2023年联创光电研究报告:传统业务退而有序,布局“大国重器”高温超导+可控核聚变+激光系统进而有为!

  • 来源:天风证券
  • 发布时间:2023/08/02
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1. 联创光电:深耕光电领域,布局高温超导+激光系统进而有为

1.1. 简介:“进而有为,退而有序”,布局高温超导+激光系统

深耕光电领域二十余载,积极布局“超导+激光”焕发生机。江西联创光电科技股份有限 公司于 1999 年 6 月设立,2001 年 3 月在上交所上市。公司是“国家火炬计划重点高新技 术企业”、“国家技术创新示范企业”、“国家 863 计划成果产业化基地”,致力于成为 科技领先型企业。公司深耕光电领域二十余年,近年来公司围绕“进而有为,退而有序” 的经营方针,重点打造激光和超导两个高科技新兴产业。在光电领域,公司积淀形成了良 好的光电子产业基础和产业转化能力,产品布局包括智能控制部件、背光源及应用、电线 电缆等产业板块;在激光领域,2019 年 11 月公司设立江西中久激光技术有限公司,通过 产研融合的方式实现激光反无人机领域全产业链布局;在超导领域,联创超导于 2019 年 成功研制世界首台兆瓦级高温超导感应加热装置,为工业热处理行业提供了一种全新的、 具有颠覆性变革的技术创新应用。同时,公司基于已掌握的高温超导磁体技术积极布局于 可控核聚变、磁控单晶硅生长炉等领域,目前已组建团队开展相关研究。

公司军工背景深厚,股权结构稳定。公司是由江西省电子集团整合旗下部分优质军工资产 设立,军工底蕴浓厚。其中,控股子公司联创电缆前身为国营军工企业第 8490 厂;参股 公司北方通信是原国营 834 厂,是一家有着 50 年历史的军工企业。2011 年公司原国有股 东江西省电子集团变更为非国有股东,公司完成国有股权改制,成为非国有企业控股的上 市公司。目前公司的股权结构稳定,截至 2023 年 6 月 30 日,江西省电子集团持股 20.81%, 为公司的直接控股股东;公司实控人为江西省电子集团董事长伍锐。

1.2. 业务:传统业务加速剥离,“激光+超导”实现转型升级

聚焦激光与超导,转型升级正当时。目前公司主营业务分为四大模块:传统业务(包括背 光源与电缆业务等)、智能控制系列业务、激光系列及传统 LED 芯片业务、超导业务等。 近年来公司秉承“进而有为,退而有序”的战略方针,继续夯实优势主业,转型升级新兴 产业,科学调整产业结构,积极布局激光和超导两个科技前沿应用领域,夯实公司科技创 新基础,深化创新驱动业绩发展,实现产业优化升级。

背光源与电缆业务:毛利率下降趋势明显,公司加速剥离背光源与电缆业务。公司业 务涵盖光电子器件及应用产品、电线电缆产品的研发、生产和销售,其中光电子器件 及应用产品包括 LED 背光源等;电线电缆产品包括线缆、光缆等。近年来 LED 行业 大规模扩产的产能相继释放,价格战下 LED 行业整体增速放缓;同时,普通电力电 缆、光电线缆、通用装备线缆产能过剩,行业竞争加剧,公司主营背光源与电缆的子 公司遭受了不同程度亏损。2019 年初,为应对背光源与电缆等传统业务竞争激烈、 毛利率持续下降、未来市场不确定性加大的不利局面,公司坚持“进而有为、退而有 序”的战略方针,确定了整体向高端装备、自主产权转型的发展战略选择,剥离发展 空间小的背光源与电缆业务。2023 年上半年,背光源产品实现主营业务收入 3.18 亿 元,同比减少 36.19%,净利润为亏损 0.11 亿元,同比减亏 0.06 亿元;电缆产品实 现主营业务收入 0.52 亿元,同比减少 87.16%,占公司整体主营业务收入比例仅为 3.15%。

智能控制器与光电器件:“一基两翼”推进华联电子转型升级,高端光耦打开全新成 长空间。在经营上,智能控制器板块由下属控股子公司华联电子运营,近年来华联电 子推进“以智能家电应用领域为基础、以新能源汽车电子和工业控制领域为两翼”的 “一基两翼”发展战略,构建智能控制器和光电器件双轮驱动的产品格局;在产品上, 目前华联电子的主要产品包括智能控制器与光电器件,其中高端高阶光耦出货量处于 全国领先地位;在产能上,2022 年第三季度华联(翔安)工业园区正式竣工,预计 产值将提升 50%,重点提升公司在新能源汽车电子、工业控制领域产品产能与高端光 耦产品生产能力。在客户上,目前华联电子已积累了包括伊莱克斯、ArcelikA.S.、 A.O.Smith、格力、美的、江森自控、林德叉车、宏发、开利等在内的数十家国内外 家电、新能源汽车制造和工业控制服务的全球优质客户,高端光耦产品进入头部客户 的重要供应链体系,已成为国内拥有影响力的光耦品牌。2023 年上半年,该板块实 现主营业务收入 9.98 亿元,较上年同期减少 2.98%。产品综合毛利率 19.27%,同 比提升 3.2 个百分点。

激光与超导:多年光电积淀,激光+超导两大新兴产业齐发力。激光方面,公司 2019 年设立子公司中久激光,并于 2020 年 4 月成立中久光电产业研究院。目前公司已形成了从“泵 浦源”器件产品到“激光器”集成产品,再到“光刃系列”整机产品的完整的产品体系。 2023 年上半年,激光产品实现主营业务收入 1.20 亿元、净利润 0.32 亿元,较上年同期 分别增长 14.49%和 33.9%;高温超导方面,目前由参股子公司联创超导开展超导业务, 研发团队自 2013 年开始研发兆瓦级高温超导加热设备,交付予中铝东轻的首台设备投产 标志着公司在高温超导领域取得重大进展,截至 2022 年 12 月 31 日超导感应加热设备订 单已超过 60 台,公司预计超导产业园达成后,高温超导产品年产能有望达到 500 台以上。

1.3. 财务:激光板块业绩高增,公司盈利能力稳步提升

产业结构持续优化,激光板块业绩同比高增。2022 年公司实现营业收入 33.14 亿元,同 比减少 7.59%;2023 年上半年,实现主营业务收入 16.37 亿元,同比下降 24.41%;分 板块看,2022 年激光板块表现亮眼。2022 年,公司激光系列及传统 LED 芯片产品板块实 现主营业务收入 1.94 亿元,同比增长 58.53%,其中激光系列产品实现销售收入 1.66 亿 元,同比大增 427.77%;2023 年上半年,公司激光系列及传统 LED 芯片产品板块实现主 营业务收入 1.28 亿元,同比减少 3.66%,其中激光系列产品实现主营业务收入 1.21 亿元、净利润 0.32 亿元,较上年同期分别增长 14.49%和 33.9%,该项业务实现稳定增长。 我们认为,公司聚焦激光、超导两大未来主业优化产业结构已初见成效,激光产业产能快 速释放,未来营业收入有望持续增长。

激光等高毛利业务放量叠加背光源与线缆等低毛利业务剥离,有望驱动公司盈利能力稳步 提升。归母净利润方面,2022/2023H1 公司实现归母净利 2.67/2.15 亿元,同比增长 15.41%/20.06。毛利率方面,2022/2023H1 年公司实现整体销售毛利率 14.73%/18.08%, 继续保持稳步提升趋势。分板块来看,2022 年公司智能控制/背光源/激光系列产品的毛利 率分别为 16.75%/4.49%/35.83%。费率方面,公司期间费用整体控制有效,研发支出保 持稳定。2022/2023H1 期间费用率为 15.76%/13.49%,整体呈下降趋势;2022/2023H1 年研发费用分别为 1.66/0.71 亿元,研发投入保持稳定。我们认为,随着公司激光等高毛 利业务放量叠加背光源与线缆等低毛利业务剥离,未来公司盈利能力有望持续提升。

2. 高温超导:超导感应加热优势突出,新兴应用多点开花

2.1. 高温超导:应用前景广阔,产业化稳步推进

2.1.1. 定义:临界温度≥25K 为高温超导材料

超导可以分为低温超导、高温超导与室温超导,高温超导具备成本优势。超导是指某些物 质在环境温度降至某一临界温度以下时,电阻突然变为零的现象。根据超导材料的临界温 度,可将超导分为低温超导、高温超导与室温超导。其中,Tc(临界温度)<25K 的超导 材料称为低温超导材料;Tc≥25K 的超导材料称为高温超导材料;室温超导临界温度超过 400K。相比低温超导与室温超导,高温超导具有一定的成本优势。低温超导材料一般都需 在昂贵的液氦环境下工作,而高温超导材料临界温度较高,可以在液氮环境中工作,目前 工业液氮制冷已较为成熟,一吨液氮的价格稳定在一千元以下,适用范围广且价格低廉; 室温超导要在 1GPa(1 万倍左右的大气压)下才能够实现超导态,而实现高温超导的制 冷成本低于加压到 1GPa 的成本,整体来看,我们认为高温超导实现产业化应用的前景更 为广阔。

超导材料具有三大独有特性:零电阻、完全抗磁性、量子隧穿效应。 零电阻:超导材料最基本性质,即当温度降至临界温度 Tc 以下时,其电阻变为零。 超导材料的零电阻特性可以用来超导输电和制造大型超导磁体。其中,超导磁体是超 导的关键技术,超导产业的发展战略即是以超导磁体技术为核心向其他商业应用领域 扩展,应用场景涵盖非磁金属熔炼、磁选矿、磁控单晶硅生长炉、可控核聚变等领域。 完全抗磁效应:又称“迈斯纳效应”,指将超导体置于外磁场中时,超导体会表现出 完全抗磁性,即把原来处于体内的磁场排挤出去,其内部的磁感应强度为零。利用超 导材料的完全抗磁性可以制造超导磁悬浮列车等。 量子隧穿效应:又称“约瑟夫森效应”,是指在薄绝缘层隔开的两种超导体之间有电 流通过,即有电子对能穿过薄绝缘层(量子隧穿),而超导结上并不出现电压。量子 隧穿效应可用于弱电磁信号的检测,如制造超导量子干涉仪(SQUID)等。

2.1.2. 产业化:超导带材日趋成熟,高温超导产业化稳步推进

高温超导材料日趋成熟,超导带材逐渐实现商业化。1986 年 9 月,科学家率先发现临界 温度 Tc=35K 的陶瓷性金属氧化物高温超导体,此后一系列高温超导体陆续被发现,高温 超导材料日趋成熟。经过三十多年的发展,以第二代高温超导带材为代表的超导材料也逐 渐实现产业化。以 REBCO 为例,截至 2020 年全球范围内有十几家供应商供应 REBCO 超导带材,其中外国供应商包括日本 Fujikuwa、美国超导公司、韩国 SuNAM 等,中国供 应商有上海超导、上海上创超导、苏州新材料研究所有限公司等。

带材价格下降推动应用场景商业化落地,产能扩张带动技术普及。在价格方面,近年来第 二代高温超导材料的价格呈持续下降趋势,Matias 和 Hammond 对 2G 电线进行了分析, 预测采用共蒸发沉积方法带材成本将低至 2 美元/kA•m;在产能方面,第二代高温超导带 材的长线带材制备技术已实现突破,公里级带材的生产工艺已日渐成熟,高温超导材料的 年产量也有望持续增长。我们认为,规模化的超导带材的生产将促进高温超导带材性能的 提高及制造成本的大幅降低,价格下降与产能扩张将有望带动高温超导技术迅速普及。

高温超导市场空间:全球超导市场稳健增长,高温超导空间广阔。在市场需求和相关技术 深化融合之下,全球超导市场规模迎来稳健增长。根据 Conectus 数据,全球超导产品市 场规模从 2012 年的 51.9 亿欧元增长至 2022 年的 68 亿欧元。高温超导方面,目前高温 超导产业化应用得到了实质性发展,高温超导感应加热、高温超导单晶硅生长炉、超导磁 储能、可控核聚变等领域的市场空间也将逐步打开。

2.2. 高温超导感应加热:技术优势突出,设备供应商稀缺下供需失衡

2.2.1. 技术端:超导感应加热设备优势突出,是替代传统工频感应炉的优选

超导感应加热是高温超导的应用场景。在原理上,超导感应加热是指通过坯料旋转切割磁 力线,产生涡流被加热。相较于传统工频炉加热,高温超导感应加热凭借零电阻、强磁场、 极低频的特点,具备节能减耗、加热均匀、升温迅速、温控精准等优势,使其成为替代老 一代工频感应炉的优选。在设备上,超导感应加热设备将超导导线绕制成磁体并产生强磁 场,机械抓手加持的工件在磁场里旋转,从而产生涡流实现对工件的加热。一台高温超导 感应加热设备主要由超导磁体系统、机械传动系统、实时测控系统三部分组成。

高温超导感应加热优势突出,有望成为颠覆性的创新技术。高温超导感应加热设备凭借高 穿透、高能效、高均匀性、高梯度性的优势,可用于替代传统燃气炉、电阻丝炉和工频感 应炉等,未来有望成为金属热处理行业的颠覆性创新技术,在铝、铜、钛等金属的加工成 型(包括挤压、锻造、轧制、熔炼等)等领域的应用前景广阔。

效率优势:高温超导感应加热能效转化率最高达 85%,相比传统加热炉提升一倍以 上。传统的工频炉在加热时大量的热能消耗在产生磁场的铜线圈上,并没有注入工件 体内,因此加热效率仅为 40%左右。超导感应加热由于利用了超导材料零电阻的特性, 产生强磁场过程中只有低温制冷损耗、机械传动损耗等,因此可以将加热能效大幅提 升到最高 85%。

加热质量优势:高温超导感应加热的透热深度与加热均匀度显著提高。感应炉的加热 功率正比于磁场强度与加热频率的乘积,由于超导感应加热炉的磁场是传统工频炉的 100 倍以上,使得超导炉可以实现 5Hz 左右的极低频的加热,透热深度与加热均匀度 显著提高。在透热深度上,高温超导感应加热将传统工频炉 10mm 的透热深度大幅 提升至 200mm 以上;在加热均匀度上,高温超导感应加热的感应电流可直接整体加 热工件内部,可以对大尺寸金属工件进行表芯同步快速均匀加热。

节能优势:由于高温超导感应加热可以将加热能效大幅提升到 85%,这就意味着一 台加热功率为 1mw 的高温超导加热设备可以替代掉传统 2.5mw 的工频炉,一年可节 省超 600 万度电,此外还能节省电力增容费和未来的碳排放指标等。

经济性分析:高温超导感应加热综合运营成本低,投资成本回收快。高温超导感应加 热设备的设备投资成本高于传统大功率感应加热设备,但其综合运营成本低。以运营 成本中的外围设备电费为例,传统设备需配置大功率水冷机组,而超导直流感应加热 器所用超导线圈基本无能耗,因此外围辅助设备电力成本远低于传统交流感应加热设 备。得益于优越的能效表现和较低的营运成本,高温超导直流感应加热设备只需 2-3 年就可收回全部设备投资成本。

2.2.2. 需求端:高温超导感应加热应用范围广,设备替换空间近千亿元

高温超导感应加热及相关磁体技术应用范围广,市场潜力大。高温超导感应加热设备可广 泛用于铝、铜、镁、钛、特种钢材、高温合金等非磁金属加工热成型领域(包括挤压、锻 造、轧制等)、金属熔炼及半导体熔融等领域,目前主要应用于与挤压机、锻压机配套的 非磁金属加热等应用领域。相较于传统感应加热设备,高温超导设备具备节能减耗、加热 均匀、升温迅速、温控精准等优点,设备替换空间近千亿元。

铝型材挤压配套市场:中国铝挤压材产量与铝挤压机数量稳步增长,设备替代空间广 阔。高温超导加热设备优异的加热性价比,在挤压铝棒直径为 160mm~480mm 大、 中型挤压机市场中具有显著优势。据中国有色金属加工工业协会数据,2022 年我国 铝挤压材产量为 2150 万吨,近年保持稳步增长态势。铝挤压机数量上,截止 2017 年中国铝材挤压机数量约有 4,500 台,占全球总数的 65%;随着汽车轻量化及航空航 天及军工装备等工业先进装备技术升级需求,平均每年新增投产 3000T 级以上大、 中型挤压机产线 150 条以上。据证券日报测算,以每台挤压机配套 1 台高温超导感应 加热设备计算,若将现有 40%大中型铝型材挤压机的加热炉改造配备为兆瓦级高温超 导感应加热设备,则大型、中型铝挤压设备市场需求约为 2000 台,仅铝型材挤压配 套市场容量就约 200 亿元规模。

高端非磁性金属加热市场:在轻合金加工材(如镁合金等)市场领域,超导感应加热 设备替代需求也可达 300 台以上,且预计每年新增数十台。以钛材加工市场为例,随 着航空和民用高科技工业的加速发展,钛材市场对超导感应加热设备的需求也将逐年 增长,钛材加工市场的高温超导感应加热设备潜在市场约百余台。我们认为,在高端 非磁性金属加热行业,高温超导感应加热设备替换传统加热炉的空间广阔。

2.2.3. 供给端:超导感应加热设备技术壁垒高,目前市场上供应商稀缺

高温超导感应加热设备技术壁垒高,研发周期长。高温超导感应加热技术是金属热加工领 域的高新精尖技术,超导感应加热设备作为高精尖装备具有一定的技术壁垒,在制造过程 中需要突破超导磁体技术、梯度加热技术等一系列关键技术点。高温超导设备研发周期较 长,以 Zenergy Power GmbH 公司的全球首台超导加热装置为例,该项目于 2004 年开始, 2008 年 7 月首次在德国 Weserlau 挤压厂投入使用,研发周期在四年左右。

目前市场上高温超导设备供应商稀缺。目前全球市场主要供应商有德国 Zenergy Power GmbH、韩国 supercoil、中国联创超导等。德国 Zenergy Power GmbH 于 2008 年研制出 了首台超导加热装置,但该公司无力承担推动超导项目的费用,公司在市场方面一直未能 取得突破;韩国 Supercoil 公司于 2017 年研制出了 300kW 超导感应加热设备,并于 2022 年使用 MgB2 材料研制出新型高温超导感应加热装置,但新产品尚未实现完全商业化;中 国联创超导作为联创光电的重要参股子公司,成功研制出全球首台 1MW 高温超导感应加 热装置并实现商业化应用。

2.3. 展望未来:应用场景持续开拓,可控核聚变未来已来

目前高温超导的应用场景包括超导感应加热、可控核聚变、超导单晶硅生长炉等,我们认 为,高温超导具有一定的成本优势,更适合大范围产业化应用。随着高温超导技术不断成 熟,未来应用场景有望持续丰富。

以可控核聚变为例,超导可以产生强磁场实现磁约束,在可控核聚变中广泛应用。可控核 聚变理论已问世 80 多年,目前较为成熟的是托卡马克装置,托卡马克装置需要超强的磁 场对高温等离子体进行约束以使其避免与容器壁接触,从而实现聚变反应。把产生磁场的 线圈做成超导体,可以解决大电流和损耗的问题,即超托卡马克装置。超导磁体在可控核 聚变装置中应用广泛,以国际热核聚变实验堆 ITER 为例,截至 2019 年 ITER 装置设计共 有大型超导磁体 48 个。

可控核聚变目前主要应用低温超导材料,高温超导材料有望加快可控核聚变商业化。经过 多年发展,低温超导托卡马克磁体的制造技术已日趋成熟,目前核聚变所需托卡马克装置 的超导磁体多用低温超导材料(LTS)中的 NbTi 和 Nb3Sn 制作超导线圈。随着高温超导材料 和技术的发展,高温超导材料(HTS)较高的运行温度和较强的磁场等特性为可控核聚变提 供了更为广阔的发展空间,HTS 在托卡马克磁体方面的应用表现出一些优于 LTS 的特性。 高温超导材料将大幅提升磁场强度,降低托卡马克装置的建造体积和造价,极大降低我国 超托卡马克装置的使用维护成本,为加快可控核聚变的商业化使用提供稳定且更强有力的 支撑。

我们认为,随着高温超导材料应用技术的不断进步,高温超导在大型托卡马克磁体设计和 制造方面的优势将越来越显著。随着相关研究陆续展开,未来高温超导材料大范围应用于 核聚变成为可能。

3. 激光系统:高功率激光器市场规模稳步提升,激光反无人机装 备需求旺盛

3.1. 激光器:上游泵浦源长期依赖进口,高功率激光器市场空间广阔

3.1.1. 简介:激光器包括半导体激光器、光纤激光器等,泵浦源是其核心器件

激光器是激光的发生装置,泵浦源是其核心器件。激光(LASER)形成的基本原理是原子 中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级时,所释放的能量 以光子的形式放出。激光器作为激光的发生装置,包含三大功能部件:泵浦源、增益介质、 谐振腔,三者分别起到点火、助燃、放大作用。其中泵浦源是激光器的核心器件,泵浦源 产生的能量使得增益介质产生光子,光子在谐振腔内不断反射、往复运动,最终通过反射 镜射出激光,形成激光束。

激光器可以按照增益介质、输出波长、运转方式、泵浦方式进行分类,其中根据泵浦方式 的不同可分为电泵浦、光泵浦、化学泵浦激光器等;根据增益介质的不同可分为固态(含 固体、半导体、光纤、混合)激光器、液体激光器、气体激光器等。

半导体激光器:可作为其他激光器的核心泵浦源,战略意义突出。半导体激光器具有 效率高、体积小、寿命长、低能耗等优点,按照应用可分为直接应用类器件系统、作 为固体激光器泵浦源以及作为光纤激光器核心器件。半导体激光器作为其他激光器的 核心泵浦光源极大地推动整个激光领域的技术进步,根据炬光科技招股说明书数据, 光纤激光器成本中半导体激光器泵浦源占比在 30%以上。此外,半导体激光器可以直 接应用于激光加工、医疗、通讯、传感、显示、监控及国防应用的核心光源和支撑, 已经成为现代激光技术发展的重要基础,具有战略性的发展意义。

光纤激光器:光纤激光器属于固体激光器的一种,是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增 益介质的激光器。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,广泛应用于医疗美容、航空航天、军事应 用等领域。以工业领域为例,根据中商产业研究院的数据,工业激光器结构占比中光 纤激光器占比最高,2018-2020 年的占比均超过 50%。

3.1.2. 市场:激光器推动下游变革,市场规模稳步增长

激光器应用广泛,推动着世界“光加工”工业革命和“光对抗”军事变革。在民用领域中, 激光技术是现代高端制造的基础性技术之一,在国民经济中有显著的放大效应,主要应用 场景涵盖先进制造、医疗健康、汽车应用与消费电子等。欧美主要国家在机械、汽车、航 空、钢铁、造船、电子等大型制造产业中,基本完成了激光加工工艺对传统加工工艺的替 代更新,进入“光加工”时代。在军事领域中,随着激光技术的发展,激光定向能产品成 为各国重点支持和发展的新概念装备,而高功率、高光束质量光纤激光器已成为欧美军事 大国的定向能新概念装备的首选光源之一。

国内外景气度共振,激光器市场发展迅速。根据中商研究院数据,全球激光设备销售规模 从2018年的137.6亿美元增长至 2021 年的 210.1亿美元,2018-2021 的CAGR 达15.15%; 我国激光设备销售规模从 2017 年的 495 亿元增长至 2021 年的 821 亿元,2017-2021 的 CAGR 为 13.48%。

细分市场上,高功率半导体激光器与光纤激光器的市场规模稳步扩张。高功率半导体激光 器方面,根据 Strategies Unlimited 的全球激光市场分析报告预测,2019-2025 年全球高 功率半导体激光元器件市场规模将从 16.40 亿美元快速增长到 28.21 亿美元;光纤激光器 方面,根据锐科激光公司公告数据,中国光纤激光器市场规模从 2018 年的 77.4 亿元增长 至 2021 年的 124.8 亿元,随着新赛道的打开和多款新产品投产,预计 2023 年整个市场将 同比增长超过 10%。

3.1.3. 竞争格局:上游核心器件长期依赖进口,中游高功率激光器市场空间大

激光产业以激光器为中枢分为上中下游三部分。产业链上游是利用半导体原材料、高端装 备以及相关的生产辅料制造的激光芯片、光电器件等,是激光产业的基石,准入门槛较高; 产业链中游是各类激光器的制造与销售,包括直接半导体激光器、光纤激光器等;下游行 业主要指各类激光器的应用领域,包括工业加工装备、军事领域、激光雷达、光通信、医 疗美容等应用行业。

上游泵浦源等激光器件:国外巨头布局完善,国内长期依赖进口。激光产业链上游(泵 浦源、激光芯片等)主要市场参与者大多数是来自于欧美发达国家的行业巨头,如美 国相干公司、美国 IPG 光电、美国 nLight 和法国 Lumibird 等。这些国外巨头普遍拥 有二十年以上发展历史、丰厚的技术储备和人才积累,以及较为完善的产业链上中下 游布局;国内激光行业企业如锐科激光、杰普特、联赢激光等主要提供光纤激光器或 激光设备,分布于产业链中下游,较少涉足上游激光元器件领域,导致长期以来我国 激光器核心器件的进口依存度较高。以泵浦源为例,976nm 半导体激光器作为高功 率光纤激光器(1500w 以上)的泵浦源具有高吸收率和光转化率的优点,目前已成为 国内外企业的突破重点。国外主流厂商 Dilas、IPG、Lumentum 等已大规模转向 976nm 产品,而国内多数相关厂商则只具备芯片封装技术,在半导体激光和激光光学高端核 心技术方面相对于发达国家企业还存在一定的差距。

中游高功率激光器:我国高功率激光器国产化率亟需提高。以光纤激光器为例,功率 在 6kW 及以下的中低功率光纤激光器的国内市场份额已经基本由国产厂商占领,国 产化进程已经基本完成。但高功率市场技术壁垒较高,国外厂商因起步时间早、技术 优势高占据了大量市场份额,国产化率舆待提高,未来市场空间广阔。

3.2. 激光反制装备:反无人机最优选择,各国积极推进研发与应用

3.2.1. 简介:激光反制装备是未来战场的制胜法宝

激光反制装备杀伤力强大,是未来战场制胜法宝。激光武器是利用定向发射的激光束,以 光束传输能量,直接毁伤目标或使之失效的定向能装备,一般由高能激光器、精密瞄准跟 踪系统和控制发射系统等组成。激光反制装备按装载平台不同可分为舰载激光装备、机载 激光装备、车载激光装备与无人机载激光装备等;按攻击目标不同可以分为战略激光装备 和战术激光装备。激光反制装备的威力来源于激光特有的属性,从杀伤力来看,激光反制 装备可以使目标几乎同时受到热烧蚀破坏、辐射破坏和力学破坏。激光反制装备有望在未 来战场发挥重要作用,目前各国积极推动激光反制装备从研发走向实战。

3.2.2. 需求侧:反无人机市场发展迅速,激光装备是最优选择

无人机“黑飞”带来安全隐患,反无人机市场发展迅速。近年来,以无人机尤其是商业无 人机为代表的“低慢小”目标被不法分子甚至恐怖分子逐渐用于非法侵入限制区域、偷拍、 炸弹袭击、投递放射性元素、非法贩运等严重威胁空中安全、重要设施安全的活动中,已 经引起社会及公众的广泛关注。据美国联邦航空管理局 FAA 统计,从 2015 年 8 月至 2016 年 1 月期间,仅半年内在美国就有 583 起无人机安全事故被 FAA 记录在案。无人机“黑 飞”产生的安全隐患催生了反无人机市场的需求,据 Precedence Research 估计,全球反 无人机市场规模预计将从 2021 年的 14 亿美元增至 2030 年的 126 亿美元,CAGR 为 27.65%。

与导弹技术等传统技术相比,激光技术是反无人机的最佳选择之一。目前反无人机技术种 类不多,市面上常见的多为探测跟踪预警技术、干扰技术和伪装欺骗技术。这些技术产品 目的是对敌方无人机进行干扰和驱逐,但是对于抗干扰加固措施的目标其扰效能大幅度下 降或无效,真正能够起到对无人机毁伤的技术多为导弹技术、微波武器技术和常规火力毁 伤技术。与蜂拥而至的无人机交战最有可能发生在道路、商业或工业建筑附近或人口稠密 地区,而高能激光的无附带损伤、极少的维护需要、高精准度与低附带损伤等优点使其成 为反无人机为代表的 “低慢小”的低空目标的最佳选择之一。我们认为,随着反无人机 市场迅速发展,激光反制无人机产品的需求有望同步增长。

3.2.3. 供给侧:各国积极推进激光反制装备研发,国内加速布局特种用途高功率泵浦源

各国积极布局,推进激光反制无人机产品的研发与应用。激光反制装备的研制随着美、苏 的“争霸”出现了热潮,进入本世纪以来,随着激光器相关技术不断取得突破,体积逐渐 减少,功率不断增加,激光装备又一次成为反无人机研究的热点。目前,美国、中国、俄 罗斯等国都在积极布局激光反无人机装置。

大功率激光光源是激光反制装备技术难点,高能激光的泵浦光源为核心部件。激光反制装 备要有功能强大的激光器用来发射能量充足的激光束,毁伤目标所需到靶功率密度一般要 达到数百瓦每平方厘米以上,是太阳光平均辐射功率密度的数万倍,这使得大功率的激光 光源技术成为了激光反制装备的技术难点之一。目前国外发达国家把高光束质量的大功率 光纤激光器作为激光反无人机设备的首选光源,大功率半导体激光器可用作高能激光的泵 浦光源,是激光反制装备的核心部件。

国内企业加速布局军品级高功率泵浦源。国内目前供应军用级泵浦源的企业包括锐科激光、 凯普林和联创光电等。锐科激光是中国航天科工的一员,已逐步实现泵浦源等核心元器件 和材料的自产,并实现了光纤激光器上游产业链的垂直整合;凯普林作为国内最早从事工 业泵浦源生产的厂商,于 2009 年 12 月设立全资子公司北京激光,该子公司具有武器装备 科研生产单位保密资格,负责承接保密项目;联创光电是国内生产军用高亮度泵浦源的重 要企业,完成了军品级泵浦源产品定型与量产,不断实现更高亮度和更高功率的泵浦源关 键技术突破。我们认为军品级产品供应具有一定的门槛,随着激光反制装备需求不断增长, 国内厂商加速布局军品级高功率泵浦源仍大有可为。

4. 联创超导:高温超导感应加热设备持续推进产业化,激光系统 已实现全产业链布局

4.1. 高温超导:首台设备投产打开成长空间,布局核聚变等领域大有可为

4.1.1. 公司优势:公司产品性能突出,各项技术指标处于国际领先水平

产品端:与传统工频炉相比,公司高温超导感应加热设备优势明显。相较于传统感应 加热设备,公司的高温超导设备具备在省电节能、加热时间、透热深度、加热均匀性、 梯度加热方面具有明显优势。在大尺寸圆铸锭领域,尚无其他加热装置能实现和公司 产品同样的高效率和高透热深度及节能效果。以公司交付东北轻合金公司的首台设备 为例,经对比测试其加热的硬铝锻件综合力学性能明显优于原加热炉,且节能降耗效 果超 60%,节能效果显著。

与其他供应商相比,公司高温超导感应加热产品目前无直接竞争对手。截至 2019 年, 全世界投产的超导强磁低频直流感应铝圆锭坯加热器共有 3 台,分别是德国 720kW 设备、韩国 300kW 设备与公司的 1MW 设备。公司的兆瓦级高温超导感应加热设备 是全球金属热处理领域唯一可以对大口径工件(直径大于 400mm)进行内外通体均 匀加热的设备,而国外产品相比公司产品有一定技术差距,应用领域及普及度较为有 限,因此公司高温超导感应加热设备产品目前处于无直接竞争对手状态。

公司高温超导感应加热产品不断迭代,未来产品矩阵也有望不断丰富。在产品迭代上, 公司不断对产品进行优化设计,其中 2022 年交付东轻公司的设备运行正常。该设备 在首台工业机的基础上设计优化,性能大幅提升,设备一键式操作更加智能,同时大 大缩短在客户现场安装与调试时间。在生产标准化上,联创超导在 2023 年将加快推 进高温超导感应加热设备产品的标准化、系列化进程,通过生产标准化提升厂区生产效率、压缩设备导入期及交货周期,降低生产成本。在产品矩阵上,未来公司有望逐 步形成单工位、双工位、四工位、八工位等四个标准化产品,满足国内绝大多数铝加 工行业实际产线对工件热处理技术指标多样性的应用要求。

技术端:三方协同研发实现技术突破,技术达到国际领先水平。2013 年 1 月,联创 光电协同上海超导科技股份有限公司、北京交通大学合作开展兆瓦级超导磁体感应加 热装置研制。经过 6 年的攻关,2019 年 7 月首台设备通过科技成果评价,成果评价 专家委员会认为公司协同研制的兆瓦级超导磁体感应加热装置及该装置的大口径传 导式高温超导磁体系统各项技术性能指标处于国际领先水平,具有完全自主知识产权, 兆瓦级高温超导磁体感应加热装置设计、制造技术自主可控,标志着国际上功率最大 的兆瓦级高温超导磁体感应加热装置研制成功。

依托先发优势构筑技术壁垒,公司有望持续在高温超导领域领先市场。高温超导感应 加热装置的成功投产使联创超导在全球高温超导产业化领域取得了先发优势,公司通 过 10 年的技术攻关,积累了成体系的核心技术以及面向大口径超导磁体的绕制工艺 经验,开发了全球范围内口径最大的导冷式高温超导磁体(直径达 2.2m),夯实了 超大口径导冷式高温超导磁体的技术领先性。在专利上,截止 2022 年底公司目前高 温超导相关业务已获授权专利 44 项,其中发明专利 18 项。我们认为,公司拥有先 发优势,通过构建专利群保护独有技术方案,有望持续在高温超导领域领先市场。

4.1.2. 产业化:超导设备商用化推广有序进行,目前在手订单已突破 60 台

公司与中铝东轻的首台设备成功投产,实现了商用化由 0 到 1 的突破。公司与中铝集团东 北轻合金有限责任公司开展合作,目前首台航空铝锻压用兆瓦级高温超导感应加热设备已 在中铝东轻产线上稳定运行一年有余,标志着联创超导高温超导感应加热设备商用化进程 完成了从 0 到 1 的突破。

多管齐下,公司产品市场推广进入快车道。在销售模式上,由于高温超导加热设备可为客 户带来巨大的节能收益,因此公司选择合同能源管理模式进行前期市场推广,目前公司高温 超导设备的销售模式分为直接销售、融资租赁、合同能源管理三种;在政策补贴上,公司 的高温超导感应加热设备于 2022 年三季度荣获由上海市能效中心颁发的“上海市节能产 品”认证证书,产品节能认证的顺利通过有助于降低采购成本,进一步加快产品的商用化 市场推广进度;在行业标准制定上,目前国标委已同意由联创超导牵头制定超导直流感应 加热装置国家标准,建立超导感应加热国家标准可以加速金属加工领域上下游用户企业对 超导加热设备的接纳认可。

公司下游客户迅速扩展,目前在手订单已超过 60 台。客户方面,目前联创超导铝材加工 领域的客户涵盖了大型国有铝制品加工企业中铝东轻、中国建筑铝型材企业前五强广亚铝 业、山东南山铝业等;同时,公司下游客户还包括锌材、铜材等其他非磁金属加工企业, 客户迅速扩展。订单方面,在首台成功投产设备的示范效果下,联创超导的设备订单快速 增长,目前已实际交付 4 台设备,在手订单超过 60 台。我们认为,高温超导感应加热有 望成为金属热加工领域颠覆性的新技术,产品的市场推广有着重要意义。公司目前已经进 入高温超导设备由 1 到 N 的加速发展阶段,随着市场认可度的不断提升,未来订单有望持 续增长。

4.1.3. 未来发展:联创超导计划并表,积极布局可控核聚变等大有可为

在经营上,目前联创超导由公司控股股东电子集团并表,未来拟注入联创光电发展。目前 联创超导的控股股东江西省电子集团持股 41.026%,第二大股东联创光电持股 40%,持股 比例与电子集团仅相差 1.026%。根据控股股东电子集团的发展规划:联创超导不考虑独 立上市,在产品加速进行商用推广阶段,将联创超导整体并入联创光电,利用上市公司成 熟的资本平台,促进联创超导快速发展。

在产能上,公司的产能加速扩张,未来有望达到年产 500 台以上的水平。2022 年联创超 导二期车间的竣工投产,目前公司已具备年产 50 套高温超导设备的产能,但仍无法满足 订单需求。根据高温超导业务发展战略规划,联创超导已寻求在靠近下游客户的区域建设 超导产业园,拟进一步扩大产能,公司表示产业园达产后有望逐步形成高温超导感应加热 设备年产 500 台以上的产能水平。

在布局上,公司积极布局可控核聚变等领域,大有可为。在热加工领域,公司将高温超导 感应加热设备推广运用到铝镁合金、钛合金、铜、特种钢等高端型材热处理领域,进一步 降低电能消耗,提升高端型材加工品质,未来有望对接更多的业内高端型材生产龙头企业 的非磁金属热处理需求。在超导其他应用领域,联创超导的高温超导磁体技术应用于非磁 金属熔炼、磁选矿、磁控单晶硅生长炉、可控核聚变等领域同样具有明显技术优势和节能 效果,公司积极开发高温超导磁体新的应用场景,目前已组建团队开展相关研究。我们认 为,公司基于已掌握的高温超导磁体技术进行布局,短期内磁选矿、磁控单晶硅生长炉等 领域有望率先实现突破,而长期内布局可控核聚变将大有可为。

4.2. 激光业务:产研融合,构筑核心竞争优势

产研结合,推动激光技术研发与科技成果转化。2019 年 11 月,公司设立江西中久激光技 术有限公司,依托公司的产业与资本优势同研发团队的技术研发优势,在高能半导体激光 器等光电产品与激光领域开展合作,推动技术研发与科技成果转化。 公司已形成激光系统全产业链布局,技术优势明显。在产品上,公司激光产业聚焦于特殊 领域,目前公司已经形成了大功率叠阵泵浦源、泵浦激光增益模块、高亮度尾纤 LD 泵浦 源等 3 大系列产品,完成了从泵浦源核心器件到激光器集成、再到光刃系列激光反制整机 系统的完整产业链布局。在技术上,自主研发了激光武器装备,同时对激光武器装备的核 心部件泵浦源、激光器等产品具有自主知识产权,拥有激光武器装备产业链上下游从泵浦 源核心器件、到激光器集成,再到光刃系列激光武器装备的关键技术优势。2022 年公司 实现了更高亮度、更高功率特殊领域泵浦源和激光器产业化关键技术突破,产品的技术领先地位得到了进一步巩固。

高功率泵浦源:公司产品打破国外技术封锁。公司是国内生产特种用途高亮度泵浦源 的重要企业,于 2020 年完成特种用途轻小型尾纤 LD 产品定型与量产,实现了小批 量特种用途泵浦源订单任务交付,并成功自主研发了 300W 泵浦源模块产品。2022 年实现更高亮度、更高功率特殊领域泵浦源关键技术突破,进一步拉开了与潜在竞争 对手的差距,巩固和夯实了公司的技术领先地位。

光刃整机:成本优势明显,未来产品矩阵有望持续丰富。公司光刃系列激光反制无人 机系统主要包括“光刃-Ⅰ”和“光刃-Ⅱ”两大产品,具有明显的技术优势。同样的 杀伤效果,公司产品重量更轻、体积更小,因此在合理利润空间下公司产品成本优势 较为明显。目前,第一代新型激光反制无人机产品生产线现已配置,并已完成其改进 设计、研制工作,且顺利通过专家组验收评审;第二代新型激光反制无人机产品顺利 完成研制并通过验收。我们认为,公司基于已掌握的激光核心技术加速产品研发与迭 代,未来光刃整机产品矩阵有望持续丰富。

公司在手订单充足,产能迅速扩张。激光业务是公司重点发展的高科技新兴产业,激光产 业持续高速增长。中久激光订单充足,产能饱满,泵浦源、激光器、激光电源等项目产能 已处于满负荷生产状态。根据业务发展规划,公司今明两年将加速增扩产能。我们认为, 公司激光业务订单饱满,已进入高速增长阶段,随着产能持续扩张,未来激光业务有望持 续发力。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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