Faits :
A.
Le 24 juillet 2018, C._ SA a déposé auprès du Département du territoire du canton de Genève (ci-après: le département) une demande d'autorisation portant sur la construction d'un habitat groupé de six logements sur la parcelle n° 1'323 de Chêne-Bougeries, propriété de D._. La parcelle se situe en cinquième zone, soit une zone résidentielle de villas. Le projet est constitué d'un immeuble de deux étages sur rez avec toit plat, d'une hauteur de 9 mètres et d'une longueur de 34,8 mètres, avec six places de stationnements pour les habitants, une place visiteurs, une place pour les deux-roues motorisés, cinq places pour les vélos. Il implique l'abattage de sept arbres; cinq arbres situés en limite de propriété seraient maintenus et six arbres replantés. L'accès au parking en sous-sol est prévu par un ascenseur à voitures. Le 21 août 2018, la Commission d'architecture (ci-après: CA) s'est prononcée en faveur d'une dérogation selon l'art. 59 al. 4 de la loi genevoise sur les constructions et les installations diverses du 14 avril 1988 (LCI, RS/GE L 5 05) pour un taux d'occupation du sol de 47,8 % pour une construction de très haute performance énergétique. En revanche, la commune de Chêne-Bougeries s'est prononcée défavorablement, en raison notamment de l'absence du formulaire préconisé par le "Guide pour une densification de qualité de la zone 5 sans modification de zone à Genève publié" en juin 2017, et en raison de l'abattage de la totalité des arbres se trouvant sur la parcelle, inacceptable et incompatible selon elle avec le caractère, l'harmonie et l'aménagement du quartier, et contraire à la volonté de réaliser des jardinets non-clôturés.
Le 16 octobre 2019, le département a délivré l'autorisation de construire.
B.
A._, opposante au projet et propriétaire de la parcelle voisine n° 1'157 sur laquelle est érigée une maison individuelle, ainsi que son époux B._, ont recouru auprès du Tribunal administratif de première instance du canton de Genève (ci-après: TAPI) contre l'autorisation de construire.
Par jugement du 14 mai 2020, le TAPI a rejeté le recours. Le projet différait certes de la villa des opposants et des constructions environnantes, mais l'application de l'art. 59 al. 4 LCI, voulue par le législateur, impliquait à terme une modification de la configuration de la zone villas. En dépit du préavis négatif de la commune, la décision du département ne procédait pas d'un excès ou d'un abus du pouvoir d'appréciation. L'abattage d'arbres avait fait l'objet d'un préavis favorable de la Direction générale de l'agriculture et de la nature (DGAN).
C.
Par arrêt du 27 octobre 2020, la Chambre administrative de la Cour de justice du canton de Genève a confirmé cette appréciation. Le projet bénéficiait de deux préavis favorables. La commune entendait préserver le caractère de la zone villas alors que la volonté de densification résultait du plan directeur cantonal de 2015. Le gel des densifications en zone villas, décidé provisoirement par le département en novembre 2019, ne s'appliquait qu'aux nouvelles demandes d'autorisation. L'accès prévu par le chemin Saladin était suffisant et l'augmentation du trafic supportable. Les normes d'accès au service du feu étaient respectées.
D.
Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ et B._ demandent au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt cantonal et l'autorisation de construire, subsidiairement de renvoyer la cause à la Chambre administrative pour nouvelle décision au sens des considérants. Ils demandent l'effet suspensif, qui a été accordé par ordonnance du 8 janvier 2021.
La cour cantonale se réfère à son arrêt. Le département conclut au rejet du recours. L'intimée C._ SA conclut à l'irrecevabilité, subsidiairement au rejet du recours. Dans leurs observations du 18 février 2021, les recourants persistent dans leurs conclusions. Le département et l'intimée ont par la suite renoncé à de nouvelles observations.
Considérant en droit :
1.
Dirigé contre une décision finale (art. 90 LTF) prise en dernière instance cantonale (art. 86 al. 1 let. d LTF) dans le domaine du droit public de l'aménagement du territoire et des constructions (art. 82 let. a LTF), le recours est en principe recevable comme recours en matière de droit public selon les art. 82 ss LTF, aucune des exceptions prévues à l'art. 83 LTF n'étant réalisée. Les recourants ont pris part à la procédure devant l'instance précédente. En tant que propriétaire, respectivement occupant d'une parcelle directement voisine de celle où doit prendre place le projet litigieux, ils sont particulièrement touchés par l'arrêt attaqué et peuvent ainsi se prévaloir d'un intérêt personnel et digne de protection à son annulation. Quand bien même les deux parcelles ne sont pas desservies par le même accès, la construction prévue sera à tout le moins visible depuis le bien-fonds des recourants. Cela suffit pour leur reconnaître la qualité pour recourir au sens de l'art. 89 al. 1 LTF, indépendamment des griefs qu'ils entendent soulever.
Les autres conditions de recevabilité sont au surplus réunies, si bien qu'il convient d'entrer en matière.
2.
Les recourants se plaignent d'une application arbitraire de l'art. 59 al. 4 let. a LCI. Ils relèvent que les préavis de la commune et de la CA n'ont qu'un caractère consultatif, et que l'autorité administrative jouit d'un large pouvoir d'appréciation dans l'octroi de dérogations. Le Tribunal fédéral pourrait sanctionner l'excès ou l'abus de ce pouvoir. Dans son état actuel, la parcelle comprend une villa à toits en pans avec plusieurs arbres; le bâtiment projeté serait très moderne, d'une hauteur de 9 m et d'une longueur de près de 35 m. Il n'existerait aucun bâtiment aussi massif à proximité, le quartier étant constitué de villas individuelles ou contiguës avec toits en pans. Les recourants relèvent que le département avait, à peine plus d'un mois après l'octroi de l'autorisation de construire, décidé de geler les dérogations fondées sur l'art. 59 al. 4 LCI, considérant que la dérogation était "devenue la règle" et admettant ainsi que la pratique de densification poursuivie jusqu'alors était contraire à la loi et constitutive d'un abus du pouvoir d'appréciation.
2.1. Le Tribunal fédéral revoit librement l'interprétation et l'application du droit fédéral et du droit constitutionnel cantonal (art. 95 LTF). Il examine en revanche sous l'angle restreint de l'arbitraire l'interprétation et l'application des autres règles du droit cantonal ou communal (ATF 141 I 36 consid. 5.4). Une décision est arbitraire lorsqu'elle viole gravement une norme ou un principe juridique clair et indiscuté, ou lorsqu'elle contredit d'une manière choquante le sentiment de la justice et de l'équité. Le Tribunal fédéral n'a pas à déterminer quelle est l'interprétation correcte que l'autorité cantonale aurait dû donner des dispositions applicables; il doit uniquement examiner si l'interprétation qui a été faite est défendable. Il ne s'écarte de la solution retenue que si celle-ci apparaît insoutenable ou en contradiction manifeste avec la situation effective, ou encore si elle a été adoptée sans motifs objectifs et en violation d'un droit certain. En outre, il ne suffit pas que les motifs de la décision critiquée soient insoutenables, encore faut-il que celle-ci soit arbitraire dans son résultat. Si l'application de la loi défendue par l'autorité cantonale ne se révèle pas déraisonnable ou manifestement contraire au sens et au but de la disposition ou de la législation en cause, cette interprétation sera confirmée, même si une autre solution - éventuellement plus judicieuse - paraît possible (ATF 145 I 108 consid. 4.4.1; 144 IV 136 consid. 5.8; 144 I 170 consid. 7.3).
2.2. Applicable à la cinquième zone et traitant du rapports des surfaces, l'art. 59 LCI a la teneur suivante:
1 La surface de la construction, exprimée en m2 de plancher, ne doit pas excéder 25% de la surface de la parcelle. Cette surface peut être portée à 27,5% lorsque la construction est conforme à un standard de haute performance énergétique, respectivement à 30% lorsque la construction est conforme à un standard de très haute performance énergétique, reconnue comme telle par le service compétent. Ces pourcentages sont également applicables aux constructions rénovées qui respectent l'un de ces standards.
2...
3...
4 Lorsque les circonstances le justifient et que cette mesure est compatible avec le caractère, l'harmonie et l'aménagement du quartier, le département:
a) peut autoriser, après consultation de la commune et de la commission d'architecture, un projet de construction en ordre contigu ou sous forme d'habitat groupé dont la surface de plancher habitable n'excède pas 40% de la surface du terrain, 44% lorsque la construction est conforme à un standard de haute performance énergétique, 48% lorsque la construction est conforme à un standard de très haute performance énergétique, reconnue comme telle par le service compétent;
b) peut autoriser exceptionnellement, lorsque la surface totale de la parcelle ou d'un ensemble de parcelles contiguës est supérieure à 5 000 m2, avec l'accord de la commune exprimé sous la forme d'une délibération municipale et après la consultation de la commission d'architecture, un projet de construction en ordre contigu ou sous forme d'habitat groupé dont la surface de plancher habitable n'excède pas 50% de la surface du terrain, 55% lorsque la construction est conforme à un standard de haute performance.
b) peut autoriser exceptionnellement, lorsque la surface totale de la parcelle ou d'un ensemble de parcelles contiguës est supérieure à 5 000 m2, avec l'accord de la commune exprimé sous la forme d'une délibération municipale et après la consultation de la commission d'architecture, un projet de construction en ordre contigu ou sous forme d'habitat groupé dont la surface de plancher habitable n'excède pas 50% de la surface du terrain, 55% lorsque la construction est conforme à un standard de haute performance.
... Au contraire de l'accord exigé à l'art. 59 al. 4 let. b LCI, la consultation des communes requise à l'art. 59 al. 4 let. a LCI, applicable en l'espèce, prend la forme d'un préavis qui ne lie pas davantage le département que celui qu'elles sont amenées à rendre pour tout projet de construction dans le cadre de l'art. 3 al. 3 LCI (arrêt 1C_535/2019 du 4 novembre 2019 consid. 2.4). L'exigence de la compatibilité du projet avec le caractère, l'harmonie et l'aménagement du quartier au sens de l'art. 59 al. 4 LCI, constitue une clause d'esthétique au même titre que la disposition générale de l'art. 15 LCI, dont l'application s'examine sous l'angle restreint de l'arbitraire.
2.3. Dans son préavis, la CA a retenu que le projet s'implantait de manière cohérente et harmonieuse dans le tissu environnant, tout en préservant suffisamment de surface végétale. Le 18 décembre 2018, la Direction de la planification directrice cantonale et régionale s'est prononcée dans le même sens en retenant que "le projet se situe dans un tissu de villas en phase de mutation. Plusieurs autres projets ont été déposés ou sont en cours sur cette voie... les six logements prévus par le projet forment un petit immeuble collectif, avec entrées séparées. L'implantation bâtie est centrée sur la parcelle et comparable à celle du bâtiment actuel. Les accès se font par un ascenseur à voiture dont l'implantation permet de définir un agencement intéressant de la limite, avec le regroupement des usages collectifs côté rue et une desserte compacte des logements. Le gabarit utilisé (rez + 2) permet une compacité intéressante pour le projet, tout en restant à l'échelle du reste du quartier. Une majeure partie du projet est en pleine terre et un certain nombre d'arbres sont maintenus". Quant à la commune de Chêne-Bougeries, elle a fondé son préavis négatif sur l'absence du formulaire requis par les directives, et par l'abattage des arbres incompatible selon elle avec le caractère du quartier et la volonté relevée d'avoir des jardinets non-clôturés.
2.4. Confronté à des préavis divergents, le département n'a pas excédé ou abusé du pouvoir d'appréciation que lui confère l'art. 59 al. 4 let. a LCI en choisissant de suivre le préavis de la CA et de la Direction de la planification directrice cantonale et régionale, services composés de spécialistes en matière d'architecture et d'urbanisme. Pour sa part, la cour cantonale relève que la volonté de densifier la zone villas résulte du PDCant approuvé par le Conseil fédéral en janvier 2015 (fiche A04). Cette volonté est concrétisée à l'art. 59 al. 4 LCI, qui permet une augmentation importante de la surface brute de plancher, aux conditions fixées. Au contraire de celle qui est prévue à la let. b de cette disposition (et qui nécessite notamment l'accord de la commune sous la forme d'une délibération municipale), la dérogation prévue à la lettre a de l'art. 59 al. 4 LCI n'est pas qualifiée d'exceptionnelle, mais s'inscrit dans le cadre d'une simple norme potestative. Dès lors, en dépit des objections des recourants, la cour cantonale pouvait retenir sans arbitraire que, par ses dimensions et sa localisation, le projet demeurait à l'échelle du quartier et respectait ainsi les conditions posées à l'art. 59 al. 4 let. a LCI. L'argumentation des recourants, qui se contentent d'opposer leur appréciation à celle de la cour cantonale, doit être écartée dans la mesure où elle est recevable.
S'agissant de la question de l'abattage des arbres, les recourants méconnaissent que le projet a été préavisé favorablement par la Direction générale de l'agriculture et de la nature DGAN dans son préavis liant du 17 août 2018, avec la condition que des arbres soient replantés pour au moins 31'000 fr. et que le projet de replantation soit revu en prévoyant au moins 2 arbres de 1ère grandeur et 2 arbres de 2ème grandeur. Dans son préavis suivant du 4 janvier 2019, l'Office cantonal de l'agriculture et de la nature s'est également prononcé favorablement sous condition; le plan d'abattage devrait être intégralement respecté, et des mesures devaient être prises pour protéger valablement les arbres à maintenir; le suivi devrait être assuré par un arboriste-conseil. Dans ces conditions, le préavis de la commune qui se contente d'affirmer que la totalité des arbres seraient abattus, n'apparaît pas déterminant.
2.5. Les recourants relèvent que le Chef du département avait, le 28 novembre 2019, décidé de ne plus accorder de dérogations concernant la densification en zone villas, au motif que ces dérogations seraient devenues la règle, ce qui aurait conduit à la consommation de 160 hectares de zone villas durant les cinq dernières années (cf. arrêt 1C_676/2019 et 1C_454/2020 du 23 mars 2021 concernant la nature de ce moratoire). Les recourants en déduisent que l'autorisation litigieuse, délivrée un mois avant l'annonce de ce gel, ne remplirait pas non plus les conditions posées par la loi. Sur le vu des considérants qui précède, l'examen concret de la cause conduit au contraire à admettre que les conditions posées à l'art. 59 al. 4 let. a LCI pouvaient en l'espèce être considérées comme réalisées. Les recourants ne sauraient dès lors se prévaloir de la mesure générale annoncée en novembre 2019 pour en déduire que le permis de construire délivré auparavant serait illégal. Le grief doit être rejeté.
3.
Dans un second grief, les recourants estiment que l'arrêt attaqué consacrerait une violation de l'art. 7.5 let. b de la directive n° 7 du règlement cantonal d'application de la loi sur la prévention des sinistres, l'organisation et l'intervention des sapeurs-pompiers (RPSSP, RS/GE F 4 05.01). Selon cette norme, la distance entre l'axe de la place de travail du service du feu et la façade de l'immeuble devrait être de 5 à 12 mètres, alors qu'en l'espèce elle est de plus de 15 mètres. La référence - faite par l'intimée et reprise par la cour cantonale - aux documents de la Coordination suisse des sapeurs-pompiers (CSSP) ne permettrait pas de déroger à une réglementation claire et ne prévoyant pas d'exception. Le préavis positif du Service du feu ne dispenserait pas la cour cantonale d'examiner la question.
3.1. Intitulée "Prévention et sécurité incendie", la directive n° 7 du RPSSP prévoit en particulier que hormis les villas, toute construction doit être facilement accessible aux engins du service du feu (7.2). La directive énonce les principes applicables à l'accessibilité aux appartements, aux compartiments coupe-feu (7.3) ainsi qu'aux voies d'accès. S'agissant de la place de travail des services du feu, le ch. 7.5 énonce ce qui suit:
a) résistance: la résistance du sol de la zone de travail doit être de 8 kg/cm2 (pose des vérins);
b) forme:
- la largeur de la zone de travail doit être de 5 m au minimum,
- la longueur de la zone de travail doit être de 12 m au minimum,
- pour les bâtiments de grande longueur, plusieurs places de travail doivent être aménagées, elles doivent être distantes d'au maximum 20 m,
- la distance entre l'axe de la place de travail et la façade doit être de:
- 5 à 12 m pour un bâtiment dont la dernière dalle est < 9 m de hauteur,
- 5 à 10 m pour un bâtiment dont la dernière dalle est < 22 m,
- 5 à 8 m pour un bâtiment dont la dernière dalle est < 26 m.
La dernière dalle correspond à la dernière dalle à atteindre pour le sauvetage.
c) déclivité: la pente maximum doit être de 11%.
3.2. Edictées par le département compétent en vertu de l'art. 47 RPSSP, les directives - même rédigées comme en l'espèce de manière impérative - sont susceptibles, à l'instar de toute règle de droit, d'interprétation en tenant compte notamment de leur but et de toutes les circonstances du cas d'espèce (ATF 145 II 2 consid. 4.3). Ainsi, pour les bâtiments de moins de 11 m de hauteur totale, la Directive de la Coordination suisse des sapeurs-pompiers (CSSP) concernant les accès, surfaces de manoeuvre et d'appui pour les moyens d'intervention sapeurs-pompiers, ne fixe pas de distance minimale entre le véhicule d'intervention et le bâtiment, mais prévoit une distance de 80 m de longueur de la conduite déployée entre le véhicule d'extinction et l'entrée (ch. 8). En outre, il est précisé (ch. 3) que "les dérogations à cette directive doivent être justifiées dans les documents de demande d'autorisation de construire et l'équivalence des mesures de remplacement appropriées à une intervention efficace des sapeurs-pompiers doit être démontrée. Ces dérogations sont à autoriser par l'autorité de protection incendie compétente en accord avec les sapeurs-pompiers concernés".
Selon le ch. 7.5 précité, la distance minimale entre la place de travail du service du feu et la façade des bâtiments décroît en fonction de la hauteur de ceux-ci. Dès lors, si elle est de 5 à 12 m pour un bâtiment dont la dernière dalle est à 9 m de hauteur ou moins, il n'est pas exclu qu'elle puisse être augmentée pour un bâtiment d'une hauteur largement inférieure. Tel est le cas en l'espèce puisque la dernière dalle du bâtiment projeté se trouve à une hauteur de 5,9 m. Le préavis du Service du feu (positif, sous réserve de certains points sans rapport avec la question de la distance au bâtiment) signifie clairement qu'une légère augmentation de la distance règlementaire a été considérée en l'espèce comme admissible. Dans ces conditions, les recourants ne démontrent pas que l'arrêt attaqué serait arbitraire, dans ses motifs comme dans son résultat.
4.
Pour les motifs qui précèdent, le recours, largement appellatoire, doit être rejeté dans la mesure de sa recevabilité, aux frais des recourants (art. 66 al. 1 et 5 LTF). La constructrice, qui a procédé avec l'aide d'un avocat, a droit à des dépens, également à la charge des recourants (art. 68 al. 2 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2.
Une indemnité de dépens de 4'000 fr. est allouée à l'intimée C._ SA, à la charge solidaire des recourants.
3.
Les frais judiciaires, arrêtés à 4'000 fr., sont mis à la charge des recourants.
4.
Le présent arrêt est communiqué aux mandataires des parties, au Département du territoire de la République et canton de Genève et à la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre administrative.
Lausanne, le 20 janvier 2022
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président : Kneubühler
Le Greffier : Kurz