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上海生物芯片公司(激光芯片国产化龙头)

  • 公司招聘
  • 2023-08-11 22:41
  • 龙泉小编

(报告出品方/分析师:中信证券 徐涛 苗丰 丁奇)

公司概况:半导体激光行业龙头,强技术推动高成长

主营业务:以半导体激光芯片为核心,拓展 VCSEL 和光通信芯片

历史沿革:公司快速成长,产品布局逐渐成型。

长光华芯成立于 2012 年,主要产品包括高功率单管系列产品、高功率巴条系列产品、高效率 VCSEL 系列产品及光通信芯片系列产品等。

公司目前已形成由半导体激光芯片、器件、模块及直接半导体激光器构成的四大类、多系列产品矩阵,逐步实现高功率半导体激光芯片的国产化及进口替代。

(1)核心主业为半导体激光芯片及其器件、模块、激光系统等:公司自成立以来一直专注于半导体激光芯片及其器件、模块的研发、生产与销售,核心产品为半导体激光芯片,其他产品均以自产激光芯片加工生产所得。2012 年公司建成包括芯片设计、封装测试、光纤耦合等工艺产线,2013 年实现光纤耦合模块、阵列模块的全面量产,2021 年实现 30W 高功率半导体单管芯片的量产。

(2)横向拓展 VCSEL 系列和光通信芯片系列业务:2018 年公司成立 VCSEL 事业部,建立 VCSEL 芯片 6 吋线;2020 年推出 VCSEL 面发射半导体激光芯片,并导入 InP 光通信芯片制造工艺和产线;目前公司已具备 VCSEL 及光通信芯片的完整工艺线,并为相关客户提供 VCSEL 芯片的技术开发服务。

(3)纵向延伸激光器业务:2018 年公司成立激光系统事业部,向下游产品进一步延伸,2019 年推出各系列直接半导体激光器。

主营结构:公司拥有高功率单管系列和高功率巴条系列两大主营业务,2021 年主营收入分别为占比 84.12%和 12.97%,2018-2021 年,两者合计营收占比保持在 97%以上。

(1)高功率单管系列:2021 年营业收入为 3.61 亿元,同比+65.87%。2018-2021 年营业收入稳定增长,营收占比保持在 70%以上。

高功率单管系列产品以单管芯片为核心,收入主要来自单管芯片和光纤耦合模块,相关产品可广泛应用于工业、生物医药、激光装备等,公司单管系列产品主要应用于激光加工、激光切割等工业领域,主要客户飞博激光、创鑫激光以及光惠激光等均为行业内知名企业。

(2)高功率巴条系列:2021 年营业收入为 0.56 亿元,同比+117.23%。2021 年营收占比 12.97%,同比增加 2.60%。巴条系列产品主要包括巴条芯片、巴条器件和阵列模块,可广泛应用于工业、生物医药、激光装备和科学研究等领域,公司巴条系列产品主要应用于科学研究。

(3)高功率 VCSEL 系列:2020 年首次实现营业收入 340.60 万元,毛利率为 67.5%。2021 年营业收入为 819.67 万元,产品主要目前多应用于消费电子、光通信和汽车电子,公司 VCSEL 系列产品主要面向消费电子和汽车电子。

(4)光通信芯片系列:光通信芯片是光电技术产品的核心,广泛应用于 5G 前传、光接入网络、城域网和数据中心等场景。

公司目前已建立针对光通信芯片的完整工艺线,具备光通信芯片的制造能力。

股权结构:股权结构分散,核心技术人员稳定持股

股权结构:股权结构分散,无实控人和控股股东。

公司首次公开发行前的总股本为 10169.9956 万股,首次公开发行股票数量为 3390 万股。新股发行数量为发行后总股本的 25%,公司第一大股东华丰投资发行前持股 24.51%,发行后被稀释到 18.38%;

第二大股东苏州英镭发行前持股 19.76%,发行后被稀释到 14.82%;

第三大股东长光集团发行前持 股 8.72%,发行后被稀释到 6.54%;

第四大股东国投创投(上海)发行前持股 7.88%,发 行后被稀释到 5.91%。

公司不存在持股比例超过 30%的股东,没有单一股东可以对公司决策形成控制,无实际控制人。其中,华丰投资、国投创投(上海)、伊犁苏新和璞玉投资均为财务投资者,哈勃投资为战略投资者,苏州英镭为核心管理团队持股平台,长光集团是中科院长光所控股子公司,为国有股东;第一大股东华丰投资的普通合伙人徐少华是锐科激光的董事,锐科激光是长光华芯的重要客户,两者存在关联关系。

子公司:截至 2022 年 3 月 29 日,长光华芯有 1 家控股子公司激光研究院,无实际经营业务;1 家参股公司华日精密,主营业务为固态激光器的研发、生产与销售,与公司属于上下游关系。公司作为华日精密的第一大股东持股比例为 19.55%,第二大股东徐进林持股 13.41%,第三大股东华工激光持股 12.96%,第四大股东建投投资持股 9.39%,第五大股东哈勃投资持股 7.00%。

公司高管及核心技术人员在激光行业拥有丰富的技术及管理经验。

董事长兼总经理闵大勇曾任华工科技董事和总裁,是锐科光纤创始人之一,过去 20 年深耕激光行业,在公司经营管理和产业链并购重组方面有丰富经验;

首席 CTO 兼常务副总王俊,国家级人才计划入选者,在海外该领域有二十多年工作经历,先后在 SLI、光谱物理、Lasertel 工作,曾任 nLight 激光器件部技术总监;

副总经理廖新胜,国家级人才工程入选者,国家科技部战略性先进电子材料总体专家、军委装发部光电子专业组专家,曾任美国 nLight 中国市场销售副总,分管公司市场和销售;

副总经理潘华东,15 年以上光电子与半导体激光器从业经历,曾在 nLight 等公司任职,联合创始多家激光企业,分管工程部;

副总经理吴真林,曾任华工激光事业群经营团队高管,激光和消费类电子行业十余年从业经验,负责公司 VCSEL 和激光系统等新业务。

股权激励高投入,高管及核心技术人员持股比例较高。

公司通过苏州英镭、苏州芯诚、苏州芯同对员工实行股权激励。

核心管理团队持股平台苏州英镭持股比例为 19.76%,苏州芯诚、苏州芯同为骨干员工持股平台,持股比例分别为 2.11%和 1.97%。通过持股平台持股员工共 74 人,占公司员工总数的 21.26%。

由于实施股权激励,公司于 2019-2021 年确认了股份支付的金额分别为 13,294.60 万元、67.34 万元和 130.95 万元。

此外,截至 2022 年 3 月 29 日,公司不存在正在实行的其他股权激励及其他制度安排,也不存在其他上市后的行权安排。(报告来源:远瞻智库)

财务分析:营收快速增长,盈利水平随产销放量而改善

收入及净利润:营收稳步快速增长,净利润尚不稳定。

公司营业收入稳步快速增长,营收规模从 2018 年的 0.92 亿元增长至 2021 年的 4.29 亿元,CAGR 为 66.82%。

公司目前仍处于成长阶段,2018-2020 年净利润为负值或接近零,2019 年因实施股权激励,股利支付高达 1.33 亿元,年度净利润为-1.29 亿元。扣除非经常性损益后的亏损持续缩小,2021 年首次为正。

此外,公司预计 2022Q1 营业收入 9000 万~1.1 亿元,同比 +16.20%~42.02%;归母净利润 2000~3000 万元,同比+5.50%~58.25%;扣非归母净利润 1300~2000 万元,同比+7.15%~64.84%。

业务收入结构:单管系列稳定快速增长,巴条系列有所波动。

2018-2021 年,高功率单管系列营收快速增长,CAGR 为 71.26%。;快速增长的主要原因是市场规模增加、国产替代进程加速导致下游需求增加。

2018-2021 年,高功率单管系列营收占比保持在 70%以上,是营业收入最主要来源。

2018-2021 年,高功率巴条系列营收及占比波动明显,营收主要受某科研机构科研项目进度影响,2021 年营收达 5,565.70 万元。高功率单管系列和高功率巴条系列合计营收占比保持在 97%以上。

2020 年公司开始进行 VCSEL 芯片系列产品销售,目前营收占比较低。

(1)高功率单管系列:整体营收稳步增长,细分产品营收存在波动。

整体看,高功率单管系列营收持续增长,主要来自单管芯片和光纤耦合模块。

从具体产品看,公司单管芯片和光纤耦合模块营收呈现增长趋势,但均存在波动,占比尚不稳定。

公司单管芯片和光纤耦合模块产品收入呈现增长趋势,一方面是因为半导体激光器整体市场规模增加、中美贸易摩擦导致国产替代进程加速使得主要客户数量和单个客户销售量上升;另一方面,公司产品在半导体激光芯片领域具备核心竞争优势,在芯片设计、晶圆制造、芯片加工及封装测试等多个领域具有多项自主研发的核心技术成果。

单管芯片 2019 年收入同比有所下降,主要原因是 2019Q2 主要客户锐科激光对单管芯片的功率要求由 15w 提升至 18w,而 18w 单管芯片的导入需要一定的验证周期,公司该产品于 2020 年 Q2 实现销售。

2020-2021H1 主要客户创鑫激光、锐科激光加大了对公司的采购,创鑫激光 2021H1 向公司采购了 5,083.75 万元单管芯片,较 2020 年采购金额 4,030.97 万元增长了 26.12%;锐科激光 2021H1 向公司采购了 2,742.78 万元单管芯片,较 2020 年采购金额 589.75 万元增长了 365.08%。

(2)高功率巴条系列:巴条器件对营收影响显著。

高功率巴条系列营收呈现一定的波动,收入及波动主要来自巴条器件,巴条芯片和阵列模块收入占比较低。

巴条器件主要需求来自客户 A2,巴条芯片主要需求来自客户 B,产品最终用于科学研究,销量受科研项目进度影响。

巴条芯片 2021H1 营收较 2020 年显著提升,主要原因是 2020 年公司高功率巴条芯片产品通过德国著名半导体激光器生产商 Jenoptik AG 的认证并开始批量出口。

2020 年和 2021H1,公司销售给 Jenoptik AG 的高功率巴条系列产品收入分别为 22.18 万 元和 709.21 万元。

应用领域:公司高功率单管系列和巴条系列产品应用领域各有侧重。

公司高功率单管系列产品主要应用于工业加工领域,2021H1 该领域收入为 1.38 亿元,占比为 95.99%,少部分应用于科研和医疗美容领域。

公司高功率巴条系列产品主要应用于科研与高家战略高技术领域,2021H1 该领域收入为 3,474.42 万元,占比为 77.86%;医疗美容领域占比 17.93%,工业加工领域占比 4.21%。

毛利率:不同业务间差异明显,2018-2021 年综合毛利率稳健增长。

2018-2021 年毛利率分别为 30.97%、36.03%、31.35%和 52.82%。

2019 年公司毛利率同比上升 5.06 个百分点,主要因为高功率巴条系列产品毛利率及收入同比上升;2020 年毛利率下降 4.68 个百分点,主要因为毛利率较高的高功率巴条系列营收占比下降。

2021 年毛利高达 2.27 亿元,综合毛利率上升至 52.82%,同比增长 21.47 个百分点,一方面是因为高功率单管 系列毛利率上升,另一方面是因为毛利率较高的高功率巴条系列营收占比回升。

分业务来看,高功率单管系列毛利率相对较低,2018-2020 年毛利率稳步增长,未超过 30%,2021H1 大幅增长至 44.84%,主要因为公司单管芯片产品客户认可度逐渐提高,毛利率较高的单管芯片产品销量及占比提升。高功率巴条系列和 VCSEL 芯片系列毛利率较高,维持在 60% 以上。

2018 年高功率巴条系列产品毛利率相对较低,主要由于毛利率较低的阵列模块产品收入占比较高,2019-2021H1 高功率巴条系列毛利率变动较小,维持在 70%以上。

(1)高功率单管系列:毛利率主要取决于单管芯片和光纤耦合模块。

2019 年,光纤耦合模块生产工艺日趋完善,其产量同比有较大幅度提升,规模效应显现,光纤耦合模块毛利率由 1.27%上升至 18.63%。

2018-2021H1 单管芯片单价持续下跌,2019 年销量受主要客户采购不及预期影响,单件成本上升,导致该年毛利率同比下降 18.43%至 52.19%,2020-2021H1 成本下降速度高于单价下跌速度,毛利率迎来稳定回升,单管芯片 2021H1 毛利率为 67.58%。

(2)高功率巴条系列:细分产品毛利率稳定或稳定增长,公司定价优势显著。

巴条芯片的毛利率稳定在 90%左右,巴条器件毛利率稳定在 75%左右,毛利率相对较高。

一方面,公司的巴条系列产品运用了包括芯片设计、晶圆制造、芯片加工和封装测试在内的 多种核心技术,技术附加值较高;另一方面,公司巴条系列产品主要应用于生物医疗、科研以及国家战略高技术领域,下游客户对产品质量和响应速度的要求较高,定制化的技术需求较多,同时对价格敏感性低,公司报价具有优势。

2018 年列阵模块毛利率较低,仅为 15.78%,主要以为公司产能未完全释放,单个产品生产成本较高,当期应用于生物医疗领域的部分型号阵列模块产品毛利率较低,随着公司产能释放,2019-2021H1 列阵模块毛利率较 2018 年明显上升。

费用率:受股权激励影响波动较大,剔除股利支付后费用率稳步降低。

2018-2021 年,公司期间费用合计分别为 5,536.41 万元、2.06 亿元、9,099.73 万元和 1.35 亿元,占营业收入的比例分别为 59.90%、148.78%、36.81%和 31.41%。其中 2019 年公司期间费用金额较高,主要因为期间公司实施股权激励,确认股份支付金额 1.33 亿元。

剔除股份支付的影响后,各期公司期间费用占营业收入的比例分别为 59.90%、52.80%、36.54%和 31.11%,随着公司收入规模增长,费用占比逐年减少。

(1)销售费用:2018-2021 年公司销售费用逐年增加,销售费用率逐年降低。

主要包括售后维修费、职工薪酬、市场拓展费和样品费等。随着经营规模扩大,相应的售后维修服务费增加较多,同时职工薪酬、市场拓展费、运输费等亦有所增加。

(2)管理费用:剔除股利支付后,2018-2021 年管理费用逐年增加,管理费用率逐渐下降。主要因为公司业务规模扩大,管理费用金额上升,同时治理的规模效应逐渐体现。管理费用主要包括股份支付、职工薪酬、咨询服务费和办公费等。

(3)研发费用:纵向对比,研发投入持续增长,凸显企业核心技术追求。公司研发投入金额较大,逐年增加,2021 年研发费用为 8,592.92 万元。随着公司营收规模扩大,研发费用率虽然逐年降低,但 2021 年仍高达 20.03%。

产能:公司产能持续增长,主要受到核心设备数量影响。

2019 年芯片产能上升主要因为公司良率提升,2020 年及 2021H1 分别增加一台 MOCVD 系统,使得对应年份芯片产能大幅增加。

单管及巴条器件年化产能逐年增长,2020 年产能大幅增加,主要受到自动/全自动贴片机数量和购置时间点影响,例如 2019 年新增 2 台贴片机购置时间点分别为当年度 7 月末及 12 月末,产能贡献较为有限,导致产能的变动幅度与贴片机数量的变动幅度略有差异。

光纤耦合及阵列模块产能主要受到全自动反光镜耦光系统数量限制,2019 及 2021H1 年化产能增加较多;

2019 年较 2018 年,该设备由 7 台仅增加至 8 台,但产能增加较多,主要原因是 2018 年的 7 台设备基本集中在 12 月购置,同理,2020 年设备购置也集中于 12 月,导致该年设备增加较多而产能增加较少。

产能建设:

与苏州市高新区政府共建激光创新研究院,扩建 3 万平方米厂房及超净生产线。目前公司与苏州市高新区政府共建激光创新研究院,一方面以激光创新研究院为平台,吸引全球顶尖人才,聚集内外部创新资源,另一方面以激光创新研究院为主体,围绕半导体激光芯片及应用,进行募投项目建设,扩建 3 万平方米厂房及超净生产线。

募投项 目建设完成后,满产状态下,预计公司年产能增加 4,875.0 万颗高功率半导体激光芯片、 5.0 万个器件、32.5 万个模块以及年产能增加 7,000 万颗垂直腔面发射半导体激光芯片以 及 0.7 万片光通讯晶圆。

资本性支出:

长光华芯资本性支出主要为设备采购及产线建设所形成的固定资产和在建工程。各期新增的固定资产主要包括晶圆外延生长设备、芯片解理镀膜设备、全自动贴片设备、模块封装耦合设备以及各环节测试设备等。2020 年及 2021 年资本性支出大幅增加,主要为新厂房建设及相关设备购入。2020 年新产线建设投入 3,419.26 万元,外购设备 1,573.82 万元,共计 5,857.72 万元;2021 年新产线建设投入 3,519.96 万元,外购设备 6,682.96 万元,共计 1.14 亿元。

募投分析:主要用于产能扩张,重点投向高功率

长光华芯本次发行上市募集资金共 13.48 亿元,用于产能建设、研发中心建设和补充 流动资金。

(1)高功率激光芯片、器件、模块产能扩充项目:

通过对高功率半导体激光芯片及相关产品生产基地的建设及配套设备的购置,扩大公司高功率半导体激光芯片、器件、模块产品的产能规模并提高公司经营规模。

募集金额 59,933.25 万元,建设期 3 年。项目建设完成后,满产状态下预计新增高功率单管芯片产能 4,875.00 万颗,高功率巴条器件产能 5.00 万个,高功率模块产能 32.50 万个。预计项目达产后年营收 116,848.68 万元,投资回收期为 6.45 年(静态、含建设期),税后投资内部收益率为 18.32%,税后净现值为 11,361.02 万元。

(2)垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)及光通讯激光芯片产业化项目:

通过对垂直腔面发射半导体激光芯片及光通信芯片生产基地的建设及配套设备的购置,研发并生产垂直腔面发射半导体激光芯片及光通信激光芯片系列产品,扩大公司在消费电子、激光雷达及光通信领域的激光芯片输出。募集金额 30,504.81 万元,建设期 3 年。

项目建设完成后,满产状态下预计新增 VCSEL 芯片产能 7,000.00 万颗,光通讯芯片 0.70 万片。

预计项目达产后年营业收入 28,774.34 万元,投资回收期为 6.17 年(静态、含建设期),税后投资内部收益率为 19.50%,税后净现值为 7,476.12 万元。

(3)研发中心建设项目:

主要为了进一步加强技术研发能力、完善技术研发体系、提高高功率半导体激光芯片相关技术的储备量,从而持续强化公司的创新研发能力和核心竞争力。募集金额 14,365.51 万元,建设期 3 年。

高功率激光芯片:国内稀缺龙头,国产替代快速成长

激光器是一种通过增益介质吸收外来能量后激发至激发态,实现粒子数反转从而产生激光的装置。激光器由增益介质、泵浦系统以及光学谐振腔构成。

产生激光的必要条件为实现粒子数反转以及增益大于损耗。增益介质是激光器的核心,负责吸收外来能量后激发至激发态,为实现并维持粒子数反转创造条件。

泵浦系统负责将能量传递给增益介质,将原子由低能级激发到高能级的外界能量,通常有光能源、热能源、电能源以及化学能源等形式。

谐振腔负责使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向,从而使产生的激光具有良好的方向性和相干性。

分类:激光器可按照增益介质、泵浦方式、运转方式以及输出波长不同进行分类。

激光器的增益介质包括气体、液体和固体,特定增益介质决定了激光波长、输出功率和应用 领域:气体中具有代表性的是 CO2 气体激光器;固体中具有代表性的包括红宝石激光器、 半导体激光器、光纤激光器和 YAG 激光器等;液体激光器是利用某些液体(通常是有机溶剂,如染料)作为产生激光的工作物质,发射出激光。

按泵浦方式可分为电泵浦、光泵浦、化学泵浦激光器等,通过对增益介质激励方式不同而划分。

按运转方式可划分为连续激光器和脉冲激光器,连续激光器的激光输出可以以连续方式持续进行,但热效应明显,脉冲激光器则以不连续方式输出,但热效应小,可控性好。

按输出波长可分为红外光激光器、可见光激光器、紫外激光器、深紫外激光器等分别对应于不同的应用领域。红外激光器主要应用于“热加工”领域,将材料表面物质加热并使其汽化;紫外激光器则对材料表面分子键破坏程度更小,适合微加工领域等需要“冷加工”的应用场景。

行业概况:激光器下游应用广泛,国产替代进行中

产业链分析:激光器产业链上游主要以半导体制成的激光芯片为主,下游应用分布广泛。产业链上游是利用半导体原材料、高端装备以及相关的生产辅料制造激光芯片、光电器件等,是激光产业的基石,准入门槛较高。

产业链中游是利用上游激光芯片及光电器件、模组、光学元件等作为泵浦源进行各类激光器的制造与销售,包括直接半导体激光器、二氧化碳激光器、固体激光器、光纤激光器等;下游行业主要指各类激光器的应用领域,包括工业加工装备、激光雷达、光通信、医疗美容等应用行业。

市场规模:2021 年全球激光器市场规模约 185 亿美元,其中半导体激光器占比 43%。

半导体激光器在各类激光器中拥有最佳的能量转化效率,在功率、效率、亮度、寿命、多波长、调制速率等方面也有优势,在激光器市场中所占份额较大。

根据 Laser Focus World 预计,2021 年全球二极管激光器即半导体激光器与非二极管激光器的收入总额为 184.80 亿美元,其中半导体激光器占总收入的 43%。

测算:2020 年全球高功率半导体激光泵浦源市场规模约为 215.26 亿元,国内约为 62.21 亿元;全球高功率半导体激光芯片市场规模约为 18.30 亿元,国内约为 5.29 亿元。

根据《2021 年中国激光产业发展报告》(中国科学院武汉文献情报中心),全球激光器销 售额为 160.10 亿美元,其中主要使用高功率半导体激光芯片的市场为材料加工与光刻市 场、科研与军事市场、医疗与美容市场,合计占比为 59.10%,市场规模为 94.62 亿美元, 按汇率 1:6.5 折算为 615.03 亿元人民币。

根据《2021 年中国激光产业发展报告》(中国科学院武汉文献情报中心),2020 年我国光纤激光器市场规模为 94.20 亿元。

根据 Strategies Unlimited,2009-2019 年,光纤激光器在工业激光器中的市场份额由 14%迅速增加至 53%,因此工业激光器的整体市场规模约为 177.74 亿元。

根据激光制造商情,泵浦源(光纤耦合模块)占光纤激光器成本比例高达 50%,按照激光器行业平均毛利率 30%、泵浦源占激光器 BOM 成本比例 50%测算,2020 年全球高功率半导体激光泵浦源市场规模约为 215.26 亿元,国内市场规模约为 62.21 亿元;

按照公司泵浦源平均毛利率 15%、激光芯片占泵浦源 BOM 成本比例 10%测算,2020 年全球激光芯片的市场规模约为 18.30 亿元,国内市场规模约为 5.29 亿元。

未来增量看点 1:

看下游需求提升,激光加工设备、科研军事、生物医疗等领域,带动激光器发展。

根据《2020 年中国激光产业发展报告》(中国科学院武汉文献情报中心),2020 年全球激光器销售额为 160.10 亿美元,其中主要使用高功率半导体激光芯片的市场为材料加工与光刻市场、科研与军事市场、医疗与美容市场,合计占比为 59.10%,市场规模为 94.62 亿美元。

材料加工和光刻领域成为全球激光器销售额占比最大的部分,约为 63.40亿美元,占比 39.6%;通讯与光存储市场销售额 39.22亿美元,位居第二,占比 24.5%;科研和军事市场约为 22.09 亿美元,居于第三,占比 13.8%;医疗和美容领域约为 9.13 亿美元,占比 5.7%。

1)工业制造领域:

激光加工应用广泛,激光加工设备市场稳定增长,带动上游激光芯片需求提升。

相对于传统加工工艺,激光加工具有适用对象广、材料变形小、加工精度高、低能耗、污染小、非接触式加工、自动化加工等优点,已被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、钢铁、显示面板制造、半导体芯片制造、消费电子产品制造等领域。

《2021 年中国激光产业发展报告》(中国科学院武汉文献情报中心)显示,2020 年我国激光设备市场销售额为 692 亿元,同比增长 5.2%,2010-2020 年 CAGR 为 19.6%。

2)科研军事领域:

半导体激光器可用于激光制导、激光武器等领域,下游市场随军队信息化发展趋势逐渐扩大。

据 Strategies Unlimited 数据,全球科研与军事激光器市场规模至 2020 年已超过 20 亿美元,未来中国科研用激光器支出有望进一步增加,军用激光器增长也将保持高位。全球各国对科研和军事经费的不断投入将促进激光器在科研与军事领域的稳定发展。

3)生物医疗领域:

半导体激光器在光谱技术、干涉技术上的应用以及在医美端有一定出货,整体市场规模平稳增长。

在生物医疗领域,激光器主要应用于光谱技术、干涉技术、临床标本或组织的检测和诊断、临床治疗与手术等方面。而弱激光的刺激效应具有加强局部血液循环、提高免疫功能、调整机能、促进细胞生长、组织修复等作用,已被广泛应用于口腔和皮肤等方面治疗。

根据 Strategies Unlimited 发布的数据,在 2018 年前,全球医美市场保持 10%以上的增速,,近年来有所放缓,但预计 2020 年医美市场整体规模超过 13 亿美元。

随着全球医美经济和生物医疗技术的持续推动,激光技术在生物医疗领域的深度发展将进一步发展,未来生物医疗领域对激光器的需求将长期处于稳定上升阶段。

未来增量看点 2:

看国产替代,高功率光纤激光器国产化率快速提升,带动上游高功率半导体激光芯片国产替代。

高功率光纤激光器泵浦源是半导体激光器的主要应用领域,高功率半导体激光芯片与模块是光纤激光器的重要元器件。

从光纤激光器市场竞争来看,2020 年,IPG 占据全球光纤激光器市场份额 36.8%,但其份额较 2019 年已有明显下滑;锐科激光占比排名第二,市场份额为 24.1%。

按照功率划分,低功率光纤激光器领域已经基本完全实现国产替代;中功率光纤激光器领域国产化率迅速提高,2020 年达到 60%以 上;而高功率光纤激光器国产化率仍较低,2020 年约 57%。

根据美国《Commerce Control List》2021 年版,波长小于 1400nm 且功率大于 15W、波长 1400-1900nm 且功率大于2.5W 或波长大于 1900nm 且功率大于 1W 单管芯片,波长小于 1400nm 且功率大于 100W、波长 1400-1900nm 且功率大于 25W 或波长大于 1900nm 且功率大于 10W 巴条芯片均属于管制产品。高功率半导体激光芯片的国产替代是长期必然趋势。

竞争格局:海外巨头为主,公司为国内龙头

海外激光市场发展相对成熟,国内市场尚处于成长初期阶段。全球比较知名、规模较大的高功率激光公司有 II-VI、Lumentum、ams Osram、IPG 光电等综合类型的上市公司,成立时间久、技术成熟、市场规模大。国内包括长光华芯、武汉锐晶、华光光电、深圳瑞波、陕西源杰等成长企业。

公司市场地位:公司在国内高功率半导体激光芯片市场占有率第一。

根据公司在招股说明书中的测算,2020 年公司高功率半导体激光芯片销售收入 7,091.18 万元,公司高功率半导体激光芯片国内市场占有率为 13.41%,全球市场占有率为 3.88%。随着激光芯片的国产化程度加深,公司市占率有望进一步提升。

国内该业务可比公司较少,根据锐晶激光官方网站介绍,武汉锐晶从事高功率半导体激光芯片的研发、制造及销售业务,并且其作为锐科激光的关联方,主要向锐科激光销售,2020 年向锐科激光销售收入为 3,930.55 万元,即使其销售的产品全部为半导体激光芯片,国内市占率也仅为 7.43%。

公司分析:技术水平领先,产能扩张服务重点客户

产品分析:公司高功率半导体激光器主要分为高功率单管系列以及高功率巴条系列两部分。 高功率单管系列:拥有芯片、器件、耦合模块以及激光器整机的完整产业链。公司产品的功率、波长等关键指标能够满足不同类型激光器的需求。(报告来源:远瞻智库)

公司高功率单管激光器覆盖齐全,技术参数处于业内领先水平,主要应用于生物医疗、科学研究与国家战略高技术等领域。915nm、976nm(975nm)波长的单管芯片主要用于下游光纤激光器的制造,而光纤激光器占工业激光器市场规模的比重较高,915nm、976nm(975nm)波长的单管芯片下游需求较大,为半导体激光行业的主流产品。高功率单管芯片应锁定条宽范围对比分析可实现功率及电光转换效率的高低、波长种类的多少。

功率及电光转换效率越高,波长种类越多,技术水平越高,下游应用领域越广泛。在 190-230μ m 的条宽范围内,公司目前高功率单管芯片输出功率达到 30W,电光转换效率达到 63.00%,技术水平行业中较为领先。

产品价格:2018-2021H1 公司单管系列产品价格均呈现下降趋势,主要原因有:

(1)高功率半导体激光芯片国产化过程中面临国外对手的价格竞争;

(2)下游高功率光纤激光器行业竞争加剧,价格竞争压力向上游核心元器件传导;

(3)随着产能逐步释放、生产工艺不断进步,高功率半导体激光芯片及模块产品成本及价格下降符合行业发展规律。

销量情况:单管系列产品中单管芯片销量最高,2020-2021H1 大幅增长,2020 年为 246.12 万个,2021H1 为 556.67 万个。

其他产品销量整体呈增长态势,单管器件销量由 2018 年 0.96 万个增至 2020 年 1.23 万个,光纤耦合模块销量由 2018 年 1.38 万个增至 2020 年 6.07 万个,直接半导体激光器销量较小,仅为数十到上百个。

主要客户及订单:公司单管系列产品已经切入创鑫激光、飞博激光、锐科激光等头部国产光纤激光器厂商,主要客户收入相对集中,销售额有望持续增长。

2021H1 公司前五大客户占比 82.26%,分别为创鑫激光 26.66%、客户 A2 18.16%、飞博激光 16.88%、锐科激光 14.38%、华日精密 6.19%。其中,公司向创鑫激光销售 5,084.26 万元单管芯片,较2020年增长26.02%;2018-2020年公司向飞博激光销售光纤耦合模块的金额逐年增长,2020 年为 6,448.44 万元。

根据长光华芯披露的重大销售合同,截止 2021 年 8 月 31 日,2021 年公司对创鑫激光合同金额和及已履行金额为 7,936.93 万元,对飞博激光合同金额及已履行金额为 4,056.64 万元。

2018-2021 年公司一直向锐科激光销售单管芯片和光纤耦合模块,2020 年受锐科激光产品升级影响验证周期内销售额下降,公司 18W 单管芯片通过认证后,销售额大幅增长,2021H1 公司向锐科激光销售 2,742.78 万元单管芯片,据锐科激光 2022 年 1 月披露的《关于公司 2022 年日常关联采购预计的公告》,锐科激光 2021 年向长光华芯采购金额为 1.08 亿元,预计 2022 年采购金额增长至 2.0 亿元。

主要供应商:供应商采购金额相对分散,衬底主要供应商为北京通美。

2021H1 公司前五大供应商采购金额占比共计 38.53%,第一大供应商北京通美占比为 13.27%,供应商采购金额相对分散。其中北京通美为公司主要衬底供应商,2018-2021H1 分别占公司衬底总采购金额的 91.28%、94.89%、90.59%和 81.65%。

2019 年开始,公司存在少量外协采购情况,主要为向腾景科技采购光纤镀膜,2019-2021H1 采购金额分别为 4.09 万元、12.57 万元和 42.84 万元。

高功率巴条系列:主要布局芯片、器件以及模块等上中游领域,下游应用广泛。

公司拥有 808nm 及 940nm 等主流波长产品。此外公司集成多款阵列模块,采用多样化的制冷方式以及封装方式,用以满足热处理、冷处理等不同应用场景的需求。

公司高功率巴条激光器技术处于行业领先地位,下游应用领域广泛。高功率巴条芯片应锁定条宽范围及发光点数对比分析可实现功率及电光转换效率的高低、波长种类的多少。

功率及电光转换效率越高,波长种类越多,技术水平越高,下游应用领域越广泛。在 100 μm 条宽附近,公司高功率巴条芯片可实现 100W 连续激光输出及 300W 准连续激光输出, 在 200μm 条宽附近,公司高功率巴条芯片可实现 200W 连续激光输出及 700W 准连续激光输出,电光转换效率最大可达 63%,与同行业公司相比,公司高功率巴条芯片可实现功率及电光转换效率较高,技术水平较高。

产品价格:巴条芯片价格呈下降趋势,2020 年单价为 404.27 元,与单管系列产品价格趋势类似,主要受行业价格竞争压力向上传导及成本下降影响。巴条器件和阵列模块价格相对稳定,2020 年单价分别为 2,662.91 和 15,031.75 元。

销量情况:巴条系列产品销量整体不多,巴条芯片和巴条器件销量呈现增长趋势,2021H1 均有显著增长,巴条芯片销量 2020 年 0.68 万个,2021H1 为 2.12 万个,巴条器件销量 2020 年为 0.70 万个,2021H1 增至 1.31 万个。阵列模块销量较小且无增长趋势。

公司优势分析:

1)公司采用 IDM 经营模式,具有更高的工艺成熟度和稳定性。

公司采用的是欧美激光巨头普遍采用的 IDM 模式,相比之下器件价值的提升不完全依靠尺寸的缩小,而是通过功能的增加。

相比以线宽为基准的逻辑工艺,特色工艺的竞争力更加综合,包括工艺、产品、服务、平台等多个维度,拥有更高的工艺成熟度和稳定性,工艺平台的多样性以及上游稳定性也更具优势。

公司已建成覆盖芯片设计、外延、光刻、解理/镀膜、封装测试、光纤耦合等 IDM 全流程工艺平台和 3 吋、6 吋量产线,其中 3 吋量产线为半导体激光行业内的主流产线规格,6 吋量产线为行业内最大尺寸的产线,相当于硅基半导体的 12 吋量产线。

2)公司在国内半导体激光器市场具有深厚的技术基础,在离子注入、外延生长等关键领域均有领先。

半导体激光器的关键技术在于结构设计优化、外延材料生长技术、腔面处理技术。高质量的外延材料生长工艺,能够降低表面缺陷密度和体内缺陷密度,是实现高峰值功率输出的前提和保证。公司拥有已获授权专利 61 项,其中发明专利 22 项。

核心 技术覆盖半导体激光行业最核心的领域,包括器件设计及外延生长技术、FAB 晶圆工艺技 术、腔面钝化处理技术以及高亮度合束及光纤耦合技术等。

产能扩张:本次公开发行募集资金重点投向高功率激光芯片、器件、模块。通过对高功率半导体激光芯片及相关产品生产基地的建设及配套设备的购置,整体扩大公司高功率半导体激光芯片、器件、模块产品的产能规模并提高公司经营规模。

募集金额 59,933.25 万元,建设期 3 年。项目建设完成后,满产状态下预计新增高功率单管芯片产能 4,875.00 万颗,高功率巴条器件产能 5.00 万个,高功率模块产能 32.50 万个。项目达产年营收预计 116,848.68 万元。

VCSEL:消费+车载空间广阔,横向拓展初步成功

半导体激光芯片根据谐振腔制造工艺的不同分为边发射激光芯片 EEL 和面发射激光芯片 VCSEL 两种。

边发射激光芯片(EEL:Edge Emitting Lasers)是在芯片的两侧镀光学膜形成谐振腔,沿平行于衬底表面发射激光,而面发射激光芯片(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)是在芯片的上下两面镀光学膜,形成谐振腔,由于光学谐振腔与衬底垂直,能够实现垂直于芯片表面发射激光。

特性与应用场景:与 EEL 相比,VCSEL 具有低阈值电流、稳定单波长工作、可高频调制、容易二维集成、没有腔面阈值损伤、制造成本低等优点,但也有工艺相对复杂,输出功率及电光效率较 EEL 低等问题。

VCSEL 是 3D 传感和激光雷达系统的核心器件,目前主要应用于消费电子及通信领域,其他应用场景还有数据中心及云计算、物联网、自动驾驶车辆、生物医学、工业等;EEL目前则广泛应用于激光加工、激光切割、科研与军事、生物医疗等领域。

行业概况:市场规模快速提升,消费电子、车载雷达为最重要场景

VCSEL 产业链:主要包括衬底、外延、晶圆制造、封装测试、芯片及模块几个环节。主要的衬底厂商有 WOLFSPEED、II-VI、SiCrystal 等,国内有天科合达、山东天岳等;外延及晶圆代工厂商有 IQE、全新、宏捷科、稳懋等,国内新兴外延及晶圆代工厂商有唐晶量子、三安集成电路、中科芯电、全磊光电、海威华芯等;

封测厂商有联钧、华信、华星、硅品等。还有一些芯片设计、外延生长、晶圆制造、封装测试等环节全覆盖公司,比如 Lumentum、II-VI 等。VCSEL 下游应用场景主要包括汽车电子、消费电子和光通信等。

市场规模:

Yole 预计 VCSEL 激光器全球市场规模有望从 2021 年 12 亿美元增长至 2026 年 24 亿美元,其中消费电子市场最大、汽车激光雷达增速最快。

其中,消费电子市场 2021 年营收达 7.97 亿元,占整个 VCSEL 市场的 63.88%,预计 2026 年将增长到 17 亿美元,年复合增长率为 16.4%,是 VCSEL 市场最主要的应用方向;预计 2026年通信基础市场规模将增长至 5.66 亿美元,年复合增长率为 5.6%;

2026年工业应用市场规模 预计增长至 2100 万美元,年复合增长率为 6.3%;

2026年安防市场规模预计增长至 700 万美元,年复合增长率为 17.1%;

2026年医疗市场规模预计增长至 200 万美元,年复合增长率为 32.4%;

2026年汽车和其通信设备市场规模预计增长至 5700 万美元,年复合 增长率为 121.9%,主要应用于激光雷达和驾驶员监控等汽车场景。

发展趋势:多结 VCSEL,可提高功率密度,增加探测范围。

多结 VCSEL 利用隧道结隧穿原理,将上一个 PN 结价带中的电子变成下一个 PN 结中的导带电子,从而垂直将几个 PN 结叠在一起,通过增多发光量子层部分提升单位电流下的光功率,得到更高的功率密度。

相比单结 VCSEL,多结 VCSEL 可以:

(1)提升电光转换效率(PCE),降低功耗;

(2)提供更高的功率密度,对光学系统设计更加友好,功率密度从几十瓦/平方毫米或几 百瓦/平方毫米进入了几千瓦/平方毫米;

(3)提高斜率效率(SE),对激光驱动器更加友好;

(4)提供更高的峰值功率,扩大测距工作范围;

(5)电流不变,电压升高,对驱动和电源更加友好;

(6)降低激光器的“每瓦成本(Costper Watt)”。

2020-2021 年,全球主要厂商陆续发布了多结 VCSEL 产品,Lumentum 在 2021 年 3 月针对汽车激光雷达和工业部署首发五结和六结 VCSEL 阵列;II-VI 则表示,其主要客户苹果公司已经承诺购买其 940 nm 多结发射器,其功率是普通设备的两倍。

未来增量看点 1:消费电子 3D 传感,苹果引领,AR/VR 或成重要应用。

2016 年,VCSEL 借助测距传感器进入 iPhone 7 系列手机;2017 年,iPhone X 搭载 VCSEL 用于人脸识别功能,推动 VCSEL 市场规模进一步扩展。2020 年 3 月,2020 款 iPad Pro 首次配备 LiDAR 扫描功能;同年 10 月,iPhone 12 Pro 和 iPhone 12 Pro Max 的后置摄像头增加了一颗 LiDAR。

2021 年 10 月,iPhone 13 Pro 和 13 Pro Max 也搭载 LiDAR。LiDAR 的加入能够带来更精准的深度信息,用于计算环境的精确空间图像,提升 iPhone 的增强现实能力,具体效果包括:

(1)改善低光下的相机性能,提升拍照品质;

(2)有利于未来 AR 环境的构建,使虚拟对象与真实对象之间的交互更加真实,提升客户的 AR 应用体验。根据 Yole 预测,2019 年全球 3D 传感市场规模约 50 亿美元,到 2025 年,将增长至 150 亿美元,年复合增长率达到 20%。

未来增量看点 2:车载激光雷达,受益于自动驾驶及 ADAS 行业爆发,VCSEL 渗透率逐步提升。

1)无人驾驶市场,根据 Yole,2020 年全球激光雷达在无人驾驶市场的出货量约为 14 万个,2025 年将增长到 130 万个,对应销售额从 12.00 亿美元增长到 46.55 亿美元;

2)ADAS 市场,根据 Yole,2020 年全球激光雷达在高级辅助驾驶系统市场的出货量约为 20 万个,2025 年将增长到 340 万个,对应销售额从 0.95 亿美元增长到 15.35 亿 美元。

作为激光雷达发射系统的核心器件,VCSEL 采用面发光,相比 EEL 具有光束质量更好、发散角更小、成本更低的优点,但面临光功率密度不足的问题,因此传统 VCSEL 产品多应用于探测距离小于 50m 的领域。

激光雷达所需的 VCSELs 激光功率需达到数十瓦乃至百瓦功率水平,以保证足够远(多 150-200m)的探测距离。

2020 年以来,各大 VCSEL 厂商陆续发布多结 VCSEL 产品,通过增多发光量子层部分来提升单位电流下的光功率,从而将发光功率密度提升了 5-10 倍,使 VCSEL 成为激光雷达发射系统的最优选择。

竞争格局:海外巨头引领,公司 IDM 模式国内领先

欧美企业具有领先优势,IDM 大厂通过并购扩大优势。国内 VCSEL 行业起步较晚,此前能够大规模生产 VCSEL 的厂家大部分集中于欧美日,技术上具备领先优势。

2016 年开始,IDM 大厂不断并购其他公司以扩大业务规模和技术能力,II-VI 先后收购 Epiworks、Anadigics、Kaiam 和 Finisar,Lumentum 先后收购 Oclaro、Coherent 和 NeoPhotonics,AMS 收购 Heptagon、Princeton Optronics 和 OSRAM,TRUMPF 收购 Philips Photonics,市场格局基本成型。

Lumentum、II-VI 为行业双巨头。

目前国外 VCSEL 供应商主要有 Lumentum、II-VI、AMS、TRUMPF 等,这些公司同时从事下游的广泛业务,综合实力相对较强。VCSEL 市场最初由 Lumentum 主导,2019-2020 年,II-VI 逐步赶上 Lumentum 并形成双巨头格局。2020 年 Lumentum 和 II-VI 分别占据行业 42%、37%的市场份额。

Lumentum:光通信是主要收入来源,亚太地区收入占比高。

全球最大的光纤零件供 应商 JDSU 于 2015 年 2 月将其 CCOP(光器件和商用激光器)业务部门拆分并单独成立 Lumentum 公司,主要服务于电信、数据通信、消费和工业市场。

Lumentum 的销售区域遍布全球的主要市场,覆盖北美地区、亚太地区和 EMEA。

2019-2021 财年其北美地区销售收入占比逐年降低,2021 财年收入占比 16.1%;2019-2021 财年亚太地区销售收入占比保持在 60%以上,2021 财年收入占比 75.9%。其主要客户包括 Apple、华为和 Ciena,净利润占比在 10%以上。

Lumentum 自 2010 年开始布局 3D 传感市场,至今已累计发货超8.5亿颗3D传感激光器,其中VCSEL超8亿颗,2018年至今在中国市场3D传感VCSEL发货量已经超过 6 千万颗;面向激光雷达,Lumentum 的 VCSEL 产品光功率密度已大幅提升到 1000W/mm²,用以顺利替换 EEL。

II-VI:服务于 7 个终端市场,以美国为主要销售市场。

II-VI 成立于 1971 年,最初专注于二氧化碳激光光学,通过自身增长和战略收购,II-VI 围绕其在工程材料和光电器件方面的核心竞争力扩大并成立了一个公司组合,服务于通信、工业、航空航天和国防、半导体设备、生命科学、消费电子和汽车市场。

II-VI 销售区域遍布全球,近两年以美国为主要细分市场,2020-2021 财年美国收入占比分别为 60.2%和 64.9%,此外收入占比超过 10% 的细分市场还有中国香港和中国大陆。II-VI 涉及业务广泛,客户也更加分散,消费电子市场的代表客户为 Apple。

II-VI 收购 Finisar 后,在 3D 传感领域的 VCSEL 市场份额持续增长;同时,II-IV 也在为汽车市场的车内传感应用提供 VCSEL 阵列产品,并积极参与潜在的激光雷达项目机会。

中国大陆 VCSEL 行业起步较晚,以创业型厂商为主。

近些年大陆初创企业和部分老牌厂商逐渐进入 VCSEL 芯片市场,主要包括纵慧芯光、睿熙科技、长光华芯、华芯半导体、老鹰半导体等,总体上以芯片设计为主、由中国台湾公司代工,较少有自己的工厂和产线。

大陆厂商中,纵慧芯光 VCSEL 出货量最大,已成功进入华为智能手机,并在大陆快速布局大量专利。纵慧芯光和长光华芯均已得到华为入股。

中国大陆 VCSEL 初创公司多采用 Fabless 模式,长光华芯采用 IDM 模式,已建成 IDM 全流程工艺平台。

欧美激光芯片巨头多采用 IDM 模式,包括 Lumentum、II-VI、AMS 等,属于典型的重资产模式,对研发能力、资金实力和技术水平要求较高。

中国大陆 VCSEL 初创公司多采用 Fabless 模式,以负责芯片设计环节为主,外延外购,芯片制造和封测等主要找中国台湾公司代工;少数公司采用 IDM 模式,如长光华芯、华芯半导体等;纵慧芯光以 Fabless 模式起家,2018年自建外延和封测产线,部分产品制造类似 IDM 模式。

长光华芯目前已建成覆盖芯片设计、外延生长、晶圆处理工艺(光刻)、解理/镀膜、封装测试、光纤耦合等 IDM 全流程工艺平台,进行半导体激光芯片及其器件、模块等产品的研发、生产与销售,以下游终端用户为主要服务对象。

公司分析:产品实现量产,有望快速放量

产品种类完善,满足客户定制需求。公司拥有距离传感器 VCSEL 芯片、飞行时间 VCSEL 芯片以及结构光 VCSEL 芯片三类产品,标准产品波长包含 808 nm、850nm 和 940 nm,基本实现了对主流市场 VCSEL 芯片需求的覆盖。同时也接受客户的定制化需求,开发周期为 1-2 月。

VCSEL 系列产品主要应用于 3D 传感和激光雷达。3D 传感 VCSEL 芯片已完成行业 主流前沿方向技术、产品、应用和客户的开拓储备,波长 808/850/940±6nm,功率 2-10W, 发散角基本小于 22°,电光转化效率基本维持在 40%以上;

激光雷达发射端芯片方面,公司专注于高功率、高能量密度 VCSEL 的芯片开发,对多结 VCSEL 进行外延结构优化,并基于用户需求对多结 VCSEL 器件在阈值、效率、最佳工作点等各方面优化,自主地进行设计调节,波长 905/940±6nm,功率超过 75W,功率密度 800-1200W/mm² 。

横向对比:目前 VCSEL 芯片主要波长为 808/850/940mm,根据用途和工艺不同功率在 10mW-10W 不等,电光转化效率多维持在 40-45%,发散角多为 18-25°,客户定制化需求多。与同行业公司相比,产品参数差别不大,公司产品覆盖种类较为完善。

多结 VCSEL 方面:长光华芯目前可定制五阶 VCSEL 产品,功率密度可达 1200W/mm²;OSRAM 在 2020 年初推出二结和三结 VCSEL 产品,电光转换效率达到破纪录的 60%,远高于同类单结产品的 53%;Lumentum 在 2021 年 3 月首发五结和六结 VCSEL 阵列,单个 VCSEL 发射器的光功率超过 2W,从而使得 1 平方毫米 VCSEL 阵列的峰值功率超过 800W;纵慧芯光多结 VCSEL 产品光密度可达 5000W/mm²。

业务进展:VCSEL 系列业务有序推进,2021 首次实现订单交付。

公司目前已具备高效率 VCSEL 芯片的制造能力,截至 2020Q3,公司完成与相关客户的商务接洽,已获得相关客户的工艺认证;2020Q4,相关客户的集中采购商向公司采购 VCSEL 芯片设计及开发服务,2020 年 VCSEL 芯片实现收入 340.60 万元。

2021H1,公司部分高效率 VCSEL 订单落地并量产交付,实现收入 189.09 万元。

技术优势:

长光华芯是国内首家具备 VCSEL 芯片量产化制造能力的 IDM 公司,致力于高性能 VCSEL 芯片的设计、研发、生产及销售,先后攻克器件设计、外延生长、芯片制造等多项技术,实现了 6 吋 VCSEL 产线的高良率生产。

(1)在器件设计方面,先后攻克了增益光场与载流子耦合分布技术、低损耗器件掺杂设计技术、高质量应变量子阱及多结应力补偿技术,提升了器件增益,降低了器件损耗;

(2)在外延技术方面,突破了高性能 VCSEL 外延生长的核心关键技术:高准确度的厚度及组分 DBR 的生长、腔膜对准技术、高性能隧道结掺杂技术、高增益应力量子阱生长技术。通过技术攻关大幅提升产品性能,同时导入了行业内最新一代的先进外延设备;

(3)在芯片制造方面,攻克了应力平衡技术、低损伤 Mesa 刻蚀技术、低应力湿法氧化工艺以及高良率薄片等多项工艺。同时量产管控质量体系严格按照业界一流标准建设,实现高产能、高良率的生产制造,在提升性能的同时把成本优势发挥出来。

产能扩张:产能需求旺盛,汽车电子消耗大。

消费电子方面,一片 6 寸晶圆约可切出 1 万颗 VCSEL 芯片,最多可供 1 万只智能手机使用;车用 VCSEL 所需功率较大,可侦测距离更远,需要使用面积更大的 VCSEL 芯片,因此一片 6 寸晶圆仅能切出数百颗,一辆车需要 2-4 颗甚至更多颗 VCSEL,仅可供约百辆汽车。

2018 年公司成立 VCSEL 事业部 横向拓展 VCSEL 业务,沿用 IDM 模式并建成 6 吋产线,实现 VCSEL 芯片量产能力,2020 年 VCSEL 系列业务首次实现收入。

目前公司规模偏小,产能急需提升,公司募投项目拟建设垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)及光通讯激光芯片产业化项目,预计投资 3.05 亿元。

预计 2022 年 VCSEL 芯片产能达到 350 万颗,建设完成后 VCSEL 芯片产能达 7000 万颗。

风险因素

1)宏观经济下行导致主要客户采购金额下降的风险。年初至今,由于多地散发疫情, 导致原材料涨价、物流受阻、工厂生产受限,制造业普遍受到一定影响。公司主要下游客 户包括创鑫激光、飞博激光、锐科激光等,若主要大客户缩减采购预算,则可能导致公司 主营业务收入低于预期;

2)新技术渗透率提升速度不及预期的风险。公司所处高功率激光行业的一大发展动能为激光加工替代传统机械加工,下游应用领域包括材料加工、科研军事等。若新技术渗透率提升速度不及预期,可能导致公司收入增速不及预期;

3)市场竞争加剧导致盈利水平下降的风险。近年来,在产业政策和地方政府的推动 下,国内半导体激光行业呈现出较快的发展态势,市场参与者数量不断增加。与此同时, 国外企业也日益重视国内市场。在国际企业和国内新进入者的双重竞争压力下,公司面临 市场竞争加剧的风险。如竞争对手采用低价竞争等策略激化市场竞争形势,可能对公司产 品的销售收入和利润率产生一定负面影响;

4)关键技术人员流失的风险。公司为创新驱动型高科技公司,核心技术人员对公司战略方向、产品设计、客户需求开发等均具有重要影响。若关键技术人员发生变动,可能对公司的产品竞争力造成一定影响。

5)原料价格的波动风险。公司上游原材料主要为各类芯片原材料、光纤材料及机加 工件等,包括衬底、热沉、化学品、壳体组等。芯片加工对上游原材料的质量及性能要求 较高,主要以国外供应商为主,但国产化程度逐步提高,逐步实现自主可控。如果上游原 材料价格发生波动,可能对公司盈利水平造成一定影响。

盈利预测及估值

盈利预测

高功率单管系列:我们认为板块营收的主要增长动能来自公司自身产能扩张,以及下游大客户锐科激光、创鑫激光等加大对公司产品采购力度。结合以上两点,我们预计公司2022~2024 年板块营业收入分别为 5.80/8.67/12.22 亿元,同比增速分别为 60.69%、49.61%、40.83%。

高功率巴条系列:公司巴条产品主要面向科研及国防市场,我们认为板块营收将维持低速稳健成长。我们预计公司 2022~2024 年板块营业收入分别为 0.59/0.63/0.67 亿元,同比增速分别为 5.99%、6.78%、6.98%。

VCSEL 系列:公司当前收入体量较小,我们认为随着下游消费电子、车载雷达中 VCSEL 的渗透率提升,板块收入有望快速放量。我们预计 2022~2024 年板块营业收入分别为 0.16/0.28/0.47 亿元,同比增速分别为 100%、70%、70%。

基于以上假设,我们给予公司 2022~2024 年营业收入预测分别为 6.60/9.65/13.44 亿元,归母净利润预测分别为 1.88/2.87/3.94 亿元,对应 EPS 预测分别为 1.38/2.11/2.91 元。

估值评级我们选取 A 股可比公司三安光电(化合物半导体 IDM)、锐科激光(激光器)、炬光科技(激光器),以及美股可比公司 II-VI(激光芯片、激光器)、Lumentum(激光芯片、激光器)、IPG(激光芯片、激光器)。

可比公司 2021 年 PE 平均值为 44 倍(其中三安光电为 Wind 一致预测数据,其余公司为 2021 年报实际数据),2022/23 年 Wind 一致预测 PE 平均值为 42/27 倍。

结合可比公司估值水平,以及公司未来 3 年净利润 CAGR 55%,同时考虑到公司在国内高功率半导体激光芯片领域的领先性和独特性,给予目标价 83 元,对应 2022 年 60 倍 PE。

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