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1、2 0 2 3 年深度行业分析研究报告目录目录1.光芯片原理阐述及产业链环节2.光芯片市场空间及竞争格局3.光芯片技术发展路线及新兴赛道拓展4.相关标的1.光芯片原理阐述及产业链环节2.光芯片市场空间及竞争格局3.光芯片技术发展路线及新兴赛道拓展4.相关标的1XoZXZRZgYNA6McM6MsQrRsQnOeRrRxPjMpOxP6MmMuNwMnOpONZoMsO光芯片光芯片原理阐述及产业链环节原理阐述及产业链环节光芯片光芯片:实现光电转换的核心通信芯片实现光电转换的核心通信芯片光芯片是实现光转电、电转光、分路、衰减、合分波等基础光通信功能的芯片,光芯片是实现光转电、电转光、分路、衰减、合
2、分波等基础光通信功能的芯片,是光器件和光模块的核心。光芯片的原理是基于光子学原理,即利用光的波动性和粒子性来传输和处理信息。光芯片的工作过程可简单分为三个步骤:光发射、光传输和光检测。首先,激光器将电信号转换为光信号,其次,光波导将光信号在芯片内传输;最后,光探测器将光信号转换为电信号。光芯片通过加工封装为光发射组件(TOSA)及光接收组件(ROSA),再将光收发组件、电芯片、结构件等进一步加工成光模块。光芯片的性能直接决定光模块的传输速率。4图表图表1:光芯片工作原理:光芯片工作原理资料来源:亿渡数据中国光芯片行业研究报告,长城证券产业金融研究院图表图表2:光模块结构示意图:光模块结构示意图
3、资料来源:源杰科技招股书,长城证券产业金融研究院光芯片光芯片BOMBOM构成:原材料种类较多,激光器构成:原材料种类较多,激光器+探测器所用光芯片在光模块中占据较大比例探测器所用光芯片在光模块中占据较大比例 激光器激光器+探测器所用光芯片在光模块中占据较大比例探测器所用光芯片在光模块中占据较大比例光器件元件占光模块成本光器件元件占光模块成本73%73%,光模块中的光器件主要分为以下,光模块中的光器件主要分为以下两部分两部分:TOSA:即为光发射器件,主要应用在电信号转化成光信号(E/O转换),由激光器、适配器和管芯套组成,在长距离光模块中还会加入隔离器和调节环。其中最重要的组件为激光器,激光器
4、主要有FP、DFB、EML和VCSEL四类,常用的为后三种。ROSA:即为光接收器件,主要应用在光信号转化成电信号(O/E转换),由探测器和适配器组成。其中最重要的组件为探测器,探测器主要有PIN和APD两类。右图展示的光器件成本构成中,TOSA和ROSA占据80%,而其中激光器光芯片和探测器光芯片又占据TOSA和ROSA的85%,因此激光器+探测器所用光芯片在光模块中占据较大比例。光芯片成本构成光芯片成本构成以源杰科技以源杰科技20222022年年报披露为例,光芯片成本中,制造费用占比年年报披露为例,光芯片成本中,制造费用占比为为62%62%,直接人工成本占,直接人工成本占24%24%,直接
5、材料成本占,直接材料成本占14%14%。制造费用主要包括折旧费、装修费摊销、水电费、光栅加工费等其他费用。光芯片的原材料包括衬底、金靶、特殊气体(主要包括高纯氢、磷化氢、液氮等)、三甲基铟、光刻胶、封装材料(包括管帽等和其他材料等,其他原材料包括显影液、光刻掩模板、异丙醇、砷化氢等材料,其他原材料品种较多且占比较低。直接材料,14%直接人工,24%制造费用,62%图表图表3:光芯片成本构成:光芯片成本构成资料来源:源杰科技2022年年度报告,长城证券产业金融研究院资料来源:亿渡数据中国光芯片行业研究报告,长城证券产业金融研究院图表图表4:光器件成本结构(:光器件成本结构(2022年)年)光芯片
6、分类:主要以有源光芯片分类:主要以有源/无源分为两大类芯片,材料学选择方案众多无源分为两大类芯片,材料学选择方案众多 光芯片主要有两种分类方式:光芯片主要有两种分类方式:光芯片的分类主要按照光器件的分类分为光有源器件芯片和光无源器件芯片。光芯片的分类主要按照光器件的分类分为光有源器件芯片和光无源器件芯片。有源光芯片按应用情况分为激光器光芯片和探测器光芯片,主要包括FP、DFB、EML、VCSEL、PIN以及APD芯片;无源光芯片主要包括PLC和AWG芯片。光芯片的制造材料一般以化合物居多,主要包括五大系列:光芯片的制造材料一般以化合物居多,主要包括五大系列:InPInP系列、系列、GaAsGa
7、As系列、系列、Si/SiO2Si/SiO2系列、系列、SiPSiP系列以及系列以及LiNbO3LiNbO3系列。系列。其中InP衬底主要包括直接调制DFB/电吸收调制EML芯片、探测器PIN/APD芯片、放大器芯片、调制器芯片等,GaAs衬底包括高功率激光芯片、VCSEL芯片等,硅基衬底包括PLC、AWG、调制器、光开关芯片等,SiP衬底包括相干光收发芯片、光开关芯片等,LiNbO3包括调制器芯片等。数据来源:亿渡数据中国光芯片行业研究报告、长城证券产业金融研究院图表图表5:光芯片分类:光芯片分类产业链环节:位于光通信上游,价值量较高环节产业链环节:位于光通信上游,价值量较高环节光芯片制造产
8、业链分为衬底、外延片、晶圆制造、封测四部分,光芯片制造产业链分为衬底、外延片、晶圆制造、封测四部分,我国在衬底方面基础薄弱,但在外延片生长、晶粒制造出现了一批快速崛起的创业企业,如武汉敏芯、中科光芯、海光芯创、陕西源杰等,同时像光迅科技、海信宽带等IDM模式的光模块厂商也处于领先位置。光芯片处于光通信产业链的上游,光芯片处于光通信产业链的上游,其原材料包括衬底、金靶、特殊气体与封装材料等,其中衬底成本占比最高,对芯片品质影响最大,主要由GaAs和InP制成,以海外厂商供应为主。在光通信产业链中游,光芯片经加工封装后得到光器件/光模块,集成程度提升,单位价值量升高。数据来源:华经产业研究院、长城
9、证券产业金融研究院数据来源:华经产业研究院、长城证券产业金融研究院图表图表6:光芯片制造产业链:光芯片制造产业链图表图表7:光通信产业链:光通信产业链光芯片市场空间及竞争格局光芯片市场空间及竞争格局市场空间:市场空间:AIGCAIGC加速发展,光芯片产业加速成长加速发展,光芯片产业加速成长982.182.392.4107.5123.4141.70.0%2.0%4.0%6.0%8.0%10.0%12.0%14.0%16.0%18.0%02040608002002120222023E市场规模(亿元)同比增长率(%)数据来源:中商产业研究院、长城证券产业金
10、融研究院数据来源:中商产业研究院、长城证券产业金融研究院图表图表8:全球光芯片市场规模及增速(亿美元,:全球光芯片市场规模及增速(亿美元,%)图表图表9:国内光芯片市场规模及增速(亿元,:国内光芯片市场规模及增速(亿元,%)国内:互联网大厂纷纷加码大模型叠加国产化进程加速演进,国内光芯片需求旺盛国内:互联网大厂纷纷加码大模型叠加国产化进程加速演进,国内光芯片需求旺盛国内来看,国内互联网大厂百度、阿里、腾讯、科大讯飞、京东等纷纷加码大模型叠加光芯片国产化进度的持续推进,大量数据中心设备更新和新数据中心将对冲国内5G网络部署退潮。据中商产业研究院数据,2022年市场规模约为123.4亿元,预计20
11、23年市场规模将达141.7亿元,延续良好的增长态势。全球:全球:AI算力催生新需求,全球光芯片市场迎来确定性高增算力催生新需求,全球光芯片市场迎来确定性高增全球来看,伴随GPT等大模型及垂类模型的加速发展,算力侧迎来确定性需求增长,光芯片有望迎来下游需求旺盛。据LightCounting预测,2027年全球光芯片市场规模有望达到56亿美元,2023年至2027年CAGR达到16%。27560.010.020.030.040.050.060.020222027E市场规模(亿美元)市场空间:高速率光模块驱动高速率光芯片量价齐升市场空间:高速率光模块驱动高速率光芯片量价齐升10按传输速率分,光芯片
12、可分为2.5G、10G、25G、50G、100G等主流速率的芯片。一般而言,光芯片的速率越高,对应芯片的研发、量产难度越大,可稳定供应的供应商相应减少,导致价值量随速率提升而提高。导致价值量随速率提升而提高。光芯片不同速率单价在3.1-55.2元之间,以源杰科技招股书披露的数据为例,2.5G芯片平均价格在3.5元左右,10G、25G芯片的价格是其5-18倍。价:高速率光芯片价值量受工艺难度提高而提升价:高速率光芯片价值量受工艺难度提高而提升我们认为,我们认为,由于高速传输需求提升和芯片工艺难度的提高,伴随着高速率光模块需求快速增长的驱动,高速率光芯片将迎来量价齐升的发展局面,高速率光芯片将拥有
13、良好的发展前景。量:高传输要求驱动光芯片市场规模广阔量:高传输要求驱动光芯片市场规模广阔 在对高速传输需求不断提升背景下,25G及以上高速率光芯片市场发展迅速。根据Omdia对数据中心和电信场景激光器芯片的预测,2019年至2025年,25G以上速率光模块所使用的光芯片占比逐渐扩大,整体市场规模将从13.56亿美元增长至43.40亿美元,年均复合增长率将达到21.40%。图表图表1010:高速率模块光芯片市场空间及预测(百万美元):高速率模块光芯片市场空间及预测(百万美元)数据来源:Omdia、源杰科技招股书、长城证券产业金融研究所图表图表1111:光芯片市场单价(元:光芯片市场单价(元/颗)
14、颗)数据来源:源杰科技招股说明书、长城证券产业金融研究院3.1 4.0 3.5 3.5 18.21 14.44 14.60 14.53 55.16 43.88 21.10 21.86 0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0020022H12.5G10G25G竞争格局:低速率基本实现国产化,高速率光芯片国产化替代加速推进竞争格局:低速率基本实现国产化,高速率光芯片国产化替代加速推进1120%15%6%6%6%4%2%41%源杰科技住友电工云岭光电中电13所中科光芯武汉敏芯三菱电机其他数据来源:ICC、长城证券产业金融研究院图表图表14:2021年
15、年10G光芯片国内光芯片国内厂商占比(厂商占比(%)2016年全球十大光模块供应商中,国产厂商有4家,而2022年上榜厂商数量达到7家。2.5G光芯片光芯片:已基本实现国产化。:已基本实现国产化。本土企业占据主要市场份额且主导全球市场,国外光芯片厂商由于成本竞争等因素已基本退出相关市场。10G光芯片光芯片:国产出货量占国产出货量占44%以上,仍有增长空间以上,仍有增长空间。国内基本掌握核心技术,但综合考虑替换成本、可靠性、批量出货能力等因素,下游光模块厂商仍有顾虑。25G及以上光芯片及以上光芯片:长期看好高速率光芯片国产化替代。长期看好高速率光芯片国产化替代。据ICC统计,25G光芯片的国产化
16、率约20%,但25G以上光芯片的国产化率仍较低约5%,高速率光芯片国产化替代仍存在较大成长空间。份额:国产供应商发展迅猛,国产光芯片份额持续增长份额:国产供应商发展迅猛,国产光芯片份额持续增长2016年2022年Finisar(美国)1旭创(中国)&Coherent(美国)海信宽带(中国)2光迅科技(中国)3Cisco(美国)Acacia(美国)4华为海思(中国)鸿腾精密(中国)5光迅科技(中国)Oclaro(美国)6海信宽带(中国)旭创(中国)7新易盛(中国)Sumitomo(美国)8华工科技(中国)Lumentum(美国)9Intel(美国)索尔思(美国)10索尔思(中国)数据来源:Lig
17、htcounting、长城证券产业金融研究院17%17%13%11%9%7%4%22%武汉敏芯中科光芯光隆科技光安伦仕佳光子源杰科技中电13所其他图表图表13:2021年年2.5G及以下光芯及以下光芯片国内厂商占比(片国内厂商占比(%)数据来源:ICC、长城证券产业金融研究院20%5%0%5%10%15%20%25%25G光芯片25G以上光芯片图表图表15:2021年年25G及以上光芯及以上光芯片国产化率(片国产化率(%)数据来源:ICC、长城证券产业金融研究院图表图表12:全球十大光模块供应商排名:全球十大光模块供应商排名 光芯片投入高,回报慢光芯片投入高,回报慢,行业多以行业多以IDM为主
18、为主行业壁垒:技术壁垒较高,生产工艺与流程较为复杂,多以行业壁垒:技术壁垒较高,生产工艺与流程较为复杂,多以IDMIDM为主为主资料来源:亿渡数据中国光芯片行业研究报告,长城证券产业金融研究院海外光芯片龙头企业的研发强度平均在海外光芯片龙头企业的研发强度平均在10%10%-15%15%左右左右,这需要较大规模的营业收入作为支撑。图表图表1616:光芯片基本生产流程图:光芯片基本生产流程图12Fabless即指无晶圆厂,这一模式需要产业链上下游形成较好配合才能顺利推进业务一枚光芯片的出产需要经过设计、流片、技术验证、定型、量产等数个环节,在工艺和流程均成在工艺和流程均成熟的情况下,整体需要熟的情
19、况下,整体需要1 1-2 2年的时间,而进入量年的时间,而进入量产阶段后还需要工艺经验的积累产阶段后还需要工艺经验的积累来解决散热、封装和稳定性等多重技术难题,从而有效提升良品率。整体的回报时长被进一步拉长。由于芯片设计及生产制造的流程复杂,同时一般规模的企业难以承受高投入慢回报,因而形成了以下三大类运作模式。三大类运作模式。Foundry即指代工厂,这一模式企业一般处于产业下游,根据客户设计方案来代工生产IDM即指垂直整合制造厂,仅看光芯片这一芯片分支领域,国内外龙头企业多采用此模式光芯片生产工艺和流程均较为复杂,包括芯片设计、基板制造、磊晶包括芯片设计、基板制造、磊晶成长、晶粒制造、封装测
20、试共五个主要环节成长、晶粒制造、封装测试共五个主要环节。首先为芯片设计首先为芯片设计,根据芯片功能需求,用专业芯片设计软件制作光电线路图,这是光芯片具有存在和使用价值的核心环节。而后进行基板而后进行基板制造制造,基板制造的技术关键是提纯,当前能实现高纯度单晶体衬底批量生产的全球仅有几家企业,均为海外企业。之后是磊晶生长之后是磊晶生长/外延片外延片环节环节,这一环节是决定光芯片性能的关键一环,生成条件较为严苛,因此是光芯片行业技术壁垒最高环节。最后是晶粒制造和封装测试环最后是晶粒制造和封装测试环节节,对外延片进行光刻等系列处理,最后封装成拥有完整光电性能的光芯片。光芯片技术发展路线及新兴赛道拓展
21、光芯片技术发展路线及新兴赛道拓展2.500255650020020000708090000220230200002020224国内公司国外公司光芯片技术发展演进图光芯片技术发展演进图14随着光模块不断朝着高速率、小型化、更集成的路线发展,光芯片对应速率也不断提升。虽然国外相关公司占据先发优势,于2012年便研发出25G光芯片,并于2021年研发出最前沿的200G光芯片;但国内光
22、芯片厂商发展迅速,产品加速升级迭代,从2.5G到100G光芯片产品研发及生产只用了9年,持续看好国内厂商中长期国产替代逻辑。同时随着以ChatGPT为代表的AIGC快速发展,算力和带宽升级再次驱动下游需求旺盛,进一步加速光芯片产品迭代。数据来源:各公司官网、投资者调研及互动问答、源杰科技招股书、观研天下网、网络电信网站、光纤在线、长城证券产业金融研究所(备注:长光华芯20230630互动问答、光迅科技20220418机构调研、光迅科技20190617互动问答)图表图表17:国内外相关上市公司不同速率光芯片产品速率发展时间:国内外相关上市公司不同速率光芯片产品速率发展时间产品速率(单位:产品速率
23、(单位:G G)时间时间海外光芯片海外光芯片厂商厂商技术进展技术进展:芯片通道速率及技术方案持续升级:芯片通道速率及技术方案持续升级多家欧美日厂商均公布其前沿的激光器研究成果,主要方向为高速率和PAM4调制来提升单通道速率,主要厂家有Coherent,博通、NTT等厂商。相比之下,国内厂商当前光芯片速率市占率较大部分仍集中在10G-25G领域,仍有很大的追赶空间。图表图表1818:海外主要光芯片厂家前沿技术研究进展情况:海外主要光芯片厂家前沿技术研究进展情况15资料来源:观研报告网、长城证券产业金融研究院厂家厂家单通道速率单通道速率研究进展研究进展博通100G PAM4四通道的100Gbps8
24、50nmVCSEL和PD阵列,支持高带宽短距离光链路部署,支持100米OM4多模光纤工作(OFC2022)博通200G EML无致冷(2-70工作温度范围)200GbpsEML支持2公里800Gbps和1.6Tbps应用。(OFC2022)NeoPhotonics200G PAM4目前基于50GBd调制的SiPh已经逐渐走向应用前端,PureSiPhMZM同样可以支持100GBd的调制,需要在带宽和调制效率之间寻求一个平衡(OFC2020)Lumentum100G PAM4支持100GDR和400GDR4500米应用,支持800GPSM8100米应用,并可以支持100GFR和400GFR4的应
25、用。Lumentum224G PAM4无需使用高功耗的致冷器实现更高速率激光发射,可以在类似的功耗和成本下实现当前400GbE模块2倍速的传输,可适用于800G及以上的应用。(OFC2021)Lumentum200mw CW面向CPO的高功率激光器(OFC2022)索尔思53G Baud53G高速EML激光芯片组包括灰光和CWDM两类,调制带宽大于35GHz,性能已能满足电信客户对远距至40km的高端需求,目前53GEML已完成业界要求的一万小时以上高温工作寿命实验(HTOL)作可靠性保证。国内光芯片国内光芯片厂商厂商技术进展:国产化进程加速推进技术进展:国产化进程加速推进图表图表1919:国
26、内主要光芯片厂家前沿技术研究进展情况:国内主要光芯片厂家前沿技术研究进展情况16资料来源:各公司官方公众号及投资者关系活动记录、C114通信网、长城证券产业金融研究院厂家厂家成果成果前沿进展前沿进展光库科技具备开发800G及以上速率铌酸锂调制器芯片能力公司铌酸锂高速调制器芯片研发及产业化募投项目基于建设期末完成项目的100%投产,将实现年生产至少8万只铌酸锂调制器的能力。(2023.5.23)仟目激光25G光芯片出货突破KK级(百万级)量产化的850nm 25Gb/s-NRZ高速多模VCSEL芯片产品,具有优秀的产品性能和可靠性表现。在国内多家头部光模块公司的支持下,公司25G VCSEL 1
27、X1和1X4芯片累计出货量超过KK级(百万级)。(2022.10.9)源杰科技25G激光器芯片系列产品大批量供货。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案,实现差异化竞争;25G及更高速率激光器芯片市场国产化率低,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,并实现25G激光器芯片系列产品的大批量供货。(2023.5.16)长光华芯激光芯片进军器件和模块业务横向拓展包括 VCSEL芯片、光通讯芯片、红外激光芯片、可见光激光芯片等。同时继续做器件和模块,提高芯片的市场占有率,拓展毛利
28、率高的高端器件和模块业务,未来芯片的占比会持续超过50%。(2022.9)2023年上半年,公司研究团队发布了全半导体激光无线能量传输芯片及系统的最新成果,包括808 nm和1 m的发射端激光芯片及模块、接收端单/多结激光电池芯片及模块、激光无线传能系统。(2023.7.28)剑桥科技MCU等相关芯片已替换为国产芯片公司大部分这些芯片都换成了国产芯片,国产芯片厂家响应很快,在可预测时间内不会出现缺芯情况。(2022.10.12)德科立自研的光芯片已在部分产品批量应用光芯片方面,高端光芯片主要是应用在高速光模块、相干光模块中,高端光芯片主要以进口为主。中低速率光芯片,主要是指25G以下光芯片,国
29、产技术已经相对成熟,市场竞争充分,供应充足。此外公司自研的光芯片,已经批量应用于公司部分产品中,自研光芯片用量将逐步增加。(2022.9)中际旭创400G/800G硅光模块采用自研硅光芯片公司在400G/800G硅光模块上采用了自研硅光芯片技术,预计2024年会向一些客户率先量产供应。(2023.8.13)仕佳光子25G DFB部分波长/800G AWG客户验证中公司的2.5G和10G DFB激光器芯片已经批量出货,25G DFB部分波长产品正在客户验证中,有望尽快批量出货。800G AWG产品在客户送样中。(2023.5)光芯片新兴赛道拓展:光传感应用拓展、光芯片新兴赛道拓展:光传感应用拓展
30、、车载激光雷达车载激光雷达17目前,业内已使用基于3D VCSEL激光器芯片的方案,实现3D信息传感,如人脸识别。根据Yole研究报告,智能穿戴设备正在开发基于激光器芯片及硅光技术方案,实现健康医疗的实时监测。据健康界研究院数据,2025年中国医用级智能可穿戴设备市场规模将达462.6亿元。消费电子领域,光传感应用领域拓展为光芯片带来新成长空间。消费电子领域,光传感应用领域拓展为光芯片带来新成长空间。车载领域,车载激光雷达加速成长带动光芯片需求持续向好。车载领域,车载激光雷达加速成长带动光芯片需求持续向好。随着传统乘用车的电动化、智能化发展,高级别的辅助驾驶技术逐步普及,核心传感器件激光雷达的
31、应用规模将会增大。基于砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)的光芯片作为激光雷达的核心部件,其未来的市场需求将会不断增加。据Yole数据及测算,预计2028年全球L4自动驾驶领域光芯片市场规模可达3.06亿美元,2023-2028年CAGR为24.86%。消费电子:光传感应用领域拓展为光芯片带来新成长空间消费电子:光传感应用领域拓展为光芯片带来新成长空间18 智能终端:智能终端:3D信息传感信息传感VCSEL芯片有望推动光芯片新增长芯片有望推动光芯片新增长目前,业内已使用基于3D VCSEL激光器芯片的方案,实现3D信息传感,如人脸识别。据iimedia数据,2021年中国智能硬件市场规模约为1
32、2,003亿元,预计2023年市场规模将达到23,184亿元。数据来源:化合物半导体、长城证券产业金融研究院图表图表20:中国智能硬件市场规模(亿元):中国智能硬件市场规模(亿元)数据来源:iimedia、中商产业研究院、长城证券产业金融研究院图表图表21:VCSEL人脸识别应用图人脸识别应用图0%20%40%60%80%0500000002500020020202120222023E市场规模(亿元)增速(%)医疗市场:健康医疗硅光方案利好光芯片应用医疗市场:健康医疗硅光方案利好光芯片应用图表图表22:中国医用级智能可穿戴设备市场规模(亿元):中国医
33、用级智能可穿戴设备市场规模(亿元)数据来源:健康界研究院、长城证券产业金融研究院0%20%40%60%80%100%005002001920202021E2022E2023E2024E2025E市场规模(亿元)增速(%)根据Yole研究报告,智能穿戴设备正在开发基于激光器芯片及硅光技术方案,实现健康医疗的实时监测。据健康界研究院数据,预计2020-2025年中国医用级智能可穿戴设备市场规模复合增长率达30.0%,2025年中国医用级智能可穿戴设备市场规模将达462.6亿元。图表图表23:医疗级可穿戴设备应用场景图:医疗级可穿戴设备应用场景图数据来源:
34、自连科技公众号、长城证券产业金融研究院车载领域:车载激光雷达加速成长带动光芯片需求持续向好车载领域:车载激光雷达加速成长带动光芯片需求持续向好19随着传统乘用车的电动化、智能化发展,高级别的辅助驾驶技术逐步普及,核心传感器件激光雷达的应用规模将会增大。基于砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)的光芯片作为激光雷达的核心部件,其未来的市场需求将会不断增加。据Yole数据,2022 年激光雷达在乘用车及 L4 自动驾驶领域(包括Robotaxi)市场规模同比增长 95%,达 3.17 亿美元。其中,激光雷达L4自动驾驶领域市场达 1.47 亿美元。以MEMS激光雷达为例,其激光器和探测器价值量占比合
35、计55%,测算出全球L4自动驾驶领域光芯片市场2022年达8085万美元,预计到2028年市场规模可达3.06亿美元,2023-2028年CAGR为24.86%。数据来源:禾赛科技招股说明书、长城证券产业金融研究院图表图表24:ToF激光雷达核心模块示意图激光雷达核心模块示意图图表图表25:全球:全球L4自动驾驶用光芯片市场规模(百万美元)自动驾驶用光芯片市场规模(百万美元)数据来源:Yole、长城证券产业金融研究院0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%05003003502002120222023E 2024E 2025E 20
36、26E 2027E 2028E市场规模(百万美元)增速(%)自动驾驶逐步普及,带动激光雷达核心部件光芯片需求提升自动驾驶逐步普及,带动激光雷达核心部件光芯片需求提升相关标的相关标的源杰科技:国内光芯片领先供应商,在研项目进展顺利源杰科技:国内光芯片领先供应商,在研项目进展顺利数据来源:公司2022年年报、长城证券产业金融研究院公司不断深耕光芯片行业,已逐步发展为国内领先的光芯片供应商。公司不断深耕光芯片行业,已逐步发展为国内领先的光芯片供应商。公司聚焦于光芯片行业,主营业务为光芯片的研发、设计、生产与销售,主要应用于电信市场、数据中心市场、车载激光雷达市场等领域,已实现向海信宽带、中际旭创、博
37、创科技、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。21研发支出持续投入,在研项目进展顺利。研发支出持续投入,在研项目进展顺利。公司研发项目包括50G及以下、100G光芯片的可靠性机理研究、用于新一代5G基站的高速DFB芯片设计和制造技术、甲烷传感器激光器芯片、1550波段车载激光雷达激光器芯片、大功率EML光芯片的集成工艺开发等项目。其中100G产品研发进展顺利,目前在和客户对标送样准备中,其余部分项目已经进入产业化阶段,同时已与部分激光雷达厂商达成合作意向。图
38、表图表2626:源杰科技产品线:源杰科技产品线图表图表2727:源杰科技营收、归母净利润及同比增速(亿元,:源杰科技营收、归母净利润及同比增速(亿元,%)应用领域速率产品类型电信市场类光纤接入光纤接入EPON2.5G1310nmFP光纤接入GPON2.5G1310nmDFB2.5G1490nmDFB光纤接入10GPON2.5G1270nmDFB10G1270nmDFB10G1577nmEML/+SOA移动通信网络4G移动通信网络10G1310nmFP10G1310nm DFB10G12701570nm CWDM125G移动通信网络25G1310nmFP25G10G Overclocking12
39、701370nmCWDM25G1270/1330nmDFB25G1310nmDFB数据中心类数据中心100G/200G/400G 2Km25G12701370nmCWDM25GLWDM12 Channel25GMWDM12 Channel25G12701330nmCWDM25GLWDM4 Channel25G12701330nm PAM4 CWDM4CW1310nm High Power 70mWCW12701330nm High Power 50mWCW1310nm High Power 25mW车载激光雷达/1550nm Pulse DFB-100%0%100%200%300%400%50
40、0%600%0202020212022营收归母净利润营收YOY归母净利润YOY数据来源:公司2018年-2022年年报、同花顺IFinD、长城证券产业金融研究院长光华芯:发布长光华芯:发布56G EML56G EML光芯片,助力高端光模块芯片国产化光芯片,助力高端光模块芯片国产化数据来源:公司2022年年报、长城证券产业金融研究院22研发工作稳步推进,核心产品不断优化。研发工作稳步推进,核心产品不断优化。公司持续加大对高功率芯片和模块、光通信产品、VCSEL产品、激光无线能量传输芯片、直接半导体激光器产品的投入,使产品保持创新性及领先性。图表图表2828:长光华芯产品线:
41、长光华芯产品线图表图表2929:长光华芯营收、归母净利润及同比增速(亿元,:长光华芯营收、归母净利润及同比增速(亿元,%)-1000%-800%-600%-400%-200%0%200%400%-2-20022营收归母净利润营收YOY归母净利润YOY产品高功率单管系列产品高功率单管芯片高功率单管器件光纤耦合模块直接半导体激光器高功率巴条系列产品高功率巴条芯片高功率巴条器件阵列模块激光雷达与3D 传感系列产品激光雷达 VLR 系列激光雷达 EEL 系列TOF 系列SL 系列光通信芯片系列产品APD 系列EML 系列PD 系列光芯片领域:光芯片领域:发布
42、56G PAM4 EML光通信芯片,进入光芯片高端市场。其中,单波100Gbps(56G baud四电平脉冲幅度调制(PAM4)电吸收调制器激光二极管(EML)芯片,支持四个波长的粗波分复用(CWDM),达到使用4颗芯片实现400G传输速率,或8颗芯片实现800G传输速率的应用目标。半导体激光芯片领域:半导体激光芯片领域:2023年H1,公司推出9XXnm50W高功率半导体激光芯片,光电转化效率高(大于等于62%),现已实现大批量生产、出货,是目前市场上量产功率最高的半导体激光芯片。车载激光雷达芯片领域:车载激光雷达芯片领域:产品顺利通过车规级AEC-Q102认证,已成为汽车厂商合规可靠的车载
43、激光雷达芯片供应商。同时,公司积极布局开发车载EEL边发射激光器及1550nm光纤激光器的泵浦源产品。数据来源:公司2018年-2022年年报、同花顺IFinD、长城证券产业金融研究院仕佳光子仕佳光子:国内先进光电子核心芯片供应商,围绕光芯片进行横纵拓展:国内先进光电子核心芯片供应商,围绕光芯片进行横纵拓展数据来源:公司2022年年报、长城证券产业金融研究院公司作为国内先进光电子核心芯片供应商,不断强化技术创新、掌握自主芯片的核心技术。公司作为国内先进光电子核心芯片供应商,不断强化技术创新、掌握自主芯片的核心技术。针对光通信核心的芯片环节,公司系统建立了覆盖芯片设计、晶圆制造、芯片加工、封装测
44、试的IDM 全流程业务体系,应用于多款光芯片开发,突破一系列关键技术。公司产品应用于光纤到户、数据中心、5G 建设等诸多领域,并且在部分光芯片产品方面成功实现了国产化和进口替代。23公司围绕光芯片进行横向拓展与纵向延伸。公司围绕光芯片进行横向拓展与纵向延伸。在横向拓展方面,在横向拓展方面,公司从单一 PLC 分路器芯片突破至系列无源芯片(PLC 分路器芯片、AWG芯片)、有源芯片(DFB 激光器芯片),并逐步开发微透镜芯片,VOA芯片,未来向有源+无源的光电集成方向演进,紧跟行业发展趋势。在纵向延伸方面,在纵向延伸方面,公司以晶圆、芯片为基础,通过封装工艺技术的不断提升,由芯片逐步向器件模块领
45、域延伸。图表图表3030:仕佳光子产品线:仕佳光子产品线图表图表3131:仕佳光子营收、归母净利润及同比增速(亿元,:仕佳光子营收、归母净利润及同比增速(亿元,%)0%500%1000%1500%2000%2500%3000%-20246802020212022营收归母净利润营收YOY归母净利润YOY数据来源:公司2020年-2022年年报、仕佳光子招股说明书、同花顺IFinD、长城证券产业金融研究院产品PLC 分路器芯片系列品PLC 分路器晶圆PLC 分路器芯片均分、非均分PLC 分路器器件AWG 芯片系列产品CWDM/LAN WDM AWG晶圆&芯片、组件40/48/
46、60 DWDM AWG晶圆&芯片、模块DFB 激光器芯片系列产品2.5G、10G、25G DFB激光器芯片CW DFB 激光器器件TO、TOSA、蝶形光纤连接器单芯光纤连接器多芯束连接器室内光缆单芯、多芯光缆射频拉远光缆引入光缆FTTR 用自粘型蝶形隐形光缆线缆材料热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料辐照交联型低烟无卤阻燃聚烯烃材料辐照交联型低烟低卤阻燃聚烯烃材料特种聚氯乙烯产品平行光组件硅透镜隔离器光库科技:无源器件的核心供应商,铌酸锂募投项目加速推进光库科技:无源器件的核心供应商,铌酸锂募投项目加速推进数据来源:公司2022年年报、长城证券产业金融研究院无源器件的核心供应商,拥有较强技术优势。无源
47、器件的核心供应商,拥有较强技术优势。公司主要产品应用于光纤激光产业和光纤通信网络,所处细分行业为光电子器件行业,处于光纤激光和光通信产业链的上游;经过十几年的技术和经验积累,已成为无源器件的核心供应商,在行业内具有较高知名度,尤其是在保偏和高功率器件领域拥有多项核心专利技术,具备较强技术优势。24铌酸锂募投项目加速推进,持续加大研发投入,强化铌酸锂等新兴业务整体实力。铌酸锂募投项目加速推进,持续加大研发投入,强化铌酸锂等新兴业务整体实力。公司铌酸锂调制器芯片及器件主要用于100Gbps以上的长距骨干网相干通讯和单波100/200Gbps的超高速数据中心中,公司开发的新一代薄膜铌酸锂光子集成技术
48、,既可以用在相干传输形式,也可以用于非相干传输模式。根据公司2022年年报,当前公司铌酸锂高速调制器芯片研发及产业化募投项目已基本完成装修工程和研发中心、封装测试中心设备调试及验收,目前正在进行新产品研发及芯片生产中心设备采购、人员招聘和工艺平台搭建,整体进度可期。图表图表3232:光库科技产品线:光库科技产品线图表图表3333:光库科技营收、归母净利润及同比增速(亿元,:光库科技营收、归母净利润及同比增速(亿元,%)-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%0820022营收归母净利润营收YOY归母净利润YOY产品应用领域
49、光纤激光器件隔离器光纤激光器、激光雷达、自动驾驶等领域合束器光纤光栅激光输出头光通讯器件隔离器光网络调制、网络监控与管理、骨干网络的干线传输等领域波分复用器偏振分束/合束器光纤光栅镀金光纤光纤透镜单芯多芯光纤密封节铌酸锂调制器件及光子集成器件400/600Gbps铌酸锂相干调制器超高速干线光通信网、超高速数据中心、人工智能、超算中心、海底光通信网、城域核心网、微波光子、测试及科研等领域100/200Gbps铌酸锂相干调制器10Gbps零啁啾强度调制器20/40GHz模拟强度调制器数据来源:公司2018年-2022年年报、同花顺IFinD、长城证券产业金融研究院光迅科技光迅科技:国内首家上市的光
50、电子器件公司:国内首家上市的光电子器件公司,全球领先的光电器件及模块厂商全球领先的光电器件及模块厂商数据来源:公司2022年年报、长城证券产业金融研究院国内首家上市的光电子器件公司国内首家上市的光电子器件公司,全球领先的光电器件及模块厂商。全球领先的光电器件及模块厂商。公司主要从事光通信领域内光电子器件的开发及制造,是一家有能力对光电器件进行系统性、战略性研究开发的高新技术,主要产品有光电子器件、模块和子系统产品,拥有从芯片、器件、模块到子系统的垂直集成能力,拥有光芯片、耦合封装、硬件、软件、测试、结构和可靠性七大技术平台,支撑公司有源器件和模块、无源器件和模块产品。25产品矩阵不断扩展,持续
51、加码技术研发。产品矩阵不断扩展,持续加码技术研发。面向面向400G、800G高速光传输系统,高速光传输系统,开发了系列AWG芯片,主要产品有75/100/150GHz宽谱,也可支撑Super C和Super L等超宽带和超低插损的应用。面向数据中心市场,面向数据中心市场,开发了CWDM、LWDM芯片,以满足数据中心光模块低成本的要求。同时,公司开发了多通道VOA及面向FTTR/FTTH用Splitter等其他PLC芯片。图表图表3434:光迅科技产品线:光迅科技产品线图表图表3535:光迅科技营收、归母净利润及同比增速(亿元,:光迅科技营收、归母净利润及同比增速(亿元,%)产品传输类产品传输光
52、收发模块光纤放大器光无源器件智能光器件公司接入类产品GPON OLT/ONU 10GPON光收发模块4GLTE 10G、25G、50G、100G 灰光和彩光光收发模块数据通信产品光电器件模块板卡AOC 产品0%5%10%15%20%25%30%35%40%007080200212022营收归母净利润营收YOY归母净利润YOY数据来源:公司2018年-2022年年报、同花顺IFinD、长城证券产业金融研究院德科立:国内先进光通信产品供应商,围绕“高速率、长距离”持续研发拓宽品类德科立:国内先进光通信产品供应商,围绕“高速率、长距离”持续研发拓宽品类数据
53、来源:公司2022年年报、长城证券产业金融研究院国内先进的光通信产品供应商,具有自主创新能力与制造工艺优势。国内先进的光通信产品供应商,具有自主创新能力与制造工艺优势。公司主要产品包括光收发模块、光放大器、光传输子系统等,产品主要应用于通信干线传输、5G前传、5G中回传、数据链路采集、数据中心互联、特高压通信保护等国家重点支持发展领域。公司建立了光收发模块、光放大器、光传输子系统三大技术平台,形成以高速率、长距离、模块化为主要特点的核心技术,具备从芯片封测、器件封装、模块制造到光传输子系统设计制造等垂直制造能力。26围绕“高速率、长距离”战略方向,不断推出新产品。围绕“高速率、长距离”战略方向
54、,不断推出新产品。公司研发完成100G BIDI、400G 10km/40km非相干、100G/200G相干、Combo PONOLT等光模块产品,进一步完善宽谱光放大器系列、OXC光背板和5G半有源前传子系统、智能数据链路采集子系统等产品,加快推进O-band密波光传输平台建设,持续提升公司产品核心竞争力。图表图表3636:德科立产品线:德科立产品线图表图表3737:德科立营收、归母净利润及同比增速(亿元,:德科立营收、归母净利润及同比增速(亿元,%)产品光收发模块光放大器掺铒光放大器拉曼光放大器半导体光放大器光传输子系统超长距传输子系统数据链路采集子系统前传子系统数据来源:公司2022年年
55、报、招股说明书、同花顺IFinD、长城证券产业金融研究院-50%0%50%100%150%200%250%0820022营收归母净利润营收YOY归母净利润YOY中际旭创:中际旭创:全球光模块龙头,高速率产品率先出货全球光模块龙头,高速率产品率先出货数据来源:公司2022年年报、长城证券产业金融研究院全球光模块龙头厂商,产品矩阵丰富。全球光模块龙头厂商,产品矩阵丰富。中际旭创集高端光通信收发模块的研发、设计、封装、测试和销售于一体,为云数据中心客户提供100G、200G、400G和800G等高速光模块,为电信设备商客户提供5G前传、中传和回传光模块以及
56、应用于骨干网和核心网传输光模块等高端整体解决方案。据Lightcounting发布的2022年光模块厂商排名显示,旭创科技与Coherent并列全球第一。27专注产品及技术研发升级迭代,专注产品及技术研发升级迭代,800G产品率先出货。产品率先出货。根据深交所互动易中公司回答投资者提问,截至2022年12月15日,公司通过旗下基金企业和陕西先导光电集成科技投资合伙企业共持有源杰科技股份7.85%。据公司2022年年报与机构调研纪要表示,2022年,公司800G和相干系列产品等已实现批量出货即将进入市场,1.6T光模块于2023年3月份OFC大会现场demo展示并将进入送样阶段,其中1.6T薄膜
57、铌酸锂方案目前处于开发中,基于自主研发硅光芯片的800G硅光模块已送样至海外客户测试,CPO方案和3D封装技术处于持续研发进程中。图表图表3838:中际旭创产品线:中际旭创产品线图表图表3939:中际旭创营收、归母净利润及同比增速(亿元,:中际旭创营收、归母净利润及同比增速(亿元,%)数据来源:公司2018年-2022年年报、同花顺IFinD、长城证券产业金融研究院-30%-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%80%0204060800022营收归母净利润营收YOY归母净利润YOY产品系列主要产品数据中心&以太网800G OS
58、FP和QSFP-DD400G OSFP和QSFP-DDInnoLight 200G和10G SFP+100G QSFP28和 Single Lambda40G QSFP+和25G SFP285G网络产品200G PAM4 LR4和ER4100G QSFP2850G QSFP28 Single Lambda25G SFP28400G QSFP-DD ER4相干传输100G/200G/400G CFP2 DCO100G/400G QSFP-DD DCO光纤到户博创科技:国内最早的博创科技:国内最早的PLCPLC光功率分路器生产厂家,产业研发进展顺利光功率分路器生产厂家,产业研发进展顺利数据来源:公
59、司2022年年报、长城证券产业金融研究院国内最早的国内最早的PLC光功率分路器生产厂家。光功率分路器生产厂家。公司的主营业务是光通信领域集成光电子器件的研发、生产和销售。自2003年成立以来,公司坚持走光电子结合和器件模块化、集成化、小型化的道路,专注于集成光电子器件的规模化应用,为电信和数据通信网络提供优质的关键性光电子器件。经过持续不断的技术积累,公司拥有了多项自主开发的核心技术,建立了平面光波导(PLC)、微光机电(MEMS)、硅光子和高速有源模块封装四大技术平台。28通过投资及合作参与产业链上下游整合,高速硅光进展顺利通过投资及合作参与产业链上下游整合,高速硅光进展顺利。2022年12
60、月21日,博创科技旗下投资企业所投资的源杰科技上市,博创科技间接持有总股本的1.01%,有利于产业链上下协同及整合。此外,据公司官网称,2023年3月8日,博创科技与镭芯光电宣布战略合作,共同生产工作波长为1310nm和CWDM4的多光纤外置光源(ELS)模块,这些模块可定制用于2xDR4、2xFR4 或其他波分复用(WDM)波长组合,目前已可送样测试,并将在今年内实现量产;据机构调研纪要表示,公司目前已开发基于硅光子技术平台的无线前传25G硅光模块和数通400G-DR4硅光模块并实现量产,800G硅光模块和CPO相关产品正在开发中。图表图表4040:博创科技产品线:博创科技产品线图表图表4141:博创科技营收、归母净利润及同比增速(亿元,:博创科技营收、归母净利润及同比增速(亿元,%)数据来源:公司2018年-2022年年报、同花顺IFinD、长城证券产业金融研究院0%200%400%600%800%1000%1200%02468820022营收归母净利润营收YOY归母净利润YOY产品系列主要产品接入产品PLC 光分路器PON 光模块光纤阵列传输产品密集波分复用器件无线承载网光收发模块数通市场产品数据中心用光收发模块有源光缆(AOC)高速铜缆(DAC、ACC)