光器件行业深度报告：激光上游赋能千行百业，算力时代网络底座基石

科技专题研究2023年4月18日中航证券研究所发布 证券研究报告请务必阅读正文后的免责条款部分行业评级：增持光器件行业深度报告：激光上游赋能千行百业，算力时代网络底座基石分析师：刘牧野证券执业证书号：S0640522040001股市有风险 入市需谨慎摘要◼作为我国制造业转型升级的关键技术之一，激光产业在政策的支持下蓬勃发展。激光技术是我国制造业转型升级的关键支撑技术之一，《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《“十三五”国家科技创新规划》等国家政策、发展规划和项目指南均强调重点支持激光产业的发展。同时，得益于激光技术比许多传统制造技术更具成本优势，激光设备在我国迅速普及，我国激光设备、激光器市场增速远高于全球平均水平。◼上游逐渐打破依赖进口，高端光芯片、光器件国产替代空间广阔。在我国政策指引与基础共性研究取得长足进步的背景下，我国激光产业的质量、技术与服务在竞争中慢慢提高，逐步实现由依赖进口向自主研发、替代进口到出口的转变。目前，我国光器件市场各类器件种类繁多，生产厂商百舸争流，整体呈现充分竞争格局。而在技术壁垒更高的光芯片领域，中低端产品国产化率已大幅提升，但高端光芯片仍依赖进口，例如25G以上光芯片国产化率仅5%，国产替代空间广阔。◼科研与军事在激光下游应用中增长潜力最高，“快准狠”使“激光武器化”成为必然。在激光产业众多下游应用中，2020年预计2021年科研与军事市场同比增长32%，具有最高的增长潜力。其中高能激光武器利用高功率激光的热效应、光电效应和热力耦合等效应直接使目标失效甚至毁伤，具有快速响应、打击精准、效费比高、作战隐蔽不易追溯等优点，逐渐成为可适应未来信息化高技术战争的主战武器之一。预计到2024 年，全球定向能激光源和军事激光市场将从 2019 年的 89 亿美元增长到 146 亿美元，2019-2024 的年复合增长率为 10.41%。◼在“双千兆”国家政策和人工智能浪潮催生对网络传输升级迭代迫切需求下，光通信驶入发展快车道。我国“双千兆”网络基础设施建设在政策的指引下一直走在全球前列。而近期在ChatGPT引领的AI时代下，指数级增长的复杂应用场景驱动网络传输迭代升级，数据中心光模块的速率向400G、800G演进。同时，解决高速高密度互连传输场景下功耗制约痛点的新型光电子集成技术CPO也将成为业界重点研发路径。◼建议关注：（1）质地稀缺的光芯片相关标的：长光华芯、源杰科技、仕佳光子；（2）光器件相关标的：CPO和光引擎前瞻性布局天孚通信、铌酸锂调制器国内龙头光库科技；（3）在CPO技术、800G光模块进展领先相关标的：中际旭创、光迅科技、华工科技、德科立等。◼风险提示：“双千兆”建设不及预期风险；下游需求不及预期风险；产品研发不及预期风险；国际贸易摩擦风险等。pOnOmMyRyQtMtMrOtQrOsQ8O8QbRpNnNnPpMkPoOnRkPnPpOaQmNnQwMrRmNNZtRoP目录一、我国激光产业蓬勃发展，逐渐实现上游光器件国产替代二、激光上游赋能千行百业，算力时代网络底座基石2.1 工业：工业激光器市场保持稳定，光纤激光器性能优越占比过半2.2 激光武器：“快准狠”使“激光武器化”成为必然2.3 光通信：“双千兆”+人工智能网络传输升级迭代迫切需求，驶入发展快车道2.4 消费电子：苹果引领3D视觉感知规模化普及，AR/VR成为新增长点2.5 车载激光雷达：随着ADAS大规模“上车”，迎重要发展机遇三、风险提示1.1 欧美在激光产业具有先发优势，我国逐渐实现国产替代◼激光的发明可以追溯到20世纪早期，很快便被广泛应用于各个领域，并深刻地影响了科学、技术、经济和社会的发展及变革，是20世纪与原子能、半导体、计算机齐名的四项重大发明之一，推动现代光子物理学科的两大分支能量光子学和信息光子学的蓬勃发展。欧美地区作为激光技术、激光设备的起源与发展重要区域，具有先发优势和领先地位。其激光产品应用的技术先进程度、渗透优势更为明显，在机械、汽车、航空、钢铁、造船、电子等大型制造产业中，基本完成了激光加工工艺对传统加工工艺的替代更新，进入“光加工”时代，同时涌现出一批知名的激光领域企业。在我国政策指引与基础共性研究取得长足进步的背景下，我国激光产业的质量、技术与服务在竞争中慢慢提高，逐步实现由依赖进口向自主研发、替代进口到出口的转变。理论发展阶段（1917-1960年）应用拓展阶段（1960年-2000年）快速发展阶段（2000年~）➢1917年爱因斯坦提出受激辐射概念，并于1947年被验证。➢1950年Kastler提出光学泵浦的方法。➢1954年第一台氨分子Master建成，首次实现粒子数反转。➢1958年《红外和光学激射器》发表，标志激光时代正式开启。➢1960年红宝石激光器研制成功。➢1960-1966年，第一台氟氖激光器、光纤激光器、半导体激光器、液体激光器、CO₂激光器、离子激光器、YAG固体激光器、HCL化学激光器、生物染料激光器等相继推出。➢激光应用场景逐渐落地，开始被应用于医疗、军事、遥感探测、汽车制造、集成电路制造、消费电子等领域。➢如超市条形扫码器、商用激光打印机、碟片播放机等商业化产品应运而生。➢里根“星球大战”演讲中描绘基于太空的激光武器。➢我国大族激光、华工科技等激光厂商开始崛起。➢SPI公司成立，光纤激光器产品迅速发展。➢法国神经外科学家使用广导纤维激光和微创手术治疗脑瘤。➢美国国家核安全管理局通过使用192束激光来束缚核聚变的反应原料、氢的同位素氘和氚解决核聚变的一个关键困难。➢我国在激光器件上逐渐打破国外技术封锁和价格垄断，填补国内空白。1.2 长期政策支持+普及率提升，我国激光产业市场规模攀升图：2017年至2026年中国激光设备市场规模及预测（亿元）资料来源：华工科技公告、亿渡数据、中航证券研究所整理资料来源：Laser Focus World、亿渡数据、中航证券研究所整理图：2017年至2022年中国激光器市场规模及预测（亿美元）◼激光技术是我国制造业转型升级的关键支撑技术之一，长期以来受到国家产业政策的重点鼓励和大力支持。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020 年）》、《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《“十三五”国家科技创新规划》、《2017 年度增材制造重点专项项目申报指南》等国家政策、发展规划和项目指南均强调重点支持激光产业的发展，为产业持续快速发展提供了广阔的产业政策空间和良好机遇。◼激光技术普及率提升，我国激光设备、激光器市场增速远高于全球平均水平。激光技术的应用比许多传统制造技术更具成本优势，使激光设备在我国得以迅速普及，叠加国产激光产品的崛起正在逐步取代进口的激光产品，我国激光设备和激光器蓬勃发展。我国激光设备2022年市场规模预计将达920亿元，2023年后至2026年将维持20%左右的同比增速。根据Laser Focus World数据，2017-2021年，全球激光器市场规模从138亿美元增长至 185 亿美元，复合年均增速约为7.6%；同期我国激光器市场规模从70亿美元增长至127亿美元，复合年均增速约为16.2%，远高于全球增速。