光电子器件是指利用光电转换效应制成的各种功能器件，能够实现光信号的产生、信号调制、探测、能量分合、能量增减、信号放大、光电转换等功能。光电子器件是光电子技术的核心载体，是电子信息产业的重要组成部分。现如今，随着光通讯、光显示行业不断发展，我国光电子器件市场需求量持续增长，行业发展前景较好。

根据工作机制不同，光电子器件可分为有源器件和无源器件，其中有源器件代表产品有波长转换器、光放大器、激光器等，无源器件包括电阻、二极管、电容等；根据电路功能不同，可分为分立器件和集成器件，其中分立器件包括双极三极管，场效应管、晶闸管等，集成器件主要是指集成电路。

近年来，随着5G、光通讯、光显示、生物识别等行业不断发展，光电子器件产品更新迭代较快。未来在市场需求驱动下，国内光电子器件行业将朝着精密化、智能化、高效化方向不断发展，产业链下游应用领域将随之不断扩展，行业发展潜力巨大。

一、光电子器件市场现状

1.光电子器件产量

2017-2018年我国光电子器件产量稳步增加，2019-2020年产量下降，降幅超10%。2021年我国光电子器件产量恢复增长，产量为12314.1亿只，同比增长24.1%。最新数据显示，2022年上半年，全国光电子器件产量为5657.2亿只，同比下降5.7%。

2.光电子器件专利申请情况

由于中国光电子器件发展迅速、国家支持力度不断增长，我国光电子器件的研发进程也不断加快。2021年中国光电子器件相关专利申请数量达209项，同比下降23.4%。

二、光电子器件行业政策

1.产业政策为行业发展奠定了良好的基础

近年来，国家先后颁布一系列鼓励性政策、中长期发展规划，支持光电子器件行业做大做强。在推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合的大背景下，“十四五”、“双千兆”等国家战略的出台，为光电子器件行业创造了良好的政策环境，我国光电子器件产业也迎来了重大发展机遇。在国家产业政策多方位扶持下，光电子器件行业有望实现跨越性的大发展。

2.5G、千兆网络、数据中心建设带来广阔的光通信市场

当前，新一轮科技革命和产业变革在全球深入发展，特别是新冠肺炎疫情发生后，在线教育、远程医疗、远程办公等应用快速发展，各领域对网络的依赖不断增强，夯实网络基础设施成为国际共识。以5G、千兆光网为代表的“双千兆”网络是制造强国和网络强国建设不可或缺的“两翼”和“双轮”，是新型基础设施的重要组成和承载底座，数据中心也已成为5G、人工智能、云计算、区块链等新一代信息通信技术的重要载体。随着企业数字化转型推进，对数据中心要求越来越高，需求也快速增加，企业自用数据中心业务逐渐向第三方数据中心迁移，未来市场规模仍将保持平稳增长。

三、光芯片：光电子领域核心器件，国产替代正当时

光电子产业明珠，下游应用广泛

光芯片是光电子领域核心元器件。光电子器件（国内简称光芯片）是全球半导体行业的一个重要细分赛道，随着光电半导体产业的蓬勃发展，光芯片作为产业链上游核心元器件，目前已经广泛应用于通信、工业、消费等众多领域。根据Gartner分类，光电子器件包括CCD、CIS、LED、光子探测器、光耦合器、激光芯片等品类。光芯片作为光电子产业核心元器件，按照是否发生光电信号转化，可分为有源光芯片、无源光芯片两类，有源光芯片可进一步细分为发射芯片与接收芯片；无源光芯片主要包括光开关芯片、光分束器芯片等。本篇报告中我们重点讨论激光芯片、光子探测芯片等有源光芯片的产业发展趋势、市场空间以及国产化机遇。

全球光电子器件市场规模持续增长，2025年市场规模有望突破560亿美元。光芯片涵盖工业用高功率激光芯片、通信用高速率激光芯片、手机人脸识别用VCSEL等成熟应用，以及车用激光雷达和硅光芯片等未来有望实现爆发性增长的新领域。我们认为在通信、工业等领域的应用深化，以及在车载激光雷达等新兴领域的拓展，光芯片市场规模有望持续增长。根据Gartner数据，2021年全球光芯片（含CCD、CIS、LED、光子探测器、光耦合器、激光芯片等）市场规模达414亿美元，预计2025年市场规模有望达561亿美元，对应期间CAGR=9%。

光芯片细分品类多，行业覆盖领域广。除上文中的按照有源/无源分类，光芯片还可以按照材料体系及制造工艺的不同，分为InP、GaAs、硅基和薄膜铌酸锂四类，其中InP衬底主要包括直接调制DFB/电吸收调制EML芯片、探测器PIN/APD芯片、放大器芯片、调制器芯片等，GaAs衬底包括高功率激光芯片、VCSEL芯片等，硅基衬底包括PLC、AWG、调制器、光开关芯片等，LiNbO3包括调制器芯片等。

光芯片目前已广泛应用于通信、工业、消费、照明等领域，下游市场不断拓展。例如在光通信领域，光芯片是光模块光发射组件、光接收组件的核心元器件，分别实现了电信号向光信号、光信号向电信号的转化，决定着光模块的传输速率；工业领域中，光芯片同热沉、光束整形器件等组成了光纤激光器、固体激光器的泵浦源，为激光器内的工作介质实现粒子数反转提供能源来源；消费领域中，光芯片已广泛用于3D传感（手机、汽车）等场景，以车载激光雷达为例，光芯片是发射端、接收端核心元件，决定着激光雷达的探测距离、分辨率等多个关键性能；照明领域方面，具体产品形态主要为LED等。

光模块、光纤激光器、激光雷达等产业链中下游环节国产化进展顺利。目前我国光模块、光纤激光器、激光雷达等下游细分领域已具备较强竞争实力，推动相关领域国产化进展持续迈进。

1）光模块方面，根据Lightcounting于2022年5月发布的统计数据，2021年全球前十大光模块厂商，中国厂商占据六席，分别为旭创（与II-VI并列第一）、华为海思（第三）、海信宽带（第五）、光迅科技（第六）、华工正源（第八）及新易盛（第九）；相比于2010年全球前十大厂商主要为海外厂商，国内仅WTD（武汉电信器件有限公司，2012年与光迅科技合并）一家公司入围，体现出十年以来国产光模块厂商竞争实力及市场地位的快速提升；

2）光纤激光器方面，根据由中国科学院武汉文献情报中心牵头编写的《2022中国激光产业发展报告》，国内市场前三大光纤激光器厂商中，IPG市场份额由2018年的49.0%下降至2021年的28.1%，而锐科激光、创鑫激光市场份额由2018年的17.3%/8.9%分别上升至2021年的27.3%/18.3%，此外杰普特、飞博激光、GW光惠、大族光子、热刺激光、凯普林等国产品牌市场份额也进入前列，国产替代步伐持续迈进；

3）激光雷达方面，国内完善的汽车上游零部件/光通信产业链为激光雷达产业快速发展奠定基础。根据Yole发布的《2021年汽车与工业领域激光雷达应用报告》，截至2021年9月，在全球公开的29个设计中标（design win）中，中国厂商共有7项激光雷达设计方案，其中速腾聚创、览沃科技、华为和禾赛科技分别为3/2/1/1项，合计占全球方案总数的23%，是全球激光雷达市场重要参与者。

光芯片部分细分市场已处于国产化加速渗透阶段

在中下游的激光器及相关设备国产化进展持续推进背景下，光芯片作为上游核心元器件是我国光电子领域国产化下一阶段亟需突破的重点环节。从国产化进展来看，当前我国高功率激光芯片、部分高速率激光芯片（10G、25G等）等已处于国产化加速突破阶段；而光探测芯片、25G以上高速率激光芯片仍处于进口替代早期阶段，未来国产化提升空间广阔。

制造工艺壁垒高，头部厂商多采用IDM生产模式

光芯片工艺流程主要包括芯片设计、外延生长、晶圆制造等环节，头部厂商多采用IDM生产模式。相比于大规模集成电路已形成高度的产业链分工，光芯片行业尚未形成成熟的设计-代工-封测产业链。海外头部光芯片厂商如II-IV、Lumentum等多采用IDM（Integrated Device Manufacture，垂直整合制造）模式，主要系光电子器件遵循特色工艺，相比以线宽为基准的逻辑工艺，特色工艺的竞争能力更加综合，包括工艺、产品、服务、平台等多个维度。光芯片技术门槛高、产品线难以标准化，厂商采用IDM模式可以拥有单独生产光芯片的能力，实现生产环节协同优化，满足客户多样化需求。

IDM厂商具有较强的横向产品扩张能力。各类有源、无源芯片核心工艺均包括外延生长、光刻、刻蚀、镀膜等环节，根据长光华芯《4月28日投资者关系活动记录表》，三五族化合物半导体的光电子芯片领域中约70%的设备和工艺具备互通性，因此IDM模式下公司更容易依托自身工艺平台进行产品的横向拓展。以长光华芯为例，公司依托在高功率半导体激光芯片的研发、技术及产业化的“支点”优势，横向扩展至 VCSEL 芯片及光通信芯片等领域，提升公司综合服务能力。

光芯片上游材料、设备：国产化替代全面推进，设备基本实现自主可控。光芯片产业链上游为材料及生产设备。材料方面主要为三五族化合物半导体衬底，国内科研机构、企业等积极推进衬底国产化替代；设备方面主要包括MOCVD设备、光刻机、刻蚀机、溅射镀膜机等，与数字IC先进制程相比，光芯片并不依赖最先进半导体工艺制程的设备，目前已基本可实现国产化自主可控。

国内光芯片厂商市场布局相对单一，未来发展有望对标海外厂商，横向拓展空间广。国内厂商方面，以长光华芯为例，除营收体量尚小的VCSEL业务以外，1H21公司所布局的下游市场包括：工业（营收占比77%）、科研及国防（21%）、医美（1%），可以看出公司目前下游市场尚以工业/国防等高功率应用场景为主。

我们认为未来国内高功率激光芯片领先厂商有望对标II-VI、Lumentum等海外厂商，业务布局横向扩展至光通信、消费等领域，一方面由于通信等下游市场需求广阔（根据Laser Focus World，2020年全球激光器下游市场中，通信与光存储市场占比24.35%，为激光器应用第二大市场），光芯片厂商可通过横向拓展打开成长天花板；另一方面，光通信、VCSEL等芯片制造工艺与高功率半导体激光芯片工艺复用程度较高，厂商基于自身技术积累有望顺利切入。

建议关注细分领域已具备领先技术实力、绑定优质客户，且具备横向扩张潜力的国产厂商。

未来我国光芯片厂商的成长路径有望经历两个阶段：1）在细分领域凭借自身技术实力，绑定优质客户实现进口替代。2）产品品类横向扩张，打开远期成长天花板。由于光芯片行业具备细分品类较多等特点，中短期内我们看好在细分领域中具备深厚技术积累，且已绑定优质客户的国产厂商，有望率先开启进口替代步伐，占据先发优势；长期来看，我们看好具备较强横向扩张能力的光芯片企业。

文章来源：新思界网，中商情报网，长三角激光联盟