随着 “产生光子”和“调控光子”的技术能力逐步成熟，公司成为高功率半导体激 光器行业领军企业。公司于 2007 年 9 月在西安成立，是激光行业上游龙头企业。公 司以半导体激光器为起点，持续专注光子技术基础科学的研发，并不断向先进制造、 医疗健康等潜在应用领域拓展。2008 年，公司首次推出半导体激光器产品，此后公 司持续投入在半导体激光器领域，不断积累核心技术，并于 2015 年主导制定相关国 家标准，行业技术领先地位突出。
2017 年，公司并购德国激光光学元器件、光子应 用模块和系统研发及生产商 LIMO，将自身“产生光子”的能力与 LIMO“调控光子” 的能力结合，进一步提升了在微光学领域的技术，实现了“产生光子”结合“调控光 子”的战略布局，微光学技术不断成长。2018 年 2 月，公司旗下德国 LIMO 荣获“光 电子行业奥斯卡”Prism Awards。凭借持续的技术研发与创新，公司持续为固体激光 器、光纤激光器生产企业和科研院所、光刻机核心部件生产商、激光雷达整机企业、 医疗美容设备、工业制造设备、半导体和平板显示设备制造商等提供核心元器件及 应用解决方案，产品逐步被应用于先进制造、汽车应用、医疗健康、科学研究、信息 技术等领域。
1.1、 产生光子+调控光子协同布局，光子技术解决方案商水到渠成
公司围绕“产生光子、调控光子和提供光子技术应用解决方案”建立了九项核心技 术，集成能力不断提升，逐步由上游单一元器件供应商向高度集成化的光子应用模 块供应商和综合技术解决方案提供商转型。公司将“产生光子”和“调控光子”的技 术能力相结合，相继开拓、完善了半导体激光元器件业务与激光光学元器件业务。其 主要产品包括开放式器件、光纤耦合模块、医疗美容器件和模块、工业应用模块、光 束准直转换系列产品等。
其中，开放式器件是基于单个或多个激光二极管芯片封装 而成，主要用于固体激光器泵浦，最终应用于科学研究、工业加工和医学成像等领域 中。此外，公司自主研发的共晶键合技术、热管理技术、界面材料与表面工程技术， 突破了高功率半导体激光元器件功率过高导致的散热问题瓶颈，大幅提高了半导体 激光元器件的散热能力，提升产品性能和可靠性，为公司产品拓宽了应用领域，获得 客户的广泛认可。随着“产生光子”和“调控光子”的技术能力逐渐成熟，并逐步实 现相应的元器件规模生产、销售，公司开始注重提升自身集成能力。公司逐步由上游元器件供应商向中游光子应用模组供应商和综合解决方案提供商转型，实现业务的 纵向一体化。在公司半导体激光、激光光学、汽车应用和光学系统四大业务中，公司 产品以模块、组件形式出现的频率明显提升。
例如，汽车应用业务相关产品中，公司 当前生产的产品均结合了多项核心技术，以模组形式对外销售。其中，激光雷达面光 源模组通过将光源和面光斑光束整形元器件集成，产生面光斑脉冲激光，可提供给 激光雷达整机厂商，用于其智能驾驶中短距激光雷达产品中。公司集成能力的提高， 增强了公司的多元化程度，产品的市场竞争能力也同步得以提升。根据公司公告，公 司车载应用业务收入持续上涨，集成化的模组产品为公司带来可观收入。此外，通过 这一转型，公司与产业链下游客户联系更为密切，更便于公司了解下游市场变化，高 效调整研发和生产节奏，进一步提升公司竞争优势。
1.2、 高功率半导体激光器打破国外垄断，“无铟技术”助力性能提升
公司 120kW 高功率半导体激光打破国外企业垄断，“无铟化技术”助力量产，产品 性能同步大幅提升。半导体激光器是固体激光器、光纤激光器核心元器件，其性能直 接决定终端激光设备的质量。随着激光器应用领域的拓展，市场对于激光功率的要 求逐步提升，半导体激光元器件厂商与激光器厂商对于高功率激光器的研发需求进 一步扩大。公司成立伊始便专注于高功率半导体激光器的研发，在行业内广受认可， 牵头承担了多项国家重大科技项目与半导体激光器相关国家标准制定项目。公司所 研发的 120kW 半导体激光器，令我国成为继美国和法国后第三个能够制备百千瓦级 半导体激光器的国家，未来有望打破国外企业在此领域的垄断，进一步提高我国半 导体激光行业实力。
当前，公司的高功率半导体激光产品被应用于有“人造太阳”之 称的国家惯性约束可控核聚变试验装置重大项目。在工艺设计、改进方面，公司从传 统通用的高功率半导体激光器键合界面原材料金属铟中寻找突破口，用金锡（AuSn） 合成材料代替金属铟，创造性地使用“无铟化技术”。铟焊料具有热疲劳，高电流下 易产生电迁移和电热迁移等缺陷，影响半导体激光器的可靠性。公司通过在衬底材 料、绝缘材料间采用金锡焊料键合封装，解决了由于铟的热疲劳、电热迁移和氧化导 致的高功率半导体激光器可靠性差和使用寿命短的瓶颈问题。公司所生产的激光器 叠阵中的每个巴条可在更高结温、更高输出功率下工作，整体体积也变得更为小巧， 封装后重量仅为 2.3 克。公司还自主研发了制备金锡薄膜界面材料的工艺技术，实现 了批量生产。
1.3、 微光学晶圆降本、光场匀化技术全球领先，应用场景进一步拓宽
公司于 2017 年 5 月收购 LIMO，获其光子调控能力加持，技术协同性进一步提升。 LIMO 公司成立于 1992 年，位于德国多特蒙德，是世界领先的微光学供应商。在 25 年的企业发展历程中，LIMO 为各种类型的激光器提供折射微光学和光学整形系统， 确立了折射微光学领域的全球市场领导者地位。凭借将光学设计与激光系统和材料 加工技术相结合的核心竞争力，LIMO 成为各行业专业激光解决方案重要且可靠的 提供商。2017 年 5 月 9 日，公司宣布完成对德国 LIMO 的收购，正式将 LIMO 的光 子调控技术纳入自身技术体系，进一步增强了公司技术覆盖领域的全面性程度。
由 于光束质量是目前限制高功率半导体激光器在市场上广泛应用的关键因素之一，微 光学与光束整形技术可使激光发出的光子恰当地用在需要的地方，改善了光束质量 问题。公司对 LIMO 的收购，可有效地将自身半导体激光封装技术与 LIMO 拥有的 全球领先的微光学与光束整形技术相结合，发挥协同效应，为客户提供高度定制的 激光解决方案，最大程度地开发半导体激光器的市场应用潜力。
1.3.1、 深耕激光光学多年，高精度、强稳定的光子调控技术全球领先
LIMO 深耕激光光学多年，具有全球领先的光子调控技术，光束转换系统有效提升 30%产能。LIMO 纳米级精度折射型微透镜阵列（ROE）技术，能够实现在零维（点）、 一维（线）、二维（面）三个维度对多种类型激光光束的精准整形和调控，以满足不 同的应用需求。基于此技术所形成的微光学产品，相较于其他衍射光学元件（DOE）， 没有零级衍射效应，对光能量的利用率超 90%。
与此同时，公司所生产的微光学产 品能够在任意玻璃材料上实现二维甚至三维自由度的微米级、纳米级结构，实现对 激光器的快轴准直、慢轴压缩、光束耦合等功能，大幅提升了激光光束质量。此外， 光束转换技术可将半导体激光器快慢轴两个方向光束质量极不对称的光束转换为两 个方向具有基本相近光束质量的光斑。基于此技术，LIMO 自研了光束转换系统，可 将高斯剖面转化为一条长达 1000mm，宽 30µm 的线光斑，其亮度远超于行业普遍使 用的宽 50µm 以内的光斑。在亮度得到大幅提升的同时，光束转换系统也将产能提高 了 30%，同时显著延长激光器使用寿命，提高处理速度，并可作为工具模块直接灵 活改造制造商的生产系统。
光场匀化技术等核心技术为公司研制光场匀化器、光束转换器等激光光学产品奠定 基础，激光光学产品关键参数显著优于同行业海外巨头。光场匀化器是多项光学高 端设备如光刻机的重要核心器件，可将光刻机中准分子激光器出射光束均匀地照射 在被加工处理的集成电路晶圆上。公司所研发的光场匀化器采用晶圆级同步结构化 激光光学制造技术在微光学晶圆的上、下表面加工微纳结构，经过几何光学及物理 光学双重设计考量，实现对激光光束的高度匀化，从而实现激光光束在半导体晶圆 表面的均匀曝光，确保光刻机能高精度完成半导体晶圆加工和集成电路芯片制造。 公司光场匀化器性能卓越，应用于国内主要光刻机研发项目和样机中，进入 ASML、 台积电等厂商的供应链。
据招股说明书，公司在光束转换器、光场匀化器等多项关键 参数指标内显著优于多个国际巨头公司。其中，公司基于光束转换技术所生产的光 束转换器，快轴剩余发射角不大于 6 毫弧度，同等 pitch 下显著低于瑞士 FISBA 和 美国 Edmund Optics，具有优于后两者的光束转换效果。此外，公司研制的固体激光 退火（SLA）紫外线光斑系统已于 2020 年交付第一台样机，未来有望打破美国相干 公司准分子激光退火过去十年来在该领域的全球优势地位，成为柔性显示行业低温 多晶硅退火工艺的全新解决方案。未来，随着公司逐步向中游拓展进程加快，公司产 品有望开拓更为广泛的应用场景。
1.3.2、 12 英寸玻璃微光学晶圆全球唯一制造商，单位成本显著下降
Wafer-level 核心技术助力公司成为 12 英寸玻璃微光学晶圆全球唯一制造商，高精 度玻璃微光学器件规模化应用在即。公司通过晶圆级同步结构化激光光学制造技术 （wafer-level）这一独特加工工艺，实现一次成型最大 12 英寸（300mmx300mm）的 玻璃微光学晶圆，且同一晶圆上既可实现相同结构，也可实现不同结构的微光学。此 外，这一技术令微光学结构器件在晶圆上一次成形，单位时间内可生产更大尺寸的 玻璃微光学晶圆，大幅提升了生产效率。凭借这一技术，公司成为了全球唯一能稳定 批量生产 12 英寸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。与此同时，12 英寸玻璃微光学晶圆的量产使玻璃 微光学器件的成本大幅降低，第一次接近低成本的高分子光学器件，使得高精度的 玻璃微光学器件能够在对价格敏感的领域实现规模化应用。
激光器是大量光学材料和元器件组成的综合系统，居于整个激光产业链的核心中枢 位置，主要由光学系统、电源系统、控制系统和机械机构四个部分组成，其中光学系 统主要由泵浦源（激励源）、增益介质（工作物质）和谐振腔等光学器件材料组成。 光子通过吸收了泵浦源能量的增益介质而产生，在光学谐振腔内不断反射，往复运 动，从而不断放大，最终通过反射镜射出激光，形成激光束。激光器的性能往往直接 决定激光设备输出光束的质量和功率，是下游激光设备的核心部件。
全球激光器行业有望持续受益于下游激光设备规模增长，材料加工与光刻仍是最大 应用领域，仪表与传感器行业规模增速可观，随着高功率半导体激光元器件国产替 代进程加快，国产厂商迎来发展良机。激光设备对于推动我国经济转型升级具有不 可替代的作用，市场需求广阔。作为激光设备必不可少的激光元器件，激光器行业将 持续受益。据 Laser Focus World 数据，2015 年至 2020 年，全球激光器销售收入由 97.1 亿美元增长至 160.1 亿美元，CAGR 为 10.52%。预计 2021 年该市场规模将达到 184.8 亿美元，同比增长率约为 15%。当前，我国低、中功率激光核心元器件已基本 完成国产替代，高功率半导体激光器核心元器件国产替代未来可期。国内激光厂商 已掌握大部分器件制造技术，但部分核心器件如高功率半导体激光芯片等仍依赖进 口。
而国外激光器龙头企业，例如美国相干公司、美国 IPG 光电、美国 nLight 和法 国 Lumibird 等，则依靠全产业链整合实现产品低成本、高性能及高稳定性。根据 Laser Focus World 数据，2019 年全球激光器应用领域中，材料加工与光刻是全球激光主要 应用市场，占比 40.94%；其余应用领域中，仪表和传感器行业内激光器市场规模增 速较快，由 2016 年 6.15 亿美元增至 14.41 亿美元，CAGR 约为 23.72%，较其他行业 领先。近年来，随着激光雷达、3D 传感、生物医学仪器等细分行业的快速发展，仪 表和传感器市场规模有望进一步扩大，从而拉动激光器元器件及相关光学应用模组 与解决方案的市场需求增长。
2.1、 光纤激光器占比持续提升，光刻是激光器最高端应用场景
材料加工与光刻行业是激光器下游应用领域中规模最大的行业，光纤激光器占比持 续提升。材料加工与光刻行业所涉及的激光器主要为工业激光器，包括用于所有类 型金属加工（焊接、切割、退火、钻孔）的激光器；用于半导体和微电子制造（光刻、 刻划、缺陷修复、钻孔）的激光器；用于所有材料打标的激光器；以及用于其他材料 加工（切割和焊接有机物、快速成型、微加工和光栅制造）的激光器等。2016 年至 2019 年，全球材料加工与光刻行业内激光器的市场规模从 49.49 亿美元增长至 61.42 亿美元。
稳定、高精准的光源控制与光场匀化技术将直接影响光刻机性能，在芯片制造中起 重要作用。芯片制造流程复杂，主要有芯片设计、晶片制作、封装制作、成本测试等 环节。芯片的原料是晶圆，成分是从石英砂钟所精炼而得的硅，通常需要提纯至 99.999％的纯度。随后这些纯硅将会被打造成硅棒，成为制造集成电路的石英半导体 材料，将其切片就成为了芯片制作具体需要的晶圆。晶圆越薄，生产的成本越低，但 对工艺的要求也随之提升。晶圆经过切割、抛光等一系列工艺流程后，就进入了前道 程序，光刻是其中的关键环节。光刻是将掩膜板上的图形转移到涂有光致抗蚀剂（或 称光刻胶）的硅片上，通过一系列生产步骤将硅片表面薄膜的特定部分除去的一种 图形转移技术。
在实际工艺内，一个芯片需要经历几十次的光刻才能完成。据晶瑞科 技招股书，光刻是芯片制造的核心，其成本占据了整体加工成本的 30%，耗费时间 约占整体加工时间的 40%-60%。作为此步骤的关键设备，光刻机也成为了芯片制造 最为重要的设备之一，同时也是当前国内集成电路产业最受限制的上游核心设备。 高端光刻机制造难度较大，当前全球仅有四家公司有能力提供，其中炬光科技所供 货的荷兰 ASML 公司是规模最大、技术最先进的光刻机设备制造商。由于芯片精度 与光源的效率、光线稳定性及准确性高度相关，且此类依靠经验累积而成的技术壁 垒较高，因此炬光科技凭借先进的光线调控、光场匀化技术在芯片光刻环节技术领 先优势显著、壁垒高企。
2.2、 车载激光雷达前装量产元年已至，激光发射模组居关键地位
智能化正接替电动化成为汽车下一阶段的发展方向，配备先进传感器的高阶自动驾 驶更是国内自主厂商借助智能化弯道超车的重点。其中，激光雷达因其探测距离远、 探测精度高、响应速度快、受环境干扰影响较少及可近似全天候工作等优势，成为大 部分整车厂迫切想提高汽车智能驾驶水平的主流选择。激光雷达技术路线多样，主 要包括以 Velodyne 为代表的机械式激光雷达，以 Luminar、法雷奥、大疆、华为等代 表的半固态式激光雷达，以及性能优越但技术仍处瓶颈期的固态激光雷达。与特斯 拉等领先厂商相比，在软件和算法落后的背景下，其他整车厂商更倾向于选择激光 雷达+高精度地图作为 L3 级别自动驾驶的解决方案。随着华为、大疆等跨界玩家的 入局，在大幅提升激光雷达性能的同时，有效将成本降低至万元以内，整车厂激光雷 达前装意愿大幅提升，我们预计 2021 年将是车载激光雷达前装上车元年，规模化量 产的拐点即将到来。
激光雷达主要分为激光发射模块、扫描系统、接收模块及信息处理四个部分，发射 及接收模块成本占比高达 60%。发射模块包括激励源、激光器、光束控制器与发射 光学系统；扫描系统通过旋转电机、扫描镜、准直镜头与窄带滤光片等形式实现改变 激光束的空间投射方向的功能（Flash 激光雷达方案不包括扫描方案）；接收模块则主 要为光电探测器；后端信息处理部分则与放大器、FPGA（主控单元）芯片、模拟芯片密不可分，其主要实现对激光发射模块、接收模块和扫描模块的控制以及数据处 理和传输。据汽车之心，发射、接收模块占据激光雷达成本的 60%左右。发射模块 中所需要的微光学器件包括激光器准直元器件、耦合元器件、光束形态转换元器件、 光场匀化扩束器等。这些器件的性能将直接影响激光光源的形成、激光雷达光束探 测距离、分辨率、均匀度，是整个发射模块的技术关键。
其中，激光器作为车载激光雷达发射系统的核心器件之一，正由 EEL 向 VCSEL 演 进。激光器的选择需综合考虑实际应用环境、技术方案、性能需求以及成本需求。目 前常见的激光器主要包括半导体边发射激光器（EEL）、半导体垂直腔面发射激光器 （VCSEL）以及光纤激光器等。EEL 作为光源具有高发光功率密度的优势，但 EEL 激光器发光面位于半导体晶圆的侧面，生产中需进行切割、翻转、镀膜、再切割的工 艺步骤，往往只能通过单颗一一贴装的方式与电路板整合。
与此同时，每颗激光器需 独立手工装调，对产线工人的手工装调技术依赖性较大，生产成本高且一致性难以 保障。有别于 EEL，VCSEL 的光源发射方向与芯片垂直，一方面使得其可直接在晶 圆上进行光斑测试，测试成本较 EEL 更低，另一方面 VCSEL 大多采用直接调制， 腔长短、集成难度低，在传感领域的性能及量产能力都更为突出。近年来，国内外多 家 VCSEL 激光器公司纷纷开发多层结 VCSEL 激光器，据禾赛科技招股书，多层结 VCSEL 激光器将发光功率密度提升了 5~10 倍。未来，VCSEL 有望逐渐取代 EEL 成 为主流激光元器件。
ADAS、无人驾驶成为激光雷达下游主要应用场景，激光雷达市场空间广阔。激光雷 达下游应用领域广泛，主要可分为无人驾驶、高阶辅助驾驶、服务机器人和车联网行 业。随着激光雷达在车载领域的推进，针对测试与高精地图测绘领域的激光雷达市 场将迎来顶峰，乘用车前装量产成为未来主要发展方向。据 Frost&Sullivan 预测， 2025 年高级辅助驾驶、无人驾驶、车联网和服务机器人领域分别占激光雷达市场总 规模的 34.64%、26.30%、33.81%和 5.26%。2025 年全球激光雷达市场规模将达 135.4 亿美元（折合人民币近 1000 亿元），2019-2025 年 CAGR 为 64.5%。与此同时，据我 们测算，2025 年国内面向 L3 及以上的前装高线束车载激光雷达市场规模将超 100 亿 元。考虑到高阶自动驾驶渗透率仍然较低，且无人机、车联网等领域的应用需求有望 随激光雷达成本下降而持续释放，预计未来我国激光雷达市场将超千亿。
2.3、 DMS 增长潜力可观，VCSEL 性能优势突出有望成为主流方案
DMS（Driver Monitor System，驾驶员监控系统）可以实现对驾驶员的驾驶疲劳、分 心以及其他危险行为的检测。当检测到驾驶员的注意力无法保持在驾驶行为上时，DMS 会及时对驾驶员做出提醒。汽车智能化趋势下，车辆行驶过程的安全性愈发受 到车企及终端消费者的关注。
VCSEL 具有光束集中，光斑对称等特点，性能优势显著，正在 2D 和 3D 传感器方 案中逐步推广，其规模有望随 DMS 渗透率不断提升而扩大。DMS 通过部署在方向 盘、转仪表盘或 A 柱等位置的光学摄像头、红外摄像头等，主动获取驾驶员的眼部 状态、头部姿态、打哈欠、打电话、抽烟等行为的图像或视频信息，并利用深度学习 算法对获取的信息进行分析，判断驾驶员当前所处状态，实现驾驶员监测的目的。当 前，可为 DMS 摄像头提供 800-1000nm 波段的近红外光源主要有三种，即红外 LED、 红外 LD-EEL 和 VCSEL。其中，红外 LED 因成本低廉、便于安装、产业成熟度高而 成为当前的主流方案。但 LED 没有谐振腔，光束发散，必须输入更多的电流来克服 损失，因此功耗较高。与此同时，LED 分辨率也因其不能快速调制而受到限制。
车 企和供应商不断探索新的光源技术。相比于红外 LED 和 EEL，VCSEL 的出射光更 集中、光斑更对称，在温度漂移和腔面反射率上也更占优势，VCSEL 还能够实现二 维阵列。目前光源供应商们正在研发车规级的 VCSEL 光源技术，未来有望逐步获得 推广。据佐思汽研数据，2019 年我国主动 DMS 系统的乘用车新车安装量为 10,170 套，同比增长 174％，而 2020 第一季度安装量则达到了 5,137 套，同比增长 360%， 增长潜力可观。而据 Yole 咨询预测数据，从 2022 年开始，3D 感知的 DMS 系统开 始装车，到 2024 年 3D 摄像头将迎来快速增长期。预计新车市场中 DMS 搭载量将 从 2020 年的 450 万套，增长至 2025 年的 5760 万套，其中 2D 摄像头方案占 80%， 3D 摄像头方案占据 20%。
3.1、 半导体激光集成模组销售增长，光刻产品有望成新收入增长点
公司“产生光子”和“调控光子”的技术能力日益精进，为其元器件、模组的生产、 销售奠定坚实基础，半导体激光集成化模块订单有望持续增长。基于“光子应用解 决方案”理念，公司不断强化旗下产品的竞争力，开放式器件、光纤耦合模块、医疗 美容器件和模块等主要细分产品线内均取得持续的业绩增长。在集成化模块方面， 公司Vsilk系列专业用激光脱毛模块、Fariy系列专业用激光无创溶脂模块产品自2018 年起开始获得量产，获以全球知名医疗美容设备公司以色列飞顿为首的一众国内外重要客户青睐，订单持续增长，收入相应增加。
随着公司集成能力进一步提升，以及 下游客户规模不断扩大，公司产品收入有望持续提升，由此形成的规模效应将进一 步降低单位成本，提升公司利润水平。2017 年至 2020 年，公司半导体激光业务主营 业务收入分别为 16,133.25 万元、21,535.86 万元、21,249.32 万元和 9,545.96 万元， 占主营业务收入的比重分别为 62.45%、61.34%、64.53%和 36.58%。与此同时，公司 持续投资、拓展高潜力新兴业务，旗下预制金锡薄膜陶瓷热沉产品开始获得国内外 光纤激光器厂商批量订单，将成为公司半导体激光业务未来新的业务增长点。在各 类激光器中，半导体激光器拥有最佳的能量转化效率，同时还拥有体积小、寿命长的 优势。随着光束整形技术的不断发展、半导体激光技术在功率、效率、亮度、调制速 率等方面的不断突破，原本局限半导体激光器应用范围的光束质量得以大幅提升， 使得半导体激光器可被直接应用于激光设备的领域进一步扩大。
公司光束准直转换系列产品收入规模持续扩张，光刻机用光场匀化器已进入荷兰 ASML 供应链，有望成新收入增长点。公司激光光学业务收入主要系销售激光光学 相关产品的收入，主要包括光束准直转换系列、光场匀化器等相关产品。2017 年至 2020Q3，公司销售激光光学相关产品收入分别为 6,890.19 万元、11,018.21 万元、 9,407.12 万元和 13,661.25 万元，占主营业务收入的比重分别为 26.67%、31.38%、 28.57%和 52.34%。公司该部分业务收入持续增长主要受益于高速发展的光纤激光器 市场。尽管光纤激光器企业通常使用自产泵浦源，但公司通过与此类企业的深入合 作，为其提供光束准直转换系列产品，相应地扩大了该业务的收入规模。
随着光纤激 光器市场进一步扩大，公司光束准直转换系列产品销售收入有望提升。与此同时，公 司现已进入了全球最大光刻机生产商荷兰 ASML 的供应链，为其上游供应商提供光 刻机用光场匀化器，属光刻机关键零部件，对芯片制造有着较为重要的意义。凭借晶 圆级同步结构化激光光学制造技术与光场匀化技术，公司在实现大规模量产的同时， 还有效地降低生产成本，提升产品性能。预计在很长一段时间内，芯片需求仍将处于 高位，公司有望持续受益，收入、毛利率将同步提升。根据公司公告，2017 年至 2020 年，公司半导体激光业务与激光光学业务毛利率总体呈上升趋势。公司于 2019 年完 成对子公司 LIMO 的并购整合，凸显了协同效应，激光光学业务毛利率获得显著提 升。未来，随着公司技术持续发展、生产工艺提升，产品良率有望持续上升，相关产 品毛利率将得到进一步提升。
3.2、 激光雷达发射模块方案商，获多方合作加速车载业务发展
公司汽车应用相关产品与服务可划分为三个层次，即微光学元器件、发射端光源模 块、组装制造服务和解决方案。其中，作为微光学元器件供应商，公司为包括激光雷 达在内的多种汽车应用行业提供独特的微光学元器件；作为光源模块和模组供应商， 公司为汽车行业多家客户和合作伙伴提供基于 EEL、VCSEL 等光源技术的模组，主 要包括应用于半固态线扫描式激光雷达技术路线的线光斑光源模组和应用于 Flash 固态激光雷达技术路线的面光斑光源模组；作为解决方案和服务提供商，公司为客 户提供激光雷达发射端光源模块、激光雷达整机的批量组装制造服务等。
3.2.1、 固体激光雷达发射模块规模化量产，华为入股加速激光雷达业务腾飞
基于产生光子、调控光子的技术，公司积极向中游拓展，紧跟汽车智能化发展趋势， 切入车载激光雷达供应链。在半导体激光业务与激光光学业务屡获技术突破，为公 司带来稳步增长收入的同时，公司紧跟智能汽车发展潮流，把握市场机会，积极布局 汽车业务。与激光上游产业不同，中游行业多提供光子应用模块与系统性的解决方 案。2017 年，公司正式确认将以激光雷达应用为主的汽车应用市场作为未来战略市 场方向。
基于公司现有半导体激光器和微光学领域的多年技术与产品积累，公司积 极开展面向智能驾驶激光雷达、智能座舱内驾驶员监控系统等汽车创新应用场景的 车规级核心技术研发，现已通过 IATF16949 质量管理体系认证、德国汽车工业协会 VDA6.3 过程审核，拥有车规级激光雷达发射模组设计、开发、可靠性验证、批量生 产等核心能力。自 2016 年起，公司开始研发高峰值功率固态激光雷达光源模块，并 于 2019 年获得批量供应合同。2020 年，公司已完成自动化产线建设、产品可靠性验 证等开发工作，产品进入量产爬坡和交付阶段。
项目落成后，公司将成为行业内首次 实现固体激光雷达发射模块规模化量产的供应商。Flash 面光源激光模块 AL01 产品 系列是公司典型产品，拥有高峰值功率、大视场角、高集成度、车规级可靠性等独特 优势，其峰值功率可达百千瓦至兆瓦级，是 Flash 汽车激光雷达系统的核心组件。公 司在汽车应用行业的积极进展，也吸引了于近年来在智能汽车领域动作频频的华为。 2020 年 9 月，华为控股的哈勃投资以 5,000 万元认购公司增发的 200 万股股份。
华为智能汽车业务加速扩张，入股公司后有望助力公司激光雷达业务腾飞。依托其 深厚的 ICT 技术储备，华为近年来智能汽车业务加速扩张，已经从业务探索期（2013- 2015）、合作研发期（2016-2019）逐步走向产品落地阶段（2019-至今）。2020 年，华 为携车载三大计算平台 CDC、MDC、VDC，鸿蒙操作系统、AR-HUD、激光雷达、 七合一电驱动系统、TMS、云服务 Octopus 等多款产品以智能汽车增量供应商身份亮 相上海车展，将汽车业务上升至战略地位。
华为自 2016 年开始研发激光雷达，2021 年华为宣布其车规级激光雷达率先搭载于北汽 ARCFOX 极狐 HBT。华为所发布的 96 线中长距激光雷达，不仅在性能上较行业内其他激光雷达有了大幅的提升，生产 成本也从数万美元降低至 1000 美元以下，引领了激光雷达行业降本增效的趋势。当 前，华为以 Tier1 供应商的身份，与包括北汽、长安、广汽在内的多家车企达成合作， 推动智能汽车行业发展。华为以激光雷达 Tier 1 身份向公司投资，有利于公司进一步 深入激光雷达市场，扩大激光雷达相关元器件产品业务规模。
3.2.2、 切入 Velodyne 等 Robotaxi 产品供应链，激光雷达业务再下一城
凭借在激光雷达领域的技术积累与量产能力，公司与 Velodyne LiDAR、Luminar、 福特 Argo AI 等达成合作协议，产品将应用于多个 Robotaxi 产品。截至 2020 年 9 月 末，公司已与北美、欧洲、亚洲多家知名企业达成合作意向或建立合作项目，包括美 国纳斯达克激光雷达上市公司 Velodyne LiDAR、Luminar、福特旗下知名无人驾驶公 司 Argo AI 等。截至 2020 年 10 月末，公司已交付超过 5,000 套激光雷达应用产品。 在公司合作客户中，Velodyne 是美国老牌激光雷达厂商，为生产机械式激光雷达的 代表企业，其旗下产品包括 32 线激光雷达 HDL-32E、64 线激光雷达 HDL-64E 等。
近年来，随着激光雷达固态化趋势逐渐成为行业热度较高的话题，Velodyne 亦布局 固态激光雷达，并于 2020 年 11 月发布了最新款固态激光雷达 Velarray H800，突破 性地采用了自有专利微型激光雷达阵列架构（micro-lidar array architecture, MLA）， 专门针对汽车级性能而设计。据 Velodyne 官网显示，Velarray H800 结构紧凑，同时 具有高达 200 米的远距离感知和广阔的视场，专为高级驾驶辅助系统（ADAS）和自 动驾驶的安全导航和防碰撞应用而设计。2021 年 2 月，Velodyne 宣布与北京主线科 技达成战略合作，将共同开发下一代自主重卡，并确认将搭载 Velarray H800 传感器， 有望加速无人驾驶卡车在中国物流市场的商业化进程。
相比 Velodyne，Luminar 则为 激光雷达领域的后起之秀。作为全球 1550 纳米固态激光雷达领域的领军者，Luminar 在乘用车和 Robotaxi 领域都吸引了较多客户，其首先与沃尔沃汽车正式签署多年供 应协议，约定将在其 2022 年上市的汽车自动驾驶系统中使用激光雷达传感器。2021 年 3 月，Luminar 又与上汽集团达成合作，后者计划在其新款 R 品牌汽车上安装 Luminar 的激光雷达传感器和软件。同年 5 月，Luminar 与小马智行联合发布一体式 自动驾驶传感系统，搭载 Iris 系列激光雷达，实现 360°全方位多传感器融合方案， 赋能 Robotaxi。激光雷达在 Robotaxi 领域的逐步放量，有望推动公司激光雷达相关 产品销售规模，进一步提升公司营收。
公司紧扣汽车配置 DMS 的市场需求，集成了车规级 VCSEL 芯片，已向欧洲、亚太 地区多家客户送样，后续将进入量产阶段。在近几年欧洲和国内的法律法规的要求 和牵引下，DMS 已经逐渐成为商用车和乘用车的主流配置，渗透率将进一步提升。 采用 VCSEL 光源的 DMS 方案已逐渐成熟，有望抢占原有基于摄像头方案的 DMS方案的市场份额。公司紧扣市场需求，已经发布了 AT01/AT02 系列 VCSEL 光源模 块，集成了车规级的 VCSEL 芯片和独有的车规级玻璃光束匀化扩散器，正在向欧洲、 亚太地区的 Tier1 客户和 DMS 集成商客户送样验证，预计后续将进入量产，未来有 望拓展公司汽车应用业务广度，为公司带来收入增长。
3.3、 IPO 募资扩产，加码微光学应用及激光雷达发射模组项目
公司于 2021 年 2 月在科创板申报 IPO，所募资金将投入微光学及应用项目与激光雷 达发射模组产业化项目，有望加速向中游领域拓展步伐。2021 年 2 月 4 日，公司在 科创板申报 IPO。据公司招股书信息，本次募集的资金将用于炬光科技东莞微光学及 应用项目（一期工程）、激光雷达发射模组产业化项目、研发中心建设项目和补充流 动资金项目，计划募得资金 101,021.45 万元，项目总投资额为 103,175.15 万元，其 中第一年投资 71,474.23 万元，第二年投资 31,700.92 万元。
公司募集资金所投资的四个项目均与当前业务密切相关，其中，炬光科技东莞微光 学及应用项目（一期工程）将助力公司提升激光光学元器件生产能力。据公司招股 书，该项目是在公司自有产能基础上的扩张和升级，将建设激光光学元器件生产基 地，设计年产能为年产激光光学元器件 2,600 万只，预计年产值可达 25,250.00 万元。 该项目实施过程中，通过引进国内外先进机器设备、新建生产线、改进提高制造工艺 水平，公司可实现规模效应以降低成本，从而提升利润水平，进一步巩固自身市场竞 争力。项目达成后，将进一步提高公司激光光学元器件生产线产能，为公司未来更好 地满足国内外对激光光学元器件产品日趋增长的市场需求提供保障。据公司招股书 数据，项目税后内部收益率为 21.21%，税后静态投资回收期为 6.10 年（含建设期）。
激光雷达发射模组产业化项目系公司为紧抓智能汽车产业发展重大机遇，实现战略 发展目标所设立。作为半导体激光和激光光学结合产生的新兴业务，车载激光雷达 是公司近年来战略布局的重点产品之一，公司目前已与多个汽车一级供应商合作， 为其车载激光雷达系统研发相关技术。通过生产创新性的激光雷达发射模组和光源 光学组件，公司有望在该领域抢占高地，获得先发优势。公司所募资金将用于建设激 光雷达发射模组生产基地，通过引进一系列国内外先进生产及检测设备，招募并配 备相应的生产和技术人员，实现对公司激光雷达发射模组产品的产业化生产，以更 好地满足市场对车载激光雷达发射模组的需求，加速公司激光雷达业务发展，进一 步扩大激光雷达业务收入规模。公司激光雷达发射模组产业化项目设计产能为年产 激光雷达发射模组 3,069,917 台，投产后预计平均实现年销售收入 29,840.17 万元， 税后内部收益率为 19.33%，税后静态投资回收期为 7.54 年（含建设期）。
光子应用模块技术进度不及预期，智能汽车等行业景气度下滑。
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