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3月15日，苏州长光华芯光电技术股份有限公司（以下简称“长光华芯”）刊登《发行安排及初步询价公告》《招股意向书》等公告文件，这意味着该公司已经启动发行，即将登陆科创板，将成为A股第一家半导体激光芯片上市公司。 长光华芯本次IPO发行募集资金重点投向科技创新领域的项目为“高功率激光芯片、器件、模块产能扩充项目”“垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）及光通讯激光芯片产业化项目”及“研发中心建设项目”。 其中，高功率激光芯片、器件、模块产能扩充项目总投资5.99亿元，包括购置厂房、MOCVD （外延生长）、流片、巴条上盘预排机、激光划片、自动粘片机等相关设备，整体扩大公司高功率半导体激光芯片、器件、模块产品的产能规模。VCSEL及光通讯激光芯片产业化项目投资3.05亿元，项目有利于实现VCSEL芯片和光通讯芯片产业化，拓展至消费电子、汽车雷达、光通讯等更多应用领域，该项目的实施能够丰富公司原有产品结构，为公司提供新的增长点。 借助登陆资本市场的契机，长光华芯将进一步加大研发投入，对半导体激光芯片及高效泵浦技术、光纤耦合半导体激光器泵浦源模块技术和大功率高可靠性半导体激光器封装技术等激光领域前沿技术进行研究，打造可持续领先的研发能力和新方向拓展能力，助力高功率激光技术的创新发展。 据悉，长光华芯聚焦半导体激光行业，始终专注于半导体激光芯片、器件及模块等激光行业核心元器件的研发、制造及销售，紧跟下游市场发展趋势，不断创新生产工艺，布局产品线，已形成由半导体激光芯片、器件、模块及直接半导体激光器构成的四大类、多系列产品矩阵，为半导体激光行业的垂直产业链公司。得益于前期大量的研发投入，2021年长光华芯实现营业收入4.29亿元、净利润1.15亿元，较2020年增长率分别达到73.59%和340.49%。 纵横发展加速版图扩张 长光华芯聚焦于半导体激光行业，“一平台、一支点、横向扩展、纵向延伸”战略清晰，并基本构架成型。核心产品为半导体激光芯片，“纵向延伸”至下游器件、模块及直接半导体激光器，“横向扩展”至VCSEL芯片及光通信芯片等多种类半导体激光芯片。2020年公司“支点”产品高功率半导体激光芯片在国内市场的占有率位居第一。 公司采用IDM模式，突破外延生长、芯片制造、封测各环节关键技术及工艺，拥有半导体激光行业中最大的6吋生产线。构建了砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)两大材料体系，具备边发射和面发射两大芯片结构技术和工艺生产平台。随着公司生产技术不断提高及生产工艺不断改进，激光芯片生产的良率不断提高，有效提升规模经济、降低生产成本，并与多家激光器和激光应用系统龙头企业达成深度融合。 通过多年的研发和创新，公司自主研发的高功率半导体激光芯片、器件、模块等产品已广泛应用于先进制造等领域，填补国产高端半导体激光芯片和器件的空白，解决了我国高功率激光领域“卡脖子”问题，推动半导体激光芯片及器件各项关键技术指标的全面提升，并促进高功率固体激光器、光纤激光器、超快激光器等激光器的核心芯片国产化，自主化。 营收快速增长毛利稳步提升 报告期内(2018年至2021上半年)，公司实现营业收入9243.44万元、1.39亿元、2.47亿元及1.91亿元，2018-2020年复合增长率为63.53%；综合毛利率分别为30.97%、36.03%、31.35%和52.92%；扣除非经常性损益后归母净利润分别为-2865.82万元、-1792.17万元、-1,459.52万元和3234.45万，报告期前三年亏损逐渐缩窄并于今年扭亏为盈。随着6吋晶圆生产线导入爬坡、产线自动化程度不断加深、生产工艺日趋完善，公司芯片产能及良率将逐步提高。 从产品结构看，高功率单管系列产品贡献公司主要营业收入。报告期内，公司高功率单管系列产品收入分别为7185.75万元、1.03亿元、2.18亿元和1.43亿元，呈现逐年上升的趋势，营收占比为77.74%、74.82%、88.06%、75.35%，系公司主要产品。 高功率巴条系列产品收入分别为1928.44万元、3371.93万元、2562.11万元和4462.36万元，营收占比为20.86%、24.54%、10.37%、23.46%，高功率巴条系列产品主要应用于生物医疗、科学研究与国家战略高技术等领域，具有技术要求高、产品附加值高、毛利率较高的特点。高效率VCSEL芯片产品于2020年投入市场，当年实现营收340.60万元，2021上半年部分订单落地并量产交付，实现营收189.09万元。 下游需求持续旺盛半导体激光方兴未艾 激光产业链上游是激光芯片、光电器件等，中游是利用上游的芯片、器件、模组、光学元件等进行各类激光器的制造与销售，下游是激光设备集成商和应用系统商，产品最终应用于先进制造、医疗健康、科学研究、信息技术、光通信、光储存等众多领域。20世纪中期至今，随着各类激光器相继问世，激光在各个领域快速得到应用，显示出强大的生命力和竞争力。 其中，半导体激光领域包括激光芯片、器件、模块，以及作为终端产品的直接半导体激光器。半导体激光芯片采用半导体芯片工艺制造，以电激励源的方式，以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等半导体材料为增益介质，将注入电流的电能激发，实现电光转换输出激光。半导体激光器具有电光转换效率高、体积小、可靠性高、寿命长、波长范围广、可调制速率高等优点，除了直接使用，也作为光纤激光器和固体激光器等主流工业激光器的核心泵浦源。 公司高功率半导体激光器芯片属于工业激光器核心元器件，广泛应用于材料加工、科研防务、生物医疗等领域。根据《2020年中国激光产业发展报告》，2019年全球材料加工领域以60.30亿美元销售额位居细分领域第一，占比40.94%，通讯和光存储为第二大市场，销售额为39.80亿美元，占比27.02%，科研和军事市场以17.70亿美元位居第三，随后的医疗和美容领域销售额为13.30亿美元，仪器和传感器市场为11.80亿美元，娱乐、显示和打印市场为4.40亿美元。 中国激光产业逐渐进入高速发展期，2019年中国材料加工激光设备市场销售总额收入为658亿元。在材料加工设备领域，激光较传统加工方式在效率和质量上具有明显优势。激光加工是利用高强度激光束，实现对材料的打孔、切割、焊接、熔覆、打标、雕刻、清洗等方式的加工。相对于传统工艺，激光加工具有适用对象广、材料变形小、加工精度高、非接触加工、自动化加工、绿色环保等优点。 在市场驱动力方面，以激光加工应用于锂电池制造和光伏电池制造为例，这两个行业在能源消费机构转型和“双碳”大背景下，快速发展的确定性极强。有券商测算，激光加工设备在锂电池制造中的占比可达到25%，2021-2025年锂电池领域激光设备年均市场规模将达到70亿元；激光加工设备在光伏电池制造设备占比约为10%，预计2025年光伏电池领域激光加工设备市场规模增长至32亿元。 对VCSEL芯片而言，由于具有效率高、光束质量好、精度高、功耗低、小型化、高可靠、调制速率快、生产成本低等优势，VCSEL是激光雷达和3D传感模组的核心部件。VCSEL作为3D传感技术的基础传感器，受益于物联网传感技术的广泛应用，特别是5G和AI两大重要技术的市场发展，其应用市场规模不断增加，特别是以VCSEL为发射源的3D立体照相机作为应用场景的核心部件将会迎来高速发展，3D相机是一种超级智能眼睛，能够记录立体信息并在图像中显示的照相机，能够记录的额外增量信息包括：物体纵向尺寸、纵向位置以及纵向移动轨迹等等，在智能手机等消费类电子应用之外，还有更广阔的应用市场，包括生物识别、智慧驾驶、机器人、智能家居、智慧电视、智能安防、3D建模、人脸识别和VR/AR等新兴领域。激光雷达是综合的光探测与测量系统，下游产业链包括无人驾驶、高级辅助驾驶(ADAS)、服务机器人和车联网行业。根据沙利文研究，到2025年，全球激光雷达市场规模为135.40亿美元，较2019年可以实现64.63%的复合增长率。 3D传感领域可以获取物体的深度信息，实现物体实时三维信息的采集。随着2017年苹果iPhone X手机开创3D传感功能，受其示范效应推动，目前华为、三星、OPPO等手机厂商陆续在旗舰手机中采用3D方案，而苹果在2020年在iPhone12手机中搭载后置3D D-TOF Lidar后，又将推动智能手机新一轮升级。 光通信芯片主要市场为电信市场、数据中心市场和消费电子市场。根据IDC预测，全球数据总量预计将从2018年的33ZB增长到到2025年的175ZB，年复合增长率约为26.91%。面对海量的数据流量和交互量，5G技术的出现将是解决无线传输速率和数量的最佳解决方案。根据《2020全球5G和新基建产业展望》数据，预计2022年将迎来基站建设的顶峰，年建设量将到达110万个。在光通信技术的不断突破和海量数据的背景下，光通信行业及其上游核心元器件有望保持稳定增速持续发展。 量产高功率激光芯片逐步实现进口替代 公司是半导体激光行业全球少数具备高功率激光芯片量产能力的企业之一，已经逐步实现高功率、高可靠性、高效率、宽波长范围单管芯片的国产化及进口替代。2020年长光华芯高功率半导体激光芯片国内市场占有率第一。随着激光芯片的国产化程度加深和产能提升，公司的市场占有率将进一步提升。 公司核心技术覆盖半导体激光行业最核心的领域，包括器件设计及外延生长技术、FAB晶圆工艺技术、腔面钝化处理技术以及高亮度合束及光纤耦合技术等。公司产品性能指标与国外先进水平同步，打破国外技术封锁和芯片禁运。目前商业化单管芯片输出功率达到30W，巴条芯片连续输出功率达到250W(CW)、准连续输出1000W(QCW)，VCSEL芯片的最高电光转换效率60%以上。同时在激光器件封装、光束整形、合束耦合、直接半导体激光系统等领域拥有丰富的产品研制与生产经验，成功开发了多款光纤耦合模块及直接半导体激光器等产品。 为推动核心技术发展，公司一直保持较高的研发投入，并与苏州高新区政府共建了“苏州半导体激光创新研究院”，打造一个具有可持续研发能力的“平台”。报告期内，公司研发费用分别为3718.98万元、5270.65万元、6,033.18万元和3,751.10万元，呈现稳定上升态势；占营业收入的比例分别为40.23%、38.05%、24.41%和19.67%。报告期末，公司研发人员106人，占员工总数的比重为30.46%。公司已拥有专利61项，其中发明专利22项，正在申请的专利共计98项。 公司采用IDM(Integrated Device Manufacture，垂直整合制造)模式进行半导体激光芯片、器件、模块等产品的研发生产；拥有了一套从外延生长、芯片制造、封装测试、可靠性验证相关设备并突破各环节关键技术及工艺。公司已经建成3吋、6吋半导体激光芯片量产线。其中，3吋线为半导体激光芯行业主流产线规格，6吋线为行业内最大尺寸生产线，相当于硅基半导体的12吋量产线。公司构建了GaAs和InP两大材料体系、边发射和面发射两大工艺技术和制造平台，具备各类以GaAs和InP为衬底的半导体激光芯片的研发和制造能力。 产能方面，截至2021上半年，公司高功率单管芯片产能806.4万颗、高功率巴条芯片产能5.76万颗、单管及巴条器件产能88.32万个，光纤耦合及阵列模块产能4.88万个、直接半导体激光器产能500台。其中，公司单管芯片的产量由2018年的115.94万颗增长至2020年的483.75万颗，复合增长率达到104.26%，而随着生产工艺持续改进，2018-2020年芯片良率复合增长率达到33.40%，这成为提高芯片产量、降低生产成本的重要因素。2021年1-6月，公司单管芯片产量为796.32万颗，年化后产量为1592.64万颗，较2020年度增长229.23%。 IDM模式能更好地理解客户需求，实现更有弹性的按需研发和生产的同时能够更好地进行技术积累，在深度和广度上覆盖客户日益增长的新需求。公司凭借优秀的研发设计与生产能力，在半导体激光芯片及相关产品上满足了下游知名客户较高的工艺指标要求和严格的供应商筛选标准，与客户之间的合作绑定较为紧密。在工业激光器、激光加工设备等领域，公司积累了包括锐科激光、创鑫激光、大族激光、杰普特、飞博激光等行业龙头及知名企业客户。在高能激光器的应用方面，公司为高功率光纤激光器和高功率全固态激光器提供泵浦源，广泛服务于多家国家级骨干单位。 IPO募资扩产和延伸助力营收强增长 公司本次IPO发行募集资金重点投向科技创新领域的项目为“高功率激光芯片、器件、模块产能扩充项目”、“垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)及光通讯激光芯片产业化项目”及“研发中心建设项目”。 其中，高功率激光芯片、器件、模块产能扩充项目总投资5.99亿元，包括购置厂房、MOCVD (外延生长)、流片、巴条上盘预排机、激光划片、自动粘片机等相关设备，整体扩大公司高功率半导体激光芯片、器件、模块产品的产能规模。VCSEL及光通讯激光芯片产业化项目投资3.05亿元，项目有利于实现VCSEL芯片和光通讯芯片产业化，拓展至消费电子、汽车雷达、光通讯等更多应用领域，该项目的实施能够丰富公司原有产品结构，为公司提供新的增长点。 此外，研发中心建设项目针对半导体激光芯片及高效泵浦技术、高能固体激光泵浦源技术、光纤耦合半导体激光器泵浦源模块技术和大功率高可靠性半导体激光器封装技术等激光领域前沿技术研究课题进行前瞻性开发，有利于巩固公司的技术领先地位，实现可持续发展战略。
下游需求持续旺盛半导体激光方兴未艾
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