半導體行業：AI算力系列之光通信用光芯片受益流量增長和全球份額提升-230420（31頁）.pdf

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1、1證券研究報告作者：行業評級：上次評級：行業報告|請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明強于大市強于大市維持2023年04月20日（評級）分析師 唐海清 SAC執業證書編號：S1110517030002分析師 康志毅 SAC執業證書編號：S1110522120002AI算力系列之光通信用光芯片：受益算力系列之光通信用光芯片：受益流量增長和全球份額提升流量增長和全球份額提升行業深度研究摘要2請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明代碼代碼名稱名稱2023-04-192021A2022A2023E2024E2021A2022A2023E2024E688498.SH源杰科技1590.951.001.4

2、81.92166.60158.75107.1082.74688313.SH仕佳光子780.500.661.121.50154.93117.4669.7151.81002281.SZ光迅科技2255.676.357.358.3139.6435.4430.6127.06688048.SH長光華芯1541.151.252.243.42133.51123.0568.5945.04300620.SZ光庫科技1141.311.181.582.1586.9396.5272.0452.85涉及上市公司涉及上市公司股票股票股票股票市值（億元）市值（億元）歸母凈利潤歸母凈利潤(億元億元)P/E光芯片重要性凸顯及未

3、來成長性：光芯片重要性凸顯及未來成長性：磷化銦光芯片及組件是光模塊中最大的成本項，其性能直接決定光模塊的傳輸速率，是光通信產業鏈的核心之一。根據Yole預測，磷化銦器件預計到2026年下游應用規模將達到約52億美元，20-26年復合增長率為16%。國產化率低、成長空間廣闊：國產化率低、成長空間廣闊：國內廠商在2.5G及以下、10G光芯片上具有一定優勢，但25G光芯片的國產化率約20%，25G以上光芯片的國產化率仍較低約5%。生產工藝是核心壁壘：生產工藝是核心壁壘：光芯片的制造成本中制造費用占比最高，良率決定各家能力。生產流程中，量子阱、光柵、光波導、鍍膜等環節成為競爭關鍵。涉及上市公司：涉及上

4、市公司：源杰科技（與電子團隊聯合覆蓋）、仕佳光子、光迅科技、長光華芯、光庫科技。風險提示風險提示：人才及技術更新風險；下游需求不達預期風險；競爭導致毛利率下降風險；潛在競爭的風險；全球化、國產替代不及預期；報告中引用22年業績快報僅為上市公司初步核算數據，請以公司最終公告為準。除源杰科技外，其余公司盈利預測來自wind一致預測；資料來源：wind，天風證券研究所VYlZkZPWhVkZmPmPpNaQaO9PoMmMnPnOiNqQmQfQsQoO9PnNuNNZrNtOMYmOrM目錄1.光通信用光芯片的分類及下游光通信用光芯片的分類及下游2.磷化銦光芯片市場規模及競爭格局磷化銦光芯片市場規

5、模及競爭格局3.光芯片成本分析以及技術壁壘光芯片成本分析以及技術壁壘4.涉及上市公司涉及上市公司3請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明光通信用光芯片的分類及下游光通信用光芯片的分類及下游14請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明5請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：北京通美公告，天風證券研究所1.11.1.不同類型半導體材料的應用領域不同類型半導體材料的應用領域半導體材料包括三大類：半導體材料包括三大類：1、單元素半導體材料，即以單一元素構成的半導體材料，主要包括硅（Si）、鍺（Ge），其中硅基半導體材料是目前產量最大、成本最低、應用最廣的半導體材料；2、III-V 族化合物半導

6、體材料，即以 III-V 族元素的化合物構成的半導體材料，主要包括砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP），具有電子遷移率高、光電性能好等特點，是當前僅次于硅之外最成熟的半導體材料，在 5G 通信、數據中心、光纖通信、新一代顯示、人工智能、無人駕駛、可穿戴設備、航天方面有廣闊的應用前景；3、寬禁帶半導體，以氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）等為代表，具有高禁帶寬度、耐高壓和大功率等特點，在通信、新能源汽車等領域前景廣闊，但目前成本較高。圖：圖：不同半導體材料的主要特點、應用領域不同半導體材料的主要特點、應用領域項目項目單元素半導體材料單元素半導體材料IIIIII-V V族化合物半導體材料族化合物半

7、導體材料寬禁帶半導體材料寬禁帶半導體材料硅鍺砷化鎵磷化銦氮化鎵碳化硅分子式SiGeGaAslnPGaNSiC特點儲量大、價格便宜電子遷移率、空穴遷移率高光電性能好、耐熱、抗輻射導熱性好、光電轉換效率高、光纖傳輸效率高高頻、耐高溫、大功率應用領域先進制程芯片空間衛星LED 器、射頻模組光通信充電器、高鐵電動汽車部分主要應用場景CPU、內存空間衛星太陽能電池面板大功率半導體激光器；手機、電腦射頻器件；新一代顯示；面部識別；激光雷達5G基站光模塊；數據中心光模塊；激光雷達；可穿戴設備快速充電芯片；高鐵芯片新能源汽車；充電樁6請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：源杰科技公告，天風證券研究所

8、1.21.2.光通信用光芯片分類光通信用光芯片分類光芯片按功能可以分為激光器芯片和探測器芯片，其中激光器芯片主要用于發射信號，將電信號轉化為光信號，探測器芯片主要用于接光芯片按功能可以分為激光器芯片和探測器芯片，其中激光器芯片主要用于發射信號，將電信號轉化為光信號，探測器芯片主要用于接收信號，將光信號轉化為電信號。收信號，將光信號轉化為電信號。激光器芯片按出光結構可進一步分為面發射芯片和邊發射芯片，面發射芯片包括激光器芯片按出光結構可進一步分為面發射芯片和邊發射芯片，面發射芯片包括 VCSEL 芯片，邊發射芯片，邊發射EEL芯片包括芯片包括 FP、DFB 和和 EML 芯片；芯片；探測器芯片，

9、主要有探測器芯片，主要有 PIN 和和 APD 兩類。兩類。激光器芯片按照材料體系劃分，可以分為砷化鎵激光器芯片按照材料體系劃分，可以分為砷化鎵GaAs和磷化銦和磷化銦Inp兩套材料體系。兩套材料體系。圖：圖：光芯片在光通信系統中應用光芯片在光通信系統中應用圖：激光器芯片和探測器芯片特點圖：激光器芯片和探測器芯片特點7請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：Yole，華經產業研究院公眾號，半導體照明網，天風證券研究所1.31.3.磷化銦光芯片磷化銦光芯片：分類及下游應用：分類及下游應用按導電性能，按導電性能，InP襯底主要分為半導電和半絕緣襯底襯底主要分為半導電和半絕緣襯底半導體襯底分

10、為N型和P型半導電襯底：1）N 型摻Sn InP 主要用于激光二極管。2）N 型摻S的InP 不僅用于激光二極管，而且還用于光探測器。3）P 型摻Zn InP 主要用于高功率激光二極管。半絕緣襯底按照是否摻雜分為摻雜半絕緣襯底和非摻雜半絕緣襯底，半絕緣襯底主要用于制作射頻器件。從全球磷化銦襯底應用情況來看，據從全球磷化銦襯底應用情況來看，據Yole數據顯示，數據顯示，2020年光模塊器件、傳感器件、高端射頻器件三者銷量占比分別為年光模塊器件、傳感器件、高端射頻器件三者銷量占比分別為83%、4%和和14%。光模塊器件和高端射頻器件是磷化銦下游主要的應用。光模塊器件和高端射頻器件是磷化銦下游主要的

11、應用。圖：圖：磷化銦襯底的分類及用途磷化銦襯底的分類及用途圖：圖：20202020年全球磷化銦襯底下游市場銷量結構情況年全球磷化銦襯底下游市場銷量結構情況磷化銦襯底半導電襯底N型半導電襯底摻Sn激光二極管摻S激光二極管和光探測器P型半導電襯底摻Zn高功率激光二極管半絕緣襯底摻雜半絕緣襯底摻Fe2P非摻雜半絕緣襯底高純單晶襯底通過高溫退火射頻器件83%14%4%光模塊器件高頻射頻器件傳感器件8請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：源杰科技公告，天風證券研究所1.41.4.光通信系統中的光芯片位置及應用結構圖光通信系統中的光芯片位置及應用結構圖光通信是以光信號為信息載體，以光纖作為傳輸介

12、質，通過電光轉換，以光信號進行傳輸信息的系統。光通信系統傳輸信號過程中，發光通信是以光信號為信息載體，以光纖作為傳輸介質，通過電光轉換，以光信號進行傳輸信息的系統。光通信系統傳輸信號過程中，發射端通過激光器芯片進行電光轉換，將電信號轉換為光信號，經過光纖傳輸至接收端，接收端通過探測器芯片進行光電轉換，將光信號射端通過激光器芯片進行電光轉換，將電信號轉換為光信號，經過光纖傳輸至接收端，接收端通過探測器芯片進行光電轉換，將光信號轉換為電信號轉換為電信號。光芯片加工封裝為光發射組件光芯片加工封裝為光發射組件（TOSA）及光接收組件及光接收組件（ROSA），再將光收發組件再將光收發組件、電芯片電芯片、

13、結構件等進一步加工成光模塊結構件等進一步加工成光模塊。光芯片的光芯片的性能直接決定光模塊的傳輸速率性能直接決定光模塊的傳輸速率，是光通信產業鏈的核心之一是光通信產業鏈的核心之一。圖：圖：光芯片在光通信系統中應用光芯片在光通信系統中應用圖：圖：光模塊結構示意圖（光模塊結構示意圖（SFP+SFP+封裝）封裝）9請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：中際旭創公告，天風證券研究所1.51.5.光芯片及組件光芯片及組件：光模塊中最大的成本項：光模塊中最大的成本項根據中際旭創披露的根據中際旭創披露的2016年年1-8月光模塊成本構成，芯片成本占月光模塊成本構成，芯片成本占60-70%（光芯片及組

14、件占（光芯片及組件占50%，比重最大；電芯片成本占，比重最大；電芯片成本占15%），人工和），人工和其他成本占其他成本占23%；光模塊中的芯片包含：光芯片（激光器芯片和探測器芯片）、電芯片（光模塊中的芯片包含：光芯片（激光器芯片和探測器芯片）、電芯片（LD驅動芯片、驅動芯片、TIA跨阻放大芯片、跨阻放大芯片、CDR時鐘和數據電路、時鐘和數據電路、DSP、MUX&DeMUX等）。等）。圖：圖：中際旭創2016年1-8月光模塊成本構成光芯片及組件50%集成電路芯片15%結構件11%電力1%人力及其他成本23%磷化銦光芯片市場規模及競爭格局磷化銦光芯片市場規模及競爭格局210請務必閱讀正文之后的信息

15、披露和免責申明11請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：中芯晶研官網，Yole，天風證券研究所2 2.1.1.全球全球磷化銦芯片市場規模磷化銦芯片市場規模根據根據Yole預測，磷化銦器件應用領域正從傳統的數據通信和電信市場向預測，磷化銦器件應用領域正從傳統的數據通信和電信市場向C端消費市場擴展，預計到端消費市場擴展，預計到2026年下游應用規模將達到約年下游應用規模將達到約52億美億美元，元，2020-2026年年均復合增長率為年年均復合增長率為16%。數據通訊和電信仍然將是磷化銦最大應用領域，骨干網全光化和數據中心內的數據通訊和電信仍然將是磷化銦最大應用領域，骨干網全光化和數據中心

16、內的400G/800G光模塊等對磷化銦激光器件帶來持續需求，而光模塊等對磷化銦激光器件帶來持續需求，而消費電子領域應用增速更快，如消費電子領域應用增速更快，如3D傳感、可穿戴設備、無開孔屏幕傳感等。傳感、可穿戴設備、無開孔屏幕傳感等。圖：圖：2022020 0-20262026年全球磷化銦裸芯片光學應用市場預測年全球磷化銦裸芯片光學應用市場預測12請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：訊石光通訊網，源杰科技公告，天風證券研究所2.22.2.1.1.數通市場：數通市場：400G400G、800G800G逐步成為主力逐步成為主力超大規模數據中心運營商對超大規模數據中心運營商對400G的部

17、署反映了用戶對云服務需求的不斷增長，以及對更高帶寬的需求，以支持高要求的應用，包括人的部署反映了用戶對云服務需求的不斷增長，以及對更高帶寬的需求，以支持高要求的應用，包括人工智能（工智能（AI）、機器學習（）、機器學習（ML）和視頻處理。）和視頻處理。根據根據LightCounting和中際旭創預計，從和中際旭創預計，從2023年開始數據中心年開始數據中心800G光模塊將有更多需求，光模塊將有更多需求，之后逐漸增量，之后逐漸增量，2024年年800G需求將進一步提升，銷售額有望超過需求將進一步提升，銷售額有望超過400G。數通產品激光器芯片方案：數通產品激光器芯片方案：100G光模塊以4*25

18、G DFB或EML為主，也有單通道100G方案；200G光模塊以4*50G DFB或EML為主；400G光模塊以4*100G EML為主。圖：圖：常見常見3 3層數據中心架構及光互連速率演進層數據中心架構及光互連速率演進表表：數通光模塊對應的激光器芯片方案數通光模塊對應的激光器芯片方案數據中心主要光模塊類別對應速率主要模塊產品激光器芯片方案100G光模塊100G FR4 QSFP28100G LR4 QSFP28100G ER4 QSFP28100G FR1 QSFP28FR4：4*25G DFB；LR4：4*25G DFB；ER4：4*25G EML；FR1：100G EML/硅光CW 光源

19、。200G及以上速率光模塊200G FR4 QSFP-DD400G DR4 QSFP-DD400G FR4 QSFP-DD2*200G FR4 OSFPFR4：4*50G DFB/EML；400G DR4：4*100GEML/硅光 CW 光源；FR4：4*100G EML。13請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：深圳市進洋聯合科技有限公司網站，世界光通信之都公眾號，天風證券研究所2.22.2.2.2.電信市場：光纖寬帶、基站傳輸升級電信市場：光纖寬帶、基站傳輸升級光纖寬帶光纖寬帶PON技術是一種基于無源技術是一種基于無源ODN網絡的寬帶接入技術，網絡的寬帶接入技術，10G PON技

20、術已經大規模商用，可為用戶提供高達技術已經大規模商用，可為用戶提供高達1Gbps的帶寬，實現千的帶寬，實現千兆網絡的覆蓋；而下一代兆網絡的覆蓋；而下一代PON預計為預計為25G/50G PON，而，而50G和和100G/200G PON已經被已經被IEEE、ITU、FSAN和其他標準組織視為和其他標準組織視為10G PON的后的后續演進技術。續演進技術。5G前傳網絡方面，前傳網絡方面，C-RAN組網模式大量部署，組網模式大量部署，25Gb/s xWDM光模塊已廣泛應用。針對未來更高通道光模塊已廣泛應用。針對未來更高通道Massive MIMO基站、基站、U6G頻段基站、頻段基站、毫米波基站等應

21、用場景，前傳網絡帶寬需求將進一步提升，在保留現有端口數量和節約光纖資源的前提下，業界已啟動毫米波基站等應用場景，前傳網絡帶寬需求將進一步提升，在保留現有端口數量和節約光纖資源的前提下，業界已啟動50Gb/s及更高速及更高速率的下一代率的下一代5G前傳光模塊技術研究。前傳光模塊技術研究。圖：圖：PONPON速率演進速率演進表表：5G5G前傳需求演進前傳需求演進14請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：ICC，源杰科技公告，天風證券研究所2 2.3.3.磷化銦芯片市場規模磷化銦芯片市場規模從光模塊市場反推光芯片市場，源杰科技推算從光模塊市場反推光芯片市場，源杰科技推算2021年光芯片市場

22、總體在年光芯片市場總體在150億元左右，其中光纖接入、移動通信、數據中心分別為億元左右，其中光纖接入、移動通信、數據中心分別為14億、億、70億、億、63億元。根據億元。根據C&C的預測，的預測，2020-2025年全球光芯片市場的年復合增長率將達到年全球光芯片市場的年復合增長率將達到12.59%，主要受益于，主要受益于5G網絡的建設和應用，以及網絡的建設和應用，以及相應數據中心、接入網、城域骨干網等網絡基礎設施的全面升級。相應數據中心、接入網、城域骨干網等網絡基礎設施的全面升級。根據根據ICC預測預測2019-2024年，年，中國光芯片廠商銷售規模占全球光芯片市場的比例將不斷提升，中高速率光

23、芯片增長更快。中國光芯片廠商銷售規模占全球光芯片市場的比例將不斷提升，中高速率光芯片增長更快。2.5G及以下光芯及以下光芯片市場被國內光芯片企業占據主要市場份額；片市場被國內光芯片企業占據主要市場份額；10G光芯片我國企業已基本掌握核心技術，但部分型號產品仍存在較高技術門檻，依賴進光芯片我國企業已基本掌握核心技術，但部分型號產品仍存在較高技術門檻，依賴進口；口；25G及以上激光器芯片以海外供應商為主。及以上激光器芯片以海外供應商為主。表表：光通信用光芯片市場細分測算：光通信用光芯片市場細分測算圖：中國光芯片廠商銷售規模占全球光芯片市場的比例趨勢圖：中國光芯片廠商銷售規模占全球光芯片市場的比例趨

24、勢億美元光纖接入 移動通信 數據中心合計光模塊全球市場規模6.2232.0348.9587.2其中：10G及以下速率光模塊6.226.527.2319.97其中：25G及以上速率光模塊25.5141.7167.22中低速率光模塊-毛利率高速率光模塊-毛利率直接材料成本80%80%80%光芯片及組件占光模塊成本比例85%85%50%光芯片占光芯片及組件材料比例光芯片市場（億美元）2.2210.839.6922.7光芯片市場（億人民幣）14.3369.8462.53146.770%25%30%15請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：ICC，源杰科技公告，天風證券研究所2.42.4.各速

25、率廠商份額各速率廠商份額2.5G及以下光芯片：及以下光芯片：主要應用于光纖接入市場，國內光芯片企業已經占據主要市場份額。10G光芯片：光芯片：主要應用在光纖接入市場、移動通信網絡市場和數據中心市場。我國光芯片企業已基本掌握 10G 光芯片的核心技術，但部分型號產品仍存在較高技術門檻，依賴進口。25G及以上光芯片：及以上光芯片：主要應用于移動通信網絡市場和數據中心市場，包括25G、50G、100G激光器及探測器芯片。根據 LightCounting并結合行業數據測算，2021全球25G及以上光芯片市場規模為107.55億元。根據ICC統計，25G光芯片的國產化率約20%，但25G以上光芯片的國產

26、化率仍較低約5%。圖：圖：全球全球2.5G2.5G及以下及以下DFB/FPDFB/FP激光器芯片市場份額激光器芯片市場份額圖：圖：全球全球10G DFB10G DFB激光器芯片市場份額激光器芯片市場份額武漢敏芯17%中科光芯17%光隆科技13%光安倫11%仕佳光子9%源杰科技7%中電13所4%其他22%源杰科技20%住友電工15%云嶺光電6%中電13所6%中科光芯6%三菱電機4%武漢敏芯2%其他41%16請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：Yole，蓋世汽車社區公眾號等，天風證券研究所2 2.5.5.車載激光雷達應用車載激光雷達應用Yole預測，汽車預測，汽車ADAS激光雷達市場將

27、在未來激光雷達市場將在未來5年迎來飛速增長，年均復合增長率高達年迎來飛速增長，年均復合增長率高達73%，到，到2027年，年，ADAS激光雷達市場規模將從激光雷達市場規模將從2021年的年的3800萬美元增至萬美元增至2027年的年的20億美元，成為激光雷達行業最大的應用領域。與此同時，無人駕駛出租車市場也將以億美元，成為激光雷達行業最大的應用領域。與此同時，無人駕駛出租車市場也將以28%的年均復合增的年均復合增長率增長，到長率增長，到2027年市場規模將從年市場規模將從2021年的年的1.2億美元增長至億美元增長至6.98億美元。億美元。激光雷達發射光源的波長主要包括激光雷達發射光源的波長主

28、要包括905nm、1550nm、1064nm等。等。2021年在公開定點量產的激光雷達產品中，年在公開定點量產的激光雷達產品中，905nm是為首選波長，排是為首選波長，排名第一，占比為名第一，占比為69%，排在第二位的為，排在第二位的為1550nm，排名第二，占比達到，排名第二，占比達到14%。1550nm相比相比905nm來說，探測距離更遠，探測精度更高，來說，探測距離更遠，探測精度更高，并且在同等功率水平下，并且在同等功率水平下，1550nm產品對人眼安全性更高。產品對人眼安全性更高。1550nm激光雷達采用的光纖激光器，其種子光源為磷化銦材料體系開發。激光雷達采用的光纖激光器，其種子光源

29、為磷化銦材料體系開發。圖：圖：全球激光雷達市場規模預測全球激光雷達市場規模預測圖：圖：20212021年全球激光雷達各波長的定點量產項目數量占比年全球激光雷達各波長的定點量產項目數量占比905nm69%1550nm14%1064nm7%885nm3%其他7%光芯片成本分析以及技術壁壘光芯片成本分析以及技術壁壘317請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明18請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：源杰科技公告，天風證券研究所3 3.1.1.光芯片的制造成本構成光芯片的制造成本構成成本中，制造成本占比達成本中，制造成本占比達59%、人工成本占、人工成本占24%、材料成本占、材料成本占17%

30、（源杰（源杰2021年各速率產品成本合并統計）年各速率產品成本合并統計）（1）制造費用主要包括折舊費、裝修費攤銷、水電費、光柵加工費等其他費用。（2）光芯片的原材料包括襯底、金靶、特殊氣體（主要包括高純氫、磷化氫、液氮等）、三甲基銦、光刻膠、封裝材料（包括管帽等）和其他材料等，其他原材料包括顯影液、光刻掩模板、異丙醇、砷化氫等材料，其他原材料品種較多且占比較低。（3）襯底供應商為通美、住友、云南鍺業等。圖：圖：光芯片成本構成（源杰光芯片成本構成（源杰20212021年各速率產品成本合并統計）年各速率產品成本合并統計）圖：圖：光芯片成本中材料費用的構成（源杰光芯片成本中材料費用的構成（源杰212

31、1年數據）年數據）33%6%6%6%5%3%4%5%31%襯底金靶高純氫磷化氫液氮三甲基銦光刻膠管帽其他17%24%59%材料費用人工制造費用19請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：北京通美公告，天風證券研究所3 3.2.2.磷化銦光芯片的生產流程及產業鏈磷化銦光芯片的生產流程及產業鏈磷化銦產業鏈上游為晶體生長、襯底和外延片的生產加工環節。從襯底生產的原材料和設備來看，其中原材料包括金屬銦、紅磷、坩堝磷化銦產業鏈上游為晶體生長、襯底和外延片的生產加工環節。從襯底生產的原材料和設備來看，其中原材料包括金屬銦、紅磷、坩堝等；生產設備涉及晶體生長爐、研磨機、拋光機、切割機、檢測與測試設備

32、等。產業鏈中游包括集成電路設計、制造和封測環節。產業等；生產設備涉及晶體生長爐、研磨機、拋光機、切割機、檢測與測試設備等。產業鏈中游包括集成電路設計、制造和封測環節。產業鏈下游應用主要涉及光通信、鏈下游應用主要涉及光通信、無人駕駛、人工智能、可穿戴設備等多個領域。無人駕駛、人工智能、可穿戴設備等多個領域。各環節廠商：各環節廠商：1）襯底廠商：北京通美、）襯底廠商：北京通美、日本日本 JX、Sumitomo及少數國內廠商。及少數國內廠商。2-1）外延廠商：）外延廠商：IQE、臺灣聯亞光電、臺灣聯亞光電、臺灣全新光電、臺灣全新光電、臺灣英特磊等，臺灣英特磊等，2-2）器件廠商包括）器件廠商包括Fi

33、nisar、Lumentum、AOI等。等。3）IDM模式廠商：國內的源杰科技、仕佳光子、長光華芯等。模式廠商：國內的源杰科技、仕佳光子、長光華芯等。圖：圖：化合物半導體生產流程化合物半導體生產流程圖：圖：磷化銦產業鏈磷化銦產業鏈20請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：北京通美公告，天風證券研究所3 3.3.3.磷化銦襯底市場及競爭格局磷化銦襯底市場及競爭格局根據根據 Yole統計顯示，到統計顯示，到 2026 年全球光模塊器件磷化銦襯底（折合兩英寸）預計銷量將超過年全球光模塊器件磷化銦襯底（折合兩英寸）預計銷量將超過 100萬片，萬片，2019 年年-2026 年復合增長率達年復

34、合增長率達13.94%，2026 年全球光模塊器件磷化銦襯底預計市場規模將達到年全球光模塊器件磷化銦襯底預計市場規模將達到 1.57 億美元。億美元。2020 年全球前三大廠商占據磷化銦襯底市場年全球前三大廠商占據磷化銦襯底市場 90%以上市場份額，其中以上市場份額，其中 Sumitomo 為全球第一大廠商，為全球第一大廠商，占比為占比為 42%；北京通美位居第二，北京通美位居第二，占比占比 36%?；衔锇雽w單晶生長的制備方法有水平布里奇曼法（化合物半導體單晶生長的制備方法有水平布里奇曼法（HB）、垂直布里奇曼法（）、垂直布里奇曼法（VB）、液封切克勞斯基法（）、液封切克勞斯基法（LEC）

35、、垂直梯度冷凝法）、垂直梯度冷凝法（VGF），磷化銦單晶批量生長的技術主要包括后三種。北京通美和），磷化銦單晶批量生長的技術主要包括后三種。北京通美和Sumitomo 分別使用分別使用VGF 和和 VB 技術可以生長出直徑技術可以生長出直徑6 英寸磷化銦英寸磷化銦單晶，日本單晶，日本 JX 使用使用 LEC 技術可以生長出直徑技術可以生長出直徑 4 英寸的磷化銦單晶。英寸的磷化銦單晶。圖：圖：單晶晶體制備工藝示意圖單晶晶體制備工藝示意圖圖：圖：20202020年全球磷化銦襯底競爭格局年全球磷化銦襯底競爭格局42%36%13%9%Sumitomo北京通美日本 JX其他21請務必閱讀正文之后的信息

36、披露和免責申明資料來源：源杰科技公告，天風證券研究所3 3.4.4.磷化銦光芯片制造工藝流程的幾個難點磷化銦光芯片制造工藝流程的幾個難點1、量子阱外延層的設計和制造：通過MOCVD生長量子阱外延片多層結構。該環節是激光器芯片的設計和制造的核心工藝之一，影響產品光電轉化效率與高速性能，是激光器芯片調制速率能否達到25G及以上的關鍵工藝之一。2、光柵結構的設計和制造：利用高精度的電子束光柵系統，在晶圓中制造多條寬度約100nm的變相位周期布拉格光柵掩膜，再利用高精度刻蝕技術，將光柵掩膜圖樣轉移至晶圓，然后利用MOCVD進行光柵刻蝕層的覆蓋生長，最終在晶圓上形成多周期布拉格光柵結構，實現激光器發射的

37、單縱模輸出和特定的發光波長及單色性。3、光波導的設計和制造：光波導，即光在激光器里傳輸的通道。采用光刻技術制作微米級光波導結構，利用波導材料與周圍材料的折射率差異，引導光子傳輸路徑，使得光子在諧振腔內往復諧振，實現光子的穩定單模態輸出。4、光學端面鍍膜的設計和制造：晶圓解離成巴條后，需對暴露的激光器芯片諧振腔兩側的出光端進行光學鍍膜，一側背光端面為高反射鍍膜，另一側出光端面為高透射鍍膜，利用納米級光學膜層的厚度設計與制備工藝，控制芯片兩側的出光比例，形成單端高強度出光。圖：圖：25G25G激光器芯片生產流程激光器芯片生產流程22請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：源杰科技公告，天風

38、證券研究所3 3.5.5.磷化銦光芯片制作中量子阱和光柵工藝磷化銦光芯片制作中量子阱和光柵工藝量子阱工藝：量子阱工藝：晶圓有源發光區的量子阱設計和制造是激光器芯片的核心。（1）量子阱外延片共包含2030層結構，每層量子阱厚度410nm不等。相較于中低速率激光器芯片，25G DFB激光器芯片有源區量子阱堆疊層數更多。（2）每層量子阱的材料比例誤差會造成量子阱發光波長的偏差、量子阱各層間的應力偏差，影響產品最終性能與可靠性，25G DFB 激光器芯片要求對每層材料厚度、比例、電學摻雜、缺陷控制等參數的精準控制。光柵工藝：光柵工藝：主要在涂有光刻膠的基板上定義出光柵結構對應的掩膜圖形，再利用刻蝕技術

39、將掩膜上的圖形轉移至襯底上形成最終的光柵結構。光柵工藝主要分為兩種，一種是全息光柵工藝，即利用兩束激光的干涉條紋定義周期性掩膜圖形，全息光柵工藝在 2.5G 激光器芯片生產中廣泛使用；另外一種是電子束光柵工藝即利用電磁場控制電子形成電子束，利用電子束定義掩膜圖形，該工藝技術較全息光柵工藝更為先進，能大幅提高光柵的控制精度。圖：圖：10G10G及及25G25G光芯片量子阱數量光芯片量子阱數量表表：兩種光柵工藝對比兩種光柵工藝對比全息光柵工藝 電子束光柵工藝適中 復雜光功率功率離散 功率一致性好單模良率30%-50%50%-90%芯片波長3nm 2nm極限工作溫度50%高頻特性差 好產品特性工藝復

40、雜度項目項目涉及上市公司涉及上市公司423請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明24請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：Wind，源杰科技公告，天風證券研究所4 4.1.1.源杰科技：源杰科技：25G25G已批量，已批量，50G50G、100G100G在路上在路上公司成立于公司成立于2013年，聚焦于光芯片行業，公司已實現向主流光模塊廠商批量供貨，產品最終成功應用于國內外知名運營商。年，聚焦于光芯片行業，公司已實現向主流光模塊廠商批量供貨，產品最終成功應用于國內外知名運營商。2020年在年在磷化銦（磷化銦（InP）半導體激光器芯片產品對外銷售的國內廠商中，公司收入排名第一，其中）半

41、導體激光器芯片產品對外銷售的國內廠商中，公司收入排名第一，其中10G、25G激光器芯片系列產品的出貨量在國內激光器芯片系列產品的出貨量在國內同行業公司中均排名第一，其中同行業公司中均排名第一，其中10GDFB在全球出貨量同樣排名第一，約占在全球出貨量同樣排名第一，約占20%，超越住友電工、三菱電機；，超越住友電工、三菱電機；25G DFB產品源杰已實現突產品源杰已實現突破，在破，在5G基站前傳、數通市場兩個市場實現了批量出貨。高速率的基站前傳、數通市場兩個市場實現了批量出貨。高速率的50G、100G產品，公司預計從明年至后年開始經過送樣測試等各環節，產品，公司預計從明年至后年開始經過送樣測試等

42、各環節，后續有望放量增加。后續有望放量增加。除在光通信的應用外，在激光雷達、傳感等領域均有市場前景。源杰科技基于現有磷化銦材料體系，構建了多業務的拓展能力，在激光除在光通信的應用外，在激光雷達、傳感等領域均有市場前景。源杰科技基于現有磷化銦材料體系，構建了多業務的拓展能力，在激光雷達領域研發生產雷達領域研發生產1550nm激光雷達種子源，氣體傳感領域布局甲烷傳感器，這些有望成為下一個增長點。激光雷達種子源，氣體傳感領域布局甲烷傳感器，這些有望成為下一個增長點。圖：圖：公司收入、凈利潤及增速（百萬元，公司收入、凈利潤及增速（百萬元，2222年數據來自業績年數據來自業績快報）快報）圖：公司收入結構

43、圖：公司收入結構90.00%46.10%73.84%77.69%9.71%51.33%11.73%11.65%0.28%2.57%14.43%10.66%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2019202020211H2022光纖接入4G/5G移動通信網絡數據中心70.4181.31233.37232.11282.9115.5313.2178.8495.29100.2815%187%-1%22%-15%497%21%5%-100%0%100%200%300%400%500%600%0.0050.00100.00150.00200.00250.00300.00201

44、8A2019A2020A2021A2022E營業總收入歸屬母公司股東的凈利潤營收增速凈利潤增速25請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：Wind，天風證券研究所4 4.2.2.仕佳光子：無源強者，有源仕佳光子：無源強者，有源25G25G光芯片在驗證光芯片在驗證公司聚焦光通信行業，主營業務覆蓋光芯片及器件、室內光纜、線纜材料三大板塊。公司系統建立了覆蓋芯片設計、晶圓制造、芯片加公司聚焦光通信行業，主營業務覆蓋光芯片及器件、室內光纜、線纜材料三大板塊。公司系統建立了覆蓋芯片設計、晶圓制造、芯片加工、封裝測試的工、封裝測試的 IDM 全流程業務體系。光芯片及器件產品包括全流程業務體系。光芯

45、片及器件產品包括 PLC分路器芯片系列產品、分路器芯片系列產品、AWG 芯片系列產品、芯片系列產品、DFB 激光器芯片系列產激光器芯片系列產品、光纖連接器、隔離器和平行光組件系列產品。品、光纖連接器、隔離器和平行光組件系列產品。數據中心數據中心AWG系列有系列有100G/200G/400G/800G高速光模塊的高速光模塊的AWG組件和平行光組件；用于數據中心之間互聯的組件和平行光組件；用于數據中心之間互聯的400G ZR相干傳輸的相干傳輸的DWDM AWG模塊。模塊。400G AWG已有小批量應用，已有小批量應用，800G AWG組件及平行光組件正在送樣驗證。組件及平行光組件正在送樣驗證。激光

46、器芯片產品有激光器芯片產品有2.5G DFB和和10G DFB，CW DFB（硅光用大功率），特殊波長光源等。（硅光用大功率），特殊波長光源等。2.5G、10G激光器芯片處于可量產階段，截止到激光器芯片處于可量產階段，截止到22年年6月月25G激光器芯片正在客戶的驗證中。激光器芯片正在客戶的驗證中。圖：圖：公司收入、凈利潤及增速（百萬元，公司收入、凈利潤及增速（百萬元，2222年業績來自業績年業績來自業績快報）快報）圖：圖：20222022年上半年公司收入結構年上半年公司收入結構AWG芯片系列產品19%PLC分路器芯片系列產品14%光纖連接器6%DFB激光器芯片系列產品6%隔離器2%其他光器件

47、類0%室內光纜27%線纜材料26%517.90546.32671.60817.34903.19-11.97-1.5838.0750.1666.178%5%23%22%11%43%87%32%32%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%-200.000.00200.00400.00600.00800.001,000.002018A2019A2020A2021A2022E營業總收入歸屬母公司股東的凈利潤營收增速凈利潤增速26請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：Wind，天風證券研究所4 4.3.3.光迅科技光迅科技：光芯片光模塊一體化：光芯片光模塊一體化公司

48、主要產品有光電子器件、模塊和子系統產品，按應用領域可分為傳輸類、接入類、數據通信類。公司擁有從芯片、器件、模塊到子公司主要產品有光電子器件、模塊和子系統產品，按應用領域可分為傳輸類、接入類、數據通信類。公司擁有從芯片、器件、模塊到子系統的垂直集成能力，擁有光芯片、耦合封裝、硬件、軟件、測試、結構和可靠性七大技術平臺，支撐公司有源器件和模塊、無源器件系統的垂直集成能力，擁有光芯片、耦合封裝、硬件、軟件、測試、結構和可靠性七大技術平臺，支撐公司有源器件和模塊、無源器件和模塊產品。和模塊產品。截至截至2022年年8月月DFB低速率芯片全部自供；低速率芯片全部自供；25G DFB大概大概70%可以自供

49、，可以自供，20%+外購，但有些特殊波長、功率還需要外購；外購，但有些特殊波長、功率還需要外購；25G EML內部測內部測試通過，在做商業化和良率提升；試通過，在做商業化和良率提升；25G vcsel芯片已量產。芯片已量產。有源光芯片的研發方向包括有源光芯片的研發方向包括25G/50G的的DFB/EML以及高端探測器。以及高端探測器。圖：圖：公司收入、凈利潤及增速（百萬元）公司收入、凈利潤及增速（百萬元）圖：圖：20212021年公司收入結構年公司收入結構傳輸59%接入和數據40%其他主營業務1%4,929.055,337.926,046.026,486.305,280.80332.72357

50、.70487.38567.27492.148.3%8.3%13.3%7.3%11.7%0%8%36%16%8%-5.0%0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%35.0%40.0%0.001,000.002,000.003,000.004,000.005,000.006,000.007,000.002018A2019A2020A2021A2022前三季營業總收入歸屬母公司股東的凈利潤營收增速凈利潤增速27請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：Wind，天風證券研究所4 4.4.4.長光華芯長光華芯：短期砷化鎵，長期定位綜合性廠商：短期砷化鎵，長期定位綜合性廠

51、商公司聚焦半導體激光行業，專注于半導體激光芯片的研發、設計及制造，主要產品包括高功率單管系列產品、高功率巴條系列產品、高公司聚焦半導體激光行業，專注于半導體激光芯片的研發、設計及制造，主要產品包括高功率單管系列產品、高功率巴條系列產品、高效率效率 VCSEL 系列產品及光通信芯片系列產品等，逐步實現高功率半導體激光芯片的國產化，已建成覆蓋芯片設計、外延生長、晶圓處理系列產品及光通信芯片系列產品等，逐步實現高功率半導體激光芯片的國產化，已建成覆蓋芯片設計、外延生長、晶圓處理工藝（光刻）、解理工藝（光刻）、解理/鍍膜、封裝測試、光纖耦合等鍍膜、封裝測試、光纖耦合等 IDM 全流程工藝平臺和全流程工

52、藝平臺和 3 吋、吋、6 吋量產線，應用于多款半導體激光芯片開發。吋量產線，應用于多款半導體激光芯片開發。磷化銦芯片方面：磷化銦芯片方面：10G 1577nm的高功率的高功率EML處于量產階段，可批量供貨，并已建成了一條完整的處于量產階段，可批量供貨，并已建成了一條完整的25G EML激光器芯片和激光器芯片和TO-CAN封裝的研封裝的研發和生產線，具備從晶圓級發和生產線，具備從晶圓級MOCVD外延材料生長、晶圓流片、解理鍍膜、封裝和器件級的所有測試驗證全流程的能力。公司已推出外延材料生長、晶圓流片、解理鍍膜、封裝和器件級的所有測試驗證全流程的能力。公司已推出APD產品，該產品適用于產品，該產品

53、適用于10G光接收機，在主要指標方面與國際水平相近。光接收機，在主要指標方面與國際水平相近。車載雷達光芯片：車載雷達光芯片：VCSEL與與EEL材料體系相同（砷化鎵），工藝重合度在材料體系相同（砷化鎵），工藝重合度在70%以上，設備可復用。以上，設備可復用。22年年12月完成了車規體系月完成了車規體系16949的認證，的認證，今年通過了車規級今年通過了車規級AEC-Q102認證。認證。圖：圖：公司收入、凈利潤及增速（百萬元，公司收入、凈利潤及增速（百萬元，2222年業績來自業績年業績來自業績快報）快報）圖：圖：20212021年公司收入結構年公司收入結構高功率單管系列84.1%高功率巴條系列1

54、3.0%VCSEL芯片系列1.9%廢料銷售0.7%其他主營業務0.3%92.43138.51247.18429.09386.26-14.40-128.8926.18115.32125.1250%78%74%-10%-795%120%340%9%-1000%-800%-600%-400%-200%0%200%400%-200.00-100.000.00100.00200.00300.00400.00500.002018A2019A2020A2021A2022E營業總收入歸屬母公司股東的凈利潤營收增速凈利潤增速28請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明資料來源：Wind，天風證券研究所4 4.5.

55、5.光庫科技光庫科技：鈮酸鋰調制器有望份額提升：鈮酸鋰調制器有望份額提升公司是專業從事光纖器件、鈮酸鋰調制器件及光子集成器件的設計、研發、生產、銷售。包括三大產品系列：公司是專業從事光纖器件、鈮酸鋰調制器件及光子集成器件的設計、研發、生產、銷售。包括三大產品系列：1）光纖激光器件主要產）光纖激光器件主要產品包括隔離器、合束器、光纖光柵、激光輸出頭等，主要應用于光纖激光器、激光雷達、無人駕駛等領域。品包括隔離器、合束器、光纖光柵、激光輸出頭等，主要應用于光纖激光器、激光雷達、無人駕駛等領域。2）光通訊器件包含兩個部）光通訊器件包含兩個部分，隔離器、波分復用器等用于密集波分，跳線、尾纖、分，隔離器

56、、波分復用器等用于密集波分，跳線、尾纖、MPO連接器等用于數通。連接器等用于數通。3）鈮酸鋰調制器件主要產品包括）鈮酸鋰調制器件主要產品包括 400/600Gbps、100/200Gbps鈮酸鋰相干調制器、鈮酸鋰相干調制器、10Gbps 零啁啾強度調制器等，主要應用于超高速干線光通信網、超高速數據中心等。零啁啾強度調制器等，主要應用于超高速干線光通信網、超高速數據中心等。鈮酸鋰電光調制器主要用在鈮酸鋰電光調制器主要用在 100Gbps 以上直至以上直至 1.2Tbps 的長距骨干網相干通訊和單波的長距骨干網相干通訊和單波 100/200Gbps 的超高速數據中心上。由于電信級鈮的超高速數據中心

57、上。由于電信級鈮酸鋰高速調制器芯片及器件產品設計難度大，工藝較為復雜，截止酸鋰高速調制器芯片及器件產品設計難度大，工藝較為復雜，截止22年年8月全球僅有三家主要供應商可批量供貨，主要為富士通、住友月全球僅有三家主要供應商可批量供貨，主要為富士通、住友以及公司。同時公司在建以及公司。同時公司在建8萬件鈮酸鋰調制器芯片及器件產能。萬件鈮酸鋰調制器芯片及器件產能。圖：圖：公司收入、凈利潤及增速（百萬元）公司收入、凈利潤及增速（百萬元）圖：圖：20212021年公司收入結構年公司收入結構光纖激光器件55%光通訊器件25%鈮酸鋰調制器15%其他主營業務5%289.28390.78491.60667.80

58、493.9079.9257.4859.21130.8189.9826%35%26%36%1%33%-28%3%121%-8%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%0.00100.00200.00300.00400.00500.00600.00700.00800.002018A2019A2020A2021A2022前三季營業總收入歸屬母公司股東的凈利潤營收增速凈利潤增速29請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 1.人才及技術更新風險：光芯片行業具備高壁壘、高投入特點，若相關企業不能保持人才及技術優勢，產品迭代、性能突破可能受阻。2.下游需求不達預期風險：磷化銦光芯

59、片主要下游為光模塊，主要應用于電信以及數通市場，電信運營商、互聯網、云計算廠商的相關投入可能不及預期。3.競爭導致毛利率下降風險：國內外參與光芯片競爭的廠商，參與廠商若加大市場開拓或參與廠商增加，可能導致產品價格下滑過快，影響廠商的利潤水平。4.潛在競爭的風險：第三方光芯片廠下游包括單獨模塊廠以及一體化模塊廠，第三方光芯片廠與下游存在競合關系，未來一體化廠商與第三方廠商競爭可能加劇。5.全球化、國產替代不及預期：國內廠商占全球份額較低，在海外突破、國產化替代方面，可能不及預期。6.報告中引用22年業績快報僅為上市公司初步核算數據，請以公司最終公告為準。風險提示風險提示30請務必閱讀正文之后的信

60、息披露和免責申明股票投資評級自報告日后的6個月內，相對同期滬深300指數的漲跌幅行業投資評級自報告日后的6個月內，相對同期滬深300指數的漲跌幅買入預期股價相對收益20%以上增持預期股價相對收益10%-20%持有預期股價相對收益-10%-10%賣出預期股價相對收益-10%以下強于大市預期行業指數漲幅5%以上中性預期行業指數漲幅-5%-5%弱于大市預期行業指數漲幅-5%以下投資評級聲明投資評級聲明類別類別說明說明評級評級體系體系分析師聲明分析師聲明本報告署名分析師在此聲明：我們具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格或相當的專業勝任能力，本報告所表述的所有觀點均準確地反映了我們對標的證券和發

61、行人的個人看法。我們所得報酬的任何部分不曾與，不與，也將不會與本報告中的具體投資建議或觀點有直接或間接聯系。一般聲明一般聲明除非另有規定，本報告中的所有材料版權均屬天風證券股份有限公司（已獲中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格）及其附屬機構（以下統稱“天風證券”）。未經天風證券事先書面授權，不得以任何方式修改、發送或者復制本報告及其所包含的材料、內容。所有本報告中使用的商標、服務標識及標記均為天風證券的商標、服務標識及標記。本報告是機密的，僅供我們的客戶使用，天風證券不因收件人收到本報告而視其為天風證券的客戶。本報告中的信息均來源于我們認為可靠的已公開資料，但天風證券對這些信息的準確性及完整性

62、不作任何保證。本報告中的信息、意見等均僅供客戶參考，不構成所述證券買賣的出價或征價邀請或要約。該等信息、意見并未考慮到獲取本報告人員的具體投資目的、財務狀況以及特定需求，在任何時候均不構成對任何人的個人推薦?？蛻魬攲Ρ緢蟾嬷械男畔⒑鸵庖娺M行獨立評估，并應同時考量各自的投資目的、財務狀況和特定需求，必要時就法律、商業、財務、稅收等方面咨詢專家的意見。對依據或者使用本報告所造成的一切后果，天風證券及/或其關聯人員均不承擔任何法律責任。本報告所載的意見、評估及預測僅為本報告出具日的觀點和判斷。該等意見、評估及預測無需通知即可隨時更改。過往的表現亦不應作為日后表現的預示和擔保。在不同時期，天風證券可

63、能會發出與本報告所載意見、評估及預測不一致的研究報告。天風證券的銷售人員、交易人員以及其他專業人士可能會依據不同假設和標準、采用不同的分析方法而口頭或書面發表與本報告意見及建議不一致的市場評論和/或交易觀點。天風證券沒有將此意見及建議向報告所有接收者進行更新的義務。天風證券的資產管理部門、自營部門以及其他投資業務部門可能獨立做出與本報告中的意見或建議不一致的投資決策。特別聲明特別聲明在法律許可的情況下，天風證券可能會持有本報告中提及公司所發行的證券并進行交易，也可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問和金融產品等各種金融服務。因此，投資者應當考慮到天風證券及/或其相關人員可能存在影響本報告觀點客觀性的潛在利益沖突，投資者請勿將本報告視為投資或其他決定的唯一參考依據。THANKS31