《光學光電子行業深度報告：海外觀察系列九景氣向上從II~VI和Lumentum看光芯片國產化-221217（42頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《光學光電子行業深度報告：海外觀察系列九景氣向上從II~VI和Lumentum看光芯片國產化-221217（42頁）.pdf（42頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、證券研究報告行業深度報告光學光電子 東吳證券研究所東吳證券研究所 1/42 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 光學光電子行業深度報告 海外觀察系列海外觀察系列九九：景氣向上，從：景氣向上，從 II-VI 和和Lumentum 看光芯片國產化看光芯片國產化 2022 年年 12 月月 17 日日 證券分析師證券分析師 張良衛張良衛 執業證書：S0600516070001 021-60199793 研究助理研究助理 卞學清卞學清 執業證書：S0600121070043 行業走勢行業走勢 相關研究相關研究 海外觀察系列八：從安森美戰略轉型看碳化硅供需平衡表 2022-

2、11-03 海外觀察系列六：從TI和ADI復盤，看模擬芯片賽道的進攻性和防守性 2022-09-19 舜宇、韋爾對比研究：復蘇將至，或躍在淵 2022-05-18 海外觀察系列三：美股激光雷達隱喻 2022-05-02 海外觀察系列一：從 wolfspeed發展看碳化硅國產化 2022-02-26 增持（維持）Table_Tag 關鍵詞：關鍵詞：#第二曲線第二曲線#進口替代進口替代 Table_Summary 投資要點投資要點 光芯片為激光器、探測器等應用的核心元器件，襯底價值量大、外延壁光芯片為激光器、探測器等應用的核心元器件，襯底價值量大、外延壁壘高。壘高。光芯片主要包括激光器芯片與探測器

3、芯片，實現光信號和電信號相互轉化。襯底作為影響性能的關鍵，價值量占比高；外延技術門檻高，具備工藝及時間壁壘。海外產業發展相對成熟，IDM 模式為主導。產業趨勢：光子替代電子大勢所趨，遠期前景向好。產業趨勢：光子替代電子大勢所趨，遠期前景向好。產業應用方向關注光通信、光傳感和光計算。光通信領域，光纖較銅纜具備信息容載量大、傳輸距離遠、損耗低等優勢，“光進銅退”已成趨勢；光傳感領域，硅光芯片賦能智能駕駛是產業發展方向；光計算領域，硅光芯片部分取代電芯片在計算場景中的應用是產業探索的方向。市場空間：數通領域復蘇，激光雷達打開成長空間。市場空間：數通領域復蘇，激光雷達打開成長空間。光芯片下游應用廣泛(

4、電信/數據中心/消費電子/汽車)，2022E 全球市場規模分別為10.5/11.7/9.2/0.7 億美元；我們預測 2025 年達 14.0/18.4/13.7/12.4 億美元。1）電信：光纖入戶+5G 基建+現有升級驅動緩慢增長。2）數據中心：云計算廠商持續投資本開支，需求回暖。3）消費電子：蘋果仍為主導者。4）汽車：激光雷達為光芯片開拓應用場景，遠期空間較大。海外龍頭對標：海外龍頭對標：II-VI 和和 Lumentum 縱向并購縱向并購+橫向拓展。橫向拓展。海外龍頭產品矩陣豐富，涵蓋光芯片、光器件、光模塊、激光器等，并綁定蘋果、亞馬遜等優質客戶。2016-2022 財年，Lument

5、um 營收 CAGR 11.3%；2009-2022 財年，II-VI 營收 CAGR 為 20.6%。兩家公司均進行多次外延并購，豐富布局。國產化展望：替換動力強，國產化持續推進。國產化展望：替換動力強，國產化持續推進。光通信領域，低速率光芯片已實現較高程度國產化，高速率芯片、車載雷達芯片均在驗證導入過程中，產業進展積極?？紤]到國內以激光雷達整機廠為代表的終端客戶快速發展，光芯片作為核心環節有望隨之國產化，深度受益。投資建議：把握上行周期，關注增量市場。投資建議：把握上行周期，關注增量市場。復盤歷史，光芯片下游具備較強周期性，需關注光通信行業景氣度及車規進展?？春弥鳂I穩健，開拓汽車等新應用的

6、標的，建議關注長光華芯/源杰科技/光迅科技/仕佳光子等；海外建議關注 II-VI(Coherent)/Lumentum。風險提示：風險提示：車規進度不及預期風險，國產化進展不及預期風險，疫情擾動風險 表 1：公司估值（以 2022 年 12 月 16 日收盤價計算）代碼代碼 公司公司 總市值總市值（億元）（億元）收盤價收盤價（元）（元）EPS（元人民幣）（元人民幣）PE 投資評級投資評級 2021A 2022E 2023E 2021A 2022E 2023E 688048 長光華芯 142 104.43 1.13 1.11 1.87 92 94 56 002291 光迅科技 114 16.37

7、 0.81 0.92 1.05 29 18 16 688498 源杰科技 2.12 1.74 2.40 688313 仕佳光子 44 9.64 0.11 0.23 0.30 118 42 32 數據來源：Wind，東吳證券研究所（盈利預測為 Wind 一致預期）注：源杰科技截至報告發出日還未上市，因此沒有行情數據-40%-36%-32%-28%-24%-20%-16%-12%-8%-4%0%2021/12/162022/4/162022/8/152022/12/14光學光電子滬深300 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告

8、 2/42 內容目錄內容目錄 1.光芯片：光進銅退，光子領域核心元器件光芯片：光進銅退，光子領域核心元器件.5 1.1.原理：三五族化合物主導，實現光電信號轉換.5 1.1.1.光芯片為激光器、探測器核心組成.5 1.1.2.激光器芯片.5 1.1.3.探測器芯片.9 1.2.產業鏈：襯底價值量大，外延為核心.11 1.2.1.光芯片制造：工藝復雜，外延為核心，IDM 模式為主流.11 1.2.2.光芯片上游：襯底為核心原材料，海外廠商仍為主導.12 1.2.3.光芯片下游：光模塊應用廣泛.13 1.3.產業趨勢：光子替代電子大勢所趨.14 2.市場空間：數通領域復蘇，激光雷達支撐遠期成長市場

9、空間：數通領域復蘇，激光雷達支撐遠期成長.15 2.1.概覽：激光雷達市場接力數據中心需求.15 2.2.電信領域：光纖入戶、5G 基站建設、現有基站升級三大驅動力.16 2.2.1.下游趨勢：國內光纖入戶、5G 基站高滲透，全球仍具發展潛力.17 2.2.2.應用種類：光纖入戶 2.5G 占主流，移動通信 10G/25G 占主流.18 2.2.3.電信領域光芯片市場規模.19 2.3.數據中心：光模塊速率持續提升，資本開支驅動增長.19 2.3.1.下游趨勢：云計算廠商營收與 CAPEX 高速增長.20 2.3.2.應用種類：VCSEL 與 EEL 互補，速率需達到 50G 及以上.21 2

10、.3.3.數通領域光芯片市場規模.21 2.4.消費電子：蘋果主導，940 nm VCSEL 為主流.22 2.4.1.下游趨勢：蘋果主導，安卓陣營中滲透率有望提升.23 2.4.2.應用種類：940nm VCSEL 芯片在消費電子領域占主流.24 2.4.3.消費電子光芯片市場規模.24 2.5.車載激光雷達：光芯片的新藍海.24 2.5.1.下游趨勢：車載雷達為光芯片最快增速支點.25 2.5.2.應用種類：EEL/VCSEL 應用廣泛，905/1550 或將共存.25 2.5.3.激光雷達光芯片市場規模.26 3.II-VI、lumentum 復盤：光芯片和器件龍頭的成長之路復盤：光芯片

11、和器件龍頭的成長之路.27 3.1.Lumentum：消費電子 VCSEL 龍頭，車規彰顯實力.27 3.2.II-VI：光芯片+碳化硅，持續收購注入增長動能.30 3.3.商業模式探討：需求變化快、盈利不穩定，把握上行周期.33 4.國產化展望：遠期趨勢確定，立足光通信，切入車規國產化展望：遠期趨勢確定，立足光通信，切入車規.35 4.1.政策扶持，光芯片國產化穩步推進.35 4.2.相關公司梳理.38 4.2.1.長光華芯：平臺型激光芯片龍頭，VCSEL 布局領先.38 4.2.2.光迅科技：光電器件及模塊巨頭，產業鏈布局構建核心競爭力.39 4.2.3.源杰科技：聚焦光芯片開發，把握數通

12、市場上行期實現快速增長.39 4.2.4.仕佳光子：從“無源+有源”走向光電集成.41 5.風險提示風險提示.41 WWcZvYpV9YpXnObR8Q8OmOqQmOoMkPpOpNjMnMvMbRqQvNNZnRmQMYnRrM 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 3/42 圖表目錄圖表目錄 圖 1：激光器芯片、探測器芯片在半導體中所處范疇.5 圖 2：激光器芯片工作原理.6 圖 3：激光器芯片分類.6 圖 4：FP、DFB、EML 激光器芯片結構示意圖.7 圖 5：直接帶隙、間接帶隙的能量-波矢圖.8 圖 6：材料

13、的帶隙-波長-晶格常數圖及典型應用場景所需激光波長.9 圖 7：光電二極管結構及工作原理.9 圖 8：PN 與 PIN 光電二級管結構.10 圖 9：PIN 光電二極管工作原理.10 圖 10：APD 與 SPAD 光電探測器結構圖.11 圖 11：SPAD 工作電壓高于擊穿電壓，可對單光子計數.11 圖 12：主流探測器芯片襯底的光譜響應曲線.11 圖 13：光芯片晶圓制造、芯片加工與測試工藝流程.12 圖 14：光芯片各原材料成本占比.13 圖 15：光芯片產業鏈梳理.13 圖 16：FTTH/O 滲透率不斷提升.14 圖 17：我國寬帶接入發展歷史復盤.14 圖 18：硅光計算愿景圖.1

14、5 圖 19：光芯片各下游領域市場規模及增速（億美元）.16 圖 20：各層通信網絡結構圖.16 圖 21：光芯片-移動接入網：PON 與前傳網絡.16 圖 22：我國 FTTH/O 端口數量及占比.17 圖 23：我國千兆光網寬帶用戶數及占比.17 圖 24：我國 5G 基站建設數目及占比.17 圖 25：2016-2021 全球云計算巨頭營收規模（百萬美元）.20 圖 26：2015-2021 全球云計算巨頭 CAPEX 變化（百萬美元）.20 圖 27：2021-2027 年全球云計算公司光模塊總銷售額（億美元）.21 圖 28：數據中心領域光芯片市場規模測算（億美元）.22 圖 29：

15、結構光方案工作原理.22 圖 30：TOF 方案工作原理.22 圖 31：光芯片在結構光方案中的應用.22 圖 32：光芯片在 TOF 方案中的應用.22 圖 33：安卓與蘋果產品應用 3D 傳感攝像頭的歷程.23 圖 34：2021-2027 消費電子 3D 傳感市場規模預測.23 圖 35：2017、2021 年消費電子領域光芯片廠商競爭格局.23 圖 36：光芯片應用領域發展與各領域所需光芯片波長.24 圖 37：光芯片參與機械式機關雷達的構成.25 圖 38：光芯片參與 MEMS 式激光雷達的構成.25 圖 39：2022-2025 年乘用車激光雷達市場規模測算.25 圖 40：202

16、2-2025 年車載激光雷達領域光芯片市場規模測算.26 圖 41：Lumentum 主要產品及客戶情況.27 圖 42：Lumentum 營業收入逐年增長.27 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 4/42 圖 43：Lumentum 歸母凈利潤穩中向好.27 圖 44：Lumentum 毛利率連續 4 年增長.28 圖 45：Lumentum 研發費用率較高.28 圖 46：Lumentum 長期占據 VCSEL 市場 40%+份額.28 圖 47：Lumentum VCSEL 產品收入持續增長.28 圖 48：自

17、2018 年起，蘋果就成為 Lumentum 第一大客戶.29 圖 49：Lumentum 股價復盤（美元）.30 圖 50：II-VI 產品體系健全，下游市場廣闊.30 圖 51：II-VI 成長的關鍵階段始終伴隨收購.31 圖 52：II-VI 股價復盤（美元）.32 圖 53：II-VI 公司毛利率、凈利率長期穩定.33 圖 54：II-VI 對研發的重視程度在不斷提高.33 圖 55：II-VI、Lumentum 股價隨市場需求變化呈現“脈沖式”特征.33 圖 56：200G/400G 光模塊迎來上行期，帶動 25G 以上光芯片需求增長（百萬美元）.34 圖 57：光通信廠商利潤水平波

18、動周期.34 圖 58：光芯片廠商良性成長循環路徑.34 圖 59：II-VI 收購 Coherent 豐富產品結構.35 圖 60：Lumentum 收購 NeoPhotonics 豐富產品結構.35 圖 61：2010-2021 全球光模塊廠商份額變化.36 圖 62：全球 2.5G 及以下 DFB/FP 激光器芯片市場份額.36 圖 63：全球 10G DFB 激光器芯片市場份額.36 圖 64：長光華芯營業收入長期維持高速增長.38 圖 65：公司 VCSEL 芯片收入比重相對較低（2021H1）.38 圖 66：長光華芯綜合毛利率穩定在 50%左右.39 圖 67：長光華芯高效率 V

19、CSEL 系列毛利率較高.39 圖 68：光迅科技收入持續穩定增長.39 圖 69：光迅科技毛利率/凈利率長期保持穩定.39 圖 70：源杰科技產品矩陣豐富，覆蓋數通等下游.40 圖 71：源杰科技收入情況（億元）.40 圖 72：源杰科技毛利率情況.40 表 1：VCSEL/FP/DFB/EML 激光器芯片特性及主要應用場景.7 表 2：我國三大運營商 5G 小基站建設布局情況.18 表 3：2020-2021 運營商關于 5G 建設的集采情況.18 表 4：2021-2025 年電信領域光芯片市場規模測算.19 表 5：2021-2025 年移動消費領域光芯片市場規模測算.24 表 6：L

20、umentum 通過合作、并購和產品開發提升核心競爭力.29 表 7：不同速率光芯片主要競爭格局.37 表 8：近年國家扶持光芯片的部分重要政策匯總.37 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 5/42 1.光芯片：光進銅退，光子領域核心元器件光芯片：光進銅退，光子領域核心元器件 1.1.原理：三五族化合物主導，實現光電信號轉換原理：三五族化合物主導，實現光電信號轉換 1.1.1.光芯片為光芯片為激光器、探測器核心組成激光器、探測器核心組成 激光應用廣泛，其工作有賴于激光器與探測器。激光應用廣泛，其工作有賴于激光器與探測器

21、。得益于方向性好、單色性好、能量密度高，激光不僅在光纖通信、工業制造等傳統領域應用廣泛，更在 3D 傳感、車載激光雷達等新型領域日益普及。激光的輸出有賴于激光器，根據增益介質的不同，激光器可分為氣體激光器、液體激光器與固態激光器，而半導體激光器是固態激光器的典型形態；激光的接收則有賴于探測器，其又被稱為光敏二極管。激光器、探測器的核心構成部分激光器、探測器的核心構成部分為為光芯片光芯片，光芯片核心功能為，光芯片核心功能為光電信號轉換光電信號轉換。光芯片主要包括激光器芯片與探測器芯片：激光器芯片應用于半導體激光器中，實現電信號向光信號的轉換，將電信號蘊含的信息通過激光輸出；探測器芯片則在探測器中

22、不可或缺，實現光信號向電信號的轉換。圖圖1：激光器芯片、探測器芯片在半導體中所處范疇激光器芯片、探測器芯片在半導體中所處范疇 數據來源：長光華芯招股說明書、源杰科技招股說明書、東吳證券研究所 1.1.2.激光器芯片激光器芯片 1）工作原理：電激勵為泵浦源，半導體為增益介質，）工作原理：電激勵為泵浦源，半導體為增益介質，輸出輸出激光激光 激光的發出激光的發出有賴于有賴于泵浦源、增益介質、諧振腔三大部件泵浦源、增益介質、諧振腔三大部件。激光的輸出需要外界提供能量，泵浦源（又稱激勵源）即負責向增益介質中的粒子提供能量，常見的泵浦方式有電泵浦、光學泵浦、核能泵浦等；增益介質用來提供向高能級躍遷的粒子，

23、常用材料有氖氣、有機染料、紅寶石、半導體、光纖等；諧振腔指使光波在其中來回反射從而提供光能反饋的空腔，其作用是使腔內的光子具有一致的頻率、相位和運行方向，使激光具有良好的方向和相干性，同時還能放大受激輻射的強度。激光器芯片激光器芯片將將電激勵電激勵作作為泵浦源，以半導體材料為增益介質為泵浦源，以半導體材料為增益介質，通過，通過諧振腔諧振腔選模放大，選模放大，進而輸出激光進而輸出激光，完成光電轉換，完成光電轉換。半導體分立器件（D-O-S)集成電路（IC）分立器件（DS)光電子器件（OT）傳感器（Sensors)二級管三級管發光二極管激光器芯片探測器芯片光電耦合器數字集成電路（Digital)模

24、擬集成電路（Analog)數?；旌希ˋ/D;D/A)微元件存儲器邏輯IC電源管理芯片運算放大器穩壓器其他通用模擬芯片 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 6/42 圖圖2：激光器芯片工作原理激光器芯片工作原理 數據來源：長光華芯招股說明書、東吳證券研究所整理 2）激光器芯片分類：諧振腔制造工藝差異，適用）激光器芯片分類：諧振腔制造工藝差異，適用不同不同場景場景 按照按照諧振腔制造工藝差異諧振腔制造工藝差異，激光器光芯片可激光器光芯片可分為分為邊發射激光器芯片（邊發射激光器芯片（EEL）與面發）與面發射激光器芯片（射激光器

25、芯片（VCSEL）兩類）兩類。EEL 在芯片兩側鍍光學膜形成諧振腔，光子經諧振腔選模放大后，將沿平行于襯底表面的方向形成激光；VCSEL 在芯片上下兩面鍍光學膜形成諧振腔，由于諧振腔與襯底垂直，光子經選模放大后將垂直于芯片表面形成激光。EEL與 VCSEL 各具優勢，EEL 的輸出功率、電光轉化效率更高，而 VCSEL 具有閾值電流低、單波長工作穩定、可高效調制、易二維集成、無腔面閾值損傷、制造成本低等優點。圖圖3：激光器芯片激光器芯片分類分類 數據來源：面包板社區、光芯片工藝技術、東吳證券研究所整理 EEL 進一步分為進一步分為 FP/DFB/EML 三類，應用場景相異。三類，應用場景相異。

26、FP、DFB 為獨立器件為獨立器件，通過控制電流的有無來調制信息輸出激光，故被稱為直接調制激光器芯片（DML）。在 DML中，FP 激光器誕生較早，主要用于低速率短距離傳輸；DFB 在 FP 激光器的基礎上發展而來，采用光柵濾光器件實現單縱模輸出，主要用于高速中長距離傳輸。DML 通過調制注入電流來實現信號調制，然而注入電流的大小會改變激光器有源區的折射率，造成波長漂移（啁啾）從而產生色散，限制了傳輸距離；同時，DML 帶寬有限，調制電流大時激光器容易飽和，難以實現較高的消光比。電吸收調制激光器芯片（電吸收調制激光器芯片（EML）較好地緩解了啁啾色散問題，它由）較好地緩解了啁啾色散問題，它由

27、EAM 電吸收調電吸收調電激勵全反射鏡部分反射鏡激光輸出工作介質：半導體材料光學諧振腔L5 5 m光學鍍膜光學鍍膜光學鍍膜光學鍍膜光學光學鍍膜鍍膜光學光學鍍膜鍍膜增益介質增益介質 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 7/42 制器與制器與 DFB 激光器集成而來激光器集成而來，信號傳輸質量高，易實現高速率長距離的傳輸，不過價格與能耗相對較高。圖圖4：FP、DFB、EML 激光器芯片結構示意圖激光器芯片結構示意圖 數據來源：易飛揚通信、訊石光通訊網、高速電吸收調制激光器研究進展、東吳證券研究所整理 VCSEL、FP、DFB

28、、EML 光芯片的特性與主要應用場景如下表：表表1：VCSEL/FP/DFB/EML 激光器芯片特性及主要應用場景激光器芯片特性及主要應用場景 激光器芯片類別激光器芯片類別 工作波長工作波長 激光器芯片特性激光器芯片特性 主要應用場景主要應用場景 VCSEL 800-900nm 線寬窄，功耗低，調制速率高，耦合效率高，傳輸距離短 500m 以內短距離傳輸，如數據中心內部傳輸、消費電子領域（如 3D 傳感面部識別）FP 1310-1550nm 成本低，耦合效率低 中低速無線接入短距離市場。由于存在損耗大、傳輸距離短的問題，部分應用場景逐步被 DFB 激光器芯片取代 DFB 1270-1610nm

29、 調制速率高，波長穩定，耦合效率低 中長距離的傳輸，如 FTTx 接入網、傳輸網、無線基站、數據中心內部互聯等 EML 1270-1610nm 調制效率高，波長穩定性好，傳輸距離長，成本較高 長距離傳輸，如高速率、遠距離的電信骨干網、城域網和數據中心互聯 數據來源：源杰科技招股說明書、東吳證券研究所 3）激光器芯片）激光器芯片材料材料：三五族化合物：三五族化合物為主流，為主流，光學特性光學特性較硅更優較硅更優 三五族化合物泛指由元素周期表的三族與五族元素構成的合金化合物，種類豐富三五族化合物泛指由元素周期表的三族與五族元素構成的合金化合物，種類豐富，如砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）、砷化

30、銦鎵（InGaAs），根據所含元素種類數又可分為二元化合物如 InP，三元化合物如 1，四元及更高化合物等。硅是目前工業中最主要的半導體材料，廣泛用于集成電路，但在光電器件領域，三五族化合物卻因具有更好的光學特性而更為重要。三五族化合物具有直接帶隙，進而電子在高低能級間躍遷時效率更高，進而使芯片三五族化合物具有直接帶隙，進而電子在高低能級間躍遷時效率更高，進而使芯片輸出激光的效率更高。輸出激光的效率更高。帶隙是電子從低能級（價帶）躍遷高能級（導帶）所需吸收的最小能量，對應的是價帶頂部與能帶底部的能量差距。直接帶隙是指在能量-波矢圖中，元 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責

31、聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 8/42 素電子的價帶底與導帶頂對應的波矢相同，反之，若二者波矢有異，則稱為間接帶隙。對于直接帶隙結構，電子在價帶與導帶間的躍遷只需滿足能量守恒；對于間接帶隙結構，由于價帶頂與導帶底的波矢不同，需在水平方向施加動量方可使電子完成躍遷，也即：電子躍遷過程涉及聲子的吸收與發射一方面，由低向高能級的躍遷必須要有聲子參與，這導致躍遷發生的概率降低，間接帶隙結構發生電子躍遷的概率約為直接間隙結構的 1/1000；另一方面，躍遷釋放的大部分能量會轉換為聲子而非光子。此二因素此二因素決定了直接間隙結構中電子在高低能級間的躍遷效率更高決定了直接間隙結構中電

32、子在高低能級間的躍遷效率更高。如前所述，對于激光器芯片而言，輸出激光的關鍵在于“半導體中的電子吸收能量，由低能級向高能級躍遷電子由不穩定的高能級回落至低能級，在這一過程中以光子形式釋放能量”，可見，電子躍遷的效率是激光輸出效率的本源，故直接帶隙結構的半導可見，電子躍遷的效率是激光輸出效率的本源，故直接帶隙結構的半導體更適用于制作激光器芯片體更適用于制作激光器芯片。三五族化合物大都為直接間隙半導體材料，如 GaAs、GaN、InP 等，少部分三五族化合物如 GaP 及 Ge、Si 則屬于間接帶隙結構，這是 GaAs、InP 等三五族化合物在激光器芯片制備中應用普遍的基礎。圖圖5：直接帶隙、間接帶

33、隙的能量直接帶隙、間接帶隙的能量-波矢圖波矢圖 數據來源：維基百科、ipac、東吳證券研究所整理 三五族化合物可三五族化合物可形成三元及以上化合物作為外延材料，形成三元及以上化合物作為外延材料，通過調整各組分元素的比例通過調整各組分元素的比例,可可獲得期望的激光輸出波長，滿足多樣化的獲得期望的激光輸出波長，滿足多樣化的場景需求場景需求。激光器芯片輸出的激光源于從導帶層回落至價帶層時釋放的光子，故激光的波長主要由釋放光子的波長決定，而光子的波長與光子的頻率進而光子的能量成反比，故輸出激光的波長將主要由“電子由導帶底輸出激光的波長將主要由“電子由導帶底回落至價帶頂釋放的能量大小”決定，即半導體材料

34、的帶隙回落至價帶頂釋放的能量大小”決定，即半導體材料的帶隙。對于 Si、Ge 而言，除電子躍遷效率較低外，它們為單一材料，帶隙固定，故只能發出單一波長的光；對三五族化合物而言，單個化合物的帶隙同樣固定，但它們可按照不同比例進行混合，形成不同的三元及以上化合物，由此可得多種帶隙。需指出，光芯片的襯需指出，光芯片的襯底通常還是二元化合物，底通常還是二元化合物，三元及以上化合物一般作為從襯底上生長出的外延材料三元及以上化合物一般作為從襯底上生長出的外延材料。左圖左圖直接帶隙直接帶隙價帶價帶低能級低能級能量輸入能量輸入電子回落電子回落釋放光子釋放光子能量輸入能量輸入價帶價帶低能級低能級導帶導帶高能級高

35、能級導帶底、能帶頂對應導帶底、能帶頂對應的的K K值（波矢）相同值（波矢）相同導帶底、能帶頂對應導帶底、能帶頂對應的的K K值（波矢）不同值（波矢）不同電子躍升時需吸收聲電子躍升時需吸收聲子，回落時需發射聲子，回落時需發射聲子，躍遷概率大幅下子，躍遷概率大幅下降，且能量損耗增大降，且能量損耗增大導帶導帶高能級高能級右圖右圖間接帶隙間接帶隙直接帶隙直接帶隙間接帶隙間接帶隙能量能量-波矢圖：波矢圖：請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 9/42 圖圖6：材料的帶隙材料的帶隙-波長波長-晶格常數圖及典型應用場景所需激光波長晶格常

36、數圖及典型應用場景所需激光波長 數據來源：基于 InSb 的新型紅外探測器材料（特邀），半導體激光器研究進展，東吳證券研究所整理 三五族化合物中，三五族化合物中，InP 與與 GaAs 兩類材料在激光器光芯片襯底中兩類材料在激光器光芯片襯底中居于主流。居于主流。GaAs 是目前研究得最成熟、生產量最大的化合物半導體材料，具有電子遷移率高、禁帶寬度大等優點，適合于制造高頻、高速的器件與電路；InP 則具有高電光轉換效率與高電子遷移率、抗輻射等品質，二者各具優勢。前述 VCSEL 面發射激光器芯片主要以 GaAs 材料為襯底，而 FP、DFB、EML 三類邊發射激光器芯片主要以 InP 材料為襯底

37、。1.1.3.探測器芯片探測器芯片 1）工作原理：依托光電效應將光信號轉為電信號）工作原理：依托光電效應將光信號轉為電信號 探測器芯片又稱探測器芯片又稱光電光電二極管二極管(PD)，通過光電效應識別光信號，轉化為電信號通過光電效應識別光信號，轉化為電信號。光電效應是指在光照下，材料中的電子吸收光子的能量，若吸收的能量超過材料的逸出功，電子將逸出材料形成光電子，同時產生一個帶正電的空穴。光電二極管工作時，在其雙極加上反向電壓無光照射時，由于二極管反向高電阻的特性，電路中只存在很小的反向電流；有光照射時，由光電效應產生的空穴將前往外接電壓的負極，光電子前往外接電壓的正極，從而增大二極管中的反向電流

38、，由此實現對光信號的探測。圖圖7：光電二極管結構及工作原理光電二極管結構及工作原理 數據來源：維基百科、立創商城、東吳證券研究所整理 帶隙（單位：帶隙（單位：evev）晶格常數（單位：晶格常數（單位：A A）連線代表線段兩端的化合物連線代表線段兩端的化合物可按不同比例混合，由此激可按不同比例混合，由此激發的光子可橫跨多個波長發的光子可橫跨多個波長波長（單位：波長（單位：m m）典型應用場景典型應用場景所需激光波長所需激光波長1330 nm1550 nm850 nm905 nm940 nm數據中心光纖通信激光雷達730-880 nm工業制造光泵浦源激光雷達3D傳感2000+nm危險預警氣體監測陽

39、極陽極陰極陰極外接反向電壓的外接反向電壓的光電二極管光電二極管反向反向電流電流反向電壓反向電壓電源正極與二極電源正極與二極管陰極相接管陰極相接反向電流（反向電流（A A）光強光強單位：單位：luxlux未受光照時的電未受光照時的電流流光強為光強為 1000 lux 1000 lux 時的電流時的電流反向電流（反向電流（A A）光強越大，電流越大，由此將光信號轉化為電信號光強越大，電流越大，由此將光信號轉化為電信號 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 10/42 2）典型探測器芯片：）典型探測器芯片：PIN、APD、SPA

40、D 應用最廣泛，靈敏度漸增應用最廣泛，靈敏度漸增 PIN 光電二極管（光電二極管（PIN-PD）、）、APD（雪崩光電二極管）、（雪崩光電二極管）、SPAD（單光子雪崩二極管）（單光子雪崩二極管）的使用最為廣泛，三者靈敏度逐次提升的使用最為廣泛，三者靈敏度逐次提升。傳統的 PN-PD 二極管的基礎部件是 PN 結，P層由 P 型材料構成，空穴居多（帶正電），N 層由 N 型材料構成，電子居多（帶負電），當 PN 結受到光照時即可產生光電效應。PIN-PD 則是在 P 層與 N 層間引入了 I 層I層為摻雜有極少量 P 型材料或 N 型材料的純凈本征半導體構成。相較傳統的 PN-PD，當施加反向

41、電壓時，I 層將為 PIN-PD 提供更寬的耗盡區，從而提高光電轉化的效率。圖圖8：PN 與與 PIN 光電二級管結構光電二級管結構 數據來源：維基百科、Enlitech、東吳證券研究所整理 PIN 光電二極管的工作原理如下所示：圖圖9：PIN 光電二極管工作原理光電二極管工作原理 數據來源：維基百科、華強電子網、東吳證券研究所整理 APD 在在 PIN 基礎上增添了高摻雜的基礎上增添了高摻雜的 P+與與 N+層，層，該該結構容易發生雪崩倍增效應結構容易發生雪崩倍增效應。APD 在較高的反向電壓下工作，吸收了光子形成的自由電子與空穴能被加速，進而能獲得更多能量，與晶格碰撞產生一對新的電子-空穴

42、對，連鎖反應，使光電流陡增此即雪崩倍增效應，從而帶來電流增益，提高了光電二極管的響應度與信噪比，主要運用在長距離或光功率受其他限制而較小的光纖通信系統。P P層層N N層層光照光照電觸點電觸點光照光照電觸點電觸點P P層層N N層層I I層層PN PN 光電二極管光電二極管PIN PIN 光電二極管光電二極管N層富含電子，施加反向電壓時，電子向電源正極移動P層富含空穴，施加反向電壓時，空穴向電源負極移動反向電壓反向電壓無光照無光照由于由于P P-I I毗鄰處電子更多，毗鄰處電子更多，N N-I I毗鄰處空穴更多，故毗鄰處空穴更多，故I I層層內部電場方向如上內部電場方向如上 無光照時，I層電阻

43、率極高，而此時I I層中電子、空層中電子、空穴的移動使電流得穴的移動使電流得以穿過以穿過P P-I I-N N結結 光電效應使I層激發出電子-空穴對，在內部電場作用下，電子、空穴電子、空穴分別朝分別朝N N、P P層移動層移動反向電壓反向電壓有光照有光照I II II II I 由此一來，由此一來，反向光電流形成反向光電流形成施加光照后反向電流形成施加光照后反向電流形成 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 11/42 SPAD 在高于擊穿電壓的反向電壓下工作，這一狀態高度不穩定，單個光子即可引在高于擊穿電壓的反向電壓下工

44、作，這一狀態高度不穩定，單個光子即可引發大量的電子發大量的電子-空穴對雪崩進而產生電流，理論上可實現單光子探測?？昭▽ρ┍肋M而產生電流，理論上可實現單光子探測。由于結構上的特點，當給 SPAD 施加高于擊穿態的偏置電壓時，二極管將處于亞穩態，信號放大作用很大，甚至只探測到單光子也會引起雪崩效應進而出現電流脈沖。圖圖10：APD 與與 SPAD 光電探測器結構圖光電探測器結構圖 圖圖11：SPAD 工作電壓高于擊穿電壓，可對單光子計數工作電壓高于擊穿電壓，可對單光子計數 數據來源：維基百科、東吳證券研究所 數據來源：維基百科、Researchgate、東吳證券研究所 3）探測器芯片襯底：）探測器

45、芯片襯底：Si/Ge/InGaAs 占主流占主流 探測器光芯片材料的選擇以材料光譜響應特性為基礎，探測器光芯片材料的選擇以材料光譜響應特性為基礎，Si/Ge/InGaAs 占據主流占據主流。光譜響應特性是指保持入射光強度不變的情況下，不同波長的光照射材料產生的光電流與入射光波長之間的關系，可以用響應度刻畫一種光芯片材料面對各種波長入射光時的工作效率響應度越高，材料對該種波長的檢測就越靈敏。當前激光器芯片工作波長以800nm-1600nm 居多，Si、Ge、InGaAs 材料在探測器中占據主流，且由三種材料的光譜響應曲線來看，Si 材料適用于 800-1000nm 波長的光探測，Ge、InGaA

46、s 適用于對 1000-1600nm 波長的光探測中。圖圖12：主流探測器芯片襯底的光譜響應曲線主流探測器芯片襯底的光譜響應曲線 數據來源：Thorlabs、東吳證券研究所 1.2.產業鏈：襯底價值量大，外延為核心產業鏈：襯底價值量大，外延為核心 1.2.1.光芯片制造：工藝復雜，外延為核心，光芯片制造：工藝復雜，外延為核心，IDM 模式模式為主流為主流 相較邏輯芯片，光芯片生產各工藝綜合性更強，相較邏輯芯片，光芯片生產各工藝綜合性更強，龍頭廠商多采用龍頭廠商多采用 IDM 經營模式經營模式。蓋革模式電壓反向偏置電壓正向偏置擊穿電壓SPAD工作電壓高于擊穿電壓高于擊穿電壓SPAD工作電壓PD工

47、作電壓主要光電探測器芯片材料響應度波長 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 12/42 對于邏輯芯片廠商，新進入的企業多采用 Fabless 模式，以此減少大規模資本投入，從而將更多資源集中投入電路優化、版圖設計等研發環節。對于光芯片行業，廠商多采用IDM 模式，主要因為光電子器件遵循特色工藝，器件價值提升不完全依靠尺寸的縮小，而有賴于功能的增加。而特色工藝所需能力更加綜合，包括工藝、產品、服務、平臺等多個維度。IDM 模式使各環節相互配合，綜合提升芯片性能，更靈敏回應客戶需求。光芯片制造光芯片制造工藝流程繁多工藝流程繁

48、多，晶體外延環節最關鍵，晶體外延環節最關鍵。光芯片的工藝流程可分為外延結構設計、晶圓制造（晶圓外延結構生長、光柵制作、波導光刻與金屬化制程）、芯片加工和測試（解理鍍膜、自動化芯片測試、芯片高頻測試、可靠性測試驗證）三大部分。圖圖13：光芯片晶圓制造、芯片加工與測試工藝流程光芯片晶圓制造、芯片加工與測試工藝流程 數據來源：源杰科技招股書、東吳證券研究所整理 外延外延為為光芯片生產最主要和技術門檻最高環節，難點光芯片生產最主要和技術門檻最高環節，難點源自源自工藝壁壘工藝壁壘及及時間投入時間投入壁壘壁壘。就外延工藝外延工藝上而言，通過 MOCVD 進行精準的半導體材料精準堆疊控制時，尤其是在有源區中

49、，常要求多層堆疊的結構每層厚度在 10 納米以下級別，做到對這一厚度水平的均勻精準控制是一大壁壘。從基礎性時間投入基礎性時間投入而言，外延開發需廠商投入大量時間調試機臺條件參數，國內企業在這一領域大都仍處于基本工積累階段。外延工藝海外公司較為成熟，國內外差距較大，國產加速追趕外延工藝海外公司較為成熟，國內外差距較大，國產加速追趕。海外領先光芯片公司可自行完成芯片設計、晶圓外延等關鍵工序，能量產 25G 及以上速率光芯片。國內廠商普遍具有除晶圓外延環節外的后端加工能力，而在外延這一核心技術領域并不成熟，需向國際廠商采購高端外延片。我國 25G 激光器芯片僅少部分廠商實現批量供貨，25G以上速率激

50、光器芯片大部分廠商尚處研發或小規模試產階段。1.2.2.光芯片上游：襯底為核心原材料，海外廠商仍為主導光芯片上游：襯底為核心原材料，海外廠商仍為主導 襯底為光芯片核心原材料襯底為光芯片核心原材料，成本占比最成本占比最高高、對芯片品質影響力最、對芯片品質影響力最大大。光芯片所需原材料包括襯底、金靶與特殊氣體等。從成本成本看，根據源杰科技招股書，襯底在光芯片原材料成本中的占比往往高于 30%，其供需將在較大程度影響光芯片制造廠商的生產成本。從對芯片品質影響力對芯片品質影響力來看，襯底材料一方面決定了激光器芯片發射光的波長，另一方面晶圓制造晶圓制造芯片加工和測試芯片加工和測試1.1.有源區外延有源區

51、外延基于MOCVD工藝，外延生長高質量晶體材料，實現多量子阱有源層2.2.光柵結構工藝光柵結構工藝利用電子束直寫系統，實現納米級高精度加工，保證穩定的波長輸出3.3.波導光刻波導光刻通過創新波導設計與高精度的波導加工工藝，可實現激光器/小發射角，抗反射功能4.4.金屬化制程金屬化制程把各個元件連接到一起的材料、工藝、連線過程稱為金屬化工藝，保證器件電注入與高頻散熱特性5.5.端面鍍膜端面鍍膜為提升光芯片的使用壽命及可靠性，需對芯片前后腔面鍍膜處理；通過改變端面膜層特性，還可實現降低、提升功率等目的6.6.自動化芯片測試自動化芯片測試借助全自動光電測試系統，完成全面的光電指標測試7.7.芯片高頻

52、測試芯片高頻測試借助專業高頻測試系統，檢驗芯片的高頻特性8.8.可靠性測試檢驗可靠性測試檢驗通過嚴格的老化測試，保證產品的高可靠性 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 13/42 決定探測器芯片對入射光的響應度，且核心工藝外延生長將在襯底材料上完成，故襯底材料的品質將在很大程度上影響光芯片的參數與可靠性。圖圖14：光芯片各原材料成本占比光芯片各原材料成本占比 數據來源：源杰科技招股書、東吳證券研究所整理 襯底供應以海外廠商為主，國內廠商替代率逐步提升襯底供應以海外廠商為主，國內廠商替代率逐步提升。由于襯底對光芯片品質影響

53、較大，光芯片廠商傾向于向海外廠商采購襯底，如住友電工。與此同時，海外領先的襯底公司也提供外延生長等業務，故而受到國內廠商青睞。但近年國內襯底廠商逐步提升襯底品質，優化襯底制造技術，憑借其性價比優勢受到越來越多國內光芯片制造企業的青睞。根據源杰科技招股書，2018-2020 年其采購襯底的單價從 785.69 元/片持續下降至2020 年的 754.57 元/片，一大重要原因即是增大了國內廠商在襯底采購中的占比。1.2.3.光芯片下游：光模塊應用廣泛光芯片下游：光模塊應用廣泛 光芯片經加工封裝后得到光器件光芯片經加工封裝后得到光器件/光模塊，集成程度提升，單光模塊，集成程度提升，單位價值量升高位

54、價值量升高。光芯片經加工后形成激光器、探測器產品，同時可與其余電子器件、無源器件結合，封裝形成光發射組件（TOSA）與光接收組件（ROSA），進一步加工形成光模塊。封裝為光模塊后，一個光模塊具備多個通道，進而可搭載多個光芯片，由此使一個光模塊的信息傳遞速率將為光芯片信息傳輸速率的若干倍，更貼合下游客戶的需求。圖圖15：光芯片產業鏈梳理光芯片產業鏈梳理 數據來源：Omida、Yole、源杰科技招股書、長光華芯招股書、中際旭創 2021 年年報、東吳證券研究所整理 得益于優良特性，光芯片下游應用廣泛得益于優良特性，光芯片下游應用廣泛。由于信號傳輸速率快、損耗小且穩定性高，光纖通信在電信與數據中心基

55、礎設施的建設中已不可或缺，而其基礎正是光芯片。與此同時，得益于激光波長集中、能量高的特點，光芯片被廣泛地應用于工業制造、醫療、2021光模塊廠商全球份額2021光模塊廠商全球份額II-VI17%中際旭創10%Lumentum9%光迅科技8%Broadcom5%海信視像5%Acacia5%O-NetCommunications3%Sumitomo3%Intel3%Others32%上游：光芯片原材料中游：光芯片制造直接下游：光器件/光模塊最終下游：廣泛應用領域襯底SiGeInPGaAsInGaAs美國AXT日本住友電工云南鍺業北京通美德國Freiberger金靶特殊氣體三甲基銦其他住友電工光芯片

56、制造芯片設計外延工藝晶圓制造封裝測試三菱電機II-VI|CoherentLumentumMACOM源杰科技長光華芯仕佳光子光迅科技光器件光發射/光接收組件光模塊激光器/探測器無源組件光隔離器光分路器光連接器光開關等無源器件制造電芯片PCB結構件及套管光設備應用于不同領域電信與數據中心基礎設施消費電子，如3D傳感汽車電子，如激光雷達工業制造醫學醫療 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 14/42 消費、汽車電子等領域。當前，光通信與消費電子是光芯片主要的應用下游，而隨著智能駕駛的普及，以激光雷達為主要產品的汽車電子將迎來需

57、求的迅猛增長。1.3.產業趨勢：光子替代電子大勢所趨產業趨勢：光子替代電子大勢所趨 1）光通信領域：“光進銅退”趨勢延續）光通信領域：“光進銅退”趨勢延續“光進銅退”主要是指實現以“窄帶“光進銅退”主要是指實現以“窄帶+銅纜”為主網絡向以“寬帶銅纜”為主網絡向以“寬帶+光纖”的網絡光纖”的網絡轉轉變的模式變的模式，本質是光纖寬帶設備端口不斷下移、不斷靠近用戶的建設思想。對比銅纜，對比銅纜，光纖具有明顯的優勢：光纖具有明顯的優勢：頻帶寬，信息容載量更大；最大傳輸距離更遠；原材料（石英,SiO2）資源豐富；光纜纖芯直徑比銅纜更??；損耗低，中繼距離遠；光纖為非金屬材料，不受電磁及頻道干擾；傳輸保密性

58、能更好?！肮膺M銅退”成為網絡升級下的大勢所趨。圖圖16：FTTH/O 滲透率不斷提升滲透率不斷提升 圖圖17：我國寬帶接入發展歷史復盤我國寬帶接入發展歷史復盤 數據來源：工信部，東吳證券研究所 數據來源：工信部，中國政府網，中興通訊，賽立信通信研究，東吳證券研究所 隨著國內網絡基礎設施的不斷升級，“光進銅退”成為重要的戰略發展方向：（1）2000-2010 年以來，國內上網以銅線為主，ADSL 是當時主流的上網方式，在該時期還短暫出現過 VDSL 技術，網速已經達到 10Mbps。提高基礎網絡覆蓋率是這一時期的重點，到 2009 年，我國網民人數已有 3.84 億，寬帶普及率達 98.3%。（

59、2）2011-2015 年，FTTH 開始滲透，2013 年 8 月，國務院發布“寬帶中國”戰略及實施方案，首次在國家層面明確寬帶網絡的戰略性公共基礎設施地位。受益于“寬受益于“寬帶中國”戰略，該時期是“光進銅退”發展最快的階段，光纖光纜滲透率在這一時期得帶中國”戰略，該時期是“光進銅退”發展最快的階段，光纖光纜滲透率在這一時期得到明顯提升。到明顯提升。2015 年底，國內 FTTH 用戶數達 1.2 億戶，FTTH/O 滲透率達 59.3%。（3）2016 年以來，“光進銅退”趨勢依然在不斷演進，光纖接入已步入成熟階段，FTTH/O 對 xDSL 的替代已基本完成。2021 年底，我國互聯網

60、寬帶接入端口達 10.2 億個，FTTH/O 用戶達 5.06 億戶，滲透率為 94.3%。2）光傳感領域：硅光芯片）光傳感領域：硅光芯片+FMCW 技術路線賦能車規市場技術路線賦能車規市場 硅光的高度集成性和超高兼容性非常契合激光雷達的制造需求，硅材料的價格優勢和集成工藝有助于降低激光雷達成本。全球范圍內，Aeva、Mobileye 以及 Aurora（收購0246810120%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2009201020112012201320142015201620172018201920202021xDSL端口占比LAN端口占比FTTH/O端口占比

61、互聯網寬帶接入端口（右軸，億個）2019年，5G牌照發放1995-2000互聯網發展初期2000-2010銅線上網2010-2015光纖入戶，光進銅退2016-至今光纖網絡持續高速建設1995年，互聯網上網業務向公眾開放帶寬速度慢且比較昂貴電話撥號上網2003年 ADSL逐漸取代電話撥號上網2011年，“十二五”戰略提出應實施寬帶中國工程2015年底，光纖入戶用戶數達到1.2億戶2010年，光纖接入逐漸成為寬帶的標配2013-2015年，實施“寬帶中國”計劃，光纖網絡持續滲透2019年-2021年，千兆寬帶用戶從87萬戶增長到3456萬戶VDSL技術使網速提升至10Mbps2009年，我國網民

62、規模躍居全球第一，寬帶普及率達98.3%2016年，運營商發布超百兆寬帶業務，家庭寬帶網速普遍提升至100Mbps以上2021年，“十四五”相關政策進一步強化千兆光纖網絡部署2013年，4G牌照發放高速光纖網絡提速降費政策持續推出 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 15/42 Blackmore）是三家硅光芯片+FMCW 技術路線的激光雷達代表企業，Mobileye 在 2021年宣布將自主研發硅光 FMCW 技術路線，Aeva 已于今年年初發布首款汽車級 4D 激光雷達傳感器。而在中國市場，洛微科技已經進入產品化和驗

63、證階段，2021 年初，洛微科技發布了第二代 FMCW SoC 芯片，為實現硅光 FMCW 4D 激光雷達產品提供了核心技術。隨著相關技術的不斷成熟，硅光芯片有望持續賦能汽車自動駕駛，帶動激光雷達產品的性能提升和成本優化。此外，光能夠照射到組織和血管上以監測、檢測和量化生物標記，因此光子學還能夠賦能無創醫療監測解決方案，用于小尺寸醫療設備和消費電子市場的可穿戴設備。3）光計算領域：看好硅光計算長期替代）光計算領域：看好硅光計算長期替代 在計算領域，據 OpenAI 統計，自 2012 年起，每 3-4 個月人工智能算力需求就會翻倍，電子芯片的發展已日趨逼近摩爾定律極限，難以滿足高性能計算不斷增

64、長的數據吞吐需求。而硅光芯片用光子替代電子進行傳輸，可以承載更多信息、傳輸更遠距離，同時光子彼此間干擾少，能夠提供相較于電子芯片高兩個數量級的計算密度和低兩個數量級的能耗，能夠作為突破傳統微電子計算極限的解決方案。因而，從趨勢上看，以硅光從趨勢上看，以硅光芯片為基礎的光計算有望持續取代電子芯片在部分計算場景中的應用。芯片為基礎的光計算有望持續取代電子芯片在部分計算場景中的應用。圖圖18：硅光計算愿景圖硅光計算愿景圖 數據來源：光電讀書，達摩院，東吳證券研究所 目前，光計算的相關研究仍然處于初期階段，解決方案和系統架構仍然在探索中。目前，光計算的相關研究仍然處于初期階段，解決方案和系統架構仍然在

65、探索中。如何將光計算融合到現有的通用計算中，并且更好地將光計算芯片化、集成化，是未來的研究方向，實現成熟的光計算技術和產業鏈仍需時日。當前，Intel、IBM 等巨頭以及MIT、UCSB 等機構都在積極開發大規模光子集成芯片，國內也涌現出曦智科技、光子算數等行業領先企業。隨著硅基光子學技術的不斷成熟，光計算的優勢將逐步彰顯。2.市場空間：數通領域復蘇，激光雷達支撐遠期成長市場空間：數通領域復蘇，激光雷達支撐遠期成長 2.1.概覽：激光雷達市場接力數據中心需求概覽：激光雷達市場接力數據中心需求 電信、數據中心、消費電子、車載激光雷達電信、數據中心、消費電子、車載激光雷達是是光芯片最主要的應用領域

66、光芯片最主要的應用領域。電信領域電電子子計計算算機機光光子子計計算算機機技術尚未成熟，看好長期替代逐步升級優勢不易被擾動不易被擾動運算速度高，并行運算速度高，并行處理能力強處理能力強超大規模的信息存超大規模的信息存儲容量儲容量散發熱量低，能量散發熱量低，能量消耗小消耗小突破算力極限，成為超越“摩爾定突破算力極限，成為超越“摩爾定律”的新技術路徑律”的新技術路徑傳輸速率快傳輸速率快應用市場算力和能耗不斷提升未來高速、大數據量的最有前景的未來高速、大數據量的最有前景的方案之一，優勢將逐步彰顯方案之一，優勢將逐步彰顯 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東

67、吳證券研究所 行業深度報告 16/42 技術已較為成熟，國內市場相關產品覆蓋率較高，未來增量空間主要來自速率升級需求；數據中心市場方興未艾，云計算廠商加大投資的步伐未減，市場中短期將維持較快增速；消費電子領域當前市場參與者主要為蘋果，安卓廠商應用 3D 傳感仍有空間；車載激光雷達領域潛力較大，隨著智能駕駛技術成熟、激光雷達成本下降，激光雷達裝車量有望大幅提升，遠期需求星辰大海。圖圖19：光芯片各下游領域市場規模及增速（億美元）光芯片各下游領域市場規模及增速（億美元）數據來源：Yole，Lightcountung，源杰科技，IDC，汽車之心，東吳證券研究所整理測算 2.2.電信領域：光纖入戶、電

68、信領域：光纖入戶、5G 基站建設、現有基站升級基站建設、現有基站升級三大驅動力三大驅動力 電信領域光芯片發揮的主要作用為光電信號轉換。電信領域光芯片發揮的主要作用為光電信號轉換。激光器芯片將電信號調制為光信號，探測器芯片的功能則相反，通過光電轉換，信息可經由光纖實現高速穩定的傳遞。光纖通信在不同層級通信網絡中均不可或缺，為光芯片創造廣闊應用需求光纖通信在不同層級通信網絡中均不可或缺，為光芯片創造廣闊應用需求。由于傳輸距離較長，骨干網、城域網骨干網、城域網中的匯聚層一般采用光纖通信。對于有線接入有線接入網，其可分為銅纜接入、光纖同軸混合接入、光纖接入，由于光纖具有信息損耗小、帶寬高的特性，“光進

69、銅退”亦已成為有線接入網的發展趨勢。對于無線接入網無線接入網，基站內部有源天線單元（AAU）與分布單元（DU）的連接同樣需要使用光纖，這一連接被稱為前傳網絡。圖圖20：各層通信網絡結構圖各層通信網絡結構圖 圖圖21：光芯片光芯片-移動接入網：移動接入網：PON 與前傳網絡與前傳網絡 數據來源：華為培訓、東吳證券研究所 數據來源：無線深海、東吳證券研究所整理 電信數據中心消費電子車載激光雷達$10.510.5$11.711.7$0.70.7$9.29.2$14.014.0CAGR=9.9%CAGR=9.9%$18.4$18.4CAGRCAGR=16.3%=16.3%$13.713.7CAGR=C

70、AGR=14.4%14.4%$12.412.4CAGR=CAGR=157.1%157.1%20222022年年20252025年年CAGR=22.1%單位：億美元單位：億美元骨干網接入層匯聚層PONPON：無源光纖接入網絡：無源光纖接入網絡無線接入，光纖通過無線接入，光纖通過 PON PON 得以應用得以應用ONU光網絡單元數據上傳ODN光分配網絡OLT光線路終端數據下傳光纖光纖無線接入，光纖在前傳中得以應用無線接入，光纖在前傳中得以應用前傳前傳前傳前傳中傳中傳回傳回傳回傳回傳FrontFront-haulhaulFrontFront-haulhaulMiddleMiddle-haulhaul

71、BackBack-haulhaulBackBack-haulhaul筆記本筆記本IPTVIPTV電話電話筆記本筆記本臺式機臺式機IPTVIPTV電話電話分光器HGWSFUHGUInternetInternetIPTVIPTV語音語音/視頻視頻CATVCATV天線天線RRURRU天線單元天線單元 AAUAAU4G4G5G5G基帶處理單元基帶處理單元 BBUBBU分布單元分布單元 DUDU集中單元集中單元 CUCU4G4G EPCEPCCore NetworkCore Network 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 17

72、/42 2.2.1.下游趨勢：國內光纖入戶、下游趨勢：國內光纖入戶、5G 基站高滲透，全球仍具發展潛力基站高滲透，全球仍具發展潛力 光纖入戶光纖入戶國內國內普及率已處高位，存量市場速率升級普及率已處高位，存量市場速率升級。光纖接入可分為 FTTB（光纖到樓）、FTTC（光纖到路邊）、FTTH（光纖入戶）等，統稱為 FTTx，其中光纖入戶 FTTH是用戶接入光纖的最直接方式，被用以衡量光纖接入的成熟程度。我國光纖入戶普及率已處高位截至 2022 年 9 月底，我國光纖接入（FTTH/O）端口在所有寬帶接入端口中的占比已達 95.5%，且根據 Omida 發布的光纖發展指數報告，中國已連續兩年排行

73、全球第四。光纖入戶安裝保持著光纖入戶安裝保持著 10%的同比增速，但隨著普及率逐步攀高，需求的增量的同比增速，但隨著普及率逐步攀高，需求的增量空間較小空間較小。從存量升級看，我國正實施“雙千兆”發展戰略，截至 2022 年 9 月底，千兆光纖寬帶用戶數為 7603 萬，在所有固定寬帶用戶中占比 13.1%，仍存較大發展空間。光纖入戶速率升級將是短期內的需求推動力光纖入戶速率升級將是短期內的需求推動力。圖圖22：我國我國 FTTH/O 端口數量及占比端口數量及占比 圖圖23：我國千兆光網寬帶用戶數及占比我國千兆光網寬帶用戶數及占比 數據來源：工業和信息化部、東吳證券研究所整理 數據來源：工業和信

74、息化部、東吳證券研究所整理 全球市場全球市場光纖入戶占比相對不高，光纖網絡光纖入戶占比相對不高，光纖網絡發展空間較大發展空間較大。截至 2021 年 9 月底，德國有 95%的固定寬帶用戶仍采用電纜接入，法國、英國的光纖接入用戶占有線接入的比例分別為 34%、56%，美國光纖接入用戶占比則為 14%。光纖入戶能大幅提升通信速率與安全性、穩定性，是有線接入的必然發展趨勢，各國政府、企業也均擬定時間表完善光纖入戶布局，譬如歐盟計劃在 2030 年使千兆光纖網絡覆蓋所有家庭，美國預計在2027 年使光纖入戶覆蓋家庭數由當下的 4400 萬戶增長至 8200 萬戶。由此來看，歐洲及由此來看，歐洲及美國

75、兩大主要市場的光纖網絡還具有美國兩大主要市場的光纖網絡還具有較較大擴張空間大擴張空間。圖圖24：我國我國 5G 基站建設數目及占比基站建設數目及占比 數據來源：工業和信息化部、東吳證券研究所整理 75.6%75.6%84.4%84.4%88.0%88.0%91.3%91.3%93.0%93.0%94.3%94.3%95.50%95.50%26.0%26.0%18.6%18.6%7.3%7.3%5.2%5.2%9.1%9.1%7.9%7.9%0%20%40%60%80%100%120%0200004000060000800001000001200002016年2017年2018年2019年202

76、0年2021年2022年9月FTTH/O端口占比FTTH/O端口數量（萬個）端口數量同比增速0.4%0.6%0.9%1.3%1.9%2.8%4.1%6.4%8.3%10.9%13.1%0%2%4%6%8%10%12%14%010002000300040005000600070008000千兆寬帶用戶占比千兆以上寬帶用戶數（萬戶）2022年9月用戶數環比增速24.4%用戶數同比增速256.3%2.3%4.7%7.5%8.3%8.8%10.1%12.0%14.3%15.5%17.9%20.7%0%5%10%15%20%25%0501001502002505G基站在移動基站中的占比5G基站數（萬站）

77、2020年 5G基站數凈新增超60萬臺2021年 凈新增超65萬臺2022年1-9月 凈新增79.5萬臺 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 18/42 5G 基站建設領域，國內整體滲透率已處較高水平，但各個城市內的覆蓋率尚存提基站建設領域，國內整體滲透率已處較高水平，但各個城市內的覆蓋率尚存提升空間，小基站建設推動城市內覆蓋率提升，也使升空間，小基站建設推動城市內覆蓋率提升，也使 5G 基站新增數目維持高速增長?；拘略鰯的烤S持高速增長。2020年我國新增 5G 基站超 60 萬站，21 年凈新增超 65 萬站、202

78、2 年前三季度已凈新增 79.5萬站，基站數目的高速增長為光芯片創造了廣闊需求。2020 年我國已宣布所有地級以上城市實現 5G 全覆蓋，2021 年時實現 5G 覆蓋超過98%的縣城城區與 80%的鄉鎮街區，基站建設正由宏基站向小基站過渡基站建設正由宏基站向小基站過渡，實現區域內部，實現區域內部更深度的更深度的 5G 覆蓋覆蓋。表表2：我國三大運營商我國三大運營商 5G 小基站建設布局情況小基站建設布局情況 運營商 5G 小基站建設布局情況 中國電信 21 年 4 月，采購 5G 擴展型小基站運營級試點設備，主要用于廣東、浙江、江蘇、天津、四川 22 年 1 月，發布2022 年 5G 擴展

79、型小基站設備技術測試公告 22 年 4 月，啟動自研 5G 擴展型小基站集采，用于全國 31 省市 中國聯通 暫未公布 中國移動 22 年 8 月，公布 22-23 年擴展型皮基站設備集采的中標候選人，此次預估采購規模約為 2 萬站 數據來源：人民日報海外版、C114 通信網、各公司官網、東吳證券研究所 2.2.2.應用種類：光纖入戶應用種類：光纖入戶 2.5G 占主流，移動通信占主流，移動通信 10G/25G 占主流占主流 以工藝劃分，電信領域激光器主要采用以工藝劃分，電信領域激光器主要采用 VCSEL、DFB、EML 三種光芯片三種光芯片，VCSEL主要用于 500 米以內的短距離傳輸，D

80、FB 主要用于中長距離傳輸，如 FTTx 接入網、無線基站等，EML 主要用于長距離傳輸，如高速率遠距離的骨干網與城域網等。目前 EML激光器芯片大規模商用的最高速率已達到 100G，DFB、VCSEL 激光器芯片大規模商用的最高速率為 50G。以速率劃分，光纖接入主要應用以速率劃分，光纖接入主要應用 2.5G 光芯片，移動通信領域主要光芯片，移動通信領域主要應用應用 10G、25G 光芯片光芯片。從市場規?？?，2021 年全球移動通信領域光模塊的應用情況為：10G 及以下速率光模塊占比 33.3%，25G 及以上速率光模塊占比 66.7%，這一占比與移動通信領域 10G/25G 光芯片的分布

81、大體一致。2021 年年國內國內 5G 建設為建設為 10G 光芯片創造的需求最多，但展望未來，光芯片創造的需求最多，但展望未來，25G 光芯片創光芯片創造的需求或將回暖造的需求或將回暖。2020 年 5G 基站建設伊始，對 25G 光芯片的需求提升；但由于電信運營商基站建設目標的調整，2021 年 5G 基站建設所需的光芯片逐漸從以 25G 高速率為主變成以 10G 為主，對 25G 光芯片的采購減少。表表3：2020-2021 運營商關于運營商關于 5G 建設的集采情況建設的集采情況 開標時間 運營商 建設方案 集采基站數（萬個）2020.03 中國移動 頻段 2.6GHz，帶寬 160M

82、Hz，使用 25G 光芯片 23.21 2020.04 中國電信、中國聯通 頻段 3.5GHz，帶寬 200MHz，使用 25G 光芯片 25.29 2021.07 中國移動、中國廣電 頻段 700MHz，帶寬 30MHz，使用 10G 光芯片 48.04 2021.08 中國電信、中國聯通 頻段 2.1GHz，帶寬 45MHz，使用 10G 光芯片 24.2 數據來源：源杰科技：8-1 發行人及保薦機構第二輪回復意見、東吳證券研究所 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 19/42 各運營商逐步在小基站領域展開建設布局。

83、小基站旨在中短距離下提供較高帶寬，從而為醫院、酒店、大型商場等場所提供信號輔助。其對覆蓋范圍要求較低，對所需帶寬則提出更高標準，25G 光芯片或與小基站建設的需求更為契合光芯片或與小基站建設的需求更為契合。2.2.3.電信領域光芯片市場規模電信領域光芯片市場規模 基于 Lightcounting 對 FTTx（光纖接入）、移動通信光模塊市場規模的計算，以及源杰科技、中際旭創等公司披露的成本資料，電信領域光芯片市場規模測算如下，我們預計 2025 年電信領域光芯片市場規模將達 13.96 億美元，2021-2025CAGR 達 8.1%。表表4：2021-2025 年電信領域光芯片市場規模測算年

84、電信領域光芯片市場規模測算 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 光模塊全球市場規模（億美元）光纖接入領域光模塊市場規模（億美元）5.23 5.24 5.40 5.92 6.31 光纖接入領域光模塊市場規模-yoy 10.6%0.2%3.1%9.6%6.6%移動通信領域光模塊市場規模（億美元）24.73 25.58 28.59 31.22 33.55 移動通信領域光模塊市場規模-yoy 14.2%3.4%11.8%9.2%7.5%電信領域光模塊全球市場規模（億美元）29.96 30.82 33.99 37.14 39.86 其中：10G 及以下速率光模塊市場規模 10.26

85、 10.36 10.95 11.76 12.32 25G 及以上速率光模塊市場規模 19.70 20.46 23.04 25.38 27.55 對應光芯片及組件 中低速率光模塊毛利率 25%25%25%23%23%高速率光模塊毛利率 30%30%30%28%28%直接材料占光模塊成本比例 80%80%80%80%80%光芯片及組件占光模塊直接材料比例 85%85%85%85%85%對應光芯片 光芯片占光芯片及組件比例 70%70%70%70%70%光芯片全球市場規模（億美元）光芯片全球市場規模（億美元）10.23 10.52 11.59 13.01 13.96 光芯片全球市場規模-yoy 2.

86、9%10%12%7%數據來源：Lightcounting，源杰科技：發行人及保薦機構回復意見，東吳證券研究所測算 2.3.數據中心數據中心：光光模塊模塊速率持續提升，速率持續提升，資本開支驅動增長資本開支驅動增長 數據中心是一種擁有許多存儲并處理大量信息的計算機的設施，基于數據中心云計算商可為客戶提供云服務，例如使用戶無需購買、擁有和維護數據中心及服務器即可獲得計算能力、存儲、數據庫等技術服務。云計算廠商會努力在全球各地布置基礎設施，例如在全球各地設立可用區，于其中布置邊緣站點與區域性緩存站點，而客戶可以在位于當地的數據中心上運營服務，從而取得更快的響應速度，同時確保運營數據能保留在國內。在這

87、一領域，光芯片主要用于實現在這一領域，光芯片主要用于實現數據在數據在大型數據中心內部、數據中心間的傳輸，大型數據中心內部、數據中心間的傳輸，這與光芯片在電信領域實現的功能十分相近這與光芯片在電信領域實現的功能十分相近。請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 20/42 2.3.1.下游趨勢：云下游趨勢：云計算計算廠商營收與廠商營收與 CAPEX 高速增長高速增長 受益于經濟回暖、數字化趨勢受益于經濟回暖、數字化趨勢、更多產業更多產業逐漸上云逐漸上云，云計算巨頭營收規模增長，云計算巨頭營收規模增長迅猛迅猛。2016-2021年

88、，Amazon/Google/Microsoft/阿 里 云 的 營 收 規 模CAGR分 別 為38.5%/47.5%/21.2%/69.7%。一方面，數字化正成為越來越多的產業的發展趨勢，云可以使各種公司輕松調用已有技術，更快地進行創新，還能根據實際需求預置資源，將公司原本用于數據中心和物理服務器等設備的固定支出轉變為按實際用量付費的可變支出，優化公司的成本；另一方面，各公司力求在后疫情時代擴大規模并提高靈活度，故加緊行動，比原來更積極地使用云基礎設施與云服務產品。圖圖25：2016-2021 全球云計算巨頭營收規模（百萬美元）全球云計算巨頭營收規模（百萬美元）數據來源：各公司官網、東吳證

89、券研究所整理 云計算巨頭云計算巨頭 CAPEX 維持較高增速，且各廠商大量投資數據中心的態度堅定，這將維持較高增速，且各廠商大量投資數據中心的態度堅定，這將為光芯片創造出大量需求為光芯片創造出大量需求。2015-2021 年，Amazon/Google/Microsoft/阿里云 CAPEX 的CAGR 分別為 52.6%/19.3%/20.4%/39.4%，數據中心領域，光芯片增長的驅動力主要有：第一，新建可用區、增添基站帶來的數據中心數目增量；第二，數據中心升級改造，服務器與交換機速率提升創造的增量。而各巨頭大多認為當前云計算尚處產業早期，表示會繼續加大投資，進而將為光芯片帶來穩定的需求增

90、量。圖圖26：2015-2021 全球云計算巨頭全球云計算巨頭 CAPEX 變化（百萬美元）變化（百萬美元）數據來源：各公司官網、東吳證券研究所整理 010,00020,00030,00040,00050,00060,00070,00080,000AmazonGoogleMicrosoftOracle阿里云20162017201820192020202116-21年CAGR=38.5%2021 yoy=37.1%16-21年CAGR=47.5%2021 yoy=47.1%16-21年CAGR=21.2%2021 yoy=27.3%16-21年CAGR=17.5%2021 yoy=7.6%16-

91、21年CAGR=69.7%2021 yoy=25.9%0102030405060AmazonGoogleMicrosoftOracle阿里云201520162017201820192020202115-21年CAGR=52.6%2021 yoy=58.3%15-21年CAGR=20.4%2021 yoy=32.4%15-21年CAGR=19.3%2021 yoy=10.3%15-21年CAGR=12.9%2021 yoy=52.3%15-21年CAGR=39.4%2021 yoy=32.9%請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度

92、報告 21/42 2.3.2.應用種類：應用種類：VCSEL 與與 EEL 互補，速率需達到互補，速率需達到 50G 及以上及以上 從襯底與工藝看從襯底與工藝看，InP 襯底用于制作 FP、DFB、EML 邊發射激光器芯片和 PIN、APD 探測器芯片，它們適用于中長距離的數據中心間傳輸適用于中長距離的數據中心間傳輸。GaAs 用于制作 VCSEL 芯片，主要用于數據中心之內的傳輸主要用于數據中心之內的傳輸。從速率看，數據中心對光芯片的要求在通信領域排名最高。從速率看，數據中心對光芯片的要求在通信領域排名最高。當前數據中心所需光芯片以 25G、50G、100G 的速率為多。隨著數據中心流量快速

93、增長，更高速率光模塊的市場需求將不斷凸顯，而傳統技術主要通過多通道方案實現 100G 以上光模塊速度的提升，而若數據中心進入 400G 及更高速率的平臺，每一通道所需的激光器芯片速率也將隨之提升至 100G。傳統的 DFB 激光器芯片短期內無法同時滿足高帶寬、高良率的要求，故需考慮采用 EML 激光器芯片，從而實現單波長 100G 的高速傳播。當前國內云計算公司與國外公司使用的光模塊速率尚存差距，進而影響該領域國內當前國內云計算公司與國外公司使用的光模塊速率尚存差距，進而影響該領域國內外下游市場對光芯片的需求。外下游市場對光芯片的需求。海外互聯網公司前期主要使用 100G 及光模塊，2020

94、年起開始大規模向 200G/400G光模塊過渡。國內互聯網公司目前主要使用 40G/100G 光模塊，并從 2022 年開始推進 200G/400G 光模塊批量部署。2.3.3.數通領域光芯片市場規模數通領域光芯片市場規模 受益于數據中心增量需求與存量升級改造的需求，受益于數據中心增量需求與存量升級改造的需求，我們預測我們預測光模塊總銷售額在光模塊總銷售額在2021-2027 間或實現間或實現 CAGR=14%。光模塊需求維持較快增長的驅動力，一是廠商服務地域擴大，可用區、數據中心數目增多；二是數據中心升級改造，迭代為更高速率光模塊。圖圖27：2021-2027 年全球云計算公司光模塊總銷售額

95、（億美元）年全球云計算公司光模塊總銷售額（億美元）數據來源：Lightcounting，東吳證券研究所整理 我們預測我們預測2021-2027年云計算公司為光芯片創造的需求年云計算公司為光芯片創造的需求將將穩步增長，穩步增長，CAGR=16%，2027 年市場規模達年市場規模達 22.2 億美元億美元。這一計算包含兩類假設：隨著 25G 及以上高速率光模塊國產化率提升，其價格下降，毛利率有所下降；直接材料占光模塊成本比例、光芯片及組件占光模塊材料成本比例、光芯片占光芯片及組件的成本比例變化較小。47.759.671.582.391.399.5107.34060801001201402021A2

96、022E2023e2024E2025E2026E2027E兩大驅動力：兩大驅動力：廠商服務地域擴大，可用區、數據中心數目增多數據中心升級改造，迭代為更高速率的光模塊 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 22/42 圖圖28：數據中心領域光芯片市場規模測算（億美元）數據中心領域光芯片市場規模測算（億美元）數據來源：Lightcounting，各公司官網，東吳證券研究所整理 2.4.消費電子消費電子：蘋果主導，：蘋果主導，940 nm VCSEL 為主流為主流 相較普通攝像頭，相較普通攝像頭，3D 傳感傳感（包含（包含雙目立

97、體測距、結構光、雙目立體測距、結構光、TOF）可探測環境的深可探測環境的深度特征，廣泛應用于消費電子領域度特征，廣泛應用于消費電子領域。3D 傳感通常由多個攝像頭與深度傳感器組成，通過投射特殊波段的主動式光源、計算光線發射和反射時間差等方式，獲取物體的深度信息。3D 傳感攝像頭可實現人臉識別、手勢識別、三維建模等多項功能，可適用于移動設備、機器人、安防監控等多種終端，人臉識別為當前 3D 傳感攝像頭最主流的功能。圖圖29：結構光方案工作原理結構光方案工作原理 圖圖30：TOF 方案工作原理方案工作原理 數據來源：laser focus world，東吳證券研究所 數據來源：歐司朗，東吳證券研究

98、所 圖圖31：光芯片在結構光方案中的應用光芯片在結構光方案中的應用 圖圖32：光芯片在光芯片在 TOF 方案中的應用方案中的應用 數據來源：奧比中光招股書，東吳證券研究所 數據來源：歐司朗，東吳證券研究所整理 光芯片光芯片用于發射激光作為測距基礎，用于發射激光作為測距基礎，在結構光方案、在結構光方案、TOF 方案中均不可或缺方案中均不可或缺。對于對于202120212022E2022E2023E2023E2024E2024E2025E2025E2026E2026E2027E2027E光模塊總銷售額光模塊總銷售額47.759.671.582.391.399.5107.3高速率光模塊毛利率高速率光

99、模塊毛利率30%30%30%28%28%28%26%直接材料直接材料占光模塊成本比例占光模塊成本比例80%80%80%80%80%80%80%光芯片及組件光芯片及組件占光模塊材料成本比例占光模塊材料成本比例50%50%50%50%50%50%50%光芯片光芯片占光芯片及組件材料比例占光芯片及組件材料比例70%70%70%70%70%70%70%光芯片市場規模（億美元）光芯片市場規模（億美元）9.39.311.711.714.014.016.616.618.418.420.120.122.222.2激光光斑投影儀三角測量底座衍射光柵光譜條紋目標像素點成像像素點待測物體矩陣相機信號傳出Signal

100、 out信號傳入Signal in所用時間Time Taken發射器VCSEL 激光發射器傳感器SPAD 單光子雪崩二級管目標物體結構件外殼衍射光學元件光電支架RGB成像模組基于結構光感光芯片的IR成像模組結構光感光芯片深度引擎芯片邊發射激光邊發射激光投影模組投影模組接收器鏡頭SPAD接收器和控制IC發射器鏡頭VCSEL發射器基板 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 23/42 結構光傳感器結構光傳感器，其主要由激光投影模組、光學成像模組、圖像處理芯片組成，其中激光投影模組用于向待測物體投射光斑，包含激光發射器、透鏡、衍

101、射光學元件等部件，光芯片即用于構成激光發射器。對于對于 TOF 方案方案，激光器芯片主要用于發射激光脈沖，同時 SPAD 等探測器光芯片也有應用。2.4.1.下游趨勢：蘋果下游趨勢：蘋果主導主導，安卓陣營中滲透率有望提升，安卓陣營中滲透率有望提升 蘋果產品蘋果產品為為 3D 傳感消費電子市場增長主要驅動力傳感消費電子市場增長主要驅動力。2016、2017 年前后，蘋果與安卓陣營的華為、聯想引入 3D 傳感攝像頭，后不同的安卓廠商也作此嘗試，但只有蘋果堅持迭代發展至今。蘋果在手機前后均采用 3D 攝像頭，并使旗下產品具有超高精度 3D面部識別的功能。2021 年，蘋果銷量大漲，推動 3D 傳感消

102、費電子領域的銷售達 36 億元/3.26 億臺，安卓則未有明顯推進。圖圖33：安卓與蘋果產品應用安卓與蘋果產品應用 3D 傳感攝像頭的歷程傳感攝像頭的歷程 數據來源：Yole，東吳證券研究所 當前當前 3D 傳感器在安卓產品中滲透率不高，傳感器在安卓產品中滲透率不高，但但消費者習慣消費者習慣將逐漸將逐漸養成，滲透率將逐養成，滲透率將逐漸提升漸提升。根據 Yole 分析，安卓當前未廣泛采用 3D 傳感的原因主要是 1）對特定的功能，如生物識別，屏下指紋比 3D 傳感對應的人臉識別性價比更高；2）后置攝像頭上的 3D傳感器暫無足夠優秀的應用與之匹配，當前只有少量 AR 游戲和功能不常用的 APP。

103、未來隨著消費者認同感增強，安卓陣營 3D 傳感有提升空間。我們預計受蘋果銷量增加及3D 傳感滲透率上升驅動，消費電子 3D 傳感市場規模將穩步增長。圖圖34：2021-2027 消費電子消費電子 3D 傳感市場規模預測傳感市場規模預測 圖圖35：2017、2021 年消費電子領域光芯片廠商競爭格局年消費電子領域光芯片廠商競爭格局 數據來源：Yole，東吳證券研究所整理 數據來源：Yole，東吳證券研究所整理 TOF方案蘋果的 iPhone X是第一個在手機上推廣3D傳感的產品結構光方案20162016-20222022年年3D3D傳感器在移動設備上的應用傳感器在移動設備上的應用來源：來源：3D

104、 Imaging and Sensing report,3D Imaging and Sensing report,YoleYole IntelligenceIntelligence，20222022364147525862663035404550556065702021A2022E2023E2024E2025E2026E2027ELumentum 41%II-VI14%Trumpf12%Finisar11%Broadcom6%ams 5%Vertilite 1%其他10%Lumentum42%II-VI37%Trumpf6%ams4%Broadcom 3%Vertilite 1%其他7%20

105、17年2021年 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 24/42 2.4.2.應用種類：應用種類：940nm VCSEL 芯片在消費電子領域占主流芯片在消費電子領域占主流 從工藝看，結構光方案中多用從工藝看，結構光方案中多用 EEL、VCSEL 光芯片光芯片。EEL 產品一般體積較大，用于較大測量范圍的應用場景；VCSEL 體積小，用于較小測量范圍應用場景。TOF 方案也多以 VCSEL 芯片充當激光器，SPAD 芯片作探測器。從波長看，應用于消費電子領從波長看，應用于消費電子領域光芯片以域光芯片以 940 nm 的的

106、VCSEL 光芯片為主流光芯片為主流；但未來若更多移動設備廠商發展屏下攝像頭，13xx/14xx nm 波長將成為主流，這一波長的 VCSEL 芯片將以 InP 作為襯底。圖圖36：光芯片應用領域發展與各領域所需光芯片波長光芯片應用領域發展與各領域所需光芯片波長 數據來源：Yole，OFweek，東吳證券研究所 2.4.3.消費電子光芯片市場規模消費電子光芯片市場規模 基于對安卓、蘋果產品未來 3D 傳感滲透率的分析及 2020-2022 蘋果的銷量數據，對消費電子領域光芯片的市場規?？勺龀鰷y算。我們預計 2025 年消費電子領域光芯片將有 13.70 億美元的市場規模，2021-2025 年

107、 CAGR=14.6%。表表5：2021-2025 年移動消費領域光芯片市場規模測算年移動消費領域光芯片市場規模測算 2021A2021A 2022E2022E 2023E2023E 2024E2024E 2025E2025E 移動消費移動消費 3D3D 攝像頭出貨量攝像頭出貨量（百萬顆百萬顆）326.00 368.38 416.27 468.30 526.84 移動消費移動消費 3D3D 攝像頭單價攝像頭單價（美元美元）11.04 11.04 11.04 11.04 10.93 移動消費移動消費 3D3D 攝像頭市場規模（億美元）攝像頭市場規模（億美元）36.00 40.68 45.97 5

108、1.71 57.60 VCSELVCSEL 光芯片占光芯片占 3D3D 攝像頭成本比例攝像頭成本比例 22.1%22.5%22.9%23.4%23.8%VCSELVCSEL 光芯片市場規模（億美元）光芯片市場規模（億美元）7.967.96 9.169.16 10.5410.54 12.0812.08 13.7013.70 數據來源：Lightcounting，源杰科技：發行人及保薦機構回復意見，東吳證券研究所測算 2.5.車載激光雷達車載激光雷達：光芯片：光芯片的新的新藍海藍海 光芯片為激光雷達提供激光脈沖發射與接收光芯片為激光雷達提供激光脈沖發射與接收。激光雷達是一種綜合的光探測與測量系統激

109、光器激勵源驅動激光器向目標發射激光脈沖，掃描系統以穩定的轉速旋轉，實現對平面的掃描，而光電探測器接收目標反射回的激光，接收信號經處理系統放大處理、轉換、計算后得到目標物體表面形態、物理屬性等特征。激光雷達主要包括激光發射、掃描系統、激光接收和信息處理四大系統，相輔相成，其中激光發射系統主要包括半導體激光器、激光器激勵源、激光調制器，是激光雷達的核心系統。而半導體激光器作為激光發射系統的核心器件，為整個激光雷達提供激光脈沖。850nm，這一波長主要用于數據中心905nm，大部分激光雷達制造商使用這一波長下的EEL芯片，少部分VCSEL芯片也用此波長940nm，消費電子中的VCSEL芯片常用此波長

110、13xx/14xxnm，這一波長可用于制作屏下顯示設備 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 25/42 圖圖37：光芯片參與機械式機關雷達的構成光芯片參與機械式機關雷達的構成 圖圖38：光芯片參與光芯片參與 MEMS 式激光雷達的構成式激光雷達的構成 數據來源：Yvon Shong，東吳證券研究所 數據來源：Yyon Shong，東吳證券研究所 2.5.1.下游趨勢：車載下游趨勢：車載雷達雷達為光芯片最快增速支點為光芯片最快增速支點 受益于高級輔助駕駛受益于高級輔助駕駛/自動駕駛技術逐漸成熟，自動駕駛技術逐漸成熟，激光雷

111、達激光雷達前景廣闊，大勢所趨前景廣闊，大勢所趨。高級輔助駕駛/自動駕駛的實現方案中，當前存在“純視覺”與“多傳感器融合”兩種方案，其中特斯拉采用前者,其余車企大都采用后者。首先，隨著高級輔助駕駛/自動駕駛技術逐漸成熟，搭載自動駕駛功能的汽車將不斷放量，從總量上為激光雷達創造大量需求從總量上為激光雷達創造大量需求。其次，純視覺方案需要極強的數據與算法積累，故除特斯拉外，其余車企較難選擇這一方案，再加上多傳感器融合方式將為汽車增添安全冗余少許傳感器的故障能由互補傳感器彌補，故“多傳感器方案”或將成為未來車企主流故“多傳感器方案”或將成為未來車企主流。當前囿于成本，搭載高精度激光雷達的產品不多，但隨

112、著激光雷達成本下降，高品質激光雷達滲透隨著激光雷達成本下降，高品質激光雷達滲透率將進一步提升率將進一步提升。圖圖39：2022-2025 年乘用車激光雷達市場規模測算年乘用車激光雷達市場規模測算 數據來源：中汽協，沙利文，東吳證券研究所測算 2.5.2.應用種類：應用種類：EEL/VCSEL 應用廣泛，應用廣泛，905/1550 或將共存或將共存 按工藝劃分，按工藝劃分，EEL、VCSEL 激光雷達光芯片中應用最為廣泛激光雷達光芯片中應用最為廣泛。EEL 采用納米堆疊激光發射器激光接收器驅動部件基座成像二極管MEMES透鏡激光二極管成像二極管激光二極管MEMS透鏡2022E2022E2023E

113、2023E2024E2024E2025E2025E全球乘用車銷量（萬輛）5700587160476229全球乘用車銷量yoy3%3%3%全球新能源乘用車滲透率18.4%24.7%31.4%40.1%全球新能源乘用車銷量（萬輛）1049145018992498中國乘用車銷量（萬輛）2150221522812349中國乘用車銷量yoy3%3%3%中國新能源車滲透率25.6%31.6%43.8%55.3%中國新能源乘用車銷量（萬輛）5507009991299全球乘用車激光雷達滲透率2%7%13%18%中國乘用車激光雷達滲透率3%10%16%20%全球-搭載激光雷達乘用車數量（萬輛）全球-搭載激光雷達

114、乘用車數量（萬輛）2121102102247247450450中國-搭載激光雷達乘用車數量（萬輛）中國-搭載激光雷達乘用車數量（萬輛）17177070160160260260全球-平均每車激光雷達搭載量（顆）1.61.722.3中國-平均每車激光雷達搭載量（顆）1.622.32.5全球-乘用車激光雷達出貨量（萬顆）全球-乘用車激光雷達出貨量（萬顆）343417317349449410341034中國-乘用車激光雷達出貨量（萬顆）中國-乘用車激光雷達出貨量（萬顆）2626140140368368649649全球-激光雷達平均價格（美元）1000700600550中國-激光雷達平均價格（美元）90

115、0600550450全球乘用車激光雷達市場規模（億美元）全球乘用車激光雷達市場規模（億美元）3.43.412.112.129.629.656.956.9全球乘用車激光雷達市場規模-yoy259.9%145.2%92.0%中國乘用車激光雷達市場規模（億美元）中國乘用車激光雷達市場規模（億美元）2.42.48.48.420.220.229.229.2中國乘用車激光雷達市場規模-yoy253.2%140.8%44.5%全球乘用車市場中國乘用車市場車載激光雷達市場規模 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 26/42 技術（P-N

116、 結相互堆疊），主要優點是在小區域/小尺寸內提供高功率激光輸出，這使其成為遠程激光雷達的首選技術。從供應廠商來看，歐司朗的 EEL 光芯片在汽車電子中獲主流應用，Lumentum 的 EEL 芯片則主要用于消費級別。VCSEL 芯片也具備激光雷達所需的優良性質，同時制造工藝與 EEL 相兼容，大規模制造的成本較低。由于歐司朗掌握著 EEL 光芯片的重要專利技術，其余光芯片廠商主要從 VCSEL 芯片尋求突破，Lumentum、Finisar、II-VI、長光華芯等國內外巨頭在這一領域均有布局。按波長劃分，按波長劃分，905nm 為激光雷達光芯片首選波長。為激光雷達光芯片首選波長。905nm 激

117、光器可搭配硅基光電探測器來接收激光，因為根據前述光譜響應曲線，硅能在 905nm 波長處吸收光子；而1550nm 激光器則需 InGaAs 探測器，后者的成熟度較低且成本更高。此外，由于當前VCSEL 光芯片下游領域中消費電子占主體，故其制造廠商的產能以 940nm 居多。在車載激光雷達尚未放量之際，為節約成本，部分廠商也將 940nm 的 VCSEL 激光器用于激光雷達，其可在短距雷達中發揮效力。在半導體激光器之外，在半導體激光器之外，1550nm 光纖激光器亦得到關注。光纖激光器亦得到關注。上述 EEL、VCSEL 光芯片均屬于半導體激光器，以半導體材料為泵浦源；光纖激光器則是另一種固體激

118、光器，以光作為泵浦源，換言之，半導體激光器除了直接發光外，還可作為其泵浦源。由于 1550nm遠離人眼吸收的可將光波長，相較于 905nm，同等功率的 1550nm 能使對人眼的安全性提升40倍，故可用更大的功率來提升穿透能力。此外，1550nm配合調頻連續波（FMCW）技術不僅可檢測距離，還可利用多普勒頻移來測量物體速度。但相較于主流的 905nm 激光雷達，1550nm 的激光器與探測器的成本更高、體積更大、供應鏈成熟度較低，這些為其廣泛應用增添了成本。我們預計 1550nm 未來將與 905nm 激光器共存，其主要用于以安全性為核心賣點、價位和品牌定位較為高檔的車輛，或是用于重卡等有特殊

119、定位的車輛。根據 Yole 統計，2021 年 905nm/1550nm 所占市場份額分別為 69%/14%。2.5.3.激光雷達激光雷達光芯片市場規模光芯片市場規模 圖圖40：2022-2025 年車載激光雷達領域光芯片市場規模測算年車載激光雷達領域光芯片市場規模測算 數據來源：Yole，汽車之心，Velodyne 官網，法雷奧官網，Livox 官網，東吳證券研究所整理測算 基于對乘用車激光雷達市場規模的測算、不同掃描方式激光雷達市場占比、不同激光雷達中光芯片+探測器光芯片成本占比數據的搜集，2022-2025 年車載激光雷達領域光2022E2023E2024E2025E全球乘用車激光雷達市

120、場規模（億美元）3.412.129.656.9中國乘用車激光雷達市場規模（億美元）2.48.420.229.2機械式激光雷達所占比例66%57%50%42%MEMS激光雷達所占比例17%21%23%25%Flash激光雷達所占比例10%13%16%20%轉鏡式、棱鏡式激光雷達所占比例7%9%11%13%機械式激光雷達中激光器、探測器光芯片所占比例21%21%21%21%MEMS激光雷達中激光器、探測器光芯片所占比例21%21%21%21%Flash激光雷達中激光器、探測器光芯片所占比例25%25%25%25%轉鏡式、棱鏡式激光雷達中激光、探測器光芯片所占比例21%21%21%21%全球乘用車激

121、光雷達光芯片市場規模（億美元）全球乘用車激光雷達光芯片市場規模（億美元）0.730.732.602.606.416.4112.4012.40全球乘用車激光雷達光芯片市場規模-yoy257.9%146.0%93.7%中國乘用車激光雷達光芯片市場規模（億美元）中國乘用車激光雷達光芯片市場規模（億美元）0.510.511.811.814.374.376.376.37中國乘用車激光雷達光芯片市場規模-yoy252.0%141.8%45.6%請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 27/42 芯片的市場規模得以測算，我們預計 2025

122、 年全球激光雷達市場創造的光芯片市場規模為 12.31 億美元（包含激光器與探測器）。這一測算包含兩個假設：掃描方式的演進：機械式激光雷達的份額將逐漸減小，半固態式、固態式份額上升；激光反射、探測單元在激光雷達中的成本占比變化幅度較小。3.II-VI、lumentum 復盤：光芯片和器件龍頭的成長之路復盤：光芯片和器件龍頭的成長之路 3.1.Lumentum：消費電子消費電子 VCSEL 龍頭，車規彰顯實力龍頭，車規彰顯實力 Lumentum 是一家專業的激光器廠商，擁有全球領先的是一家專業的激光器廠商，擁有全球領先的 VCSEL 技術、技術、EEL 技術和技術和光通信激光器技術。光通信激光器

123、技術。其發展歷史可追溯至 1979 年成立的光傳輸產品供應商 Uinphase。1999 年，Uniphase 與另一家成立于 1981 年的光纖網絡產品供應商 JDS Fitel Inc.合并為JDSU，成為全球光網絡領域的領導者。2015 年，Lumentum 從 JDSU 中分離出來，成為一家獨立的上市公司，并繼承商業光學業務。Lumentum 主要分為光通信和激光器兩大主要分為光通信和激光器兩大業務部門業務部門，主要產品類型包括光芯片、光器件、光模塊、商用激光器等，產品應用領域涵蓋電信、數通、消費和工業等板塊，客戶包括蘋果、Cisco、Amazon 等國際龍頭企業。圖圖41：Lumen

124、tum 主要產品及客戶情況主要產品及客戶情況 數據來源：Lumentum FY2022 年報，Lumentum 官網，東吳證券研究所 圖圖42：Lumentum 營業收入逐年增長營業收入逐年增長 圖圖43：Lumentum 歸母凈利潤穩中向好歸母凈利潤穩中向好 數據來源：Bloomberg，東吳證券研究所 數據來源：Bloomberg，東吳證券研究所-5%0%5%10%15%20%25%30%02468101214161820FY2014FY2015FY2016FY2017FY2018FY2019FY2020FY2021FY2022營收（億美元）同比（右軸）-1012345FY2014FY20

125、15FY2016FY2017FY2018FY2019FY2020FY2021FY2022歸母凈利潤（億美元）請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 28/42 Lumentum營業收入近年來整體呈現增長趨勢，營業收入近年來整體呈現增長趨勢，FY16-FY22營收營收CAGR為為11.3%。FY2022 公司營收同比-0.02%為 17.1 億美元，其中營收比重較高的光通信業務同比-6.3%至 15.2 億美元，主要系電信產品材料和部件短缺所致，光通信業務的收入下降也導致公司 FY22 營收的下降，激光器業務同比+59.0%至

126、 1.9 億美元，主要系復工復產后客戶對千瓦級光纖激光器的需求恢復。圖圖44：Lumentum 毛利率連續毛利率連續 4 年增長年增長 圖圖45：Lumentum 研發費用率較高研發費用率較高 數據來源：Bloomberg，東吳證券研究所 數據來源：Bloomberg，東吳證券研究所 除除 FY2019 收購收購 Oclaro 帶來凈利潤的短期承壓外，公司利潤水平近年來呈現出穩帶來凈利潤的短期承壓外，公司利潤水平近年來呈現出穩中向好的發展趨勢。中向好的發展趨勢。FY2022，公司實現歸母凈利潤 4.2 億美元。毛利率處于較高水平，并已實現連續4年增長，FY2022達到46.05%，凈利率則由于

127、研發費用的增長而在FY2022出現一定下滑。公司注重技術創新，研發費用率長期維持在較高水平。公司注重技術創新，研發費用率長期維持在較高水平。FY2022，公司研發費用率為 15.5%，同比+3.2pct。公司前瞻布局公司前瞻布局 VCSEL 產品及產品及 3D 傳感，在傳感，在 VCSEL 產品市場形成領先優勢。產品市場形成領先優勢。2005年和 2007 年，JDSU 分別收購了 Agility Communication,Inc 和 Picolight,Inc，為公司帶來了面向企業、數據中心和 3D 傳感等領域 VCSEL 產品的重要技術，也拓展了 Lumentum光通信和激光器業務的深度

128、和廣度。早在 2010 年，Lumentum 就開始布局 3D 傳感市場，截至 2020 年，已累計發貨超過 8.5 億顆 3D 激光器芯片，其中 EEL 5000 萬顆，VCSEL超 8 億顆。2017-2021 年，年，Lumentum 在在 VCSEL 市場的份額均在市場的份額均在 40%以上，以上，VCSEL產品也為公司帶來大量營收。產品也為公司帶來大量營收。根據 Yole 提供的數據計算，2018 年 VCSEL 產品的收入增速超過 100%，主要系 Lumentum 開始向蘋果提供 VCSEL 芯片所致；2021 年，公司的 VCSEL 產品市場規模達到 5.2 億美元。圖圖46：

129、Lumentum 長期占據長期占據 VCSEL 市場市場 40%+份額份額 圖圖47：Lumentum VCSEL 產品收入持續增長產品收入持續增長 數據來源：Yole，東吳證券研究所 數據來源：Yole，東吳證券研究所-15%-5%5%15%25%35%45%FY2014FY2015FY2016FY2017FY2018FY2019FY2020FY2021FY2022毛利率凈利率0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%FY2014FY2015FY2016FY2017FY2018FY2019FY2020FY2021FY20220%10%20%30%40%50%60%70%80%90%1

130、00%20172018201920202021LumentumII-VI其他0%20%40%60%80%100%120%012345620172018201920202021VCSEL收入（億美元）同比（右軸）請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 29/42 智能手機人臉識別功能改寫智能手機人臉識別功能改寫 3D 傳感行業格局，為傳感行業格局，為 Lumentum 的的 VCSEL 產品帶來產品帶來廣闊市場。廣闊市場。2017 年之前，3D 傳感主要應用于工業傳感、激光打印、光學鼠標等。2017年 11 月，蘋果公司發布的

131、 iPhone X 產品放棄了觸摸式指紋解鎖（Touch ID），開創性地采用 3D 人臉識別（Face ID），并通過搭載 VCSEL 實現人臉識別功能，iPhone X 因此成為全球首款大規模使用 3D 傳感功能的消費電子終端。在此之后，整個產業生態快速成熟，3D 傳感在人臉支付、虛擬現實（VR）、安防監控和機器人等市場領域陸續得到應用，VCSEL 戶外使用波長穩定的特性也為使其成為移動 3D 傳感的熱門選擇。圖圖48：自自 2018 年起，蘋果就成為年起，蘋果就成為 Lumentum 第一大客戶第一大客戶 數據來源：Lumentum FY2015-FY2022 年報，東吳證券研究所（注：

132、*表示占總收入百分比小于 10%）自自 2018 年向年向 iPhone 提供提供 VCSEL 芯片以來，蘋果就成為芯片以來，蘋果就成為 Lumentum 的第一大客的第一大客戶，來自于蘋果的收入份額穩定在戶，來自于蘋果的收入份額穩定在 20%以上。以上。2020 年，蘋果發布的新款 iPad 和 iPhone首次搭載了基于 dToF 的激光雷達，其中可尋址 VCSEL 陣列由 Lumentum 提供。根據計算，FY18-FY22，Lumentum 來自蘋果的收入分別為 3.7/3.3/4.4/5.3/4.9 億美元。Lumentum 常采用合作的方式拓展常采用合作的方式拓展 VCSEL 市場

133、，與其他領域的頭部企業共同開發市場，與其他領域的頭部企業共同開發具有市場前景的產品。從應用場景看，側重于具有市場前景的產品。從應用場景看，側重于 3D 傳感和汽車激光雷達。此外，傳感和汽車激光雷達。此外，Lumentum也長期采用并購和產品開發提高在光芯片市場的核心競爭力。也長期采用并購和產品開發提高在光芯片市場的核心競爭力。表表6：Lumentum 通過合作、并購和產品開發提通過合作、并購和產品開發提升升核心競爭力核心競爭力 時間時間 事件類型事件類型 事件簡介事件簡介 2018 年 12 月 并購 完成對 Oclaro 的收購，為公司帶來業界領先的磷化銦(InP)激光器、光子集成電路(PI

134、C)和相干器件模塊研發制造實力 2020 年 2 月 合作 與 Infinera 宣布合作，將基于 XR 光學的網絡解決方案推向市場，以應對運營商在提供新的 5G、增強型寬帶和基于云網絡的商業服務方面所面臨的傳輸網絡挑戰 2020 年 11 月 并購 宣布收購 TriLumina 部分專利和其他知識產權在內的部分技術資產 2021 年 3 月 產品開發 首發五結和六結 VCSEL 陣列，實現單個發射器的光功率超過 2W，從而使一平方毫米 VCSEL 陣列的峰值功率超過 800W 2021 年 5 月 合作 與 AI 視覺芯片公司 Ambarella、CMOS 圖像傳感器解決方案供應商 ON S

135、emiconductor 合作，以Ambarella 的 AI 視覺 SoC 為基礎，通過結合 Lumentum 高性能 VCSEL 陣列和 ON Semiconductor 的圖像傳感器，提供用于生物識別、3D 電子鎖和其他智能傳感應用的系統解決方案 2021 年 12 月 合作 與 Stanley 合作，開發應用于汽車應用的高功率紅外 VCSEL 產品，成為世界首款使用紅外 VCSEL 的車載傳感設備 2022 年 1 月 合作 與激光雷達傳感器制造商 Hesai 合作，提供領先的多結 VCSEL 陣列制造規模，開發了業界首個用于高級輔助駕駛系統（ADAS）的 200 米長距離基于 VCS

136、EL 的混合固態定向激光雷達解決方案 2022 年 4 月 產品開發 陸續推出高性能 M 系列多結 VCSEL 陣列產品 M51-100、M52-100、M53-100，峰值功率分別為 70W、CienaCienaCiscoCiscoHuaweiHuaweiAlphabetAlphabetAppleAppleFY20140.16*0.10*FY20150.140.12*FY20160.170.130.17*FY20170.190.120.17*FY20180.11*0.11*0.30FY20190.14*0.15*0.21FY2020*0.13*0.26FY20210.10*0.11*0.30

137、FY20220.13*0.29 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 30/42 100W、400W，在 3D 傳感、機器人技術、汽車和工業激光雷達等領域得到應用 2022 年 6 月 合作 與化合物半導體晶圓產品供應商 IQE 簽署戰略協議，IQE 為 Lumentum 的 VCSEL 等激光產品提供支持3D 傳感、汽車激光雷達及光網絡應用的外延片，以此拓展在汽車和生物識別領域的應用 2022 年 7 月 合作 與高精度貼片機供應商 MRSI 在激光雷達領域展開合作，提供汽車激光雷達的創新性解決方案 2022 年 8 月

138、 并購 完成與 NeoPhotonics 的合并，提高公司在光器件領域的市場競爭力，抓住在云計算、電信基礎網絡設施等領域的發展機會，為高速光網絡客戶提供差異化的光子學技術產品組合 數據來源：Lumentum 官網，GlobeNewswire，Ambarella 官網，Stanley 官網，GoPhotonics，Biometric Update，ElectroOptics，東吳證券研究所 Lumentum 股價整體呈上升趨勢股價整體呈上升趨勢，下游市場景氣度、收購信號的發布以及產品供應形勢的變化是 Lumentum 股票價格影響的主要因素。圖圖49：Lumentum 股價復盤（美元）股價復盤（

139、美元）數據來源：Lumentum 官網，Lumentum FY2016 年報，Optica，CNBC，Benzinga，MEMS，Photonics Media，MarketWatch，東吳證券研究所 3.2.II-VI：光芯片：光芯片+碳化硅，持續收購注入增長動能碳化硅，持續收購注入增長動能 II-VI 公司成立于 1971 年，并于 1987 年在納斯達克上市，是工程材料和光電元件的全球領導者。2022年7月，II-VI完成對Coherent的收購，合并后的公司更名為Coherent，并重新劃分了材料部門、網絡部門和激光部門，我們將重點分析收購 Coherent 前的業務情況。II-VI

140、產品體系健全，下游市場廣闊。產品體系健全，下游市場廣闊。2019 年 II-VI 收購 Finisar 后，公司將激光解決方案、光子學和性能產品重新整合，形成光子學解決方案和化合物半導體兩大部門。形成光子學解決方案和化合物半導體兩大部門。圖圖50：II-VI 產品體系健全，下游市場廣闊產品體系健全，下游市場廣闊 數據來源：II-VI FY2020 年報，東吳證券研究所 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 31/42 主要產品包括收發器、ROADM、工程材料、先進光學設備、激光設備和系統，等等。公司生產的工程材料、光電元件

141、和器件在通信、工業、汽車、半導體資本設備、生命科學、航空航天及國防、消費電子等領域得到廣泛應用，各事業部均積累了大量的優質客戶資源。截至 2022 年，II-VI 已在全球 24 個國家的 130 個地區建址，全球員工數量超過 28000 名。持續增長的營收規模是持續增長的營收規模是 II-VI 的一大亮點。的一大亮點。從 II-VI 長期營收數據看，從 1995 年至今的 28 年以來，除 FY2002 和 FY2009 外，公司營收規模持續增加，FY2001 突破 1 億美元，FY2018 突破 10 億美元，FY2022 實現 33.2 億美元營收。FY1995-2008 營收 CAGR

142、為 20.5%，FY2009-2022 CAGR 為 20.6%。II-VI 能在近 30 年時間持續穩定增長，重要原因在于長期外延并購，并以此獲取關鍵產品和技術，抓住市場機遇，實現競爭優勢。圖圖51：II-VI 成長的關鍵階段始終伴隨收購成長的關鍵階段始終伴隨收購 數據來源：II-VI 官網，II-VI FY2017、FY2021 年報，II-VI Investor Presentation Nov,2017，II-VI Investor Presentation Sept,2022,東吳證券研究所 II-VI 公司成長的重要階段始終伴隨關鍵并購的發生。公司成長的重要階段始終伴隨關鍵并購的發

143、生。自 1995 年起，公司就開始了“外延并購”的歷程，并將并購視作實現公司長期發展的重要戰略：（1）II-VI 在在 20 世紀末世紀末完成兩項收購（完成兩項收購（Virgo Optics、Lightning Optical），幫助公司拓展了微型光學器件市場，兩項收購也幫助 II-VI 在 1997年實現 5270 萬美元的收入，幾乎是 3 年前收入總額的三倍；（2）2001 年，年，II-VI 收購了一家生產用于工業和軍事二氧化碳激光器的公司收購了一家生產用于工業和軍事二氧化碳激光器的公司 Laser Power，該公司近一半的銷售額都來自與軍方的合同。通過對 Laser Power 收購

144、，II-VI 順利開拓了國防軍事領域市場，使公司在 2001 財年的收入增加了 66%；（3）2004 年年 12 月，月，II-VI 簽署了對簽署了對 Marlow 公司的收購協議公司的收購協議，鞏固了公司在光學和光電元件方面的領先地位，并帶來未來數年營收的持續增長；（4）2009 年年 12 月，月，II-VI 收購了中國激光機光學產品生產商收購了中國激光機光學產品生產商 Photop（高意）（高意），該公司在光電產品與系統模塊、消費電子等業務上具有全球領先地位。此次收購開啟了 II-VI 進軍光通信市場的帷幕，幫助公司走出全球性的金融危機并在 FY2010 迅速扭轉營收 請務必閱讀正文之

145、后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 32/42 頹勢，并帶動 FY2011 收入增加 46%，此舉也開拓了公司在中國的市場；（5）2014 年，年，II-VI 收購了收購了 Laser Enterprise 和和 Network Solutions 公司公司，加之受益于全球光通信市場的需求擴張，FY2014 公司營收實現快速增長；（6）2019 年年 9 月，月，II-VI 收購了全球光通信領域巨頭收購了全球光通信領域巨頭 Finisar，有效拓展了化合物半導體和光子學解決方案平臺。Finisar 擁有適用于 3D 傳感和激光雷達的領先

146、 GaAs 平臺，在收購時已具備 25G、100G、400G 數據中心收發模塊、940nm DFB 激光器、VCSEL陣列等產品的生產能力。在完成對 Finisar 收購后，II-VI 營收曲線陡升，收入體量得到顯著擴大，FY2020 營收規模達 23.8 億美元，增速為 75%，開創歷史新高；（7）2022 年年 7 月，月，II-VI 完成對完成對 Coherent 的收購的收購，II-VI 在材料方面的技術知識與Coherent 在激光系統方面的規模形成互補，增添了公司業務類型的多樣性，并很大程度拓展了公司的經營規模，進而實現公司在材料、網絡和激光領域的全球領導地位。收購信號的釋放是收購

147、信號的釋放是 II-VI 公司的股價變動的一個重要因素。公司的股價變動的一個重要因素。從 II-VI 長期的股價表現來看，當宣布進行收購時，通常能夠帶來公司股價短期的回升。此外，下游行業（如數通市場、3D 傳感等）的市場景氣度也會對公司股價產生較為顯著的影響。近年來公司完成了多項大型收購，股價波動較為明顯。圖圖52：II-VI 股價復盤股價復盤（美元）（美元）數據來源：II-VI 官網，GlobeNewswire，Optics，II-VI FY2017、FY2021 年報，東吳證券研究所 II-VI 公司的毛利率、凈利率長期保持穩定。公司的毛利率、凈利率長期保持穩定。公司毛利率長期保持在 35

148、%以上的較高水平，除 FY2020 由于收購 Finisar 產生收購費用造成凈利潤為負外，公司凈利率長期保持在 7%左右。FY2022，公司毛/凈利率分別為 38.1%、7.1%。從研發費用率曲線的走從研發費用率曲線的走勢來看，公司對產品和技術開發的重視程度在不斷提高。勢來看，公司對產品和技術開發的重視程度在不斷提高。FY2020，公司加大了對 5G 技術、3D 傳感、磷化銦、激光雷達等新興市場產品的開發力度，研發費用率達 14.3%，為歷史最高水平，FY2022 研發費用率為 11.4%。根據公司公告，截至 2022 年 7 月，II-VI工程和技術員工超過 4400 名，專利數量超過 3

149、000 份。請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 33/42 圖圖53：II-VI 公司毛利率、凈利率長期穩定公司毛利率、凈利率長期穩定 圖圖54：II-VI 對研發的重視程度在不斷提高對研發的重視程度在不斷提高 數據來源：Bloomberg，東吳證券研究所 數據來源：Bloomberg，東吳證券研究所 3.3.商業模式探討：需求變化快、盈利不穩定，把握上行周期商業模式探討：需求變化快、盈利不穩定，把握上行周期 光通信行業的需求端存在明顯的“脈沖式”特征，各階段光芯片的需求重心不一致，光通信行業的需求端存在明顯的“脈沖式”

150、特征，各階段光芯片的需求重心不一致，相關企業的盈利情況受市場剛性需求的影響較大。相關企業的盈利情況受市場剛性需求的影響較大。以源杰科技為例，2020 年我國 5G 基站大幅建設并積極采用25G光芯片，公司抓住了發展機遇，2020營收同比增長高達187%，而當 2021 年 5G 基站調整為 10G 光芯片方案后，同年公司收入出現下滑。2017 年底蘋果采用VCSEL芯片實現人臉識別功能后，蘋果占Lumentum營收份額迅速飆升至30%，也能在一定程度上體現光芯片行業的需求脈沖性。在 4G 基站大規模建設、5G 基站大規模建設、數據中心大規模建設三個明顯的階段中，II-VI、Lumentum 股

151、價也隨市場需求重心變化呈現出“脈沖式”特征，在三個階段的初期，股票價格都會迎來上升期，隨著市場成熟，競爭加劇，股票價格會出現一定程度的波動和下降。圖圖55：II-VI、Lumentum 股價隨市場需求變化呈現“脈沖式”特征股價隨市場需求變化呈現“脈沖式”特征 數據來源：Bloomberg，東吳證券研究所繪制；注：股價單位為美元 另一方面，當前下游光模塊的市場驅動力已從骨干網絡建設、光纖入戶轉變為數據中心的建設需求。具體來看，數據中心市場也存在需求迭代，目前正處于需求升級的關數據中心市場也存在需求迭代，目前正處于需求升級的關鍵時期。鍵時期。國內外互聯網公司對光模塊的速率要求從 100G 升級至

152、200G/400G，相應地，數通領域的光芯片速率正從 25G 向 50G 迭代，50G 及以上高速率光芯片正處于上行期，請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 34/42 相關產品需求預計將呈現迅猛增長。圖圖56：200G/400G 光模塊迎來上行期，帶動光模塊迎來上行期，帶動 25G 以上光芯片需求以上光芯片需求增長增長（百萬美元）（百萬美元）數據來源：源杰科技-發行人及保薦機構第二輪回復意見，LightCounting，東吳證券研究所整理 光芯片和光通信器件毛利率通常呈現出先升高后降低的趨勢。光芯片和光通信器件毛利率通常

153、呈現出先升高后降低的趨勢。在新產品剛研制完成時，由于工藝水平尚不成熟，加之產品良率較低，毛利率也相對不高；隨著技術水平的提升和產能的提升，毛利率迎來增長期；此后相關產品的市場競爭日趨飽和，毛利率將出現回落。因此，為實現長期良好的利潤水平，光芯片公司需要持續開發契合市場需求因此，為實現長期良好的利潤水平，光芯片公司需要持續開發契合市場需求的產品，把握利潤水平的上行期。的產品，把握利潤水平的上行期。產品開發需要投入一定成本，市場開拓和客戶關系的確立也需要花費一定時間，若在市場釋放新的需求信號后再開發新產品，可能會錯過上行期，即當產品最終投入市場時，產品的利潤水平可能已處于回落階段。因此，具備一定資

154、金實力的企業會選擇通過并購的方式快速獲得技術、產品和客戶資源，以此趕上上行期。由此，光芯片廠商欲實光芯片廠商欲實現長期成長，可通過持續的并購和技術研發開啟良性的成長循環，注重“戰略適配性”現長期成長，可通過持續的并購和技術研發開啟良性的成長循環，注重“戰略適配性”以更好地迎合市場需求。以更好地迎合市場需求。II-VI 和 Lumentum 均采用了該發展邏輯，通過持續的戰略收購和產品開發應對光通信行業的“脈沖性”特征，實現了行業內領先的成長能力。圖圖57：光通信廠商利潤水平波動周期光通信廠商利潤水平波動周期 圖圖58：光芯片廠商良性成長循環路徑光芯片廠商良性成長循環路徑 數據來源：東吳證券研究

155、所繪制 數據來源：東吳證券研究所繪制 產品體系健全度和產業鏈整合能力也是影響光通信企業增長穩定性的重要因素。產品體系健全度和產業鏈整合能力也是影響光通信企業增長穩定性的重要因素。II-VI、Lumentum以及國內領先光芯片廠商源杰科技紛紛采用以及國內領先光芯片廠商源杰科技紛紛采用 IDM設計生產模式設計生產模式，在該模式下，芯片設計、制造、封裝到測試都由制造商負責，進而可實現對整個產業鏈 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 35/42 的覆蓋。我們認為，光芯片廠商采用 IDM 模式，能夠（1）有效發揮核心材料供應鏈運營

156、聯動，弱化供應商原材料供應對生產經營的約束，同時占據供應鏈多生態位也削弱了“牛鞭效應”對公司產能規劃和庫存管理的影響，保障公司增長的穩健性；（2）設計、制造、封裝全環節協同優化，保證產品從設計到制造環節的一體性，降低產品良率下滑對公司業績的影響；（3）IDM 廠商產品速率更快，增強了企業抵御市場波動和需求變化的能力，保障企業增長的穩定性。II-VI 和和 Lumentum 都擁有豐富的產品體系和廣闊的下游市場。都擁有豐富的產品體系和廣闊的下游市場。從方式上看，兩家公司都采用了收購來拓寬產品體系。II-VI 近期收購了 Coherent，Lumentum 則收購了NeoPhotonics，盡管在

157、收購完成后II-VI的業務結構更加分散，而Lumentum則更加集中，但收購行為無疑都拓寬了公司的產品和市場。我們認為，提升產品體系豐富度，能夠：（1）通過多樣化的產品種類布局滿足客戶差異化需求，拓展了公司的下游市場，多元化的收入來源平衡了光通信行業需求“脈沖性”造成的收入及利潤變動，提升公司的運營穩健型；（2）豐富的產品結構也提高了公司為客戶提供系統解決方案的能力和對客戶需求變化的響應能力，為公司帶來潛在的發展和增長機遇。圖圖59：II-VI 收購收購 Coherent 豐富產品結構豐富產品結構 圖圖60：Lumentum 收購收購 NeoPhotonics 豐富產品結構豐富產品結構 數據來

158、源：II-VI Investment Presentation September 2022，東吳證券研究所 數據來源：Lumentum to Acquire NeoPhotonics，東吳證券研究所 4.國產化展望：遠期趨勢確定，立足光通信，切入車規國產化展望：遠期趨勢確定，立足光通信，切入車規 4.1.政政策扶持，光芯片國產化穩步推進策扶持，光芯片國產化穩步推進 國內光芯片企業正加速研發進度，光芯片國產化趨勢保持樂觀。光芯片的國產替代光芯片的國產替代呈現出“從下游向上游傳導，從低端向高端過渡，政策手段有效扶持”的特征。呈現出“從下游向上游傳導，從低端向高端過渡，政策手段有效扶持”的特征。（

159、1）從下游向上游傳導：）從下游向上游傳導：在光通信產業鏈中，下游國內頭部光模塊廠商已具備較強實力和較大規模。在光通信產業鏈中，下游國內頭部光模塊廠商已具備較強實力和較大規模。據Lightcounting 統計，2010 年全球十大光模塊廠商中國內廠商僅有 1 家，2021 年有 5 家國內光模塊廠商躋身 TOP10，其中旭創科技與 II-VI 并列第一位。我國光模塊龍頭企業的全球市場競爭力突飛猛進，海外廠商逐漸趨于劣勢地位，光模塊國產替代已基本完成。請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 36/42 2021 年躋身全球十大

160、光模塊廠商的年躋身全球十大光模塊廠商的 5 家國內企業都著力布局光芯片，產業鏈家國內企業都著力布局光芯片，產業鏈縱向縱向布局。布局。中際旭創全資子公司蘇州旭創 2021 年開始“激光器芯片技術”研發，包括 DFB、EML、VCSEL 芯片技術、50G PAM5 技術等；華為早在 2013 年便通過收購比利時硅光子公司 Caliopa 進入光芯片市場；海信寬帶旗下芯片事業部具備業內領先的從外延生長到激光器芯片整個鏈條的制造工藝能力，2021 年芯片的展品包括 10G/25G DFB、25G LAN-WDM/MWDM/CWDM DFB Chips、56Gbaud PAM4 EML、10G/25G

161、Tunable、High Power 等激光器芯片；新易盛完成了對 Alpine Optoelectronics 的收購，并借此深入硅光子芯片技術的市場競爭。光迅科技已實現 10G 及以下光芯片批量供貨，25G 光芯片規模出貨，目前正加大研發力度，穩步提升 25G 光芯片產品工藝。我們認為，隨著國內光模塊廠商全球份額持續提升、光芯片技術不斷成熟及光模塊我們認為，隨著國內光模塊廠商全球份額持續提升、光芯片技術不斷成熟及光模塊應用領域應用領域拓寬拓寬，國內光芯片產業鏈有望進一步優化整合，隨之迎來國產替代機遇。，國內光芯片產業鏈有望進一步優化整合，隨之迎來國產替代機遇。圖圖61：2010-2021

162、全球光模塊廠商份額變化全球光模塊廠商份額變化 數據來源：LightCounting，東吳證券研究所（2）從低端向高端過渡：）從低端向高端過渡：圖圖62：全球全球 2.5G 及以下及以下 DFB/FP 激光器芯片市場份額激光器芯片市場份額 圖圖63：全球全球 10G DFB 激光器芯片市場份額激光器芯片市場份額 數據來源：ICC，東吳證券研究所 數據來源：ICC，東吳證券研究所 中低速率光芯片（中低速率光芯片（10G 及以下）：國內廠商占有較高市場份額，由于成本競爭等因及以下）：國內廠商占有較高市場份額，由于成本競爭等因素，相關市場已基本被我國光芯片產品廠商替代，國內光芯片廠商具備較強競爭力。素

163、，相關市場已基本被我國光芯片產品廠商替代，國內光芯片廠商具備較強競爭力。根據光通信用光芯片市場調查報告 2020，10G 及以下速率光芯片已基本實現替代，用于接入網 PON 模塊的 10G 及以下速率的光芯片已實現幾乎 100%的自主供應，10G DFB 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 37/42 激光器芯片、PIN PD 探測器芯片、VCSEL 芯片均已實現完全國產化替代。源杰科技公司公告中也指出，我國光芯片企業已基本掌握 2.5G、10G 光芯片核心技術，除少數技術門檻較高的產品型號對進口存在一定依賴外，已基本實

164、現國產化。國內已涌現出源杰科技、中科光芯、仕佳光子、武漢敏芯、云嶺光電等企業，在部分中低速率光芯片產品的市場中占據了較高份額。高速率光芯片（高速率光芯片（25G 及以上）：國產化率仍處于較低水平，國內頭部廠商已先后開及以上）：國產化率仍處于較低水平，國內頭部廠商已先后開展研發生產，市場參與度有待進一步提高。展研發生產，市場參與度有待進一步提高。根據 ICC 統計，2020 年 25G 光芯片國產化率約為 20%，25G 以上光芯片國產化率則低至 5%。隨著數通市場的持續繁榮，目前國內廠商正加速 25G 及以上光芯片的開發節奏。近年來，國內頭部廠商的高速率芯片進展態勢樂觀，源杰科技、光迅科技、仕

165、佳光子、云嶺光電、武漢敏芯等企業已具備 25G 及以上部分光芯片產品生產能力。表表7：不同速率光芯片主要競爭格局不同速率光芯片主要競爭格局 產品速率產品速率 主要應用領域主要應用領域 海外頭部海外頭部 光芯片廠商光芯片廠商 國內光芯片廠商國內光芯片廠商 專業光芯片廠商專業光芯片廠商 綜合光芯片模塊廠商綜合光芯片模塊廠商 2.5G 光纖接入 10G 光纖接入 移動通信網絡 數據中心 25G 及以上 移動通信網絡 數據中心 數據來源：源杰科技-發行人及保薦機構第二輪回復意見，東吳證券研究所（注：代表市場參與度）（3）政策手段有效扶持：）政策手段有效扶持：國家對光電子技術產業給予了高度重視，政策措施

166、持續聚焦光芯片及其下游應用領國家對光電子技術產業給予了高度重視，政策措施持續聚焦光芯片及其下游應用領域的發展。域的發展?！皷|數西算”戰略的逐步落地，“5G 建設”的持續投入，有效推動了國內數通和電信市場的發展，從產業鏈下游為國內光芯片市場注入了強大動能，對光芯片開發的直接推動政策和相關要求也持續發布，我國光芯片廠商正逐步縮小與海外廠商的差距。與此同時，工信部于 2022 年 6 月啟動了中國光電子器件產業技術發展路線圖（2023-2027 年）的編制，預計未來國家政策將持續高度重視光電子技術產業，光芯片產業生態圈有望進一步拓寬。表表8：近年國家扶持光芯片的部近年國家扶持光芯片的部分重要政策匯總

167、分重要政策匯總 相關政策相關政策 頒布機構頒布機構 頒布時間頒布時間 相關內容和規定相關內容和規定 “十四五”數字經濟發展規劃 國務院 2022 年 1 月 加快構建算力、算法、數據、應用資源協同的全國一體化大數據中心體系，加快實施“東數西算”工程，推進云網協同發展，提升數據中心跨網絡、跨地域數據交互能力。加快企業數字化轉型升級，全面深化重點產業數字化轉型?！半p千兆”網絡協同發展行動計劃（2021-2023 年）工信部 2021 年 3 月 加快產業短板突破，鼓勵光纖光纜、芯片器件、網絡設備等企業針對 5G芯片、高速 PON 芯片、高速無線局域網芯片、高速光模塊、高性能器件等薄弱環節，加強技術

168、攻關，提升制造能力和工藝水平。請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 38/42 基礎電子元器件產業 發 展 行 動 計 劃（2021-2023 年）工信部 2021 年 1 月 重點發展高速光通信芯片、高速高精度光探測器、高速直調和外調制激光器、高速調制器芯片、高功率激光器、光傳輸用數字信號處理器芯片、高速驅動器和跨阻抗放大器芯片。中國光電子器件產業技術發展路線圖（2018-2022 年）中國電子元件行業協會 2017 年 12 月 25Gb/s 及以上 DFB 激光器芯片規模生產，200G、400G 產品規?；a，提高

169、核心光電子芯片國產化。推動上下游產業鏈互聯互通，發揮產業鏈下游優勢，確保在 2022 年中低端光電子芯片國產化率超過 60%，高端光電子芯片國產化率突破 20%。產業關鍵共性技術發展指南（2017 年）工信部 2017 年 10 月 將“高速光通信關鍵器件和芯片技術”列入優先發展范疇?！笆濉眹铱萍紕撔乱巹?國務院 2016 年 7 月 發展微電子和光電子技術，重點加強極低功耗芯片、新型傳感器、第三代半導體芯片和硅基光電子、混合光電子、微波光電子等技術與器件研發。數據來源：國務院，工信部，中國電子元件行業協會，東吳證券研究所 4.2.相關公司梳理相關公司梳理 4.2.1.長光華芯：長光華芯

170、：平臺型激光芯片龍頭平臺型激光芯片龍頭，VCSEL 布局領先布局領先 長光華芯專注半導體激光芯片、器件及模塊等激光行業核心元器件的研發、生產與銷售，是半導體激光行業全球少數具備高功率激光芯片量產能力的企業之一。是半導體激光行業全球少數具備高功率激光芯片量產能力的企業之一。公司于2018 年成立 VCSEL 事業部，依托 IDM 模式在國內率先建立 VCSEL 芯片 6吋線，并于2020 年推出 VCSEL 光芯片，建立了針對 VCSEL 及光通信芯片的完整工藝線，為客戶提供 VCSEL 芯片的技術開發服務。當前，公司的當前，公司的 VCSEL 芯片產品包含芯片產品包含 PS、TOF、SL系列、

171、波長涵蓋系列、波長涵蓋 808nm、850nm、940nm，電光轉換效率最高可達，電光轉換效率最高可達 60%以上。以上。公司營收長期維持高速增長，公司營收長期維持高速增長，18-21 年年 CAGR 達到達到 66.9%，主要受益于半導體激光芯片賽道需求快速增長。VCSEL 產品營收體量尚小，2021 上半年為 189 萬元，占比1.89%。圖圖64：長光華芯營業收入長期維持高速增長長光華芯營業收入長期維持高速增長 圖圖65：公司公司 VCSEL 芯片收入比重相對較低（芯片收入比重相對較低（2021H1）數據來源：Wind，東吳證券研究所 數據來源：長光華芯招股書，東吳證券研究所 公司綜合毛

172、利率穩定在公司綜合毛利率穩定在 50%左右左右，其中 VCSEL 芯片毛利率維持在 60%以上。隨著公司在 VCSEL 芯片市場的進一步拓展及份額的提高，公司綜合毛利率有望進一步提升。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%00.511.522.533.544.5520182019202020212022H1營業收入（億元）同比（右軸）請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 39/42 圖圖66：長光華芯綜合毛利率穩定在長光華芯綜合毛利率穩定在 50%左右左右 圖圖67：長光華芯高效率長光華芯高效率 VCS

173、EL 系列毛利率較高系列毛利率較高 數據來源：Wind，東吳證券研究所 數據來源：長光華芯招股書，東吳證券研究所 4.2.2.光迅科技：光電器件及模塊巨頭，產業鏈布局構建核心競爭光迅科技：光電器件及模塊巨頭，產業鏈布局構建核心競爭力力 光迅科技成立于 2001 年，2009 年在深交所上市，成為國內首家上市的光電子器件國內首家上市的光電子器件公司公司。公司于 2013 年收購丹麥光芯片公司 IPX，于 2016 年收購法國 Almae，通過持續的并購整合和技術積累，形成了面向電信市場和數通市場的從芯片、器件、模塊到子系形成了面向電信市場和數通市場的從芯片、器件、模塊到子系統等垂直集成能力。統等

174、垂直集成能力。根據證券日報援引公司領導的說法，光迅科技目前實現了 10G及以下速率光芯片批量供貨、25G 光芯片規模出貨，其中 25G VCSEL 基本可以自供，25G DFB 約 60%可以自供。打通“芯片打通“芯片-器件器件-模塊”產業鏈，光迅科技營收和利潤保持了長達模塊”產業鏈，光迅科技營收和利潤保持了長達 10 余年的穩定成余年的穩定成長。長。公司在光芯片產業鏈各個環節都有投入和參與，營收體量一直保持增長態勢，近年來增速維持在 10%左右，2021 年營收規模達 64.9 億元；另一方面，公司的毛利率 10 余年來一直保持在 20%-25%范圍內，凈利率則穩定在 7%左右。公司已成為光

175、通信行業的全球龍頭，根據 Omida 統計，截至 2021 年三季度，公司的全球市場占有率為 7.8%，排名位居全球第四。圖圖68：光迅科技收入持續穩定增長光迅科技收入持續穩定增長 圖圖69：光迅科技毛利率光迅科技毛利率/凈利率長期保持穩定凈利率長期保持穩定 數據來源：Wind，東吳證券研究所 數據來源：Wind，東吳證券研究所 4.2.3.源杰科技：聚焦光芯片開發，源杰科技：聚焦光芯片開發，把握把握數通市場上行期實現快速增長數通市場上行期實現快速增長 源杰科技成立于 2013 年，主營業務為光芯片的研發、設計、生產與銷售，已建立了包含芯片設計、晶圓制造、芯片加工和測試的 IDM 全流程業務體

176、系。公司持續推出激光器芯片產品：公司持續推出激光器芯片產品：2013 年，推出 2.5G 1310nm DFB 作為第一款產品；2016 年，首次推出 10G DFB 激光器；2019 年，推出無線和數據中心 25G DFB-120%-100%-80%-60%-40%-20%0%20%40%60%80%20182019202020212022H1毛利率凈利率0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%2018201920202021H1高功率單管系列高功率巴條系列高效率VCSEL系列0%5%10%15%20%25%30%35%010203040506070201220132014

177、20152016201720182019202020212022H1營業收入（億元）同比（右軸）0%5%10%15%20%25%30%20122013201420152016201720182019202020212022H1毛利率凈利率 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 40/42 CWDM/LWDM 產品；2020 年，推出硅光大功率 CW 激光器產品；2021 年，完成開發 50G DFB 產品。當前，公司的主要產品包括當前，公司的主要產品包括 2.5G、10G 和和 25G 及更高速率激光器及更高速率激光器芯片

178、系列產品等芯片系列產品等，產品體系涵蓋 2.5G 到 50G 磷化銦激光器芯片，主要應用于光通信行業，主要包括光纖接入、4G/5G 移動通信、數據中心三大下游領域，其中，25G 及以上光芯片主要應用于數據中心。圖圖70：源杰科技產品矩陣豐富，覆蓋數通等下游源杰科技產品矩陣豐富，覆蓋數通等下游 數據來源：源杰科技招股書，源杰科技-發行人及保薦機構第二輪回復意見，東吳證券研究所整理 在中低速率及在中低速率及 25G 光芯片市場中，公司已形成一定的規模，在國產光芯片廠商中光芯片市場中，公司已形成一定的規模，在國產光芯片廠商中具備領先優勢：具備領先優勢：（1）根據 ICC 統計，2021 年公司 2.

179、5G 及以下 DFB/FP 激光器芯片、10G DFB 激光器芯片發貨量在全球市場份額的占比分別為 7%、20%（全球第一）；（2）根據C&C 統計，2020 年在磷化銦半導體激光器芯片產品對外銷售的國產廠商中，公司收入排名第一，其中10G、25G激光器芯片系列產品出貨量在國內同行業公司中均排名第一。圖圖71：源杰科技收入情況（億元）源杰科技收入情況（億元）圖圖72：源杰科技毛利率情況源杰科技毛利率情況 數據來源：源杰科技招股書，東吳證券研究所 數據來源：源杰科技招股書，東吳證券研究所 除 2020 年外，源杰科技數據中心收入與 25G 光芯片收入高度接近，結合數據中心對光芯片的速率要求，可知

180、當前公司當前公司 25G 光芯片光芯片最終應用場景為最終應用場景為 100G 數通光模塊。數通光模塊。數通市場上行期，公司業績有望數通市場上行期，公司業績有望增厚增厚。200G/400G 光模塊前景廣闊，公司公司 50G PAM 4 波段波段 DFB 激光器芯片已進入設計驗證測試階段激光器芯片已進入設計驗證測試階段，該產品可應用于 200G/400G 數據中心，預計該產品的成功研發和商用推進將為公司帶來新一輪的高增長。100G 光模塊市場較為成熟，短期無法完全被更高速率光模塊替代，未來短期內公司仍有望通過 100G-50%0%50%100%150%200%0123201820192020202

181、12022H12.5G激光器芯片系列產品10G激光器芯片系列產品25G激光器芯片系列產品總營收同比（右軸）0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20182019202020212022H1綜合毛利率2.5G激光器芯片系列產品10G激光器芯片系列產品25G激光器芯片系列產品 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 41/42 數通光模塊市場獲得可觀收入。4.2.4.仕佳光子仕佳光子：從“無源從“無源+有源”走向光電集成有源”走向光電集成 仕佳光子聚焦光通信領域，采用 IDM 模式布局芯片開發，具備有

182、源和無源兩大工藝平臺，主要光芯片產品包括 PLC 分路器芯片系列、AWG 芯片系列、DFB 激光器芯片系列產品。2022 年前三季度，公司實現營收 6.85 億元，同比增長 21.2%；歸母凈利潤 0.67億元，同比增長 148.1%。5.風風險提示險提示 1）車規進度不及預期風險車規進度不及預期風險：車載激光雷達為光芯片重要增量，短期放量需要車規級驗證通過，以及產品力的背書。目前業內還沒有大批量上車的先例，車規認證的延遲可能會導致行業滲透率提升不及預期。2）國產化進展不及預期國產化進展不及預期風險風險：光芯片國產化被投資者所看好，如果國產廠商產品力低于預期，會導致更替速度較慢。3）疫情擾動風

183、險疫情擾動風險：疫情反復，會對多個下游需求產生影響，從而導致業績下修。注：本文港幣人民幣匯率取 0.90，美元人民幣匯率取 6.97，非 A 股上市公司財務數據以其財年為準。免責及評級說明部分 免責聲明免責聲明 東吳證券股份有限公司經中國證券監督管理委員會批準，已具備證券投資咨詢業務資格。本研究報告僅供東吳證券股份有限公司（以下簡稱“本公司”）的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。在任何情況下，本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議，本公司不對任何人因使用本報告中的內容所導致的損失負任何責任。在法律許可的情況下，東吳證券及其所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司

184、所發行的證券并進行交易，還可能為這些公司提供投資銀行服務或其他服務。市場有風險，投資需謹慎。本報告是基于本公司分析師認為可靠且已公開的信息，本公司力求但不保證這些信息的準確性和完整性，也不保證文中觀點或陳述不會發生任何變更，在不同時期，本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。本報告的版權歸本公司所有，未經書面許可，任何機構和個人不得以任何形式翻版、復制和發布。如引用、刊發、轉載，需征得東吳證券研究所同意，并注明出處為東吳證券研究所，且不得對本報告進行有悖原意的引用、刪節和修改。東吳證券投資評級標準：公司投資評級：買入：預期未來 6 個月個股漲跌幅相對大盤在 15%以上；增持：預期未來 6 個月個股漲跌幅相對大盤介于 5%與 15%之間；中性：預期未來 6 個月個股漲跌幅相對大盤介于-5%與 5%之間；減持：預期未來 6 個月個股漲跌幅相對大盤介于-15%與-5%之間；賣出：預期未來 6 個月個股漲跌幅相對大盤在-15%以下。行業投資評級：增持：預期未來 6 個月內，行業指數相對強于大盤 5%以上；中性：預期未來 6 個月內，行業指數相對大盤-5%與 5%；減持：預期未來 6 個月內，行業指數相對弱于大盤 5%以上。東吳證券研究所 蘇州工業園區星陽街 5 號 郵政編碼：215021 傳真：（0512）62938527 公司網址：http:/