光芯片归属于半导体领域,是光电子器件的核心组成部分。半导体整体可以分 为分立器件和集成电路两大类,数字芯片和仿照芯片等电芯片归属于集成电路,光 芯片则是分立器件大类下光电子器件的核心组成部分。范例的光电子器件包括了 激光器、探测器等。
作为激光器/探测器等光电子器件的核心组成部分,光芯片是当代光通信系统 的核心。当代光通信系统因此光旗子暗记为信息载体,以光纤作为传输介质,通过电光 转换,以光旗子暗记进行传输信息的系统。从传输旗子暗记的过程来看,首先发射端通过激 光器内的光芯片进行电光转换,将电旗子暗记转换为光旗子暗记,经由光纤传输至吸收端, 吸收端通过探测器内的光芯片进行光电转换,将光旗子暗记转换为电旗子暗记。个中,核心 的光电转换功能由激光器和探测器内的光芯片(激光器芯片/探测器芯片)来实现, 光芯片直接决定了信息的传输速率和可靠性。

光芯片的运用处景远不仅仅局限于通信领域,广义上的光芯片在工业、消费电 子、汽车、军事等领域均有非常广泛的运用。当前光子已站上时期风口,有望引领后摩尔时期的科技革命。未来的时期或将是一个光子大规模更换电子的时期,光网 络传输有望成为人类信息文明最主要的根本举动步伐。

光芯片只是光子家当上游的一小部分,站在全体光子家当的宏不雅观视角,根 据 Photonics21 发布的《Market Data and Industry Report 2020》显 示:自 2015 年以来,环球市场规模以每年 7%的速率增长。个中, 2019 年的环球市场规模达到 6900 亿欧元,估量 2025 年将进一步增至 9000 亿欧元。
从更为详细的运用处景的视角,以通过电子跃迁产生光子的激光器芯片 为例,其运用处景涵盖各个环节。根据其产生光子的用场,可大致分为能 量光子、信息光子和显示光子。能量光子的运用处景涉及光纤激光器、医 疗美容等,信息光子的运用处景包括通信、汽车自动驾驶、手机人脸识别、 军工等,显示光子的范例运用处景有激光照明、激光电视、汽车车灯等。
1.2 较之集成电路芯片,光芯片侧重外延因而以 IDM 模式 为核心且材料平台差异明显
从芯片制备角度,光芯片制备的工艺流程与集成电路芯片有一定相似性但侧 重点不同,光芯片最核心的是外延环节。光芯片的制备流程同样包含了外延、光刻、 刻蚀、芯片封测等环节。但就侧重点而言,光刻是集成电路芯片最主要的工艺环节, 其直接决定了芯片的制程以及性能水平。与集成电路芯片不同,光芯片对制程哀求 相对不高,外延设计及制造是核心,该环节技能门槛最高。以激光器芯片为例,其 决定了输出光特性以及光电转化效率。目前利用的激光器芯片多采取多量子阱结 构,多量子阱构造实际上是由厚度在纳米尺度的不同薄层材料构成的重复单元,通 过对多量子阱风雅构造的调节可以使激光器事情在不同的波长之下,进而知足不 同的运用需求。是否具备良好的外延设计及制造能力是光芯片制造商最主要评价 标准,同时对付研发职员的履历积累哀求高。
光芯片核心在外延环节,在工艺层面标准化程度相对低,其性能依赖于详细的 工艺设计&制备,因而这也就决定了 IDM 模式是主流,这差异于标准化程度高、 行业分工明确的集成电路芯片领域。考虑到光芯片的核心环节在外延层的设计与 制备,哀求设计与晶圆制造环节相互反馈与验证以不断优化产品性能实现高性能 指标,因而 IDM 模式为主流:1)有助于快速改良芯片设计并优化制造工艺,大大 缩短产品研发及量产交付周期;2)更利于担保生产过程中工艺的稳定和可靠,从 而更好地掌握产品良率;3)还助于保护构造设计与工艺制程的知识产权。并且从 自主可控的角度,IDM 模式也能够摆脱对外洋入口的依赖,真正办理“卡脖子” 问题。 外洋头部厂商均采取 IDM 模式,海内厂商加速强化自身的外延能力。从行业 内来看,以 II-VI、Lumentum、住友、MACOM 等为代表的外洋头部光芯片厂商 均采取 IDM 模式,除了衬底须要对外采购,全面覆盖芯片设计、外延成长、晶圆 制造、芯片加工和测试等全流程环节。海内厂商普遍具有除晶圆外延环节以外的后 端加工能力,而最核心的外延技能相对并不成熟。但同时也能看到当前海内厂商正加速强化自身的外延能力,除了一些原来外延能力相对较强的厂商外,很多传统聚 焦于芯片后段工艺的厂商近年来也开始完善自身的外延能力。因而低端产品(如 2.5G DFB 激光器芯片)不少海内厂商已能够实现完备 IDM 模式生产,而在稍高 真个产品方面,仅少数海内厂商具备自主外延能力。
其次,从芯片材料(衬底)角度,较之集成电路芯片常用的硅片,二代化合物 半导体(如 InP、GaAs)是更为常用的光芯片材料。对付激光器芯片,以 III-V 族 的直接间隙半导体 InP 和 GaAs 为主,材料的带隙大小决定了激光器芯片的发光 波长,因而光芯片材料的选择依详细所需的发光波长而定。Si 作为间接带隙材料 不适宜直接发光因而不适宜作为激光器芯片的材料平台。探测器芯片则以 Si、Ge、 InP 等为主。其他的光芯片,如调制器芯片是 Si、InP 和 LiNbO3,而无源光芯片 的材料一样平常是 Si 和 SiO2。
其余,以 SiC,GaN 为代表的第三代半导体也可作为光芯片的材料。当然由 于其对应的发光波长范围与二代半导体(InP、GaAs)有显著差别,因而其紧张应 用场景并非光通信领域,而是显示领域的 LED。除此之外,考虑到第三代半导体作 为宽禁带半导体材料,具有击穿电场强度高、热稳定性好、载流子饱和漂移速率高、 热导率高档特点,因此除了光电子领域外,其运用处景更多集中在功率器件和射频 器件领域。近期可看到通信领域的干系公司也开始积极进行第三代半导体的布局:
中瓷电子:2022 年 8 月 28 日,公司发布《河北中瓷电子科技股份有限 公司发行股份购买资产并召募资金暨关联交易报告书(草案)》,拟按 46.06 元/股的价格,发行 8317.38 万股,向中国电科十三所购买其持有 的博威公司 73.00%股权、氮化镓通信基站射频芯片业务资产及负债,向 中国电科十三所、数字之光、智芯互联、电科投资、都城科发、顺义科创、 国投天津购买其合计持有的国联万众 94.6029%股权。同时,公司拟以非 公开拓行股份办法召募不超过 25 亿元,用于标的公司“氮化镓微波产品 精密制造生产线培植项目”、“通信功放与微波集成电路研发中央培植项 目”、“第三代半导体工艺及封测平台培植项目”、“碳化硅高压功率模块 关键技能研发项目”及补充上市公司或标的公司流动资金。通过这次收购,公司将得到中国电科十三所旗下的三代半导体(SiC、GaN)优质资 产,跨入高发展赛道。
长飞光纤:公司于 2022 年 5 月完成了对芜湖启迪半导体有限公司及芜 湖太赫兹工程中央有限公司的收购与整合,并已将收购后的标的公司更 名为安徽长飞前辈半导体有限公司(截至 2022 年 8 月 26 日,公司合计 持有其 37.78%的股份)。长飞前辈紧张从事以碳化硅(SiC)和氮化镓 (GaN)为代表的第三代半导体产品的工艺研发和制造,具备从半导体 材料外延生产、芯片和器件制造到模块封装测试的专业化代工生产能力 和技能研发能力,具有完全的 6 英寸产线设备和前辈的配套系统。未来 碳化硅功率器件在新能源汽车领域具有广阔的市场前景,长飞前辈地处 安徽芜湖,当前安徽正积极打造汽车家当集群,芜湖是新能源汽车重大新 兴家当基地,因而地理位置上具有得天独厚的上风,有望为长飞前辈带来 主要发展机遇。从长飞光纤的角度,如果说过去的三十年可以用一句话解 释叫“光进铜退”,未来的三十年,广泛运用于新能源车、光伏、通信、 军工等环球高端制造行业的第三代半导体,将充分打开公司未来的发展 空间。
1.3 光通信是光芯片主要的运用领域,干系产品种类繁多
光通信是光芯片最核心的运用领域之一,光通信领域的光芯片整体可分为有 源和无源两大类,并可按功能等维度进一步细分。根据有源芯片功能,可分为发射 光旗子暗记的激光器芯片、吸收光旗子暗记的探测器芯片、调制光旗子暗记的调制器芯片等。无 源芯片方面,紧张由基于平面光波导技能调控光路传输的 PLC 光分路器芯片、 AWG 芯片、VOA 芯片等构成。综合来看,激光器芯片和探测器芯片是运用最多、 最为核心的两类光芯片。
激光器芯片可进一步分类,例如 1)按出光构造,可分为面发射的 VCSEL(垂 直腔面反射激光器)芯片,以及边发射的 FP(法布里-珀罗激光器)、DFB(分布 反馈式激光器)和 EML(电接管调制激光器)芯片;2)按调制办法,可分为直接 调制激光器 DML(包括 VCSEL、FP、DFB)芯片和电接管调制激光器 EML 芯片 (集成了 EAM 调制器和 DFB 芯片);3)从间隔角度,FP 和 VCSEL 芯片适宜短 间隔场景,中间隔场景多采取 DFB 芯片,长间隔场景紧张采取 EML 芯片。 从事情事理来看,激光器芯片核心是施加一定的勉励办法(如将电流注入芯片 核心量子阱区域),利用半导体物质在能带间跃迁发光以引发出光子,并在光波导 和有光学镀膜的解理端面(用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反 射镜从而组成谐振腔)间进行震荡、反馈。末了辐射放大形成相位和方向高度同等 的光子,即发射激光。以长进程需知足三个条件。
探测器芯片同样种类很多,事理上基于光电效应(可分为内光电效应和外光电 效应),通信领域的探测器细分来看可归为基于内光电效应的光生伏特探测器,根 据放大与否,可进一步分为非放大的 PIN(二级管探测器)和包含放大的 APD(雪 崩二级管探测器)两种。前者的灵敏度相对较低,但噪声小,事情电压低,本钱低, 适用于中短间隔的光通信传输。APD 在灵敏度以及吸收间隔上优于 PIN,但本钱 高于 PIN。PIN 的事情流程分为两步,一是材料在入射光照射下产生光生载流子, 二是光电流与外围电路间的相互浸染并输出电旗子暗记。与 PIN 相较,APD 较之 PIN 探测器多了一个雪崩倍增区域,加上一个较高的反向偏置电压后,利用雪崩击穿效 应,可在 APD 中得到一个很大的内部电流增益,从而实现更高的灵敏度等上风。
整体来看,光芯片种类繁多,运用处景广泛,近年来很多运用处景中的光芯片 均开始迎来加速发展,市场空间持续扩大。本文将以激光器芯片为切入点,重点聚 焦光通信领域的激光器芯片。
1.4 多维度构筑高壁垒,光通信领域光芯片整体门槛高
光芯片属于技能密集型行业,技能壁垒高,研发设计及工艺制造涉及高速射频 电路与电子学、微波导光学、半导体量子力学、半导体材料学等多个跨领域学科,设计哀求高、工艺流程繁芜须要永劫光的履历积累。同时,高客户壁垒、规模效应 也都是行业特色。
1.工艺流程繁芜技能壁垒高,外延环节是核心,履历积累构筑的先发上风明显
工艺流程繁芜,涉及诸多精密加工环节,技能壁垒高。以制造一颗 25G DFB 激光器芯片为例,若不涵盖封装测试环节,大致可分为 9 大部分,全体生产工序 超过 280 道,每道生产工序包括工艺设计都将影响产品终极的性能和可靠性。
外延环节对设计及生产工艺的哀求高,是当前海内厂商与外洋头部厂商的主 要差距所在。履历积累包括生产过程的良率爬坡都须要较永劫光,因而先发上风明 显,是厂商竞争上风及技能实力的核心表示,1)从工艺角度:需对材料厚度、比 例、电学掺杂、缺线掌握等参数进行精确掌握。以 25G DFB 芯片为例,有源层包 含了 20~30 层的量子阱构造,每层量子阱的厚度在 4~10nm 不等,工艺上哀求 对每层量子阱实现埃米级(0.1nm)掌握,厚度精度偏差小于 0.2nm。除了厚度 外,每层量子阱的材料比例偏差也会造成量子阱发光波长偏差、量子阱各层间的应 力偏差均会影响产品终极的性能与可靠性;2)从设计的角度:必要对干系参数进 行风雅设计以实现所需性能,这就哀求激光器芯片厂商利用理论仿真辅导外延技 术的开拓,通过仿照仿真量子阱构造、理论打算晶圆光电特性,在生产前预判晶圆 性能趋势,便于进行有源区晶圆外延工艺参数匹配调试,有效缩短开拓周期;3) 从生产良率的角度,生产难度高,须要较永劫光的履历积累和良率爬坡过程,先发 上风明显。高端产品上,海内厂商与外洋头部厂商在各方面性能上仍有较大差距。
2. 下贱需求驱动,激光器芯片加速更新迭代
光模块速率加速提升,驱动激光器芯片更新迭代升级。以数通领域为例,流量 高速增长、光模块单位速率本钱低落、交流机芯片升级扩容等多种成分均是驱动光 模块速率升级的主要成分,基本 3~5 年完成一次光模块速率的升级迭代。光模块 速率提升紧张有三种路子:1)提升激光器芯片的速率(波特率),2)提升光模块 的通道数,3)较之传统的 NRZ 调制,利用更高阶的旗子暗记调制技能,如 PAM4 和相关调制。以上三种办法的详细选择涉及到综合权衡技能难度、本钱、光模块体积、 散热等方面成分。从激光器芯片速率升级的角度,数通领域从 40G 光模块中常用 的 10G 波特率的 VCSEL/DFB 芯片,到 100G 光模块中常用的 25G 波特率的 VCSEL/DFB 芯片,再到高端光模块如 400G 中常用的 50G 波特率的 EML 芯片, 呈现明显的激光器芯片更新迭代过程,包括随着未来硅光的进一步推进,大功率激 光器芯片的主要性也将进一步提升。
3. 客户壁垒高,可靠性&大规模交付能力是绑定大客户的关键,先发上风大
通信领域激光器芯片的最下贱客户紧张是运营商及云厂商,在产品性能知足 的条件下,对可靠性、大规模交付能力有较高哀求。因而客户粘性强,壁垒高,不 轻易改换供应商。特殊是电信领域的运用处景,可能涉及户外高温、高湿、低温等 恶劣环境,对可靠性及稳定的哀求很高。下贱客户在选取新供应商时须要经由资质 审核、产品验证、小批量试用等环节,韶光本钱高且更换难度大。可靠性验证的项 目指标多样且耗时长久,如高温大电流永劫光(5,000 小时)老化测试、高低温温 循验证、高温高湿环境验证等。其余,在知足可靠性的根本上,同时须要激光器芯 片厂商有很强的大规模交付能力,并且能够很好地担保大规模量产中的良率及工 艺的稳定性。
4. 激光器芯片领域同样具备一定的规模效应
类似于集成电路芯片,激光器芯片领域同样具备一定的规模效应。激光器芯片 的产品特性决定了 IDM 模式是主流,因而厂商常日须要建立包含芯片设计、晶圆 制造、芯片加工和测试的 IDM 全流程业务体系,须要拥有多条覆盖 MOCVD 外延 成长、光栅工艺、自动化芯片测试等全流程自主可控的生产线。产线上的 MOCVD 设备、电子束光栅设备、光学镀膜系统、自动化芯片测试机、自动粘片机等均须要 相称程度的成本投入,因而参考海内激光器芯片厂商目前的收入体量,前期固定投 入较大,行业门槛相对较高。以是类似于集成电路芯片,激光器芯片领域同样须要 提升产能去摊薄固定资产折旧,因而具备相称程度的规模效应。
1.5 居光通信家当链上游,参与者浩瀚
激光器芯片位于家当链上游,参与者浩瀚,在中低端领域竞争激烈。家当链大 致分为“衬底、光通信激光器芯片(外延/芯片设计/芯片制造)、有源器件、光模 块、下贱终极客户”几大环节。 1) 衬底:行业集中度高,据 Yole 的统计,2020 年磷化铟(InP)衬底的全 球前三大厂商(住友、北京通美、日本 JX)霸占了 90%以上的份额,而 在环球砷化镓(GaAs)衬底市场,由 Freiberger、住友和北京通美主导, 三家合计霸占了超 60%的市场份额。 2) 光通信领域的激光器芯片:高端产品由外洋头部厂商主导,中低端产品参 与者浩瀚竞争相对激烈。整体来看行业参与者分几大类,包括了: a) 光通信领域激光器芯片/器件/模块高下游一体化布局的厂商,如 IIVI、Lumentum、光迅科技、海信宽带等。 b) 业务阅读更广泛的一些厂商,如住友、三菱、Broadcom 等,激光器 芯片干系业务在其整体业务中的占比不高。 c) 第三方的外延厂商,如 IQE、联亚光电、全新光电等,及第三方的芯 片代工厂商,如稳懋、环宇等。d) 专业激光器芯片厂商,分 IDM 模式为主,如源杰科技、武汉光安伦 等,和外采外延片为主,重点聚焦晶圆外延环节以外的后端加工环节 的厂商如武汉敏芯,光隆科技等。 3) 有源器件/光模块:参与厂商浩瀚竞争相对激烈。近年来海内光模块厂商 实力提升迅速,市场份额增长显著,当前环球前十大光模块厂商中,海内 厂商已霸占一半。 4) 下贱终极客户:下贱运用处景包括了电信领域的传输网和接入网(光纤接 入、无线接入),以及数通领域的数据中央内部及数据中央间互联,对应 的客户是运营商、设备商及云巨子。
当前海内光通信领域的专业激光器芯片厂商之中,上市公司较少,激光器芯片 业务的整体体量不大,业务规模多在千万级或刚刚过亿级。以海内激光器芯片龙头 源杰科技为例,公司 2018~2021 年的收入在 0.70/0.81/2.33/2.32 亿元,归母净 利润分别为 0.16/0.13/0.79/0.95 亿元。一方面是海内激光器芯片厂商较之外洋头 部厂商起步较晚,当前仍处于快速发展期。另一方面,高端激光器芯片的市场规模 显著大于中低端激光器芯片的市场规模,当前海内厂商紧张聚焦运用于电信市场 光纤接入和无线接入领域的中低端激光器芯片,向市场空间更大的运用于数通领 域的高端激光器芯片的拓展仍处于起步阶段。
2 下贱数通&电信领域双轮驱动,光通信领域光芯 片成长空间大
2.1 下贱数通&电信市场整体景气度高企
激光器芯片在数通市场和电信市场均有广泛运用,在数通市场运用于数据中 心内部、数据中央互联(DCI)场景下的干系光模块,在电信市场运用于接入网(光 纤接入、无线接入)和传输网场景下的干系光模块。不同运用处景下的激光器芯片 有所不同,大致而言, 数通市场:短间隔(100m 或以下)的 AOC/SR 光模块紧张用 VCSEL 芯 片,500m~2km 运用处景下的 DR/FR/PSM/CWDM 等光模块紧张用 DFB 或 EML 芯片,10km/40km/80km 等长间隔运用处景下的 LR/ER 等光模块以 EML 芯片为主。➢ 电信市场:光纤接入 PON 光模块以 DFB 和 EML 芯片为主、无线接入的 前传光模块以 DFB 芯片为主,长间隔传输场景运用于传输网的光模块以 EML 芯片为主。
当前数通市场&电信市场整体景气度高企,助推激光器芯片需求持续走高。 数通领域当前景气度高企,并有望进一步持续。北美云巨子的 CAPEX 是数通 领域景气度的风向标,整体来看 CAPEX 发展性突出,同时伴随云巨子阶段性去库 存、IDC 培植节奏等缘故原由,CAPEX 也会呈现一定颠簸性。近期来看,自 21 年初 以来 CAPEX 持续处于上升通道。根据 22Q2 数据,亚马逊/Meta/微软/谷歌四家 的 CAPEX 合计为 370.0 亿美元,同比增长 19.9%,环比增长 4.2%。从整年的指 引来看,亚马逊估量 AWS 干系的根本举动步伐投入比重将从 2021 年的约四成提升至 一半以上,Meta 小幅上调了指引下限(从之前的 290~340 亿美元,调度至 300~340 亿美元),谷歌估量整年 CAPEX 同比增加。同时也可以看到,虽然宏不雅观 经济压力、美元走强等成分对北美云巨子的传统业务有一定影响,但各家的云业务 仍是核心增长引擎,亚马逊 AWS/微软 Azure/谷歌云连续多季度保持至少 30%以 上的同比增长。综合来看,我们认为中短期而言数通领域景气度仍将持续攀升。中 长期维度来看,未来随着 5G 干系运用进程加快,云打算、物联网等领域的进一步 发展,元宇宙布局加速推进,都将推动算力需求和数据流量的加速增长,各大云计 算巨子的根本举动步伐投入估量持续保持高位,我们认为新一轮数据流量投资浪潮已 经启动,数通市场已迈入 3~5 年的景气上行周期。
数通领域高景气助力下贱数通光模块需求强劲,头部厂商收入保持高增长。从行业层面来看,根据 Lightcounting 的统计,2020 年和 2021 年由于 新冠疫情,人们开始转向居家办公,因而对更快、更高可靠性的网络的需 求更为强烈。因此虽然供应链短缺成分仍在持续,但是行业能够很大程度 上战胜这些问题,光模块行业在 2020 年和 2021 年实现了 17%和 9%的 增长,并且Lightcounting 预测2022年有望再次实现 17%的收入增长。 中长期维度来看,Lightcounting 提高了 2022~2027 年的整体预期,同 时估量 2022~2027 年光模块行业整体的年复合增速为 12%。这个中, 用于数据中央内部的以太网光模块及可用于数通中央互联的 DWDM 光 模块估量将在 2022~2027 年引领增长。
从部分数通光模块头部厂商的古迹来看,2020 年光模块行业迎来 100G 向 400G 迭代所带来的需求放量,先发上风显著的高端数通光模块龙头 中际旭创和新晋打破外洋数通大客户的新易盛,古迹迎来显著增长。 2022H1,受益于客户加快支配 200G/400G 等高端光模块,光模块厂商 古迹连续保持高增速。中际旭创 22H1 实现业务收入 42.31 亿元,同比 增长 28.3%,实现归母净利润 4.92 亿元,同比增长 44.5%。新易盛 22H1 实现业务收入 14.79 亿元,同比增长 2.6%,实现归母净利润 4.61 亿元, 同比增长 42.8%。另一方面,800G 需求有望在年末迎来放量,数通光模 块行业即将进入 400 向 800G 迭代期,整体高景气有望延续。
从电信市场来看,光纤接入光模块整体保持平稳增长。根据 LightCounting 的统计,2020 年环球 FTTx 光模块市场出货量约 6289 万只,市场规模为 4.73 亿 美元,Lightcounting 估量至 2025 年环球出货量将达到 9208 万只,市场规模将 达 6.31 亿美元,2020~2025 年的年复合增速分别为 7.9%和 5.9%。
海内千兆宽带加速培植助力具备千兆网络做事能力的 10G PON 光模块市场 持续火热。随着光纤到户向千兆接入演进,光纤接入光模块从 GPON 向 10G PON 升级。2020 年以来,海内电信运营商加速千兆宽带网络培植,整体超前完成政策 目标,带动 10G PON 光模块市场持续火热。从工信部公布的 2022 年 6 月的数据 来看,千兆宽带用户数已达 6111 万户,具备千兆网络做事能力的 10G PON 端口 数已达 1103 万个,与工信部 2021 年发布的《“双千兆”网络协同发展行动操持 (2021-2023)》和《“十四五”信息通信行业发展方案》中的目标比较较,2023 年目标已超前达成,2025 年的千兆宽带用户数目标也已超前达成。
除了光纤接入领域,电信市场的核心波分领域(CWDM/DWDM)估量也将 保持高景气。根据 Lightcounting 的统计,2020 年环球电信侧光模块市场无线前 传、(中)回传和核心波分(CWDM/DWDM)对应的规模分别为 8.21 亿美元、 2.61 亿美元、10.84 亿美元。Lightcounting 预测,2025 年,无线前传光模块市 场由于 5G 培植回落,市场规模将降至 5.88 亿美元,(中)回传光模块市场整体平 稳,小幅降至 2.48 亿美元。增长将紧张来源于核心波分领域的高速增长,2025 年 达 25.18 亿美元,2020~2025 年的年复合增速达 18.4%。
2.2 市场规模可不雅观,海内厂商成长空间广阔
光通信领域激光器芯片当前环球整体市场规模估量超 10 亿美元。源杰科技 《首次公开拓行股票并在科创板上市申请文件的第二轮审核问询函的回答》中,基 于下列条件条件及假设进行了粗略测算。根据测算结果,2021 年光通信领域激光 器芯片和探测器芯片的合计市场规模约 22.7 亿美元。考虑到激光器芯片价格大致 与探测器芯片价格较为附近,因而 2021 年光通信领域激光器芯片大致的市场规模 约 11.4 亿美元。根据以上测算同时可以创造,用于中低速率(10G 及以下速率) 光模块的激光器芯片市场规模约 3.0 亿美元,小于用于高速率光模块里的激光器 芯片市场规模亿 8.3 亿美元。
展望未来,根据 Lightcounting 预测,2022 年环球光模块行业整体增速 17%, 同时 2022~2027 年的年复合增速为 12%,因此 2021~2027 年环球光模块行业 的年复合增速为 12.8%。粗略假设上游光通信领域激光器芯片行业保持同样增速, 则 2027 年光通信领域激光器芯片市场规模约为 23.5 亿美元。考虑到当前海内厂 商激光器芯片业务规模多在千万级或刚刚过亿级,海内厂商整体成长空间广阔。
3 国产替代动力十足,高端产品替代加速启动3.1 政策加码,行业迎主要发展机遇
从家当链来看,光通信家当链国产化替代加速从下贱向上游传导,上游芯片作 为“卡脖子”环节亟待国产替代的进一步深入。下贱以华为、复兴为代表的设备商 已是行业领军者,而光模块领域在过去十年依托工程师红利、劳动力红利、供应链 上风等成分也快速完成了国产化替代。根据 Lightcounting 的统计,2010 年仅一 家海内厂商跻身前十之列,到了 2021 年,前十大之中海内厂商已霸占半壁江山。 与之相较,外洋光模块厂商在人力本钱、供应链完善程度逐渐处于劣势,因而更多 侧重于高端光器件及门槛较高的上游光芯片等环节。光芯片而言,当前高端产品仍 是外洋主导,海内厂商的整体实力与外洋龙头仍有差距。
近年来干系政策频出,国产替代迎来主要发展机遇。伴随近年来中美贸易摩擦 等成分影响,国家层面聚焦于加强光电子技能家当布局: 1) 2017 年 12 月,中国电子元件行业协会发布了《中国光电子器件家当技 术发展路线图(2018-2022 年)》,在剖析家当发展现状的根本上,提出 了发展思路与发展目标,并明确了光芯片领域的重点发展产品,为行业发 展定下了主要基调,行业由此开启迎来了主要发展期,国产替代开始全速 推进。 2) 2021 年 3 月,工信部发布《根本电子元器件家当发展行动操持(2021- 2023 年》,对付光通信领域,强调了要重点发展高速光通信芯片、高速 高精度光探测器、高速直调和外调制激光器、高速调制器芯片、高功率激 光器、光传输用数字旗子暗记处理器芯片、高速驱动器和跨阻抗放大器芯片。 3) 2022 年 6 月,在《中国光电子器件家当技能发展路线图(2018-2022 年)》的根本上,工信部进一步开启体例《中国光电子器件家当技能发展 路线图(2023-2027 年)》,行业估量将加速迈入下一个高速发展期。
3.2 中低端产品国产替代持续深入,高端替代加速启动头部
厂商发展动力足 2017 年 12 月发布的《中国光电子器件家当技能发展路线图(2018-2022 年)》中针对部分中高端激光器芯片给出了 2020 年及 2022 年的发展目标,虽然 当前整体进度与目标有一定差距,但近年来海内厂商仍持续取得打破。
整体来看,从产品的角度,当前 10G 及以下的中低端产品国产程度已经较高, 25G 已有少部分厂商能批量发货,25G 以上处于研究或小规模试产阶段,近年来 头部厂商在高端产品领域的进展加速明显。从运用领域的角度,当前海内厂商在电 信市场的光纤接入和无线接入领域参与程度较高,同时在以中高端需求为主的数 通市场也开始加速推进。从外延能力角度,虽然海内厂商激光器芯片核心的外延技 术整体仍有较大提升空间,高真个外延片仍须要向国际外延厂采购,但同时也可以 看到越来越多的光芯片厂商开始强化自身的外延能力,开始向 IDM 模式发展。因 而,我们认为技能能力突出聚焦高端产品国产替代,具备自主外延设计和制备能力 以 IDM 模式发展的海内厂商竞争上风显著有望迎来主要发展机遇,伴随高端产品 开启国产替代&数通领域渗透启动,有望充分打开未来成长空间。
以海内激光器芯片龙头源杰科技为例,公司当前营收紧张来源是电信市场,同 时公司开始考试测验打破数通市场,当前数通干系产品的营收占比不高但增速显著。 2019~2021 年光纤接入领域的干系产品(2.5G、10G)仍是古迹贡献的紧张来源, 营收占比分别为 90.0%/46.1%/73.8%。无线接入领域的干系产品(10G、25G) 在 2020 年迎来占比的显著提升,紧张由于运营商 5G 基站培植规模大幅增加拉动 了用于前传光模块的 25G DFB 芯片的需求。同时,随着公司 25G DFB 激光器芯 片经下贱客户认可实现批量出货,数通领域的营收开始迎来快速增长,营收占比从 2020 年的 2.6%提升至 2021 年的 14.4%。
再者,外延作为光芯片最为核心的环节,虽然海内厂商外延技能相对仍不成熟, 但当前正加速强化自身外延能力。一方面,较之外洋以 II-VI、Lumentum、Avago、 住友、MACOM 等为代表的外洋头部厂商,海内厂商普遍具有除晶圆外延环节以 外的后端加工能力,而最核心的外延技能相对仍不成熟,高端外延片目前仍紧张外 采。另一方面,当前海内厂商正加速强化自身的外延能力,除了一些原来外延能力 就较强的厂商外,一些传统聚焦于芯片后段工艺的厂商近年来也开始完善自身的 外延能力,在一些低端芯片领域实现完备的 IDM 模式生产。
4 重点公司剖析4.1 光迅科技:海内稀缺的家当链垂直一体 化布局厂商,定增&股权勉励催化发展动力十足
海内稀缺的实现家当链上光芯片/器件/模块/子系统领域全覆盖的供应商,垂 直整合能力突出。成立于2001年,前身是1976年景立的邮电部固体器件研究所, 2009年上岸厚交所,为海内首家上市的光电子器件公司。业务场景涉及传输(模 块、光纤放大器、各种无源光器件等)、接入(固网接入的BOSA器件和PON模块, 无线接入的光模块等)、数据中央通信(光器件、光模块、有源电缆等)三大方向。 内生外延并举,光芯片领域积淀多年技能储备雄厚,整体实力居行业前列。无 源芯片方面(AWG芯片,PLC芯片),2013年公司收购丹麦IPX完善布局。有源芯 片方面公司内生外延并举,2016年增资大连藏龙并与法方合伙成立almae(专注 高端EML芯片研发),同时与2017年公司牵头成立的国家级光电子创新中央深入 互助,当前在激光器芯片领域实现了VCSEL/DFB/EML全覆盖。硅光领域布局多年, 在用于相关领域及数通领域的硅光芯片&模块方面推进迅速,整体进度行业靠前。
定增获批加速扩产高端品类,股权勉励发布提振发展动力。2022年5月9日定 增项目获批,聚焦扩产5G/F5G光器件、相关器件/模块及高等白盒、数通光模块, 全面完善高端品类产品矩阵。同时,实控人中信科赞许以现金办法认购不低于10%、 不超过20%的非公开拓行股份数,彰显强烈信心。2022年8月26日,公司发布了 2022年限定性股票勉励操持草案,拟付与不超过2098.20万股(占总股本的3.0%), 付与价格为10.99元/股,勉励工具覆盖面广,涵盖828人,有效绑定核心员工。
4.2 光库科技:海内稀缺铌酸锂芯片及器件 制造商,铌酸锂和激光雷达业务蓄势待发
深耕行业二十载,夯实主业的同时不断扩展业务布局。公司成立于2000年, 传统主业聚焦于光器件中的高功率&高壁垒赛道,2017年上市后,受限于传统主 业的市场空间,公司开启外延扩展步伐。一方面收购加华微捷完善光器件领域的布 局,进军数据中央和5G家当链。另一方面,2020年初公司完成收购Lumentum的 铌酸锂高速调制器产线,正式切入电信级铌酸锂调制器芯片及器件市场。当前,公 司业务重点聚焦光纤激光器件、光通讯器件、铌酸锂调制器&芯片三大方向,同时 持续拓展自身产品在激光雷达领域的运用。 铌酸锂业务蓄势待发,构筑中长期发展的核心驱动力。铌酸锂竞争格局良好, 中长期来看公司有望受益于本钱上风及需求侧国产化替代所带来的机遇。当前募 投项目持续推进,产能提升助力古迹加速开释。在前沿的薄膜铌酸锂领域,公司进 度同样居行业前列。未来伴随相关技能的进一步下沉、铌酸锂运用处景的进一步拓展、以及薄膜铌酸锂开启大规模量产推动本钱低落替代其他材料,市场空间广阔。
股权勉励提振发展动力,古迹目标彰显长期发展信心。2022年5月,公司发布 股权勉励草案拟付与限定性股票237.1万股(占总股本1.44%)。古迹目标一方面 哀求22~24年的基本每股收益不低于0.80/1.05/1.31元每股,对应的归母净利润 分别为1.31/1.72/2.15亿元,同时哀求以21年为基,22~24年的营收增速不低于 20%/50%/80%,对应的营收即为8.01/10.02/12.02亿元。
4.3 中际旭创:高端数通光模块环球龙头, 持续强化上游硅光&光芯片布局
市场份额领先的高端光模块环球龙头,持续夯实龙头地位。公司前身是中际装 备,聚焦电机定子绕组制造设备,2012年在创业板上市。2017年通过重大资产重 组的办法收购光模块厂商苏州旭创,自此更名为中际旭创,同时主营业务变更为数 通及电信领域的光模块。2020年公司进一步并购了成都储翰(聚焦接入网光模块 和光组件,拥有从芯片封装到光电器件到光电模块的垂直整合产品线),强化了电 信领域干系产品的实力,完善了自身“数通+电信”的双翼布局。在重点聚焦的高 端数通光模块领域,公司技能实力突出、市场份额行业领先,在Lightcounting给 出的2021年环球光模块TOP10供应商排名中,公司与外洋巨子II-VI并列第一。在 此根本上,公司在一些前沿领域,如800G光模块、硅光芯片及光模块、相关模块、 激光雷达等领域的整体进度同样居于行业前列,助力公司进一步开拓未来成长空 间。
在深耕光模块行业的根本上,近年来公司内生外延并举,积极布局上游硅光、 光芯片等领域,打通家当链高下游,为未来发展打下坚实根本。硅光方面,基于多 年前瞻布局,公司已具备硅光芯片自主设计及封装能力,结合外部的foundry资源 和自己的光模块耦合、封装履历与产能,能够为下贱客户供应量产交付。根据公司 公告,当前公司基于自主研发设计硅光芯片的400G硅光模块已进入市场导入阶段, 800G硅光模块也已向外洋重点客户送测,整体进度居行业前列。光芯片方面,公 司近年来通过参投多只家当基金的办法投资了海内激光器芯片的头部厂商源杰科 技,VCSEL芯片厂商长瑞光电等光芯片公司。
4.4 新易盛:聚焦打破外洋数通大客户驱动 古迹高增长,硅光实力提升迅速
深耕行业十余年,聚焦打破数通领域外洋大客户驱动古迹高增长。公司成立于 2008年,2016年在创业板上市。早期聚焦电信市场,复兴是第一大客户。2018年 以来,公司捉住400G光模块发展机遇加速向数通领域布局,通过打破数通领域的 外洋大客户实现了古迹高增长,2021年公司外洋收入占比高达78%。在 Lightcounting给出的2021年环球光模块TOP10供应商排名中,公司居于第七位。 当前产品矩阵丰富,涵盖了数通领域的100G/200G/400G/800G等高速光模块, 为电信设备商客户供应的5G前传、中传和回传光模块、以及运用于城域网、骨干 网和核心网传输的光模块产品。在光模块前沿领域公司同样进展迅速,21年6月发 布其800G光模块产品,涵盖传统分立式EML以及硅光方案,当前已具备批量生产 能力。22年3月,公司正式推出400G ZR/ZR+相关光模块,进一步切入相关光模 块市场。
完成境外参股公司收购,硅光实力得到显著加强。22年4月尾,公司发布公告 称其收购境外参股公司Alpine Optoelectronics, Inc的股权交割事变已完成。 Alpine Optoelectronics拥有自主开拓的nCP4™硅光子技能平台,能够供应单波 长100G的光学办理方案,DWDM, CWDM和LAN-WDM 连接方案,可运用于高 速40公里DCI和高密度数据中央互连,因而与公司当前的业务高度互补,有望助力 公司完善在硅光、相关光模块等领域的布局,进一步巩固自身竞争上风。硅光领域 的进展方面,公司当前已成功发布了400G、800G等多款基于硅光方案的高速光模 块产品,产品内均利用了Alpine Optoelectronics自研的硅光芯片,整体进度居行 业前列。
4.5 太辰光:聚焦光纤连接器&光分路器领 域一体化布局,外延强化无源光芯片实力
深耕行业二十载,立足光纤连接器领域的同时持续拓展业务布局。公司成立于 2000年,2016年在创业板上市,自成立起便致力于光器件领域,陶瓷插芯和光纤 连接器是核心产品,2013年公司的MPO/MTP光纤连接器即开始大量供应北美数 据中央,多年来外洋收入占比一贯保持在八成旁边,终极客户是外洋云巨子。在此 根本上,公司不断延伸产品线来打开成长空间。当前产品可分为无源产品、有源产 品和光传感产品三大类。个中,无源产品紧张包括各种光连接器和光分路器,担保 光纤定位的核心精密元件陶瓷插芯/MT插芯,平面光波导芯片等。有源产品包括光 模块/AOC/DAC,光传感产品则紧张有对分外环境的压力、振动、温度和位移等实 施监测的光纤光栅传感器及监测系统,在此根本上,公司当前正开拓运用于新能源 汽车的锂离子动力电池光纤传感产品以进一步打开未来成长空间。值得一提的是, 光纤连接器作为公司的核心上风领域,公司积极通过外延办法实现了家当链高下 游一体化布局,上风突出。2017年收购景德镇和川粉体并投资新增毛坯生产线, 担保了上游原材料的供应。2019年投资设立中日合伙企业特思路,进一步强化了 陶瓷插芯领域的实力。
聚焦强化光无源芯片领域,一体化布局夯实光分路器领域实力。除了光纤连接 器,光分路器也是公司重点聚焦的方向之一,公司在2009年即推出PLC光分路器, 分路器干系产品(如PLC光分路器,波分复用等)在电信及数据领域均有广泛运用。 个中,平面光波导芯片是基于平面光波导技能的光分路器产品的核心部件,公司在 2017年公司通过收购广东瑞芯源,得到了制备平面光波导(PLC)晶圆及芯片的能 力,从而在该领域也实现了一体化布局。
4.6 博创科技:无源光芯片实力强劲&有源 光芯片前瞻投资布局,携手长飞未来发展可期
无源切入有源,持续拓展品类打开成长空间。公司成立于2003年,2016年在 创业板上市。以PLC光分路器起身,深耕无源领域持续拓展品类。当前,公司的无 源产品包括了环球份额领先的PLC光分路器和密集波分复用(DWDM)器件,其 他还包括了光衰减器等。2018年,公司通过收购10G PON领域的领先厂商成都迪 谱拓展有源布局,近年来10G PON持续火热为公司古迹供应强劲驱动力,当前公 司产品的出货量居境内市场领先地位。从有源产品矩阵来看,除了核心的10G PON 产品,公司同时还涉足无线承载网的前传、中回传光模块,及数据中央内部互联的 25G至400Gbps光模块、有源光缆等,硅光领域,无线前传25硅光模块、数通400G DR4硅光模块均已实现量产。
无源芯片实力强劲&有源芯片前瞻投资布局,光芯片领域值得期待。无源芯片 方面,2019年,公司通过收购Kaiam公司PLC业务的干系资产,由此取得平面光波 导(PLC)芯片的设计和制造能力,实现了上游无源光芯片的自给,紧张产品为基 于PLC技能的AWG芯片,在AWG产品领域实现了垂直整合。有源芯片方面,公司 通过直投或参投家当基金的办法投资了光芯片领域的头部企业源杰科技和VCSEL 芯片厂商华芯半导体。 携手长飞,强强联合。2022年4月,公司发布公告,博创科技股东与长飞光纤 签署股权转让协议及表决权委托协议,长飞光纤将取得博创科技合计25.43%的股 份表决权,成为博创科技的控股股东和实际掌握人。本次交易利于双方进行上风资 源整合,公司将成为长飞光纤主要的光电子上市平台,有望迈入高速发展期。
4.7 仕佳光子:无源光芯片为基,切入有源 光芯片等领域持续拓展成长空间
无源起身持续深耕光芯片领域,切入有源芯片拓展未来成长空间。公司成立于 2010年,早期深耕PLC分路器芯片领域,2013年开始量产,成功实现了PLC分路 器芯片的国产替代,并取代日韩巨子跻身环球领先地位。在此根本上,公司环绕光 芯片持续进行纵向延伸和横向拓展。纵向延伸方面,公司以晶圆、芯片为根本,通 过封装工艺技能的不断提升,由芯片逐步向器件/模块领域延伸。横向拓展方面, 从单一PLC分路器芯片向其他无源芯片及有源芯片等领域加速打破以拓展成长空 间。当前,公司产品包括光芯片及器件、室内光缆、线缆材料三大类,个中光芯片 产品包括了有源的DFB激光器芯片系列产品,无源的PLC分路器芯片系列产品和 AWG芯片系列产品,并逐步开拓微透镜芯片、VOA芯片等。在深耕光通信领域的 根本上,公司开始考试测验向激光雷达领域拓展,针对1550nm激光雷达,开拓出了光 纤激光用的1550nm波长的种子源激光芯片。针对FMCW激光雷达,开拓了 1550nm窄线宽额激光器芯片和器件。
背靠中科院半导体所技能实力突出,各芯片领域进展迅速。公司自成立以来即 与中科院半导体所保持密切互助,当前在光芯片领域实行IDM模式,全面覆盖了芯 片设计、晶圆制造、芯片加工、封装测试等环节,技能实力突出,干系芯片发展迅 速。AWG芯片方面,伴随着骨干网扩容升级&数据中央光模块速率持续提升,AWG 芯片及干系新产品正加速研发推出。DFB芯片方面,10G激光器芯片已批量出货, 25G激光器芯片也已进入可靠性验证阶段。
4.8 中瓷电子:电子陶瓷外壳龙头,拟收购 三代半导体优质资产跨入高发展大赛道
电子陶瓷外壳海内龙头,运用处景广泛。成立于2009年,2021年1月在厚交 所上市。公司发力聚焦电子陶瓷外壳领域,电子陶瓷外壳类产品是高端半导体元器 件中实现内部芯片与外部电路连接的主要桥梁,对半导体元器件性能具有主要作 用和影响。当前,公司主营业务聚焦四大方向,即通信器件用电子陶瓷外壳(光通 信器件外壳、无线功率器件外壳,红外探测器外壳)、工业激光器用电子陶瓷外壳 (大功率激光器外壳)、消费电子陶瓷外壳及基板(声表晶振类外壳、3D光传感 器模块外壳、5G通信终端模块外壳、氮化铝陶瓷基板)、汽车电子件(陶瓷元件、 集成式加热器、车用检测模块)等。涵盖光通信、无线通信、工业激光、消费电子、 汽车电子等运用领域,同时深度绑定优质客户,在光通信领域,华为、新易盛、旭 创、光迅科技等均是公司客户。无线通信的客户包括了NXP、Infineon 等天下知 名的半导体公司。从营收构成来看,通信器件用电子陶瓷外壳为营收供应紧张贡献, 同时公司重点聚焦拓展下贱消费电子领域,IPO募投项目“消费电子陶瓷产品生产 线培植项目”聚焦培植消费电子陶瓷生产线,项目建成后,将形成年产消费电子陶 瓷产品44.05亿件的生产能力。
背靠十三所,电子陶瓷领域技能实力突出。公司实际掌握人为中国电子科技集 团,紧张发起人和控股股东为中国电子科技集团公司第十三研究所,当前其当前持 有公司46.34%的股份。中国电科十三所设立于1956年,是中国电科成员单位中最 早设立的单位之一,专业方向为半导体专业的微电子、光电子、微电子机器系统、 半导体高端传感器、光机电集成微系统五大领域,聚焦微波毫米波功率器件和单片 电路、微波毫米波稠浊集成电路、微波组件及小整机、光电器件、MEMS 器件等 研发和生产。公司高管&研发职员多来自中国电科十三所,技能积淀深厚整体实力 突出。电子陶瓷的技能壁垒紧张在技能上风在电子陶瓷新材料、半导体外壳仿真设 计、生产工艺三方面,公司作为海内电子陶瓷外壳龙头,在这些方面具有显著上风:
材料方面:关键配方须要长期的实验、检测和数据积累、剖析。目前公司 自主节制三种陶瓷体系,包括 90%氧化铝陶瓷、95%氧化铝陶瓷和氮化 铝陶瓷,以及与其相匹配的金属化体系。 设计方面:公司拥有前辈的设计手段和设计软件平台,可以对陶瓷外壳结 构、布线、电、热、可靠性等进行优化设计。公司已经可以设计开拓 400G 光通信器件外壳,与国外同类产品技能水平相称;具备氧化铝、氮化铝等 陶瓷材料与新型金属封接的热力学可靠性仿真能力,知足新一代无线功 率器件外壳散热和可靠性需求;实现气密和高引线强度构造设计,开拓的 高端光纤耦合的半导体激光器封装外壳知足用户哀求。 工艺技能方面:公司具有全套的多层陶瓷外壳制造技能,包括原材料制 备、流延、冲孔冲腔、金属化印刷、层压、热切、烧结、镀镍、钎焊、镀 金等技能。公司建立了完善的氧化铝陶瓷和氮化铝陶瓷加工工艺平台,拥 有以流延成型为主的氧化铝多层陶瓷工艺、以厚膜印刷为主的高温厚膜 金属化工艺、以高温焊料为主的钎焊组装工艺以及以电镀、化学镀为主的 镀镍、镀金工艺。
外洋厂商主导,公司加速推进电子陶瓷领域的国产替代。由于较高的技能壁垒, 电子陶瓷行业长期被日本、美国以及一些具有独特技能的欧洲公司所垄断。个中, 日本电子陶瓷材料门类最多、产量最大、运用领域最广、综合性能最优,约霸占了 环球市场50%旁边的份额,以日本京瓷、日本NGK/NTK为代表的厂商上风显著。 美国在电子陶瓷的技能研发方面走在世界前列,但是家当化运用掉队于日本。我国 电子陶瓷家当起步较晚,海内厂商生产的大部分电子陶瓷外壳产品在技能、工艺、 附加值方面较国外有名厂商掉队较多,紧张供应中低端电子陶瓷产品,高端领域渗 透率较低,国产替代空间广阔。近年来以三环集团、中瓷电子等为代表的海内厂商 加速崛起,在部分电子陶瓷外壳产品技能水平已达到或靠近国际前辈水平。以中瓷 电子为例,公司的光通信器件外壳产品干系的性能指标能对标外洋,冲破了外洋垄 断,已打入多家有名光模块厂商,同时在海内大功率光纤激光器外壳市场中霸占率 高。未来伴随着公司在消费电子、汽车等领域的加速推进,电子陶瓷高端产品的国 产替代进程可期。
以GaN和SiC为代表的第三代半导体发展前景广阔,充分打开公司未来成长空 间。GaN当前紧张运用处景集中在射频领域,考虑到通讯频段向高频迁移,基站和 通信设备须要支持高频性能的射频器件,使得拥有精良特性的GaN射频芯片成为 5G移动基站首选芯片。伴随着环球范围内5G培植持续推进,行业增速可期。SiC多 用于制造为功率半导体,功率半导体是电子装置中卖力电能转换与电路掌握的核 心,可以起到功率转换、功率放大、线路保护和整流等浸染。与相同功率等级的硅 基功率半导体比较,SiC功率半导体开关损耗更低、导通损耗更低、续流特性更好, 适用于高频、高温事情环境,在新能源汽车、设备电源、光伏发电等领域具有广泛 的运用前景。根据Yole,2021年环球碳化硅功率半导体市场规模约为10.9亿美元, 而到2027年市场规模将增长至62.97亿美元,2021~2027年的年复合增长率约为 34%。个中,汽车领域是最紧张的运用方向和增长的核心驱动力,伴随着新能源汽 车市场快速发展,将带动以碳化硅功率器件和模块为代表的一大批产品快速崛起。
4.9 长飞光纤:环球光纤光缆龙头受益于景 气上行,纵向深化光通信布局&横向拓展三代半导体
环球领先的光纤预制棒、光纤、光缆及综合办理方案供应商,站稳行业领军地 位。公司成立于1988年,海内唯一A+H两地挂牌上市的光纤光缆企业,2014年12 月上岸港交所,2018年在上交所上市。公司紧张生产各种标准规格的光棒、光纤、 光缆,基于客户需求研发光模块、特种光纤、有源光缆、海缆,以及射频同轴电缆、 配件等产品。作为海内最早的光纤光缆生产厂商之一,长飞光纤实现了“光纤预制 棒-光纤-光缆”百口当链布局,是海内唯一一家同时自主节制 PCVD、OVD、VAD 三种主流光纤预制棒制备技能的厂商,光棒产能行业领先。在光纤光缆领域,公司 产品性能领先,多模特纤上风突出,在运营商G.654.E光纤集采中份额独占鳌头。 根据网络电信信息研究院的《环球光通信最具竞争力企业10强》数据,公司21年 环球市占率为12.18%,位居环球第三、海内第一。
详细复盘公司发展历史,紧张分为三个阶段: 1988-2013年:中外合伙成立,深耕光纤光缆行业多年,多次扩产站稳行业 领先地位。成立于1988年,由武汉光通信(25%)、武汉相信(25%)与荷兰飞 利浦(50%)共同合伙成立长飞光纤光缆株式会社,初期已研发推出骨架式带 状光缆、标准全介质自承式光缆等多种光缆。1993年,公司迈出进军外洋市场的 第一步,开始向美国出售光纤,同时在1993-2013年20年间,公司共完成十期产 能扩充操持,推出浩瀚创新型光纤光缆产品,不断完善产品矩阵,拓宽下贱市场。
2013-2017年:港股上市助力布局,海内外项目多点并进。2014年12月,公 司顺利完成喷鼻香港联交所H股上市,正式启动国际化计策,同年缅甸合伙光缆项目开 工;2015年长飞科技园投产,长飞潜江科技园奠基,相继在兰州、沈阳、杭州成 立光纤光缆厂,完成中亚、东北亚等地的产能布局;2016年长飞光纤非洲光缆有 限公司在南非竣工;2017年长飞潜江科技园正式投产。据CRU统计,截至2017年 底,公司光纤预制棒的环球市场霸占率为19.9%,光纤环球市场霸占率为14.2%, 光缆环球市场霸占率为13.3%。
2017-2022年:中国唯一A+H两地挂牌上市的光纤光缆企业,多元发展持续 进行中。2017年联合宝胜集团打造海缆基地,正式进军海洋业务;同年,上游四 氯化硒项目湖北飞菱竣工投产,开始拓展上游材料市场;2018年A股上市,为探索 多元化发展道路再添助力;2019年携手中国信通院共同培植中国光通信行业首家 工业互联网标识解析二级节点,以更高效的数据互联助力制造业转型升级;2020 年公司收购四川光恒通信,布局光模块、光器件领域,并中标海内紧张电信运营商 的光模块集采项目;2022年收购并控股博创科技,完善光通信产品矩阵;同年4月, 参与投资收购启迪半导体,积极布局第三代半导体家当。
海内光纤光缆行业走过低谷,有望迎来新一轮景气周期。光纤光缆行业的供需 错配导致周期性较强,15-17年涨价周期由需求增长+光棒供给不敷驱动。18-20 年需求下滑,叠加前期高景气引发扩产潮,严重供过于求背景下20年三大运营商 集采价格降至谷底。21-22年供需关系改进,部分扩产停滞,中小厂商产能逐步出 清,海内5G+F5G培植、东数西算等助推需求回暖,运营商集采价格呈现量价齐升, 行业有望开启2-3年景气周期。 外洋光纤光缆需求兴旺,公司提前布局产能,市场份额有望持续提升。需求端, 外洋FTTx渗透率仍较低,5G培植亦掉队于海内,新冠疫情进一步引发流量需求, 带动外洋运营商相继加大光纤光缆成本开支投入。供给端,受制于经济性,我们判 断外洋龙头如康宁、古河短期不会大规模扩产,外洋将保持较为良性的供需格局, 欧洲、南美、北美等紧张市场有望坚持3年以上高景气。公司自14年底港股上市后 开启国际化计策,以东南亚为出发点向环球辐射,目前已在东南亚、非洲、拉美等地 布局产能;公司外洋营收由15年的5.30亿元提升至21年的30.83亿元,21年营收 占比首次超30%,未来有望充分受益外洋高景气。
纵向收购光恒、博创由光纤光缆向上游模块、器件延伸,同时与体内孵化的 AOC/光芯片厂商长芯盛产生良好协同,构建完全光通信业务布局。公司旗下的长 芯盛成立于2013年12月,深耕AOC和特纤,业务范围涉及光纤光缆、光电芯片、 有源光缆(AOC)、光电模组、无源通信、综合布线、数据中央微模块、机柜及配 线等,旗下拥有FIBBR和iCONEC两大子品牌。2020年初长飞光纤以1.5亿元收购 四川光恒通信技能有限公司51%股份,进军光模块、光器件领域,同年中标海内主 要电信运营商的光模块集中采购项目,并大力开拓光模块及光器件的数据中央市 场。2022年4月,长飞光纤受让博创科技12.72%股份,股权转让的总价款为10.28 亿元,同时得到博创科技合计25.43%的股份表决权,成为博创的控股股东及实际 掌握人。2022年7月,长飞光纤和博创完成股份过户,直接持有博创股份3,338.41 万股,占博创科技总股本的12.75%。该交易利于双方进行上风资源整合,博创科 技成为长飞光纤主要的光电子上市平台。
横向外延收购启迪半导体,拓展延伸第三代半导体业务。公司2022年5月收购 芜湖启迪半导体,并将其更名为安徽长飞前辈半导体(当前公司合计持有其37.78% 的股权)。长飞前辈半导体当前拥有以GaN和SiC为代表的第三代半导体外延成长、 芯片制造、器件和模组封装测试等四条生产线,并具备从芯片制造到IGBT模组和 单管封测的专业化代工生产能力和技能研发能力,具熟年产50000片晶圆、360万 只智能功率模块(IPM和IGBT)、1800万只IGBT功率单管的生产能力。对长飞而 言,第三代半导体在公司主营业务干系的移动通信方面及新能源汽车方面拥有广 阔的市场前景。特殊是在新能源车功率器件领域,比较传统广泛采取的硅基器件, SiC功率器件上风显著,干系需求有望成为SiC的主要增长点。本次交易作为公司多 元化计策的主要一步,有利于显著提升公司的核心竞争力。
4.10 长光华芯:高功率激光芯片海内龙头, 纵向延伸&横向拓展打开激光芯片业务成长空间
高功率激光芯片海内龙头,秉承“一平台、一支点、横向扩展、纵向延伸”发 展计策,发展路径清晰。公司成立于2012年,2022年4月在上交所科创板上市。 传统业务聚焦高功率半导体激光芯片,针对下贱工业激光运用处景。在此根本上, 公司提出“一平台、一支点、横向扩展、纵向延伸”计策。“一平台”是指以公司 与苏州高新区政府共建的苏州半导体激光创新研究院为平台。“一支点”是指公司 已具备高功率半导体激光芯片的核心技能及全流程制造工艺,持续进行研发投入, 保持核心技能竞争力,提升经营规模。凭借多年技能积累,公司构建了GaAs(砷 化镓)和InP(磷化铟)两大材料体系,建立了边发射和面发射两大工艺技能平台。 以此为根本,纵向上公司往下贱器件、模块及直接半导体激光器延伸,当前为半导 体激光行业的垂直家当链公司,实现了高下游的一体化布局。横向上扩展至VCSEL 芯片及光通信芯片,将产品运用领域延伸到消费电子、激光雷达、光通信等,进一 步打开未来发展空间。截至目前,公司的产品矩阵包括了高功率单管系列产品、高 功率巴条系列产品、高效率VCSEL系列产品及光通信芯片系列产品等。
横向拓展方面,公司当前激光雷达光芯片及通信领域光芯片等领域进展迅速, 未来有望助力公司打开成长空间。较之公司传统聚焦的高功率激光芯片领域,激光雷达光芯片&通信领域光芯片拥有更大的市场空间。当前在激光雷达领域,公司重 点聚焦多结VCSEL阵列方案,根据公司公告,目前处于研发和样品认证阶段。公司 估量2022年年内会通过客户认证以及车规IATF16949和AECQ认证。光通信领域, 根据公司公告,整体处于研发验证阶段,目前产品包括10G的EML、探测器APD, 同时在25GEML产品上也有一定的技能储备。
4.11 富信科技:半导体热电技能海内龙头, 持续聚焦运用处景延伸&高端产品国产替代
深耕行业十余年,百口当链布局的半导体热电技能海内龙头。公司成立于2003 年,2021年4月在上交所科创板上市。作为国内外少数百口当链半导体热电技能解 决方案及运用产品供应商之一,自成立以来公司持续专注于半导体热电制冷技能 和温差发电技能的研发与家当化运用事情,环绕半导体热电技能家当链,持续通过 技能创新、产品外延等手段建立了覆盖半导体热电材料、热电器件、热电系统,以 及覆铜陶瓷基板、换热器等关键部件,到下贱热电整机运用在内的百口当链布局。 半导体热点技能用于电能/热能转换,下贱运用处景广泛。半导体热电器件与 半导体集成电路虽然同属于半导体材料的下贱运用产品,但两者在利用的材料种 类、技能事理、实现的功能及下贱运用方面存在显著差异。详细而言,半导体热电 技能是一种利用碲化铋合金等半导体材料的热电效应实现电能和热能直接相互转 换的技能,紧张运用方向为实现制冷、加热或发电,其底层事理是利用半导体材料 的佩尔捷效应(Peltier effect)实现电能/热能转换。作为一种环保型制冷技能和 绿色能源技能,凭借其不可替代的灵巧性、多样性、可靠性等上风和特点,广泛应 用于消费电子、通信、医疗实验、汽车、工业、航天国防、油气采矿等浩瀚领域。
公司立足消费电子市场的同时,积极拓展运用处景重点聚焦高端产品的国产 替代。从行业的角度,由于海内半导体热电器件生产企业起步较晚,产品也多集中 于消费电子领域,技能和管理水平还与天下前辈水平存在一定差距,导致运用于通 信、医疗、汽车领域的高性能热电器件及技能办理方案市场紧张被节制在日本 Ferrotec、KELK Ltd.等国际厂商或其在海内设立的子公司手中。从公司的角度, 富信科技深耕消费电子领域运用市场近二十年,依赖研发上风、技能上风和百口当 链的业务布局,以热电整机运用为技能办理方案载体,成功将半导体热电制冷技能 与啤酒机、恒温床垫、冻奶机、冰淇淋机等浩瀚创新性利用场景相结合,实现了半 导体热电技能在消费电子领域的大规模家当化运用。在立足消费电子领域的根本 上,作为海内龙头,公司依托多年来积累的研发履历和技能沉淀,积极向通信、汽 车、医疗实验、工业等领域拓展,致力于高端产品的国产替代。
通信领域聚焦运用于光模块内的Micro TEC,致力于实现国产打破。随着应 用于光模块、微处理器等电子器件的快速发展,其尺寸不断减小,集成度不断提高, 眇小面积内的功耗急剧上升,局部热流密度大幅增加,对热电器件的可靠性和尺寸 提出了更高哀求。较之传统的热电器件,超微型热电制冷器件(Micro TEC)具有 高度微型化、转换效率(COP)和可靠性高档特点,因而运用于对光器件/模块的 精确温度掌握。采取半导体热电制冷技能对光模块进行精准的主动控温,是当前最 紧张的确保光模块有效事情、延长利用寿命的技能办理方案。从行业竞争格局来看, 高性能微型热电器件市场整体上仍由国际厂商或其在海内设立的子公司所主导, 富信科技是海内少数能够生产用于光模块温控的微型热电制冷器件的厂商之一。 公司捉住2019年5G网络培植的兴起带来的高性能微型热电器件市场需求机遇,在 半导体热电器件的热电性能、可靠性方面实现技能打破,成功研制了用于5G网络中光模块温控的高性能微型热电制冷器件。当前公司已成功实现了用于5G网络中 光模块温控的高性能微型热电制冷器件批量生产。根据公司公告,2022年上半年, 公司成功开拓了光通讯器件客户超20家(含批量供货、审厂通过、样品测试、送样 验证等),为斩获批量订单奠定坚实根本,少数光模块型号器件得到客户的中标订 单;其余,公司完成了14家TEC关键物料陶瓷基板供应商技能、生产能力、质量管 理能力调查,并锁定2~3家精良供应商履行国产化,办理国外供应商在质量、交期、 做事及价格方面“卡脖子”问题,为批量生产打下了良好的根本。
车载领域加速推进,打开公司未来成长空间。热电技能适用于动力电池热管理、 温控座椅、嵌入式车载冰箱、方向盘加热等车载场景。动力电池对事情温度哀求较 高,过热时易产生安全问题,过冷时续航会严重低落。通过 TEC 热电技能能够助 于时候保持动力电池最佳的事情温度。此外,车载激光雷达也将是未来Miro TEC 的核心运用处景之一,市场空间广阔。根据公告,公司当前正聚焦开拓汽车专用 TEC器件,可以运用于汽车的电控系统、无人驾驶的激光雷达、恒温设备等大量有 着利用温度哀求的精密电子设备,该项目当前处于客户验证阶段。并且公司也已启 动IATF16949汽车行业质量体系论证事情。
4.12 德明利:数据存储业务为基,横向延 伸触控芯片&激光芯片业务
“一体两翼”布局发展路径清晰,数据存储业务为基,横向延伸至触控&光芯 片领域拓展未来成长空间。公司成立于2008年,2022年7月在厚交所主板上市, 主营业务聚焦数据存储领域,致力于闪存主控芯片设计、研发,存储模组产品运用 方案的开拓、优化,以及存储模组产品的发卖。在根本上,公司积极横向延伸布局, 将业务拓展至以数据采集为核心运用方向的人机交互触控领域,和以数据通报为 核心运用方向的光电通讯领域。当前产品紧张包括存储卡、存储盘、固态硬盘等存 储模组,紧张面向移动存储市场,干系产品广泛运用于消费电子、工控设备、家用 电器、汽车电子、智能家居、物联网等诸多领域。
自成立以来,公司持续夯实数据存储业务的竞争上风。公司创始人李虎师长西席自 2000 年进入集成电路分销领域,紧张从事闪存主控芯片、存储器产品、触控产品 等国内外多类型集成电路产品的发卖。由于持续看好存储器市场的未来发展以及 对付存储器产品核心竞争力的准确判断,李虎师长西席于 2008 年创立德名利有限,拟 通过自主研发存储器产品核心主控芯片,凝聚与上游存储晶圆原厂的依存关系,从 而形成国产自主可控的、符合市场需求的高性价比存储产品。设立初期,公司紧张 从移动存储产品发卖进行市场切入,在家当高下游建立稳定的 NAND Flash 晶圆 采购渠道和市场发卖体系,以存储器产品发卖和技能研发并行驱动,聚焦于闪存主 动芯片设计及固件方案开拓等。通过研发积累,2016 年公司自主研发的首颗闪存 主控芯片成功量产。其后,公司持续投片并量产了多颗闪存主控芯片并形成了完善 的 NAND Flash 存储管理运用方案。2020 年 11 月,公司加入长江存储 Xtacking 生态同盟,成为“长江存储 Xtacking 3D NAND 金牌生态互助伙伴”。
得到深圳市重大项目立项,光芯片的研发和家当化运用持续加速推进。光芯片 领域运用处景广泛,未来市场空间广阔。公司组建了光通讯产品研发团队,并于 2020年6月成立全资子公司德明利光电,专注于高速光芯片的研发和家当化运用, 旨在知足智能终端、无人驾驶汽车等新一代信息技能产品快速增长的家当化运用 需求。当前公司重点聚焦VCSEL光芯片,组织履行的VCSEL光芯片项目得到深圳市 2020年度和2021年度重大项目立项,为公司光芯片业务的发展供应了主要助力。 根据公司公告,2021年12月,公司的光芯片研发与中试基地正式建成投入运行, 这是广东省第一条基于砷化镓材料的光芯片产线。
4.13 声光电科:硅基仿照芯片实力突出, 多运用处景持续取得打破
背靠技能实力突出的控股股东重庆声光电,硅基半导体领域发展动力十足。重 庆声光电是中国电科依托3个国家Ⅰ类研究所(个中24所为国家唯一的仿照集成电 路专业研究所)组建的专业子集团,拥有包括国家仿照集成电路科技重点实验室、 中国电科集团CCD研发中央等在内的多个代表行业领先水平的科研机构。硅基模 拟半导体集成电路是重庆声光电主业方向,产品紧张包括硅基仿照半导体芯片、硅 基光电子器件、硅基薄膜声表器件等,是覆盖硅基半导体仿照器件设计、制造、封 装、测试等百口当链环节的专业技能型公司,整体能力及水平具有较强上风,个中 拥有掌握权的一条6吋仿照集成电路专业生产线及一条8吋硅光集成电路生产线, 在家当链核心环节能够为公司供应坚实的供应链保障。依托重庆声光电的雄厚股 东背景上风,有助于公司把握半导体行业发展良机,在硅基仿照半导体芯片及其应 用领域取得长足发展。
声光电科作为控股型公司,其生产业务紧张通过第二次重大资产重组注入的 三家子公司(西南设计、芯亿达、瑞晶实业)进行。通过资产重组,声光电科能够 有效整合子公司在家当链的资源上风。西南设计、芯亿达、瑞晶实业在市场资源、 产品和技能、家当链上风互补方面均具有显著的协同效应。西南设计、芯亿达均采取Fabless模式运营,瑞晶实业采取自主生产模式,能够承担西南设计的表面装贴 加工环节,能有效降落上市公司整体的生产加工本钱、确保产能充足。西南设计、 芯亿达干系芯片产品可以通过瑞晶实业的市场信息及渠道实现国际业务的拓展, 增强产品国际有名度。
西南设计:聚焦仿照集成电路二十余年,在射频/仿照及数模稠浊集成 电路方面产品门类完好、产品线丰富,聚力于传感/传输/信道的射频/ 数模综合能力,可为客户供应核心芯片、模块、组件、系统办理方案 等多种产品形态和做事,涵盖旗子暗记链集成电路和电源管理集成电路, 不仅可为客户供应芯片、IP、模组、组件、系统办理方案等产品和服 务,也可与客户互助开拓 SoC、SiP(即西南设计芯片+用户算法)。产 品加工工艺以硅基为主,覆盖物联网、绿色能源、安全电子等丰富的 下贱运用领域,在通信基站、卫星导航、智能终端、汽车电子、光伏 组件、锂电池保护等细分领域可供应系列化产品,能够适应细分领域 运用端繁芜多变的行业特点,公司整体或单个产品多次得到业内评比 奖项,具有完善的产品供应体系。技能层面,公司在硅基高性能仿照 电路领域的多项关键技能已实现重大打破,其硅基仿照半导体芯片技 术整体在行业中具有较强的技能上风。
芯亿达:专注于消费及工业类的功率驱动集成电路的设计开拓,目前 在直流电机驱动芯片、通用电子开关芯片、玩具电控芯片领域技能实 力海内领先,产品市占率多年来一贯保持在海内第一梯队。公司正积 极布局车规级电机驱动、电子开关等产品,抢占海内高端驱动芯片国 产化先机,力争成为海内产品种类最全、技能实力领先、性价比突出 的功率驱动类集成电路设计企业。公司采取 Fabless 模式运营,紧张 由晶圆厂和封测厂两类型供应商组成委外生产供应链。芯亿达与海内 外多家晶圆厂建立长期稳定的互助关系,同时也在积极拓展新的晶圆 制造供应商,有力的保障晶圆产能供应;芯亿达与海内多家不同级别 的封测厂建立计策互助伙伴关系,年封测集成电路约 6 亿颗,封测产能完备自主可控,根据产品运用处景、可靠性需求,选择得当的供应 商,确保产品具有高性价比。
瑞晶实业:深耕电源产品领域二十余年,技能沉淀深厚,拥有充电器、 移动电源、工业电源等多个产品奇迹部,同时操持拓展打算机机箱电 源领域,产品型号品种完好,输出功率范围 5W~3000W。产能方面, 拥有多条前辈的智能化、自动化大规模生产线,拥有多条适用于多订 单、多品种、小批量的柔性生产线。
技能突出,多运用处景持续取得打破。面向5G通信基站领域,低噪声放大器 和射频开关系列产品完好,海内率先推出可商用的40GHz射频开关和数控衰减 器;频综产品相位噪声底板-233dBc/Hz,最高事情频率达20GHz,在通信基 站领域海内率先实现量产;多通道LNA+衰减器的基站用小型化FEM产品实现 批量供货。面向卫星导航和汽车电子领域,业界率先推出的大众移动终端用北 斗短报文卫星通信SoC芯片已进入量产阶段,卫星导航SoC芯片完成ACEQ100汽车电子可靠性等级试验、卫星导航模块完成ACE-Q104汽车电子可靠 性等级试验;高精度卫星导航模组支持全部系全频点卫星导航旗子暗记吸收、RTK 精度达到1厘米。面向卫星互联网运用终端领域,推出系列化K/Ka波段多波束 多通道波束赋形芯片,已导入多家主流用户开展运用验证。面向短间隔通讯领 域,无源UHF RFID防复制标签芯片和配套阅读器模块通过SM7商秘认证,推 出完全的无源防复制射频身份识别方案。面向光伏保护领域,25A~35A系列 大电流光伏旁路开关电路实现量产;推出业界最小尺寸的嵌入式光伏旁路开关 电路,可直接嵌入光伏面板。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需利用干系信息,请参阅报告原文。)
精选报告来源:【未来智库】。系统发生缺点








