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1、請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告|20232023年年0707月月2626日日無評級無評級長光華芯(長光華芯(688048.SH688048.SH)激光芯片行業領軍,平臺化能力多領域開拓激光芯片行業領軍,平臺化能力多領域開拓核心觀點核心觀點公司研究公司研究深度報告深度報告通信通信通信設備通信設備證券分析師:馬成龍證券分析師:馬成龍證券分析師:朱錕旭證券分析師:朱錕旭021-60933150021-S0980518100002S0980523060003基礎數據投資評級無評級合理估值收盤價81.20 元總市值/流通市值14314/6424 百萬元52 周最高價
2、/最低價163.30/71.15 元近 3 個月日均成交額428.42 百萬元市場走勢資料來源:Wind、國信證券經濟研究所整理相關研究報告深耕激光芯片行業深耕激光芯片行業,研發推動成長研發推動成長。長光華芯當前核心產品為激光芯片,是國內高功率半導體激光芯片龍頭(全球份額13.88%),并逐步往下游器件、模塊及直接半導體激光器延伸。依托對光信號的深刻理解和處理能力,公司也積極向VCSEL 芯片、光通信芯片等品類橫向擴展。公司堅持研發導向,研發費用率保持在20%以上,公司擁有多名國家級人才工程入選者和行業資深管理和技術專家以及4 位院士組成的顧問團隊等,公司研發技術隊伍中碩士博士占比超過50%。
3、高功率半導體激光芯片國產替代空間大高功率半導體激光芯片國產替代空間大,激光雷達激光雷達、光通信光通信、可見光等光芯可見光等光芯片市場巨大片市場巨大。1)公司半導體激光芯片主要用在工業激光器領域,下游國產替代率不斷提升,帶動上游芯片國產化需求,2020 年半導體激光芯片全球市場規模約18 億元;2)激光雷達VCSEL 芯片:2022 年作為激光雷達上車元年,行業步入高速發展階段,根據Yole數據,預計2022 年VCSEL 市場規模約16億美元,展望2027 年,車載領域是發展最快領域(復合增速超90%);3)光通信:AI 驅動高速光模塊需求快速釋放,根據Omdia 數據,2025 年高速光芯片
4、市場規模有達到43.40 億美元;3)可見光領域:藍綠光激光器作為光纖激光器外新增產品,帶動下游應用創新。從氮化鎵基情況來看,2020 年其在光電領域應用市場規模超過200億元。IDMIDM模式和量產優勢確保公司競爭優勢,模式和量產優勢確保公司競爭優勢,VCSELVCSEL、EMLEML等產品打開成長空間等產品打開成長空間。光芯片IDM(即垂直整合制造,是集芯片設計、制造、封裝、測試和銷售等多產業鏈環節于一體的運作模式)是行業主流模式,進入壁壘高,公司是國內少有的具備IDM全流程能力的公司,高功率激光器芯片已獲得銳科激光、創鑫激光燈頭部客戶的認可。新產品線進展順利:1)VCSEL 系列產品已通
5、過16949 質量體系認證,與國內眾多一線激光雷達廠商建立合作關系;2)光通信領域:完成了單波100G EML 芯片發布;3)可見光領域:加速布局藍綠光激光器芯片。盈利預測與估值盈利預測與估值:短期外部需求波動影響公司利潤釋放,但公司產品線規劃明晰,后續成長空間大,預計2023-2025 年歸母凈利潤1.01/1.32/1.85 億元(-15%/+31%/+40%),對應PE分別為142/108/77 倍。首次覆蓋,暫未給予投資評級,公司作為激光芯片優質企業,建議關注。風險提示風險提示:激烈競爭導致產品價格下降、毛利下滑的風險;疫情反復等因素影響生產;下游市場需求不及預期。盈利預測和財務指標盈
6、利預測和財務指標20212021202220222023E2023E2024E2024E2025E2025E營業收入(百萬元)429386440585795(+/-%)73.6%-10.1%14.2%32.9%35.7%凈利潤(百萬元)115119101132185(+/-%)340.5%3.4%-15.2%30.9%40.0%每股收益(元)1.130.880.570.751.05EBITMargin21.9%6.8%3.0%9.5%14.0%凈資產收益率(ROE)18.1%3.7%3.1%4.0%5.4%市盈率(PE)71.692.3141.6108.177.2EV/EBITDA75.120
7、2.5308.8150.992.1市凈率(PB)12.963.404.374.304.20資料來源:Wind、國信證券經濟研究所預測注:攤薄每股收益按最新總股本計算請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告2內容目錄內容目錄平臺型的國產激光芯片領先廠商平臺型的國產激光芯片領先廠商.6 6深耕激光芯片行業,研發推動成長.6激光芯片為支點,IDM 模式下橫縱領域快速拓展.8技術推動營收增長,盈利能力提升.11光芯片光芯片:應用創新,國內實力進階應用創新,國內實力進階.1313高功率半導體激光芯片:工業領域國產替代加速.15高功率半導體激光芯片:科研與醫療市場持續創新.18
8、VCSEL 芯片:激光雷達打開新空間.19光通信芯片:AI 驅動高速光芯片快速放量.29可見光領域:加快藍綠光激光器產業化.34IDMIDM 模式模式+規模量產,確立領軍位置規模量產,確立領軍位置.3636IDM 模式帶動技術落地和產品延伸.36規模量產確保成本和制造優勢.37高功率半導體激光芯片實力領先,份額提升可期.38VCSEL 有望加速起量,光通信已完成前期布局.40參股鎵銳芯光,加快光顯示芯片布局.43財務分析財務分析.4343資本結構及償債能力分析.43經營效率分析.44盈利能力分析.45成長性分析.46現金流量分析.46盈利預測盈利預測.4747假設前提.47未來 3 年業績預測
9、.48盈利預測的敏感性分析.48估值與投資建議估值與投資建議.5050相對估值.50投資建議.50風險提示風險提示.5151附表:附表:財務預測與估值財務預測與估值.5353免責聲明免責聲明.5454YYoZ2WSWkUMB6McM8OpNmMpNtQjMoOsNkPtRoR8OmMuNxNpNpQwMqRsR請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告3圖表圖表目錄目錄圖1:長光華芯發展歷程.6圖2:長光華芯主要產品.7圖3:長光華芯股權結構圖(截止 2023 年 6 月).8圖4:長光華芯核心技術.9圖5:長光華芯“一平臺、一支點、橫向擴展、縱向延伸”發展戰略.10
10、圖6:公司 2022 年營收拆分情況(占比).10圖7:2021H1 公司單管和巴條系列應用領域營收分布(百萬元).10圖8:公司營收及同比增速.11圖9:公司收入基本均來自核心技術產品.11圖10:2018-2022 長光華芯毛利率情況.11圖11:公司盈利能力提升.12圖12:公司費用率持續降低.12圖13:光芯片和電芯片均屬于半導體領域.13圖14:光芯片具備廣泛應用場景.14圖15:激光產業鏈上下游情況.15圖16:2015-2021 年全球半導體激光器市場規模.16圖17:2015-2020 全球工業激光器產品銷售結構.17圖18:2013-2021 年低中高功率光纖激光器國產化率變
11、化情況.17圖19:激光器在醫療領域應用示例.18圖20:808nm 波長是激光脫毛最合適波長.18圖21:長光 808nm VCSEL 激光芯片指標.19圖22:EEL 芯片和 VCSEL 芯片示意圖.20圖23:VCSEL 芯片應用場景發展歷程.20圖24:2022-2027 年 VCSEL 芯片市場規模預測.21圖25:VCSEL 芯片在消費電子領域應用場景(示意圖).21圖26:特斯拉傳感器配置方案(攝像頭+毫米波雷達).22圖27:激光雷達點云輸出結果(禾賽 AT128 為例).23圖28:激光雷達分類及對比.25圖29:VCSEL 多結技術.26圖30:APD 與 SiPM、SPA
12、D 對比.27圖31:禾賽科技固態補盲雷達 FT120.28圖32:速騰聚創固態補盲雷達 E1.28圖33:VCSEL 競爭格局.29圖34:光芯片在光通信系統中應用位置.29圖35:光通信產業鏈及光模塊結構示意圖.30圖36:2015-2024 年全球光模塊市場規模及預測.31圖37:數據中心內部網絡架構演進圖.32圖38:ChatGPT 用戶數快速增長.32請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告4圖39:2022-2027 年 AI 服務器增長率及預測(單位:千臺).32圖40:英偉達 H100 4SU 方案展示.33圖41:高速率模塊光芯片市場空間及預測(百
13、萬美元).34圖42:可見光對應波長和顏色.35圖43:2017-2022 年 GaN 在光電領域應用規模.35圖44:光芯片行業生產經營模式分類.36圖45:長光華芯掌握生產制造核心工藝環節.37圖46:2018-2022 長光華芯毛利率水平不斷提升.38圖47:長光華芯高功率半導體芯片業務受益下游國產化率提高.40圖48:長光華芯高效率 VCSEL 系列產品.41圖49:長光華芯激光雷達用 VCSEL 芯片指標.41圖50:長光華芯通過 IATF16949 認證.42圖51:長光華芯光通信系列產品.42圖52:展會現場展示的藍綠光激光芯片.43圖53:2018-2022 年公司資產負債率和
14、有息負債率.44圖54:相關公司資產負債率和有息負債率對比.44圖55:2018-2022 年公司流動比率、速動比率和權益乘數.44圖56:2018-2022 年應收賬款周轉天數對比.44圖57:2018-2022 年應付賬款周轉天數對比.44圖58:2018-2022 年總資產周轉率對比.45圖59:2018-2022 年存貨周轉天數對比.45圖60:2018-2022 年公司毛利率和凈利率.45圖61:2022 年可比公司毛利率、凈利率和 ROE 對比.45圖62:2018-2022 年營業收入增速對比.46圖63:2018-2022 年歸母凈利潤增速對比.46圖64:公司現金流量情況.4
15、6表1:長光華芯管理層具備深厚技術背景.8表2:長光華芯募投資金規模及用途(單位:百萬元).12表3:光纖激光器和其他類型激光器性能對比.16表4:不同類型傳感器性能對比.23表5:2022 年國內上車激光雷達參數對比.25表6:VCSEL 和 EEL、LED 對比.27表7:不同類型激光器芯片對比.30表8:2018-2021H1 公司核心設備及產能變化情況.38表9:導入 6 吋新產線帶來芯片成本降低.38表10:高功率半導體激光器芯片市場規模測算.39表11:單管芯片為例,公司產品性能行業領先.40表12:長光華芯業務拆分.48表13:未來 3 年盈利預測表.48請務必閱讀正文之后的免責
16、聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告5表14:情景分析(樂觀、中性、悲觀)(單位:百萬元、%).48表15:同類公司估值比較.50請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告6平臺型的國產激光芯片領先廠商平臺型的國產激光芯片領先廠商深耕激光芯片行業,研發推動成長深耕激光芯片行業,研發推動成長長光華芯成立于 2012 年,公司主要定位高功率半導體激光器芯片、高效率激光雷達與 3D 傳感芯片、高速光通信半導體激光芯片及器件和系統的研發、生產和銷售。經過在激光芯片行業近十年發展,公司已經成長為國內激光芯片行業的領先廠商?;仡櫣镜陌l展歷程,可分為以下三個階段:階段一(
17、階段一(2012-20152012-2015 年)技術儲備階段年)技術儲備階段:該階段公司剛剛成立,重點放在對于核心技術團隊的建設和前期技術儲備上,服務于國家戰略高技術產業和科研市場。公司在該階段完成了高能激光芯片、模塊、陣列、系統等產品的量產。階段二(階段二(2016-20182016-2018 年)產業化推動階段:年)產業化推動階段:該階段,公司基于前期的技術積累,開始將產品從科研等市場推向需求更廣泛的工業市場,如提出和推行 976nm 光纖激光器泵浦方案等,并在 2018 年成立 VCSEL 事業部和激光系統事業部,實現公司應用領域橫向和縱向延伸。階段三(階段三(20192019 年年-
18、)規模量產和產品提升階段)規模量產和產品提升階段:該階段,基于前期的布局和市場推廣,公司多項產品進入規模量產階段,并不斷推出性能更優的高功率半導體芯片。橫向拓展方面,公司推出 VCSEL 面發射半導體激光芯片并導入 lnp 光通信芯片制造工藝和產線。圖1:長光華芯發展歷程資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理公司核心產品是半導體激光芯片公司核心產品是半導體激光芯片,并進行產品領域擴充和延伸并進行產品領域擴充和延伸。公司聚焦半導體激光行業,核心產品為半導體激光芯片,并且依托高功率半導體激光芯片的設計及量產能力,縱向往下游器件、模塊及直接半導體激光器延伸,橫向往 VCSEL 芯請務必
19、閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告7片及光通信芯片等半導體激光芯片擴展,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 VCSEL 系列產品及光通信芯片系列產品。圖2:長光華芯主要產品資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理核心管理團隊技術沉淀深厚,研發驅動長期成長。核心管理團隊技術沉淀深厚,研發驅動長期成長。公司身處的半導體激光行業屬于技術密集型行業,對技術人員的依賴程度較高,公司一直保持對于研發的高度重視,當前公司擁有一批高層次的人才隊伍,包括多名國家級人才工程入選者和行業資深管理和技術專家以及 4 位院士組成的顧問團隊等,公司研發技術隊
20、伍中碩士博士占比超過 50%,團隊多次獲得各級部門重大創新團隊和領軍人才殊榮。公司管理團隊具備深厚的技術背景,如董事長閔大勇先生目前作為高級工程師,具有多年激光行業管理經驗,常務副總經理王俊先生研發并掌握了外延、鍍膜、封裝、老化測試等核心技術,領導公司實現以芯片為主的產業化等等。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告8表1:長光華芯管理層具備深厚技術背景高管姓名高管姓名職務職務主要經歷主要經歷閔大勇董事長高級工程師,曾獲得“湖北省科技 進步特等獎”、兩次“湖北省科技進步一等獎”;曾擔任中國光學學會激光加工 專業委員會第六屆委員會委員、常務委員、副主任委員;國家光輻
21、射安全和激光設備標準化技術委員會副主任委員;國家光輻射安全和激光設備標準化技術委員會大功率激光器應用分技術委員會副主任委員;國家光輻射安全和激光設備標準 化技術委員會激光材料加工和激光設備分技術委員會委員等。王俊董事、常務副總經理國家重大人才工程專家、科技部評審專家、江蘇省“雙創人才”、蘇州市重大創新團隊領軍人才,其技術專長包括 MOCVD/MBE 外延結構設計及生長,腔面鈍化處理和可靠性的提高,領導及參與過多項研發項目,多次率先提高半導體激光器的電光轉換效率,多次引領提高半導體激光器的功率,多次率先研制出超長壽命的半導體激光器器件。廖新勝董事、副總經理國家重大人才工程專家、科學技術部科技創新
22、領軍人才、江蘇 省“雙創人才”、姑蘇創新創業領軍人才,于 2007 年獲得國家科技進步二等獎,國家光輻射安全與激光設備標準化委員會委員。廖新勝早期主導創建了公司半導 體激光器研發、生產基地。潘華東副總經理國家科技部評審專家,主持與參與多項國家與省部級項目,研發并掌握了封裝測試、光束整型、合束與光纖耦合等半導體激光模塊核心技術,主導參與了公司高性能光纖耦合模塊產品線的建設與產業化,建立了國內一流的高功率光纖耦合模塊科研平臺與量產線,主持了公司生產制造的自動化升級,基于其在光電領域長達 16 年的從業經驗及對半導體激光器產品與應用的深刻理解,不斷帶動公司光纖耦合產品技術的提高。資料來源:長光華芯招
23、股說明書,國信證券經濟研究所整理股權結構分散無實控人,管理層人員間接持股。股權結構分散無實控人,管理層人員間接持股。公司股權結構較為分散,無控股股東和實際控制人。目前第一大持股股東為蘇州華豐投資中心,持股比例為14.14%,而第二大持股股東為蘇州英鐳,蘇州英鐳為公司核心管理層的持股平臺,閔大勇、王俊、廖新勝、閔大勇、潘華東均持有一定比例,確保了核心人員與公司利益有一定綁定關系。華為控股的哈勃投資在 2020 年 12 月通過增發入股,成為公司的戰略投資者,目前持股比例為 2.87%。圖3:長光華芯股權結構圖(截止 2023 年 6 月)資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理激光芯片為支點,
24、激光芯片為支點,IDMIDM 模式下橫縱領域快速拓展模式下橫縱領域快速拓展請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告9公司具備公司具備 IDMIDM 全流程和量產能力全流程和量產能力。長光華芯擁有半導體激光芯片設計、外延生產、晶圓制造、芯片加工及封裝測試等全流程工藝技術,并依靠技術積累成功實現了高功率半導體激光芯片的產業化,成功跑通了 IDM 模式,成為國內少數能夠研發和量產高功率半導體激光芯片的公司之一。公司核心技術包括器件設計及外延生長技術、FAB 晶圓工藝技術、腔面鈍化處理技術、封裝技術及高亮度合束及光纖耦合技術等。這些核心技術成為公司繼續實現產品的重要基數。圖
25、4:長光華芯核心技術資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理“一平臺一平臺、一支點一支點、橫向擴展橫向擴展、縱向延伸縱向延伸”發展戰略凸顯公司平臺化屬性發展戰略凸顯公司平臺化屬性。針對未來發展,公司提出了“一平臺、一支點、橫向擴展、縱向延伸”發展戰略,其中“一平臺”是指以公司與蘇州高新區政府共建的蘇州半導體激光創新研究院為平臺;“一支點”是指公司已具備高功率半導體激光芯片的核心技術及全流程制造工藝;“橫向擴展”是指公司將產品應用領域拓展至消費電子、激光雷達等;“縱向延伸”是指產品從單純的半導體激光芯片縱向延伸至激光器件、模塊及直接半導體激光器。平臺化能力推動公司可實現光芯片種類和應
26、用不斷擴張平臺化能力推動公司可實現光芯片種類和應用不斷擴張。公司目前在高功率激光公司目前在高功率激光器芯片領域已經成為領先廠商,并重點朝著器芯片領域已經成為領先廠商,并重點朝著 VCSELVCSEL 芯片(汽車芯片(汽車/激光雷達)、光激光雷達)、光通信(通信(lnplnp 材料體系)、可見光領域(激光顯示)等領域進行橫向布局,不斷打材料體系)、可見光領域(激光顯示)等領域進行橫向布局,不斷打開公司長期可觸達市場空間。開公司長期可觸達市場空間。我們認為公司提出橫縱拓展策略的背后實則體現出依托于底層具備的研發迭代我們認為公司提出橫縱拓展策略的背后實則體現出依托于底層具備的研發迭代基礎以及較快的產
27、業化落地能力基礎以及較快的產業化落地能力,公司可根據不同場景給出快速產品反饋公司可根據不同場景給出快速產品反饋,凸顯凸顯平臺化屬性。平臺化屬性。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告10圖5:長光華芯“一平臺、一支點、橫向擴展、縱向延伸”發展戰略資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理高功率單管系列營收占比超高功率單管系列營收占比超 80%80%,VCSELVCSEL 系列開始進入兌現階段。系列開始進入兌現階段。當前公司營收主要集中在高功率單管系列、高功率巴條系列和高功率 VCSEL 系列三部分,根據最新公開數據,2022年公司高功率單管系列實現營收3
28、.45億元,營收占比89.54%,高功率巴條系列實現營收 0.30 億元,營收占 7.78%,高功率 VCSEL 系列處于起步階段,營收占比較低。根據 2021H1 披露數據,從下游應用領域來看,單管系列主要應用在工業領域,巴條系列主要應用在科研領域。圖6:公司 2022 年營收拆分情況(占比)圖7:2021H1 公司單管和巴條系列應用領域營收分布(百萬元)請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告11資料來源:長光華芯年報,國信證券經濟研究所整理資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理技術推動營收增長,盈利能力提升技術推動營收增長,盈利能力提升2018-
29、20212018-2021 年公司營收保持快速增長年公司營收保持快速增長,收入基本均來自核心技術產品收入基本均來自核心技術產品。2022 年受新冠疫情及經濟環境不確定性增加等因素影響,下游設備投資需求受到一定抑制,客戶訂單減少,造成公司營收出現小幅下滑。2018-2021 年,公司營收保持了快速增長,基本均來自核心技術產品,可以看出技術實力已經成為公司收入增長的核心驅動力。圖8:公司營收及同比增速圖9:公司收入基本均來自核心技術產品資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理規模效應推動公司盈利能力提升。規模效應推動公司盈利能力提升。公司盈利能
30、力提升體現在毛利率和凈利率兩方面。1)毛利率:公司業務的基礎產品為激光芯片,并在此基礎上進行延伸,對于芯片業務,隨著生產規模的增加和良率提升,公司單位產品制造成本逐步降低,同時公司通過導入新產線使得單位材料成本降低,帶動整體毛利率逐步提升(2018年公司毛利率為 30.97%,2022Q3 毛利率提升至 48.80%)。圖10:2018-2022 長光華芯毛利率情況資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告12備注:2021 全年各產品毛利率情況公司并未公布凈利率方面,除了毛利率提升外,隨著營收規模提升,公司銷售費用率、管理費
31、用率得到降低(公司銷售方式直銷為主,2019 年主要因為股權激勵費用支付管理費用明顯增加),同時前期的研發投入得到轉化,度過了大額投入階段,因此研發費用率也呈現出逐步下降趨勢。毛利率提升疊加期間費用率下降,公司凈利率實現逐步提升(2018 年公司凈利率為負,2022Q3 提升至 29.89%。圖11:公司盈利能力提升圖12:公司費用率持續降低資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理注:2019 年管理費用異常主要因為股權激勵費用支付募投資金加快公司產能釋放和創新領域產品進展。募投資金加快公司產能釋放和創新領域產品進展。公司上市共募集資金 1
32、3.48 億元,用于“高功率激光芯片、器件、模塊產能擴充項目”、“垂直腔面發射半導體激光器(VCSEL)及光通訊激光芯片產業化項目”及“研發中心建設項目”四個項目。其中高功率激光芯片、器件、模塊產能擴充項目主要是為了擴大高功率半導體激光芯片系列產品的生產;垂直腔面發射半導體激光器(VCSEL)及光通訊激光芯片產業化項目主要通過對生產基地的建設及配套設備的購置,進行相應產品研發和生產,擴大公司在消費電子、激光雷達及光通信領域的激光芯片輸出。項目建設完成后,滿產狀態下,預計新增高功率單管芯片產能 4875 萬顆,高功率巴條器件產能 5 萬個,高功率模塊產能 32.5 萬個,VCSEL 芯片產能 7
33、000 萬顆,光通訊芯片 0.7 萬片。高功率激光芯片、器件、模塊產能擴充項目達產后每年預計帶來營業收入 11.68 億元,投資回收期 6.45 年(靜態,含建設期);VCSEL 及光通訊激光芯片產業化項目達產后預計帶來年營收收入 2.88 億元,投資回收期6.17 年(靜態、含建設期)。表2:長光華芯募投資金規模及用途(單位:百萬元)序號募集資金投資項目項目投資總額擬用募集資金投入金額1高功率激光芯片、器件、模塊產能擴充項目599.33599.332垂直腔面發射半導體激光器(VCSEL)及光通訊激光芯片產業化項目305.05305.053研發中心建設項目143.66143.664補充流動資金
34、300.00300.00合計1348.041348.04資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告13新增投資建廠規劃,推動 2025 年后產能規模增加。2022 年 12 月 28 日公司發布公告,公司全資子公司蘇州長光華芯半導體激光創新研究院有限公司與蘇州科技城管理委員會簽訂項目投資合作協議,擬在太湖科學城新建先進化合物半導體光電子平臺項目;項目總占地面積約 31 畝,投資總額約 10 億元。該項目計劃 2023 年開工,2025 年建成投產,滿產預計年產值不低于 6 億元。關于建設內容:該先進化合物半導體光電子
35、平臺項目建成后將形成年產 1 億顆芯片、500 萬器件的能力,具備氮化鎵、砷化鎵、磷化銦等激光器和探測器芯片的產線建設及器件封裝能力,具備其他高功率半導體激光器芯片等功率芯片研發、封測能力(包括 6-8 寸器件封測生產線建設)。光芯片光芯片:應用創新,國內實力進階應用創新,國內實力進階電芯片性能趨于極限電芯片性能趨于極限,光芯片是發展下一站光芯片是發展下一站。電芯片和光芯片均屬于半導體領域,其中電芯片屬于半導體中集成電路部分,光芯片屬于半導體中分立器件部分,主要包括各種類型的激光器芯片和探測器芯片。電芯片以電子為載體,當前電芯片已經有六七十年的發展歷史。走到現在,以電子 為載體的技術已經趨近物
36、理極限,同時隨著電芯片尺寸的降低也會出現功耗等問題,而光芯片是以光子(光速傳輸且無靜止質量)為載體,其具備高速率、強并行性、大帶寬、低損耗等優點,有望在規避現有電芯片問題的同時提供更優的性能,因此光芯片有望成為半導體行業未來發展的重點方向。圖13:光芯片和電芯片均屬于半導體領域資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理光芯片下游應用不斷創新,推動潛在市場規模擴大。光芯片下游應用不斷創新,推動潛在市場規模擴大。電芯片均是基于硅這種材料進行生產,而硅不具備發光屬性,因此當前電芯片的應用場景主要集中在計算和請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告14存儲兩個領域
37、。而光芯片主要采用-族化合物,由于可以發光,光芯片具備能量、信息傳輸、傳感三個特性,針對不同特性,光芯片可以應用在不同場景。1)能量:以半導體激光芯能量:以半導體激光芯片為代表,在激光器內通過增益介質作用釋放出能量,可應用在工業領域(工業泵浦、工業加工)以及生物醫學等領域。2)信息傳輸信息傳輸:由于電信號衰減速度較快,難以實現長距離穩定傳輸,而激光具備穩定特性,是非常好的載體,因此光纖通信成為當下信息長距離傳輸的主要方式。光芯片是實現光纖傳輸(光電轉換)的核心器件,而光通信光通信也是目前光芯片規模最大的應用場景。另外量子計算也在成為光芯片在信息傳輸方面新的應用場景。3)傳感傳感:即光的信息獲取
38、屬性,可以實現對于物體的感知和探測,其中手機的面部識別功能將光芯片的應用場景延伸至消費電子領域,而激光雷達、人工智能、自動駕駛、物聯網等領域正在成為光芯片新的應用場景。圖14:光芯片具備廣泛應用場景資料來源:中科光芯,新華社,國信證券經濟研究所整理光芯片行業在設備環節對先進設備依賴度較小。光芯片行業在設備環節對先進設備依賴度較小。從生產工藝流程上來看,光芯片的制備過程和電芯片制備過程存在一定程度的相似性,均需要經過芯片設計、晶圓制造、封裝測試等環節,但是二者對于工藝設備的要求卻不一樣。電芯片的迭代遵循摩爾定律電芯片的迭代遵循摩爾定律,即在在芯片上集成越來越多的晶體管,為了提高集成度,需要不斷減
39、小晶體管的尺寸,對應的代價就是制造過程復雜性不斷提高,制造過程復雜性不斷提高,需要更先進的設備進行制造生產需要更先進的設備進行制造生產。當前電芯片已經在追求 7nm 以下的先進工藝制程。反觀光芯片,本質是實現對各類光器件的集成光芯片,本質是實現對各類光器件的集成,由于光的波長在百納米到 1 微米之間,在較小尺寸的光學器件里可能會出現干涉衍射效應,影響光芯片的正常運請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告15行,因此光芯片不會過多追求工藝尺寸的極限縮小光芯片不會過多追求工藝尺寸的極限縮小。同時由于光速快于電子速度,理想狀態下,光子芯片的計算速度能比電子芯片快約 100
40、0 倍,且功耗較低,因此采用成熟的半導體工藝技術的光芯片就可以滿足當下需求采用成熟的半導體工藝技術的光芯片就可以滿足當下需求,降低了對于先進工藝降低了對于先進工藝的依賴。的依賴。高功率半導體激光芯片:工業領域國產替代加速高功率半導體激光芯片:工業領域國產替代加速半導體激光芯片處于激光產業鏈上游核心環節。半導體激光芯片處于激光產業鏈上游核心環節。從激光產業鏈分布情況來看,半導體激光芯片、激光器件以及制備芯片所需要的各類材料為激光產業鏈的上游,準入門檻較高。產業鏈中游指的是利用上游材料和器件制備泵浦源進行各類激光器的制造與銷售,包括直接半導體激光器、二氧化碳激光器、固體激光器、光纖激光器等。圖15
41、:激光產業鏈上下游情況資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理注:加粗字體部分為長光華芯業務覆蓋環節半導體激光器市場規模擴大,拉動上游芯片需求增長。半導體激光器市場規模擴大,拉動上游芯片需求增長。半導體激光器在各類激光器中擁有較好的能量轉化效率,廣泛適用性、自身性能的提升和下游應用場景的廣泛適用性、自身性能的提升和下游應用場景的擴大擴大推動半導體激光器市場規模不斷擴大,具體表現在:1)半導體激光器可以作為光纖激光器、固體激光器的泵浦源;2)隨著半導體激光技術在功率、效率等方面的提升,半導體激光器可實現直接應用;3)下游除了材料加工、光通信、國防、消費電子等已有應用領域,也出現了醫療
42、、美容設備、汽車等新興應用市場。根據 Laser Focus World 預計,2021 年全球半導體激光器的市場規模預測為 79.46億美金,市場增長率為 18.18%。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告16圖16:2015-2021 年全球半導體激光器市場規模資料來源:Laser Focus World,國信證券經濟研究所整理光纖激光器:高功率市場國產化程度快速提升。光纖激光器:高功率市場國產化程度快速提升。長光華芯目前生產的高功率半導體激光芯片的主要應用場景是工業領域,工業激光器目前呈現出以下特征:1 1)工業激光器中光纖激光器占比超過一半工業激光器中光
43、纖激光器占比超過一半;2 2)光纖光纖激光器高功率部分國產化程度快速提升。激光器高功率部分國產化程度快速提升。1 1)光纖激光器優勢明顯光纖激光器優勢明顯,在工業激光器市場占比過半在工業激光器市場占比過半。工業激光器目前主要包括光纖激光器、氣體激光求、固體激光器、半導體激光器,其中光纖激光器具有結構簡單、光束質量高、散熱性能好、轉換效率高等優點,在工業激光器市場占有率不斷提升。表3:光纖激光器和其他類型激光器性能對比光纖激光器光纖激光器YAGYAG 激光器(固體)激光器(固體)CO2CO2 激光器(氣體)激光器(氣體)光電轉換效率30%3%10%最大輸出功率50KW6KW20KW半導體泵浦壽命
44、(小時)10 萬10005 萬維護和操作費用/小時23520占地面積(平方米)163維護和操作費用/小時無需維護需經常維護需維護柔性加工十分適宜一般不適宜穩定性好差一般吸收率銅(10%)353512吸收率鋁(10%)772光電轉換效率30%3%10%資料來源:華經產業研究院,國信證券經濟研究所整理根據 Laser Focus World 數據,全球工業激光器市場規模從 2015 年的 28.66 億美元增長至 2020 年的 51.57 億美元。其中,光纖激光器市占率從 2015 年的 40.8%,是目前應用最廣泛的工業激光器品類。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研
45、究報告17圖17:2015-2020 全球工業激光器產品銷售結構資料來源:Laser Focus World,國信證券經濟研究所整理2 2)高功率光纖激光器國產化進程加快,拉動芯片層面國產需求。高功率光纖激光器國產化進程加快,拉動芯片層面國產需求。光纖激光器根據輸出功率的高低,可以分為低功率、中功率和高功率三類,其中低功率市場在2016 年后基本實現了充分的國產替代,中功率市場在 2015 年后國產化率就已超過一半,高功率市場國產化進程在 2016 年后進入加速階段,國產化率在 2021 年超過了 70%。圖18:2013-2021 年低中高功率光纖激光器國產化率變化情況資料來源:長光華芯招股
46、說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告18高功率半導體激光芯片:科研與醫療市場持續創新高功率半導體激光芯片:科研與醫療市場持續創新科研與軍事市場:激光器應用范圍不斷擴大??蒲信c軍事市場:激光器應用范圍不斷擴大。在科研與軍事領域,許多技術和武器的研究均離不開激光器的幫助,尤其在高端制造、精密材料、制導、雷達及光電對抗、激光武器等領域的科研項目,對激光器的性能要求將會更高。激光武器是一種利用定向發射的激光束直接毀傷目標或使之失效的定向能武器。根據作戰用途的不同,激光武器可分為戰術激光武器和戰略激光武器兩大類。武武器系統主要由激光器和跟蹤器
47、系統主要由激光器和跟蹤、瞄準瞄準、發射裝置等部分組成發射裝置等部分組成,通常采用的激光器有通常采用的激光器有化學激光器、固體激光器、化學激光器、固體激光器、CO2CO2 激光器等。激光器等。軍事與科研用激光器市場軍事與科研用激光器市場 2019-20242019-2024 年復合增速超過年復合增速超過 10%10%。根據 Lasers:GlobalMarkets to 2024數據,全球定向能激光源和軍事激光(directed-energy andmilitary lasers)市場將從 2019 年的 89 億美元增長到 2024 年的 146 億美元,2019-2024 的年復合增長率為
48、10.41%。隨著全球各國對科研和軍事經費的不斷投入,將促進激光器在科研與軍事領域的穩定發展。生物醫療:激光器應用場景不斷創新。生物醫療:激光器應用場景不斷創新。在生物醫療領域,激光器主要應用于光譜技術、干涉技術、臨床標本或組織的檢測和診斷、臨床治療與手術等方面。而弱激光的刺激效應具有加強局部血液循環、提高免疫功能、調整機能、促進細胞生長、組織修復等作用,已被廣泛應用于口腔和皮膚等方面治療。根據Allied Market Research發布的數據,2018年全球醫療激光市場規模為69.47億美元,預計到 2026 年將達到 162.3 億美元,年復合增長率為 11.19%。隨著全球醫美經濟和
49、生物醫療技術的持續推動,將進一步加速激光技術在生物醫療領域的深度發展,生物醫療領域對激光器的需求將長期處于穩定上升階段。圖19:激光器在醫療領域應用示例資料來源:Coherent 官網,國信證券經濟研究所整理醫美市場醫美市場,長光華芯已經有批量應用長光華芯已經有批量應用 VCSELVCSEL 芯片產品芯片產品。隨著消費者需求變化,消費電子產品內容除了常見的手機、電腦等產品,家用醫美產品也成為市場新需求。根據線上家用美容儀器消費洞察報告 數據預計,我國脫毛儀市場規模接近 100億元,僅天貓一年銷售數據就有 41.51 億元。目前市場主流脫毛方式有 IPL 脫毛和激光脫毛,但激光脫毛具備痛感輕微、
50、副作用少、效果持久、安全穩定等多方面優勢。在激光脫毛選擇波長里,808nm 波長是最適合的選擇,適合不同膚色的消費者。圖20:808nm 波長是激光脫毛最合適波長請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告19資料來源:長光華芯官網,國信證券經濟研究所整理注:白皮膚為、型,黃皮膚為、型,棕黑皮膚為、型目前,長光華芯目前,長光華芯 808nm808nm VCSELVCSEL 激光芯片已在客戶端批量應用激光芯片已在客戶端批量應用,并可提供封裝等多并可提供封裝等多種定制化服務種定制化服務。長光 808nm VCSEL 芯片以體積小、光束質量高、電光轉化效率高、壽命長、成本低、
51、性能穩定等優勢,成為生產和制造家用手持脫毛儀的理想選擇??紤]到終端客戶實際應用需求,長光華芯不僅可為客戶提供 808nm VCSEL 芯片和高功率封裝模組,也可根據客戶需求提供定制化方案,通過對功率,波長,排布尺寸以及封裝設計等指標進行調整,快速響應不同終端客戶應用需求。圖21:長光 808nm VCSEL 激光芯片指標資料來源:長光華芯官網,國信證券經濟研究所整理VCSELVCSEL 芯片:激光雷達打開新空間芯片:激光雷達打開新空間根據諧振腔體制造工藝的不同,激光芯片分為邊發射激光芯片(EEL)和面發射激光芯片(VCSEL)兩種,其中邊發射激光芯片在芯片兩側鍍光學膜形成諧振強,沿請務必閱讀正
52、文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告20平行于襯底表面發射激光,面發射激光芯片是在芯片的上下兩面鍍光學膜,垂直于芯片表面發射激光。VCSELVCSEL 芯片具備低閾值電流、穩定單波長工作、易二維集芯片具備低閾值電流、穩定單波長工作、易二維集成、制造成本低等優點,目前輸出功率及電光效率較成、制造成本低等優點,目前輸出功率及電光效率較 EELEEL 芯片低。芯片低。圖22:EEL 芯片和 VCSEL 芯片示意圖資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理VCSELVCSEL 應用早期集中在光通信領域,后延伸至消費電子和車載領域。應用早期集中在光通信領域,后延伸至消費電子
53、和車載領域。通常 VCSEL器件的工作波長為 850nm 至 1310nm,最開始階段是 850nm 波段 VCSEL 商用化程度最為成熟,成為短距離光纖數據傳輸系統的重要器件;之后隨著長波段產品逐步成熟,VCCSEL 開始用于長距離光纖通信、光存儲等領域。2006 年后,隨著工藝、材料技術逐步改進,VCSEL 芯片開始用于工業領域,2017 年蘋果將 VCSEL 芯片應用帶入消費電子;2018 年后 VCSEL 芯片進一步延伸應用場景至激光雷達、投影顯示等領域。圖23:VCSEL 芯片應用場景發展歷程資料來源:華經產業研究院,國信證券經濟研究所整理消費電子和光通信是當下消費電子和光通信是當下
54、 VCSELVCSEL 核心應用場景核心應用場景,車載領域未來五年復合增速超車載領域未來五年復合增速超過過90%90%。根據研究機構 Yole Group 最新預測,2022 年 VCSEL 市場規模有望達到 16億美元,2027 年有望將達到 39 億美元,2022-2027 復合年化增速為 19.2%。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告21從下游應用領域來看,消費電子領域預計是 2022 年 VCSEL 市場規模最大的細分市場,預計為 8.4 億美金,車載(自動駕駛)和光通信(數通市場)和領域是未來年復合增速最大的前兩大細分市場,其中光通信(數通)市場預計
55、從 2022 年 7.82億美元增長至 2027 年 21 億美金,年復合增速為 22.2%;車載(自動駕駛)市場預計從 2022 年 180 萬美元增長至 2027 年 530 萬美元,年復合增速達到 96.6%。圖24:2022-2027 年 VCSEL 芯片市場規模預測資料來源:Yole,國信證券經濟研究所整理(一)(一)消費電子:從手機到未來的消費電子:從手機到未來的 VR/ARVR/AR 設備,設備,VCSELVCSEL 應用不斷豐富。應用不斷豐富。2017 年蘋果發布 iPhone X,首次將 VCSEL 芯片帶入了消費電子領域,驅動 VCSEL行業迎來新一輪快速增長。在 iPho
56、ne X 的屏幕上,泛光感應原件、距離傳感器以及點陣投影均需要 VCSEL 芯片支持,根據蘋果官方說法,指紋解鎖錯誤率是五萬分之一,而 iPhone X 的面部解鎖錯誤率僅為百萬分之一。iPhone 12 之后除了屏幕部分,蘋果為手機后置攝像頭加入了基于 VCSEL 芯片的dToF 激光雷達,通過 dToF 技術,蘋果設備可以得到更好的拍照對焦效果。目前蘋果的 iPhone、iPad、Airpods 產品線均使用了 VCSEL 芯片,其中 iPhone、iPad中 VCSEL 芯片主要完成精準對焦拍照和面部解鎖等功能,Airpods 中 VCSEL 芯片主要用來識別用戶聽歌狀態。針對潛在 VR
57、、AR 的新興領域,VCSEL 芯片也望提供更多感知功能。圖25:VCSEL 芯片在消費電子領域應用場景(示意圖)請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告22資料來源:南早網,國信證券經濟研究所整理(二)(二)自動駕駛:激光雷達迎來上車元年,自動駕駛:激光雷達迎來上車元年,VCSELVCSEL 加速滲透。加速滲透。激光雷達意在提供安全冗余度激光雷達意在提供安全冗余度,自動駕駛進階新增傳感器自動駕駛進階新增傳感器。當前自動駕駛進入 L2+階段,根據美國 SAE 協會標準,L2 級輔助駕駛是指部分自動化,駕駛者仍需專心于路況,L3 級別半自動駕駛是指有條件自動控制,該系
58、統可通過自動控制車輛使得在大多數路況下,駕駛注意力不需專注于路況。由此可知,進入 L3 階段,車輛自身需要承擔更多駕駛功能,因此對于車輛周圍信息的感知要求明顯提升。在實現更高等級自動駕駛路上,行業目前主要兩種路線的解決方案:1)純視覺路線:以特斯拉為代表,是以攝像頭為核心的感知方案,重算法。純視覺方案以攝像頭感知為主,硬件成本較低,但對后期算法處理能力要求較高。一方面,攝像頭直接感知到的信息僅為 2D 信息,需要通過算法還原出物體的深度信息,另一方面,視覺系統辨別物體需要依賴樣本的訓練,這意味著該系統需要海量數據作為樣本進行訓練去優化對物體識別的準確性和靈敏度,而同時存在著一旦遇到之前沒有遇到
59、的場景,該系統就有失效風險。當前,由于特斯拉在自動駕駛方面具備較明顯的先發優勢和長期的數據積累下算法開發能力,其目前選擇部署視覺方案。圖26:特斯拉傳感器配置方案(攝像頭+毫米波雷達)請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告23資料來源:特斯拉官網,國信證券經濟研究所整理2)激光雷達路線:多傳感器融合解決方案,激光雷達為增量,重硬件。目前除了特斯拉之外,大部分主流車企選擇了激光雷達路線,即在感知層攝像頭、毫米波雷達和超聲波雷達的基礎上增加激光雷達,實現多傳感器融合。視覺路線存在失效的風險以及前側長距離感知能力較弱,而激光雷達的增加重點解決的便是長距離感知和 corn
60、er case 問題。具體來說,激光雷達直接獲取到的是物體 3D信息,且可以做到較遠的探測距離,因此對于后續算法的要求降低,同時因為直接感知到物體的 3D 信息,可以直接進行物體識別,而不會出現視覺針對沒訓練到的 corner case 就無法識別的問題。對于選擇激光雷達路線的車廠來說,增加激光雷達配置在提供安全冗余度的同時因為弱算法的要求也有望加快智能化進程。圖27:激光雷達點云輸出結果(禾賽 AT128 為例)資料來源:禾賽科技官網,國信證券經濟研究所整理表4:不同類型傳感器性能對比傳感器類型傳感器類型攝像頭攝像頭毫米波雷達毫米波雷達超聲波雷達超聲波雷達激光雷達激光雷達承擔功能360 全景
61、影像、前向碰撞預警、車道偏移報警和行人檢測等盲道檢測;變道輔助;測速側方超車提醒;倒車提醒3D 建模,提供更全面環境信息優點分辨率高;成本低可全天候工作,探測性能穩定探測精度高,成本較低探測精度高,探測距離遠請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告24缺點對環境中光線敏感;探測距離有限;感知信息為 2D 信息探測精度低,無法識別行人,成本高于攝像頭探測距離較低,易受極端天氣影響成本最高,易受雨、霧天氣影響資料來源:智能網聯汽車網,國信證券經濟研究所整理20222022 年成為激光雷達上車元年年成為激光雷達上車元年,已有部分車型實現交付已有部分車型實現交付。激光雷達最
62、早主要用在軍事、測繪等對成本不敏感的領域,但隨著技術迭代升級以及成本的快速下降,激光雷達能夠在完成車規認證的同時兼具成本的可控性。2022 年國內車企集中公布了多款配置激光雷達車型,這也是首次激光雷達實現了規模上車。目前包括未來 ET7、ET5,理想 L9 在內的多款激光雷達車型實現了順利交付?;旌瞎虘B是當前上車主流混合固態是當前上車主流,固態激光雷達是長期演進方向固態激光雷達是長期演進方向。激光雷達的工作原理是通過將發射激光到障礙物,并通過探測器接收來完成對于物體 3D 信息搭建。根據掃描方式,激光雷達分為機械式、混合固態和固態三類。從架構上剖析,三類的區別在于其中機械零部件占比,其中機械式
63、激光雷達占比最高,可實現 360掃描;混合固態通過架構重新設計將機械部分僅保留在光束掃描部分(外觀部分固定無法運動);固態激光雷達是通過芯片化方案進行搭建,完全剔除了機械部分。機械占比越高意味著可靠性越差,過車規難度越高但是對技術的要求也越高,因此從上車角度來看,當前混合固態激光雷達是主流,但是固態激光雷達是長期演進方向。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告25圖28:激光雷達分類及對比資料來源:3D 視覺工坊,Livox,華經產業研究院,國信證券經濟研究所整理混合固態下已有混合固態下已有 VCSELVCSEL 方案方案,固態中固態中 FlashFlash 方案
64、適合使用方案適合使用 VCSELVCSEL 方案方案?;旌凸虘B激光雷達下,根據采用的光源不同,分為 EEL、VCSEL 和光纖激光器這三種類型,其中以禾賽科技為代表的技術方案,通過采用 VCSEL 陣列方式,已經成為今年能夠上車量產的方案之一,并成功在理想 L9 車型中完成部署?;旌瞎虘B:混合固態:VCSELVCSEL 多結工藝主推功率提升,成本優勢下多結工藝主推功率提升,成本優勢下 EELEEL 或逐步轉向或逐步轉向 VCSELVCSEL。當前在混合固體激光雷達 905nm 這部分產品中,EEL 作為光源方案占據了大部分分,VCSEL 之所以并沒有成為大部分 905nm 激光雷達廠商的首選方
65、案是在于其發光功率太低,較難實現遠距離探測。但隨著技術進步尤其是多結工藝的出現,不表5:2022 年國內上車激光雷達參數對比激光雷達激光雷達禾賽禾賽 AT128AT128圖達通圖達通 FalconFalcon速騰聚創速騰聚創 RS-LiDAR-M1RS-LiDAR-M1圖示光源方案VCSEL光纖激光器EEL探測距離200m(10%反射率)250m(10%反射率)200m(10%反射率)激光波長905nm1550nm905nm線束(等效)128 線300 線125 線視場角120 x25.4120 25120 25角分辨率0.1x0.20.06 x0.060.2 x0.2功耗18W-15W外尺寸
66、137 112 48mm-108110 x45mm資料來源:禾賽、圖達通、速騰官方網站,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告26僅有效提升 VCSEL 芯片的發光功率密度,而且結合 VCSEL 本身優點和成本優勢(和EEL 對比),VCSEL 有望成為現階段 EEL 激光雷達廠商的下一代產品方案選擇。多結技術推動功率密度提升。多結技術推動功率密度提升。VCSEL 的多結技術是指垂直將多個 PN 結疊在一起,利用隧道結隧穿原理,將上一個 PN 結價帶中的電子變成下一個 PN 結中的導帶電子。通過堆疊,VCSEL 芯片可以得到更高的功率密度,目
67、前行業已經可以做到 8結工藝甚至更高。另外對于電源或者驅動來說,同樣的功率下,高電壓、低電流比高電流、低電壓更容易實現且成本低,多結 VCSEL 通過電流不變,電壓升高,對于電源或者驅動都是利好。當前多結技術的發展已經使得 VCSEL 的功率密度從幾十瓦/平方毫米升至幾千瓦/平方毫米。圖29:VCSEL 多結技術資料來源:老鷹半導體,國信證券經濟研究所整理VCSELVCSEL 更易和接收端更易和接收端 SPADSPAD 做搭配做搭配,實現相互系統優化實現相互系統優化。由于激光雷達是收發一體的光、機、電組合體,整個系統性能優化需要收發端一起優化。接收端,最原始的方式采用 APD 芯片,為了提升接
68、收端靈敏度,提升激光雷達探測距離,技術演進上呈現出從 APD 向 SPAD/SiPM 兩種類型進行演進,APD 的增益只有數十數百,而 SPAD 和 SiPM 可以達到 106級別,光子探測效率明顯提升。理性情況下,發射的光源和接收的探測器在完全 1:1 重疊的形狀下,整個系統的光電效率是最高的,VCSEL 本身具備易集成、靈活度高的屬性,去配合接收端 SPAD的形狀和尺寸相對簡單,換成別的激光器去為了特定 SPAD ARRAY 做光形上改動,難度較大。因此一般 VCSEL+SPAD 是常見的組合方式。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告27圖30:APD 與
69、SiPM、SPAD 對比資料來源:米蘭理工大學,國信證券經濟研究所整理工藝流程簡單確保成本優勢。工藝流程簡單確保成本優勢。EEL 激光器因為其發光面位于半導體晶圓的側面,使用過程中需要進行切割、翻轉、鍍膜、再切割的工藝步驟,往往只能通過單顆貼裝的方式和電路板整合,而且每顆激光器需要使用分立的光學器件進行光束發散角的壓縮和獨立手工裝調,極大地依賴產線工人的手工裝調技術,生產成本高且一致性難以保障。VCSEL 激光器發光面與半導體晶圓平行,其所形成的激光器陣列易于與平面化的電路芯片鍵合,在精度層面由半導體加工設備保障,無需再進行每個激光器的單獨裝調,且易于和面上工藝的硅材料微型透鏡進行整合,提升光
70、束質量,因此工藝流程機械化程度更高,成本更易降低。固態激光雷達固態激光雷達 FlashFlash 光源適合用光源適合用 VCSELVCSEL,或或 20232023 年開始上車年開始上車。結合之前分析,由于 VCSEL 芯片采用垂直發光方式,容易做二維集成,因此相較于 EEL,VCSEL 可以擁有更大的發光面積,視場角 FOV 可以做的比較大。Flash 激光雷達的原理是指短時間直接發射出一大片覆蓋探測區域的激光,再以高度靈敏的接收器,完成對表6:VCSEL 和 EEL、LED 對比IRLEDIRLEDVCSELVCSELEELEEL圖示類型LED激光器激光器大規模生產晶圓級晶圓級分離芯片級光
71、功率密度低中高光束質量朗伯型/發散較大對稱圓形/發散角小非對稱橢圓形/發散角中溫度漂移0.25nm/k0.07nm/k0.25nm/k光譜帶寬20-30nm1-2nm3-8nm激光散斑低陣列時低高開關速度msnsns封裝簡單簡單復雜成本低較低高資料來源:老鷹半導體,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告28環境周圍圖像的繪制,因此需要二維集成和大視場角的光源。如果采用 EEL 光源,激光雷達在光學設計部分會很復雜,需要采用專門的設計去擴到 EEL 光源的視場角,而 VCSEL 具備 Flash 激光雷達光源要求,因此更適合速騰聚創和禾賽科技已
72、經發布純固態補盲激光雷達,預計 2023 年上車。2022 年11 月 2 日禾賽發布首款純固態激光雷達 FT120,官宣獲得超過一百萬定點,預計2023 年下半年量產交付。11 月 7 日速騰發布旗下純固態補盲激光雷達 E1,2023年下半年 SOP。這兩款產品均定位近距離補盲,由于采用純芯片化的收發設計,因此產品集成度明顯提升,體積縮小。圖31:禾賽科技固態補盲雷達 FT120圖32:速騰聚創固態補盲雷達 E1資料來源:禾賽科技官網,國信證券經濟研究所整理資料來源:速騰聚創官網,國信證券經濟研究所整理VCSELVCSEL 市場競爭格局:從一家獨大到雙寡頭市場。市場競爭格局:從一家獨大到雙寡
73、頭市場。根據 Yole 數據,2017 年開始,VCSEL 市場的競爭格局發生了較大變化,在 2017 年之前,VCSEL 市場一直是Lumentum 占據主導位置,2017 年對應市場份額為 41%,第二梯隊公司 II-VI、Finisar、Trumpf(收購飛利浦光電的 VCSEL 技術)等市場份額均在 10%。2017 年的變化在于蘋果手機首次在 iPhone 上使用基于 VCSEL 的面部識別功能,Lumentum 是當時蘋果的獨家供應商。2021 年,Lumentum 市場份額為 42%,排名第一,但是 2019 年 II-VI 收購 Finisar 之后以及成為了蘋果的穩定供應商,
74、II-VI在 VCSEL 市場份額快速提升至 37%,成為排名第二廠商。從 2021 年數據來看,前兩大廠商市場份額達到 80%,第二梯隊廠商份額持續被壓縮。在 VCSEL 市場,國內目前還沒有明顯突破廠商,縱慧芯光目前份額在 1%左右。激光雷達作為激光雷達作為 VCSELVCSEL 新的應用市場新的應用市場,國內已經成為全球范圍最先實現規模上車的國內已經成為全球范圍最先實現規模上車的市場市場,國內激光雷達廠商具有一定的先發優勢國內激光雷達廠商具有一定的先發優勢,隨著上游芯片廠商技術實力不進隨著上游芯片廠商技術實力不進步步,以長光華芯以長光華芯、縱慧芯光等為代表國內縱慧芯光等為代表國內 VCS
75、ELVCSEL 芯片廠商有望實現新的突破芯片廠商有望實現新的突破,提提升市場份額。升市場份額。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告29圖33:VCSEL 競爭格局資料來源:Yole,國信證券經濟研究所整理注:Vertilite 為國內廠商縱慧芯光光通信芯片:光通信芯片:AIAI 驅動高速光芯片快速放量驅動高速光芯片快速放量光芯片是光通信系統中完成電光之間轉換的核心環節。光芯片是光通信系統中完成電光之間轉換的核心環節。當前光通信行業是光芯片應用最廣泛的領域,原理上來看,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。在光通
76、信系統傳輸信號過程中,光芯片起到核心電光和廣電轉換的作用,其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,將光信號轉換為電信號。圖34:光芯片在光通信系統中應用位置資料來源:中國電子元件行業協會,國信證券經濟研究所整理電信和數通是光通信下游兩大核心市場電信和數通是光通信下游兩大核心市場。產業鏈角度,光芯片與其他基礎構件(電芯片、結構件、輔料等)位于光通信產業上游,光組件和光模塊位于產業鏈中游戲,光芯片通過加工封裝為光發射組件(TOSA)和光接收組件(ROSA),光收發組件和電芯片、結構件等進一步加工成光模塊。電信市場和數通市場
77、是光通信產業鏈的下游。光芯片的性能直接決定了光模塊的傳輸速率光芯片的性能直接決定了光模塊的傳輸速率,因而也決定了下游設因而也決定了下游設備的更新迭代情況。備的更新迭代情況。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告30圖35:光通信產業鏈及光模塊結構示意圖資料來源:源杰科技招股說明書,國信證券經濟研究所整理根據材料體系、波長范圍、性能等指標不同,光通信中不同場景采用不同類型的激光器芯片,其中 VCSEL 適合 500 米以內的短距離傳輸,FP 適合中低速無線接入短距離,DFB 適合中長距離傳輸,EML 適合長距離傳輸。表7:不同類型激光器芯片對比產品類別工作波長產品特
78、性應用場景VCSEL800-900nm線寬窄,功耗低,調制速率高,耦合效率高,傳輸距離短,線性度差500500 米以內的短距離傳輸米以內的短距離傳輸,如數據中心機柜內部傳輸、消費電子領域(3D 感應面部識別)FP1310-1550nm調制速率高,成本低,耦合效率低,線性度差主要應用于中低速無線接入短距離市場主要應用于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DFB1270-1610nm譜線窄,調制速率高,波長穩定,耦合效率低中長距離的傳輸中長距離的傳輸,如 FTTx 接入網、傳輸網、無線基站、數據中心內部互聯等EML1270-1610
79、nm調制頻率高,穩定性好,傳輸距離長,成本高長距離傳輸長距離傳輸,如高速率、遠距離的電信骨干網、城域網和數據中心互聯資料來源:源杰科技招股說明書,國信證券經濟研究所整理數通市場是光模塊市場后續增長的重要增量數通市場是光模塊市場后續增長的重要增量,占比已經超過一半占比已經超過一半。由于電信市場的需求更多來自于通信網絡建設(如當下 5G 網絡、光纖接入網絡),整體建設建設較為平穩,而數通市場由于直接需要處理快速增長的數據流量,因此在建設和光模塊速率迭代上更加激進。結合結合 FROST&SULLIVANFROST&SULLIVAN 預測,預測,20202020 年數通市場需求年數通市場需求已經超過電
80、信市場需求,且在光模塊的總需求中占比未來會持續提升。已經超過電信市場需求,且在光模塊的總需求中占比未來會持續提升。據 FROST&SULLIVAN 預測,2020-2024 年全球光模塊市場規模預計從 2020 年的105.4 億美元增長到 2024 年的 138.2 億美元,年復合增長率約為 7.0%。應用于數通領域的光模塊市場規模預計則由2020年的54.2億美元快速增長2024年的83.9億美元,年復合增長率約為 11.5%,其占比從 51.4%進一步提高至 60.7%。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告31圖36:2015-2024 年全球光模塊市場規
81、模及預測資料來源:FROST&SULLIVAN,國信證券經濟研究所整理數據中心建設和架構升級推動光模塊需求上升數據中心建設和架構升級推動光模塊需求上升。根據 Synergy 2022 年最新預測數據,超大規模運營的大型數據中心數量將持續增長,目前已知的正在規劃的新超大規模數據中心有 314 個,有望在三年內突破 1000 個,并在此后繼續快速增長。目前美國占運營的超大規模數據中心的近 40%,其次是中國。按照數據中心容量來看,領先的是亞馬遜、微軟、谷歌和 Facebook,但增長最快的是中國的超大規模云提供商,包括字節跳動、阿里巴巴和騰訊。數據中心內部流動快速增長帶動數據中心架構改變數據中心內
82、部流動快速增長帶動數據中心架構改變,光模塊用量提升光模塊用量提升。根據 Cisco預測,2020 年數據中心內部數據流量占比為 77%,數據中心之間數據流量占比 9%,數據中心與用戶之間的數據流量占比為 14%,因此數據中心內部數據流量成為數據中心的主要數據量。數據中心流量的增長和數據中心的規?;沟脭祿袃炔康臄祿粨Q及數據處理、網絡架構扁平化的需求日益提升,因此數據中心內部架構也從傳統的三層網絡架構變為葉脊網絡架構。葉脊網絡架構增加了數據中心內部設備的需求,明顯增加了連接端口數和內部設備連接密度,帶動光模塊需求量增加。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告32
83、圖37:數據中心內部網絡架構演進圖資料來源:聯特科技招股說明書,國信證券經濟研究所整理AIAI 服務器需求快速增長,帶動高速光模塊需求加速釋放服務器需求快速增長,帶動高速光模塊需求加速釋放ChatGPTChatGPT 成為目前用戶數最快破億的消費級應用,彰顯成為目前用戶數最快破億的消費級應用,彰顯 AIAI 應用潛力,推動應用潛力,推動 AIAI 服服務器長期需求釋放務器長期需求釋放。2023 年 2 月智能聊天程序 ChatGPT 僅推出兩個月,月活躍用戶數已經破億,成為目前最快實現用戶數破億的消費級應用,標志著 AI 應用有望進入商業化落地的加速階段。應用端的落地加速是 AI 服務器市場持
84、續增長的核心驅動力之一。AIAI 服務器預計未來五年復合增速為服務器預計未來五年復合增速為 22%22%。2023 年 5 月,Trendforce 上調了 AI 服務器的預測,預計 2023 年 AI 服務器(包含搭載 GPU、FPGA、ASIC 等)出貨量近120 萬臺,同比增長 38.4,占整體服務器出貨量近 9,至 2026 年將占 15。該機構同步上修了 2022-2026 年 AI 服務器出貨量年復合成長率至 22。(此前 4月 18 日,TrendForce 預估今年 AI 服務器出貨量同比增長 15.4%,2023-2027 年AI 服務器出貨量年復合成長率約 12.2%。)圖
85、38:ChatGPT 用戶數快速增長圖39:2022-2027 年 AI 服務器增長率及預測(單位:千臺)請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告33資料來源:搜狐,國信證券經濟研究所整理資料來源:TrendForce,國信證券經濟研究所整理英偉達方案仍是當前市場主流方案英偉達方案仍是當前市場主流方案,推動高速光模塊需求快速增長推動高速光模塊需求快速增長。對于服務器芯片,TrendForce 預計 AI 服務器芯片 2023 年出貨量將增長 46%。英偉達 GPU 為AI 服務器市場搭載的主流芯片,市占率約 60%-70%,其次為云端業者自研的 AISC芯片,市占率
86、超過 20%。結合我們此前發布的深度報告云基建專題(三):AI驅動下光模塊趨勢展望及彈性測算以及行業點評人工智能行業點評:基于英偉達 GH200 方案的光模塊需求彈性測算可知,從英偉達 H100 的方案開始,800G光模塊需求就已經出現,且在 GH200 的方案里,800G 的需求用量又得到明顯提升,因此在 AI 需求快速增長且英偉達保持主流地位的背景下,預計以 800G 為代表的高速光模塊需求有望加速釋放。高速率芯片高速率芯片 2019-20252019-2025 年行業規模復合增速超年行業規模復合增速超 20%20%。在流量快速增長,傳輸速率不斷提高的背景下,光芯片同樣需要朝著高速率方向演
87、進。根據 Omdia 數據預測,2019-2025 年 25G 以上速率光模塊所使用的光芯片占比逐漸擴大,整體市場空間將從 13.56 億美元增長至 43.40 億美元,年均復合增長率將達到 21.40%。圖40:英偉達 H100 4SU 方案展示資料來源:英偉達官網,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告34圖41:高速率模塊光芯片市場空間及預測(百萬美元)資料來源:Omdia,國信證券經濟研究所整理AIAI 需求推動,或加速國內廠商高速光芯片市場份額突破。需求推動,或加速國內廠商高速光芯片市場份額突破。在低速率光芯片領域(25G 及以下)
88、,我國目前已呈現高度競爭的格局?,F階段中國已有 30 多家企業實現 10G 及以下光通信芯片的規模性銷售,低速芯片市場基本實現國產替代。根據中國光電子器件產業技術發展路線圖(2018-2022 年),2017 年 10G 以下激光器芯片國產化率接近 80%,10G 激光器芯片國產化率接近 50%。25G 及以上光芯片包括 25G、50G、100G 激光器及探測器芯片。根據 ICC 統計,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%。目前在目前在 25G25G 及以上速率的光芯片及以上速率的光芯片(尤其是激光器芯片尤其是激光器芯片)市場市場,主要由歐美主要由歐
89、美、日本日本等廠商主導,如美國的等廠商主導,如美國的 LumentumLumentum、II-VIII-VI、博通,日本的三菱、住友等??紤]、博通,日本的三菱、住友等??紤]到到AIAI 帶來的帶來的 800G800G 等高速光模塊需求或在短期內快速釋放,結合供應鏈安全和穩定等高速光模塊需求或在短期內快速釋放,結合供應鏈安全和穩定的考慮,或有望加速國內光芯片廠商的高速市場突破。的考慮,或有望加速國內光芯片廠商的高速市場突破。因此下游市場因此下游市場,尤其是數通市場光模塊需求的增長尤其是數通市場光模塊需求的增長,帶動上游對于光芯片部分的帶動上游對于光芯片部分的持續需求持續需求。目前長光華芯已經在光
90、通信部分有所布局目前長光華芯已經在光通信部分有所布局,后續隨著產品出貨規模的后續隨著產品出貨規模的提升,有望成為公司長期發展的又一增長點。提升,有望成為公司長期發展的又一增長點??梢姽忸I域:加快藍綠光激光器產業化可見光領域:加快藍綠光激光器產業化藍綠光激光器是新型激光器,推動應用領域創新。藍綠光激光器是新型激光器,推動應用領域創新。激光器迭代的路徑分為兩類,一類是原有激光器功率的提升,比如光纖激光器現在的功率已經提升至萬瓦及以上級別;另一類是在激光器的波長上進行創新,開發出新的激光器類型,帶動下游創新。光纖激光器大部分使用的波長為紅外。目前在可見光領域,氮化鎵(GaN)基藍光和綠光激光器是當前
91、進度較快的類型,在投影顯示、激光加工、激光照明、存儲等領域有著廣泛的市場需求。比如藍光激光器,其波長在 400nm-500nm 范圍內,具有波長短、衍射效應小、能量高等特性。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告35圖42:可見光對應波長和顏色資料來源:科旺特激光,國信證券經濟研究所整理從氮化鎵下游應用角度看,光電器件是其中主要應用方向,并且保持著快速增長,根據華經產業研究院數據,2020 年 GaN 在光電領域的應用規模達到了 224.7 億元,同比增長 36.1%。圖43:2017-2022 年 GaN 在光電領域應用規模資料來源:華經產業研究院,國信證券經濟
92、研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告36IDMIDM 模式模式+規模量產,確立領軍位置規模量產,確立領軍位置IDMIDM 模式帶動技術落地和產品延伸模式帶動技術落地和產品延伸光芯片行業采用光芯片行業采用 IDMIDM 模式是主流。模式是主流。半導體行業的生產經營模式主要分為 IDM(垂直整合制造模式)模式和 Fabless(無晶圓廠)模式。IDM 模式下企業需要完成芯片設計、晶圓制造、封裝測試等全部環節,Fabless 模式下,企業只需要完成芯片設計及銷售業務,其他環節均第三方公司完成。由于集成電路行業發展較為成熟,生產工序較為標準化且均基于硅材料體系
93、,為提高行業整體效率,出現了明確的行業分工模式,行業新進企業為了將資源集中投入設計研發環節,多采用 Fabless 模式。但是光芯片行業不同,其在生產環節不會單純只注重尺寸縮小,更是需要通過工藝平臺實現光器件的特色功能,因而生產過程會因為器件不同有所區別,核心競爭點在于工藝的成熟度和穩定性,工藝平臺的多樣性。目前全球來看,行業領先的光芯片公司如 Lumentum、-等采用 IDM 模式。圖44:光芯片行業生產經營模式分類資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理公司已經掌握公司已經掌握 IDMIDM 全流程所需要的核心工藝全流程所需要的核心工藝,推動公司產品落地和新品延伸推動公司產品
94、落地和新品延伸。公司核心技術覆蓋半導體激光行業最核心的領域,包括器件設計及外延生長技術、FAB 晶圓工藝技術、腔面鈍化處理技術、封裝技術以及高亮度合束及光纖耦合技術等。其中:1)器件設計及外延生長技術包括四大技術:高功率高效率高亮度芯片結構設計、分布式載流子注入技術、MOCVD 外延生長技術、多有源區級聯的垂直腔面發射(VCSEL)半導體激光器的設計;2)FAB 晶圓工藝包括兩大技術:低損傷刻蝕工藝和薄膜氧化熱處理工藝技術,核心在于提高晶圓的良率;3)腔面鈍化處理技術為高功率芯片腔面技術/高 COMD 閾值的腔面保護技術,可提高芯片的功率以及壽命;4)封裝技術是指大功率半導體激光器芯片封裝技術
95、,可提高器件的偏振性和可靠性?;谏鲜龊诵募夹g的掌握,公司成功完成了高功率半導體激光芯片研發和工藝量產平臺的搭建,并成功構建了 GaAs(砷化鎵)和 InP(磷化銦)兩大材料體系,請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告37一方面能夠根據客戶不同需求生產不同激光芯片及其器件,另一方面可以加快橫向應用領域(VCSEL 和光通信)。圖45:長光華芯掌握生產制造核心工藝環節資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理規模量產確保成本和制造優勢規模量產確保成本和制造優勢IDMIDM 模式下,良率是衡量制造水平核心指標之一,模式下,良率是衡量制造水平核心指標之一,20
96、18-20202018-2020 年持續提升。年持續提升。公司已建成覆蓋芯片設計、外延、光刻、解理/鍍膜、封裝測試、光纖耦合等 IDM 全流程工藝平臺和 3 吋、6 吋量產線,目前 3 吋量產線為半導體激光行業內的主流產線規格,而 6 吋量產線為該行業內最大尺寸的產線。2018 年至 2020 年激光芯片生產的良率不斷提高,復合增長率達到 33.40%。良率指標反映在產能的快速提升。良率指標反映在產能的快速提升。設備角度,公司高功率單管芯片及巴條芯片的產能均依賴核心設備 MOCVD 系統,通過 MOCVD 系統將襯底進行外延生產外延片,然后通過光刻與刻蝕、金屬沉積等生產晶圓,單片晶圓進行片區分
97、解、腔面鍍膜及解理等生產單管及巴條芯片,通常單片 3 吋晶圓可解理為 1000 顆單管芯片或100 顆巴條芯片,單片 6 吋晶圓可解理的芯片數量為 3 吋晶圓的 4 倍左右。設備和對應產能角度看,設備和對應產能角度看,2019-2021H12019-2021H1 公司生產良率水平持續提升。公司生產良率水平持續提升。1)2019 年和 2018 年 MOCVD 設備數量均為 1 臺,但是 2019 年公司高功率單管及巴條芯片產能實現提升,體現出良率的提升;2)2020 年公司新增 1 臺 MOCVD 設備,MOCVD設備翻倍到 2 臺,但高功率單管及巴條芯片產能提升超過一倍,良率水平持續提升;3
98、)2021 年上半年公司高功率半導體單管及巴條芯片產能較 2020 年全年已經請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告38實現翻倍,除了 MOCVD 系統數量從 2 臺增加到 3 臺以外,公司逐步導入了 6 吋生產工藝,同等條件下,導致高功率單管芯片及巴條芯片的良品產能提升幅度較大。表8:2018-2021H1 公司核心設備及產能變化情況2018201920202021H1生產使用 MOCVD 系統數量1123高功率單管芯片產能(萬顆)129161461806高功率巴條芯片產能(萬顆)3.94.37.15.8自動/全自動貼片機數量(臺)2455單管及巴條器件產能(萬
99、個)45.5262.56136.1688.3兼容合束臺數量(臺)10101010全自動反光鏡耦合系統數量(臺)781718光纖耦合及陣列模塊產能(萬個)1.54.95.84.9資料來源:長光華芯公司公告,國信證券經濟研究所整理良率另一個角度的反映指標是毛利率良率另一個角度的反映指標是毛利率,量產能力提升推動公司毛利率水平持續提量產能力提升推動公司毛利率水平持續提升。升。2018-2021H1 受益于規模量產銷售以及生產工藝流程良率提升,公司整體毛利率不斷提升。同時 2021 年公司導入 6 吋晶圓生產線,芯片類產品生產成本明顯降低。圖46:2018-2022 長光華芯毛利率水平不斷提升資料來源
100、:Wind,國信證券經濟研究所整理表9:導入 6 吋新產線帶來芯片成本降低產品類型2021H12020變動幅度單管芯片4.377.37-40.71%巴條芯片34.8651.64-32.49%資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理高功率半導體激光芯片實力領先,份額提升可期高功率半導體激光芯片實力領先,份額提升可期請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告39長光華芯在國內高功率半導體激光芯片市場市占率第一長光華芯在國內高功率半導體激光芯片市場市占率第一,仍有明顯提升空間仍有明顯提升空間。根據長光華芯招股說明書測算,2020 年全球高功率半導體激光芯片市場規
101、模約為18.3 億元,2020 年我國高功率半導體激光芯片市場規模約為 5.29 億元。在測算時,基于假設如下:(1)根據 2021 年中國激光產業發展報告,2020 年全球激光器銷售額為 160.10億美元,2021 年全球激光器銷售總額有望繼續取得 15%左右的增長,達到 184.80億美元,參考 2020 年數據,全球高功率半導體激光芯片主要應用領域占比約 59%。國內部分 2009 年至 2019 年,光纖激光器在工業激光器中的市場份額由 14.00%迅速增加至 53.00%,根據該比例可推算出國內工業激光器市場規模。(2)根據銳科激光、杰普特、IPG、nLIGHT 及 Coheren
102、t 等主要激光器廠商數據,激光器行業平均毛利率在 30-40%左右,取 30%估計。(3)根據激光制造商情,泵浦源(光纖耦合模塊)占光纖激光器成本比例高達 50%。(4)泵浦源(光纖耦合模塊)毛利率平均 15%;激光芯片占泵浦源(光纖耦合模塊)BOM 成本的 10%。表10:高功率半導體激光器芯片市場規模測算20202021全球激光器銷售額(億美元)160.1184.80使用高功率半導體激光器市場比例59.10%對應市場規模(億美元)94.62109.22美元匯率1:6.5市場規模(億人民幣)615.02709.91激光器行業平均毛利率30%泵浦源在光纖激光器成本比例50%泵浦源(光纖耦合模塊
103、)市場規模(億元)215.26248.47泵浦源平均毛利率15%激光芯片在泵浦源成本占比10%全球激光芯片市場規模(億元)全球激光芯片市場規模(億元)18.3018.3021.1221.12國內光纖激光器銷售額(億元)94.2124.80國內工業激光器銷售額(億元)177.7235.47國內光纖耦合模塊市場規模(億元)62.2182.42國內激光芯片市場規模(億元)國內激光芯片市場規模(億元)5.295.297.017.01資料來源:長光華芯招股說明書,Laser Focus World,國信證券經濟研究所整理結合 2020 年長光在該領域的銷售規模,可以測算出長光華芯高功率半導體激光芯可以測
104、算出長光華芯高功率半導體激光芯片在全球市場的占有率為片在全球市場的占有率為 3.88%3.88%,在國內市場占有率為在國內市場占有率為 13.41%13.41%,可比公司武漢銳晶的在國內市場的占有僅為 7.43%,因此長光華芯目前在高功率半導體激光芯片領域國內市場占有率第一,居于國內領先位置。性能優勢和客戶基礎推動公司后續份額持續提升。性能優勢和客戶基礎推動公司后續份額持續提升。我們認為長光華芯后續份額持續提升的基礎來源于兩個方面:1)公司半導體激光芯片的性能已經居于全球領先水平;2)公司已經和下游市場的核心用戶達成緊密的合作關系。性能指標方面:重點比較指標為功率、波長及電光轉換效率。功率越高
105、意味著可以實現更大能量的激光輸出,可以提高激光設備的生產效率,功率越高對應的技術和工藝要求也越高;電光效率指的是將電能轉換為激光的能量轉換效率,更高請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告40的電光轉換效率意味著同等電流下更高的激光輸出;波長范圍直接影響了產品的應用范圍,波長范圍更廣的激光器可以使用的場景更加豐富。以高功率單管芯片為例,如下表所示,工業激光器占比最高的光纖激光器常用波長范圍是 915nm、976nm(975nm),公司不僅覆蓋該范圍,且最高輸出功率達到30W,對應電光轉換效率達到 62%,均居于行業領先水平。表11:單管芯片為例,公司產品性能行業領先
106、波長(nm)功率(W)條寬(m)電光轉換效率(%)長光華芯915251956291530230629762519563976302306288014230608081135060貳陸集團91527230579752823058.8武漢銳晶9151290609152519060華光光電80810-57.4朗美通91525220-資料來源:長光華芯公司公告,國信證券經濟研究所整理客戶基礎方面,光纖激光器下游客戶較為集中,以 2021 年數據為例,根據中商產業研究院數據,前三大廠商市占率合計達到 73.7%,且國內廠商與 IPG 的差距逐步縮小。國內市場下游光纖激光器行業國產替代率不斷提高,公司已經
107、和國內下游領先公司如創鑫激光、銳科激光等達成緊密合作,有望充分受益下游國產化趨勢,進一步提高市占率。圖47:長光華芯高功率半導體芯片業務受益下游國產化率提高資料來源:中商產業研究院,長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理VCSELVCSEL 有望加速起量,光通信已完成前期布局有望加速起量,光通信已完成前期布局激光雷達迎來上車元年激光雷達迎來上車元年,公司公司 VCSELVCSEL 業務有望加速受益業務有望加速受益。在 VCSEL 業務方面,公請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告41司依托 IDM 模式形成的設計與工藝相結合的綜合平臺基礎,在國內率先建立了 6
108、吋 VCSEL 產線,目前公司高效率 VCSEL 系列產品包含接近傳感器、結構光及飛行時間 TOF 等類型,基本實現了對主流市場 VCSEL 芯片需求的覆蓋,同時開發了下一代基于 D-TOF 技術的 VCSEL 芯片產品。長光華芯是國內首家具備長光華芯是國內首家具備 VCSELVCSEL 芯片量產化制造能力的芯片量產化制造能力的 IDMIDM 公司,擁有結構公司,擁有結構光光VCSELVCSEL 芯片、飛行時間芯片、飛行時間 VCSELVCSEL 芯片以及距離傳感器芯片以及距離傳感器 VCSELVCSEL 芯片三類,標準產品波芯片三類,標準產品波長包含長包含 808nm808nm、850850
109、 nmnm、940940 nmnm。圖48:長光華芯高效率 VCSEL 系列產品資料來源:長光華芯招股說明書,國信證券經濟研究所整理針對激光雷達用針對激光雷達用 VCSELVCSEL 芯片,公司在產品和驗證端均實現明確進展。芯片,公司在產品和驗證端均實現明確進展。產品端:產品端:1)多結 VCSEL 部分,長光進行了外延結構優化,并可以基于用戶需求,對多結 VCSEL 器件在閾值、效率、工作點等各方面優化,目前可以做到五結及以上水平(8 結);3)在功率提升方面,公司五結多結 VCSEL,可尋址,功率密度可以達到 800-1200W/mm2并可以進一步提升,8 結 VCSEL 可以做到 180
110、0W/mm2。圖49:長光華芯激光雷達用 VCSEL 芯片指標資料來源:長光華芯官網,國信證券經濟研究所整理車規驗證方面:公司已經拿到 IATF16949 質量體系認證。長光華芯從 2021 年開始請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告42進行 IATF16949 質量管理體系認證的各項準備工作,并于 2022 年 12 月對外宣布獲得對應認證,這意味著長光華芯已經獲得了汽車零部件市場的準入資質。目前目前,長光華芯與國內眾多一線激光雷達廠商建立了合作關系長光華芯與國內眾多一線激光雷達廠商建立了合作關系,配合客戶項目進配合客戶項目進度度,產品階段涵蓋前期打樣產品階段
111、涵蓋前期打樣、小批量試制等階段小批量試制等階段,數款產品主要指標達到客戶要數款產品主要指標達到客戶要求,此次通過車規認證,有望進一步加快產品批量供應。求,此次通過車規認證,有望進一步加快產品批量供應。圖50:長光華芯通過 IATF16949 認證資料來源:長光華芯官網,國信證券經濟研究所整理光通信領域光通信領域:2020 年公司導入了磷化銦光通信芯片制造工藝和產線。針對光通信芯片,公司已建立了包含外延生長、光柵制作、條形刻蝕、端面鍍膜、劃片裂片、特性測試、封裝篩選和芯片老化的完整工藝線,具備光通信芯片的制造能力。長光華芯發布單波長光華芯發布單波 100G100G EMLEML 芯片,有望充分受
112、益行業未來進展芯片,有望充分受益行業未來進展。2023 年 5 月在武漢光博會上。長光華芯發布了單波 100Gbps EML 芯片(PAM4),可用于 400G、800G 光模塊。該芯片采用脊波導結構,支持 4 個 CWDM 波長-1271、1291、1311和 1331nm,允許不同波長的光信號在單個光纖中復用,從而減少所需要的光纖數量。圖51:長光華芯光通信系列產品請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告43資料來源:長光華芯年報,國信證券經濟研究所整理參股鎵銳芯光,加快光顯示芯片布局參股鎵銳芯光,加快光顯示芯片布局2023 年 7 月的慕尼黑上海光博會上,長光
113、華芯參股公司銳鎵芯光簽約發布儀式圓滿舉行。二者攜手進入可見光領域,填補國內在氮化鎵藍綠激光器領域產業化空白。鎵銳芯光是在前期由長光華芯和中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所聯合建設的氮化鎵激光器聯合實驗室基礎上成立的成果轉化和產業化平臺公司。鎵銳芯光曾研制出國內首顆氮化鎵基藍光和綠光激光器芯片。目前團隊研制的綠光激光器光功率已達 1.2W;大功率藍光激光器光功率已達 7.5W。據新華日報,銳鎵芯片預計 2023 年年底完成藍光、綠芯片的工程樣片和種子客戶驗證,2024 年建成國內最大的氮化鎵激光器芯片量產線并實現包括紫光芯片在內的全系列產品量產出貨。圖52:展會現場展示的藍綠光激光芯片資料來
114、源:長光華芯官網,國信證券經濟研究所整理財務分析財務分析資本結構及償債能力分析資本結構及償債能力分析整體來說整體來說,公司資本結構優化公司資本結構優化,償債壓力減輕償債壓力減輕。2022 年,公司資產負債率為 7.61%,有息負債率為 0.39%,從公司歷史變動來看,資產負債率在 2018-2022 年總體呈下降趨勢,有息負債率自 18 年來持續下降,償債壓力總體呈減輕趨勢,2021 年小幅回升;對比同行來看,2022 年公司資產負債率和有息負債率處于較低水平。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告44圖53:2018-2022 年公司資產負債率和有息負債率圖54
115、:相關公司資產負債率和有息負債率對比資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理資料來源:Wind,公司公告,國信證券經濟研究所整理公司 2022 年流動比率、速動比率分別為 14.37 和 13.14,較 2021 年明年增加,短期償債能力增強,主要原因為公司完成了募資上市;公司 2021 年權益乘數為1.08,較 2021 年略有下降。圖55:2018-2022 年公司流動比率、速動比率和權益乘數資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理經營效率分析經營效率分析2022 公司應收賬款周轉天數/應付賬款周轉天數分別為 173/171,高于行業其他三家可比公司。2018-2022 年,公司的應收
116、賬款周轉天數保持平穩上升趨勢,應付賬款周轉天數在 2022 年提升較多,主要是因為公司進行了預防性備貨導致應付賬款明顯增加。圖56:2018-2022 年應收賬款周轉天數對比圖57:2018-2022 年應付賬款周轉天數對比請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告45公司 2022 年總資產周轉率為 0.17,存貨周轉天數為 390,其中總資產周轉率處于行業領先水平,存貨周轉天數高于行業平均水平。2022 年,公司存貨周轉天數有所上升,主要因為下游需求受宏觀經濟環境影響,存貨增長明顯。圖58:2018-2022 年總資產周轉率對比圖59:2018-2022 年存貨周
117、轉天數對比資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理盈利能力分析盈利能力分析盈利能力方面盈利能力方面,公司毛利率和凈利率均持續提升公司毛利率和凈利率均持續提升。毛利率方面,2022 年公司毛利率為 51.57%,相較于 2018 年的 30.97%,實現明顯提升;凈利率方面,2022 年公司歸母凈利率為 30.93%,2020 年公司首次扭虧為盈,此后盈利能力不斷提升。橫向對比,2022 年公司毛利率和凈利率水平處于行業可比公司上游水平。圖60:2018-2022 年公司毛利率和凈利率圖61:2022 年可比公司毛利率、凈利率和 ROE 對比資料來源:
118、Wind,國信證券經濟研究所整理資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告46資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理成長性分析成長性分析營收方面:公司 2018-201 年保持快速增長,其中 2021 年收入增速為 73.60%,行業增速優于行業水平,2022 年由于工業端需求影響,收入增速呈現下滑趨勢,為-10.13%;歸母凈利潤方面:公司在 2020 年首次實現正向增長,2021 年歸母凈利潤同比增速為 340.49%,處于行業領先水平??紤]到公司在 2020 年首次實現正向盈
119、利,基數較低,因而對應 2021 年同比增速較高。2022 年雖然收入增速同比未負,公司仍然實現了利潤端正向增長。圖62:2018-2022 年營業收入增速對比圖63:2018-2022 年歸母凈利潤增速對比資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理現金流量分析現金流量分析2018-2021 年公司籌資公活動產生的現金流凈額始終為正,經營性活動產生的現金流在 2018 年和 2020 年為負,2019 和 2021 年為正,其中 2021 年規模為 0.21億元。公司 2020 年才開始首次扭虧為盈,目前仍有較多新項目處于導入階段,需要持續的研發投入,
120、因此并未進入經營穩定狀態,使得經營性凈現金流出現不同程度的波動。圖64:公司現金流量情況請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告47資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理盈利預測盈利預測假設前提假設前提我們的盈利預測基于以下假設條件:高功率單管系列業務:2023 年受外部環境影響,下游需求恢復較為緩慢,預計 2024年開始下游需求進入穩定向上發展階段。假設未來 3 年產品單價繼續保持下降趨勢,但是趨勢放緩。毛利率方面,2022 年公司投入使用新廠房,擴大生產,為后續擴大市場份額、服務客戶蓄力,但考慮到當前下游需求仍處于緩慢恢復階段,產能利用率不足,相應的攤銷費用
121、也在增加,進而影響公司 2023 年單管芯片業務毛利率水平。2024-2025 年,預計需求恢復的同時隨著工藝和良率持續提升,帶動單管芯片毛利率回升。預計公司 2023-2025 年公司在高功率單管系列營收為3.7/4.5/5.4 億元,同比增長 8%/21%/20%;毛利率 2024 年-2025 年保持回升趨勢。高功率巴條系列業務:由于和高功率單管系列下游應用場景類似,因此 2023 年同樣受到下游需求恢復緩慢影響,預計 2024 年開始需求回暖。工藝上巴條是在單管基礎上延伸,因此擴產之后的產能利用率不足同樣會影響芯片部分毛利率水平。2024 年在需求上升的背景下,隨著底層技術跌代以及生產
122、良率的提升,預計毛利率有望逐步回升??悸拾蜅l業務基數較低,后續有望保持快速增長。預計公司2023-2025 年 在 高 功 率 巴 條 系 列 營 收 為 0.5/1.1/2.3 億 元,同 比 增 長85%/107%/97%;毛利率 2024 年-2025 年保持回升趨勢。VCSEL 系列業務:該業務屬于公司橫向拓展策略的新興業務,屬于剛兌現階段。隨著公司后續業務拓展加速,預計 2023-2025 年公司 VCSEL 系列營收為0.05/0.07/0.1 億元,同比增長 30%/40%/50%。2022 年公司進入產能擴產階段,導致相關產品產線產能利用率較低,毛利率出現明顯下降,2023-2
123、025 年我們預計隨著需求的恢復以及公司在 VCSEL 這個業務的快速進展,毛利率水平有望回升到 2021 年近似水平。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告48表12:長光華芯業務拆分2022021 1202220222022023 3E E2022024 4E E2022025 5E E高功率單管系列高功率單管系列收入(收入(百萬百萬元)元)360.97345.24373.96453.77543.66增速增速65.87%-4.36%8.32%21.34%19.81%毛利率毛利率49.18%48.80%36.81%41.06%41.47%高功率巴條系列高功率巴條
124、系列收入(收入(百萬百萬元)元)55.6629.9855.41114.49225.13增速增速117.25%-46.14%84.81%106.63%96.64%毛利率毛利率74.21%79.92%71.40%71.45%69.62%VCSELVCSEL 芯片芯片收入(收入(百萬百萬元)元)8.203.945.127.1710.76增速增速140.47%-51.95%30.00%40.00%50.00%毛利率毛利率63.00%26.75%62.00%61.00%60.00%其他其他收入(收入(百萬百萬元)元)4.266.446.0010.0015.00增速增速697.90%51.17%-6.83
125、%66.67%50.00%毛利率毛利率67.03%55.05%66.67%60.00%53.33%合計合計總營收(總營收(百萬百萬元)元)429.09385.60440.49585.43794.55增速增速73.59%-10.14%14.23%32.91%35.72%毛利率毛利率52.82%51.57%41.86%47.57%49.92%資料來源:公司公告,國信證券經濟研究所整理和預測未來未來 3 3 年業績預測年業績預測表13:未來 3 年盈利預測表202220222022023 3E E2022024 4E E2022025 5E E營業收入營業收入386440585795營業成本營業成本
126、201208263340銷售費用銷售費用18202629管理費用管理費用20232840研發費用研發費用94103110146財務費用財務費用-17-18-17-17營業利潤營業利潤11794125174利潤總額利潤總額117104135184歸屬于母公司凈利潤歸屬于母公司凈利潤119101131178EPSEPS0.880.570.741.01ROEROE4%3%4%5%資料來源:Wind、國信證券經濟研究所整理和預測按上述假設條件,我們得到公司 23-25 年收入分別為 4.40/5.85/7.95 億元,歸屬母公司凈利潤 1.01/1.32/1.85 億元,利潤年增速分別為-15%/31
127、%/40%。每股收益2023-2025 年分別為 0.57/0.75/1.05 元。盈利預測的敏感性分析盈利預測的敏感性分析針對盈利預測進行情景分析,樂觀預測將營收增速和成本分別提高 5%;悲觀預測將營收增速和成本分別降低 5%。表14:情景分析(樂觀、中性、悲觀)(單位:百萬元、%)請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告492022021 12022022 22022023 3E E2022024 4E E2022025 5E E樂觀預測樂觀預測營業收入營業收入(百萬元百萬元)429386443596820(+/-%)(+/-%)73.6%-10.1%14.9%
128、34.6%37.5%凈利潤凈利潤(百萬元百萬元)115119122160223(+/-%)(+/-%)340.5%3.4%2.5%30.8%39.8%攤薄攤薄 EPSEPS1.130.880.690.911.27中性預測中性預測營業收入營業收入(百萬元百萬元)429386440585795(+/-%)(+/-%)73.6%-10.1%14.2%32.9%35.7%凈利潤凈利潤(百萬元百萬元)115119101132185(+/-%)(+/-%)340.5%3.4%-15.2%30.9%40.0%攤薄攤薄 EPS(EPS(元元)1.130.880.570.751.05悲觀的預測悲觀的預測營業收入
129、營業收入(百萬元百萬元)429386438575770(+/-%)(+/-%)73.6%-10.1%13.5%31.3%33.9%凈利潤凈利潤(百萬元百萬元)11511980106150(+/-%)(+/-%)340.5%3.4%-32.7%31.9%41.2%攤薄攤薄 EPSEPS1.130.880.460.600.85總股本(百萬股)總股本(百萬股)102136176176176資料來源:Wind,國信證券經濟研究所預測請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告50估值與投資建議估值與投資建議相對估值相對估值公司主營業務主要面向激光產業鏈,提供對應的高功率半導體激
130、光芯片以及器件、模塊等業務,并向汽車(激光雷達)、光通信、醫美等領域進行業務延伸布局。我們選取炬光科技、光庫科技、源杰科技作為可比公司炬光科技:公司主營激光產業鏈上游元器件及中游模塊等業務,目前業務布局已經延伸至汽車(激光雷達)、泛半導體等領域。光庫科技:公司主營光纖激光器和光模塊上游無源器件業務并通過收購進軍光芯片領域,在激光雷達領域,公司針對 1550nm 技術路線,可提供元器件和發射端光源模組產品。源杰科技:公司主營光通信領域激光器芯片,并在激光雷達發射端芯片進行布局,和長光華芯芯片業務下游重合度較高。下表為具體可比公司估值比較結果:投資建議投資建議短期外部需求波動影響公司利潤釋放,但公
131、司產品線規劃明晰,后續成長空間大,預計 2023-2025 年歸母凈利潤 1.01/1.32/1.85 億元(-15%/+31%/+40%),對應PE 分別為 142/108/77倍。首次覆蓋,暫未給予投資評級,公司作為激光芯片優質企業,建議關注。表15:同類公司估值比較證券證券證券證券投資投資股價股價EPSEPS(元)(元)PEPEPBPB總市值總市值代碼代碼簡稱簡稱評級評級(7 7月月2 25 5日日)2023E2023E2024E2024E2025E2025E2023E2023E2024E2024E2025E2025E(億元)(億元)688167.SH炬光科技增持99.881.902.7
132、03.625237283.790300620.SZ光庫科技增持51.510.580.811.058964497.6127688498.SH源杰科技無評級216.201.732.343.1012592708.5183平均8964496.6688048.SH長光華芯81.200.570.751.05142108774.4143資料來源:炬光科技,光庫科技,源杰科技采用 Wind 一致預期數據,國信證券經濟研究所整理和預測請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告51風險提示風險提示盈利預測的風險盈利預測的風險我們假設公司未來 3 年收入增長 14%/33%/36%,可能存
133、在對公司產品銷量及價格預計偏樂觀、進而高估未來 3 年業績的風險。我們預計公司未來 3 年毛利分別為 42%/48%/50%,可能存在對公司成本估計偏低、毛利高估,從而導致對公司未來 3 年盈利預測值高于實際值的風險。我們預計公司有望在激光雷達、光通信等新領域實現業務拓展,如果業務進展不及預期,存在高估未來三年業績的風險。經營風險經營風險市場競爭加劇風險市場競爭加劇風險:近年來,在產業政策和地方政府的推動下,國內半導體激光行業呈現出較快的發展態勢,市場參與者數量不斷增加。與此同時,國外企業也日益重視國內市場。在國際企業和國內新進入者的雙重競爭壓力下,公司面臨市場競爭加劇的風險。如競爭對手采用低
134、價競爭等策略激化市場競爭形勢,可能對公司產品的銷售收入和利潤率產生一定負面影響??蛻艏卸容^高的風險客戶集中度較高的風險:公司的主要產品應用領域為國內工業激光器領域,下游行業集中度較高,并且公司產能有限,大部分產能被用于滿足下游主要客戶的訂單需求。受此影響,公司來自主要客戶的收入較為集中。若公司因產品和服務質量不符合主要客戶要求導致雙方合作關系發生重大不利變化,或主要客戶未來因經營狀況惡化導致對公司的直接訂單需求大幅下滑,可能對公司的經營業績產生不利影響。技術技術風險風險技術升級迭代風險技術升級迭代風險:公司經過多年的持續研發投入,在高功率半導體激光芯片領域形成了一系列技術積累。隨著半導體激光
135、技術的不斷演進,技術革新及產品迭代加速、應用領域不斷拓展已成為行業發展趨勢。若公司不能繼續保持充足的研發投入,或者在關鍵技術上未能持續創新,亦或新產品技術指標無法達到預期,則可能會面臨核心技術競爭力降低的風險,導致公司在市場競爭中處于劣勢,面臨市場份額降低的情況。關鍵技術人才流失風險:關鍵技術人才流失風險:半導體激光行業屬于技術密集型行業,對技術人員的依賴度較高,高素質技術人員是公司核心競爭力的重要組成部分,也是公司賴以生存和發展的基礎和關鍵。穩定的研發隊伍和技術人員,是公司持續進行技術創新和保持市場競爭優勢的重要因素。截至 2022 年 6 月 30 日,公司擁有研發人員 112 人,占員工
136、總人數 26.54%。未來,如果公司薪酬水平與同行業競爭對手相比喪失競爭優勢、核心技術人員的激勵機制不能落實、或人力資源管控及內部晉升制度得不到有效執行等,將難以引進更多的高端技術人才,甚至導致現有骨干技術人員流失,將對公司生產經營產生不利影響。其它風險其它風險宏觀經濟及行業波動風險宏觀經濟及行業波動風險:公司產品處于激光行業產業鏈上游,其需求直接受到下游工業激光器、激光加工設備、激光雷達及消費電子等市場發展態勢的影響。如果未來宏觀經濟發生劇烈波動,導致工業激光器等終端市場需求下降,或者激請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告52光雷達、消費電子需求下滑、應用場景
137、不成熟等因素導致無人駕駛、人臉識別等技術應用不及預期,將對公司的業務發展和經營業績造成不利影響。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告53附表:附表:財務預測與估值財務預測與估值資產負債表(百萬元資產負債表(百萬元)20212021202220222023E2023E2024E2024E2025E2025E利潤表(百萬元)利潤表(百萬元)20212021202220222023E2023E2024E2024E2025E2025E現金及現金等價物57808891828754營業收入營業收入429429386386440440585585795795應收款項21926
138、2205273370營業成本202187256307398存貨凈額163241244291384營業稅金及附加10011其他流動資產3047486487銷售費用2223233040流動資產合計流動資產合計47047028112811284328432911291130493049管理費用2432263546固定資產251387465517532研發費用86118121158199無形資產及其他1512121111財務費用3(8)(16)(16)(15)投資性房地產160197197197197投資收益137453535長期股權投資8888888888資產減值及公允價值變動1513151515資
139、產總計資產總計98398334963496360536053724372438773877其他收入(71)(84)(116)(153)(194)短期借款及交易性金融負債5714263224營業利潤12211794126181應付款項180142189239307營業外凈收支(0)(0)101010其他流動負債4240495978利潤總額利潤總額122122117117104104136136191191流動負債合計流動負債合計278278196196264264330330409409所得稅費用7(2)346長期借款及應付債券00000少數股東損益00000其他長期負債6864646464歸屬
140、于母公司凈利潤歸屬于母公司凈利潤115115119119101101132132185185長期負債合計長期負債合計68686464646464646464現金流量表(百萬元現金流量表(百萬元)20212021202220222023E2023E2024E2024E2025E2025E負債合計負債合計346346260260328328394394473473凈利潤凈利潤115119101132185少數股東權益00000資產減值準備10(2)321股東權益6373236327733303404折舊攤銷2030344249負債和股東權益總計負債和股東權益總計983983349634963605
141、36053724372438773877公允價值變動損失(15)(13)(15)(15)(15)財務費用3(8)(16)(16)(15)關鍵財務與估值指標關鍵財務與估值指標20212021202220222023E2023E2024E2024E2025E2025E營運資本變動(132)(220)111(69)(124)每股收益1.130.880.570.751.05其它(10)2(3)(2)(1)每股紅利0.010.520.340.450.63經營活動現金流經營活動現金流(11)(11)(84)(84)23223290909595每股凈資產6.2723.8718.5918.8919.31資本開
142、支0(172)(100)(80)(50)ROIC18%3%1%4%7%其它投資現金流10(1454)000ROE18%4%3%4%5%投資活動現金流投資活動現金流6 6(1626)(1626)(100)(100)(80)(80)(50)(50)毛利率53%52%42%48%50%權益性融資(0)2543000EBIT Margin22%7%3%9%14%負債凈變化00000EBITDAMargin27%14%11%17%20%支付股利、利息(1)(70)(61)(79)(111)收入增長74%-10%14%33%36%其它融資現金流(37)58126(8)凈利潤增長率340%3%-15%31%
143、40%融資活動現金流融資活動現金流(39)(39)24612461(48)(48)(73)(73)(120)(120)資產負債率35%7%9%11%12%現金凈變動現金凈變動(44)(44)7517518383(63)(63)(74)(74)息率0.0%0.6%0.6%0.7%1.0%貨幣資金的期初余額10157808891828P/E71.692.3141.6108.177.2貨幣資金的期末余額57808891828754P/B13.03.44.44.34.2企業自由現金流0(336)58(53)(17)EV/EBITDA75.1202.5308.8150.992.1權益自由現金流0(278
144、)86(32)(11)資料來源:Wind、國信證券經濟研究所預測證券研究報告證券研究報告免責聲明免責聲明分析師聲明分析師聲明作者保證報告所采用的數據均來自合規渠道;分析邏輯基于作者的職業理解,通過合理判斷并得出結論,力求獨立、客觀、公正,結論不受任何第三方的授意或影響;作者在過去、現在或未來未就其研究報告所提供的具體建議或所表述的意見直接或間接收取任何報酬,特此聲明。國信證券投資評級國信證券投資評級類別類別級別級別說明說明股票股票投資評級投資評級買入股價表現優于市場指數 20%以上增持股價表現優于市場指數 10%-20%之間中性股價表現介于市場指數 10%之間賣出股價表現弱于市場指數 10%以
145、上行業行業投資評級投資評級超配行業指數表現優于市場指數 10%以上中性行業指數表現介于市場指數 10%之間低配行業指數表現弱于市場指數 10%以上重要聲明重要聲明本報告由國信證券股份有限公司(已具備中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格)制作;報告版權歸國信證券股份有限公司(以下簡稱“我公司”)所有。本報告僅供我公司客戶使用,本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。未經書面許可,任何機構和個人不得以任何形式使用、復制或傳播。任何有關本報告的摘要或節選都不代表本報告正式完整的觀點,一切須以我公司向客戶發布的本報告完整版本為準。本報告基于已公開的資料或信息撰寫,但我公司不保證該資料及信息的完整性、
146、準確性。本報告所載的信息、資料、建議及推測僅反映我公司于本報告公開發布當日的判斷,在不同時期,我公司可能撰寫并發布與本報告所載資料、建議及推測不一致的報告。我公司不保證本報告所含信息及資料處于最新狀態;我公司可能隨時補充、更新和修訂有關信息及資料,投資者應當自行關注相關更新和修訂內容。我公司或關聯機構可能會持有本報告中所提到的公司所發行的證券并進行交易,還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問或金融產品等相關服務。本公司的資產管理部門、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意見或建議不一致的投資決策。本報告僅供參考之用,不構成出售或購買證券或其他投資標的要約或邀請。在任何情
147、況下,本報告中的信息和意見均不構成對任何個人的投資建議。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。投資者應結合自己的投資目標和財務狀況自行判斷是否采用本報告所載內容和信息并自行承擔風險,我公司及雇員對投資者使用本報告及其內容而造成的一切后果不承擔任何法律責任。證券投資咨詢業務的說明證券投資咨詢業務的說明本公司具備中國證監會核準的證券投資咨詢業務資格。證券投資咨詢,是指從事證券投資咨詢業務的機構及其投資咨詢人員以下列形式為證券投資人或者客戶提供證券投資分析、預測或者建議等直接或者間接有償咨詢服務的活動:接受投資人或者客戶委托,提供證券投資咨詢服務;舉辦有關證券投資咨
148、詢的講座、報告會、分析會等;在報刊上發表證券投資咨詢的文章、評論、報告,以及通過電臺、電視臺等公眾傳播媒體提供證券投資咨詢服務;通過電話、傳真、電腦網絡等電信設備系統,提供證券投資咨詢服務;中國證監會認定的其他形式。發布證券研究報告是證券投資咨詢業務的一種基本形式,指證券公司、證券投資咨詢機構對證券及證券相關產品的價值、市場走勢或者相關影響因素進行分析,形成證券估值、投資評級等投資分析意見,制作證券研究報告,并向客戶發布的行為。證券研究報告證券研究報告國信證券經濟研究所國信證券經濟研究所深圳深圳深圳市福田區福華一路 125 號國信金融大廈 36 層郵編:518001總機:0755-82130833上海上海上海浦東民生路 1199 弄證大五道口廣場 1 號樓 12 層郵編:200135北京北京北京西城區金融大街興盛街 6 號國信證券 9 層郵編:100032