长光华芯发展战略是什么？

横向三大产品扩展+纵向高功率垂直一体化。

1.横向扩展：光谱扩展+收发扩展+电芯片扩展，形成一体化方案

具备技术平台后进行应用层扩展是最为直接的。从全球激光器下游应用以及 II-VI 等 国际巨头的营收构成来看，工业等领域之外还有巨大的市场空间，例如光通信、激光显 示、传感器等领域。

首先，在现有材料技术平台上即可进行应用扩展，从大功率市场走向小功率信号市 场；其次，我们认为，新的 GaN 平台开发完成后可以直接打开可见光激光市场乃至部分 无线通信、电功率芯片市场；未来利用化合物半导体基础将 SiC 平台逐渐开发完成后， 则可以进军更大的电功率芯片市场，且能够与大功率光芯片形成配合，打造成套方案。

2.光谱扩展：从热效应到光效应，GaN 技术平台打开激光显示/照明市场

现有的 GaAs/InP 材料平台有一定的局限，要进一步扩展应用领域需要用新材料，开 拓 新 光 谱 区 间 。 GaAs/InP 发 光 波 长 都 处 在 近 红 外 波 段 。 GaAs 常 用 波 长 包 括
780/808/850/880/905/915/940/976/1064nm 等 ， InP 常 用 波 长 包 括 1310/1550/1700/1900nm 等（主要是光纤低损耗、低色散传播窗口等）。近红外波段的光 子能量与大多数分子的振动能级相近，被分子吸收后会提升动能，产生强热效应。热效 应导致此类激光适合承担各类材料切割、焊接、加热等任务，适合工业或特殊领域场景。 但激光显示、激光照明等应用场景希望尽可能少产生热效应，尽可能多产生光子， 此类场景是 GaAs 和 InP 难以满足的，因而需要利用 GaN 材料在光谱上进行扩展，占据 可见光区。

GaN 材料之所以在激光显示与激光照明/固态照明领域重要，在于其发光波长可以短 至 400nm 左右（蓝紫光），而蓝紫光波长短，光子能量高，照射到各色荧光粉上就能激 发荧光粉产生其他各色光子，因而非常适合激光显示与固态照明领域的需求。

首先以固态照明为例，常见的白光 LED 实际上就是采用蓝光 LED（通常采用 GaN 材料）+黄色荧光粉（因此 LED 表面通常是黄色）组成的。由于蓝光波长短能量高所以 能够激发黄色荧光粉，蓝黄双色光线混合显现出白色。如果需要显示其他颜色，采用其 他颜色荧光粉即可。

GaN 材料的光谱扩展直接打开了固态照明的广阔市场空间。前瞻产业研究院统计， 2017 年以来中国固态照明应用市场空间达到 6000 亿元以上，其中上游外延芯片占市场 空间的 4%左右，据此我们计算空间可达 200 亿元左右。

此外 GaN 光谱区域还有投影显示这一广大市场，投影显示中的激光光源和 LED 光源 都是长光华芯 GaN 半导体平台的潜在市场。采用 LED 和激光光源的投影设备都具备启动 快、寿命长的有点，未来占比有望持续提升。 激光二极管（LD）的进步为激光显示技术提供了实现的可能性。过去的激光器能量 利用率低、需要庞大的水冷系统，导致激光显示的设备无法真正投入市场。在各种颜色 的 LD 能量达到瓦级后，体积小巧、可批量生产、可集成的 LD 使激光显示实现了商业化。 寿命方面，国内红光 LD 寿命长达 10000 小时，蓝光 LD 的寿命也超过了 5000 小时，这 决定了激光显示设备使用寿命长的优点。

激光投影也分为三色激光、单色激光、双色激光等多种方案。三色纯激光光源是指 直接用红绿蓝三色激光作为显示光源；激光荧光粉光源的蓝光直接使用激光光源，而红 绿两色则通过蓝光和红绿荧光粉作用来实现；激光混合光源则是蓝色直接使用激光，红 色使用 LED 或激光，绿光依旧由激光和荧光粉产生。但无论使用何种方案，蓝光激光器 或蓝光 LED 都是必须使用的。

这一市场空间也较为广阔。IDC 预计，中国投影机市场出货量在 2023-2025 年有望 维持 15%左右的增速，2023 年出货量有望超过 700 万台，其中 LED 和激光投影的占比 不断提升。根据洛图科技的统计，2022 年全球激光投影（包括激光电视）出货量为 145 万台，同比增长 24.4%；2022 年中国大陆激光投影（包括激光电视）出货量为 67.9 万 台，同比增长 12.6%，市场份额达 47%，成最大消费市场。

此外蓝绿光领域的光谱扩展的市场还包括特殊材料加工等。例如铜等高反射率金属 对于常用的近红外激光吸收率并不高，切割和焊接效率都比较低，而如果更换成短波长 的大功率蓝光，则吸收率能提高 13 倍，极大提高焊接和切割效率。

3.收发扩展：以 GaAs/InP 材料技术为基础，在信号接收端开辟新市场

现有材料平台中，InP 平台主要面向光通信，包括发射端和接收端，目前长光华芯已 经在两端均提供了量产产品，且未来产品线有望进一步丰富。 发射端方面，光通信需要可以进行信号调制的激光器，通常可分为 DML（直接调制， 输入电流大小直接控制发光功率）和 EML（外部调制，或称电吸收调制，激光器持续发 光的同时用电压控制外部调制器，改变透光率从而对发光功率进行调制）。根据微信公众 号光学小豆芽总结，EML 各方面的性能（包括啁啾效应、消光比、眼图、抖动、传输距 离等）都优于 DML，DML 的优势在于体积小，成本低，功耗小。DML 更适用于数据中 心的应用，而 EML 适用于电信级（长距离光通信）的应用。

目前公司已经在发射端提供了 EML 芯片并在官网公布，型号 EB-EML-1577-10-01。 从型号代码即可获取部分信息：EB （Everbright 长光华芯缩写）-EML （电吸收调制激 光器 Electro-absorption Modulated Laser 缩写） - 1577（中心波长）-10（调制速率 10 Gbps）-01（版本号）。该产品可以支持 10G 速率的光网络，我们预计未来公司将持续在 此领域投入研发，开发更高通信速率的激光芯片，例如 25G 速率的 EML 等。

InP 平台的接收端方面，公司也已经推出产品，包括 PD（光电二极管，光子可在其 中产生反向电流）和 APD（雪崩光电二极管，给光电二极管加上反向电压，利用二极管 雪崩击穿效应，具备比普通光电二极管更高的灵敏性）。

目前公司已在官网推出 APD 产品 EB-APD-1270-10-01：EB （Everbright 长光华芯 缩写）-APD（Avalanche photodiode 雪崩光电二极管缩写） - 1270（工作波长）-10 （调制速率 10 Gbps）-01（版本号），适用于 10G 光接收机，在主要指标方面与国际大 厂相近。

预计未来通信领域的光信号收发需求增长迅速。根据 II-VI 统计，2021 年通常数据中 心的交换机容量已经达到 25.6Tbps，近年来基本每 2-3 年就翻一倍。

随着光通信需求的增长，光通信芯片需求正在快速增长。ICC 预计，2023 年中国高 速率光芯片市场空间有望达到 30.22 亿美元，2025 年有望达到 43.4 亿美元。同时中国在 全球光通信芯片市场的占比有望持续提升。目前 2.5G 以下的光芯片领域，中国公司市占 率已经接近 100%，10G 速率的光芯片市占率也有望从 2020 年的 50%提升到 2024 年的 80%以上，虽然目前中国公司 25G 光芯片市占率不到 20%，但 2024 年市占率也有望达 到 60%。公司作为 10G 光芯片的生产商和 25G 光芯片的未来提供者，有望受益于这一 趋势。

GaAs 平台方面，公司也已经推出各种信号处理方向产品，目前产品主要集中在激光 雷达与 3D 传感器的发射端，包括消费电子使用的结构光探测器 VSL（VCSEL Structured Light）系列、车载激光雷达使用的 75W VCSEL VLR 系列等。我们预计未来 公司也有望在 GaAs 平台推出接收端产品，完善产品阵容。

GaAs 收发端的市场空间广阔，主要与激光雷达相关。从出货量来看：Yole 预计 2022 年出货量约 19.4 万件，2027 年达到 446.1 万件，对应 2022-2027 年复合增长率 87.1%。从市场规模来看：2021 年全球激光雷达市场规模约 20.7 亿美元，其中 ADAS 市 场约 1.1 亿美元。Yole 预计到 2027 年全球激光雷达市场规模约 63.1 亿美元，其中 ADAS 和自动驾驶汽车会分别以 73%和 28%的年复合增长率增长至 20.1/7.0 亿美元。

国内方面，参考我们 2022 年 9 月 27 日发布的《计算机行业“智能网联”系列报告 21— 从 拆 解 五 款 激 光 雷 达 看 智 能 汽 车 投 资 机 遇 》， 我 们 预 计
2022/2023/2024/2025/2026/2027 年 国 内 激 光 雷 达 市 场 规 模 分 别 对 应 2.26/11.37/15.65/21.26/33.92/53.42 亿 美 元 ， 搭 载 激 光 雷 达 的 汽 车 数 量 分 别 为 16/92.42/145.65/225.01/350.89/592.08 万辆。据我们推测，车载激光雷达方案可能以 1 前 2 侧为主，单车搭载 3 台激光雷达，那么对应 2023 年激光雷达销量达 200 万台以上， 2027 年有望接近 2000 万台。目前市面上单个前向激光雷达中，使用的激光器数量变化 较大，有 1 片（1550nm 转镜方案）、5 片（EEL+MEMS 方案）、8 片（EEL 转镜方案）、 128 片（VCSEL 转镜方案）等不同方案，单片 VCSEL 价格在十余人民币水平，则预计 未来市场空间可能达到数十亿元规模。

4.领域扩展：SiC 与其他化合物半导体有技术复用，可与光功率芯片组成方案

参考 II-VI，在材料体系上更进一步，还可以在 SiC 领域进行扩展。SiC 相比硅基半 导体，能耐受更高的电压和温度。据 II-VI 数据，SiC 可以帮助电动汽车增加 10%续航， 将充电电流提升到原先的 5 倍，优势明显。因此，预计该市场增速也较快。据 Yole 预计， 2023 年全球功率 SiC 组件市场规模有望突破 20 亿美元，2027 年更是有望达到 60 亿美 元，年化增速达到 30%以上。

SiC 领域的公司对该市场也表示乐观。II-VI 预测，SiC 模块和设备的市场规模增速有 望在 2020-2030 年间维持 50%+，2030 年市场规模有望提升到 300 亿美元以上，而其自 身扩产规划也相对积极，对应 2020-2025 年期间规划产能增长 5-10 倍。

目前 SiC 市场企业众多中国大陆有超过 50 家企业参与到产业链中，市场格局仍在变 化，SiC 外延片领域有天域半导体（TYSiC）、瀚天天成（Epiworld）等公司参与竞争。

参考 II-VI 等国际巨头发展历程，我们认为长光华芯如发展 SiC，优势有两方面，第 一方面是 SiC 电功率芯片能够与大功率激光芯片产生协同效应，提供整体方案；第二方 面是长光华芯已有成熟的半导体材料与外延技术，因此发展新的化合物半导体材料更具 实力。目前公司已经在发展 GaN 产品，而 GaN 作为宽禁带半导体，宽禁带这一特性决 定了其化学键的特性，意味着这种材料相比 GaAs 等窄禁带材料更难以合成，而在 GaN 方面的基础有助于合成另一种宽禁带半导体材料 SiC。

5.纵向延伸：高功率领域垂直一体化，芯片/器件/模块/整机打通

除了横向应用扩展外，产业链上下游延伸也是重要的成长方向。 对于长光华芯而言，选择哪些市场进行上下游延伸是至关重要的。具体应当在哪些 市场纵深布局，考虑的因素主要有，第一是产业链上下游环节（作为芯片厂商已是上游， 主要向下游布局）是否已有成熟厂商布局，第二是产业链环节的利润空间是否充足。如 果某一产业链上下游已有既定格局，有成熟厂商，冒然布局阻力较大且成功率不高；如 果产业链某一环节利润空间已经较薄，则公司进行布局难以盈利，可能得不偿失。 基于以上考虑，目前适合公司进行上下游布局的还是集中在高功率半导体激光产业 链，以及车载激光雷达 VCSEL 产业链。①光通信市场中，下游光模块市场较为成熟，厂 商众多，未必适合进行布局。②车载激光雷达市场仍在相对早期的发展阶段，技术路线 和市场格局尚未固化，此时可以在 VCSEL 产业链更进一步，延伸到 VCSEL 模组环节。 ③大功率激光市场，由于技术难度较高且市场规模有限，并未产生成熟的封测厂商，因 此公司自然可以布局该产业链的封测环节，除了芯片外还可以提供器件、模组，乃至激 光器整机。

在大功率激光芯片的下游领域，公司实际已有丰富储备，例如大功率半导体激光合 束技术。由于不同激光器产生的激光相位不同，直接进行合束容易发生干涉相消，损失 功率，因此一般会将非相干的激光束进行合成，典型方法比如空间合成（将间隔较远的 激光束通过光路设计使其相邻）、偏振合成（不同偏振方向的光束，以免干涉相消）、波 长合成（一系列波长有微小差异的的激光进行合成）等。公司开发了其自有的波长合束 技术，能够将大量波长有微小差异的激光合并进入光纤并最大程度减少功率损失，可以 直接将半导体激光器输出功率提升到数十 kW 级别。

公司在高功率激光领域的上下游布局使其在特殊领域具备竞争优势。目前由于国际 形势的变化，特殊领域需求增速较快。2023 年 3 月美国政府宣布授予罗尔斯·罗伊斯北 美技术公司（以 Liberty Works 的身份开展业务）、通用原子（General Atomics）、Leidos Dynetics、II-VI 航空航天与国防公司、nLIGHT Nutronics 公司和 NUBURU 等公司一份价 值 7500 万美元合同，用于制造和交付支持固态高能激光相关系统的原型和设备。