光学光电子行业深度报告：海外观察系列九：景气向上，从II-VI和Lumentum看光芯片国产化

光芯片为激光器、探测器等应用的核心元器件，衬底价值量大、外延壁垒高。光芯片主要包括激光器芯片与探测器芯片，实现光信号和电信号相互转化。衬底作为影响性能的关键，价值量占比高；外延技术门槛高，具备工艺及时间壁垒。海外产业发展相对成熟，IDM模式为主导。 产业趋势：光子替代电子大势所趋，远期前景向好。产业应用方向关注光通信、光传感和光计算。光通信领域，光纤较铜缆具备信息容载量大、传输距离远、损耗低等优势，“光进铜退”已成趋势；光传感领域，硅光芯片赋能智能驾驶是产业发展方向；光计算领域，硅光芯片部分取代电芯片在计算场景中的应用是产业探索的方向。 市场空间：数通领域复苏，激光雷达打开成长空间。光芯片下游应用广泛(电信/数据中心/消费电子/汽车)，2022E全球市场规模分别为10.5/11.7/9.2/0.7亿美元；我们预测2025年达14.0/18.4/13.7/12.4亿美元。 1）电信：光纤入户+5G基建+现有升级驱动缓慢增长。2）数据中心：云计算厂商持续投资本开支，需求回暖。3）消费电子：苹果仍为主导者。4）汽车：激光雷达为光芯片开拓应用场景，远期空间较大。 海外龙头对标：II-VI和Lumentum纵向并购+横向拓展。海外龙头产品矩阵丰富，涵盖光芯片、光器件、光模块、激光器等，并绑定苹果、亚马逊等优质客户。2016-2022财年，Lumentum营收CAGR 11.3%； 2009-2022财年，II-VI营收CAGR为20.6%。两家公司均进行多次外延并购，丰富布局。 国产化展望：替换动力强，国产化持续推进。光通信领域，低速率光芯片已实现较高程度国产化，高速率芯片、车载雷达芯片均在验证导入过程中，产业进展积极。考虑到国内以激光雷达整机厂为代表的终端客户快速发展，光芯片作为核心环节有望随之国产化，深度受益。 投资建议：把握上行周期，关注增量市场。复盘历史，光芯片下游具备较强周期性，需关注光通信行业景气度及车规进展。看好主业稳健，开拓汽车等新应用的标的，建议关注长光华芯/源杰科技/光迅科技/仕佳光子等；海外建议关注II-VI(Coherent)/Lumentum。 风险提示：车规进度不及预期风险，国产化进展不及预期风险，疫情扰动风险 表1：公司估值（以2022年12月16日收盘价计算） 1.光芯片：光进铜退，光子领域核心元器件 光芯片原理：三五族化合物主导，实现光电信号转换。光芯片为激光器、探测器核心构成部分，相较逻辑芯片，生产各工艺综合性更强，龙头厂商多采用IDM经营模式。 光芯片制造：流程繁多，外延为生产最主要和技术门槛最高环节，难点源自工艺壁垒及时间投入壁垒。外延工艺海外公司较为成熟，国内外差距较大，国产加速追赶。 光芯片上游：衬底为核心原材料，海外厂商仍为主导。 光芯片下游：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，光模块应用广泛。 产业趋势：光子替代电子大势所趋，随着国内网络基础设施的不断升级，“光进铜退”成为重要的战略发展方向。 2.市场空间：数通领域复苏，激光雷达支撑远期成长 电信、数据中心、消费电子、车载激光雷达是光芯片最主要的应用领域。 图1：光芯片各下游领域市场规模及增速（亿美元） 电信领域：光纤入户、5G基站建设、现有基站升级三大驱动力；数据中心：光模块速率持续提升，资本开支驱动增长；消费电子：苹果主导，940 nm VCSEL为主流； 车载激光雷达：光芯片的新蓝海。 3.II-VI、lumentum复盘：光芯片和器件龙头的成长之路 Lumentum：消费电子VCSEL龙头，车规彰显实力。公司前瞻布局VCSEL产品及3D传感，在VCSEL产品市场形成领先优势。智能手机人脸识别功能改写3D传感行业格局，为Lumentum的VCSEL产品带来广阔市场。Lumentum常采用合作的方式拓展VCSEL市场，与其他领域的头部企业共同开发具有市场前景的产品。从应用场景看，侧重于3D传感和汽车激光雷达。此外，Lumentum也长期采用并购和产品开发提高在光芯片市场的核心竞争力。 II-VI：光芯片+碳化硅，持续收购注入增长动能。II-VI公司成长的重要阶段始终伴随关键并购的发生。 图2：II-VI股价复盘（美元） 商业模式探讨：需求变化快、盈利不稳定，把握上行周期。光通信行业的需求端存在明显的“脉冲式”特征，各阶段光芯片的需求重心不一致，相关企业的盈利情况受市场刚性需求的影响较大。数据中心市场也存在需求迭代，目前正处于需求升级的关键时期。由此，光芯片厂商欲实现长期成长，可通过持续的并购和技术研发开启良性的成长循环，注重“战略适配性”以更好地迎合市场需求。 4.国产化展望：远期趋势确定，立足光通信，切入车规 国内光芯片企业正加速研发进度，光芯片国产化趋势保持乐观。光芯片的国产替代呈现出“从下游向上游传导，从低端向高端过渡，政策手段有效扶持”的特征。（1）从下游向上游传导：在光通信产业链中，下游国内头部光模块厂商已具备较强实力和较大规模。2021年跻身全球十大光模块厂商的5家国内企业都着力布局光芯片，产业链纵向布局。（2）从低端向高端过渡：中低速率光芯片（10G及以下）：国内厂商占有较高市场份额，由于成本竞争等因素，相关市场已基本被我国光芯片产品厂商替代，国内光芯片厂商具备较强竞争力。高速率光芯片（25G及以上）：国产化率仍处于较低水平，国内头部厂商已先后开展研发生产，市场参与度有待进一步提高。（3）政策手段有效扶持：国家对光电子技术产业高度重视，政策措施持续聚焦光芯片及其下游应用领域的发展。 相关公司梳理：长光华芯：平台型激光芯片龙头，VCSEL布局领先；光迅科技：光电器件及模块巨头，产业链布局构建核心竞争力；源杰科技：聚焦光芯片开发，把握数通市场上行期实现快速增长；仕佳光子：从“无源+有源”走向光电集成。 5.风险提示 车规进度不及预期；国产化进展不及预期；疫情扰动风险。