1、 證券研究報告 請務必閱讀正文之后的免責條款 激光產業先行者,核心受益激光雷達大潮激光產業先行者,核心受益激光雷達大潮 炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告2022.3.1 中信證券研究部中信證券研究部 核心觀點核心觀點 炬光科技作為國內稀缺的大功率半導體激光產品供應商,已經占據激光雷達產炬光科技作為國內稀缺的大功率半導體激光產品供應商,已經占據激光雷達產業上游發射模塊核心環節,未來業上游發射模塊核心環節,未來業績有望隨激光雷達產業整體規模增長以及第業績有望隨激光雷達產業整體規模增長以及第一梯隊廠商份額擴張而增長,公司醫美與泛半導體等業務也有較大增長空間。一梯隊廠商份額擴張而增長,公
2、司醫美與泛半導體等業務也有較大增長空間。我們預測公司我們預測公司 2021-2023 年年 EPS 為為 0.75/1.27/2.53 元, 給予元, 給予 2023 年年 70 倍倍 PE,對應目標價對應目標價 177 元。首次覆蓋,給元。首次覆蓋,給予“買入”評級。予“買入”評級。 公司概覽:業務從光源到光學器件再到激光雷達,增長空間不斷擴大公司概覽:業務從光源到光學器件再到激光雷達,增長空間不斷擴大。1)公司成立于 2007 年,最初業務主要是生產半半導體激光器導體激光器,此后在 2017 年收購了德國 LIMO 公司并成功消化吸收技術,拓展了光學器件業務光學器件業務。目前公司正在從上目
3、前公司正在從上游向中游擴展,開拓激光雷達等新業務。游向中游擴展,開拓激光雷達等新業務。2)業績方面,隨著 LIMO 技術的消化以及激光雷達、泛半導體、激光醫美等新業務的拓展,公司業績加速向上,根據公司業績快報,2021 年實現收入 4.7 億元,同比增長 32%,歸母凈利潤 0.67億元,同比增長 94%。 激光雷達:核心增長點,炬光科技具備技術壁壘激光雷達:核心增長點,炬光科技具備技術壁壘。1)必要性:激光雷達已經成為自動駕駛必選組件,當前除特斯拉外,車廠主流方案均包含激光雷達的多傳感器融合。2)市場規模:預計預計 2025 年年 L2 級別車級別車輛銷量占比達輛銷量占比達 25%以上,市以
4、上,市場空間有望超過場空間有望超過 40 億美元億美元,長期來看市場空間將達百億美元以上。3)競爭格局:炬光科技作為 Continental 和國內頭部廠商的和國內頭部廠商的激光雷達核心供應商有望受激光雷達核心供應商有望受益。益。4)產業鏈定位:聚焦發射模組與光學器件,在熱管理與光學精密設計具備深厚的積累。 其他業務:醫美與泛半導體產業具備成長空間,固體激光路線有望取代準分子其他業務:醫美與泛半導體產業具備成長空間,固體激光路線有望取代準分子路線路線。1)醫美行業發展空間廣闊,預計 2025 年中國醫美市場有望比 2020 年翻倍。炬光科技可提供用于激光脫毛、激光無創溶脂、家用醫美的激光發射模
5、炬光科技可提供用于激光脫毛、激光無創溶脂、家用醫美的激光發射模塊塊,且技術較為領先。2)泛半導體領域包括半導體顯示與半導體晶圓制造。在該領域中,炬光科技提供固體激光剝離系統與固體激光退火系統,可用于柔性OLED 屏幕玻璃基板剝離、 第三代半導體外延片剝離、 LTPS-TFT 陣列激光退火等場景,有望替代當前占據主流的美國相干公司的準分子激光路線。3)炬光科技傳統業務光源與光學器件領域增長平穩,有望受益于國產替代。 風險因素:風險因素:國產替代進度不及預期的風險,自動駕駛滲透率進展低于預期的風險,醫美行業發展不確定的風險。 投資投資建議:我們認為激光雷達是公司未來核心增長動力,有望成為公司第一大
6、建議:我們認為激光雷達是公司未來核心增長動力,有望成為公司第一大業務。業務。我們預測公司 2021-2023 年凈利潤 0.67/1.14/2.27 億元,對應 EPS 為0.75/1.27/2.53 元。根據可比公司估值,并考慮公司更高的稀缺性與成長性,給予 2023 年 70 倍 PE,對應目標價 177 元,首次覆蓋給予“買入”評級。 項目項目/年度年度 2019 2020 2021E 2022E 2023E 營業收入(百萬元) 335 360 476 755 1,240 營業收入增長率 YoY -5.6% 7.4% 32.2% 58.6% 64.3% 凈利潤(百萬元) -80 35 6
7、7 114 227 凈利潤增長率 YoY -530.9% N/A 93.1% 69.4% 99.4% 每股收益 EPS(基本)(元) -0.89 0.39 0.75 1.27 2.53 毛利率 38.3% 51.0% 49.0% 44.0% 39.7% 凈資產收益率 ROE -18.9% 5.6% 2.7% 4.4% 8.1% 每股凈資產(元) 4.74 6.95 27.38 28.65 31.18 PE -165.2 377.0 196.0 115.8 58.1 PB 31.0 21.2 5.4 5.1 4.7 PS 39.5 36.7 27.8 17.5 10.7 炬光科技(炬光科技(68
8、8167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 證券研究報告 請務必閱讀正文之后的免責條款 EV/EBITDA -156.2 204.2 138.3 90.3 46.3 資料來源:Wind,中信證券研究部預測 注:股價為 2022 年 2 月 25 日收盤價 炬光科技炬光科技 688167 評級評級 買入(首次)買入(首次) 當前價 147.02元 目標價 177.00元 總股本 90百萬股 流通股本 19百萬股 總市值 132億元 近三月日均成交額 396百萬元 52周最高/最低價 219.0/134.37元 近1月絕對漲幅 -20.10% 近6月絕對漲幅 86.83% 近
9、12月絕對漲幅 86.83% tZrXPB9XnUwVaQcM7NpNoOpNsQeRqQmPjMqQmOaQqQuNMYnOmPMYmNxO 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 目錄目錄 公司概況:激光元器件龍頭,從上游向中游擴展公司概況:激光元器件龍頭,從上游向中游擴展 . 1 發展歷程:十四年專注激光,從光源到器件,從上游到中游 . 1 主營業務與業績:光源與光學器件業務穩定,中游業務或迎來快速增長 . 1 股權架構與管理層:股權結構穩固,管理層技術背景深厚 . 3 激光雷達:千億市場迎來拐點,炬光技
10、術壁壘獨特激光雷達:千億市場迎來拐點,炬光技術壁壘獨特 . 4 行業趨勢:激光雷達成為必選組件,未來滲透空間巨大 . 5 競爭格局:國內整機行業三大梯隊,炬光跟隨頭部廠商成長 . 9 產業鏈定位:激光雷達上游,提供發射模塊與光學整形 . 11 核心優勢:熱管理與精密加工技術領先,團隊技術背景出色 . 14 其他業務:醫美其他業務:醫美+泛半導體打開增長空間,光源與器件優勢明顯泛半導體打開增長空間,光源與器件優勢明顯 . 16 醫美:脫毛溶脂空間廣闊,炬光提供定制模塊. 16 泛半導體:激光剝離與激光退火,與半導體顯示產業協同發展 . 20 光源與光學器件:國產替代,優勢明顯 . 25 風險因素
11、風險因素 . 26 盈利預測與估值分析盈利預測與估值分析 . 26 盈利預測. 26 估值分析. 29 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 插圖目錄插圖目錄 圖 1:炬光科技發展歷程 . 1 圖 2:炬光科技業務布局 . 2 圖 3:炬光科技營收與利潤 . 2 圖 4:炬光科技分業務營收 . 3 圖 5:炬光科技分業務毛利率 . 3 圖 6:炬光科技股權架構(截止到 2021 年 12 月 7 號) . 3 圖 7:攝像頭傳感器捕捉原理 . 6 圖 8:2020 年 6 月臺灣高速公路撞上已側翻在路的白色貨
12、車. 6 圖 9:2017-2019 年國內激光雷達產量 . 6 圖 10:激光雷達下游普遍量產以 2021 年作為顯著時間分界點 . 7 圖 11:2019-2025 年激光雷達市場應用預測 . 7 圖 12:激光雷達在自動駕駛車型上的使用個數 . 8 圖 13:2015-2035 自動駕駛分級別滲透率 . 8 圖 14:激光雷達工作原理 . 9 圖 15:廣州車展上各激光雷達廠商上車情況 . 11 圖 16:激光雷達產業鏈 . 11 圖 17:諧振腔示意圖 . 12 圖 18:FP 諧振腔示意圖 . 13 圖 19:VCSEL 諧振腔示意圖 . 13 圖 20:半導體激光器光束發散角示意圖
13、 . 13 圖 21:柱面鏡準直示意圖 . 13 圖 22:溫度對閾值電流的影響. 14 圖 23:溫度對輸出功率的影響. 14 圖 24:熱管理之激光器溫度建模 . 15 圖 25:熱應力導致內部裂紋 . 15 圖 26:線光斑整形技術 . 16 圖 27:光學晶圓 . 16 圖 28:中國醫美市場規模 . 17 圖 29:全球醫美市場規模 . 17 圖 31:2020 中國醫美分年齡段消費者占比 . 17 圖 32:2020 中國醫美分年齡段滲透率 . 17 圖 30:炬光科技激光脫毛產品. 19 圖 31:炬光科技激光溶脂產品. 19 圖 32:炬光科技家用醫美產品. 19 圖 36:激
14、光剝離 OLED 示意圖 . 21 圖 37:激光剝離在晶圓雙面加工中的應用 . 22 圖 38:Intel 20A 節點將采用 RibbonFET 與 PowerVia 技術 . 22 圖 39:傳統晶圓(左)與 PowerVia 晶圓(右)截面對比 . 22 圖 40:激光剝離在 LED 芯片制造/GaN 外延片剝離中的應用 . 23 圖 41:第三代半導體應用規模. 23 圖 42:GaN 應用領域占比 . 23 圖 43:AMOLED 顯示面板像素陣列示意圖 . 24 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款
15、部分 圖 44:AMOLED 典型像素電路 . 24 圖 45:不同技術的顯示面板占比 . 25 圖 46:全球高功率半導體市場規模預測 . 25 圖 47:中國光纖激光器市場份額 . 26 圖 48:中國激光設備市場銷售收入 . 26 表格目錄表格目錄 表 1:公司部分核心技術人員 . 4 表 2:駕駛自動化等級與劃分要素的關系 . 5 表 3:主流傳感器一覽 . 5 表 4:近年來搭載激光雷達的主要車型 . 7 表 5:不同級別自動駕駛所需傳感器數量 . 8 表 6:國外激光雷達廠商概覽 . 10 表 7:國內激光雷達廠商概覽 . 10 表 8:炬光科技在激光雷達產業內的布局 . 12 表
16、 9:炬光科技主要醫美產品 . 18 表 10: 激光脫毛產品技術對比 . 19 表 11:激光溶脂產品技術對比 . 19 表 12:業內公司準分子激光與固體激光產品特點對比 . 20 表 13:近年來搭載剛性/柔性 AMOLED 顯示面板的機型數量 . 21 表 14:炬光科技激光雷達產品業績拆分 . 27 表 15:收入模型拆分 . 28 表 16:20212023 年炬光科技盈利預測及估值水平 . 28 表 17:炬光科技與部分科創板公司估值水平對比情況 . 29 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分
17、1 公司概況:激光元器件龍頭,從上游向中游擴展公司概況:激光元器件龍頭,從上游向中游擴展 發展歷程:發展歷程:十四年專注激光,十四年專注激光,從光源到器件,從上游到中游從光源到器件,從上游到中游 炬光科技專注激光領域長達十四年,起步于“產生光子”后擁有“調控光子”的能力。炬光科技成立于 2007 年 9 月,最初主要從事激光行業上游的高功率半導體激光元器件(“產生光子”)的研發、生產和銷售。2017 年炬光科技成功收購了 LIMO,并致力于拓展激光光學元器件的新興應用領域,目前可涵蓋從深紫外到遠紅外的廣闊波長范圍。目前目前公司公司正在正在拓展激光行業中游的光子應用模塊和系統(拓展激光行業中游的
18、光子應用模塊和系統(“提供解決方案提供解決方案”,包括激光雷達發射模組和,包括激光雷達發射模組和UV-L 光學系統等)的研發、生產和銷售。光學系統等)的研發、生產和銷售。 圖 1:炬光科技發展歷程 資料來源:炬光科技官網,中信證券研究部 未來,炬光科技計劃在保持上游技術優勢的基礎上,大力拓展中游業務,以擴張市場空間,實現更多產業領域的覆蓋。 主營業務主營業務與業績與業績:光源與光學器件業務穩定光源與光學器件業務穩定,中游業務或迎來快速增長中游業務或迎來快速增長 炬光科技主要從事激光行業上游的高功率半導體激光元器件(“產生光子”) 、激光光學元器件(“調控光子”)的研發、生產和銷售,目前正在拓展
19、至激光行業中游的光子應用模塊和系統(“提供解決方案”,包括激光雷達發射模組和 UV-L 光學系統等)的研發、生產和銷售。 “產生光子” 方面, 其主要產品是半導體激光器, 也就是將激光二極管芯片和熱沉 (散熱器)進行封裝,成為完整可用的半導體激光器,可用于充當光纖激光器或固體激光器的泵浦源,也可以單獨使用。 “調控光子”方面,其主要產品包括各類光學元器件,例如光場勻化器、準直鏡等。 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 2 圖 2:炬光科技業務布局 資料來源:炬光科技招股說明書,中信證券研究部 2018 年公
20、司實現營收 3.55 億元,但由于當年大額研發投入以及整合前一年并購的德國 LIMO 公司等原因,公司歸母凈利潤僅 1867 萬。2019 年公司在持續加大研發投入拓展中游業務的同時,更大力度推進對海外子公司 LIMO 的戰略性結構重組,歸母凈利潤受到較大影響, 轉為-8043 萬元。 2020 年, 研發與整合初見成效, 歸母凈利潤達到 3487 萬元,遠超 2018 年水平,公司的盈利拐點初現。2021 年公司業績持續增長,前三季度營收 3.43億元,幾乎與 2020 年全年營收持平,同時公司在跨過盈虧平衡點后營收彈性大于費用彈性,2021 年前三季度歸母凈利潤達到 5690 萬元,已經大
21、幅超越 2020 全年。根據業績快報,公司 2021 年營收/歸母凈利潤達到 4.76/0.68 億元,同比大幅增長 32.2%/94.3%。 圖 3:炬光科技營收與利潤(單位:億元) 資料來源:wind,中信證券研究部 注:2021 年數據來自公司業績快報 分業務營收方面,2018-2019 年公司以半導體激光業務為主,2020 年受疫情影響,半導體激光業務下游需求減少, 半導體激光業務營收占比有所下降, 但受益于公司對 LIMO的成功整合,激光光學業務收入迅速增長,占比上升到 51.37%,有效彌補了半導體激光業務的下滑,同時公司前期研發投入取得積極進展,一方面激光雷達發射模組、家用醫美等
22、獲得收入增長,另一方面,半導體激光業務中的預制金錫材料產品開始獲得批量訂單,半導體激光業務中的預制金錫材料產品開始獲得批量訂單,3.553.353.64.760.19-0.80.340.685.35%-23.88%9.44%14.29%-30%-25%-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%-2-101234562018201920202021營收歸母凈利潤凈利率 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 3 成為半導體激光業務新的增長點成為半導體激光業務新的增長點。2020 年和 2021 年
23、1-6 月,激光雷達發射模組和光學系統業務收入占比逐年上升,且隨著新簽協議交付有望迎來爆發式增長。 毛利率方面,2020 年公司主營業務毛利率較 2019 年上升 12.93pcts,一方面系激光光學業務由于公司對公司對 LIMO 進行戰略性結構重組,東莞炬光新增光束準直轉換系列產品的進行戰略性結構重組,東莞炬光新增光束準直轉換系列產品的后端生產線,大幅后端生產線,大幅提升了運營效率,拉動毛利率大幅提升提升了運營效率,拉動毛利率大幅提升,另一方面由于公司強化了對國內客戶的技術支持力度,拓展了國內的市場,其銷售占比大幅上升。光學元件產品由于加光學元件產品由于加工難度高,且大多需要針對每一款產品進
24、行定制,單規格出貨量較少,因此毛利率處于較工難度高,且大多需要針對每一款產品進行定制,單規格出貨量較少,因此毛利率處于較高水平。而激光雷達與光學系統相對更加標準化,因而毛利率比光學元件低。高水平。而激光雷達與光學系統相對更加標準化,因而毛利率比光學元件低。 圖 4:炬光科技分業務營收(百萬元) 圖 5:炬光科技分業務毛利率 資料來源:wind,中信證券研究部 資料來源:wind,中信證券研究部 股權架構股權架構與管理層與管理層:股權結構穩固,:股權結構穩固,管理層技術背景深厚管理層技術背景深厚 公司股權結構穩固,激勵長期發展。根據炬光科技招股書,截止到公司上市前,劉興勝與王東輝、西安寧炬、西安
25、新炬、宋濤、李小寧、延綏斌、侯棟、田野、西安吉辰為一致行動人, 合計持有炬光科技 14.27%的股權。 劉興勝通過直接持有和一致行動協議約定,劉興勝通過直接持有和一致行動協議約定,控制了炬光科技控制了炬光科技 31.99%的表決權,為炬光科技的控股股東和實際控制人。的表決權,為炬光科技的控股股東和實際控制人。 圖 6:炬光科技股權架構(截止到 2021 年 12 月 7 號) 資料來源:炬光科技招股說明書,中信證券研究部繪制 212.85208.78139.54147.52109.5291.61179.08167.662.1922.7227.7914.0523.3503.147.3705010
26、01502002503003504002018201920202021Q1-Q3半導體激光激光光學汽車應用光學系統0%10%20%30%40%50%60%70%80%2018201920202021Q1-Q3半導體激光激光光學汽車應用光學系統 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 4 管理團隊齊聚多位專家,專業背景深厚。公司組建了一支專業從事高功率半導體激光元器件、激光光學元器件、光子應用模塊和系統領域高效的技術研發團隊。團隊成員擁有豐富的研發、設計和生產經驗,覆蓋產品生產所必需的封裝、測試、光學、失效分析和
27、質量管理等技術領域。公司的研發技術團隊充分了解激光產業的發展演進過程、當前市場態勢及未來發展趨勢,針對客戶需求不斷強化并完善產品和技術整體版圖。截至 2021 年 6 月 30 日,公司員工總數為 668 人,其中研發人員為 154 人,占比達 23%, 研發人員擁有豐富的研發經驗。 表 1:公司部分核心技術人員 姓名姓名 職務職務 專業資質專業資質 科研成果科研成果 獲獎情況獲獎情況 對公司研發的具體貢獻對公司研發的具體貢獻 劉興勝 董事長、總經理 美國弗吉尼亞理工大學博士,中科院研究員、博士生導師,國際光學工程學會(SPIE) 和國際電氣與電子工程師學會(IEEE) 技術委員會委員,在康寧
28、公司、相干公司、恩耐公司等擁有多年研發與管理經驗。 289 項專利(其中發明專利 91 項),發表論文 100 余篇;撰寫了世界第一本高功率半導體激光器封裝專著Packaging of High Power Semiconductor Lasers;主導制定半導體激光器總規范半導體激光器測試方法兩項國家標準;多次受邀在美國西部光電展等主要行業展會做學術報告,代表中國企業參加行業高峰論壇 曾獲國家首批“全國創新爭先獎”、國務院政府特殊津貼、“科技部創新人才推進計劃”、 “中國科協求是杰出青年成果轉化獎”等多項榮譽 公司創始人、 技術帶頭人,在技術路線規劃、新技術方向探索領域做出大量工作,培養多位
29、技術人才 Chung-en Zah(石鐘恩) 副總經理兼首席技術官 士,國際電氣與電子工程師學會會士(IEEEFellow),美國光學學會會士(OSAFellow),在美國康寧公司、貝爾實驗室等機構擁有多年研發與管理經驗。 50 項美國專利, 發表論文 419 篇, 其中期刊論文 167 篇(包括 8 篇特邀論文),會議論文 252 篇(包括 53 篇特邀論文);多次受邀擔任國際光電領域主要學術會議主席;曾長期擔任PhotonicsTechnologyLettersJournalofLightwaveTechnology等國際主流期刊副主編 曾獲美國激光與光電協會LEOSEngineering
30、Achievement 獎、兩次獲得美國R&D100Award 公司技術帶頭人,在技術路線規劃、新技術方向探索領域做出大量工作,培養多位技術人才 王警衛 首席科學家 高級工程師 60 余項專利,發表論文 50 余篇 曾獲“第四屆西安青年科技人才獎”、陜西省“三秦人才津貼”、 西安市科學技術一等獎、西安市十佳科技創新人物 主要從事高功率半導體激光元器件的設計、封裝工藝開發、新產品導入以及器件壽命、可靠性和失效分析研究,帶領團隊開發了多款疊陣和面陣產品,為公司半導體激光封裝技術研究做出了積極貢獻 資料來源:炬光科技招股說明書,中信證券研究部 激光雷達:千億市場迎來拐點,炬光技術壁壘獨特激光雷達:千
31、億市場迎來拐點,炬光技術壁壘獨特 在炬光科技業務覆蓋的諸多領域之中,激光雷達的發展空間最為廣闊。預計激光雷達將在未來三年成為公司主要的增長來源,并逐步成為第一大營收貢獻來源。 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 5 行業趨勢:激光雷達成為必選組件,未來滲透空間巨大行業趨勢:激光雷達成為必選組件,未來滲透空間巨大 在自動駕駛領域,激光雷達是重要的傳感器以及研發方向之一。我國的汽車駕駛自動化分級 編制說明中提到, 駕駛自動化技術是國際公認的未來發展方向和關注焦點之一。該分級的制定不僅對于汽車產業的技術革新與升級
32、具有重大意義,在其相關產業生態鏈、價值鏈體系的重塑中也擔任至關重要的角色。美國、歐洲、日本等國家也將自動駕駛技術作為交通領域的重要發展方向,從國家層面進行戰略分析和布局。 表 2:駕駛自動化等級與劃分要素的關系 分級分級 名稱名稱 車輛橫向和縱向車輛橫向和縱向運動控制運動控制 目標和事件探測目標和事件探測與響應與響應 動態駕駛任務接管動態駕駛任務接管 設計運行設計運行條件條件 0 級 應急輔助 駕駛員 駕駛員及系統 駕駛員 有限制 1 級 部分駕駛輔助 駕駛員和系統 駕駛員及系統 駕駛員 有限制 2 級 組合駕駛輔助 系統 駕駛員及系統 駕駛員 有限制 3 級 有條件自動駕駛 系統 系統 動態
33、駕駛任務接管用戶(接管后成為駕駛員) 有限制 4 級 高度自動駕駛 系統 系統 系統 有限制 5 級 完全自動駕駛 系統 系統 系統 無限制 資料來源:工信部,中信證券研究部 智能化成為汽車產業的發展趨勢,配備先進傳感器以及多傳感器融合的路線逐漸成為國內外自主廠商實現高階駕駛的必經之路。其中,激光雷達作為現階段蓬勃待發的領域之一,具有巨大的潛力。激光雷達能夠補足其它主流傳感器的缺點,并擁有眾多優點。 表 3:主流傳感器一覽 攝像頭攝像頭 超聲波雷達超聲波雷達 毫米波雷達毫米波雷達 激光雷達激光雷達 原理 攝像頭直接捕捉 聲波的發射接收 電磁波的發射接收 激光的發射接收 探測距離 遠 近 遠 遠
34、 應用場景 高速+低速 低速 高速+低速 高速+低速 受氣候(如雨霧)影響 極大 小 較小 小 資料來源:CSDN,中信證券研究部 當前,市場大多數觀點認為,多傳感器融合才能盡可能提高安全性,純攝像頭方案難當前,市場大多數觀點認為,多傳感器融合才能盡可能提高安全性,純攝像頭方案難以保證安全以保證安全,激光雷達成為融合感知方案中,高階自動駕駛落地的必由之路,激光雷達成為融合感知方案中,高階自動駕駛落地的必由之路。根據公共數據庫 tesladeaths 匯編的數據,2019 年有 50 多人死于涉及特斯拉汽車的交通事故中,特斯拉的“純視覺路線”的安全性與技術難度使得其他主機廠轉向使用傳感器融合感知
35、的技術路線。在傳感器方面,特斯拉 Model Y 搭載了前、側、后共 8 枚攝像頭,12 個超聲波傳感器。攝像頭是唯一能夠分辨顏色和具體圖形的感知原件;雖然技術層面上利用不同攝像頭之間的夾角可以判斷出某個物體的相對距離,但是在某些情況下仍會出現判斷失誤。此外,攝像頭受其硬件本身的局限性,只能夠捕捉到 2D 層面上的圖像,以此進行推斷、計算出實際的場景。 在在 L4 級自動駕駛傳感器選型上,純視覺方案會存在精度、穩定性和視野等方面的局級自動駕駛傳感器選型上,純視覺方案會存在精度、穩定性和視野等方面的局限性,無法滿足高級自動駕駛對于傳感器的性能要求。限性,無法滿足高級自動駕駛對于傳感器的性能要求。
36、特斯拉的幾次重大安全事故頻繁發生在白色大型貨車相關的場景中,主要原因在于單目或三目攝像頭無法像雙目攝像頭一樣通過視覺差判斷距離,純靠 AI 算法窮舉會在新場景上遇到 Corner case,很有可能對距離 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 6 判斷失誤。與此同時,靜止不動的物體會在算法上被毫米波雷達忽視。攝像頭和毫米波雙雙可能遇到失效的場景,使得特斯拉頻繁出現與白色靜止貨車相撞的事故。例如近年的一起車禍起因就是汽車未能成功判斷出與路前方的廂型車的準確距離,而車上的超聲波雷達在高速駕駛環境下效果不佳導致的。
37、 圖 7:攝像頭傳感器捕捉原理 圖 8:2020 年 6 月臺灣高速公路撞上已側翻在路的白色貨車 資料來源:汽車之家 資料來源:智車營 自動駕駛到目前為止尚未達到真正通用的程度, 其發展路線也還存在諸多變數。 但是,受益于 ROBOTAXI 等行業的發展,2017-2019 年我國激光雷達產量增長了 46.07%,經歷了快速放量前的市場技術積累成熟期。 圖 9:2017-2019 年國內激光雷達產量 資料來源:slamtec,中信證券研究部 從應用時間上來看,2017 年后激光雷達開始小批量的應用于 Robotaxi 與 ADAS 場景中,在工業上亦有小規模應用;但無論規模還是技術成熟度,20
38、22 年都是顯著的分水嶺。隨著大批量的乘用車開始裝配激光雷達作為車規級 ADAS 傳感器, 激光雷達的生態鏈條已經成熟,投資開始進入回報周期。 2.042.32.980.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 201720182019激光雷達產量(萬臺) 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 7 圖 10:激光雷達下游普遍量產以 2021 年作為顯著時間分界點 圖 11:2019-2025 年激光雷達市場應用預測 資料來源:Yole 資料來源:Yole 2021 年以來,大量搭載激光雷達的
39、車型上市年以來,大量搭載激光雷達的車型上市,2022 年預計同樣有大量車型搭載激光雷達。隨著激光雷達在汽車上逐漸普及,預計未來幾年將迎來出貨量的大幅增長。 表 4:近年來搭載激光雷達的主要車型 主機廠 合作企業/方案 激光雷達數目 落地車型 上市時間 北汽 速騰聚創 M1(等效 125 線) 3 ARCFOX 極狐阿爾法 S 2021 年 小鵬 大疆 Livox 2 P5 2021 年 蔚來 圖達通 1 ET7 2022 年 上汽 Luminar - ES33 2022 年 長城 IbeoNEXT - WEY 2021 年 長城 華為轉鏡 96 線 - ? 2022 年 奔馳 法雷奧二代 Sc
40、ala(16 線) 1 奔馳 S 級 2021 年 奧迪 Luminar - - 2021 年 法雷奧一代 Scala(4 線) 1 A8 2018 年 寶馬 Innoviz - iNext 2021 年 豐田 電裝 - 新雷克薩斯 LS 2021 年 本田 - 5 Legend 2021 年 沃爾沃 Luminar - 基于 SPA2 新車型 2022 年 LucidMotors 速騰聚創 M1(等效 125 線) 1 LucidAir 2022 年 資料來源:各公官網,中信證券研究部 從當前搭載激光雷達的車型中,我們可以看到,單車激光雷達數量在 1-3 個,不同車型差異較大。 根據 Yol
41、e 預測, 隨著自動駕駛級別提高, 車輛需要的傳感器數量將普遍提高。全車方案中最核心的激光雷達為前向主激光雷達,承擔了主要的前向駕駛信號感知的工作,車企會選用線束高能力強的激光雷達,當前這一主激光雷達的價格仍然高達 800-1000 美金。進入 L4 自動駕駛等級后,部分車企方案中加設了 1-2 個側向的激光雷達,目的為了覆蓋前向激光雷達的死角,側向激光雷達的探測距離只需要在 100m 左右,主要用于處理側向死角的變道車輛,因此價格會下降到 500 美金左右,是主激光雷達的一半。從長城的沙龍機甲龍來看,還有可能在尾部加設 1-2 個激光雷達,單價預計與側向激光雷達近似或略低,但是當前主流解決方
42、案中并沒有采取這一設計。 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 8 表 5:不同級別自動駕駛所需傳感器數量 攝像頭攝像頭 超聲波超聲波 毫米波雷達毫米波雷達 激光雷達激光雷達 L0 1-3 6 1-3 無 L1 1-3 6 1-3 可選 L2 3-7 8 1-3 可選 L3 3-7 8 5-6 1-3 L4 3-7 8 5-6 1-4 L5 3-7 8 5-6 4 資料來源:Yole,中信證券研究部 圖 12:激光雷達在自動駕駛車型上的使用個數 資料來源:佐思汽車研究,在中信證券研究部 同時,未來,高級別自動
43、駕駛車輛占比料將不斷提高,給激光雷達打開巨大的市場空間。Strategy Analytics 預測 2025 年 L2 級別自動駕駛將占相當大的比例。如按照全球汽車年銷量 8000 萬輛計算,四分之一具備 L2 級別自動駕駛功能,L2 級別每輛車配備 2 臺激光雷達,出貨將有 4000 萬臺,對比如今是千倍的提高。如按照 100 美元/臺的單價計算(velodyne 最新一代產品 velobit,探測距離 60 米的固態激光雷達售價 100 美元,未來主力長距離激光雷達價格可能下降到這一水平) ,預計 2025 年市場空間將超過年市場空間將超過 40 億美元。億美元。如產品價格或單車裝配數量更
44、高, 則市場空間將更大, 長期來看有望達到數百億美元規模。長期來看有望達到數百億美元規模。 圖 13:2015-2035 自動駕駛分級別滲透率 資料來源:Strategy Analytics(含預測),中信證券研究部 89%53%26%13%5%11%40%46%28%16%7%27%53%59%1%4%10%2%10%0.1%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20152020202520302035L0L1L2L3L4L5 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 9 競爭格局:
45、國內整機行業三大梯隊,炬光跟隨競爭格局:國內整機行業三大梯隊,炬光跟隨頭部廠商頭部廠商成長成長 激光雷達按照技術路線分為諸多流派,不同流派的工作原理不同,因而具有不同的成本和技術特征,占據了不同的市場,形成了如今的市場格局。 從工作原理來看,激光雷達由激光發射、激光接收、信息處理、掃描系統四大基礎系統構成,這四大系統相互協作,進而短時間內獲取大量的位置點信息,并根據這些信息實現三維建模。其中 激光發射系統:激勵源周期性地驅動激光器,發射激光脈沖,激光調制器通過光束控制器控制發射激光的方向和線數,最后通過發射光學系統,將激光發射至目標物體; 激光接收系統:經接收光學系統,光電探測器接受目標物體反
46、射回來的激光,產生接收信號; 信息處理系統:接收信號經過放大處理和數模轉換,經由信息處理模塊計算,獲取目標表面形態、物理屬性等特性,最終建立物體模型。 掃描系統:以穩定的轉速旋轉起來,實現對所在平面的掃描,并產生實時的平面圖信息。 圖 14:激光雷達工作原理 資料來源:汽車人參考,中信證券研究部繪制 目前產業界技術路線的不同主要體現在掃描系統的掃描方式、激光器的波長、測量原理方面。 按照掃描方式的不同,有 Velodyne 為代表的機械式激光雷達,以 Luminar、Valeo、大疆、 華為等代表的半固態式激光雷達 (半固態也稱為混合固態, 當中又分為以速騰聚創、Innoviz 為代表的 ME
47、MS 路線和以 Innovusion、華為、Luminar 為代表的轉鏡路線) ,以Ouster、ibeo 等為代表的 flash 激光雷達,以及理論性能優越但技術尚未完全成熟的相控陣激光雷達等。目前,機械式激光雷達由于成本高、體積大、機械式激光雷達由于成本高、體積大、掃描速度慢、掃描速度慢、機械部件壽命機械部件壽命短易損壞等缺點,基本已經不作為前裝激光雷達的主流選擇,通常用在后裝市場,市場規短易損壞等缺點,基本已經不作為前裝激光雷達的主流選擇,通常用在后裝市場,市場規模較小模較小。Flash 激光雷達由于需要脈沖式發光照亮一個大面積,測量距離較短,但可以同激光雷達由于需要脈沖式發光照亮一個大
48、面積,測量距離較短,但可以同時測量大范圍內的目標,因此是側向激光雷達的最佳選擇。而半固態式激光雷達目前技術時測量大范圍內的目標,因此是側向激光雷達的最佳選擇。而半固態式激光雷達目前技術較為成熟的同時兼顧了測量距離和速度,已經是前裝前向激光雷達的主流選擇。較為成熟的同時兼顧了測量距離和速度,已經是前裝前向激光雷達的主流選擇。 按照光源波長的不同,有 1550nm(Luminar、Innovusion 圖達通等)和 905nm(大多數廠商) 兩種路線。 905nm路線與消費電子共用產業鏈 (比如蘋果手機的路線與消費電子共用產業鏈 (比如蘋果手機的3D傳感器等) ,傳感器等) ,應用規模較大,因此成
49、本較低;應用規模較大,因此成本較低;1550nm 此前主要用于光通信,應用規模稍小,成本和成此前主要用于光通信,應用規模稍小,成本和成 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 10 熟度方面不如熟度方面不如 905nm 路線,但具有對人眼傷害小,對雨雪霧的穿透性更強等優點。路線,但具有對人眼傷害小,對雨雪霧的穿透性更強等優點。 按照測量原理,則可以分為大多數激光雷達廠商采用的 ToF 方案(測量回波時間用以計算距離)和 Aeva 等少數廠商采用的 FMCW 方案(調頻連續波,測量回波時間和相位,可同時獲取距離和
50、瞬時速度) 。 FMCW 是毫米波雷達的主流方案, 但由于激光波長較短 (可是毫米波雷達的主流方案, 但由于激光波長較短 (可以認為是微米波,比毫米波短以認為是微米波,比毫米波短 3 個數量級以上) ,因此如采用個數量級以上) ,因此如采用 FMCW 方案就需要高精度方案就需要高精度ADC,成本較高,成熟度還不夠。短期內業界主流仍是,成本較高,成熟度還不夠。短期內業界主流仍是 ToF 方案。方案。 目前來看,國內激光雷達行業的發展快于國外,國內公司的技術和成熟度已經處于較為領先的水平。國外公司的優勢并不明顯,曾經的行業先驅 Velodyne 也由于技術路線變更失去了領先地位。 表 6:國外激光
51、雷達廠商概覽 公司名稱公司名稱 Velodyne Luminar Valeo (法雷奧)(法雷奧) Ouster (大陸)(大陸) Aeva Ibeo Innoviz 主推激光雷達產品 Puck Velarray Velabit Hydra Iris SCALA Digital Flash OS 系列 Aeries NEXT Generic LUX InnovizOne 合作項目或車型 沃爾沃/XC90 (SUV) 上汽/智己L7 Airbus 特斯拉/ModelY R 系列ES33 非凡/T7 奧迪/A8 奔馳/S 級 本田/Legend 奧迪/E-Tron Applied EV/物流汽車
52、長城/WEY BMW/iNEXT 資料來源:各公司官網,中信證券研究部 表 7:國內激光雷達廠商概覽 公司名公司名稱稱 速騰聚創速騰聚創(RoboSense) 華為華為 大疆大疆 禾賽科技禾賽科技 圖達通圖達通 (Innovution) 主推激光雷達產品 RS-LiDAR-M1 RS-Fusion-P5 RS-V2X 96 線中長距激光雷達 Livox Horizon Livox Mid-40 MID-100 TELE-15 AT128 Pandar128 PandarXT PandarQT Pandar64 捷豹精英版 獵鷹 合作項目或車型 小鵬/G9 北汽/極狐 上汽/智己 L7 威馬/M
53、7 理想/X01 Lotus/蓮花 Lucid Air 上汽/智己 IM AD 上汽/智己 EP33 AION LX 長安/阿維塔 哪吒 S 長城/沙龍機甲龍 北汽/極狐阿爾法 T 北汽/極狐阿爾法 S-HI 奧迪 小鵬 廣汽 小鵬/P5 理想/X01 百度/Apollo RoboTaxi 項目 蔚來/ET7 資料來源:各公司官網,中信證券研究部 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 11 從行業普遍發展規律來講,激光雷達發展成熟從行業普遍發展規律來講,激光雷達發展成熟通常通常需要需要 5 年左右的時間年左右
54、的時間。而這五年之中,又分為 2+2+1 三個部分。第一個 2 是指研發出產品需要 2 年,第二個 2 是指與車企進行聯合研發測試需要 2 年,而最后一個 1 是指量產需要 1 年。因此,國內已經獲取較多定點的激光雷達公司,相比尚未獲取定點的公司優勢在逐步擴大,我們認為激光雷達參與者雖多,但是行業集中度會很高,速騰、華為、禾賽三家領跑的趨勢已經非常明顯。 圖 15:廣州車展上各激光雷達廠商上車情況 資料來源:各公司官網,中信證券研究部 而炬光科技已經是頭部廠商的核心供應商,未來有望獲得較大的市場份額。 產業鏈定位:激光雷達上游,提供發射模塊與光學整形產業鏈定位:激光雷達上游,提供發射模塊與光學
55、整形 根據激光雷達工作原理,激光雷達產業鏈上游包括發射器、接收器、掃描器、信息處理四大領域。目前炬光科技提供的激光雷達上游產品主要有激光發射模塊(發射端) 、準直鏡、光束擴散器,均屬于發射器領域,其中激光發射模塊中包含激光器和熱沉等部件。 圖 16:激光雷達產業鏈 資料來源:汽車人參考,中信證券研究部繪制 激光發射模塊方面,炬光科技提供了用于駕駛艙內監控的激光發射模塊方面,炬光科技提供了用于駕駛艙內監控的 AT 系列(視場角可達系列(視場角可達 160度) 、用于度) 、用于 flash 激光雷達的激光雷達的 AL01 系列、系列、AX02 系列,以及用于掃描式激光雷達的系列,以及用于掃描式激
56、光雷達的 LX01系列和系列和 BeamRazor LE02 系列。系列。光學部件方面包括用于掃描式激光雷達的準直鏡以及用光學部件方面包括用于掃描式激光雷達的準直鏡以及用于于 flash 激光雷達的面透鏡。激光雷達的面透鏡。 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 12 表 8:炬光科技在激光雷達產業內的布局 激光雷達發射模組激光雷達發射模組/光源光源 激光雷達光學器件激光雷達光學器件 轉鏡 線光源發射模組 準直鏡/準直器 Flash 面光源發射模組、VCSEL 光源 面透鏡 MEMS 暫無 暫無 資料來源:公
57、司官網,中信證券研究部 發射模組由激光器和光學器件組成。激光器的作用比較直觀容易理解,即充當光源。炬光科技所生產的半導體激光器炬光科技所生產的半導體激光器 (又稱激光二極管)(又稱激光二極管) 由激光二極管芯片、 激光二極管熱沉、由激光二極管芯片、 激光二極管熱沉、相關結構件等封裝而成相關結構件等封裝而成。而屬于光束控制器范疇的準直鏡(大多為快軸準直鏡) 、光束擴散片的作用需要進一步說明。要理解這些“控制光子”的元件在激光雷達內部所發揮的作用,則需要先理解激光器的特性。 在大多數人印象中,激光器發出的激光是一道筆直的光束,即使過了很遠的距離也仍然是一個又小又亮的光點。但實際情況并非如此,激光器
58、發出的激光是發散的,經過準直激光器發出的激光是發散的,經過準直才變成了筆直的光束才變成了筆直的光束。激光的產生首先需要一些處于激發態的粒子,這些粒子會隨機自發躍遷到基態,從而發出光子,這樣的光子碰到其他處于激發態的粒子后,會讓這個激發態粒子躍遷到基態, 并發出一個跟當前光子一模一樣的光子。 如果這樣的激發態粒子足夠多,那么將很快產生大量相同的光子,激光也就由此產生。但需要注意的是,自發躍遷產生的光子的方向可能朝向各個方向,并不能沿著指定方向飛行,因此,我們需要諧振腔來對特定方向的光子進行放大, 從而能夠產生指定方向的激光。 諧振腔就是一對面對面的反射鏡,光子在其中來回反射,符合諧振腔方向的光子
59、能夠在鏡面之間來回反射,從而不斷遇到諧振腔中的激發態粒子,使得該方向的光束不斷加強,而不符合諧振腔方向的光子則會從諧振腔側面飛出,不能獲得強化,從而逐漸消失。由此方可產生指定方向的激光。 圖 17:諧振腔示意圖 資料來源:行家說 在半導體激光器中,我們通常用晶體斷裂處自發形成的解理面作為反射鏡面,也可以在目標位置沉積反射層用來提高反射率。 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 13 圖 18:FP 諧振腔示意圖 圖 19:VCSEL 諧振腔示意圖 資料來源:CSDN 資料來源:CSDN 但無論如何設置反射鏡面
60、,通常半導體激光器的體積都是非常小的(半導體激光器又稱激光二極管,其典型尺寸往往只有毫米量級) ,因此諧振腔的長度也非常有限,難以實現特別理想的光子方向篩選效果,有很多方向稍微偏斜的光子也能夠在諧振腔中得到加強。因為上述原因,半導體激光器發射的激光是有一定發散角的半導體激光器發射的激光是有一定發散角的,其輸出的光斑往往呈現縱向其輸出的光斑往往呈現縱向的橢圓形的橢圓形。在半導體激光領域,這個橢圓形的長軸方向通常稱為快軸,短軸方向通常稱為長軸方向通常稱為快軸,短軸方向通常稱為慢軸慢軸。一般的半導體激光器長軸發散角可達 20 度以上,短軸發散角可達 5 度以上。如果我們直接使用這樣的激光進行長距離測
61、量,可想而知在遠處將形成相當大的光斑,十分不利于形成精確的點云圖像。因此,必須對光束進行準直。 所謂準直,可以理解為聚焦,是將光源放在焦點上,使得射出去的光線成為平行的細所謂準直,可以理解為聚焦,是將光源放在焦點上,使得射出去的光線成為平行的細光束的過程光束的過程。由于半導體激光器射出的光斑為橢圓形,經常需要使其成為圓形,因而常使用柱面鏡對其進行準直(快軸方向光斑更長,所以快軸準直鏡用得更多,是高功率光學系統的第一個也是最重要的一個光學元件) ,有時也會使用三棱鏡或球面鏡對其進行準直。 圖 20:半導體激光器光束發散角示意圖 圖 21:柱面鏡準直示意圖 資料來源:CSDN 資料來源:Thorl
62、abs 與準直鏡相反,光束擴散器常用于將較窄的光束發散到更寬廣的角度光束擴散器常用于將較窄的光束發散到更寬廣的角度,這類使用場景包括 flash 類型的激光雷達、車內駕駛員狀態監測等場景。 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 14 此外熱沉也是一個非常影響激光器性能的部件。所謂熱沉熱沉(heat sink) ,是指溫度不) ,是指溫度不隨傳遞到它的熱能的大小變化而變化隨傳遞到它的熱能的大小變化而變化的物體的物體,它可以是大氣、大地等物體,在電子領域通常指散熱器。比如 LED 當中,由于 LED 發光時會產生
63、大量熱量,因此經常將 LED 散熱基板裝在銅片上,此時銅片就是 LED 的熱沉。同理,大功率激光的發熱量也是非常大的,而且半導體激光器的性能受到溫度影響極大, 因此需要在芯片表面增加散熱層, 也就是熱沉半導體激光器的性能受到溫度影響極大, 因此需要在芯片表面增加散熱層, 也就是熱沉。 圖 22:溫度對閾值電流的影響 圖 23:溫度對輸出功率的影響 資料來源:CSDN 資料來源:CSDN 2020 年和 2021 年 1-6 月, 公司預制金錫薄膜陶瓷熱沉產品開始獲得國內外光纖激光公司預制金錫薄膜陶瓷熱沉產品開始獲得國內外光纖激光器廠商批量訂器廠商批量訂單單,有望成為公司半導體激光業務未來新的業
64、務增長點。 綜上所述,炬光科技目前已經基本全面覆蓋激光雷達發射端的技術,在激光雷達產業炬光科技目前已經基本全面覆蓋激光雷達發射端的技術,在激光雷達產業鏈中占據了重要地位鏈中占據了重要地位。 核心優勢:熱管理與精密加工技術領先,團隊技術背景出色核心優勢:熱管理與精密加工技術領先,團隊技術背景出色 在激光雷達領域,炬光科技的核心競爭力在于技術方面。不同產品的技術優勢不盡相同,炬光科技目前掌握大功率激光系統的熱管理技術,子公司 LIMO 掌握光學元件精密加工技術,并且炬光科技也通過在國內設立光學元件生產線的方式進行了技術自主化。 半導體激光器方面,炬光科技主要掌握了共晶鍵合技術、熱管理技術、熱應力控
65、制技術、界面材料與表面工程技術、測試分析診斷技術。其中大多數技術都與高功率激光器的大多數技術都與高功率激光器的高發熱特性相關高發熱特性相關。 共晶鍵合(Eutectic bonding) ,也稱為共晶焊接,即兩種不同的金屬在遠低于各自的熔點溫度下按一定的重量比例形成合金。 在共晶結合中使用的最常見的金屬/合金是 Al-Ge, Au-Sn 和 Au-In。硅與金屬(如 Au)形成合金的能力也可以作為共晶結合的基礎。與傳統的焊接或粘接相比,共晶焊接能夠達到高熱導率、低電阻和高可靠性,因而對于高功率激光器而言十分重要。表面工程技術能夠提高產品強度和長期可靠性。炬光科技采用共晶鍵合以及表面工程技術大大
66、提高了激光器的工作壽命和環境適應性。 熱管理和熱應力控制技術對與產品性能十分重要, 能夠大大降低熱應力, 提高均勻性,對光譜集中度以及偏振度都有提高,同時在復雜的溫度環境下,能夠保證核心零部件不受 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 15 熱膨脹系數失配而可能導致的失效的影響。這是炬光科技的傳統強項和核心技術,公司創始人及董事長劉興勝博士及其科研團隊曾經撰寫過高功率半導體激光器封裝專著,同時公司官網也展示了科研團隊的二十余篇相關論文,絕大多數均關于熱管理與熱應力方面。 圖 24:熱管理之激光器溫度建模 圖
67、25:熱應力導致內部裂紋 資料來源:炬光科技官網 資料來源:炬光科技官網 激光器測試方面,炬光科技同樣積累深厚。公司于司于 2013 年至年至 2018 年牽頭承擔了科年牽頭承擔了科技部國家重大科學儀器設備開發專項半導體激光器測試與分析儀器開發和應用技部國家重大科學儀器設備開發專項半導體激光器測試與分析儀器開發和應用 ,項目“成功研制了具有測試、分析、診斷并能提出解決方向的半導體激光器動態綜合測試分析儀器,開發了 LIV 和光譜、Smile、遠場、近場、偏振、空間光譜、空間偏振、空間光束輪廓及老化等重要光電參數測試與表征的 9 種功能模塊,為提升高功率半導體激光器研發能力奠定基礎,有效促進了高
68、功率半導體激光器性能大幅提升,推動高功率半導體激光器應用和產業化。 ” 光學器件方面,公司掌握光束轉換、光場勻化、線光斑整形、激光光學制造技術。公司擁有自主編寫開發物理光學設計程序的能力,基于晶圓級同步結構化激光光學制造技術制備 12 英寸 (300mm300mm) 玻璃微光學晶圓、 納米級精度折射型微透鏡陣列 (ROE)的技術能力,能夠實現在零維(點) 、一維(線) 、二維(面)三個維度對多種類型激光光束的精準整形和調控,以滿足不同的應用需求。在基于晶圓工藝的生產中,所需的高精度工具是由 LIMO 自己的專家設計和制造的。這些工具可集成到主要組件也由 LIMO 開發的生產系統中,經過調整以滿
69、足特定的工藝需求。公司核心工藝由 LIMO 專家自行開發和優化,所有透鏡都是在晶圓基板上同時進行制作和拋光的,基于晶圓級同步結構化激光光學技術使得 LIMO 能夠提供當前光學器件制造業中最快的處理速度。 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 16 圖 26:線光斑整形技術 圖 27:光學晶圓 資料來源:炬光科技官網 資料來源:湘新中合廣電 公司的光場勻化器產品應用于國內主要光刻機研發項目和樣機中,并供應給世界頂級光學企業 A 公司,最終應用于 ASML 光刻機。公司開發的超高速像素控制 3D 打印線光斑系統(
70、Pixeline)相比于傳統的單點金屬 3D 打印,打印速率提高了上百倍。公司設計開發的廣角光束擴散器正逐步應用于知名汽車一級供應商的激光雷達發射模組中。 公司技術優勢來源于優秀的技術團隊和長期的技術積累。炬光科技董事長劉興勝博士及科研團隊曾撰寫高功率半導體激光器封裝專著,由著名出版商 Springer 出版,公司科研團隊還發表了大量有關熱管理的技術論文。子公司 LIMO 從 1992 年成立以來一直專注光束整形領域,技術積累深厚。 其他業務:醫美其他業務:醫美+泛半導體打開增長空間,光源與器泛半導體打開增長空間,光源與器件優勢明顯件優勢明顯 除激光雷達外,炬光科技在醫美、泛半導體等領域也有著
71、巨大的潛在增長空間,并且在傳統的激光精密加工等領域也維持著國內領先的地位。 醫美:脫毛溶脂空間廣闊,炬光提供定制模塊醫美:脫毛溶脂空間廣闊,炬光提供定制模塊 醫療美容是一個正在快速發展的行業,近年來在中國的受歡迎程度提升。按服務收入計,中國醫療美容市場的市場規模自 2016 年的 776 億元增至 2020 年的 1,549 億元,年復合增長率為 18.9%。 全球醫療美容市場的市場規模自 2016 年的 1,149 億美元增至 2020年的 1,255 億美元,年復合增長率為 2.2%。 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文
72、之后的免責條款部分 17 圖 28:中國醫美市場規模(億元) 圖 29:全球醫美市場規模(億美元) 資料來源:Frost&Sullivan(含預測,轉引自愛美客港股招股書),中信證券研究部 資料來源:Frost&Sullivan(含預測,轉引自愛美客港股招股書),中信證券研究部 從年齡結構來看,根據 Frost&Sullivan(轉自愛美客港股招股書)數據,醫美消費人群主要集中在 20-35 歲的年輕消費者,2020 年 20-35 歲消費者占比約 76%,未來隨著這部分人群的需求成長和消費升級有望為行業單價水平的持續提升帶來支撐。 圖 30:2020 中國醫美分年齡段消費者占比 圖 31:2
73、020 中國醫美分年齡段滲透率 資料來源:Frost&Sullivan(轉引自愛美客港股招股書),中信證券研究部 資料來源:Frost&Sullivan(轉引自愛美客港股招股書),中信證券研究部 對標成熟市場,我國醫美滲透率提升空間大。據 Frost&Sullivan(轉自愛美客港股招股書)數據,我國醫美滲透率顯著低于韓、美、巴西和日本,醫美行業在我國尚處于前期快速發展階段。 此外,從政策端來看,2021 年以來有多款醫美產品獲批,進一步豐富了合規供給。如 21 年 4 月,華東醫藥旗下“少女針”、長春圣博瑪旗下“童顏針”、艾爾建美學旗下的喬雅登質顏相繼獲批上市;21 年 6 月,愛美客旗下的
74、含左旋乳酸-乙二醇共聚物微球的交聯透明質酸鈉凝膠獲批,錦波生物的重組型人源化膠原蛋白凍干纖維獲批。 整體來看整體來看,醫美行業兼具高成長性和廣闊發展空間醫美行業兼具高成長性和廣闊發展空間,而激光在醫美當中的應用也將同,而激光在醫美當中的應用也將同步發展。步發展。 3084015006007739711189142816961992468592717836776919107412281376152705001000150020002500300035004000非手術類手術類1852102382742613204014925917049641048112412159941097122113671
75、498161305001000150020002500非手術類手術類21%40%24%12%2%1%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%401.3%7.7%4.9%3.1%0.6%0.1%0.0%1.0%2.0%3.0%4.0%5.0%6.0%7.0%8.0%9.0%40 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 18 基于“提供光子技術應用解決方案”,炬光科技不斷強化醫療美容器件和模塊等主要產炬光科技不斷強化醫療美容器件和模塊等主要產品線競爭力品線競爭力,推動業績的持續增長。2018 年以來
76、年以來,公司公司 Vsilk 系列專業用激光脫毛模塊、系列專業用激光脫毛模塊、Fariy 系列專業用激光無創溶脂模塊產品獲得量產系列專業用激光無創溶脂模塊產品獲得量產, 獲得 OPTOPRIM 集團、 以色列飛頓、M 公司、北京宏強富瑞技術有限公司、北京凱爾斯科技開發有限公司等一系列國內外客戶的青睞,訂單數量持續增加。 表 9:炬光科技主要醫美產品 產品產品 應用領域應用領域 特性特性 Vsilk系列600W-2400W激光脫毛模塊 應用于激光脫毛領域,使用場景主要為醫院皮膚美容科室 激光可以穿透皮膚直達毛囊,毛囊內黑色素吸收激光后可達到脫毛的效果,同時對汗腺等其他部位不會造成損傷 Fairy
77、系列50W激光無創溶脂模塊 應用于激光無創溶脂領域,使用場景主要為醫院皮膚美容科室 采用 1064nm 波長激光,無損穿過皮膚達到脂肪層,脂肪細胞對該波長激光產生強烈吸收并受熱資料來源:中信證券研究部分解,最終通過代謝,達到溶脂的功效 資料來源:炬光科技招股書,中信證券研究部 根據公司招股說明書, 炬光科技Vsilk系列專業級脫毛高功率半導體激光器全面升級,有效能量 (峰值功率 x 脈沖寬度 x 頻率) 提高, 相同治療時間內更多有效能量作用于毛囊,并且提高了峰值功率、更窄脈寬,使得脫毛過程痛感降低。此外,全系標配微光學準直透鏡,準直的光束可以獲得更大的皮膚穿透深度,帶來更好的臨床效果。炬光科
78、技不僅提供激光器,還提供整體解決方案。產品涵蓋基于微通道制冷技術的 Vshiny 系列激光器、基于傳導冷卻制冷技術的 Vsilk 系列激光器、LPS 系列配套電源、F-pure 系列配套濾芯。 炬光科技無創溶脂解決方案采用模塊化設計,是集激光光源、光束整形模塊、半導體制冷、皮膚接觸監測于一身的新型激光科技。其原理是利用 1064nm 激光穿透皮膚到達脂肪層,對脂肪細胞進行選擇性加熱。在激光的作用下脂肪細胞分解成甘油和脂肪酸,并通過血液和淋巴代謝, 從而減少脂肪細胞數量, 起到減肥塑型的功效。 該技術已通過美國 FDA認證,是新一代安全、有效的減肥方式。 此外,家用醫美也是一個重要場景。目前利用
79、半導體激光技術脫毛等主要應用在專業的醫療機構、美容機構。而炬光科技研發出家用的激光脫毛與激光嫩膚產品,通過特殊的光學設計,采用 1470nm 波長非剝脫點陣技術,可以形成單點、多點或者點陣的光斑,提高治療效率和效果, 根據客戶需求, 炬光科技也可提供定制化產品。 根據公司招股說明書,公司與家用醫美巨頭 Cyden 已簽訂 8 億元訂單的框架協議。 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 19 圖 32:炬光科技激光脫毛產品 圖 33:炬光科技激光溶脂產品 圖 34:炬光科技家用醫美產品 資料來源:公司官網,中信
80、證券研究部 資料來源:公司官網,中信證券研究部 資料來源:公司官網,中信證券研究部 技術方面,炬光科技產品同樣領先, 在功率、封裝、 準直、密封等方面均為業界領先。 表 10: 激光脫毛產品技術對比 指標指標 美國相干公司美國相干公司 美國美國 Lasertel 炬光科技炬光科技 指標說明指標說明 單巴功率 80W/bar 125W/bar 100W/bar 功率是評價半導體激光器性能的重要指標,產品單 Bar 功率越高,所需要的技術和工藝要求越高 模塊功率 最大 2400W 1900-2800W 600-2400W 占空比 連續 連續 6-20% 占空比:激光脈沖寬度在循環周期內所占的比例,
81、高 峰值功率、短脈寬在脫毛領域應用效果更好 封裝形式 - 金錫封裝 金錫封裝 封裝形式:金錫封裝在毫秒級工作條件下的可靠性具 有顯著優勢 快軸準直 可選 可選 全系列標配 快軸準直:快軸準直后的光斑具有更深的穿透深度、 更高的能量密度、更好的應用效果,可以實現高峰值 功率、短脈寬的工作方式。準直后的光束不需要傳統 的光波導進行光束整形,體積和重量更小,可應用于 真空吸附治療 密封等級 無 無 IP65 密封等級:為了防止激光器在工作過程中冷凝所造成的激光器燒毀,采用密封結構可有效避免冷凝 資料來源:炬光科技招股書,中信證券研究部 激光溶脂領域,炬光科技產品的光斑尺寸與均勻性也占據優勢。 表 1
82、1:激光溶脂產品技術對比 指標指標 美國相干公司美國相干公司 炬光科技炬光科技 指標說明指標說明 功率 30W 30W 功率:功率是評價半導體激光器性能的重要指標,產品單 Bar 功率越高,所需要的技術和工藝要求越高 光斑尺寸 40m 40*80mm 光斑尺寸:炬光科技提供的是整體模塊化產品,輸出光斑尺寸較大且均勻性高,無需進行其他復雜的光學整形即可直接用于溶脂 光斑均勻性 未經勻化的高斯光束 85% 光斑均勻性:在溶脂過程中,高度均勻的光斑可以避免局部溫度過高而產生的效果不佳或燙傷風險 資料來源:炬光科技招股書,中信證券研究部 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值
83、分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 20 綜上,炬光科技在醫美領域多項產品已具較好的技術優勢和市場定位,未來有望獲得更多市場份額。 泛半導體:激光剝離與激光退火,與半導體顯示產業協同發展泛半導體:激光剝離與激光退火,與半導體顯示產業協同發展 炬光科技在泛半導體領域布局廣泛。泛半導體領域既包含了傳統的半導體集成電路領域,又包含了半導體顯示、半導體照明等領域。炬光科技開發了激光剝離線光斑和激光退火線光斑產品。 從技術路線來看,炬光科技產品均采用固體激光光源,用以取代國外的主流技術準分子激光光源。固體激光和準分子激光的特點可以從相干公司和炬光科技的對比看出,準分子激光均勻性高
84、,較為穩定,但成本高,而固體激光相對成本明顯較低。 表 12:業內公司準分子激光與固體激光產品特點對比 公司名稱公司名稱 產品布局產品布局 產品技術水平及特點產品技術水平及特點 美國相干公司 基于準分子激光的激光剝離和激光退火光學系統 準分子激光光學系統技術在行業內處于絕對領先地位。準分子激光能量和光斑均勻性較高,但是系統運營維護成本高。 德國 Innovavent 基于固體激光的激光剝離和激光退火光學系統 Innovavent 技術能力較強,基于固體激光能夠實現較好的光斑均勻性,光斑達到高斯能量分布。 炬光科技 基于固體激光的激光剝離和激光退火光學系統 基于固體激光的激光剝離系統,光斑可實現
85、超高斯能量分布;基于固體激光的激光退火系統,可實現更高的景深等技術指標,同時相對于準分子激光系統可大幅降低運營維護成本。 資料來源:炬光科技招股說明書,中信證券研究部 從應用領域來看,炬光科技產品主要包含激光剝離和激光退火兩大類。 激光剝離:激光剝離:柔性柔性 OLED 生產生產關鍵環節,第三代半導體也有應用關鍵環節,第三代半導體也有應用 激光剝離(Laser lift-off,LLO)通常用于分離兩層不同材料構成的薄膜,可應用于OLED、LED、半導體晶圓等多個領域。 OLED 顯示領域,激光剝離是柔性 OLED 面板生產中的關鍵工藝流程之一。OLED 顯示面板雖然是柔性面板,但往往需要先有
86、一塊大型玻璃基板,然后在玻璃基板上沉積一層柔性有機聚合物薄膜,此后再在這層薄膜上進行 OLED 及其控制電路(薄膜晶體管)的沉積和加工。聚合物薄膜上層這些加工完成后,有兩種處理方式,第一種是保留玻璃基板,此時顯示面板就成為剛性顯示面板,通常用在中低端機型上;第二種是去除玻璃基板,此時顯示面板將可以自由彎曲, 即柔性顯示面板, 通常用在中高端機型上, 如現在的折疊屏、瀑布屏都采用柔性顯示面板。 在生產線中,通常利用激光從玻璃基板背面進行照射,利用激光能量實現玻璃基板與OLED 器件的分離。為了提高效率,通常采用線光斑或面光斑對整個基板進行快速掃描。 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價
87、值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 21 圖 35:激光剝離 OLED 示意圖 資料來源:福唐激光官網 在柔性顯示激光剝離領域,炬光科技可提供線光斑和面光斑解決方案,能夠根據特定應用需求設計和制備不同長度(從數百微米至數米長) 、寬度(從數十微米至數毫米寬)和長寬比(高達 3 萬比 1)的光斑形狀,功率密度可達到百萬瓦每平方厘米,均勻度大于95%,提高了各類激光器的工作效率、普及率及可用性。公司固體激光剝離紫外線光斑系統已取得國際主流面板廠商生產線中初步市場份額。公司已經為為韓國公司已經為為韓國 LG 電子、京東方電子、京東方(直接客戶為集成商韓國(直
88、接客戶為集成商韓國 APS) 、日本夏普() 、日本夏普(直接直接客戶為集成商韓國客戶為集成商韓國 DE&T)等國際知名)等國際知名半導體和平板顯示設備制造商提供固體激光剝離紫外線光斑系統。半導體和平板顯示設備制造商提供固體激光剝離紫外線光斑系統。2021 年上半年年上半年公司再公司再次對次對 LG 進行出貨,展現出一定的競爭力。進行出貨,展現出一定的競爭力。 而近年來,隨著消費電子產品在屏幕端不斷改進,新的產品形態更多,采用柔性屏的終端產品數量顯著增加,這一趨勢在手機端尤其明顯。因此激光剝離設備的需求量有望大激光剝離設備的需求量有望大幅增加,炬光科技有望從中受益幅增加,炬光科技有望從中受益。
89、 表 13:近年來搭載剛性/柔性 AMOLED 顯示面板的機型數量 產品領域產品領域 智能穿戴產品智能穿戴產品 智能手機產品智能手機產品 平板平板/筆記本電腦產品筆記本電腦產品 剛性/柔性機型數量 剛性 柔性 剛性 柔性 剛性 柔性 2018 年 9 2 39 12 1 0 2019 年 17 2 50 18 6 0 2020 年 17 5 36 40 8 1 資料來源:和輝光電招股書,中信證券研究部 此外,激光剝離在半導體雙面加工以及 LED 芯片生產過程當中也有應用。 在半導體晶圓生產過程中,經常需要在晶圓背面刻蝕電路,而半導體設備通常只能從晶圓上方進行加工,因此在背面加工的過程中就需要將
90、晶圓翻轉過來,并將原先的正面貼合在潔凈的玻璃基板上,以避免加工過程中的污染和損壞。而在背面加工完成后,需要將原先正面的玻璃基板與晶圓進行分離,此時就需要用到激光剝離。 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 22 圖 36:激光剝離在晶圓雙面加工中的應用 資料來源:福唐激光官網 隨著制程微縮愈發困難,諸多半導體廠商已開始各種新嘗試,在晶圓背面刻蝕電路就是一種有效手段。例如 Intel 在架構日上提出了新的制程命名規則,將現有的 10nm SuperFin 制程節點改稱為 Intel 7,而其后是 Intel 4
91、、Intel 3、Intel 20A,也首次將制程名稱達到埃米量級。在 20A 制程中,由于微縮難度較大,即使借助最新的大數值孔徑 EUV光刻機也較難完成,因此 Intel 提出了 PowerVia 技術來實現超高的晶體管密度。這種技術將原來位于晶圓正面最頂層的金屬層轉移到晶圓背面,位于晶體管下方,這些金屬層是線寬較寬的電源線和地線,此舉大大簡化了正面的布線,有效提高了晶體管密度。隨著先進制程的發展,這類技術將越來越多,激光剝離技術在半導體領域也將迎來更廣泛的應用。 圖 37:Intel 20A 節點將采用 RibbonFET 與 PowerVia 技術 圖 38:傳統晶圓(左)與 Power
92、Via 晶圓(右)截面對比 資料來源:Intel 官網 資料來源:Intel 官網 此外,第三代半導體也是激光剝離技術的一個重要應用場景。GaN 晶圓通常是在藍寶石襯底上生長 GaN 外延層,因此在加工過程中也需要將襯底進行分離,也需要使用激光剝離技術。 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 23 圖 39:激光剝離在 LED 芯片制造/GaN 外延片剝離中的應用 資料來源:福唐激光官網 近年來,第三代半導體的應用不斷擴展,產值不斷增加,激光剝離技術有望受益于第三代半導體應用的發展。 圖 40:第三代半導體應
93、用規模(億元) 圖 41:GaN 應用領域占比 資料來源:觀研天下,中信證券研究部 資料來源:觀研天下,中信證券研究部 激光退火:激光退火:LTPS 面板與半導體晶圓生產必備,受益于新技術占比提升面板與半導體晶圓生產必備,受益于新技術占比提升 退火(Annealing)是一種廣泛存在于各類材料加工中的工藝(在煉鋼、單晶硅棒的制造、瓷器制造等場景都有應用) ,即將材料加熱到一定溫度,保持一定時間,隨后以一個適宜的速度進行冷卻。這一過程的目的在于,高溫能夠讓材料內部粒子之間的化學鍵不再穩定,從而能夠產生內部結構的變化;而隨后以特定速度進行冷卻的過程,就是讓原子之間的化學鍵按照一定速度逐漸恢復,從而
94、完成材料內部結構的調整。這一過程可用于消除這一過程可用于消除材料內部的應力和缺陷,增加材料延展性,穩定材料尺寸,減少內部裂紋,使材料便于切材料內部的應力和缺陷,增加材料延展性,穩定材料尺寸,減少內部裂紋,使材料便于切削加工等。削加工等。 半導體芯片在經過離子注入以后就需半導體芯片在經過離子注入以后就需要退火。要退火。因為往半導體中注入雜質離子時,高能量的入射離子會與半導體晶格上的原子碰撞,使一些晶格原子發生位移,結果造成大量的空位,將使得注入區中的原子排列混亂或者變成為非晶區,所以在離子注入以后必須把半41.183.3165.1224.712.618.633.260.813.823.12944
95、.70501001502002502018201820192020GaN光電子應用規模GaN微波射頻產值GaN、SiC電力電子產值68%20%10%2%光電射頻電力電子其他 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 24 導體放在一定的溫度下進行退火,以恢復晶體的結構和消除缺陷。同時,退火還有激活施主和受主雜質的功能,即把有些處于間隙位置的雜質原子通過退火而讓它們進入替代位置。 顯示面板的薄膜晶體管加工流程中也經常需要進行退火,這也是顯示面板的薄膜晶體管加工流程中也經常需要進行退火,這也是激光退火激光退火最常用的
96、場最常用的場景之一景之一。具體來說,是用于給顯示面板中的薄膜晶體管電路進行退火。顯示面板由諸多像素構成的網格陣列組成,而每一個像素除了發光點之外,還有背后的諸多晶體管所構成的控制電路,用來控制這個像素的工作。在顯示面板中,這些晶體管都做得很薄,但長寬尺寸比 CPU 中的電路要明顯更大,因此一般稱為薄膜晶體管(Thin-film transistor,TFT) 。 圖 42:AMOLED 顯示面板像素陣列示意圖 圖 43:AMOLED 典型像素電路 資料來源:CSDN 資料來源:華為折疊屏顯示驅動電路專利說明書 為何要給顯示面板中的 TFT 進行退火?因為這些 TFT 可以選用不同的硅材料制成。
97、根據物質狀態,硅分為晶體硅和非晶體硅(amorphous silicon,簡稱 a-Si) ,而晶體硅又分為單晶硅(C-Si)和多晶硅(P-Si) 。從非晶硅到多晶硅再到單晶硅,性能越來越好,但成本也越來越高,對于顯示面板來說,通常只使用非晶硅和多晶硅對于顯示面板來說,通常只使用非晶硅和多晶硅。當前隨著高刷新率屏隨著高刷新率屏幕的普及,幕的普及,傳統的傳統的非晶硅非晶硅 TFT 的速度已經不夠用了,因此現階段中高端手機普遍使用多的速度已經不夠用了,因此現階段中高端手機普遍使用多晶硅晶硅 TFT(多晶硅 TFT 的電子遷移率是 a-Si TFT 的 100 倍以上,因而開關速度也有巨大提升) 。
98、此外,由于由于 OLED 使用電流驅動,因此使用電流驅動,因此 OLED 通常不通常不使用使用 a-Si TFT,只能使用多,只能使用多晶硅或氧化物晶硅或氧化物 TFT。而要生產多晶硅要生產多晶硅 TFT,需要先在基板上沉積,需要先在基板上沉積 a-Si TFT,隨后經過退,隨后經過退火,使火,使 a-Si 變為多晶硅變為多晶硅。 那么為何選擇激光退火?因為激光能夠在加熱激光能夠在加熱 TFT 的同時避免下層的玻璃基板和聚的同時避免下層的玻璃基板和聚合物薄膜溫度過高而損壞合物薄膜溫度過高而損壞。根據生產工藝,多晶硅分為低溫多晶硅(LTPS)和高溫多晶硅(HTPS) 。通常,非晶硅轉化為多晶或者
99、單晶硅,所需溫度需要超過 1200,遠高于玻璃襯底所能承受的范圍。面對大規模的工業生產,常規的退火方式,難以滿足產品的制造需求。而激光退火可以在面板垂直方向保持一個較大的溫度梯度。給非晶硅薄膜加熱的同時, 不會影響到玻璃襯底。 另外通過激光退火, 以往驅動像素的TFT所使用的非晶硅 (a-Si)熔融并重新結晶 (多晶) , 形成易于導電的多晶硅 (p-Si) , 可改善 TFT 的電氣特性。 其中,準分子激光器大規模應用于低溫晶體硅面準分子激光器大規模應用于低溫晶體硅面板的制備工藝已經有超過板的制備工藝已經有超過 15 年的歷史年的歷史。隨著隨著OLED 的普及與的普及與 LTPS 產品產品占
100、比不斷提高占比不斷提高,激光退火技術在平板顯示領域扮演著越來越重,激光退火技術在平板顯示領域扮演著越來越重要的作用要的作用。 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 25 圖 44:不同技術的顯示面板占比 資料來源:Omdia(含預測),中信證券研究部 注:2021 年之后為預測數據 炬光科技炬光科技開發的高功率固體激光退火(開發的高功率固體激光退火(SLA)紫外線光斑系統)紫外線光斑系統 2020 年已交付第一臺年已交付第一臺樣機樣機,此舉可能打破相干公司準分子激光退火過去十年來在該領域的全球優勢地位,成為柔
101、性顯示行業低溫多晶硅退火工藝的全新解決方案。未來隨著國產顯示面板份額進一步提未來隨著國產顯示面板份額進一步提升,炬光科技也有望在激光退火市場占據更重要的地位升,炬光科技也有望在激光退火市場占據更重要的地位。 此外,炬光科技炬光科技開發的用于集成電路晶圓退火的高功率半導體激光器模塊已取得初步開發的用于集成電路晶圓退火的高功率半導體激光器模塊已取得初步成功成功,于于 2020 年下半年取得國內領先半導體設備集成商上海微電子裝備(集團)股份有年下半年取得國內領先半導體設備集成商上海微電子裝備(集團)股份有限公司和北京華卓精科科技股份有限公司限公司和北京華卓精科科技股份有限公司的的訂單訂單。公司上述產
102、品研發成功前,國內尚無該領域同類產品。此外,公司公司 2021 年取得臺積電訂單年取得臺積電訂單,未來借助產業鏈機會,公司半導體激光器銷量有望持續增長。 光源與光學器件:國產替代,優勢明顯光源與光學器件:國產替代,優勢明顯 炬光科技作為激光器產業鏈的上游,預計將跟隨我國和全球激光產業一同發展。下游激光器廠商通常購買炬光科技的光源、 準直鏡等部件, 有望拉動炬光科技的傳統業務增長。根據 StrategiesUnlimited 的全球激光市場分析報告預測, 2019-2025 年全球高功率半導體激光元器件市場規模將從 16.40 億美元快速增長到 28.21 億美元。 圖 45:全球高功率半導體市
103、場規模預測(億美元) 資料來源:Strategy Unlimited(含預測),轉引自炬光科技招股說明書,中信證券研究部 10.0%9.9%15.1%17.0%12.7%11.1%15.6%19.6%13.8%18.2%16.5%16.2%0.0%0.0%0.5%4.7%11.1%15.2%42.5%37.9%37.7%31.4%31.3%29.8%31.8%32.6%33.0%28.7%28.4%27.8%0%20%40%60%80%100%201820192020202120222023AMOLED LTPS 柔性AMOLED LTPS 剛性AMOLED LTPO 柔性TFT-LCD LT
104、PS剛性TFT-LCD a-Si剛性7.658.399.410.411.1311.8912.654.324.64.985.456.046.587.274.444.815.426.066.767.498.2905101520253020192020E2021E2022E2023E2024E2025E直接應用固體激光器泵浦光纖激光器泵浦 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 26 據武漢文獻情報中心統計,2018-2020 年,在中國光纖激光器市場中,IPG 和相干公司市場份額分別下滑 15.5pcts、1.3p
105、cts,而銳科激光、創鑫激光等國內企業市場份額分別上升 6.6pcts、4.3pcts,國產替代已成為愈演愈烈的大趨勢,使得國內從事激光器行業的企業在行業增長基礎上獲得更大加速度。 圖 46:中國光纖激光器市場份額 圖 47:中國激光設備市場銷售收入(億元) 資料來源:華經產業研究院,中信證券研究部 資料來源: 2020 中國激光產業發展報告 (含預測, 中國科學院發布) ,中信證券研究部 炬光科技產品技術領先,其激光器產品連續功率和準連續功率超越美國相干公司和法國 Lumibird 等公司,準直鏡發散角、光場勻化器不均勻度、光束擴散器視場角等參數都處于國際領先水平, 超越國際競爭對手, 因而
106、有望在國產激光器崛起的過程中獲得更多份額。 風險因素風險因素 自動駕駛滲透率風險自動駕駛滲透率風險:人工智能產業發展有不確定性,因而自動駕駛的可用性和滲透率有不確定性,從而可能導致上游激光雷達發射模組業務發展不及預期。 國產替代進度國產替代進度風險風險:下游客戶換用國產器件的進程有一定不確定性,占領市場份額也有一定不確定性,從而可能導致激光器上游光源與光學元器件業務發展不及預期。此外激光剝離與退火設備的發展也受到國產替代進度的影響。 醫美行業發展風險:醫美行業發展風險:醫美行業發展具有一定的不確定性,導致激光醫美模塊業務的發展具有不確定性。 盈利預測與估值分析盈利預測與估值分析 盈利預測盈利預
107、測 激光雷達激光雷達:2021 年是激光雷達元年,大量搭載激光雷達的車型上市,預計未來幾年激光雷達滲透率將大幅提高。此外國內激光雷達行業發展快于國外,公司數量較多,其中位于第一梯隊的公司市場份額有望進一步提高,公司作為第一梯隊公司的供應商,有望獲50.1%17.8%12.3%5.0%5.1%9.7%34.6%24.4%16.6%3.9%3.8%16.7%0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%IPG銳科創鑫杰普特相干其他20182020971171691952603453854956056586450100200300400500600700 炬光科技(炬光科技(6
108、88167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 27 得快于行業平均的增速。而隨著出貨量增長,預計該業務溢價水平或將出現下降,毛利率有所下降。 表 14:炬光科技激光雷達產品業績拆分 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 均價(萬元) 0.96 0.91 0.8 0.38 0.28 0.15 中國外市場中國外市場 全球乘用車數量(萬) 6100 6500 6950 7100 海外乘用車數量(萬) 3700 4070 4470 4600 L3+滲透率 0.2% 0.5% 0.8% 1.5% L3+車輛數量(萬)
109、12.2 32.5 55.6 106.5 單車激光雷達數量(個) 1.5 1.65 1.7 1.8 公司滲透率 3% 4% 5% 5% 銷量預估(個) 2373 3194 5490 21450 42534 95850 中國市場中國市場 國內乘用車數量(萬) 2400 2430 2480 2500 L3+滲透率 0.3% 1.2% 4.0% 12.0% L3+汽車數量(萬) 7 30 100 300 單車激光雷達數量(個) 1.5 1.6 1.7 1.8 公司滲透率 2% 8% 10% 13% 銷量預估(個) 2100 38400 170000 702000 全球公司產品銷量合計 2373 31
110、94 7590 59850 212534 797850 其中:大陸(個) 5216 19734 37430 81473 華為(個) 2100 36864 161500 652860 Luminar、argoAI 及其他(個) 274.5 3252 13604.08 63517.5 營收(億元)營收(億元) 0.23 0.29 0.61 2.27 5.95 11.97 同比同比 27.6% 108.9% 274.6% 161.7% 101.1% 毛利率毛利率 47% 54% 40% 32% 30% 27% 資料來源:炬光科技招股說明書,中信證券研究部預測 激光光學產品激光光學產品: 公司光學元器
111、件下游主要為光纖激光器和固體激光器, 市場相對穩定,預計未來維持低速增長。國內方面,由于國產設備在技術方面能夠達到要求,服務較好,正逐漸占據國外產品的市場,IPG 和相干公司在國內市場份額不斷下降,而國產激光器如銳科激光、 創鑫激光等份額明顯上升, 下游客戶份額提升將帶動上游光學元器件業績增長,預計公司該業務在 2021-2023 年將保持 18.3%/16.4%/14.5%的增速。毛利率方面,隨著對 LIMO 的整合完成以及在國內的產業鏈建設,預計公司毛利率將維持在較高水平,與其他光學元器件公司相似,我們預計將維持 50%以上水平。 半導體激光產品半導體激光產品:激光器整體行業需求端穩定增長
112、,疊加行業供給端國產替代,預計將為公司業務帶來較高增速。此外公司在預制金錫襯底材料方面取得突破,此前該材料由日本公司(京瓷、丸和、日立等)壟斷,2020 年以來公司已經取得國內激光器公司訂單,預計未來市場份額有望快速提升,營收在 2021-2023 年增速達到 33.3%/31.3%/28.6%。受到金錫材料大規模出貨影響,該部分業務毛利率在未來可能有小幅下降,基本維持穩定在 50%左右。 光學系統光學系統:該部分業務主要是激光剝離與激光退火設備,可用于半導體與顯示面板行業。 炬光科技的該類產品采用固體激光方案, 與此前國際主流的準分子激光路線有所不同。公司的固體激光退火系統 2020 年已交
113、付第一臺樣機,未來有望打破相關公司在此領域的 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 28 優勢地位,預計公司光學系統業務 2021-2023 年營收增速為 198%/167%/38%,毛利率維持在 32%。 研發服務、加工服務與其他研發服務、加工服務與其他:該部分業務營收規模較小,其中其他業務主要是維修業務,預計將隨設備銷售量增加而緩慢增加,毛利率維持穩定。預計公司該業務增速與其他設備類增速相同(為設備類業務提供維護服務) ,毛利率維持穩定。 表 15:收入模型拆分 2019 2020 2021E 2022E
114、 2023E 2024E 半導體激光半導體激光 均價(萬元) 0.36 0.09 0.08 0.07 0.06 0.06 銷量(個) 59249 153363 230045 345067 517600 724640 營收(億元) 2.13 1.38 1.84 2.42 3.11 4.35 同比 -35.3% 33.3% 31.3% 28.6% 40.0% 毛利率 40% 49% 50% 50% 50% 50% 光學系統光學系統 均價(萬元) 362.91 360 360 360 360 銷量(個) 1 3 8 11 15 營收(億元) 0.04 0.11 0.29 0.40 0.54 同比 1
115、98% 167% 38% 36% 毛利率 31% 32% 32% 32% 32% 激光光學激光光學 均價(元) 46.06 22.71 22.0 21.4 20.7 20.1 銷量(萬個) 204.2 801.7 978.1 1173.7 1385.0 1634.2 營收(億元) 0.94 1.82 2.2 2.5 2.9 3.3 同比 93.6% 18.3% 16.4% 14.5% 14.5% 毛利率 32% 53% 52% 51% 50% 50% 其他業務其他業務 收入(億元) 0.03 0.04 0.05 0.06 0.08 0.11 同比 33.3% 31.3% 28.6% 40.0%
116、 毛利率 44.83% 46.49% 46% 46% 46% 46% 資料來源:炬光科技招股說明書,中信證券研究部預測 費用方面,我們預期隨著公司銷售增長,公司各類費用水平將逐漸下降,凈利潤水平逐漸提升。其中,我們預期銷售費用率與管理費用率隨營業收入提升下降最為明顯,隨著LIMO 與母公司的管理層與銷售團隊對接順利完成,公司有望有效實現費用率控制,預計2021-2023 年銷售費用率與管理費用率分別為 8%/7.3%/5%與 14%/12%/7%, 預計研發費用率為 20%/17%/14%,相對維持在較高水平,主要系公司在激光雷達、泛半導體等激光發射模塊業務中投入研發。 綜上,我們預測公司 2
117、021-2023 年營業收入為 4.76/7.55/12.40 億元,歸母凈利潤為0.67/1.14/2.27 億元,對應 EPS 分別為 0.75/1.27/2.53 元。 表 16:20212023 年炬光科技盈利預測及估值水平 項目項目/年度年度 2019 2020 2021E 2022E 2023E 營業收入(百萬元) 335 360 476 755 1,240 營業收入增長率 YoY -5.6% 7.4% 32.2% 58.6% 64.3% 凈利潤(百萬元) -80 35 67 114 227 凈利潤增長率 YoY -530.9% N/A 93.1% 69.4% 99.4% 每股收益
118、 EPS(基本)(元) -0.89 0.39 0.75 1.27 2.53 炬光科技(炬光科技(688167.SH)投資價值分析報告投資價值分析報告2022.3.1 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 29 項目項目/年度年度 2019 2020 2021E 2022E 2023E 毛利率 38.3% 51.0% 49.0% 44.0% 39.7% 凈資產收益率 ROE -18.9% 5.6% 2.7% 4.4% 8.1% 每股凈資產(元) 4.74 6.95 27.38 28.65 31.18 PE -159.5 367.9 190.5 112.5 56.4 PB 30.1 20.5 5.2
119、5.0 4.6 PS 38.3 35.6 27.0 17.0 10.3 資料來源:wind,中信證券研究部預測 注:收盤價為 2022 年 2 月 25 日 估值估值分析分析 我們選取 PE 估值法對公司進行估值。由于炬光科技是國內稀缺的大功率半導體激光產品供應商, 市面上缺少能夠直接與之進行對比的公司。 但考慮到炬光科技科技屬性較強,屬于下游大公司的核心供應商,且在國內稀缺性較強,是國產替代的主力軍,公司受益于汽車智能化的高速成長環境,我們選擇在激光領域的中游標銳科激光,以及受益于汽車智能化的高速成長標的中科創達、德賽西威、華陽科技為可比公司。 我們認為,炬光科技在科技屬性、稀缺性、成長性等
120、方面都我們認為,炬光科技在科技屬性、稀缺性、成長性等方面都與與可比公司可比公司較為相近。因較為相近。因此,根據可比公司平均此,根據可比公司平均 PE 水平,水平,給予公司給予公司 2023 年年 70 倍倍 PE,對應每股價格對應每股價格 177 元元,首,首次覆蓋,給予“次覆蓋,給予“買入買入”評級?!痹u級。 表 17:炬光科技與部分科創板公司估值水平對比情況 代碼代碼 公司公司 股價股價 (單位(單位:元:元) EPS(單位(單位:元:元) PE 2020 2021E 2022E 2023E 2020 2021E 2022E 2023E 300747.SZ 銳科激光 49.9 0.68 1
121、.16 1.68 2.04 85 43 30 24 300496.SZ 中科創達 137.6 1.05 1.57 2.21 3.01 120 88 62 46 002920.SZ 德賽西威 131.8 0.93 1.47 1.94 2.53 150 90 68 52 002906.SZ 華陽集團 50.5 0.38 0.6 0.93 1.24 153 84 54 41 平均平均 111 76 54 41 688167.SH 炬光科技 147.0 0.39 0.75 1.27 2.53 377 196 116 58 資料來源:Wind,中信證券研究部預測 注:收盤價為 2022 年 2 月 25 日