三安光电miniled芯片（LED行业之三安光电研究报告）

（报告出品方/作者：东北证券，程雅琪）

1. 三安光电：争于大世的 IDM 化合物半导体巨头

1.1. 四大方向全产业链布局化合物半导体

光电（LED）、微波射频、电力电子和光通讯四大方向共筑三安化合物半导体长城。 三安光电成立于 2000 年，目前主要从事化合物半导体材料与器件的研发与应用，以 砷化物、氮化物、磷化物及碳化硅等化合物半导体新材料所涉及的外延片、芯片为 核心主业，目前所涉业务方向包括光电（LED、光伏电池等）、微波射频（PA、滤波 器、LNA 等）、电力电子（碳化硅/氮化镓二极管、MOSFET、IGBT 等）和光通讯 （光电二极管、VCSEL 等），所涉主要化合物半导体材料包括砷化镓（GaAs）、氮化 镓（GaN）、碳化硅（SiC）、蓝宝石（Al2O3）、磷化铟（InP）、铌酸锂（LN）/钽酸锂 （LT）等，材料及相关工艺积累非常深厚。

以上为对公司业务的拆解，由于公司涉及业务领域及半导体材料较多，合理的业务 拆解方式对于分析公司未来的成长性至关重要，大体有两种拆解方式，一是按照材 料来划分，如砷化镓、氮化镓、碳化硅，另一种是按照业务领域来划分，比如 LED、 射频、电力电子、光通讯等，我们认为从材料的角度出发难以把握业务的未来成长， 而业务领域对应具体产品，进而对应具体的应用领域，有利于把握业务的未来成长 性，且公司目前业务已经涉及大部分主流化合物半导体材料，对材料特性及其应用、 制造封装工艺方面有着较为深厚的积累，即使在新切入领域的产品设计上短期达不 到全球最顶尖，但其材料及工艺积累可以支持其快速迭代出成果，材料工艺方面不 会是公司太大的桎梏，因此后续章节的行业供需分析及公司的增长逻辑分析均将从 业务领域-产品维度进行拆解分析。

深耕 LED 产业链多年是公司能开拓更广阔化合物半导体大市场的重要基础。公司 于 2000 年成立，主攻 LED 业务；2002 年第一片外延片成功问世；2003 年公司通过 全色系超高亮度 LED 芯片科技成果鉴定，成为国内首家实现全色系超高亮度发光 二极管芯片的生产厂家，公司研制出的具有我国独立知识产权的 LED 芯片，打破了 过去 LED 芯片全部依靠进口的历史；2007 年公司拥有的“衬底转移的红光功率型 LED 产品”经专家鉴定为国内首创，填补国内空白；2008 年 7 月，公司在上交所实 现借壳上市；2011 年公司开始布局蓝宝石衬底，向上游关键物料延伸。2013 年公司 收购 luminous，完善超大功率 LED 器件布局，同年成立三安集成，布局通讯微电子 器件。2017 年，公司成立泉州三安，布局七大项目，全面提升产能规模，并于同年 收购 Norstel，布局碳化硅衬底制造。通过持续的技术创新与投资产能，三安以领先 技术和成熟的销售体系为依托，逐渐成长为具有综合竞争实力的国际品牌供应商和 全球 LED 产业分工的领军企业。

产业基地遍布全国，主要子公司各司其职，各项业务进展顺利。三安光电扩张过程 中，在全球和国内各地区斟酌布局，目前 LED 业务基地包括厦门三安、安徽三安、 厦门三安光电科技、芜湖安瑞、天津三安、福建晶安，Luminus Inc.为 2013 年收购 的超大功率 LED 器件厂商，拓展 LED 业务的同时布局北美市场，泉州三安为高端 LED 和新方向（微波射频、电力电子、光通讯），湖北三安为 Mini/MicroLED 外延 和芯片业务，湖南三安为碳化硅、氮化镓化合物半导体功率芯片业务，厦门三安集 成则三安集成主要提供射频、光技术、电力电子化合物半导体研发生产制造服务。

目前公司各项业务进展顺利，1）LED 方面：细分领域红外、紫外、车用产品、植 物照明等市场渗透率正在进一步提升，特别是 Mini/Micro LED，电视、平板电脑、 笔记本电脑和车载屏幕等显示领域均在广泛应用，出货量逐月递增，泉州三安半导 体产能正在逐步释放，湖北三安 Mini/Micro 显示芯片产业化项目部分产能也已投产 运行，随着产能逐步释放及高端产品占比的逐步提高，公司营收规模和盈利能力将 会持续改善；2）厦门三安集成的射频、光技术、电力电子化合物半导体业务取得重 大突破，2021 年上半年实现销售收入 10.16 亿元（不包含泉州三安滤波器实现的销 售收入 1,242.60 万元），同比增长 170.57%，客户信赖度大幅提升，已接收累计到 2022 年的客户订单，前期新扩充产能已进入量产阶段，随着产能逐步释放，加上产 品交付能力的大幅提升，营收规模将会持续扩大，主要新业务具体来看：

a） 射频业务方面，砷化镓射频 2021 上半年扩产设备已逐步到位，产能达到 8000 片/月，出货产品全面覆盖 2G-5G 手机 PA、WIFI 等应用领域，国内外客户累计 近 100 家，已成为国内领先射频设计公司的主力供应商，滤波器 SAW 和 TCSAW 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；

b）光通讯业务方面，光技术在保持及扩大现有中低速 PD（光电二极管）/MPD（光 电探测二极管）产品的市场领先份额外，在附加值高的高端产品如 10G APD（雪 崩光电二极管）/25G PD、以及 10G/25G VCSEL（垂直腔面激光发射器）和 DFB （分布反馈式激光器）发射端产品均已在行业重要客户通过验证并进入实质性 批量供货阶段。PD 出货量稳步上升，量产客户 104 家；VCSEL 出货量快速增 长，量产客户 55 家；DFB 发射端产品今年上半年持续放量，25G 1577DFB 客 户需求不断攀升，营收持续增长，2.5G 1310DFB 开始供货，主要运用于无缘光 纤网络；

c） 电力电子业务方面，公司产品主要为高功率密度碳化硅二极管、MOSFET 及硅 基氮化镓产品。碳化硅二极管 2021 上半年新开拓客户 518 家，出货客户超过 180 家，超过 60 种产品已进入量产阶段，在服务器电源、通信电源、光伏逆变 器、充电桩、车载充电机、家电等细分应用市场标杆客户实现稳定供货，借助在 欧美日韩等国家和地区的技术和销售布局，已与国际标杆客户实现战略合作， 海外市场已有所突破。碳化硅二极管已有 2 款产品通过车载认证并送样行业标 杆客户，处于小批量生产阶段。碳化硅 MOSFET 工业级产品已送样客户验证， 车规级产品正配合多家车企做流片设计及测试。在硅基氮化镓产品方面，2021 年上半年完成约 60 家客户工程送样及系统验证，24 家进入量产阶段，产品性能 优越。湖南三安长沙项目已于 2021 年 6 月 23 日点火，该项目致力于全产业链的垂直整合，实现从原材料到器件封装的全面把控，将在产品可靠性、一致性和 交付期等方面具有更显著的竞争优势。

林秀成先生为公司实际控制人。林秀成先生通过福建三安集团控股厦门三安电子有 限公司，直接和间接控制的股份达到 32.54%，福建三安集团实为本公司控股股东，林秀成为公司实际控制人。

国家集成电路大基金加持，多方资本战略支持布局 III-V 族化合物。2015 年 6 月 15 日，三安集团将其持有的三安光电 2.17 亿股股份通过协议转让给国家集成电路产业 基金，进一步提升公司生产能力、技术水平，引领带动 III-V 族化合物集成电路产业 的整体发展。此外，三安光电同时与华芯投资、国家开发银行、福建三安约定四方 建立战略合作关系，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。2019 年 1 月 21 日，兴业信托、泉州金控、安芯基金与三安集团签署《战略 合作框架协议》，向三安集团增资和提供流动性不低于 60 亿元，利于增加公司控股 股东的现金流，改善财务结构，降低控股股东股权质押比例。

累计推出四期员工持股计划，打造合伙人文化。2021 年 9 月 30 日，公司推出第四 期员工持股计划，参加对象为公司董事、监事和高级管理人员、公司及下属子公司 的员工，出资参加本员工持股计划的员工约为 3,228 人，其中，公司董事、监事和 高级管理人员 9 人，占员工持股计划总份额的比例为 15%，其他员工占员工持股计 划总份额的比例为 85%。截止 2021 年 12 月 21 日，公司第四期员工持股计划购买 完毕，通过二级市场累计买入本公司股票金额 15.94 亿元，买入股份约占公司股份 总数的 1.03%。2020 年 9 月发布的第三期员工持股计划参加对象约 3,186 人，截至 2020 年 11 月 11 日，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，合计持有公 司总股本的 1.6971%。

1.2. LED 行业周期影响营收，公司积极自我调整

受 LED 行业周期影响，营收净利波动上升。2018-2020 年，全球 LED 芯片整体增 速放缓，LED 行业经过过去十年的快速发展，国内产业集中度逐步提高，行业进入 产能结构出清优化的困难期。公司 2019 年营收与净利润出现一定幅度下跌，较上年 同期下降 10.81%，主要系传统照明领域 LED 芯片供需结构阶段性失衡，部分 LED 产品售价大幅下降所致。随着公司积极调整产品结构，射频、电力电子、光通讯、 滤波器业务取得重大突破，产能逐季爬坡，2020 年和 2021Q3 公司营收与净利分别 实现了 13.32%和 12.75%的增长，重归增长轨道。未来，随着公司 LED 主业逐步企 稳，在砷化镓、氮化镓、碳化硅等领域拓展布局，预计公司化合物半导体业务将进 一步放量，实现营收增长。

化合物半导体产品销售贡献主要收入，材料废料销售毛利率较高。公司主营收入主 要由化合物半导体产品销售和材料、废料销售构成，其中化合物半导体产品销售占 总收入的 70%以上，但由于受 LED 周期影响，毛利率表现欠佳，公司积极降低 LED 芯片产品库存，此部分占比逐年降低；与此同时，由于毛利率表现优异，公司加速 产品结构优化调整，材料、废料销售收入占比与规模都逐年上升，从 2017 年的 9.94 亿元增加至 2020 年的 23.12 亿元。

1.3. 毛利率触底企稳回升，费用率不断优化

行业产能过剩导致毛利率与利润率下滑，2021Q3 探底回升。公司 2017-2021Q3 年 毛利率分别为 48.79%、44.71%、29.37%、24.47 和 22.95%，主要系公司 LED 产品 单价下降所致。与同行业相比，在 LED 整体市场的波动下，行业中各企业在 2018- 2019 年度的业绩都处于下行态势。相比之下，三安光电在规模、议价方面具有优势， 随着 LED 产能进一步出清，公司毛利率、净利率出现回暖趋势，毛利率较同行业公 司更具竞争力，市场份额有望进一步扩大。

管理机制优化叠加收入规模效应，2021Q3 期间费用率改善显著。公司积极推进组 织架构调整，优化 SAP 管理系统升级，实现数据集中化与系统化管理，进一步提 高了管理与运营效率，管理费用率在2021年Q3有显著改善，由 2020年最高点7.96% （其增长主要来源于实施员工持股计划）下降至 2021Q3 的 6.03%。与此同时，由于 公司前期研发投入成果开始凸显，营业收入增速超过研发费用增速，2021 年公司研 发费用率开始下降，从 2020 年的 4.8%下降至 2021Q3 的 3.49%。

净利率下滑导致 ROE 下降，2021Q3 开始回升。2018 年至 2021 年 Q3 公司净资产 收益率分别为 13.8%、6.04%、3.95%和 4.28%，总体呈现下滑趋势。公司 ROE 的下 滑主要来源于净利率的下降，公司净利率由2018年的33.83%降至2020年的12.02%， 2021 年 Q3 小幅回升至 13.49%，主要原因系 LED 周期波动影响营收增长所致。

存货周转效率高于同行，2021Q3 存货周转天数明显下降。2018 年后，由于照明需 求放缓，LED 市场竞争环境恶化，出现阶段性供求失衡，行业存货水平及周转天数 快速提升。近几年来，受 LED 行业周期影响，LED 市场需求边际改善，周转效率 逐季回升。与同行业可比公司相比，2021Q3 三安光电存货周转天数为 153.71 天，较 2020 年的 205.89 天有明显下降，存货周转效率高于同行。（报告来源：未来智库）

2. 需求：化合物半导体景气周期和高成长多领域共振

5G 和 AIOT 时代到来，化合物半导体快速崛起。集成电路是在半导体衬底（基底） 材料上集成各类元器件，锗（Ge）是最早应用的半导体材料，但其熔点低、热导低， 易漏电易击穿，机械性能差，氧化物不稳定，硅（Si）克服了 Ge 的很多弱点，凭借 成熟制程及较低成本的优势，是目前技术最成熟、使用范围最广、市场占比最大的 衬底材料，全球 95%以上的半导体芯片和器件是用硅片作为衬底生产。但硅质半导 体材料受限于自身性能，无法在高温、高频、高压等环境中使用，化合物半导体材 料因此崭露头角。化合物半导体材料拥有高电子迁移率、直接能隙与宽能带等特性， 恰好符合半导体产业发展所需，随着材制备技术与下游应用市场的成熟，以 GaAs、 SiC、GaN 为代表的化合物半导体材料市场空间不断拓展。

LED 主要衬底为蓝宝石（Al2O3），GaAs、SiC、GaN 等化合物半导体工艺与其同 源，LED 企业向化合物半导体转型成为常态。三安光电是以 LED 业务起家，LED 芯片所用衬底包括蓝宝石、硅（Si）和碳化硅（SiC），其中蓝宝石为 LED 芯片主要 衬底，占 LED 芯片衬底市场份额超过 80％，蓝宝石作为化合物半导体的一种，工 艺与 GaAs、SiC、GaN 等同源，后者工艺流程相对更加复杂，LED 企业向其他化合 物半导体转型，是其产业扩展升级的典型方向，除了三安光电以外，代表性企业如 华灿光电、晶元光电等。

我们可以看到化合物半导体的主要应用领域——LED、射频、电力电子和光通讯器 件等三安光电均已涉足，本章节余文将对 LED、射频、电力电子、光通讯器件这四 大化合物半导体的主要应用领域需求进行分析。

2.1. LED：周期上行，显示屏应用带动长期成长

中国 LED 行业经历了高速增长后有所滞缓。从 2020 年到 2019 年，中国 LED 行业 维持了 10 年的高速增长，中国 LED 应用市场规模从 2010 年的 980 亿元增长到 2019 年的 5990 亿元，但增长放缓之势从 2018 年已初现端倪，2018 年行业增速首次破两 位数为 9%，2019 年为 2%，基本持平，2020 年受全球经济下滑影响，中国 LED 应 用市场增速不及预期，高工 LED 数据显示，2020 年中国 LED 应用总市场规模为 5512 亿元，同比下降 8.0%。2021 年上半年，随着经济恢复和产能出清，行业增长 恢复，主要上市公司业绩出现明显回暖，华灿光电、乾照光电、聚灿光电、兆驰股 份以及三安光电收入增长均超过 50%。高工 LED 预计未来中国 LED 行业将维持稳 健增长，预计 2021 年市场规模达到 7260 亿元，2021-2025 年复合增长率为 5.7%。

经历阶段性供求失衡，LED 行业重新迎来上行机遇。2010-2017 年 ，LED 行业处 于高增长阶段，众多 LED 芯片项目逐渐开始建设投产；2018 年，产能过度扩张带 来的反噬开始显现，出现阶段性供大于求，芯片价格开始下滑，LED 芯片企业的利 润也随之开始下滑，市场出现大规模出清。2020 年下半年，LED 显示、背光等需 求回暖，LED 行业重新迎来上行机遇，中低端芯片供不应求，芯片厂商相应提价。 2021Q3，行业主要公司营收已出现同比转正，未来随着疫情的缓解和供需的改善， 行业有望迎来向上拐点。

从应用领域来看，通用照明是 LED 应用主要下游，显示屏和景观应用占比提升较 快。根据前瞻产业研究院数据，尽管通用照明在 LED 应用的占比有所下降，但目前 仍然是主要下游，2019 占到 LED 应用的 42%，LED 在显示屏和景观方面的应用占 比提升较快，从 2016 年 12-13%提升到 2019 年的 17%，表现出强劲的增长。

Mini LED 技术日益成熟推动 LED 在显示屏领域的成长。Mini/Micro LED 作为新一 代的核心显示技术，具备高显示效果、低功耗、高集成、高技术寿命等优良特性。在经历了数年积累后，Mini/Micro LED 进入加速渗透阶段，多品牌加快布局 Mini/Micro LED，相关产品陆续推出。苹果自 2021 年 4 月推出首款搭载 Mini LED 的产品 iPad Pro 后，2021 年 10 月推出 Mini LED 背光技术的 Macbook Pro；创维 2021 年 9 月推出了新一代大尺寸高端 Mini LED 电视 Q72，集成了 20736 颗 Mini LED 灯珠；华为 2021 年 7 月发布首款 Mini LED 智慧屏产品“华为智慧屏 V 75 Super），带有 46080 颗 Super Mini LED；三星 2018 年首次推出 Micro LED 的商用 显示屏，并于 2020 年 12 月推出新款 Micro LED 电视；飞利浦、TCL、联想、小米、 康佳、海信、LG 均推出了 Mini LED 背光系列的电视、电脑等产品。随着商业化落 地加速，Mini/Micro LED 有望迎来爆发式增长。

根据 LED inside 预测，Mini/Micro LED 将成为未来五年 LED 应用市场增长的主 要驱动因素。随着 LED 新应用领域 Micro/Mini LED 和汽车显示的快速增长，LED inside 预测 2020-2024 年全球 LED 显示预计将保持 16%的年复合增速，重新步入增 长阶段。据 Arizton 统计及预测，2021 年全球 Mini LED 市场规模将达到 1.5 亿美 元，同比增长 148%，预计 2024 年将上升至 23.22 亿美元，2020-2024 年 CAGR 为 147.92%。据 Trendforce 统计及预测，2025 年全球 Micro LED 电视芯片产值将达 34 亿美元，2021-2025 年 CAGR 可达 250%。

2.2. 微波射频：5G 新技术、新材料、新机遇

射频是移动通信系统核心模块，在基站和手机等无线终端广泛应用。一个通信系统 大致由天线、射频、基带三大部分构成，射频系统是实现信号远距离无线传输的关 键：在电子设备内部（包括基站和手机等终端）传输的是基带信号，其信号频谱在 零频附近，而电磁波频率低于 100kHz 时，会被地表吸收，不能形成有效的无线传 输，必须通过射频器件调制到高频，再经过功率放大和噪声滤除，才能进行中远距 离传输，接收信号时，对信号进行逆向操作。

从基站和射频前端（手机等终端）两侧来看射频市场，在化合物半导体领域，基站 射频模块主要关注功率放大器（PA）市场，手机射频前端主要关注滤波器（Filter）、 功率放大器（PA）市场。

基站 PA 趋势——从 LDMOS、GaAs 到氮化镓：在 4G 时代，基站 PA 主要使用 LDMOS（硅）和 GaAs 工艺，LDMOS 工艺更多，但 LDMOS 技术适用于低频段， 在高频应用领域存在局限性，GaN 具有优异的高功率密度和高频特性，为了适应 5G 网络对性能和功率效率的需求，将越来越多地应用到 GaN；

射频前端 PA——GaAs 仍为 5G 时代主流：GaAs 材料具有较好的射频特性和较高 的输出功率能力，是射频前端厂商选取的主要晶圆材料之一，GaN 由于其高压特性 暂不会应用在手机射频前端 PA 中；

射频前端滤波器——铌酸锂（LN）/钽酸锂（LT）：SAW 和 BAW 的基本结构决定 后者更适用高频通信频段，但并不绝对，随着材料设计的不断改进，SAW 滤波器也 在不断进步，TC-SAW、IHP-SAW 等产品迭代也在不断满足高频段的需求，主要材 料为铌酸锂（LN）/钽酸锂（LT）。

从国防军工到基站，氮化镓射频器件应用越来越广泛，市场规模快速增长。在 2007 年至 2013 年期间，大约 85%的射频氮化镓器件的收入来自国防应用，还有零星的 氮化镓器件被商业应用采用，主要是概念验证和小批量应用。过去几年中，射频氮 化镓器件的采用大幅增加，2020 年全球市场收入首次突破 10 亿美元。自 2018 年以 来，射频氮化镓的收入年增长高于 80%。

伴随通信频段增加，射频前端量价齐升，市场规模快速增长，滤波器和 PA 构成主 要市场。从 2G-5G，通信频段数量不断增加，同时叠加 WiFi、蓝牙、GPS 等信号， 手机射频模块需要处理的工作频段越来越多，射频器件数量和价值在持续提升，以 滤波器为例，4G 手机滤波器用量 40 个，5G 手机用量大概在 70 个，全球通频段滤 波器用量超 100 个，推动射频前端市场快速增长。根据 Yole 数据，2021 年底射频 前端市场或达到 170 亿美元，高于 2020 年的 140 亿美元，之后射频前端市场的增 速或将放缓，预计 2019 年（5G 推出之年）和 2026 年之间的复合年增长率为 8.3%， 2026 年射频前端市场规模达到 210 亿美元。

2.3. 电力电子：SiC 和 GaN 两大方向齐头并进

第三代半导体功率器件发展方向主要有 SiC 和 GaN 两大方向，主要应用在通信基 站、新能源汽车、消费类电子等领域。GaN 主要应用于快充、电源开关、LiDAR、 服务器电源等市场；SiC 主要应用于电动汽车、电源、储能、充电桩、轨道交通、智 能电网等领域。第三代半导体在新能源汽车、5G、光伏发电、快充等领域不断取得 突破，特别以特斯拉、比亚迪为代表的部分车型在逆变器中采用 SiC 器件解决方案 的推出，彻底打开了 SiC 的市场应用空间。未来十年，新能源汽车、充电设施、轨 道交通将是 SiC 器件需求规模大幅增长的主要推动力。据 CASA 预测，到 2025 年 新能源汽车中 SiC 功率半导体市场预计将以 38％的年复合增长率增长，除汽车领域 外，光伏技术、铁路和电机驱动器等应用在 2019-2025 年期间还将以两位数的年复 合增长率增长。

第三代半导体电力电子器件市场空间广阔。据 Yole 数据预测，第三代半导体电力 电子器件（包括 SiC 和 GaN）在 2021 年达到近 10 亿美元，受益于新能源汽车、电 力和光伏（PV）逆变器等方面的需求增长，2018-2027 十年间全球宽禁带半导体电 力电子市场将进入腾飞阶段，年均增速接近 45%，2027 年其市场规模将达到 100 亿 美元。其中 GaN 电力电子器件 2027 年的国际市场总规模将接近 59 亿美元，碳化硅 全球电力电子市场规模为 42 亿美元。

2.4. 光通讯：通信行业高资本开支推动市场快速增长

光模块是光通信设备的重要组成部分，光通信器件是光模块的主要组成部分。目前 以北美和中国的数据来看，通信的大多数都是通过光通信实现。光模块市场的发展， 直接由下游通信资本支出带动。

·电信服务提供商（CSP）方面：2016-2019 年全球 CSP 资本支出规模呈下降趋势， 主要是全球整体 4G 建设逐渐进入尾声，另一方面传统电信运营商整体收入增长率徘徊在 2%左右，疲弱的收入限制了资本支出预算，所以 CSP 直到 2019 年资本支出 都呈现负增长，但整体仍维持在 3000 亿美元以上的水平。

互联网内容提供商（ICP）方面：谷歌、苹果和 Facebook 等大型 ICP 开始花重金投 资自身企业网络迅速推动通信行业资本支出，主要围绕数据中心和云基础设施，数 据流量呈爆发式增长，推动作为载体的数据中心成为“刚需”，加上 ICP 的收入增长 更为强劲，且一些 ICP(尤其是谷歌)相较电信的大型 CSP 将更多的收入用于资本支 出，ICP 的资本支出基本持续维持 10%以上的增长率，并带动市场整体增长。

通信行业资本支出推动光器件市场需求增长。2016-2019 年全球光器件/模块市场规 模呈现增长趋势，2017 年，全球市场规模达到 99 亿美元，同时由于 ICP 资本支出 中光器件/模块占比较 CSP 要高，所以在 ICP 资本支出大幅增长的带动下，全球光 器件/模块占全球通信行业资本开支比重不断提高。根据 Ovum 数据显示，2016-2019 年全球光通信器件市场规模处于增长趋势，电信市场和数据通信市场对光通信器件 需求保持增长趋势，接入网市场需求趋于平稳。2019 年全球光通信器件市场规模为 117.05 亿美元，较 2018 年增加 8.0%。2020 年随着 5G 全球商用，预期全球光通信 市场规模达到 166 亿美元。

2020 年开始，全球 5G 通信网络建设启动，疫情带来数据流量大爆发，数据中心建 设加速，全球 CSP 和 ICP 资本开支齐升，尤其是多家全球头部 ICP 资本开支创历 史新高，推动光通信器件市场快速增长。 据 LC 统计，2021 年第四季度，已公布财报的 7 家美国 ICP（谷歌、亚马逊、苹果、 Meta、微软、甲骨文和贝宝）的资本支出同比增长 24%，其中亚马逊、Meta 和甲骨 文的支出均创下了历史新高。（报告来源：未来智库）

3. 供给：先发者铸就深沟高垒，竞争优势明显

3.1. LED：大陆主导全球市场，市场集中度不断提升

经过多年发展，目前中国已全面主导 LED 行业。2010-2012 年，我国出现大量 LED 企业上市热潮，同时背光、照明、显示等技术领域迎来突破。2012-2017 年，我国 LED 行业增长迅速，收入规模快速攀升至全球首位。根据 LED inside 的数据，2018 年我国 LED 厂商的市场份额占比约为 67%，占据 LED 行业主导地位。

全球 LED 芯片市场集中度不断提升，三安光电为 LED 芯片市场龙头。近年 LED 行业逐步进入结构性深度调整阶段，随着落后产能淘汰、高端 LED 应用的技术壁垒 提升以及龙头企业规模优势显现，龙头企业的行业地位进一步稳固。长期来看，市 场最终仍将保留掌握核心技术、拥有较多自主知识产权和知名品牌、竞争力强、产 业布局合理的龙头企业，市场集中度将持续提升，行业供需环境将进一步优化。据 Trendforce 数据，2016 年全球 LED 芯片行业前十大厂商市占率高达 77%，2020 年 则进一步提升至 84%。根据 CSA Research 统计，三安光电为 LED 芯片市场龙头， 占据市场 28%的份额。

LED 封装环节市场较为分散，随着价格战的进行未来集中度有望提升。大部分 LED 芯片封装技术壁垒较低，欧美厂商逐渐退出，中国大陆在 LED 封装市场占据主导， 2019 年市占率超过 70%，中国 LED 封装市场格局较为分散，根据华经产业数据， 2020 年 CR 4 占比约为 20%。

3.2. 微波射频：国产化进行正当时

基站射频模块中，PA 国产化率较低。基站 PA 分 GaN PA、LDMOS PA、GaAs PA， 这些产品长期被国外厂家所垄断，近些年国内公司也开始研发，真正批量出货的很 少。GaN PA 和 LDMOS PA 的主要厂家：NXP、日本住友、Amploen、Qorvo。GaAs PA 的主要厂家：Skyworks、Qorvo、高通。行业专家介绍，GaAs PA 用于小功率基 站，以 2W 为主，4W 的 GaAs PA 很难支持 100MHZ 带宽。现在 2W 的 GaAs PA 已 经有很多国内公司在做了，竞争也会不断激烈。

射频前端整体国产化率低，国内厂商在 2G-4G 手机中占比较高。低射频前端芯片的 研发设计需要深厚的工艺经验、实践积累，需要具有丰富研发实力的人员在相关领 域长年深耕。美国、日本等国家或地区在集成电路领域起步较早，在人才、技术、 资本等各个方面积累丰富。深厚的企业沉淀促使美系和日系射频前端企业在市场中 占据了主导地位。根据 Yole Development 数据，2019 年度，全球前五大射频器件提 供商占据了射频前端市场份额的 79%。

射频前端 PA 方面，根据 Yole Development 数据显示，2018 年，Skyworks、Qorvo、 Broadcom 占据了 93%的全球 PA 市场份额，与射频前端行业的整体市场格局相似， 射频功率放大器作为最重要的射频前端芯片，亦呈现由 Broadcom、Qorvo 和 Skyworks 等国际领先企业占据绝大部分 PA 市场份额的格局。2019 年，射频功率放 大器模组的市场规模为 53.76 亿美元，为射频前端市场规模最大的细分产品领域； 2019 年至 2025 年，PA 模组市场规模预计将保持 11%的年均复合增长率，于 2025 年将达到 89.31 亿美元，仍为射频前端市场中规模占比最高的细分产品。

射频前端滤波器方面，在 SAW 滤波器市场，前五大厂商（Murata、TDK、太阳诱 电、Skyworks、Qorvo）占据了 95%的全球市场，在 BAW 滤波器市场中，Broadcom 一家占据 87%的全球市场份额，且全球市场均被国外大厂垄断，目前国内尚无大批 量生产和出货射频滤波器的企业。

3.3. 电力电子：三代半导国内外起步时间相当，国产厂商追赶先进技术

GaN 产业链包括衬底、外延、芯片设计、制造、封测、下游应用等多个环节。

日本厂商在 GaN 衬底方面占据领先地位。 目前，业界通常以蓝宝石、SiC、硅作 为衬底，主流 GaN 器件公司都采用 SiC 衬底。从全球看，日本厂商在 GaN 衬底。 市场份额超过 80%。我国 GaN 核心材料、器件设计制造创新能力比较薄弱，SiC 衬 底主要有天科合达、天岳、中电科等；国内从事 GaN 单晶生长的企业有苏州纳维、 东莞中镓、上海镓特和芯元基等。

外延是 GaN 器件的主要成本，住友电工、Cree 和 Qorvro 是主要玩家。由于制备 GaN 的单晶材料无法从自然界中直接获取，所以 GaN 的主要制备方法是在蓝宝石、 SiC、硅等异质衬底上进行外延。外延是 GaN 器件的主要成本，目前市场份额最高 的是住友电工、Cree 和 Qorvro。Cree 收购 Wolfspeed 后，其 SiC 衬底 GaN 具有较 强技术优势，电子迁移率较高；Qorvo 的 GaN 产品在国防和航天领域占有率第一， 富士通、东芝、三菱电机等也在积极布局；国内 4-6 英寸硅基 GaN 外延片实现量产。

器件设计制造方面，住友电工、Cree 为领军企业，市场占有率各站 30%。住友电 工、Cree 是氮化镓器件设计制造领军企业，市场占有率各站 30%。国内 GaN 器件 IDM 企业有苏州能讯、英诺赛科、大连芯冠等；海威华芯、三安集成提供 GaN 器件 代工。中电科 13 所、55 所也具备 GaN 器件制造能力；士兰微、世纪金光、泰科天 润也都是 IDM 模式。采用 Fabless 模式的企业有 GaN System、EPC、Dialog 等，由 台积电等代工。三安光电、闻泰科技、赛微电子、聚灿光电、乾照光电等是国内 GaN 器件主要厂商。

美国在碳化硅市场一家独大，占据了全球 70%以上的市场份额。碳化硅目前全球的 产业格局呈现美国、欧洲、日本三强竞争的态势。其中美国 Cree、Ⅱ-Ⅵ公司、 Transphorm、道康宁等行业巨头占据了全球 70%以上的市场份额。欧洲拥有英飞凌、 意法半导体、IQE、Siltronic 等代表公司，以构建从衬底到外延、器件以及应用的完 整 SiC 全产业链。日本的罗姆半导体、三菱电机、富士电机、松下、瑞萨电子、住 友电气等则是在终端设备和功率模块开发方面占据领先地位。

碳化硅在衬底方面，美国 Cree 充分占据了专利技术、规模化、车规级产品认证壁 垒等优势，获得了全球约 60%的 SiC 单晶衬底市场份额，美国Ⅱ-Ⅵ公司于 2015 年 首次研制成功 8 英寸 SiC 单晶衬底，美国 Cree、Ⅱ-Ⅵ公司均于 2019 年宣布开始建 设 8 英寸 SiC 单晶衬底生产线，有望于 2022 年实现量产。我国在 SiC 单晶衬底技 术上已初步形成自主技术体系，4 英寸实现量产，6 英寸衬底开始小批量供货。天岳 先进、天科合达、河北同光、中科节能等公司通过与山东大学、中科院物理所和中 科院半导体所等科研院所的“产学研用”合作，均已完成 6 英寸 SiC 衬底的研发， 天科合达已于 2020 年启动 8 英寸 SiC 单晶衬底的研发工作。

碳化硅外延方面，以美国道康宁、美国 II-VI 公司、瑞典 Norstel 公司、美国 Cree 公司等为首的外延片行业的龙头企业通过不断的发展，都已实现 4~6 英寸 SiC 外延 片的产业化。国内的瀚天天成和天域半导体等生产厂家，目前已能提供 4 英寸和 6 英寸的 SiC 外延片，针对 1700V 及以下的器件用的外延片已比较成熟。

碳化硅功率器件方面，市场和技术主要掌握在英飞凌、罗姆、美国 Cree 公司、和 意法半导体等公司手上，在 3300V 以上电压等级上占剧绝对优势。在器件制造环节 我国已出现了一批诸如斯达半导体、三安集成、比亚迪、海威华芯、泰科天润、中 车时代、深圳基本、士兰微、扬杰科技等一批企业。国产产品基本覆盖了各种电压 级别，已初步实现了低端产品的国产化替代。

3.4. 光通讯器件：国产厂商占得半壁江山，向中高端突破

国产厂商在光通讯器件方面已取得半壁江山。2010 年，我国光器件厂商在全球的市 场份额仅为 15%，到 2021 年，这一数据已经超过 50%。从产品性能上看，我国大 多数厂商仍仅占据中低端产品市场，但在高端产品上，国内的一些龙头企业正在不 断取得突破，比如在光芯片领域，以光迅科技为代表的龙头企业已经实现 25G 光芯 片产品的自研自产；在光模块领域，800G 光模块是目前最高端的产品，华为、亨通、 新易盛、光迅科技、华工科技、剑桥科技等行业龙头均在有序推进研发并逐步推出 相应产品。

4. 增长逻辑：紧跟行业大势，持续扩张先进产能

LED 目前仍为公司主体业务，公司在主要衬底、产能份额上为全球最大，同时向 Mini/Micro Led 领域不断扩张新产能。

衬底份额：LED 主要衬底材料为蓝宝石（占比 80% ），三安光电保有全球最大的 蓝宝石衬底份额，占全球约 26%，占全中国约 35%。

产能份额：三安光电保有全球最大的 LED 产能，占全球约 19.72%，占国内市场 约 28.29%。

近年产能扩张情况：公司近年分别于 2019 年和 2021 年进行两次定增，分别用于 泉州三安和湖北三安的产能扩建项目（项目扩产提前早有规划，分别规划于 2018 和 2019 年），两次募投项目核心产品均为 LED 外延片、芯片及其应用产品等。

2019 年定增实际募资 69.66 亿元，用于泉州三安扩产，项目建设期为 4 年，达产期 为 7 年。

2021 年定增计划募资 79 亿元，用于湖北三安扩产，项目工程建设期 5 年，达产期 为 8 年。产能规划方面，公司预计项目达产后，新增氮化镓 Mini/Micro LED 芯片 161 万片/年、砷化镓 Mini/Micro LED 芯片 75 万片/年（均以 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。

公司各项业务的产能最新进展（2021 年半年报）：

1）LED 方面：公司募投项目泉州三安半导体产能正在逐步释放，湖北三安 Mini/ Micro 显示芯片产业化项目部分产能也已投产运行；

2）砷化镓射频：砷化镓射频上半年扩产设备已逐步到位，产能达到 8,000 片/月；

3）光通讯器件：2021 年第三、四季度扩产设备将陆续到厂，产能不断攀升

4）电力电子：湖南三安长沙项目已于 2021 年 6 月 23 日点火，该项目致力于全产 业链的垂直整合，实现从原材料到器件封装的全面把控，将在产品可靠性、一致性 和交付期等方面具有更显著的竞争优势。

综上来看，公司紧跟行业大势，积极扩充先进产能，为未来增长保价护航。与此同 时，公司 LED 业务在手订单充足，新业务客户导入进展非常顺利，一方面说明市场 需求旺盛，一方面说明公司具备非常强大的市场开拓能力，这得益于公司的技术实 力（保持同样的芯片面积，公司比竞争对手亮度高 5%）和稳定的产能保障，技术实 力、产能保障、市场开拓形成良性循环，未来增长可期。

5. 业绩预测和投资分析

5.1. 业绩预测

收入和成本预测：公司 LED 基本盘稳固，行业景气度向好，汽车 LED 车灯、Mini LED、化合物半导体打开增长新空间，我们预计公司 2021-2023 年收入增速分别为 45.3%、45%、30.8%；伴随去库存和行业产能逐渐出清，公司毛利率企稳回升，预 计 2021-2023 年公司毛利率为 31.1%、31.4%、33.9%。

费用和利润预测：公司规模效应明显，我们预计公司未来主要费用率将呈现稳中有 降的态势，预计 2021-2023 年销售费用率稳定在 1.5%-1.8%，管理费用率稳定在 7% 左右，研发费用方面，由于公司目前处于新业务开拓期，需要较大投入做技术迭代， 我们预计公司研发费用率稳定在 4.5%左右的较高水平。综上，我们预计公司 2021- 2023 年归母净利润分别为 20.59、30.81、41.18 亿元。

5.2. 投资分析

公司近三年 PE 倍数中位数为 96 倍， PS 倍数中位数为 8.8 倍，由于近年公司 LED 业务受行业周期影响盈利下滑，同时 化合物半导体逐渐起量，新业务盈利能力有一定爬坡期，导致表观 PE 有较大波动， 我们认为公司化合物半导体业务处于快速成长期，行业当下是全球玩家抢地盘时间， 做大收入非常重要，另外公司近三年 PS 倍数整体相对稳定，因此我们采用 PS 估值。

（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。）

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站

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