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家用电器行业激光显示上游核心器件系列(一):激光器-230219(20页).pdf

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家用电器行业激光显示上游核心器件系列(一):激光器-230219(20页).pdf

1、证券研究报告:家用电器|深度报告 2023 年 2 月 19 日 市场有风险,投资需谨慎 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业投资评级行业投资评级 强于大市强于大市|维持维持 行业基本情况行业基本情况 收盘点位 6851.56 52 周最高 7846.5 52 周最低 5656.01 行业相对指数表现行业相对指数表现(相对值)(相对值)资料来源:聚源,中邮证券研究所 研究所研究所 分析师:肖垚 SAC 登记编号:S02 Email: 近期研究报告近期研究报告 节后 30 大中城市商品房销售数据明显回暖-2023.02.12 激光显示激光显示上游上游核心器件核心器件系列(

2、一):激光器系列(一):激光器 核心观点核心观点 1)激光显示产品中光源成本占比约 40%,是产品降本的关键因素,激光显示光源所用激光器主要为红、绿、蓝色半导体激光器,国内半导体激光器国产化率仅为 5%,海外厂商仍处主导、领先地位。2)参照光纤激光器发展进程,我们认为,在国产化率提升、技术升级、产能扩大等因素影响下,激光器产品价格势必迎来大幅下降。3)显示用半导体激光器降本可期。一方面,国内政策鼓励激光产业发展,相关企业已持续取得红、绿、蓝光激光器的研发突破,其中红光 LD 实现量产;蓝光 LD 性能成熟,实现试量产;绿光 LD 性能实现突破。另一方面,蓝光 LD 与蓝光 LED 采用同种材料

3、体系,后者国内具备良好产业基础,未来的产业化随着影响半导体产业的摩尔定律发展,有较大性能提升和降本空间。4)激光显示下游应用场景广泛,为低渗透优质赛道,降本有望助推其在各细分场景中渗透率的提升,产业规模加速扩张。建议关注受益于激光行业降本趋势;进军车载,打开行业天花板;疫后影院租赁业务有望迎来强劲修复;在低渗透高成长的 C 端家用激光显示领域中掌握核心竞争力的 ALPD激光显示技术开创者光峰科技。风险提示:风险提示:国内显示用激光器研发、量产进度不及预期,激光显示技术渗透率提升不及预期风险。重点公司盈利预测与投资评级重点公司盈利预测与投资评级 代码代码 简称简称 投资评级投资评级 收盘价收盘价

4、 (元)(元)总市值总市值 (亿元)(亿元)EPSEPS(元)(元)PEPE(倍)(倍)2 2023023E E 2 2024E024E 2 2023E023E 2 2024E024E 688007.SH 光峰科技 买入 26.88 122.87 0.33 0.72 81 37 600060.SH 海信视像 未评级 15.36 200.86 1.49 1.70 10 9 资料来源:iFinD,中邮证券研究所(注:未评级公司盈利预测来自 iFinD 机构的一致预测)-28%-25%-22%-19%-16%-13%-10%-7%-4%-1%--092

5、-02家用电器沪深300 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 目录 1 1 激光显示上游核心器件激光显示上游核心器件激光器激光器 .4 4 1.1 1.1 激光器构造激光器构造 .4 4 1.2 1.2 激光器类型激光器类型 .5 5 1.3 1.3 激光器产业链激光器产业链 .6 6 2 2 激光器产业化进程激光器产业化进程 .8 8 2.1 2.1 中国激光技术起步早,停滞期后加速追赶中国激光技术起步早,停滞期后加速追赶 .8 8 2.2 2.2 光纤激光器实现国产替代,半导体激光器国产化率仍处较低水平光纤激光器实现国产替代,半导体激光器国产化率仍处较低水平 .8 8

6、 3 3 显示用激光器国内外发展进程对比显示用激光器国内外发展进程对比 .1212 3.1 3.1 激光显示技术核心器件激光显示技术核心器件三基色单色激光器三基色单色激光器 .1212 3.2 3.2 激光显示技术国内外发展进程激光显示技术国内外发展进程 .1212 4 4 国产化助推激光器降价,终端激光显示产品有望大幅降本国产化助推激光器降价,终端激光显示产品有望大幅降本 .1717 4.1 4.1 以光纤激光器为例,看国产化进程与激光器降价趋势以光纤激光器为例,看国产化进程与激光器降价趋势 .1717 4.2 4.2 激光显示为低渗透优质赛道,降本有望助推渗透率提升激光显示为低渗透优质赛道

7、,降本有望助推渗透率提升 .1717 5 5 风险提示风险提示 .1818 3ZmVuZgUsVcZyQvN9PaO9PsQqQnPtQjMoOsQlOoMqQ9PnNyQxNrNsPNZrNnO 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 图表目录图表目录 图表图表 1 1:激光显示产品成本构成激光显示产品成本构成 .4 4 图表图表 2 2:激光器构造激光器构造 .5 5 图表图表 3 3:激光器类型激光器类型 .5 5 图表图表 4 4:半导体激光器类型半导体激光器类型 .6 6 图表图表 5 5:激光器产业链激光器产业链 .7 7 图表图表 6 6:国内外激光产业发展历程国内外激光产业发展历

8、程 .8 8 图表图表 7 7:全球激光器市场规模及同比增速全球激光器市场规模及同比增速 .9 9 图表图表 8 8:全球激光器产品结构全球激光器产品结构 .9 9 图表图表 9 9:全球半导体激光器市场规模及同比增速全球半导体激光器市场规模及同比增速 .9 9 图表图表 1010:全球激光器应用市场结构全球激光器应用市场结构 .9 9 图表图表 1111:我国支持激光行业发展相关政策我国支持激光行业发展相关政策 .1010 图表图表 1212:中国激光器市场规模及占全球激光器市场比重中国激光器市场规模及占全球激光器市场比重 .1111 图表图表 1313:中国光纤激光器市场规模中国光纤激光器

9、市场规模 .1111 图表图表 1414:中国光纤激光器国产化率中国光纤激光器国产化率 .1111 图表图表 1515:中国半导体激光器市场规模及占全球半导体激光器市场比重中国半导体激光器市场规模及占全球半导体激光器市场比重 .1111 图表图表 1616:激光显示技术发展历程激光显示技术发展历程 .1212 图表图表 1717:红、绿、蓝光红、绿、蓝光 LDLD 国内外发展进程对比国内外发展进程对比 .1313 图表图表 1818:绿、红激光器发光原理及特性绿、红激光器发光原理及特性 .1414 图表图表 1919:氮化镓产业链氮化镓产业链 .1515 图表图表 2020:中国氮化镓企业及代

10、表性业务中国氮化镓企业及代表性业务 .1515 图表图表 2121:RGBRGB 激激光技术架构与光技术架构与 ALPDALPD技术架构对比技术架构对比 .1616 图表图表 2222:光纤激光器(光纤激光器(1kW1kW)国产)国产/进口价格对比进口价格对比 .1717 图表图表 2323:光纤激光器(光纤激光器(10kW10kW)国产)国产/进口价格对比进口价格对比 .1717 图表图表 2424:20 年激光电视销售单价走势年激光电视销售单价走势 .1818 图表图表 2525:20 年投影设备出货结构变化年投影设备出货结构变化

11、 .1818 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 1 1 激光显示激光显示上游上游核心器件核心器件激光器激光器 成本高昂是过去限制激光显示产业发展的因素,产业降本有望提升激光显示在下游应用场景中的渗透率,进一步开拓潜在市场空间。我们认为,研究激光显示产品原材料构成以及相关行业产业化、国产化的发展对激光显示行业渗透率提升进程具有重要参考意义。激光显示产品核心原材料包括:激光器、显示芯片以及镜头,本篇报告侧重于对本篇报告侧重于对激光器激光器进行详细分析进行详细分析,激光器是光源的核心器件,光,激光器是光源的核心器件,光源在激光显示产品成本占比源在激光显示产品成本占比约约 4 40 0%。图表图表

12、1 1:激光显示产品成本构成激光显示产品成本构成 资料来源:光峰科技招股说明书,中邮证券研究所 1.1 1.1 激光器构造激光器构造 激光器是利用受激辐射方法产生可见光或不可见光的一种器件,构造复杂,技术壁垒较高,是大量光学材料和元器件组成的综合系统,居于整个激光产业链的核心中枢位置,主要由光学系统、电源系统、控制系统和机械机构四个部分组成,其中光学系统主要由泵浦源(激励源)、增益介质(工作物质)和谐振腔等光学器件材料组成。作为终端设备的核心光学系统,激光器的性能往往直接决定激光设备输出光束的质量和功率,是下游激光设备最核心的部件。泵浦源(激励源)为增益介质提供能量激励。增益介质受激后产生光子

13、从而生成并放大激光。谐振腔是光子特性(频率、相位和运行方向)的调节场所,通过控制腔内光子振荡来获得高质量的输出光源。38%15%13%34%光源成本DMD成本镜头成本其他成本 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 图表图表2 2:激光激光器构造器构造 资料来源:OSA 理事长(斯坦福)给美国白宫科学技术政策办公室关于激光对美国就业、经济贡献的报告(2010),中邮证券研究所 1.2 1.2 激光器类型激光器类型 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)、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。液体激光器、气体激

14、光器等。由于稳定性好、功率较高、维护成本低,固态激光器的应用占绝对优势。固态激光器中,半导体激光器具有效率高、体积小、寿命长、低能耗等优点,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。图表图表3 3:激光激光器器类型类型 激光器类型激光器类型 增益介质增益介质 主要特点主要特点 固态激光器 固体、半导体、光半导体、光纤纤、混合 稳定性好、功率较高、维护成本低,适合产业化 液体激光器 化学液体 可选波长范围大,但体积大、维护成本高 气体激光器 气体 激光光源质量高,但体积较大,维护成本较高 自由电子激光器 特定磁场中的电子束 可以实现超高功率并输出优质激光,但制造技术和生产成本非常

15、高 资料来源:长光华芯招股说明书,OFweek 激光网,基业常青,中邮证券研究所 请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 显示光子类型下,半导体激光器可分为红、绿、蓝三色激光器。显示光子类型下,半导体激光器可分为红、绿、蓝三色激光器。固态激光器中的半导体激光器可直接使用也可作为光纤激光器和固体激光器等其他激光器的泵浦。依据不同的光子类型,下游激光器类型众多。显示光子分为红、绿、蓝三色激光器,主要用于激光电视、激光投影、汽车车灯等领域。图表图表4 4:半导体激光器类型半导体激光器类型 光子类型光子类型 激光器类型激光器类型 应用领域应用领域 能量光子 光纤激光器泵浦光纤激光器泵浦 打标、雕刻、切割

16、、焊接、金属 3D 打印等材料加工领域,应用于航空航天、汽车制造、船舶制造、钢铁冶金、3C 电子、国防等 固体及超快激光器泵固体及超快激光器泵浦浦 精密切割、打孔、剥离、去除、划片、调阻调频、微纳结构加工,应用于半导体微电子、显示面板与照明、航空航天、汽车、太阳能、3C 电子、3D 增材制造等 直接半导体激光器 焊接、熔覆、淬火、表面热处理,应用于汽车制造、发电设备、3C 电子、航空航天、高铁、钢铁冶金等 生物医学用激光器 医美、理疗、手术、光动力 定向能用激光器 科研与国防军事 信息光子 光通信激光器 接入网、主干网、数据中心;5G、物联网;硅光芯片 数据传输与运算 激光雷达与探测器 3D

17、人脸识别与辅助摄像、探测跟踪、安防监控、无人驾驶、机器视觉、测距和尺吋测量 传感器 液体、气体等物质传感器、接近传感器等 中远红外、太赫兹激光器 检测与影像、光电对抗 显示光子显示光子 红、绿、蓝三色激光红、绿、蓝三色激光器器 激光电视、激光投影、汽车车灯、激光照明等激光电视、激光投影、汽车车灯、激光照明等 资料来源:长光华芯招股说明书,中邮证券研究所 1.3 1.3 激光器产业链激光器产业链 激光器产业链上游上游由光学材料、光学器件、数控系统及电学器件构成,是激光产业的基石,准入门槛较高。代表企业:国外企业 Lumentum,-,欧司朗以及国内企业福晶科技、海创光电等。中游中游是利用上游激光

18、芯片及光电器件、模组、光学元件等作为泵浦源进行各类激光器的制造与销售,包含光纤激光器及半导体激光器等。代表企业包括国外企业 IPG、SPI 以及国内企业创鑫激光及锐科激光等。下游下游指激光加工设备,终端包含汽车、石油、航空航天等应用行业。请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 图表图表5 5:激光器激光器产业链产业链 资料来源:创鑫激光招股说明书,中邮证券研究所 请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 2 2 激光器激光器产业化进程产业化进程 2.1 2.1 中国激光技术起步早,停滞期后加速追赶中国激光技术起步早,停滞期后加速追赶 我国激光技术起步较早,起初与国际差距不大,在上世纪 60 年代,激

19、光器研发进程与国际同步,在十余年的停滞期间与国际拉开差距,1980 年后我国激光行业步入快速发展阶段,中国政府将激光技术列为 2006-2020 年期间重点发展的前沿技术之一,而今我国中低功率的光纤激光器已完全实现国产化替代。图表图表6 6:国内外激光产业发展历程国内外激光产业发展历程 资料来源:前瞻产业研究院,ULS 官网,中邮证券研究所 2.2 2.2 光纤激光器实现国产替代光纤激光器实现国产替代,半导体激光器国产化率仍处较低水半导体激光器国产化率仍处较低水平平 半导体激光器占全球激光器市场规模的半导体激光器占全球激光器市场规模的 4 40 0-4545%。Laser Focus Worl

20、d 数据显示,2015-2021 年预计全球激光器市场规模从 97 亿元提升到 185 亿元,其中二 请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 极管激光器(即半导体激光器)占比在 40%-45%区间,预计市场规模从 42 亿元提升至 79 亿元。激光器用途广泛,应用于娱乐、显示与打印领域激光器用途广泛,应用于娱乐、显示与打印领域激光器销售额达激光器销售额达 4 4.40.40 亿美亿美元,元,占比约为占比约为 3%3%。激光器的用途十分广泛,目前可应用于材料加工、通讯、传感、研发、军事、医疗等领域。据2020 年中国激光产业发展报告数据显示,2019年材料加工与光刻市场/通信与光储存市场/科研与军

21、事市场/医疗与美容市场/仪器与传感器市场/娱乐、显示与打印市场的销售额分别为 60/40/18/13/12/4 亿美元,占比分别为 41%/27%/12%/9%/8%/3%。图表图表7 7:全球激光器市场规模及同比增速全球激光器市场规模及同比增速 图表图表8 8:全球激光器产品结构全球激光器产品结构 资料来源:Laser Focus World,中邮证券研究所 资料来源:Laser Focus World,中邮证券研究所 图表图表9 9:全球半导体激光器市场规模及同比增速全球半导体激光器市场规模及同比增速 图表图表1010:全球激光器应用市场结构全球激光器应用市场结构 资料来源:Laser F

22、ocus World,中邮证券研究所 资料来源:2020 年中国激光产业发展报告,中邮证券研究所 97 108 138 149 147 160 185-5%0%5%10%15%20%25%30%-50 100 150 2002015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E全球激光器市场规模(亿美元)同比(%)(右轴)43%45%43%41%40%42%43%57%55%57%59%60%58%57%0%20%40%60%80%100%2001820192020 2021E非二极管激光器二极管激光器(即半导体激光器)42 48 59 61 59 67

23、79-10%-5%0%5%10%15%20%25%-20 40 60 80 1002015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E半导体激光器市场规模(亿美元)同比(%)(右轴)3%材料加工与光刻市场通信与光储存市场科研与军事市场医疗与美容市场仪器与传感器市场娱乐、显示与打印市场 请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 政策大力支持激光行业发展,我国激光行业迎来快速发展阶段,国产化进展政策大力支持激光行业发展,我国激光行业迎来快速发展阶段,国产化进展加快。加快。21 世纪以来,我国发布多项政策大力支持激光行业发展,2009 年科技部发布国家火炬计划优先发展技术领域,提出要

24、发展新型激光加工设备,包括大功率激光器、激光精密加工和蚀刻成套设备、激光切割设别等。2017 年我国将高性能激光器、准分子激光退火设备、半导体激光器件、高性能全固态激光器件、光纤激光器件、固态激光材料以及稀土激光晶体等纳入到战略性新兴产业重点产品。图表图表1111:我国我国支持激光行业发展相关政策支持激光行业发展相关政策 时间 政策 内容 2009 科技部发布国家火炬计划优先发展技术领域 重点提出要发展新型激光加工设备,包括大功率激光器、激光精密加工和蚀刻成套设备、激光切割设别等。2015 国务院发布中国制造 2025 将智能制造作为主攻方向,推进制造过程智能化,在重点领域重点试点建设智能工厂

25、/数字化车间,加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理,增材制造等技术和装备在生产过程中的应用。2016 科技部发布“十三五”国家科技创新规划 加快研制具有自主知识产权的大功率光纤激光器。2017 科技部发布“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划 实现高端产业激光制造装备的自主开发,形成激光制造的完整产业体系,促进我国激光制造技术与产业升级,大幅提升我国高端激光制造技术与装备的国际竞争力。发改委发布战略性新兴产业重点产品和服务指导目录 将高性能激光器、准分子激光退火设备、半导体激光器件、高性能全固态激光器件、光纤激光器件、固态激光材料以及稀土激光晶体等纳入到战略性新兴产业重点产品。202

26、0 发改委发布加强“从 0 到 1”基础研究工作方案 重点支持激光制造、光电子器件及集成、云计算和大数据等重大领域,推动关键核心技术突破。资料来源:OFweek 行业研究中心,中邮证券研究所 我国激光器行业规模发展迅速,在我国激光器行业规模发展迅速,在全球激光器市场中所占比重逐步提升全球激光器市场中所占比重逐步提升。2020 年中国激光器市场规模达 109 亿元,占全球激光器市场 69%的份额。从激光器结构来看,国产光纤激光器行业发展迅速,已逐步实现由以来进口向自主研发、替代进口到出口的转变。据 2020 年中国激光产业发展报告数据显示,预计至 2020年小功率光纤激光器可以近 100%国产化

27、,中功率/大功率光纤激光器国产化率预计为 61%/58%。中国半导体激光器中国半导体激光器产业化较晚,产业化较晚,国产化率较低国产化率较低。2019 年中国半导体激光器市场规模仅占全球半导体激光器行业的 5%。半导体激光器除了随着直接使用之 请务必阅读正文之后的免责条款部分 11 外,也是光纤激光器的泵浦源,随着我国光纤激光器行业的快速发展,半导体激光器将与工业激光市场共同发展,并随着光纤激光器的爆发而迎来新的增长点,2015-2019 年我国半导体激光器行业市场规模从 9 亿元提升至 20 亿元,期间复合增长率达 23%。图表图表1212:中国激光器市场规模及中国激光器市场规模及占全球激光器

28、占全球激光器市场市场比重比重 图表图表1313:中国中国光纤光纤激光器市场规模激光器市场规模 资料来源:中商情报网,Laser Focus World,中邮证券研究所 资料来源:2020 年中国激光产业发展报告,中邮证券研究所 图表图表1414:中国光纤激光器国产化率中国光纤激光器国产化率 图表图表1515:中国半导体激光器市场规模中国半导体激光器市场规模及占全球半导体激及占全球半导体激光器市场比重光器市场比重 资料来源:2020 年中国激光产业发展报告,中邮证券研究所 资料来源:OFweek 产业研究院,Laser Focus World,中邮证券研究所 50%63%69%68%69%0%2

29、0%40%60%80%0204060800202021E中国激光器市场规模(亿美元)中国激光器占全球激光器市场比重(%)(右轴)29400708090200020E中国光纤激光器市场规模(亿元)72%100%17%61%1%58%0%20%40%60%80%100%120%2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020E小功率(1.5kw)3%4%4%4%5%0%1%2%3%4%5%6%-5 10 15 20 25201520162

30、01720182019中国半导体激光器市场规模(亿元)中国半导体激光器占全球半导体激光器比重(%)(右轴)请务必阅读正文之后的免责条款部分 12 3 3 显示用显示用激光激光器国内外发展进程对比器国内外发展进程对比 3.1 3.1 激光显示激光显示技术核心器件技术核心器件三基色单色激光器三基色单色激光器 激光显示使用三基色单色激光器(红色、蓝色、绿色激光器)或单色激光器+荧光轮进行显示成像。显示用激光器经历了从气体激光器、全固态激光器到半导体激光器的转变。早期,显示光源主要为氩离子激光/氪离子激光等气体激光器。由于气体激光器体积大、耗电高、寿命短且易损坏,不能使激光显示技术实现产业化;上世纪

31、80 年代末,大功率半导体激光及全固态激光器应用于激光显示领域,激光显示技术向实用化迈进;进入 21 世纪后,半导体激光器性能提升,应用于激光显示中具竞争力,中科院许祖彦院士曾总结过半导体激光器作为显示光源的优势:1)可由电流直接激励,效率更高;2)工作物质衰减较慢,使用寿命长;3)体积小。图表图表1616:激光显示技术发展历程激光显示技术发展历程 时间 阶段 发展历程 1960 概念阶段 早期的气体激光器,以氦-氖激光器或者氪高子激光器输出红光光源、以氩高子激光器输出绿色、蓝色光源。气体激光器体积庞大,光电转换率低,难以工业化生产。受技术的限制,激光显示发展缓慢。1990 研发阶段 上个世纪

32、 90 年代,全固态激光器的出现推动了激光显示技术进入到了研发阶段。21 世纪 产业示范及规模化生产阶段 进入 21 世纪后,半导体激光器性能提升,应用于激光显示具竞争力。该时期开始孕育成熟的技术产业链,三菱电气、三星、德州仪器、欧司朗、耶拿光学等都将激光显示产业化为作为目标竞相开展研发。激光显示的各个产品化方向,不论是大屏幕还是手机式投影仪都得到了全面发展。资料来源:OFweek 激光网,激光显示技术的研究现状及进展,中邮证券研究所 3.2 3.2 激光显示技术国内外发展进程激光显示技术国内外发展进程 国外十分重视半导体技术的发展,在激光电视的光源领域长期布局投入了大量资源开展激光光源基础材

33、料、器件、工艺与设备的研究,处于领先地位。与国际同行相比,国内研发和生产的三基色 LD 在器件的功率、效率、可靠性等方面尚有差距。三基色 LD 发展进程有所差异,具体如下:请务必阅读正文之后的免责条款部分 13 红光 LD:日本的索尼日立、Oclaro、三菱及 USHIO 等公司处于领先地位,2019年日本 USHIO 推出脉冲工作效率达 3.5W 638nm 的红光 LD,2022 年我国瑞波光电2.5W 638nm 芯片以及 2W 665nm 芯片实现量产,实现追赶。蓝光 LD:2014 年日本日亚蓝光 LD 单管输出功率超过 4W,2021 年我国三安光电 3.5W 蓝光 LD 实现试量

34、产,技术逐步成熟。绿光 LD:2021 年日本日亚实现完全满足 BT.2020 标准的 532nm、8W 输出功率的绿光 LD 产品,同年我国中科院苏州纳米所实现输出光功率可以达到 1.7W 的绿光 LD 芯片,尚处研发阶段,性能有待提升。图表图表1717:红、绿、蓝光红、绿、蓝光 L LD D 国内外发展进程对比国内外发展进程对比 激光器 国外发展进程 国内发展进程 红光 LD 2006:日本索尼展示了 643 nm 波长的高功率半导体激光器,输出功率高达 3W。其在产品验证阶段已经确认输出功率可提高到 7W。2009:日本索尼发布发布用于彩色投影仪的 638 nm 半导体激光器,随后功率不

35、断突破。2014:日本 Oclaro 推出 638 nm/700 mW 激光二极管,为多横模 AlGaInP 激光器。2019:日本 USHIO 推出更高功率双发光点激光器,其在25、连续电流 2.4A 下,可实现 2.4W 连续工作功率,而在频率 120Hz、占空比 30%、电流为 3.3A 的脉冲条件下,脉冲工作功率可达 3.5W,为世界上最高功率 638nm 激光器。2018:山东华光制备出了连续输出功率高达 4.2W 的660nm 半导体激光器。2020:国内山东华光光电、深圳瑞波光电、中科院半导体所等开展了红光 LD 的研发,实现了 650nm 红光LD 的规模化生产,红光 LD 输

36、出功率达 1W 638nm。2021:三安光电预计于 2022Q1 实现红光 LD1.5W 的试试量产量产。2022:瑞波光电已量产已量产 0.5W、1W、2.5W 638nm 芯片以及 2W 665nm 芯片,研发出 665 nm 单发光点、40m条宽和 110m 条宽结构的红光 LD。蓝光 LD 1992:日本索尼研制出波长 447nm 的半导体蓝光激光器。1995:日本 Nichia 制成连续运转 420 nm 氮化物蓝光激光器,其使用寿命达 10000 小时。2007:日本 Nichia 推出脉冲振荡输出的 420nm 的半导体激光器以及连续振荡输出达 1 W 的蓝光半导体激光器。20

37、14:德国欧司朗发布 1.4W/450nm 新型高功率激光二极管以及 20 发光点的功率达到 50W 的蓝光激光器面阵,适用于专业级高端投影仪。2014:日本 Nichia 蓝光 LD 单管输出功率超过 4W 并接连推出了 14/20/24 芯片的更高功率蓝光光源产品,功率最高可达 125W,可满足激光电视的应用需求。2004:中科院半导体所研制出我国第一台 GaN 蓝光激光器。2020:中科院半导体蓝光 LD 单管最大输出功率已达2.8W(实验室),中科院苏州纳米所小功率蓝光 LD 性性能能接近接近德国欧司朗水平德国欧司朗水平。2021:厦门大学康俊勇、李金钗团队与三安光电联合技术攻关项目取

38、得突破性成果,超 8 瓦大功率 InGaN蓝光激光器设计和制作已达到国际水准,三安光电蓝光 LD 3.5W 试量产试量产,预计于 2021 年 Q4 实现蓝光 LD 4.0W 的量产量产。绿光 LD 2017:日本 Nichia 绿光 LD 单管功率已实现 1W 输出,寿命超过 2 万小时。2018:日本 Nichia 推岀了波长 525nm、接近 BT.2020 超高清国际电视标准的绿光 LD 模块,输出功率也进一步提高至2020:中科院苏州纳米所绿光 LD 最大输出功率达500mW。2021:中科院苏州纳米所实现了输出光功率可以达到1.7W 的绿光 LD 芯片。请务必阅读正文之后的免责条款

39、部分 14 8.5W/11W。2021:日本 Nichia 实现完全满足 BT.2020 标准的 532nm、8W 输出功率的绿光 LD 产品。资料来源:2020 中国激光电视产业白皮书,各公司官网,中邮证券研究所 相较于绿光、红光 LD、蓝光 LD 成本更低,原因在于:1)绿光发光效率仅为蓝光的 40%,材料结构的差异导致制造成本较高;2)红光稳定性低,需采用额外半导体器件 TEC 进行控温,系统效率较低,成本较高;3)蓝光 LD 与蓝光 LED 采用同种材料体系,国内具良好产业基础,成本较低。图表图表1818:绿、红激光器发光原理及特性绿、红激光器发光原理及特性 发光原理 特性 绿激光器

40、采用的是 InGaN/GaN(铟镓氮/镓氮)的量子阱结构,绿激光器量子阱中的 In(铟)组分较高,较高的 In 组分会使得量子阱的晶格失配较大,晶格失配一方面会产生应力导致的极化电场,降低量子阱内电子和空穴的复合几率;另一方面会严重影响晶体质量,增加量子阱内的各种缺陷。发光效率低:目前效率最高的直接发光的半导体绿激光的发光效率仅为蓝光的 40%,直接发光的绿光单芯片的器件出光功率不足蓝光芯片的 25%。红激光器 采用的是 AlGaInP(铝镓铟磷)的材料体系,温度敏感性高,通常需要使用 TEC(半导体制冷片)控温;TEC 需要一个逻辑控制来保证在环境温度变化和激光电流变化的时候,激光温度仍然能

41、稳定在适宜的温度上。成本高、不稳定、降低了系统效率:由于 TEC 是半导体器件,需要输入电能工作,所以使用 TEC 降低了系统效率,提高了成本;同时 TEC 有凝露的问题,为了防范该问题导致红激光短路、烧毁,需要对红激光进行防水封装,进一步推高了采购成本。资料来源:光峰科技招股说明书,中邮证券研究所 蓝光蓝光 LDLD 与蓝光与蓝光 LEDLED 采用同一材料体系,同为采用同一材料体系,同为 GaNGaN(氮化镓)材料体系(氮化镓)材料体系。氮化镓(GaN)主要是指一种由人工合成的半导体材料,是第三代半导体材料的典型代表,氮化镓产业国外重点企业包括日本住友、美国 Cree、德国英飞凌、韩国LG

42、、三星等,中国企业代表有晶元光电、三安光电、台积电、华灿光电等。请务必阅读正文之后的免责条款部分 15 图表图表1919:氮化镓产业链氮化镓产业链 资料来源:第三代半导体-氮化镓技术洞察报告,中邮证券研究所 国内氮化镓企业众多,产业链完备,国内氮化镓企业众多,产业链完备,蓝光蓝光 L LD/LEDD/LED 生产生产成本成本较较低。低。蓝光 LED及蓝光 LD 具有良好的产业基础,成本较低,并且未来的产业化将按照影响半导体产业的摩尔定律发展,有很大的性能提升和成本下降空间。图表图表2020:中国氮化镓企业及代表性业务中国氮化镓企业及代表性业务 资料来源:第三代半导体-氮化镓技术洞察报告,中邮证

43、券研究所 请务必阅读正文之后的免责条款部分 16 相较于纯激光显示技术,光峰 ALPD激光显示技术采用蓝激光激发荧光的方式获得低成本高效率的绿光和红光,成功克服了红绿激光器的效率和成本问题。图表图表2121:R RGBGB 激光技术架构与激光技术架构与 A ALPDLPD技术架构对比技术架构对比 纯激光技术架构 ALPD激光技术架构 资料来源:光峰科技招股说明书,中邮证券研究所 请务必阅读正文之后的免责条款部分 17 4 4 国产化助推激光器降价,终端激光显示产品有望大幅降本国产化助推激光器降价,终端激光显示产品有望大幅降本 4.1 4.1 以光纤激光器为例,看国产化进程与激光器降价趋势以光纤

44、激光器为例,看国产化进程与激光器降价趋势 国产化推动激光器国产化推动激光器价格下滑,海内外厂商产品价格下滑,海内外厂商产品两年内降幅高达两年内降幅高达 7 70 0%。以 1kW光纤激光器价格为例,2017 年国产/进口平均价格分别为 12/18 万元,国产价格较进口便宜 33%。另外,随着国产化率提升、产业规模扩张、技术突破、行业竞争加剧等因素影响下,激光器产品价格迅速下滑,2017-2019 年,1kW 光纤激光器国产/进口价格分别下滑 67%/69%;10kW 光纤激光器则分别下滑 72%/71%,国内、海外厂商产品价格降幅一致,高达 70%。图表图表2222:光纤激光器(光纤激光器(1

45、 1kWkW)国产)国产/进口价格对比进口价格对比 图表图表2323:光纤激光器(光纤激光器(1 10kW0kW)国产)国产/进口价格对比进口价格对比 资料来源:观研天下,中邮证券研究所 资料来源:观研天下,中邮证券研究所 4.2 4.2 激光显示为低渗透优质赛道,降本有望助推渗透率提升激光显示为低渗透优质赛道,降本有望助推渗透率提升 激光显示下游应用场景广泛,降本有望推动各细分场景渗透率提升。激光显示下游应用场景广泛,降本有望推动各细分场景渗透率提升。以激光电视为例,2016-2021 年激光电视销售单价从 4.01 万元/台降至 1.68 万元/台。投影显示的应用场景广泛,具体应用场景可分

46、为:新兴显示场景(车载、AR、手机)、传统显示场景(激光电视、智能微投、工程商教、激光影院放映)。数据显示,2016-2021 年激光光源出货量占比从 0 突破至 11%,激光显示为低渗透优质赛道,生产成本下降有望助推其在各细分场景中渗透率的提升。12418 6 05019国产平均价格(万元)进口平均价格(万元)300854000040050020172019国产平均价格(万元)进口平均价格(万元)请务必阅读正文之后的免责条款部分 18 图表图表2424:2 2 年激光电视销售单价走势年激光电视销售单价走势 图表图表25

47、25:20 年投影设备出货结构变化年投影设备出货结构变化 资料来源:华经产业研究院,中邮证券研究所 资料来源:观研天下,中邮证券研究所 综上,核心观点如下:1)激光显示产品中光源成本占比达 38%,是产品降本的关键因素,激光显示光源所用激光器主要为红、绿、蓝色半导体激光器,国内半导体激光器国产化率仅为 5%,海外厂商仍处主导、领先地位。2)参照光纤激光器发展进程,我们认为,在国产化率提升、技术升级、产能扩大等因素影响下,激光器产品价格势必迎来大幅下降。3)显示用半导体激光器降本可期。一方面,国内政策鼓励激光产业发展,相关企业已持续取得红、绿、蓝光激光器的研发突破,

48、其中红光 LD 实现量产;蓝光 LD 性能成熟,实现试量产;绿光 LD 性能实现突破。另一方面,蓝光 LD 与蓝光 LED 采用同种材料体系,后者国内具备良好产业基础,未来的产业化随着影响半导体产业的摩尔定律发展,有较大性能提升和降本空间。4)激光显示下游应用场景广泛,为低渗透优质赛道,降本有望助推其在各细分场景中渗透率的提升,产业规模加速扩张。5 5 风险提示风险提示 国内显示用激光器研发、量产进度不及预期,激光显示技术渗透率提升不及预期风险。-0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.502001920202021激光电视均价

49、(万元/台)0%4%7%8%10%11%0%20%40%60%80%100%2001920202021灯泡光源出货占比(%)LED光源出货占比(%)激光光源出货占比(%)请务必阅读正文之后的免责条款部分 19 中邮证券投资中邮证券投资评级说明评级说明 投资评级标准 类型 评级 说明 报告中投资建议的评级标准:报告发布日后的 6 个月内的相对市场表现,即报告发布日后的 6 个月内的公司股价(或行业指数、可转债价格)的涨跌幅相对同期相关证券市场基准指数的涨跌幅。市场基准指数的选取:A 股市场以沪深 300 指数为基准;新三板市场以三板成指为基准;可转债市场以中信标普可转债指数

50、为基准;香港市场以恒生指数为基准;美国市场以标普500 或纳斯达克综合指数为基准。股票评级 买入 预期个股相对同期基准指数涨幅在 20%以上 增持 预期个股相对同期基准指数涨幅在 10%与 20%之间 中性 预期个股相对同期基准指数涨幅在-10%与 10%之间 回避 预期个股相对同期基准指数涨幅在-10%以下 行业评级 强于大市 预期行业相对同期基准指数涨幅在 10%以上 中性 预期行业相对同期基准指数涨幅在-10%与 10%之间 弱于大市 预期行业相对同期基准指数涨幅在-10%以下 可转债 评级 推荐 预期可转债相对同期基准指数涨幅在 10%以上 谨慎推荐 预期可转债相对同期基准指数涨幅在

51、5%与 10%之间 中性 预期可转债相对同期基准指数涨幅在-5%与 5%之间 回避 预期可转债相对同期基准指数涨幅在-5%以下 分析师声明分析师声明 撰写此报告的分析师(一人或多人)承诺本机构、本人以及财产利害关系人与所评价或推荐的证券无利害关系。本报告所采用的数据均来自我们认为可靠的目前已公开的信息,并通过独立判断并得出结论,力求独立、客观、公平,报告结论不受本公司其他部门和人员以及证券发行人、上市公司、基金公司、证券资产管理公司、特定客户等利益相关方的干涉和影响,特此声明。免责声明免责声明 中邮证券有限责任公司(以下简称“中邮证券”)具备经中国证监会批准的开展证券投资咨询业务的资格。本报告

52、信息均来源于公开资料或者我们认为可靠的资料,我们力求但不保证这些信息的准确性和完整性。报告内容仅供参考,报告中的信息或所表达观点不构成所涉证券买卖的出价或询价,中邮证券不对因使用本报告的内容而导致的损失承担任何责任。客户不应以本报告取代其独立判断或仅根据本报告做出决策。中邮证券可发出其它与本报告所载信息不一致或有不同结论的报告。报告所载资料、意见及推测仅反映研究人员于发出本报告当日的判断,可随时更改且不予通告。中邮证券及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券头寸并进行交易,也可能为这些公司提供或者计划提供投资银行、财务顾问或者其他金融产品等相关服务。证券期货投资者适当性管理办法于

53、 2017 年 7 月 1 日起正式实施,本报告仅供中邮证券客户中的专业投资者使用,若您非中邮证券客户中的专业投资者,为控制投资风险,请取消接收、订阅或使用本报告中的任何信息。本公司不会因接收人收到、阅读或关注本报告中的内容而视其为专业投资者。本报告版权归中邮证券所有,未经书面许可,任何机构或个人不得存在对本报告以任何形式进行翻版、修改、节选、复制、发布,或对本报告进行改编、汇编等侵犯知识产权的行为,亦不得存在其他有损中邮证券商业性权益的任何情形。如经中邮证券授权后引用发布,需注明出处为中邮证券研究所,且不得对本报告进行有悖原意的引用、删节或修改。中邮证券对于本申明具有最终解释权。请务必阅读正

54、文之后的免责条款部分 20 公司简介公司简介 中邮证券有限责任公司,2002 年 9 月经中国证券监督管理委员会批准设立,注册资本 50.6 亿元人民币。中邮证券是中国邮政集团有限公司绝对控股的证券类金融子公司。中邮证券的经营范围包括证券经纪、证券投资咨询、证券投资基金销售、融资融券、代销金融产品、证券资产管理、证券承销与保荐、证券自营和与证券交易、证券投资活动有关的财务顾问等。中邮证券目前已经在北京、陕西、深圳、山东、江苏、四川、江西、湖北、湖南、福建、辽宁、吉林、黑龙江、广东、浙江、贵州、新疆、河南、山西等地设有分支机构。中邮证券紧紧依托中国邮政集团有限公司雄厚的实力,坚持诚信经营,践行普惠服务,为社会大众提供全方位专业化的证券投、融资服务,帮助客户实现价值增长。中邮证券努力成为客户认同、社会尊重,股东满意,员工自豪的优秀企业。中邮证券研究所 北京 电话: 邮箱: 地址:北京市东城区前门街道珠市口东大街 17 号 邮编:100050 上海 电话: 邮箱: 地址:上海市虹口区东大名路 1080 号邮储银行大厦 3楼 邮编:200000 深圳 电话: 邮箱: 地址:深圳市福田区滨河大道 9023 号国通大厦二楼 邮编:518048

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