2024年源杰科技研究报告：国内光芯片龙头受益AI算力需求-拓展CW光源布局硅光赛道

2024年源杰科技研究报告：国内光芯片龙头受益AI算力需求_拓展CW光源布局硅光赛道一、源杰科技：国内领先的光芯片龙头供应商1、聚焦光芯片，国内领先的光芯片厂商公司聚焦于光芯片行业，全产业线自主，供货多家主流光模块厂商。主营业务为光芯片的研发、设计、生产与销售，主要产品包括2.5G、10G、25G、50G及更高速率激光器芯片系列产品等，目前主要应用于光纤接入、4G/5G移动通信网络和数据中心等领域。经过多年研发与产业化积累，已建立了包含芯片设计、晶圆制造、芯片加工和测试的IDM全流程业务体系，拥有多条覆盖MOCVD外延生长、光栅工艺、光波导制作、金属化工艺、端面镀膜、自动化芯片测试、芯片高频测试、可靠性测试验证等全流程自主可控的生产线，已实现向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，已成为国内领先的光芯片供应商。10G及以上高速率系列芯片及整体营收稳定增长。公司收入来源以2.5G、10G、25G以及更高速率激光器芯片系列产品销售为主，其他业务收入为零星的技术服务收入，2019年至2022年公司营收从0.8亿增长到2.8亿，CAGR达51.53%。其中2.5G激光器芯片系列产品2019至2021年占比分别为84.9%、36.1%、42.8%；10G激光器芯片系列产品营收占比呈逐年上升趋势，三年分别为14.2%、20.8%、41.6%；25G激光器芯片系列产品受到下游需求量的影响营收占比波动较大，分别为0.8%、43.1%、15.6%，总体仍呈上升趋势。从原因上看，2020年营收大幅增加主要受5G政策推动影响，25G激光器芯片系列产品市场需求量激增；2021年，一方面受5G基站建设频段方案调整的影响，25G激光器芯片系列产品的出货量较上年度回落，另一方面受益于光纤接入市场需求的持续推动，10G激光器芯片系列产品销售规模大幅增加，全年整体收入较上年度持平；2022年，公司加大研发投入，提高产品竞争力，同时采取多种措施以确保生产经营活动的正常进行，实现订单的有序交付；且受益于全球数据中心、4G/5G移动通信市场及光纤接入网市场需求持续稳定增长，公司收入同比增长21.89%；2023上半年，公司主要产品销售规模保持稳定增长，总体看来，未来公司高速率系列芯片及整体营收有望继续保持增长。以光纤接入市场为基础，拓展4G/5G移动通信网络业务，数据中心市场成为发力点。从产品应用市场来看，除2020年受5G业务收入大幅提高以外，光纤接入市场收入占公司总收入均超过70%；4G/5G移动通信网络业务收入占比稳定在10%左右；而数据中心业务收入自2021年以来发展迅速，占比从2020年的2.6%提升为10%以上，成为公司未来发展的着力点。根据Omdia预测，在2020年至2027年期间，全球PON市场CAGR高达12.3%，到2027年将达到163亿美元。光纤接入业务主要受益于PON网络建设与升级力度，公司19-21三年营收持续增长，分别为0.7/1.1/1.7亿元，是光芯片的重要应用市场；公司在4G/5G的营收三年有所波动，分别为0.1/1.2/0.3亿元，随着5G技术的不断演进，未来将需要50G及更高速率的光模块来满足前传带宽需求，同时由于5G建设的广覆盖将进一步扩大加强，25G及以上速率光芯片也仍然是5G前传市场的未来需求；数据中心市场当前处于速率升级、代际更迭的关键窗口期，营收从2019年的23万高速增长至2021年3349万元，根据工信部《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》，到2021年底，全国数据中心平均利用率提升到55%以上，到2023年底，全国数据中心机架规模年均增速保持在20%，平均利用率提升到60%以上，将带动光芯片市场需求的持续增长，同时近年来随着互联网和云计算的蓬勃发展，以及公司激光器产品的迭代和更新，预计数据中心光模块需求将大幅增长，发展空间较大。公司收入结构变动影响毛利率,毛利率受规模效应影响较大。2019-2022年，公司主营业务毛利分别为0.36亿、1.6亿、1.5亿、1.74亿，四年综合毛利率分别为45%、68%、65%、62%，四年平均毛利率高达60%。2020年，随着10G、25G等中高端产品销量大幅增加，高毛利产品带来公司整体毛利率的大幅提高；2021年，受5G基站建设频段方案调整的影响，25G激光器芯片系列产品出货量及价格下降导致公司毛利率略有下降；2022年，公司数据中心市场的主要客户受影响，采购节奏放缓，公司25G激光器芯片产品的收入占比下降，对公司整体毛利率水平略有影响。2023年主要受规模效应的负面影响，由于下游需求不景气，导致公司毛利率出现较大程度的下滑。高速率芯片具有较高毛利水平。主营业务中2.5G激光器芯片是公司最早推出并规模化生产的激光器芯片，主要应用于光纤接入市场，贡献毛利规模保持在0.3亿-0.5亿的水平，占比则略有波动；10G、25G激光器芯片系列产品分别受益于高速率光纤接入日益提升的市场需求，以及国内电信市场5G采购需求拉动的影响，在2020年均出现了较大幅度的增加，合计毛利金额达到1.3亿，占比超过80%。2021-2022年上半年，一方面受5G基站建设频段方案调整等影响，25G激光器芯片系列产品需求减少，另一方面受益于下游光纤接入市场需求的持续增长，公司10G激光器芯片系列产品收入进一步提升，毛利占比达到47%。10G、25G等中高端产品的毛利率较高。2021年毛利率分别高达74%、85%，这两类产品的销售增长带来公司整体毛利率的大幅提高。在5G基站建设节奏变动的情况下，公司积极拓展并实现了数据中心25G产品的规模化销售，毛利率三年毛利率均值达到了87.9%；2.5G激光器芯片的毛利率相对于其他两类产品来说较低，但受益于公司差异化竞争的策略，19-21年三年也分别达到了41.74%、35.91%、49.24%，引起毛利率变化的原因除了产品结构和价格变动因素外，其技术成熟度提升、工艺路线的变更等也会导致产品成本升降进而影响毛利率。2、产品类型不断丰富，客户资源形成资源壁垒专注高速半导体芯片的研发设计和生产，不断开拓产品类型。公司前身是2013年成立的源杰有限，2020年12月公司整体变更为股份有限公司。回顾公司的发展历程，2013年12月公司即推出第一款2.5G1310nmDFB产品，2015年完成100万颗DFB激光器出货，2016年推出首款10GDFB激光器产品，2017年完成高端芯片设计定型，2018年完成1000万颗DFB激光器芯片出货，2019年高速率激光芯片完成工业化试生产，2020年完成5G前传采光超百万级别25GDFB出货。2022至2023年，实现高速率芯片的量产以及50G、100G等更高速率芯片的小批量出货。可见公司从2.5G系列芯片产品做起，不断向高端进发，产品涵盖从2.5G到100G磷化铟激光器芯片，致力于成为国际一流的半导体器件供应商。公司产品获得下游客户的高度认可，与多家行业大客户形成供应关系。公司已实现向客户A1、海信宽带、中际旭创、博创科技、铭普光磁等国际前十大及国内主流光模块厂商批量供货，产品用于客户A1、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。与现有国内外知名客户的良好合作，使得公司快速建立新品开发及量产的全套供应体系，有助于新客户的开拓。此外，下游客户在选择光芯片产品时需经过较长的验证过程，该公司率先进入供应商体系，建立了较高的客户资源壁垒。从公司前五大销售客户来看，由于客户需求的变化，前五大客户也相应会发生变化，但从比例上看，2020-2022其销售总额占比为58.53%、57.22%、57.14%，处于较高的水平，且公司下游客户众多，不存在向单个客户的销售比例超过销售总额50%或严重依赖于少数客户的情形。3、股权结构治理合理，高管团队专业背景突出公司股权治理合理，实控人控股约27%。公司的控股股东、实际控制人为ZHANGXINGANG，直接持有公司12.45%的股权，且其为员工持股平台欣芯聚源的普通合伙人，通过欣芯聚源间接控制公司2%的股权。此外，张欣颖、秦卫星、秦燕生已与ZHANGXINGANG签署《一致行动协议》，约定“乙方（张欣颖）、丙方（秦卫星）和丁方（秦燕生）确认，自目标公司设立以来，始终尊重和维持甲方（ZHANGXINGANG）在目标公司的实际控制人地位，在目标公司所有重大事项的决策和行动上与甲方保持一致”。因此，ZHANGXINGANG合计控制公司26.63%的股权。而其他5%以上股东与ZHANGXINGANG的股权比例差异较大，且不谋求控制权。综合看来，ZHANGXINGANG对公司拥有较高的实质影响力。此外，华为的哈勃投资、中际旭创等行业资方也是公司股东。创始人专业背景强，重视研发壁垒。ZHANGXINGANG拥有20多年光芯片行业的研发和生产经验，且一直担任公司董事、总经理职务，直接参与公司重大经营决策，履行公司实际经营管理权，其本科毕业于清华大学，南加州大学材料科学博士研究生学历。2001年1月至2008年7月，先后担任Luminent研发员、研发经理；2008年7月至2014年2月，担任SourcePhotonics研发总监。4、募资扩大生产，提高公司核心竞争力生产规模逐年上升，募投项目提升产能。公司近年来生产规模逐年上升，2019-2022H1公司激光器芯片产能分别为2469万颗、2843万颗、4197万颗、2948万颗，产量分别为2454万颗、2575万颗、4207万颗、2653万颗，产能利用率分别为99.39%、90.56%、100.24%、90.01%。其2022年H1随着新购置的半导体芯片测试机等设备投入使用，产能有所提高，但受新厂房施工及设备调试等因素影响，最终产能利用率有所下降。随着公司募集资金投资项目的逐步实施，总体看来公司的产能规模将进一步扩大，产品结构将得以进一步优化，公司市场地位及竞争能力将持续提升，补充资金扩大生产线提高产能规模满足下游市场需要。2023年上半年，公司扩建了多条EML芯片生产设备和开发设备，可满足各速率EML芯片的设计、开发、生产。募集资金的投入将扩大公司的生产规模，继续提升公司科创能力。公司首次募资将有8.3亿元用于扩建10G、25G光芯片产线建设项目，50G光芯片产业化建设项目和研发中心，本次募集资金的投入将打破发展瓶颈，是基于公司现有光芯片业务的进一步扩展和衍生，与主营业务密切相关，实现多种光芯片产品的专线生产，提升公司业绩水平。10G、25G光芯片产线建设项目：本项目计划总投资5.9亿元，建设期为3年。将在公司自有土地上建立10G、25G光芯片产线，将有助于解决公司目前所面临的10G、25G光芯片产线紧缺及产能受限的问题，提高公司的产品供应能力，满足市场需求。此外，公司针对核心产品设置专线生产，有助于提高设备使用效率，能够进一步提升公司的产品品质及市场竞争力，是对公司现有业务的延展。50G光芯片产业化建设项目：本项目计划总投资本项目计划总投资1.3亿元，建设期为2年。将在公司自有土地上建立50G光芯片产线，将助力50G高速光芯片的批量生产，促进公司抢占市场先机，提升公司所处的行业地位并增强其盈利能力，打造国内50G光芯片品牌，推动高性能光芯片的。研发中心建设项目：本项目计划总投资1.4亿元，建设期为2年。将持续在光芯片领域加强研发力度，确保公司研发技术处于行业领先水平。同时，公司将在既有技术基础上加大产品延伸力度，进行高功率硅光激光器、激光雷达光源、激光雷达接收器等前瞻性课题的研究，助力开发更高速率的光芯片、面向硅光的光芯片等，拓展产品应用领域，从而提升公司科技创新能力并巩固行业地位。二、光芯片为光通信核心环节，加速推进1、光芯片处于光通信核心地位，直接决定信息传输速率高速光芯片是现代高速通讯网络的核心之一。随着全球信息互联规模的不断扩大，纯电子信息运算与传输能力以无法满足现有需求，光电信息技术作为冉冉升起的新星走进大众视野。光通信是以光信号为信息载体，以光纤作为传输介质，通过电光转换，以光信号进行传输信息的系统。光通信系统传输信号过程中，发射端通过激光器芯片进行电光转换，将电信号转换为光信号，经过光纤传输至接收端，接收端通过探测器芯片进行光电转换，将光信号转换为电信号。而在光纤接入、4G/5G移动通信网络和数据中心等网络系统里，光芯片都是决定信息传输速度和网络可靠性的关键。光芯片可以进一步组装加工成光电子器件，再集成到光通信设备的收发模块实现广泛应用。实现光电信号转换的光芯片直接决定了光通信系统的传输效率和可靠性。光芯片是半导体领域中的光电子器件核心元件。光电子器件是半导体的重要分类，其技术代表着现代光电技术与微电子技术的前沿研究领域，其发展对光电子产业及电子信息产业具有重大影响。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，是光器件和光模块的核心。光芯片的制造材料一般以化合物居多，主要包括五大系列:InP系列、GaAs系列、Si/SiO2系列、SiP系列以及LiNbO3系列。不同类型光芯片所采用的原料不同，特征存在较大差异。光芯片企业通常采用三五族化合物磷化铟和砷化镓作为芯片的衬底材料，相关材料具有高频、高低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点，符合高频通信的特点，因而在光通信芯片领域得到重要应用。其中，磷化铟衬底用于制作FP、DFB、EML发射光芯片和PIN、APD探测器芯片，主要应用于电信、数据中心等中长距离传输；砷化镓衬底用于制作VCSEL面发射激光器芯片，主要应用于数据中心短距离传输、3D感测等领域。经过结构设计、组件集成和生产工艺的改进，目前EML激光器芯片大规模商用的最高速率已达到100G，200G方案正在逐步成熟，DFB和VCSEL激光器芯片大规模商用的最高速率已达到100G。在不断满足高带宽、高速率要求的同时，光芯片的应用逐渐从光通信拓展至包括医疗、消费电子和车载激光雷达等更广阔的应用领域。光芯片位于光通信产业链上游位置。光芯片一般采用三五族元素化合物半导体为村底，生产设备一般包括光刻，外延设备等。光芯片行业上游主要为原材料和生产设备供应商；光芯片行业中游主要为下游光模块厂商提供有源光芯片(主要包括激光器芯片和探测器芯片)以及无源光芯片(主要包括PLC和AWG芯片)；下游光模块厂商将光芯片嵌入到光器件后，再将其与其他结构部件组合封装制成光模块，光模块将进一步应用于通信设备市场、电信运营市场和数据中心市场。光芯片的性能直接决定光模块的传输速率。光芯片是光通信产业链的核心元件，需封装成光收发组件，并进一步加工成光模块才能实现最终功能。从应用领域来看，光模块是数据中心内部互连和数据中心相互连接的核心部件，而在移动通信方面，5G移动通信网络可大致分为前传、中传、回传，光模块也可按应用场景分为前传、中回传光模块，前传光模块速率需达到25G，中回传光模块速率则需达到50G/100G/200G/400G，带动25G甚至更高速率光芯片的市场需求。2、海外市场技术成熟，国产企业奋起直追海外光芯片行业技术领先，国内光芯片以为目标，政策支持促进产业发展。欧美日等发达国家陆续将光子集成产业列入国家发展战略规划，其中，美国建立“国家光子集成制造创新研究所”，打造光子集成器件研发制备平台:欧盟实施“地平线2020”计划，集中部署光电子集成研究项目:日本实施“先端研究开发计划”，部署光电子融合系统技术开发项目。海外光芯片公司普遍具有从光芯片、光收发组件、光模块全产业链覆盖能力，可量产25G及以上速率光芯片。此外，海外领先光芯片企业在高端通信激光器领域已经广泛布局，在可调谐激光器、超窄线宽激光器、大功率激光器等领域也已有深厚积累；国内的光芯片生产商普遍具有除晶圆外延环节之外的后端加工能力，而光芯片核心的外延技术并不成熟，高端的外延片需向国际外延厂进行采购。以激光器芯片为例，我国能够规模量产10G及以下中低速率激光器芯片，但25G激光器芯片仅少部分厂商实现批量发货，25G以上速率激光器芯片大部分厂商仍在研发或小规模试产阶段。整体来看高速率光芯片严重依赖进口，与国外产业领先水平存在一定差距。光芯片应用场景不断升级，光芯片需求持续增长。随着信息技术的快速发展，全球数据量需求持续增长，根据Omdia的统计，2017年至2020年，全球固定网络和移动网络数据量从92万PB增长至217万PB，年均复合增长率为33.1%，预计2024年将增长至575万PB，年均复合增长率为27.6%。同时，光电子、云计算技术等不断成熟，将促进更多终端应用需求出现，并对通信技术提出更高的要求。受益于信息应用流量需求的增长和光通信技术的升级，光模块作为光通信产业链最为重要的器件保持持续增长。根据LightCounting最新数据及预测，2023年的市场下滑已成定局，同比将会下滑6%，但未来5年全球光模块的市场将会恢复增长，CAGR为16%,预计2028年全球光模块市场规模有望超过200亿美元，光芯片作为光模块核心元件有望在未来持续受益。国内光芯片市场高速增长，产业政策重点支持。2015年，我国光芯片市场规模仅为5.56亿美元，此后受益于互联网快速发展带来的大量新型基础设施需求，光通信市场光芯片市场加速发展，2017年中国电子元件行业协会发布《中国光电子器件产业技术发展路线图（2018-2022年）》，明确2022年25G及以上速率DFB激光器芯片国产化率超过60%，实现高端光芯片逐步的目标。从2015至2022年我国光芯片市场规模已上升至17.19亿美元，过去7年的CAGR达到14.93%，未来几年5G设备升级和相关应用落地将会持续进行，同时大量数据中心设备更新和新数据中心落地也会持续助力光芯片市场规模的增长，预计2022年后，CAGR仍将保持在14.91%，至2026年我国光芯片市场有望扩大至29.97亿美元。国内光模块厂商实力提升，提供光芯片机遇。光芯片下游直接客户为光模块厂商，近年来，我国光模块厂商在技术、成本、市场、运营等方面的优势逐渐凸显，占全球光模块市场的份额逐步提升。根据LightCounting的统计，2022年我国厂商中已有中际旭创（第一）、华为（第四）、光迅科技（第五）、海信宽带、新易盛等7家厂商进入全球前十大光模块厂商,其中中际旭创与Coherent并列第一，索尔思光电已被中国公司收购。光通信产业链逐步向国内转移，促进产业链上游国内光芯片的市场需求。低速光芯片国产化基本完成，高速光芯片国产份额有望提升。根据ICC预测，2019-2024年，中国光芯片厂商销售规模占全球光芯片市场的比例将不断提升，中高速率光芯片增长更快。我国光芯片企业已基本掌握2.5G及以下速率光芯片的核心技术，根据ICC预测，2021年该速率国产光芯片占全球比重超过90%;10G光芯片方面，2021年国产光芯片占全球比重约60%，但不同光芯片的国产化情况存在一定差异，部分10G光芯片产品性能要求较高、难度较大，如10GVCSEL/EML激光器芯片等，国产化率不到40%:25G及以上光芯片方面，随着5G建设推进，我国光芯片厂商在应用于5G基站前传光模块的25GDFB激光器芯片有所突破，数据中心市场光模块企业开始逐步使用国产厂商的25GDFB激光器芯片，2021年25G光芯片的国产化率约20%，但25G以上光芯片的国产化率仍较低约5%，目前仍以海外光芯片厂商为主。近年来，高端激光器芯片国内企业在不断向前发展，根据ICC调查，25G及以上VCSEL/DFB/EML包括多通道，2021年国内占比约为15%，2023年预计将提高2个百分点，达到17%左右，增长速度仍需进一步提升。国内激光器芯片企业，在高端芯片方面仍需要加大投资力度，突破高端市场，如数据中心领域的4*25G，以及多通道50G等领域。3、光芯片应用场景丰富，AI及数字经济拉动需求提升政策引导数字经济发展，带动信息基础设施建设。2021年11月，工信部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》要求全面部署新一代通信网络基础设施，全面推进5G移动通信网络、千兆光纤网络、骨干网、IPv6、移动物联网、卫星通信网络等的建设或升级:统筹优化数据中心布局，构建绿色智能、互通共享的数据与算力设施、积极发展工业互联网和车联网等融合基础设施。《“十四五”信息通信行业发展规划》指明信息基础设施建设的目标，在规划目标落地的过程中，光芯片需求量也将不断增长。（1）光纤接入应用场景千兆光纤网络建设加速推进，带动全球光芯片用量不断提升。FTTx光纤接入是全球光模块用量最多的场景之一，而我国是FTTX市场的主要推动者。国内三大运营商持续投入千兆宽带网络建设，带动全球10G-PON光模块市场需求。据工信部数据，2019-2023年，我国1000兆及以上速率的固定宽带用户由84万户上升至1.63亿户，占比由0.19%提升至25.66%，年均增长6.4%，固定宽带网络光纤接入能力由百兆加速向千兆及以上接入速率迭代升级。目前，全球运营商骨干网和城域网已实现光纤化，部分地区接入网已逐渐向全网光纤化演进。PON技术传输容量大，相对成本低，维护简单，有很好的可靠性、稳定性、保密性，已被证明是当前光纤接入中非常经济有效的方式，成为光纤接入技术主流。目前PON技术主要包括APON/BPON、EPON、GPON和10G-PON几类，当前主流的EPON/GPON技术采用1.25G/2.5G光芯片，并向10G光芯片过渡。10G-PON技术支持数据上下传速率对称10Gbps，能够更好地满足各类高速宽带业务应用的接入网络需求。根据LightCounting的数据，2020年FTTx全球光模块市场出货量约6289万只，市场规模为4.73亿美元，随着新代际PON的应用逐渐推广预计至2025年全球FTTx光模块市场出货量将达到9208万只，年均复合增长率为7.92%，市场规模达到6.31亿美元，年均复合增长率为5.93%。光纤接入全面覆盖，为国内光芯片产业发展带来良好机遇。根据工信部《宽带发展白皮书》，2020年，我国光纤接入用户全球第二，仅次于新加坡。此外，根据《“十四五”信息通信行业发展规划》，在持续推进光纤覆盖范围的同时，我国要求全面部署千兆光纤网络。以10G-PON技术为基础的千兆光纤网络具备“全光联接，海量带宽，极致体验”的特点，将在云化虚拟现实(CloudVR)、超高清视频、智慧家庭、在线教育、远程医疗等场景部署，引导用户向千兆速率宽带升级。据工信部数据，截至2023年底，互联网宽带接入端口数达到11.36亿个，同比增长6486万个。其中，光纤接入（FTTH/O）端口达到10.94亿个，同比增长6915万个，占比由2022年末的95.7%提升至96.3%；具备千兆网络服务能力的10GPON端口数达2302万个，比2022年末净增779.2万个，年增幅达51.2%，形成覆盖超5亿户家庭的能力，网络规模和覆盖水平全球第一。（2）4G/5G移动通信网络应用场景4G/5G移动通信拉动市场对光芯片的需求。根据《“双千兆”网络协同发展行动计划(2021-2023年)》，到2021年底，5G网络基本实现县级以上区域、部分重点乡镇覆盖，新增5G基站超过60万个;到2023年底，5G网络基本实现乡镇级以上区域和重点行政村覆盖，推进5G的规模化应用。根据全球移动供应商协会(GSA)的数据，截至2021年10月末，全球469家运营商正在投资5G建设，其中48个国家或地区的94家运营商已开始投资公共5G独立组网(5GSA)。全球正在加快5G建设进程，5G移动通信网络提供更高的传输速率和更低的时延，各级光传输节点间的光端口速率明显提升，要求光模块能够承载更高的速率。5G移动通信网络可大致分为前传、中传、回传，光模块也可按应用场景分为前传、中回传光模块，前传光模块速率需达到25G，中回传光模块速率则需达到50G/100G/200G/400G，带动25G甚至更高速率光芯片的市场需求。根据LightCounting的数据，全球电信侧光模块市场前传、(中)回传和核心波分市场需求将持续上升，2020年分别达到8.21亿美元、2.61亿美元和10.84亿美元,预计到2025年，将分别达到5.88亿美元、2.48亿美元和25.18亿美元。此外，《2023年通信业统计公报解读》显示，截至2023年底，全国移动通信基站总数达1162万个，其中5G基站为338万个，占移动基站总数的29.1%，占比较上年末提升7.8个百分点。国内电信市场的持续发展，将带动电信侧光芯片应用需求的持续增加。（3）AI数据中心市场应用场景全球及国内数据中心数量大幅增长，光芯片处于关键地位。互联网及云计算的普及推动了数据中心的快速发展，全球互联网业务及应用数据处理集中在数据中心进行，使得数据流量迅速增长，而数据中心需内部处理的数据流量远大于需向外传输的数据流量，使得数据处理复杂度不断提高。根据SynergyResearch的数据，截至2020年底，全球20家主要云和互联网企业运营的超大规模数据中心总数已经达到597个，是2015年的两倍，其中我国占比约10%，排名第二。光通信技术在数据中心领域得到广泛的应用，极大程度提高了其计算能力和数据交换能力。光模块是数据中心内部互连和数据中心相互连接的核心部件，根据LightCounting的数据，2019年全球数据中心光模块市场规模为35.04亿美元，预测至2025年，将增长至73.33亿美元，年均复合增长率为13.09%。AI带动北美云巨头增加资本开支，数通产业维持高景气。根据中国信通院《2023云计算白皮书》，2022年我国公有云市场规模达到3256亿元，同比增长49.3%；私有云市场规模达到1294亿元，同比增长25.3%。相比于全球19%的增速，我国云计算市场仍处于快速发展期，在大经济颓势下依旧保持较高的抗风险能力，预计2025年我国云计算整体市场规模将突破万亿元。政策层面，我国政府将云计算作为产业转型的重要方向，积极推动云计算、数据中心的发展。根据工信部《新型数据中心发展三年行动计划2021-2023年)》，到2021年底，全国数据中心平均利用率提升到55%以上，到2023年底，全国数据中心机架规模年均增速保持在20%，平均利用率提升到60%以上。根据Lightcounting预测，北美五大云厂商受2023年全球云计算市场增速放缓影响，资本开支投入增速短期内略趋平缓，但受AI势头强烈驱动下，增速迎来回升，2024年资本开支合计增长至接近1500亿美元，同比增长约22%。在云流量高景气的大趋势下，传统云计算产业对光芯片等数据中心底层硬件的需求有望持续增长。（4）高速率传输应用场景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增长迅速。根据Omdia对数据中心和电信场景激光器芯片的预测，高速率光芯片增速较快，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,整体市场空间将从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%。4、硅光领域加速发展，CW光源承担关键作用随着AI的高速发展，传输速率需求不断提高，硅光材料在光模块领域正加速发展。硅光光模块集成了包括光源、激光驱动器、光探测器和光调制器在内的多种光电子器件。这些模块的设计旨在将电信号转换为光信号，并通过光纤或集成光路实现信号的传输和调制。光源，在这一过程中，扮演着至关重要的角色，它为光通信系统提供了基础的光信号。材料是影响光器件性能的关键因素之一，不同材料对于光传播的影响不同，包括对光的吸收、折射、反射，以及激发辐射产生光，因此材料的进步在光学器件行业发展中起到关键的推动作用。硅光集成则是利用CMOS工艺平台，将实现高性能调制、探测、传输和复用等功能的器件集成在同一芯片上，通过规模集成面向片上和片间光互连、高速光通信、集成传感和智能计算等提供性能更优、更具性价比的芯片和组件，其中低功耗、高性能的光开关是硅光集成在上述应用场景中需要的核心器件。随着AIGC不断发展，伴随传输速率提升与光模块通道数不断增多，硅基材料在兼容CMOS工艺、低成本、低功耗、高集成和减少共封装步骤等方面优势明显。硅基PIC能够利用成熟的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术并实现低成本大规模生产。硅基PIC的应用将其领域从数据通信扩展到传感技术，例如汽车LiDAR、生物传感器和未来技术，包括集成量子技术、光学计算、基于人工智能(AI)的技术和神经形态光子学。过去几十年来，硅基PIC的关键组件取得了快速发展，包括高性能硅基调制器、光电探测器和波导。根据YoleIntelligence发布的最新报告《SiliconPhotonics2023》。报告指出，除了来自超大规模企业(Hyperscaler)对数通的投资之外，台积电、英特尔、英伟达、AMD、GlobalFoundries等领先半导体厂商均对硅光领域进行了大规模投资。Yole指出，2022年，硅光市场价值6800万美元，预计从2022-2028年将以44%的年复合增长率增长到6亿美元以上。此外，Lightcounting预测，硅光领域占光模块总体份额将从2022年的24%提升至2028年的44%。硅光光模块市场份额不断提升，CW光源承担核心应用。硅光光模块，作为集成了多种光电子器件的微型元件，依赖于CW光源提供稳定和高质量的光信号，以实现电信号到光信号的高效转换及其后续的传输和调制。理想的硅光源应满足：(1)电泵浦连续波(CW)激光，覆盖现代硅电子芯片的工作温度范围为-40至85℃。(2)运行能耗低，输出功率足够高，每千兆能源成本低。(3)在电信和数据通信波长波段工作，例如，O波段（~1310nm）和C波段（~1550nm），可与当前光纤网络无缝互连。(4)直接集成到兼容成熟CMOS工艺技术的硅平台上，实现大规模制造。CW光源在硅光光模块中占据重要地位，主要得益于其能够产生稳定连续的光波，这对于保证光通信系统的信号质量和传输效率至关重要。相较于其他类型的光源，CW光源展现出更高的功率稳定性和频率稳定性，满足了光通信对高信号质量和长距离传输的严格要求。目前，CW光源在硅光通信市场应用场景如下：光纤通信：CW光源在光纤通信中扮演着激光器驱动的角色，可以提供稳定而连续的高质量光信号，这对于实现长距离和高速度的数据传输至关重要。光子集成电路：在光子集成电路（PICs）中，CW光源与光调制器结合使用，执行信号的调制和光路的切换，从而提高系统的可靠性和灵活性。这些技术的进步是通过高度集成和优化的光源来实现的。生物医学应用：在生物医学领域，CW光源用于光声成像和光热疗法等技术。这些应用需要连续而稳定的光源来实现精确的治疗和诊断，CW光源在此发挥着关键作用。CW（连续波）工作模式是指激光器以连续的方式工作，输出光束的能量保持恒定且不间断。CW激光器的输出功率相对较低，但可以保持稳定。CW工作模式适用于需要连续输出激光能量的应用，如光纤通信、材料加工等。在这些应用中，CW激光器可提供稳定的激光能量，用于信号传输或材料加工的连续需求。硅光子技术（Siphotonics）正朝着集成量子光子学（IQP）和光计算等前沿领域迈进，CW光源的稳定性和一致性是实现这些技术的关键。三、IDM模式形成壁垒，技术水平领先同业1、IDM模式带来独特优势，公司核心技术自主可控公司IDM模式生产，掌握衬底之后的全流程生产工艺。IDM（IntegratedDeviceManufacture）指包含芯片设计、芯片制造、封装测试在内全部或主要业务环节的经营模式。光芯片生产工序较多，生产环节可分为晶圆制造和芯片制造两大阶段，依序为MOCVD外延生长、光栅工艺、光波导制作、金属化工艺、端面镀膜、自动化芯片测试、芯片高频测试、可靠性测试验证等，IDM生产模式使得公司能够掌握芯片设计、晶圆外延等光芯片制造的核心技术，拥有覆盖芯片设计、晶圆制造、芯片加工和测试等自主生产的能力。公司自成立之初便开始进行外延片设计与技术力开发，是国内少数能够自主完成外延片设计开发与生产的企业，尤其是拥有自主知识产权的晶圆外延技术，将芯片设计与外延工艺相结合，借助快速研发迭代缩短研发周期，实现光芯片制造的自主可控，快速响应客户并高效提供相应解决方案，能够迅速地应对动态市场需求。未来在IDM模式下，公司将继续加强光芯片生产全流程核心工艺开发能力，不断积累光芯片研发与生产经验，将科技成果应用于芯片设计、晶圆外延等核心环节，实现产品的差异化特性、高性能指标、高可靠性等，提高产品竞争力。与电芯片相比，光芯片行业中IDM模式享有独特优势。光芯片使用III-V族半导体材料，要求芯片设计与晶圆制造环节相互反馈与验证，光芯片特性的实现与提升依靠独特的设计结构，并根据晶圆制造过程反馈的测试情况，改良芯片设计结构并优化制造工艺，对生产工艺、人员培训、生产流程制订与执行等环节的要求极高。在光芯片行业中：①IDM模式能及时响应各类市场需求，灵活调整产品设计、生产环节的工艺参数及产线的生产计划，无需因规格需求的变更重新采购适配的大型自动化设备；②IDM模式能高效排查问题原因，精准指向产品设计、生产工序或测试环节等问题点；③IDM模式能有效保护产品设计结构与工艺制程的知识产权④通过IDM模式，公司能够掌握从设计转化到生产制造的纵向生产链各环节，从而有效控制生产良率、周期交付、产品迭代与风险管控等方面，使得公司能够快速将研发技术与生产经验结合，更快提升和改进新技术，推出新产品，保障产品的可靠性和稳定性，无需委托国际先进晶圆片厂商制造加工晶圆，实现光芯片生产全流程各环节的自主可控⑤IDM模式让公司更好控制产线产能，能根据客户需求安排工期，实现更快的服务响应速度，对解决我国高端光芯片卡脖子问题极为重要；⑥凭借IDM模式，原型样品在导入可靠性验证后，如出现失效情况，公司能对设计、制造或测试等各环节进行高效地排查，精准定位改善点并快速展开第二型、第三型样品光芯片的迭代开发，有效提高可靠性验证项目的实施效率。因此未来IDM模式也将是光芯片行业主流方向。2、研发模式流程清晰，研发成果显著公司研发以行业发展、应用需求及研发项目为基础，研发流程明晰。公司新产品研发流程以研发部体系进行管理，从立项开始先后经历6个阶段，具体来看：①立项阶段：市场与销售部根据客户及市场需求，提出新项目立项申请，并提交市场与销售部、研发部及总经理共同评审。项目评审通过后，指定项目负责人制作项目可行性分析，确定参与人员、明确客户指标需求等；②设计输入输出阶段：项目负责人根据立项阶段资料，制作设计开发阶段指导文件及流程；③工程验证测试阶段（EVT）：研发部根据要求进行投片，参照设计输入输出阶段工艺指导文件与流程进行样品试制，在试制结束后对客户需求指标进行测试分析。此阶段针对产品特性与工艺生产异常关闭率进行评审；④设计验证测试阶段（DVT）：研发部根据投片数量进行设计验证测试，对客户需求指标进行测试并分析。此阶段针对产品稳定性与异常关闭率进行评审，直到满足客户需求并通过验证；⑤研发转生产培训考核阶段：研发转生产培训考核阶段，研发部提供给生产与运营部相关资料，并根据需求对生产线相应的人员进行培训与考核，通过评审后方可转入下个阶段；⑥批量过程验证测试优化阶段（PVT）：生产与运营部接收研发转生产阶段文件后，评估产线产能、管理投入设备并分析人员、安全和环境等因素，确认具备量产能力后，制定并组织实施生产计划，投入资源进行批量验证与测试，直到达到预期目标并通过验证。研发费用利用率高，总体呈上升趋势。2019至2023H1及2023Q1-Q3公司研发费用分别为1161.9万元、1570.5万元、1849.4万元、2709.2万元、1319.6万元、2262.9万元，占营业收入比例分别为14.29%、6.73%、7.97%、9.58%、21.52%、24.28%。可以看出公司研发费用保持较高增长水平，2023H1与2023前三季度公司研发支出分别同比增长16.95%和28.55%，占营业收入的比例同比增长12.33%和15.18%。公司紧跟行业发展趋势，以技术为核心，不断研发高端光芯片产品。公司研发项目包括工业级别50mW/70mW大功率硅光激光器开发、25/28G双速率数据中心CWDMDFB激光器、50GPAM4DFB激光器开发、100GEML激光器开发、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、大功率EML光芯片的集成工艺开发、1550波段车载激光雷达激光器芯片、3寸DFB激光器开发、200GPAM4EML激光器开发、工业级100mW大功率硅光激光器开发、50GPONEML激光器开发等项目。部分项目已经进入产业化阶段，预计未来将会对公司的收入产生积极的贡献。整体而言，公司研发费用占营业收入比长期处于较低水平，主要系公司创立以来一直致力于光芯片的开发，形成了较多技术储备，且营收不断增长，其次是公司的研发主要为产品生产工艺开发和改进，开展了较多的晶圆及芯片的投片试制，而公司自行试制晶圆的成本远低于外购，所以研发费用占比较低。研发费用率与可比公司相比，可以发现公司与联亚光电、全新光电相差不大，但与其他公司差异明显，主要与产品结构以及是否自主研发有关。针对2023年，研发费用预计将高于以往年度，主要系公司持续加大自主研发投入，相应研发人工成本及原材料消耗增加所致。产品指标位于行业先列，不断突破技术壁垒。2021年9月，公司的“第五代移动通信前传25Gbps波分复用直调激光器”项目，被中国国际光电博览会（CIOE）评为“中国光电博览奖”金奖；2021年6月，公司在科技部火炬中心等部门主办的2021全球硬科技创新大会上被评为“2021全国硬科技企业之星”。公司的2.5G、10G、25G及更高速的激光器芯片产品均实现了较高的技术水平，关键核心指标均达到或优于同行业竞品。公司中低速产品技术指标领先，实现降本增效。2.5G产品行业最为关注高温斜效率指标、产品发散角指标，这两项指标分别体现了产品的光电转换效率与光信号的耦合。公司开发的小发散角技术，在不牺牲芯片性能前提下，可以整形激光器芯片发射的光斑，使得芯片输出的光信号更易耦合至光纤中，从而使得模块厂商采用国产普通耦合透镜，就可封装出高性能的产品，有效提升了耦合效率，降低了生产成本，如PON（GPON）数据下传光模块使用的2.5G1490nmDFB激光器芯片，国内可以批量供货的厂商较少，根据C&C统计，2020年度公司占据80%的市场份额。从下表2.5G1490nmDFB激光器芯片与同业公司技术指标对比中可以看出，公司的产品在各项指标上均表现出色，表明公司产品具有很高的光电转换效率和较高的光信号耦合效率。公司中端产品实现了与国外厂商类似甚至更高的技术水平。10G产品最重要的指标包含常温/高温斜效率、发散角与带宽值，公司产品高温斜效率典型值为0.34W/A，大于住友电工；公司产品水平与垂直发散角均较小，整体耦光效率较高，同时公司产品3dB带宽最小值大于14GHz，能够满足下游客户的需求。根据ICC统计，2021年全球10GDFB激光器芯片市场中，公司发货量占比为20%，已超过住友电工、三菱电机等。同时公司应用于4G移动通信网络的10G激光器芯片已实现批量供货，应用于5G基站升级的10G光芯片已通过客户验证阶段并逐步拓展相关市场。公司高端产品多项指标领先国外厂商，有望实现。25GCWDM6波段DFB激光器芯片最重要的指标在于高温特性，在高温阈值电流方面、高温带宽方面、发散角方面，公司产品均具有相对较高领先优势，在当前25G及以上高端产品主要依靠进口国外厂商的形势下，公司的国产化自研进程已经迈出了第一步。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，根据LightCounting并结合行业数据测算，2021全球25G及以上光芯片市场规模为107.55亿元，公司产品收入占比为0.34%。公司目前生产的25GMWDM12波段DFB激光器芯片，已为国内外知名公司供货，目前公司已经开发了高速调制激光器芯片技术，未来有助于实现25G、50GPAM4DFB激光器芯片的规模化、高质量、低成本的生产制造。不断进行新产品开发，满足未来各类需求。公司正在进行11项新项目的研发，未来有望达到国际先进水平，公司开发的大功率硅光激光器芯片可作为高速硅基集成光模块应用的25mW/50mW/70mW大功率激光器光源，最终满足数据中心100GDR1/400GDR4架构的需求；公司正在开发的100G激光器芯片可作为400G、800G高速光模块应用的激光器光源，最终满足数据中心100GLR1/FR1/DR1、400GLR4/FR4/DR4与800GDR8架构的需求；公司开发的50G激光器芯片可作为200G、400G高速光模块应用的激光器光源，最终满足数据中心200GDR4/FR4与400GFR8/LR8架构的需求，以上产品性能处于国内领先、国际先进的水平。3、“两大平台”+“八大技术”，促进公司产品进步公司建立“两大平台”并积累“八大技术”，优化产品性能并降低产品成本。通过平台和技术满足通讯系统及其他下游应用升级需求，经过多年研发与产业化积累，公司已建立了包含芯片设计、晶圆制造、芯片加工和测试的IDM全流程业务体系，拥有多条覆盖MOCVD外延生长、光栅工艺、光波导制作、金属化工艺、端面镀膜、自动化芯片测试、芯片高频测试、可靠性测试验证等全流程自主可控的生产线。在此基础上，公司形成了“掩埋型激光器芯片制造平台”“脊波导型激光器芯片制造平台”两大平台，积累了“高速调制激光器芯片技术”“异质化合物半导体材料对接生长技术”“小发散角技术”等八大技术。其中公司依靠两大平台积累了大量光芯片工艺制程技术和生产经验，系已有产品生产的保障、未来产品升级及品类拓展的基础。同时，公司突破技术壁垒，积累八大技术，实现激光器芯片的性能优化及成本降低。公司的平台和技术实现了制造平台优势、成本优势和性能优势三大优势。在平台和技术的加持下，公司产品竞争力不断提高，为通讯系统厂商和各家模块厂商提供高性能、低成本的光芯片，满足通讯系统及其他下游应用的商业化更新需求。投资建议公司光芯片产品已位居国内龙头水平，能够提供国内领先、国际先进的光电信息传输方案。主要产品获得行业充分认可，尤以高速激光器芯片的先进技术著称。凭借IDM生产模式，使得公司的DFB等激光器芯片产品在国内市占率处于领先地位，未来在公司技术不断精湛和产品质量不断提升的背景下，公司的市场规模有望再上新台阶。2.5G光芯片：2.5G光芯片市场已基本实现国产化，公司通过差异化产品竞争策略为市场提供附加值较高的产品，在光纤接入市场，公司凭借高难度技术开发能力和高可靠性的产品质量，以PON（GPON）数据下传光模块使用的2.5G1490nmDFB激光器芯片为主，占据了市场的主要地位。10G光芯片：10G光芯片的部分型号产品仍存在较高技术门槛，依赖进口，公司依赖于先进的生产研发模式，在三大应用场景均逐步拓宽和扩大市场份额，实现了与海外厂商相同甚至超越的产品能力，未来在产品出货能力逐步增强的情况下，以公司为代表的国产化占比提升将不断超越预期。25G及以上光芯片：25G及以上光芯片是对技术和工艺要求最高的高端产品，更是公司未来大力发展的主要方向，从2019-2022H1，公司的25G系列产品毛利率连续数年位于80%以上，伴随着公司的研发项目和费用的投入加大，以多项专利技术作为支撑的公司未来会不断突破技术瓶颈，将有望实现该系列高端产品的规模化、高质量、低成本的生产制造。四、技术优势引领产品进步，公司迎来高速发展期1、公司产品类型丰富，高端产品不断拓展公司从2.5G系列产品出发，不断丰富自身产品生产体系。国内光芯片市场中，2.5G、10G激光器芯片市场国产化程度较高，但不同波段产品应用场景不同，工艺难度差异大，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