同,二者的运用领域也不相同。由于氮化镓具有禁带宽度大、击穿电场高、饱和电子速率大、热导率高、化学性子稳定和抗辐射能力强等优点,成为高温、高频、大功率微波器件的首选材料之一。
根据 CASA, 我国第三代半导体总产值约 7423 亿元(包含半导体照明)。2018 年我国第三代化合物半导体电力电子产值近 12.3 亿元,同比增长 13%;微波射频产值 36.7 亿元,同比增长 20%;光电(紧张为半导体照明)产值约 7374 亿元,同比增长 13%。
根据 CASA 统计,2018 年海内市场 SiC 和 GaN 电力电子器件的规模约为 28 亿元,同比增长 56%,估量未来五年复合增速为 38%。GaN 微波射频运用市场规模约为 24.49 亿元,未来 5 年复合增速有望达 60%
根据 CASA,我国功率半导体市场国产化程度低,个中 IGBT 约 90%依赖入口。SiC、GaN 在电力电子领域渗透率约 1.5~1.9%, SiC、GaN 电力电子同样 90%依赖于入口,紧张为 Cree、英飞凌、Rohm,国产的功率器件目前仅在 SiC 二极管有量产发卖打破。
第三代半导体材料器件在太阳能光伏、新能源汽车和工业及商业运用三个领域取得较大进展。我国第三代半导体电力电子器件领域紧张运用于工业及商业电源、消费类电源(PFC)、光伏逆变器、不间断电源(UPS)、新能源汽车和工业电机等。
个中,电源领域是第三代半导体电力电子器件领域最大的市场,规模约为 16.2 亿元,占到全体第三代半导体电力电子器件市场规模的近 58%。
光伏逆变器中 SiC 渗透率也逐年提升,目前规模达到 6.8 亿元,渗透率有望到 20%。
新能源汽车领域第三代电力电子器件市场规模目前 1.5 亿元,同比增长 87%,紧张来自于充电桩贡献,新能源整车市场仍未起航,器件的渗透率有待进一步提升。据 CASA 测算,2018 年新能源汽车上功率电子器件的市场规模高达 6 亿元,而第三代半导体电力电子器件的市场规模仅 1700 万元。直流充电桩为例,电动汽车充电桩中的 SiC 器件的均匀渗透率达到 10%。
2.2 布局化合物半导体,进入收成期
由三安光电研发的 III-V 族化合物半导体材料的运用领域从原有的 LED 外延片、芯片, 延伸到了光通讯器件、射频与滤波器、功率型半导体三个新领域,基本涵盖了今后Ⅲ-V 族化合物半导体材料运用的主要领域。这一布局,除了将为三安光电每年在营收上带来贡献,进一步扩大公司体量。
目前三安集玉成工艺平台布局,在 HBT、pHEMT、GaN 以及碳化硅领域均进行工艺开拓及工艺鉴定试验:
根据三安集成官网所示,三安公布商业版本的 6 英寸碳化硅晶圆制造流程,宣告完玉成体工艺鉴定试验,并将其加入到代工做事组合中。公司目前生产的碳化硅晶圆,是用于电力电子中电路设计的最成熟的宽禁带(WBG)半导体,可以为 650V、1200V 和更高额定肖特基势垒二极管(SBD)供应器件构造,不久后会推出针对 900V、1200V 和更高额定肖特基势垒二极管的碳化硅 MOS 场效应晶体监工艺(SiC MOSFETs)。
其余在近日三安集成宣告推出针对运用于数据中央 AOC、光模块基于其 GaAs 技能平台的高速 25G VCSEL 芯片组及阵列系列,可以结合三安集成的 25G 850nm PD 芯片,为客户供应全套的低功耗、极具本钱效益的 25G 收发组合芯片。以及同时宣告,运用于高速宽带接入网络的 10G APD 芯片系列完成开拓并进入批量生产阶段,进一步丰富三安集成的光电产品系列。
三、氮化镓:高频率、高功率,面向射频及电力电子领域3.1 、GaN 适用于高频、高功率、低压,硅基 GaN 快速兴起
GaN 开关器件在理论上有至少 10 倍于 Si MOSFET 器件的开关速率。在一些高频领域具备很好的性能上风。GaN 器件的开关延时很短,导通损耗和开关损耗低,事情频率高。因而在软开关状态下比 Si MOSFET 上风器件上风明显。
GaN 紧张在低压(0~400V)、高频运用,以及一些哀求高效率或者小型化的领域具有竞争上风,比如 ITC 电源,条记本电脑适配器,以及高频运用,如激光雷达驱动,高频无线充电,包络跟踪等。
目前,GaN 元器件衬底种类较多,包括蓝宝石、SiC、Si、ZnO、GaN 等。
GaN 衬底:主流产品 2~3 英寸为主,日本住友电工霸占寡头垄断地位。GaN 衬底产品紧张运用于激光器,诸如激光显示、激光存储、激光照明。随着大功率蓝绿激光二极管技能的逐渐成熟,GaN 衬底需求在增加。
SiC 衬底:主流产品 4~6 寸为主,SiC 具有优秀的导热性,因此适用于 RF 领域。更高尺寸的 SiC 良率较低,经济效益无法提升。
硅衬底: Si 衬底直径大、易于加工,且成长速率较快,能扩到 8 寸晶圆厂,且现有 Si晶圆产线成熟,潜在的本钱降落空间较大。紧张问题是 Si 与 GaN 晶格失落配率大,GaN成长质量低,目前良率较低,因此一样平常用于较小的功率器件。比利时微电子研究中央(IMEC)已经展示了 8 英寸 GaN on Si 产品,英飞凌也操持将 GaN 器件转移至 8 寸硅产线上。
蓝宝石衬底:主流产品是 4 寸片。蓝宝石衬底化学稳定性和热稳定性好,价格便宜,但导电、导热性差,因而不适用于大功率器件,紧张运用于 LED 市场,蓝宝石衬底 GaN LED比重较高。
硅基 GaN 即将进入快速发展阶段。虽然 GaN 自支撑衬底毛病密度较低,但由于本钱高居不下,因此业界常以蓝宝石、SiC、硅作为衬底。现行 GaN 功率元件以 GaN on SiC 及GaN on Si 两种晶圆进行制造。SiC 衬底虽然和 GaN 匹配更好,但是具有较高本钱,因此浩瀚厂商在积极推进 GaN on Si 布局。2016 年之后,GaN on Si 技能逐渐成熟,GaN 器件进入快速成长期,新增专利布局大多集中于硅基 GaN,即可以看到 GaN 目前也是众厂商持续投入的领域。未来随着硅基 GaN 的运用成熟,可以进一步降落本钱。
GaN 市场朝阳东升,浩瀚厂商纷纭布局。IDM 厂商包括 Cree、Qorvo、住友电工等。代工厂商包括台湾稳懋、Cree。外延片厂商包括英国 IQE。SiC 衬底包括 Cree、II-VI 等。海内制造及 IDM 紧张由三安集成(三安光电)、海威华芯、苏州通讯、中电科;海内设计包括远创达、Ampleon;海内 SiC 衬底有天科合达、天岳、中电科。
GaN 衬底及外延片均受外洋厂商主导。GaN 家当链包括衬底、外延、芯片设计、芯片制造、封测、运用等垂直分布环节。日本厂商在 GaN 衬底霸占领先位臵,以 2~3 英寸为主,GaN 衬底单价较高,紧张面向科研、激光显示、射频、电力电子等高端市场。在外延片方面,4~6 英寸 Si 基 GaN 外延片已经实现量产,目前市场份额最高的是住友电工、Cree、Qorvro 等三家厂商。Cree 收购整合 wolfspeed,在基于 SiC 衬底的 GaN 具有较强技能上风,具有较高电子迁移率。住友电工也是 RF GaN 器件的市场领导者。Qorvo 的GaN 产品在国防和航天领域市占率第一名。富士通、东芝、三菱电机等也在积极布局。
GaN 器件本钱外延占比高,未来有较大低落空间。目前,GaN 器件的售价还比较高,是同电压等级的 Si 器件的 4~5 倍。GaN 器件的本钱紧张来源于外延部分。根据 CASA,2017年底 6 寸硅片的价格在 30~35 美元,外延本钱每片大约在 300 美元,器件工艺本钱靠近 150 美元。由此原材料和能源和工艺本钱在 500 美元旁边,个中外延霸占靠近 2/3 的本钱。2017 年底每片 6 寸器件晶圆的售价靠近 1500 美元,未来有较大低落空间。
GaN 在射频和电力电子均有较大发展潜力。GaN 目前紧张运用于光电子、射频、电力电子。随着未来 GaN 技能的发展,更大尺寸、更低本钱以及更成熟的硅基 GaN、增强热导性能的金刚石基 GaN 发展会越来越成熟,GaN 也将被运用到 PA 以外的射频器件,诸如LNA、Switch 等。电力电子随着新能源汽车、光伏家当发展,也具有较大发展潜力。
3.2 、射频领域:5G 基站、军工是 GaN 主要发展驱动
氮化镓作为一种宽禁带半导体,具有高功率密度、低能耗、适宜高频率、支持宽带宽等特点,是实现 5G 的关键材料。GaN 的禁带宽度是 Si 的 3 倍,击穿电厂是 Si 的 10 倍, 因而在电力电子领域用于替代 Si 作为化合物半导体器件。同时,GaN 拥有更高效率、更大带宽、更高功率,可以输出更高的频率,因而广泛运用于射频领域。
RF GaN 复合增速为 22%,下贱运用领域以军工、基站为主。根据 Yole,RF GaN 市场会从 2018 年的 6.45 亿美元增长至 2024 年的 20.01 亿美元,复合增速为 21%。从运用构造上看,2018 年分别为基站 3.04 亿美元、军工 2.70 亿美元、卫星通信 0.37 亿美元。
RF GaN 器件运用广泛,渗透率为 25%。RF GaN 器件已成功运用于浩瀚领域,广泛运用于基站、雷达和航空中,对 LDMOS 形成较强替代相应。据 Yole 统计,2018 年环球3W 以上 GaN 射频器件(不含手机 PA)市场规模达到 4.57 亿美元,在射频器件市场(包含 Si LDMOS、GaAs 和 GaN)的渗透率超过 25%,同比提升 5 个百分点。未来 5~10 年,GaN 有望取代 LDMOS,成为 3W 以上的 RF 功率运用主流技能。
基站培植将是 RF GaN 市场发展的紧张驱动力之一。根据 Yole,2018 年基站端氮化镓射频器件市场规模需求 3.04 亿美元,到 2023 年达到 7.52 亿美元。根据 CASA 预估,环球移动通信基站射频功率器件市场规模约 10 亿美元,海内里兴、华为、大唐总需求约3~4 亿美元,GaN 渗透率目前约 8~12%。空间巨大且正在快速渗透。
估量未来我国 GaN 器件市场保持高双位增长。根据 CASA 估量,2018 年我国第三代半导体微波射频电子市场规模约 24.5 亿元,同比增长 103%。估量 2018~2023 年未来五年我国GaN 射频器件市场年均增长率达到60%,2023 年市场规模将有望达到250 亿元。国防、航天领域 GaN 器件市场规模持续放大,民用市场悄然兴起,2017 年达到 2.35 亿元。从细分领域,无线根本举动步伐是最大也是未来发展最快的市场,我国 2018 年 GaN 射频市场需求达到 9 亿元,同比增长翻两番。除此在外,GaN 在汽车、无人机、无线专网、无线通讯配套直放站等领域也开始渗透。
GaN 同时知足高频率、高功率,且体积较小,是 5G 宏基站射频器件材料的不二之选。终端 PA 以 GaAs HBT 工艺为主,基站端 PA 最初以 LDMOS 工艺为主,3G 时期开始导入GaAs,4G 时期开始转向 GaN HEMT 工艺的,随着 5G 的到来,GaN 需求将进一步提升。一样平常而言,3.5GHz 以下可以利用 LDMOS,40GHz 以下可以利用 GaAs,并且 GaAs 器件功率常日低于 50W 。GaN 同时知足高频率和高功率,同时,GaN 还可以减少器件尺寸和减少晶体管数量,因此成为 5G 宏基站射频器件材料的不二之选。
GaN 作为一种宽禁带半导体,可承受更高的事情电压,因而具有高功率密度、低能耗、适宜高频率、支持宽带宽等特点。由于 GaN 具有更高的输出功率,以是适宜于长间隔通信的大功率运用。从电压角度上看,LDMOS 事情电压须要 6V 以内,GaAs 事情电压须要 10V 以内,GaN 可以适用于 28V 或更高电压。
5G 技能须要利用更多化合物半导体,尤其是 GaN。同时,由于在基站领域,毫米波、小基站、Massive MIMO、波速成形、载波聚合等需求均须要利用 GaN 干系器件,随着这些 5G 新技能的推进,GaN 在全体基站所用半导体器件的比重也不断提升。
包络跟踪技能提升 GaN 需求。范例基站的紧张电能大部分花费于功率放大器(PA),随着 5G 基站支配密度提高,射频旗子暗记的峰值均匀功率(PAPR)比也须要提高,从而 PA效率会低落。因此须要通过包络跟踪技能使得PA 事情时独立于PAPR 从而保持较高效率, 仅在 PA 事情时才为其供电,即在峰值时供应高电压,在谷值时供应低电压。当个中开关频率较高时,硅基功率开关具有损耗较高、能效较低的缺陷,比较之下,GaN 具有高载流子迁移率,其导通电阻和寄生电容较低,适宜运用在事情频率较高的场合。
宏基站单站用量需求高,小基站未来有望导入 GaN。5G 宏基站一样平常具有三个扇区,以64 通道的大规模阵列天线为主,单基站 PA 需求量为 192 个,个中 GaN PA 渗透率不断提升,根据 Yole 估量到 2023 年达到 85%。此外,小基站(包括 Mciro/P ico/Femto)紧张采取 GaAs,随着对集成度需求的提升以及 GaN 本钱降落,GaN 高功率、高频率、高效率的特性会使其渗透率逐渐增加。以 2T2R MIMO 的小进展为例,每个小基站须要 2 个 PA。
氮化镓将占射频器件市场半壁江山。现有的GaAs 及硅基LDMOS 晶圆工艺可以做到8~12英寸的晶圆产线,但主流的 GaN on SiC 仍旧是 6 英寸,GaN 工艺相对前两者而言还处于发展阶段。目前射频器件领域 LDMOS、GaAs、GaN 三者占比相差不大,但据 Yole development 预测,至 2025 年,砷化镓市场份额基本坚持不变的情形下,氮化镓有望替代大部分 LDMOS 份额,霸占射频器件市场约 50%的份额。
射频领域以 GaN on SiC 为主,商业化发展迅速。相对付电力电子领域,射频领域技能难度大、壁垒更高,因此集中度更高,目前发卖 GaN PA 的厂商有 Qorvo、Analog、Cree、NXP、Skyworks。目前看 Qorvo 推出的 GaN PA 品类最多,事情频率覆盖范围最广。从价格上看,2018 年 GaN 射频器件报价 100~8000 元不等,均价约 1100 元/只,折算为26 元/W 。RF GaN HEMT 均匀价格是 Si LDMOS 均匀价格的 3 倍以内。从定价上看,Cree(Wolfspeed)均价较高,Qorvo 均价较低。从产品供货角度看,目前 GaN 供不应求,Cree 交期约 6~10 周,Qorvo 交期高达 13 周。
化合物半导体芯片性能与材料、构造设计和制造工艺之间的关联性较强,因此很多企业采取 IDM 模式。例如 Rohm 和Cree 整合了SiC 从衬底到模组的百口当链环节;Mitsub ishi Electric 和 Fuji Electric 整合了芯片到终端运用系统。海内士兰微、世纪金光、泰科天润都是 IDM 模式为主。GaN 家当链也有许多 Fabless 企业,如 EPC、Dialog、GaN system 等,委托台积电等企业代工。
3.3 、电力电子:快充运用快速增长,汽车潜在空间大
GaN 材料的功率器件在更高的电压、频率和温度下运行。GaN 具有禁带宽度大、击穿电场高、饱和电子速率大、热导率高、化学性子稳定和抗辐射能力强等优点,成为高温、高频、大功率微波器件的首选材料之一。GaN 器件适用于高电压、高频率的开关,可以做到更轻薄、功率密度更高。
根据 IHS 数据,GaN 功率器件市场复合增速高达 30%,到 2027 年估量超过 10 亿美元。通信、汽车、工业市场是 GaN 功率器件的紧张驱动力。详细而言,GaN 电力电子领域紧张增长点在于快充、电源 PFC、高频激光雷达和无线充电领域。
GaN 电力电子器件本钱迅速低落,将逐渐在性价比上具有上风。据 IHS Markit 预测,到 2020 年 GaN 电力电子晶体管在同等性能的情形下,将会达到与 Si MOSFET 和 IGBT持平的价格,到 2024 年 GaN 电力电子器件市场估量将达到 6 亿美元。GaN 电力电子器件有可能凭借本钱上风,取代价格较高的 SiC MOSFET 成为 2020 年代后期逆变器中的首选。
在消费电子领域,GaN 器件是目前最快的功率开关器件,并且可以在高速开关的情形下仍保持高效率水平,能够运用于更小的元件,运用于充电器时可以有效缩小产品尺寸
氮化镓快充好在哪?小型便携式电子设备及电子电器的供电电压变换设备,浸染是将220 伏市电压转换成这些电子产品 5 伏至 20 伏旁边稳定的事情电压。目前氮化镓通过其高频开关速率特性,提升电源转化效率,降落充电头发热,帮助充电器小型化。因此 GaN 充电器同等功率下体积更小,同等体积下功率更大。用 GaN 开关替代硅 MOSFET,可以降落开关损耗,提高系统效率,并使得事情频率从 50~60kHz 提升到 200~500kHz。
GaN 充电器的功率芯片紧张由纳微半导体、Power integrations(PI)、英诺赛科三家供应。纳微成立专注于高压电源管理和掌握领域,在 2019 年 9 月正式推出其 GaN 产品。Power Integrat ions 是深耕于集成电路高能效功率转换领域的公司。英诺赛科紧张生产 30~650V GaN 功率器件、功率模块和射频器件,产品涵盖单管 GaN FET、半桥 GaN FET 和 GaN IC 三类,是集设计、制造、封测一体的 IDM 公司。
我们剖析市情上已经发布的氮化镓快充拆解,核心芯片为 GaN 功率器件,紧张供应商包括 PI 和 Navitas(纳微),其他主要芯片包括电源主控、氮化镓驱动、协议芯片以及整流器件。
根据纳微官网,小米 65W GaN 充电器 Type-C 65W 采取的是纳微半导体的 NV6115 和NV6117 GaNFast 功率 IC,它们针对高频、软开关拓扑进行了优化,通过 FET、驱动器和逻辑的单片集成。利用了 GaNFast 技能,小米 65W GaN 充电器只有标准适配器的一半大小。
从芯片拆解来看,目前主流的氮化镓快充一样平常由 3-4 块 PCB 板、8-10 颗芯片构成,最核心的氮化镓功率芯片格局比较稳定,电源主控中德州仪器亦有份额,协议芯片供应商一样平常为伟诠、赛普拉斯,同步整流管一样平常由万国半导体和英飞凌供应。
我们行业跟踪下来,目前氮化镓快充价格普遍在 150~200 元,BOM 估量不低于 40~60 元,个中氮化镓功率芯片+驱动芯片占 BOM 比重估量不会低于 10%,同时高端版本用量估量不少于两颗。
短期情形、中期及远期空间测算(暂不考虑贬价):
Ø 目前:1-2 亿只快充市场,30W 以上基本采取氮化镓方案 500-1000 万,对应整体市场空间 2.5-5 亿,氮化镓器件市场空间 2500 万-5000 万元;
Ø 中期:快充渗透率提升至 50%,对应 5 亿只旁边市场容量,30W 以上成为标配, 对应整体市场空间 250 亿元,氮化镓器件市场空间 25 亿元;
Ø 远期:快充渗透率提升至 100%,对应 12-15 亿只市场容量,60W 以上成为标配, 氮化镓单机用量翻倍,整体市场空间对应 600-750 亿元,氮化镓期间市场空间60-75 亿元;
因此我们认为氮化镓器件在消费电子领域的渗透发展还有相称大的空间,虽然目前供应链紧张集中在美系和欧洲企业,但是我们判断随着国产供应链成熟和替代力度加大,海内干系公司也会有参与机会!
快充市场是 GaN 增长最快的领域之一。随着大功率的快充不断升级,传统硅材料受限于体积和功率密度,GaN 逐渐被运用。随着 5G 智好手机轻薄化发展,对付快速充电及无线充电需求提升,GaN 拥有了更多运用处景。
GaN 在电源 PFC 也有主要运用。除了手机充电器,一些小功率家用电器电源,照明与显示电源对小型化、高效率也有很强的需求。因数代表低电力效能。电源和用电设备中包含容性和感性器件,造成电流和电压之间的相位差,从而造成交流功率的丢失。按照规定,75W 以上的电源都哀求添加 PFC 功能。GaNFET 具备低 RDSON、低的寄生电容, 快速的开关能力,使其能够用于开拓高效的 PFC 电路。
GaN 在高频激光雷达运用扮演主要角色。激光雷达通过发射高频激光脉冲,网络反射的激光旗子暗记,与参考旗子暗记比拟,得到激光脉冲扫描点的许多信息,比如表面材料,间隔、运动等等。高频功率器件作为激光器驱动的核心器件,该当具备快速,低寄生电容,大脉冲功率等特点。氮化镓器件更短的脉冲上升沿和低落沿,能够许可发射更短的脉冲, 更高的扫描频率,进而实现更高清晰度的 3D 成像和更快的丈量速率。美国 EPC 公司在激光雷达 GaN 驱动市场霸占上风。
GaN 在无线充电领域也具有运用潜力。无线充电未来发展方向是不断提高系统事情频率。传统硅功率器件的事情频率一样平常在几百 kHz ,达不到较高频率的无线充电标准哀求,例如 Airfuel 的 rezence 无线充电技能,包含 6.78MHz 的无线充电运用。
随着电动汽车的发展,功率电子器件在汽车领域的运用越来越广泛。利用 GaN 器件做车载充电器,能够有效减少功率器件的利用数量,简化电路。如果利用 GaN 功率器件,估量 OBC 系统中功率器件数量由硅器件的 76 颗(包含晶体管和二极管)减少到 24 颗。事情频率由硅器件的 100KHz 以下提高到 GaN 情形下的 300K1MHz。这样能够减小系统体积 20%30%。效率估量由 93%提高到 95%。
以电压来区分,GaN 的上风在于 300~600V,更高电压的范围一样平常利用 SiC。600/650V 产品在电力电子领域对应的市场份额最大,CASA 预测在市场成熟后 600/650V 产品会霸占 GaN 市场份额的 80%,而 900/1200V 器件和 200V 器件的各占 10%.根据 CASA,未来 5~10 年内,硅基 GaN 电力电子器件的耐压水平估量目前的 600/650V 提升至 1200V, 随后将处于平稳状态。
Si 基GaN HEMT 的耐压在 650V 以下,个中,GaN Systems 的产品耐压为 650V 和 100V,而 EPC 的产品耐压集中在 200V 以下。海内已经推出了 650V 的硅基GaN 功率器件。
电力电子主流的封装形式为 TO 系列(包括 TO220/247 等,紧张厂商为 Transphorm、Panasonic 等)、SMD 系列(包括 QFN/DFN 等,紧张厂商为 Transphorm、Panasonic 等) 和模块封装。目前市情上 GaN 芯片的封装形式除了上述传统形式外,还有低压器件 LGA 封装(EPC)、集成驱动及其他元件的 Power IC 封装(TI、Nav itas 等)及其他(如 GaNSystems 的嵌入式)。
目前,GaN 功率器件紧张由 EPC、GaN Systems、Transphorm 和 Navitas 等纯 GaN 初创公司主导的,并通过 TSMC、Episil 和 X-FAB 代工生产的。海内的新兴代工厂中,三安集成和海威华芯具有量产 GaN 功率器件的能力。
安世半导体紧张生产 Si 分立器件、逻辑芯片和 Power Mos 芯片等产品,此外也开始布局第三代半导体电力电子器件产品。2018 年 4 月 19 日,Cree 宣告与安世半导体签署非排他性、环球性的付费专利容许协议。通过这一协议,安世半导体将有权利用 Cree 的 GaN 电力电子器件专利组合,包括了超过 300 项已授权美国和国外专利,涵盖了 HEMT(高电子迁移率场效晶体管和 GaN 氮化镓肖特基二极管的诸多创新。
四、砷化镓:扎根消费电子射频领域,Vcsel 带动更大增长
相较于第一代硅半导体,作为第二代化合物半导体的砷化镓具有高频、抗辐射、耐高温、发光效率高档特性,因此广泛运用在主流的商用无线通信、射频、光电子光通信以及国防军工用场上。
GaAS 也同样受益于优胜的电性能及下贱多方运用渗透率的不断提高,以及中国最为最大的下贱运用区域。根据中国度当信息网,中国砷化镓元件的市场规模也从 2012 年的约 79 亿公民币增长至 2018 年 238 亿元,且根据预测至 2024 年的市场规模也有望实现年均 15%的增长。
从砷化镓的制作工序上来看,由于外洋在该领域的提前布局,目前砷化镓无论是外延片又或是晶圆制造环节均以外洋为主。根据 Strategy Analytics 统计,在 2018 年外延片方面以 IQE 公司市场霸占率最高,达 54%;其次是 VPEC 市占率达 25%;Sumitomo Chemicals 排第三,市占率达 13%。而在砷化镓的晶元制造环节也同样以欧美国家为主, 目前稳懋在砷化镓晶圆制造领域霸占了 71%的市场规模,其次为宏捷与环宇。
砷化镓的制造过程中,代工厂壁垒高铸,新晋者较少。由于代工厂方面须要漫长且严谨繁芜的客户验证环节,再加上对付砷化镓制作工艺的繁芜,砷化镓行业长期以来市场较为集中。而同样已在该行业内的领先厂商由于永劫光沉浸于中,更具备本钱以及效率的生产模式,因此对付新晋者而言,想要进入该行业将会极具寻衅
4.1 射频:GaAs 未来高速发展之基石
作为目前最为成熟的化合物半导体之一,无线通信的遍及与硅在高频特性上的限定共同催生砷化镓材料脱颖而出,以是可以看到砷化镓的运用险些无处不在,同时智好手机中的射频前端模组的功率放大器、开关的主流材料也依然成为了砷化镓,在无线通讯领域得到大规模运用。
得益于砷化镓材质,我们同样也可以看到砷化镓在移动终端中的广泛运用以及渗透率的不断提升。从统计来看砷化镓在移动电话领域的利用占比已经高达 53%,在消费电子终端 PA 的渗透率在 2018 年也已经达到了 70%旁边,CMOS 的市场占比一起低落。根据预测在2023 年之时CMOS 的占比或将低于15%,而砷化镓地位及渗透率将进一步的提高。从 Yole Development 等第三方研究机构估算来看,2017 年环球用于 PA 的 GaAs 器件市场规模达到 80-90 亿美元,大部分的市场份额集中于 Skyworks、Qorvo、Avago 三大巨子。估量随着通信升级未来两年有望正式超过 100 亿美元。
根据 Global Radio Frequency Front-end Module Market Research Report 2019 报告中的统计,从2011 年至2018 年环球射频前端市场规模以年复合增长率13.10%的速率增长, 2018 年达 149.10 亿美元。受到 5G 网络商业化培植的影响,自 2020 年起,环球射频前端市场将迎来快速增长。2018 年至 2023 年环球射频前端市场规模估量将以年复合增长率 16.00%持续高速增长,2023 年靠近 313.10 亿美元。
根据 Global Radio Frequency Front-end Module Market Research Report 2019 报告中的统计,2011 年以来环球射频开关市场经历了持续的快速增长,2018 年环球市场规模达到 16.54 亿美元,根据QYR Electronics Research Center 的预测,2020 年射频开关市场规模将达到 22.90 亿美元,并随着 5G 的商业化培植迎来增速的高峰,此后增长速率将逐渐放缓。2018 年至 2023 年,环球市场规模的年复合增长率估量将达到 16.55%。
随着通讯技能的不断提高,环球的通讯网络也从 2G、3G、以及目前最为广泛地 4G,逐步进入正处于基站铺设的 5G 时期。而随着通讯的升级,频段的增加,智好手机射频前真个 PA 等期间都将进一步的提高自身代价量。以 3G 向 4G 升级为例,移动通讯的频段数量由 2010 年的 6 个连忙扩展到 43 个,5G 时期更有望提升至 60 以上。目前主流 4G通信采取 5 频 13 模,均匀利用 7 颗PA,4 个射频开关器。
而对付 5G 对智好手机射频前真个改变,根据 Qorvo 的估量,5G 手机在PA 真个用量将会涌现翻倍增长,在 4G 时PA 用量将达到 7 个,而至 5G 时PA 的利用数量将超过 15 个; 而对应的 PA 的 ASP 也将会显著提高。全模 4G 带来的 PA 代价量约为 3.25 美元,而估量 5G 的 PA 代价量将达到 7.5 美元之上,ASP 和用量同步提升。
根据 Yole 以及麦姆斯咨询的报告,GaAs 射频业务依然霸占了当下 GaAs 晶圆市场超过50%的占比,而随着 4G 到 5G 的升级,我们认为 GaAs 对应的射频市场或将呈现翻倍的增长。
4.2 Vcsel:光电子领域对 GaAs 的新推动力
GaAs 除了在射频领域的运用外,在 LED、PC 以及光电子领域均有所运用,而根据 Yole 等第三方咨询机构所预测,未来 GaAs 在光电子领域或将有着巨大的增长,而个中 Vcsel 则是对该领域的增长的第一推动力。
根据 Yole Development 的估量,在 2017 年环球运用于光电子领域的氮化镓(6 英寸) 出货量达到了超过 70 万片,而随着 Vcsel 的运用遍及以及新运用领域的开拓,至 2023年光电子领域所需出货量或将超过 200 万片。
Vcsel 是垂直共振腔表面放射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser),紧张有高下两个 DBR 反射镜以及有缘区组成,Vcsel 的原材料则是氮化镓等化合物半导体,因此Vcsel 也具备了和氮化镓一样的体积小的特性,同时也具备圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点。
1. 出射光束为圆形,发散角小,很随意马虎与光纤及其他光学元件耦合且效率高。
2. 可以实现高速调制,能够运用于长间隔、高速率的光纤通信系统。
3. 有源区体积小,随意马虎实现单纵模、低阈值的事情。
4. 电光转换效率可大于 50%,可期待得到较长的器件寿命。
5. 随意马虎实现二维阵列,运用于平行光学逻辑处理系统。
6. 实现高速巨量的数据处理,可运用于高功率器件。
6. 器件在封装前就可以对芯片进行检测,进行产品筛选,极大降落了产品的本钱。
7. 可以运用到层叠式光集成电路上,可采取微机器等技能。
从运用方面来看,Vcsel 从出身初期就一贯作为光并行处理、光识别、光互联网系统、以及光存储等领域的核心器件,而目前的 Vcsel 则是在消费电子领域的 3D 感知上广泛地运用。
随着消费电子端对付 3D 感知的渗透率的不断提高,Yole 也在 2019 年再次对其对 3D 感知的市场收入进行了调度,根据 Yole 的统计在 2019 年消费电子真个 3D 感知收入达到了 20.17 亿美元,而至 2025 年将达到 81.65 亿美元。
然而智好手机仅仅只是 Vcsel 的个中一个运用处景。根据 Yole Development 的估量,氮化镓的运用在目前虽然紧张集中于手机端,但是随着智能汽车的不断发展,未来智能汽车将成为 GaAs 的紧张运用领域。而这一征象也得益于 Vcsel 可以被运用与自动驾驶中的车身通讯、传感器等 3D 感知器件上,至 2030 年,智能汽车市场或将需求激光雷达的数量达到 3 亿枚
另一方面在光通讯领域 Vcsel 的运用也逐步提高。目前随着 5G 所带动的超高清视频的趋势,数据传输所哀求的更高速、更大容量也带动着数据接口处光旗子暗记处理 Vcsel 的需求同步提高。同时随着 5G 所带动,针对运用于数据中央 AOC、光模块基于其 GaAs 技能平台的高速 Vcsel 的市场也在连忙增长中。
五、碳化硅:高压、大功率器件核心材料,新能源汽车驱动发展SiC 衬底处于行业上游,1970 年代 SiC 单晶成长方法取得打破,1990 年代 SiC 衬底实现家当化。SiC 衬底制备技能一贯处于高速发展阶段,近年来以 SiC 基 MOSFET 为代表的双极性器件制备技能的快速发展。但是,SiC 外延材料和 SiC 基电力电子器件电子器件性能及其可靠性仍旧受到衬底结晶毛病、表面加工质量的制约。此外,SiC 衬底本钱占比较高也是主要限定成分。
目前 SiC 半导体仍处于发展初期。晶圆成长过程中易涌现材料的基面位错,甚至 SiC 器件可靠性低落。另一方面,晶圆成长难度导致 SiC 材料价格昂贵,估量想要大规模得到运用仍需一段期间的技能改进。
目前市场上 SiC 产品紧张包括 SiC 二极管、SiC MOSFET、SiC 二极管与 SiC MOSFET 构成的全 SiC 模块、以及SiC 二极管与 Si IGBT 构成的稠浊模块这四大类产品。SiC 裸片目前紧张出售给大客户。SiC 二极管在挖矿机、数据中央电源、充电桩中有批量的商业运用。SiC MOSFET 运用于 PV 逆变器、充电桩、电动汽车充电与驱动、电力电子变压器等。
SiC 紧张用于大功率高频功率器件。目前 SiC 基电力电子器件已经广泛运用于光伏、功率因子校正电源、汽车、风电及牵引机车行业。
SiC 的运用上风在于高压、超高压器件。目前 600V、1200V、1700V SiC 器件已实现商业化,预期未来 3300V(三菱电机已经生产出来)和 6500V 级、乃至万伏级以上的运用需求将快速提升。SiC 稠浊模块的电流可以做到 1000A 以上,与相同电流电压等级的 Si 模块比较,性能上风较为明显,本钱和可靠性方面相对付全 SiC 模块较易被用户接管, 因此,在哀求有高电能转换效率的领域具有较大的运用市场。随着 SiC 产品向高压大容量方向发展,SiC 产品的运用领域、运用量都会越来越多。但在 600V 及以下小容量换流器中,在面临现有 Si MOSFET 强有力竞争之外,还可能会受到 GaN 器件的冲击。
受益于电动车、光伏,第三代半导体电力电子器件快速增长。根据 Yole,2018 年环球电力电子分立器件市场规模约 390 亿美元,个中分立器件约 130 亿美元。环球 SiC 电力电子器件市场规模约 3.9 亿美元,GaN 电力电子市场规模约 0.5 亿美元,两者合计占环球电力电子市场规模分立器件比重约 3.4%。据 Yole 预测,在汽车等运用市场的带动下, 到 2023 年 SiC 电力电子器件市场规模将增长至 14 亿美元,复合年增长率靠近 30%。根据 IHS,SiC 和GaN 电力电子器件在 2020 年估量将近 10 亿美元,紧张受益于稠浊动力、电力、光伏逆变器等需求增长,在 2027 年有望达到 100 亿美元。
海内涵电力电子运用领域的渗透率持续提升。根据CASA 统计,2018 年海内市场 SiC、GaN 电力电子器件的市场规模约为 28 亿元,同比增长 56%。估量未来五年复合增速为38%,到 2023 年SiC、GaN 电力电子器件的市场规模将达到 148 亿元。
未来 5 年内驱动 SiC 器件市场增长的紧张成分将由 SiC 二极管转变为 SiC MOSFET。目前,SiC 电力电子器件市场的紧张驱出发分是功率因数校正(PFC)和光伏运用中大规模采取的 SiC 二极管。然而,得益于 SiC MOSFET 性能和可靠性的提高,3~5 年内,SiC MOSFET 有望在电动汽车传动系统主逆变器中得到广泛运用,未来 5 年内驱动 SiC 器件市场增长的紧张成分将由 SiC 二极管转变为 SiC MOSFET。
根据研究机构 Rohm 预测,2025 年 SiC 功率半导体的市场规模有望达到 30 亿美元。在未来的 10 年内,SiC 器件将开始大范围地运用于工业及电动汽车领域。纵不雅观环球 SiC紧张市场,电力电子霸占了 2016-2017 年最大的市场份额。该市场增长的紧张驱出发分是由于电源供应和逆变器运用越来越多地利用 SiC 器件。
Die Size 和本钱是碳化硅技能家当化的核心变量。我们比较目前市场主流 1200V 硅基IGBT 及碳化硅基 MOSFET,可以创造 SiC 基 MOSFET 产品较 Si 基产品能够大幅减少 Die Size,且表现性能更好。但是目前最大阻碍仍在于 Wafer Cost,根据 yole development 测算,单片本钱 SiC 比 Si 基产品赶过 7~8 倍。
目前 SiC 主流尺寸处于 4 英寸向 6 英寸过渡阶段。单晶尺寸的增加每每会伴随结晶质量的低落,SiC 衬底从 1~8 英寸不等,主流尺寸为 4~6 英寸。由于尺寸越大,生产效率越高,但生产品质掌握难度越高,因此目前 6 英寸紧张用于二极管,4 英寸紧张用于MOSFET。由于 6 英寸的硅晶圆产线可以升级改造成用于生产 SiC 器件,以是估量 6 英寸 SiC 衬底的高市占率会坚持较永劫光。
SiC 本钱低落依赖于尺寸增加、可用厚度增加和毛病密度低落。伴随大直径衬底占比不断提高,衬底单位面积成长本钱低落。单晶可用厚度在不断增加。以直径 100mm 单晶为例,2015 年前大部分单晶厂商制备单晶均匀可用厚度在 15mm 旁边,2017 年底已经达到 20mm 旁边。伴随衬底结晶毛病密度低落的同时,工艺繁芜程度增加。在大部分衬底供应商完成低毛病密度单晶成长工艺及厚单晶成长工艺研发后,衬底单位面积价格会迎来相对快速的降落。
SiC 器件紧张包括肖特基器件和 MOSFET。
SiC 肖特基器件在功率成分校正(PFC)中运用较广,是SiC 器件紧张的运用领域。当前的 SiC 器件紧张包括纯肖特基打仗的 SBD 器件和带有p 型注入的结势垒型 JBS 器件。电压集中在 650V、1200V。
当前主流的 SiC 三端器件是 MOSFET 器件。SiC MOSFET 基于栅极度子的掌握,实现开关器件导通和关断,知足高频、高功率需求,在某些领域可以取代传统的 Si 基 IGBT 器件,并且器件性能不随事情温度改变发生严重漂移征象,正温度系数,适宜并联事情。目前,国际上商业化的 SiC MOSFET 耐压在 1700V 以下,紧张有 650V、900V、1200V 和 1700V。
集成化需求也在不断提升。由于 SiC 芯片电学性能的不断提升,人们对器件的集成制造的需求越来越多。所谓的 SiC MOSFET 集成器件指的是将 SiC MOSFET 与 SiCSBD 集成在一个元胞进行芯片布局与优化的技能。
汽车领域已经较为广泛搭载 SiC SBD 和 SiC MOSFET。据 Yole 统计,2018 年,国际上有 20 多家汽车厂商已经在车载充电机(OBC)中利用 SiC SBD 或 SiC MOSFET。此外,特斯拉 Model 3 的逆变器采取了意法半导体生产的全 SiC 功率模块,该功率模块包含两个采取创新芯片贴装办理方案的 SiC MOSFET,并通过铜基板实现散热。目前针对车用电机掌握器的 SiC 模块紧张包括:650V、900V 和 1200V 三个电压等级,电流从几十安培到几百安培不等。
SiC 和 GaN 这两种第三代半导体材料均可作为 MOSFET 器件材料。基于其自身特性的差异,600~900V 运用采取 GaN 器件的居多,900V 以上运用采取SiC 器件的居多。此外, 当前已有较多的 GaN FET 器件运用在高真个 DC-DC 转化器中,SiC MOSFET 的利用也会逐渐增多,但分别运用在不同的场景和领域:SiC MOSFET 紧张运用在高压大电流的模块,GaN FET 紧张运用在高频的模块。
SiC 上游处于供不应求阶段,诸多硅电力电子厂商积极参与。目前,国外已有超过 30家公司具备 SiC 材料、器件制造能力,并从事干系商业活动。现有硅电力电子器件龙头制造商或多或少地生动在 SiC 领域。目前有包括 Infineon、Rohm、Cree、STM 等 20 家企业供应 SiC 肖特基二极管产品。从上述 4 家产品比拟来看,ROHM 和 Cree 产品价格较高,STM 产品价格最低。目前中国大陆外的代工厂包括台积电 6 寸厂。
根据 CASA,我国海内至少有 5 条 SiC 产线,包括泰科天润、中电科 55 所的两条,2018 年新增 3 条 6 英寸产线,分别是三安光电、株洲中车时期和国家电网环球能源互联网研究院(中试线)。海内 600~3300V SiC SBD 的家当化初见成效,开始批量运用,面向电网的 6.5kV SiC SBD 正在研发。海内企业也已经研发出 1200V/50A SiC MOSFET。
六、向下贱布局 SAW 滤波器,直指终端运用
6.1 受益 5G,需求爆发
滤波器行业受 4G 渗透率提高而稳定增长,5G 进一步促进滤波器的升级和放量。由于4G 手机所须要的滤波器数量多于 2G/3G 时期,随着 4G 不断遍及乃至 5G 的引入,滤波器的需求量提升。此外,载波聚合和 MIMO 都是基于多频谱技能,每个频谱须要新增两个滤波器,是滤波器数量增长的另一个推力。除智好手机,物联网将是滤波器行业主要的运用领域。2020 年估量超过 200 亿个的物联网终端设备,将带来大量的滤波器需求。
根据 Yole Development 对环球滤波器市场的预测,在 2017 年滤波器的市场规模已经达到了 80 亿美元,而至 2023 年环球滤波器的市场规模将会达到 225 亿美元,达到年复合增长 18.81%。
而我们认为滤波器行业之以是会在未来呈现如此高增速的紧张缘故原由是由于 5G 带动的全电子行业的升级换代。
以下我们将对手机真个 SAW 滤波器进行一个剖析,通过这一“点”,来阐明为何滤波器市场会这样高速增长。
我们根据IDC 对环球手机出货量的过往总结以及未来预期做了基于手机真个SAW的代价量测算。测算中利用了 IDC 对付不通类型手机出货量的占比估量、手机总出货量、以及我们国盛电子对付 SAW 的单价、用量的假设:
通过在上述表格对手机端 SAW 的测算,我们可以看到 SAW代价量在 2020 年至 2023 年有着较大的变革,而此变革更多的是来自于随着通讯技能的升级带来的下贱电子产品的更新换代,实现了手机端SAW 在 2020 年~2023 年的 CAGR 7.97%的增长。
6.2 多年布局,蓄势待发
早在 2016 年之前公司全资子公司三安集造诣已经开拓了经营范围至滤波器等消费电子生产工艺,与对方达成同等建立合伙公司紧张经营消费电子与移动装臵生产工艺,涵盖手机射频、滤波器、光通讯芯片、电源管理及新型技能开拓等。后来,公司又进一步加码在滤波器领域的投入。
公司滤波器业务产线设备已到位并进入全面安装调试阶段,与海内有名终端运用厂商都有业务对接,产品的研发和可靠性验证已取得了本色性进展,进入客户送样验证阶段, 客户反馈初步测试产品性能已优于业界同类产品。相信随着客户相信度和范围逐步扩大, 发卖体量也会逐渐增大,前景广阔。
七、LED 行业逐渐触底,Mini/Micro 推动新发展7.1 运用处景巨大,海内产能出寂静待渗透率逐步提高
LED 运用市场保持高速发展,细分运用领域发展呈现不同的特点。LED 广泛运用于路灯照明、建筑景不雅观照明、交通信号灯、显示屏、LCD 背光源、汽车照明、室内普通白光照明、农业生产用人工光源、医疗用光源、航空照明用光源等详细领域。个中通用照明、景不雅观照明、显示等传统替代运用市场稳步增长,汽车照明、植物照明、医疗照明等细分市场快速增长,聪慧路灯、小间距显示、灯丝灯、UV LED、IR LED 等成为等新兴运用逐步成为市场热点。
再看到 LED 在通用照明领域的渗透率情形,在 2012 年仅有 25%的渗透率,但是至 2018 年已经达到了 48%。2012 年至 2018 年提高的 23%的渗透率也一定程度帮助中国 LED 市场规模的提高,从 2012 年中国 LED 市场规模的 1590 亿元一起高速发展至 2018 年的5985 亿元。作为最大的运用处景的通用照明我们认为后续由于 LED 的上风,其渗透率将会持续提高,帮助中国及环球市场的连续增长,一定程度上消化目前过剩产能的现状。
市场规模的不断增长,而三安光电同样也在不断扩大其市占率。根据前瞻和拓璞家当研究院的统计,在中国 LED 市场三安光电霸占了第一的位臵,市占率达到了 31%;而至环球 LED 芯片的市占率,三安光电则在 2018 年霸占了 28%,较 2017 年进一步的提高。
虽然当下时点 LED 产能有所过剩,但是得益于 LED 渗透率的持续提高以及市场规模的扩大,同时中小产能逐步出清,我们认为三安在这个正在冬季的行业将会撑到末了,成功突围欢迎曙光。
7.2 Mini/Micro LED 新型显示技能打开长期成长空间
三安光电于 2015 年初开始布局 Mini LED 及 Micro LED 的研发财当化项目,目前在国内外 LED 芯片厂商中处于领先地位。Micro LED 是小间距技能发展到一定阶段后的产品,代表 LED 的微缩化与矩阵化技能。为使 LED 显示屏在手机腕表等小屏幕上仍能保持较高分辨率,其点间距为 1-100 微米,是目前最前辈的 P0.7 小间距屏点间距的 1/700-1/7。其摒弃了传统的芯片封装构造,通过转移技能将裸LED 芯片直接连接于TFT 驱动基板上, 每个 Micro LED 为一个像素,实现对每个芯片放光亮度的精确掌握,进而实现图像显示。
相较于 LCD、OLED,Micro LED 性能上风明显。基于其微米等级间距的最大特点,相较于 LCD、OLED,Micro LED 亮度更高;拥有超高分辨率与色彩饱和度;寿命长,在须要利用寿命的运用领域,如汽车举头显示、大型屏幕投影等方面 Micro LED 更具竞争力; 能够适应各种尺寸运用范畴更广;更低功耗,据估计,在相同利用情形下,由于发光效率的提高,Micro LED 的耗电量将为 AMOLED 的一半,也便是 LCD 的 20%-40%。
从 Micro LED 的运用角度来看,考虑其特点,室内显示屏与可穿着设备或将是首先渗入的领域。室内显示屏方面,Sony 率先发力,2012 年推出Crystal LED Display 产品作为 Micro LED 技能雏形,接着 2016 年开拓出 CLEDIS 等显示屏产品,并已发力开拓商业化市场。可穿着设备方面,苹果通过收购台商 LuxVue Technology,取得多项 Micro LED 专利技能,与 Sony 相反,其点亮 6 英寸 FHD Micro LED 试点项目,操持首先将 Micro LED 利用于以 Apple Watch 为代表的智好手表,考试测验通过可穿着设备引领 Micro LED 需求热潮,同时,从 Micro LED 的技能特点及寿命上风出发,汽车显示可能是 Micro LED 下一个适宜的运用领域,但由于其较长的认证周期,汽车领域的运用开展速率可能相对较慢。其余,考虑到技能进一步深化,VR/AR 设备、室内外大屏显示等也是相称具可行性和开拓潜力的市场。
Micro LED 预期未来市场巨大。Micro LED 技能工艺繁芜、良率、转移率哀求高,研发技能核心—巨量转移技能瓶颈尚未打破,由此也导致其制造本钱过高(约为 OLED 的 3-5倍),其余还要考虑到设备、供应链整合及市场接管度等问题,预期其技能成熟并进入量产可能还需 3-5 年。但值得把稳的是,从家当链的角度来说,LCD/OLED 的显示的全部技能有 7 成高下可以被 Micro LED 公用或者接管,厂商转型难度较小,这就意味着,一旦 Micro LED 打破量产技能难关,其将很有潜力取代 OLED 成为下一代显示尤其是小尺寸智能穿着等设备的核心,乃至全面取代液晶显示屏。
也正由于核心技能、本钱等限定现阶段 Micro LED 无法放量,以是公司同时在大力布局作为 LED 和 Micro LED 过渡方案的 Mini LED。三安光电与显示巨子三星互助,根据公司 2018 年 2 月公告,三星电子与三安光电全资子公司厦门三安签订《预支款协议》,三星提前向三安光电支付 1683 万美金,建立长期商业互助关系,由三安向三星电子供应一定数量的显示屏 LED 芯片。三星在自有产品中利用其他公司的芯片,紧张是看中三安的芯片产品质量稳定、可率先实现量产等成分。
Mini LED 别号次毫米发光二极管,意指晶粒尺寸约在 100 微米以上的 LED。Mini LED是介于传统 LED 与 Micro LED 之间,大略来说是传统 LED 背光根本上的改良版本。从制程上看,Mini LED 相较于 Micro LED 来说,良率高,具有异型切割特性,搭配软性基板亦可达成高曲面背光的形式,采取局部调光设计,拥有更好的演色性,能带给液晶面板更为风雅的 HDR 分区,且厚度也趋近 OLED,同时具有省电功能
7.3 行业库存低落,LED 行业逐渐筑底企稳
犹如前文所述,LED 行业在过往的情形为产能过剩,进而带动了 LED 行业的价格战,因此我们也看到 LED 行业的公司盈利能力经历着一定的下滑。但是也由于随着 LED 价格跌至本钱之后,中小厂商的产能也逐步的出清。
但更为主要的是 LED 行业中较为纯粹的华灿光电以及聚灿光电在 2019 年来库存及库存水位明显低落,与之同样低落的还有公司的库存周转天数。
华灿光电在 19Q1 存货达到了近年历史的最高点后,已经呈现两个季度的低落,存货水位也从 19Q1 的 282.6%低落至 19Q3 的 64.6%,对应存货周转天数也从 19Q1 的 241 天下降至 19Q3 的 179 天。
对付聚灿光电来看,公司在 19Q2 存货达到了近年历史的最高点后,也已经呈现两个季度的低落,而存货水位也从 2018 整年的 37%低落至 2019 年的 16%,同比下滑较大。对付存货周转天数而言,无论是环比又或是同比均低落明显。
我们认为 LED 行业代表性公司的库存、库存水位以及存货周转天数的同步低落均代表了LED 行业产能出清进入尾声,行业底部已触及后,后续有望向上反弹的希望。
7.4 定增募资,加大砝码布局
公司于 2019 年 11 月公告将非公开拓行 A 股股票预案估量将召募 70 亿元投资于半导体研发与家当化项目(一期),根据公司对项目的预测,项目达产后估量实现年发卖收入82.44 亿元,对应净利润 19.92 亿元,将显著增厚公司古迹。
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八、盈利预测与投资建议从 LED 板块而言,三安光电作为环球龙头霸占第一市占率的同时,行业产能过剩带来的寒冬将会出清一批中小产能,从而帮助改进行业过剩的现状,以及让行业集中度进一步提高;同时随着 LED 渗透率的不断提高,市场规模的持续增长也将一定程度上缓解 LED 行业的过剩。再到 LED 行业未来的新发展:Mini LED 以及 Micro LED,三安光电具备产品技能的上风,其余公司也投入约 138 亿元连续深耕 LED 百口当链,我们认为公司将会在 LED 板块多维度受益。
而至化合物半导体及其他半导体领域,随着环球半导体市场的不断复苏以及射频领域的巨大新需求,公司积极卡位氮化镓、砷化镓、碳化硅、以及其他半导体器件领域,同时得益于目前中国国产替代大时期的推动之下,我们认为公司的化合物半导体业务将会在2020 年开始逐步放量,真正进入半导体市场贡献利润。
基于上述对付公司及公司所在行业的剖析,我们认为公司的传统 LED 业务、车灯、以及废物发卖业务所在行业将会在 2020 年逐步进入上升通道,同时由于公司在行业的龙头地位,我们估量公司在 2020 年的市占率将会进一步扩大。与此同时公司在毛利率方面也将会随着各业务的回升逐步规复。
对付公司化合物半导体业务而言,随着化合物半导体市场的逐步渗透以及计策卡位,我们也估量公司此项业务将快速增长。化合物半导体业务具备着高毛利率水准,但是由于公司作为新晋者,初期毛利率相对会较低,但随着规模化效应以及技能能力的逐步打破, 我们估量毛利率将在后续进一步的稳定提升。
三安光电作为化合物半导体龙头企业,LED 主业逐渐触底回暖,且格局优化、强者恒强; 公司砷化镓、氮化镓、碳化硅及滤波器等器件积极布局,卡位下一世代半导系统编制造领域, 率 先迎 来产 品突 破和 放量。 估量 公司 2020~2022 年将 实现 归母 净利润20.55/29.20/37.00 亿元。
选取 A 股可比的半导体细分赛道龙头估值剖析,三安光电在 2020~2022 年具有相对估值上风。当前位臵,我们认为该当积极关注三安光电的投资机会。首次覆盖,给予“买入”评级。
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(报告不雅观点属于原作者,仅供参考。报告来源:国盛证券)
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