长光华芯如何进行产业布局的？

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1.纵向延伸业务布局，激光芯片国产替代如火如荼

半导体激光芯片“一支点”，纵向布局提升综合实力

激光产业核心部件，激光芯片重要性凸显。高功率半导体激光芯片是整个激 光加工产业链的基石与源头，是激光泵浦、工业加工及先进制造等的关键核心部 件，是实现激光系统体积小型化、重量轻质化和功率稳定输出的前提和保证。高 功率半导体激光芯片采用半导体芯片制造工艺，以电激励源方式，以半导体材料 为增益介质，实现电光转换。其增益介质与衬底主要为掺杂 III-V 族化合物的半导 体材料，如 GaAs (砷化镓)，InP(磷化铟)等。此外，高功率半导体激光芯片又分 为单管芯片及巴条芯片，单管芯片只有一个发光单元，巴条芯片是由多个发光单 元并成直线排列的激光二极管芯片，巴条芯片经过钝化、镀膜后，可解理为单个 发光单元的单管芯片。目前公司已具备高功率半导体激光芯片的核心技术及全流 程制造工艺。

结合高功率半导体激光芯片优势，公司业务实现纵向沿伸。采取“纵向延伸” 的目的是为更好贴近客户、满足客户需求及适应众多激光应用。公司紧跟下游市 场发展趋势，不断创新生产工艺，布局产品线，纵向延伸实现包括半导体激光芯 片、器件、模块在内的半导体激光业务覆盖，实现协同发展，推动公司在半导体激 光行业竞争力不断增强。

激光市场规模稳定增长，光纤激光器国产化加速

激光器市场前景广阔。根据 LaserFocusWorld 与 Strategies Unlimited 的预 测，2022 年全球激光器市场规模预计为 201 亿美元，同比增长 8.8%，其中，全 球高功率半导体激光器市场规模预计为 21.9 亿美元，同比增长 10.7%。半导体激 光器既能直接使用，又可作为固体激光器与光纤激光器的泵浦源，未来成长空间 大。当半导体激光器直接应用时，可直接应用于医疗、工业、国防、科研以及激光 雷达等领域，发挥其电光转换效率高、体积小、寿命长等特点。当半导体激光器亦 可作为泵浦源使用时，主要作为光纤激光器的泵浦源，应用于工业激光领域激光 切割、激光焊接、激光医疗等多个领域。预计全球半导体激光器市场未来将继续 保持增长态势，到 2025 年全球高功率半导体激光器市场规模将接近 30 亿美元左 右。

国内激光器市场规模稳定增长，光纤激光器份额超 50%。根据 Laser Focus World 的预测，2022 年中国激光器市场规模至 147.4 亿美元，同比增长 16.2%。 根据增益介质的不同，激光器可以分为固态（含固体、半导体、光纤、混合）、液 体激光器、气体激光器等。与其他激光器相比，光纤激光器具有转换效率高、光束 质量好、体积小巧等优势。近年来，随着光纤激光技术的发展和下游行业需求的 增加，光纤激光器市场规模保持快速增长。根据 Laser Focus World 的数据，2021年光纤激光器在各类激光器市场中占比超 50%。《2022 年中国激光产业发展报 告》，中国光纤激光器市场规模由 2018 年的 77.40 亿元增长至 2021 年的 124.8 亿元，同比增长 32.48%，根据前瞻产业研究院的预测，到 2027 年，我国光纤激 光器行业的市场规模将突破 270 亿元。

低功率国产化几近完成，中高功率激光器国产化率仍较低。高功率半导体激 光芯片是光纤激光器的重要部件，随着国产光纤激光器产品性能、技术和服务质 量的提高，我国光纤激光器正逐步由依赖进口向自主研发转变，核心元件国产替 代浪潮之下，近几年国产高功率激光器国产数量显著提高。根据 2020 年中国激光 产业发展报告的披露，国产 100W 及以下的小功率光纤激光器出货量从 2013 年 的 1.3 万台增长至 2020 年的 13 万台，基本已实现国产替代。2020 年国产中功 率光纤激光器出货量达到 1.75 万台，同比增长 9.4%，出货量增幅有所放缓。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。在万瓦级以上的市场， 国内厂商将逐步参与到竞争当中。

公司产品下游覆盖面广，产品性能位于第一梯队

激光器种类繁多，半导体激光器应用广泛。激光器较为常见的分类有四种， 即按增益介质、输出功率、工作方式和脉冲宽度区分。按增益介质划分可分为液 体激光器、气体激光器、固态激光器与半导体激光器等。其中半导体激光器引领 光子时代，具有电光转换效率高、体积小、可靠性高、寿命长、波长范围广、可调 制速率高等显著优点，为下游激光器提供不同光子能量。光子根据类型可分为能 量光子和信息光子，对应不同的激光器类型，半导体激光器为下游激光器提供不 同光子能量，除可以直接使用外，亦被作为光纤激光器和固体激光器等其他激光 器最理想的泵浦源，属于其核心器件及关键部件。

公司高功率单管与巴条系列产品广泛应用于光纤激光器、固体激光器及超快 激光器等光泵浦激光器泵浦源、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、3D 传感、人工智能、高速光通信等领域。在工业激光器领 域，公司生产的高功率半导体激光芯片、器件及模块等产品已作为泵浦源广泛应 用于工业激光器的量产，下游客户包括锐科激光、创鑫激光、大族激光、飞博激光 等主流的激光器厂商。在国家战略高技术及科研领域，公司的高功率巴条系列产 品广泛应用于固态激光器、碱金属激光器的研制等，已服务于多家国家级骨干单 位。

公司产品性能优越，高功率激光芯片国内市占率领先。公司是半导体激光行 业的垂直产业链公司，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。目前，半导体激光单管芯片可 实现 35W 的高功率激光输出，半导体激光巴条芯片可实现 50-250W 的连续激光 输出及 500-1000W 的准连续激光输出，产品性能指标居于国内领先、国际先进水 平。长光华芯主营产品包括半导体激光单管芯片、巴条芯片等，是少数研发和量 产高功率半导体激光芯片的公司之一，在国内技术领先竞争对手较少。国际竞争 对手主要是贰陆集团和朗美通，从产品性能指标来看，长光华芯激光芯片可实现 功率和电光转换，效率处于领先地位，公司技术水平达到国际先进水平。

光纤耦合模块方面，性能的对比应锁定光纤芯径范围与可实现功率的高低、 波长种类的多少。功率越高与波长种类越多，技术水平越高，下游应用领域越广。 在泛 135μm 光纤芯径下公司光纤耦合模块可实现 260W 激光输出，200μm 光 纤芯径下可实现 630W 激光输出，虽略低于可比公司星汉激光，但与其他可比公 司相比，公司光纤耦合模块可实现功率较高，技术水平较高。阵列模块方面，对 比分析是比较单 bar 可实现的功率大小、波长种类的多少及可封装的巴条数的多 少。公司单 bar 最高可实现 700W 激光输出，最大可封装 60 个巴条，单 bar 功率 较高、可封装巴条器件数量较多，技术水平较高。

2.横向拓展新增长点，VCSEL 与光通信业务方兴未艾

VCSEL 芯片发展空间广阔，3D 传感激光雷达应用领域多元

VCSEL 性能优越，光通信、激光雷达、3D 传感应用广泛。VCSEL 是一种垂 直腔面发射激光器，具有效率高、光束质量好、精度高、功耗低、小型化、高可 靠、调制速率快、可大量生产、制造成本低等优势，是激光雷达和 3D 传感等模组 的核心部件。VCSEL 早期主要应用场景是光通信、工业和消费电子传感，随着集 成度提高、总功率提升，VCSEL 应用场景进一步拓展到激光雷达、安防摄像头等。

VCSEL 应用市场规模持续扩大，预计 2025 年全球市场规模增长至 27 亿美 元。随着智能产业的发展，激光雷达、3D 传感技术不断迭代，得益于光束质量、 功耗控制等性能优势，VCSEL 激光器在通信、传感等领域潜力巨大。根据 Yoles 预测，2025 年全球 VCSEL 市场规模将达到 27 亿美元，相较于 2020 年的 11 亿 美元复合增长率达到 19.7%。

智能化驾驶浪潮，激光雷达拉动市场增长。激光雷达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， 是 L3 及以上高级别自动驾驶的核心传感器。激光雷达下游产业链按照应用领域 主要分为无人驾驶、高级辅助驾驶、服务机器人和车联网行业。随着人工智能、 5G 技术的逐渐普及，无人驾驶、高级辅助驾驶等行业发展前景广阔。根据咨询机 构 Yole 预测，从出货量来看，2020 年，全球激光雷达在无人驾驶市场的出货量 约为 14 万个，2025 年将增长到 130 万个；在高级辅助驾驶系统市场的出货量约 为 20 万个，2025 年将增长到 340 万个。激光发射系统是激光雷达的核心系统， 激光芯片则是激光器的核心元件。VCSEL 凭借其优越的性能，较低的成本，相较 于早期发射端模组常采用的 EEL 芯片，具有显著优势。2022 年是激光雷达量产 元年，VCSEL 需求有望迎来新增长。

苹果示范效应拉动 3D 传感市场，构筑 VCSEL 大规模增量契机。3D 传感通 常由多个摄像头与深度传感器组成，通过投射光源、计算光线发射和反射时间差 等方式，实现物体实时三维信息的采集。3D 成像方面，用于成像的红外发射器主 要有 LED 和 VCSEL 两类。VCSEL 在技术和成本上有明显优势。2017 年苹果发 布了搭载前置 3D 结构光视觉传感器的 iPhone X，意味着 3D 视觉传感器在手机 领域得以规模化应用，同时也标志着 3D 视觉感知技术在消费级领域开始规模化 普及。除消费电子外，在金融、零售、餐饮、汽车、AIoT 等行业对于 3D 视觉感 知也存在应用需求。根据 Yole 的预测，2019 年全球 3D 传感市场规模约为 50 亿 美元，预计 2025 年将增长至 150 亿美元，CAGR 达 20.09%。

国内 VCSEL 领先厂商，全产业链自主可控。全球 VCSEL 市场被国外厂商垄 断，2019 年 Lumentum 占据全球 VCSEL49%的市场份额，CR5 占据整体市场 92%。国内厂商主要包括长光华芯、纵慧芯光、博升光电、睿熙科技等。长光华芯 是国内较早布局 VCSEL 芯片的厂商，2018 年公司正式成立 VCSEL 事业部，目 前已建立了国内全制程 6 吋 VCSEL 产线，并且公司已为相关客户提供 VCSEL 芯 片的技术开发服务，产品工艺已得到相关客户验证。

全球数字化发展迅速，光通信产业前景光明

光通信产业链上游主要是光器件，中游为光模块设备制造厂商，主要包括华 为、中兴通讯等，下游应用市场为电信、数据中心等。上游光器件主要包括光电芯 片、光器件和光模块。光电芯片是光器件的核心元件，按照材料不同分为 InP、 GaAs、Si/SiO2、SiP、LiNbO3、MEMS 等芯片；根据功能不同，分为激光器芯 片、探测器芯片、调制器芯片。

数据时代信息传输需求递增，传输数据量增长带动光通信产业发展。随着互 联网、5G、云计算等信息技术的发展，全球数据量爆炸式增长。根据 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 5,000 次数据交互，是目前交互数量的 7 倍。海量的数据流和交 互量的高速增长对网络的连接速率和基础设施提出了较高的挑战。

5G 基站与数据中心建设如火如荼，推动光通信芯片需求持续提升。作为数据 收集、储存、处理的载体，数据中心（IDC）的重要性得以凸显。自 2020 年来， 新基建热度叠加疫情下数字经济浪潮，数据中心作为新基建的重要一块，将迎来 更大的发展机遇。国外以亚马逊、微软与谷歌为首的企业在数据中心领域保持领 先。国内部分规模较大的互联网企业如阿里巴巴、腾讯、京东和百度，以及政府、 金融机构、电信运营商都持续在大型数据中心建设上发力。根据中国数据通信研 究院的预测，全球 2022 年数据中心市场规模有望达到 746.5 亿美元。5G 基站建 设方面，随着商用化脚步不断迈进，我国 5G 网络建设和推广普及仍需加码。按照 《“十四五”信息通信行业发展规划》来看，预计到 2025 年，国内 5G 基站数量 预计将达到 360 万站以上，5G 网络建设投资累计将达到 1.2 万亿元。综上所述， 对于光通信芯片需求有望乘势而起，保持强劲势头。

国产替代正当时，高端光通信芯片价值不容小觑。根据源杰科技招股书，目 前国内低端光通信芯片已基本实现国产化替代，2.5G 及以下已实现量产，10G 实 现部分种类量产。中高端光芯片方面，25G 光通信芯片国内部分厂家已取得突破， 25G 以上仍依赖进口。从价值上看，光通信芯片在光模块中的成本随着光模块速 率的提升占比逐渐增大，根据产业研究报告网数据，高端光模块芯片的成本占比 可达到 70%左右，参照源杰科技公布的 2022 年上半年光芯片毛利率数据，2.5G、 10G、25G 光通信芯片系列产品毛利率分别可以达到 52.53%、70.16%与 81.57%。 综合来看，具备研发实力，能率先实现国产替代的公司未来成长前途光明。公司 目前已建立了包含外延生长、光栅制作、条形刻蚀、端面镀膜、划片裂片、特性测 试、封装筛选和芯片老化的完整工艺线，具备 InP 光通信芯片的制造能力，主要 产品包括 DFB、EML 系列激光器芯片和 PD 系列接收器芯片。