源杰科技-688498-高速光芯片领导者引领国产化新浪潮

公司研究/信息设备/通信设备证券研究报告阅读正文之后的信息披露和法律声明投投资评级优于大市股票数据覆盖52周股价波动(元)60/13总市值/流通市值(百万元)相关研究市场表现源杰科技海通综指.63%7%2022/12022/42022/72022/10M2M3M相对涨幅(%)------民S850517090006:徐卓zhaitongcom聚焦光芯片行业近十载，行业地位显著。公司专注于光芯片的研发、设计、生产与销售，主要产品包括2.5G、10G、25G及更高速率激光器芯片系列产品等，目前主要应用于光纤接入、4G/5G移动通信网络和数据中心等领域。根据公司招股书援引C&C的统计，2020年在磷化铟半导体激光器芯片对外销售的国内厂商中，公司收入排名第一。凭借25GMWDM12波段DFB激光器芯片，公司成为中国移动5G建设方案批量供货厂商。ZHANGXINGANG为公司实控人，通过一致行动协议合计控股近30%，苏州旭创和华为为公司间接持股股东。公司设立员工持股平台欣芯聚源，并实施了2021年期权激励计划，对高级管理人员和核心员工等进行股权激励。整体规模快速提升，盈利水平持续优化。公司2018-2021年营收分别为0.7001%)和2.32亿元(-0.54%)，归母净利润分别为1553.18万元、1320.70万元(-14.97%)、7884.49万元 (+496.99%)和9528.78万元(+20.85%)。2019-2021年毛利率分别为利水平持续优化且领先行业。光芯片需求不断攀升，国产厂商全球份额稳步提升。光通信主要应用于电信和数通市场。据Lightcounting预测，2020-2026年，数通市场将由53亿美元增长至151亿美元，CAGR达19%，成为光模块市场增长的主要驱动力。据招股书援引ICC预测，2019-2024年，中国光芯片厂商销售规模占全球比例不断提升，且中高速率光芯片增长更快。其中，2021年2.5G及以下速率国产光芯片全球占比超90%；10G速率国产光芯片全球占比约60%。IDM掌握核心技术，技术+规模成就高毛利。公司形成两大制造平台，实现高速率、高电光转换效率；积累“八大技术”，优化产品性能并降低产品成本；自主研发外延和光栅两大核心工艺，构建高技术壁垒。IDM模式助力公司实现自主可控，持续迭代、快速响应客户需求。公司2.5G/10G/25G产品，在关键核心指标均达到或优于海外龙头公司和国内主流公司。盈利预测。源杰科技是高速光芯片领导者，行业国产替代空间大，公司技术壁垒高。我们认为伴随着公司上市及募投产能投产，成长潜力有望进一步释放。我们预计公司22-24年归母净利润分别为1.13、1.51和2.03亿元，对PE，对应合理价值区间126.00-151.20元，给予“优于大市”评级。风险提示。行业需求回暖不确定性，下游厂商向上游拓展，行业竞争加剧。主要财务数据及预测2021营业收入(百万元)232-0.5%净利润(百万元)%1.5965.2%)15.5%阅读正文之后的信息披露和法律声明1.源杰科技：国内高速半导体光芯片的领导者 81.1主营业务：聚焦高速光芯片近十载，成长为国内领导者 81.2股权结构：一致行动控股近30%，股权激励彰显发展信心 81.3行业地位：掌握光芯片核心技术，出货量国内领先 101.4财务分析：整体规模快速提升 102.光芯片：光通信产业链重要组分，价值占比高 132.1产业地位：光芯片是光通信系统的核心，产业链价值占比高 132.2分类应用：激光发射芯片主要包括VCSEL、FP、DFB和EML 152.3芯片产业链：主要采用化合物半导体材料，国内产业链趋于完善 172.4技术趋势：硅光子技术高速率优势显著，有望快速渗透 183.需求：下游应用持续高景气，光芯片需求不断攀升 193.1光纤接入网：宽带中国和双千兆推动光芯片用量提升 203.2移动通信网：5G建设及商用化促进电信侧高端光芯片需求 213.3数据中心：云计算产业发展，全球及国内数据中心数量大幅增长 224.供给：模块芯片上下游错配，高速光芯片替代空间大 244.1欧美国家技术领先，行业垂直整合加剧 244.2国产厂商主导低速光芯片行业，25G及以上市场仍有较大空间 274.2.12.5G及以下光芯片：国内厂商主导主球市场 274.2.210G光芯片：国产渗透率提升，源杰出货量位居全球首位 274.2.325G及以上光芯片：突破国外技术垄断，国内厂商成长空间较大 284.3海外龙头：覆盖全产业链，规模优势与技术优势并存 294.3.1住友电工：全球高速率光通信芯片龙头 294.3.2Lumentum：行业领先的光学和光子产品供应商 30IIVI球领导者 304.4国内公司：部分产品突破技术壁垒，助力国产替代 314.4.1长光华芯(688048.SH)：高功率光芯片龙头，拓展光通信领域 324.4.2仕佳光子(688313.SH)：国内先进的光电子核心芯片供应商 334.4.3光迅科技(002281.SZ)：芯片自供能力构建公司护城河 34 5.1两大平台+八大技术，实现高性能、低成本产品 355.1.1两大平台，实现高速率、高电光转换效率 355.1.2八大技术，实现高性能、低成本优势 36两大工艺，构建核心技术壁垒 375.1.4产品过硬，性能、成本兼备优势 395.2IDM实现自主可控、降本增效，募投建设光芯片产线 405.3把握核心客户资源，提升国产材料采购率 425.4“一平台、两方向、三关键”，深耕产业、打开空间 44 6.1盈利预测：预计22-24年归母净利润1.13、1.51和2.03亿元 466.2估值：给予合理价值区间126.00-151.20元 47 8 1技毛利率和净利率情况 11 技各产品收入占比情况 11 图10源杰科技员工学历分布(截至2022年6月30日) 12图11源杰科技员工人数(人) 12图12源杰科技员工分布情况(截至2022年6月30日) 12图13源杰科技人均创收(万元) 12图14源杰科技人均创利(万元) 12 占比 14行业主要政策推进历程 14 EL 硅光全球市场规模预测 19 图375G承载网络分层组网架构和接口分析 21 图39全球电信侧不包括FTTX市场的光模块规模(百万美元) 22 图43全球数据中心光模块市场规模及预测(百万美元) 23 图452017-2020.8光通信产业链上游并购交易金额(亿元) 25图462017-2020.8光通信产业链上游并购交易数量(宗) 25 片占全球光芯片市场份额预测 26 FB m 脊波导型积累主要技术及工艺 36DFB晶圆加工流程 38 与海内外主要公司毛利率对比 40与海内外主要公司净利率对比 40要工艺流程 41 晶圆厂芯片成本与负载的关系 41图78源杰科技主营业务成本(万元) 42 图81源杰科技前五大客户收入情况(千万元) 43 图84源杰科技主要原材料衬底和金靶采购价格变化 44被激光雷达开发人员采用比例 45图86激光雷达波长的选择905nmVS1550nm 45图872021-2027E年全球激光雷达市场规模(分应用) 45 表目录 国家光芯片重点发展目标 15表5激光器芯片的类别及主要应用场景 16表6各代半导体材料的物理性质对比 17 表84G和5G基站对光模块及光芯片需求对比 22况 24表10不同速率光电芯片国内外产品化能力 26 Lumentum VI 表16源杰科技积累八大技术 37表17全息光栅和电子束光栅工艺比较 39表18两种光栅工艺对于不同速率光芯片的核心特性影响 39表19源杰科技2.5G1490nmDFB激光器芯片同业比较 39表20源杰科技10G1270nmDFB激光器芯片对比情况 39表21源杰科技25GCWDM6波段DFB激光器芯片对比情况 40表22源杰科技募投资金使用(万元) 42表23源杰科技各期末在建工程情况(万元) 42表24源杰科技关联销售交易额(万元) 43表25分项收入分拆(百万元) 47 阅读正文之后的信息披露和法律声明聚焦光芯片行业近十载，技术积累深厚。自2013年1月28日成立以来，源杰科技始终专注于光芯片的研发、设计、生产与销售。经过多年的研发和产业化积累，公司已建立了包含芯片设计、晶圆制造、芯片加工和测试的IDM全流程业务体系，拥有多条覆盖MOCVD外延生长、光栅工艺、光波导制作、金属化工艺、端面镀膜、自动化芯片测试、芯片高频测试、可靠性测试验证等全流程自主可控的生产线。公司主要产品包括2.5G、10G、25G及更高速率激光器芯片系列产品等，目前主要应用于光纤接入、4G/5G移动通信网络和数据中心等领域。定型M速率类型应用领域光纤传输的光通信系统中，光网络单元(ONU)与光线路终端(OLT)之间的光信号传输G通信网络常为终端用户连接或访问网络的部分。电信运GG移动通信网络BBGB硅光直流光源1330nm大功率0mW激光器芯片股权结构整体相对分散，ZHANGXINGANG为公司实际控制人，通过一致行动协议合计控股近30%。首次公开发行后，公司的控股股东、实际控制人为ZHANGXINGANG，直接持有公司12.58%的股权，并通过员工持股平台欣芯聚源间接控制公司1.50%的股权。此外，ZHANGXINGANG与张欣颖、秦卫星、秦燕生签署了《一致行动协议》，合计可控制公司的股权比例为28.39%。华为哈勃投资直接持有公司3.27%的股份；苏州旭创通过宁波创泽云穿透后间接持有公司4.35%的股份；汉京西成、先导光电、国投创投、国开基金等机构也通过多次股权转让与增资等方式，持有公司一定比例的股员工持股平台秦卫星张欣颖秦燕生欣芯聚源哈勃投资先导光电嘉兴景泽贝斯泰电子普通合伙人宁波创泽云国投创投2.63%源杰科技咸阳分公司控股股东实际控制人员工持股平台秦卫星张欣颖秦燕生欣芯聚源哈勃投资先导光电嘉兴景泽贝斯泰电子普通合伙人宁波创泽云国投创投2.63%源杰科技咸阳分公司控股股东实际控制人产业投资一致行动人产业投资ZHANGXINGANG5.48%5.33%5.48%5.33%3.50%1.50%12.58%5.03%3.27%2.82%1.52%2.56%4.97%汉京西城青岛金2.56%4.97%汉京西城2.31%2.31%瞪羚金石瑞衡创盈瞪羚金石国开基金源杰科技北京分公司股权激励绑定员工核心利益，彰显公司发展信心。为吸引和稳定优秀的管理、业务、技术人才，并增强核心骨干人员的积极性、责任感，提高市场竞争力和可持续发展，公司建立了完善的激励和约束机制。2020年9月，公司设立员工持股平台欣芯聚源，对高级管理人员和核心员工等进行股权激励。此外，公司还实施了2021年期权激励计划，面向董事(不包括独立董事)、高级管理人员、公司及其子公司其他管理人员、业务骨干和技术人员等106名激励对象，合计授予了151.15万份股票期权，对应股票总数为151.15万股，占公司总股本4500万股的3.3589%。姓名职位学历履历ZHANGXINGANG理博士本科毕业于清华大学，南加州大学材料科学博士研究生学历。历任Luminent研发员、研发经理、SourcePhotonics研发总监潘彦廷理博士毕业于国立台湾科技大学电子工程专业，博士研究生学历。历任国立台湾科技大学博士后研究员、索尔思光电股份有限公司研发工程师秦卫星董事专科毕业于桦林职工橡胶学院橡胶工艺专业，专科学历。历任咸阳秦泰橡胶科技有限公司监事、咸阳华汉光电密封制品有限公司执行董事，总经理毕业于西北民族大学，本科学历。先后任职于咸阳偏转集团公司、咸阳偏转股份有限公司、咸阳偏转同辉显示器有限公司、咸阳偏王永惠董事本科转同辉照明电器有限公司，历任上海简雅照明电器有限公司咸阳分公司行政管理部部长、咸阳秦光照明电器有限公司行政管理部部长、财务科长、生产管理部部长、咸阳博雅塑胶化工有限公司总经理助理、生产副总经理杨斌董事硕士毕业于北京大学微电子专业，硕士研究生学历。历任赛迪顾问股份有限公司研究员、北京中关村瞪羚投资基金管理有限公司副总经理、北京金桥鹰石创业投资中心(有限合伙)管理合伙人张欣颖董事本科毕业于咸阳师范学院汉语言文学专业，本科学历。曾任咸阳市西橡总厂幼儿园教师、咸阳市高新一中教师毕业于美国南加州大学电子工程专业，博士研究生学历。曾任扬州华夏集成光电有限公司经理，芯片厂厂长、扬州中科半导体照明邓元明独立董事博士有限公司总工程师、永道无线射频标签(扬州)有限公司副总经理、上扬无线射频科技扬州有限公司董事、总经理、杭州思创汇联科技有限公司副总经理李志强独立董事博士毕业于对外经济贸易大学法律专业，博士研究生学历。曾就职于山东中苑律师事务所，担任律师，历任中国商务部反垄断局，公平贸易局副处长、通用电气(中国)有限公司资深律师，总监、北京字节跳动科技有限公司竞争法务总监王鲁平独立董事博士毕业于西安交通大学管理科学与工程专业，博士研究生学历。曾任西安交通大学管理学院讲师，会计学副教授。彩虹显示器件股份有限公司独立董事陈文君副总经理硕士毕业于华中科技大学光学工程专业，硕士研究生学历。历任Fiberxon,Inc.新产品导入工程师、RTIHKLimited高级产品经理、MellanoxTechnologies,Ltd.亚太区市场与销售总监、博创科技股份有限公司副总经理毕业于伦敦大学学院宽带通信专业，硕士研究生学历。历任联想(北京)有限公司产品工程师、华为技术有限公司销售经理、赤子程硕董事会秘书硕士城网络技术(北京)有限公司高级商务经理、西南证券股份有限公司通信行业首席分析师、国泰君安证券股份有限公司通信行业首席分析师陈振华财务总监硕士毕业于重庆大学会计学专业，硕士研究生学历。历任重庆前景投资咨询有限公司项目经理、西安瑞联新材料股份有限公司证券专员、证券主管、财务部副经理、财务部经理兼证券法务部经理阅读正文之后的信息披露和法律声明阅读正文之后的信息披露和法律声明1.3行业地位：掌握光芯片核心技术，出货量国内领先打破国外技术垄断，供货主流光模块供应商。光芯片不同波段产品的应用场景不同，工艺难度差异大，公司凭借长期技术积累实现激光器光源发散角更小、抗反射光能力更强等差异化特性，为光模块厂商提供全波段、多品类产品，同时提供更低成本的集成方公司凭借核心技术及IDM模式，率先攻克技术难关、打破国外垄断，实现了25G激光器芯片系列产品的大批量供货。目前，公司已实现向客户A1、海信宽带、中际旭创、铭普光磁等国际前十大及国内主流光模块厂商批量供货，产品用于客户A、中兴通讯、诺基亚等国内外大型通讯设备商，并最终应用于中国移动、中国联通、中国电信、AT&T等国内外知名运营商网络中。公司已成为国内领先的光芯片供应商。产品质量认可度高，激光芯片出货量国内领先。根据公司招股书援引C&C的统计，2020年在磷化铟(InP)半导体激光器芯片产品对外销售的国内厂商中，公司收入排名第一，其中10G、25G激光器芯片系列产品的出货量在国内同行业公司中均排名第一，2.5G激光器芯片系列产品的出货量在国内同行业公司中排名领先。在细分产品方面，2020年，凭借2.5G1490nmDFB激光器芯片，公司成为客户A该领域的核心芯片供应商；凭借10G1270nmDFB激光器芯片，公司在出口海外10G-PON(XGS-PON)市场中占据领先地位；凭借25GMWDM12波段DFB激光器芯片，公司成为满足中国移动5G建设方案批量供货的厂商。2021年9月，公司的“第五代移动通信前传25Gbps波分复用直调激光器”项目，被中国国际光电博览会(CIOE)评为“中国光电博览奖”金奖；2021年6月，公司在科技部火炬中心等部门主办的2021全球硬科技创新大会上被评为“2021全国硬科技企业之星”。近年来公司营收和归母净利润总体快速增长。公司2018-2021年营收分别为0.70、亿元，2019-2021年营收增速分别为+15.48%、+187.01%和-0.54%，2021年营收主要受5G基站建设频段方案调整的影响，25G激光器芯片系列产品的出货量较上年度回落。公司2018-2021年归母净利润分别为1553.18、1320.70、7884.49和9528.78万元，2019-2021年归母净利润增速分别为-14.97%、+496.99%和+20.85%。25020000200%150%100%50%0%-50%201820192020202122Q1-Q3营业收入(百万元，左轴)同比(%，右轴)004000201820202012020归母净利润(百万元，左轴)202122Q1-Q3600%500%400%300%200%%-100%盈利能力优化。公司2019-2021年的毛利率分别为44.99%、68.15%、65.16%，2020年10G、25G等高毛利产品销量大幅提升使公司整体毛利率大幅提高；公司2019-2021年的净利率分别为16.24%、33.78%、41.05%，不断抬升。费用管控稳步向好。公司2019-2021年销售费用率分别为5.85%、3.32%、4.37%，2019-2021年管理费用率分别为8.64%、16.45%、8.10%，2019-2021年财务费用率分别为2.25%、0.35%、-0.09%。80%70%60%50%40%30%20%10%0%20192020202122Q1-Q38%6%4%2%0%-2%20192020202122Q1-Q3公司以2.5G系列产品收入为主，10G和25G等高毛利产品收入占比提升。分产品看，2021年公司2.5G、10G、25G产品营收占比分别为42.76%、41.56%、15.62%，毛利率分别为49.24%、74.07%、85.04%。00%80%60%40%20%0%20182019202020212.5G10G25G阅读正文之后的信息披露和法律声明阅读正文之后的信息披露和法律声明研发投入持续加大，员工规模快速扩张。公司2018-2021年研发费用分别为750.25、1161.92、1570.47、1849.39万元，2019-2021年同比增速分别为54.87%、35.16%、17.76%。公司员工人数从2019年的255人增加至2021年的472人。截至2022年6月30日，公司本科及以上学历人员占比40.74%，研发和生产人员达到452人，分别占比12.28%和75.83%，管理、销售和财务人员占比分别为6.24%、3.90%和1.75%。0040020004002008006004002000201820192020202122Q1-Q3研发费用(万元)同比(%，右轴)图11源杰科技员工人数(人)6005004003002000472472513 348255 2019202020212022H1图13源杰科技人均创收(万元)80706050403020020192020202122H1201920202021硕士及以上本科大专大专以下管理人员研发人员销售人员财务人员生产人员图14源杰科技人均创利(万元)25205020192020202122H1有源PLC芯片、波分复用芯片、光开关芯片、光衰减芯片等无源三环集团、天孚通信、太辰光、日海通讯、京瓷、科信技术、翔通光电、威迪光电、惠富康等光源/激光器(VCSEL/DFB/EML)、光探测器(PIN/APD)、光放大器、光调制器、光收发模块(TOSA/ROSA/BOSA)有源光器件光纤连接器、光分路器、波分复用/解复(WDM/DWDM有源PLC芯片、波分复用芯片、光开关芯片、光衰减芯片等无源三环集团、天孚通信、太辰光、日海通讯、京瓷、科信技术、翔通光电、威迪光电、惠富康等光源/激光器(VCSEL/DFB/EML)、光探测器(PIN/APD)、光放大器、光调制器、光收发模块(TOSA/ROSA/BOSA)有源光器件光纤连接器、光分路器、波分复用/解复(WDM/DWDM)、光开关、VOA/FOA无源OLT光模块、ONU光模块点对点光模块XFP、SFP、SFP+等点对多点前传/中传/回传信客户数通光芯片主要用以实现光电信号转换，是光通信系统的核心。在光通信系统的信过光纤传输至接收端，接收端通过探测器芯片进行光电转换，将光信号转换为电信输效率。在光纤接入、4G/5G移动通信和数据中心等网络系统里，光芯片都是决定光芯片位于光通信产业链的顶端。从产业链角度看，光芯片与其他基础构件(电芯片、结构件、辅料等)构成光通信产业上游，产业中游为光器件，包括光组件与光模块，产业下游组装成系统设备，最终应用于电信、数据中心和消费电子等新兴市场，如光纤接入、4G/5G移动通信网络，云计算、互联网厂商数据中心等领域。光通信芯片具体包括激光器芯片、探测器芯片和光放大器芯片。分材料来看，其典型产品为InP系列(高速直接调制DFB和EML芯片、PIN与APD芯片、高速调制器芯片、多通道可调激光器芯片)；GaAs系列(高速VCSEL芯片、泵浦激光器芯片)；Si/SiO2系列(PLC、AWG、MEMS芯片)；SiP系列(相干光收发芯片、高速调制器、光开关等芯片；TIA、LDDriver、CDR芯片)；LiNbO3系列(高速调制器芯片)等。激光器芯片、探测器芯片、放大器芯片等陶瓷插芯光纤适配器Finisar、Lumentum、Avago、激光器芯片、探测器芯片、放大器芯片等陶瓷插芯光纤适配器光组件陶瓷套管光组件陶瓷套管其他结构件光芯片NeoPhotonics、Lumentum、NEL、光迅科技、博创科技、昂纳科技Finisar、Oclaro、Sumitomo、Lumentum、Acacia、Fujitsu、NPTN、AAOI、SourcePhotonic、光迅科技等II-VI、Lumentum、昂纳、Sumitomo、Finisar、NPTN、CoAdna、NEL、光迅科技、海信等Finisar、Oclaro、Sumitomo、Lumentum、II-IV、Acacia、Fujitsu、光迅科技、海信、中际旭创、华工科技光光通信设备运营商云计算厂商：AWS、谷歌、微软、Facebook、阿里、腾讯等阅读正文之后的信息披露和法律声明阅读正文之后的信息披露和法律声明光芯片是光通信中价值占比最高的环节。光模块产品所需原材料主要为光器件、电约为73%。而光器件主要由TOSA(以激光器为主的发射组件)、ROSA(以探测器为主的接收组件)和尾纤等组成，其中TOSA和ROSA分别占到了光器件总成本的48%和32%。从芯片层面来看，光芯片又是TOSA与ROSA成本最高的部分。此外，光模块的速率越高，光芯片的成本占比就越高。一般高端光模块中，光芯片的成本接近50%。光芯片是整个光通讯产业链条中技术最复杂、价值最高的环节。80%70%60%50%40%30%20%10%%10/25G光模块400G10/25G光模块400G光模块政策持续加码，光芯片国产化上升为国家战略。光芯片是光通信的核心部件，是新基建、信息网络建设的重要配套设备和升级基础。光纤通信、新基建、宽带网络产业是支撑经济社会发展的基础性、战略性和先导性产业。政策扶持方面，近年来，国家陆续密集出台了一系列相关发展政策与发展规划，包括加大对光电子芯片共性关键技术的研发资金支持、迅速提高核心器件国产化率以及培育具有国际竞争力大企业等，推动了光通信器件行业市场需求的增长。国家战略方面，《“十三五”国家科技创新规划》、《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》、《产业关键共性技术发展指南(2017年)》等政策文件提出发展超高速、超大容量、超长距离光通信技术，并重点加强光电子技术与器件的研发，从国家战略角度布局行业发展。产业扶持方面，《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》《中国光电子器件产业技术发展路线图(2018-2022年)》、《基础电子元器件产业发展行动计划(2021-2023年)》等产业政策及规划文件，要求提升光通信器件供给保障能力，提高核心光电子芯片国产化，降低对进口芯片的依赖。下游市场方面，《“双千兆”网络协同发展行动计划(2021-2023年)》、《“5G+工阅读正文之后的信息披露和法律声明业互联网”512工程推进方案》、《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》等法规政策，鼓励对高速宽带网络、5G移动通信网络、数据中心等新型基础设施建设投入，增大下游市场对光芯片行业的需求。标标实现10Gb/s大功率、25Gb/s速率EML芯片及器件的产业化，10Gb/s速率EML芯片的国产化率达到30%右GbsEML产化率分别达到80%左规模销售，并不断替代进口，扩市场件规模销售(应用)，市场占有率达到及器件件规模应用，并不断替代进口，市场占硅基相干光收发芯片(100G/200G,400G/600G,1T)芯片及器件模块的规模应用通道)光收发模块或有源光缆的规模Tbs模块的规模应用，不断扩大市场占有率持续提升市场占有率所器芯片主要用于接收信号，将光信号转化为电信号。根据出光结构，激光器芯片可进一步分为面发射芯片和边发射芯片，面发射芯片包括GaAs材料体系的VCSEL激光器芯片是激光器的重要组成部分。半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生受激发射作用的器件，具有波长范围宽、体积小、重量轻等优点，通常作为光源应用于光通信系统中。目前，通信用的半导体激光器主要包括FP、DFB、EML和阅读正文之后的信息披露和法律声明VCSEL等不同类型，分别适用于不同传输距离要求的应用场景。表5激光器芯片的类别及主要应用场景别特性应用场景稳定，耦合效率低数据中心内部互联VCSELm、线性度差离长，成本高FP(Fabry-Perot，法布里-珀罗)激光器全称FP腔纵模激光器，是以FP腔为谐振腔，发出多纵模相干光的半导体发光器件，属于边发射类型，水平腔结构。FP激光器，其结构和制作工艺相对简单，成本较低，主要用于短距离传输，传输距离一般在20公DFB(DistributedFeedbackLaser)激光器，全称为分布式反馈激光器，是在FP激光器的基础上将布拉格光栅集成到激光器内部的有源层中，进而在谐振腔内形成选模结构，实现单模工作的激光器。DFB激光器属于边发射类型，是最常用的直接调制激光器，主要用于中长距离传输，目前广泛应用于高速光信息传输领域，是数据中心、5G无线通信网和PON接入网中的关键光发射器件。VCSEL(Vertical-cavitySurface-emittingLaser)激光器，全称为垂直腔面发射激光器。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。但VCSEL的功率较低，传输距离较短，只适用于300m内的短距离传输，主要应用场景为数据中心内部。近年来，随着大口径、二维阵列和多结技术的开发，VCSEL的输出功率得到显著提高，在3D传感、激光雷达等消费电子领域需求快速增长。EML(Electro-absorptionModulatedLaser)激光器，全称电吸收调制激光器，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。主要应用场景包括：高速率、远距离的电信骨干网、城域网和数据中心互联 阅读正文之后的信息披露和法律声明2.3芯片产业链：主要采用化合物半导体材料，国内产业链趋于完善光芯片企业通常采用三五族化合物磷化铟(InP)和砷化镓(GaAs)作为芯片的衬底材料，相关材料具有高频、高低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点，符合高频通信的特点，因而在光通信芯片领域得到重要应用。其中，磷化铟(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，主要应用于电信、数据中心等中长距离传输；砷化镓(GaAs)衬底用于制作VCSEL面发射激光器芯片，主要应用于数据中心短距离传输、3D感测等领域。表6各代半导体材料的物理性质对比元素半导体IIV硅锗砷化镓磷化铟碳化硅V-3饱和电子速度6(10cm/s)62020(W/cm·K).9点储量大、价格便宜输效率高低低高高池面板VCSEL块、激光雷达能源砷化镓和磷化铟各产业链包括上游的衬底制造、外延加工，以及中游的IC设计、制造、封测和下游应用等环节。1)砷化镓衬底材料主要由Freiberger、Sumitomo等行业龙头供应，磷化铟衬底材料则由Sumitomo、日本JX等供应；2)外延加工市场则是由IQE、全新光电等少数寡头占据，但一些垂直整合制造(IDM)厂商自己也生产外延片；3)中游的IC设计、制造、封测等环节，行业存在IDM和代工两种主流模式，前者从芯片设计到生产都由IDM厂自身完成，后者的芯片设计公司(Fabless)仅具有设计功能，其晶圆制造和封装测试外包给外界专业厂负责。4)下游应用光通信等。阅读正文之后的信息披露和法律声明GCS稳懋宏捷科技三安光电联颖光电MurataBroadcomQualcomm唯捷创芯纵慧芯光砷化镓磷化铟SumitomoHitachiCable英特磊全新光电FreibergerSumitomo北京通美GCS稳懋宏捷科技三安光电联颖光电MurataBroadcomQualcomm唯捷创芯纵慧芯光砷化镓磷化铟SumitomoHitachiCable英特磊全新光电FreibergerSumitomo北京通美设计代工封测GCS稳懋联颖光电VLCIntengentBroadcom光隆科技衬底外延终端应用英特磊联亚光电全新光电Sumitomo北京通美QorvoFinisarSkyworksLumentum长光华芯光迅科技IDM厂MuraMurata矽格子全智科技全智科技VILumentum长光华芯源杰科技光迅科技硅光融合了CMOS和光子技术的优势。硅光子集成技术以硅和硅基衬底材料(如SiGe/Si、SOI等)作为光学介质，通过互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容的集成电路工艺制造相应的光子器件和光电器件，包括硅基发光器件、调制器、探测器、光波导器件等，并利用这些器件对光子进行发射、传输、检测和处理，以实现其在光通信、光互连、光计算等领域中的实际应用。硅光融合了CMOS技术的超大规模逻辑、超高精度制造的特性以及光子技术超高速率、超低功耗的优势，把原本分离器件众多的光、电元件缩小集成到一个独立微芯片中，实现高集成度、低成本、高速光传输。硅基光芯片这一概念最早在上个世纪90年代初被提出，诞生伊始主要瞄准在芯片内部以光互连取代电互连。然而，受工艺和设计上的限制，在早期很长一段时间内该技术并没有获得足够的关注和投入。直到2004年，Intel研制出第一款1Gb/s速率的硅光调制器之后，人们才看到硅芯片中“光进铜退”的可能性。其后，在IBM、康奈尔大学、贝尔实验室、MIT等单位共同推动下，硅光芯片工作速率在2013年左右达到了50Gb/s，首次超越当时主流的光电子器件。所硅光子技术在数据中心场景优势显著。1)数据中心的特点适合硅光：数据中心常用的叶脊架构中，连接数众多，节点间距离短，同时流量的迅猛增长使得光模块技术更新换代快。因此，数据中心适用大量成本敏感但对性能要求不高的模块。一方面，硅光子技术比传统铜线性能更优，光纤连接更适合大规模的板间互联；另一方面，硅材料相对于III-V族材料成本更为低廉，在数据中心应用中优势凸显。2)解决I/O瓶颈：面对日益增长的数据消耗需求，芯片的运行速度越来越快，但光信号仍必须转换为电信号，才能与电路板上的芯片通信。硅光子技术可以使用异构集成与其他网络、存储和计算专用集成电路(ASIC)共同封装，以实现直接来自硅芯片本身的半导体光学I/O。3)降低功耗：散热和功耗一直是业界关注的重点。硅光子技术是基于芯片间的光传输，传输路径去除了大量传统技术中光路的转化与处理过程，无需多次转化，整体功耗明显下降。在相同传输容量下，硅光子技术的功耗大约只有传统光模块接口技术的30%左右。图30不同传输距离光芯片应用所硅光全球市场规模高速增长。根据Yole预测，2020-2026年间，硅光芯片全球市场规模将从8700万美元快速增长至11亿美元，CAGR达到49%。其中，数据中心市场R硅光材料渗透率不断提升。根据光通信女人微信公众号援引Lightcounting数据，2016年，铌酸锂和磷化铟分别占据了光模块市场的38.7%和45%，而硅光的份额不足5%。到2022年，铌酸锂的市场份额下降到5.7%，磷化铟占比47.3%，而硅光则上升到31.1%；预测到2025年，铌酸锂市场占比不足2%，InP占比下降到约37.5%，而硅光集成占比将继续提升到47.2%。图31硅光全球市场规模预测图32不同材料平台的光模块市场规模预测按下游应用领域划分，光通信主要应用于电信和数通市场。据Lightcounting预测，年，数通市场将由53亿美元增长至151亿美元，CAGR达19%；电信市场将由43亿美元增长至58亿美元，CAGR为5%，数据通信市场的增长将成为光模块市场的主要驱动力。阅读正文之后的信息披露和法律声明阅读正文之后的信息披露和法律声明光模块数通光模块数通市场其中接入网包括固网接入以及无线接入。55G前传/中传/回传G承载数据中心到用户数据中心互联数据中心内部通信(占比超70%)资料来源：维科网光通讯微信公众号，维科网光通讯，易天光通信微信公FTTx光纤接入是全球光模块用量最多的场景之一，而我国是FTTx市场的主要推动者。受制于电通信电子器件的带宽限制、损耗较大、功耗较高等，运营商逐步替换铜线网络为光纤网络。目前，全球运营商骨干网和城域网已实现光纤化，部分地区接入网已逐渐向全网光纤化演进。随着运营商进一步拓展千兆宽带业务，向10GPON升级已经是大势所趋，亚太运营商正引领全球接入网向10G速率升级。PON技术是实现FTTx的最佳技术方案之一，当前主流的EPON/GPON技术采用1.25G/2.5G光芯片，并向10G光芯片过渡。根据LightCountingGPON7%保持增长，预计到2025年达到34亿美元。势容更高景，且系统能耗增幅远小于带宽增幅运维简单业务发放、设备配臵、网络管理都与之前保持一致，人力成本维持不变投资支出小社会价值显著根据源杰科技招股书援引LightCounting数据，2020年FTTx全球光模块市场出货量约6289万只，市场规模为4.73亿美元，随着新代际PON的应用逐渐推广，预计至2025年全球FTTx光模块市场出货量将达到9208万只，年均复合增长率为7.92%，市场规模达到6.31亿美元，年均复合增长率为5.93%。阅读正文之后的信息披露和法律声明根据工信部《宽带发展白皮书》，2020年我国光纤接入用户占比全球第二，仅次于新加坡。根据《十四五信息通信行业发展规划》，在持续推进光纤覆盖范围的同时，我国要求全面部署千兆光纤网络。以10G-PON技术为基础的千兆光纤网络具备全光联接，海量带宽，极致体验的特点，将在云化虚拟现实(CloudVR)、超高清视频、智慧家庭、数达320万个，2025年将达1200万个。根据工信部官网，截至2022年10月末，具备千兆网络服务能力的10GPON端口数达1327万个，全年净增540.8万个。全球正在加快5G建设进程，5G建设和商用化的开启，将拉动市场对光芯片的需求。相比于4G，5G的传输速度更快、质量更稳定、传输更高频，满足数据流量大幅增长的需求，实现更多终端设备接入网络并与人交互，丰富产品的应用场景。根据全球移动供应商协会(GSA)的数据，截至2022年10月末，全球505家运营商正在投资5G建设，其中52个国家或地区的111家运营商已开始投资公共5G独立组网(5GSA)。承载网架构升级，连接增多带来增量。4G只有前传和回传两部分，而5G承载网随着RAN架构的重构，核心网云化、C/U分离、数据面分布式部署，使网络更趋扁平化，划分为前传网络、中传网络和回传网络三部分。AAU连接DU部分为5G前传，中传指DU连接CU部分，而回传是CU和核心网之间的通信承载。5G承载网络一般分为城域接入层、城域汇聚层、城域核心层／省内干线，实现5G业务的前传和中回传功能。各层设备之间主要依赖光模块实现互连。G阅读正文之后的信息披露和法律声明GG全国基站数(万个，截至单基站光模块数(个)8-10bps)型5G移动通信网络提供更高的传输速率和更低的时延，各级光传输节点间的光端口速率明显提升，要求光模块能够承载更高的速率。5G光模块也可按应用场景分为前传、中回传光模块，前传光模块速率需达到25G，中回传光模块速率则需达到50G/100G/200G/400G，带动25G甚至更高速率光芯片的市场需求。根据源杰科技招股书援引LightCounting的数据，全球电信侧光模块市场前传、(中)回传和核心波分市场需求将持续上升，2020年分别达到8.21亿美元、2.61亿美元和10.84亿美元，预计2025年，将分别达到5.88亿美元、2.48亿美元和25.18亿美元。电信市场的持续发展，将带动电信侧光芯片应用需求的增加。资料来源：IMT-2020(5G)推进组《5G承载与数据中心光模块白皮书》，海通证券研究所X互联网及云计算的普及推动了数据中心的快速发展，全球互联网业务及应用数据处理集中在数据中心进行，使得数据流量迅速增长，而数据中心需内部处理的数据流量远大于需向外传输的数据流量，使得数据处理复杂度不断提高。根据源杰科技招股说明书援引SynergyResearch的数据，截至2020年底，全球20家主要云和互联网企业运营的超大规模数据中心总数已经达到597个，是2015年的两倍，其中我国占比约10%，排名第二。2022Q3海外云厂商资本开支同比、环比继续提升，云产业链发展+流量增长的赛道长期趋势不变。22Q3，北美主要云厂商(亚马逊、谷歌、微软、META)合计资本开支为381.18亿美元，同比+19.42%、环比+7.24%；其中META增长最为突出，资本开支为95.18亿元，同比+110%、环比+23%。BMC芯片厂商信骅22年10月营收继续同比+45.1%、环比+8.4%，自2021年8月以来连续保持同比快速增长。2022年2月17日国家发改委、中央网信办、工信部、能源局联合印发文件，同意在京津冀、长三角、粤港澳、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地启动建设国家算力枢纽节点，并规划10个国家数据中心集群，“东数西算”工程全面启动。图40北美头部云厂商资本开支情况450400350300250200150100500140%120%100%80%60%40%20%0%-20%-40%Amazon(亿美元，左轴)Microsoft(亿美元，左轴)Google(亿美元，左轴)Meta(亿美元，左轴)合计：YoY(%，右轴)合计：QoQ(%，右轴)资料来源：Wind，海通证券研究所光模块是数据中心内部互连和数据中心相互连接的核心部件。数据中心架构中，服务器间的连接、交换机间的连接、服务器与交换机间的连接都需要光模块、光纤跳线等传输载体来实现数据的互通。根据源杰科技招股书援引LightCounting的数据，2019年全球数据中心光模块市场规模为35.04亿美元，预测至2025年，将增长至73.33亿美元，年均复合增长率为13.09%。图43全球数据中心光模块市场规模及预测(百万美元)数据中心向高速率持续升级，光芯片需求持续向上。亚马逊、谷歌、微软、Facebook等北美超大型数据中心内部互连已从2019~2020年开始商用部署400Gb/s光模块；国内数据中心正由100Gb/s逐步向400Gb/s过渡，预计2022年实现规模部署。预计2023年，数据中心交换芯片吞吐量将达到51.2Tb/s，2025年之后达到102.4Tb/s，800Gb/s和1.6Tb/s更高速率将成为实现高带宽数据交换的重要选择。我们认为，随着数据中心持续向更高速率升级，对更高速率光芯片的需求也将持续增长。资料来源：800GPluggableMSA《EnablingTheNextGenerationOf.Cloud&AiUsing800Gb/sOptical阅读正文之后的信息披露和法律声明阅读正文之后的信息披露和法律声明4.1欧美国家技术领先，行业垂直整合加剧欧美日国家先发优势明显，技术积累深厚。光芯片主要使用光电子技术，海外起步较早、积累较多。欧美日等发达国家陆续将光子集成产业列入国家发展战略规划。其中，美国建立“国家光子集成制造创新研究所”，打造光子集成器件研发制备平台；欧盟实施“地平线2020”计划，集中部署光电子集成研究项目；日本实施“先端研究开发计划”，部署光电子融合系统技术开发项目。海外光芯片公司拥有先发优势，通过积累核心技术及生产工艺，逐步实现产业闭环，建立起较高的行业壁垒。海外光芯片公司普遍具有从光芯片、光收发组件、光模块全产业链覆盖能力。除衬底需要对外采购，海外领先光芯片企业可自行完成芯片设计、晶圆外延等关键工序，可量产25G及以上速率光芯片。海外头部并购频发，行业垂直整合加剧。随着5G、云计算、数据中心向更高速发展，单一企业越来越难以应对高速迭代的技术发展趋势，难免遇到技术瓶颈。近年来，海外头部公司不断通过并购来整合产业链的各个环节，进一步完善、优化自身产品组合，在节约大量研发成本的同时，也能为客户提供该领域最完整的解决方案，从而实现市场份额的最大化，达到继续占据产业链高端的战略目的。整体来看，2018-2020年市场交易规模总量稳步上升且主要集中在芯片和器件的产业环节。表9光通信产业并购情况收购方说明对价8无源、有源等多方面产品并9vanex电信及非电信市场并源光器件能力万美元ur工到并行互联产品2万美元通到电信级全产品能力2力元2WTD线334输技术万美元美元Avago中心-5昂纳在工业激光器领域实力5AvagoAvago鸿腾进入光模块领域5元6派光电在基础器件方面的实力万美元7元88源巨头并购8s率二极管业务-9960万美元锂调制器阅读正文之后的信息披露和法律声明金额(亿元)量(宗)中国光模块厂商快速成长。光芯片下游直接客户为光模块厂商，近年来，我国光模块厂商在技术、成本、市场、运营等方面的优势逐渐凸显，占全球光模块市场的份额逐步提升。根据源杰科技招股说明书援引LightCounting统计，2021年我国厂商中已有中际旭创、华为、海信宽带、光迅科技、华工正源和新易盛进入全球前十大光模块厂商。光通信产业链逐步向国内转移，同时中美贸易摩擦及芯片国产化趋势，将促进产业链上游国内光芯片的市场需求。我们认为，近年来我国光通信厂商快速崛起，但上游芯片端依然由海外厂商主导。核心芯片自制能力是光通信行业亟待解决的问题。国内厂商以国产替代为目标，高端光芯片发展水平仍有差距。国内的光芯片生产商普遍具有除晶圆外延环节之外的后端加工能力，而光芯片核心的外延技术并不成熟，高端的外延片需向国际外延厂进行采购，限制了高端光芯片的发展。以激光器芯片为例，经过多年的发展，我国光芯片企业已基本掌握2.5G和10G光芯片的核心技术，但仍有部分型号产品性能要求高、难度大，实现批量供货的国内厂商数量较少。25G及以上高速率光芯片方面，我国国产化率低，受到工艺稳定性、可靠性、供货能力及下游客户认证等因素影响，我国的光模块或光器件厂商仍然是优先采购海外的高速率光芯片，尤其在数据中心市场及高速EML激光器芯片等领域，仅少部分厂商实现批量发货。整体来看，高速率光芯片严重依赖进口，与国外行业领先水平存在一定差距。国产光芯片厂商全球份额稳步提升，高速光芯片空间巨大。根据源杰科技招股书援引ICC预测，2019-2024年，中国光芯片厂商销售规模占全球光芯片市场的比例不断提升，且中高速率光芯片增长更快。其中，2021年2.5G及以下速率国产光芯片全球占比超90%；10G速率国产光芯片全球占比约60%，但不同光芯片国产化情况存在差异，部分10G光芯片产品性能要求较高、难度较大，如10GVCSEL/EML激光器芯片等，国产化率不到40%；25G及以上光芯片方面，随着5G建设推进，我国光芯片厂商在应用于5G基站前传光模块的25GDFB激光器芯片有所突破，数据中心市场光模块企业开始逐步使用国产厂商的25GDFB激光器芯片，2021年25G光芯片国产化率约20%；25G以上光芯片的国产化率仍较低约5%，目前仍以海外光芯片厂商为主。阅读正文之后的信息披露和法律声明外产品化能力产品化能力光/电芯片 国际光/电芯片DFB批量批量DFB(PAM4)批量/小批量样品EML批量批量EML(PAM4)批量小批量/研发C波段波长可调激光器批量研发O波段波长可调激光器——研发25PIN批量批量APD批量批量激光器驱动器批量小批量激光器驱动(PAM4)批量小批量/研发TIA批量小批量/研发 TIA(PAM4)批量小批量/研发EML(NRZ,PO用)样品样品DFB(PAM4)小批量/样品样品/研发EML(PAM4)批量批量/样品硅光调制器(PAM4)——小