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深度解读

炬光科技:国产初心如炬,光学赋能不止

激光制造网 来源:国泰君安证券2022-07-13 我要评论(0 )   

1. 核心观点核心观点:炬光科技原主要聚焦于高功率激光器封装元件,长期专研引领国内技术突破,但在光学整形器件领域仍是空白。2017年收购具备强大客户资源、品牌效应、...

1. 核心观点

核心观点:炬光科技原主要聚焦于高功率激光器封装元件,长期专研引领国内技术突破,但在光学整形器件领域仍是空白。

2017年收购具备强大客户资源、品牌效应、技术能力的 LIMO 后,炬光获得强大的微光学器件能力,完成了以“产生光子”、“调控光子”产品为基,拓展完整光学应用方案的蜕变。当前公司正从上游激光/光学元件厂商向医疗健康、汽车应用、半导体、先进制造等众多应用场景进军,所处产业环节价值量快速提升。

汽车应用业务增长有望超预期。

汽车领域,公司主要为激光雷达提供光学元件、发射模组,当前也在积极探索在汽车智能大灯、DMS(驾驶员监控系统)等的光学方案应用。公司继2019年获得大陆集团定点后,2021Q3 获 B 客户定点,且2021年末新客户数已达 27 个,有望孵化更多的定点项目。

催化剂:车规/医疗健康类产品获得更多订单,开拓更多高端应用领域

风险提示:

汽车业务进展不及预期:汽车激光雷达方案众多,下游格局变化较大,若客户在市场竞争中处于不利地位,有可能对公司业务产生不利影响。

半导体激光业务竞争风险:在经过多年的突破,部分参数的大功率半导体激光器元件封装或已被业内所掌握,在中低端领域竞争或较为激烈,可能对公司传统业务领域带来不良影响。

2. 盈利预测及估值分析

2.1. 盈利预测

结合行业及公司情况,我们对炬光科技未来三年盈利能力作出以下假设:

假设 1:半导体激光业务方面,随着终端锂电、光伏、汽车等行业需求增长,工业制造领域激光设备需求增长迅速,带动公司核心业务高功率半导体激光器元件业务持续增长。

另外,在医美领域,随着公司与 Cyden 合作的订单有望持续执行,叠加半导体应用领域有望高速增长,预测2022-2024年 yoy 分别为30%/30%/28%,同时由于公司主要做高端产品,竞争者较少,毛利率水平有望保持或提升,整体毛利率水平为48%、48%、48%。

假设 2:激光光学方面,东莞炬光通过新增产能,汽车、半导体激光等领域的应用对微光学元件需求旺盛,有望推动业务和利润水平快速增长。预测2022-2024年营收 yoy 为47.8%/38.2%/33.8%,毛利率水平为62%/60%/60%.

假设 3:汽车应用方面,随着德国大陆订单不断得到执行,以及 B 客户定点订单有望从2022Q3 开始启动,营收规模有望不断扩大。预计2022-2024年营收增速为195%/186%/41%,毛利率水平为41%/38%/35%。

假设 4:光学系统业务主要面向韩国客户显示面板设备等领域、预计2022-2024年营收增速为40%/30%/30%,毛利率水平为30%/30%/30%。

2.2. 估值分析

1) PB 估值

炬光科技业务覆盖半导体激光元件、高端光学方案多个环节,当前正向汽车激光雷达发射模组、美容领域激光器等中游产品拓展,当前并无完全对标的可比公司。我们认为应采用做光学元件的厂商进行比较,为此我们选取蓝特光学、长光华芯等作为可比公司。

考虑同行业平均估值,以及公司在汽车激光雷达发射模组行业领先的地位,给予2023年6倍 PB,对应合理估值175.32元。

2)PS 估值

公司汽车业务是快速成长的业务,下游激光雷达市场有望持续打开,为此,我们同样选取蓝特光学、长光华芯等含有汽车领域应用的企业作为可比公司。

考虑行业平均估值,以及公司在汽车激光雷达定点项目进展顺利,以及潜在项目较多,可以给予一定溢价,给予公司2023年 13 倍 PS,对应合理估值174.85元。

综合两种估值方法,合理估值区间为174.85元至175.32元。基于审慎原则,我们从低取目标价,为此采用可比 PS 估值方法,目标价 174.85 元。

3. 炬光科技:全球领先的高端光学方案提供商

3.1. 起于激光元器件,向高端光学方案商华丽蜕变

起于半导体激光元器件,创业之心攻破难关。在陕西高新区政策支持下,公司2007年9月由中科院西安光机所和刘兴胜博士成立。成立后,公司致力于打破国内大功率半导体激光器长期被垄断的局面,2008年起,公司即量产多款高功率半导体激光器产品,并做到业内领先。

直到2017年前,公司主业均为高功率半导体激光器件、激光模块和系统的研发生产和销售。此外,公司多年持续承接多项国家级重大专项,在高功率半导体激光器领域积累众多技术专利。随着半导体激光器的应用愈加广泛,公司产品已经应用到工业制造、激光美容、光刻、激光雷达等产品中。

2017 年收购 LIMO,进军半导体激光器微光学产品线,实现有机互补。

德国 LIMO 是全球领先的激光器光学整形、微观学产品和半导体激光器耦合模块的供应商。

公司原有主业为激光器发射部分产品,属于“产生光子”的部件,而 LIMO 主业则为激光光束在传输过程中的整形、光场匀化的调节部分,属于“调节光子”业务。

LIMO 也是全球知名激光器制造商、汽车零部件制造商、液晶面板等下游客户的主要供应商。

公司收购 LIMO,不仅补全了在光路调节的部件产线,还拥有了接触更多海外优质客户的机遇。收购 LIMO 后,公司形成了半导体激光元件和激光光学业务两大支柱业务。

图 3:公司收购 LIMO 以来形成两大互补业务,并不断切入模块、系统应用领域

整合 LIMO后,完成元器件厂商向高端光学方案厂商蜕变,深度切入美容、汽车、工业制造等高端光学应用领域。

凭借全球领先的高功率激光产品与微光学产品线有机结合,公司在汽车激光雷达领域和医疗健康领域获得大批量订单。例如,公司高功率半导体激光光源在全球脱毛净肤领域市占率已经达到全球第一,并于英国客户 Cyden 签订未来 5 年激光器批量供应订单。另外,在国内厂商鲜有突破的全球 ASML 光刻机产业链、韩国面板激光加工产业链中,中国激光方案获得突破,打破海外巨头在该领域持续的垄断。

汽车方面,公司2019年与德国大陆集团签订激光雷达发射模组批量订单,预计2020年到2024年供应将逐渐从小批量到大规模供货。目前炬光科技拥有半导体激光、激光光学、汽车应用(激光雷达)、光学系统四大业务,并已通过 ISO 14001、ISO 45001、ISO 9001:2015 和 IATF 16949 等质量管理体系认证。

我们认为,自2017年开始并购 LIMO 优质资产和整合优质客户后,公司从以往营收规模波动较大的元器件厂商,完成了向规模稳步上台阶的高端光学方案提供商的蜕变。

图 4:公司拥当前已经拥有有从光学元件设计、封装到完整光学解决方案产品线,积累众多知名客户

3.2. 管理团队稳定,股权激励激进

实际控制人为创始人刘兴胜博士,业务结构保持稳定。2021年 1 月 15 日,刘兴胜博士与7 位自然人及 2 个员工持股平台签署一致行动承诺,确认刘博士的实控地位。

公司目前拥有 6 家全资子公司和 2 家控股子公司。其中,公司主体、域视光电主要负责半导体激光业务,海外 LIMO 和东莞炬光主要开展激光光学业务。

从组织结构上看,公司划分业务部门为半导体激光业务部、激光光学业务部、汽车应用业务部、光学系统业务部,募投项目汽车激光雷达若顺利推进,也将由公司主体汽车事业部进行负责。

图 5:公司发行前刘兴胜等 7 个自然人与 2 个员工持股平台为一致行动人

股权激励一气呵成,管理团队众志成城。

实控人在公司发展阶段曾多次设立员工持股平台和股权转让,对核心骨干成员、核心业务管理激励。

2014-2015年新三板上市前,公司设立宁炬、新炬两个持股平台,通过转让原始股对数十名员工进行股权激励。

2017-2018年,由于收购 LIMO 公司整体业务结构发生较大转型和变化,实控人再一次向核心管理层和员工转让股本激励人心。

2020年,公司再次通过让持股平台持有海宁炬光的股份来激励该项业务的负责人。

2022年 4 月,公司开启上市后新一轮限制性股票激励计划,当前已在流程进行中。

我们认为,实控人历年来较为慷慨的股权激励措施,有望更好的鼓舞团队,为公司未来发展打下良好的基础。

2022年限制性股票激励计划未来两年要求较高。

根据公司4月份发布的限制性股权激励计划草案,公司拟针对2022-2023年业绩进行考核,其中营收和净利润的目标均在2022-2023年有大幅增长,分别达到71.4%和58.3%,有望给予未来业绩预测有较好的指引作用。

3.3. 财务指标向好,规模效应显现

公司营收重回增长正轨,汽车业务或成为新动能。

2019年由于激光光学业务(LIMO)主要营业区域为德国,受2019年德国经济大环境整体下滑影响,该业务产生不利影响,导致整体规模有所下滑。

2020年上半年由于全球疫情爆发,下游光纤激光需求有所下滑,但公司新开辟的半导体激光器关键材料产品—陶瓷热沉开始获得批量订单,逐渐成为当前业务的增长点。

另外,2020年随着结构重组的完成和东莞炬光新增光束准直转换系列产线,销售量大幅提高,带动激光光学业务高速增长。

目前,公司新开辟汽车激光雷达相关产品领域,并已经签下大陆、B 客户等定点量产订单,2022年起有望成为新的业务增长点。

毛利率水平方面,整体水平保持稳定。

半导体激光业务主要包括医美、先进制造等场景,随着未来与 Cyden 美容激光的交付,毛利率有望持续上升;激光光学器件主要来源于 LIMO 的微光学产品,2020年较2019年大幅上升主要是因为对 LIMO 进行重组后,国内东莞准直转换产线陆续达产,生产成本进一步降低,未来随着募投项目进一步落地,东莞产能持续扩张,有望保持在较高的水平。

汽车应用业务方面,当前处于发射模组、汽车光学元件小批量生产的阶段,有望产生规模效应,毛利率也有望企稳。

整体而言,在2021年,公司重点开展卓越运营和精益生产计划,激光光学、汽车业务生产设备自动化率达到 70%,同时在运营平台上实现了信息的互通和统一,也有望提升各产品毛利率。

期间费用方面,自战略重组 LIMO 以来整体下滑。

管理费用方面,2019年由于实现 LIMO 的战略重组和人员的辞退补充,公司聘请中介费用大幅提升,拉高了管理费用率。

销售费用方面,2019年起,公司裁减冗余销售人员,人员工资占比逐渐下降,且随着当前营收规模持续增长,销售费用率有望持续降低。

研发费用方面,2019年由于新增立项研发数量较多,材料费用增幅较大,未来随着研发人员数量的持续增加,职工薪酬也会有一定上升,但营收规模的持续增长有望减缓研发费率的增长幅度。

2019年非经常性损益影响较大,LIMO 重整后净利率水平不断回升。

2019年由于德国经济水平欠佳,主营区域为德国的 LIMO 除了财务指标出现下滑,按照会计准则也计提了商誉减值 5708 万元,导致当年净利率为负。

随着 LIMO 内部整合的完成,营业成本不断降低,相应费用(管理、销售)也得到了有效的控制,预计未来净利率水平有望保持在健康水平。

3.4. 募投突破瓶颈,具备良好经济效益

公司募集约 10亿元用于四个项目,其中两项为扩张微光学器件产能与激光雷达发射模组产能。公司2021年 12 月发布招股说明书注册稿,预计将投入约 2.6 亿元于东莞微光学及应用项目,以及约 1.6 亿元于激光雷达发射模组产业化项目。

其中,激光光学器件产能有望增加2600万件,实施地点为东莞,与前面 LIMO 重组承接的东莞产线契合。另外,激光雷达发射模组有望增加约 307 万件,实施地点为西安高新区。

其中,微光学器件作为公司主要毛利贡献业务,产能将新增2600万件。

由招股书披露的销量看出,LIMO 主要优势产品光束准直转换系列销量最大,应用场景更为广泛;而未来光场匀化器也将在激光雷达上有所应用,为此公司补充的产能主要为 FAC/SAC 准直系列、塑料光场匀化器等。

另外,公司在近年也开发出基础材料产品金锡薄膜 AlN 热沉,并将应用于东莞产线的新增产能。作为公司高功率半导体激光器封装的核心材料,有望减少对外采购,提升公司传统产品竞争力。

汽车激光雷达发光模组作为公司未来主要发展方向,产能将新增至306万件。

虽然根据招股书数据,当前销量仅为数千件,但根据其与德国大陆集团的框架协议,到2023/2024年,该客户销量将达到超过 2 万件。

根据招股书披露,公司当前已经与北美、欧洲、亚洲等多家知名企业达成和合作意向或建立合作项目,包括 Velodyne LiDAR、Luminar、福特旗下 Argo AI 等。加之当前公司线光源、面光源等多款产品与多家客户合作开发,或进行送样,未来有望实现突破,项目产能达产有望巩固公司在市场中的领先地位。

部分超募资金和自有资金将用于建设医疗健康产业基地。

公司拟通过东莞炬光在韶关投资 5 亿元“炬光科技医疗健康产业基地项目”,其中一期预计投资 1.08 亿元。目前,公司半导体激光元件已经规模应用于专业医美领域,随着后续 Cyden 项目陆续交付,医美场景的应用将更加广阔。(报告来源:远瞻智库)

4. 半导体激光元件领导者,多场景拓展厚积薄发

4.1. 应用与日俱增,下游领域不断扩展

半导体激光是激光发展史上重要里程碑,其重要性与日剧增。

自60年代红宝石激光器发明以来,按增益介质的不同,逐渐衍生出染料激光器、固体激光器,气体激光器,光纤激光器和半导体激光器。

其中,气体、染料激光器由于传统激光器的制约要素,如体积较大、分立元件较多、寿命较短等,逐渐退出应用舞台。而光纤激光器、固体激光器和半导体激光器凭借各自独特的优势,应用愈加广泛。其中,半导体激光器凭借高转换效率、较小体积、长寿命、波段分布广等优势,实现最为广泛应用。

大功率半导体激光器常作为固体激光器、光纤激光器的泵浦源,是最为关键和核心的器件。激光的发生需要主要三个条件。

一是增益介质,二是泵浦源使粒子数反转,三是具备谐振腔可进行反馈放大。其中,泵浦源的作用相当于提供外部的能源,不断使增益介质产生粒子数反转,从而产生受激辐射。

固体、光纤激光器的命名是以其增益介质的物质形态进行分类,但其所需的特定波长的外部能量使用半导体激光器提供。另外,大功率半导体激光器也可直接应用于材料加工、医疗美容等领域。

高功率半导体激光器市场规模有望不断扩大,2025年或超过25亿美元。

根据 Strategies UnLimited 调查数据,按应用分,高功率半导体激光器应用可分为作为固体激光器和光纤激光器泵浦源以及直接应用的器件或系统。全球合计市场规模预测到2025年将超过 25 亿美元。其中,作为固体和光纤激光器主要部件的市场规模占总规模一半以上。

图 12:全球高功率半导体激光器2025年市场规模超过 25 亿美元

4.2. 大功率激光封装难,核心工艺优势明显

大功率半导体激光器制作流程如下。首先是从产业链采购半导体激光器芯片或者Bar 条、结构件、透镜、光纤、热沉等原材料,再将封装器件按单阵列、多阵列(水平阵列、垂直阵列)、不同冷却方式(微通道、传导冷却)进行封装,以满足客户对功率、光斑、均匀度、线宽等的不同要求。

大功率半导体激光器难点是高质量的封装。

封装方式按半导体激光器形态和摆放方式进行区分,包括单发射腔、Bar 条、水平阵列和垂直叠阵。

由于单发射腔功率不能做到很大,目前常采用 Bar 条、乃至 bar 条阵列来将功率叠加提升。

大功率封装需要降低芯片工作时废热的积累,从而提高激光器的输出功率和工作寿命,因此需要涉及良好的电接触和热接触,降低废热的积累,高效的冷却技术和芯片焊接技术等。

芯片焊接上,过往通常采用铟焊工艺,炬光领先的“无铟技术”极大提高器件可靠性。

过往应用中,铟焊料是大功率半导体激光器封装中最常用到的焊料之一,刘兴胜博士团队发现该软焊料容易出现高电流下电迁移和电热迁移的问题,影响半导体激光器的稳定性。

此外,巴条输出的波长展宽常因为封装导致的热效应造成,要获得窄光谱需要保持巴条的温度和应力得到均匀。

公司通过开发全无铟化的 AuSn 焊工艺,通过在 bar 和热沉之间添加缓冲层,可以有效缓解热应力的影响,

公司在高功率激光封装领域主要工艺积累较深。

公司在芯片贴合、热管理、热应力控制等方面积累深厚,具备较多专利技术与论文成果。同时负责牵头承担国家重大科学仪器设备开发专项等国家重大科技项目,以及制定《半导体激光器总规范》《半导体激光器测试方法》两项国家标准。

4.3. 国产化引路人,向医美多场景拓展

早年长期被海外厂商垄断,炬光开启国产化之路。

国外从20世纪80年代以来便开始大功率半导体激光器研究,形成了以美国相干、德国 Dilas 公司等具备先进封装工艺的厂商。

2008年以前,由于技术的限制,国内市场长期被国外企业占据。

随着我国在半导体激光技术的投入和出国人员回国,大功率激光器国产化被提上日程。

炬光科技在2008年由前身阿格斯光电科技重组更名后,陆续推出多款高功率产品,当时在单管功率上达到 5-8W 的领先水平,CS 系列单阵列功率达到 60W,也是当时全球同类公司最高功率水平,打破国内厂商在该领域的空白。

2009年,炬光三项大功率技术成果通过省级科技成果鉴定,综合指标国际领先。

通过多年打磨,公司主力产品性能全球领先,并远销海外。

产品对比看,公司主要产品GS系列和 VS 系列单 bar 功率均比海外主要厂商对标产品更高,功率更高需要的技术和工艺难度更大。

预制金锡薄膜陶瓷热沉有望打破海外垄断,即将进入批量交付中。

大功率激光封装中陶瓷热沉是重要元件,用于半导体激光热量的散热,前述 4.2 部分已经介绍过金锡焊料比含铟焊料的优点,但早期能在陶瓷热沉上制作金锡薄膜的厂商主要为海外厂商。该元件长期被日本、美国公司垄断。

公司在投入大功率激光封装早期,也开始了对金锡薄膜陶瓷热沉的研发投入。

当前,根据招股书披露,公司主要产品已经通过 11 家国内外厂商的认证,也将迎来批量交付,开启国产化的道路。

除了传统的高功率应用工业制造领域,半导体激光在医美多领域应用。

医美领域,半导体激光在脱毛、溶脂、荧光造影等领域实现应用。激光脱毛通过使激光穿过皮肤表层到达毛发根部毛囊,产生热效应使毛囊消减,达到使毛发失去再生能力同时又不损伤周边组织的效果。

当前半导体激光脱毛机为临床应用最多的激光脱毛系统之一,波长为 800nm 或 810nm。公司率先提出“高峰值功率短脉宽”的技术理念,客户覆盖以色列、意大利、韩国、中国等,与多家知名医疗设备制造商保持合作,根据公开报道,公司半导体激光光源在脱毛领域市占率领先。

目前产品涵盖基于微通道制冷技术的 Vshiny 系列激光器、基于传导冷却制冷技术的 Vsilk 系列激光器、LPS 系列配套电源、F-pure 系列配套滤芯。

而激光荧光造影技术作为一种新兴的技术,被应用于手术辅助精准治疗。

其作用原理是将水溶性的、对人体无害的荧光造影剂注入血管中,然后在受到特定波长(如近红外)的光照射时,会发出荧光,从而帮助医生实时观察局部血液循环情况。常用于眼部、皮瓣、手术中液体流动等应用。公司目前也已向美国史赛克(Stryker)等医疗器械行业客户提供荧光造影用半导体激光元器件。

激光溶脂领域,其原理是可以利用 1064nm 波长激光穿透皮肤,通过对脂肪细胞进行选择性加热和分解,从而达到减脂塑型功效,公司开发的激光溶脂模块 FR 系列已与国内外多家知名客户开始合作。

图 21:公司开发的 Fairy 激光溶脂模块

与 Cyden签署长期合作订单,未来有望贡献业绩增量。

根据公开新闻报道,公司自主研制的高功率半导体激光光源在脱毛净肤领域占有率已经跃居全球第一,尤其是 Vsilk 系列激光器产品广受客户好评。

另外,根据招股书披露,公司已经与英国 Cyden 签署总体合作协议和排他协议,将批量供应其医疗美容领域的激光器,有望带来较多业务增量。

5. 收购优质资产,微光学和系统能力更上台阶

5.1. 成功收购整合 LIMO,补强光场调控能力

微光学透镜是半导体激光应用的重要元件。

激光器元件部分主要解决激光器“产生光子”的问题,但激光产生后仍需获得光斑、发散角、功率等特定参数才能正常工作,这就需要对发射的激光光子进行调控整形。例如采用半导体激光器产生的激光束,通常需要使用均匀规则的形状光斑,如矩形光斑、圆形光斑等,这就需要对半导体激光器发出的光束进行整形。

在现有技术中,通常在半导体激光器后依次使用快轴准直透镜 (fac)和慢轴准直透镜(sac)对激光光束整形。其中,快轴由于发散角度大,快轴准直透镜 FAC 用量较大,且可广泛应用于 LIDAR、光纤耦合模块等场景。

图 23:激光光束沿快轴和慢轴发散需要进行准直

德国 LIMO是一家世界领先的光学和光束整形方案提供商,德国LIMO 前身成立于1992年,是世界上领先的激光器光学整形、微光学产品、半导体激光器耦合模块产品供应商,品牌位于全球激光微光学行业前列,且曾获得国际光学工程学会(SPIE)颁发的全球光电行业最高荣誉之一 Prism Awards 棱镜奖。

其主要服务领域包括激光、显示器生产、半导体光刻和汽车领域等。收购前,其主要客户为 Carl Zeiss、Hanamura Optics,横滨光学,Amplitude Systemes、德国通快、德国 Dilas 等海外知名厂商。

2019年整合完成后,激光光学业务成为炬光重要增长点。

原有的炬光科技主要聚焦于高功率激光器光源部分,在光学整形器件领域仍是空白。

2017 年收购 LIMO 后,炬光科技将原有业务激光光学产品线保留在 LIMO 中运营,并在东莞(包括本次募投项目)新建产能共同从事激光光学业务。

另外,LIMO 原半导体激光器耦合模块归于西安原有业务,整合为工业应用模块,对原有激光器阵列产品进行进一步补强。此外,LIMO 光学系统产品线(UVL)分拆至 LIMO Display 后注入子公司海宁炬光运营。至此,公司完成了结合“产生光子”到“调控光子”的完整光学方案闭环,营收规模和海外客户资源得到极大的补充和增强。

5.2. 领先微光学工艺,技术性能全球领先

微光学元件(MOC),指面形精度可达亚微米级,表面粗糙度可达纳米级的自由光学曲面及微结构光学元件。当前微光学元件主要制作方法有两种,一是使用半导体晶圆工艺,包括晶圆级光学镜头(WLO)和晶圆级玻璃(WLG,炬光使用的方案);二是通过精密模压一次成型,主要材料有模压树脂或模压玻璃。其中,半导体晶圆工艺(WLO)制作的镜头方案被应用于苹果 iPhone X 中,由 Heptagon 提供。

晶圆级微光学制作工艺具备较高的壁垒,且阵列尺寸接近衍射极限,可以实现最高 90%的光能利用率,且可以冷加工的形式获得很好一致性的阵列。精密模压则容易产生损坏,主要应用于成本较低和低功率的领域。

公司具备全球领先的12英寸晶圆级激光光学制作技术。

公司掌握独有的微光学复杂球面、非球面柱面透镜加工工艺,是全球目前唯一掌握在最大 12 英寸(300mm x 300mm)的光学衬底材料上同步加工的厂商。

其可以加工得到一致度极高的器件,是公司所有微光学元器件的制作基础,可制作包括单(非)球面柱面透镜,光束转换器,光束准直器,光纤耦合器,光场匀化器、光场扩散器等器件,也定制化具体特定光场调控特性的器件。

以最常用的快轴准直器为例,12 英寸可生产 25000 只器件,有望大大降低成本,有望满足客户每年百万只以上的需求。

除了快慢轴准直器外,公司在光场匀化、发散等领域性能参数也全球领先。

晶圆级制作的微透镜阵列重要的应用有三个,一是匀光(Homogenizer),对光学整形形成均匀的光斑;二是分散器(Diffuser),即将光斑在焦平面均匀的扩散,从而实现控制视场角(FOV)及能量分布。该两项应用可以广泛应用于激光雷达发射模组。

另外,公司的匀化器和扩散器可以为折射率光学器件(ROE),不选用衍射光学器件(DOE),便不会产生O级光斑,应用在车载可以避免能量损耗和对人眼产生危害。

另外,公司的光场匀化器、光束扩散器也已经进入象征机械加工最高端的全球半导体主流设备场景,客户包括美国科磊半导体、美国 Zygo 公司等,已经贡献超过千万量级的收入。

5.3. 面板应用打破垄断,紫外光斑系统获突破

紫外激光剥离是柔性 OLED面板中的关键制程。柔性OLED生产中,需要用激光能量实现玻璃基板与 OLED 器件的分离,因此是 OLED和 LCD 生产的重要制作流程之一。

该领域长期被海外相干公司准分子激光退火技术垄断。

公司固体激光剥离(LLO)紫外线管办系统目前已经在国际主流面板厂商生产线获得初步份额,而固体激光退火系统2020年已经交付第一台样机,有望进一步打破海外相干公司在该领域的全球垄断。其中,国际主流客户包括韩国 LG 电子,京东方(公司直接客户为集成商 韩国 APS)、日本夏普(集成商韩国 DE&T)。公司2018年两者均有销售。

6. 切入 Lidar 发射模组,产品矩阵优势明显

6.1. 激光雷达应用广泛,汽车应用有望快速上量

激光雷达应用广泛,市场规模有望不断扩大。根据 Yole 最新报告分析,当前 Lidar 主要应用有汽车领域的ADAS、自动驾驶汽车,工业领域的工厂自动化、智慧建筑、风能,地理探测等领域。市场规模有望从2019年的 16 亿美元,快速增长到2026年的57.18亿美元,年复合增长率有望达到 21%。

图 31:LiDAR 市场2026年有望达到 57.18 亿美元

汽车应用有望引领 Lidar 市场,ADAS 应用 CAGR 或高达 94%。根据 Yole 对细分市场的统计,汽车 ADAS 和 Robotic Cars 应用在2026年有望占据超过半壁江山,市场规模有望分别达到23亿美元和5.75亿美元,年复合增长率或分别达到94%和32%,是高速成长的市场。

6.2. 光学成本占比高,公司业务矩阵深度受益

车载激光雷达是光电传感器,应用较多光学元件。根据汽车人的分类,不管是机械式、半固态、固态激光雷达,按功能分其内部组件均可分为激光发射模组,激光接收模组,扫描系统,信息处理系统。

激光发射、激光接收是必不可少的光学部分。其中车规级的光学部分预计占激光雷达,发射端和接收端将应用到激光器、准直镜、透镜等基础光学元件,上游光电元件提供商有望直接受益。

图 33:激光雷达上游为光电元件厂商

公司产品矩阵齐全,有望深度受益。

我们认为,炬光科技汽车相关产品可划分为三个层次,即微光学元器件、光源模块和组装解决方案。

一,炬光作为微光学元器件供应商,可以为提供独特的微光学元器件,主要包括长焦快轴准直透镜系列、光场匀化器、扩散器等,同时也可以根据客户定制微透镜阵列;

二是公司可作为光源模块供应商,提供基于边发射半导体激光器(EEL)、垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)等光源技术的模组,主要包括应用于半固态线扫描式激光雷达技术路线的线光斑光源模组和应用于闪光式固态激光雷达技术路线的面光斑光源模组;

三是作为解决方案和服务提供商,为客户提供激光雷达发射端光源模块、激光雷达整机的组装制造服务。

微光学元器件层面,公司可提供准直器,扩散器、匀化器等。例如,以 EEL 方案激光雷达为例,激光通过多通道管芯发射后,需要经过 FAC 和 SAC 或者扩散器进行准直扩散。而又如公司大视场角的扩散器产品,使用 ROE(折射率光学元件),可以消除零级光斑,发散角可以大于 100 度,比传统的聚合物扩散器性能更加优良。

图 35:公司准直器、扩散器等在 Lidar 形成线光斑、面光班等优势明显

公司发力发射模组产品,产品矩阵完善下可对不同方案提供多种产品或服务。

例如,面向机械式激光雷达,公司主要通过提供标准微透镜元件;而针对面向 ADAS 乘用车市场的 MEMS 或转镜扫描类激光雷达,公司可提供创新性的 905nm EEL 线光斑发射模块,可以取代传统的单点或多点光源,配合新型线列探测器实现等效高线束;针对 Flash 激光雷达主要是提供基于固体激光的超高峰值功率 AL01 激光发射模块以及基于 VCSEL 光源的 300W 面光斑模块;针对采用 OPA、FMCW 等激光雷达技术路线的客户,公司可提供定制微光学组件以及组装制造服务。

谨慎测算公司面向的全球市场空间2026年有望达到约5.6亿美元。

根据 System Plus、Livox 等拆解成本看,发射端整体成本占比约 20%-30%,而光学透镜成本占比 10%,接收端成本占比 20%-30%。

考虑发射端及光学透镜均为公司产品矩阵内,中性考虑各种方案整体平均占比约 20%左 右,考虑 Yole2026 年市场规模预测 Lidar 在 ADAS 和 RobotTaxi 应用约 28 亿美元,公司面向市场有望达到 5.6 亿美元。

未来若公司开发更多光源模块或进行整机制造服务,价值量有望进一步提升。

6.3. 卡位优势明显,汽车业务潜力十足

汽车业务进展良好,已通过多项验证。

公司目前已经成立专门的汽车业务部门,当前汽车业务主要面向下游 LiDar 和 DMS(驾驶员监控系统)领域。

2021年 7 月公司正式通过了 IATF16949 质量体系认证(包括设计与制造),同时通过了德国汽车工业协会 VDA 6.3 过程审核,为未来的业务发展打好了质量体系基础。

此外,公司也通过了车规级分立光电半导体元器件所需的应力测试标准ACE-Q102。当前,智能辅助驾驶产业已经贡献千万量级的收入。

Lidar光源方面,公司已与多家知名企业达成合作意向或建立合作项目,高峰值固体激光雷达面光源 AL01产品已经批量出货。

根据招股书披露,公司已经与北美、欧洲、亚洲多家企业达成合作意向,包括Velodyne Lidar、Luminar、Argo AI 等知名企业。

公司自2016年起开始研发的高峰值功率固态激光雷达光源模块,已于2019年与德国大陆公司签订批量供应合同,2020年完成自动化产线建设、产品可靠性验证等开发工作,进入量产爬坡和交付阶段,为行业内首次实现固体激光雷达发射模块的规模化量产。

2021年 Q3,公司获得 B客户激光雷达发射模组量产项目定点,有望在2022Q2完成量产产线建设,从 2022Q3 起进入量产阶段。

DMS方面,基于红外 VCSEL激光光源正在逐步替换传统 LED光源。

在欧洲,已经开始要求2022年期初出厂必须配备 DMS 系统,有望推动 DMS 系统应用不断扩大。该领域,公司目前已经发布了 AT01/AT02 系列 VCSEL 光源模块,集成了车规级的 VCSEL 芯片和炬光独有的车规级匀化扩散器。

该光源模块核心要求是特定的强度分布 FOV 和车规的可靠性。目前,公司正向欧洲、亚太地区的 Tier 1 客户和 DMS 集成商客户送样验证,预计在2022或2023年有望进入量产。

华为哈勃投资入股,有望为公司带来更多合作机遇。

2020年9月,华为哈勃投资与炬光前述合作协议,约定以5000万元认购200万股。根据每日经济新闻,华为2019年 5 月成立智能汽车解决方案 BU,随后公布激光雷达产品计划,并预计将激光雷达成本降至 200 美元甚至 100 美元,有望引领激光雷达行业降本增效。

华为当前通过哈勃投资入股了常州纵慧芯光(VCSEL)、长光华芯(VCSEL)和南京芯视界微电子科技公司(SPAD),可见作为激光雷达厂商华为在积极布局上游供应链。为此, 我们认为公司作为上游光源模块厂商,华为资本的入股有望带来更多合作机遇。

7. 风险提示

汽车业务进展不及预期:汽车激光雷达方案众多,下游格局变化较大,若客户在市场竞争中处于不利地位,有可能对公司业务产生不利影响。

半导体激光业务竞争风险:在经过多年的突破,部分参数的大功率半导体激光器元件封装或已被业内所掌握,在中低端领域竞争或较为激烈,可能对公司传统业务领域带来不良影响。

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