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国产光芯片领先厂商,数通和电信市场双轮驱动

2023-02-04樊志远、邵广雨国金证券意***
国产光芯片领先厂商,数通和电信市场双轮驱动

公司以IDM模式深耕光芯片,营收和利润实现倍增。公司成立以 来始终聚焦光芯片行业,产品涵盖2.5G到50G磷化铟激光器芯片,广泛应用于光纤到户、数据中心与云计算、4G/5G移动通信网络等细分赛道,公司客户涵盖国际前十大及国内主流光模块厂商。 人民币(元)成交金额(百万元) 2022年前三季度公司实现营收1.93亿元,YoY+26%。实现归母净 利润0.74亿元,YoY+23%。19年至今营收和利润实现数倍成长。 全球数据量指数级增长,数据中心和电信双轮驱动光芯片向上成长。根据Omdia的数据,18-24年全球固定网络和移动网络的数据 量将从130万PB成长到576万PB,CAGR达28.7%。光芯片是光模块核心元件,将持续受益于全球数据中心、光纤宽带接入以及移动通讯的持续发展。根据LightCounting的数据,2025年全球光模块市场规模预计将达到113亿美元,21-25年CAGR达11.3%。 海外光芯片厂商具备先发优势,中高端光芯片国产替代空间巨大。 根据ICC的数据,2021年2.5G及以下速率光芯片国产化率超过90%;10G光芯片国产化率约60%,部分性能要求较高、难度较大 10G光芯片仍需进口;2021年25G光芯片国产化率约20%,但25G以上光芯片的国产化率仅5%,目前仍以海外光芯片厂商为主。公司为国内少数提供25G光芯片的厂商,未来将持续受益于国产替代带来的份额提升,24年公司10G光芯片营收有望达2.72亿元,25G光芯片营收有望达0.92亿元,22-24年CAGR达52%。 146.00 140.00 134.00 128.00 122.00 116.00 221221 成交金额源杰科技沪深300 1,200 1,000 800 600 400 200 0 2022年12月,公司发行新股1500万股,发行价100.66元/股, 募集总金额15.1亿,其中9.8亿计划用于10G、25G光芯片产线建设项目、50G光芯片产业化建设项目、研发中心建设项目以及补充流动资金,其余为超募资金。 我们预计22-24年收入分别为2.66亿元、3.75亿元和5.24亿元,归母净利润分别为1.06亿元、1.60亿元、2.20亿元,采用PE估值法,给予23年65倍PE,市值为104.1亿元,对应目标价为 173.52元/股,首次覆盖给予“买入”评级。 下游需求不及预期;产品迭代不及预期;财务投资者减持风险;股票解禁风险。 内容目录 一、数通和电信市场水大鱼大,光芯片国产替代空间广阔5 1.1光芯片系光通信核心元件,位于光通信产业链上游5 1.2需求端:数通和电信双轮驱动光芯片向上成长8 1.3供给端:海外厂商先发优势明显,国产替代进程加速12 二、国内光芯片领先厂商,中高端产品突破放量16 2.1长期深耕光芯片领域,管理层技术背景深厚16 2.2纵向推动中高端产品研发,横向布局激光雷达芯片17 2.3公司主营收入有所波动,毛利率领先行业平均水平21 三、公司技术+制造深度融合,产能释放有望推动业绩增长23 3.1公司具备全流程IDM模式,助力公司降本增效23 3.2公司技术国内领先,形成两大平台、八大技术26 3.3公司扩产中高端产品,持续加码高端光芯片27 四、盈利预测与投资建议28 4.1盈利预测28 4.2投资建议及估值29 五、风险提示30 图表目录 图表1:光电子器件示意图5 图表2:2023年全球光电子市场规模有望达454亿美元5 图表3:光芯片在光通信中用于产生和接受光信号5 图表4:光芯片位于光通信产业链上游6 图表5:光模块结构示意图(SFP+封装)6 图表6:光芯片可分为激光器芯片和探测器芯片6 图表7:边发射激光芯片(左)和面发射激光片(右)6 图表8:三五族化合物半导体材料可以满足高频、发光、高功率、高电压等特殊应用场景7 图表9:激光器芯片和探测器芯片细分品类7 图表10:2025年全球光模块市场规模有望达113亿美元8 图表11:2025年全球数据增量达157ZB8 图表12:2018至2024年全球总数据流量将成长4.5倍8 图表13:2024年全球超大规模数据中心超1000个9 图表14:2025年全球数据中心光模块市场达73亿美元9 图表15:2025年近80%的数据将存储于核心和边缘9 图表16:2021年72%的流量来自数据中心内部9 图表17:数据中心网络架构从三层式向叶脊式升级10 图表18:光模块相对机柜用量倍数10 图表19:海外互联网厂商资本开支持续向上10 图表20:2026年服务器市场规模将达1665亿美元10 图表21:2025年全球电信侧光模块市场达33.6亿美元11 图表22:海外市场5G渗透率仍有较大提升空间11 图表23:2025年全球FTTx光模块出货量和市场规模分别达9208万只和6.31亿美元11 图表24:机柜内部、机柜间、数据中心间光模块方案12 图表25:2025年高速光芯片市场规模达43亿美元12 图表26:公司产品竞争格局12 图表27:可比公司激光器产品布局情况13 图表28:全球中高速光芯片中国产占比不断提升13 图表29:2021年公司在全球2.5G光芯片中占比约7%14 图表30:2.5G1310nmDFB光芯片对比情况14 图表31:公司产品在全球10G光芯片的市占率约为20%15 图表32:10G1270nmDFB光芯片对比情况15 图表33:25GCWDM6波段DFB光芯片对比情况16 图表34:公司发展历程17 图表35:1H2022公司主要产品和财务摘要17 图表36:公司股权结构图17 图表37:公司主营产品及应用领域18 图表38:公司10G光芯片逐步放量18 图表39:中高速率光芯片放量带动公司营收成长18 图表40:1H22公司2.5G激光器芯片营收同比+14%19 图表41:2.5G激光器芯片出货量和ASP维持稳定19 图表42:1H22公司10G光芯片营收维持高增速19 图表43:公司10G光芯片出货量和ASP维持稳定19 图表44:5G建设方案调整导致25G光芯片营收下滑20 图表45:25G光芯片出货量有所下滑,ASP维持稳定20 图表46:典型激光雷达结构图20 图表47:2022-2027E全球激光雷达市场规模CAGR有望达22%21 图表48:2021年全球激光雷达竞争格局21 图表49:2022年前三季度公司营收同增26%22 图表50:2022年前三季度公司归母净利润同增23%22 图表51:可比公司中公司营收体量偏小,但营收增速靠前22 图表52:10G、25G光芯片毛利率相对较高23 图表53:公司毛利率领先行业平均水平23 图表54:公司研发费用率低于行业平均水平23 图表55:公司费用管控总体良好23 图表56:光芯片主要工艺流程图24 图表57:公司主要工艺流程图24 图表58:公司晶圆制造、芯片制造流程25 图表59:公司25G激光器芯片生产流程25 图表60:公司核心技术及其分类26 图表61:全息光栅工艺与电子束光栅工艺27 图表62:全息光栅工艺与电子束光栅工艺特性对比27 图表63:公司募投项目情况(万元)27 图表64:公司50GPAM4CWDM4波段DFB激光器芯片28 图表65:公司大功率25/50/70mW激光器芯片28 图表66:公司分业务营收及毛利率预测29 图表67:2019-2024E公司费用率29 图表68:可比公司估值比较(市盈率法)29 1.1光芯片系光通信核心元件,位于光通信产业链上游 2023年全球光电子市场规模有望达454亿美元。根据2022年11月WSTS的最新数据, 2022年全球光电子市场规模预计将达到438亿美元,相较2021年的434亿美元成长1%。 2023年全球光电子市场规模有望同比增长4%,达到454亿美元。 光芯片是利用光电转换效应制成的光电子器件。光电子器件包括发光二极管、激光器芯片、探测器芯片、光电耦合器等。在光通信等应用领域中,光芯片位于产业链上游,是光模块的核心元件,主要由激光器芯片和探测器芯片组成。 图表1:光电子器件示意图图表2:2023年全球光电子市场规模有望达454亿美元 500 400 300 200 100 0 30% 光电子(亿美元) YoY 25% 20% 15% 10% 5% 0% -5% 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022E 2023E -10% 来源:公司招股说明书,长光华芯招股说明书,国金证券研究所来源:WSTS,国金证券研究所 受益于全球数据量快速增长,光通信逐渐崛起。在全球信息和数据互联快速成长的背景下,终端产生的数据量每隔几年就实现翻倍增长,当前的基础电子通讯架构渐渐无法满足海量数据的传输需求,光电信息技术逐步崛起。光通信是以光信号为信息载体,以光纤作为传输介质,光芯片实现电光转换,将信息以光信号的形式进行信息传输的系统。光通信传输过程中,发射端将电信号转换成激光信号,然后调制激光器发出的激光束,通过光纤传递,在接收端接收到激光信号后再将其转化为电信号,经调制解调后变为信息,其中需要光芯片来实现电信号和光信号之间的相互转换,光芯片是光电技术产品的核心,广泛应用于5G前传、光接入网络、城域网和数据中心等场景,处于光通信领域的金字塔尖。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。 图表3:光芯片在光通信中用于产生和接受光信号 来源:中国电子元件行业协会,公司招股说明书,国金证券研究所 光芯片位于光通信产业链上游,光芯片的性能决定了光模块的传输速率。从产业链角度看,光芯片与电芯片、PCB、结构件以及套管等组成了光通讯产业上游。产业链中游为光器件,光器件根据组件内部是否发生光电能量转换可分为光无源组件和光有源组件。光无源组件在系统中消耗一定能量,实现光信号的传导、分流、阻挡、过滤等交通功能,主要包含光隔离器、光分路器、光开关、光连接器、光背板。光有源组件能够在系统中实现光电信号的相互转换,实现信号传输的功能,主要包括光发射组件、光接收组件、光调制器等,光 发射组件(TOSA)及光接收组件(ROSA)都由光芯片封装而来,再将光收发组件、电芯片、结构件等进一步加工成光模块。产业链下游则为各种应用领域,包括如光纤接入、4G/5G移动通信网络,云计算、互联网厂商数据中心等。 图表4:光芯片位于光通信产业链上游图表5:光模块结构示意图(SFP+封装) 来源:公司招股说明书,国金证券研究所来源:IMT2020(5G)推进组,公司招股说明书,国金证券研究所 光芯片按功能可以分为激光器芯片和探测器芯片。激光器芯片主要用于发射信号,将电信号转化为光信号,探测器芯片主要用于接收信号,将光信号转化为电信号。激光器芯片根据谐振腔制造工艺的不同可分为边发射激光芯片(EEL)和面发射激光芯片(VCSEL)。边发射激光器芯片是在芯片的两侧镀光学膜形成谐振腔,沿平行于衬底表面发射激光,而面发射激光器芯片是在芯片的上下两面镀光学膜,形成谐振腔,由于光学谐振腔与衬底垂直,能够实现垂直于芯片表面发射激光。面发射激光器芯片有低阈值电流、稳定单波长工作、可高频调制、容易二维集成、没有腔面阈值损伤、制造成本低等优点,但输出功率及电光效率较边发射激光芯片低。面发射芯片包括VCSEL芯片,边发射芯片包括FP、DFB和EML芯片;探测器芯片主要包括PIN和APD两类。 图表6:光芯片可分为激光器芯片和探测器芯片图表7:边发射激光芯片(左)和面发射激光片(右) 来源:公司招股说明书,国金证券研究所来源:长光华芯招股说明书,国金证券研究所 光芯片常使用三五族化合物磷化铟(InP)和砷化镓(GaAs)作为芯片的衬底材料。以三五族元素的化合物构成的半导体材料具有高频、高低温性能好、噪声小、