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今天，我們要跟蹤的是第三代半導體材料碳化矽産業鍊近況：
目前，行業内将半導體材料劃分為三代：初代以矽和鍺為代表；第二代以砷化镓為代表；第三代是指碳化矽和氮化镓。
對分類方法，上面的這個分類有争議，一些行業專家認為，這是國内的分法，在海外不做這種代次分法，将三代半導體統稱為“化合物半導體”。從行業的視角來看，三代半導體之間，并非是非此即彼的替代關系，各有各的市場。
第三代半導體，特征是“寬禁帶（Wide Band-Gap,WBG）”，禁帶寬度是矽的3倍，其核心優勢展現在能夠大幅降低産品功耗、提高能量轉換效率，實作節能目的。
其中，碳化矽功率器件的特點，是能夠承受高電壓、大電流，主要應用于新能源汽車、光伏等領域。
氮化镓功率器件，具有良好的高頻率、高功率特性，應用于5G通訊等射頻領域。對氮化镓，之前我們覆寫過，詳見優塾産業鍊地圖，此處不詳細叙述。
從碳化矽産業鍊上的參與者近期增長情況來看：
三安光電——2021年三季報，實作營業收入95.32億元，同比增長61.54%；實作歸母淨利潤12.86億元，同比下滑37.04%。
露笑科技——2021年三季報，實作營業收入26.76億元，同比增長39.93%；實作歸母淨利潤1.65億元，同比下滑13.42%。
天嶽先進——2021年三季報，實作營業收入3.7億元，同比增長29.91%；實作歸母淨利潤0.54億元，同比增長108.69%。
2022年1月28日，其釋出2021年業績預告，預計2021年歸母淨利潤為0.82-0.98億元，同比增長212.81%-215.31%；扣非歸母淨利潤為0.12-0.14億元，同比下滑47.11%-38.27%，實作扭虧為盈。
從機構對産業鍊景氣度的預期情況來看：
圖：機構一緻預期增速和行業景氣度
來源：Wind、塔堅研究
碳化矽這條産業鍊的各環節，包括：
圖：碳化矽産業鍊圖譜
來源：塔堅研究
上遊——主要是裝置和原材料供應商。裝置包括長晶爐、切割研磨、薄膜沉積等，代表企業有北方華創、中微公司、晶盛機電；原材料有碳粉、矽粉、石墨件、石墨氈、抛光液等，代表企業有山東天屹、中鋼新型材料、河南創研新材料、安集科技等。
中遊——碳化矽晶片制造商，國内企業有三安光電、天嶽先進、露笑科技、天科合達，海外企業有Wolfspeed、II-VI、德國SiCrystal、瑞典Norstel。
下遊——為終端應用，下遊應有領域有新能源汽車、5G通訊、光伏發電、軌道交通等，代表企業特斯拉、蔚來、高通、博通、陽光電源、斯達半導、時代電氣等。
看到這裡，有幾個值得思考的問題：
1）碳化矽的市場規模如何測算，行業未來的增長驅動力是什麼？
2）從關鍵經營資料看，碳化矽領域，各家産品布局有何異同，競争力如何？
本報告，将更新到産業鍊地圖
（壹）
首先，我們先從收入體量和業務結構入手，對各家公司有一個大緻了解。
以2020年收入為例，三安光電（84.54億元）＞露笑科技（28.48億元）＞天嶽先進（4.25億元）。
從碳化矽産品收入來看，天嶽先進（3.5億元）＞露笑科技（約2億元）＞三安光電（約0.2億元）。
從收入構成看：
一、三安光電——營業收入中約70%來自化合物半導體産品，27.35%為材料銷售以及2%左右的租金物業收入。
化合物半導體——包括砷化物、氮化物、磷化物以及碳化矽等化合物半導體新材料所涉及的外延片、晶片。其中，LED晶片業務占比約70%以上，第二代、第三代半導體占比不到30%，碳化矽收入無具體資料披露。
材料和廢料——材料是生産LED電極所需的鉑金和黃金等貴金屬，廢料則是生産過程中産生的黃金廢料。
圖：收入結構（機關：億元）
二、露笑科技——主要收入為漆包線，占收入比重約62%，其餘還有機電裝置（15%）、光伏發電（21%）等。
原業務是漆包線，一種電工産品中使用的導電金屬電線，用于電磁能的轉換，新業務是光伏發電和第三代半導體。光伏發電業務，來自收購的順宇潔能公司，主要産品為電力，有集中式和分布式光伏發電，主要客戶為國家電網。
第三代半導體以碳化矽沉襯底為主，根據行業調研情況看，2021年，其碳化矽收入約為2億元，占收入比重在5%左右。
三、天嶽先進——主營收入主要是碳化矽襯底（占比82.2%）和晶棒（17.8%）。
2020年，碳化矽襯底收入為3.5億元，占比82.2%。
綜上，天嶽先進以碳化矽為主業，其餘兩家由原主業轉型，碳化矽占比較小。
（貳）
接下來，我們将近期季度的收入和利潤增長情況放在一起，來感覺增長趨勢：
一、營業收入增速
圖：收入增速（機關：%）
2019年，三安光電和露笑科技營業收入均為下滑，分别為10.81%、14.25%。
三安光電，受LED晶片價格同比下滑40%影響，其LED産品售價大幅下降，導緻營業收入出現負增長。
露笑科技，2019年由于在2016年并購的子公司上海正昀和江蘇鼎陽業績出現下滑，導緻其汽車配件和光伏電站EPC業務收入分别下滑49.1%和94.09%。
2020年，三安光電和露笑科技營業收入增速實作增長，分别為13.32%、16.16%。
三安光電，2020年收入增長，主要來自子公司三安內建量産（括砷化镓射頻、濾波器、氮化镓功率器件等産品量産），全年實作收入9.74億元，同比增長304.83%，砷化镓産能逐季爬坡，出貨順利。
露笑科技，2020年越南建廠開始投産，機電裝置業務全年收入同比增長96.39%。（機電裝置，主要産品有串激電機、永磁直流電機、無刷電機，預計1200萬台/年,）
天嶽先進，營業收入增速從2019年的97.28%降至2021年三季度的29.91%。
天嶽先進收入增長較快，主要是因為其基數較低，收入增長是因為其半絕緣碳化矽襯底銷量和收入持續增長。
半絕緣碳化矽襯底，用于生産氮化镓射頻器件，主要用于基站PA，得益于5G基站建設和雷達下遊市場的需求，驅動其業績增長。根據招股說明書，其大客戶華為，由于環境變動，海外碳化矽采購受限，華為占占收入比重由2019年的8.56%提升至2020年的40.29%。
二、歸母淨利潤增速
圖：歸母淨利潤增速（機關：%）、
三安光電，2019年，2020年淨利潤增速分别下滑54.12%、21.73%，主要原因是LED晶片價格持續下降，同時原材料價格2020年出現上漲，導緻淨利潤持續下滑。
露笑科技，2020年淨利潤增長258.85%，是因為工業制造端景氣度較高，其機電裝置和漆包線業務收入分别增長96.39%、15.04%所緻。
天嶽先進，2019年、2020年淨利潤增速分别為-376.24%、-219.71%，是因為其實施股權激勵确認高額股份支付費用所緻。2019年股份支付費用為2.3億元、2020年為6.6億元。
（叁）
對增長态勢有感覺後，我們接着再将各家公司的收入和利潤情況拆開，看近期财報資料。
一、三安光電——2021年前三季度，累計實作收入95.32億元，同比增長61.54%；歸母淨利潤12.86億元，同比增長37.04%。
1）從單季度增速來分析：
2021年Q3單季度，實作收入34.17億元，同比增長46.49%，環比下滑0.59%；歸母淨利潤4.02億元，同比增長32.56%，環比增長22.94%。
三季度的增長，一方面是LED終端市場需求旺盛，LED晶片價格持續上漲；另外一方面是其子公司，湖北三安、泉州三安、三安內建等部分産能釋放，其中，三安內建三季度實作16.69億元，同比增長152.11%。
其中，湖北三安負責生産Mini/Micro 顯示晶片；泉州三安生産的砷化镓、氮化镓LED襯底、外延、晶片；三安內建則是生産砷化镓射頻、濾波器、碳化矽Mosfet、矽基氮化镓功率器件等，計劃産能有40萬片/年6英寸碳化矽晶圓。
截至2021年底，三安內建可實作碳化矽晶圓40萬片/年，砷化镓射頻産能為9.6萬片/年。
圖：三安光電近8個季度收入、淨利潤及增長情況
圖：單季度營業收入（左圖）、單季度歸母淨利潤（右圖）
2）追溯前幾個季度的增長情況：
2021年Q1-Q3，其收入、淨利潤增長顯著，主要是LED下遊需求旺盛，疊加子公司産能落地，帶來收入增加。
二、露笑科技——2021年前三季度，累計實作收入26.76億元，同比增長39.93%；歸母淨利潤1.65億元，同比下滑13.42%。
2021年Q3單季度，實作收入8.21億元，同比增長6.94%，環比下滑16.14%；歸母淨利潤0.04億元，同比下滑88.99%，環比下滑94.29%。
Q3收入環比下滑，是因為其漆包線業務收入增速放緩。淨利潤同比、環比出現下滑，一是因為上遊原材料銅價同比上漲約30%；二是研發投入同比增加138.15%。
圖：露笑科技近8個季度收入、淨利潤及增長情況
2）追蹤前幾個季度的增長情況：
2019年Q4，淨利潤虧損1.86億元，是因為子公司上海正昀未達成業績承諾，商譽減值2.68億元。
三、天嶽先進——2021年前三季度，累計實作收入3.7億元，同比增長29.91%；歸母淨利潤0.54億元，同比增長108.69%。
1）從單季度增速分析：
2021年Q3單季度，實作收入1.23億元，同比增長29.47%，環比48.19%；歸母淨利潤0.06億元，同比增長100.9%。
Q3季度收入增長是因為其産能擴大，銷售規模上升所緻。淨利潤扭虧為盈，是因為本期無大額股份支付費用。
圖：天嶽先進近8個季度收入、淨利潤及增長情況
2020年、2021年，其營業收入規模明顯提升，是因為其半導體級碳化矽襯底銷量增長，2020年銷量同比增長112.65%。
（肆）
對比完增長情況，我們再來看利潤率的變動情況：
一、毛利率方面
圖：毛利率對比（已改）
對比毛利率，天嶽先進＞三安光電＞露笑科技。
毛利差異，主要是因為産品結構不同，天嶽先進以碳化矽襯底（毛利率為35.19%）為主，三安光電是LED晶片（毛利率約12%），露笑科技是漆包線（毛利率為5.8%）。
天嶽先進毛利率更高，是因為其超過82%的主營産品為技術壁壘高的碳化矽襯底。并且，其近三年毛利率提升，主要是1）産品供不應求漲價，2）其襯底生産良率提升，機關成本降低。
2019年半絕緣襯底産品毛利率同比增加16.77%，1）受國外禁運影響，導緻國内市場供需失衡，價格上升5,8%；2）良率提升，使得機關成本降低13.97%。
2020年半絕緣産品毛利率同比增加7.83%，是因為生産工藝改進，合格率提升，導緻機關成本同比降低20.37%。
近三年，三安光電和露笑科技毛利率均出現下滑：
三安光電毛利率有所下滑，是因為LED晶片供過于求，導緻價格下降，2019年LED晶片價格整體下跌約35%，2020年LED晶片價格下降約22%。
露笑科技2021年三季度毛利率同比下滑31%，主要是漆包線産品受上遊原材料銅的漲價影響。
綜上，展現碳化矽企業盈利能力的主要有兩方面：
1）生産工藝水準高。生産晶體合格率越過，生産規模越大，能夠有效提升利潤率。
2）主營産品。碳化矽＞LED晶片＞漆包線。碳化矽生産工藝難度大，下遊需求多，而供給較慢，機關價格更高，而LED晶片和漆包線市場更成熟，擴産容易，容易出現價格戰情況。
二、成本結構方面
從碳化矽為主營業務的天嶽先進為例，超過50%來自制造費用，直接材料占比約40%、剩下不到10%的是直接人工。其中，制造費用主要是裝置折舊。
圖：碳化矽企業成本結構
來源：天嶽先進招股書
注意，生産碳化矽晶圓所需的核心裝置是長晶爐和切割研磨裝置。碳化矽企業通常會有大量長晶爐用于生産晶體，以天嶽先進為例，其擁有生産裝置共668台，其中長晶爐有585，占比88%，是主要的生産裝置。
三、淨利率方面
圖：淨利率對比
三者淨利率的差異主要來自毛利率差異。從淨利率變化情況來看，2020Q3-2020年Q4，天嶽先進淨利率為-200%左右，是因為進行了大額股份支付所緻。
四、期間費用率方面
整體來看，三安光電和露笑科技研發費用率在6%左右，天嶽先進研發費用率占比較高且增長較快，主要是加大對大尺寸襯底等新産品的研發。
圖：研發費用率
天嶽先進2019、2020年管理費用率波動異常，占收入比重高達96.94%、164.56%，是因為其進行股份支付使得管理費分别增長1030%、168%。
圖：銷售費用率（左）與管理費用率（右）
五、淨資産收益率方面
三安光電ROE較為領先，是因為淨利率較高，近三年ROE下滑也是因為淨利率下滑所緻，而淨利率的下滑是因為LED晶片價格下降。
圖：淨資産收益率（機關：%）
（伍）
第三代半導體，主要分為兩類：碳化矽和氮化镓。二者原材料均采用碳化矽襯底制備，不過外延層不同，導緻器件及應用領域不同：
氮化镓器件，采用半絕緣型襯底，生長砷化镓外延後制成射頻器件，适用于高頻、高溫工作環境，應用于射頻領域，如5G通訊。
碳化矽器件，采用導電型碳化矽襯底，生長碳化矽外延後制作MOSFET、IGBT等功率器件，應用于新能源汽車中逆變器、轉換器、電機驅動、光伏發電中逆變器等。
圖：碳化矽襯底應用領域
考慮到下遊應用領域及增長驅動力不同，今天，我們重點來預測碳化矽器件市場規模。
市場規模可用公式表示為：
碳化矽器件市場規模=新能源汽車用市場*碳化矽器件滲透率*價格+光伏逆變器用市場*滲透率*價格
接着，以上幾大因素，我們挨個來拆解：
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