長光華芯聚焦於(yu) 半導體(ti) 激光行業(ye) ,“一平台、一支點、橫向擴展、縱向延伸”戰略清晰,並基本構架成型。核心產(chan) 品為(wei) 半導體(ti) 激光芯片,“縱向延伸”至下遊器件、模塊及直接半導體(ti) 激光器,“橫向擴展”至VCSEL芯片及光通信芯片等多種類半導體(ti) 激光芯片。2020年公司“支點”產(chan) 品高功率半導體(ti) 激光芯片在國內(nei) 市場的占有率位居第一。
公司采用IDM模式,突破外延生長、芯片製造、封測各環節關(guan) 鍵技術及工藝,擁有半導體(ti) 激光行業(ye) 中最大的6吋生產(chan) 線。構建了砷化镓(GaAs)和磷化銦(InP)兩(liang) 大材料體(ti) 係,具備邊發射和麵發射兩(liang) 大芯片結構技術和工藝生產(chan) 平台。隨著公司生產(chan) 技術不斷提高及生產(chan) 工藝不斷改進,激光芯片生產(chan) 的良率不斷提高,有效提升規模經濟、降低生產(chan) 成本,並與(yu) 多家激光器和激光應用係統龍頭企業(ye) 達成深度融合。
通過多年的研發和創新,公司自主研發的高功率半導體(ti) 激光芯片、器件、模塊等產(chan) 品已廣泛應用於(yu) 先進製造等領域,填補國產(chan) 高端半導體(ti) 激光芯片和器件的空白,解決(jue) 了我國高功率激光領域“卡脖子”問題,推動半導體(ti) 激光芯片及器件各項關(guan) 鍵技術指標的全麵提升,並促進高功率固體(ti) 激光器、光纖激光器、超快激光器等激光器的核心芯片國產(chan) 化,自主化。
營收快速增長毛利穩步提升
報告期內(nei) (2018年至2021上半年),公司實現營業(ye) 收入9243.44萬(wan) 元、1.39億(yi) 元、2.47億(yi) 元及1.91億(yi) 元,2018-2020年複合增長率為(wei) 63.53%;綜合毛利率分別為(wei) 30.97%、36.03%、31.35%和52.92%;扣除非經常性損益後歸母淨利潤分別為(wei) -2865.82萬(wan) 元、-1792.17萬(wan) 元、-1,459.52萬(wan) 元和3234.45萬(wan) ,報告期前三年虧(kui) 損逐漸縮窄並於(yu) 今年扭虧(kui) 為(wei) 盈。隨著6吋晶圓生產(chan) 線導入爬坡、產(chan) 線自動化程度不斷加深、生產(chan) 工藝日趨完善,公司芯片產(chan) 能及良率將逐步提高。
從(cong) 產(chan) 品結構看,高功率單管係列產(chan) 品貢獻公司主要營業(ye) 收入。報告期內(nei) ,公司高功率單管係列產(chan) 品收入分別為(wei) 7185.75萬(wan) 元、1.03億(yi) 元、2.18億(yi) 元和1.43億(yi) 元,呈現逐年上升的趨勢,營收占比為(wei) 77.74%、74.82%、88.06%、75.35%,係公司主要產(chan) 品。
高功率巴條係列產(chan) 品收入分別為(wei) 1928.44萬(wan) 元、3371.93萬(wan) 元、2562.11萬(wan) 元和4462.36萬(wan) 元,營收占比為(wei) 20.86%、24.54%、10.37%、23.46%,高功率巴條係列產(chan) 品主要應用於(yu) 生物醫療、科學研究與(yu) 國家戰略高技術等領域,具有技術要求高、產(chan) 品附加值高、毛利率較高的特點。高效率VCSEL芯片產(chan) 品於(yu) 2020年投入市場,當年實現營收340.60萬(wan) 元,2021上半年部分訂單落地並量產(chan) 交付,實現營收189.09萬(wan) 元。
下遊需求持續旺盛半導體(ti) 激光方興(xing) 未艾
激光產(chan) 業(ye) 鏈上遊是激光芯片、光電器件等,中遊是利用上遊的芯片、器件、模組、光學元件等進行各類激光器的製造與(yu) 銷售,下遊是激光設備集成商和應用係統商,產(chan) 品最終應用於(yu) 先進製造、醫療健康、科學研究、信息技術、光通信、光儲(chu) 存等眾(zhong) 多領域。20世紀中期至今,隨著各類激光器相繼問世,激光在各個(ge) 領域快速得到應用,顯示出強大的生命力和競爭(zheng) 力。
其中,半導體(ti) 激光領域包括激光芯片、器件、模塊,以及作為(wei) 終端產(chan) 品的直接半導體(ti) 激光器。半導體(ti) 激光芯片采用半導體(ti) 芯片工藝製造,以電激勵源的方式,以砷化镓(GaAs)、磷化銦(InP)等半導體(ti) 材料為(wei) 增益介質,將注入電流的電能激發,實現電光轉換輸出激光。半導體(ti) 激光器具有電光轉換效率高、體(ti) 積小、可靠性高、壽命長、波長範圍廣、可調製速率高等優(you) 點,除了直接使用,也作為(wei) 光纖激光器和固體(ti) 激光器等主流工業(ye) 激光器的核心泵浦源。
公司高功率半導體(ti) 激光器芯片屬於(yu) 工業(ye) 激光器核心元器件,廣泛應用於(yu) 材料加工、科研防務、生物醫療等領域。根據《2020年fun88官网平台產(chan) 業(ye) 發展報告》,2019年全球材料加工領域以60.30億(yi) 美元銷售額位居細分領域第一,占比40.94%,通訊和光存儲(chu) 為(wei) 第二大市場,銷售額為(wei) 39.80億(yi) 美元,占比27.02%,科研和軍(jun) 事市場以17.70億(yi) 美元位居第三,隨後的醫療和美容領域銷售額為(wei) 13.30億(yi) 美元,儀(yi) 器和傳(chuan) 感器市場為(wei) 11.80億(yi) 美元,娛樂(le) 、顯示和打印市場為(wei) 4.40億(yi) 美元。
fun88官网平台產(chan) 業(ye) 逐漸進入高速發展期,2019年中國材料加工激光設備市場銷售總額收入為(wei) 658億(yi) 元。在材料加工設備領域,激光較傳(chuan) 統加工方式在效率和質量上具有明顯優(you) 勢。激光加工是利用高強度激光束,實現對材料的打孔、切割、焊接、熔覆、打標、雕刻、清洗等方式的加工。相對於(yu) 傳(chuan) 統工藝,激光加工具有適用對象廣、材料變形小、加工精度高、非接觸加工、自動化加工、綠色環保等優(you) 點。
在市場驅動力方麵,以激光加工應用於(yu) 鋰電池製造和光伏電池製造為(wei) 例,這兩(liang) 個(ge) 行業(ye) 在能源消費機構轉型和“雙碳”大背景下,快速發展的確定性極強。有券商測算,激光加工設備在鋰電池製造中的占比可達到25%,2021-2025年鋰電池領域激光設備年均市場規模將達到70億(yi) 元;激光加工設備在光伏電池製造設備占比約為(wei) 10%,預計2025年光伏電池領域激光加工設備市場規模增長至32億(yi) 元。
對VCSEL芯片而言,由於(yu) 具有效率高、光束質量好、精度高、功耗低、小型化、高可靠、調製速率快、生產(chan) 成本低等優(you) 勢,VCSEL是激光雷達和3D傳(chuan) 感模組的核心部件。VCSEL作為(wei) 3D傳(chuan) 感技術的基礎傳(chuan) 感器,受益於(yu) 物聯網傳(chuan) 感技術的廣泛應用,特別是5G和AI兩(liang) 大重要技術的市場發展,其應用市場規模不斷增加,特別是以VCSEL為(wei) 發射源的3D立體(ti) 照相機作為(wei) 應用場景的核心部件將會(hui) 迎來高速發展,3D相機是一種超級智能眼睛,能夠記錄立體(ti) 信息並在圖像中顯示的照相機,能夠記錄的額外增量信息包括:物體(ti) 縱向尺寸、縱向位置以及縱向移動軌跡等等,在智能手機等消費類電子應用之外,還有更廣闊的應用市場,包括生物識別、智慧駕駛、機器人、智能家居、智慧電視、智能安防、3D建模、人臉識別和VR/AR等新興(xing) 領域。激光雷達是綜合的光探測與(yu) 測量係統,下遊產(chan) 業(ye) 鏈包括無人駕駛、高級輔助駕駛(ADAS)、服務機器人和車聯網行業(ye) 。根據沙利文研究,到2025年,全球激光雷達市場規模為(wei) 135.40億(yi) 美元,較2019年可以實現64.63%的複合增長率。
3D傳(chuan) 感領域可以獲取物體(ti) 的深度信息,實現物體(ti) 實時三維信息的采集。隨著2017年蘋果iphoness X手機開創3D傳(chuan) 感功能,受其示範效應推動,目前華為(wei) 、三星、OPPO等手機廠商陸續在旗艦手機中采用3D方案,而蘋果在2020年在iphoness12手機中搭載後置3D D-TOF Lidar後,又將推動智能手機新一輪升級。
光通信芯片主要市場為(wei) 電信市場、數據中心市場和消費電子市場。根據IDC預測,全球數據總量預計將從(cong) 2018年的33ZB增長到到2025年的175ZB,年複合增長率約為(wei) 26.91%。麵對海量的數據流量和交互量,5G技術的出現將是解決(jue) 無線傳(chuan) 輸速率和數量的最佳解決(jue) 方案。根據《2020全球5G和新基建產(chan) 業(ye) 展望》數據,預計2022年將迎來基站建設的頂峰,年建設量將到達110萬(wan) 個(ge) 。在光通信技術的不斷突破和海量數據的背景下,光通信行業(ye) 及其上遊核心元器件有望保持穩定增速持續發展。
量產(chan) 高功率激光芯片逐步實現進口替代
公司是半導體(ti) 激光行業(ye) 全球少數具備高功率激光芯片量產(chan) 能力的企業(ye) 之一,已經逐步實現高功率、高可靠性、高效率、寬波長範圍單管芯片的國產(chan) 化及進口替代。2020年長光華芯高功率半導體(ti) 激光芯片國內(nei) 市場占有率第一。隨著激光芯片的國產(chan) 化程度加深和產(chan) 能提升,公司的市場占有率將進一步提升。
公司核心技術覆蓋半導體(ti) 激光行業(ye) 最核心的領域,包括器件設計及外延生長技術、FAB晶圓工藝技術、腔麵鈍化處理技術以及高亮度合束及光纖耦合技術等。公司產(chan) 品性能指標與(yu) 國外先進水平同步,打破國外技術封鎖和芯片禁運。目前商業(ye) 化單管芯片輸出功率達到30W,巴條芯片連續輸出功率達到250W(CW)、準連續輸出1000W(QCW),VCSEL芯片的最高電光轉換效率60%以上。同時在激光器件封裝、光束整形、合束耦合、直接半導體(ti) 激光係統等領域擁有豐(feng) 富的產(chan) 品研製與(yu) 生產(chan) 經驗,成功開發了多款光纖耦合模塊及直接半導體(ti) 激光器等產(chan) 品。
為(wei) 推動核心技術發展,公司一直保持較高的研發投入,並與(yu) 蘇州高新區政府共建了“蘇州半導體(ti) 激光創新研究院”,打造一個(ge) 具有可持續研發能力的“平台”。報告期內(nei) ,公司研發費用分別為(wei) 3718.98萬(wan) 元、5270.65萬(wan) 元、6,033.18萬(wan) 元和3,751.10萬(wan) 元,呈現穩定上升態勢;占營業(ye) 收入的比例分別為(wei) 40.23%、38.05%、24.41%和19.67%。報告期末,公司研發人員106人,占員工總數的比重為(wei) 30.46%。公司已擁有專(zhuan) 利61項,其中發明專(zhuan) 利22項,正在申請的專(zhuan) 利共計98項。
公司采用IDM(Integrated Device Manufacture,垂直整合製造)模式進行半導體(ti) 激光芯片、器件、模塊等產(chan) 品的研發生產(chan) ;擁有了一套從(cong) 外延生長、芯片製造、封裝測試、可靠性驗證相關(guan) 設備並突破各環節關(guan) 鍵技術及工藝。公司已經建成3吋、6吋半導體(ti) 激光芯片量產(chan) 線。其中,3吋線為(wei) 半導體(ti) 激光芯行業(ye) 主流產(chan) 線規格,6吋線為(wei) 行業(ye) 內(nei) 最大尺寸生產(chan) 線,相當於(yu) 矽基半導體(ti) 的12吋量產(chan) 線。公司構建了GaAs和InP兩(liang) 大材料體(ti) 係、邊發射和麵發射兩(liang) 大工藝技術和製造平台,具備各類以GaAs和InP為(wei) 襯底的半導體(ti) 激光芯片的研發和製造能力。
產(chan) 能方麵,截至2021上半年,公司高功率單管芯片產(chan) 能806.4萬(wan) 顆、高功率巴條芯片產(chan) 能5.76萬(wan) 顆、單管及巴條器件產(chan) 能88.32萬(wan) 個(ge) ,光纖耦合及陣列模塊產(chan) 能4.88萬(wan) 個(ge) 、直接半導體(ti) 激光器產(chan) 能500台。其中,公司單管芯片的產(chan) 量由2018年的115.94萬(wan) 顆增長至2020年的483.75萬(wan) 顆,複合增長率達到104.26%,而隨著生產(chan) 工藝持續改進,2018-2020年芯片良率複合增長率達到33.40%,這成為(wei) 提高芯片產(chan) 量、降低生產(chan) 成本的重要因素。2021年1-6月,公司單管芯片產(chan) 量為(wei) 796.32萬(wan) 顆,年化後產(chan) 量為(wei) 1592.64萬(wan) 顆,較2020年度增長229.23%。
IDM模式能更好地理解客戶需求,實現更有彈性的按需研發和生產(chan) 的同時能夠更好地進行技術積累,在深度和廣度上覆蓋客戶日益增長的新需求。公司憑借優(you) 秀的研發設計與(yu) 生產(chan) 能力,在半導體(ti) 激光芯片及相關(guan) 產(chan) 品上滿足了下遊知名客戶較高的工藝指標要求和嚴(yan) 格的供應商篩選標準,與(yu) 客戶之間的合作綁定較為(wei) 緊密。在工業(ye) 激光器、激光加工設備等領域,公司積累了包括銳科激光、創鑫激光、大族激光、傑普特、飛博激光等行業(ye) 龍頭及知名企業(ye) 客戶。在高能激光器的應用方麵,公司為(wei) 高功率光纖激光器和高功率全固態激光器提供泵浦源,廣泛服務於(yu) 多家國家級骨幹單位。
IPO募資擴產(chan) 和延伸助力營收強增長
公司本次IPO發行募集資金重點投向科技創新領域的項目為(wei) “高功率激光芯片、器件、模塊產(chan) 能擴充項目”、“垂直腔麵發射半導體(ti) 激光器(VCSEL)及光通訊激光芯片產(chan) 業(ye) 化項目”及“研發中心建設項目”。
其中,高功率激光芯片、器件、模塊產(chan) 能擴充項目總投資5.99億(yi) 元,包括購置廠房、MOCVD (外延生長)、流片、巴條上盤預排機、激光劃片、自動粘片機等相關(guan) 設備,整體(ti) 擴大公司高功率半導體(ti) 激光芯片、器件、模塊產(chan) 品的產(chan) 能規模。VCSEL及光通訊激光芯片產(chan) 業(ye) 化項目投資3.05億(yi) 元,項目有利於(yu) 實現VCSEL芯片和光通訊芯片產(chan) 業(ye) 化,拓展至消費電子、汽車雷達、光通訊等更多應用領域,該項目的實施能夠豐(feng) 富公司原有產(chan) 品結構,為(wei) 公司提供新的增長點。
此外,研發中心建設項目針對半導體(ti) 激光芯片及高效泵浦技術、高能固體(ti) 激光泵浦源技術、光纖耦合半導體(ti) 激光器泵浦源模塊技術和大功率高可靠性半導體(ti) 激光器封裝技術等激光領域前沿技術研究課題進行前瞻性開發,有利於(yu) 鞏固公司的技術領先地位,實現可持續發展戰略。
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