光库科技研究报告光器件为基，铌酸锂调制器芯片蓄势待发

（报告出品方申万宏源）

1. 光库科技国内光电子器件领先厂商

1.1 深耕产业 20 年，科研基因深厚

二十年产业深耕，光库科技成长为国内光电子器件领先厂商。光库科技成立于 2000 年，于 2017 年 3 月成功登陆深交所创业板。公司成立初期聚焦于光纤激光器件，后续通 过收购深圳加华微捷、Lumentum 产品线等开拓公司业务版图，目前已形成光纤激光器件、 光通讯器件、铌酸锂调制器及光子集成业务三大产品线，产品可应用在光纤激光、光纤通 讯、航空航天、数据中心、医疗设备等领域。2020 年，公司成立光子集成事业部，进入铌 酸锂调制器芯片新领域。经过多年的经营和市场检验，公司在行业内树立了技术基础雄厚、 产品稳定可靠的形象，已成为行业内知名品牌。

定增入股后，公司实际控制人变更为珠海国资委。2021 年 1 月定增计划实施后，珠海 华发集团旗下子公司珠海华发实体产业投资控股有限公司通过增资、股份权利转移等方式 入股，截止到 2021 年三季度末，华发实业持有公司 23.76%股权，成为公司第一大股东。 董事长王兴龙博士通过 XL laser Limited 持股比例为 5.58%。

公司管理层大多技术出身，多项技术均处在国际领先水平。公司科研基因深厚，从管 理层背景来看，公司高管团队大多技术背景出身，王兴龙博士、吉贵军博士、周赤博士、 钟国庆先生等均拥有近 20 年的光电子器件生产制造和管理经验，并聘请了著名激光专家姚 建铨院士为首的技术顾问团队，保证了公司的持续、快速创新能力。目前公司已掌握先进 的光纤器件设计和封装技术，铌酸锂调制器芯片制程和模块封装技术、高功率器件散热技 术、光纤器件高可靠性技术、保偏器件对位技术、光纤端面处理技术等均处于国际先进水 平。

新一轮股权激励已开启，绑定公司核心人员利益，且对研发投入提出明确要求，彰显 公司未来发展心。2021 年 9 月公司发布新一轮股权激励方案，本轮股权激励的对象为包 括公司主要的高层、中层管理人员和核心技术（业务）人员等在内的 17 名对象。本次激励 计划的考核年度为 2021-2023 年，在解锁条件方面，除了对于营业收入、每股收益做出了 明确的要求，并针对研发费用率提出了不低于 10.05%且该费用率不得同业平均水平的要求。 对于收入、研发支出、利润三方面的考核，体现出了公司对于研发的重视和对于未来业务 发展的心。

关于基本每股收益的计算，根据公司公告，在本计划有效期内，若公司发生资本公积 转增股本、派发股票红利、增发、配股、可转债转股等行为，计算基本每股收益时，所涉 及的公司股本总数不作调整，以 2020 年底股本总数为计算依据；若公司本年度及未来实施 公开发行或非公开发行等产生影响净资产的行为，则新增加的净资产和对应的净利润在业 绩考核时可不计入当年以及未来年度净资产和净利润增加额的计算。

1.2 外延并购，业务范围持续拓展

收购加华微捷，公司从光纤器件进入光通讯器件领域。2018 年公司以自有资金人民币 1.45 亿元收购加华微捷 100%股权，进入高速发展的数据中心、云计算和 5G 产业链。 加华微捷的核心竞争力在光学组件的先进制造和封装技术、高速光学连接组件的设计 能力，对定制产品批量生产的转快速转化能力。

致力于研究开发、生产、销售高端光纤连 接产品，微光学连接产品，保偏光纤阵列和高密度光纤阵列，主要应用于 40G、100G、400G 等高速、超高速光模块，相干通讯和 WSS 模块中。2016 年加华微捷获得旭创科技最佳品 质供应商奖。并成为旭创科技无源器件的核心供应商之一。

1.3 营收稳定增长，盈利能力逐步增强

公司当前主营业务主要包括三大类，分别是光纤激光器件、光通讯器件和铌酸锂调制 器及光子集成产品。根据公司 2021 年中报数据，当前光纤激光器件营收占比为 58%，光 通讯器件营收占比为 23%，铌酸锂调制器及光子集成产品营收占比为 13%。

具体来看 光纤激光器件主要产品包括隔离器、合束器、光纤光栅、激光输出头等，应用于光 纤激光器、激光雷达、无人驾驶等领域。光纤激光器件在传输过程中主要起到放大光号， 输出高功率的作用。 光通讯器件主要产品包括隔离器、波分复用器、偏振分束/合束器、光纤光栅、镀 金光纤等，主要应用于密集波分复用传输等领域，实现光号稳定长距离传输。

当前公司 产品可应用于 40G、100G、400G、800G 等高速、超高速光模块、相干通讯和 WSS 模 块中，并成为多家大型数据通讯公司的核心供应商。 铌酸锂调制器及光子集成产品主要产品包括100/200/400/600G 铌酸锂相干调制器、 10Gbps 零啁啾强度调制器、20/40GHz 模拟强度调制器等，主要应用于高速、超高速干 线光通网、海底光通网、城域核心网等领域。

2016-2021Q3 公司营业收入保持稳定增长，盈利能力已实现改善。从营收角度， 2016-2021 年前三季度，公司营收增速始终保持在 25%以上，虽然年度间增速有波动，但 是 2021 年前三季度营收 4.87 亿元，同比增长 40.68%，创下近五年新高。归母净利润端， 2019 年同比增速为负，主要系当年股票激励摊销费用大幅增加，叠加国内市场竞争激烈、 自建新园区后固定资产折旧增加、中美贸易战下关税增加等多因素影响所致。

2020 年归母 净利润增速仅为个位数主要因为受新冠疫情及生产调试期的影响，米兰光库亏损 1310.75 万元。如果剔除米兰光库的影响，实则增速为 25.80%。当前，公司运营日渐恢复增正常， 米兰光库按照计划产能稳步释放，2021 年前三季度归母净利润实现明显改善，同比增长 122.94%。

2. 传统业务优势突出，基本盘稳固

根据前文介绍，公司通过收购逐步扩大产品线，根据业务进入的时间前后，本章将公 司光纤激光器件、光通讯器件两大产品线定位为公司的传统业务。本章将重点分析，公司 这两部分业务后续成长空间和公司的竞争优势。

2.1 光纤激光器件行业需求扩大，公司实力领先

光纤激光器优势明显，在工业激光器市场占比过半。激光器根据增益介质不同，可分 为气体（主要为 CO2）激光器、固体（主要为 YAG）激光器、光纤激光器等，其中光纤激 光器作为第三代激光器，与传统激光器相比，在电光转换效率、光束质量、散热性能、结 构体积和维护成本等方面均有明显的优势，在整个工业激光器市场中占有率不断提升。（报告来源未来智库）

下游应用领域扩大带动光纤激光器市场规模扩大，激光器市场需求中心转移至国内。 随着成本的降低和性能的提升，光纤激光器在向越来越多的行业渗透。光纤激光器目前已 经在汽车、电子、航空航天、机械、冶金、铁路、船舶、激光医疗等领域逐步取代传统制 造技术，并且在新技术领域不断发挥作用，如在 5G 智能手机领域的激光切割、激光焊接、 激光打标、在新能源汽车领域，电池和车身激光焊接、激光切割装备等等，带动行业规模 不断扩大。根据 Optech Consulting 数据，全球光纤激光器市场规模未来仍将保持高速增 长，预计 2025 年有望达到 44 亿美元。

中低功率的光纤激光器国产化替代较为成熟，高功率国产化进程加快。普通低功率光 纤激光器技术门槛较低，国产低功率光纤激光器的市场占有率超过 85%。由于高功率光纤 激光器技术门槛较高，产品价格和附加值相对较高，目前以 IPG 为代表的欧美知名光纤激 光器企业仍在我国占据较高份额。但是近几年，国内厂商发展较为迅速，国产的高功率激 光器能效显著提升，出货量明显增加。

技术和产品实力领先，客户基础稳固，公司充分受益行业增长。光纤激光器件是公司 自成立以来一直深耕的市场，经过二十多年积累，公司在光纤激光器件市场技术实力、产 品品质和客户基础均处于行业领先地位。考虑到当前光纤激光器件朝着高功率、小型化、 集成化等方向发展，技术门槛不断提升，公司将充分受益于未来行业发展。具体来看

1）技术和产品方面核心技术均来自自主研发，产品品类丰富可靠性高，多个细分品 类市占率行业领先

光纤激光器件行业是技术工艺驱动型行业，高功率器件的核心技术主要体现在光束质 量控制及散热技术，在提高输出功率的同时，不影响光束质量。要想实现光束质量控制及 散热，需要采用新的光学材料和较为成熟的生产工艺，技术门槛较高。公司在研发和生产节的核心技术均来自自主研发，尤其在保偏技术和高功率技术方面实力领先，能够较快 响应行业需求变化。产品方面，不仅品类齐全，而且在光纤光栅、隔离器等细分品类市场 占有率行业领先。目前公司自主研发的 6kW 合束器、1.5kW 光纤光栅、500W 隔离器、 6kW 激光输出装置等多款产品达到全球先进水平。

2）客户基础业内认可度高，客户资源丰富，且粘性强

一般来说，光纤激光器件生产商在通过客户相关试用和认证，成为供货商后，会与客 户形成相对稳定的关系，且客户一般不会轻易更换供应商，新进入者要获得客户认证需要 很长时间。目前公司在行业内树立了技术基础雄厚、产品稳定可靠的形象，在国内外的主 流光纤激光器厂家中得到了普遍的认可。公司客户包括国外知名的激光器生产商 Trumpf Group、Coherent、Spectra-Physics 等，国内领先的激光器生产商杰普特、锐科激光、 创鑫激光等。

2.2 光通讯器件流量增长驱动技术迭代，行业需求上行

公司光通讯器件主要应用在两个领域一是电网络市场，主要应用于光纤通网络 的系统设备中，处于光通产业链的上游；二是数通市场，主要应用在高速、超高速光模 块、相干通讯和 WSS 模块中。 数通和电市场双驱动下，光模块全球规模将破百亿美金，2020-2026 年行业 CAGR 将达到 14%。光模块下游需求主要靠电市场和数通市场拉动。

电市场受益于全球范 围 5G 网络持续建设，光模块需求有望保持稳定增长；数通市场1）数据流量持续快速增 长下带来云计算厂商的扩容需求。据市场调研公司 Omdia 预测，2019 至 2023 年，全球 数据中心资本支出将从 820 亿美元上升至 1250 亿美元。2）数据中心从传统三层架构向叶 脊二层架构转化会带来更多传输节点，带动光模块需求提升。根据 Yole 数据，2020 年光 模块市场规模约 96 亿美元，预计 2026 年将达到 209 亿美元，2020-2026 年 CAGR 为 14%。

3. 铌酸锂调制器开启公司成长新阶段

3.1 铌酸锂调制器IDM 模式壁垒高，竞争格局稳定

电光调制器是光通重要环节。由于息源发出的电号即基带号频率低，无法实 现远距离传输的，因为远距传输需要先将基带号调制到更高频率的载波上。光纤具备带 宽高、损耗小、成本低等优点，在光通领域，电光调制器的作用利用晶体的电光效应1将 电号加载到光载波上，完成电号的长距离运输。 性能优良的调制器应该满足（1）足够宽的调制带宽，满足高效率无畸变传输；（2） 消耗的电功率小；（3）调制特性曲线的线性范围大；（4）工作稳定性好。

传统铌酸锂调制器性能指标优越，目前主要应用在高速长距离通。超高速光通调 制器芯片与模块是用于长途相干光传输的核心光器件，目前行业内光调制的技术主要有三 种基于硅光、磷化铟和铌酸锂材料平台的电光调制器。其中，硅光调制器主要是应用在 短程的数据通用收发模块中，磷化铟调制器主要用在中距和长距光通网络收发模块， 铌酸锂电光调制器主要用在 100Gbps 以上直至 1.2Tbps 的长距骨干网相干通讯上。

磷化铟（InP）材料具有电子迁移率高、耐辐射性能好、禁带宽度大等优点，目前光模 块中的光芯片 DFB、EML 均可基于该材料生产，其中 DFB 针对中长距离（10km）及以下， EML 针对长距离（80km）及以下，而基于磷化铟的光调制器一般成本较高。

铌酸锂调制器生产一般采用 IDM 模式，进入壁垒高，行业已形成较为稳定竞争格局， 光库科技是其中一家。不同于半导体行业的结构化分工模式，目前光电子行业，尤其是铌 酸锂调制器行业，全球主流公司均采用 IDM 模式。IDM 模式意味着公司需要具备从设计、 制造、封装测试到销售的全系列能力。铌酸锂调制器类产品设计难度大、工艺极其复杂。 在设计、制造工艺、封装等各个环节，均存在较高的门槛，属于技术高、资金重，周期长 的行业，较难有轻资产公司走出来。

传统铌酸锂调制器行业竞争格局较为稳定，光库科技收购 Lumentum 相关产品线进 入该领域。我国电级 LiNbO3（铌酸锂）系列高速调制器器件基本依赖进口。由于 LiNbO3 （铌酸锂）系列高速调制器芯片及器件行业壁垒较高，全球仅有三家主要供应商可以批量 供货，分别是 Lumentum、日本的 Fujitsu（富士通）和日本的 Sumitomo（住友集团）。 2020 年光库科技通过收购 Lumentum 相关产品线进入该领域。根据富士通披露的数据， 截止到2021 年一季度末公司实现各类型铌酸锂调制器销量突破一百万个且2020 年在全球 铌酸锂调制器市场份额为 70%。（报告来源未来智库）

政策鼓励，国产化趋势加速。随着光通产业不断发展，缺少核心元器件和关键材料 这一制约我国光学产业发展的瓶颈问题日趋严峻。中国电子元件行业协会《中国光电子器 件产业技术发展路线图（2018-2022 年）》指出，目前国内核心的光通芯片及器件仍然 严重依赖进口，高端光通芯片与器件的国产化率不超过 10%，要求力争在 2020 年实现 铌酸锂调制器芯片及器件市场占有率超过 5-10%，并不断替代进口，扩大市场占有率，并 于 2022 年实现市场占有率超过 30%。

3.2 薄膜铌酸锂调制器性能全面提升，潜在市场空间近百亿

传统铌酸锂调制器体积较大，应用场景受限。传统铌酸锂电光调制器使用的电光材料 是体铌酸锂材料，通过钛扩散或质子交换工艺对单晶铌酸锂材料进行局部掺杂构成波导， 同时为了减少功耗、降低调制器的驱动电压，调制区的长度需要设计的很长，封装后的电 光调制器的总长度通常在 5~10 cm。 传统铌酸锂调制器较大的体积不符合光通行业端口密度大、光器件尺寸小、性能参 数提升的趋势。

例如 100G CFP 数字相干光模块中能留给调制器的空间需要小过现有的基 于传统铌酸锂的 OIF 标准，OIF 进而又制定了一个基于 InP 磷化铟的小尺寸调制器标准。 而对于 CFP2 模拟相干光模块 ACO 来说，调制器及可调激光器的尺寸需要进一步压缩。传 统铌酸锂调制器体积较大的问题导致了其无法取代磷化铟调制器的所在市场同时也较难在 器件体积更小的 100G 以上网络应用。

薄膜铌酸锂调制器体积减小的同时性能得到提升，符合产业变化趋势，学术和商业化 角度均有突破。 薄膜铌酸锂又称绝缘体上铌酸锂（Lithium Niobate on Insula⁃tor, LNOI），是一种 将亚微米厚度的单晶铌酸锂薄膜键合（一种直接键合技术）在二氧化硅层上构成的新型材 料，这种方式大大增强了波导对光模式的束缚能力和电光调控效应。同时离子切割技术的 大力发展，铌酸锂亚微米波导刻蚀技术的引入提高了铌酸锂调制器的集成度（体积降低） 以及各方面的性能。

目前相干光模块已经实现从骨干网向城域网的需求下沉，考虑到相干光模块灵敏度高、 成本低等优点，我们认为随着薄膜铌酸锂等技术的成熟以及综合成本的进一步下降，相干 光模块有望应用在数据中心市场（DCI 的 40+/80+km），带动需求进一步下沉，实现薄 膜铌酸锂调制器潜在市场规模的扩大。

薄膜铌酸锂调制器 2024 年潜在市场规模或近百亿级。根据 Cignal Al 预测，随着高速 相干光传输网络需求不断下沉，相关高速调制器的需求预计持续增加，2024 年全球高速相 干光调制器出货量将达到 200 万端。目前在整个高速光调制器市场，磷化铟调制器出货量 大于铌酸锂调制器，但随着薄膜铌酸锂技术逐步成熟，薄膜铌酸锂调制器有望陆续替代磷 化铟调制器。根据公司非公开发行招募说明书，预计 2024 年铌酸锂调制器平均销售单价 为 5865 元/件，出于保守估计我们近似假定 2024 年铌酸锂调制器单价为 5500 元，假设 薄膜铌酸锂调制器渗透率达到 65%，对应潜在市场规模约为 200 万*5500 元*65%=71.5 亿元。

除了光通市场以外，铌酸锂调制器应用领域还涉及光纤传感器、光纤陀螺、微波光 子学等多领域，这些领域均处在稳定发展阶段，以光纤陀螺仪为例，根据麦姆斯咨询机构 数据，预计 2022 年全球光纤陀螺仪市场规模为 10.37 亿美元，铌酸锂调制器对应的传感 器价值量占比约为 30%-40%，由此可推测 2022 年这部分潜在市场为 3.1-4.1 亿美金，即使 2022-2024 年光纤陀螺仪市场不增长，这部分对应市场规模也超过 19 亿元（美元兑换 人民币汇率按照 6.4 计算）。

我们认为叠加这些非通市场需求之后，2024 年薄膜铌酸锂调制器潜在市场规模有望 接近百亿。

公司已有薄膜铌酸锂调制器相干发明专利在审，定增资金投入将加快相关研发进度。 一方面，公司已经在 2020 年 12 月提交了关于薄膜铌酸锂相关发明专利，另一方面，公司 在 2020 年定增募集部分资金也会投入到开展对薄膜铌酸锂调制器等新产品的研发，加快公 司新品研发进程。

我们认为薄膜铌酸锂调制器有望成为下一代具备明显优势的电光调制器，其应用市场， 2024 年潜在市场规模可达百亿。公司通过收购进入该领域，在收购环节，收购完成公司已 委派具有丰富行业经验的管理团队进行整合并已经完成新公 IT 系统及供应链的整合，并实 现批量出货，同时对于下一代薄膜产品，公司不仅已经有研发积累并通过定增加大产能释 放。考虑到铌酸锂调制器芯片 IDM 模式较高的壁垒，我们认为公司将充分受益于行业的发 展和后续产能的释放。

4. 盈利预测

根据前文分析，当前光库科技的主营业务包括光纤激光器件、光通讯器件、铌酸锂调 制器及光子集成产品三大类，由于公司通过定增募集资金用来进行铌酸锂高速调制器芯片 研发及产业化项目，结合公司披露的产能释放计划，预计从 2022 年开始公司铌酸锂调制器 产能有望实现快速放量。（报告来源未来智库）

1.预测公司 2021/2022/2023 年光纤激光器业务将快速增长。行业角度，随着高功率 光纤激光器技术的成熟和成本下降，激光器下游应用领域将不断扩大，进而带动相关光纤 激光器件需求，确保了行业将维持稳定增长。公司层面，公司在高功率光纤激光器件技术 领先，且在细分品类如隔离器、光纤光栅等市场占有率领先，考虑到公司已经在该领域深 耕二十多年，品牌和客户基础兼备，我们认为公司能够继续保持较强的竞争力，预计公司 光纤激光器件业务 2021/2022/2023 年对应的业绩增速分别为 50%、37%、25%，对应的 毛利率分别为 44%、43%、42%。

2.预测公司 2021/2022/2023 年光通器件业务将平稳增长。公司光通器件下游应 用领域为电市场和数据市场，其中电市场具备一定的周期性，但 2021-2023 年仍处在 5G 建设的规模阶段；流量驱动下，数通市场存在对于器件更新迭代的需求，公司当前产品 全面且成为多家设备厂商的供应商，有望继续保持平稳增长。预计公司光通讯器件业务 2021/2022/2023 年对应的业绩增速分别为 13%、14%、10%，对应的毛利率分别为 41%、 40%、39%。

3.预测公司 2021/2022/2023 年铌酸锂调制器业务将高速增长。公司于 2020 年完成 对于 Lumentum 相关产品线的收购，但并未在 2020 年产生明显收入贡献。根据公司 2021 年中报披露，上半年公司该产品线产能为 5500 件，完成销售 3863 件，对应收入为 0.41 亿元，可近似推测出 2021 年公司产能为 1 万件，上半年铌酸锂调制器单价超过 1 万元。

产品单价方面我们近似假定 2021 年铌酸锂调制器单价为 1 万元，考虑到截至 2020 年 6 月 30 日，公司尚未交货的 LiNbO3（铌酸锂）系列高速调制器芯片及器件产品在手订 单 596 万美元，平均销售单价为 1,488 美元/只。由于 LiNbO3（铌酸锂）系列高速调制器 芯片及器件产品设计难度大，工艺较为复杂，全球仅有三家主要供应商可以批量供货，产 品市场竞争压力相对较小。我们认为未来三年该产品单价下降幅度较小。

产品销量方面在公司意大利地区现有的产能基础上，根据定增募投项目规划，在铌 酸锂新增产能方面，预计 2022 年完成 2 万器件的封装测试生产能力，2023 年实现 4 万只 器件的封装测试生产能力。我们预计未来三年该产品出货量分别为 0.9 万件、2 万件、4.9 万件。 量价趋势叠加下，我们预计公司铌酸锂调制器业务 2021/2022/2023 年对应业绩增速 为 101%、111%、119%，对应的毛利率分别为 50%、51%、51%。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关息，请参阅报告原文。）

详见报告原文。    

精选报告来源【未来智库】。