長光華芯研究：半導體激光芯片等激光行業核心元器件1.研發標簽鮮明的半導體激光企業長光華芯專注于半導體激光芯片、器件及模塊等激光行業核心元器件的研發、制造及銷售。已形成由半導體激光芯片、器件、模塊及直接半導體激光器構成的四大類、多系列產品矩陣，為半導體激光行業的垂直產業鏈公司。從半導體激光芯片1出發，橫縱向擴展業務布局。1）針對半導體激光行業核心的芯片環節：公司已建成覆蓋芯片設計、外延生長、晶圓處理工藝（光刻）、解理/鍍膜、封裝測試、光纖耦合等IDM全流程工藝平臺。已建成3吋、6吋量產線，應用于多款半導體激光芯片開發。公司已突破一系列關鍵技術，是少數研發和量產高功率半導體激光芯片的公司之一。2）業務橫向擴展：建立了高效率VCSEL激光芯片和高速光通信芯片兩大產品平臺。3）業務向下游延伸：開發器件、模塊及終端直接半導體激光器。公司產品可廣泛應用于光纖激光器、固體激光器、超快激光器等泵浦源。這些可以應用于激光智能制造裝備、國家戰略高技術、科學研究、醫學美容、激光雷達、3D傳感、人工智能、高速光通信等領域。公司所處行業為典型的技術和知識密集型行業，持續的研發創新是保持行業競爭力的關鍵。長光華芯是一家典型的研發導向的企業，在研發的各個環節進行資源傾斜，助力公司在競爭激烈的市場中站穩腳跟的同時不斷向前突破。1.1由上而下的研發隊伍在公司管理層中，閔大勇、王俊、廖新勝、潘華東四人為公司核心技術人員。技術背景深厚，主導了公司相關產品的研發和生產基地建設。長光華芯成立于2012年，公司四位核心技術人員分別于2012-2017年加入公司至今，均為技術背景出身。他們在半導體激光行業有著多年深厚的積累，幫助公司在半導體激光產品的技術研發、成果轉化以及生產基地的建設管理各方面做出了貢獻。公司管理層中，四位核心技術人員持股比例與薪酬水平均為第一梯隊。這有信號意義，彰顯公司對于技術人員的重視。公司對關鍵核心技術員工實行較好年薪制、年薪制。2020年四位核心技術人員薪酬均接近百萬元，間接持有公司股權比例為眾多管理層中較高。長光華芯自2012年成立以來，圍繞研發創新獲得多項市級、省級、國家級榮譽，彰顯公司研發團隊實力強勁。從研發團隊建設來看，除了四位核心技術人才，公司還建成江蘇省博士后創新實踐基地、江蘇省研究生工作站、國家級博士后工作站分站等，強化高質量技術人才的吸納和培養。在員工配置上，截至2021H1，長光華芯員工中31%為研發人員。截至2021H1，公司總員工數為348人，其中106人為研發人員。據長光華芯董事長、總經理閔大勇先生介紹，公司研發技術隊伍中碩士博士占比超過50%，團隊更多次獲得各級部門重大創新團隊和領軍人才殊榮。上市前即準備得體的人才激勵機制。1）為了鼓勵員工積極參與公司的建設，激發員工的積極性、創造性，公司制定了《人才激勵制度》。在待遇層面，對一般員工實行基礎工資加項目工資的薪資制度，對關鍵核心技術員工實行高薪制、年薪制。2）根據公司《科技成果轉化的組織實施與激勵獎勵制度》，公司將研發人員和有特殊貢獻的員工納入股權激勵范圍。對于撰寫及申請專利、發表科研論文等在知識產權方面做出貢獻的員工，給予一定額外獎勵。3）通過蘇州英鐳、蘇州芯誠、蘇州芯同對員工實行股權激勵。蘇州英鐳為公司核心管理團隊間接持有公司股份的持股平臺，蘇州芯誠、蘇州芯同為公司骨干員工間接持有公司股份的持股平臺，發行后三個持股平臺分別持有公司股份14.82%、1.59%、1.47%。1.2既分工又協作的研發機制公司建立了以研發中心為核心，既分工又協作的研發組織結構。公司建立了以研發中心為核心，以工程部為輔助的研發組織結構，其中研發中心以技術中心辦公室及分析中心為輔助兩翼，以外延技術部、光學技術部、器件技術部、巴條技術部、VCSEL技術部及光通信技術部為主體。研發中心各個部門有機協調，既保障了研發進度的統籌規劃和成果管理，又讓各個條線產品都得到重視，為科研提供了靈活的空間和有力的組織保障。項目制研發管理模式。結合自身業務結構、行業特點及市場情況，確定研發方向。根據研發方向，由相應部門成立研發項目組。研發活動由研發項目主管牽頭，項目經理、工程師等參與執行。1.3高技術轉化率：毛利率減研發費用率提升！公司核心技術均為自主研發，涵蓋從外延生長、晶圓工藝處理、鍍膜、到封裝和測試等全流程芯片制造技術。截至2021年9月30日，發行人已獲授權專利61項，其中發明專利22項、實用新型專利34項、外觀專利5項。公司采用IDM模式進行半導體激光芯片的研發、生產與銷售，掌握半導體激光芯片核心制造工藝技術關鍵環節。已建成3吋及6吋半導體激光芯片量產線，構建了GaAs（砷化鎵）和InP（磷化銦）兩大材料體系。建立了邊發射和面發射兩大工藝技術和制造平臺，具備各類以GaAs（砷化鎵）和InP（磷化銦）為襯底的半導體激光芯片的制造能力。2018年至今，長光華芯幾乎所有收入來自公司核心技術產品。公司已經形成了從技術開發到產業化落地的順暢路徑。2018年以來，研發投入占收入比重穩定下降，彰顯研發投入效果逐步釋放，帶動收入增速快于研發投入增速。尤其在2020年，公司研發投入絕對值依然保持增長的情況下，研發投入收入占比大幅下降14pct，收入端爆發增長潛力顯現。這一趨勢在2021年上半年得到延續。2018-2021年，公司毛利率-研發費用率的差值由負轉正，正值不斷拉大。2020年，公司整體上扭虧為盈，毛利率-研發費用率差值轉正是公司扭虧為盈的關鍵因素。梳理公司歷史發展，公司產品創新升級的時間線初步呈現出類指數趨勢，前期靜心積淀，后期加速爆發。1）2012-2017年，公司建成芯片設計、封裝測試、光纖耦合等工藝產線，后續實現光纖耦合、陣列模塊的全面量產。這一時期為從0到1階段，公司深入研究并突破核心技術難題，為后續爆發蓄力。這一時期，6大類核心技術中4大類已有專利布局。2）2017年之后，公司每年均有多項重要突破，實現快速從1到N的產品矩陣擴展。短短幾年時間，長光華芯便解決了外延生長技術、腔面鈍化技術以及器件制作工藝水平等方面的多個技術難題，這也使長光華芯能夠在最短的周期內成為全球少數幾家、國內唯一一家研發并量產高功率半導體激光器芯片的公司，打破了核心半導體激光芯片長期被國外芯片制造商壟斷的局面。截至2021年9月30日，公司共有已獲授權專利61項，其中77%來自2017年及之后。2.半導體激光芯片：自主供應大勢所趨2.1高功率半導體激光芯片：下游國產化先行，拉動上游公司幾大產品系列中，高功率單管系列和高功率巴條系列產品為絕對收入來源。2018年以來，這兩大產品系列占公司收入比重合計超過9成，其中高功率單管產品收入占比超過7成。高功率半導體激光芯片系列產品位于激光產業鏈中上游。激光行業產業鏈上游是利用半導體原材料、高端裝備以及相關的生產輔料制造激光芯片、光電器件等，是激光產業的基石。產業鏈中游是利用上游激光芯片及光電器件、模組、光學元件等作為泵浦源進行各類激光器的制造與銷售，包括直接半導體激光器、二氧化碳激光器、固體激光器、光纖激光器等。下游行業主要指各類激光器的應用領域，包括工業加工裝備、激光雷達、光通信、醫療美容等應用行業。2021年全球激光器市場規模預計約185億美元，同比增長15%。根據LaserFocusWorld，2019年，全球激光器銷售收入達147.3億美元，較上年增長7.05%。根據《2021年中國激光產業發展報告》，2020年全球激光器銷售額為160.10億美元，2021年全球激光器銷售總額有望繼續取得15%左右的增長，達到184.80億美元。隨著全球智能化發展，智能設備、消費電子、新能源等領域對激光器的需求不斷增長，以及醫療、美容儀器設備等新興應用領域的持續拓展，全球激光器的市場規模將繼續保持穩定增長。公司生產的高功率半導體激光芯片是產業鏈中游各類光泵浦激光器的核心泵浦光源，包括光纖激光器、固體激光器、液體激光器等，屬于激光器生產制造的核心元器件，廣泛應用于激光加工、激光切割、科研與軍事、生物醫療等領域。2020年光纖激光器在工業激光器中占比提升至53%，是最主流的一類激光器。按照增益介質的不同，激光器主要可以分為液體激光器、氣體激光器、半導體激光器和固體激光器等。根據銳科激光招股書，光纖激光器屬于新一代固體激光器的一種，具有光電轉換效率高、結構簡單、光束質量好等特點，目前已成為激光技術發展主流方向和激光產業應用主力軍。據LaserFocusWorld，工業激光器的市場規模從2015年的28.66億美元增長至2020年的51.57億美元。其中，光纖激光器市場規模從2015年的11.68億美元增至2020年的27.17億美元，占比從2015年的40.8%提升至2020年的52.68%，是市場份額最大的工業激光器。在國內市場，下游高功率光纖激光器市場國產化進程過半，賦予上游高功率半導體激光芯片國產化較大機遇。從我國激光器市場來看，國產光纖激光器逐步實現由依賴進口向自主研發、替代進口到出口的轉變。根據《2021年中國激光產業發展報告》，我國光纖激光器市場預計由2018年77.40億元增長到2021年的108.60億元，復合增長率達到11.95%。根據《2020年中國激光產業發展報告》，2020年我國小功率（<100w），中功率（≤1.5kw），大功率（>1.5kw）光纖激光器滲透率分別預計達到99.54%，61.19%。57.58%，其中小功率已經基本完成國產化自給，中高功率國產化程度還有部分提升空間，但進程也過半。反觀上游高功率半導體激光芯片等核心元器件仍依賴進口，通過下游帶動上游，上游芯片環節的國產化將逐步展開。主要假設如下：1）2020年全球激光器銷售額：根據《2021年中國激光產業發展報告》，2020年全球激光器銷售額為160.10億美元，2021年全球激光器銷售總額有望繼續取得15%左右的增長，達到184.80億美元。2）使用高功率半導體激光芯片的激光器市場占比：2020年全球激光器市場中，材料加工與光刻市場、通信與光存儲市場、科研與軍事市場、醫療與美容市場、儀器與傳感器市場及娛樂、顯示與打印市場占比分別為39.60%、24.50%、13.80%、5.70%、12.60%及3.80%，其中主要使用高功率半導體激光芯片的市場為材料加工與光刻市場、科研與軍事市場、醫療與美容市場，合計占比為59.10%。3）激光器行業平均毛利率：根據國內第一大激光器廠商銳科激光的銷售毛利率，激光器行業平均毛利率為30.00%。4）泵浦源占激光器成本占比：根據《激光制造商情》（2020年08月刊130期）,泵浦源（光纖耦合模塊）是激光器的核心器件之一，占光纖激光器成本比例高達50%。5）泵浦源平均毛利率：按照公司泵浦源（光纖耦合模塊）平均15%的毛利率計算。6）激光芯片占泵浦源成本占比：按照10%測算。根據公司招股書測算，2020年我國高功率半導體激光芯片市場規模約為5.29億元人民幣。根據《2021年中國激光產業發展報告》，2020年我國光纖激光器市場規模為94.20億元。根據StrategiesUnlimited，2009年至2019年，光纖激光器在工業激光器中的市場份額由14.00%迅速增加至53.00%，因此工業激光器的整體市場規模約為177.74億元。按照以上相同的假設可得到，2020年我國國內市場激光芯片的市場規模約為：62.21*

（1-15%）*10%=5.29億元。公司在高功率半導體激光芯片領域的國內市場占有率第一，居于國內領先位置。通過以上測算，公司高功率半導體激光芯片在國內市場的占有率為13.41%，在全球市場的占有率為3.88%。可比公司如武漢銳晶，從事高功率半導體激光芯片的研發