本文來(lái)源于公眾號“半導體產(chǎn)業(yè)縱橫”,ID: ICViews,作者:一寶,內容有刪減。
半導體激光器又叫“半導體激光二極管”,是以一定的半導體材料做工作物質(zhì)而產(chǎn)生激光的器件。 1962年世界上第一臺半導體激光器發(fā)明問(wèn)世,其不斷的發(fā)展進(jìn)步極大地推動(dòng)了其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,半導體激光器被認為是二十世紀人類(lèi)最偉大的發(fā)明之一,F在,半導體激光器已成為世界上發(fā)展最快的一門(mén)激光技術(shù)。半導體激光器體積小、結構簡(jiǎn)單、價(jià)格較低廉,它目前在光電子領(lǐng)域中應用非常廣泛,并已經(jīng)受到世界各國的高度重視。
市場(chǎng)不相信眼淚
半導體激光器的應用范圍覆蓋了整個(gè)光電子學(xué)領(lǐng)域,已成為當今光電子科學(xué)的核心技術(shù)。它可以用于激光引信、激光雷達、光線(xiàn)通信、激光治療等。根據《2020中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》,2019年度全球激光器主要最終應用于激光材料加工和光刻市場(chǎng)、通信和光存儲市場(chǎng)、科研和軍事市場(chǎng)、醫療和美容市場(chǎng)、儀器與傳感器市場(chǎng)、顯示與打印市場(chǎng)等。 全球半導體激光器使用場(chǎng)景來(lái)源:中國科學(xué)院,矩光科技招股書(shū)
如今,這一行業(yè)的主要技術(shù)突破方向是功率,如何實(shí)現大功率的半導體激光器一直以來(lái)都是研究的前沿和熱點(diǎn)。實(shí)現大功率的半導體激光則需要大功率發(fā)射半導體激光芯片和大功率半導體激光合束技術(shù)來(lái)共同實(shí)現。 應用上的突破則是向消費領(lǐng)域下沉,這給行業(yè)了帶來(lái)新的思路變化,蘋(píng)果是啟發(fā)者。2017年iPhone X開(kāi)始使用結構光作為FaceID技術(shù),2018年的iPhone使用了光子公司Lumentum 公司的垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)作為傳感光源。Lumentum是半導體激光器的重要廠(chǎng)商,但與II-VI等還有較大差距。 2021年第一季度II-VI財報發(fā)布之后,一些華爾街分析師猜測,II-VI又一次奪走了Lumentum的市場(chǎng)份額。近年來(lái),兩家光子學(xué)公司都在3D傳感VCSEL產(chǎn)品上進(jìn)行了大量投資,不過(guò)最初在iPhone手機中進(jìn)行的初始應用,現在已遍及安卓手機平臺以及智能手機之外的應用領(lǐng)域。 從現在的半導體激光器來(lái)看,產(chǎn)業(yè)結構主要包括材料、芯片、器件、模塊、系統等應用節點(diǎn),上游的材料和芯片產(chǎn)業(yè)還是中下游的器件、模塊、系統產(chǎn)業(yè)都是技術(shù)和資金密集型產(chǎn)業(yè),需要長(cháng)久的技術(shù)沉淀和巨額的資金投入。 美國公司是半導體激光器的主要玩家,也是半導體工廠(chǎng)的主要激光器供應商。此前Lumentum 與Oclaro公司合并, II-VI與Finisar公司重組,頭部公司強強聯(lián)合,這對產(chǎn)業(yè)內其他中小型企業(yè)的生存現狀產(chǎn)生嚴重影響。合并后,II-VI成為半導體激光器整體市場(chǎng)的第一,而Lumentum則是第二名。但是,兩者仍然沒(méi)有占據一半的份額,也就是說(shuō),這一市場(chǎng)競爭極其激烈。
中國的半導體激光器市場(chǎng)
2015年,中國取代歐洲成為半導體激光器最大的消費市場(chǎng)。
2013年以來(lái),我國光纖激光器市場(chǎng)規模逐年增長(cháng),光纖激光器成為工業(yè)激光器最大產(chǎn)品結構,作為光纖激光器泵浦的半導體激光器市場(chǎng)規?焖贁U大,2015年、2016年、2017年是我國半導體激光飛速發(fā)展的3年,2017年以后,由于部分光纖激光器龍頭廠(chǎng)商開(kāi)始大批量單獨生產(chǎn)LD器件和LD芯片,減少了對半導體激光器泵浦采購。同時(shí)近年來(lái),國內經(jīng)濟發(fā)展承壓,國際貿易形式嚴峻摩擦不斷,半導體激光器市場(chǎng)增速面臨較大壓力,到2019年,我國半導體激光器市場(chǎng)規模為19.79億元,同比僅增長(cháng)10.6%。 來(lái)源:2020年中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告 2018年全球激光行業(yè)產(chǎn)品總收入達到137.54億美元。一方面隨著(zhù)國內企業(yè)突破激光器核心技術(shù),國內激光設備的容量呈現爆發(fā)式增長(cháng)。中國半導體激光器銷(xiāo)售規模于2014年至2018年實(shí)現近5倍的增長(cháng),年復合增長(cháng)率超過(guò)38%。受益于半導體原材料平均成本下降、中國半導體材料廠(chǎng)商資源整合能力提升、激光器封裝成本降低等因素,中國半導體激光器企業(yè)在運動(dòng)的市場(chǎng)格局中逐漸嶄露頭角。 此前,國際上從事半導體激光器的企業(yè)有美國企業(yè)、德國TRUMPF、DILAS等。由于國外半導體激光器研發(fā)起步早,技術(shù)積累更深厚也形成了較為穩固的產(chǎn)業(yè)鏈,因此外國公司在這一行業(yè)占據了非常大的市場(chǎng)份額。 芯片領(lǐng)域,半導體激光器也形成了Foundry、IDM、Fabless的模式,其主要區分標準與芯片類(lèi)似。長(cháng)光華芯便是其中的IDM代表,2021年9月,蘇州長(cháng)光華芯已經(jīng)通過(guò)上市委會(huì )議,成功進(jìn)入到提交注冊階段。從資本市場(chǎng)來(lái)看,2021年下半年成為這一行業(yè)的上市小高峰。 長(cháng)光華芯主要財務(wù)指標。來(lái)源:招股書(shū)(申報稿) 根據招股書(shū),長(cháng)光華芯本次發(fā)行募集資金重點(diǎn)投向 “高功率激光芯片、器件、模塊產(chǎn)能擴充項目”、“垂直腔面發(fā)射半導體激光器(VCSEL)及光通信激光芯片產(chǎn)業(yè)化項目”及“研發(fā)中心建設項目”。2020年,長(cháng)光華芯新增高效率VCSEL系列產(chǎn)品,在這一技術(shù)領(lǐng)域落下重子,誓要加入隊伍前列。 來(lái)源:Yole 而說(shuō)到VCSEL,就不得不提到縱慧芯光。在2019年全球ToF傳感器市場(chǎng)中,縱慧芯光的VCSEL占比達到32.6%,僅次于市占率37%的Osram,排名全球第二。 縱慧芯光主要研發(fā)生產(chǎn)制程在650nm至1000nm的VCSEL芯片、器件及模組等產(chǎn)品。從華為P30和華為Mate 30 Pro開(kāi)始,縱慧芯光進(jìn)入VCSEL供應商名單。2020年,縱慧芯光獲得了華為旗下哈勃科技的新一輪投資。2021年9月7日,縱慧芯光完成了兩億元C3輪融資,由武岳峰領(lǐng)投,比亞迪等跟投。其表示本輪融資將用于推進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)的升級完善和汽車(chē)電子領(lǐng)域的布局。 而這次融資同樣顯示了半導體激光器也將從消費電子走向汽車(chē)行業(yè),進(jìn)入新的發(fā)展天地。 目前來(lái)說(shuō),國內公司在半導體激光器的市場(chǎng)上發(fā)展極其迅速,在許多領(lǐng)域已經(jīng)有了話(huà)語(yǔ)權,但多是各自?shī)^斗還沒(méi)有形成產(chǎn)業(yè)的聯(lián)盟,并且在高精尖技術(shù)上仍然受到國外傳統公司的壓制,同樣需要奮發(fā)上進(jìn)。
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