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光芯片行業深度研究:光電子產業國產化的下一站
作者 | 未(wei)來智庫2022-08-02

芯片:光電子領域核心器件,國產替代正當時

光電子產業明珠,下游應用廣泛

光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)是光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)子領域核(he)心(xin)元器件。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)子器件(國內簡稱光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian))是全(quan)球(qiu)半導(dao)體行業(ye)(ye)的(de)一(yi) 個重(zhong)要(yao)(yao)細(xi)分賽道,隨著光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)半導(dao)體產(chan)業(ye)(ye)的(de)蓬勃(bo)發展(zhan)(zhan),光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)作為(wei)(wei)產(chan)業(ye)(ye)鏈上游核(he)心(xin)元器件, 目前已(yi)經廣泛應用于通(tong)信、工業(ye)(ye)、消費等眾多領域。根(gen)據 Gartner 分類(lei)(lei),光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)子器件包括 CCD、CIS、LED、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子探(tan)測器、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)耦合器、激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)等品(pin)類(lei)(lei)。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)作為(wei)(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)子產(chan)業(ye)(ye)核(he)心(xin) 元器件,按照是否發生光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)信號轉(zhuan)化(hua),可(ke)分為(wei)(wei)有源光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)、無(wu)源光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)兩類(lei)(lei),有源光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)  可(ke)進一(yi)步細(xi)分為(wei)(wei)發射芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)與(yu)接(jie)收芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian);無(wu)源光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)主要(yao)(yao)包括光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)開關(guan)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)分束(shu)器芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)等。 本(ben)篇(pian)報告中我們重(zhong)點討論(lun)激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子探(tan)測芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)等有源光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)的(de)產(chan)業(ye)(ye)發展(zhan)(zhan)趨勢、市場空 間以及國產(chan)化(hua)機遇(yu)。

全(quan)球光(guang)電子(zi)器(qi)件(jian)市(shi)(shi)場(chang)(chang)(chang)規模(mo)(mo)持(chi)續(xu)增(zeng)長(chang),2025 年市(shi)(shi)場(chang)(chang)(chang)規模(mo)(mo)有望(wang)突(tu)破 560 億美(mei)(mei)元。光(guang)芯片(pian)(pian)涵蓋工(gong) 業用高(gao)功率激(ji)光(guang)芯片(pian)(pian)、通(tong)信用高(gao)速率激(ji)光(guang)芯片(pian)(pian)、手機人(ren)臉識別用 VCSEL 等成熟應(ying)用,以及(ji) 車(che)用激(ji)光(guang)雷達(da)和硅光(guang)芯片(pian)(pian)等未來有望(wang)實現(xian)爆發(fa)性增(zeng)長(chang)的(de)新領域(yu)(yu)。我們(men)認為(wei)在通(tong)信、工(gong)業等 領域(yu)(yu)的(de)應(ying)用深化(hua),以及(ji)在車(che)載激(ji)光(guang)雷達(da)等新興領域(yu)(yu)的(de)拓展,光(guang)芯片(pian)(pian)市(shi)(shi)場(chang)(chang)(chang)規模(mo)(mo)有望(wang)持(chi)續(xu)增(zeng)長(chang)。 根據 Gartner 數據,2021 年全(quan)球光(guang)芯片(pian)(pian)(含 CCD、CIS、LED、光(guang)子(zi)探測器(qi)、光(guang)耦(ou)合(he)器(qi)、 激(ji)光(guang)芯片(pian)(pian)等)市(shi)(shi)場(chang)(chang)(chang)規模(mo)(mo)達(da) 414 億美(mei)(mei)元,預計 2025 年市(shi)(shi)場(chang)(chang)(chang)規模(mo)(mo)有望(wang)達(da) 561 億美(mei)(mei)元,對應(ying)期(qi) 間 CAGR=9%。

光(guang)芯(xin)(xin)片(pian)細分(fen)品類多,行業覆蓋領域(yu)廣。除上文中的(de)按(an)照有源/無源分(fen)類,光(guang)芯(xin)(xin)片(pian)還(huan)可以按(an)照 材料體(ti)系及制(zhi)(zhi)造工藝的(de)不同,分(fen)為 InP、GaAs、硅基和薄膜鈮酸鋰四類,其中 InP 襯底(di)主(zhu) 要包括直(zhi)接調制(zhi)(zhi) DFB/電(dian)吸收調制(zhi)(zhi) EML 芯(xin)(xin)片(pian)、探測器 PIN/APD 芯(xin)(xin)片(pian)、放大(da)器芯(xin)(xin)片(pian)、調制(zhi)(zhi)器 芯(xin)(xin)片(pian)等(deng),GaAs 襯底(di)包括高功率激光(guang)芯(xin)(xin)片(pian)、VCSEL 芯(xin)(xin)片(pian)等(deng),硅基襯底(di)包括 PLC、AWG、調 制(zhi)(zhi)器、光(guang)開(kai)關芯(xin)(xin)片(pian)等(deng),LiNbO3 包括調制(zhi)(zhi)器芯(xin)(xin)片(pian)等(deng)。

光(guang)(guang)(guang)芯(xin)片(pian)(pian)目前已(yi)(yi)廣(guang)泛(fan)應用于(yu)(yu)通信、工(gong)業(ye)、消費、照明(ming)等領(ling)(ling)域,下游市場(chang)不斷拓展。例如(ru)在光(guang)(guang)(guang) 通信領(ling)(ling)域,光(guang)(guang)(guang)芯(xin)片(pian)(pian)是光(guang)(guang)(guang)模塊(kuai)光(guang)(guang)(guang)發射(she)組(zu)件(jian)(jian)、光(guang)(guang)(guang)接收組(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)核(he)心元器件(jian)(jian),分(fen)別實(shi)現(xian)了電信號向 光(guang)(guang)(guang)信號、光(guang)(guang)(guang)信號向電信號的(de)(de)轉化,決定著(zhu)光(guang)(guang)(guang)模塊(kuai)的(de)(de)傳(chuan)輸(shu)速率(lv);工(gong)業(ye)領(ling)(ling)域中,光(guang)(guang)(guang)芯(xin)片(pian)(pian)同(tong)熱沉、 光(guang)(guang)(guang)束整形器件(jian)(jian)等組(zu)成(cheng)了光(guang)(guang)(guang)纖激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器、固體激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器的(de)(de)泵(beng)浦源,為(wei)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器內的(de)(de)工(gong)作介質(zhi)實(shi)現(xian)粒 子數反(fan)轉提供能源來源;消費領(ling)(ling)域中,光(guang)(guang)(guang)芯(xin)片(pian)(pian)已(yi)(yi)廣(guang)泛(fan)用于(yu)(yu) 3D 傳(chuan)感(手機(ji)、汽車(che))等場(chang)景, 以車(che)載激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)雷達為(wei)例,光(guang)(guang)(guang)芯(xin)片(pian)(pian)是發射(she)端、接收端核(he)心元件(jian)(jian),決定著(zhu)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)雷達的(de)(de)探測(ce)距離(li)、 分(fen)辨率(lv)等多(duo)個關鍵性能;照明(ming)領(ling)(ling)域方面,具(ju)體產品形態主要為(wei) LED 等。

進口替代星辰大海,國產化漸次突破

光模塊、激光器、激光雷達等中下游環節國產化順利,帶動上游光芯片國產替代進程

光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)模塊(kuai)、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)、激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)雷(lei)達等產業鏈中下游(you)環節(jie)國(guo)產化進展(zhan)順利。目(mu)前(qian)我國(guo)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)模塊(kuai)、 光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)、激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)雷(lei)達等下游(you)細分領域(yu)已具備較強競(jing)爭實(shi)力,推動相關領域(yu)國(guo)產化進展(zhan)持 續邁進。 光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)模塊(kuai)方(fang)面,根據 Lightcounting 于 2022 年(nian)(nian) 5 月(yue)發布的統計(ji)數據,2021 年(nian)(nian)全球前(qian)十大光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)模 塊(kuai)廠商(shang)(shang)(shang),中國(guo)廠商(shang)(shang)(shang)占據六席(xi),分別為(wei)旭創(與(yu)(yu) II-VI 并(bing)列第(di)一(yi))、華為(wei)海思(第(di)三)、海信(xin)寬 帶(第(di)五)、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)迅科技(第(di)六)、華工(gong)正(zheng)源(第(di)八(ba))及新易盛(sheng)(第(di)九(jiu));相比于 2010 年(nian)(nian)全球 前(qian)十大廠商(shang)(shang)(shang)主要(yao)為(wei)海外廠商(shang)(shang)(shang),國(guo)內(nei)僅 WTD(武漢(han)電信(xin)器(qi)件有限公司(si),2012 年(nian)(nian)與(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)迅科技 合并(bing))一(yi)家公司(si)入圍,體現出十年(nian)(nian)以(yi)來(lai)國(guo)產光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)模塊(kuai)廠商(shang)(shang)(shang)競(jing)爭實(shi)力及市場地位的快速提(ti)升;

光纖激(ji)(ji)光器(qi)方面(mian),根據由中(zhong)國(guo)科學(xue)院武漢文(wen)獻(xian)情報中(zhong)心(xin)牽頭編寫的(de)《2022 中(zhong)國(guo)激(ji)(ji)光產(chan)業發 展報告》,國(guo)內(nei)市(shi)(shi)場(chang)(chang)前(qian)三大(da)光纖激(ji)(ji)光器(qi)廠商中(zhong),IPG 市(shi)(shi)場(chang)(chang)份(fen)額由 2018 年(nian)的(de) 49.0%下降至 2021 年(nian)的(de) 28.1%,而銳科激(ji)(ji)光、創鑫(xin)激(ji)(ji)光市(shi)(shi)場(chang)(chang)份(fen)額由 2018 年(nian)的(de) 17.3%/8.9%分(fen)別上升(sheng)至 2021 年(nian)的(de) 27.3%/18.3%,此外杰普特、飛博激(ji)(ji)光、GW 光惠(hui)、大(da)族(zu)光子、熱刺激(ji)(ji)光、凱普林等 國(guo)產(chan)品牌市(shi)(shi)場(chang)(chang)份(fen)額也進入前(qian)列,國(guo)產(chan)替代(dai)步(bu)伐持續邁(mai)進;

激(ji)光(guang)(guang)雷(lei)(lei)(lei)達方(fang)面(mian),國(guo)內完(wan)善的汽車上游零部(bu)件(jian)/光(guang)(guang)通信(xin)產(chan)業鏈(lian)為(wei)激(ji)光(guang)(guang)雷(lei)(lei)(lei)達產(chan)業快速發(fa)展(zhan)奠(dian)定基 礎。根據(ju) Yole 發(fa)布(bu)的《2021 年(nian)汽車與(yu)工業領域激(ji)光(guang)(guang)雷(lei)(lei)(lei)達應用(yong)報告》,截(jie)至(zhi) 2021 年(nian) 9 月, 在全球公(gong)開的 29 個設計(ji)中(zhong)標(design win)中(zhong),中(zhong)國(guo)廠商共有 7 項激(ji)光(guang)(guang)雷(lei)(lei)(lei)達設計(ji)方(fang)案,其 中(zhong)速騰聚(ju)創(chuang)、覽(lan)沃科(ke)技、華為(wei)和禾賽科(ke)技分(fen)別(bie)為(wei) 3/2/1/1 項,合計(ji)占全球方(fang)案總數的 23%, 是(shi)全球激(ji)光(guang)(guang)雷(lei)(lei)(lei)達市場重要(yao)參與(yu)者。

光芯片部分細分市場已處于國產化加速滲透階段

在中(zhong)下(xia)(xia)游(you)的激光器及相關設備國(guo)產(chan)化進(jin)展持續推進(jin)背景下(xia)(xia),光芯(xin)(xin)片(pian)(pian)作(zuo)為上(shang)游(you)核心元(yuan)器件是 我國(guo)光電子領域國(guo)產(chan)化下(xia)(xia)一階(jie)段(duan)亟需(xu)突(tu)破的重點環(huan)節。從國(guo)產(chan)化進(jin)展來看,當前我國(guo)高(gao)功 率激光芯(xin)(xin)片(pian)(pian)、部分高(gao)速(su)率激光芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(10G、25G 等)等已處(chu)于國(guo)產(chan)化加速(su)突(tu)破階(jie)段(duan);而光 探(tan)測(ce)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)、25G 以(yi)上(shang)高(gao)速(su)率激光芯(xin)(xin)片(pian)(pian)仍處(chu)于進(jin)口替代早期階(jie)段(duan),未來國(guo)產(chan)化提升空間廣闊。

制造工藝壁壘高,頭部廠商多采用 IDM 生產模式

光(guang)(guang)芯片工(gong)(gong)(gong)藝(yi)流程主要(yao)包(bao)括芯片設計、外延(yan)生(sheng)長、晶圓制造等(deng)(deng)(deng)環節(jie),頭(tou)部廠(chang)商多采(cai)用 IDM 生(sheng) 產(chan)模式(shi)(shi)。相比于大規(gui)模集成(cheng)電(dian)(dian)路已(yi)形(xing)成(cheng)高(gao)度的(de)產(chan)業鏈分工(gong)(gong)(gong),光(guang)(guang)芯片行(xing)業尚未形(xing)成(cheng)成(cheng)熟的(de)設 計-代工(gong)(gong)(gong)-封測(ce)產(chan)業鏈。海外頭(tou)部光(guang)(guang)芯片廠(chang)商如 II-IV、Lumentum 等(deng)(deng)(deng)多采(cai)用 IDM(Integrated Device Manufacture,垂直整合(he)制造)模式(shi)(shi),主要(yao)系光(guang)(guang)電(dian)(dian)子器件遵循特色工(gong)(gong)(gong)藝(yi),相比以(yi)(yi)線(xian)(xian)寬 為(wei)基(ji)準的(de)邏輯工(gong)(gong)(gong)藝(yi),特色工(gong)(gong)(gong)藝(yi)的(de)競爭(zheng)能力(li)更(geng)加(jia)綜合(he),包(bao)括工(gong)(gong)(gong)藝(yi)、產(chan)品、服務(wu)、平臺等(deng)(deng)(deng)多個(ge) 維度。光(guang)(guang)芯片技術門(men)檻高(gao)、產(chan)品線(xian)(xian)難以(yi)(yi)標準化(hua),廠(chang)商采(cai)用 IDM 模式(shi)(shi)可以(yi)(yi)擁有(you)單獨(du)生(sheng)產(chan)光(guang)(guang)芯 片的(de)能力(li),實現生(sheng)產(chan)環節(jie)協同(tong)優化(hua),滿足(zu)客戶多樣化(hua)需(xu)求。

IDM 廠(chang)商(shang)具(ju)有較強(qiang)的(de)(de)(de)橫(heng)向產(chan)品擴張能力。各類有源(yuan)、無源(yuan)芯(xin)片(pian)核(he)心工(gong)藝(yi)(yi)均(jun)包括外延生長、 光(guang)(guang)刻(ke)(ke)、刻(ke)(ke)蝕、鍍膜等環(huan)節,根據長光(guang)(guang)華芯(xin)《4 月 28 日(ri)投資(zi)者關(guan)系(xi)活動記(ji)錄表》,三五族化(hua)合 物半導體的(de)(de)(de)光(guang)(guang)電子芯(xin)片(pian)領域中(zhong)約 70%的(de)(de)(de)設(she)備和工(gong)藝(yi)(yi)具(ju)備互通(tong)性,因(yin)此(ci) IDM 模(mo)式下公司(si)更容(rong) 易依托自(zi)身工(gong)藝(yi)(yi)平臺進行(xing)產(chan)品的(de)(de)(de)橫(heng)向拓(tuo)展。以(yi)長光(guang)(guang)華芯(xin)為例,公司(si)依托在高(gao)功率半導體激(ji) 光(guang)(guang)芯(xin)片(pian)的(de)(de)(de)研發、技術及產(chan)業(ye)化(hua)的(de)(de)(de)“支點”優勢(shi),橫(heng)向擴展至(zhi) VCSEL 芯(xin)片(pian)及光(guang)(guang)通(tong)信(xin)芯(xin)片(pian)等 領域,提升公司(si)綜合服務能力。

光(guang)芯片上游(you)材料、設(she)(she)備:國(guo)產化(hua)(hua)替代全面(mian)推(tui)(tui)進(jin)(jin),設(she)(she)備基本實現自主(zhu)(zhu)可(ke)控。光(guang)芯片產業(ye)(ye)鏈上 游(you)為(wei)材料及生(sheng)產設(she)(she)備。材料方面(mian)主(zhu)(zhu)要(yao)為(wei)三五(wu)族化(hua)(hua)合物半導(dao)體襯底(di),國(guo)內科研(yan)機構(gou)、企業(ye)(ye)等 積極(ji)推(tui)(tui)進(jin)(jin)襯底(di)國(guo)產化(hua)(hua)替代;設(she)(she)備方面(mian)主(zhu)(zhu)要(yao)包括 MOCVD 設(she)(she)備、光(guang)刻機、刻蝕(shi)機、濺射鍍(du)膜 機等,與數字 IC 先進(jin)(jin)制程相比(bi),光(guang)芯片并不依賴最先進(jin)(jin)半導(dao)體工藝制程的設(she)(she)備,目前已基 本可(ke)實現國(guo)產化(hua)(hua)自主(zhu)(zhu)可(ke)控。

他山之石——II-VI、Lumentum 啟示錄:精耕細作,橫向擴張

II-VI、Lumentum 等(deng)廠商市場布(bu)(bu)局全面(mian),通信(xin)(xin)、工(gong)業(ye)、消費(fei)(fei)、國(guo)防(fang)(fang)等(deng)全面(mian)布(bu)(bu)局。根據我們(men) 的(de)(de)梳理,II-VI、Lumentum 等(deng)海(hai)外領(ling)(ling)先的(de)(de)光(guang)(guang)芯片/光(guang)(guang)器件(jian)廠商布(bu)(bu)局的(de)(de)市場領(ling)(ling)域(yu)較為(wei)全面(mian),其 中 Lumentum 公(gong)(gong)司 2021 財(cai)年(nian)營(ying)(ying)(ying)收(shou)(shou)為(wei) 17.4 億美(mei)元,同(tong)比(bi)(bi)增長 3.8%;業(ye)務結(jie)構方(fang)面(mian),電信(xin)(xin)& 數通產(chan)品(pin)、工(gong)業(ye)&消費(fei)(fei)產(chan)品(pin)、激光(guang)(guang)器產(chan)品(pin)營(ying)(ying)(ying)收(shou)(shou)占(zhan)比(bi)(bi)分別(bie)為(wei) 61%、32%、7%。II-VI 公(gong)(gong)司方(fang)面(mian), 2021 財(cai)年(nian)營(ying)(ying)(ying)收(shou)(shou)為(wei) 31.1 億美(mei)元,同(tong)比(bi)(bi)增長 30.5%;業(ye)務結(jie)構方(fang)面(mian),總體可分為(wei)光(guang)(guang)子解決方(fang) 案和化合(he)物(wu)半導體兩大板塊,其中化合(he)物(wu)半導體業(ye)務所切入(ru)的(de)(de)下游領(ling)(ling)域(yu)中,消費(fei)(fei)電子市場、 工(gong)業(ye)市場營(ying)(ying)(ying)收(shou)(shou)貢獻均(jun)約為(wei) 26%,其次(ci)分別(bie)為(wei)國(guo)防(fang)(fang)(19%)、通信(xin)(xin)(13%)、其他(ta)(包含醫療、 汽車電子等(deng),約占(zhan) 17%)。可以看到(dao)海(hai)外光(guang)(guang)芯片/光(guang)(guang)器件(jian)廠商所切入(ru)的(de)(de)下游市場中,通信(xin)(xin)、 工(gong)業(ye)、消費(fei)(fei)、國(guo)防(fang)(fang)等(deng)領(ling)(ling)域(yu)均(jun)實(shi)現了較為(wei)全面(mian)的(de)(de)布(bu)(bu)局。

國(guo)內光(guang)芯(xin)(xin)片(pian)廠(chang)商(shang)(shang)市(shi)場(chang)布局相對單一(yi),未(wei)來(lai)發展(zhan)有望(wang)(wang)對標海外(wai)(wai)廠(chang)商(shang)(shang),橫向拓展(zhan)空間廣(guang)。國(guo)內 廠(chang)商(shang)(shang)方面,以(yi)長光(guang)華芯(xin)(xin)為例,除營(ying)收體(ti)量(liang)尚小(xiao)的(de)(de) VCSEL 業務以(yi)外(wai)(wai),1H21 公(gong)司(si)所布局的(de)(de)下 游(you)(you)市(shi)場(chang)包括(kuo):工(gong)業(營(ying)收占比(bi) 77%)、科研及國(guo)防(21%)、醫美(1%),可以(yi)看出(chu)公(gong)司(si)目 前下游(you)(you)市(shi)場(chang)尚以(yi)工(gong)業/國(guo)防等(deng)高(gao)功率應(ying)用(yong)場(chang)景為主(zhu)。我們認(ren)為未(wei)來(lai)國(guo)內高(gao)功率激光(guang)芯(xin)(xin)片(pian)領(ling)先 廠(chang)商(shang)(shang)有望(wang)(wang)對標 II-VI、Lumentum 等(deng)海外(wai)(wai)廠(chang)商(shang)(shang),業務布局橫向擴(kuo)展(zhan)至光(guang)通(tong)(tong)信(xin)、消(xiao)費等(deng)領(ling)域(yu), 一(yi)方面由于(yu)通(tong)(tong)信(xin)等(deng)下游(you)(you)市(shi)場(chang)需(xu)求廣(guang)闊(kuo)(根據 Laser Focus World,2020 年全球激光(guang)器(qi)下游(you)(you) 市(shi)場(chang)中,通(tong)(tong)信(xin)與(yu)光(guang)存儲市(shi)場(chang)占比(bi) 24.35%,為激光(guang)器(qi)應(ying)用(yong)第二大(da)市(shi)場(chang)),光(guang)芯(xin)(xin)片(pian)廠(chang)商(shang)(shang)可通(tong)(tong)過 橫向拓展(zhan)打開成長天花板;另(ling)一(yi)方面,光(guang)通(tong)(tong)信(xin)、VCSEL 等(deng)芯(xin)(xin)片(pian)制造工(gong)藝(yi)與(yu)高(gao)功率半(ban)導體(ti)激 光(guang)芯(xin)(xin)片(pian)工(gong)藝(yi)復用(yong)程度較高(gao),廠(chang)商(shang)(shang)基于(yu)自身(shen)技術積累有望(wang)(wang)順利切(qie)入。

海外公司業績&股價復盤:II-VI

II-VI 公(gong)(gong)(gong)司(si)成立于(yu)(yu) 1971 年(nian)(nian)(nian),于(yu)(yu) 1987 年(nian)(nian)(nian)登陸(lu)納斯達克上市(shi)。II-VI 公(gong)(gong)(gong)司(si)發展初(chu)期業務(wu)聚(ju)焦于(yu)(yu)碲 化(hua)鎘等(deng) II-VI 族化(hua)學(xue)元素相關材料,用于(yu)(yu)二氧化(hua)碳激(ji)光(guang)器(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)核心光(guang)學(xue)元器(qi)(qi)件等(deng)。步(bu)入 20 世(shi)紀 90 年(nian)(nian)(nian)代后(hou),II-VI 開始嘗試通(tong)過外(wai)延(yan)并(bing)購(gou)(gou)的(de)方式實現業務(wu)領(ling)域(yu)的(de)擴張,早期具有里程碑 意(yi)義的(de)收(shou)(shou)(shou)(shou)購(gou)(gou)包括 2000 年(nian)(nian)(nian) II-VI 收(shou)(shou)(shou)(shou)購(gou)(gou) Laser Power Optics 公(gong)(gong)(gong)司(si),強化(hua)了自身在紅外(wai)光(guang)學(xue)領(ling)域(yu) 的(de)競爭地位(wei);以(yi)及 2010 年(nian)(nian)(nian)收(shou)(shou)(shou)(shou)購(gou)(gou)高意(yi)(Photop),該(gai)收(shou)(shou)(shou)(shou)購(gou)(gou)開啟了 II-VI 公(gong)(gong)(gong)司(si)進軍光(guang)通(tong)信市(shi)場的(de) 帷幕。近(jin)年(nian)(nian)(nian)來(lai) II-VI 公(gong)(gong)(gong)司(si)的(de)重要收(shou)(shou)(shou)(shou)購(gou)(gou)包括 2018 年(nian)(nian)(nian)收(shou)(shou)(shou)(shou)購(gou)(gou)全(quan)球光(guang)通(tong)信領(ling)域(yu)頭部公(gong)(gong)(gong)司(si) Finisar,以(yi) 及 2022 年(nian)(nian)(nian)收(shou)(shou)(shou)(shou)購(gou)(gou)全(quan)球激(ji)光(guang)器(qi)(qi)及激(ji)光(guang)設(she)備領(ling)先企業 Coherent 等(deng)。下文中(zhong)(zhong)我們(men)重點對 2010 年(nian)(nian)(nian) 后(hou)(即收(shou)(shou)(shou)(shou)購(gou)(gou)高意(yi)后(hou))II-VI 公(gong)(gong)(gong)司(si)發展歷程進行復盤,分析各階段其業績變化(hua)背(bei)后(hou)的(de)驅動因素 及股價表現。

2010 年(nian)(nian) 1 月~2011 年(nian)(nian) 5 月:期間(jian)股價最大漲幅達 131%,主要系期間(jian)公(gong)司(si)業績取得較快成 長的(de)(de)驅動。公(gong)司(si)營(ying)收由(you) FY2010(截至(zhi) 2010 年(nian)(nian) 6 月 30 日(ri)的(de)(de)前 12 個月)的(de)(de) 3.45 億美(mei)元(yuan)增(zeng) 長至(zhi) FY2011 的(de)(de) 5.03 億美(mei)元(yuan),同比(bi)增(zeng)速為(wei) 46%,公(gong)司(si)的(de)(de)多(duo)業務(wu)部門營(ying)收均實(shi)現較快增(zeng)長; 凈利潤由(you) FY2010 的(de)(de) 0.39 億美(mei)元(yuan)增(zeng)長至(zhi) FY2011 的(de)(de) 0.83 億美(mei)元(yuan),同比(bi)增(zeng)速為(wei) 114%,凈利 潤的(de)(de)增(zeng)長一方面系公(gong)司(si)營(ying)收規(gui)模的(de)(de)提升,另一方面系合并 Photop 提高了公(gong)司(si)利潤率水平。

2011 年(nian) 5 月~2014 年(nian) 10 月:期間股價(jia)最大跌(die)(die)幅達 60%,主要系(xi)期間公(gong)司(si)(si)業績(ji)承(cheng)壓。公(gong)司(si)(si) 營(ying)收(shou)由 FY2012的(de)(de)(de)(de) 5.03億美(mei)(mei)元(yuan)增長(chang)至(zhi) FY2014的(de)(de)(de)(de) 6.83億美(mei)(mei)元(yuan),對(dui)應期間 CAGR為 13.05%, 增長(chang)主要系(xi)公(gong)司(si)(si)并購(gou) Laser Enterprise、Network Solutions 等帶來(lai)的(de)(de)(de)(de)增長(chang)及(ji)光子學業務受益 于全球通信市場需(xu)求擴張等因素的(de)(de)(de)(de)拉動;凈(jing)(jing)利潤由 FY2012 的(de)(de)(de)(de) 0.60 億美(mei)(mei)元(yuan)持續下(xia)滑至(zhi) FY2014 的(de)(de)(de)(de) 0.38 億美(mei)(mei)元(yuan),主要系(xi)光伏市場及(ji)中(zhong)國冶金市場需(xu)求疲軟(ruan)使硒(xi)、碲價(jia)格下(xia)跌(die)(die),導 致公(gong)司(si)(si)毛利率下(xia)降(jiang),公(gong)司(si)(si)毛利率由 FY2011 年(nian)的(de)(de)(de)(de) 41.2%下(xia)降(jiang)至(zhi) FY2014 的(de)(de)(de)(de) 33.2%;另(ling)一方 面并購(gou)帶來(lai)的(de)(de)(de)(de)交易費用(yong)也導致業績(ji)承(cheng)壓。為了(le)減緩硒(xi)、碲價(jia)格持續下(xia)跌(die)(die)對(dui)公(gong)司(si)(si)造(zao)成(cheng)凈(jing)(jing)利潤 持續下(xia)滑的(de)(de)(de)(de)影響,公(gong)司(si)(si)于 FY2013 停止碲的(de)(de)(de)(de)產線(xian)以及(ji)對(dui)硒(xi)進行減產,并且通過(guo)收(shou)購(gou) Laser Enterprise 和 Network Solutions 等公(gong)司(si)(si),以進一步切入光通信賽(sai)道。

2014 年(nian)(nian) 10 月~2018 年(nian)(nian) 1 月:期間股(gu)價最大漲(zhang)幅達(da) 375%,主要(yao)系期間公(gong)(gong)(gong)司(si)業(ye)(ye)(ye)績復蘇,且 在(zai)此(ci)階段公(gong)(gong)(gong)司(si)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)(chang)動能(neng)實(shi)現向光通(tong)(tong)信業(ye)(ye)(ye)務(wu)的(de)轉變。公(gong)(gong)(gong)司(si)營收由 FY2015 的(de) 7.42 億美元增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)(chang) 至(zhi) FY2018 的(de) 11.59 億美元,對應(ying)期間 CAGR 為 16.02%,其中 FY2015 營收的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)(chang)主要(yao) 系激光解(jie)(jie)決方(fang)案(an)業(ye)(ye)(ye)務(wu)(工業(ye)(ye)(ye)市(shi)(shi)場(chang))的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)(chang)的(de)驅動,而自 FY2016 起激光解(jie)(jie)決方(fang)案(an)業(ye)(ye)(ye)務(wu)出現 放(fang)緩,光子學業(ye)(ye)(ye)務(wu)快速成長(chang)(chang)受益于(yu)中國(guo)寬帶網絡(luo)建設(she)、全(quan)球數據(ju)中心市(shi)(shi)場(chang)需求擴張等因素, II-VI 公(gong)(gong)(gong)司(si)的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)(chang)動能(neng)實(shi)現由工業(ye)(ye)(ye)市(shi)(shi)場(chang)向光通(tong)(tong)信市(shi)(shi)場(chang)的(de)切換;公(gong)(gong)(gong)司(si)凈利潤(run)由 FY2015 的(de) 0.66 億美元增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)(chang)至(zhi) FY2018 的(de) 0.88 億美元,對應(ying)期間 CAGR 為 10.06%,凈利潤(run)的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)(chang)一方(fang)面(mian) 系公(gong)(gong)(gong)司(si)營收的(de)提(ti)(ti)升(sheng)(sheng),另一方(fang)面(mian)在(zai)并購業(ye)(ye)(ye)務(wu)產生(sheng)的(de)協調效應(ying)下(xia)(xia)產品組(zu)合利潤(run)率提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)等因素推(tui) 動下(xia)(xia),公(gong)(gong)(gong)司(si)毛利率由 FY2015 年(nian)(nian)的(de) 36.6%提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)至(zhi) FY2018 的(de) 39.9%。

018 年(nian)(nian) 1 月~2020 年(nian)(nian) 3 月:期間(jian)(jian)股價(jia)最(zui)大跌幅達 49%,市(shi)場主(zhu)要擔(dan)憂(you):1)公(gong)(gong)司(si)通(tong)信領域(yu) 業(ye)(ye)務增長(chang)放緩;2)中美貿(mao)易(yi)摩(mo)擦背景下,公(gong)(gong)司(si)在中國市(shi)場業(ye)(ye)務或受阻;3)公(gong)(gong)司(si) VCSEL 業(ye)(ye)務發展(zhan)不(bu)及預期。期間(jian)(jian)公(gong)(gong)司(si)營收(shou)由(you) FY2018 的 11.59 億(yi)美元(yuan)(yuan)增長(chang)至 FY2020 的 23.58 億(yi) 美元(yuan)(yuan),對應期間(jian)(jian) CAGR 為 42.65%,增長(chang)主(zhu)要系(xi)收(shou)購 Finisar 帶來營收(shou)的增長(chang)。FY2018~ FY2020 凈利(li)潤(run)分(fen)別為 0.88/1.08/-0.67 億(yi)美元(yuan)(yuan),FY2020 年(nian)(nian)凈利(li)潤(run)為負主(zhu)要系(xi)受收(shou)購 Finisar 產(chan)生的收(shou)購費用所影(ying)響,毛利(li)率也因此降低(di),由(you) FY2018 年(nian)(nian)的 39.9%降低(di)至 FY2020 的 34.4%。公(gong)(gong)司(si)業(ye)(ye)績該階段進(jin)入調整期,期間(jian)(jian)通(tong)過收(shou)購 Finisar 以強化在光通(tong)信領域(yu)競爭實力(li)。

2020 年 3 月~2021 年 2 月:期間股價最大(da)漲幅(fu)達(da) 344%,公(gong)司(si)(si)營(ying)收(shou)(shou)由(you) FY2020 的(de) 23.58 億 美(mei)(mei)元(yuan)(yuan)增長(chang)至 FY2021 的(de) 31.06 億美(mei)(mei)元(yuan)(yuan),同(tong)(tong)比增速達(da) 31.72%,增長(chang)主要(yao)系化(hua)合物半(ban)導體業(ye)務(wu) 中(zhong) 3D 傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)業(ye)務(wu)快速增長(chang)以及光子(zi)解決方案業(ye)務(wu)受(shou)益于 Finiasr 并表等因素影響,公(gong)司(si)(si)在通(tong) 信(xin)(xin)(xin)、消費(fei)(fei)電子(zi)、生命科學等終端(duan)市(shi)場(chang)的(de)收(shou)(shou)入大(da)幅(fu)度增長(chang),通(tong)信(xin)(xin)(xin)市(shi)場(chang)光通(tong)信(xin)(xin)(xin)產(chan)品(pin)(pin)收(shou)(shou)入增長(chang) 30%, 3D 傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)產(chan)品(pin)(pin)的(de)強烈需(xu)求推動消費(fei)(fei)電子(zi)產(chan)品(pin)(pin)收(shou)(shou)入增長(chang) 119%,生命科學市(shi)場(chang)收(shou)(shou)入增長(chang) 65%; FY2021 凈利(li)潤達(da) 2.98 億美(mei)(mei)元(yuan)(yuan),同(tong)(tong)比扭虧(kui)為(wei)盈(ying),一方面系公(gong)司(si)(si)營(ying)收(shou)(shou)的(de)提升(sheng),另一方面是上 年因收(shou)(shou)購 Finisar 增加(jia)了大(da)量(liang)的(de)收(shou)(shou)購費(fei)(fei)用而導致(zhi)毛利(li)率(lv)水平(ping)較(jiao)低(di),該年度毛利(li)率(lv)顯著回升(sheng), 公(gong)司(si)(si)毛利(li)率(lv)由(you) FY2020 年的(de) 34.4%回升(sheng)至 39.2%。

2021 年 2 月(yue)至(zhi)今:期間(jian)股價最大跌(die)幅(fu)達 53%,主(zhu)要(yao)系供(gong)(gong)應(ying)鏈影(ying)(ying)響(xiang)拖累公(gong)司(si)(si)業績。根(gen)據 FY3Q22 財報顯示,公(gong)司(si)(si)營收由 FY2021M9 的 22.98 億(yi)(yi)美元增(zeng)(zeng)長至(zhi) FY2022M9 的 24.30 億(yi)(yi) 美元,同比增(zeng)(zeng)速達 6%,增(zeng)(zeng)速較為平緩(huan),增(zeng)(zeng)速平緩(huan)主(zhu)要(yao)系受疫情及供(gong)(gong)應(ying)鏈影(ying)(ying)響(xiang),公(gong)司(si)(si)表示因(yin) 供(gong)(gong)應(ying)鏈短缺對 FY3Q22 營收的負(fu)面影(ying)(ying)響(xiang)達 0.65 億(yi)(yi)美元,預(yu)計下(xia)一季度供(gong)(gong)應(ying)鏈帶來的負(fu)面影(ying)(ying) 響(xiang)將(jiang)提升至(zhi) 1 億(yi)(yi)美元;FY2022M9 凈利潤實現小(xiao)幅(fu)度下(xia)降主(zhu)要(yao)系公(gong)司(si)(si)研發費(fei)(fei)(fei)用及合并所耗 費(fei)(fei)(fei)的交易費(fei)(fei)(fei)用的上升。

高功率激光芯片:國內頭部廠商技術突破,國產替代加速

高(gao)功率(lv)半(ban)導體激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)作為(wei)(wei)(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖/固體激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器泵浦源的(de)核(he)(he)心(xin)能(neng)(neng)量來源,是(shi)決(jue)定(ding)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器性(xing)能(neng)(neng)及(ji)(ji) 成本的(de)核(he)(he)心(xin)元(yuan)器件。展(zhan)望行(xing)業(ye)未來發(fa)展(zhan)趨勢,我(wo)們(men)判斷: 1) 隨著激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器行(xing)業(ye)降本的(de)持(chi)(chi)續(xu)(xu)推(tui)進(jin)(jin),以及(ji)(ji)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)焊接、清洗、熔覆(fu)等新興(xing)需求(qiu)(qiu)的(de)涌(yong)現,我(wo)們(men) 認(ren)為(wei)(wei)(wei)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器行(xing)業(ye)滲透率(lv)提升(sheng)空間依舊廣闊,有望帶(dai)動(dong)上游半(ban)導體激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)市場(chang)規模持(chi)(chi)續(xu)(xu) 增長(chang)。我(wo)們(men)測算國(guo)內激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)(除光(guang)(guang)(guang)(guang)通信)市場(chang)規模有望由(you) 2021 年(nian)的(de) 9 億元(yuan)增長(chang)至(zhi) 2023 年(nian)的(de) 17 億元(yuan),對應 2021~2023 年(nian) CAGR 為(wei)(wei)(wei) 33.3%; 2) 在下游激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器廠商(shang)降本訴(su)求(qiu)(qiu)推(tui)動(dong)下,激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)向更高(gao)功率(lv)快速迭(die)代,或帶(dai)動(dong)行(xing)業(ye)門(men)檻持(chi)(chi) 續(xu)(xu)提升(sheng),頭部廠商(shang)盈利能(neng)(neng)力預(yu)計(ji)維(wei)持(chi)(chi)高(gao)位(wei); 3) 在光(guang)(guang)(guang)(guang)纖激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器行(xing)業(ye)國(guo)產替(ti)代持(chi)(chi)續(xu)(xu)推(tui)進(jin)(jin),以及(ji)(ji)供應鏈安全訴(su)求(qiu)(qiu)背景下,預(yu)計(ji)將進(jin)(jin)一步拉動(dong) 國(guo)產激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)需求(qiu)(qiu)。

隨(sui)著長光(guang)(guang)(guang)華芯(xin)等(deng)高(gao)功率激光(guang)(guang)(guang)芯(xin)片領(ling)域(yu)頭(tou)部國(guo)(guo)產(chan)(chan)廠商技術(shu)的(de)持續突破,技術(shu)實力已達到全球 領(ling)先水(shui)平;客戶(hu)方面,長光(guang)(guang)(guang)華芯(xin)等(deng)公(gong)司已切入銳科激光(guang)(guang)(guang)、創鑫激光(guang)(guang)(guang)等(deng)頭(tou)部光(guang)(guang)(guang)纖激光(guang)(guang)(guang)器廠商, 推(tui)動(dong)對 Osram、II-VI、Lumentum 等(deng)海外廠商進口替(ti)代(dai)的(de)步伐。未(wei)來隨(sui)著國(guo)(guo)產(chan)(chan)更高(gao)功率產(chan)(chan) 品的(de)導入以及(ji)新建(jian)產(chan)(chan)能(neng)的(de)落地,有望加(jia)速(su)國(guo)(guo)產(chan)(chan)份額提(ti)(ti)升(sheng),我們預計國(guo)(guo)產(chan)(chan)廠商份額有望由(you) 2020 年(nian)的(de) 21%提(ti)(ti)升(sheng)至 2025 年(nian)的(de) 80%。

高功率半導體激光芯片是決定激光器性能的核心元件

高功率(lv)半導體(ti)(ti)(ti)激(ji)光(guang)(guang)(guang)芯(xin)片(pian):激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)泵(beng)浦(pu)(pu)源核心上游。高功率(lv)半導體(ti)(ti)(ti)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)芯(xin)片(pian)可(ke)用于制造光(guang)(guang)(guang) 纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)和固(gu)體(ti)(ti)(ti)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)泵(beng)浦(pu)(pu)源,其工作原理是通過對激(ji)光(guang)(guang)(guang)工作物質的激(ji)勵和抽運激(ji)活粒子 到高能(neng)級,從而(er)實現粒子數反轉。半導體(ti)(ti)(ti)激(ji)光(guang)(guang)(guang)泵(beng)浦(pu)(pu)源主要由(you) COS 芯(xin)片(pian)(激(ji)光(guang)(guang)(guang)芯(xin)片(pian)、熱(re)沉等)、 殼體(ti)(ti)(ti)及其他材料(liao)組成(cheng),根據《激(ji)光(guang)(guang)(guang)制造商情》(2020 年 08 月刊 130 期),泵(beng)浦(pu)(pu)源成(cheng)本(ben)可(ke)占(zhan) 光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)總成(cheng)本(ben)比例的 50%以上。

技術發展:持續向更高功率快速迭代,行業門檻抬升

光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)廠商(shang)降(jiang)本(ben)(ben)訴求推動下(xia),高(gao)功(gong)率(lv)半導體(ti)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)芯(xin)片(pian)輸出功(gong)率(lv)持(chi)續(xu)提(ti)升。伴隨光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji) 光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)的國產替(ti)代加速與激(ji)(ji)(ji)烈市場競爭,激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)價(jia)格呈逐(zhu)年(nian)(nian)下(xia)降(jiang)趨勢。根據(ju)《2020 中(zhong)國激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang) 產業發展報告》,以 6kw 激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)為例,2017 年(nian)(nian)國產及(ji)進(jin)口的平均價(jia)格分(fen)別(bie)為 75~120、 120~180 萬(wan)元,而(er) 2019 年(nian)(nian)國產及(ji)進(jin)口的平均價(jia)格分(fen)別(bie)下(xia)降(jiang)至 30~40、55~65 萬(wan)元。通過 提(ti)高(gao)單管芯(xin)片(pian)功(gong)率(lv),可以顯著減少芯(xin)片(pian)及(ji)配套器(qi)(qi)件的使用,降(jiang)低泵(beng)源用的光(guang)(guang)(guang)學材料(liao)成(cheng)本(ben)(ben)和 結構成(cheng)本(ben)(ben)。根據(ju)創鑫(xin)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)招股書,2017 年(nian)(nian)創鑫(xin)突(tu)破 12W 單管芯(xin)片(pian)泵(beng)源,使聲光(guang)(guang)(guang)調 Q 脈沖 光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)自(zi)制(zhi)泵(beng)源單位成(cheng)本(ben)(ben)同比下(xia)降(jiang) 42.43%,2018 年(nian)(nian)公司研發 18W 芯(xin)片(pian)泵(beng)源,進(jin)一步 使泵(beng)源單位成(cheng)本(ben)(ben)同比下(xia)降(jiang) 12.50%。

激(ji)光芯片(pian)(pian)廠商通(tong)過持續提升產品輸出功率鞏固競爭實力。以國(guo)產高(gao)功率半導(dao)體激(ji)光芯片(pian)(pian)廠 商長光華(hua)芯產品發展歷程來看,長光華(hua)芯成立(li)于 2012 年,成立(li)之(zhi)初研發出 13W 以上高(gao)亮 度(du)單(dan)管芯片(pian)(pian);2019 年推(tui)出 15W 單(dan)管芯片(pian)(pian),2020 年推(tui)出 18W、25W 單(dan)管芯片(pian)(pian),2021 年實 現 30W 單(dan)管芯片(pian)(pian)量產,產品向更高(gao)功率段(duan)持續快速(su)迭代(dai)。

市場空間:2023 年國內激光芯片(除光通信)市場規模有望達 17 億元

我們測(ce)算至 2023 年,國內激光(guang)芯片(除光(guang)通(tong)信(xin))市場(chang)規模有望由 2021 年的 8.9 億元增長 至 17.3 億元,對應期間 CAGR 為 33.3%。我們基于如下假設:

1) 根據(ju)《2021 中(zhong)國激(ji)光(guang)(guang)(guang)產(chan)業(ye)發(fa)展(zhan)報告》,2020 年國內(nei)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)出(chu)貨量(liang)(工業(ye)用)為(wei)(wei)(wei) 56000 臺(tai)(tai), 其(qi)中(zhong) 1-3kW 、 3-6kW 、6-10kW 及 10kW 以(yi)上 功(gong)率(lv)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)出(chu) 貨量(liang)分(fen)別(bie)(bie) 為(wei)(wei)(wei) 38000/14000/2400/1600 臺(tai)(tai)。我們認為(wei)(wei)(wei) 1-3kW 光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)有望受(shou)手持(chi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊接市(shi)(shi)場(chang)需 求推動而實現(xian)快速增長,6kW 以(yi)上光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)市(shi)(shi)場(chang)規模主要(yao)隨高功(gong)率(lv)市(shi)(shi)場(chang)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)需求 持(chi)續增長,假設 2021~2023 年 1-3kW 同比(bi)(bi)增速分(fen)別(bie)(bie)為(wei)(wei)(wei) 90%/70%/60%,3-6kW 同比(bi)(bi) 增速分(fen)別(bie)(bie)為(wei)(wei)(wei) 95%/70%/60%,6-10kW 同比(bi)(bi)增速分(fen)別(bie)(bie)為(wei)(wei)(wei) 100%/95%/85%,10kW 以(yi)上同 比(bi)(bi)增速分(fen)別(bie)(bie)為(wei)(wei)(wei) 120%/105%/100%,則我們預計 2021~2023 年國內(nei)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)出(chu)貨功(gong) 率(lv)同比(bi)(bi)增速分(fen)別(bie)(bie)為(wei)(wei)(wei) 96%/77%/69%。

2) 根據(ju)長光(guang)(guang)華芯招股(gu)書,截至 2021 年(nian)底(di)公司單管(guan)芯片電(dian)光(guang)(guang)轉(zhuan)換效率(lv)(lv)(lv)達(da)(da) 60%~65%,產品(pin) 技術水(shui)平(ping)(ping)與(yu)國(guo)外先進水(shui)平(ping)(ping)同步(bu),我們(men)保守估計 2021~2023 年(nian)國(guo)內光(guang)(guang)纖(xian)激光(guang)(guang)器電(dian)光(guang)(guang)轉(zhuan) 換效率(lv)(lv)(lv)保持(chi) 60%不變(bian)。根據(ju)創鑫(xin)激光(guang)(guang)招股(gu)書,公司合(he)束器產品(pin)耦合(he)輸(shu)出總體合(he)束效率(lv)(lv)(lv) 超過 98%,耦合(he)效率(lv)(lv)(lv)達(da)(da)國(guo)內先進水(shui)平(ping)(ping),我們(men)假設激光(guang)(guang)芯片耦合(he)輸(shu)出效率(lv)(lv)(lv) 2021~2023 年(nian)保持(chi)穩定,維持(chi)在(zai) 98%;

3) 激(ji)光(guang)(guang)芯(xin)片(pian)單(dan)(dan)瓦(wa)價(jia)(jia)格方面,根據長光(guang)(guang)華芯(xin)招股書,公司(si) 2020 年(nian)及 1H21 單(dan)(dan)管(guan)芯(xin)片(pian)單(dan)(dan)價(jia)(jia)分 別(bie)為(wei) 18.95/14.1 元,單(dan)(dan)管(guan)芯(xin)片(pian)平(ping)均功率(lv)(lv)分別(bie)為(wei) 15W/18W,即 2020/2021 年(nian)單(dan)(dan)瓦(wa)價(jia)(jia)格 分別(bie)為(wei) 1.26/0.78 元(2021 年(nian)以 1H21 價(jia)(jia)格為(wei)代(dai)表),對應的 2021 年(nian)同比降(jiang)(jiang)(jiang)幅為(wei) 38%。 未來(lai)來(lai)看,我(wo)(wo)們認為(wei)中游激(ji)光(guang)(guang)器廠商(shang)基于(yu)降(jiang)(jiang)(jiang)本角度的考慮(lv),以及在高功率(lv)(lv)半導(dao)體激(ji)光(guang)(guang)芯(xin) 片(pian)規模化(hua)量(liang)產、技(ji)術(shu)突破(po)下(xia)單(dan)(dan)瓦(wa)價(jia)(jia)格預(yu)計(ji)保持下(xia)降(jiang)(jiang)(jiang)趨勢;降(jiang)(jiang)(jiang)幅方面,我(wo)(wo)們認為(wei)經歷近 年(nian)國內激(ji)光(guang)(guang)芯(xin)片(pian)價(jia)(jia)格的快(kuai)速下(xia)行,以及隨(sui)著激(ji)光(guang)(guang)芯(xin)片(pian)向(xiang)更高功率(lv)(lv)發展背景(jing)下(xia),行業出(chu) 貨結構或向(xiang)更高價(jia)(jia)值量(liang)產品(pin)傾斜,我(wo)(wo)們預(yu)計(ji) 2022~2023 年(nian)激(ji)光(guang)(guang)芯(xin)片(pian)單(dan)(dan)瓦(wa)價(jia)(jia)格降(jiang)(jiang)(jiang)幅或 較 2021 年(nian)趨緩,假(jia)設(she)分別(bie)同比下(xia)降(jiang)(jiang)(jiang) 20%/15%;

4) 根據 Laser Focus World 數據,2020 年工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)用(yong)(yong)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器占比(bi)、非工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)用(yong)(yong)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器占比(bi)(除 光(guang)(guang)通信)分別(bie)為(wei) 39%、36%。工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)用(yong)(yong)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器方面,我(wo)們認(ren)為(wei)行(xing)業(ye)(ye)(ye)市場規(gui)模有望在(zai)激(ji)(ji)光(guang)(guang) 焊接(jie)、激(ji)(ji)光(guang)(guang)清洗等新興應(ying)用(yong)(yong)快速發展下保持穩(wen)健增長,預計 2021~2023 年國內工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye) 用(yong)(yong)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器占比(bi)分別(bie)為(wei) 40%/41%/42%。非工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)用(yong)(yong)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器方面,我(wo)們假設 2021~2023 年占比(bi)保持穩(wen)定,分別(bie)為(wei) 37%/36%/35%;

基于(yu)以上假(jia)設,我(wo)們測算 2021~2023 年(nian)國內激光(guang)芯(xin)片(除光(guang)通信)市場規模分別為 8.9/12.3/17.3 億元,對(dui)應期間(jian) CAGR 為 33.3%。

競爭格局:海外起步早,國產廠商逐漸趕超,長光華芯系國內廠商份額第一

2020 年國(guo)(guo)(guo)產(chan)高功率激(ji)光芯(xin)片份額(e)占(zhan)比(bi)超 20%。高功率半導體激(ji)光芯(xin)片方(fang)面,美國(guo)(guo)(guo)和歐洲起 步(bu)較(jiao)早,技術上具備領(ling)先優勢(shi),傳統國(guo)(guo)(guo)際巨頭包(bao)括(kuo) II-VI、Lumentum、ams Osram、IPG 等(deng)(其中 IPG 主(zhu)要(yao)為自用);國(guo)(guo)(guo)內(nei)半導體激(ji)光芯(xin)片行業隨著技術的不斷突破,處于(yu)快速發展 期,主(zhu)要(yao)廠(chang)商包(bao)括(kuo)長(chang)光華(hua)芯(xin)、武(wu)(wu)漢(han)銳(rui)晶(jing)、度亙(gen)激(ji)光、華(hua)光光電、深圳瑞波等(deng)。根(gen)據長(chang)光華(hua) 芯(xin)招(zhao)股書測算,2020 年長(chang)光華(hua)芯(xin)、武(wu)(wu)漢(han)銳(rui)晶(jing)占(zhan)國(guo)(guo)(guo)內(nei)高功率半導體激(ji)光芯(xin)片市場(chang)份額(e)分別達 13.4%/7.4%,國(guo)(guo)(guo)產(chan)率近(jin) 21%。我們認為未來在(zai)長(chang)光華(hua)芯(xin)、武(wu)(wu)漢(han)銳(rui)晶(jing)等(deng)公司持續開(kai)拓下,半 導體激(ji)光芯(xin)片國(guo)(guo)(guo)產(chan)化進(jin)(jin)程有望持續邁進(jin)(jin)。

高速率激光芯片:低端市場國產化成熟;中高端市場漸次突破

高(gao)速率激光芯片作為光模塊發射端核心元器(qi)件(jian),很大程度(du)上(shang)決定了光模塊的傳輸速率。展 望高(gao)速率激光芯片行(xing)業未來,我們判斷:

1) 行(xing)業(ye)出貨(huo)(huo)結構(gou)向(xiang) 25G 及以(yi)上(shang)速率芯(xin)(xin)片進一(yi)步傾(qing)斜。在數通以(yi)及電信市(shi)場需(xu)求(qiu)的拉(la)動下, 我們測算(suan)全球高(gao)(gao)速率激光芯(xin)(xin)片市(shi)場規模將由(you) 2021 年(nian)的 11 億(yi)美(mei)(mei)元提(ti)升至(zhi) 2025 年(nian)的 19 億(yi)美(mei)(mei)元,對應期間 CAGR 為(wei) 14%;其(qi)中(zhong) 25G 及以(yi)上(shang)速率芯(xin)(xin)片市(shi)場規模預計由(you) 2021 年(nian) 的 8 億(yi)美(mei)(mei)元提(ti)升至(zhi) 2025 年(nian)的 17 億(yi)美(mei)(mei)元,對應期間 CAGR 為(wei) 20%,出貨(huo)(huo)金額的占比有(you) 望(wang)由(you) 2021 年(nian)的 73%提(ti)升至(zhi) 2025 年(nian)的 90%,有(you)望(wang)實(shi)現超越行(xing)業(ye)的增(zeng)長,我們認(ren)為(wei)驅(qu)動 因素主要系全球移(yi)動通信、數據(ju)中(zhong)心等(deng)領域通信系統向(xiang)更快(kuai)傳輸速率升級背景下,更高(gao)(gao) 速率的激光芯(xin)(xin)片需(xu)求(qiu)有(you)望(wang)快(kuai)速釋放。

2) 2.5G、10G 芯(xin)片(pian)(pian)部(bu)分市(shi)場(chang)已實現進(jin)口替代,未來國(guo)產廠商(shang)(shang)(shang)有望突破(po)(po) 25G 核心市(shi)場(chang)。2.5G 及以(yi)下(xia)光(guang)(guang)芯(xin)片(pian)(pian)方面(mian),我國(guo)已基本實現國(guo)產化;在 10G 芯(xin)片(pian)(pian)方面(mian),源(yuan)杰科技等國(guo)產廠商(shang)(shang)(shang) 已在部(bu)分細(xi)分市(shi)場(chang)取得領(ling)先的(de)份額,但(dan)部(bu)分較高技術門檻市(shi)場(chang)仍依(yi)賴(lai)進(jin)口。25G 及以(yi) 上市(shi)場(chang)為(wei)我國(guo)國(guo)產化薄弱環節,根據 ICC 統(tong)計,25G 光(guang)(guang)芯(xin)片(pian)(pian)的(de)國(guo)產化率約 20%,但(dan) 25G 以(yi)上光(guang)(guang)芯(xin)片(pian)(pian)的(de)國(guo)產化率仍較低約 5%。我國(guo)廠商(shang)(shang)(shang)在應用(yong)(yong)于 5G 基站前(qian)傳(chuan)光(guang)(guang)模塊的(de) 25G DFB 激光(guang)(guang)器芯(xin)片(pian)(pian)有所突破(po)(po),數據中心市(shi)場(chang)光(guang)(guang)模塊企業(ye)開(kai)始逐步使(shi)用(yong)(yong)國(guo)產廠商(shang)(shang)(shang)的(de) 25G DFB 激光(guang)(guang)器芯(xin)片(pian)(pian)。

高速率激光芯片:光通信系統核心上游元器件

高(gao)速率激光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian):光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)(xin)系統發射(she)端(duan)核(he)心上游元器(qi)(qi)件(jian),為(wei)系統帶寬的決定(ding)因素之一(yi)。根據 源杰科(ke)技招股(gu)書,光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)(xin)系統中的光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)包括激光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)芯片(pian)與(yu)探測器(qi)(qi)芯片(pian),在光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)(xin)的產(chan)業 鏈中,光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)可以進一(yi)步組裝加工(gong)成光(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)子(zi)器(qi)(qi)件(jian),再集成到光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)(xin)設備的收發模塊實現廣 泛(fan)應(ying)用。光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)(xin)系統傳輸(shu)信(xin)(xin)號(hao)過程(cheng)中,發射(she)端(duan)通(tong)(tong)(tong)(tong)過激光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)芯片(pian)進行電(dian)光(guang)(guang)(guang)(guang)轉換(huan),將電(dian)信(xin)(xin)號(hao)轉 換(huan)為(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)信(xin)(xin)號(hao),經(jing)過光(guang)(guang)(guang)(guang)纖傳輸(shu)至(zhi)接(jie)收端(duan),接(jie)收端(duan)通(tong)(tong)(tong)(tong)過探測器(qi)(qi)芯片(pian)進行光(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)轉換(huan),將光(guang)(guang)(guang)(guang)信(xin)(xin)號(hao)轉 換(huan)為(wei)電(dian)信(xin)(xin)號(hao)。本章中我(wo)們重點(dian)討論發射(she)端(duan)中的高(gao)速率激光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian),作為(wei)實現電(dian)信(xin)(xin)號(hao)轉換(huan)為(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang) 信(xin)(xin)號(hao)的核(he)心上游元件(jian),高(gao)速率激光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)是決定(ding)信(xin)(xin)息傳輸(shu)速度和(he)網絡(luo)可靠性(xing)的關鍵元件(jian)之一(yi)。

行業未來有望向更(geng)高(gao)(gao)調(diao)制(zhi)速(su)率(lv)(lv)發展。調(diao)制(zhi)速(su)率(lv)(lv)是(shi)衡量高(gao)(gao)速(su)率(lv)(lv)激光(guang)芯片(pian)性(xing)能(neng)的(de)核心指(zhi)標之(zhi)一(yi), 其指(zhi)的(de)是(shi)信號(hao)(hao)(hao)被調(diao)制(zhi)以后在單位(wei)時(shi)間內(nei)的(de)變化,即單位(wei)時(shi)間內(nei)載波參數變化的(de)次數,它是(shi) 對(dui)符號(hao)(hao)(hao)傳輸速(su)率(lv)(lv)的(de)一(yi)種度(du)量。光(guang)芯片(pian)的(de)調(diao)制(zhi)速(su)率(lv)(lv)較大程(cheng)度(du)上決定了(le)光(guang)模塊(kuai)向高(gao)(gao)速(su)率(lv)(lv)演進(jin)的(de) 速(su)度(du)。按照調(diao)制(zhi)速(su)率(lv)(lv)的(de)不同,高(gao)(gao)速(su)率(lv)(lv)激光(guang)芯片(pian)可分為 2.5G、10G、25G 及以上各速(su)率(lv)(lv)光(guang)芯 片(pian),光(guang)芯片(pian)調(diao)制(zhi)速(su)率(lv)(lv)越高(gao)(gao),對(dui)應的(de)光(guang)模塊(kuai)單位(wei)時(shi)間傳輸信號(hao)(hao)(hao)量越大。隨著更(geng)高(gao)(gao)速(su)率(lv)(lv)光(guang)模塊(kuai) 的(de)持續發展,預計將(jiang)帶(dai)動更(geng)高(gao)(gao)速(su)率(lv)(lv)激光(guang)芯片(pian)需求的(de)釋(shi)放。

定量測算:2025 年全球高速率激光芯片市場規模有望突破 19.37 億美元

我們基于(yu)源杰科技于(yu) 2022 年(nian)(nian) 5 月 7 日發布的第(di)一輪審核問詢(xun)函回復中的測(ce)算,得(de)到 2021 年(nian)(nian)全球高(gao)速率(lv)激光芯片市場規模(mo)為 11.38 億美(mei)(mei)元(yuan),預計至(zhi) 2025 年(nian)(nian)將增長至(zhi) 19.37 億美(mei)(mei)元(yuan), 對應 2022~2025 年(nian)(nian) CAGR 為 14.22%。具體假設如(ru)下:

根據(ju)(ju) LightCounting 數據(ju)(ju): 5) 2021 年全(quan)球 2.5G 及以(yi)下(xia)光(guang)(guang)模(mo)塊市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)規模(mo)約(yue)(yue) 5.58 億(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)數據(ju)(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)/接(jie)(jie)入網(wang)(wang) 市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)(包含光(guang)(guang)纖接(jie)(jie)入和 4G/5G 移(yi)動通信(xin)網(wang)(wang)絡)分別約(yue)(yue) 1.24 /4.34 億(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan);10G 光(guang)(guang)模(mo)塊 市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)規模(mo)約(yue)(yue) 14.40 億(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)數據(ju)(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)/接(jie)(jie)入網(wang)(wang)市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)分別約(yue)(yue) 6.00/8.41 億(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan); 25G 及以(yi)上(shang)速率光(guang)(guang)模(mo)塊市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)規模(mo)約(yue)(yue) 67.22 億(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)數據(ju)(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)/接(jie)(jie)入網(wang)(wang)市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)分別 約(yue)(yue) 41.71/25.51 億(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)。 6) 預測至(zhi) 2025 年,全(quan)球 2.5G 及以(yi)下(xia)光(guang)(guang)模(mo)塊市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)規模(mo)約(yue)(yue) 0.46 億(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)數據(ju)(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)市(shi) 場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)/接(jie)(jie)入網(wang)(wang)市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)分別約(yue)(yue) 0.41/0.05 億(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan);10G 光(guang)(guang)模(mo)塊市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)規模(mo)約(yue)(yue) 11.90 億(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),其(qi)(qi)中(zhong)(zhong) 數據(ju)(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)/接(jie)(jie)入網(wang)(wang)市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)分別約(yue)(yue) 2.66/9.24 億(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan);25G 及以(yi)上(shang)速率光(guang)(guang)模(mo)塊市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)規模(mo) 約(yue)(yue) 140.11 億(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)數據(ju)(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)/接(jie)(jie)入網(wang)(wang)市(shi)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)分別約(yue)(yue) 86.03/54.08 億(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)。

根(gen)據源杰(jie)科技回復意見中(zhong)的數據: 7) 2.5G 光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)、10G 光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)、25G 及以上(shang)光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)對應的光(guang)(guang)模塊(kuai)(kuai)毛利率(lv)分別(bie)為 25%、25% 和 30%; 8) 直接材(cai)料(liao)(liao)占光(guang)(guang)模塊(kuai)(kuai)成本比(bi)例為 80%; 9) 光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(含發射芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)+探(tan)測芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian))及組(zu)件占數據中(zhong)心(xin)光(guang)(guang)模塊(kuai)(kuai)材(cai)料(liao)(liao)比(bi)例為 50%,光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian) (含發射芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)+探(tan)測芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian))及組(zu)件占接入(ru)網光(guang)(guang)模塊(kuai)(kuai)材(cai)料(liao)(liao)比(bi)例為 85%; 10) 光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(含發射芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)+探(tan)測芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian))占光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)及組(zu)件材(cai)料(liao)(liao)比(bi)例為 70%。

競爭格局:部分 2.5G/10G 市場已實現國產化,25G 市場進口替代空間廣闊

部分(fen) 2.5G/10G 市場(chang)已(yi)(yi)實(shi)現(xian)(xian)國(guo)產(chan)(chan)化(hua),25G 市場(chang)進(jin)口替代空間廣闊(kuo)。海(hai)外光(guang)(guang)(guang)通信企(qi)(qi)(qi)業(ye)憑(ping)借(jie)先 發(fa)優勢積累(lei)核心技(ji)術及(ji)(ji)生產(chan)(chan)經驗(yan),逐(zhu)步(bu)實(shi)現(xian)(xian)產(chan)(chan)業(ye)閉環建立起較(jiao)高(gao)(gao)的行業(ye)壁壘。國(guo)內方(fang)面, 近年來伴(ban)隨(sui)(sui)相關(guan)產(chan)(chan)業(ye)政策的扶(fu)持以及(ji)(ji)企(qi)(qi)(qi)業(ye)加大創新(xin)投入,逐(zhu)漸涌現(xian)(xian)出源杰科(ke)技(ji)、云(yun)嶺光(guang)(guang)(guang)電(dian)、 武(wu)(wu)漢敏芯(xin)(xin)(xin)等一批優秀光(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)國(guo)產(chan)(chan)企(qi)(qi)(qi)業(ye)。當(dang)前 2.5G/10G 激光(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)已(yi)(yi)實(shi)現(xian)(xian)國(guo)產(chan)(chan)化(hua)突(tu)破,25G 及(ji)(ji)以上高(gao)(gao)速(su)率(lv)(lv)光(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)國(guo)產(chan)(chan)化(hua)率(lv)(lv)仍多依(yi)賴進(jin)口,未來伴(ban)隨(sui)(sui)國(guo)產(chan)(chan)廠商技(ji)術的進(jin)一步(bu)提升(sheng),對高(gao)(gao) 速(su)率(lv)(lv)光(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)的進(jin)口替代有望持續推(tui)進(jin)。 2.5G 及(ji)(ji)以下(xia)產(chan)(chan)品已(yi)(yi)實(shi)現(xian)(xian)國(guo)產(chan)(chan)化(hua)。2.5G 及(ji)(ji)以下(xia)速(su)率(lv)(lv)光(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)方(fang)面,我國(guo)光(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)企(qi)(qi)(qi)業(ye)已(yi)(yi)基(ji)本掌(zhang)握(wo) 核心技(ji)術,2.5G 光(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)市場(chang)已(yi)(yi)基(ji)本實(shi)現(xian)(xian)國(guo)產(chan)(chan)化(hua)。根據 ICC 統計,2021 年全球 2.5G 及(ji)(ji)以下(xia) DFB/FP 激光(guang)(guang)(guang)器(qi)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)市場(chang)中(zhong),國(guo)產(chan)(chan)廠商占比較(jiao)高(gao)(gao),其中(zhong),占比超過 10%的較(jiao)為(wei)領先的廠商 包括武(wu)(wu)漢敏芯(xin)(xin)(xin)(份(fen)(fen)額為(wei) 17%)、中(zhong)科(ke)光(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)(xin)(份(fen)(fen)額為(wei) 17%)、光(guang)(guang)(guang)隆科(ke)技(ji)(份(fen)(fen)額為(wei) 13%)、光(guang)(guang)(guang)安 倫(lun)(份(fen)(fen)額為(wei) 11%)。

25G 及(ji)以上速率(lv)產品(pin)進(jin)口替(ti)代空間(jian)廣闊。25G 及(ji)以上光(guang)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)包括(kuo) 25G、50G、100G 激光(guang) 器及(ji)探測器芯(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)。隨著 5G 建設推(tui)進(jin),我(wo)國(guo)光(guang)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)廠(chang)商在應用于 5G 基站前傳(chuan)光(guang)模(mo)塊的(de) 25G DFB 激光(guang)器芯(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)有所突破,數據(ju)中心市場光(guang)模(mo)塊企(qi)業開始逐步(bu)使用國(guo)產廠(chang)商的(de) 25G DFB 激光(guang)器芯(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian),根據(ju) ICC 統計,25G 光(guang)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)的(de)國(guo)產化率(lv)約 20%,但 25G 以上光(guang)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)的(de)國(guo)產 化率(lv)僅為 5%。

光探測芯片:光通信較成熟,SPAD/SiPM 國產化有望從 1 到 N

車(che)載激(ji)(ji)光(guang)(guang)雷(lei)(lei)達(da)有望(wang)(wang)為(wei)光(guang)(guang)探(tan)測芯片(pian)(pian)行業帶來新的(de)發(fa)展(zhan)機(ji)(ji)遇(yu)。目(mu)前光(guang)(guang)探(tan)測芯片(pian)(pian)已廣泛應用于(yu)(yu)手 機(ji)(ji)、光(guang)(guang)通信、智能(neng)家電(dian)(掃地機(ji)(ji)器人等)等場景,隨著車(che)載激(ji)(ji)光(guang)(guang)雷(lei)(lei)達(da)產業的(de)快速(su)發(fa)展(zhan),我 們認為(wei)光(guang)(guang)探(tan)測芯片(pian)(pian)作為(wei)激(ji)(ji)光(guang)(guang)雷(lei)(lei)達(da)接(jie)收端(duan)核心(xin)元(yuan)器件,有望(wang)(wang)迎(ying)來新的(de)發(fa)展(zhan)機(ji)(ji)遇(yu)。從技術(shu)方(fang)案(an) 來看,SPAD/SiPM 相比 APD 具有更(geng)強的(de)探(tan)測靈(ling)敏(min)度(倍增能(neng)力),同時 SiPM 為(wei)陣列形式 更(geng)易(yi)(yi)于(yu)(yu)與陣列光(guang)(guang)源相匹(pi)配,且(qie)更(geng)易(yi)(yi)集(ji)成(cheng)(cheng) CMOS 工(gong)藝降低成(cheng)(cheng)本,故(gu) SPAD/SiPM 有望(wang)(wang)是激(ji)(ji)光(guang)(guang) 雷(lei)(lei)達(da)接(jie)收端(duan)芯片(pian)(pian)的(de)未(wei)來之選。襯底材料方(fang)面,出于(yu)(yu)成(cheng)(cheng)本優勢及技術(shu)成(cheng)(cheng)熟(shu)度考(kao)量(liang),硅基(ji)材料 在目(mu)前及未(wei)來一段(duan)時間內引領(ling)市場。

光探測芯片:探測器核心元件,實現光信號轉換為電信號

光電探測器主要實現光信號向電信號轉換,光探測芯片是其中核心。光電探測器能夠檢測 光信號并完成光信號向電信號的轉換,具體而言,光通信系統傳輸信號時,發射端通過激 光器芯片進行電光轉換,經過光纖傳輸至接收端,接收端通過探測器芯片進行光電轉換, 將光信號轉換為電信號。光探測芯片是光電探測器內部的核心元器件,因器件結構的不同, 使得由其構成的探測器在應用領域上有所區別。 光電探測器廣泛應用于軍用與民用領域,我們重點關注光通信和激光雷達應用。光電探測 器在軍用以及民用領域均有廣泛用途,可以應用在光通信、自動駕駛(激光雷達)、消費電 子、醫療器械、物聯網、檢驗(yan)檢測(ce)(ce)、安防等領域。本(ben)篇報告(gao)中我(wo)們主要討(tao)論(lun)其在(zai)光(guang)(guang)(guang)通信和 車載激光(guang)(guang)(guang)雷達(da)等民用領域中的(de)應(ying)用。根(gen)(gen)據(ju) 2022 年(nian)維科網及前(qian)瞻產業研究數據(ju),光(guang)(guang)(guang)器件在(zai)光(guang)(guang)(guang) 模(mo)(mo)塊中成(cheng)本(ben)占比 73%,而(er)在(zai)光(guang)(guang)(guang)器件中,光(guang)(guang)(guang)接收次模(mo)(mo)塊 ROSA(以(yi)探測(ce)(ce)芯(xin)片(pian)為主)成(cheng)本(ben)占比 32%。根(gen)(gen)據(ju) 2022 年(nian) Icbank 半導(dao)體(ti)行業觀察數據(ju),光(guang)(guang)(guang)探測(ce)(ce)芯(xin)片(pian)在(zai)激光(guang)(guang)(guang)雷達(da)的(de)成(cheng)本(ben)中占 20%~30%。

技術發展:APD 向 SPAD 發展;材料以硅基為主

以器件結構方案分類:APD 主導現行應用,激光雷達未來趨于 SPAD

光(guang)(guang)探測(ce)芯片(pian)可分為 PIN、APD、SPAD、SiPM 四類。依(yi)據(ju)器件結構(gou)方(fang)案可以將(jiang)光(guang)(guang)探測(ce)芯片(pian) 分為 PIN-PD 光(guang)(guang)電(dian)二極(ji)管(guan)(guan)、APD 雪(xue)崩二極(ji)管(guan)(guan)、SPAD 單(dan)光(guang)(guang)子雪(xue)崩二極(ji)管(guan)(guan)以及(ji) SiPM(或稱 MPPC,濱松根據(ju)其原理命(ming)名)硅光(guang)(guang)電(dian)倍增(zeng)管(guan)(guan)等。PIN、APD 工作在(zai)線性(xing)模式(shi)下(xia),偏置(zhi)電(dian)壓(ya) 低(di)于雪(xue)崩電(dian)壓(ya),對入射光(guang)(guang)電(dian)子起(qi)到線性(xing)放大(da)作用,增(zeng)益能(neng)力較低(di);SPAD、SiPM(SPAD 的一種陣列衍生(sheng))工作在(zai)蓋革(ge)模式(shi)下(xia),該模式(shi)偏置(zhi)電(dian)壓(ya)高于雪(xue)崩電(dian)壓(ya),增(zeng)益能(neng)力高,單(dan)個 光(guang)(guang)子吸收即(ji)可使探測(ce)器輸出電(dian)流達到飽和。

1)光(guang)通(tong)信(xin)領(ling)域(yu):APD 較 PIN 應用(yong)更(geng)(geng)廣泛,SPAD 不適用(yong) 。主流(liu)(liu)方案(an)是 APD 與 PIN,APD 使用(yong)更(geng)(geng)廣泛。PIN 方案(an)只能實(shi)現(xian)光(guang)電(dian)轉(zhuan)換功能,沒有倍(bei)增能 力,輸出光(guang)電(dian)流(liu)(liu)較弱,因此(ci)對(dui)環(huan)境(jing)要(yao)求高(gao),僅適用(yong)于(yu)低靈(ling)敏度、中短距離的(de)場景。APD 除 了可以實(shi)現(xian)光(guang)電(dian)轉(zhuan)換功能外,還具有一(yi)定的(de)倍(bei)增能力,以及(ji)更(geng)(geng)高(gao)的(de)靈(ling)敏度、更(geng)(geng)好(hao)的(de)環(huan)境(jing)適 配性(xing)等(deng),作為代價(jia) APD 在成(cheng)本上比 PIN 更(geng)(geng)高(gao)。對(dui)于(yu)多數場景來說是比 PIN 更(geng)(geng)可靠的(de)方案(an), 因為廣泛應用(yong)于(yu)光(guang)通(tong)信(xin)領(ling)域(yu)。

2)激(ji)(ji)光(guang)(guang)雷(lei)達(da)領域(yu):APD 是(shi)現行成(cheng)熟方(fang)(fang)案,SPAD/SiPM 是(shi)未來(lai)發展趨勢(shi) 。APD 目前(qian)應用最廣(guang)泛,而 SPAD 和 SiPM 是(shi)未來(lai)之選。對于激(ji)(ji)光(guang)(guang)雷(lei)達(da)領域(yu),APD 也是(shi)目前(qian) 應用最廣(guang)泛的(de)(de)探測(ce)芯片方(fang)(fang)案,因(yin)其具備 10-100 倍(bei)的(de)(de)增益能力,能在(zai)(zai)低光(guang)(guang)強環境下完(wan)成(cheng)有效 探測(ce)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)雷(lei)達(da)未來(lai)會更傾向于 SPAD/SiPM(SiPM 本(ben)質(zhi)上是(shi) SPAD 的(de)(de)陣(zhen)(zhen)列(lie)形(xing)(xing)式(shi)),原因(yin)是(shi): SPAD/SiPM 相對 APD 具備兩大優勢(shi):1)SPAD/SiPM 是(shi)工作(zuo)在(zai)(zai)蓋(gai)革(ge)模式(shi)下的(de)(de)雪(xue)崩二極管, 理論(lun)上的(de)(de)增益能力是(shi) APD 的(de)(de) 100 萬倍(bei)以上,可(ke)在(zai)(zai)更低的(de)(de)光(guang)(guang)強環境下完(wan)成(cheng)探測(ce)任(ren)務;2)SiPM 是(shi)多個(ge) SPAD 的(de)(de)陣(zhen)(zhen)列(lie)形(xing)(xing)式(shi),與未來(lai)的(de)(de)陣(zhen)(zhen)列(lie)式(shi)光(guang)(guang)源契合,并(bing)可(ke)獲得更高的(de)(de)可(ke)探測(ce)范(fan)圍(wei),也更 易集成(cheng) CMOS 工藝。國外知(zhi)名(ming)激(ji)(ji)光(guang)(guang)雷(lei)達(da)廠(chang)商 Ouster、ibeo、Opsys 等均已(yi)在(zai)(zai)布局 VCSEL+SPAD 方(fang)(fang)案的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)雷(lei)達(da),預計將于未來(lai)三年內陸續推出。

市場空間:光探測芯片全球市場規模 45.6 億美元,海外龍頭雄踞市場

全球(qiu)光(guang)(guang)探測(ce)(ce)芯片市(shi)(shi)場(chang)(chang)規模 45.6 億美(mei)(mei)元,APD 市(shi)(shi)場(chang)(chang) CR3 為(wei) 45%。根據 Gartner 數據及預測(ce)(ce), 2021 年(nian)全球(qiu)光(guang)(guang)探測(ce)(ce)芯片市(shi)(shi)場(chang)(chang)規模為(wei) 45.6 億美(mei)(mei)元,基(ji)于光(guang)(guang)電探測(ce)(ce)器在光(guang)(guang)通信、視頻成像、激(ji) 光(guang)(guang)雷達(da)(da)、醫(yi)學探測(ce)(ce)領(ling)域的廣泛應用前景(jing),預計 2022E-2025E全球(qiu)光(guang)(guang)探測(ce)(ce)芯片市(shi)(shi)場(chang)(chang)保持 10.0% 的年(nian)均復合增速,至 2025 年(nian)市(shi)(shi)場(chang)(chang)規模達(da)(da) 66.7 億美(mei)(mei)元。APD 作(zuo)為(wei)目前主流技術(shu)方案,根據 QYResearch 數據,2020 年(nian),First-sensor、濱松和 Kyosemi 為(wei)市(shi)(shi)場(chang)(chang)份額前三名(ming),CR3 達(da)(da) 到 45%,市(shi)(shi)場(chang)(chang)較為(wei)集中(zhong),但新(xin)晉企業(ye)也能占據一(yi)定的份額。

全(quan)球 SiPM 市(shi)(shi)場(chang)集中度較(jiao)高。根(gen)據 QYResearch 數據,全(quan)球 SiPM 市(shi)(shi)場(chang)主要集中于頭(tou)部企(qi) 業,2020 年以安森美、濱(bin)松(song)、博(bo)通為首的頭(tou)部廠(chang)商合計市(shi)(shi)占率(lv)達到(dao) 83%,SiPM 產品技術 難度大(da),進(jin)入門檻高,且業內收購事件(jian)頻繁,新(xin)進(jin)入者較(jiao)難立足。

光探測芯片產業鏈:海外巨頭產品成熟,國產替代需持續磨劍

光(guang)(guang)探(tan)測芯片(pian)(pian)整(zheng)(zheng)體(ti)國(guo)產(chan)化(hua)率低系(xi)生產(chan)體(ti)系(xi)的(de)(de)(de)不(bu)完(wan)整(zheng)(zheng)、不(bu)穩定。國(guo)內廠(chang)商(shang)在光(guang)(guang)探(tan)測芯片(pian)(pian)領域的(de)(de)(de) 市占率較低,根(gen)本在于沒有完(wan)整(zheng)(zheng)、穩定的(de)(de)(de)生產(chan)加(jia)工(gong)體(ti)系(xi)。根(gen)據中國(guo)電(dian)子(zi)元件(jian)行業(ye)協會(hui)發布 的(de)(de)(de)《中國(guo)光(guang)(guang)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)產(chan)業(ye)技術(shu)發展(zhan)路線圖(tu)(2018-2022 年)》以及電(dian)子(zi)工(gong)程世界(jie)研究,我國(guo) SPAD 等(deng)光(guang)(guang)芯片(pian)(pian)發展(zhan)高度依賴生產(chan)工(gong)藝及封(feng)(feng)裝測試。比如目前在 SPAD 領域做的(de)(de)(de)較好的(de)(de)(de)安 森(sen)美擁(yong)有大批量封(feng)(feng)裝測試經驗(并外延收購 SPAD 廠(chang)商(shang))、CIS/CCD 玩家佳能、索尼(擁(yong) 有完(wan)善(shan)的(de)(de)(de)生產(chan)體(ti)系(xi))。然(ran)而(er)(er),我國(guo)廠(chang)商(shang)生產(chan)工(gong)藝較不(bu)成熟(shu),且缺(que)少(shao)本土優(you)質代工(gong)平臺,因而(er)(er) 在芯片(pian)(pian)流片(pian)(pian)加(jia)工(gong)上嚴重(zhong)依賴如美國(guo)、新加(jia)坡、德國(guo)等(deng)國(guo)家的(de)(de)(de)代工(gong)廠(chang),加(jia)之熟(shu)悉(xi)相關工(gong)藝的(de)(de)(de) 技術(shu)人員稀缺(que),造成關鍵技術(shu)發展(zhan)緩(huan)慢、芯片(pian)(pian)研發周期較長、效率較低等(deng),因而(er)(er)與海外技 術(shu)存在差距。

海外公司產品成熟、布局全面,已在下游廣泛應用

海外巨頭(tou)產品成(cheng)熟(shu)布局全(quan)面(mian),已(yi)在(zai)(zai)下游廣泛應用。海外方面(mian),濱(bin)松(song)、First Sensor、博(bo)通等 廠(chang)家(jia)布局全(quan)面(mian),實現從(cong) PD、APD 到 SPAD/SiPM 的(de)光探(tan)測芯片產品全(quan)覆(fu)蓋(gai),濱(bin)松(song)已(yi)在(zai)(zai)積(ji)極 轉(zhuan)移戰略重心(xin),自 APD 向(xiang) SPAD/SiPM 的(de)轉(zhuan)化(hua)。此外安森美(mei)、Lumentum、II-VI、Kyosemi、 索尼、佳能、Excelitas 等企業也在(zai)(zai)各自涉獵領域(yu)實力(li)出(chu)眾,引領行(xing)業發展。

國內公司規劃分明,APD 廠商相對成熟,創新性企業重點布局 SPAD/SiPM

國產(chan)替代方(fang)興(xing)未(wei)艾,創(chuang)企重點布局 SPAD/SiPM。國內目前(qian)參與廠商較(jiao)散,產(chan)品體系(xi)豐富度(du)(du)、 成(cheng)熟度(du)(du)低(di),廠商對于探測芯片方(fang)案的(de)(de)選擇較(jiao)為分明(ming),以光迅科技、光森電(dian)子、三安光電(dian)為 首的(de)(de)公司選擇傳統成(cheng)熟的(de)(de) PIN-PD、APD 領域,產(chan)品較(jiao)多運用于光通(tong)信產(chan)業鏈中;以芯視 界(jie)、靈明(ming)光子、阜時科技為首的(de)(de)一(yi)眾創(chuang)企較(jiao)多選擇布局未(wei)來方(fang)向的(de)(de) SPAD/SiPM,國產(chan) SPAD/SiPM 探測器正陸續應用于消(xiao)費電(dian)子、激光雷達(da)、AR/VR、醫療(liao)等領域。

VCSEL:3D 傳感、激光雷達等市場需求有望推動行業高增長

VCSEL 基于量產(chan)成本低、波長(chang)穩定(ding)等(deng)優(you)勢,隨著 VCSEL 功(gong)率密度等(deng)性(xing)能(neng)持續提升,有望 成為(wei)半固(gu)態/固(gu)態激光(guang)雷達發射端核心元(yuan)器件。展望 VCSEL 芯片(pian)行業未(wei)來發展趨勢,我(wo)們(men) 判斷(duan):1)需求(qiu)端有望伴隨全球車載激光(guang)雷達出(chu)貨(huo)量快速(su)提升而(er)釋(shi)放。我(wo)們(men)測算國內激光(guang)雷 達用 VCSEL 芯片(pian)市(shi)場規模有望由 2022 年(nian)(nian)的 0.26 億元(yuan)增長(chang)至 2025 年(nian)(nian)的 10.14 億元(yuan),對(dui)應(ying) 2023~2025年(nian)(nian)CAGR為(wei)238.3%;2)目前海外(wai)龍頭 Lumentum、II-IV 占據市(shi)場主要份額(2020 年(nian)(nian)合(he)計占比 80%),而(er)長(chang)光(guang)華芯等(deng)頭部(bu)國內廠商有望在技術不(bu)斷(duan)成熟、客戶認證推進(jin)等(deng)背景(jing) 下加速(su)進(jin)口替代步伐。

VCSEL 光源優勢突出,受激光雷達應用推動市場規模快速增長

車(che)載(zai)激(ji)(ji)光(guang)雷(lei)達(da)(da)(da)(da)有(you)望(wang)催(cui)生(sheng) VCSEL 行業新機遇。相較(jiao) LED 和 EEL 等(deng)其他光(guang)源,VCSEL 激(ji)(ji)光(guang) 器(qi)具有(you)許多(duo)優勢(shi),例如量產成(cheng)本(ben)低(晶(jing)圓級(ji)工藝)、波長穩(wen)定性高(gao)(gao)(gao)(gao)(溫(wen)漂小)、易于二維集(ji) 成(cheng)、低閾(yu)值電(dian)流(liu)、可(ke)高(gao)(gao)(gao)(gao)頻調制(zhi)、沒有(you)腔面閾(yu)值損傷等(deng)。根據 Yole《VCSEL 市場及技術趨勢(shi) 報告》,自 2017 年蘋果(guo)在 iPhoneX 中引(yin)入 3D 傳感功能后,VCSEL 在消費(fei)電(dian)子領(ling)域快速(su)發(fa)(fa)(fa) 展,主要(yao)應(ying)(ying)用(yong)領(ling)域逐漸由(you) 850nm 器(qi)件(jian)的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)速(su)數據通信應(ying)(ying)用(yong)轉(zhuan)向 940nm 器(qi)件(jian)的(de)(de) 3D 傳感應(ying)(ying)用(yong)。 近(jin)年來(lai)伴隨汽車(che)“智能化“進程推進,車(che)載(zai)激(ji)(ji)光(guang)雷(lei)達(da)(da)(da)(da)市場呈快速(su)增(zeng)長,VCSEL 有(you)望(wang)迎來(lai)第(di) 二個(ge)大(da)規模(mo)應(ying)(ying)用(yong)機遇。 2021 年禾賽科技發(fa)(fa)(fa)布(bu)首個(ge) VCSEL 車(che)規級(ji)長距(ju)半固(gu)態激(ji)(ji)光(guang)雷(lei)達(da)(da)(da)(da)。近(jin)年來(lai)伴隨技術的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展, VCSEL光(guang)源的(de)(de)功率密度和亮度實現了大(da)幅提高(gao)(gao)(gao)(gao),為其在車(che)載(zai)激(ji)(ji)光(guang)雷(lei)達(da)(da)(da)(da)領(ling)域的(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)提供(gong)可(ke)能, 2021 年禾賽科技和 Lumentum 合作發(fa)(fa)(fa)布(bu)業界首個(ge)基于 VCSEL 打造的(de)(de)車(che)規級(ji)長距(ju)半固(gu)態激(ji)(ji) 光(guang)雷(lei)達(da)(da)(da)(da) AT128,其中每臺 AT128 包(bao)含 128 個(ge) VCSEL 陣列,在 10%反射率情(qing)況下探測距(ju)離 可(ke)達(da)(da)(da)(da) 200 米。我們認為未來(lai)在低成(cheng)本(ben)、高(gao)(gao)(gao)(gao)效率等(deng)優勢(shi)推動(dong)下,VCSEL 有(you)望(wang)激(ji)(ji)光(guang)雷(lei)達(da)(da)(da)(da)領(ling)域獲(huo) 得(de)更大(da)的(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)市場。

市場空間:2025 年國內激光雷達用 VCSEL 芯片市場有望達 10.14 億元

根(gen)據我們(men)于 2022 年 7 月 14 日發(fa)布的《長光(guang)華芯(xin):光(guang)耀(yao)中國(guo)芯(xin),激光(guang)芯(xin)片國(guo)產化領(ling)軍(jun)者》中 的測算,2022 年國(guo)內激光(guang)雷達(da)用(yong) VCSEL 芯(xin)片市(shi)場(chang)規(gui)模有望達(da) 0.26 億(yi)元,預計(ji)至 2025 年達(da) 到(dao) 10.14 億(yi)元,對應 2023~2025 年 CAGR 為 238.3%。

技術發展:多結實現功率密度提升

多(duo)結(jie)(jie) VCSEL 技術(shu)(shu)發展(zhan)推(tui)動(dong) VCSEL 在車載(zai)激光(guang)(guang)(guang)雷(lei)達領域的應用。車載(zai)激光(guang)(guang)(guang)雷(lei)達應用要求 VCSEL 需具有(you)較高的功(gong)率(lv)密度以實現長(chang)距(ju)離探測(ce),目前(qian)常用的提升功(gong)率(lv)密度的辦(ban)法為多(duo)結(jie)(jie) VCSEL 技術(shu)(shu)。多(duo)結(jie)(jie) VCSEL 技術(shu)(shu)在結(jie)(jie)構上通(tong)過周期性垂直地將幾(ji)個 PN 結(jie)(jie)疊在一起,實現了(le) 更(geng)高的光(guang)(guang)(guang)學(xue)效率(lv)、更(geng)高的功(gong)率(lv)密度和更(geng)高的斜率(lv)效率(lv),有(you)效降低(di)器件的熱(re)負荷(he)和封裝尺寸(cun)。 2022年4月(yue)VCSEL巨頭Lumentum發布(bu)五(wu)(wu)結(jie)(jie)/六結(jie)(jie)VCSEL,最高功(gong)率(lv)密度超過1400W/mm2, 國內方面縱慧(hui)芯光(guang)(guang)(guang)、長(chang)光(guang)(guang)(guang)華芯等公司均已實現五(wu)(wu)結(jie)(jie) VCSEL 產品突破。

從各公司(si)公開資料來看,EEL 方面,歐(ou)司(si)朗產品(pin)(pin)最(zui)高功率(lv)密(mi)(mi)度(du)接近 60000W/mm2;VCSEL 芯片方面,海外(wai)廠(chang)商 Lumentum 2022 年(nian) 4 月(yue)發布(bu) M51-100 產品(pin)(pin)最(zui)高功率(lv)密(mi)(mi)度(du)超(chao)過 1400W/mm2,國內廠(chang)商長光華芯的《投資者關系活(huo)動記錄表(5 月(yue))》顯(xian)示(shi)公司(si) VCSEL 功率(lv) 密(mi)(mi)度(du)已達 1200W/mm2。伴(ban)隨 VCSEL 供應商不斷改進多結 VCSEL 技術,VCSEL 亮(liang)度(du)有望(wang) 繼續(xu)縮小與 EEL 的差距,依靠其低成本優(you)勢(shi)獲取廣泛市場。

競爭格局:Lumentum、II-IV 主導市場,國內廠商漸突圍

國內廠商(shang)研發(fa)與制造水平(ping)與國際領先水平(ping)尚(shang)有一定差距,國產化替代(dai)進程有望持續推(tui)進。目 前(qian),海(hai)外(wai)龍頭 Lumentum、II-IV 憑借(jie)技(ji)(ji)術優勢主(zhu)導芯(xin)片市場,根據 Yole 數(shu)據,Lumentum、 II-IV 兩家公司 2019、2020 年市場份額(e)合(he)計占比分(fen)別為(wei) 67.7%和 79.6%。在生(sheng)產模式(shi)(shi)上, Lumentum 將外(wai)延環節外(wai)包(bao),II-VI 自產外(wai)延片。國內傳感應用類 VCSEL 企業主(zhu)要包(bao)括長(chang)光 華芯(xin)、縱慧芯(xin)光、睿(rui)熙科技(ji)(ji)、博升光電(dian)、檸(ning)檬光子、瑞識(shi)科技(ji)(ji)等,多為(wei)創業型(xing)企業,其(qi)中長(chang) 光華芯(xin)等頭部廠商(shang)采用 IDM 模式(shi)(shi),打造核心(xin)競(jing)爭力。

VCSEL 產業鏈梳理

VCSEL 產業(ye)鏈(lian)主(zhu)要(yao)由結構設計、外(wai)延生長、晶(jing)圓制造(zao)、封裝(zhuang)測(ce)試四個(ge)環(huan)節(jie)(jie)組成(cheng),產業(ye)鏈(lian)高(gao)(gao)度(du) 細分、專業(ye)化程度(du)高(gao)(gao)、擁(yong)有(you)較高(gao)(gao)的技術門檻(jian)。相較邊發(fa)射激光器在光刻(ke)、鍍(du)膜等環(huan)節(jie)(jie)的核(he)心 工藝門檻(jian),VCSEL 的多(duo)層外(wai)延結構對外(wai)延環(huan)節(jie)(jie)的技術要(yao)求很高(gao)(gao)。目(mu)前海(hai)外(wai)廠(chang)商在產業(ye)鏈(lian)各 環(huan)節(jie)(jie)占據(ju)主(zhu)導地位,國內廠(chang)商不斷跟進。

硅光芯片:光子集成大勢所趨,海外巨頭領先布局

硅光芯(xin)片(pian)具有(you)高集成(cheng)度、低成(cheng)本(ben)、高速光運輸的(de)特點,在(zai)(zai)(zai)光子(zi)(zi)集成(cheng)化(hua)背(bei)景下發展(zhan)前景廣闊(kuo)。 硅光芯(xin)片(pian)下游應用(yong)場景豐富,主要(yao)可以分(fen)為(wei)三大應用(yong)領域:連接(用(yong)于數據(ju)中心和(he)電信(xin)領 域的(de)光通(tong)信(xin)連接)、傳感(用(yong)于環境(jing)測(ce)量或識別,如激光雷達)和(he)計算(用(yong)于新一(yi)代計算的(de) 量子(zi)(zi)光學),目前硅光芯(xin)片(pian)多用(yong)于光通(tong)信(xin)領域,未來(lai)有(you)望在(zai)(zai)(zai) FMCW 激光雷達、光子(zi)(zi)計算等(deng) 領域進一(yi)步(bu)延拓。硅光產業(ye)鏈方面,目前海外(wai)廠商占(zhan)主導地位(wei),國內廠商仍(reng)處(chu)于持續跟進 的(de)階段,我國在(zai)(zai)(zai)硅光器件(jian)研(yan)究(jiu)方面與國際先進國家同時起(qi)步(bu),研(yan)究(jiu)水平也相當,但在(zai)(zai)(zai)硅光 芯(xin)片(pian)產業(ye)化(hua)發展(zhan)和(he)產業(ye)鏈方面,國內廠商與海外(wai)頭部(bu)廠商仍(reng)有(you)較大差距(ju)。

光子芯片:以光波為載體,具備高速度、高并行性、高帶寬、低損耗特點

光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)大勢(shi)所趨,硅(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)發展前景廣闊。光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)芯片(pian)根據基(ji)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)不同,大致可分(fen)為兩類(lei): 一(yi)種(zhong)是在(zai)以(yi) InP 為代(dai)表(biao)的(de)(de)“有源(yuan)材(cai)(cai)(cai)料(liao)”上集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)制作(zuo)元(yuan)件(jian)(jian)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian);另一(yi)種(zhong)則是在(zai)以(yi)硅(gui)(gui)為代(dai) 表(biao)的(de)(de)“無(wu)源(yuan)材(cai)(cai)(cai)料(liao)”上制作(zuo)的(de)(de),即(ji)硅(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)。硅(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)是以(yi)硅(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)學為基(ji)礎(chu)的(de)(de)低成(cheng)(cheng)本(ben)、高(gao)速(su)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang) 通(tong)信(xin)技術(shu)(shu),利(li)用基(ji)于硅(gui)(gui)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de) CMOS 微電子(zi)(zi)工(gong)藝實(shi)現(xian)光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)器件(jian)(jian)的(de)(de)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)制備(bei),融合(he)了 CMOS 技術(shu)(shu)的(de)(de)超(chao)大規模邏輯、超(chao)高(gao)精度制造的(de)(de)特性以(yi)及光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)技術(shu)(shu)超(chao)高(gao)速(su)率、超(chao)低功耗的(de)(de)優(you)勢(shi),把 原本(ben)分(fen)離器件(jian)(jian)眾多的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)、電元(yuan)件(jian)(jian)縮小集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)到至一(yi)個(ge)獨立(li)微芯片(pian)中,實(shi)現(xian)高(gao)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)度、低成(cheng)(cheng)本(ben)、 高(gao)速(su)光(guang)(guang)(guang)(guang)傳(chuan)輸。與分(fen)立(li)器件(jian)(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)模塊(kuai)相比,硅(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)器件(jian)(jian)無(wu)需 ROSA 或(huo) TOSA 封裝,集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)度更高(gao), 更加適應(ying)未來高(gao)速(su)流量傳(chuan)輸處理(li)需要,與此同時更緊密的(de)(de)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)方式降低了光(guang)(guang)(guang)(guang)模塊(kuai)的(de)(de)封裝和 制造成(cheng)(cheng)本(ben),基(ji)于以(yi)上優(you)勢(shi),硅(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)技術(shu)(shu)廣受關注。

硅光芯片下游應用多點開花

硅光芯片當前主要應用于光通信等領域

下游應用領域廣泛,預計硅光芯片全球市場規模 2020~2025 年 CAGR 為 52.4%。硅光芯 片是基于硅晶圓開發出的光子集成芯片,在尺寸、速率、功耗等方面具有獨特優勢,可廣 泛應用于光通信(5G)、數據中心、人工智能、醫療檢(jian)測、高階計(ji)算、自動駕駛、國防等(deng)領(ling) 域。根據(ju) Yole 預測,全球(qiu)硅光市場規模有望從 2019 年的 4.8 億(yi)美(mei)(mei)元增長至 2025 年的 39.5 億(yi)美(mei)(mei)元,2020~2025 年 CAGR 達 52.4%。

5G 時(shi)代(dai)帶(dai)來(lai)數據(ju)流(liu)量(liang)快(kuai)速增(zeng)長(chang),硅(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片以低成本解決傳(chuan)輸速率問題。數據(ju)中心處(chu)理高(gao)速 率流(liu)量(liang)需求不斷的(de)(de)(de)提升(sheng)對光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)通信性(xing)能提出了更(geng)高(gao)要求,要求光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)通信行(xing)業技(ji)術持續迭代(dai)升(sheng)級 以提高(gao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)通信產(chan)品的(de)(de)(de)適應性(xing)和技(ji)術性(xing)。原(yuan)有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)Ⅲ-V 族半導(dao)體激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片成本較(jiao)高(gao),并(bing)且能承 受的(de)(de)(de)調(diao)(diao)制帶(dai)寬受限,50Gbps 成為(wei)單通道(dao)傳(chuan)輸速率瓶頸(jing),無法滿足更(geng)高(gao)帶(dai)寬的(de)(de)(de)需求。與(yu)傳(chuan)統 光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊方(fang)(fang)案(an)(an)相比,硅(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片將多路(lu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器、調(diao)(diao)制器、探(tan)測器等(deng)(deng)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)/電芯(xin)(xin)片都(dou)集成在(zai)硅(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)(xin)片 上,硅(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊在(zai)高(gao)速率下,仍具有(you)(you)(you)器件小、穩(wen)定性(xing)強和硅(gui)(gui)材料能耗低的(de)(de)(de)特性(xing),較(jiao)傳(chuan)統光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo) 塊具有(you)(you)(you)一定優(you)勢,硅(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子技(ji)術能夠(gou)解決 400G 通信時(shi)代(dai)需要面對的(de)(de)(de) PAM4 電調(diao)(diao)制方(fang)(fang)案(an)(an)帶(dai)來(lai) 的(de)(de)(de)巨大(da)損耗和 8*50G 的(de)(de)(de) QSFP-DD 方(fang)(fang)案(an)(an)引發的(de)(de)(de)器件數量(liang)增(zeng)加與(yu)工作帶(dai)來(lai)溫度提升(sheng)帶(dai)來(lai)的(de)(de)(de)溫 漂等(deng)(deng)挑戰性(xing)問題。硅(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)方(fang)(fang)案(an)(an)目前(qian)被部分(fen)數據(ju)中心所采用,硅(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)產(chan)業有(you)(you)(you)望得到快(kuai)速發展。

硅光 FMCW 或將成為激光雷達優質解決方案

硅(gui)光(guang)以(yi)其集成(cheng)化(hua)優勢,有效解決(jue) FMCW 可靠性(xing)(xing)驗證難度大、成(cheng)本較高的(de)(de)問(wen)題。FMCW 路(lu)(lu) 線的(de)(de)興(xing)起與硅(gui)光(guang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)發展(zhan)密不(bu)可分(fen)(fen)(fen),早期的(de)(de) FMCW 激光(guang)雷達都是由各種分(fen)(fen)(fen)立器(qi)(qi)件堆疊起 來,組件調試和(he)器(qi)(qi)件成(cheng)本都非(fei)常高,很難達到大規模商業化(hua)落地需求(qiu)。但隨著硅(gui)半導體產(chan) 業的(de)(de)成(cheng)熟,基于硅(gui) CMOS 半導體生態發展(zhan)起來的(de)(de)硅(gui)光(guang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)平臺(tai),可有效把這些(xie)分(fen)(fen)(fen)立的(de)(de)器(qi)(qi)件 集成(cheng)到同一(yi)塊芯片上(shang),乃(nai)至(zhi)理(li)想狀(zhuang)態下在 FMCW 中(zhong)能將光(guang)學鏡頭(tou)和(he)掃描部件芯片化(hua),保障 性(xing)(xing)能的(de)(de)同時(shi)降低成(cheng)本,有望有效解決(jue) FMCW 解決(jue)方案的(de)(de)可靠性(xing)(xing)驗證難度大、成(cheng)本較高的(de)(de)問(wen) 題。芯片級封裝、圖像級分(fen)(fen)(fen)辨率,硅(gui)光(guang) FMCW 有望成(cheng)為(wei)激光(guang)雷達關(guan)鍵(jian)技(ji)(ji)(ji)術(shu)路(lu)(lu)徑之一(yi)。

光子計算:硅光子用于量子信息處理

以硅(gui)光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)為基礎(chu)(chu)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)計算(suan)(suan)有望逐步取代電(dian)子芯(xin)(xin)片(pian)計算(suan)(suan)場(chang)(chang)景。據(ju)(ju) OpenAl 統計,自 2012 年 以來(lai),每 3-4 個月人(ren)工智能的(de)(de)(de)算(suan)(suan)力需(xu)求將(jiang)翻倍,摩爾定律(lv)帶來(lai)的(de)(de)(de)算(suan)(suan)力增長已(yi)無法(fa)滿足需(xu)求, 硅(gui)光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)更高(gao)計算(suan)(suan)密度與(yu)更低能耗(hao)的(de)(de)(de)特(te)性能有效的(de)(de)(de)解決極致(zhi)算(suan)(suan)力的(de)(de)(de)應用需(xu)求。在數據(ju)(ju)搬(ban)運 方面(mian),光(guang)(guang)通信具有較大的(de)(de)(de)優(you)勢(shi);運行速率方面(mian),目前大數據(ju)(ju) AI 以線性運算(suan)(suan)為主,光(guang)(guang)的(de)(de)(de)矩陣 乘法(fa)并行能力較強,延時(shi)低于電(dian)芯(xin)(xin)片(pian),并且在傳播的(de)(de)(de)過程中(zhong)不會(hui)發熱(re)。根據(ju)(ju)達摩院預測, 未來(lai) 5-10 年以硅(gui)光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片(pian)為基礎(chu)(chu)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)計算(suan)(suan)將(jiang)逐步取代電(dian)子芯(xin)(xin)片(pian)的(de)(de)(de)部分計算(suan)(suan)場(chang)(chang)景。

全球硅光產業鏈全景:海外大廠搶先布局,國內廠商持續跟進

海外(wai)大廠(chang)搶先(xian)布(bu)局(ju),國(guo)(guo)內(nei)廠(chang)商持續跟進(jin)(jin)。目前(qian)(qian)全(quan)球硅光領(ling)域產(chan)業(ye)化較(jiao)領(ling)先(xian)的玩家包括思科(ke)(ke)、 Intel 和(he)(he) Inphi。近幾年來包括思科(ke)(ke)、華為(wei)、Ciena、Juniper 等巨頭(tou)紛紛通(tong)過收(shou)購(gou)布(bu)局(ju)硅光 技(ji)術。目前(qian)(qian) Intel、IBM、NEC、NTT、Fujitsu 等企(qi)業(ye)都針對硅光芯片產(chan)業(ye)進(jin)(jin)行了布(bu)局(ju),Marvell、 思科(ke)(ke)、諾基(ji)亞(ya)等斥(chi)資百(bai)億(yi)美(mei)元先(xian)后并購(gou) Inphi、Acacia、Elenion 等硅光領(ling)域的創新企(qi)業(ye)。 目前(qian)(qian),Intel 和(he)(he)臺積(ji)電(dian)均大力開(kai)發硅光子制造工藝技(ji)術,已經形成了較(jiao)為(wei)完整的硅光芯片產(chan) 業(ye)鏈。我國(guo)(guo)在硅光器件研究(jiu)方面與國(guo)(guo)際先(xian)進(jin)(jin)國(guo)(guo)家同時起步,研究(jiu)水平也相(xiang)當,但(dan)在硅光芯 片產(chan)業(ye)化發展和(he)(he)產(chan)業(ye)鏈方面,國(guo)(guo)內(nei)廠(chang)商與海外(wai)頭(tou)部廠(chang)商仍(reng)有(you)較(jiao)大提升空間。

光芯片產業鏈代表性公司梳理

長光華芯:光耀中國芯,激光芯片國產化領軍者

深耕高功率(lv)半(ban)導(dao)體(ti)(ti)激光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)(pian),縱(zong)向(xiang)(xiang)(xiang)+橫(heng)向(xiang)(xiang)(xiang)打造(zao)激光(guang)(guang)(guang)(guang)產(chan)(chan)業(ye)(ye)“中國(guo)芯”。公(gong)司系(xi)國(guo)內少數具(ju)備高 功率(lv)激光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)(pian)量產(chan)(chan)能(neng)力的(de)(de)企業(ye)(ye)之(zhi)一(yi),實現(xian)了高功率(lv)激光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)(pian)的(de)(de)國(guo)產(chan)(chan)化與進口替代。根據公(gong) 司招(zhao)股(gu)書測算(suan),2020 年公(gong)司占國(guo)內高功率(lv)半(ban)導(dao)體(ti)(ti)激光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片(pian)(pian)市場份額的(de)(de) 13.4%,位居國(guo)產(chan)(chan)廠 商第一(yi)位,2021 年公(gong)司已實現(xian) 30W 單(dan)管(guan)(guan)芯片(pian)(pian)量產(chan)(chan),技(ji)術(shu)實力全球領(ling)先(xian)。在(zai)產(chan)(chan)品布局(ju)上(shang), 一(yi)方(fang)面(mian),公(gong)司通(tong)(tong)過縱(zong)向(xiang)(xiang)(xiang)延伸打通(tong)(tong)芯片(pian)(pian)→器件→模組→半(ban)導(dao)體(ti)(ti)激光(guang)(guang)(guang)(guang)器產(chan)(chan)業(ye)(ye)鏈(lian)條,實現(xian)了在(zai)高 功率(lv)單(dan)管(guan)(guan)系(xi)列、高功率(lv)巴(ba)條領(ling)域的(de)(de)全產(chan)(chan)業(ye)(ye)鏈(lian)布局(ju);另一(yi)方(fang)面(mian),公(gong)司基于(yu)高功率(lv)半(ban)導(dao)體(ti)(ti)激光(guang)(guang)(guang)(guang) 芯片(pian)(pian)的(de)(de)技(ji)術(shu)優勢以及設(she)計和量產(chan)(chan)能(neng)力,切入 VCSEL 及光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)(tong)信芯片(pian)(pian)賽道,已建立(li)了 VCSEL 產(chan)(chan)品包含外延生長、條形刻蝕、端(duan)面(mian)鍍膜(mo)、劃(hua)片(pian)(pian)裂片(pian)(pian)、特性測試(shi)、封裝篩選和芯片(pian)(pian)老化的(de)(de) 完(wan)整工藝線。

源杰科技:國內領先的高速率激光芯片廠商,IDM 模式鑄就核心競爭力

優質高(gao)速率(lv)半導(dao)體(ti)光(guang)(guang)芯片供(gong)應(ying)商,進(jin)入(ru)(ru)國(guo)(guo)內(nei)外知名(ming)運(yun)營商網絡供(gong)應(ying)體(ti)系(xi)。公(gong)司(si)聚焦于(yu)光(guang)(guang)芯 片行業(ye),主要(yao)(yao)產(chan)品(pin)(pin)包(bao)括 2.5G、10G、25G 及更高(gao)速率(lv)激光(guang)(guang)器芯片系(xi)列產(chan)品(pin)(pin)等。經過多年研 發和產(chan)業(ye)化積累(lei),公(gong)司(si)已(yi)擁有多條覆蓋 MOCVD 外延生(sheng)長、光(guang)(guang)柵工(gong)藝、光(guang)(guang)波導(dao)制作等全流 程自主可控的(de)生(sheng)產(chan)線,實現向(xiang)客戶 A1、海信寬帶、中(zhong)(zhong)際(ji)旭(xu)創(chuang)、博創(chuang)科技(ji)、銘普光(guang)(guang)磁等國(guo)(guo)際(ji) 前十(shi)大以(yi)及國(guo)(guo)內(nei)主流光(guang)(guang)模塊廠商批量供(gong)貨,產(chan)品(pin)(pin)最(zui)終應(ying)用于(yu)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)移動、中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)聯通、中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)電 信、AT&T 等國(guo)(guo)內(nei)外知名(ming)運(yun)營商網絡中(zhong)(zhong),已(yi)成為國(guo)(guo)內(nei)領先的(de)光(guang)(guang)芯片供(gong)應(ying)商。由于(yu)下游客戶在 選擇光(guang)(guang)芯片產(chan)品(pin)(pin)時需要(yao)(yao)經過較(jiao)長的(de)驗證過程,公(gong)司(si)率(lv)先進(jin)入(ru)(ru)供(gong)應(ying)商體(ti)系(xi),建立了較(jiao)高(gao)的(de)客 戶資源(yuan)壁壘。

云嶺光電:致力于成為國際一流的光芯片供應商

專(zhuan)注(zhu)中(zhong)高端光(guang)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)市(shi)場(chang),擁有(you)自主知識(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)權。武漢云嶺光(guang)電有(you)限(xian)公司(si)由國(guo)際(ji)領先的芯(xin)(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)專(zhuan) 家(jia)團隊與華工科技(ji)(ji)(ji)于 2018 年(nian) 1 月共同(tong)發(fa)起設立,承載近 20 年(nian)的技(ji)(ji)(ji)術(shu)探索與市(shi)場(chang)實踐,專(zhuan) 注(zhu)于中(zhong)高端光(guang)通信半(ban)導體光(guang)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)產(chan)(chan)(chan)品,是擁有(you)完全(quan)(quan)自主知識(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)權,具備(bei)全(quan)(quan)流程生(sheng)產(chan)(chan)(chan)能力(li)的 IDM 光(guang)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)企(qi)業。 云嶺光(guang)電主營業務為 2.5G/10G/25G 全(quan)(quan)系列激光(guang)器(LD)和探測(ce)器(PD)光(guang)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)及封(feng)(feng)裝類 產(chan)(chan)(chan)品。公司(si)建(jian)有(you)光(guang)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)研制平臺(tai),擁有(you) MOCVD 材(cai)料(liao)生(sheng)長,器件(jian)工藝制備(bei),和后端測(ce)試(shi)封(feng)(feng) 裝的完整生(sheng)產(chan)(chan)(chan)線,從海外引入具有(you)國(guo)外光(guang)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)大(da)廠多年(nian)工作經驗的核心(xin)技(ji)(ji)(ji)術(shu)團隊,掌握 10G/25G 高速率光(guang)收發(fa)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)設計、高質量(liang)材(cai)料(liao)生(sheng)長、關鍵工藝制備(bei)、和封(feng)(feng)裝測(ce)試(shi)的核心(xin)技(ji)(ji)(ji) 術(shu)。公司(si)具備(bei)年(nian)產(chan)(chan)(chan)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian) 7500 萬顆、TO 7200 萬只(zhi)的生(sheng)產(chan)(chan)(chan)能力(li),致(zhi)力(li)于成(cheng)為世(shi)界一流的光(guang)芯(xin)(xin)(xin)(xin) 片(pian)(pian)企(qi)業,為全(quan)(quan)球光(guang)通信企(qi)業提供優質全(quan)(quan)系列光(guang)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)。

武漢敏芯:國內先進的全系列光芯片供應商

武漢敏(min)芯(xin):致力成(cheng)為國內光通(tong)信(xin)器(qi)(qi)件領域的(de)頭部芯(xin)片(pian)供應(ying)商(shang)。武漢敏(min)芯(xin)半導體(ti)股份(fen)有(you)限公 司成(cheng)立于 2017 年 12 月,是一家從(cong)事半導體(ti)光電芯(xin)片(pian)研發、制造和(he)(he)銷售的(de)高(gao)新(xin)技術企業(ye)。 產品(pin)涉及(ji)光通(tong)信(xin)、工業(ye)激(ji)光、傳(chuan)感和(he)(he)消費等(deng)領域。作(zuo)為光通(tong)信(xin)領域國內首家獨立的(de)全(quan)系(xi)列(lie) 光芯(xin)片(pian)供應(ying)商(shang),公司主營業(ye)務(wu)為 2.5G/10G/25G/50G 全(quan)系(xi)列(lie)激(ji)光器(qi)(qi)和(he)(he)探測器(qi)(qi)光芯(xin)片(pian)及(ji)封(feng)裝 類產品(pin)。

中科光芯:掌握完整的光芯片及器件全產業鏈生產線

創(chuang)始人研(yan)(yan)發實力強,公(gong)司(si)技(ji)(ji)術儲備豐(feng)富。福建中科光芯光電(dian)(dian)科技(ji)(ji)有(you)限公(gong)司(si)(簡稱中科光芯), 成立于 2011 年,由(you)中科院福建物質結構(gou)研(yan)(yan)究所(suo)課(ke)題組組長(chang)、博士生(sheng)導(dao)(dao)師,擁(yong)有(you)二十多年半 導(dao)(dao)體(ti)激(ji)光器研(yan)(yan)發及(ji)光電(dian)(dian)子(zi)集成制程平(ping)臺經(jing)驗的蘇輝博士創(chuang)立。 產(chan)品線完整,長(chang)期承擔國家(jia)項(xiang)目(mu)(mu)。公(gong)司(si)擁(yong)有(you)完整的外(wai)延生(sheng)長(chang)、芯片(pian)(pian)微納加(jia)工及(ji)器件封裝產(chan) 業(ye)(ye)線,現(xian)有(you)產(chan)品包括外(wai)延片(pian)(pian)、芯片(pian)(pian)、TO 器件、光器件、模(mo)塊等,是一家(jia)真正擁(yong)有(you)獨(du)立自主 知識(shi)產(chan)權的,能夠獨(du)立設計(ji)并量產(chan)光芯片(pian)(pian)和器件的高(gao)新技(ji)(ji)術企業(ye)(ye)。中科光芯還長(chang)期承擔科 技(ji)(ji)部定向專項(xiang)、科技(ji)(ji)部重(zhong)點研(yan)(yan)發計(ji)劃、863 計(ji)劃和其他國家(jia)級項(xiang)目(mu)(mu),福建省重(zhong)大科技(ji)(ji)專項(xiang)、 企業(ye)(ye)橫向項(xiang)目(mu)(mu)等,重(zhong)點開發高(gao)可靠性和高(gao)性能激(ji)光和探測器件芯片(pian)(pian)。

靈明光子:國內領先的光子探測芯片廠商,三大產線多元化布局

聚焦單光子探測器賽道,dToF 技術優勢明顯。靈明光子創立于 2018 年,致力于單光子探 測器(SPAD)賽道,為手機、激光雷達、機器人、無人機、VR/AR 設備等應用提供自主 研發的高性能 dToF 深度傳感器芯片。dToF(direct time-of-flight,直接測量飛行時間)直 接向測量物體發射光脈沖,測量反射光脈沖和發射光脈沖之間的時間間隔來計算待測物體 的距離。dToF 可以單點測距,也可以配合掃描或光學鏡頭進行成像,為未來元宇宙中物理 世界和數字信息世界的(de)實時交(jiao)互填補(bu) 3D 智慧(hui)感知(zhi)拼圖。 三大產(chan)(chan)品線針對性設計(ji),核心技術壁壘較(jiao)高(gao)。靈明光(guang)(guang)(guang)子 SPAD 產(chan)(chan)品三大產(chan)(chan)業線包括硅光(guang)(guang)(guang)倍 增(zeng)管(SiPM)、有(you)限(xian)點 dToF 芯片(pian)及模組、單光(guang)(guang)(guang)子成(cheng)像陣列(SPADIS)及 dToF 模組。公 司掌握(wo)國際領先的(de) SPAD 器件(jian)設計(ji)和工藝(yi)能力,基于波長 905nm 處的(de)單光(guang)(guang)(guang)子探測效率(PDE) 達到(dao) 25%,為世界紀錄級(ji)別(bie),遠超行業平均的(de) 5%-18%,可以實現探測距離更(geng)(geng)(geng)遠、功耗更(geng)(geng)(geng) 低、體積更(geng)(geng)(geng)小。同時,靈明光(guang)(guang)(guang)子也擁(yong)有(you)國內(nei)唯(wei)一、全(quan)球(qiu)稀缺的(de)成(cheng)熟 3D 堆疊(die) dToF 芯片(pian)設計(ji) 和工藝(yi)能力,并已(yi)成(cheng)功研發多款 3D 堆疊(die) SPADIS 芯片(pian)。

南京芯視界:深耕 dToF 領域,SPAD 技術領先

先(xian)進的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)轉換器(qi)件設計及(ji)單光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)成(cheng)(cheng)像技(ji)術,在技(ji)術和實(shi)用性上(shang)(shang)處于(yu)(yu)(yu)領(ling)先(xian)地位。 visionICs(芯(xin)視界(jie)前身)于(yu)(yu)(yu) 2016 年在美國(guo)硅谷(gu) Santa Clara 市成(cheng)(cheng)立,成(cheng)(cheng)立之初即開始 dToF 研(yan)發(fa),并堅持走單光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)直(zhi)接(jie) ToF 的(de)(de)(de)(de)技(ji)術路線。公司擁有芯(xin)片級的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)轉換器(qi)件設計和單光(guang)(guang)(guang)(guang) 子(zi)(zi)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)成(cheng)(cheng)像技(ji)術,主營基于(yu)(yu)(yu)單光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)探測(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)一維(wei)(wei)和三維(wei)(wei) ToF 傳(chuan)感芯(xin)片。硅谷(gu)的(de)(de)(de)(de)海外研(yan)發(fa)機構 為(wei)芯(xin)視界(jie)提供(gong)技(ji)術支撐(cheng)。 單光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)方案顯著降低能耗(hao)。芯(xin)視界(jie)發(fa)布(bu)全球領(ling)先(xian)的(de)(de)(de)(de)基于(yu)(yu)(yu)單光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)激光(guang)(guang)(guang)(guang)測(ce)(ce)(ce)距(ju) ToF 芯(xin) 片,在低成(cheng)(cheng)本 CMOS 工藝上(shang)(shang)實(shi)現(xian)了高(gao)(gao)靈(ling)敏(min)度(du)(du)、高(gao)(gao)分辨率(lv)單光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)陣(zhen)列,集成(cheng)(cheng)了自主研(yan)發(fa) 的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)精度(du)(du)測(ce)(ce)(ce)距(ju)電(dian)(dian)路和抗干(gan)擾數(shu)字算(suan)法。相比較于(yu)(yu)(yu)目前修改 CMOS 像素(su)圖像傳(chuan)感器(qi)而實(shi)現(xian)的(de)(de)(de)(de) 間(jian)接(jie) ToF 三維(wei)(wei)測(ce)(ce)(ce)距(ju),基于(yu)(yu)(yu)單光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)像素(su)(SPAD)陣(zhen)列的(de)(de)(de)(de)直(zhi)接(jie) ToF 擁有超高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)探測(ce)(ce)(ce)靈(ling)敏(min) 度(du)(du),實(shi)現(xian)低激光(guang)(guang)(guang)(guang)功(gong)(gong)率(lv)下的(de)(de)(de)(de)遠距(ju)離探測(ce)(ce)(ce),降低整體系統的(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)耗(hao)和成(cheng)(cheng)本。

阜時科技:掌握 SPAD 芯片核心技術,切入乘用車激光雷達供應鏈

阜時科(ke)技 2017 年 11 月底(di)成立于(yu)(yu)(yu)深圳(zhen),重點研(yan)發(fa)生物(wu)傳感(gan)(gan)及機(ji)器視(shi)覺系列芯(xin)片(pian)(pian)及配(pei)(pei)套算法 SDK,為手機(ji)集成商、方(fang)案商及終(zhong)(zhong)端品(pin)(pin)牌客戶提供(gong)(gong)高性能(neng)的(de)(de)系統級完整解決方(fang)案,致力于(yu)(yu)(yu) 推動人機(ji)交互智能(neng)化(hua)升級。公司(si)目前(qian)(qian)已(yi)積(ji)累積(ji)累了 SPAD、光學傳感(gan)(gan)和(he)人臉(lian)識別三大(da)產品(pin)(pin)線, 產品(pin)(pin)和(he)技術已(yi)經(jing)服務了 10 多(duo)個行業,為手機(ji)、IoT、自(zi)主(zhu)移動設備、汽(qi)車等(deng)終(zhong)(zhong)端提供(gong)(gong)芯(xin)片(pian)(pian) 及完整的(de)(de)技術解決方(fang)案,旗下共有超過 50 款不同(tong)型號的(de)(de)六大(da)類芯(xin)片(pian)(pian)產品(pin)(pin)。 服務配(pei)(pei)套完善,覆蓋(gai)一(yi)線廠商。公司(si)一(yi)邊自(zi)主(zhu)開發(fa)有廣闊市場前(qian)(qian)景的(de)(de)、可實(shi)現商業價(jia)值的(de)(de) 芯(xin)片(pian)(pian),一(yi)邊為一(yi)線品(pin)(pin)牌廠商定制芯(xin)片(pian)(pian),且從調(diao)試、測試、算法驗證到售后配(pei)(pei)套,均(jun)提供(gong)(gong)高 品(pin)(pin)質(zhi)的(de)(de)一(yi)條龍服務。具有完整的(de)(de)芯(xin)片(pian)(pian)設計(ji)、軟硬件支持、核心算法開發(fa)等(deng)能(neng)力,已(yi)成功量 產應(ying)用于(yu)(yu)(yu)一(yi)線廠商。

縱慧芯光:深耕 VCSEL 芯片核心技術,把握車載激光雷達機遇

掌握自主(zhu)知識(shi)產(chan)(chan)權(quan) VCSEL 芯片(pian)技(ji)術。縱慧芯光(Vertilite)成立于(yu) 2015 年,是(shi)一家(jia)創新(xin)型(xing) 的(de)(de)(de)光電半(ban)導體企業(ye),致力(li)于(yu)為全球(qiu)客戶提供(gong)高功率(lv)以及(ji)高頻率(lv) VCSEL 解決方案,主(zhu)要(yao)研(yan)(yan)發(fa)(fa) 生產(chan)(chan) VCSEL 芯片(pian)、器件及(ji)模組等產(chan)(chan)品(pin)。公(gong)(gong)司(si)由來自業(ye)界(jie)的(de)(de)(de)經(jing)驗豐富(fu)的(de)(de)(de)科學家(jia)和(he)工程師組成, 已成功發(fa)(fa)布(bu)了高性能產(chan)(chan)品(pin),適(shi)用于(yu) 3D 傳感(gan),光通(tong)信(xin),工業(ye)自動化,生物醫(yi)學應用,汽車應 用,消費電子和(he) LiDAR 解決方案的(de)(de)(de)多樣(yang)化應用。 研(yan)(yan)發(fa)(fa)實(shi)力(li)領(ling)(ling)先,產(chan)(chan)品(pin)性能先進。公(gong)(gong)司(si)擁(yong)有卓越的(de)(de)(de)研(yan)(yan)發(fa)(fa)團(tuan)隊,世界(jie)頂尖(jian)的(de)(de)(de)科技(ji)研(yan)(yan)發(fa)(fa)實(shi)力(li)。公(gong)(gong) 司(si)主(zhu)要(yao)以研(yan)(yan)發(fa)(fa)生產(chan)(chan) VCSEL 芯片(pian)、器件及(ji)模組為主(zhu)營業(ye)務(wu)(650 到 1000 納(na)米波段)。公(gong)(gong)司(si)產(chan)(chan) 品(pin)性能已達到世界(jie)先進水平,在國內處于(yu)絕對(dui)領(ling)(ling)先地位。公(gong)(gong)司(si)產(chan)(chan)品(pin)廣泛應用在 3D 感(gan)知、虛 擬現實(shi)/增強現實(shi)、自動駕駛、生物醫(yi)療傳感(gan)器和(he)高速光通(tong)信(xin)等領(ling)(ling)域(yu),目前已與國內頂尖(jian)的(de)(de)(de) 手機終端廠商和(he)模組廠商深(shen)度合(he)作,具有廣闊的(de)(de)(de)市場前景。

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