炬光科技研究报告稀缺激光元器件厂商，中游延伸加速成长

（报告出品方/作者国证券，马成龙）

炬光科技光子行业国内领先厂商

产生+调控光子，技术延伸推动应用范围扩大

炬光科技深耕光子行业超过 20 年，技术落地范围不断延伸。炬光科技成立于 2007 年 9 月，主要从事光子产业链上游的高功率半导体激光元器件和原材料（“产生 光子”）、激光光学元器件（“调控光子”）的研发、生产和销售，目前正在积 极拓展光子产业链中游的光子应用模块、模组、子系统（“提供光子应用解决方 案”）业务，重点布局汽车应用、泛半导体制程、医疗健康三大领域。 炬光科技已发展成为国内实力最强的高功率半导体激光器品牌，被中国光学学会 激光加工专业委员会授予“高功率半导体激光产业先驱”称号。公司在中国西安、 东莞、海宁，德国多特蒙德拥有生产基地和核心技术团队，目前正在韶关建设医 疗健康产业基地、在合肥建设泛半导体制程光子应用解决方案产业基地。2021 年 12 月，炬光科技在上海证券交易所科创板成功上市。

从产业链角度，公司业务范围已经从光子行业上游延伸至行业中游。炬光所处行 业为光子行业，行业中游包括光纤激光器、固体激光器两类常见激光器，上游对 应所需要的激光器芯片和各类光学元器件，二者完成激光器所需的光源及激光形 状控制功能，对应“产生光子”和“调控光子”环节。炬光科技起家于上游业务， 通过多年行业经验积累和技术沉淀，逐步将业务范围延伸至中游领域，不断拓宽 业务可触达潜在市场规模。

详细来看，公司对应的业务范围包括 1）上游“产生光子”半导体激光元器件和原材料分为有源器件、光纤耦合模块 及无源器件、专业医美应用元器件及先进材料等； 2）上游“调控光子”激光光学元器件主要包括光束准直转换系列（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、光束扩散 器、微光学晶圆等； 3）中游汽车应用模块主要包括激光雷达面光源发射模组、激光雷达线光源发射 模组、激光雷达光源光学组件等； 4）中游泛半导体制程模块与系统主要包括应用于集成电路的激光退火系统，应 用于新型显示等多种先进制造应用场景的可变光斑激光系统，以及应用于显示面 板领域的固体激光剥离线光斑光学系统和固体激光退火线光斑光学系统等； 5）中游医疗健康模块主要包括专业医疗健康模块、家用医疗健康模块等。

上游收入营收占比超过 80%，中游应用逐步兑现。根据 2021 年年报，目前公司收 入主要还是来自上游部分，其中产生光子对应的半导体激光收入规模为 1.99 亿 元，营收占比 42%；调控光子对应的激光光学收入 2.10 亿元，营收占比 44%。中 游根据应用市场来分，目前汽车部分营收规模较为明显，对应收入为 0.52 亿元， 营收占比为 11%，剩余部分为公司在其他应用市场应用。 地域分布，公司 2021 年主营业务收入中 57%来自国内，43%来自海外。

股权结构清晰，管理团队专业资深

公司股权结构清晰，哈勃投资入股，董事长是公司控股股东和实控人。IPO 发行 前，董事长刘兴胜直接持有公司 17.72%的股份，并通过与王东辉、西安宁炬、西 安新炬、宋涛、李小宁、延绥斌、侯栋、田野、西安吉辰签署一致行动人协议间 接控制炬光科技 14.27%股份的表决权，合计控制了炬光科技 31.99%股份的表决 权，对炬光科技形成控制，为炬光科技的控股股东和实际控制人。 由华为控股的哈勃投资上市前持股比例为 2.96%。

公司设立新一轮股权激励，绑定员工和公司利益。2022 年四月，公司发布 2022-2024 年股权激励计划，本次激励计划首次授予的激励对象人数合计 591 人， 占据公司员工 733 人（截止 2021 年 12 月 31 日）的 80.63%，包括了在公司任职 的董事、高级管理人员、合计技术人员以及董事会认为需要激励的骨干员工。 根据公司最新发布的 2022 年业绩预告，预计 2022 年公司实现归母净利润 1.2-1.3 亿元，同比增长 77.09%-91.85%，已经满足 2022 年股权激励考核目标。

管理团队技术背景深厚，推动公司持续研发进步。炬光科技管理团队大部分均在 激光相关行业领先公司拥有丰富的行业经验，如董事长刘兴胜先生，在美国康宁 公司、相干公司、恩耐公司有相关技术工作经验；首席技术官 Chung-en Zah 在美 国康宁，贝尔实验室拥有 30 多年的研发与管理经验，发表学术论文 400 余篇，拥有 50 余项在光电子器件和光通领域的专利。管理团队的深厚的技术经验能够推 动公司不断研发创新和商业落地。

经营效率提升，募投加快中游业务兑现

营收保持稳定增长，归母净利润扭亏为盈并实现稳定快速增长。2017-2021 年公 司营收保持较为稳健正向增长，2021 年实现营收 4.76 亿元，同比增长 32.21%； 利润端，2020 年前公司仍处在盈利不稳定阶段，2020 年开始进入正向盈利稳定阶 段，考虑到前期低基数，2020 和 2021 年均实现快速归母净利润快速增长，2021 年公司实现归母净利润 0.68 亿元，同比增长 94.33%。

毛利率稳步提升+费用率下降，体现经营效率提升。 毛利率端，公司 2018-2021 年毛利率基本处于稳步提升趋势，从 2018 年 41.82% 提升至 2021 年 54.26%。提升原因为1）对于 LIMO 收购业务协同增量逐步释放， LIMO 作为行业内技术领先的国际公司，主要对公司激光光学业务产生收入贡献， 这部分业务占比逐步提升且这部分毛利率一直处于较高水平；2）公司经营效率提 升，2020 年公司对 LIMO 进行战略性结构重组，东莞炬光新增光束准直转换系列 产品的后端生产线，大幅提升运营效率，产能及生产效率，带动毛利率明显提升。 2021 年 LIMO 带来的协同效应持续体现。

利润端在毛利率稳步提升的背景下，公司持续在费用角度提升效率，推动利润 率提升。1)销售费用率公司以直销为主，前期的产品口碑和品牌积累逐步形成 客户粘性和影响力，推动后续业务开拓加速，公司的销售费用率从 2017 年 12.93% 下降到 2021 年 7.11%；2）管理费用率除了必要的股权激励费用，2021 年公司 聘请 IBM 咨询团队，借鉴行业先进实践经验，协助公司优化全球业务的高效流程； 提升管理效率，有望推动后续管理费用率继续实现下降；3）研发费用率公司一 直保持较高的研发投入，但随着收入规模的增加和研发效率的提升，研发费用也 从 2019 年进入下降趋势。

募投加快产能释放，推动以激光雷达为代表的中游应用业务收入兑现。炬光科技 上市拟募集资金为 10.10 亿元，投资于炬光科技东莞微光学及应用项目、激光雷 达发射模组产业化项目等项目，其中炬光科技东莞微光学及应用项目是为了提高 公司激光光学元器件生产线产能，项目建成后年产能为 2600 万只。激光雷达发射 模组项目是为了更好满足市场对于车载激光雷达发射模组的需求，项目达产后预 计新增年产能为 30.69 万台，预计平均年实现收入为 2.98 亿元。

超募资金用于新增泛半导体项目和医疗健康项目。2022 年 7 月，炬光科技发布公 告称拟在合肥投资建设炬光科技泛半导体制程光子应用解决方案产业基地项目， 预计总投资额为 5 亿元。炬光科技 IPO 时拟募资 10.10 亿元，实际募投 16.33 亿 元，其中超募资金为 6.23 亿元，超募资金中 1 亿元用于投资建设“炬光科技医疗 健康产业基地项目”一期项目。超募资金的运用有望加快公司在泛半导体和医疗 健康两个重要中游应用领域业务落地，加快收入兑现。

上游国产替代与应用创新

炬光科技上游业务主要包括两部分，分别是产生光子的半导体激光元器件和调控 光子的激光光学元器件，本章重点针对上游两大业务剖析行业后续发展趋势。

半导体激光元器件国产替代加速

下游国内激光器市场规模全球占比超过 60%。激光器最开始应用于工业市场， 并主要在欧美市场落地，受益于全球制造业转移和国内技术进步，中国的激光器 市场取得了快速发展，并逐渐成为全球的核心应用市场。根据 Laser Focus World 数据，2020 年中国激光器市场规模达 109.1 亿美元，约占全球激光器市场的 66.12%。与此同时，中国激光器市场规模持续上升，预计 2022 年将达 147.4 亿美 元。

工业领域是当下激光器下游占比最高的部分，但应用领域不断增加。随着激光技 术的不断进步，激光器下游应用范围的广度和深度都在不断延伸，除了常见的工 业加工领域，并在通、医学、军事等领域实现规模落地。根据《2021 中国激光 产业发展报告》数据，2020 年材料加工与光刻市场、通与光存储市场是全球激 光器应用最为广泛的领域，分别占比 39.6%、24.5%。科研与军事、医疗与美容等 市场销售收入紧随其后，行业下游应用端呈现出明显的扩散式发展趋势。

以光纤激光器为代表的固体激光器是当前激光器主要应用形式。按照增益介质的 不同，激光器主要可以分为液体激光器、气体激光器、半导体激光器和固体激光 器等。光纤激光器属于新一代固体激光器的一种，具有光电转换效率高、结构简 单、光束质量好等特点，目前已成为激光技术发展主流方向和激光产业应用主力 军。高功率光纤激光器国产化进程加快。光纤激光器根据输出功率的高低，可以分为 低功率、中功率和高功率三类，其中低功率市场在 2016 年后基本就实现了充分的 国产替代，中功率市场在 2015 年后国产化率就已超过一半，高功率市场国产化进 程在 2016 年后进入加速阶段，国产化率在 2021 年超过了 70%。

半导体激光器作为固体激光器核心环节，自下而上驱动国产替代。 以固体激光器中光纤激光器结构为例，光纤激光器主要由光学系统、电源系统、 控制系统和机械结构四个部分组成，其中光学系统由泵浦源、增益光纤、光纤光 栅、号/泵浦合束器及激光传输光缆等光学器件材料通过熔接形成全光纤激光 器，并在电源系统、控制系统的驱动和监控下实现激光输出。可见光学系统是固 体激光器较为重要的环节，核心需要半导体激光器作为泵浦源。成本角度根据炬光科技招股说明书，光纤激光器成本中半导体激光器泵浦源占 据很高比例，达 30%以上。

芯片和热沉是半导体激光泵浦源核心环节，已逐步实现国产替代。半导体激光器 泵浦源主要由 COS 芯片、壳体及其他材料组成，其中 COS 芯片芯片主要由芯片和 热沉构成，芯片一般为半导体激光芯片，热沉是微型散热片，主要用来冷却电子 芯片。这两部分，此前一直依靠海外进口，随着国内的技术突破，目前已经逐步 可实现国产替代。针对半导体激光芯片国内已有以长光华芯为代表的厂商实现国 产替代，在热沉领域，炬光科技的预制金预制金锡陶瓷热沉产品从 2021 年开始 实现量产交付。

半导体激光元器件2025年市场规模超20亿美元

炬光科技在固体激光器、光纤激光器领域泵浦源均有产品布局。光纤激光器成本 中半导体激光器泵浦源比较通用、标准化，为了控制成本，光纤激光器厂商一般 会自己通过采购各类元件制造半导体激光器泵浦源。固体激光器成本中半导体激 光器泵浦源所占成本比例没有光纤激光器高，而且由于波长、功率、光谱宽度、 封装形式等要求不同，高度专用、非标准化，固体激光器厂商一般外购半导体激光器泵浦源。针对产生光子部分，炬光科技可以提供固体激光器的泵浦源和用于 光纤激光器泵浦源的热沉等产品。

从泵浦源组件到直接应用，半导体激光器器件 2025 年潜在市场规模超过 20 亿美 元。全球高功率半导体激光器按照应用可分为直接应用类器件/系统、作为固体激 光器泵浦源以及作为光纤激光器核心器件。在作为高功率半导体激光器直接应用 时，因其电光转换效率高、体积小、寿命长等特点，目前已经可逐步应用于医疗、 工业、国防、科研以及激光雷达等领域；作为固体激光器泵浦源以及光纤激光器 核心器件时，则以半导体激光器发出的光，泵浦增益介质晶体或光纤产生光，以 获得更好的光束质量，应用于更广泛的下游领域。

固体激光器和光纤激光器市场本身需求增长，叠加半导体激光器直接应用范围的 扩大，推动全球高功率半导体激光器元器件市场规模不断扩大。根据 Strategies Unlimited 的全球激光市场分析报告预测，2019-2025 年全球高功率半导体激光元 器件市场规模将从 16.40 亿美元快速增长到 28.21 亿美元。

激光光学元器件微光学技术是核心

激光光学业务发展的逻辑本质在于微光学技术的进展，并随着技术的进步不断渗 透进工业、消费、光通等多个领域，实现应用规模的扩大，本质上是个技术驱 动型行业。 微光学诞生于 20 世纪 90 年代，是指具有微米和纳米级微结构的光学元器件及系 统的设计、制备和应用的一门学科。也是微光电机系统中三大重要组成之一（另 外两个为微电子和微机械）。微光学元器件具有体积小、重量轻、设计自由度大、 可集成、可复制等特点。

激光光学是微光学广泛应用场景。随着半导体行业微细加工技术的发展，通过小 型化和在小范围内组合各种功能，产生出许多创新应用，驱动这光学必须朝着小 型化方向迭代，以处理光学、激光等领域的应用。微光学元件曾用来校正光学系 统的成像质量、减轻系统的重量，后更广泛用于激光光学领域，用于改变激光光 束波面，实现光束变换，如光束的准直、整形及以及光学交换和光学互联等。

微光学元件按照光传播路径可简单分为两类折射性光学元件（Refractive Optical Element，ROEs）和衍射性光学元件（Diffractive Optical Elements， DOEs）。其中透镜是折射元件使用范围最广的光学元件，透镜最基本的功能是用 来成像，也可以用来做光束准直、光束整形等方面，微光学可以在晶圆衬底上实 现微光学器件的制造，不仅可以同时生产数个单透镜，还可以生产具有一维、二 维光学整形功能的透镜阵列。衍射元件中比较常见的菲涅尔透镜和光栅，菲涅尔 透镜是通过衍射实现光束的聚焦和成像。

微光学元件目前已经在众多领域实现应用 1）用于材料加工处理的半导体泵浦固体/光纤激光器。 高功率半导体激光泵浦源内部通常封装多个芯片。这些半导体芯片发出的激光需 要经过光学系统的准直后耦合到多模光纤中，经光纤的传输之后，用于抽运固体 增益介质或者增益光纤。 由于半导体激光器的波导结构，芯片发出的激光通常为椭圆形，其垂直方向的发 散角比较大，光束质量好，被称为“快轴”，水平方向的发散角比较小，光束质 量差，被称为“慢轴”。为了获得好的耦合效果，需要分别对两个方向的光束进 行准直，相应的元件被称为快轴准直（FAC）和慢轴准直（SAC）。准直后的芯片 经过合束，再经过耦合镜入射到多模光纤中。 快轴准直 FAC、慢轴准直 SAC 以及光斑转换 BTS（光斑转换）等就是典型的微光学 技术和器件，是生产大功率激光器和半导体泵浦固体激光器的重要组成部分。

2）用于半导体芯片制造的浸入式光刻技术。 随着浸入式光刻技术的应用，半导体晶体管密度不断增加，微光学为半导体光刻 机提供光场匀化器，将用于光刻的准分子激光匀化在硅片上，使得光刻实现高精 度和高分辨率。

3）激光雷达与人工智能应用。 基于微光学技术和整形激光器的光学感知器件小巧可靠，能精确测量车辆在交通 中的位置，根据激光雷达方案不同，微光学可以提供较多腐竹，如可以通过快轴 准直和慢轴准直分别在快慢轴进行准直和压缩，提高激光雷达在两个方向的角分 辨率；还可以将点光源整形成线光源，通过扫描形成较大的视场角；针对面光源 提供扩散器（diffuser），实现均匀的光斑分布等等。 目前激光雷达发射器组件大部分都包含了准直、耦合、扩束及匀化功能中的一种 或几种。需要用到的微光学器件有激光器准直元器件、耦合元器件、光束形态 转换元器件、光场匀化扩束器。

4）光通讯领域数据传输/传输/分发。 DFB 激光器和 EDFA 光放大器是互联网重要组成部分，通过单根光纤产生和放大数 字号，每秒传输速度可达 1TB。微光学技术用于光通器件中光的传输如分束 器、耦合器以及 AWG 波导型开关。

市场规模测算基础场景支撑市场规模 7.66 亿美元，下游应用场景创新推动市 场规模持续增长。 应用场景一（快轴准直 FAC）2021 全球快轴准直市场规模约 1.7 亿美元。根据 QYResearch 数据，2021 年全球快轴准直市场市场规模为 1.7 亿美元，预计 2028 年达到 2.5 亿美元，年复合增长率为 5.2%。全球快轴准直透镜头部厂商为炬光科 技、FISBA、Ingenric 和 Hamamastu 等，前三大厂商占据约 80%市场份额。

应用场景二（衍射型光学元件 DOE）衍射型光学元件包括光束整形器、匀化器、 分束器等多个种类，根据新思界产业研究中心数据，2020 年，全球 DOE 市场规模 约为 5.96 亿美元，预计 2020-2025 年，全球 DOE 市场将以 4.2%左右的年均复合 增速增长，到 2025 年市场规模将达到 7.3 亿美元左右。 由此可测算出，当前基础场景可支撑市场规模约为 7.66 亿美元（1.7+5.96=7.66 亿美元），考虑到激光雷达等新兴场景仍处在行业发展的初期，随着新应用渗透 率的持续提升，微光学元件市场规模有望持续增长。

炬光科技通过收购 LIMO 获得调控光子能力，目前已经布局激光光学多款产品， 并从折射元件延伸至衍射光学元件领域。炬光科技 2017 年完成对于 LIMO 的收购， 获得调控光子能力。 LIMO 是最早开发出高功率半导体激光器整形微光学产品的制造商和无机光学材 料为基础的高功率激光微光学整形领域领导者，技术水平处于国际领先地位。 2018 年作为中资企业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 。

收购前，LIMO 的主要业务是激光整形用微光学元器件、工业和医疗用半导体激光 器光纤耦合模块、工业用半导体激光光源系统和柔性显示领域用固体激光剥离紫 外线光斑光学系统。其主要产品包括微光学如光学整形微透镜及阵列、光场匀化 器、激光光学整形系统（BTS），高功率半导体激光器光纤耦合模块，半导体激光 工业应用系统，以及紫外线光斑光学系统（UVL）。 收购 LIMO 后，公司完善了线光斑整形技术、光束转换技术、光场匀化技术，提升 了晶圆级同步结构化激光光学制造技术等多项核心技术，尤其是开发第四代（5.5 英寸）和第五代（12 英寸）晶圆级同步结构化激光光学制造工艺，大大降低了制 造成本和提升效率与产能。目前在“调控光子”方面，公司专注于微光学整形元 器件，在精益化折射光学元器件制造能力的同时步入衍射光学元器件工艺领域。

炬光科技 LIMO 独创晶圆级同步结构化技术，不断提升微光学制造能力。制 LIMO 自主研发形成的激光光学技术为晶圆级同步结构化激光光学制造技术，制备精度 能够达到纳米级，可同时在完成基材的上、下两个表面一次性制备微纳柱面结构 （包括球面柱面和非球面柱面）。目前 LIMO 的微光学加工工艺已经迭代到第五代， 相较于第一代，成功将晶圆的尺寸从 35mm*35mm 增加至 300mm*300mm（12 英寸）， 目前LIMO成为了世界上唯一一家能够稳定批量生产300mm*300mm玻璃微光学晶圆 的供应商，仅用一块玻璃微光学晶圆即可生产 2.5 万个标准尺寸的高精度 FAC 透 镜。

中游应用领域多点开花

光子行业的应用拓展首先需要可靠的产品，激光产业的各类中游应用设备从结构 拆分的角度离不开两个方面，一个是激光器，决定了光源的质量，一个是各类光 学元件，决定了对光路的控制，二者相互结合才能实现对于光子的精密控制，从 而满足不用应用场景对于激光光斑形状、功率密度和光强分布的要求，进而开拓 各类应用场景。 炬光科技中游应用延伸基础来自上游光子技术的结合。炬光科技起家于产生上游 产生光子的半导体激光器元器件业务，完成 LIMO 收购后，炬光科技获得了调控光 子的能力，这两方面恰好满足了对于中游设备激光器和光路控制的两方面能力要 求。

高功率半导体激光器和固体激光器、光纤激光器相比在效率、可靠性、成本、尺 寸等方面均有优势，目前主要作为固体激光器和光纤激光器的泵浦源，直接应用 的范围有限。半导体激光器直接应用受限的核心原因在于光束质量较差，但考虑 到并非所有应用场景均需要高光束质量的激光器，结合微光学技术对光束进行整 形，同样可以使得半导体激光器实现直接应用。 通过实现产生光子和调控光子的技术结合，炬光科技成功实现中游模组应用的开 拓，即提供对应的提供光子技术应用解决方案。目前炬光科技在中游领域已经成 功实现在激光雷达、泛半导体、医疗健康三大领域应用落地。基于现有的技术组 合和后续迭代，公司未来有望实现在更多应用领域的业务落地。

激光雷达模组行业步入高速阶段，发射模组为核心环节

激光雷达意在提供安全冗余度，自动驾驶进阶新增传感器。当前自动驾驶进入 L2+ 阶段，根据美国 SAE 协会标准，L2 级辅助驾驶是指部分自动化，驾驶者仍需专心 于路况，L3 级别半自动驾驶是指有条件自动控制，该系统可自动控制车辆在大多 数路况下，驾驶注意力不需专注于路况。由此可知，进入 L3 阶段，车辆自身需要 承担更多驾驶功能，因此对于车辆周围息的感知要求明显提升。

在实现更高等级自动驾驶路上，行业目前主要两种路线的解决方案 1）纯视觉路线以特斯拉为代表，是以摄像头为核心的感知方案，重算法。 纯视觉方案以摄像头感知为主，硬件成本较低，但对后期算法处理能力要求较高。 一方面，摄像头直接感知到的息仅为 2D 息，需要通过算法还原出物体的深度 息，另一方面，视觉系统辨别物体需要依赖样本的训练，这意味着该系统需要 海量数据作为样本进行训练去优化对物体识别的准确性和灵敏度，而同时存在着 一旦遇到之前没有遇到的场景，该系统就有失效风险。当前，由于特斯拉在自动 驾驶方面具备较明显的先发优势和长期的数据积累下算法开发能力，其目前选择 部署视觉方案。

2）激光雷达路线多传感器融合解决方案，激光雷达为增量，重硬件。 目前除了特斯拉之外，大部分主流车企选择了激光雷达路线，即在感知层摄像头、 毫米波雷达和超声波雷达的基础上增加激光雷达，实现多传感器融合。视觉路线 存在失效的风险以及前侧长距离感知能力较弱，而激光雷达的增加重点解决的便 是长距离感知和 corner case 问题。具体来说，激光雷达直接获取到的是物体 3D 息，且可以做到较远的探测距离，因此对于后续算法的要求降低，同时因为直 接感知到物体的 3D 息，可以直接进行物体识别，而不会出现视觉针对没训练到 的 corner case 就无法识别的问题。对于选择激光雷达路线的车厂来说，增加激 光雷达配置在提供安全冗余度的同时因为弱算法的要求也有望加快智能化进程。

2022 年成为激光雷达上车元年，已有部分车型实现交付。激光雷达最早主要用在 军事、测绘等对成本不敏感的领域，但随着技术迭代升级以及成本的快速下降， 激光雷达能够在完成车规认证的同时兼具成本的可控性。2022 年国内车企集中公 布了多款配置激光雷达车型，这也是首次激光雷达实现了规模上车。目前包括未 来 ET7、ET5，理想 L9 在内的多款激光雷达车型实现了顺利交付。激光雷达步入快速发展阶段，预计未来 5 年行业出货量复合增速超过 100%。根据 Frost&Sullivan 最新预测数据，2021-2026 年全球 ADAS 领域激光雷达行业出货量 保持翻倍以上复合增速，其中中国是激光雷达出货量快速增长的重要贡献部分。

混合固态是当前上车主流，固态激光雷达是长期演进方向。激光雷达的工作原理 是通过将发射激光到障碍物，并通过探测器接收来完成对于物体 3D 息搭建。根 据扫描方式，激光雷达分为机械式、混合固态和固态三类。 从架构上剖析，三类的区别在于其中机械零部件占比，其中机械式激光雷达占比 最高，可实现 360°扫描；混合固态通过架构重新设计将机械部分仅保留在光束 扫描部分（外观部分固定无法运动）；固态激光雷达是通过芯片化方案进行搭建， 完全剔除了机械部分。机械占比越高意味着可靠性越差，过车规难度越高但是对 技术的要求也越高，因此从上车角度来看，当前混合固态激光雷达是主流，但是 固态激光雷达是长期演进方向。

发射模组是激光雷达核心组成部分之一，价值量占比约为 20%。当下激光雷达主 流方式为半固态形式，其结构拆分主要分为四个系统，即发射系统、接收系统、 扫描系统和息处理系统。 激光发射系统通过激励源驱动激光器发射出激光脉冲，激光调制器通过光束控 制器控制发射激光的方向和线数，最后通过发射光学系统，将激光发射至目标物 体。发射器根据发射波长的不同，主要分为 905nm 和 1550nm 两种，其中 905nm 对应半导体激光器，1550nm 对应光纤激光器。 激光接收系统反射回来的激光经过光学系统处理后被光电探测器接受，生成接 收号。

息处理系统接收号经过放大处理和数模转换或者相应息，最终建立物体 3D 模型。 扫描系统主要用来控制光束扫描方向和角度，当前混合固态激光雷达的扫描系 统主要有转镜和 MEMS 微振镜两种。 当前车用激光雷达价格已经下行至 500-1000 美元，结合炬光科技公告来看，发射 模组价值量占比在 20%左右，对应价值量约为 100-200 美元。 发射模组潜在市场空间测算 发射模组空间=行业出货量×905nm 方案渗透率*单颗模组价值量。

假设一2025 年参考 Frost&Sullivan 预测数据，行业出货为 1260 万颗。 假设二考虑到 905nm 和 1550nm 方案并存，但 905nm 方案成本更低，预计市占率 继续占据主要位置，假设 2025 年 905nm 方案的市占率为 80%（炬光针对方案主要 为 905nm）。 假设三2025 年激光雷达模组价格会较现在进一步下降，假设 905nm 激光雷达单 价下降到 400 美金，则发射模组价值量约为 80 美元。 2025 年发射模组空间=1260 万×70%×80 美元≈8.1 亿美元。

炬光科技发射模组竞争对手实为激光雷达厂商，产品和技术路线挂钩。 激光雷达是一个需要结合光机电多领域技术的复杂系统，光源质量、光学系统效 果、接收系统灵敏度、机械设计、息处理方式等均会影响激光雷达实际应用效 果。激光雷达厂商如果想要确保产品的成熟度，每个环节均需要充分的经验的积 累。考虑到发射模组是核心环节之一，激光雷达厂商一般有两个选择，自主设计 制造或者第三方外采，因此炬光科技在该环节实际竞争对手为激光雷达厂商。 考虑到当前激光雷达已经进入到量产上车阶段，更快推出车规级别激光雷达产品 才能更好的确保在新一轮竞争中的地位，对于前期技术积累并不深厚的公司，采 购第三方成熟发射模组更有希望加快产品设计和迭代进度，更能满足主机厂对于 产品在性能、质量、成本三方面的要求。

发射模组环节实际运行需要完成激光发射和光路调整两个环节，采用不同的激光 器芯片和扫描方式均需要不同的设计方案，因此发射模组实际上是和激光雷达技 术路线挂钩（激光器芯片和扫描方式）。目前炬光科技在发射模组的策略为覆盖 主流激光雷技术路线所需的各类发射模组，满足不同客户要求。

炬光科技激光雷达模组进展顺利，已和下游多客户达成合作，并将产品延伸至 DMS 领域。公司通过研发创新和市场拓展，与全球范围内多家汽车一级供应商及激光 雷达公司展开广泛合作。公司正在为 Argo AI 等知名激光雷达公司提供上游光学 元器件，正在为德国大陆集团供应 Flash LiDAR 量产阶段的激光雷达发射模组， 同时公司有望继续获得新客户汽车应用中游模块项目定点，并于 2023 进入量产。 除了激光雷达发射模组，公司借助已有的技术进展，顺利将产品应用至智能舱内 驾驶员监控系统（DMS 系统），未来有望取代传统 LED 解决方案。

泛半导体应用打破海外垄断局面

激光技术在半导体行业应用不断深入，包括激光退火、激光剥离等环节。半导体 行业是现在息技术产业的基础，随着产业规模的扩大和制造工艺提升，半导体 制程沿着摩尔定律不断缩小。由于激光加工具有加工速度快、无需直接接触、易 于集成等优点，激光技术在半导体制造领域应用不断深入，目前已经涉及到晶片 切割、打标、微焊、清洗、退火、激光剥离等环节。 （1）激光退火集成电路和显示领域关键环节。 激光退火技术主要用于修复离子注入损伤的半导体材料，特别是硅，传统的加热 退火技术是把整个晶圆放在真空炉中在一定温度下退货 10-60 分钟，这种退火方 式并不能完全消除缺陷，因此激光退火技术逐渐取代传统的退火技术，成为新一 代的主流退火技术。

激光退火在平板显示领域的应用激光退火是OLED和LCD生产中的关键制程之一， 可使非晶硅转换成低温多晶硅（LTPS），是显示屏实现高清分辨率的关键环节。 目前该领域普遍采用 ELA 技术（准分子激光退火），且由美国相干公司全球垄断。 炬光科技在研制的退火系统为固体激光退火线光斑系统（SLA），已于 2020 年交 付第一台样机。激光退火在集成电路领域应用激光退火技术在集成电路应用主要用在三个方面 给半导体器件的电极（源、漏、栅极）退火，金属化形成欧姆接触；给集成电路 内部的连接退火；给 3D 的结构做退火，如存储器、NEMS 等。

（2）激光剥离（LLO）柔性 OLED 面板生产核心环节。激光剥离是柔性 OLED 面板生产中的关键制程之一，利用激光能量实现玻璃基板与 OLED 器件的分离。相比于化学剥离、机械剥离和离子束等其他高能束剥离，激光 剥离技术具有能量输入效率高、期间损伤小、设备开放性好等优点，已经成为柔 性电子器件制造的新兴关键技术。 针对大尺寸柔性显示器的制造需要实现大面积基地的可靠剥离，将激光束整形为 线形/矩形光束或直接采用未聚焦光束以增加激光作用区域来提高剥离效率是较 常采用的解决方案。显示面板激光剥离(LLO)国内旧线改造潜力为 30-50 台。

（3）巨量焊接Micro LED 必备技术。Micro LED 是新一代显示技术，比现有的 OLED 技术亮度更高、发光效率更好、但 功耗更低。由于 Micro LED 下芯片的尺寸和质量非常小，轻微的振动就会导致芯 片发生位移，因此很难采用采用传统的回炉处理方法，同时由于热应力的原因， 轻微的曲翘也会导致芯片发生位移。因此采用激光进行巨量焊接则是更好的方式。 用能量均匀后的整形后的光斑对转移后的 Micro LED 进行焊接，不仅焊点的质量 好，无曲翘，而且效率也非常高，更加节能。

医疗健康市场需求快速增长

国内医美器械行业保持快速发展，2025 年市场规模有望破千亿元。随着生活水平 的提高，消费者消费习惯和消费观点的改变，国内医疗美容市场进入快速发展阶 段，带动对应医美器械市场规模增长。根据艾媒咨询数据，2021 年国内医美器械 行业市场规模为 543.7 亿元，同比增长 27.8%，预计 2023 年市场规模为 774.8 亿 元，至 2025 年有望达到千亿级别规模。根据器械的不同，医美器械可分为激光医 疗设备、射频医疗设备、溶脂类仪器、祛斑祛痘类仪器等种类。

激光医疗是基于生物组织光热理论的一门新兴学科，半导体激光由于具有涵盖波 长更广的特性，使其在脱毛、溶脂、荧光造影等多个领域得以逐步应用。如激光 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激光医疗。

家用医美市场作为新兴领域得到快速发展，家用脱毛仪是代表性品类之一，市场 规模接近百亿元。自 2015 年开始，雅萌、Refa、松下、Tripollar 等国际美容仪 品牌相继进入中国，中国美容仪市场迎来快速增长期。天猫数据显示，2020 年中 国家用美容仪市场规模 60 至 80 亿元，年复合增长率达到 30%。家用脱毛仪是在 宅经济和颜值经济催化下产生的新需求，并逐渐成为近几年家用美容仪市场快速 增长的品类之一。 自 2020 年开始，脱毛仪迎来井喷式发展，目前已实现近百亿元的市场规模。奥维 云网（AVC）线上推总数据显示，脱毛仪 2019 年交易额为 27.45 亿元，到 2020 年实现翻倍增长，达到 59.97 亿元。随后，脱毛仪市场一直保持高速增长，预计 2022 年交易额将达到 92.9 亿元，同比增长 21.6%。

从专业设备到家用市场，炬光科技多产品布局，并与头部客户达成合作。 专业医疗设备市场激光脱毛领域炬光科技率先提出“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；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。 公司也已向美国史赛克（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。同时公司发布了“绮昀”系列新一代激光净肤元器件 产品全面进入量产，开始批量交付客户订单。

技术驱动创新，品牌强化业务落地

我们认为炬光科技核心竞争力主要体现在技术和品牌两个方面，其中在技术方面， 公司自研形成九大核心技术，技术实力位居国内甚至国际领先地位，通过对于不 同核心技术的组合和迭代，公司能够不断优化现有产品性能并不断延伸产品应用 范围，实现技术的不断创新，这是公司持续发展的底层基础；品牌方面依托于 产品实力，公司已经和各领域内众多头部客户达成合作，并逐步形成独有的品牌 价值，品牌价值背后所传递出的行业影响力和认可度有望助力公司各类创新产品 的业务加速落地，并形成新的收入增长点。

竞争优势一技术领先，多产品指标占优

公司具备行业领先的技术实力，自主研发九大类核心技术，发明专利超百项。在 半导体激光器领域，公司牵头承担国家重大科学仪器设备开发专项等国家重大科 技项目和牵头制定《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；在激光光学领域，子公司 LIMO 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。 公司现已自主研发形成共晶键合技术、热管理技术、热应力控制技术、界面材料 与表面工程、测试分析诊断技术、线光斑整形技术、光束转换技术、光场匀化技 术（光刻机用）和晶圆级同步结构化激光光学制造技术九大类核心技术。

公司部分产品性能已经具备行业领先水平。炬光科技上游业务的竞争对手主要是 美国 IPG 光电、美国贰陆集团、美国相干公司等国际公司，这些公司同时从事中 下游的广泛业务，综合实力相对很强。目前公司在上游元器件细分领域已经具有 一定技术优势和市场地位，在半导体激光、激光光学、光学系统等领域多款产品 性能指标已经优于可比公司。

技术推动应用不断创新。目前炬光科技已经在产生光子和调控光子领域拥有多项 行业领先的核心技术，底层多样化和全面化的技术可实现不断创新的产品落地。 如公司研发的固体激光退火（SLA）采用自有知识产权的线光斑整形技术、光束转 换技术，通过将点状激光光斑整形成为具有高长宽比的线光斑，使得焦深可以达 到±300μm，具体指标优于准分子激光系统。更大的焦深可以提升激光退火工艺 对基板表面粗糙度及运动平台平整度的容忍性，降低设备集成难度。此外，固体 激光退火系统不需要频繁地更换工作气体，因此其运营成本远低于准分子激光系 统，有望实现对于现有行业主流准分子技术的取代；公司发布的“绮昀”系列新 一代激光净肤元器件产品全面进入量产，开始批量交付客户订单，再次拓宽公司 医疗健康业务可触达领域。

竞争优势二品牌效应日渐形成，助力业务拓展

公司品牌价值逐步形成。公司自 2017 年并购 LIMO 以来，实现了市场、品牌及产 品资源的有效整合，已形成 Focuslight 和 LIMO 两大品牌，其中“产生光子”相 关产品属于 Focuslight 品牌，“调控光子”相关产品属于 LIMO 品牌，在公司统 一规划下进行品牌宣传与产品推广。目前公司品牌已在全球半导体激光行业和激 光光学行业初步建立影响力。 公司销售网络分布于全球重点区域，已积累丰富的客户资源，客户覆盖下游先进 制造、医疗健康、科学研究、汽车应用、消费电子五大领域的国内外知名企业及 科研院所等优质客户。

财务分析

资本结构及偿债能力分析

整体来说，公司资本结构有优化，偿债压力处于行业较低水平。2021 年，公司资 产负债率为 7.6%，有息负债率为 1.4%，从公司历史变动来看，资产负债率在 2019 年达到 29.7%后进入持续下降趋势，有息负债率在 2020-2021 年出现明显下降， 偿债压力总体呈减轻趋势；对比同行来看，2021 年公司资产负债率和有息负债率 处于行业较低水平。

公司 2021 年流动比率、速动比率分别为 15.30、14.18，较 2020 年明显提升，短 期偿债能力增强。2018 年-2019 年公司流动比率和速动比例呈现下行趋势，主要 因为公司为扩大生产取得抵押借款和保证借款，使得公司流动负债大幅上升；2020 年流动比率和速冻比例上升主要系公司收到了股东增资款；2021 年明显提升是因 为公司完成了上市募资，增加较多流动资产且完成了对于部分短期借款和一年期 内到期的非流动负债。2021 年公司的权益乘数为 1.08。

经营效率分析。2021 公司应收账款周转天数/应付账款周转天数分别为 73/45，行业平均水平分别 为 83/94，即公司应收账款周期优于行业平均水平。整体来看炬光科技的应收账 款周转天数和应付账款的周转天数基本保持稳定趋势。公司 2021 年总资产周转率为 0.29，存货周转天数为 247，低于行业平均水平。存 货方面，存货周转率低于行业平均水平，主要系公司为及时满足客户的供货需求， 公司激光二极管芯片等备货安全库存量较大。

盈利能力分析

盈利能力方面，公司毛利率优于行业水平，净利率水平低于行业水平。毛利率方 面，2021 年公司毛利率和净利率分别为 54.26%和 13.64%，2017-2021 年公司毛利 率水平呈现逐步上升趋势，主要源于产品结构的优化和生产效率的提升，净利率 在 2019 年为负，此后保持稳步上升趋势。横向比较，公司毛利率优于行业水平， 主要在于公司不断优化生产工艺和产品结构，保持了产品的高毛利趋势，但优于 公司收购公司、研发投入、股权激励等支出，公司整体净利率水平低于行业其他 可比公司。

公司在费用管控方面逐步改善。2019 年后公司在费用支出部分实现了严格管理， 经营效率不断提升，除了对研发保持高投入以外，公司的管理费用率和销售费用 率在 2019 年后均实现了明显下降，2019 年费用率合计为 54%，2021 年下降到 36%。

成长性分析

公司 2021 年实现了收入和净利润的快速增长，基本和行业平均水平一致。2021 年公司营收增速为 37%，归母净利润增速为 94%。2021 年公司在开放式器件、医 疗美容器件和模块等主要产线不但扩大产品优势和市场领先优势，随着市场需求 复苏，公司收入端取得快速增长；同时收购 LIMO 重组后规模效应逐步凸显；利润 段公司在东莞新建光学元器件后端产线，大幅提升生产效率，降低运营成本，利 润端实现明显改善。

现金流量分析。2019 年公司经营活动产生的现金流净额进入正向稳定阶段，其中 2021 年公司收 入实现快速增长，使得当年经营活动流入的现金流净额明显增加。公司 2019 年度 经营活动产生的现金流量净额较 2018 年度减少，主要系公司对 LIMO 进行整合，裁撤部分冗余员工并支付辞退补偿，使得支付给职工以及为职工支付的现金增长； 2020 年度，公司经营活动产生的现金流量净额较 2019 年度大幅增加，主要系 2020 年度公司对 LIMO 已完成整合，无需支付较多辞退补偿和中介费用，使得支付给职 工以及为职工支付的现金和支付其他与经营活动有关的现金均下降。

盈利预测

我们的盈利预测基于以下假设条件 2022 年半年报公司披露形式变更为按照上游和中游收入进行分拆，其中上游包括 产生光子（半导体激光器元器件和原材料）和产生光子（激光光学元件）两部分， 中游应用业务为汽车应用、泛半导体、医疗健康业务收入总和。

上游产生光子业务半导体激光元器件部分，公司叠阵类有源器件可以作为固体 激光器泵浦源，应用与工业和科研等领域，有望充分受益后续行业增长；公司的 专业医美元器件在国内和海外市场已经取得明确进展，有望继续较快增长；原材 料方面，公司预制金锡陶瓷热沉产品在国内主流激光器厂商得到逐步导入，在东 莞基地建立了大规模自动化量产产线，打破了原有日本厂商垄断的格局，预计将 保持高速增长。基于此，预计公司上游产生光子业务 2022-2024 年营收增速为 17%/41%/51%；毛利率方面由于原有产品售价有年降要求和热沉产品毛利率较低影 响，预计保持略有下降趋势。

上游调控光子业务由于这部分的核心产品之一为准直转换系列，用于光纤激光 器的泵浦源，2022 年光纤激光器行业需求由于宏观经济因素影响行业需求有所受 损，预计 2023 年起恢复正常。另一类核心产品为用于光刻的光场匀化器，行业需 求旺盛，同时公司在德国多特蒙德子公司扩产了建设了大规模紫外激光光场匀化 器测试中心，以满足更大市场需求，预计未来三年继续保持快速增长。此外，公 司还在继续布局微透镜等新产品，或不断带来新的增长点。基于此，预计上游调 控光子业务 2022-2024 年营收增速 5%/22%/28%，毛利率保持稳中略降趋势。 中游应用业务主要包括汽车应用、泛半导体、医疗健康三部分收入之和。

汽车应用公司已经拿到的与大陆集团的框架合作协议带来持续收入贡献（整个 框架合同交付总额为 4 亿元，分多个年度交付，每年客户根据需求进行提货）， 此外，公司在合作项目和后续新增模组项目定点也将产生增量收入贡献； 泛半导体考虑到公司已经导入台积电、上海微电子等头部厂商供应链，在国产 替代大背景下，公司的晶圆退火系统等产品有望加快释放收入； 医疗健康公司和 Cyden 集团合作项目在 2022 年有所递延，产生收入体量较少， 预计后续一旦完成推进，有望在后续产生持续收入贡献。（和 Cyden 集团项目总 价值量约 8 亿元，目前并未开始启动交付，一旦启动也是分多个年度进行交付） 基于此，预计三大领域布局产生的中游应用业务 2022-2024 年营收增速为 48%/86%/94%。

费用端假设 销售费用考虑到公司在多个细分领域均导入下游头部客户，品牌效应初见成效， 有望提高销售业务开展的效率，预计 2022-2024 年管理费用率保持稳中略降趋势， 对应为 7%/6.8%/6.3%。 研发费用由于公司具备较好的技术基础，近年来一直强调研发效率的提升，尤 其是研发项目人工和材料的利用效率，推动研发项目的最大化商业落地。2022 年 前三季度公司研发费用率同比已经实现小幅下降。考虑到为了保持公司的持续竞 争力，公司还需要继续保持对于研发的投入。在研发效率提升和营收快速增长的前提下，我们预计研发费用率保持小幅下降趋势。预计 2022-2024 年研发费用率 为 15%/14%/13%。

管理费用公司近几年一直重视整体管理和运营效率的提升，2021 年公司聘请 IBM 咨询团队，借鉴行业先进实践经验，协助公司优化全球业务的高效流程；提升管 理效率，并提高整体决策平台的息化水平，为公司精细化管理业务运营培养核 心团队和后备力量。2019 年后公司管理费用率一直保持下降趋势，我们预计在 息化管理的大背景下，叠加公司营收的快速增长，预计管理费用率有望继续保小 幅下降趋势。预计 2022-2024 年公司管理费用率分别为 14%/13%/12%。

（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】