Mos新品发布+产能持续扩张，碳化硅业务扬帆起航

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，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、185.44亿元、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。 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。 财务数据和估值 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。 图1：湖南三安碳化硅MOS 1200v系列新品发布会 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。 图2：SiC在新能源汽车应用的三个模块 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。 图3：SiC在快充领域发展迅猛 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。 图4：SiC MOSFET在牵引逆变器方面的优势 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。 图5：DC-DC转换器供给新能源其车低压电子系统的应用 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。 图6：湖南三安SiC 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。 图7：SiC未来市场空间及产能缺口 图8：2025年高压平台碳化硅器件用量估计 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 27cm ²/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 .52m Ω*cm（²BV>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 80m ΩMOSFET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。 图9：三安集成完成碳化硅MOSFET量产平台打造 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。 图10：公司产品矩阵 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。 图11：公司产业布局广泛 公司盈利能力稳健，财务情