長光華芯聚焦于半導(dǎo)體激光行業(yè)，“一平臺、一支點、橫向擴展、縱向延伸”戰(zhàn)略清晰，并基本構(gòu)架成型。核心產(chǎn)品為半導(dǎo)體激光芯片，“縱向延伸”至下游器件、模塊及直接半導(dǎo)體激光器，“橫向擴展”至VCSEL芯片及光通信芯片等多種類半導(dǎo)體激光芯片。2020年公司“支點”產(chǎn)品高功率半導(dǎo)體激光芯片在國內(nèi)市場的占有率位居第一。

　　公司采用IDM模式，突破外延生長、芯片制造、封測各環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)及工藝，擁有半導(dǎo)體激光行業(yè)中最大的6吋生產(chǎn)線。構(gòu)建了砷化鎵(GaAs)和磷化銦(InP)兩大材料體系，具備邊發(fā)射和面發(fā)射兩大芯片結(jié)構(gòu)技術(shù)和工藝生產(chǎn)平臺。隨著公司生產(chǎn)技術(shù)不斷提高及生產(chǎn)工藝不斷改進，激光芯片生產(chǎn)的良率不斷提高，有效提升規(guī)模經(jīng)濟、降低生產(chǎn)成本，并與多家激光器和激光應(yīng)用系統(tǒng)龍頭企業(yè)達成深度融合。

　　通過多年的研發(fā)和創(chuàng)新，公司自主研發(fā)的高功率半導(dǎo)體激光芯片、器件、模塊等產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于先進制造等領(lǐng)域，填補國產(chǎn)高端半導(dǎo)體激光芯片和器件的空白，解決了我國高功率激光領(lǐng)域“卡脖子”問題，推動半導(dǎo)體激光芯片及器件各項關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的全面提升，并促進高功率固體激光器、光纖激光器、超快激光器等激光器的核心芯片國產(chǎn)化，自主化。

　　營收快速增長毛利穩(wěn)步提升

　　報告期內(nèi)(2018年至2021上半年)，公司實現(xiàn)營業(yè)收入9243.44萬元、1.39億元、2.47億元及1.91億元，2018-2020年復(fù)合增長率為63.53%；綜合毛利率分別為30.97%、36.03%、31.35%和52.92%；扣除非經(jīng)常性損益后歸母凈利潤分別為-2865.82萬元、-1792.17萬元、-1,459.52萬元和3234.45萬，報告期前三年虧損逐漸縮窄并于今年扭虧為盈。隨著6吋晶圓生產(chǎn)線導(dǎo)入爬坡、產(chǎn)線自動化程度不斷加深、生產(chǎn)工藝日趨完善，公司芯片產(chǎn)能及良率將逐步提高。

　　從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，高功率單管系列產(chǎn)品貢獻公司主要營業(yè)收入。報告期內(nèi)，公司高功率單管系列產(chǎn)品收入分別為7185.75萬元、1.03億元、2.18億元和1.43億元，呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，營收占比為77.74%、74.82%、88.06%、75.35%，系公司主要產(chǎn)品。

　　高功率巴條系列產(chǎn)品收入分別為1928.44萬元、3371.93萬元、2562.11萬元和4462.36萬元，營收占比為20.86%、24.54%、10.37%、23.46%，高功率巴條系列產(chǎn)品主要應(yīng)用于生物醫(yī)療、科學(xué)研究與國家戰(zhàn)略高技術(shù)等領(lǐng)域，具有技術(shù)要求高、產(chǎn)品附加值高、毛利率較高的特點。高效率VCSEL芯片產(chǎn)品于2020年投入市場，當(dāng)年實現(xiàn)營收340.60萬元，2021上半年部分訂單落地并量產(chǎn)交付，實現(xiàn)營收189.09萬元。

　　下游需求持續(xù)旺盛半導(dǎo)體激光方興未艾

　　激光產(chǎn)業(yè)鏈上游是激光芯片、光電器件等，中游是利用上游的芯片、器件、模組、光學(xué)元件等進行各類激光器的制造與銷售，下游是激光設(shè)備集成商和應(yīng)用系統(tǒng)商，產(chǎn)品最終應(yīng)用于先進制造、醫(yī)療健康、科學(xué)研究、信息技術(shù)、光通信、光儲存等眾多領(lǐng)域。20世紀(jì)中期至今，隨著各類激光器相繼問世，激光在各個領(lǐng)域快速得到應(yīng)用，顯示出強大的生命力和競爭力。

　　其中，半導(dǎo)體激光領(lǐng)域包括激光芯片、器件、模塊，以及作為終端產(chǎn)品的直接半導(dǎo)體激光器。半導(dǎo)體激光芯片采用半導(dǎo)體芯片工藝制造，以電激勵源的方式，以砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等半導(dǎo)體材料為增益介質(zhì)，將注入電流的電能激發(fā)，實現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換輸出激光。半導(dǎo)體激光器具有電光轉(zhuǎn)換效率高、體積小、可靠性高、壽命長、波長范圍廣、可調(diào)制速率高等優(yōu)點，除了直接使用，也作為光纖激光器和固體激光器等主流工業(yè)激光器的核心泵浦源。

　　公司高功率半導(dǎo)體激光器芯片屬于工業(yè)激光器核心元器件，廣泛應(yīng)用于材料加工、科研防務(wù)、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。根據(jù)《2020年中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，2019年全球材料加工領(lǐng)域以60.30億美元銷售額位居細(xì)分領(lǐng)域第一，占比40.94%，通訊和光存儲為第二大市場，銷售額為39.80億美元，占比27.02%，科研和軍事市場以17.70億美元位居第三，隨后的醫(yī)療和美容領(lǐng)域銷售額為13.30億美元，儀器和傳感器市場為11.80億美元，娛樂、顯示和打印市場為4.40億美元。

　　中國激光產(chǎn)業(yè)逐漸進入高速發(fā)展期，2019年中國材料加工激光設(shè)備市場銷售總額收入為658億元。在材料加工設(shè)備領(lǐng)域，激光較傳統(tǒng)加工方式在效率和質(zhì)量上具有明顯優(yōu)勢。激光加工是利用高強度激光束，實現(xiàn)對材料的打孔、切割、焊接、熔覆、打標(biāo)、雕刻、清洗等方式的加工。相對于傳統(tǒng)工藝，激光加工具有適用對象廣、材料變形小、加工精度高、非接觸加工、自動化加工、綠色環(huán)保等優(yōu)點。

　　在市場驅(qū)動力方面，以激光加工應(yīng)用于鋰電池制造和光伏電池制造為例，這兩個行業(yè)在能源消費機構(gòu)轉(zhuǎn)型和“雙碳”大背景下，快速發(fā)展的確定性極強。有券商測算，激光加工設(shè)備在鋰電池制造中的占比可達到25%，2021-2025年鋰電池領(lǐng)域激光設(shè)備年均市場規(guī)模將達到70億元；激光加工設(shè)備在光伏電池制造設(shè)備占比約為10%，預(yù)計2025年光伏電池領(lǐng)域激光加工設(shè)備市場規(guī)模增長至32億元。

　　對VCSEL芯片而言，由于具有效率高、光束質(zhì)量好、精度高、功耗低、小型化、高可靠、調(diào)制速率快、生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢，VCSEL是激光雷達和3D傳感模組的核心部件。VCSEL作為3D傳感技術(shù)的基礎(chǔ)傳感器，受益于物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的廣泛應(yīng)用，特別是5G和AI兩大重要技術(shù)的市場發(fā)展，其應(yīng)用市場規(guī)模不斷增加，特別是以VCSEL為發(fā)射源的3D立體照相機作為應(yīng)用場景的核心部件將會迎來高速發(fā)展，3D相機是一種超級智能眼睛，能夠記錄立體信息并在圖像中顯示的照相機，能夠記錄的額外增量信息包括：物體縱向尺寸、縱向位置以及縱向移動軌跡等等，在智能手機等消費類電子應(yīng)用之外，還有更廣闊的應(yīng)用市場，包括生物識別、智慧駕駛、機器人、智能家居、智慧電視、智能安防、3D建模、人臉識別和VR/AR等新興領(lǐng)域。激光雷達是綜合的光探測與測量系統(tǒng)，下游產(chǎn)業(yè)鏈包括無人駕駛、高級輔助駕駛(ADAS)、服務(wù)機器人和車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)。根據(jù)沙利文研究，到2025年，全球激光雷達市場規(guī)模為135.40億美元，較2019年可以實現(xiàn)64.63%的復(fù)合增長率。

　　3D傳感領(lǐng)域可以獲取物體的深度信息，實現(xiàn)物體實時三維信息的采集。隨著2017年蘋果iPhone X手機開創(chuàng)3D傳感功能，受其示范效應(yīng)推動，目前華為、三星、OPPO等手機廠商陸續(xù)在旗艦手機中采用3D方案，而蘋果在2020年在iPhone12手機中搭載后置3D D-TOF Lidar后，又將推動智能手機新一輪升級。

　　光通信芯片主要市場為電信市場、數(shù)據(jù)中心市場和消費電子市場。根據(jù)IDC預(yù)測，全球數(shù)據(jù)總量預(yù)計將從2018年的33ZB增長到到2025年的175ZB，年復(fù)合增長率約為26.91%。面對海量的數(shù)據(jù)流量和交互量，5G技術(shù)的出現(xiàn)將是解決無線傳輸速率和數(shù)量的最佳解決方案。根據(jù)《2020全球5G和新基建產(chǎn)業(yè)展望》數(shù)據(jù)，預(yù)計2022年將迎來基站建設(shè)的頂峰，年建設(shè)量將到達110萬個。在光通信技術(shù)的不斷突破和海量數(shù)據(jù)的背景下，光通信行業(yè)及其上游核心元器件有望保持穩(wěn)定增速持續(xù)發(fā)展。

　　量產(chǎn)高功率激光芯片逐步實現(xiàn)進口替代

　　公司是半導(dǎo)體激光行業(yè)全球少數(shù)具備高功率激光芯片量產(chǎn)能力的企業(yè)之一，已經(jīng)逐步實現(xiàn)高功率、高可靠性、高效率、寬波長范圍單管芯片的國產(chǎn)化及進口替代。2020年長光華芯高功率半導(dǎo)體激光芯片國內(nèi)市場占有率第一。隨著激光芯片的國產(chǎn)化程度加深和產(chǎn)能提升，公司的市場占有率將進一步提升。

　　公司核心技術(shù)覆蓋半導(dǎo)體激光行業(yè)最核心的領(lǐng)域，包括器件設(shè)計及外延生長技術(shù)、FAB晶圓工藝技術(shù)、腔面鈍化處理技術(shù)以及高亮度合束及光纖耦合技術(shù)等。公司產(chǎn)品性能指標(biāo)與國外先進水平同步，打破國外技術(shù)封鎖和芯片禁運。目前商業(yè)化單管芯片輸出功率達到30W，巴條芯片連續(xù)輸出功率達到250W(CW)、準(zhǔn)連續(xù)輸出1000W(QCW)，VCSEL芯片的最高電光轉(zhuǎn)換效率60%以上。同時在激光器件封裝、光束整形、合束耦合、直接半導(dǎo)體激光系統(tǒng)等領(lǐng)域擁有豐富的產(chǎn)品研制與生產(chǎn)經(jīng)驗，成功開發(fā)了多款光纖耦合模塊及直接半導(dǎo)體激光器等產(chǎn)品。

　　為推動核心技術(shù)發(fā)展，公司一直保持較高的研發(fā)投入，并與蘇州高新區(qū)政府共建了“蘇州半導(dǎo)體激光創(chuàng)新研究院”，打造一個具有可持續(xù)研發(fā)能力的“平臺”。報告期內(nèi)，公司研發(fā)費用分別為3718.98萬元、5270.65萬元、6,033.18萬元和3,751.10萬元，呈現(xiàn)穩(wěn)定上升態(tài)勢；占營業(yè)收入的比例分別為40.23%、38.05%、24.41%和19.67%。報告期末，公司研發(fā)人員106人，占員工總數(shù)的比重為30.46%。公司已擁有專利61項，其中發(fā)明專利22項，正在申請的專利共計98項。

　　公司采用IDM(Integrated Device Manufacture，垂直整合制造)模式進行半導(dǎo)體激光芯片、器件、模塊等產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)；擁有了一套從外延生長、芯片制造、封裝測試、可靠性驗證相關(guān)設(shè)備并突破各環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)及工藝。公司已經(jīng)建成3吋、6吋半導(dǎo)體激光芯片量產(chǎn)線。其中，3吋線為半導(dǎo)體激光芯行業(yè)主流產(chǎn)線規(guī)格，6吋線為行業(yè)內(nèi)最大尺寸生產(chǎn)線，相當(dāng)于硅基半導(dǎo)體的12吋量產(chǎn)線。公司構(gòu)建了GaAs和InP兩大材料體系、邊發(fā)射和面發(fā)射兩大工藝技術(shù)和制造平臺，具備各類以GaAs和InP為襯底的半導(dǎo)體激光芯片的研發(fā)和制造能力。

　　產(chǎn)能方面，截至2021上半年，公司高功率單管芯片產(chǎn)能806.4萬顆、高功率巴條芯片產(chǎn)能5.76萬顆、單管及巴條器件產(chǎn)能88.32萬個，光纖耦合及陣列模塊產(chǎn)能4.88萬個、直接半導(dǎo)體激光器產(chǎn)能500臺。其中，公司單管芯片的產(chǎn)量由2018年的115.94萬顆增長至2020年的483.75萬顆，復(fù)合增長率達到104.26%，而隨著生產(chǎn)工藝持續(xù)改進，2018-2020年芯片良率復(fù)合增長率達到33.40%，這成為提高芯片產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本的重要因素。2021年1-6月，公司單管芯片產(chǎn)量為796.32萬顆，年化后產(chǎn)量為1592.64萬顆，較2020年度增長229.23%。

　　IDM模式能更好地理解客戶需求，實現(xiàn)更有彈性的按需研發(fā)和生產(chǎn)的同時能夠更好地進行技術(shù)積累，在深度和廣度上覆蓋客戶日益增長的新需求。公司憑借優(yōu)秀的研發(fā)設(shè)計與生產(chǎn)能力，在半導(dǎo)體激光芯片及相關(guān)產(chǎn)品上滿足了下游知名客戶較高的工藝指標(biāo)要求和嚴(yán)格的供應(yīng)商篩選標(biāo)準(zhǔn)，與客戶之間的合作綁定較為緊密。在工業(yè)激光器、激光加工設(shè)備等領(lǐng)域，公司積累了包括銳科激光、創(chuàng)鑫激光、大族激光、杰普特、飛博激光等行業(yè)龍頭及知名企業(yè)客戶。在高能激光器的應(yīng)用方面，公司為高功率光纖激光器和高功率全固態(tài)激光器提供泵浦源，廣泛服務(wù)于多家國家級骨干單位。

　　IPO募資擴產(chǎn)和延伸助力營收強增長

　　公司本次IPO發(fā)行募集資金重點投向科技創(chuàng)新領(lǐng)域的項目為“高功率激光芯片、器件、模塊產(chǎn)能擴充項目”、“垂直腔面發(fā)射半導(dǎo)體激光器(VCSEL)及光通訊激光芯片產(chǎn)業(yè)化項目”及“研發(fā)中心建設(shè)項目”。

　　其中，高功率激光芯片、器件、模塊產(chǎn)能擴充項目總投資5.99億元，包括購置廠房、MOCVD (外延生長)、流片、巴條上盤預(yù)排機、激光劃片、自動粘片機等相關(guān)設(shè)備，整體擴大公司高功率半導(dǎo)體激光芯片、器件、模塊產(chǎn)品的產(chǎn)能規(guī)模。VCSEL及光通訊激光芯片產(chǎn)業(yè)化項目投資3.05億元，項目有利于實現(xiàn)VCSEL芯片和光通訊芯片產(chǎn)業(yè)化，拓展至消費電子、汽車?yán)走_、光通訊等更多應(yīng)用領(lǐng)域，該項目的實施能夠豐富公司原有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，為公司提供新的增長點。

　　此外，研發(fā)中心建設(shè)項目針對半導(dǎo)體激光芯片及高效泵浦技術(shù)、高能固體激光泵浦源技術(shù)、光纖耦合半導(dǎo)體激光器泵浦源模塊技術(shù)和大功率高可靠性半導(dǎo)體激光器封裝技術(shù)等激光領(lǐng)域前沿技術(shù)研究課題進行前瞻性開發(fā)，有利于鞏固公司的技術(shù)領(lǐng)先地位，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。