光芯片：光電子產業(yè)明珠，國產替代星辰大海

光電子器件（國內簡稱光芯片）是全球半導體行業(yè)的一個重要細分賽道，涵蓋工業(yè)用高功率激光芯片、通信用高速率激光芯片、手機人臉識別用VCSEL等成熟應用，以及車用激光雷達和硅光芯片等未來有望實現(xiàn)快速增長的新領域。根據(jù)Gartner預測，到2025年全球光芯片市場規(guī)模有望達561億美元。全球目前II-VI、Lumentum等占據(jù)領先地位，以長光華芯、源杰科技為代表的國內企業(yè)已在高功率激光芯片、高速率激光芯片等領域初步實現(xiàn)國產替代。中期我們看好高功率、高速率光芯片國產化邁入提速期；長期我們看好光探測SPAD/SiPM芯片、硅光芯片等實現(xiàn)國產化從1到N的突破。

II-VI、Lumentum啟示錄：精耕細作，橫向擴張

隨著光芯片行業(yè)的不斷發(fā)展，海外已涌現(xiàn)出II-VI、Lumentum等領先企業(yè)，根據(jù)我們的復盤，海外廠商多發(fā)展成為多產品品類布局的平臺型企業(yè)，一方面可憑借多維的技術積累持續(xù)開拓新增長點，另一方面可以抵御單一細分市場需求周期性波動風險。我們認為未來我國光芯片廠商的成長路徑有望經歷兩個階段：1）在細分領域憑借自身技術實力，綁定優(yōu)質客戶實現(xiàn)進口替代；2）產品品類橫向擴張，打開遠期成長天花板。中短期內我們看好在細分領域中具備深厚技術積累，且已綁定優(yōu)質客戶的國產廠商，有望率先開啟進口替代步伐；長期來看，我們看好具備較強橫向擴張能力的光芯片企業(yè)。

高功率/高速率激光芯片：國產替代邁入提速階段

目前我國在高功率激光芯片、高速率激光芯片領域已實現(xiàn)國產化突破。根據(jù)我們測算，在激光器行業(yè)出貨量持續(xù)增長驅動下，我國高功率激光芯片市場規(guī)模有望由21年的9億元增長至23年的17億元。目前我國長光華芯等廠商技術已達全球領先水平，未來新建產能的落地有望加速進口替代步伐；高速率激光芯片方面，在數(shù)通以及電信市場需求的拉動下，我們測算全球市場規(guī)模將由21年的11億美元提升至25年的19億美元，其中25年25G及以上高速率產品份額將提升至90%。目前我國廠商在2.5G/10G領域已實現(xiàn)國產化，未來有望向25G及以上速率的核心市場進一步滲透。

VCSEL/SPAD/硅光芯片：技術發(fā)展方興未艾，國產化有望從1到N

隨著車載激光雷達產業(yè)的快速發(fā)展，VCSEL、SPAD/SiPM芯片有望迎來新的發(fā)展機遇。我們認為國內頭部VCSEL芯片廠商的技術實力或已比肩海外Lumentum等，未來在車規(guī)認證落地背景下，有望開啟國產替代步伐；我國SPAD/SiPM芯片尚依賴濱松、索尼、安森美等海外廠商，我們判斷國內廠商或從消費電子市場（手機、掃地機器人等）率先實現(xiàn)進口替代，伴隨產品的量產性能、良率趨于成熟后，有望進一步向車載激光雷達等高端市場滲透。硅光芯片目前主要應用于通信領域，未來有望延伸至激光雷達、光子計算等領域。硅光芯片供應商以海外Intel等大廠為主，未來關注我國國產化進展。

中國光芯片產業(yè)鏈代表性公司梳理

高功率激光芯片：長光華芯（688048 CH）；高速率激光芯片：源杰科技（未上市）、云嶺光電（未上市）、武漢敏芯（未上市）、中科光芯（未上市）；SPAD/SiPM芯片：靈明光子（未上市）、南京芯視界（未上市）、阜時科技（未上市）；VCSEL芯片：縱慧芯光（未上市）；硅光芯片：蘇州熹聯(lián)（未上市）、中科鑫通（未上市）。

核心觀點

光芯片行業(yè)蓬勃發(fā)展，關注國產替代機遇。隨著光電半導體產業(yè)的蓬勃發(fā)展，光芯片作為產業(yè)鏈上游核心元器件，目前已經廣泛應用于通信、工業(yè)、消費等眾多領域。隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，海外已涌現(xiàn)出II-VI、Lumentum等全球化布局的平臺型企業(yè)，在光芯片的多種細分領域都具有著較強競爭實力及市場地位，實現(xiàn)了自身業(yè)績的持續(xù)增長，并為投資者帶來良好投資回報。如II-VI自2000年初以來股價（前復權）累計漲幅最高超過169倍，Lumentum自2015年上市以來股價（前復權）累計漲幅最高超過550%。我們認為：1）光芯片未來在下游通信、工業(yè)等領域的應用深化，以及在車載激光雷達等新興領域的拓展，市場規(guī)模有望保持持續(xù)增長；2）當前我國光芯片國產化率仍較低，中期我們看好高功率、高速率光芯片國產化邁入提速期；長期我們看好光探測、硅光芯片等領域實現(xiàn)國產化從1到N的突破，建議關注國產替代機遇。

下游光通信、自動駕駛、消費電子等需求豐富，光芯片廠商橫向拓展空間廣闊。光芯片是全球半導體行業(yè)的一個重要細分賽道，涵蓋工業(yè)用高功率激光芯片、通信用高速率激光芯片、手機人臉識別用VCSEL等成熟應用，以及車用激光雷達和硅光芯片等未來有望實現(xiàn)爆發(fā)性增長的新領域。我們認為在通信、工業(yè)等領域的應用深化，以及在車載激光雷達等新興領域的拓展，光芯片市場規(guī)模有望持續(xù)增長。根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)，2021年全球光電子器件（含CCD、CIS、LED、光子探測器、光耦合器、激光芯片等）市場規(guī)模達414億美元，預計2025年市場規(guī)模有望達561億美元，對應期間CAGR=9%。

光芯片進口替代星辰大海，部分細分市場已處于國產化加速滲透階段。目前我國光模塊、光纖激光器、激光雷達等下游細分領域已具備較強競爭實力，推動相關領域國產化進展持續(xù)邁進，光芯片作為產業(yè)鏈上游核心環(huán)節(jié)，是我國光電領域國產化下一階段亟需突破的重點環(huán)節(jié)。光芯片行業(yè)細分子領域較多，本篇報告中我們系統(tǒng)地討論了高功率激光芯片、高速率激光芯片、VCSEL、光探測芯片等有源光芯片的市場空間以及國產化機遇。我們判斷：當前我國光芯片國產化率仍較低，中期我們看好高功率、高速率光芯片國產化邁入提速期；長期我們看好光探測、硅光芯片等領域實現(xiàn)國產化從1到N的突破，建議關注國產替代機遇。

建議關注細分領域已具備領先技術實力、綁定優(yōu)質客戶，且具備橫向擴張潛力的國產廠商。未來我國光芯片廠商的成長路徑有望經歷兩個階段：1）在細分領域憑借自身技術實力，綁定優(yōu)質客戶實現(xiàn)進口替代。2）產品品類橫向擴張，打開遠期成長天花板。由于光芯片行業(yè)具備細分品類較多等特點，中短期內我們看好在細分領域中具備深厚技術積累，且已綁定優(yōu)質客戶的國產廠商，有望率先開啟進口替代步伐，占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢；長期來看，我們看好具備較強橫向擴張能力的光芯片企業(yè)。參考II-VI、Lumentum業(yè)務模式，海外頭部廠商采取多產品品類布局，一方面可通過技術創(chuàng)新持續(xù)開拓新增長點，另一方面可以抵御單一細分市場需求周期性波動風險。此外多類光芯片生產原材料、產線及生產工藝可在一定程度上實現(xiàn)復用，有助于公司進一步發(fā)揮規(guī)模優(yōu)勢。

中國光芯片產業(yè)鏈代表性公司梳理：【高功率激光芯片】長光華芯（688048 CH）；【高速率激光芯片】源杰科技（未上市）、云嶺光電（未上市）、武漢敏芯（未上市）、中科光芯（未上市）；【光探測芯片】靈明光子（未上市）、南京芯視界（未上市）、阜時科技（未上市）；【VCSEL芯片】縱慧芯光（未上市）；【硅光芯片】蘇州熹聯(lián)（未上市）、中科鑫通（未上市）。

與市場不同的觀點

市場對光芯片的研究多集中于某單一垂直領域，由于光芯片行業(yè)細分子領域較多，且各個子領域所處市場空間、行業(yè)競爭格局、下游客戶群體均有所差異，我們在本篇報告中系統(tǒng)地梳理了高功率激光芯片、高速率激光芯片、光探測芯片、VCSEL芯片、硅光芯片等有源光芯片的技術發(fā)展趨勢、市場空間以及國產化進程，通過對光芯片各子領域的橫向比較，分析我國光芯片行業(yè)的中短期和長期的投資機會。此外我們通過對海外II-VI、Lumentum等廠商進行業(yè)績及股價的復盤，對我國光芯片廠商發(fā)展路徑做出了展望。

市場擔憂光芯片市場空間有限，我們認為：1）隨著光芯片應用領域的深化以及技術創(chuàng)新帶動如激光雷達等新的應用場景，光芯片市場增長空間依舊廣闊。從海外頭部廠商來看，II-VI、Lumentum營收均已超100億人民幣；2）當前高功率激光芯片、高速率激光芯片、VCSEL芯片等細分賽道國產化率總體水平較低，國產光芯片廠商市占率提升空間廣闊。部分頭部廠商伴隨技術不斷突破，已具備全球領先水平，未來有望基于領先的技術優(yōu)勢及市場地位享受進口替代紅利。長期來看，我們認為我國光芯片廠商有望對標II-VI、Lumentum等全球化布局的平臺型企業(yè)，通過主營業(yè)務的橫向拓展打開成長天花板。

光芯片：光電子領域核心器件，國產替代正當時

光電子產業(yè)明珠，下游應用廣泛

光芯片是光電子領域核心元器件。光電子器件（國內簡稱光芯片）是全球半導體行業(yè)的一個重要細分賽道，隨著光電半導體產業(yè)的蓬勃發(fā)展，光芯片作為產業(yè)鏈上游核心元器件，目前已經廣泛應用于通信、工業(yè)、消費等眾多領域。根據(jù)Gartner分類，光電子器件包括CCD、CIS、LED、光子探測器、光耦合器、激光芯片等品類。光芯片作為光電子產業(yè)核心元器件，按照是否發(fā)生光電信號轉化，可分為有源光芯片、無源光芯片兩類，有源光芯片可進一步細分為發(fā)射芯片與接收芯片；無源光芯片主要包括光開關芯片、光分束器芯片等。本篇報告中我們重點討論激光芯片、光子探測芯片等有源光芯片的產業(yè)發(fā)展趨勢、市場空間以及國產化機遇。

全球光電子器件市場規(guī)模持續(xù)增長，2025年市場規(guī)模有望突破560億美元。光芯片涵蓋工業(yè)用高功率激光芯片、通信用高速率激光芯片、手機人臉識別用VCSEL等成熟應用，以及車用激光雷達和硅光芯片等未來有望實現(xiàn)爆發(fā)性增長的新領域。我們認為在通信、工業(yè)等領域的應用深化，以及在車載激光雷達等新興領域的拓展，光芯片市場規(guī)模有望持續(xù)增長。根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)，2021年全球光芯片（含CCD、CIS、LED、光子探測器、光耦合器、激光芯片等）市場規(guī)模達414億美元，預計2025年市場規(guī)模有望達561億美元，對應期間CAGR=9%。

光芯片細分品類多，行業(yè)覆蓋領域廣。除上文中的按照有源/無源分類，光芯片還可以按照材料體系及制造工藝的不同，分為InP、GaAs、硅基和薄膜鈮酸鋰四類，其中InP襯底主要包括直接調制DFB/電吸收調制EML芯片、探測器PIN/APD芯片、放大器芯片、調制器芯片等，GaAs襯底包括高功率激光芯片、VCSEL芯片等，硅基襯底包括PLC、AWG、調制器、光開關芯片等，LiNbO3包括調制器芯片等。

光芯片目前已廣泛應用于通信、工業(yè)、消費、照明等領域，下游市場不斷拓展。例如在光通信領域，光芯片是光模塊光發(fā)射組件、光接收組件的核心元器件，分別實現(xiàn)了電信號向光信號、光信號向電信號的轉化，決定著光模塊的傳輸速率；工業(yè)領域中，光芯片同熱沉、光束整形器件等組成了光纖激光器、固體激光器的泵浦源，為激光器內的工作介質實現(xiàn)粒子數(shù)反轉提供能源來源；消費領域中，光芯片已廣泛用于3D傳感（手機、汽車）等場景，以車載激光雷達為例，光芯片是發(fā)射端、接收端核心元件，決定著激光雷達的探測距離、分辨率等多個關鍵性能；照明領域方面，具體產品形態(tài)主要為LED等。

進口替代星辰大海，國產化漸次突破

光模塊、激光器、激光雷達等中下游環(huán)節(jié)國產化順利，帶動上游光芯片國產替代進程

光模塊、光纖激光器、激光雷達等產業(yè)鏈中下游環(huán)節(jié)國產化進展順利。目前我國光模塊、光纖激光器、激光雷達等下游細分領域已具備較強競爭實力，推動相關領域國產化進展持續(xù)邁進。

1）光模塊方面，根據(jù)Lightcounting于2022年5月發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年全球前十大光模塊廠商，中國廠商占據(jù)六席，分別為旭創(chuàng)（與II-VI并列第一）、華為海思（第三）、海信寬帶（第五）、光迅科技（第六）、華工正源（第八）及新易盛（第九）；相比于2010年全球前十大廠商主要為海外廠商，國內僅WTD（武漢電信器件有限公司，2012年與光迅科技合并）一家公司入圍，體現(xiàn)出十年以來國產光模塊廠商競爭實力及市場地位的快速提升；

2）光纖激光器方面，根據(jù)由中國科學院武漢文獻情報中心牽頭編寫的《2022中國激光產業(yè)發(fā)展報告》，國內市場前三大光纖激光器廠商中，IPG市場份額由2018年的49.0%下降至2021年的28.1%，而銳科激光、創(chuàng)鑫激光市場份額由2018年的17.3%/8.9%分別上升至2021年的27.3%/18.3%，此外杰普特、飛博激光、GW光惠、大族光子、熱刺激光、凱普林等國產品牌市場份額也進入前列，國產替代步伐持續(xù)邁進；

3）激光雷達方面，國內完善的汽車上游零部件/光通信產業(yè)鏈為激光雷達產業(yè)快速發(fā)展奠定基礎。根據(jù)Yole發(fā)布的《2021年汽車與工業(yè)領域激光雷達應用報告》，截至2021年9月，在全球公開的29個設計中標（design win）中，中國廠商共有7項激光雷達設計方案，其中速騰聚創(chuàng)、覽沃科技、華為和禾賽科技分別為3/2/1/1項，合計占全球方案總數(shù)的23%，是全球激光雷達市場重要參與者。

光芯片部分細分市場已處于國產化加速滲透階段

在中下游的激光器及相關設備國產化進展持續(xù)推進背景下，光芯片作為上游核心元器件是我國光電子領域國產化下一階段亟需突破的重點環(huán)節(jié)。從國產化進展來看，當前我國高功率激光芯片、部分高速率激光芯片（10G、25G等）等已處于國產化加速突破階段；而光探測芯片、25G以上高速率激光芯片仍處于進口替代早期階段，未來國產化提升空間廣闊。

制造工藝壁壘高，頭部廠商多采用IDM生產模式

光芯片工藝流程主要包括芯片設計、外延生長、晶圓制造等環(huán)節(jié)，頭部廠商多采用IDM生產模式。相比于大規(guī)模集成電路已形成高度的產業(yè)鏈分工，光芯片行業(yè)尚未形成成熟的設計-代工-封測產業(yè)鏈。海外頭部光芯片廠商如II-IV、Lumentum等多采用IDM（Integrated Device Manufacture，垂直整合制造）模式，主要系光電子器件遵循特色工藝，相比以線寬為基準的邏輯工藝，特色工藝的競爭能力更加綜合，包括工藝、產品、服務、平臺等多個維度。光芯片技術門檻高、產品線難以標準化，廠商采用IDM模式可以擁有單獨生產光芯片的能力，實現(xiàn)生產環(huán)節(jié)協(xié)同優(yōu)化，滿足客戶多樣化需求。

IDM廠商具有較強的橫向產品擴張能力。各類有源、無源芯片核心工藝均包括外延生長、光刻、刻蝕、鍍膜等環(huán)節(jié)，根據(jù)長光華芯《4月28日投資者關系活動記錄表》，三五族化合物半導體的光電子芯片領域中約70%的設備和工藝具備互通性，因此IDM模式下公司更容易依托自身工藝平臺進行產品的橫向拓展。以長光華芯為例，公司依托在高功率半導體激光芯片的研發(fā)、技術及產業(yè)化的“支點”優(yōu)勢，橫向擴展至 VCSEL 芯片及光通信芯片等領域，提升公司綜合服務能力。

光芯片上游材料、設備：國產化替代全面推進，設備基本實現(xiàn)自主可控。光芯片產業(yè)鏈上游為材料及生產設備。材料方面主要為三五族化合物半導體襯底，國內科研機構、企業(yè)等積極推進襯底國產化替代；設備方面主要包括MOCVD設備、光刻機、刻蝕機、濺射鍍膜機等，與數(shù)字IC先進制程相比，光芯片并不依賴最先進半導體工藝制程的設備，目前已基本可實現(xiàn)國產化自主可控。

他山之石——II-VI、Lumentum 啟示錄：精耕細作，橫向擴張

II-VI、Lumentum等廠商市場布局全面，通信、工業(yè)、消費、國防等全面布局。根據(jù)我們的梳理，II-VI、Lumentum等海外領先的光芯片/光器件廠商布局的市場領域較為全面，其中Lumentum公司2021財年營收為17.4億美元，同比增長3.8%；業(yè)務結構方面，電信&數(shù)通產品、工業(yè)&消費產品、激光器產品營收占比分別為61%、32%、7%。II-VI公司方面，2021財年營收為31.1億美元，同比增長30.5%；業(yè)務結構方面，總體可分為光子解決方案和化合物半導體兩大板塊，其中化合物半導體業(yè)務所切入的下游領域中，消費電子市場、工業(yè)市場營收貢獻均約為26%，其次分別為國防（19%）、通信（13%）、其他（包含醫(yī)療、汽車電子等，約占17%）?？梢钥吹胶Ｍ夤庑酒?光器件廠商所切入的下游市場中，通信、工業(yè)、消費、國防等領域均實現(xiàn)了較為全面的布局。

國內光芯片廠商市場布局相對單一，未來發(fā)展有望對標海外廠商，橫向拓展空間廣。國內廠商方面，以長光華芯為例，除營收體量尚小的VCSEL業(yè)務以外，1H21公司所布局的下游市場包括：工業(yè)（營收占比77%）、科研及國防（21%）、醫(yī)美（1%），可以看出公司目前下游市場尚以工業(yè)/國防等高功率應用場景為主。我們認為未來國內高功率激光芯片領先廠商有望對標II-VI、Lumentum等海外廠商，業(yè)務布局橫向擴展至光通信、消費等領域，一方面由于通信等下游市場需求廣闊（根據(jù)Laser Focus World，2020年全球激光器下游市場中，通信與光存儲市場占比24.35%，為激光器應用第二大市場），光芯片廠商可通過橫向拓展打開成長天花板；另一方面，光通信、VCSEL等芯片制造工藝與高功率半導體激光芯片工藝復用程度較高，廠商基于自身技術積累有望順利切入。

建議關注細分領域已具備領先技術實力、綁定優(yōu)質客戶，且具備橫向擴張潛力的國產廠商。未來我國光芯片廠商的成長路徑有望經歷兩個階段：1）在細分領域憑借自身技術實力，綁定優(yōu)質客戶實現(xiàn)進口替代。2）產品品類橫向擴張，打開遠期成長天花板。由于光芯片行業(yè)具備細分品類較多等特點，中短期內我們看好在細分領域中具備深厚技術積累，且已綁定優(yōu)質客戶的國產廠商，有望率先開啟進口替代步伐，占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢；長期來看，我們看好具備較強橫向擴張能力的光芯片企業(yè)。參考II-VI、Lumentum業(yè)務模式，海外頭部廠商采取多產品品類布局，一方面可通過技術創(chuàng)新持續(xù)開拓新增長點，另一方面可以抵御單一細分市場需求周期性波動風險。此外多類光芯片生產原材料、產線及生產工藝可在一定程度上實現(xiàn)復用，有助于公司進一步發(fā)揮規(guī)模優(yōu)勢。

海外公司業(yè)績&股價復盤：II-VI

II-VI公司成立于1971年，于1987年登陸納斯達克上市。II-VI公司發(fā)展初期業(yè)務聚焦于碲化鎘等II-VI族化學元素相關材料，用于二氧化碳激光器中的核心光學元器件等。步入20世紀90年代后，II-VI開始嘗試通過外延并購的方式實現(xiàn)業(yè)務領域的擴張，早期具有里程碑意義的收購包括2000年II-VI收購Laser Power Optics公司，強化了自身在紅外光學領域的競爭地位；以及2010年收購高意（Photop），該收購開啟了II-VI公司進軍光通信市場的帷幕。近年來II-VI公司的重要收購包括2018年收購全球光通信領域頭部公司Finisar，以及2022年收購全球激光器及激光設備領先企業(yè)Coherent等。下文中我們重點對2010年后（即收購高意后）II-VI公司發(fā)展歷程進行復盤，分析各階段其業(yè)績變化背后的驅動因素及股價表現(xiàn)。

2010年1月~2011年5月：期間股價最大漲幅達131%，主要系期間公司業(yè)績取得較快成長的驅動。公司營收由FY2010（截至2010年6月30日的前12個月）的3.45億美元增長至FY2011的5.03億美元，同比增速為46%，公司的多業(yè)務部門營收均實現(xiàn)較快增長；凈利潤由FY2010的0.39億美元增長至FY2011的0.83億美元，同比增速為114%，凈利潤的增長一方面系公司營收規(guī)模的提升，另一方面系合并Photop提高了公司利潤率水平。

2011年5月~2014年10月：期間股價最大跌幅達60%，主要系期間公司業(yè)績承壓。公司營收由FY2012的5.03億美元增長至FY2014的6.83億美元，對應期間CAGR為13.05%，增長主要系公司并購Laser Enterprise、Network Solutions等帶來的增長及光子學業(yè)務受益于全球通信市場需求擴張等因素的拉動；凈利潤由FY2012的0.60億美元持續(xù)下滑至FY2014的0.38億美元，主要系光伏市場及中國冶金市場需求疲軟使硒、碲價格下跌，導致公司毛利率下降，公司毛利率由FY2011年的41.2%下降至FY2014的33.2%；另一方面并購帶來的交易費用也導致業(yè)績承壓。為了減緩硒、碲價格持續(xù)下跌對公司造成凈利潤持續(xù)下滑的影響，公司于FY2013停止碲的產線以及對硒進行減產，并且通過收購Laser Enterprise和Network Solutions等公司，以進一步切入光通信賽道。

2014年10月~2018年1月：期間股價最大漲幅達375%，主要系期間公司業(yè)績復蘇，且在此階段公司增長動能實現(xiàn)向光通信業(yè)務的轉變。公司營收由FY2015的7.42億美元增長至FY2018的11.59億美元，對應期間CAGR為16.02%，其中FY2015營收的增長主要系激光解決方案業(yè)務（工業(yè)市場）的增長的驅動，而自FY2016起激光解決方案業(yè)務出現(xiàn)放緩，光子學業(yè)務快速成長受益于中國寬帶網絡建設、全球數(shù)據(jù)中心市場需求擴張等因素，II-VI公司的增長動能實現(xiàn)由工業(yè)市場向光通信市場的切換；公司凈利潤由FY2015的0.66億美元增長至FY2018的0.88億美元，對應期間CAGR為10.06%，凈利潤的增長一方面系公司營收的提升，另一方面在并購業(yè)務產生的協(xié)調效應下產品組合利潤率提升等因素推動下，公司毛利率由FY2015年的36.6%提升至FY2018的39.9%。

2018年1月~2020年3月：期間股價最大跌幅達49%，市場主要擔憂：1）公司通信領域業(yè)務增長放緩；2）中美貿易摩擦背景下，公司在中國市場業(yè)務或受阻；3）公司VCSEL業(yè)務發(fā)展不及預期。期間公司營收由FY2018的11.59億美元增長至FY2020的23.58億美元，對應期間CAGR為42.65%，增長主要系收購Finisar帶來營收的增長。FY2018～FY2020凈利潤分別為0.88/1.08/-0.67億美元，F(xiàn)Y2020年凈利潤為負主要系受收購Finisar產生的收購費用所影響，毛利率也因此降低，由FY2018年的39.9%降低至FY2020的34.4%。公司業(yè)績該階段進入調整期，期間通過收購Finisar以強化在光通信領域競爭實力。

2020年3月~2021年2月：期間股價最大漲幅達344%，公司營收由FY2020的23.58億美元增長至FY2021的31.06億美元，同比增速達31.72%，增長主要系化合物半導體業(yè)務中3D傳感業(yè)務快速增長以及光子解決方案業(yè)務受益于Finiasr并表等因素影響，公司在通信、消費電子、生命科學等終端市場的收入大幅度增長，通信市場光通信產品收入增長30%，3D傳感產品的強烈需求推動消費電子產品收入增長119%，生命科學市場收入增長65%；FY2021凈利潤達2.98億美元，同比扭虧為盈，一方面系公司營收的提升，另一方面是上年因收購Finisar增加了大量的收購費用而導致毛利率水平較低，該年度毛利率顯著回升，公司毛利率由FY2020年的34.4%回升至39.2%。

2021年2月至今：期間股價最大跌幅達53%，主要系供應鏈影響拖累公司業(yè)績。根據(jù)FY3Q22財報顯示，公司營收由FY2021M9的22.98億美元增長至FY2022M9的24.30億美元，同比增速達6%，增速較為平緩，增速平緩主要系受疫情及供應鏈影響，公司表示因供應鏈短缺對FY3Q22營收的負面影響達0.65億美元，預計下一季度供應鏈帶來的負面影響將提升至1億美元；FY2022M9凈利潤實現(xiàn)小幅度下降主要系公司研發(fā)費用及合并所耗費的交易費用的上升。

海外公司業(yè)績&股價復盤：Lumentum

Lumentum公司前身之一Uniphase公司成立于1979年，另一前身JDS公司成立于1982年，1999年兩家公司合并為JDSU。2015年，JDSU拆分為Lumentum（繼承商業(yè)光學產品業(yè)務）和Viavi Solutions（繼承JDSU通訊業(yè)務）兩家獨立上市公司。Lumentum擁有全球領先的EEL技術、VCSEL技術和光通信激光器技術，初始聚焦于通信市場，2017年將3D傳感應用擴展至移動設備后，逐漸發(fā)展為云和網絡、3D傳感、先進制造等領域差異化產品提供商。近年來公司的重要收購包括2018年收購當時全球第三大光器件廠商Oclaro，以及2021年收購相關通信器件領先廠商NeoPhotonics等。下文中我們對2015年以來公司發(fā)展歷程進行復盤，分析各階段其業(yè)績變化背后的驅動因素及股價表現(xiàn)：

2015年7月至2017年7月：期間公司股價最大漲幅達346%，公司營收由FY2015（截至2015年6月27日的前12個月）的8.37億美元增長至FY2017的10.02億美元，對應期間CAGR為9.4%，主要系公司電信&數(shù)據(jù)中心業(yè)務在全球寬帶網絡建設+超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心向100G升級等因素帶動下穩(wěn)健增長，板塊營收FY2015~2017 CAGR為11.6%；此階段除光通信領域業(yè)務取得較好發(fā)展以外，公司VCSEL業(yè)務自2017年亦迎來收獲期，2017年蘋果發(fā)布的iPhone X首次搭載VCSEL芯片用于3D傳感應用，主要供應商為Lumentum，市場對Lumentum VCSEL業(yè)務快速發(fā)展的預期也推升了1H17公司股價的快速上漲。

2017年8月至2018年12月：期間股價最大跌幅達84%，公司股價在此階段經歷調整主要系：1）雖然3Q17、4Q17（自然日歷）Lumentum工業(yè)&消費業(yè)務營收在VCSEL業(yè)務帶動下環(huán)比快速提升（3Q17、4Q17板塊營收分別為0.5、2.2億美元，分別環(huán)比提升217%、312%），但市場擔憂VCSEL出貨量可持續(xù)性，以及行業(yè)競爭加劇。1Q18~4Q18（自然日歷）公司工業(yè)&消費業(yè)務板塊營收分別為0.9、0.8、1.3、1.2億美元，均未超過4Q17峰值水平；2）公司電信&數(shù)據(jù)中心業(yè)務受到中國市場需求放緩、下游客戶去庫存影響承壓；3）市場擔憂中美貿易摩擦或影響公司中國區(qū)業(yè)務。

2018年12月至2021年1月：期間股價最高漲幅155%，公司FY2021營收為17.43億美元，對應FY2019~2021 CAGR為11.8%，增長主要系公司于FY2019完成對Oclaro的收購后帶來的通信產品銷售額增加以及公司3D傳感產品移動設備滲透率提升。盈利方面，公司FY2019~2021凈利潤分別為-0.36/1.36/3.97億美元（FY2021凈利潤包含2.08億美元合并Coherent終止收益）。公司凈利潤增長主要系毛利率大幅增長，一方面公司收購Oclaro后剝離數(shù)據(jù)中心收發(fā)模組轉向數(shù)據(jù)中心芯片產品，另一方面利潤率較高的產品如3D傳感產品、電信泵浦激光器收入增加，公司毛利率由FY2018的34.9%增長至48.8%。

2021年2月至今：股價處于較大波動，公司FY2022M9營收為12.91億美元，同比下降4.5%，主要系通信業(yè)務受供應鏈半導體短缺影響，公司預計供應短缺對2Q22（自然日歷）的收入預期的負面影響超過1億美元。2021年11月公司于業(yè)績會上宣布收購NeoPhotonics布局400G+產品（硅光子學、窄線寬可調諧激光器、射頻IC等），為下一代光網絡市場機會做準備。

高功率激光芯片：國內頭部廠商技術突破，國產替代加速

高功率半導體激光芯片作為光纖/固體激光器泵浦源的核心能量來源，是決定激光器性能及成本的核心元器件。展望行業(yè)未來發(fā)展趨勢，我們判斷：

1） 隨著激光器行業(yè)降本的持續(xù)推進，以及激光焊接、清洗、熔覆等新興需求的涌現(xiàn)，我們認為激光器行業(yè)滲透率提升空間依舊廣闊，有望帶動上游半導體激光芯片市場規(guī)模持續(xù)增長。我們測算國內激光芯片（除光通信）市場規(guī)模有望由2021年的9億元增長至2023年的17億元，對應2021～2023年CAGR為33.3%；

2） 在下游激光器廠商降本訴求推動下，激光芯片向更高功率快速迭代，或帶動行業(yè)門檻持續(xù)提升，頭部廠商盈利能力預計維持高位；

3） 在光纖激光器行業(yè)國產替代持續(xù)推進，以及供應鏈安全訴求背景下，預計將進一步拉動國產激光芯片需求。

隨著長光華芯等高功率激光芯片領域頭部國產廠商技術的持續(xù)突破，技術實力已達到全球領先水平；客戶方面，長光華芯等公司已切入銳科激光、創(chuàng)鑫激光等頭部光纖激光器廠商，推動對Osram、II-VI、Lumentum等海外廠商進口替代的步伐。未來隨著國產更高功率產品的導入以及新建產能的落地，有望加速國產份額提升，我們預計國產廠商份額有望由2020年的21%提升至2025年的80%。

高功率半導體激光芯片是決定激光器性能的核心元件

高功率半導體激光芯片：激光器泵浦源核心上游。高功率半導體激光器芯片可用于制造光纖激光器和固體激光器泵浦源，其工作原理是通過對激光工作物質的激勵和抽運激活粒子到高能級，從而實現(xiàn)粒子數(shù)反轉。半導體激光泵浦源主要由COS芯片（激光芯片、熱沉等）、殼體及其他材料組成，根據(jù)《激光制造商情》（2020年08月刊130期），泵浦源成本可占光纖激光器總成本比例的50%以上。

技術發(fā)展：持續(xù)向更高功率快速迭代，行業(yè)門檻抬升

光纖激光器廠商降本訴求推動下，高功率半導體激光芯片輸出功率持續(xù)提升。伴隨光纖激光器的國產替代加速與激烈市場競爭，激光器價格呈逐年下降趨勢。根據(jù)《2020中國激光產業(yè)發(fā)展報告》，以6kw激光器為例，2017年國產及進口的平均價格分別為75~120、120~180萬元，而2019年國產及進口的平均價格分別下降至30~40、55~65萬元。通過提高單管芯片功率，可以顯著減少芯片及配套器件的使用，降低泵源用的光學材料成本和結構成本。根據(jù)創(chuàng)鑫激光招股書，2017年創(chuàng)鑫突破12W單管芯片泵源，使聲光調Q脈沖光纖激光器自制泵源單位成本同比下降42.43%，2018年公司研發(fā)18W芯片泵源，進一步使泵源單位成本同比下降12.50%。

激光芯片廠商通過持續(xù)提升產品輸出功率鞏固競爭實力。以國產高功率半導體激光芯片廠商長光華芯產品發(fā)展歷程來看，長光華芯成立于2012年，成立之初研發(fā)出13W以上高亮度單管芯片；2019年推出15W單管芯片，2020年推出18W、25W單管芯片，2021年實現(xiàn)30W單管芯片量產，產品向更高功率段持續(xù)快速迭代。

市場空間：2023年國內激光芯片（除光通信）市場規(guī)模有望達17億元

我們測算至2023年，國內激光芯片（除光通信）市場規(guī)模有望由2021年的8.9億元增長至17.3億元，對應期間CAGR為33.3%。我們基于如下假設：

1）根據(jù)《2021中國激光產業(yè)發(fā)展報告》，2020年國內光纖激光器出貨量（工業(yè)用）為56000臺，其中1-3kW、3-6kW、6-10kW及10kW以上功率激光器出貨量分別為38000/14000/2400/1600臺。我們認為1-3kW光纖激光器有望受手持激光焊接市場需求推動而實現(xiàn)快速增長，6kW以上光纖激光器市場規(guī)模主要隨高功率市場激光器需求持續(xù)增長，假設2021～2023年1-3kW同比增速分別為90%/70%/60%，3-6kW同比增速分別為95%/70%/60%，6-10kW同比增速分別為100%/95%/85%，10kW以上同比增速分別為120%/105%/100%，則我們預計2021～2023年國內光纖激光器出貨功率同比增速分別為96%/77%/69%。

2）根據(jù)長光華芯招股書，截至2021年底公司單管芯片電光轉換效率達60%~65%，產品技術水平與國外先進水平同步，我們保守估計2021～2023年國內光纖激光器電光轉換效率保持60%不變。根據(jù)創(chuàng)鑫激光招股書，公司合束器產品耦合輸出總體合束效率超過98%，耦合效率達國內先進水平，我們假設激光芯片耦合輸出效率2021～2023年保持穩(wěn)定，維持在98%；

3）激光芯片單瓦價格方面，根據(jù)長光華芯招股書，公司2020年及1H21單管芯片單價分別為18.95/14.1元，單管芯片平均功率分別為15W/18W，即2020/2021年單瓦價格分別為1.26/0.78元（2021年以1H21價格為代表），對應的2021年同比降幅為38%。未來來看，我們認為中游激光器廠商基于降本角度的考慮，以及在高功率半導體激光芯片規(guī)?；慨a、技術突破下單瓦價格預計保持下降趨勢；降幅方面，我們認為經歷近年國內激光芯片價格的快速下行，以及隨著激光芯片向更高功率發(fā)展背景下，行業(yè)出貨結構或向更高價值量產品傾斜，我們預計2022～2023年激光芯片單瓦價格降幅或較2021年趨緩，假設分別同比下降20%/15%；

4）根據(jù)Laser Focus World數(shù)據(jù)，2020年工業(yè)用激光器占比、非工業(yè)用激光器占比（除光通信）分別為39%、36%。工業(yè)用激光器方面，我們認為行業(yè)市場規(guī)模有望在激光焊接、激光清洗等新興應用快速發(fā)展下保持穩(wěn)健增長，預計2021～2023年國內工業(yè)用激光器占比分別為40%/41%/42%。非工業(yè)用激光器方面，我們假設2021～2023年占比保持穩(wěn)定，分別為37%/36%/35%；

基于以上假設，我們測算2021～2023年國內激光芯片（除光通信）市場規(guī)模分別為8.9/12.3/17.3億元，對應期間CAGR為33.3%。

競爭格局：海外起步早，國產廠商逐漸趕超，長光華芯系國內廠商份額第一

2020年國產高功率激光芯片份額占比超20%。高功率半導體激光芯片方面，美國和歐洲起步較早，技術上具備領先優(yōu)勢，傳統(tǒng)國際巨頭包括II-VI、Lumentum、ams Osram、IPG等（其中IPG主要為自用）；國內半導體激光芯片行業(yè)隨著技術的不斷突破，處于快速發(fā)展期，主要廠商包括長光華芯、武漢銳晶、度亙激光、華光光電、深圳瑞波等。根據(jù)長光華芯招股書測算，2020年長光華芯、武漢銳晶占國內高功率半導體激光芯片市場份額分別達13.4%/7.4%，國產率近21%。我們認為未來在長光華芯、武漢銳晶等公司持續(xù)開拓下，半導體激光芯片國產化進程有望持續(xù)邁進。

高速率激光芯片：低端市場國產化成熟；中高端市場漸次突破

高速率激光芯片作為光模塊發(fā)射端核心元器件，很大程度上決定了光模塊的傳輸速率。展望高速率激光芯片行業(yè)未來，我們判斷：

1）行業(yè)出貨結構向25G及以上速率芯片進一步傾斜。在數(shù)通以及電信市場需求的拉動下，我們測算全球高速率激光芯片市場規(guī)模將由2021年的11億美元提升至2025年的19億美元，對應期間CAGR為14%；其中25G及以上速率芯片市場規(guī)模預計由2021年的8億美元提升至2025年的17億美元，對應期間CAGR為20%，出貨金額的占比有望由2021年的73%提升至2025年的90%，有望實現(xiàn)超越行業(yè)的增長，我們認為驅動因素主要系全球移動通信、數(shù)據(jù)中心等領域通信系統(tǒng)向更快傳輸速率升級背景下，更高速率的激光芯片需求有望快速釋放。

2）2.5G、10G芯片部分市場已實現(xiàn)進口替代，未來國產廠商有望突破25G核心市場。2.5G及以下光芯片方面，我國已基本實現(xiàn)國產化；在10G芯片方面，源杰科技等國產廠商已在部分細分市場取得領先的份額，但部分較高技術門檻市場仍依賴進口。25G及以上市場為我國國產化薄弱環(huán)節(jié)，根據(jù)ICC統(tǒng)計，25G光芯片的國產化率約20%，但25G以上光芯片的國產化率仍較低約5%。我國廠商在應用于5G基站前傳光模塊的25G DFB激光器芯片有所突破，數(shù)據(jù)中心市場光模塊企業(yè)開始逐步使用國產廠商的25G DFB激光器芯片。

高速率激光芯片：光通信系統(tǒng)核心上游元器件

高速率激光芯片：光通信系統(tǒng)發(fā)射端核心上游元器件，為系統(tǒng)帶寬的決定因素之一。根據(jù)源杰科技招股書，光通信系統(tǒng)中的光芯片包括激光器芯片與探測器芯片，在光通信的產業(yè)鏈中，光芯片可以進一步組裝加工成光電子器件，再集成到光通信設備的收發(fā)模塊實現(xiàn)廣泛應用。光通信系統(tǒng)傳輸信號過程中，發(fā)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。本章中我們重點討論發(fā)射端中的高速率激光芯片，作為實現(xiàn)電信號轉換為光信號的核心上游元件，高速率激光芯片是決定信息傳輸速度和網絡可靠性的關鍵元件之一。

行業(yè)未來有望向更高調制速率發(fā)展。調制速率是衡量高速率激光芯片性能的核心指標之一，其指的是信號被調制以后在單位時間內的變化，即單位時間內載波參數(shù)變化的次數(shù)，它是對符號傳輸速率的一種度量。光芯片的調制速率較大程度上決定了光模塊向高速率演進的速度。按照調制速率的不同，高速率激光芯片可分為2.5G、10G、25G及以上各速率光芯片，光芯片調制速率越高，對應的光模塊單位時間傳輸信號量越大。隨著更高速率光模塊的持續(xù)發(fā)展，預計將帶動更高速率激光芯片需求的釋放。

定量測算：2025年全球高速率激光芯片市場規(guī)模有望突破19.37億美元

我們基于源杰科技于2022年5月7日發(fā)布的第一輪審核問詢函回復中的測算，得到2021年全球高速率激光芯片市場規(guī)模為11.38億美元，預計至2025年將增長至19.37億美元，對應2022~2025年CAGR為14.22%。具體假設如下：

根據(jù) LightCounting 數(shù)據(jù)：

5）2021年全球2.5G及以下光模塊市場規(guī)模約5.58億美元，其中數(shù)據(jù)中心市場/接入網市場（包含光纖接入和4G/5G移動通信網絡）分別約1.24 /4.34億美元；10G光模塊市場規(guī)模約14.40億美元，其中數(shù)據(jù)中心市場/接入網市場分別約6.00/8.41億美元；25G及以上速率光模塊市場規(guī)模約67.22億美元，其中數(shù)據(jù)中心市場/接入網市場分別約41.71/25.51億美元。

6）預測至2025年，全球2.5G及以下光模塊市場規(guī)模約0.46億美元，其中數(shù)據(jù)中心市場/接入網市場分別約0.41/0.05億美元；10G光模塊市場規(guī)模約11.90億美元，其中數(shù)據(jù)中心市場/接入網市場分別約2.66/9.24億美元；25G及以上速率光模塊市場規(guī)模約140.11億美元，其中數(shù)據(jù)中心市場/接入網市場分別約86.03/54.08億美元。

根據(jù)源杰科技回復意見中的數(shù)據(jù)：

7）2.5G光芯片、10G光芯片、25G及以上光芯片對應的光模塊毛利率分別為25%、25%和30%；

8）直接材料占光模塊成本比例為80%；

9）光芯片（含發(fā)射芯片+探測芯片）及組件占數(shù)據(jù)中心光模塊材料比例為50%，光芯片（含發(fā)射芯片+探測芯片）及組件占接入網光模塊材料比例為85%；

10）光芯片（含發(fā)射芯片+探測芯片）占光芯片及組件材料比例為70%。

基于以上假設，我們測算2021年全球光芯片（含發(fā)射芯片+探測芯片）市場規(guī)模為22.75億美元，其中，2.5G光芯片/10G光芯片/25G及以上光芯片市場規(guī)模分別為1.81/4.26/16.68億美元。預計2025年全球光芯片（含發(fā)射芯片+探測芯片）市場規(guī)模為38.74億美元，其中，2.5G光芯片/10G光芯片/25G及以上光芯片市場規(guī)模分別為0/3.86/34.88億美元。

2025年全球高速率激光芯片市場規(guī)模有望突破19.37億美元。高速率激光芯片市場規(guī)模方面，根據(jù)德科立公司于2022年4月20日發(fā)布的第二輪審核問詢函的回復，德科立公司2021年采購的25G DML發(fā)射芯片與APD接收光芯片單價分別為106.04/106.22元，單價較為接近，我們基于此假設高速率激光芯片與探測芯片價值量相等，即高速率激光芯片市場規(guī)模占上文中測算的光芯片（含發(fā)射芯片+探測芯片）市場規(guī)模的一半，得到全球高速率激光芯片市場規(guī)模有望由2021年的11.4億美元提升至2025年的19.4億美元，期間CAGR為14%；其中25G及以上速率芯片市場規(guī)模預計由2021年的8.34億美元提升至2025年的17.44億美元，對應期間CAGR為20.25%，出貨金額的占比有望由2021年的73%提升至2025年的90%，有望實現(xiàn)超越行業(yè)的增長。

競爭格局：部分2.5G/10G市場已實現(xiàn)國產化，25G市場進口替代空間廣闊

部分2.5G/10G市場已實現(xiàn)國產化，25G市場進口替代空間廣闊。海外光通信企業(yè)憑借先發(fā)優(yōu)勢積累核心技術及生產經驗，逐步實現(xiàn)產業(yè)閉環(huán)建立起較高的行業(yè)壁壘。國內方面，近年來伴隨相關產業(yè)政策的扶持以及企業(yè)加大創(chuàng)新投入，逐漸涌現(xiàn)出源杰科技、云嶺光電、武漢敏芯等一批優(yōu)秀光芯片國產企業(yè)。當前2.5G/10G激光芯片已實現(xiàn)國產化突破，25G及以上高速率光芯片國產化率仍多依賴進口，未來伴隨國產廠商技術的進一步提升，對高速率光芯片的進口替代有望持續(xù)推進。

2.5G及以下產品已實現(xiàn)國產化。2.5G及以下速率光芯片方面，我國光芯片企業(yè)已基本掌握核心技術，2.5G光芯片市場已基本實現(xiàn)國產化。根據(jù)ICC統(tǒng)計，2021年全球2.5G及以下 DFB/FP激光器芯片市場中，國產廠商占比較高，其中，占比超過10%的較為領先的廠商包括武漢敏芯（份額為17%）、中科光芯（份額為17%）、光隆科技（份額為13%）、光安倫（份額為11%）。

10G產品在部分領域已取得國產化突破。我國光芯片企業(yè)已基本掌握10G光芯片的核心技術，但部分型號產品仍存在較高技術門檻，依賴進口。根據(jù)ICC統(tǒng)計，2021年全球10G DFB激光器芯片市場中，較為領先的廠商包括源杰科技（份額為20%）、住友電工（份額為15%）。但另一方面，部分10G光芯片產品性能要求較高、難度較大，如10G VCSEL/EML激光芯片等，國產化率不到40%（ICC數(shù)據(jù)）。

25G及以上速率產品進口替代空間廣闊。25G及以上光芯片包括25G、50G、100G激光器及探測器芯片。隨著5G建設推進，我國光芯片廠商在應用于5G基站前傳光模塊的25G DFB激光器芯片有所突破，數(shù)據(jù)中心市場光模塊企業(yè)開始逐步使用國產廠商的25G DFB激光器芯片，根據(jù)ICC統(tǒng)計，25G光芯片的國產化率約20%，但25G以上光芯片的國產化率僅為5%。

光探測芯片：光通信較成熟，SPAD/SiPM國產化有望從1到N

車載激光雷達有望為光探測芯片行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。目前光探測芯片已廣泛應用于手機、光通信、智能家電（掃地機器人等）等場景，隨著車載激光雷達產業(yè)的快速發(fā)展，我們認為光探測芯片作為激光雷達接收端核心元器件，有望迎來新的發(fā)展機遇。從技術方案來看，SPAD/SiPM相比APD具有更強的探測靈敏度（倍增能力），同時SiPM為陣列形式更易于與陣列光源相匹配，且更易集成CMOS工藝降低成本，故SPAD/SiPM有望是激光雷達接收端芯片的未來之選。襯底材料方面，出于成本優(yōu)勢及技術成熟度考量，硅基材料在目前及未來一段時間內引領市場。

光通信用APD/PIN已實現(xiàn)國產化，國內廠商有望在SPAD/SiPM實現(xiàn)國產化從1到N的突破。目前我國在光通信用APD/PIN市場已實現(xiàn)國產化突破；相比之下，根據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，2020年全球SiPM市場上安森美、濱松、索尼等頭部廠商市占率合計83%，市場集中度高，我國國產廠商目前尚未在SPAD/SiPM等市場形成大規(guī)模供貨。展望未來，我們判斷國內SPAD/SiPM廠商隨著技術的不斷成熟，或從消費電子（手機、掃地機器人）等市場率先實現(xiàn)進口替代；隨著國產廠商產品的量產性能、良率趨于成熟，有望進一步向車載激光雷達等高端市場滲透。

光探測芯片：探測器核心元件，實現(xiàn)光信號轉換為電信號

光電探測器主要實現(xiàn)光信號向電信號轉換，光探測芯片是其中核心。光電探測器能夠檢測光信號并完成光信號向電信號的轉換，具體而言，光通信系統(tǒng)傳輸信號時，發(fā)射端通過激光器芯片進行電光轉換，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。光探測芯片是光電探測器內部的核心元器件，因器件結構的不同，使得由其構成的探測器在應用領域上有所區(qū)別。

光電探測器廣泛應用于軍用與民用領域，我們重點關注光通信和激光雷達應用。光電探測器在軍用以及民用領域均有廣泛用途，可以應用在光通信、自動駕駛（激光雷達）、消費電子、醫(yī)療器械、物聯(lián)網、檢驗檢測、安防等領域。本篇報告中我們主要討論其在光通信和車載激光雷達等民用領域中的應用。根據(jù)2022年維科網及前瞻產業(yè)研究數(shù)據(jù)，光器件在光模塊中成本占比73%，而在光器件中，光接收次模塊ROSA（以探測芯片為主）成本占比32%。根據(jù)2022年Icbank半導體行業(yè)觀察數(shù)據(jù)，光探測芯片在激光雷達的成本中占20%~30%。

技術發(fā)展：APD向SPAD發(fā)展；材料以硅基為主

以器件結構方案分類：APD主導現(xiàn)行應用，激光雷達未來趨于SPAD

光探測芯片可分為PIN、APD、SPAD、SiPM四類。依據(jù)器件結構方案可以將光探測芯片分為PIN-PD光電二極管、APD雪崩二極管、SPAD單光子雪崩二極管以及SiPM（或稱MPPC，濱松根據(jù)其原理命名）硅光電倍增管等。PIN、APD工作在線性模式下，偏置電壓低于雪崩電壓，對入射光電子起到線性放大作用，增益能力較低；SPAD、SiPM（SPAD的一種陣列衍生）工作在蓋革模式下，該模式偏置電壓高于雪崩電壓，增益能力高，單個光子吸收即可使探測器輸出電流達到飽和。

光通信和激光雷達對光探測器要求不同。光通信需求更高的帶寬、更快的響應速度及更低的噪聲，因而偏向于線性響應性質（具有線性工作區(qū)，可以保證光信號傳輸速度以及準確率）的器件，如PIN、APD。激光雷達需求更高的靈敏度（如弱光下也能完成有效探測，考驗光探測器對光信號的增益能力），更低的功耗等，如SPAD、SiPM等。

1）光通信領域：APD較PIN應用更廣泛，SPAD不適用

主流方案是APD與PIN，APD使用更廣泛。PIN方案只能實現(xiàn)光電轉換功能，沒有倍增能力，輸出光電流較弱，因此對環(huán)境要求高，僅適用于低靈敏度、中短距離的場景。APD除了可以實現(xiàn)光電轉換功能外，還具有一定的倍增能力，以及更高的靈敏度、更好的環(huán)境適配性等，作為代價APD在成本上比PIN更高。對于多數(shù)場景來說是比PIN更可靠的方案，因為廣泛應用于光通信領域。

SPAD不適用光通信領域。根據(jù)《應用于可見光通信系統(tǒng)的APD器件研究》（曾虹諳，2021）、《基于微納結構的硅基高速探測器研究進展》（王昊璇等，2020）以及《基于標準CMOS工藝線性APD倍增區(qū)的優(yōu)化仿真》（鞠國豪等，2018）所做研究，SPAD并不適用于目前的光通信系統(tǒng)。雖然SPAD在黑暗中更敏感，但是SPAD因其結構使載流子渡越時間長，故而有限的輸出脈沖寬度和光子探測效率限制了它的靈敏度和帶寬，使得它的響應速度無法滿足光通信的要求。

2）激光雷達領域：APD是現(xiàn)行成熟方案，SPAD/SiPM是未來發(fā)展趨勢

APD目前應用最廣泛，而SPAD和SiPM是未來之選。對于激光雷達領域，APD也是目前應用最廣泛的探測芯片方案，因其具備10-100倍的增益能力，能在低光強環(huán)境下完成有效探測。激光雷達未來會更傾向于SPAD/SiPM（SiPM本質上是SPAD的陣列形式），原因是：SPAD/SiPM相對APD具備兩大優(yōu)勢：1）SPAD/SiPM是工作在蓋革模式下的雪崩二極管，理論上的增益能力是APD的100萬倍以上，可在更低的光強環(huán)境下完成探測任務；2）SiPM是多個SPAD的陣列形式，與未來的陣列式光源契合，并可獲得更高的可探測范圍，也更易集成CMOS工藝。國外知名激光雷達廠商Ouster、ibeo、Opsys等均已在布局VCSEL+SPAD方案的激光雷達，預計將于未來三年內陸續(xù)推出。

市場空間：光探測芯片全球市場規(guī)模45.6億美元，海外龍頭雄踞市場

全球光探測芯片市場規(guī)模45.6億美元，APD市場CR3為45%。根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)及預測，2021年全球光探測芯片市場規(guī)模為45.6億美元，基于光電探測器在光通信、視頻成像、激光雷達、醫(yī)學探測領域的廣泛應用前景，預計2022E-2025E全球光探測芯片市場保持10.0%的年均復合增速，至2025年市場規(guī)模達66.7億美元。APD作為目前主流技術方案，根據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，2020年，F(xiàn)irst-sensor、濱松和Kyosemi為市場份額前三名，CR3達到45%，市場較為集中，但新晉企業(yè)也能占據(jù)一定的份額。

全球SiPM市場規(guī)模為1.25億美元，我國占36%，主要應用為3D測距成像。根據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)及預測，2020年全球SiPM市場規(guī)模為124.9百萬美元，預計2021E-2027E保持6.5%的CAGR，到2027年增長至193.6百萬美元，按SiPM類型可分為單體式和陣列式，目前單體式更廣泛，占比為62.8%。2020年我國SiPM市場規(guī)模為44.8百萬美元，占全球市場的35.8%，亞太地區(qū)被認為是未來硅基光電探測器市場的重點區(qū)域，預計我國市場2021E-2027E的年均復合增速為7.2%，略高于全球水平，到2027年我國市場為72.9百萬美元，屆時占全球比例為37.7%。應用方面，根據(jù)QYResearch統(tǒng)計，3D測距與成像的應用領域銷售量占比最大，2020年的市場總量為76.9萬件，總收入為32.6百萬美元，占據(jù)總市場規(guī)模的26.09%。

全球SiPM市場集中度較高。根據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，全球SiPM市場主要集中于頭部企業(yè)，2020年以安森美、濱松、博通為首的頭部廠商合計市占率達到83%，SiPM產品技術難度大，進入門檻高，且業(yè)內收購事件頻繁，新進入者較難立足。

光探測芯片產業(yè)鏈：海外巨頭產品成熟，國產替代需持續(xù)磨劍

光探測芯片整體國產化率低系生產體系的不完整、不穩(wěn)定。國內廠商在光探測芯片領域的市占率較低，根本在于沒有完整、穩(wěn)定的生產加工體系。根據(jù)中國電子元件行業(yè)協(xié)會發(fā)布的《中國光電子器件產業(yè)技術發(fā)展路線圖（2018-2022年）》以及電子工程世界研究，我國SPAD等光芯片發(fā)展高度依賴生產工藝及封裝測試。比如目前在SPAD領域做的較好的安森美擁有大批量封裝測試經驗（并外延收購SPAD廠商）、CIS/CCD玩家佳能、索尼（擁有完善的生產體系）。然而，我國廠商生產工藝較不成熟，且缺少本土優(yōu)質代工平臺，因而在芯片流片加工上嚴重依賴如美國、新加坡、德國等國家的代工廠，加之熟悉相關工藝的技術人員稀缺，造成關鍵技術發(fā)展緩慢、芯片研發(fā)周期較長、效率較低等，因而與海外技術存在差距。

國產芯片具備本土化優(yōu)勢，在產品性能、量產能力方面需持續(xù)磨劍。我們認為，相比國外供應商，國內探測芯片廠商在產品的定制化上有較好的靈活性，價格也有一定的優(yōu)勢，未來在產品、技術上不斷突破，有望推進國產替代進程，在產品性能、量產能力等方面需要持續(xù)磨礪。目前，不乏國產公司在單項產品力上領先國際，如根據(jù)靈明光子官網，靈明光子基于波長905nm處的單光子探測效率（PDE）達到25%，超過行業(yè)平均的5%~18%。

海外公司產品成熟、布局全面，已在下游廣泛應用

海外巨頭產品成熟布局全面，已在下游廣泛應用。海外方面，濱松、First Sensor、博通等廠家布局全面，實現(xiàn)從PD、APD到SPAD/SiPM的光探測芯片產品全覆蓋，濱松已在積極轉移戰(zhàn)略重心，自APD向SPAD/SiPM的轉化。此外安森美、Lumentum、II-VI、Kyosemi、索尼、佳能、Excelitas等企業(yè)也在各自涉獵領域實力出眾，引領行業(yè)發(fā)展。

國內公司規(guī)劃分明，APD廠商相對成熟，創(chuàng)新性企業(yè)重點布局SPAD/SiPM

國產替代方興未艾，創(chuàng)企重點布局SPAD/SiPM。國內目前參與廠商較散，產品體系豐富度、成熟度低，廠商對于探測芯片方案的選擇較為分明，以光迅科技、光森電子、三安光電為首的公司選擇傳統(tǒng)成熟的PIN-PD、APD領域，產品較多運用于光通信產業(yè)鏈中；以芯視界、靈明光子、阜時科技為首的一眾創(chuàng)企較多選擇布局未來方向的SPAD/SiPM，國產SPAD/SiPM探測器正陸續(xù)應用于消費電子、激光雷達、AR/VR、醫(yī)療等領域。

VCSEL：3D傳感、激光雷達等市場需求有望推動行業(yè)高增長

VCSEL基于量產成本低、波長穩(wěn)定等優(yōu)勢，隨著VCSEL功率密度等性能持續(xù)提升，有望成為半固態(tài)/固態(tài)激光雷達發(fā)射端核心元器件。展望VCSEL芯片行業(yè)未來發(fā)展趨勢，我們判斷：1）需求端有望伴隨全球車載激光雷達出貨量快速提升而釋放。我們測算國內激光雷達用VCSEL芯片市場規(guī)模有望由2022年的0.26億元增長至2025年的10.14億元，對應2023~2025年CAGR為238.3%；2）目前海外龍頭Lumentum、II-IV占據(jù)市場主要份額（2020年合計占比80%），而長光華芯等頭部國內廠商有望在技術不斷成熟、客戶認證推進等背景下加速進口替代步伐。

VCSEL光源優(yōu)勢突出，受激光雷達應用推動市場規(guī)?？焖僭鲩L

車載激光雷達有望催生VCSEL行業(yè)新機遇。相較LED和EEL等其他光源，VCSEL激光器具有許多優(yōu)勢，例如量產成本低（晶圓級工藝）、波長穩(wěn)定性高（溫漂小）、易于二維集成、低閾值電流、可高頻調制、沒有腔面閾值損傷等。根據(jù)Yole《VCSEL市場及技術趨勢報告》，自2017年蘋果在iPhoneX中引入3D傳感功能后，VCSEL在消費電子領域快速發(fā)展，主要應用領域逐漸由850nm器件的高速數(shù)據(jù)通信應用轉向940nm器件的3D傳感應用。近年來伴隨汽車“智能化“進程推進，車載激光雷達市場呈快速增長，VCSEL有望迎來第二個大規(guī)模應用機遇。

2021年禾賽科技發(fā)布首個VCSEL車規(guī)級長距半固態(tài)激光雷達。近年來伴隨技術的發(fā)展，VCSEL光源的功率密度和亮度實現(xiàn)了大幅提高，為其在車載激光雷達領域的應用提供可能，2021年禾賽科技和Lumentum合作發(fā)布業(yè)界首個基于VCSEL打造的車規(guī)級長距半固態(tài)激光雷達AT128，其中每臺AT128包含128個VCSEL陣列，在10%反射率情況下探測距離可達200米。我們認為未來在低成本、高效率等優(yōu)勢推動下，VCSEL有望激光雷達領域獲得更大的應用市場。

市場空間：2025年國內激光雷達用VCSEL芯片市場有望達10.14億元

根據(jù)我們于2022年7月14日發(fā)布的《長光華芯：光耀中國芯，激光芯片國產化領軍者》中的測算，2022年國內激光雷達用VCSEL芯片市場規(guī)模有望達0.26億元，預計至2025年達到10.14億元，對應2023~2025年CAGR為238.3%。

技術發(fā)展：多結實現(xiàn)功率密度提升

多結VCSEL技術發(fā)展推動VCSEL在車載激光雷達領域的應用。車載激光雷達應用要求VCSEL需具有較高的功率密度以實現(xiàn)長距離探測，目前常用的提升功率密度的辦法為多結VCSEL技術。多結VCSEL技術在結構上通過周期性垂直地將幾個PN結疊在一起，實現(xiàn)了更高的光學效率、更高的功率密度和更高的斜率效率，有效降低器件的熱負荷和封裝尺寸。2022年4月VCSEL巨頭Lumentum發(fā)布五結/六結VCSEL，最高功率密度超過1400W/mm2，國內方面縱慧芯光、長光華芯等公司均已實現(xiàn)五結VCSEL產品突破。

目前VCSEL功率密度仍遠小于EEL，各廠商技術改進下VCSEL有望縮小差距。VCSEL的成本低、溫漂小、發(fā)光面積大等優(yōu)勢使其在中短距FlashLiDAR系統(tǒng)具有吸引力，但另一方面，目前VCSEL與EEL亮度間的巨大差異仍限制了其更廣泛的應用。由于VCSEL一般通過增加發(fā)光點或單孔發(fā)光面積來提升光功率，而EEL激光器功率密度隨激光器長度增加而增加，因此VCSEL發(fā)光面積較大而功率密度遠小于EEL。根據(jù)Power Electronics數(shù)據(jù)，VCSEL功率密度一般約1000W/mm2，而EEL功率密度一般在10000W/mm2以上。

從各公司公開資料來看，EEL方面，歐司朗產品最高功率密度接近60000W/mm2；VCSEL芯片方面，海外廠商Lumentum 2022年4月發(fā)布M51-100產品最高功率密度超過1400W/mm2，國內廠商長光華芯的《投資者關系活動記錄表（5月）》顯示公司VCSEL功率密度已達1200W/mm2。伴隨VCSEL供應商不斷改進多結VCSEL技術，VCSEL亮度有望繼續(xù)縮小與EEL的差距，依靠其低成本優(yōu)勢獲取廣泛市場。

競爭格局：Lumentum、II-IV主導市場，國內廠商漸突圍

國內廠商研發(fā)與制造水平與國際領先水平尚有一定差距，國產化替代進程有望持續(xù)推進。目前，海外龍頭Lumentum、II-IV憑借技術優(yōu)勢主導芯片市場，根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，Lumentum、II-IV兩家公司2019、2020年市場份額合計占比分別為67.7%和79.6%。在生產模式上，Lumentum將外延環(huán)節(jié)外包，II-VI自產外延片。國內傳感應用類VCSEL企業(yè)主要包括長光華芯、縱慧芯光、睿熙科技、博升光電、檸檬光子、瑞識科技等，多為創(chuàng)業(yè)型企業(yè)，其中長光華芯等頭部廠商采用IDM模式，打造核心競爭力。

VCSEL產業(yè)鏈梳理

VCSEL產業(yè)鏈主要由結構設計、外延生長、晶圓制造、封裝測試四個環(huán)節(jié)組成，產業(yè)鏈高度細分、專業(yè)化程度高、擁有較高的技術門檻。相較邊發(fā)射激光器在光刻、鍍膜等環(huán)節(jié)的核心工藝門檻，VCSEL的多層外延結構對外延環(huán)節(jié)的技術要求很高。目前海外廠商在產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)占據(jù)主導地位，國內廠商不斷跟進。

硅光芯片：光子集成大勢所趨，海外巨頭領先布局

硅光芯片具有高集成度、低成本、高速光運輸?shù)奶攸c，在光子集成化背景下發(fā)展前景廣闊。硅光芯片下游應用場景豐富，主要可以分為三大應用領域：連接（用于數(shù)據(jù)中心和電信領域的光通信連接）、傳感（用于環(huán)境測量或識別，如激光雷達）和計算（用于新一代計算的量子光學），目前硅光芯片多用于光通信領域，未來有望在FMCW激光雷達、光子計算等領域進一步延拓。硅光產業(yè)鏈方面，目前海外廠商占主導地位，國內廠商仍處于持續(xù)跟進的階段，我國在硅光器件研究方面與國際先進國家同時起步，研究水平也相當，但在硅光芯片產業(yè)化發(fā)展和產業(yè)鏈方面，國內廠商與海外頭部廠商仍有較大差距。

光子芯片：以光波為載體，具備高速度、高并行性、高帶寬、低損耗特點

光子集成大勢所趨，硅光芯片發(fā)展前景廣闊。光子芯片根據(jù)基材的不同，大致可分為兩類：一種是在以InP為代表的“有源材料”上集成制作元件的光芯片；另一種則是在以硅為代表的“無源材料”上制作的，即硅光芯片。硅光是以硅光子學為基礎的低成本、高速的光通信技術，利用基于硅材料的CMOS微電子工藝實現(xiàn)光子器件的集成制備，融合了CMOS技術的超大規(guī)模邏輯、超高精度制造的特性以及光子技術超高速率、超低功耗的優(yōu)勢，把原本分離器件眾多的光、電元件縮小集成到至一個獨立微芯片中，實現(xiàn)高集成度、低成本、高速光傳輸。與分立器件光模塊相比，硅光子器件無需ROSA或TOSA封裝，集成度更高，更加適應未來高速流量傳輸處理需要，與此同時更緊密的集成方式降低了光模塊的封裝和制造成本，基于以上優(yōu)勢，硅光芯片技術廣受關注。

硅光技術的發(fā)展可以分為三個階段：①硅基器件逐步取代分立元器件，即用硅制造光通信底層器件，達到工藝的標準化。②集成技術從耦合集成向單片集成演進，實現(xiàn)部分集成，再把這些器件通過不同器件的組合，集成不同的芯片。③光電一體技術融合，光電全集成化，單芯片光電處理，最低延時，最佳體驗。目前在世界范圍內，硅光技術處于集成技術從耦合集成向單片集成演進的第二階段，目前在光通信系統(tǒng)中混合集成使用較多，還未實現(xiàn)光電全集成化，但單片集成也已經進入量產。

硅光芯片下游應用多點開花

硅光芯片當前主要應用于光通信等領域

下游應用領域廣泛，預計硅光芯片全球市場規(guī)模2020~2025年CAGR為52.4%。硅光芯片是基于硅晶圓開發(fā)出的光子集成芯片，在尺寸、速率、功耗等方面具有獨特優(yōu)勢，可廣泛應用于光通信（5G）、數(shù)據(jù)中心、人工智能、醫(yī)療檢測、高階計算、自動駕駛、國防等領域。根據(jù)Yole預測，全球硅光市場規(guī)模有望從2019年的4.8億美元增長至2025年的39.5億美元，2020~2025年CAGR達52.4%。

光通信為硅光芯片最主要下游市場。細分來看，Yole預計至2025年，數(shù)據(jù)中心收發(fā)器/長途收發(fā)器/5G收發(fā)器領域市場規(guī)模預計分別為36.0/1.9/0.6億美元，占硅光芯片市場總規(guī)模比例分別為91.1%/4.7%/1.5%，為硅光前三大主要應用市場，均屬于光通信領域。

5G時代帶來數(shù)據(jù)流量快速增長，硅光芯片以低成本解決傳輸速率問題。數(shù)據(jù)中心處理高速率流量需求不斷的提升對光通信性能提出了更高要求，要求光通信行業(yè)技術持續(xù)迭代升級以提高光通信產品的適應性和技術性。原有的Ⅲ-V族半導體激光芯片成本較高，并且能承受的調制帶寬受限，50Gbps成為單通道傳輸速率瓶頸，無法滿足更高帶寬的需求。與傳統(tǒng)光模塊方案相比，硅光芯片將多路激光器、調制器、探測器等光/電芯片都集成在硅光芯片上，硅光模塊在高速率下，仍具有器件小、穩(wěn)定性強和硅材料能耗低的特性，較傳統(tǒng)光模塊具有一定優(yōu)勢，硅光子技術能夠解決400G通信時代需要面對的PAM4電調制方案帶來的巨大損耗和8*50G的QSFP-DD方案引發(fā)的器件數(shù)量增加與工作帶來溫度提升帶來的溫漂等挑戰(zhàn)性問題。硅光方案目前被部分數(shù)據(jù)中心所采用，硅光產業(yè)有望得到快速發(fā)展。

硅光FMCW或將成為激光雷達優(yōu)質解決方案

硅光以其集成化優(yōu)勢，有效解決FMCW可靠性驗證難度大、成本較高的問題。FMCW路線的興起與硅光技術的發(fā)展密不可分，早期的FMCW激光雷達都是由各種分立器件堆疊起來，組件調試和器件成本都非常高，很難達到大規(guī)模商業(yè)化落地需求。但隨著硅半導體產業(yè)的成熟，基于硅CMOS半導體生態(tài)發(fā)展起來的硅光技術平臺，可有效把這些分立的器件集成到同一塊芯片上，乃至理想狀態(tài)下在FMCW中能將光學鏡頭和掃描部件芯片化，保障性能的同時降低成本，有望有效解決FMCW解決方案的可靠性驗證難度大、成本較高的問題。芯片級封裝、圖像級分辨率，硅光FMCW有望成為激光雷達關鍵技術路徑之一。

硅光FMCW有望隨著硅光技術的不斷發(fā)展實現(xiàn)產品量產。Aeva、Mobileye以及Aurora（收購Blackmore）是三家硅光芯片+FMCW技術路線的激光雷達代表企業(yè)。2021年Mobileye宣布將自主研發(fā)硅光芯片+FMCW（調頻連續(xù)波）技術路線，計劃2025年量產。2022年Avea發(fā)布首款汽車級4D激光雷達傳感器Aeries II，將關鍵的激光雷達光通信收發(fā)模塊集成到硅光子芯片中，并通過FMCW技術直接獲取500米內的物體移動速度。在中國市場，洛微科技（LuminWave）也已經進入產品化和驗證階段，2021年發(fā)布第二代FMCW光引擎模組。

光子計算：硅光子用于量子信息處理

以硅光芯片為基礎的光計算有望逐步取代電子芯片計算場景。據(jù)OpenAl統(tǒng)計，自2012年以來，每3-4個月人工智能的算力需求將翻倍，摩爾定律帶來的算力增長已無法滿足需求，硅光芯片更高計算密度與更低能耗的特性能有效的解決極致算力的應用需求。在數(shù)據(jù)搬運方面，光通信具有較大的優(yōu)勢；運行速率方面，目前大數(shù)據(jù)AI以線性運算為主，光的矩陣乘法并行能力較強，延時低于電芯片，并且在傳播的過程中不會發(fā)熱。根據(jù)達摩院預測，未來5-10年以硅光芯片為基礎的光計算將逐步取代電子芯片的部分計算場景。

硅光芯片的核心挑戰(zhàn)源于產業(yè)鏈以及工藝水平。（1）硅光芯片的設計、量產、封裝等未形成標準化與規(guī)?；瑢е缕湓诋a能、成本、良率上的優(yōu)勢還未顯現(xiàn)；（2）光計算領域的挑戰(zhàn)是精度低于電子芯片，應用場景受到限制，算力也要求更高的集成度，使得整體的商業(yè)化過程較為漫長。為了盡快突破上述瓶頸，硅光器件預計呈現(xiàn)兩大趨勢：協(xié)同封裝與芯片整合。協(xié)同封裝是通過TSV封裝的形式，將CMOS芯片與光學芯片整合在一起，硅光與采用TSV接口的CMOS芯片共同集成將成為必然，多家公司（如曦智科技、Ayar Labs和Lightmatter公司）正在為高光子集成做鋪墊；芯片整合則是完全形成單芯片解決方案，無需銅線連接，主要應用于光學的輸入和輸出。

全球硅光產業(yè)鏈全景：海外大廠搶先布局，國內廠商持續(xù)跟進

海外大廠搶先布局，國內廠商持續(xù)跟進。目前全球硅光領域產業(yè)化較領先的玩家包括思科、Intel 和Inphi。近幾年來包括思科、華為、Ciena、Juniper 等巨頭紛紛通過收購布局硅光技術。目前Intel、IBM、NEC、NTT、Fujitsu等企業(yè)都針對硅光芯片產業(yè)進行了布局，Marvell、思科、諾基亞等斥資百億美元先后并購Inphi、Acacia、Elenion等硅光領域的創(chuàng)新企業(yè)。目前，Intel和臺積電均大力開發(fā)硅光子制造工藝技術，已經形成了較為完整的硅光芯片產業(yè)鏈。我國在硅光器件研究方面與國際先進國家同時起步，研究水平也相當，但在硅光芯片產業(yè)化發(fā)展和產業(yè)鏈方面，國內廠商與海外頭部廠商仍有較大提升空間。

光芯片產業(yè)鏈代表性公司梳理

長光華芯：光耀中國芯，激光芯片國產化領軍者

深耕高功率半導體激光芯片，縱向+橫向打造激光產業(yè)“中國芯”。公司系國內少數(shù)具備高功率激光芯片量產能力的企業(yè)之一，實現(xiàn)了高功率激光芯片的國產化與進口替代。根據(jù)公司招股書測算，2020年公司占國內高功率半導體激光芯片市場份額的13.4%，位居國產廠商第一位，2021年公司已實現(xiàn)30W單管芯片量產，技術實力全球領先。在產品布局上，一方面，公司通過縱向延伸打通芯片→器件→模組→半導體激光器產業(yè)鏈條，實現(xiàn)了在高功率單管系列、高功率巴條領域的全產業(yè)鏈布局；另一方面，公司基于高功率半導體激光芯片的技術優(yōu)勢以及設計和量產能力，切入VCSEL及光通信芯片賽道，已建立了VCSEL產品包含外延生長、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。

切入頭部光纖激光廠商，業(yè)績快速增長?？蛻舴矫妫疽亚腥脘J科激光、創(chuàng)鑫激光等頭部光纖激光器廠商，1H21二者對公司單管芯片采購量較2020年全年金額分別增長365.1%、26.1%。受益于半導體激光芯片整體市場規(guī)模擴大與公司份額提升，2019/2020/2021公司營收分別為1.39/2.47/4.29億元，同比增速分別為49.8%/78.5%/73.59%，營收保持快速增長。同時，受益于進口替代進程加快，公司高毛利率的芯片類產品銷量較去年同期有所上升，帶動盈利能力提升，2021年歸母凈利潤為1.15億元，同比增長340.49%；根據(jù)2022年一季報，公司2022Q1實現(xiàn)歸母凈利潤0.28億元，同比增長45.73%。

源杰科技：國內領先的高速率激光芯片廠商，IDM模式鑄就核心競爭力

優(yōu)質高速率半導體光芯片供應商，進入國內外知名運營商網絡供應體系。公司聚焦于光芯片行業(yè)，主要產品包括2.5G、10G、25G及更高速率激光器芯片系列產品等。經過多年研發(fā)和產業(yè)化積累，公司已擁有多條覆蓋MOCVD外延生長、光柵工藝、光波導制作等全流程自主可控的生產線，實現(xiàn)向客戶A1、海信寬帶、中際旭創(chuàng)、博創(chuàng)科技、銘普光磁等國際前十大以及國內主流光模塊廠商批量供貨，產品最終應用于中國移動、中國聯(lián)通、中國電信、AT&T等國內外知名運營商網絡中，已成為國內領先的光芯片供應商。由于下游客戶在選擇光芯片產品時需要經過較長的驗證過程，公司率先進入供應商體系，建立了較高的客戶資源壁壘。

低速率激光芯片市場實現(xiàn)差異化，并率先攻克高速率激光芯片市場。國內光芯片市場中，2.5G、10G激光器芯片市場國產化程度較高，但不同波段應用場景不同，工藝難度差異大，公司憑借長期技術積累為光模塊廠商提供全波段、多品類的產品，同時提供更低成本的集成方案，實現(xiàn)差異化競爭，據(jù)CIC，公司在2.5G及以下光芯片市場中發(fā)貨量占比為7%；25G及更高速率激光器芯片國產化率低，公司憑借核心技術和IDM模式，率先攻克技術難關，打破國外壟斷，并實現(xiàn)25G激光器芯片系列產品大批量供貨。

業(yè)績方面，2020年，受5G政策推動影響，公司的25G激光器芯片系列產品市場需求量激增，收入規(guī)模迅速增長；2021年，一方面受5G基站建設頻段方案調整影響，25G系列出貨量回落，另一方面受益于光纖接入市場需求，公司10G系列銷售規(guī)模增加，整體收益較上年持平。利潤方面，2019-2021年公司綜合毛利率分別為44.99%/68.15%/65.16%，主要受產品銷售結構、市場價格波動、技術工藝成熟度等因素的影響。

云嶺光電：致力于成為國際一流的光芯片供應商

專注中高端光芯片市場，擁有自主知識產權。武漢云嶺光電有限公司由國際領先的芯片專家團隊與華工科技于2018年1月共同發(fā)起設立，承載近20年的技術探索與市場實踐，專注于中高端光通信半導體光芯片產品，是擁有完全自主知識產權，具備全流程生產能力的IDM光芯片企業(yè)。

云嶺光電主營業(yè)務為2.5G/10G/25G全系列激光器（LD）和探測器（PD）光芯片及封裝類產品。公司建有光芯片研制平臺，擁有MOCVD材料生長，器件工藝制備，和后端測試封裝的完整生產線，從海外引入具有國外光芯片大廠多年工作經驗的核心技術團隊，掌握10G/25G高速率光收發(fā)芯片設計、高質量材料生長、關鍵工藝制備、和封裝測試的核心技術。公司具備年產芯片7500萬顆、TO 7200萬只的生產能力，致力于成為世界一流的光芯片企業(yè)，為全球光通信企業(yè)提供優(yōu)質全系列光芯片。

武漢敏芯：國內先進的全系列光芯片供應商

武漢敏芯：致力成為國內光通信器件領域的頭部芯片供應商。武漢敏芯半導體股份有限公司成立于2017年12月，是一家從事半導體光電芯片研發(fā)、制造和銷售的高新技術企業(yè)。產品涉及光通信、工業(yè)激光、傳感和消費等領域。作為光通信領域國內首家獨立的全系列光芯片供應商，公司主營業(yè)務為2.5G/10G/25G/50G全系列激光器和探測器光芯片及封裝類產品。

具有高中低端全品類研發(fā)和生產能力的國產光芯片制造商。敏芯半導體擁有先進的光芯片生產線及芯片封裝平臺，于2019年實現(xiàn)首批光芯片產品量產，后續(xù)接連發(fā)布25G DFB激光器芯片和25G PD探測器芯片及陣列產品， 2020年上半年實現(xiàn)了25G DFB和25G PD系列芯片大批量供貨，成為業(yè)內唯一具有高中低端全品類研發(fā)和生產能力的國產光芯片制造商，填補了中國市場空白。公司將緊抓光通信網絡領域的產品升級機會，實現(xiàn)從2.5G、10G、25G到50G乃至100G光芯片的較大規(guī)模國產化替代，致力于成為國內光通信器件領域的頭部芯片供應商。

中科光芯：掌握完整的光芯片及器件全產業(yè)鏈生產線

創(chuàng)始人研發(fā)實力強，公司技術儲備豐富。福建中科光芯光電科技有限公司（簡稱中科光芯），成立于2011年，由中科院福建物質結構研究所課題組組長、博士生導師，擁有二十多年半導體激光器研發(fā)及光電子集成制程平臺經驗的蘇輝博士創(chuàng)立。

產品線完整，長期承擔國家項目。公司擁有完整的外延生長、芯片微納加工及器件封裝產業(yè)線，現(xiàn)有產品包括外延片、芯片、TO器件、光器件、模塊等，是一家真正擁有獨立自主知識產權的，能夠獨立設計并量產光芯片和器件的高新技術企業(yè)。中科光芯還長期承擔科技部定向專項、科技部重點研發(fā)計劃、863計劃和其他國家級項目，福建省重大科技專項、企業(yè)橫向項目等，重點開發(fā)高可靠性和高性能激光和探測器件芯片。

靈明光子：國內領先的光子探測芯片廠商，三大產線多元化布局

聚焦單光子探測器賽道，dToF技術優(yōu)勢明顯。靈明光子創(chuàng)立于2018年，致力于單光子探測器（SPAD）賽道，為手機、激光雷達、機器人、無人機、VR/AR設備等應用提供自主研發(fā)的高性能dToF深度傳感器芯片。dToF（direct time-of-flight，直接測量飛行時間）直接向測量物體發(fā)射光脈沖，測量反射光脈沖和發(fā)射光脈沖之間的時間間隔來計算待測物體的距離。dToF可以單點測距，也可以配合掃描或光學鏡頭進行成像，為未來元宇宙中物理世界和數(shù)字信息世界的實時交互填補3D智慧感知拼圖。

三大產品線針對性設計，核心技術壁壘較高。靈明光子SPAD產品三大產業(yè)線包括硅光倍增管（SiPM）、有限點dToF芯片及模組、單光子成像陣列（SPADIS）及dToF模組。公司掌握國際領先的SPAD器件設計和工藝能力，基于波長905nm處的單光子探測效率（PDE）達到25%，為世界紀錄級別，遠超行業(yè)平均的5%-18%，可以實現(xiàn)探測距離更遠、功耗更低、體積更小。同時，靈明光子也擁有國內唯一、全球稀缺的成熟3D堆疊dToF芯片設計和工藝能力，并已成功研發(fā)多款3D堆疊SPADIS芯片。

南京芯視界：深耕dToF領域，SPAD技術領先

先進的光電轉換器件設計及單光子檢測成像技術，在技術和實用性上處于領先地位。visionICs（芯視界前身）于2016年在美國硅谷Santa Clara市成立，成立之初即開始dToF研發(fā)，并堅持走單光子直接ToF的技術路線。公司擁有芯片級的光電轉換器件設計和單光子檢測成像技術，主營基于單光子探測的一維和三維ToF傳感芯片。硅谷的海外研發(fā)機構為芯視界提供技術支撐。

單光子檢測方案顯著降低能耗。芯視界發(fā)布全球領先的基于單光子檢測的激光測距ToF芯片，在低成本CMOS工藝上實現(xiàn)了高靈敏度、高分辨率單光子檢測陣列，集成了自主研發(fā)的高精度測距電路和抗干擾數(shù)字算法。相比較于目前修改CMOS像素圖像傳感器而實現(xiàn)的間接ToF三維測距，基于單光子像素（SPAD）陣列的直接ToF擁有超高的光電探測靈敏度，實現(xiàn)低激光功率下的遠距離探測，降低整體系統(tǒng)的功耗和成本。

阜時科技：掌握SPAD芯片核心技術，切入乘用車激光雷達供應鏈

阜時科技2017年11月底成立于深圳，重點研發(fā)生物傳感及機器視覺系列芯片及配套算法SDK，為手機集成商、方案商及終端品牌客戶提供高性能的系統(tǒng)級完整解決方案，致力于推動人機交互智能化升級。公司目前已積累積累了SPAD、光學傳感和人臉識別三大產品線，產品和技術已經服務了10多個行業(yè)，為手機、IoT、自主移動設備、汽車等終端提供芯片及完整的技術解決方案，旗下共有超過50款不同型號的六大類芯片產品。

服務配套完善，覆蓋一線廠商。公司一邊自主開發(fā)有廣闊市場前景的、可實現(xiàn)商業(yè)價值的芯片，一邊為一線品牌廠商定制芯片，且從調試、測試、算法驗證到售后配套，均提供高品質的一條龍服務。具有完整的芯片設計、軟硬件支持、核心算法開發(fā)等能力，已成功量產應用于一線廠商。根據(jù)36氪于2022年7月27日的報道，2022 年初阜時科技已成功拿到頭部車企激光雷達廠商的SPAD芯片定制訂單，并于2022年批量交付客戶。

蘇州熹聯(lián)：以硅光科技構建數(shù)字化未來

高效能光通信解決方案提供商。蘇州熹聯(lián)光芯微電子科技有限公司成立于2020年7月20日，由半導體、硅光及金融等領域多位資深專家領頭，致力于打造硅光領先技術平臺，努力推動全球5G、數(shù)據(jù)中心及數(shù)字化進程。為了快速實施在硅光領域的戰(zhàn)略布局，熹聯(lián)光芯于2021年10月份完成了對德國Sicoya GmbH的100%股權并購。公司以蘇州為總部，以上海和柏林研發(fā)中心為雙引擎，結合國內制造基地強大的量產實力，將快速實現(xiàn)推動硅光科技的發(fā)展。

全球硅光科技引領者，占據(jù)高端。公司在硅光領域有10多年的技術積累和儲備，擁有硅光領域完整的自有設計器件IP組合，同時擁有光電一體全集成化的硅光芯片技術。公司擁有完善的專利體系，核心技術能夠涵蓋多種產品和應用領域，從無線通信、數(shù)據(jù)通信（光引擎&光模塊）、服務器網絡、智能駕駛、激光雷達、生物傳感等擁有多領域技術儲備和商業(yè)合作。目前在全球范圍擁有50多項硅光授權發(fā)明專利，同時還有50多項正在申請中公司目前擁有多家全球行業(yè)一流的客戶，均在穩(wěn)定的批量交貨和商業(yè)技術合作中。

中科鑫通：光子芯片技術領先，提供國產核心方案

專注光子芯片領域，核心技術先進。中科鑫通成立于2020年，是一家光子芯片設計制造商，公司主要從事光子芯片與系統(tǒng)的研發(fā)制造及應用，產品廣泛應用于微波射頻系統(tǒng)、光通信、數(shù)據(jù)中心、衛(wèi)星通信、智能網聯(lián)汽車、人工智能、生命科學以及量子信息等領域。中科鑫通積極推動光子產業(yè)化，近年來在集成電路和微波光子產業(yè)的發(fā)展布局涉及多個領域，特別是在“微波光子集成芯片”領域的研發(fā)、設計及產業(yè)化能力處于國內領先地位。

技術領先國際，提供國產核心方案。中科鑫通在光子芯片領域的新一代芯片化光源、集成光量子平臺、多材料集成工藝等方面取得了一系列國際領先的成果。未來的兩三年，中科鑫通將充分利用已有科研成果，在諸如新冠病毒快速檢測、激光雷達、量子計算機、大容量數(shù)據(jù)通信等領域提供切實可靠的國產核心芯片與方案支撐，加速國內量子信息、人工智能以及6G等前沿領域的實用化與規(guī)?；l(fā)展。

天孚通信：光器件整體解決方案引領者

致力成為光器件領域引領者，打造全球光網絡優(yōu)質鏈接。蘇州天孚光通信股份有限公司（簡稱TFC）2005年成立，是業(yè)界領先的光器件整體解決方案提供商。公司于2015年登陸中國創(chuàng)業(yè)板，目前己成為光器件細分行業(yè)龍頭企業(yè)。產品廣泛應用于光纖通信及光學傳感，智能汽車，生命科學等領域。天孚通信致力于成為引領光器件領域發(fā)展的國際一流企業(yè)，為全球光網絡暢通提供優(yōu)質連接。

規(guī)模實現(xiàn)擴張，業(yè)績增長勢頭穩(wěn)健。公司上市以來總營收實現(xiàn)穩(wěn)定增長，光有源器件板塊營收總體高增長。公司上市后加碼研發(fā)投入力度，不斷推出新的產品，拉動營收增長。2020 年公司在光引擎研發(fā)方面取得重大進展，光有源板塊同比增長迅速，推動公司整體營收與凈利潤快速提升。2021年公司實現(xiàn)營業(yè)收入10.32億元，同比增長18.20%；凈利潤3.06億元，同比增長9.77%，主要系全球數(shù)據(jù)中心規(guī)模建設帶動對光器件產品需求的持續(xù)增長，“面向5G及數(shù)據(jù)中心的高速光引擎建設項目”順利實現(xiàn)量產，及收購北極光電與天孚精密帶來營收與利潤增長。

新易盛：國內數(shù)通光模塊領域的頭部廠商

十年深耕軟件定義存儲，國內率先大規(guī)模商用。成都新易盛通信技術股份有限公司（簡稱“新易盛”），2008年成立于中國成都，并于2010年被認證為國家高新技術企業(yè)，是一家領先的光模塊解決方案與服務提供商。2016年，新易盛在深圳成功上市。新易盛一直專注于研發(fā)、生產和銷售多種類的高性能光模塊和光器件，產品可廣泛應用于數(shù)據(jù)中心、電信網絡（FTTx、 LTE和傳輸）、安全監(jiān)控以及智能電網等ICT行業(yè)。公司擁有3000多種產品，目前已具備800G光模塊的生產能力，預計2022年下半年量產。公司嚴格遵從TUV、CE、 UL、 FCC、FDA、RoHS、REACH和EMC等國際標準，產品已服務于來自全球60多個國家和地區(qū)的超過300個客戶。

云服務與5G等帶來旺盛需求，拉動公司業(yè)績迅速增長。近三年公司營業(yè)收入與凈利潤實現(xiàn)跨越式增長，目前增速趨緩而穩(wěn)健。2020年以來受到疫情影響，遠程辦公和在線娛樂等需求迅速增加，云服務需求加大，帶動光模塊需求增長。公司高速光模塊產品持續(xù)放量，營業(yè)收入迅速增長，海外收入尤為突出，實現(xiàn)翻倍增長。同時國內5G基礎設施建設也帶動公司相關產品銷售收入增長。2021年公司實現(xiàn)營業(yè)收入達29.08億元，同比增長45.57%；凈利潤6.62億元，同比增長34.60%，主要系公司研發(fā)取得多項突破成果，高速率光模塊營業(yè)收入增長迅速。

縱慧芯光：深耕VCSEL芯片核心技術，把握車載激光雷達機遇

掌握自主知識產權VCSEL芯片技術。縱慧芯光（Vertilite）成立于2015年，是一家創(chuàng)新型的光電半導體企業(yè)，致力于為全球客戶提供高功率以及高頻率VCSEL解決方案，主要研發(fā)生產VCSEL芯片、器件及模組等產品。公司由來自業(yè)界的經驗豐富的科學家和工程師組成，已成功發(fā)布了高性能產品，適用于3D傳感，光通信，工業(yè)自動化，生物醫(yī)學應用，汽車應用，消費電子和LiDAR解決方案的多樣化應用。

研發(fā)實力領先，產品性能先進。公司擁有卓越的研發(fā)團隊，世界頂尖的科技研發(fā)實力。公司主要以研發(fā)生產VCSEL芯片、器件及模組為主營業(yè)務（650到1000納米波段）。公司產品性能已達到世界先進水平，在國內處于絕對領先地位。公司產品廣泛應用在3D感知、虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實、自動駕駛、生物醫(yī)療傳感器和高速光通信等領域，目前已與國內頂尖的手機終端廠商和模組廠商深度合作，具有廣闊的市場前景。