国内激光芯片领航者长光华芯：构造VCSEL及光芯片打开成长空间_芯片_激光

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公司成立于2012年，专注于半导体激光芯片的研发、设计及制造，现已建立 GaAs（砷化镓）和 InP（磷化铟）两大材料体系，并构建了边发射和面发射两种构造的技能工艺平台，产品紧张包括高功率单管系列、高功率巴条系列、高效率 VCSEL 系列及光通信芯片系列，产品广泛运用于光泵浦激光器泵浦源、直接半导体激光输出加工运用、激光智能制造装备、特种场景、3D 传感与摄像、激光雷达等领域。

目前公司具备完备自主可控的芯片设计、MOCVD（外延）、FAB 晶圆流片、解理/镀膜、封装、测试、光学耦合等工艺平台和量产线能力，是环球少数几家具备 6 吋线外延、晶圆制造等关键制程生产能力的 IDM 半导体激光器企业。

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公司紧张产品为单管系列和巴条系列，前者运用于工业激光器领域，后者运用于科研等分外场景。

（图片来自网络侵删）

公司秉承“一平台、一支点、横向扩展、纵向延伸”发展计策，依托高功率半导体激光芯片的技能上风，横向上从高功率半导体激光芯片扩展至 VCSEL 芯片和光通信芯片，不断延展运用处景，个中 VCSEL 芯片已经推出 PS 系列、TOF 系列、SL 系列三大品类，VCSEL 芯片最高为 8-10节，功率密度可达 1800 瓦每平方毫米；光通信芯片方面，56G PAM4 EML 高速率芯片于 2023 年 5 月成功发布，正式进入光芯片高端市场。

纵向上，公司将业务延伸至激光器件、模块及半导体激光器领域，以贴近客户，知足客户需求及适应浩瀚激光运用。

1.2 采取 IDM 生产模式，节制激光芯片核心制造工艺

公司采取IDM 生产模式，目前已经建立成覆盖芯片设计、外延成长、晶圆处理工艺（光刻）、解理/镀膜、封装测试、光纤耦合等 IDM 全流程工艺平台和 3 吋、6 吋量产线，是海内少数设计和量产高功率半导体激光芯片的公司之一。

IDM 生产模式可以使得公司能够根据晶圆制造过程反馈的测试情形，改良芯片设计构造并优化制造工艺，并有利于全生产流程的自主可控，而且不受贸易摩擦等国际环境的影响。
同时，IDM 模式可让公司能够更好掌握产线产能，能根据客户需求安排工期，实现更快的做事相应速率，对办理我国激光芯片卡脖子问题极为主要。

此外，比较于以线宽为基准的逻辑工艺，激光芯片领域的竞争能力更加综合，核心竞争点在于工艺的成熟度和稳定性，工艺平台的多样性，因此 IDM 模式也成为高功率激光芯片厂商的核心壁垒之一。

半导体激光器芯片行业具有极高的技能和工艺壁垒，目前公司已节制包括高功率高效率高亮度芯片构造设计、分布式载流子注入技能、MOCVD 外延成长技能、多有源区级联的垂直腔面发射(VCSEL)半导体激光器设计、低损伤刻蚀工艺技能、薄膜氧化热处理工艺技能、高功率芯片腔面技能/高 COMD 阔值的腔面保护技能、大功率半导体激光器芯片封装技能、高亮度光谱合束技能、高质量光纤耦合技能、激光镀膜技能等行业核心技能，具备完善的技能和工艺流程能力。

1.3 核心团队实力雄厚，下贱客户优质丰富

公司核心团队来自海内外有名高校，并在业内有丰富的研究和事情履历，核心团队在半导体激光芯片设计及工艺领域实力突出，公司产品在功率密度、电光转换效率、寿命等方面位居海内前列。

截至 2022 年底，公司研发团队规模为 127 人，研发职员占比 29%，个中博士 16 人、硕士 41 人，硕博累计占比 45%，共拥有 85 项发明专利。

从研发投入上看，公司近年来研发费率坚持在 20%以上，每年研发用度并呈现增长态势。

公司产品得到客户高度认可，目前公司边发射单管芯片成功导入锐科激光、创鑫激光及大族激光等主流激光器及激光设备厂商，高功率巴条芯片广泛运用于固态激光器泵浦源，做事于多家国家级骨干单位。

半导体激光芯片对性能和可靠性哀求较高，导入下贱客户验证周期较长，同时下贱客户改换芯片供应商的置换本钱较高，双方绑定紧密，公司率前辈入供应商体系，建立了较高的客户资源壁垒。

1.4 营收利润稳步增长，高功率单管系列霸占紧张收入来源

2019-2021 年期间，受益于我国半导体激光芯片整体市场规模扩大以及公司单管芯片不才游客户中份额的提升，公司业务收入从 2019 年的 1.39 亿元增长至 2021 年的 4.29 亿元，净利润从 2019 年的-1.29 亿元增长至 1.15 亿元，营收及利润呈现高速增长。

2022 年公司营收有所下滑，紧张系环球经济增速放缓，下贱激光器市场需求较为疲软导致；23 年一季度公司实现营收 0.90 亿元，同比低落 19.3%、环比增长 30.4%，收入实现环比改进紧张系下贱工业激光器需求有所复苏。

从公司毛利率角度看，2018 年至 2020 年期间，由于此时公司业务体量较小，公司毛利率处于相对较低的水平，随着 2021 年业务规模的起量，公司毛利率呈现上升趋势，2021 及 2022 年毛利率分别为 53%/52%，处于行业较高水平。

2023 年一季度公司整体毛利率为 28.86%，相较于 22 年有较大的降幅，紧张系下贱工业激光器需求仍较为疲软，产品价格低落，同时稼动率低导致折旧摊销增加；展望未来，随着下贱需求的复苏、公司稼动率的提升以及高毛利巴条产品的放量，公司毛利率有望逐步回升。

从收入构造看，2020 年以来，公司高功率单管系列产品业务收入占比在 80%以上，贡献公司紧张收入来源；巴条系列产品下贱客户为科研院所等，需求有所颠簸但也呈现增长趋势；VCSEL 芯片和光通信芯片产品目前收入占比很小，但下贱激光雷达、AI 数据中央处于爆发增长阶段，业务长期空间值得期待。

二、高功率激光芯片受益国产替代浪潮，光通信芯片打开想象空间

2.1 半导体激光芯片：激光器核心器件，决定着激光器的性能

半导体激光芯片处于激光器家当链上游，运用于激光器泵浦源，是半导体激光器的核心器件，常日激光芯片的性能决定着激光设备输出光束的质量和功率，是全体半导体激光器的核心。

从工艺和事理上看，半导体激光芯片是采取半导体芯片制造工艺，通过电勉励源的办法，以半导体材料为增益介质，将注入电流的电能引发，从而实现谐振放大选模输出激光，实现电光转换功能。

激光芯片增益介质与衬底紧张为掺杂 III-V 族化合物的半导体材料，因此按照衬底材料划分，紧张分为 GaAs（砷化镓），InP（磷化铟）两大材料体系，常日前者用于高功率激光领域，后者用于高速率光通信领域。

从半导体激光器家当链来看，家当链上游包括利用半导体原材料、高端装备以及干系生产辅料制造而成的半导体芯片、光电器件、光学元件及模组等；中游包括利用上游芯片及光电器件等作为泵浦源所制造的各种激光器，包括直接半导体激光器、二氧化碳激光器、固体激光器、光纤激光器等；下贱包括紧张指各种激光器的运用领域，例如工业加工装备、激光加工、医疗、光通信以及科研实验等。

2.2 半导体激光器市场空间广阔，工业、科研等分外场景为主要运用领域

随着半导体激光器技能也在功率、效率、亮度、寿命、多波长、调制速率等方面的不断实现打破，半导体激光器市场规模不断扩容，根据 Laser Focus World 数据，2021 年环球激光器市场规模达到 185 亿美元，较 2020 年有望增长 15.6%。

从下贱运用处景来看，激光器紧张运用于材料加工等工业场景、通信与光存储、科研军事、医疗美容、仪器传感器以及娱乐显示六大场景，个中工业、通信、科研占比较大，2020 年相应份额分别为39%/34%/14%。

在工业领域，激光紧张运用在激光切割、激光焊接等材料加工处理领域，相较于传统加工工艺，激光加工具有适用工具广、材料变形小、加工精度高、低能耗等优点，被广泛运用于航空航天、汽车、船舶、钢铁、显示面板制造、半导体芯片制造、消费电子产品制造等领域。

根据《2022 年中国激光家当发展报告》，2022 年海内激光设备市场规模为 876 亿元，估量 2023 年增长 13.47%至 994 亿元。

展望未来，伴随着我国工业自动化和智能化水平的提高、激光技能的不断迭代以及工业制造对加工材质、速率工艺的不同哀求，激光设备运用处景和需求量有望持续上升，半导体激光器及激光芯片需求亦随之增长。

从目前海内光纤激光器竞争格局来看，国产光纤激光器逐步实现由依赖入口向自主研发、替代入口到出口的转变，个中 100W 及以下光纤激光器险些完备实现国产替代，100W-1.5KW 中功率光纤激光器国产化率已达到 60%以上，1.5KW 高功率光纤激光器国产化率相对较低。

从详细厂商份额上看，根据《2022 年中国激光家当发展报告》，2021 年外洋厂商 IPG 霸占海内最大份额，但其份额较 2020 年降落 6.5%，海内厂商锐科激光、创鑫激光市场份额位居第二、第三，份额较 2020 年分别提升 2.9%/1.7%。

在科研与军事领域，激光器在高端制造、精密材料、制导、雷达及光电对抗、激光武器等领域扮演主要角色，同时以上领域对激光器的性能哀求更高。

根据《Lasers：Global Markets to 2024》估量数据，环球定向能激光源和军事激光市场将从 2019 年的 89 亿美元增长到 146 亿美元，期间 CAGR 为 10.41%；化学激光器市场估量将从 2019 年的 28 亿美元增长到 2024 年的 47 亿美元，CAGR 为 10.91%；准分子激光器市场部分估量将从 2019 年的 8.9 亿美元增长到 2024 年的 18 亿美元，CAGR 为 15.13%。

2.3 激光芯片壁垒高、国产化率低，公司作为龙头有望受益国产替代浪潮

从环球半导体激光器行业来看，美国和欧洲企业起步较早、技能领先，贰陆集团、朗美通、IPG 光电等国际光电巨子在半导体激光芯片和器件领域份额较大，同时上述企业也从事下贱运用产品的开拓，综合实力相对较强。

海内半导体激光器上游领域厂商紧张包括长光华芯、武汉锐晶、华光光电、纵慧芯光、炬光科技、凯普林、星汉激光等，个中长光华芯、武汉锐晶、华光光电紧张从事半导体激光芯片业务，纵慧芯光业务以VCSEL 芯片的研发及设计为主，炬光科技、凯普林、星汉激光紧张以对外采购高功率半导体激光芯片进行封装生产模块为主。

整体看，半导体激光芯片具有较高的技能壁垒，目前核心激光芯片等领域国产化率处于较低水平，但未来随着长光华芯、武汉锐晶等海内企业的持续发展和开拓，半导体激光芯片国产化率有望持续提升。

公司单管芯片和巴条芯片功率密度、电光转换效率、波长种类等核心技能参数处于行业内领先水平。

常日对付激光芯片厂商而言，功率及电光转换效率越高，波长种类越多，激光芯片厂商技能水平越高，产品所对应的下贱运用领域越广泛；目前在 190-230μm 的条宽范围内，公司高功率单管芯片输出功率达到 35W，电光转换效率达到 63.00%，技能指标处于行业领先水平。

从公司在海内市场份额上看，根据长光华芯招股书，公司 2020 年高功率半导体激光芯片在海内市场的霸占率为 13.41%，在环球市场的霸占率为 3.88%，目前海内从事高功率半导体激光芯片制造发卖业务的可比公司较少，个中武汉锐晶从事高功率半导体激光芯片的研发、制造及发卖业务，并且其作为锐科激光的关联方，紧张向锐科激光发卖，2020 年期在海内市场份额为 7.43%，与公司比较仍有较大差距。

整体看，公司目前在海内高功率半导体激光芯片领域，市占率居于海内领先位置，同时随着未来激光芯片国产化进程持续加速，公司的市场霸占率有望进一步提升。

2.4 募资扩充高功率芯片产能，布局 VCSEL、光通信芯片打开增长空间

公司未来发展环绕“一平台、一支点、横向拓展、纵向延伸”的发展计策，积极扩充高功率激光芯片、器件、模块的产能，同时布局 VCSEL 芯片、光通信芯片等领域，丰富产品品类和技能储备，全面提升公司平台化能力。

扩充高功率激光芯片、器件、模块产能，提升公司市场份额半导体激光芯片作为激光器核心部件，下贱运用领域广泛，同时下贱需求日渐增加，叠加目前较低的国产化率现状以及较少的国产厂商，公司现有产能无法知足下贱客户，公司高功率芯片、器件以及模块的产能均处于超负荷状态。

因此公司投资 5.99 亿元用于高功率激光芯片、器件、模块产能扩充项目，以扩展高功率半导体激光芯片、器件、模块的产能，顺应了下贱需求和发展趋势，有利于巩固公司竞争上风，以进一步提升市场霸占率和竞争力。

根据公司公告，公司高功率激光芯片产线将从过去的 3 吋线转成 6 吋线，产线转换后产能月产将达到 500 万颗单管芯片，有望较过去产能提升 5 倍，这有效的办理过去产能仅能覆盖头部激光器厂商的问题。

VCSEL 家当化有望受益激光雷达、3D 视觉传感等领域爆发

垂直腔面发射激光器（VCSEL）具有易于二维集成、极低阈值、较小远场发散角、圆形发射光束等优点，被广泛运用于高调制速率的通讯型激光器和空间感知的传感型激光器。

随着 3D 传感、激光雷达、数据通信等领域的持续发展，环球对VCSEL 芯片的需求增长迅速，根据 Yole 估量到，2025 年将增长至 27 亿美元。

目前国外厂商霸占 VCSEL 领域大部分市场份额，海内高性能 VCSEL 芯片的研发与制造与国际水平仍存在一定差距。

公司是海内首家具备 VCSEL 芯片量产化制造能力的 IDM 公司，先后占领器件设计、外延成长、芯片制造等多项技能，实现了 6 吋 VCSEL 产线的高良率生产，用于智好手机摄像头 3D 传感的 VCSEL 产品已经通过了可靠性、效率、良率、寿命等多方面严苛的验证，实现消费级 3D 传感 VCSEL 的规模化量产。

同时公司车载 VCSEL 激光雷达芯片已先后通过车规级 AEC-Q102 认证、IATF16949 质量体系认证，产品具有高能量密度、低发散角、高效率、光学系统大略、小型化和价格低等上风，未来有望受益车载激光雷达行业需求的持续爆发。

AIGC 催化算力根本举动步伐培植，光芯片需求增长显著

环球 AI 打算、互联网业务及运用数据处理集中在数据中央进行，使得数据流量迅速增长，而数据中央需内部处理的数据流量远大于需向外传输的数据流量，使得数据处理繁芜度不断提高。

光通信技能在数据中央领域得到广泛的运用，极大程度提高了其打算能力和数据交流能力。
光模块是数据中央内部互连和数据中央相互连接的核心部件。

我国云打算家当持续景气，云打算厂商培植大型及超大型数据中央不断加速。
海内高速率光通信激光芯片仍存在一定技能瓶颈，入口依赖度较高，尤其是高端光通信芯片国产化率极低。

自 2010 年公司便开始布局磷化铟激光芯片产线，初期具备 2.5G FP 的批量出货能力。

后续公司先后引进磷化铟方面行业资深专家，组建专业研发团队，建成完全的光通信工艺平台和量产产线，覆盖芯片设计、外延成长、台面刻蚀、氧化工艺、电镀金、性能测试等工艺流程，已占领材料外延成长的精确掌握和稳定性难题以及激光电流的氧化限定掌握等难题。

在 2020 年，公司开展 10G APD 和 L 波段高功率 EML 的产品研发，建成了高速光通信芯片的研发生产产线，两款产品在 2022 年初通过大厂（客户）认证，并已实现产品的批量供货。
2023 年 5 月，公司 56G PAM4 EML 高速率光芯片成功发布，正式进入光芯片高端市场。

三、盈利预测与估值

3.1 盈利预测

公司各项业务基本假设如下：

高功率单管系列：公司单管芯片系列产品性能指标位于海内前列，产品竞争力强，下贱大客户包括锐科激光、创鑫激光等海内头部激光器厂商，考虑到目前高功率激光芯片国产化率较低，后续公司不才游客户中份额仍有较大提升空间。

2023 年，海内工业激光需求有望逐步复苏，未来激光芯片仍有较大新增需求和国产替代机遇，估量 23、24、25 年该板块收入增速分别为 10%、30%、30%，毛利率仍坚持在 48%旁边。

高功率巴条系列：此部分产品紧张运用于科研及分外领域，产品须要根据下贱客户需求进行一定程度定制，早期需求存在一定颠簸，但随着后续产品规模化落地，并考虑到公司不才游客户中的稀缺供应位置，后续公司该项业务有望得到较大增长。

估量 23、24、25 年该板块收入增速分别为 280%、80%、50%，毛利率仍坚持在 75%旁边。

VCSEL系列：VCSEL 系列产品运用于消费电子、激光雷达等领域，目前业务体量较小，但伴随激光雷达等下贱市场的爆发以及 VCSEL 渗透率的提升，产品有望导入到更多下贱激光雷达厂商供应链之中，助力公司该项业务实现打破。

估量 23、24、25 年该板块收入增速分别为 600%、100%、80%，毛利率分别为 40%、43%、45%。

结合上述基本假设，我们估量公司 2023-2025 年收入为 5.30、7.65、10.63 亿元，同比分别增长 37.4%、44.4%、39.0%；归母净利润分别 1.71、2.45、3.34 亿元，同比分别增长 43.0%、43.8%、36.3%；综合毛利率分别为 52.6%、54.2%、54.9%。

3.2 估值剖析

公司作为海内激光芯片龙头企业，在高功率激光芯片及器件赛道布局深厚，同时也向光通信芯片领域延伸。
海内紧张对标企业紧张包括炬光科技、仕佳光子、源杰科技等。

相较于竞争对手，公司业务更聚焦在高功率激光芯片和器件领域，技能壁垒相对较高，同时与炬光科技、源杰科技、仕佳光子处于差异化竞争状态。

根据Wind 的盈利预测和同等预期，我们打算得到同行业可比公司 8 月 1 日收盘价对应的 2023-2025 年均匀市盈率分别为 74.8、53.5、39.5 倍，公司 8 月 1 日收盘价对应的 2023-2025 年 PE 分别为 74.2、51.6 和 37.9 倍，处于行业均匀水平。

我们判断，工业激光器上游激光芯片的国产替代是一定趋势，公司作为环球激光芯片的领先者有望深度受益，同时公司布局光通信芯片亦有望打开新的增长空间，后续公司估值存在一定提升空间。

3.3 总结

公司作为海内的主要的激光芯片供应商，产品在工业激光、分外和科研以及VCSEL 芯片等运用上实现了批量供货，市场规模稳定增长。

高功率单管系列方面，公司后续将持续受益于下贱工业激光器规模的增长，以及不才游客户中份额的提升；高功率巴条系列方面，随着下贱科研和分外运用的需求规模化，该业务有望快速发展；VCSEL 系列方面，后续发展动力来自激光雷达需求的放量及VCSEL 渗透率的提升。

我们估量公司 2023-2025 年 EPS 分别为 0.97 元、1.39 元和 1.90 元，对应 8 月 1 日收盘价的 PE 分别为 74.2、51.6 和 37.9。
我们看好公司的后续发展。

四、风险提示

（1）下贱需求增长不及预期。

未来或涌现光纤激光器下贱行业增长趋势放缓导致对激光芯片需求减少，公司收入及利润将受到不利影响。