長(zhǎng)光華芯-688048-深度跟蹤報(bào)告：光芯片IDM平臺(tái)新征程

證券研究報(bào)告請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后第42頁(yè)起的免責(zé)條款和聲明c通過復(fù)盤光芯片巨頭IIc通過復(fù)盤光芯片巨頭II-VI，我們發(fā)現(xiàn)其為材料、技術(shù)平臺(tái)型企業(yè)，通過復(fù)用底層材料、技術(shù)和并購(gòu)下游產(chǎn)品線實(shí)現(xiàn)對(duì)廣泛應(yīng)用場(chǎng)景的覆蓋和自身價(jià)值量的提升。我們認(rèn)為，長(zhǎng)光華芯有望實(shí)現(xiàn)相似的發(fā)展軌跡，以其全球領(lǐng)先的高功率激光芯片為支點(diǎn)，通過在材料體系和工藝技術(shù)上長(zhǎng)時(shí)間的積累形成的材料、技術(shù)平臺(tái)，有望實(shí)現(xiàn)橫向的應(yīng)用拓展和縱向的產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)鏈整合并快速發(fā)展。我們上調(diào)公司評(píng)級(jí)到“買入”，給予2023年80xPE，對(duì)應(yīng)目標(biāo)價(jià)135元。▍國(guó)際視角：全球領(lǐng)先的光芯片企業(yè)都是平臺(tái)型企業(yè)，II-VI公司通過連續(xù)并購(gòu)形成了自身的材料平臺(tái)?？v觀II-VI/相干公司的發(fā)展歷史，因?yàn)楣猱a(chǎn)業(yè)技術(shù)、材料研發(fā)周期長(zhǎng)，為了在多路徑、復(fù)雜應(yīng)用的市場(chǎng)中保持競(jìng)爭(zhēng)力，公司通過不斷并購(gòu)逐漸形成自身的材料平臺(tái)，具備了從ZnS/ZnSe、SiC到GaAs、InP的材料基礎(chǔ)以及豐富晶圓以及外延生長(zhǎng)技術(shù)和產(chǎn)線。隨后公司通過并購(gòu)Finisar和Coherent完善了自身在光通信、激光領(lǐng)域的產(chǎn)品矩陣，形成覆蓋材料、組件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)和服務(wù)的價(jià)值鏈，并為下游的廣泛應(yīng)用奠定了夯實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，觸及了近650億美元的市場(chǎng)。▍建平臺(tái)：高功率產(chǎn)品為支點(diǎn)，底層技術(shù)為基礎(chǔ)，人才為核心，資本為紐帶。在丁奇云基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)首席分析師SH深度跟蹤報(bào)告|2023.4.7核心觀點(diǎn)中信證券研究部S120003胡葉倩雯消費(fèi)電子行業(yè)首席分析師S0004徐濤科技產(chǎn)業(yè)聯(lián)席首席分析師S080003楊澤原計(jì)算機(jī)行業(yè)首席分析師S080002長(zhǎng)光華芯688048.SH近三月日均成交額買入(上調(diào)) 量產(chǎn)產(chǎn)品方面，長(zhǎng)光華芯已做到全球最高功率，其單管和巴條產(chǎn)品在功率和效率上都處于全球領(lǐng)先。底層技術(shù)平臺(tái)方面，長(zhǎng)光華芯建成了全球唯二、國(guó)內(nèi)唯一的6吋高功率半導(dǎo)體激光芯片晶圓垂直整合生產(chǎn)線，并在芯片設(shè)計(jì)、關(guān)鍵設(shè)備、工藝技術(shù)和原材料方面實(shí)現(xiàn)自主可控。長(zhǎng)光華芯也在按照II-VI的路徑進(jìn)行材料技術(shù)平臺(tái)布局，其具備國(guó)內(nèi)首家IDMGaAs芯片6吋產(chǎn)線和3吋InP產(chǎn)線，正在開發(fā)的GaN產(chǎn)品線有望在2年內(nèi)產(chǎn)生收入，同時(shí)在SiC方面積極考慮布局。從工藝上看，外延生長(zhǎng)決定性能、Fab決定功率天花板、這二者都需要長(zhǎng)期工藝經(jīng)驗(yàn)積累，具備較高壁壘，并為長(zhǎng)光華芯向更大功率進(jìn)發(fā)打下基礎(chǔ)。公司百余名研發(fā)人員中有多位國(guó)家級(jí)技術(shù)專家人才及二十余名博士，在本土半導(dǎo)體工藝人才不夠豐沛的前提下，團(tuán)隊(duì)經(jīng)多年培養(yǎng)而成，形成人才壁壘。同時(shí)，公司通過投資、參股、籌備產(chǎn)業(yè)基金的形式借助資本力量持續(xù)發(fā)展，并培育產(chǎn)業(yè)鏈土壤。▍擴(kuò)品類：橫向擴(kuò)展三大芯片領(lǐng)域+縱向高功率垂直延伸一體化。參考國(guó)際廠商，具備技術(shù)平臺(tái)后，因?yàn)楫a(chǎn)品的底層技術(shù)復(fù)用性強(qiáng)，產(chǎn)品線的擴(kuò)張成本將大幅降低。具體來說，半導(dǎo)體激光器底層多為GaAs/InP/GaN材料，工藝也多為設(shè)計(jì)+外延生長(zhǎng)+Fab制造+封測(cè)，其中外延生長(zhǎng)和Fab制造能力有望完全復(fù)用，設(shè)計(jì)和封測(cè)環(huán)節(jié)則需進(jìn)一步考慮應(yīng)用產(chǎn)品的情況。對(duì)于長(zhǎng)光華芯而言，在技術(shù)平臺(tái)化后，根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域可以不斷橫向擴(kuò)展芯片產(chǎn)品，從大功率市場(chǎng)走向小功率信號(hào)市場(chǎng)。同時(shí)，在GaN平臺(tái)開發(fā)完成后，可進(jìn)入可見光激光市場(chǎng)及部分無(wú)線通信、電功率芯片市場(chǎng)；未來利用化合物半導(dǎo)體基礎(chǔ)將SiC平臺(tái)逐漸開發(fā)完成后，則可以進(jìn)軍更大的電功率芯片市場(chǎng)，且能夠與大功率光芯片形成配合，打造成套方案。在優(yōu)勢(shì)的高功率領(lǐng)域則可以深挖打通產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)縱向延伸。如在相對(duì)早期的車載激光雷達(dá)市場(chǎng)從VCSEL芯片延伸到模組；在技術(shù)難度較高且市場(chǎng)規(guī)模有限的大功率激光市場(chǎng)，布局該產(chǎn)業(yè)鏈的封測(cè)環(huán)節(jié)，并延伸至器件、模組、甚至激光器整機(jī)等業(yè)務(wù)，并由此形成核心優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)力切入特殊應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)。▍風(fēng)險(xiǎn)因素：1)主要客戶采購(gòu)金額下降的風(fēng)險(xiǎn)。2)新技術(shù)滲透率提升速度不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)。3)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇導(dǎo)致盈利水平下降的風(fēng)險(xiǎn)。4)關(guān)鍵技術(shù)人員流失的風(fēng)險(xiǎn)。5)原料價(jià)格的波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。▍盈利預(yù)測(cè)、估值與評(píng)級(jí)：高功率單管系列：我們認(rèn)為板塊營(yíng)收的增長(zhǎng)動(dòng)能來自務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明2將來在于公司產(chǎn)能擴(kuò)張，以及下游大客戶銳科激光、創(chuàng)鑫激光等加大對(duì)公司產(chǎn)品采購(gòu)力度。高功率巴條系列：主要面向科研及特殊領(lǐng)域，我們認(rèn)為板塊營(yíng)收有望較快成長(zhǎng)。VCSEL系列當(dāng)前收入體量較小，有望隨著下游消費(fèi)電子、車載激光雷達(dá)中VCSEL的滲透率提升而快速放量。基于以上假設(shè)，并結(jié)合公司2022年業(yè)績(jī)快報(bào)與工業(yè)激光器行業(yè)景氣度情況，我們給予公司2022~2024年1.25/2.26/3.42億元，對(duì)應(yīng)EPS預(yù)測(cè)分別為0.92/1.67/2.52元(原預(yù)測(cè)為0.99/1.73/2.72元)。結(jié)合可比公司三安光電(化合物半導(dǎo)體IDM)、炬光科技(激光器/光學(xué)元件)、賽微電子(激光雷達(dá)MEMS+GaN外延生長(zhǎng)/器件設(shè)計(jì))、思瑞浦(芯片國(guó)產(chǎn)替代)的估值水平(2023年Wind一致預(yù)測(cè)PE平均值為80倍)，給予2023年80xPE，對(duì)應(yīng)目標(biāo)價(jià)135元，將公司上調(diào)到“買入”評(píng)級(jí)。度EEE元)9%百萬(wàn)元)每股凈資產(chǎn)(元).9829.請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明3IVI 建平臺(tái)：從高功率鑄造底層技術(shù)，打下多應(yīng)用基礎(chǔ) 13以高功率產(chǎn)品為支點(diǎn)：大功率激光芯片全球領(lǐng)先，全球份額迅速攀升 13以底層技術(shù)為基礎(chǔ)：材料/外延/Fab/封裝四層底座，鑄就高功率領(lǐng)先地位 16以人才為核心：領(lǐng)軍+工程人才并重，培育團(tuán)隊(duì)構(gòu)成人才壁壘 23以資本為紐帶：全資/參股/直投等多種方式，培育產(chǎn)業(yè)鏈土壤 24擴(kuò)品類：橫向三大產(chǎn)品擴(kuò)展+縱向高功率垂直一體化 25橫向擴(kuò)展：光譜擴(kuò)展+收發(fā)擴(kuò)展+電芯片擴(kuò)展，形成一體化方案 25縱向延伸：高功率領(lǐng)域垂直一體化，芯片/器件/模塊/整機(jī)打通 36 盈利預(yù)測(cè)及估值評(píng)級(jí)：工業(yè)激光景氣度回升，高功率巴條有望放量 38 必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明4插圖目錄圖1：II-VI/相干公司的材料體系及對(duì)應(yīng)應(yīng)用 6圖2：1995-2017年公司并購(gòu)事件及營(yíng)業(yè)收入 7圖3：工業(yè)激光器按激光器種類市場(chǎng)份額 7圖4：激光器波長(zhǎng)與其所采用的材料、技術(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系 8圖5：II-VI/相干公司2011-2021年中國(guó)區(qū)收入(22年口徑變化) 8 圖7：II-VI/相干公司的產(chǎn)能多來自并購(gòu)(Finsar和II-VI合并時(shí)) 9圖8：在收購(gòu)Finisar后，II-VI成為光子和化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域排名第二的巨頭 10 圖12：II-VI收購(gòu)相干將會(huì)形成業(yè)務(wù)互補(bǔ)，拓展半導(dǎo)體、工業(yè)、生命科學(xué)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)規(guī)模 IIVI2006財(cái)年到2023H1財(cái)年的收入增長(zhǎng) 12II-VI/相干公司2006財(cái)年到2023H1財(cái)年的稅前利潤(rùn)表現(xiàn) 13 圖16：長(zhǎng)光華芯230pm發(fā)光寬度芯片的功率曲線 16圖17：長(zhǎng)光華芯290pm發(fā)光寬度芯片的功率效率曲線 16 圖19：長(zhǎng)光華芯四大材料體系布局情況 17 圖24：多層結(jié)式VCSEL激光器結(jié)構(gòu)示意圖及等效電路圖 18 圖32：閾值下/10A/30A情況下二極管側(cè)面相對(duì)亮度分布 21圖33：非均勻金屬層激光二極管剖面示意圖 21圖34：結(jié)構(gòu)優(yōu)化前(紅)后(黑)的光束發(fā)散角(左)與亮度(右) 21圖35：?jiǎn)蝹€(gè)晶圓內(nèi)臺(tái)面刻蝕的相對(duì)深度誤差 21圖36：長(zhǎng)光華芯Fab生產(chǎn)的激光器波長(zhǎng)/功率/光電效率分布圖 22圖37：半導(dǎo)體激光器發(fā)生光學(xué)災(zāi)變COD的數(shù)據(jù)記錄與熱成像圖 22 圖39：長(zhǎng)光華芯大功率水冷陣列與直接半導(dǎo)體激光器 23 圖42：II-VI/Coherent2022財(cái)年?duì)I收按行業(yè)占比 25 請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明5圖44：主流大功率激光在光譜上的位置 26圖45：不同半導(dǎo)體材料產(chǎn)生的光波長(zhǎng)不同 27 ED 圖50：三色激光(a)、單色激光+熒光粉(b)、雙色激光+熒光粉(c)顯示方案對(duì)比.29 圖52：全球和中國(guó)大陸激光投影(含激光電視)出貨量 29 圖56：PD/APD/SPAD三種不同光電探測(cè)器的原理 31圖57：長(zhǎng)光華芯APD芯片EB-APD-1270-10-01產(chǎn)品性能(右側(cè))與濱松(左下角)對(duì) 2圖59：中國(guó)高速率光通信模塊芯片市場(chǎng)空間 32圖60：中國(guó)光芯片占全球光芯片市場(chǎng)比例預(yù)測(cè) 32GaAs處理相關(guān)產(chǎn)品 33 34預(yù)測(cè) 34 C ：多半導(dǎo)體激光器實(shí)現(xiàn)kW級(jí)別激光合束 37圖73：多個(gè)光纖耦合模塊實(shí)現(xiàn)大功率合束 37圖74：通用原子公司緊湊半球形光束導(dǎo)向器 37表格目錄 表2：全球主流公司高功率單管芯片參數(shù)對(duì)比 14表3：全球主流公司高功率巴條產(chǎn)品對(duì)比 14表4：長(zhǎng)光華芯承擔(dān)的國(guó)家級(jí)項(xiàng)目(截至2021年底) 16 6：當(dāng)前主要投影顯示光源對(duì)比 28表7：部分金屬對(duì)450nm藍(lán)光的吸收率與近紅外吸收率之比 29 請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明6▍國(guó)際啟示：II-VI/相干公司平臺(tái)化發(fā)展之路隨著II-VI與相干公司的合并，一家在光學(xué)材料、網(wǎng)絡(luò)、激光領(lǐng)域都處于領(lǐng)先的地位的巨頭出現(xiàn)，II-VI也從誕生至今數(shù)十起收購(gòu)與整合成為光芯片領(lǐng)域的霸主，我們希望通過復(fù)盤其歷史的收并購(gòu)來研究公司是如何完善自身材料體系、縱向整合產(chǎn)業(yè)鏈、橫向拓寬應(yīng)用市場(chǎng)并形成平臺(tái)優(yōu)勢(shì)的。I1971年，Dr.CarlJ.Johnson創(chuàng)立II-VI公司，公司剛成立時(shí)主要專注于用于紅外光學(xué)器件的材料，如碲化鎘(CdTe)。1980年代，公司轉(zhuǎn)向生產(chǎn)硒化鋅(ZnSe)和硫化鋅 (ZnS)，并開始從材料生長(zhǎng)向精密光學(xué)制造延伸，逐漸成為大功率CO2激光器的領(lǐng)導(dǎo)但CO2氣體激光器只是工業(yè)激光器大市場(chǎng)的一部分，且多種新的激光器技術(shù)路徑正在崛起，所以II-VI于1995年、1996年分別收購(gòu)VirgoOptics和LightningOpticalCorporation并成立著名的激光材料部門II-VIVLOC。這兩次收購(gòu)幫助II-VI進(jìn)入了YAG固體激光器市場(chǎng)，也是公司通過收并購(gòu)來形成自身平臺(tái)化能力的開端。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明7從公司發(fā)展的角度來看，收并購(gòu)的好處在于，1、強(qiáng)化自身的技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)積累；2、拓展產(chǎn)品矩陣和下游客戶行業(yè)；3、在多路徑發(fā)展的光產(chǎn)業(yè)中持續(xù)保持競(jìng)爭(zhēng)力。根據(jù)II-VI的CEOMattera，光產(chǎn)業(yè)的技術(shù)尤其是材料技術(shù)通常需要10到20年才能成熟，而結(jié)構(gòu)相同的情況下，不同的增益介質(zhì)通常對(duì)應(yīng)不同的發(fā)射波長(zhǎng)，而不同波長(zhǎng)所適應(yīng)的場(chǎng)景也不同。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明8MarvinJWeberHandbookoflaserwavelengths》所以在II-VI的發(fā)展歷程中，公司主要從材料技術(shù)、產(chǎn)品矩陣、應(yīng)用市場(chǎng)三個(gè)角度通過收并購(gòu)以幫助公司發(fā)展。從時(shí)間維度來看，2000年，公司收購(gòu)LaserPower拓展至軍事市場(chǎng)，當(dāng)年實(shí)現(xiàn)自身收入增長(zhǎng)66%；2001年，公司收購(gòu)Littion的SiC產(chǎn)線以擴(kuò)充自身產(chǎn)能；2003年伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)，公司收購(gòu)相干公司用于導(dǎo)彈探測(cè)的紫外線過濾材料以加強(qiáng)自身在軍事市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力；2004-2005年，公司收購(gòu)Marlow擴(kuò)充半導(dǎo)體制冷設(shè)備的產(chǎn)品序列，并與自身光、光電組件產(chǎn)品形成互補(bǔ)；2007年，公司收購(gòu)HIGHYAG75%的股權(quán)，擴(kuò)充產(chǎn)品矩陣至激光加工頭，并開始進(jìn)入光纖激光組件市場(chǎng)；2008年，全球金融危機(jī)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)陷入蕭條，II-VI為了保證自身長(zhǎng)達(dá)20年的20%業(yè)績(jī)年增長(zhǎng)，開始看向海外市場(chǎng)。2009年底，公司收購(gòu)中國(guó)高意(Photop)，獲得進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的渠道，并進(jìn)入光通信市場(chǎng)，如今中國(guó)區(qū)收入超過6億美元；2010年，公司收購(gòu)MaxLevyAutograph，MLA在收購(gòu)之前主要為II-VI的EEO子公司提供EMI(電磁干擾)網(wǎng)格化產(chǎn)品，收購(gòu)后公司進(jìn)一步加強(qiáng)了自己在國(guó)防軍工市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)。2011年，公司收購(gòu)Aegis，擴(kuò)充光通道監(jiān)視產(chǎn)品和熔融光纖器件，加強(qiáng)自身在光通信產(chǎn)品方面的實(shí)力。I00018%38%-4%-3%%IIVI干公司財(cái)報(bào)，中信證券研究部北美歐洲中國(guó)日本其他地區(qū)IIVI干公司財(cái)報(bào)，中信證券研究部請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明92012年對(duì)于II-VI非常重要，公司的急需加速提升市場(chǎng)份額，于是決定開始進(jìn)行半導(dǎo)體激光器平臺(tái)的并購(gòu)。2012年、2013年，公司分別收購(gòu)Oclaro的薄膜濾波器和交織器產(chǎn)品線、半導(dǎo)體激光器業(yè)務(wù)和光纖放大器業(yè)務(wù)，并接手位于瑞士的砷化鎵(GaAs)生產(chǎn)設(shè)施和對(duì)應(yīng)的高功率激光二極管、VCSEL和980nm泵浦源產(chǎn)品線。自此，公司具備砷化鎵(GaAS)的材料平臺(tái)，并形成CO2激光器、YAG激光器、光纖激光器以及半導(dǎo)體激光器的全面布局。2016年，隨著消費(fèi)電子、數(shù)據(jù)中心對(duì)于光芯片需求的爆發(fā)，II-VI公司急需擴(kuò)充其VCSEL生產(chǎn)能力。所以在這一年公司完成了對(duì)Anadigics和EpiWorks的收購(gòu)。通過收購(gòu)Anadigics有效的擴(kuò)充了產(chǎn)能，并以比自己新建更實(shí)惠的成本獲得一座大型6吋砷化鎵GaAs晶圓廠。但化合物半導(dǎo)體不僅需要晶圓，在生產(chǎn)激光器的過程中，外延生長(zhǎng)也必不可缺；所以II-VI收購(gòu)EpiWorks，該公司是化合物半導(dǎo)體晶圓大批量外延生長(zhǎng)的全球領(lǐng)導(dǎo)者，有一座25000英尺的1000級(jí)潔凈外延片代工廠。2017年，公司收購(gòu)Kaiam位于英國(guó)占地30萬(wàn)平方英尺、擁有10萬(wàn)平方英尺潔凈室的6吋晶圓廠，其可以充分支持公司GaAs、SiC和InP等化合物半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)。通過這三筆收購(gòu)，II-VI的產(chǎn)能得到快速擴(kuò)充。IVI2019年，公司收購(gòu)與其市場(chǎng)地位相近的巨頭Finisar。這次收購(gòu)給公司帶來包括Finisar的磷化銦(InP)材料平臺(tái)、多條GaAs、InP產(chǎn)線、用于TIA、時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路以及激光驅(qū)動(dòng)器的無(wú)晶圓廠電子設(shè)計(jì)能力、FiniSar的InP產(chǎn)線設(shè)計(jì)、制造和拓展能力，并實(shí)現(xiàn)了在光通信器件中使用InP材料。來自于Finisar的材料平臺(tái)、技術(shù)平臺(tái)和豐富的光通信產(chǎn)品矩陣，尤其是在收發(fā)器、遠(yuǎn)距離光通信的積累使得II-VI成為光通信領(lǐng)域排名絕對(duì)領(lǐng)先的巨頭。加上自身近20年的碳化硅(SiC)材料積累，其材料平臺(tái)已經(jīng)非常全面，足以支撐全面的下游應(yīng)用，從擴(kuò)張的角度，下一步需要做的就是產(chǎn)業(yè)鏈的整合。文之后的免責(zé)條款和聲明102021年，II-VI公司完成最后也是最大的一筆收購(gòu)，收購(gòu)Coherent相干公司并整體更名為Coherent相干公司。這次合并，將II-VI公司多年在材料知識(shí)價(jià)值鏈上的耕耘與相干公司在激光系統(tǒng)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位結(jié)合，通過業(yè)務(wù)互補(bǔ)形成了覆蓋材料、組件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)和服務(wù)的價(jià)值鏈，也強(qiáng)化了公司在半導(dǎo)體、工業(yè)、生命科學(xué)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。具體來說，業(yè)務(wù)的整合能帶來，1、原材料與組件自供帶來的盈利能力上升；2、組合銷售帶來的價(jià)值量增加；3、技術(shù)共享和規(guī)模開發(fā)帶來的成本節(jié)約；4、Coherent相干遍布全球的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將會(huì)被II-VI共享。據(jù)公司參照Finisar收購(gòu)的結(jié)果估算，這些協(xié)同效應(yīng)在之后三年將至少產(chǎn)生2.5億美元的價(jià)值。文之后的免責(zé)條款和聲明11tIIVI公司官網(wǎng)IIVI公司官網(wǎng)至此，II-VI/相干公司具備從ZnS/ZnSe、SiC到GaAs、InP的材料平臺(tái)，從CO2氣體激光器、YAG固體激光器到光纖激光器、半導(dǎo)體激光器的產(chǎn)品矩陣，以及多材料的晶圓產(chǎn)線和外延片產(chǎn)線，為下游的廣泛應(yīng)用夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)，觸及近650億美元的市場(chǎng)。動(dòng)汽車電池加工工廠制造ED統(tǒng)、子系統(tǒng)和加工頭件、光學(xué)器件、晶體合材料和金剛石基礎(chǔ)設(shè)施支出學(xué)習(xí)發(fā)器文之后的免責(zé)條款和聲明12WSS光器和與地面網(wǎng)絡(luò)的集成明模塊料、衍射光學(xué)產(chǎn)品襯底和外延晶片子健康監(jiān)視器的汽車感：車內(nèi)和激光無(wú)線雷達(dá)設(shè)備光學(xué)、激光和熱電子組件和子系統(tǒng)機(jī)械、電氣和軟件集成斷療erent從財(cái)務(wù)表現(xiàn)上來看，公司的并購(gòu)和業(yè)務(wù)拓展帶來持續(xù)而穩(wěn)定的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)，除金融危機(jī)帶來的大蕭條外，公司過去20年間收入均保持了正增長(zhǎng)，從2016財(cái)年的2.3億美元增長(zhǎng)至2022財(cái)年的33.2億美元，2023財(cái)年的上半年更是由于相干公司的并入而實(shí)現(xiàn)了同比69%的增長(zhǎng)。H 美元) 同比(%)75%69%80%30.0025.0020.0015.00% % 2.33.22.93.55.05.46.813.611.6-10%兩次大型收購(gòu)的相關(guān)費(fèi)用均給利潤(rùn)帶來一定的壓力，但隨著后續(xù)被收購(gòu)公司與母公司協(xié)同效應(yīng)的充分兌現(xiàn)，利潤(rùn)端有望迎來快速反彈。文之后的免責(zé)條款和聲明1300-100-0%117稅前利潤(rùn)(百萬(wàn)美元)同比-0%117915146797179909151467971799032%3%5%-64-150%-64-150%II-VI公司的市值自次貸危機(jī)階段性觸底后，隨著市場(chǎng)的拓展以及業(yè)績(jī)的不斷兌現(xiàn)而持續(xù)增長(zhǎng)，并受云計(jì)算、光通信和無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶來的強(qiáng)預(yù)期支撐在2021年初達(dá)到130億美元。▍建平臺(tái)：從高功率鑄造底層技術(shù)，打下多應(yīng)用基礎(chǔ)從國(guó)際企業(yè)發(fā)展歷史來看，由于下游豐富多樣，激光芯片企業(yè)往往需要堅(jiān)實(shí)的材料和技術(shù)平臺(tái)才能實(shí)現(xiàn)在各種應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。對(duì)于長(zhǎng)光華芯而言，依靠現(xiàn)有的高功率激光芯片領(lǐng)先地位夯實(shí)材料和工藝技術(shù)基礎(chǔ)，充分利用資本，培養(yǎng)人才，是一條可行之路。以高功率產(chǎn)品為支點(diǎn)：大功率激光芯片全球領(lǐng)先，全球份額迅速攀升長(zhǎng)光華芯要進(jìn)行平臺(tái)擴(kuò)展，首先應(yīng)該在市場(chǎng)上有穩(wěn)固的立足點(diǎn)，其后才能有足夠的資源來夯實(shí)基礎(chǔ)打造平臺(tái)。對(duì)于公司而言，這一基礎(chǔ)已經(jīng)具備，其高功率產(chǎn)品已經(jīng)做到全球領(lǐng)先，給長(zhǎng)光華芯儲(chǔ)備了人才、工藝、理論等多方面的基礎(chǔ)。文之后的免責(zé)條款和聲明14首先在量產(chǎn)產(chǎn)品方面，公司目前已做到全球最高功率規(guī)格，其單管和巴條產(chǎn)品在功率和效率兩方面都處于全球領(lǐng)先地位。高功率單管方面，915nm、976nm(975nm)波長(zhǎng)的單管芯片主要用于下游光纖激光器的制造，為半導(dǎo)體激光行業(yè)的主流產(chǎn)品。高功率單管芯片應(yīng)鎖定條寬范圍對(duì)比分析可實(shí)現(xiàn)功率及電光轉(zhuǎn)換效率的高低、波長(zhǎng)種類的多少。功率及電光轉(zhuǎn)換效率越高，波長(zhǎng)種類越多，技術(shù)水平越高，下游應(yīng)用領(lǐng)域越廣泛。在190-230μm的條寬范圍內(nèi)，截至2021年底，公司量產(chǎn)產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)單管芯片輸出功率30W，電光轉(zhuǎn)換效率達(dá)到63.00%，技術(shù)水平行業(yè)中較為領(lǐng)先。2022年四季度，公司大批量出貨35W高功率芯片；據(jù)央視新聞聯(lián)播報(bào)導(dǎo)，該產(chǎn)品是全球量產(chǎn)功率最高的半導(dǎo)體激光芯片，真正占據(jù)全球領(lǐng)先地位。波長(zhǎng)(nm)功率(W)條寬(μm)電--高功率巴條芯片應(yīng)在指定條寬范圍及發(fā)光點(diǎn)數(shù)的前提下，對(duì)比分析可實(shí)現(xiàn)功率及電光轉(zhuǎn)換效率的高低、波長(zhǎng)種類的多少。功率及電光轉(zhuǎn)換效率越高，波長(zhǎng)種類越多，技術(shù)水平越高，下游應(yīng)用領(lǐng)域越廣泛。在8xxnm波長(zhǎng)附近，公司高功率巴條芯片可實(shí)現(xiàn)100W連續(xù)激光輸出及300W準(zhǔn)連續(xù)激光輸出，在9xxnm波長(zhǎng)附近，公司高功率巴條芯片可實(shí)現(xiàn)200W連續(xù)激光輸出及700W準(zhǔn)連續(xù)激光輸出，電光轉(zhuǎn)換效率最大可達(dá)63%，與同行業(yè)公司相比，公司高功率巴條芯片可實(shí)現(xiàn)功率及電光轉(zhuǎn)換效率較高，技術(shù)水平較波長(zhǎng)(nm)(W)率激光類型發(fā)光點(diǎn)%)999文之后的免責(zé)條款和聲明1580850CW24150551cm寬Bar條808500QCW39232581cm寬Bar條808100CW39232551cm寬Bar條940200CW34200631cm寬Bar條940700QCW34232631cm寬Bar條90899電W除目前已經(jīng)大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品外，公司的儲(chǔ)備技術(shù)及產(chǎn)品同樣處于較為領(lǐng)先的地位。2023年1月，在photonicswest2023會(huì)議上，公司首次報(bào)道了在亮度保持不變的條件下(芯片條寬230μm)，芯片出光功率提升20%(功率從32W提升到40W)，最大功率超過51W。該芯片的功率亮度性能是230μm條寬下高功率激光芯片已知報(bào)道的最高水平。2023年2月，基在photonicswest報(bào)道的芯片技術(shù)，公司開發(fā)了更高功率芯片寬條寬半導(dǎo)體激光芯片，在業(yè)內(nèi)首次推出最大功率超過66W(圖中藍(lán)線)的單管芯片(熱沉溫度為室溫)，芯片條寬290μm，最大效率超過70%(圖中紅線)，實(shí)用工作效率超過63%(55W功率下)，這是迄今已知報(bào)道的條寬在400μm以下高功率激光芯片的最高水平。文之后的免責(zé)條款和聲明16“隱形國(guó)家隊(duì)”承擔(dān)大量國(guó)家級(jí)項(xiàng)目，全球份額攀升驗(yàn)證領(lǐng)先地位產(chǎn)品之外，項(xiàng)目同樣可以驗(yàn)證公司的領(lǐng)先地位。例如從項(xiàng)目來看，近年來公司承擔(dān)了大量的國(guó)家級(jí)項(xiàng)目，一定程度上可以說是“隱形國(guó)家隊(duì)”。)稱情況起止時(shí)間1導(dǎo)體激光泵源產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目07-2019.06207-2017.123技術(shù)研究12-2017.10407-2018.065體激光巴條研究01-2019.056項(xiàng)目06-2019.127光芯片及高效泵浦技術(shù)項(xiàng)目07-2020.128長(zhǎng)壽命、低成本藍(lán)、綠07-2020.129率半導(dǎo)體激光器05-2021.04中05-2022.04目020合半導(dǎo)體激光器泵浦模塊技術(shù)研究項(xiàng)目020光泵浦源技術(shù)研究項(xiàng)目020泵浦源技術(shù)研究12-2020.12效率半導(dǎo)體激光巴條研制06-2021.03中022中此外，2022年3月1日，江蘇省人民政府公示了關(guān)于2021年度江蘇省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)的決定，長(zhǎng)光華芯入選江蘇省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，是近5年江蘇省唯一一家由企業(yè)獨(dú)立申報(bào)并榮獲一等獎(jiǎng)的企業(yè)。底層技術(shù)平臺(tái)方面，公司建成全球唯二、國(guó)內(nèi)唯一的6吋高功率半導(dǎo)體激光芯片晶圓垂直整合生產(chǎn)線，并在芯片設(shè)計(jì)、關(guān)鍵設(shè)備、工藝技術(shù)和原材料方面實(shí)現(xiàn)自主可控。文之后的免責(zé)條款和聲明17國(guó)際II-VI、Finisar等大廠通常在全球布局有6吋GaAs線和3吋InP線，同時(shí)在GaN和SiC產(chǎn)線方面也有布局。參照II-VI/Coherent官網(wǎng)信息，其在2013年就形成了GaAs技術(shù)平臺(tái)，2019年實(shí)現(xiàn)了InP技術(shù)平臺(tái)，后續(xù)在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)激光系統(tǒng)的開發(fā)。公司目前也在按照II-VI的路徑進(jìn)行材料技術(shù)平臺(tái)的布局，為未來業(yè)務(wù)打開擴(kuò)張空間。2022年以來，公司已經(jīng)將全部大功率GaAs芯片產(chǎn)能轉(zhuǎn)移到6吋產(chǎn)線，為國(guó)內(nèi)首家，原3吋產(chǎn)線用作InP產(chǎn)能。同時(shí)，公司正在進(jìn)行GaN產(chǎn)品線的開發(fā)，我們預(yù)計(jì)未來2年內(nèi)有望產(chǎn)生收入。SiC方面，公司也在考慮布局，SiC電功率器件能夠與光功率器件形成協(xié)同效應(yīng)，且同屬化合物半導(dǎo)體，能夠一定程度上利用公司現(xiàn)有技術(shù)能力。公告，中信證券研究部通?；衔锇雽?dǎo)體材料要加工成激光芯片，其中的核心環(huán)節(jié)就是外延。外延生長(zhǎng)是指在一定結(jié)晶取向的原有晶體(一般稱為襯底)上延伸出并按一定晶體學(xué)方向生長(zhǎng)單晶層的方法，這個(gè)單晶層被稱為外延層。外延生長(zhǎng)可以精確控制外延層的組分、厚度、界面、摻雜及均勻性，是半導(dǎo)體激光器制作的首步工序。外延生長(zhǎng)的材料結(jié)構(gòu)及質(zhì)量直接決定了半導(dǎo)體激光器芯片的波長(zhǎng)、功率、壽命及可靠性，是半導(dǎo)體激光器制作的核心技術(shù)之一。其他化合物半導(dǎo)體器件，如SiC、GaN電功率器件、射頻器件等也需要良好的外延生長(zhǎng)。對(duì)于外延生長(zhǎng)而言，工藝、設(shè)備和對(duì)材料的理解是關(guān)鍵。文之后的免責(zé)條款和聲明18根據(jù)Yole官網(wǎng)，金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)外延設(shè)備涵蓋了大部分III-V族外延片的生產(chǎn)流程，適合量產(chǎn)，成本較低。高溫CVD(HTCVD)是硅和SiC器件最常見的沉積技術(shù)。HTCVD主要市場(chǎng)是功率應(yīng)用，基于硅和SiC外延材料，主要部署在汽車和工業(yè)等細(xì)分市場(chǎng)。MBE(分子束外延)在超真空環(huán)境中用分子束蒸發(fā)復(fù)雜材料，原子從蒸發(fā)的材料沉積到基板上，在基板上形成結(jié)晶層。MBE雖然沉積速度緩慢，但可以實(shí)現(xiàn)高性能、高均勻性的外延生長(zhǎng)，其生長(zhǎng)溫度更低，界面陡峭度更高(質(zhì)量更高)，可生長(zhǎng)高應(yīng)變材料，能夠支持更多波長(zhǎng)(如基于GaAs的材料發(fā)光波長(zhǎng)可以做到1.2μm以上)。乎乎外延的重要性可以在實(shí)際產(chǎn)品中得到具體體現(xiàn)。以車載激光雷達(dá)使用的VCSEL為例，可以看到其是由大量薄膜材料累積而成(左下圖23)。生產(chǎn)過程中，首先需要在基板(右下圖24藍(lán)色部分)上沉積數(shù)十層DBR(分布式布拉格反射鏡)來充當(dāng)下表面反射鏡，每一層的厚度都需要精確到納米級(jí)別，隨后沉積多層PN結(jié)/量子阱(MQW)以及對(duì)應(yīng)的氧化層等，再沉積數(shù)十層DBR來充當(dāng)上表面反射鏡?？梢?，對(duì)于每個(gè)VCSEL晶圓，甚至都需要經(jīng)過上百層沉積，且需要相當(dāng)?shù)木?，才能進(jìn)入切割、鍍膜等后續(xù)工序。官網(wǎng)資料來源：HengLiu,PeiMiao,YaoXiao,etal.,HighperformancejunctionVCSELsforLiDARapplications文之后的免責(zé)條款和聲明19公司在MOCVD、MBE方面都有較深的技術(shù)儲(chǔ)備，產(chǎn)線具備大量MOCVD設(shè)備和MBE設(shè)備，并且對(duì)設(shè)備進(jìn)行了深度改造，以符合自身產(chǎn)品需求。官網(wǎng)外延片的生長(zhǎng)是非常具有壁壘的環(huán)節(jié)，想要生成厚度均勻且準(zhǔn)確、少缺陷的晶體薄膜是很有難度的?？紤]到CVD的原理，需要各類原料氣體通過高溫基片，由于設(shè)備和基片屬性天然存在誤差，因此往往CVD爐內(nèi)多個(gè)基片的溫度不完全相同，每個(gè)基片內(nèi)部各部分溫度也不完全相同(如左下圖26所示)。且由于氣體的不均勻性、氣體流動(dòng)的無(wú)規(guī)則性、基片自身表面的微小起伏等因素，氣體沉積在基片表面時(shí)也并非如同理想狀態(tài)一樣逐層沉積平整，而是往往會(huì)先后沉積在各處，形成多個(gè)沉積中心(如中下圖27所示)，導(dǎo)致表面并不平整，而且各個(gè)沉積中心生長(zhǎng)出的薄膜交界處還有可能存在缺陷(如右下圖28所示)，這些缺陷往往會(huì)導(dǎo)致電流損耗、亮度不足、壽命縮短等。HengLiu,etal.,SPIE,VolumeManufacturingofHighPowerDiodeLasersgWafers資料來源：孫方宏、申笑天、王新昶等《利用化學(xué)氣相沉積制備單層金剛石磨料工具的晶礦物學(xué)》請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明20公司在外延沉積領(lǐng)域長(zhǎng)期積累，獲得了大量工藝經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)能相對(duì)較好地解決外延生長(zhǎng)問題，為高性能大功率產(chǎn)品的制造提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。目前公司產(chǎn)品的外延片表面曲率已經(jīng)降低到較低水平(如左下圖29)，缺陷平均發(fā)生率已經(jīng)降低到每平方厘米0.77處，保障了晶圓內(nèi)部發(fā)光波長(zhǎng)等指標(biāo)的高度一致性(如右下圖31)。HengLiu,etal.,SPIE,VolumeManufacturingofHighPowerDiodeLasersgWafersHengLiu,etal.,SPIE,VolumeManufacturingofHighPowerDiodeLasersgWafersHengLiu,etal.,SPIE,VolumeManufacturingofHighPowerDiodeLasersgWafers外延生長(zhǎng)技術(shù)能力包含較多工藝經(jīng)驗(yàn)，需要較長(zhǎng)時(shí)間方可掌握，也是公司的重要技術(shù)壁壘之一。此外，由于外延技術(shù)對(duì)于激光芯片至關(guān)重要，因此具備自有的外延產(chǎn)線也能夠很大程度上加快產(chǎn)品迭代，有利于提升產(chǎn)品品質(zhì)。芯片制造(Fab)：激光芯片IDM的最后一環(huán)，實(shí)現(xiàn)超大功率的保障作為IDM廠商，在外延片生產(chǎn)完成后，還需要在其基礎(chǔ)上進(jìn)行電路刻蝕、劃片等操作，才能得到最終產(chǎn)品激光芯片，這一環(huán)節(jié)與集成電路代工環(huán)節(jié)的內(nèi)容較為相似，通常也簡(jiǎn)稱為Fab。2022年激光行業(yè)最大的技術(shù)會(huì)議PhotonicsWest專門邀請(qǐng)長(zhǎng)光華芯和II-VI兩家公司來做特邀報(bào)告，介紹6吋線能力，數(shù)據(jù)充分顯示了其產(chǎn)品的國(guó)際先進(jìn)性。公司的大部分6吋晶圓制造工藝都配備了自動(dòng)化系統(tǒng)，以提高產(chǎn)量和良率。光刻工序引進(jìn)了高精度步進(jìn)式光刻機(jī)和自動(dòng)勻膠顯影的跟蹤器?？涛g工藝引入了干進(jìn)-干出的晶圓清洗機(jī)和濕法蝕刻機(jī)來實(shí)現(xiàn)刻蝕精準(zhǔn)控制，并減少液體和顆粒污染。金屬膜的沉積采用電子束蒸發(fā)和濺射。介質(zhì)薄膜采用PECVD。研磨拋光和退火使用半自動(dòng)設(shè)備完成。晶圓制造完成后，所有晶圓都要經(jīng)過自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)，以對(duì)每個(gè)芯片的缺陷進(jìn)行跟蹤和分類。得益于這些自動(dòng)化設(shè)備，長(zhǎng)光華芯的晶圓廠的產(chǎn)量每天超過100個(gè)6吋晶圓。晶圓制造的關(guān)鍵工藝包括光刻、臺(tái)面蝕刻、介質(zhì)薄膜沉積和金屬化等。在這些工藝中，對(duì)于高功率激光芯片而言，臺(tái)面蝕刻是最關(guān)鍵的一個(gè)。臺(tái)面刻蝕的必要性需要結(jié)合高功率激光器的特性，高功率激光芯片在發(fā)光時(shí)往往會(huì)大量產(chǎn)熱，乃至產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力等，從而影響光束質(zhì)量，發(fā)射的光斑可能不再均勻(如左下圖32所示，曲線1為低電流情況下不同位置相對(duì)亮度，2、3分別為10A、30A條件下不同位置的相對(duì)亮度)，影響使用。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明21為了在大功率情況下保障光束質(zhì)量，因此可以從散熱角度下手，沉積特定形狀的金屬來改善散熱情況(如右下圖33所示)，而這種特定形狀的金屬就是通過臺(tái)面刻蝕加工而來。alLateralbrightnessimprovementofhighpowersemiconductorlasertalLateralbrightnessimprovementofhighpowersemiconductorlaser經(jīng)過臺(tái)面刻蝕優(yōu)化，可以發(fā)現(xiàn)光束發(fā)散角減小、亮度有所提升(如左下圖34所示)。而要發(fā)揮這樣的效果必須有較強(qiáng)的Fab制造能力，尤其是高精度刻蝕能力。從測(cè)試數(shù)據(jù)可見，公司可將晶圓內(nèi)蝕刻深度變化控制在±0.5%以內(nèi)(如右下圖35)，晶圓之間的平均蝕刻深度變化小于3%。alLateralbrightnessimprovementofhighpowersemiconductorlaser資料來源：JunWang,ShaoyangTan,HengLiu,etal.,SPIE,VolumeManufacturingofHighPowerDiodeLasersUsing6"Wafers公司在其余Fab工序中，如薄膜沉積等環(huán)節(jié)也實(shí)現(xiàn)了較高的精度。在較高的Fab制造技術(shù)下，公司能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)激光芯片的高質(zhì)量、高一致性、高可靠性(如下圖36，波長(zhǎng)/功率/效率的變化均被控制在較小的范圍內(nèi))。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明22JunWangShaoyangTanHengLiu,etal.,SPIE,VolumeManufacturingofHighPowerDiodeLasersUsing6"Wafers加工完成晶圓后需要將激光芯片從晶圓中切割出來，對(duì)大功率激光器而言，另一個(gè)核心壁壘是腔面鈍化技術(shù)。如果沒有腔面鈍化，由于激光器晶體表面的缺陷、懸掛鍵、氧化等因素，大電流情況下容易導(dǎo)致激光器表面突然快速升溫，乃至出現(xiàn)局部熔化和重結(jié)晶的情況，導(dǎo)致激光器失效，此現(xiàn)象稱為光學(xué)災(zāi)變(COD)。光學(xué)災(zāi)變是導(dǎo)致大功率激光器失效的主要原因之一，應(yīng)對(duì)方法是在激光器表面沉積鈍化層，消除表面的懸掛鍵以及氧化等情況，真正實(shí)現(xiàn)高可靠長(zhǎng)壽命。公司采用超高真空(＜10-10torr)腔面解理鈍化工藝，結(jié)合無(wú)吸收窗口的芯片新結(jié)構(gòu)及工藝，提高了芯片抗腔面光學(xué)災(zāi)變損傷的能力，該技術(shù)也需要長(zhǎng)期工藝經(jīng)驗(yàn)積累，具備較高壁壘，為公司向更大功率進(jìn)發(fā)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。官網(wǎng)DM在常規(guī)Fab制造流程后，公司還能夠提供一定的封裝能力。由于大功率半導(dǎo)體激光器的封裝與常規(guī)芯片封裝存在較大差別，且市場(chǎng)較為細(xì)分，因此并未形成專業(yè)的封裝廠家，公司經(jīng)常需要為客戶提供封裝完成的器件或模組。而這一能力對(duì)于其開發(fā)直接半導(dǎo)體激光器等光學(xué)系統(tǒng)具備關(guān)鍵作用，是公司向產(chǎn)業(yè)鏈下游延伸的重要基石。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明23官網(wǎng)人才為核心：領(lǐng)軍+工程人才并重，培育團(tuán)隊(duì)構(gòu)成人才壁壘對(duì)于構(gòu)建公司業(yè)務(wù)支點(diǎn)和技術(shù)平臺(tái)而言，人才隊(duì)伍是極為重要的，在核心產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)展的過程中，公司也培育起一批領(lǐng)軍人才和工程人才，尤其是在材料、外延、Fab、封裝等領(lǐng)域均有各自的領(lǐng)軍人物。截至2022H1，公司已有員工422人，其中有112名研發(fā)人員。目前公司已有多位國(guó)家級(jí)技術(shù)專家人才以及二十余名博士。在本土半導(dǎo)體工藝人才不夠豐沛的前提下，這樣的團(tuán)隊(duì)需要多年培養(yǎng)而成，構(gòu)成了人才壁壘。在后續(xù)業(yè)務(wù)擴(kuò)展過程中，這一批人才將發(fā)揮重要作用。另外公司在人才領(lǐng)域的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)在于領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)分工明確且實(shí)力強(qiáng)大，在技術(shù)(王俊主導(dǎo))、管理(閔大勇主導(dǎo))、市場(chǎng)(廖新勝主導(dǎo))等方面均具備強(qiáng)勁實(shí)力。業(yè)組總體專家。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明24從II-VI等企業(yè)的發(fā)展歷程中我們可以看到，大量的融資并購(gòu)始終在助力公司成長(zhǎng)。對(duì)于公司，資本也在成長(zhǎng)過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，由于國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段與國(guó)外有所不同，可并購(gòu)標(biāo)的數(shù)量也不同，因而公司主要采用投資、參股等方式，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈合作。投資方面，包括公司旗下唯一的全資子公司蘇州半導(dǎo)體激光創(chuàng)新研究院。該機(jī)構(gòu)一方面承擔(dān)研發(fā)職能，例如激光創(chuàng)新研究院與中科院蘇州納米所合作成立“氮化鎵激光器聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”；另一方面該機(jī)構(gòu)也是新型半導(dǎo)體材料相關(guān)的孵化和直投機(jī)構(gòu)，有望為公司發(fā)展新型半導(dǎo)體材料發(fā)揮助力作用。對(duì)于非公司體內(nèi)業(yè)務(wù)或較為長(zhǎng)期的布局業(yè)務(wù)，公司則籌備成立光子產(chǎn)業(yè)基金用以帶動(dòng)社會(huì)資本，發(fā)揮杠桿效應(yīng)。長(zhǎng)光華芯(688048.SH)2023年3月2日在上證e互動(dòng)平臺(tái)表示，為響應(yīng)蘇州太湖光子中心建設(shè)推進(jìn)暨蘇州高新區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新集群發(fā)展的號(hào)召，公司作為光子產(chǎn)業(yè)骨干公司推動(dòng)成立太湖光子中心的創(chuàng)建；圍繞光子產(chǎn)業(yè)，公司將成立光子產(chǎn)業(yè)基金孵化多個(gè)產(chǎn)業(yè)相關(guān)項(xiàng)目。產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同方面，公司通過參股公司的方式運(yùn)作。此方面案例主要是公司占股19.55%的公司華日精密。華日精密主要經(jīng)營(yíng)固體及超快激光器，應(yīng)用在精密微加工領(lǐng)域，而長(zhǎng)光華芯則為其提供泵浦源。超快固體激光器價(jià)值量高，但設(shè)備層面目前又并非長(zhǎng)光華芯的主要業(yè)務(wù)，因此通過參股來綁定合作關(guān)系也是較好的選擇。公司當(dāng)前的資本利用方式以投資參股為主，但后續(xù)當(dāng)國(guó)內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)鏈成熟度提高后，有可能對(duì)此前進(jìn)行投資參股的公司進(jìn)行并購(gòu)。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明25%%%%%40.9%資料來源：中國(guó)科學(xué)院武漢文獻(xiàn)中心《中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》，中究部▍擴(kuò)品類：橫向三大產(chǎn)品擴(kuò)展+縱向高功率垂直一體化參考國(guó)際廠商，在具備技術(shù)平臺(tái)后，產(chǎn)品線的擴(kuò)張成本將大幅降低，因?yàn)榇罅慨a(chǎn)品的底層技術(shù)是可復(fù)用的。激光產(chǎn)品千變?nèi)f化，但底層基本都是GaAs/InP/GaN材料，工藝也基本都是設(shè)計(jì)+外延生長(zhǎng)+Fab制造+封測(cè)，其中外延生長(zhǎng)和Fab制造能力基本可以完全復(fù)用，設(shè)計(jì)和封測(cè)環(huán)節(jié)則跟隨應(yīng)用產(chǎn)品的情況而變化。對(duì)于長(zhǎng)光華芯而言，具備技術(shù)平臺(tái)后，未來應(yīng)用層面可以橫向擴(kuò)展，而在最擅長(zhǎng)的高功率領(lǐng)域則可以深挖打通產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)縱向擴(kuò)展。具備技術(shù)平臺(tái)后進(jìn)行應(yīng)用層擴(kuò)展是最為直接的。從全球激光器下游應(yīng)用以及II-VI等國(guó)際巨頭的營(yíng)收構(gòu)成來看，工業(yè)等領(lǐng)域之外還有巨大的市場(chǎng)空間，例如光通信、激光顯示、傳感器等領(lǐng)域。通信工業(yè)&軍事儀器&醫(yī)學(xué)電子&傳感器Coherent，中信證券研究部首先，在現(xiàn)有材料技術(shù)平臺(tái)上即可進(jìn)行應(yīng)用擴(kuò)展，從大功率市場(chǎng)走向小功率信號(hào)市場(chǎng)；其次，我們認(rèn)為，新的GaN平臺(tái)開發(fā)完成后可以直接打開可見光激光市場(chǎng)乃至部分無(wú)線通信、電功率芯片市場(chǎng)；未來利用化合物半導(dǎo)體基礎(chǔ)將SiC平臺(tái)逐漸開發(fā)完成后，則可以進(jìn)軍更大的電功率芯片市場(chǎng)，且能夠與大功率光芯片形成配合，打造成套方案。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明26現(xiàn)有的GaAs/InP材料平臺(tái)有一定的局限，要進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域需要用新材料，開780/808/850/880/905/915/940/976/1064nm等，InP常用波長(zhǎng)包括1310/1550/1700/1900nm等(主要是光纖低損耗、低色散傳播窗口等)。近紅外波段的光子能量與大多數(shù)分子的振動(dòng)能級(jí)相近，被分子吸收后會(huì)提升動(dòng)能，產(chǎn)生強(qiáng)熱效應(yīng)。熱效應(yīng)導(dǎo)致此類激光適合承擔(dān)各類材料切割、焊接、加熱等任務(wù)，適合工業(yè)或特殊領(lǐng)域場(chǎng)景。但激光顯示、激光照明等應(yīng)用場(chǎng)景希望盡可能少產(chǎn)生熱效應(yīng)，盡可能多產(chǎn)生光子，此類場(chǎng)景是GaAs和InP難以滿足的，因而需要利用GaN材料在光譜上進(jìn)行擴(kuò)展，占據(jù)可見光區(qū)。BrukerOptics信證券研究部請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明27GaN材料之所以在激光顯示與激光照明/固態(tài)照明領(lǐng)域重要，在于其發(fā)光波長(zhǎng)可以短至400nm左右(藍(lán)紫光)，而藍(lán)紫光波長(zhǎng)短，光子能量高，照射到各色熒光粉上就能激發(fā)熒光粉產(chǎn)生其他各色光子，因而非常適合激光顯示與固態(tài)照明領(lǐng)域的需求。Sentinel中信證券研究部首先以固態(tài)照明為例，常見的白光LED實(shí)際上就是采用藍(lán)光LED(通常采用GaN材料)+黃色熒光粉(因此LED表面通常是黃色)組成的。由于藍(lán)光波長(zhǎng)短能量高所以能夠激發(fā)黃色熒光粉，藍(lán)黃雙色光線混合顯現(xiàn)出白色。如果需要顯示其他顏色，采用其他顏色熒光粉即可。料網(wǎng)技集團(tuán)官網(wǎng)GaN材料的光譜擴(kuò)展直接打開了固態(tài)照明的廣闊市場(chǎng)空間。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)，2017年以來中國(guó)固態(tài)照明應(yīng)用市場(chǎng)空間達(dá)到6000億元以上，其中上游外延芯片占市場(chǎng)空間的4%左右，據(jù)此我們計(jì)算空間可達(dá)200億元左右。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明28100086277374773747548000201720182019202020212022E業(yè)研究院(含預(yù)測(cè))，中信證券研究部80.93%81.76%80.93%81.76%84.15%84.53%73%14.29%12.71%11.76% 4.34%3.95%3.15%3.70%0%網(wǎng)，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，中信證券研究部此外GaN光譜區(qū)域還有投影顯示這一廣大市場(chǎng)，投影顯示中的激光光源和LED光源都是長(zhǎng)光華芯GaN半導(dǎo)體平臺(tái)的潛在市場(chǎng)。采用LED和激光光源的投影設(shè)備都具備啟動(dòng)快、壽命長(zhǎng)的有點(diǎn)，未來占比有望持續(xù)提升。激光二極管(LD)的進(jìn)步為激光顯示技術(shù)提供了實(shí)現(xiàn)的可能性。過去的激光器能量利用率低、需要龐大的水冷系統(tǒng)，導(dǎo)致激光顯示的設(shè)備無(wú)法真正投入市場(chǎng)。在各種顏色的LD能量達(dá)到瓦級(jí)后，體積小巧、可批量生產(chǎn)、可集成的LD使激光顯示實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。壽命方面，國(guó)內(nèi)紅光LD壽命長(zhǎng)達(dá)10000小時(shí)，藍(lán)光LD的壽命也超過了5000小時(shí)，這決定了激光顯示設(shè)備使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。光源源光源間理在充滿高壓氣體的燈管里使得兩高壓放電，從而激發(fā)出氣體產(chǎn)生光以發(fā)光二極管作為投影機(jī)的光源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源，其整體結(jié)構(gòu)和原理與傳統(tǒng)投影機(jī)基本相同由全固態(tài)激光器產(chǎn)生的激光作為投影機(jī)光源源壽命超過數(shù)千小時(shí)間需啟動(dòng)時(shí)間需啟動(dòng)時(shí)間損耗色輪損耗，三色無(wú)損耗題明明W/屏W/屏激光投影也分為三色激光、單色激光、雙色激光等多種方案。三色純激光光源是指直接用紅綠藍(lán)三色激光作為顯示光源；激光熒光粉光源的藍(lán)光直接使用激光光源，而紅綠兩色則通過藍(lán)光和紅綠熒光粉作用來實(shí)現(xiàn)；激光混合光源則是藍(lán)色直接使用激光，紅色使用LED或激光，綠光依舊由激光和熒光粉產(chǎn)生。但無(wú)論使用何種方案，藍(lán)光激光器或藍(lán)光LED都是必須使用的。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明29圖50：三色激光(a)、單色激光+熒光粉(b)、雙色激光+熒光粉(c)顯示方案對(duì)比快激光@知乎，蘇偉倫@華南理工大學(xué)這一市場(chǎng)空間也較為廣闊。IDC預(yù)計(jì)，中國(guó)投影機(jī)市場(chǎng)出貨量在2023-2025年有望維持15%左右的增速，2023年出貨量有望超過700萬(wàn)臺(tái)，其中LED和激光投影的占比不斷提升。根據(jù)洛圖科技的統(tǒng)計(jì)，2022年全球激光投影(包括激光電視)出貨量為145萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)24.4%；2022年中國(guó)大陸激光投影(包括激光電視)出貨量為67.9萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)12.6%，市場(chǎng)份額達(dá)47%，成最大消費(fèi)市場(chǎng)。資料來源：IDC(2022及以后為預(yù)測(cè))，中信證券研究部圖52：全球和中國(guó)大陸激光投影(含激光電視)出貨量(萬(wàn)臺(tái))00E(含預(yù)測(cè))，中信證券研究部此外藍(lán)綠光領(lǐng)域的光譜擴(kuò)展的市場(chǎng)還包括特殊材料加工等。例如銅等高反射率金屬對(duì)于常用的近紅外激光吸收率并不高，切割和焊接效率都比較低，而如果更換成短波長(zhǎng)的大功率藍(lán)光，則吸收率能提高13倍，極大提高焊接和切割效率。收率/NIR吸收率金銅鋁鎳jensoil中信證券研究部免責(zé)條款和聲明30另外，長(zhǎng)光華芯也在進(jìn)行光譜另一側(cè)的擴(kuò)展，布局中遠(yuǎn)紅外(波長(zhǎng)4-10μm)領(lǐng)域，該波長(zhǎng)的激光可用于氣體檢測(cè)、氣體傳感等?，F(xiàn)有材料平臺(tái)中，InP平臺(tái)主要面向光通信，包括發(fā)射端和接收端，目前長(zhǎng)光華芯已經(jīng)在兩端均提供了量產(chǎn)產(chǎn)品，且未來產(chǎn)品線有望進(jìn)一步豐富。發(fā)射端方面，光通信需要可以進(jìn)行信號(hào)調(diào)制的激光器，通?？煞譃镈ML(直接調(diào)制，輸入電流大小直接控制發(fā)光功率)和EML(外部調(diào)制，或稱電吸收調(diào)制，激光器持續(xù)發(fā)光的同時(shí)用電壓控制外部調(diào)制器，改變透光率從而對(duì)發(fā)光功率進(jìn)行調(diào)制)。根據(jù)微信公眾號(hào)光學(xué)小豆芽總結(jié)，EML各方面的性能(包括啁啾效應(yīng)、消光比、眼圖、抖動(dòng)、傳輸距離等)都優(yōu)于DML，DML的優(yōu)勢(shì)在于體積小，成本低，功耗小。DML更適用于數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，而EML適用于電信級(jí)(長(zhǎng)距離光通信)的應(yīng)用。hristophePeucheretDirectandExternalModulationofLight微信公眾號(hào))hristophePeucheretDirectandExternalModulation目前公司已經(jīng)在發(fā)射端提供了EML芯片并在官網(wǎng)公布，型號(hào)EB-EML-1577-10-01。從型號(hào)代碼即可獲取部分信息：EB(Everbright長(zhǎng)光華芯縮寫)-EML(電吸收調(diào)制激光器Electro-absorptionModulatedLaser縮寫)-1577(中心波長(zhǎng))-10(調(diào)制速率10Gbps)-01(版本號(hào))。該產(chǎn)品可以支持10G速率的光網(wǎng)絡(luò)，我們預(yù)計(jì)未來公司將持續(xù)在此領(lǐng)域投入研發(fā)，開發(fā)更高通信速率的激光芯片，例如25G速率的EML等。官網(wǎng)免責(zé)條款和聲明31InP平臺(tái)的接收端方面，公司也已經(jīng)推出產(chǎn)品，包括PD(光電二極管，光子可在其中產(chǎn)生反向電流)和APD(雪崩光電二極管，給光電二極管加上反向電壓，利用二極管雪崩擊穿效應(yīng)，具備比普通光電二極管更高的靈敏性)。T目前公司已在官網(wǎng)推出APD產(chǎn)品EB-APD-1270-10-01：EB(Everbright長(zhǎng)光華芯縮寫)-APD(Avalanchephotodiode雪崩光電二極管縮寫)-1270(工作波長(zhǎng))-10 (調(diào)制速率10Gbps)-01(版本號(hào))，適用于10G光接收機(jī)，在主要指標(biāo)方面與國(guó)際大廠相近。APDEBAPD)與濱松(左下角)對(duì)比網(wǎng)，濱松官網(wǎng)預(yù)計(jì)未來通信領(lǐng)域的光信號(hào)收發(fā)需求增長(zhǎng)迅速。根據(jù)II-VI統(tǒng)計(jì)，2021年通常數(shù)據(jù)中心的交換機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到25.6Tbps，近年來基本每2-3年就翻一倍。免責(zé)條款和聲明320隨著光通信需求的增長(zhǎng)，光通信芯片需求正在快速增長(zhǎng)。ICC預(yù)計(jì)，2023年中國(guó)高速率光芯片市場(chǎng)空間有望達(dá)到30.22億美元，2025年有望達(dá)到43.4億美元。同時(shí)中國(guó)在全球光通信芯片市場(chǎng)的占比有望持續(xù)提升。目前2.5G以下的光芯片領(lǐng)域，中國(guó)公司市占率已經(jīng)接近100%，10G速率的光芯片市占率也有望從2020年的50%提升到2024年的80%以上，雖然目前中國(guó)公司25G光芯片市占率不到20%，但2024年市占率也有望達(dá)到60%。公司作為10G光芯片的生產(chǎn)商和25G光芯片的未來提供者，有望受益于這一。42019202020212022E2023E2024E2025E資料來源：ICC(含預(yù)測(cè)；轉(zhuǎn)引自源杰科技招股說明書)，中信證券部GaAs平臺(tái)方面，公司也已經(jīng)推出各種信號(hào)處理方向產(chǎn)品，目前產(chǎn)品主要集中在激光SELStructuredLight)系列、車載激光雷達(dá)使用的75WVCSELVLR系列等。我們預(yù)計(jì)未來公司也有望在GaAs平臺(tái)推出接收端產(chǎn)品，完善產(chǎn)品陣容。免責(zé)條款和聲明33ADAS激光雷達(dá)出貨量(萬(wàn)件) 同比(%)5000ADAS激光雷達(dá)出貨量(萬(wàn)件) 同比(%)50000%0%Yole研究部官網(wǎng)GaAs收發(fā)端的市場(chǎng)空間廣闊，主要與激光雷達(dá)相關(guān)。從出貨量來看：Yole預(yù)計(jì)2022年出貨量約19.4萬(wàn)件，2027年達(dá)到446.1萬(wàn)件，對(duì)應(yīng)2022-2027年復(fù)合增長(zhǎng)率87.1%。從市場(chǎng)規(guī)模來看：2021年全球激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模約20.7億美元，其中ADAS市場(chǎng)約1.1億美元。Yole預(yù)計(jì)到2027年全球激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模約63.1億美元，其中ADAS和自動(dòng)駕駛汽車會(huì)分別以73%和28%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)至20.1/7.0億美元。ADAS激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模(百萬(wàn)美元) 同比(%)0Yole研究部國(guó)內(nèi)方面，參考我們2022年9月27日發(fā)布的《計(jì)算機(jī)行業(yè)“智能網(wǎng)聯(lián)”系列報(bào)告21—從拆解五款激光雷達(dá)看智能汽車投資機(jī)遇》，我們預(yù)計(jì)2022/2023/2024/2025/2026/2027年國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模分別對(duì)應(yīng)16/92.42/145.65/225.01/350.89/592.08萬(wàn)輛。據(jù)我們推測(cè)，車載激光雷達(dá)方案可能以1前2側(cè)為主，單車搭載3臺(tái)激光雷達(dá)，那么對(duì)應(yīng)2023年激光雷達(dá)銷量達(dá)200萬(wàn)臺(tái)以上，2027年有望接近2000萬(wàn)臺(tái)。目前市面上單個(gè)前向激光雷達(dá)中，使用的激光器數(shù)量變化較大，有1片(1550nm轉(zhuǎn)鏡方案)、5片(EEL+MEMS方案)、8片(EEL轉(zhuǎn)鏡方案)、128片(VCSEL轉(zhuǎn)鏡方案)等不同方案，單片VCSEL價(jià)格在十余人民幣水平，則預(yù)計(jì)未來市場(chǎng)空間可能達(dá)到數(shù)十億元規(guī)模。免責(zé)條款和聲明3423.6%14.3%15009.3%9.3%10%592.080.7%0%02022202202220232024202520262027 53.42450% 0 11.37 0 0%2022202320242025究部預(yù)測(cè)參考II-VI，在材料體系上更進(jìn)一步，還可以在SiC領(lǐng)域進(jìn)行擴(kuò)展。SiC相比硅基半導(dǎo)體，能耐受更高的電壓和溫度。據(jù)II-VI數(shù)據(jù)，SiC可以幫助電動(dòng)汽車增加10%續(xù)航，將充電電流提升到原先的5倍，優(yōu)勢(shì)明顯。因此，預(yù)計(jì)該市場(chǎng)增速也較快。據(jù)Yole預(yù)計(jì)，2023年全球功率SiC組件市場(chǎng)規(guī)模有望突破20億美元，2027年更是有望達(dá)到60億美元，年化增速達(dá)到30%以上。SiC領(lǐng)域的公司對(duì)該市場(chǎng)也表示樂觀。II-VI預(yù)測(cè)，SiC模塊和設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模增速有望在2020-2030年間維持50%+，2030年市場(chǎng)規(guī)模有望提升到300億美元以上，而其自身擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃也相對(duì)積極，對(duì)應(yīng)2020-2025年期間規(guī)劃產(chǎn)能增長(zhǎng)