目次
1、光芯片：光进铜退，光子范畴核心元器件
2、市场空间：数通范畴复苏，激光雷达支持远期发展
3、II-VI、lumentum复盘：光芯片和器件龙头的发展之路
4、国产化预测：远期趋势确定，驻足光通讯，切入车规
1.光芯片：光进铜退，光子范畴核心元器件
1.1.原理：三五族化合物主导，实现光电信号转换
1.1.1.光芯片为激光器、探测器核心构成
激光应用广泛，其工作有赖于激光器与探测器。得益于方向性好、单色性好、能量密度高，激光不但在光纤通讯、工业制造等传统范畴应用广泛，更在3D传感、车载激光雷达等新型范畴日益遍及。激光的输出有赖于激光器，根据增益介质的差别，激光器可分为气体激光器、液体激光器与固态激光器，而半导体激光器是固态激光器的典范形态；激光的吸取则有赖于探测器，其又被称为光敏二极管。激光器、探测器的核心构成部分为光芯片，光芯片核心功能为光电信号转换。光芯片重要包罗激光器芯片与探测器芯片：激光器芯片应用于半导体激光器中，实现电信号向光信号的转换，将电信号蕴含的信息通过激光输出；探测器芯片则在探测器中不可或缺，实现光信号向电信号的转换。
1.1.2.激光器芯片
1）工作原理：电鼓励为泵浦源，半导体为增益介质，输出激光
激光的发出有赖于泵浦源、增益介质、谐振腔三大部件。激光的输出必要外界提供能量，泵浦源（又称鼓励源）即负责向增益介质中的粒子提供能量，常见的泵浦方式有电泵浦、光学泵浦、核能泵浦等；增益介质用来提供向高能级跃迁的粒子，常用质料有氖气、有机染料、红宝石、半导体、光纤等；谐振腔教唆光波在此中来回反射从而提供光能反馈的空腔，其作用是使腔内的光子具有同等的频率、相位和运行方向，使激光具有精良的方向和干系性，同时还能放大受激辐射的强度。激光器芯片将电鼓励作为泵浦源，以半导体质料为增益介质，通过谐振腔选模放大，进而输出激光，完成光电转换。
2）激光器芯片分类：谐振腔制造工艺差别，实用差别场景
按照谐振腔制造工艺差别，激光器光芯片可分为边发射激光器芯片（EEL）与面发射激光器芯片（VCSEL）两类。EEL在芯片两侧镀光学膜形成谐振腔，光子经谐振腔选模放大后，将沿平行于衬底外貌的方向形成激光；VCSEL在芯片上下两面镀光学膜形成谐振腔，由于谐振腔与衬底垂直，光子经选模放大后将垂直于芯片外貌形成激光。EEL与VCSEL各具上风，EEL的输出功率、电光转化服从更高，而VCSEL具有阈值电流低、单波长工作稳固、可高效调制、易二维集成、无腔面阈值损伤、制造本钱低等长处。
EEL进一步分为FP/DFB/EML三类，应用场景相异。FP、DFB为独立器件，通过控制电流的有无来调制信息输出激光，故被称为直接调制激光器芯片（DML）。在DML中，FP激光器诞生较早，重要用于低速率短间隔传输；DFB在FP激光器的底子上发展而来，采取光栅滤光器件实现单纵模输出，重要用于高速中长间隔传输。DML通过调制注入电流来实现信号调制，然而注入电流的巨细会改变激光器有源区的折射率，造成波长漂移（啁啾）从而产生色散，限定了传输间隔；同时，DML带宽有限，调制电流大时激光器轻易饱和，难以实现较高的消光比。电吸取调制激光器芯片（EML）较好地缓解了啁啾色散题目，它由EAM电吸取调制器与DFB激光器集成而来，信号传输质量高，易实现高速率长间隔的传输，不外价格与能耗相对较高。
3）激光器芯片质料：三五族化合物为主流，光学特性较硅更优
三五族化合物泛指由元素周期表的三族与五族元素构成的合金化合物，种类丰富，如砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）、砷化铟镓（InGaAs），根据所含元素种类数又可分为二元化合物如InP，三元化合物如1−，四元及更高化合物等。硅是如今工业中最重要的半导体质料，广泛用于集成电路，但在光电器件范畴，三五族化合物却因具有更好的光学特性而更为紧张。三五族化合物具有直接带隙，进而电子在高低能级间跃迁时服从更高，进而使芯片输出激光的服从更高。带隙是电子从低能级（价带）跃迁高能级（导带）所需吸取的最小能量，对应的是价带顶部与能带底部的能量差距。直接带隙是指在能量-波矢图中，元素电子的价带底与导带顶对应的波矢雷同，反之，若二者波矢有异，则称为间接带隙。
对于直接带隙布局，电子在价带与导带间的跃迁只需满意能量守恒；对于间接带隙布局，由于价带顶与导带底的波矢差别，需在程度方向施加动量方可使电子完成跃迁，也即：电子跃迁过程涉及声子的吸取与发射——一方面，由低向高能级的跃迁必须要有声子参加，这导致跃迁发生的概率低落，间接带隙布局发生电子跃迁的概率约为直接间隙布局的1/1000；另一方面，跃迁开释的大部分能量会转换为声子而非光子。此二因素决定了直接间隙布局中电子在高低能级间的跃迁服从更高。如前所述，对于激光器芯片而言，输出激光的关键在于“半导体中的电子吸取能量，由低能级向高能级跃迁—电子由不稳固的高能级回落至低能级，在这一过程中以光子形式开释能量”，可见，电子跃迁的服从是激光输出服从的本源，故直接带隙布局的半导体更实用于制作激光器芯片。三五族化合物多数为直接间隙半导体质料，如GaAs、GaN、InP等，少部分三五族化合物如GaP及Ge、Si则属于间接带隙布局，这是GaAs、InP等三五族化合物在激光器芯片制备中应用广泛的底子。
三五族化合物可形成三元及以上化合物作为外延质料，通过调解各组分元素的比例,可得到盼望的激光输出波长，满意多样化的场景需求。激光器芯片输出的激光源于从导带层回落至价带层时开释的光子，故激光的波长重要由开释光子的波长决定，而光子的波长与光子的频率进而光子的能量成反比，故输出激光的波长将重要由“电子由导带底回落至价带顶开释的能量巨细”决定，即半导体质料的带隙。对于Si、Ge而言，除电子跃迁服从较低外，它们为单一质料，带隙固定，故只能发出单一波长的光；对三五族化合物而言，单个化合物的带隙同样固定，但它们可按照差别比例举行肴杂，形成差别的三元及以上化合物，由此可得多种带隙。需指出，光芯片的衬底通常还是二元化合物，三元及以上化合物一样平常作为从衬底上生长出的外延质料。
三五族化合物中，InP与GaAs两类质料在激光器光芯片衬底中居于主流。GaAs是如今研究得最成熟、生产量最大的化合物半导体质料，具有电子迁徙率高、禁带宽度大等长处，得当于制造高频、高速的器件与电路；InP则具有高电光转换服从与高电子迁徙率、抗辐射等品格，二者各具上风。前述VCSEL面发射激光器芯片重要以GaAs材料为衬底，而FP、DFB、EML三类边发射激光器芯片重要以InP质料为衬底。
1.1.3.探测器芯片
1）工作原理：依托光电效应将光信号转为电信号
探测器芯片又称光电二极管(PD)，通过光电效应辨认光信号，转化为电信号。光电效应是指在光照下，质料中的电子吸取光子的能量，若吸取的能量高出质料的逸出功，电子将逸出质料形成光电子，同时产生一个带正电的空穴。光电二极管工作时，在其双极加上反向电压——无光照射时，由于二极管反向高电阻的特性，电路中只存在很小的反向电流；有光照射时，由光电效应产生的空穴将前去外接电压的负极，光电子前去外接电压的正极，从而增大二极管中的反向电流，由此实现对光信号的探测。
2）典范探测器芯片：PIN、APD、SPAD应用最广泛，灵敏度渐增
PIN光电二极管（PIN-PD）、APD（雪崩光电二极管）、SPAD（单光子雪崩二极管）的利用最为广泛，三者灵敏度逐次提拔。传统的PN-PD二极管的底子部件是PN结，P层由P型质料构成，空穴居多（带正电），N层由N型质料构成，电子居多（带负电），当PN结受到光照时即可产生光电效应。PIN-PD则是在P层与N层间引入了I层——I层为掺杂有少少量P型质料或N型质料的纯净本征半导体构成。相较传统的PN-PD，当施加反向电压时，I层将为PIN-PD提供更宽的耗尽区，从而进步光电转化的服从。
APD在PIN底子上增加了高掺杂的P+与N+层，该布局轻易发生雪崩倍增效应。APD在较高的反向电压下工作，吸取了光子形成的自由电子与空穴能被加快，进而能获得更多能量，与晶格碰撞产生一对新的电子-空穴对，连锁反应，使光电流陡增——此即雪崩倍增效应，从而带来电流增益，进步了光电二极管的相应度与信噪比，重要运用在长间隔或光功率受其他限定而较小的光纤通讯体系。
SPAD在高于击穿电压的反向电压下工作，这一状态高度不稳固，单个光子即可引发大量的电子-空穴对雪崩进而产生电流，理论上可实现单光子探测。由于布局上的特点，当给SPAD施加高于击穿态的偏置电压时，二极管将处于亚稳态，信号放大作用很大，乃至只探测到单光子也会引起雪崩效应进而出现电流脉冲。
3）探测器芯片衬底：Si/Ge/InGaAs占主流
探测器光芯片质料的选择以质料光谱相应特性为底子，Si/Ge/InGaAs占据主流。光谱相应特性是指保持入射光强度稳固的环境下，差别波长的光照射质料产生的光电流与入射光波长之间的关系，可以用相应度刻画一种光芯片质料面对各种波长入射光时的工作服从——相应度越高，质料对该种波长的检测就越灵敏。当前激光器芯片工作波长以800nm-1600nm居多，Si、Ge、InGaAs质料在探测器中占据主流，且由三种质料的光谱相应曲线来看，Si质料实用于800-1000nm波长的光探测，Ge、InGaAs实用于对1000-1600nm波长的光探测中。
1.2.财产链：衬底代价量大，外延为核心
1.2.1.光芯片制造：工艺复杂，外延为核心，IDM模式为主流
相较逻辑芯片，光芯片生产各工艺综合性更强，龙头厂商多采取IDM策划模式。对于逻辑芯片厂商，新进入的企业多采取Fabless模式，以此镌汰大规模资源投入，从而将更多资源会合投入电路优化、版图计划等研发环节。对于光芯片行业，厂商多采取IDM模式，重要由于光电子器件依照特色工艺，器件代价提拔不完全依靠尺寸的缩小，而有赖于功能的增长。而特色工艺所需本领更加综合，包罗工艺、产物、服务、平台等多个维度。IDM模式使各环节相互共同，综合提拔芯片性能，更灵敏回应客户需求。光芯片制造工艺流程繁多，晶体外延环节最关键。光芯片的工艺流程可分为外延结构计划、晶圆制造（晶圆外延布局生长、光栅制作、波导光刻与金属化制程）、芯片加工和测试（解理镀膜、主动化芯片测试、芯片高频测试、可靠性测试验证）三大部分。
外延为光芯片生产最重要和技能门槛最高环节，难点源自工艺壁垒及时间投入壁垒。就外延工艺上而言，通过MOCVD举行精准的半导体质料精准堆叠控制时，尤其是在有源区中，常要求多层堆叠的布局每层厚度在10纳米以下级别，做到对这一厚度程度的匀称精准控制是一大壁垒。从底子性时间投入而言，外延开辟需厂商投入大量时间调试机台条件参数，国内企业在这一范畴多数仍处于根本工积聚阶段。外延工艺外洋公司较为成熟，国表里差距较大，国产加快追赶。外洋领先光芯片公司可自行完成芯片计划、晶圆外延等关键工序，能量产25G及以上速率光芯片。国内厂商广泛具有除晶圆外延环节外的后端加工本领，而在外延这一核心技能范畴并不成熟，需向国际厂商采购高端外延片。我国25G激光器芯片仅少部分厂商实现批量供货，25G以上速率激光器芯片大部分厂商尚处研发或小规模试产阶段。
1.2.2.光芯片上游：衬底为核心原质料，外洋厂商仍为主导
衬底为光芯片核心原质料，本钱占比最高、对芯片品格影响力最大。光芯片所需原质料包罗衬底、金靶与特别气体等。从本钱看，根据源杰科技招股书，衬底在光芯片原质料本钱中的占比每每高于30%，其供需将在较洪流平影响光芯片制造厂商的生产本钱。从对芯片品格影响力来看，衬底质料一方面决定了激光器芯片发射光的波长，另一方面决定探测器芯片对入射光的相应度，且核心工艺——外延生长将在衬底质料上完成，故衬底质料的品格将在很洪流平上影响光芯片的参数与可靠性。
衬底供应以外洋厂商为主，国内厂商更换率渐渐提拔。由于衬底对光芯片品格影响较大，光芯片厂商倾向于向外洋厂商采购衬底，如住友电工。与此同时，外洋领先的衬底公司也提供外延生长等业务，故而受到国内厂商青睐。但比年国内衬底厂商渐渐提拔衬底品格，优化衬底制造技能，依附其性价比上风受到越来越多国内光芯片制造企业的青睐。根据源杰科技招股书，2018-2020年其采购衬底的单价从785.69元/片连续降落至2020年的754.57元/片，一大紧张缘故起因便是增大了国内厂商在衬底采购中的占比。
1.2.3.光芯片卑鄙：光模块应用广泛
光芯片经加工封装后得到光器件/光模块，集成程度提拔，单位代价量升高。光芯片经加工后形成激光器、探测器产物，同时可与别的电子器件、无源器件连合，封装形成光发射组件（TOSA）与光吸取组件（ROSA），进一步加工形成光模块。封装为光模块后，一个光模块具备多个通道，进而可搭载多个光芯片，由此使一个光模块的信息转达速率将为光芯片信息传输速率的多少倍，更贴合卑鄙客户的需求。
得益于精良特性，光芯片卑鄙应用广泛。由于信号传输速率快、斲丧小且稳固性高，光纤通讯在电信与数据中心底子办法的建立中已不可或缺，而其底子正是光芯片。与此同时，得益于激光波长会合、能量高的特点，光芯片被广泛地应用于工业制造、医疗、斲丧、汽车电子等范畴。当前，光通讯与斲丧电子是光芯片重要的应用卑鄙，而随着智能驾驶的遍及，以激光雷达为重要产物的汽车电子将迎来需求的迅猛增长。
1.3.财产趋势：光子更换电子局面所趋
1）光通讯范畴：“光进铜退”趋势连续
“光进铜退”重要是指实现以“窄带+铜缆”为主网络向以“宽带+光纤”的网络转变的模式，本质是光纤宽带装备端口不绝下移、不绝靠近用户的建立头脑。对比铜缆，光纤具有显着的上风：频带宽，信息容载量更大；最大传输间隔更远；原质料（石英,SiO2）资源丰富；光缆纤芯直径比铜缆更小；斲丧低，中继间隔远；光纤为非金属质料，不受电磁及频道干扰；传输保密性能更好。“光进铜退”成为网络升级下的局面所趋。
随着国内网络底子办法的不绝升级，“光进铜退”成为紧张的战略发展方向：（1）2000-2010年以来，国内上网以铜线为主，ADSL是当时主流的上网方式，在该时期还短暂出现过VDSL技能，网速已经到达10Mbps。进步底子网络覆盖率是这一时期的重点，到2009年，我国网民人数已有3.84亿，宽带遍及率达98.3%。（2）2011-2015年，FTTH开始渗出，2013年8月，国务院发布《“宽带中国”战略及实行方案》，初次在国家层面明白宽带网络的战略性公共底子办法职位。受益于“宽带中国”战略，该时期是“光进铜退”发展最快的阶段，光纤光缆渗出率在这一时期得到显着提拔。2015年底，国内FTTH用户数达1.2亿户，FTTH/O渗出率达59.3%。（3）2016年以来，“光进铜退”趋势依然在不绝演进，光纤接入已步入成熟阶段，FTTH/O对xDSL的更换已根本完成。2021年底，我国互联网宽带接入端口达10.2亿个，FTTH/O用户达5.06亿户，渗出率为94.3%。
2）光传感范畴：硅光芯片+FMCW技能蹊径赋能车规市场
硅光的高度集成性和超高兼容性非常契合激光雷达的制造需求，硅质料的代价上风和集成工艺有助于低落激光雷达本钱。环球范围内，Aeva、Mobileye以及Aurora（收购Blackmore）是三家硅光芯片+FMCW技能蹊径的激光雷达代表企业，Mobileye在2021年公布将自主研发硅光FMCW技能蹊径，Aeva已于本年年初发布首款汽车级4D激光雷达传感器。而在中国市场，洛微科技已经进入产物化和验证阶段，2021年初，洛微科技发布了第二代FMCWSoC芯片，为实现硅光FMCW4D激光雷达产物提供了核心技术。随着相干技能的不绝成熟，硅光芯片有望连续赋能汽车主动驾驶，动员激光雷达产品的性能提拔和本钱优化。别的，光可以或许照射到构造和血管上以监测、检测和量化生物标记，因此光子学还能够赋能无创医疗监测办理方案，用于小尺寸医疗装备和斲丧电子市场的可穿着装备。
3）光盘算范畴：看好硅光盘算长期更换
在盘算范畴，据OpenAI统计，自2012年起，每3-4个月人工智能算力需求就会翻倍，电子芯片的发展已日趋逼近摩尔定律极限，难以满意高性能盘算不绝增长的数据吞吐需求。而硅光芯片用光子更换电子举行传输，可以承载更多信息、传输更远间隔，同韶光子相互间干扰少，可以或许提供相较于电子芯片高两个数量级的盘算密度和低两个数量级的能耗，可以或许作为突破传统微电子盘算极限的办理方案。因而，从趋势上看，以硅光芯片为底子的光盘算有望连续代替电子芯片在部分盘算场景中的应用。
如今，光盘算的相干研究仍旧处于初期阶段，办理方案和体系架构仍旧在探索中。怎样将光盘算融合到现有的通用盘算中，而且更好地将光盘算芯片化、集成化，是将来的研究方向，实现成熟的光盘算技能和财产链仍需时日。当前，Intel、IBM等巨头以及MIT、UCSB等机构都在积极开辟大规模光子集成芯片，国内也涌现出曦智科技、光子算数等行业领先企业。随着硅基光子学技能的不绝成熟，光盘算的上风将渐渐彰显。
2.市场空间：数通范畴复苏，激光雷达支持远期发展
2.1.概览：激光雷达市场接力数据中心需求
电信、数据中心、斲丧电子、车载激光雷达是光芯片最重要的应用范畴。电信范畴技能已较为成熟，国内市场相干产物覆盖率较高，将来增量空间重要来自速率升级需求；数据中心市场方兴未艾，云盘算厂商加大投资的步调未减，市场中短期将维持较快增速；斲丧电子范畴当前市场参加者重要为苹果，安卓厂商应用3D传感仍有空间；车载激光雷达范畴潜力较大，随着智能驾驶技能成熟、激光雷达本钱降落，激光雷达装车量有望大幅提拔，远期需求星辰大海。
2.2.电信范畴：光纤入户、5G基站建立、现有基站升级三大驱动力
电信范畴光芯片发挥的重要作用为光电信号转换。激光器芯片将电信号调制为光信号，探测器芯片的功能则相反，通过光电转换，信息可经过光纤实现高速稳固的转达。光纤通讯在差别层级通讯网络中均不可或缺，为光芯片创造广阔应用需求。由于传输间隔较长，骨干网、城域网中的汇聚层一样平常采取光纤通讯。对于有线接入网，其可分为铜缆接入、光纤同轴肴杂接入、光纤接入，由于光纤具有信息斲丧小、带宽高的特性，“光进铜退”亦已成为有线接入网的发展趋势。对于无线接入网，基站内部有源天线单元（AAU）与分布单位（DU）的毗连同样必要利用光纤，这一毗连被称为前传网络。
2.2.1.卑鄙趋势：国内光纤入户、5G基站高渗出，环球仍具发展潜力
光纤入户国内遍及率已处高位，存量市场速率升级。光纤接入可分为FTTB（光纤到楼）、FTTC（光纤到路边）、FTTH（光纤入户）等，统称为FTTx，此中光纤入户FTTH是用户接入光纤的最直接方式，被用以衡量光纤接入的成熟程度。我国光纤入户遍及率已处高位——克制2022年9月尾，我国光纤接入（FTTH/O）端口在全部宽带接入端口中的占比已达95.5%，且根据Omida发布的光纤发展指数陈诉，中国已连续两年排行环球第四。光纤入户安装保持着10%的同比增速，但随着遍及率渐渐攀高，需求的增量空间较小。从存量升级看，我国正实行“双千兆”发展战略，克制2022年9月尾，千兆光纤宽带用户数为7603万，在全部固定宽带用户中占比13.1%，仍存较大发展空间。光纤入户速率升级将是短期内的需求推动力。
环球市场光纤入户占比相对不高，光纤网络发展空间较大。克制2021年9月尾，德国有95%的固定宽带用户仍采取电缆接入，法国、英国的光纤接入用户占据线接入的比例分别为34%、56%，美国光纤接入用户占比则为14%。光纤入户能大幅提拔通讯速率与安全性、稳固性，是有线接入的肯定发展趋势，各国当局、企业也均订定时间表完善光纤入户布局，譬如欧盟筹划在2030年使千兆光纤网络覆盖全部家庭，美国预计在2027年使光纤入户覆盖家庭数由当下的4400万户增长至8200万户。由此来看，欧洲及美国两大重要市场的光纤网络还具有较大扩张空间。
5G基站建立范畴，国内团体渗出率已处较高程度，但各个都会内的覆盖率尚存提升空间，小基站建立推动都会内覆盖率提拔，也使5G基站新增数量维持高速增长。2020年我国新增5G基站超60万站，21年净新增超65万站、2022年前三季度已净新增79.5万站，基站数量标高速增长为光芯片创造了广阔需求。2020年我国已公布全部地级以上都会实现5G全覆盖，2021年时实现5G覆盖高出98%的县城城区与80%的州里街区，基站建立正由宏基站向小基站过渡，实现地区内部更深度的5G覆盖。
2.2.2.应用种类：光纤入户2.5G占主流，移动通讯10G/25G占主流
以工艺分别，电信范畴激光器重要采取VCSEL、DFB、EML三种光芯片，VCSEL重要用于500米以内的短间隔传输，DFB重要用于中长间隔传输，如FTTx接入网、无线基站等，EML重要用于长间隔传输，如高速率远间隔的骨干网与城域网等。如今EML激光器芯片大规模商用的最高速率已到达100G，DFB、VCSEL激光器芯片大规模商用的最高速率为50G。以速率分别，光纤接入重要应用2.5G光芯片，移动通讯范畴重要应用10G、25G光芯片。从市场规模看，2021年环球移动通讯范畴光模块的应用环境为：10G及以下速率光模块占比33.3%，25G及以上速率光模块占比66.7%，这一占比与移动通讯范畴10G/25G光芯片的分布大要同等。2021年国内5G建立为10G光芯片创造的需求最多，但预测将来，25G光芯片创造的需求或将回暖。2020年5G基站建立伊始，对25G光芯片的需求提拔；但由于电信运营商基站建立目标的调解，2021年5G基站建立所需的光芯片渐渐从以25G高速率为主变成以10G为主，对25G光芯片的采购镌汰。
各运营商渐渐在小基站范畴睁开建立布局。小基站旨在中短间隔下提供较高带宽，从而为医院、旅店、大型阛阓等场合提供信号辅助。其对覆盖范围要求较低，对所需带宽则提出更高标准，25G光芯片或与小基站建立的需求更为契合。
2.2.3.电信范畴光芯片市场规模
基于Lightcounting对FTTx（光纤接入）、移动通讯光模块市场规模的盘算，以及源杰科技、中际旭创等公司披露的本钱资料，电信范畴光芯片市场规模测算如下，我们预计2025年电信范畴光芯片市场规模将达13.96亿美元，2021-2025CAGR达8.1%。
2.3.数据中心：光模块速率连续提拔，资源开支驱动增长
数据中心是一种拥有很多存储并处理惩罚大量信息的盘算机的办法，基于数据中心云计算商可为客户提供云服务，比方利用户无需购买、拥有和维护数据中心及服务器即可获得盘算本领、存储、数据库等技能服务。云盘算厂商会积极在环球各地摆设底子办法，比方在环球各地设立可用区，于此中摆设边沿站点与地区性缓存站点，而客户可以在位于本地的数据中心上运营服务，从而取得更快的相应速率，同时确保运营数据能保存在国内。在这一范畴，光芯片重要用于实现数据在大型数据中心内部、数据中心间的传输，这与光芯片在电信范畴实现的功能非常相近。
2.3.1.卑鄙趋势：云盘算厂商营收与CAPEX高速增长
受益于经济回暖、数字化趋势、更多财产渐渐上云，云盘算巨头营收规模增长迅猛。2016-2021年，Amazon/Google/Microsoft/阿里云的营收规模CAGR分别为38.5%/47.5%/21.2%/69.7%。一方面，数字化正成为越来越多的财产的发展趋势，云可以使各种公司轻松调用已有技能，更快地举行创新，还能根据实际需求预置资源，将公司本来用于数据中心和物理服务器等装备的固定付出变化为按实际用量付费的可变付出，优化公司的本钱；另一方面，各公司力图在后疫情期间扩大规模并进步机动度，故加紧举措，比原来更积极地利用云底子办法与云服务产物。
云盘算巨头CAPEX维持较高增速，且各厂商大量投资数据中心的态度刚强，这将为光芯片创造出大量需求。2015-2021年，Amazon/Google/Microsoft/阿里云CAPEX的CAGR分别为52.6%/19.3%/20.4%/39.4%，数据中心范畴，光芯片增长的驱动力重要有：第一，新建可用区、增加基站带来的数据中心数量增量；第二，数据中心升级改造，服务器与互换机速率提拔创造的增量。而各巨头大多以为当前云盘算尚处财产早期，表现会继承加大投资，进而将为光芯片带来稳固的需求增量。
2.3.2.应用种类：VCSEL与EEL互补，速率需到达50G及以上
从衬底与工艺看，InP衬底用于制作FP、DFB、EML边发射激光器芯片和PIN、APD探测器芯片，它们实用于中长间隔的数据中心间传输。GaAs用于制作VCSEL芯片，重要用于数据中心之内的传输。从速率看，数据中心对光芯片的要求在通讯范畴排名最高。当前数据中心所需光芯片以25G、50G、100G的速率为多。随着数据中心流量快速增长，更高速率光模块的市场需求将不绝凸显，而传统技能重要通过多通道方案实现100G以上光模块速率的提拔，而若数据中心进入400G及更高速率的平台，每一通道所需的激光器芯片速率也将随之提拔至100G。传统的DFB激光器芯片短期内无法同时满意高带宽、高良率的要求，故需思量采取EML激光器芯片，从而实现单波长100G的高速传播。当前国内云盘算公司与国外公司利用的光模块速率尚存差距，进而影响该范畴国内外卑鄙市场对光芯片的需求。外洋互联网公司前期重要利用100G及光模块，2020年起开始大规模向200G/400G光模块过渡。国内互联网公司如今重要利用40G/100G光模块，并从2022年开始推进200G/400G光模块批量摆设。
2.3.3.数通范畴光芯片市场规模
受益于数据中心增量需求与存量升级改造的需求，我们猜测光模块总贩卖额在2021-2027间或实现CAGR=14%。光模块需求维持较快增长的驱动力，一是厂商服务地域扩大，可用区、数据中心数量增多；二是数据中心升级改造，迭代为更高速率光模块。
我们猜测2021-2027年云盘算公司为光芯片创造的需求将稳步增长，CAGR=16%，2027年市场规模达22.2亿美元。这一盘算包罗两类假设：①随着25G及以上高速率光模块国产化率提拔，其代价降落，毛利率有所降落；②直接质料占光模块本钱比例、光芯片及组件占光模块质料本钱比例、光芯片占光芯片及组件的本钱比例变革较小。
2.4.斲丧电子：苹果主导，940nmVCSEL为主流
相较平凡摄像头，3D传感（包罗双目立体测距、布局光、TOF）可探测环境的深度特性，广泛应用于斲丧电子范畴。3D传感通常由多个摄像头与深度传感器构成，通过投射特别波段的主动式光源、盘算光线发射和反射时间差等方式，获取物体的深度信息。3D传感摄像头可实现人脸辨认、手势辨认、三维建模等多项功能，可实用于移动设备、呆板人、安防监控等多种终端，人脸辨认为当前3D传感摄像头最主流的功能。
光芯片用于发射激光作为测距底子，在布局光方案、TOF方案中均不可或缺。对于布局光传感器，其重要由激光投影模组、光学成像模组、图像处理惩罚芯片构成，此中激光投影模组用于向待测物体投射光斑，包罗激光发射器、透镜、衍射光学元件等部件，光芯片即用于构成激光发射器。对于TOF方案，激光器芯片重要用于发射激光脉冲，同时SPAD等探测器光芯片也有应用。
2.4.1.卑鄙趋势：苹果主导，安卓阵营中渗出率有望提拔
苹果产物为3D传感斲丧电子市场增长重要驱动力。2016、2017年前后，苹果与安卓阵营的华为、遐想引入3D传感摄像头，后差别的安卓厂商也作此实行，但只有苹果对峙迭代发展至今。苹果在手机前后均采取3D摄像头，并使旗下产物具有超高精度3D面部辨认的功能。2021年，苹果销量大涨，推动3D传感斲丧电子范畴的贩卖达36亿元/3.26亿台，安卓则未有显着推进。
当前3D传感器在安卓产物中渗出率不高，但斲丧者风俗将渐渐养成，渗出率将逐渐提拔。根据Yole分析，安卓当前未广泛采取3D传感的缘故起因重要是1）对特定的功能，如生物辨认，屏下指纹比3D传感对应的人脸辨认性价比更高；2）后置摄像头上的3D传感器暂无充足良好的应用与之匹配，当前只有少量AR游戏和功能不常用的APP。未来随着斲丧者认同感加强，安卓阵营3D传感有提拔空间。我们预计受苹果销量增长及3D传感渗出率上升驱动，斲丧电子3D传感市场规模将稳步增长。
2.4.2.应用种类：940nmVCSEL芯片在斲丧电子范畴占主流
从工艺看，布局光方案中多用EEL、VCSEL光芯片。EEL产物一样平常体积较大，用于较大丈量范围的应用场景；VCSEL体积小，用于较小丈量范围应用场景。TOF方案也多以VCSEL芯片充当激光器，SPAD芯片作探测器。从波长看，应用于斲丧电子领域光芯片以940nm的VCSEL光芯片为主流；但将来若更多移动装备厂商发展屏下摄像头，13xx/14xxnm波长将成为主流，这一波长的VCSEL芯片将以InP作为衬底。
2.4.3.斲丧电子光芯片市场规模
基于对安卓、苹果产物将来3D传感渗出率的分析及2020-2022苹果的销量数据，对斲丧电子范畴光芯片的市场规模可做出测算。我们预计2025年斲丧电子范畴光芯片将有13.70亿美元的市场规模，2021-2025年CAGR=14.6%。
2.5.车载激光雷达：光芯片的新蓝海
光芯片为激光雷达提供激光脉冲发射与吸取。激光雷达是一种综合的光探测与丈量体系——激光器鼓励源驱动激光器向目标发射激光脉冲，扫描体系以稳固的转速旋转，实现对平面的扫描，而光电探测器吸取目标反射回的激光，吸取信号经处理惩罚体系放大处理、转换、盘算后得到目标物体外貌形态、物理属性等特性。激光雷达重要包罗激光发射、扫描体系、激光吸取和信息处理惩罚四大体系，相辅相成，此中激光发射体系重要包罗半导体激光器、激光器鼓励源、激光调制器，是激光雷达的核心体系。而半导体激光器作为激光发射体系的核心器件，为整个激光雷达提供激光脉冲。
2.5.1.卑鄙趋势：车载雷达为光芯片最快增速支点
受益于高级辅助驾驶/主动驾驶技能渐渐成熟，激光雷达远景广阔，局面所趋。高级辅助驾驶/主动驾驶的实现方案中，当前存在“纯视觉”与“多传感器融合”两种方案，此中特斯拉采取前者,别的车企多数采取后者。起首，随着高级辅助驾驶/主动驾驶技能渐渐成熟，搭载主动驾驶功能的汽车将不绝放量，从总量上为激光雷达创造大量需求。其次，纯视觉方案必要极强的数据与算法积聚，故除特斯拉外，别的车企较难选择这一方案，再加上多传感器融合方式将为汽车增加安全冗余——少许传感器的故障能由互补传感器补充，故“多传感器方案”或将成为将来车企主流。当前囿于本钱，搭载高精度激光雷达的产物不多，但随着激光雷达本钱降落，高品格激光雷达渗出率将进一步提拔。
2.5.2.应用种类：EEL/VCSEL应用广泛，905/1550或将共存
按工艺分别，EEL、VCSEL激光雷达光芯片中应用最为广泛。EEL采取纳米堆叠技能（P-N结相互堆叠），重要长处是在小地区/小尺寸内提供高功率激光输出，这使其成为长途激光雷达的首选技能。从供应厂商来看，欧司朗的EEL光芯片在汽车电子中获主流应用，Lumentum的EEL芯片则重要用于斲丧级别。VCSEL芯片也具备激光雷达所需的精良性子，同时制造工艺与EEL相兼容，大规模制造的本钱较低。由于欧司朗掌握着EEL光芯片的紧张专利技能，别的光芯片厂商重要从VCSEL芯片寻求突破，Lumentum、Finisar、II-VI、长光华芯等国表里巨头在这一范畴均有布局。按波长分别，905nm为激光雷达光芯片首选波长。905nm激光器可搭配硅基光电探测器来吸取激光，由于根据前述光谱相应曲线，硅能在905nm波长处吸取光子；而1550nm激光器则需InGaAs探测器，后者的成熟度较低且本钱更高。别的，由于当前VCSEL光芯片卑鄙范畴中斲丧电子占主体，故其制造厂商的产能以940nm居多。在车载激光雷达尚未放量之际，为节省本钱，部分厂商也将940nm的VCSEL激光器用于激光雷达，其可在短距雷达中发挥效力。
在半导体激光器之外，1550nm光纤激光器亦得到关注。上述EEL、VCSEL光芯片均属于半导体激光器，以半导体质料为泵浦源；光纤激光器则是另一种固体激光器，以光作为泵浦源，换言之，半导体激光器除了直接发光外，还可作为其泵浦源。由于1550nm阔别人眼吸取的可将光波长，相较于905nm，划一功率的1550nm能使对人眼的安全性提拔40倍，故可用更大的功率来提拔穿透本领。别的，1550nm共同调频连续波（FMCW）技能不但可检测间隔，还可利用多普勒频移来丈量物体速率。但相较于主流的905nm激光雷达，1550nm的激光器与探测器的本钱更高、体积更大、供应链成熟度较低，这些为其广泛应用增加了本钱。我们预计1550nm将来将与905nm激光器共存，其重要用于以安全性为核心卖点、价位和品牌定位较为高档的车辆，或是用于重卡等有特别定位的车辆。根据Yole统计，2021年905nm/1550nm所占市场份额分别为69%/14%。
2.5.3.激光雷达光芯片市场规模
基于对乘用车激光雷达市场规模的测算、差别扫描方式激光雷达市场占比、差别激光雷达中光芯片+探测器光芯片本钱占比数据的搜集，2022-2025年车载激光雷达范畴光芯片的市场规模得以测算，我们预计2025年环球激光雷达市场创造的光芯片市场规模为12.31亿美元（包罗激光器与探测器）。这一测算包罗两个假设：①扫描方式的演进：机器式激光雷达的份额将渐渐减小，半固态式、固态式份额上升；②激光反射、探测单元在激光雷达中的本钱占比变革幅度较小。
3.II-VI、lumentum复盘：光芯片和器件龙头的发展之路
3.1.Lumentum：斲丧电子VCSEL龙头，车规彰显气力
Lumentum是一家专业的激光器厂商，拥有环球领先的VCSEL技能、EEL技能和光通讯激光器技能。其发展汗青可追溯至1979年创建的光传输产物供应商Uinphase。1999年，Uniphase与另一家创建于1981年的光纤网络产物供应商JDSFitelInc.归并为JDSU，成为环球光网络范畴的领导者。2015年，Lumentum从JDSU中分离出来，成为一家独立的上市公司，并继承贸易光学业务。Lumentum重要分为光通讯和激光器两大业务部分，重要产物范例包罗光芯片、光器件、光模块、商用激光器等，产物应用范畴涵盖电信、数通、斲丧和工业等板块，客户包罗苹果、Cisco、Amazon等国际龙头企业。
Lumentum业务收入比年来团体出现增长趋势，FY16-FY22营收CAGR为11.3%。FY2022公司营收同比-0.02%为17.1亿美元，此中营收比重较高的光通讯业务同比-6.3%至15.2亿美元，重要系电信产物质料和部件短缺所致，光通讯业务的收入降落也导致公司FY22营收的降落，激光器业务同比+59.0%至1.9亿美元，重要系复工复产后客户对千瓦级光纤激光器的需求规复。
除FY2019收购Oclaro带来净利润的短期承压外，公司利润程度比年来出现出稳中向好的发展趋势。FY2022，公司实现归母净利润4.2亿美元。毛利率处于较高程度，并已实现连续4年增长，FY2022到达46.05%，净利率则由于研发费用的增长而在FY2022出现肯定下滑。公司注意技能创新，研发费用率长期维持在较高程度。FY2022，公司研发费用率为15.5%，同比+3.2pct。公司前瞻布局VCSEL产物及3D传感，在VCSEL产物市场形成领先上风。2005年和2007年，JDSU分别收购了AgilityCommunication,Inc和Picolight,Inc，为公司带来了面向企业、数据中心和3D传感等范畴VCSEL产物的紧张技能，也拓展了Lumentum光通讯和激光器业务的深度和广度。早在2010年，Lumentum就开始布局3D传感市场，克制2020年，已累计发货高出8.5亿颗3D激光器芯片，此中EEL5000万颗，VCSEL超8亿颗。2017-2021年，Lumentum在VCSEL市场的份额均在40%以上，VCSEL产物也为公司带来大量营收。根据Yole提供的数据盘算，2018年VCSEL产物的收入增速高出100%，重要系Lumentum开始向苹果提供VCSEL芯片所致；2021年，公司的VCSEL产物市场规模到达5.2亿美元。
智能手机人脸辨认功能改写3D传感行业格局，为Lumentum的VCSEL产物带来广阔市场。2017年之前，3D传感重要应用于工业传感、激光打印、光学鼠标等。2017年11月，苹果公司发布的iPhoneX产物放弃了触摸式指纹解锁（TouchID），开创性地采取3D人脸辨认（FaceID），并通过搭载VCSEL实现人脸辨认功能，iPhoneX因此成为环球首款大规模利用3D传感功能的斲丧电子终端。在此之后，整个财产生态快速成熟，3D传感在人脸付出、假造实际（VR）、安防监控和呆板人等市场范畴连续得到应用，VCSEL户外利用波长稳固的特性也为使其成为移动3D传感的热门选择。
自2018年向iPhone提供VCSEL芯片以来，苹果就成为Lumentum的第一大客户，来自于苹果的收入份额稳固在20%以上。2020年，苹果发布的新款iPad和iPhone初次搭载了基于dToF的激光雷达，此中可寻址VCSEL阵列由Lumentum提供。根据盘算，FY18-FY22，Lumentum来自苹果的收入分别为3.7/3.3/4.4/5.3/4.9亿美元。Lumentum常采取相助的方式拓展VCSEL市场，与其他范畴的头部企业共同开辟具有市场远景的产物。从应用场景看，侧重于3D传感和汽车激光雷达。别的，Lumentum也长期采取并购和产物开辟进步在光芯片市场的核心竞争力。
Lumentum股价团体呈上升趋势，卑鄙市场景心胸、收购信号的发布以及产物供应形势的变革是Lumentum股票代价影响的重要因素。
3.2.II-VI：光芯片+碳化硅，连续收购注入增长动能
II-VI公司创建于1971年，并于1987年在纳斯达克上市，是工程质料和光电元件的环球领导者。2022年7月，II-VI完成对Coherent的收购，归并后的公司更名为Coherent，并重新分别了质料部分、网络部分和激光部分，我们将重点分析收购Coherent前的业务环境。II-VI产物体系健全，卑鄙市场广阔。2019年II-VI收购Finisar后，公司将激光办理方案、光子学和性能产物重新整合，形成光子学办理方案和化合物半导体两大部分。
重要产物包罗收发器、ROADM、工程质料、先辈光学装备、激光装备和体系，等等。公司生产的工程质料、光电元件和器件在通讯、工业、汽车、半导体资源装备、生命科学、航空航天及国防、斲丧电子等范畴得到广泛应用，各奇迹部均积聚了大量的优质客户资源。克制2022年，II-VI已在环球24个国家的130个地区建址，环球员工数量高出28000名。连续增长的营收规模是II-VI的一大亮点。从II-VI长期营收数据看，从1995年至今的28年以来，除FY2002和FY2009外，公司营收规模连续增长，FY2001突破1亿美元，FY2018突破10亿美元，FY2022实现33.2亿美元营收。FY1995-2008营收CAGR为20.5%，FY2009-2022CAGR为20.6%。II-VI能在近30年时间连续稳固增长，紧张缘故起因在于长期外延并购，并以此获取关键产物和技能，捉住市场机会，实现竞争上风。
II-VI公司发展的紧张阶段始终陪伴关键并购的发生。自1995年起，公司就开始了“外延并购”的进程，并将并购视作实现公司长期发展的紧张战略：（1）II-VI在20世纪末完成两项收购（VirgoOptics、LightningOptical），资助公司拓展了微型光学器件市场，两项收购也资助II-VI在1997年实现5270万美元的收入，险些是3年前收入总额的三倍；（2）2001年，II-VI收购了一家生产用于工业和军事二氧化碳激光器的公司LaserPower，该公司近一半的贩卖额都来自与军方的条约。通过对LaserPower收购，II-VI顺利开辟了国防军事范畴市场，使公司在2001财年的收入增长了66%；（3）2004年12月，II-VI签订了对Marlow公司的收购协议，巩固了公司在光学和光电元件方面的领先职位，并带来将来数年营收的连续增长；（4）2009年12月，II-VI收购了中国激光机光学产物生产商Photop（高意），该公司在光电产物与体系模块、斲丧电子等业务上具有环球领先职位。此次收购开启了IIVI进军光通讯市场的帷幕，资助公司走出环球性的金融危急并在FY2010敏捷扭转营收颓势，并动员FY2011收入增长46%，此举也开辟了公司在中国的市场；（5）2014年，II-VI收购了LaserEnterprise和NetworkSolutions公司，加之受益于环球光通讯市场的需求扩张，FY2014公司营收实现快速增长；（6）2019年9月，II-VI收购了环球光通讯范畴巨头Finisar，有效拓展了化合物半导体和光子学办理方案平台。Finisar拥有实用于3D传感和激光雷达的领先GaAs平台，在收购时已具备25G、100G、400G数据中心收发模块、940nmDFB激光器、VCSEL阵列等产物的生产本领。在完成对Finisar收购后，II-VI营收曲线陡升，收入体量得到明显扩大，FY2020营收规模达23.8亿美元，增速为75%，开创汗青新高；（7）2022年7月，II-VI完成对Coherent的收购，II-VI在质料方面的技能知识与Coherent在激光体系方面的规模形成互补，增加了公司业务范例的多样性，并很洪流平拓展了公司的策划规模，进而实现公司在质料、网络和激光范畴的环球领导职位。
收购信号的开释是II-VI公司的股价变动的一个紧张因素。从II-VI长期的股价表现来看，当公布举行收购时，通常可以或许带来公司股价短期的回升。别的，卑鄙行业（如数通市场、3D传感等）的市场景心胸也会对公司股价产生较为明显的影响。比年来公司完成了多项大型收购，股价颠簸较为显着。
II-VI公司的毛利率、净利率长期保持稳固。公司毛利率长期保持在35%以上的较高程度，除FY2020由于收购Finisar产生收购费用造成净利润为负外，公司净利率长期保持在7%左右。FY2022，公司毛/净利率分别为38.1%、7.1%。从研发费用率曲线的走势来看，公司对产物和技能开辟的器重程度在不绝进步。FY2020，公司加大了对5G技术、3D传感、磷化铟、激光雷达等新兴市场产物的开辟力度，研发费用率达14.3%，为汗青最高程度，FY2022研发费用率为11.4%。根据公司公告，克制2022年7月，II-VI工程和技能员工高出4400名，专利数量高出3000份。
3.3.贸易模式探究：需求变革快、红利不稳固，把握上行周期
光通讯行业的需求端存在显着的“脉冲式”特性，各阶段光芯片的需求重心不同等，相干企业的红利环境受市场刚性需求的影响较大。以源杰科技为例，2020年我国5G基站大幅建立并积极采取25G光芯片，公司捉住了发展机会，2020营收同比增长高达187%，而当2021年5G基站调解为10G光芯片方案后，同年公司收入出现下滑。2017年底苹果采取VCSEL芯片实现人脸辨认功能后，苹果占Lumentum营收份额敏捷飙升至30%，也能在肯定程度上表现光芯片行业的需求脉冲性。在4G基站大规模建立、5G基站大规模建立、数据中心大规模建立三个显着的阶段中，II-VI、Lumentum股价也随市场需求重心变革出现出“脉冲式”特性，在三个阶段的初期，股票代价都会迎来上升期，随着市场成熟，竞争加剧，股票代价会出现肯定程度的颠簸和降落。
另一方面，当前卑鄙光模块的市场驱动力已从骨干网络建立、光纤入户变化为数据中心的建立需求。具体来看，数据中心市场也存在需求迭代，如今正处于需求升级的关键时期。国表里互联网公司对光模块的速率要求从100G升级至200G/400G，相应地，数通范畴的光芯片速率正从25G向50G迭代，50G及以上高速率光芯片正处于上行期，相干产物需求预计将出现迅猛增长。
光芯片和光通讯器件毛利率通常出现出先升高后低落的趋势。在新产物刚研制完成时，由于工艺程度尚不成熟，加之产物良率较低，毛利率也相对不高；随着技能程度的提拔和产能的提拔，毛利率迎来增长期；以后相干产物的市场竞争日趋饱和，毛利率将出现回落。因此，为实现长期精良的利润程度，光芯片公司必要连续开辟契合市场需求的产物，把握利润程度的上行期。产物开辟必要投入肯定本钱，市场开辟和客户关系简直立也必要耗费肯定时间，若在市场开释新的需求信号后再开辟新产物，大概会错过上行期，即当产物终极投入市场时，产物的利润程度大概已处于回落阶段。因此，具备肯定资金气力的企业会选择通过并购的方式快速得到技能、产物和客户资源，以此赶上上行期。由此，光芯片厂商欲实现长期发展，可通过连续的并购和技能研发开启良性的发展循环，注意“战略适配性”以更好地迎合市场需求。II-VI和Lumentum均采取了该发展逻辑，通过连续的战略收购和产物开辟应对光通讯行业的“脉冲性”特性，实现了行业内领先的发展本领。
产物体系健全度和财产链整合本领也是影响光通讯企业增长稳固性的紧张因素。II-VI、Lumentum以及国内领先光芯片厂商源杰科技纷纷采取IDM计划生产模式，在该模式下，芯片计划、制造、封装到测试都由制造商负责，进而可实现对整个财产链的覆盖。我们以为，光芯片厂商采取IDM模式，可以或许（1）有效发挥核心质料供应链运营联动，弱化供应商原质料供应对生产策划的束缚，同时占据供应链多生态位也减弱了“牛鞭效应”对公司产能规划和库存管理的影响，保障公司增长的妥当性；（2）计划、制造、封装全环节协同优化，包管产物从计划到制造环节的一体性，低落产物良率下滑对公司业绩的影响；（3）IDM厂商产物速率更快，加强了企业抵抗市场颠簸和需求变革的本领，保障企业增长的稳固性。II-VI和Lumentum都拥有丰富的产物体系和广阔的卑鄙市场。从方式上看，两家公司都采取了收购来拓宽产物体系。II-VI近期收购了Coherent，Lumentum则收购了NeoPhotonics，只管在收购完成后II-VI的业务布局更加分散，而Lumentum则更加会合，但收购举动无疑都拓宽了公司的产物和市场。我们以为，提拔产物体系丰富度，可以或许：（1）通过多样化的产物种类布局满意客户差别化需求，拓展了公司的卑鄙市场，多元化的收入泉源均衡了光通讯行业需求“脉冲性”造成的收入及利润变动，提拔公司的运营妥当型；（2）丰富的产物布局也进步了公司为客户提供体系办理方案的本领和对客户需求变革的相应本领，为公司带来潜伏的发展和增长机会。
4.国产化预测：远期趋势确定，驻足光通讯，切入车规
4.1.政策扶持，光芯片国产化稳步推进
国内光芯片企业正加快研发进度，光芯片国产化趋势保持乐观。光芯片的国产更换出现出“从卑鄙向上游传导，从低端向高端过渡，政策本领有效扶持”的特性。
（1）从卑鄙向上游传导：在光通讯财产链中，卑鄙国内头部光模块厂商已具备较强气力和较大规模。据Lightcounting统计，2010年环球十大光模块厂商中国内厂商仅有1家，2021年有5家国内光模块厂商跻身TOP10，此中旭创科技与II-VI并列第一位。我国光模块龙头企业的环球市场竞争力突飞猛进，外洋厂商渐渐趋于劣势职位，光模块国产更换已根本完成。
2021年跻身环球十大光模块厂商的5家国内企业都着力布局光芯片，财产链纵向布局。①中际旭创全资子公司苏州旭创2021年开始“激光器芯片技能”研发，包罗DFB、EML、VCSEL芯片技能、50GPAM5技能等；②华为早在2013年便通过收购比利时硅光子公司Caliopa进入光芯片市场；③海信宽带旗下芯片奇迹部具备业内领先的从外延生长到激光器芯片整个链条的制造工艺本领，2021年芯片的展品包罗10G/25GDFB、25GLAN-WDM/MWDM/CWDMDFBChips、56GbaudPAM4EML、10G/25GTunable、HighPower等激光器芯片；④新易盛完成了对AlpineOptoelectronics的收购，并借此深入硅光子芯片技能的市场竞争。⑤光迅科技已实现10G及以下光芯片批量供货，25G光芯片规模出货，如今正加大研发力度，稳步提拔25G光芯片产物工艺。我们以为，随着国内光模块厂商环球份额连续提拔、光芯片技能不绝成熟及光模块应用范畴拓宽，国内光芯片财产链有望进一步优化整合，随之迎来国产更换机会。
（2）从低端向高端过渡：中低速率光芯片（10G及以下）：国内厂商占据较高市场份额，由于本钱竞争等因素，相干市场已根本被我国光芯片产物厂商更换，国内光芯片厂商具备较强竞争力。根据《光通讯用光芯片市场观察陈诉2020》，10G及以下速率光芯片已根本实现更换，用于接入网PON模块的10G及以下速率的光芯片已实现险些100%的自主供应，10GDFB激光器芯片、PINPD探测器芯片、VCSEL芯片均已实现完天下产化更换。源杰科技公司公告中也指出，我国光芯片企业已根本把握2.5G、10G光芯片核心技能，除少数技能门槛较高的产物型号对入口存在肯定依靠外，已根本实现国产化。国内已涌现出源杰科技、中科光芯、仕佳光子、武汉敏芯、云岭光电等企业，在部分中低速率光芯片产物的市场中占据了较高份额。高速率光芯片（25G及以上）：国产化率仍处于较低程度，国内头部厂商已先后开展研发生产，市场参加度有待进一步进步。根据ICC统计，2020年25G光芯片国产化率约为20%，25G以上光芯片国产化率则低至5%。随着数通市场的连续繁荣，如今国内厂商正加快25G及以上光芯片的开辟节奏。比年来，国内头部厂商的高速率芯片盼望态势乐观，源杰科技、光迅科技、仕佳光子、云岭光电、武汉敏芯等企业已具备25G及以上部分光芯片产物生产本领。
（3）政策本领有效扶持：国家对光电子技能财产给予了高度器重，政策步伐连续聚焦光芯片及其卑鄙应用领域的发展。“东数西算”战略的渐渐落地，“5G建立”的连续投入，有效推动了国内数通和电信市场的发展，从财产链卑鄙为国内光芯片市场注入了强大动能，对光芯片开辟的直接推动政策和相干要求也连续发布，我国光芯片厂商正渐渐缩小与外洋厂商的差距。与此同时，工信部于2022年6月启动了《中国光电子器件财产技能发展蹊径图（2023-2027年）》的体例，预计将来国家政策将连续高度器重光电子技能财产，光芯片财产生态圈有望进一步拓宽。
4.2.相干公司梳理
4.2.1.长光华芯：平台型激光芯片龙头，VCSEL布局领先
长光华芯专注半导体激光芯片、器件及模块等激光行业核心元器件的研发、生产与贩卖，是半导体激光行业环球少数具备高功率激光芯片量产本领的企业之一。公司于2018年创建VCSEL奇迹部，依托IDM模式在国内率先创建VCSEL芯片6吋线，并于2020年推出VCSEL光芯片，创建了针对VCSEL及光通讯芯片的完备工艺线，为客户提供VCSEL芯片的技能开辟服务。当前，公司的VCSEL芯片产物包罗PS、TOF、SL系列、波长涵盖808nm、850nm、940nm，电光转换服从最高可达60%以上。公司营收长期维持高速增长，18-21年CAGR到达66.9%，重要受益于半导体激光芯片赛道需求快速增长。VCSEL产物营收体量尚小，2021上半年为189万元，占比1.89%。
公司综合毛利率稳固在50%左右，此中VCSEL芯片毛利率维持在60%以上。随着公司在VCSEL芯片市场的进一步拓展及份额的进步，公司综合毛利率有望进一步提拔。
4.2.2.光迅科技：光电器件及模块巨头，财产链布局构建核心竞争力
光迅科技创建于2001年，2009年在厚交所上市，成为国内首家上市的光电子器件公司。公司于2013年收购丹麦光芯片公司IPX，于2016年收购法国Almae，通过连续的并购整合和技能积聚，形成了面向电信市场和数通市场的从芯片、器件、模块到子系统等垂直集成本领。根据《证券日报》援引公司领导的说法，光迅科技如今实现了10G及以下速率光芯片批量供货、25G光芯片规模出货，此中25GVCSEL根本可以自供，25GDFB约60%可以自供。买通“芯片-器件-模块”财产链，光迅科技营收和利润保持了长达10余年的稳固成长。公司在光芯片财产链各个环节都有投入和参加，营收体量不停保持增长态势，比年来增速维持在10%左右，2021年营收规模达64.9亿元；另一方面，公司的毛利率10余年来不停保持在20%-25%范围内，净利率则稳固在7%左右。公司已成为光通讯行业的环球龙头，根据Omida统计，克制2021年三季度，公司的环球市场占据率为7.8%，排名位居环球第四。
4.2.3.源杰科技：聚焦光芯片开辟，把握数通市场上行期实现快速增长
源杰科技创建于2013年，主业务务为光芯片的研发、计划、生产与贩卖，已创建了包罗芯片计划、晶圆制造、芯片加工和测试的IDM全流程业务体系。公司连续推出激光器芯片产物：①2013年，推出2.5G1310nmDFB作为第一款产品；②2016年，初次推出10GDFB激光器；③2019年，推出无线和数据中心25GDFBCWDM/LWDM产物；④2020年，推出硅光大功率CW激光器产物；⑤2021年，完成开辟50GDFB产物。当前，公司的重要产物包罗2.5G、10G和25G及更高速率激光器芯片系列产物等，产物体系涵盖2.5G到50G磷化铟激光器芯片，重要应用于光通讯行业，重要包罗光纤接入、4G/5G移动通讯、数据中心三大卑鄙范畴，此中，25G及以上光芯片重要应用于数据中心。
在中低速率及25G光芯片市场中，公司已形成肯定的规模，在国产光芯片厂商中具备领先上风：（1）根据ICC统计，2021年公司2.5G及以下DFB/FP激光器芯片、10GDFB激光器芯片发货量在环球市场份额的占比分别为7%、20%（环球第一）；（2）根据CC统计，2020年在磷化铟半导体激光器芯片产物对外贩卖的国产厂商中，公司收入排名第一，此中10G、25G激光器芯片系列产物出货量在国内偕行业公司中均排名第一。
除2020年外，源杰科技数据中心收入与25G光芯片收入高度靠近，连合数据中心对光芯片的速率要求，可知当前公司25G光芯片终极应用场景为100G数通光模块。数通市场上行期，公司业绩有望增厚。200G/400G光模块远景广阔，公司50GPAM4波段DFB激光器芯片已进入计划验证测试阶段，该产物可应用于200G/400G数据中心，预计该产物的乐成研发和商用推进将为公司带来新一轮的高增长。100G光模块市场较为成熟，短期无法完全被更高速率光模块更换，将来短期内公司仍有望通过100G数通光模块市场得到可观收入。
4.2.4.仕佳光子：从“无源+有源”走向光电集成
仕佳光子聚焦光通讯范畴，采取IDM模式布局芯片开辟，具备有源和无源两大工艺平台，重要光芯片产物包罗PLC分路器芯片系列、AWG芯片系列、DFB激光器芯片系列产物。2022年前三季度，公司实现营收6.85亿元，同比增长21.2%；归母净利润0.67亿元，同比增长148.1%。
（陈诉出品方/作者：东吴证券，张良卫、卞学清）
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