光学行业：半导体激光芯片技术开疆拓土中国激光“有器无芯”破局者-20190306-基业常青经济研究院-20页.pdf

敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 研究院研究总监：谭潇刚研究院研究总监：谭潇刚 中国科学技术大学博士，知名券商研究所、投行背景，兼备理工、金融复合背景和跨一、二级市场研究视角；深度研究新能源、新材料、精细化工等制造业领域。电话：0755-83068383-8033 E-mail: 先进制造研究部光学行业研究员：牛耀鼎先进制造研究部光学行业研究员：牛耀鼎 清华大学工学学士（光学工程方向），五道口金融学院辅修；香港科技大学管理学硕士；券商资管、保险资管、私募基金投研经历。E-mail: 感谢实习生陈蔚博陈蔚博对本报告的贡献。相关相关报告报告 【激光器行业专题报告】200 亿激光器市场光纤领跑，调控技术与核心器件制造为致胜之道.2018 年10月 30日 基业常青经济研究院基业常青经济研究院携国内最强大的一级市场研究团队，专注一级市场产业研究，坚持“深耕产业研究，助力资本增值，让股权投资信息不对称成为历史”的经营理念，帮助资金寻找优质项目，帮助优质项目对接资金，助力上市公司做强做大，帮助地方政府产业升级，为股权投资机构发掘投资机会，致力于开创中国一级市场研究、投资和融资的新格局！公司报告公司报告 PagePage1 1/2020 特别声明：特别声明：作者保证本报告中的信息均来源于合规的渠道，研究逻辑力求客观、严谨；报告的结论是在独立、公正的前提下得出，并已经清晰、准确地反映了作者的研究观点。除特别声明的情况外，在作者知情的范围内，本报告所研究的企业与作者无直接利益相关。特此声明。公司公司深度研究报告深度研究报告 光学行业光学行业 长光华芯长光华芯 推荐推荐 （首次评级）首次评级）2019 年 03 月 06 日 半导体激光芯片技术开疆拓土，半导体激光芯片技术开疆拓土，中国激光“有器无芯”破局者中国激光“有器无芯”破局者 领先的半导体激光芯领先的半导体激光芯片片生产生产商，商，股东背景股东背景深厚深厚 苏州苏州长光华芯长光华芯光电技术有限公司是全球少数几家自主研发并具备量产高功率半导光电技术有限公司是全球少数几家自主研发并具备量产高功率半导体激光芯片能力的公司，体激光芯片能力的公司，产品广泛应用于工业激光器泵浦、激光先进制造装备、生物医学及美容、高速光通信、机器视觉与传感、国防建设等领域。公司主要股东为业内权威公司主要股东为业内权威长春光机所，及国投创业、中科院创投等知名机构。长春光机所，及国投创业、中科院创投等知名机构。2018 年7 月公司顺利完成1.5 亿元B 轮融资。以以光纤激光器光纤激光器为为代表的代表的固态激光器的国产替代大势所趋，拉动半导体固态激光器的国产替代大势所趋，拉动半导体激光芯片需求快速增长激光芯片需求快速增长 激光器按增益介质不同可分为固态激光器按增益介质不同可分为固态（固体固体/半导体半导体/光纤）光纤）、液体、气体和自由电子液体、气体和自由电子激光器；激光器；其中光纤激光器具备光束质量好、输出功率高、结构简单易工业化生产等诸多优势，综合性能最优，自 2014 年起已超过CO2气体激光器成为市场主流。全球光纤激光器市场规模从全球光纤激光器市场规模从 20132013 年的年的8.418.41 亿美元增长至亿美元增长至20172017 年的年的 20.3920.39 亿美元亿美元。囿于技术壁垒，国产高功率光纤激光器的市占率仅为10%左右，远低于中功率的60%和低功率的90%。中美贸易战背景下中美贸易战背景下核心核心器件及器件及技术技术的的国产化国产化需求日益需求日益迫切迫切。泵浦源为激光器中最重要的核心器件之一泵浦源为激光器中最重要的核心器件之一，占固态激光器的成本比例达50%，其中半导体激光器是光纤激光器的主流泵浦源。半导体激光芯片是制造半导体激光半导体激光芯片是制造半导体激光器的核心部件器的核心部件，其功率高低和性能稳定性直接影响输出激光性能。激光芯片是国内激光产业链十分薄弱的环节，然而目前已有较为明显的国产替代趋势。固体激光器同样采用固体激光器同样采用半导体激光器半导体激光器作为主要作为主要泵浦源泵浦源，主要应用于精细雕刻及脆性材料加工等工业领域，近几年其需求保持增长，这将进一步带动半导体激光器发展。优秀团队长期专注研发，掌握核心技术，优秀团队长期专注研发，掌握核心技术，以以高性能产品赢得优质客户高性能产品赢得优质客户 公司拥有一批研发能力强、公司拥有一批研发能力强、经验丰富经验丰富的高层次人才队伍的高层次人才队伍。公司公司董事长闵大勇曾董事长闵大勇曾任任华工科技总裁，华工科技总裁，同时公司拥有多名国家“千人计划”专家、海外归国博士、行业资深管理和技术专家，以及3 位院士组成的顾问团队等。公司具备半导体激光芯片的自主公司具备半导体激光芯片的自主研发研发能力，不断提升能力，不断提升产品性能产品性能。长光华芯自主研制出高亮度976nm 光纤耦合半导体激光器、特殊的腔面膜技术以及波长锁定的半导体激光器，使得产品在不同的功率和工作电流下都能保持良好的输出波长稳定性。优质优质产品产品赢得优质客户。赢得优质客户。凭借优异的产品质量，长光华芯成为国内光纤激光器龙头企业锐科激光的主要芯片供应商之一，并吸引了华日激光、贝林激光、英谷激光、卓镭激光、长春新产业等客户。公司布局前瞻公司布局前瞻应用领域应用领域，消费类，消费类 VCSELVCSEL 和直接半导体激光器市场蓄和直接半导体激光器市场蓄势待发势待发 以手机人脸以手机人脸识别为代表的识别为代表的 3D3D 传感兴起，消费类传感兴起，消费类 VCSELVCSEL 激光芯片市场空间广阔。激光芯片市场空间广阔。iPhone X 的发布引领了 3D 传感的潮流，而VCSEL 激光芯片是3D 传感技术的核心部件；受3D 传感推动，这一市场将迎来巨大的增长，预计到2023 年各应用领域市场规模合计将增长至35 亿美元。公司敏锐捕捉市场机会、提前布局，目前已建立全工艺国产化的VCSEL 芯片量产线。直接半导体激光器在热传导焊接、锡焊直接半导体激光器在热传导焊接、锡焊、塑料焊、塑料焊、表面处理、增材制造、表面处理、增材制造、薄材切割薄材切割等应用中有独特优势，等应用中有独特优势，若在成本或光质方面能有所突破，未来市场放量可期。直接半导体激光系统是公司的主要业务之一，预期将成为公司未来重要的业绩增长点。风险提示：风险提示：需求增长不及预期风险，竞争加剧风险，产能投建不及预期风险 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 公司报告公司报告 PagePage2 2/2020 内容内容目录目录 1 1 领先的半导体激光芯片生产商，股东背景深厚领先的半导体激光芯片生产商，股东背景深厚 .4 4 1.11.1 全球少数自主研发并量产半导体激光芯片的供应商，产品聚焦、产线完整全球少数自主研发并量产半导体激光芯片的供应商，产品聚焦、产线完整 4 4 1.2 1.2 政府大力支持、股东实力雄厚，政府大力支持、股东实力雄厚，B B 轮轮 1.51.5 亿融资助力产能和技术提升亿融资助力产能和技术提升 .5 5 2 2 以光纤激光器为代表的固态激光器国产替代为大势所趋，拉动半导体激以光纤激光器为代表的固态激光器国产替代为大势所趋，拉动半导体激光芯片需求快速增长光芯片需求快速增长 .7 7 2.12.1 激光器位于激光产业链中枢，固态激光器占据主流激光器位于激光产业链中枢，固态激光器占据主流 .7 7 2.22.2 光纤激光器市场份额最大且规模持续增长，国产高功率光纤激光器市占率低光纤激光器市场份额最大且规模持续增长，国产高功率光纤激光器市占率低 .8 8 2.32.3 高功率半导体泵浦源重要性日益凸显，核心部件高能激光芯片需求迫切高功率半导体泵浦源重要性日益凸显，核心部件高能激光芯片需求迫切 .1010 2.42.4 固体激光器适用于精细加工，市场机会不容忽视固体激光器适用于精细加工，市场机会不容忽视 .1212 3 3 优秀团队长期专注研发，掌握核心技术，以高性能产品赢得优质客户优秀团队长期专注研发，掌握核心技术，以高性能产品赢得优质客户 .1313 3.13.1 团队积淀技术，依靠雄厚背景及研发积累打磨核心芯片能力团队积淀技术，依靠雄厚背景及研发积累打磨核心芯片能力 .1313 3.23.2 技术成就产技术成就产品，公司自主半导体激光芯片具备竞争优势品，公司自主半导体激光芯片具备竞争优势 .1414 3.33.3 产品赢得客户，公司以高性价比产品获得客户认可产品赢得客户，公司以高性价比产品获得客户认可 .1515 4 4 公司布局前瞻应用领域，消费类公司布局前瞻应用领域，消费类 VCSELVCSEL 和直接半导体激光器市场蓄势和直接半导体激光器市场蓄势待发待发 .1616 4.14.1 以手机人脸识别为代表的以手机人脸识别为代表的 3D3D 传感兴起，传感兴起，VCSELVCSEL 激光芯片在消费类市场爆发激光芯片在消费类市场爆发将至将至 .1616 4.24.2 提前布局提前布局 VCSELVCSEL 产业带来发展潜力产业带来发展潜力 .1717 4.34.3 直接半导体激光器具备独特优势，未来市场放量可期直接半导体激光器具备独特优势，未来市场放量可期 .1818 5 5 风险提示风险提示 .1919 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 公司报告公司报告 PagePage3 3/2020 图表目录图表目录 图表 1 长光华芯部分产品简介.4 图表 2 长光华芯产品六大应用领域.5 图表 3 长光华芯历史沿革.5 图表 4 长光华芯股权结构.6 图表 5 长光华芯融资历程.6 图表 6 激光器的主要构造.7 图表 7 固态类激光器性能优势显著.8 图表 8 工业级固态激光器市场份额逐年上升（单位：百万美元）.8 图表 9 光纤激光器综合性能优异.错误错误!未定义书签。未定义书签。图表 10 2013-2017 年光纤激光器市占率.10 图表 11 20132017 年全球光纤激光器市场规模.10 图表 12 2017 年国内光纤激光器市场竞争格局.10 图表 13 光纤激光器的核心器件及其功能.11 图表 14 LD 泵浦源制造全过程.11 图表 15 全球主要高功率半导体激光芯片厂商.11 图表 16 全球半导体激光器市场规模（亿美元）.12 图表 17 中国半导体激光器市场总收入（亿美元）.12 图表 18 全球工业激光器收入构成（亿美元）.13 图表 19 2017 年全球工业激光器市场结构.13 图表 20 长光华芯高管人员.13 图表 21 公司总部、苏州半导体激光创新研究院.14 图表 22 增益光纤对 976nm 的吸收峰较高但较窄.15 图表 23 高能激光武器方面的应用.16 图表 24 边发射激光器与 VCSEL 的结构.16 图表 25 VCSEL 市场规模预计呈爆发性增长.17 图表 26 VCSEL 主要应用领域分类.17 图表 27 半导体激光的平顶光斑（左）比高斯光斑（右）能量分布更均匀.18 图表 28 国内直接半导体激光器目前市场规模较小但呈现高增长态势.19 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 公司报告公司报告 PagePage4 4/2020 1 1 领先的半导体激光芯片生产商，股东背景深厚领先的半导体激光芯片生产商，股东背景深厚 1.11.1全球少数自主研发全球少数自主研发并量产并量产半导体激光芯片的供应商，产品半导体激光芯片的供应商，产品聚焦、聚焦、产线完整产线完整 苏州长光华芯光电技术有限公司是全球少数几家自主研发并具备量产高苏州长光华芯光电技术有限公司是全球少数几家自主研发并具备量产高功率功率半导体激光芯片能力的公司。半导体激光芯片能力的公司。公司已建成芯片设计、MOCVD、光刻、解理/镀膜、封装测试、光纤耦合、直接半导体激光系统等完整的工艺平台和量产线。公司拥有完整的质量管理体系，通过了 ISO9001 质量体系，以高性能和高可靠性产品服务客户。图表图表 1 1 长光华芯部分长光华芯部分产品简介产品简介 产品产品大类大类 产品产品名称名称 产品样式产品样式 关键关键指标指标 特点特点 激光芯片激光芯片 高功率半导体激光芯片 BB-高功率巴条芯片：功率：60W100W（CW）/300W-700W（QCW）波长：808nm/880nm/940nm BC-高功率单管芯片：功率：12-20W 波长：915nm/976nm/808nm/880nm 发光区宽度：90-195m 高效率、高可靠性、高性价比 VCSEL 雷达芯片 VCSEL-5W(适用于 TOF 和结构光)：功率：0-5W 波长：940nm/850nm 高效率、高可靠性、长寿命、客户可定制 光纤耦合光纤耦合模块模块 M 系列 M4-光纤耦合模块 功率：25W-40W 波长：808nm 光纤芯径：400m M 系类光纤耦合模块产品的性能达到国际一线水平，采用自主高可靠性单管芯片，具有光光转换效率高、单管串联、窄线宽、长寿命、高效率的特点。其中976nm/880nm 模块均可提供波长锁定产品。M18-光纤耦合模块 功率：120W280W 波长：976nm/915nm 光纤芯径：105um/135m/200m M9/M18 波长锁定光纤耦合模块 功率：75W120W 波长：880nm，带 VBG 波长锁定 光纤芯径：200-600m 直 接 半 导直 接 半 导体 激 光 系体 激 光 系统统 百瓦级功率系列 DDLM-100A 直接半导体激光系统 功率：100W 波长：9xxnm 紧凑型设计 高效率 高稳定性 高性价比 中低功率系列 DDLF-1000A 直接半导体激光系统 功率：1000W 波长：9xxnm 紧凑型设计 高效率 高稳定性 高性价比 阵列阵列 MCP 系列 MCP 微通道水冷阵列 Bar 条数：2-60（可定制）功率：200W-6000W、600W-18000W（QCW）波长：808nm 高功率、高可靠性、高性价比、长寿命 QCP 系列 QCP-高温硬焊料传导冷却叠阵 功率：300W（QCW）/Bar 波长：808nm Bar 条数：2-24 金锡焊料、高性价比、长寿命、高效率、高可靠性 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 公司报告公司报告 PagePage5 5/2020 QCP-高温硬焊料传导冷却叠阵 功率：40W/Bar 波长：808nm Bar 条数：60 资料来源：长光华芯，基业常青 长光华芯共有长光华芯共有五大类产品，应用于六大领域。五大类产品，应用于六大领域。公司目前共有激光芯片、器件、光纤耦合模块、阵列、直接半导体激光系统五大类产品，其中激光芯片是另外四类产品的核心基础。公司产品应用于六大领域：工业泵浦、激光通信、激光装备、3D 传感、生物医学、科研。图表图表 2 2 长光华长光华芯产品六大应用芯产品六大应用领域领域 工业泵浦工业泵浦 科研科研 激光装备激光装备 激光通信激光通信 3D3D 传感传感 生物医学生物医学 资料来源：长光华芯，基业常青 1.21.2 政府大力支持、政府大力支持、股东股东实力实力雄厚雄厚，B B 轮轮 1 1.5.5 亿融资助力亿融资助力产能产能和和技技术提升术提升 2011 年长光华芯生产出第一片 MOCVD 外延片，次年公司正式成立。2013年公司实现了高能激光芯片、模块、阵列、系统等产品的全面量产，2014 年获“高新技术企业”认定。公司于 2016 年获批建立博士后工作站，之后开始逐步从科研市场转向工业市场。2018 年公司与苏州高新区共建激光创新研究院，同年成功融资 1.5 亿元，入库苏州独角兽培育企业。图表图表 3 3 长光华芯历史沿革长光华芯历史沿革 资料来源：长光华芯，基业常青 公司在发展公司在发展过程中过程中得到得到政府的大力支持。政府的大力支持。2018 年 3 月，苏州市高新区政府与长光华芯签署协议，宣布双方在苏州高新区共建半导体激光创新研究院，总投资 5 亿元，建设国内一流的半导体激光芯片研发平台，为长光华芯提供了有力的支持。目前研究院设计工作已基本完成，即将开始进入基建阶段，预 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 公司报告公司报告 PagePage6 6/2020 计 2019 年年底可以投入使用。公司的主要公司的主要股东之一股东之一长春光机所是国内权威的半导体激光科研机构长春光机所是国内权威的半导体激光科研机构；除了在资金方面支持公司外，长春光机所还在技术研发以及战略资源平台等方面支持公司发展。长春光机所是新中国在光学领域建立的第一个研究所，曾创造了“研制成功中国第一台红宝石激光器”等十几个“中国第一”，先后参加了“两弹一星”、“载人航天工程”等多项国家重大工程项目，有 23 位在该所工作过的优秀科学家当选为两院院士。图表图表 4 4 长光华芯股权结构长光华芯股权结构 资料来源：长光华芯，基业常青 自自 20122012 年以来，长光华芯先后进行了年以来，长光华芯先后进行了 3 3 轮融资。轮融资。基于团队、技术和产线三个方面的优势，长光华芯于 2018 年 7 月顺利完成 1.5 亿元 B 轮融资，投资方为国投创业、中科院创投、苏州橙芯创投。中科院创投是面向中科院全国100 多个研究所及 3 所知名高校的科技成果转化股权投资平台，国投创业是国投集团以市场化方式独立运营的基金管理公司。本轮融资主要用于帮助公司提升高功率半导体激光芯片和模块产能（预计提升 5-10 倍）、开展 VCSEL 激光雷达芯片研发及量产以及直接半导体激光器量产及应用。图表图表 5 5 长光华芯融资历程长光华芯融资历程 时间时间 轮次轮次 金额金额 投资方投资方 投资方简介投资方简介 2018 年 08 月 01 日 B 轮 1.5 亿人民币 国投创业 国投集团以市场化方式独立运营的基金管理公司，已投资项目包括矽睿科技、寒武纪、深醒科技、华健未来等 中科院创投 是唯一面向中科院全国 100 多个研究所及 3 所知名高校的科技成果转化股权投资平台，重点投资前沿科技的早中期项目，其还投资芯长征、卫蓝智能、图格医疗等项目 苏州橙芯创投 投资范围主要围绕激光及光电子产业链，旨在通过基金的方式实现行业内相关资源的整合 2016 年 09 月 22 日 A 轮 未披露 武汉达润投资 2014 年 9 月成立，经营范围包括管理或受托管理股权类投资并从事相关咨询服务业务 东湖创投 是湖北省创业投资同业公会副会长单位、武汉市股权投资协会会长单位，武汉东湖天使联盟发起单位。已投资锦欣生殖、30%6%8%11%24%4%10%6%2%苏州华丰投资中心(有限合伙)武汉东湖华科创业投资中心(有限合伙)宁波璞玉股权投资合伙企业(有限合伙)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所苏州英镭企业管理合伙企业（有限合伙）宁波梅山保税港区达润长光股权投资合伙企业（有限合伙）国投（上海）科技成果转化创业投资基金企业（有限合伙）中科院科技成果转化创业投资基金（武汉）有限合伙苏州橙芯创业投资合伙企业（有限合伙）敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 公司报告公司报告 PagePage7 7/2020 路德环境、头文科技、妙寻医生等项目 苏州华丰投资 成立于 2016 年 3 月，主要经营股权投资 2012 年 04 月 18 日 天使轮 未披露 英镭光电 武汉英镭光电科技发展研究中心（有限合伙）于 2014 年 9 月成立，主营业务为光电器件及系统的研发、生产、销售 奥普光电 成立于 2001 年 6 月，是由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所和广东风华高新科技股份有限公司等五个股东出资设立的高新技术企业，股票代码 002338 资料来源：启信宝，天眼查，长光华芯，基业常青 2 2 以以光纤激光器光纤激光器为为代表的代表的固态激光器国产替代为固态激光器国产替代为大势所趋，拉动半导体激光芯片需求快速增长大势所趋，拉动半导体激光芯片需求快速增长 2.12.1 激光器位于激光激光器位于激光产业链中枢，产业链中枢，固态固态激光激光器占据主流器占据主流 激光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，其主要，其主要由泵浦源、增益介质（工作物质）和谐振腔三部分组成。由泵浦源、增益介质（工作物质）和谐振腔三部分组成。泵浦源为增益介质提供能量激励；增益介质受激后产生光子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。图表图表 6 6 激光器的主要构造激光器的主要构造 资料来源：公开资料，基业常青 激光器是生成激光的器件，居于整个激光产业链的核心中枢位置，占终激光器是生成激光的器件，居于整个激光产业链的核心中枢位置，占终端设备成品成本的端设备成品成本的 30%30%-50%50%。激光器构造复杂，技术壁垒较高，是大量光学材料和元器件组成的综合系统。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光学部件。根据增益介质的不同，激光器可以分为固态根据增益介质的不同，激光器可以分为固态（固体固体、半导体、光纤）、液半导体、光纤）、液体、气体和自由电子激光器。体、气体和自由电子激光器。固态类激光器稳定性好、功率高、后期维护成本较低，下游应用场景广泛。液体激光器激光波长可调范围大，但功率上限和维 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 公司报告公司报告 PagePage8 8/2020 护成本限制了其规模化产销；气体（以 CO2为主）激光器激光光学性质优异，但气体密度有限决定了其很难实现超高功率输出，下游应用空间难以持续扩展；自由电子激光器激光性能最优，但是制造工艺和成本造价高，短期难以产业化。图表图表 7 7 固态类激光器性能优势显著固态类激光器性能优势显著 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 固态类激光器 固体（激光晶体等）、半导体、光纤 稳定性好、功率较高、维护成本低，适合产业化 气体激光器 气体，如 CO2、氦-氖气 激光光源质量高，但体积较大，维护成本较高 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 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高 资料来源：OFweek 激光网，公开资料，基业常青 目前在全球范围内，固态激光器的应用占绝对优势；以工业目前在全球范围内，固态激光器的应用占绝对优势；以工业应用领域应用领域为为例，例，20172017 年固态激光器年固态激光器的的市场销售占比超过市场销售占比超过 85%85%。激光器固态化的趋势明显，预计 2018 年固态激光器在工业应用市场份额将达到近 90%，相较于 2016 年提升约 7 个百分点。主要原因是固态激光器均采用半导体激光器作为其核心器件，使得固态激光器相比其他激光器有明显的优势：电光转换效率高、体积小、寿命长、可靠性高、波长可选范围大等。图表图表 8 8 工业级固态激光器市场份额逐年上升（单位工业级固态激光器市场份额逐年上升（单位：百万美元）百万美元）资料来源：Strategies Unlimited，基业常青 2.22.2 光纤激光器市场份额最大且规模持续增长，国产高功率光纤光纤激光器市场份额最大且规模持续增长，国产高功率光纤激光器市占率低激光器市占率低 以掺杂光纤为增益介质的光纤激光器，近年来凭借优异的综合性能受到以掺杂光纤为增益介质的光纤激光器，近年来凭借优异的综合性能受到众多下游客户的青睐。众多下游客户的青睐。光纤激光器具备光束质量好、输出功率高、散热性好、稳定性优异、重量体积小、结构简单易于工业化生产等诸多优势，在大多数激0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%050010001500200025003000350040004500201620172018E固态类激光器CO2激光器固态类激光器增长率CO2激光器增长率 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 公司报告公司报告 PagePage9 9/2020 光应用领域都是现行的最优选择。光纤激光器已成为金属切割、焊接和标记等传统工业制造领域的主流光源，并广泛应用于医疗美容、航空航天和军事应用等领域。图表图表 9 9 光纤激光器综合性能优异光纤激光器综合性能优异（中高功率）（中高功率）对比项目对比项目 指标说明指标说明 COCO2 2激光激光 器（气体）器（气体）YAGYAG 激光激光 器（固体）器（固体）半导体半导体 激光器激光器 光纤光纤 激光器激光器 波长波长m m 数值越小，加 工能力越强 10.6 1.06 0.8-1.6 1.0-1.1 典型电光典型电光 效率效率%数值越大，效 率越高，耗电 越小 10 5-30 45 30 光束质量光束质量 BPPBPP 数值越小，光 束质量越好 较优 一般 较差 最优 输出功率输出功率 kWkW 数值越大，加 工能力越强 1-20 0.5-8 0.5-20 0.5-20 输出光纤输出光纤 m m 数值越小，使 用越方便 不可实现 600-800 50-800 50-300 冷却方式冷却方式 方式越多，使 用越灵活 水冷 水冷 水冷 风冷/水冷 占地面积占地面积 数值越小，适 应性越好 3m2 6m2 1m2 1m2 体积体积 越小，适用场 合越多 最大 大 非常小 非常小 可加工材可加工材 料类型料类型 范围越广，加 工适应性越好 有色金属加工弱 有色金属加工适中 有色金属加工合适 有色金属加工适中 维护周期维护周期 KhrsKhrs 数值越大，维 护越少 1-2 3-5 40-50 40-50 相对运行相对运行 成本成本 数值越小，运 行成本越小 1.14 1.80 0.8 1 资料来源：创鑫激光招股说明书，基业常青 凭借出色的综合性能，光纤激光器迅速在工业应用凭借出色的综合性能，光纤激光器迅速在工业应用领域领域得到了放量。得到了放量。2014年，光纤激光器超越 CO2激光器成为份额最大的激光光源，在全球工业激光器市场中的占比由 2013 年的 33.82%上升至 2017 年的 47.26%，占据了工业激光器市场半壁江山。全球光纤激光器市场从全球光纤激光器市场从 20132013 年的年的 8.418.41 亿美元增长至亿美元增长至 20172017年的年的 20.3920.39 亿美元，年均复合增长率达亿美元，年均复合增长率达 24.78%24.78%。敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 公司报告公司报告 PagePage1010/2020 图表图表 1010 2 2013013-2 2017017 年光纤激光器市占率年光纤激光器市占率 图表图表 1111 2013201320172017 年全球光纤激光器市场规模年全球光纤激光器市场规模 资料来源：Laser Market Research，基业常青 资料来源：OFweek 激光网，基业常青 国产国产高功率光纤激光器市占率高功率光纤激光器市占率低，国产替代低，国产替代为为大势所趋。大势所趋。从国内光纤激光器市场整体来看，2017 年国外企业市场份额为六成左右，而国内企业市场份额仅占四成。按产品功率具体来看，国内中低功率的光纤激光器技术相对成熟：低功率光纤激光器（1500W）难以兼顾元器件稳定性和光束质量，存在较高的技术壁垒，目前国产高功率光纤激光器市占率只有 10%左右。在在中美贸易战中美贸易战的的大背景下，中兴大背景下，中兴事件的事件的发生发生折射折射了国家了国家“缺缺芯之芯之痛痛”，核心器件核心器件及技术及技术的的国产化国产化成为国家成为国家和企业的迫切和企业的迫切需求。需求。图表图表 1212 20172017 年国内光纤激光器市场竞争格局年国内光纤激光器市场竞争格局 资料来源：中国激光产业发展报告，基业常青 2.2.3 3 高功率半导体泵浦源重要性日益高功率半导体泵浦源重要性日益凸显凸显，核心部件高功率激光，核心部件高功率激光芯片需求芯片需求迫切迫切 光纤激光器的核心器件性能和光纤合束技术显著影响其输出功率。光纤激光器的核心器件性能和光纤合束技术显著影响其输出功率。核心器件包括泵浦源、增益光纤、光纤光栅等，光纤合束技术则有助于在其基础上进一步提高激光器功率，因此高性能的核心器件是提高光纤激光器功率的关因此高性能的核心器件是提高光纤激光器功率的关键所在。键所在。0%20%40%60%80%100%120%20132014201520162017其他激光器光纤激光器0%10%20%30%40%010203020132014201520162017全球光纤激光器市场规模（亿美元）同比增长（%）52.70%12.10%10.30%7.40%6.30%11.20%IPG锐科激光创鑫激光SPI/Coherent/Nnight杰普特其他企业 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 公司报告公司报告 PagePage1111/2020 图表图表 1313 光纤激光器的核心器件及其功能光纤激光器的核心器件及其功能 核心器件核心器件 功能简述功能简述 泵浦源 为增益介质提供能量激励，使得粒子发生能级跃迁变为亚稳态 增益光纤 作为光放大物质，受激辐射产生激光 光纤光栅 使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性变化，属于无源滤波器件 合束器 将多束泵浦光进行合束，形成一束更高功率泵浦光 传输光缆 激光传输的载体，属于无源器件 资料来源：iFind，公开资料，基业常青 泵浦源是激光器的核心器件之一，泵浦源是激光器的核心器件之一，占光纤激光器成本比例高达占光纤激光器成本比例高达 50%50%。高功率光纤激光器需要高功率泵浦源的支撑，而半导体激光器具有体积小、重量轻、电光转换效率高、性能稳定、可靠性高和寿命长等优点，因此半导体激半导体激光器（光器（LDLD 泵浦源）是光纤激光器的主流泵浦源。泵浦源）是光纤激光器的主流泵浦源。图表图表 1414 L LD D 泵浦源制造全过程泵浦源制造全过程 资料来源：市场调研，公开资料，基业常青 激光芯片是半导体泵浦源的核心部件，其功率高低和性能稳定性直接影响输激光芯片是半导体泵浦源的核心部件，其功率高低和性能稳定性直接影响输出激光性能。出激光性能。但激光芯片是国内激光产业链十分薄弱的环节，长期以来我国高功率激光芯片几乎全部依赖进口，进口价格相对较高并且存在技术封锁，国内激光器厂商开始偏好于采购国产激光芯片。随着市场对高功率光纤激光器需求的提升，随着市场对高功率光纤激光器需求的提升，激光芯片激光芯片的的国产替代国产替代为为大势所趋大势所趋。国内多数国内多数 LDLD 泵浦源企业只具备芯片封装技术，而长光华芯等具备激光芯片泵浦源企业只具备芯片封装技术，而长光华芯等具备激光芯片设计制造能力的企业盈利能力更值得期待。设计制造能力的企业盈利能力更值得期待。美国 Lumentum、德国欧司朗和长光华芯等公司具备高功率激光芯片制造能力且可以外销，而美国 IPG，德国通快可以制造该类芯片但不对外销售。国内厂商大多都是外采芯片做封装，实际上不具备自产芯片的能力，而长光华芯等国内极少数可以自主设计制造高功率激光芯片的厂商将迎来难得机遇。图表图表 1515 全球全球主要主要高功率半导体激光芯片厂商高功率半导体激光芯片厂商 企业名称企业名称 地区地区 主营产品主营产品 营收营收 应用领域应用领域 LumentumLumentum 美国 光纤耦合半导体激光器、VCSEL、光泵浦器件 3.54 亿美元(2018Q3)光泵浦、消费类3D 传感、汽车3D 传感、光通讯 欧司朗欧司朗 德国 半导体激光器、红外发射器、探测器和感应器、LED 12.33 亿美元（2018Q3）汽车车灯、智慧城市、虹膜扫描和人脸识别、照明 nLightnLight 美国 半导体激光器、光纤激光器和光纤 1.39 亿美元(2017)工业、微加工、航空航天和国防市场 II II-VIVI 美国 高功率半导体激光器、CO2 激光器、激光加工头（其9.72 亿美元(2017)材料加工、通讯、军事 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 公司报告公司报告 PagePage1212/2020 中包括光纤激光器）北京凯普北京凯普林林 中国 光纤耦合半导体激光器、半导体激光器子系统、半导体激光器配件-医疗、加工、监控、科研 长光华芯长光华芯 中国 激光芯片、器件、光纤耦合模块、阵列、直接半导体激光系统-工业泵浦、激光通信、激光装备、激光雷达、医疗美容、科研 资料来源：长光华芯，公开资料，基业常青资料来源：长光华芯，公开资料，基业常青 受光纤激光器市场的拉动，全球半导体激光器市场规模由 2014 年的 42.12亿美元增长到 2017 年的 54.69 亿美元，年复合增长率为 9.10%。中国半导体激中国半导体激光器市场总收入持续增长，其中光器市场总收入持续增长，其中 20172017 年达到年达到 21.921.9 亿美元（工业用亿美元（工业用 1616 亿美元），亿美元），较较 20162016 年增长年增长 15.5%15.5%，预计未来将，预计未来将持续增长持续增长。图表图表 1616 全球全球半导体激光器市场规模（亿美元）半导体激光器市场规模（亿美元）图表图表 1717 中国半导体激光器市场总收入（中国半导体激光器市场总收入（亿美元）亿美元）资料来源：中国产业信息网，基业常青 资料来源：中国产业信息网，基业常青 2.2.4 4 固体固体激光器激光器适用于适用于精细加工，市场机会不容忽视精细加工，市场机会不容忽视 固体激光器主要应用于固体激光器主要应用于精密加工及脆性材料加工等场景。精密加工及脆性材料加工等场景。固体激光器拥有脉宽窄（可到超快）、多波长（可到超短）、单脉冲能量大，从而峰值功率高及材料吸收好等特点，可实现冷加工，因此能做到一般 CO2激光器和光纤激光器无法做到的精细微加工和特殊材料加工。随着近几年整个工业激光器市场的高速发展，固体激光器在工业应用领域呈增长态势，2017 年固体激光器占全球工业激光器市场份额的 18%。皮秒飞秒等超快固体激光器预计将在医学、超精细微加工领域大放异彩，市场前景良好。固体激光器同样主要采用半导体激光器作为泵浦源，固体激光器同样主要采用半导体激光器作为泵浦源，而目前固体激光器泵浦源基本以国外进口为主。公司已经量产并对外供货，预期固体激光器亦将推动半导体激光器的发展，市场机会不容忽视。-5%0%5%10%15%20%02040602014201520162017全球半导体激光器市场规模（亿美元）同比增长0%5%10%15%20%0102030201520162017中国半导体激光器市场总收入（亿美元）同比增长 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 公司报告公司报告 PagePage1313/2020 图表图表 1818 全球工业激光器收入全球工业激光器收入构成构成（亿美元亿美元）图表图表 1919 20172017 年年全球工业激光器市场结构全球工业激光器市场结构 资料来源：Laser Markets Research，基业常青 资料来源：OFweek 激光网，基业常青 3 3 优秀团队长期专注研发，掌握核心技术，优秀团队长期专注研发，掌握核心技术，以以高高性能产品赢得优质客户性能产品赢得优质客户 3 3.1.1 团队积淀团队积淀技术，技术，依靠依靠雄厚雄厚背景及背景及研发研发积累打磨积累打磨核心芯片能力核心芯片能力 长光华芯团队长光华芯团队深耕半导体激光芯片领域多年深耕半导体激光芯片领域多年，公司，公司高管高管人人员均员均在在激光激光行行业业有多年的有多年的技术技术研发或运营管理经验。研发或运营管理经验。董事长闵大勇为华工科技前总裁，曾担任武汉华工激光董事长、总经理，武汉华日精密董事长，武汉锐科光纤激光总经理、监事，拥有