报告出品方/作者：海通证券，余伟民）

1. 长光华芯：中国激光芯，打造激光芯片全产业链

1.1 中国激光芯，光耀美好生活

半导体激光器性能优、应用广，2021 年全球市场规模 79.46 亿美元。半导体激光 器在各类激光器中拥有最佳的能量转化效率，一方面可以作为光纤激光器、固体激光器 等多种光泵浦激光器的核心泵浦源使用；另一方面，随着半导体激光技术在功率、效率、 亮度、寿命、多波长、调制速率等方面的不断突破，直接半导体激光器被广泛直接应用 于材料加工、医疗、光通信、传感、国防等领域。根据公司招股书援引 Laser Focus World 预计，2021 年全球半导体激光器的市场规模为 79.46 亿美元，同比增长 18.18%。

随中国激光产业蓬勃发展，2020年高功率光纤激光器的国产渗透率预计达 57.58%， 但高功率半导体激光芯片仍依赖进口。近年来，国家不断推出相关政策推动光电子器件 行业的发展，国务院、国家发改委、工信部等部门以及相关行业协会陆续颁布与光电子 器件及下游行业发展相关的主要产业政策。

长光华芯是国内激光芯片的龙头企业。公司深耕半导体激光行业，兼备边发射和面 发射产品线，业务覆盖半导体激光芯片、器件及模块和激光器全产业链，广泛应用于工 业、光通和传感等领域。2020 年公司核心产品高功率半导体激光器芯片国内市占率达 13.41%，逐步实现了半导体激光芯片的国产化。（报告来源：未来智库）

1.2 核心高管持股比例较高，核心员工参与战略配售

公司核心管理人员具备较强的行业和产业经验。长光华芯目前核心高管包括闵大勇 （前华工科技总经理）、廖新胜（前恩耐激光副总经理，国家科技部高技术中心战略性先 进电子材料专业组总体专家）、王俊（前华工科技技术总监、兼职教授）等。

公司无实际控制人，核心高管持股比例较高，产业背景雄厚。上市前，公司第一大 股东华丰投资持有 18.38%的股权，其合伙人徐少华担任法人的江苏新恒通投资集团为 锐科激光股东。第二大股东苏州英镭直接持有公司 14.82%的股份，核心高管王俊、廖 新胜、闵大勇、潘华东持股比例分别为 50.4%、25.8%、13.38%和 10.42%。第三大股 东是由中科院长光所 100%持股的长光集团，直接持有公司 6.54%的股份。华科创投是 华工科技的控股投资公司，持有公司 3.46%的股份。苏州芯诚和苏州芯同为员工持股平 台，分别持有公司 1.59%和 1.47%的股份。

募投资金投向激光研发和生产领域。公司首次公开发行数量为 3390 万股，占发行 后股份总数的 25.00%。发行募集资金重点投向科技创新领域的项目为“高功率激光芯 片、器件、模块产能扩充项目”、“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”及“研发中心建设项目”，以上项目拟投入募集资金 10.48 亿元。

2022 年 4 月 1 日长光华芯上市，发行价格 80.80 元/股，募资资金总额 27 亿元（净 额为 25 亿元）。其中华泰创新和长光华芯员工资管计划参与战略配售，获配金额分别 为 8217 万元和 1.34 亿元。

1.3 聚焦半导体激光行业，打造芯片+器件+模块+激光器全产业链

公司聚焦半导体激光行业，专注于半导体激光芯片的研发、设计及制造。公司主要 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。 公司产品可广泛应用于工业、光通和传感等领域。公司产品主要应用于光泵浦激光 器泵浦源、直接半导体激光输出加工、激光智能制造装备、国家战略高技术、科学研究、 医学美容、激光雷达、机器视觉定位、智能安防、消费电子、3D 传感与摄像、人脸识 别与生物传感等领域。

公司采用 IDM 模式，横纵双向拓宽业务。公司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（垂直整合）全流程工艺 平台和 3 寸、6 寸量产线，是少数研发和量产高功率半导体激光芯片的公司之一。依托 公司高功率半导体激光芯片的技术优势，公司业务横向扩展，建立高效率 VCSEL 激光 芯片和高速光通信芯片两大产品平台。公司向下游延伸业务，开发器件、模块及终端直 接半导体激光器，上下游协同发展，在半导体激光行业的综合实力逐步提升。 目前，公司已逐步实现高功率、高可靠性、高效率、宽波长范围单管芯片的国产化， 可量产功率达到 30W，波长范围覆盖 808-1064nm，电光转换效率达 60%至 65%，产 品技术水平与国外先进水平同步。

2. 持续加码研发投入，业绩快速增长

2.1 营收快速增长，费用相对平稳

近年来公司营收和归母净利润总体高速增长。公司 2018-2021 年营收分别为 0.92、 1.39、2.47 和 4.29 亿元，2019 年、2020 年和 2021 年营收增速分别为 49.85%、78.46% 和 73.59%。2019 年归母净利润主要受股份支付影响，股份支付费用为 1.33 亿元。2021 年公司归母净利润 1.15 亿元，同比增加 340.49%。

公司以高功率单管系列产品收入为主，VCSEL 产品开始贡献收入。2021 年高功率 单管系列产品收入占比 84.12%，高效率 VCSEL 系列产品收入占比 1.91%。2018-2021 年公司高功率单管系列产品收入分别为 0.72、1.03、2.18 和 3.61 亿元，2019-2021 年 同比增速分别为+43.09%、+111.65%、+65.87%；2018-2021 年公司高功率巴条系列产 品收入为 1928、3372、2562 和 5566 万元，2019-2021 年同比+74.85%、-24.02%、 +117.23%；2020-2021 年公司 VCSEL 芯片系列产品收入为 341、820 万元，2021 年 同比+140.65%。

公司 2018-2021 年销售毛利率分别为 30.97%、36.03%、31.35%和 52.82%。 2018-2021H1 公司高功率单管系列毛利率分别为 22.88%、23.58%、25.84%和 44.84%， 高功率巴条系列毛利率分别为 63.05%、72.19%、72.90%和 77.81%。高效率 VCSEL 系列产品 2020 和 2021 年上半年毛利率分别为 67.32%和 61.40%。我们认为随公司工 艺成熟、新增产线投产和规模提升，公司的产品毛利率仍有一定提升空间。

公司费用基本保持平稳。2018-2021 年公司销售费用分别为 0.09 亿元、0.10 亿元、 0.17 亿元和 0.22 亿元，呈稳步上升；财务费用分别为 88 万元、41 万元、-35 万元和 287 万元；管理费用分别为 0.09 亿元、1.43 亿元、0.14 亿元和 0.24 亿元，2019 年股 份支付费用为 1.33 亿元影响。扣除股份支付费用后，公司的管理费用基本保持平稳。

2.2 持续加码研发投入，增强产品竞争力

公司持续加大研发投入。2018-2021 年公司研发费用分别为 0.37 亿元、0.53 亿元、 0.60 亿元和 0.86 亿元，2019-2021 年研发费用同比增速分别为 41.72%、14.47%和 42.43%。截至 2021 年 9 月 30 日，公司已拥有专利 61 项，其中发明专利 22 项，正在 申请的专利共计 98 项。2018-2020 年公司人均创收分别为 50 万元、43 万元和 72 万 元。2021 年上半年人均创收 55 万元。

公司近年来员工规模快速扩张，研发生产员工占比近 9 成。2018 年-2021 年 H1， 公司员工人数从 185 人快速提升至 348 人。截至 2021 年 6 月，公司研发和生产员工达 到 309 人，分别占比 30.46%和 58.33%，管理和销售人员占比分别为 8.33%和 2.87%。

3. 市场：赋能产业升级，工业、光通和传感多轮驱动

3.1 行业简介：激光为先进生产力代表，上游价值占比近 2 成

3.1.1 激光是先进生产力代表，光纤激光器应用广泛

激光是先进生产力的代表，应用领域不断拓展。作为继原子能、计算机、半导体之 后，人类的又一重大发明，激光被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。 由于激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的特性，相对传统加工方式，激 光综合优势明显。伴随激光技术的不断进步和成本的降低，激光的应用领域也快速从材 料加工、通信、光存储向科研军事、仪器传感等多领域拓展。

激光器中，激光主要由增益介质、泵浦源、光学谐振腔三个部分协同产生。增益介 质是激光光子产生的源头，增益介质可以是固体（如 YAG、半导体、光纤）、气体（如 CO2）或液体（化学溶液）。根据增益介质的不同，可以区分为固体激光器、液体激光 器、气体激光器。泵浦源是激光能量的源头，根据能量守恒定律，激光器输出激光能量 束，需要在产生激光时输入能量，泵浦源即是起到对增益介质进行能量激励的作用。激 光器工作时，由泵浦源向增益介质注入能量进行激励，增益介质的原子受到能量激励后 发生能级跃迁，由基态（能级 1）跃迁至激发态（能级 2），由于激发态相较于基态是 非稳定状态，原子会自发地回归到基态，并放出（能级 2 与能级 1 能量差额的）光子。 无数光子在谐振腔中统一运动方向，往复运动，不断叠加，最终输出性质一致、高能量 的激光束。

光纤激光器是近年来受到广泛关注和使用的一类激光器。与其他激光器相比，光纤 激光器拥有结构简单、转换效率高、光束质量好、维护成本低、散热性能好等优点，光 纤激光器已成为金属切割、焊接和标记等传统工业制造领域的主流光源，并广泛应用于 医疗美容、航空航天和军事应用等领域。 根据激光制造网援引凯普林光电，相比光纤激光器，直接半导体激光器能量更均匀、 光电转换效率更高。直接半导体的光斑更接近平顶分布而不是光纤激光器的高斯分布， 在实际焊接应用中得到的效果比传统激光器更加优越。

3.1.2 产业链融合趋势显著，泵浦源构成光纤激光器主要成本

目前激光产业链的融合趋势进一步明显。激光产业链包括上游元器件和材料、中游 激光设备，下游激光加工服务，产业链融合趋势显著。以锐科激光为例，该公司 2019 年并购国神光电 51%股权，进入超快激光器领域，并由子公司睿芯光纤、关联公司锐晶 科技等布局特种光纤和上游芯片等领域。大族激光主要从 IPG 采购光纤激光器，同时也 积极布局自有的光纤激光器及固体激光器产业，进一步增强产业协同等能力；华工激光 以自有激光设备业务为主，但也先后投资了上游公司锐科激光、华日激光、云岭光电等。

激光产业链中，上游元器件和材料的市场占比约为 20%。根据前瞻产业研究院数 据，2018 年元器件和材料、激光设备和激光加工服务市场分别占激光产业链市场的 20%、42%和 38%。 泵浦源占光纤激光器成本的主要部分。根据锐科激光招股说明书，2017 年公司激 光器的 BOM 成本主要包括光学材料、电学材料和机械件等，其中光学材料占比最高， 达 65.43%。光学材料中核心部件为泵浦源，占 BOM 总成本的 34.62%；电学材料和机 械件则分别占比 16.21%和 15.13%。（报告来源：未来智库）

3.2 行业趋势：VCSEL 技术突破，成长潜力巨大

半导体激光器按发光分为面发射和边发射，按调制分为直接调制和外调制。不同类 型的激光器可对光芯片作如下分类：（1）根据发光类型，可分为面发射与边发射。面 发射型激光主要为 VCSEL（垂直腔面发射激光器）；边发射型激光主要包括 FP（法布 里-珀罗激光器）、DFB（分布反馈式激光器）及 DBR（分布式布拉格反射激光器）。 （2）根据调制类型，可分为直接调制与外调制。DML（直接调制激光器）由电路直接 控制激光的开闭状态，外调制类型由外电路控制来实现激光的开闭状态，较为常见的是 由 DFB 激光器和电吸收调制器 EAM 组成的 EML（电吸收调制激光器）。

传统的 FP 激光器芯片具有损耗大、传输距离短的缺点，应用较为广泛的激光芯片 主要有以下三种：VCSEL、DFB 和 EML。 （1）VCSEL 具有单纵模、圆形输出光斑、价格低廉和易于集成等特点，功率较低， 传输距离较短，适用于 300m 内的短距离传输。主要应用场景包括：数据中心内部、消 费电子领域等。 （2）DFB 是在 FP 的基础上通过内臵布拉格光栅，使激光呈高度单色性，降低了损耗，提升了传输距离，从而满足中长距离传输的要求，属于最常用的直接调制激光器。 主要应用场景包括：FTTx 接入网、传输网、无线基站、数据中心内部互联等。 （3）EML 激光通过在 DFB 的基础上增加外调制器电吸收片，啁啾与色散性能均 优于 DFB，适用于更长距离传输。主要应用场景主要包括：高速率、远距离的电信骨干 网、城域网和数据中心互联（DCI 网络）等。

多结技术助力 VCSEL 突破功率瓶颈，我们认为有望持续拓宽其应用领域。

相比于边发射半导体激光器，VCSEL 具有显著优势，包括易于二维集成构建 激光阵列、圆形光斑易于实现与光纤的有效耦合、可以实现高速调制、有源区 尺寸极小、可实现高封装密度和低阈值电流、激光波长的温度依赖性很低、晶 圆级制造工艺、适合大规模生产制造等。此前，VCSEL 的应用场景主要受限于其较低的输出光功率。近年来，国内外 激光器厂商基于多结技术将 VCSEL 激光器的性能显著提升：更高的转换效率， 以降低整体热负荷；更高的功率密度，以减小芯片和封装尺寸，简化光学设计 和系统架构；更高的斜面效率，以降低所需电流，提高驱动器开关速度。根据 Lumentum 官网介绍，其单个多结 VCSEL 发射器的光功率超过 4W，在 125° C 和 0.1%占空比下，每平方毫米 VCSEL 阵列的峰值功率超过 1KW。

3.3 市场规模：全球激光产业需求向上，中国激光设备需求持续提升

全球激光器市场规模稳定增长，半导体激光器稳定占比超四成。根据公司招股书援 引 Laser Focus World 预计，2021 年全球半导体激光器与非半导体激光器的收入总额 为 184.80 亿美元，其中半导体激光器占总收入的 43%，市场规模为 79.46 亿美元，同 比增长 18.18%。随着全球智能化发展，智能设备、消费电子、新能源等领域对激光器 的需求不断增长以及医疗、美容仪器设备等新兴应用领域的持续拓展，半导体激光器可 作为光泵浦激光器中的光泵浦，其市场规模将继续保持稳定增长。

材料加工和光通讯等为重要的下游市场。 2019 年材料加工和光刻市场销售额最高，为 60.30 亿美元，占比 40.94%；通讯与光存 储市场 39.80 亿美元，占比 27.02%；科研和军事市场 17.70 亿美元，占比 12.02%； 医疗和美容领域 13.30 亿美元，占比 9.03%；仪器与传感器市场 11.80 亿美元，占比 8.01%；娱乐、显示与打印市场 4.40 亿美元，占比 2.99%。

中国激光产业进入高速发展期。随着中国经济的发展与国家战略的深入实施，制造 业对自动化、智能化生产模式的需求日益增长，中国激光产业也逐渐进入高速发展期。 受益于各类金属及非金属部件加工的旺盛需求，激光加工设备市场迎来持续稳定的增 长。2019 年，中国激光设备市场销售收入为 658 亿元，较 2018 年同比增长 8.8pp。

VCSEL 激光器在通信、传感等领域潜力巨大。我们认为，在过去几年中，随着智 能手机的发展，VCSEL 完成了从数据通信时代向传感时代的转变，广泛应用于 3D 传 感、生物传感、图像传感等领域。根据麦姆斯咨询数据，2020 年 VCSEL 激光器全球市 场规模超过 11 亿美元，其中传感应用占比 75%，通信应用占比 24%。根据 Yole 预计， VCSEL 全球市场规模到 2025 年将增长至 27 亿美元，2020-2025 年复合增长率达到 18.4%。

3.4 需求驱动：工业、光通和传感市场多轮驱动

3.4.1 工业激光器：材料加工领域空间广阔

工业激光器需求持续提升，新兴激光器快速发展。根据杰普特招股说明书援引 Strategies Unlimited 发布的数据，2018 年全球各类工业激光器的销售收入实现持续增 长，由 2017 年的 48.55 亿美元增至 50.58 亿美元；其中，光纤激光器 2018 年收入增长 了 6%，达到 26.03 亿美元，继续成为收入贡献最大的一类激光器。根据立鼎产业研究 网援引 Strategies Unlimited 数据，以直接半导体激光器和准分子的激光器为代表的新兴 激光器品种近年来也经历了快速发展，2018年在工业激光器领域销售收入为8.5亿美元， 十年间复合增长率高达 36.0%，在工业领域的市场份额从 2009 年的 4.3%增长至 2018 年的 16.7%，未来发展潜力巨大。

光学系统聚焦后，通过激光束与加工工件的相对运动来实现对工件的加工，实现对材 料进行打孔、切割、焊接、熔覆等的一门加工技术。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。按照不同的用途，激光加工可分为激光切割、激光打标、激光雕刻和激光焊 接等不同工艺。目前，激光加工己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。 我们认为，目前材料处理领域市场需求不断增长，而激光系统占比仍然较低。伴随 着高功率切割/焊接、微电子加工以及传感等领域需求持续提升以及激光加工技术的不 断成熟，性价比不断提升，激光器需求前景值得期待。

3.4.2 光通信：数据增长推动光通景气向上

全球数据增长驱动光通信景气度持续向上。随着互联网、物联网、大数据、云计算、 5G 等新一代信息技术的快速崛起，全球数据量呈现爆发式增长态势。根据长光华芯招 股书援引 IDC 预测，预计到 2025 年，全球数据总量将从 2018 年的 33ZB 增长到 175ZB， 年复合增长率约为 26.91%。同时，边缘计算的数据量也将呈快速增长趋势，预计 2025 年平均每人每天进行 5000 次数据交互，是目前交互数量的 7 倍。面对数据洪流的挑战， 传统的铜线传输已无法满足数据流量日益增长的需求。由于光通信在传输速度、衰减、 抗干扰、抗腐蚀、重量体积等性能指标方面更具有优势，光通信技术将成为推动网络变 革的终极方案，光通信行业也迎来了快速发展的新机遇。根据 Lightcounting 预测，全 球光通信市场规模在 2021-2026 年间将以 14%的年均复合增长率快速增长。

5G 建设和“东数西算”工程推动光模块需求高增长。1）全球移动通信系统协会 GSMA 发布的《2021 中国移动经济发展报告》预计，2020 年至 2025 年，中国国内移 动运营商将投资近 2100 亿美元来建设网络，其中 90%将投向 5G。2）根据 Mordor intelligence 数据，2020 年中国 IDC 市场规模为 299.8 亿美元，预计 2026 年将达到 1556.4 亿美元，2021-2026 年 CAGR 达 32.53%。我们认为，数据中心市场需求将随 着国家重大战略性工程“东数西算”的全面推进而迅速增长。

3.4.3 传感：激光雷达有望成为潜在需求爆发点

VCSEL 激光器广泛应用于 3D 传感、生物传感、图像传感、位臵传感等领域。2017 年，苹果率先发布了大规模使用 3D 传感的消费电子终端 iPhone X，安卓阵营也迅速跟 进，推出多款使用 3D 传感方案的手机，VCSEL 作为 3D 传感技术的基础传感器，市场 规模迅速增大。随着智能手机的发展，VCSEL 完成了从数据通信时代向传感时代的转 变。根据麦姆斯咨询的数据，在各种传感应用的驱动发展下，2020 年 VCSEL 激光器全 球市场规模超过 11 亿美元，其中传感和通信分别占据 75%和 24%市场份额。根据麦姆 斯咨询预测，全球传感应用的 VCSEL 市场将从 2020 年的 8.62 亿美元增长到 2024 年

自动驾驶和高级辅助驾驶驱动激光雷达市场需求。激光雷达是一种综合的光探测与 测量系统，通过测量激光信号的时间差和相位差来确定距离，并利用多普勒成像技术绘 制出目标清晰的 3D 图像。随着汽车向自动驾驶过渡，激光雷达受到产业界越来越多的 关注，被广泛认为是 L3、L4、L5 级标准自动驾驶中不可或缺的元件。激光雷达主要包 括激光发射、扫描系统、激光接收和信息处理四大系统，其中激光发射系统是核心系统。

2025 年全球激光雷达市场达 135.4 亿美元，2019-2025 年 CAGR 达 64.63%。根 据长光华芯招股书援引沙利文数据，受无人驾驶车队规模扩张、激光雷达在高级辅助驾 驶中渗透率增加、及服务型机器人及智能交通建设等领域需求的推动，激光雷达整体市 场预计将呈现高速发展态势，预计 2025 年全球市场规模达 135.4 亿美元，2019-2025 年复合增长率达 64.63%；根据禾赛科技招股说明书援引沙利文数据，中国作为全球最 大的新车销售市场，2025 年激光雷达市场规模将达到 43.1 亿美元，2019-2025 年复合 增长率达 63.1%，其中无人驾驶和高级辅助驾驶是主要组成部分。

激光雷达有望成为 VCSEL 潜在需求爆发点之一。目前激光雷达中 EEL 激光器是 主流，但往往只能通过单颗一一贴装的方式与电路板整合，生产成本高，且产品一致性 难以保障。相比之下，VCSEL 激光器具有面上发光的特性，更容易与平面化电路芯片 键合，具有功耗低、寿命长、成本低等优点，但此前其较低的发光功率密度限制了探测 距离。随着多结 VCSEL 技术的发展，一系列高功率 VCSEL 产品相继面世，Valeo、禾 赛科技等激光雷达厂商亦纷纷进军 VCSEL，我们认为未来激光雷达市场有望成为 VCSEL 新的需求爆发点。

4. 竞争：技术实力突出，打造领先激光中国芯

4.1 国产替代：中国市场高需求，高功率半导体激光芯片依赖进

激光器市场亚太、欧洲、北美三足鼎立，中国市场进口替代空间大。 需求端，我们认为由于中国、日本、印度为代表的亚太地区聚集了众多汽车业、 传统制造业和半导体行业，制造行业的升级换代激发了市场对光纤激光器的旺 盛需求。根据中国产业信息网，2017 年亚太地区光纤激光器市场规模占全球 42.9%的市场份额。欧洲为全球第二大光纤激光器市场，2017 年欧洲地区光纤 激光器市场规模占全球 33.2%的市场份额。北美洲占 22.6%的市场份额。供给端，以光纤激光器在华市场销售情况为例，根据中国光学期刊网，国内光 纤激光器产业化起步较晚，但中国加工制造市场对激光设备的需求旺盛，早期 国内市场份额主要由 IPG、COHERENT、SPI 为代表的海外公司占据。近年 来，锐科激光、创鑫激光等国产厂商崛起，不断突破技术瓶颈，依托本土市场 的优势，持续抢占市场份额。

随着激光技术的逐步成熟和产业化，一方面，国产激光设备的质量、技术与服务在 竞争中慢慢提高，国产激光产品的崛起正在逐步取代进口的激光产品；另一方面，激光 技术的应用比许多传统制造技术更具成本效益，使激光应用得以迅速普及。从我国激光 器市场来看，国产光纤激光器逐步实现由依赖进口向自主研发、替代进口到出口的转变。

中低功率激光器国产占比较高，高功率激光器及核心元器件替代空间大。低功率光 纤激光器市场中，2019 年国产激光器市场份额达 99.01%；中功率光纤激光器市场中， 国产激光器渗透率近年来维持 50%以上的水平；高功率光纤激光器的国产化进程也在逐 步推进，从 2013 年到 2019 年间实现“从无到有”，并达到了 55.56%的渗透率，预计 2020 年高功率光纤激光器的国产渗透率为 57.58%。但高功率半导体激光芯片等核心元 器件仍依赖进口，以半导体激光芯片为核心的激光器上游元器件正在逐步实现国产化。

我国高功率尤其万瓦级激光器国产化率较低。2019 年国产 1.5kW 以上光纤激光器 出货量近 4000 台，在 3-6kW 产品段，国内市场的竞争将趋白热化，进口与国产品牌的 出货数量旗鼓相当。而在万瓦级以上的市场，随着资本实力的增强和自主研发实力的提 高，国内厂商更多地开始关注核心元器件的生产，国产光纤激光器慢慢开始参与到竞争 当中。由于光纤激光器的性能及效率不断提高，近两年国产主流中高功率光纤激光器出 货量显著提高，3kW 和 3.3kW 共有超过 3000 台的出货量，并且有超过 700 台的 6kW 国产光纤激光器投放市场，但高功率尤其万瓦级激光器国产化率亟需提高。

半导体激光芯片领域，海外巨头综合实力较强。半导体激光芯片厂商仍以国外企业 为主，主要是 II-VI（贰陆集团）、Lumentum（朗美通）、IPG 光电等国际巨头，上述 企业同时从事下游的广泛业务，综合实力相对较强。公司国内竞争对手包括武汉锐晶、 华光光电、纵慧芯光、炬光科技、凯普林、星汉激光等，其中武汉锐晶、华光光电有从 事半导体激光芯片业务，纵慧芯光主要从事 VCSEL 芯片的研发及设计业务，炬光科技、 凯普林、星汉激光主要以对外采购高功率半导体激光芯片进行封装生产模块为主。

此外，我们认为在贸易紧张的背景下，核心光部件自主可控迫在眉睫。根据创鑫激 光招股说明书，其原材料芯片和光纤从美国进口并且被国务院关税税则委员会列入加征 关税清单，其中芯片自 2018 年 9 月 24 日起被加征 10%的关税，2019 年 6 月 1 日起加 征 25%的关税；光纤自 2018 年 8 月 23 日被加征 25%的关税。创鑫激光芯片的主要供 应商为 Lumentum 等，受贸易纠纷的影响被加征 25%关税。

4.2 海外龙头公司介绍：覆盖全产业链，规模优势与技术优势并存

4.2.1 II-VI：工程材料和光电元件的全球领导者

主营业务：II-VI Incorporated 是工程材料和光电元件的全球领导者，致力于开发和 销售各种特定应用下的光子和电子材料及元件。公司产品主要应用于通信、工业、航空 航天和国防、半导体资本设备、生命科学、消费电子和汽车市场等领域的多样化应用。 目前公司拥有光电器件、激光系统、激光加工工具、激光组件等 12 条产品管线。 激光器芯片：II-VI 的产品包括光学材料、芯片、激光组件和激光系统等，涵盖激光 器全产业链。公司产品可以应用于高功率激光材料处理系统、军事火情控制和导弹的制 导装臵、光纤和无线电通信系统等。公司主要的芯片包括高功率激光二极管芯片和 VCSEL 芯片，激光组件主要包括 DPSS 激光器、激光引擎、多波长激光器模块等。

业绩情况：2017 到 2021 年，II-VI 营业收入总体增长，2017-2021 年 CAGR 达 33.07%，2021 年营收达 31.73 亿美元，同比增长 14.64%。2020 财年公司归母净利润 短暂承压，主要系收购 Finisar 产生的遣散、重组等相关费用。2021 年公司扭亏为盈， 归母净利润达到 2.78 亿美元，2017-2021 年公司归母净利润 CAGR 为 29.07%。

4.2.2 Lumentum：行业领先的光学和光子产品供应商

主营业务：Lumentum 是行业领先的光学和光子产品供应商，前身是 JDS Uniphase Corporation 的通信和光学产品业务部门。公司产品主要应用于终端市场，包括数据通 信、电信网络、商用激光器制造和生命科学应用领域。 激光器芯片：Lumentum 主要生产高性能商用激光器，主要应用于包括汽车、消费 电器、半导体芯片等具有严格制造标准的行业，产品主要包括千瓦级光纤激光器和超快 固态激光器。公司为游戏和 PC 市场需要的大容量 3D 传感应用提供二极管激光器。

业绩情况：2017-2021 年，公司营收和归母净利润总体增长。营业收入方面， 2017-2021 年 CAGR 为 15.22%，2021 年达 17.39 亿美元，同比增长 3.43%。归母净 利润方面，2019 财年归母净利润短期承压，主要系收购 Oclaro 产生的减值费用、衍生 负债等，随后在 2020 财年扭亏为盈，2021 年实现 4.12 亿美元，同比增长 165.61%。

4.2.3 IPG 光电：全球领先的光纤激光制造商

主营业务：IPG 光电是全球领先的光纤激光制造商，由 ValentinP.Gapontsev 博士 于 1991 年创建。公司产品被广泛应用于材料加工、通信、娱乐、医疗、生物技术、科 技和先进应用中。 激光器芯片：IPG 产品包括激光器、激光系统、光束传输等。在激光器领域，IPG 开发了覆盖高中低功率的连续光纤激光器、高功率 QCW 光纤激光器和可调光束模式激 光器等。基于激光器，IPG 开发并生产了激光焊接、切割、清洗和钻孔等特色激光系统。

业绩情况：2017 到 2021 年 IPG 光电营收总体增长，2021 年营收达 14.33 亿美元， 同比增长 22.41%，近三年公司归母净利润未回升至 2018 年水平。根据 IPG 年报，由 于中国竞争对手带来的激烈竞争，公司产品单价大幅下降。2021 年公司归母净利润有 所回升，达 2.63 亿美元，同比增长 148.31%。

4.3 国内主要公司介绍：核心元件半导体激光器国产化方兴未艾

4.3.1 炬光科技：国内领先的激光和光学元器件制造商

主营业务：炬光科技成立于 2007 年 9 月，主要从事激光行业上游的高功率半导体 激光元器件、激光光学元器件的研发、生产和销售。公司产品主要应用于先进制造、医 疗健康、汽车应用、科学研究和信息技术等领域。公司主要产品包括半导体激光器、激 光光学元件、激光雷达发射端、VCSEL 发射模块等。

业绩情况：2017-2021 年，公司营收和归母净利润总体增长，2017-2021 年营收 CAGR 为 15.91%。2019 年公司业绩短期承压，主要系发生公司重组费用等非经常性支 出所致，随后在 2020 年扭亏为盈。2021 年公司实现营收 4.76 亿元，同比增长 32.21%； 归母净利润 0.68 亿元，同比增长 94.33%。（报告来源：未来智库）

4.3.2 非上市公司

武汉锐晶成立于 2015 年，主要从事半导体激光器芯片的研发、生产、销售和技术 咨询等，其产品广泛运用于工业加工、医疗、安全、传感、印刷、科研、激光显示等领 域。公司激光器芯片产品包括单管系列和巴条系列芯片。锐晶公司为锐科激光控股股东 中国航天三江集团有限公司间接控制的公司。

华光光电成立于 1999 年，公司主营业务为半导体激光器外延材料、管芯、器件及 应用产品的开发、生产和销售。公司产品主要用于医疗美容（激光美容仪、激光理疗手表等）、仪器传感（标线仪、测距仪、条码扫描仪等）、显示娱乐（舞台灯光、城市亮 化、节日装扮等）、激光印刷、激光夜视照明等领域。公司目前主要产品为红光激光外 延片、单管与巴条系列芯片、高频率叠阵激光器与光纤耦合半导体激光器等。公司曾于 2016 年开始在全国中小企业股份转让系统挂牌，后于 2019 年终止挂牌。

纵慧芯光成立于 2015 年，是一家创新型的光电半导体企业，致力为全球客户提供 高功率以及高频率 VCSEL 解决方案。公司产品主要应用于消费类电子产品、汽车应用、 光通信和医疗安防等领域。公司目前主要研发和生产 VCSEL 芯片、器件及模组等产品。

4.4 公司核心竞争力

下游应用驱动下，激光器行业需求向上，行业竞争加大带来价格下滑。下游激光器 厂商为抢占市场份额，逐步降低激光器价格参与市场竞争，同时激光芯片作为激光器的 核心元器件的价格亦相应降低。

尽管产品价格下滑，公司产品毛利率仍稳中有升。受产业链整体价格下降以及国内 外厂商的竞争策略影响，2018-2021H1 公司单管芯片产品价格分别为 42.44、31.95、 18.95 和 14.10 元/颗，光纤耦合模块产品价格分别为 3511.26、3176.64、2758.52 和 2641.23 元/个，价格呈下降趋势。在此背景下，公司份额不断提升，盈利水平稳步优化：收入端，2018-2021 年公司营收 CAGR 达 66.82%，不断提升市场份额，根 据公司招股说明书测算，2020 年公司核心产品高功率激光器芯片国内市占率 达 13.41%，全球市占率达 3.88%，成为国内龙头；利润端，2018-2021 年公司产品整体毛利率稳中有升，主要系单管芯片、单管 器件等产品毛利率同比优化，以及高毛利产品占比提升。

我们认为，公司通过有效的巩固和增强产品的综合竞争力，降低产品成本。基于此， 我们将公司的核心竞争力归因为：产品质量过硬，技术实力领先；导入先进产线，实现 降本增产；掌握客户资源，产品快速提量；纵横双向拓展，打开成长空间。

4.4.1 产品质量过硬，技术实力领先

掌握核心科技，强化技术壁垒。公司作为半导体激光芯片系列产品提供商，拥有半 导体激光芯片设计、外延生产、晶圆制造、芯片加工及封装测试等全流程工艺技术，并 且依靠公司核心技术成功实现高功率半导体激光芯片的产业化，公司核心技术包括器件 设计及外延生长技术、FAB 晶圆工艺技术、腔面钝化处理技术、封装技术及高亮度合束 及光纤耦合技术等。

在器件设计及外延生长万面，公司成功突破外延技术的行业难点。公司通过自主研 发的高功率高效率高亮度芯片结构设计、分布式载流子注入技术、MOCVD 外延生长技 术、多有源区级联的垂直腔面发射（VCSEL）半导体激光器的设计等技术的应用，成功突破了外延技术的行业难点，为半导体激光芯片的制造提供高质量的外延晶体材料。

在晶圆制造方面，技术水平与国际先进水平同步。公司自主研发了低损伤刻蚀工艺 技术、薄膜氧化热处理工艺技术、高功率芯片腔面技术/高 COMD 阈值的腔面保护技术 等，在诸多应用技术的支撑下，成功实现 30W 高功率半导体激光芯片的量产，电光转 换效率达到 60%-65%，技术水平与国际先进水平同步，提升了半导体激光芯片的产量 及良率，实现了半导体激光芯片的产业化应用。

在工业激光器泵浦源应用方面，公司实现高功率光源稳定输出，为下游高功率光纤 激光器提供稳定泵浦源。公司开发了大功率半导体激光器芯片封装技术、高亮度光谱合 束技术、高质量光纤耦合技术等，将公司高功率半导体激光芯进行合束，可实现 700W 光源输出，为下游高功率光纤激光器提供稳定泵浦源。

质量业界认可，助力国产替代。公司己逐步实现高功率、高可靠性、高效率、宽波 长范围单管芯片的国产化，可量产功率达到 30W，波长范围覆盖 808-1064nm，电光转 换效率达 60%至 65%，产品技术水平与国外先进水平同步；公司推出的 28W 商用单管 芯片（荣获中国激光金耀奖新技术银奖），30W 商用单管芯片（荣获 OFweek2021 年 度技术创新奖），获得行业客户高度认可，成功导入锐科激光、创鑫激光及大族激光等 主流激光器及激光设备厂商，市场份额大幅提升，基本实现高功率激光芯片的国产化替 代；公司的高功率巴条芯片可实现连续（CW）50-250W 激光输出，准连续脉冲（QCW）500-1000W 激光输出，电光转换效率 63%以上，波长包括 808、940nm，广泛应用于 固态激光器泵浦源，服务于多家国家级骨干单位；公司推出分别针对光纤激光器、固体 激光器以及科研应用的全新一代泵浦源系列产品（600W 976nm 200μm 模块荣获荣格 技术创新奖）；公司还推出精密温度反馈直接半导体激光器，推进国内直接半导体激光 器工业应用进程。

4.4.2 导入先进产线，实现降本增产

光电子器件企业半导体行业的经营模式主要分为 IDM（垂直整合制造）模式与 Fabless（无晶圆厂）模式。IDM 独立从事芯片设计、晶圆制造、封装测试等全部业务 环节，Fabless 主要从事芯片设计及销售，将晶圆制造、封装测试等生产环节委托给第 三方企业完成。包括欧美激光芯片巨头在内的光电子器件企业多采用 IDM 模式，系光 电子器件遵循特色工艺，即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，特色工艺的竞争能力更加综合，包括工艺、产品、 服务、平台等多个维度，核心竞争点在于工艺的成熟度和稳定性，工艺平台的多样性。

公司采用 IDM 模式，生产效率更高、技术迭代更快。公司采用 IDM 模式进行半导 体激光芯片及其器件、模块等产品的研发、生产与销售，优势包括：1）更好地理解客 户需求，按需生产不同功能的激光芯片及其器件，从而使生产更具弹性，有效提升生产 效率；2）在下游客户引领下，快速迭代，持续开展技术和产品创新，以更好地进行技 术及应用积累，在深度及广度上覆盖下游客户日益增长的新需求。

公司导入 6 寸产线，成为拥有全球少数、国内唯一的 6 寸高能芯片产线的公司。目 前 3 寸量产线为半导体激光行业内的主流产线规格，而 6 寸量产线为该行业内最大尺寸 的产线，相当于是硅基半导体的 12 寸量产线，公司突破一系列关键技术，成为少数研 发和量产高功率半导体激光芯片的公司之一。 6 寸线成本具备优势，公司主要芯片生产成本大幅降低。与 3 寸线相比，6 寸线在 材料利用率和成本等方面具备优势。2018 年公司开始建立 6 寸线，并于 2021 年 1 月 完成导入。导入后，公司的单管芯片单颗平均生产成本降低 40.65%，巴条芯片单颗平 均生产成本降低 32.48%。

公司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 全流程工艺平台和 3 寸、6 寸量产线，并已突破外延生长、晶圆 工艺处理、封装、测试的关键核心技术及工艺。根据长光华芯招股说明书，目前公司自 主研发的 6 寸高功率芯片生产技术已进入客户送样（Beta）阶段。 产线完成扩容，新引进 6 寸高功率半导体激光芯片产线，产能有望提升 5-10 倍。 2021 年 3 月苏州高新区与长光华芯共建的苏州半导体激光创新研究院大楼正式投入使 用，项目总投资 5 亿元，占地面积近 2.3 万平方米。根据苏州高新区管委会网站新闻， 长光华芯新投产的生产线让每个晶圆上的芯片数目增加 5 倍，相应的人工成本降低了 5 倍，材料成本降低 40%左右，次品率也降低三分之一，总产能提升 5-10 倍。

未来，随着 6 寸晶圆生产线投产、现有产线自动化程度加深、生产工艺日趋完善， 公司芯片产能及良率将逐步提高，有望带动单管芯片及后续单管器件、光纤耦合模块、 直接半导体激光器的生产成本降低，并提高毛利率较高的单管芯片的收入占比，使得单 管系列产品毛利率进一步提高。（报告来源：未来智库）

4.4.3 掌握客户资源，产品快速提量

产业方投资人背景为公司早期业绩提供保障。前五大客户中，锐科激光、中科院长 光所、华日精密为公司直接和间接产业投资股东及参股公司，在产界和业界地位显著， 成为公司的业绩保障。其中，锐科激光为间接持股 5%以上的股东徐少华担任董事的企 业，主要采购公司产品作为泵浦源生产下游激光器产品；华日精密为公司持股 19.55% 的参股公司，主要向公司采购光纤耦合模块用以生产固体激光器、超快光纤激光器等。 2018-2021H1，三大关联方交易占收入比例总体呈现下降趋势。

把握大客户，持续进行客户拓展。除关联客户外，公司积极进行产品在老客户和新 客户中的拓展，下游客户包括锐科激光、创鑫激光、大族激光、飞博激光、光惠激光等 知名激光器企业和科研机构：1）2019 年，公司客户新增光惠激光、大科激光等行业内 知名厂商，原有客户的订单量亦有所上升；2）2020 年，国外新冠疫情爆发使得国产替代进程加速，同时公司 18W 单管芯片通过认证，创鑫激光、锐科激光向公司加大了芯 片的采购量；3）2021 年，公司单管芯片产品客户认可度逐渐提高，创鑫激光、锐科激 光等行业内知名企业当期向公司采购了较多毛利率较高的单管芯片产品。

公司规模效应正逐步打开，上游议价能力提升。公司主要采购的原材料包括衬底、 热沉、光学件（如准直透镜、耦合镜及反射镜）、壳体组及光纤等。根据公司招股说明 书，2018-2021H1 公司的主要原材料采购价格整体呈下降趋势，主要原因包括随公司 业务发展，采购量提升，公司的议价能力增强。2021H1 公司衬底平均单价提升，主要 系增加了 6 寸砷化镓衬底的采购量。6 寸砷化镓衬底面积为 3 寸的 4 倍，考虑晶粒间距、 边缘无效区等参数后，对应 6 寸衬底产量为 3 寸衬底 4 倍以上，因此在单位面积和单位 晶粒对应的衬底成本方面，实际 6 寸砷化镓成本更具优势。

4.4.4 纵横双向拓展，打开成长空间

我们总结公司发展战略：一平台（与地方政府苏州高新区共建半导体激光创新研究 院）、一支点（立足自研高功率半导体芯片）、横向扩展（丰富产品线至 VCSEL 等产 品，深入布局传感和通信市场）、纵向延伸（向下游延伸，覆盖半导体激光全产业链）。

横向拓展，丰富产品线至 VCSEL 等产品，深入布局传感和通信市场。基于成熟的 高功率半导体激光芯片研发和工艺量产平台，公司成功构建了 GaAs（砷化镓）和 InP （磷化铟）两大材料体系，具备边发射和面发射 VCSEL 两大制造工艺及产品体系，积 极横向拓展以 VCSEL 为代表的 3D 传感、激光雷达芯片和光通讯芯片等领域。根据 MEMS 微信公众号，在 3D 传感方面，公司 VCSEL 芯片方面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；在激光雷达发射端芯片方面，公司高功率、高能量密度 VCSEL 的芯片开发进展顺利，多结、多通道 EEL 芯片推动客户验证；在光通信 方面，公司实现更高速率产品定制开发。高能量激光方面，公司实现了长波长激光器芯 片（如 1710nm）的开发。我们认为，公司边发射产品研发和生产经验丰富，而 VCSEL 芯片与高能半导体激光芯片工艺重叠较多，同时公司基于已有技术积累，在 VCSEL 方 面公司进展迅速且领先，未来 VCSEL 有望构建公司第二成长曲线。

纵向拓展，立足自研半导体激光芯片，覆盖半导体激光全产业链。公司产品覆盖半 导体激光行业的全产业链，产品工艺流程环环相扣。公司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。我们认为，立足自研资产的半导体激光芯片 产品，公司更为深刻地把握行业 know-how，实现产业链上下游协同发展。（报告来源：未来智库）