半导体激光的星辰大海

2021年12月24日，西安炬光科技登陆上交所科创板上市。到下午收盘，炬光科技报192．90元，上涨145．14％，总市值173．53亿元。这是A股光学元器件的又一资本动作。

当月9日，武汉仟目激光有限公司发生工商变更，新增OPPO关联公司巡星投资有限公司为股东。OPPO正在投资半导体，并且在12月推出了马里亚纳芯片。而本次OPPO投资元器件激光器相关产业，也是看到了这一行业的发展潜力。

市场不相信眼泪

半导体激光器又叫“半导体激光二极管”，是以一定的半导体材料做工作物质而产生激光的器件。

1962年世界上第一台半导体激光器发明问世，其不断的发展进步极大地推动了其他科学技术的发展，半导体激光器被认为是二十世纪人类最伟大的发明之一。现在，半导体激光器已成为世界上发展最快的一门激光技术。半导体激光器体积小、结构简单、价格较低廉，它目前在光电子领域中应用非常广泛，并已经受到世界各国的高度重视。

半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域，已成为当今光电子科学的核心技术。它可以用于激光引信、激光雷达、光线通信、激光治疗等。根据《2020中国激光产业发展报告》，2019年度全球激光器主要最终应用于激光材料加工和光刻市场、通信和光存储市场、科研和军事市场、医疗和美容市场、仪器与传感器市场、显示与打印市场等。

全球半导体激光器使用场景 来源：中国科学院，矩光科技招股书

如今，这一行业的主要技术突破方向是功率，如何实现大功率的半导体激光器一直以来都是研究的前沿和热点。实现大功率的半导体激光则需要大功率发射半导体激光芯片和大功率半导体激光合束技术来共同实现。

应用上的突破则是向消费领域下沉，这给行业了带来新的思路变化，苹果是启发者。2017年iPhone X开始使用结构光作为FaceID技术，2018年的iPhone使用了光子公司Lumentum 公司的垂直腔面发射激光器（VCSEL）作为传感光源。Lumentum是半导体激光器的重要厂商，但与II－VI等还有较大差距。

2021年第一季度II－VI财报发布之后，一些华尔街分析师猜测，II－VI又一次夺走了Lumentum的市场份额。近年来，两家光子学公司都在3D传感VCSEL产品上进行了大量投资，不过最初在iPhone手机中进行的初始应用，现在已遍及安卓手机平台以及智能手机之外的应用领域。

从现在的半导体激光器来看，产业结构主要包括材料、芯片、器件、模块、系统等应用节点，上游的材料和芯片产业还是中下游的器件、模块、系统产业都是技术和资金密集型产业，需要长久的技术沉淀和巨额的资金投入。

美国公司是半导体激光器的主要玩家，也是半导体工厂的主要激光器供应商。此前Lumentum 与Oclaro公司合并， II－VI与Finisar公司重组，头部公司强强联合，这对产业内其他中小型企业的生存现状产生严重影响。合并后，II－VI成为半导体激光器整体市场的第一，而Lumentum则是第二名。但是，两者仍然没有占据一半的份额，也就是说，这一市场竞争极其激烈。

中国的半导体激光器市场

2015年，中国取代欧洲成为半导体激光器最大的消费市场。

来源：2020年中国激光产业发展报告

2013年以来，我国光纤激光器市场规模逐年增长，光纤激光器成为工业激光器最大产品结构，作为光纤激光器泵浦的半导体激光器市场规模快速扩大，2015年、2016年、2017年是我国半导体激光飞速发展的3年，2017年以后，由于部分光纤激光器龙头厂商开始大批量单独生产LD器件和LD芯片，减少了对半导体激光器泵浦采购。同时近年来，国内经济发展承压，国际贸易形式严峻摩擦不断，半导体激光器市场增速面临较大压力，到2019年，我国半导体激光器市场规模为19．79亿元，同比仅增长10．6％。

来源：OFweek产业研究院

2018年全球激光行业产品总收入达到137．54亿美元。一方面随着国内企业突破激光器核心技术，国内激光设备的容量呈现爆发式增长。中国半导体激光器销售规模于2014年至2018年实现近5倍的增长，年复合增长率超过38％。受益于半导体原材料平均成本下降、中国半导体材料厂商资源整合能力提升、激光器封装成本降低等因素，中国半导体激光器企业在运动的市场格局中逐渐崭露头角。

此前，国际上从事半导体激光器的企业有美国企业、德国TRUMPF、DILAS等。由于国外半导体激光器研发起步早，技术积累更深厚也形成了较为稳固的产业链，因此外国公司在这一行业占据了非常大的市场份额。

芯片领域，半导体激光器也形成了Foundry、IDM、Fabless的模式，其主要区分标准与芯片类似。长光华芯便是其中的IDM代表，9月，苏州长光华芯已经通过上市委会议，成功进入到提交注册阶段。从资本市场来看，2021年下半年成为这一行业的上市小高峰。

长光华芯主要财务指标。来源：招股书（申报稿）

根据招股书，长光华芯本次发行募集资金重点投向 “高功率激光芯片、器件、模块产能扩充项目”、“垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）及光通信激光芯片产业化项目”及“研发中心建设项目”。2020年，长光华芯新增高效率VCSEL系列产品，在这一技术领域落下重子，誓要加入队伍前列。

来源：Yole

而说到VCSEL，就不得不提到纵慧芯光。在2019年全球ToF传感器市场中，纵慧芯光的VCSEL占比达到32．6％，仅次于市占率37％的Osram，排名全球第二。

纵慧芯光主要研发生产制程在650nm至1000nm的VCSEL芯片、器件及模组等产品。从华为P30和华为Mate 30 Pro开始，纵慧芯光进入VCSEL供应商名单。2020年，纵慧芯光获得了华为旗下哈勃科技的新一轮投资。2021年9月7日，纵慧芯光完成了两亿元C3轮融资，由武岳峰领投，比亚迪等跟投。其表示本轮融资将用于推进产品技术的升级完善和汽车电子领域的布局。

而这次融资同样显示了半导体激光器也将从消费电子走向汽车行业，进入新的发展天地。

目前来说，国内公司在半导体激光器的市场上发展极其迅速，在许多领域已经有了话语权，但多是各自奋斗还没有形成产业的联盟，并且在高精尖技术上仍然受到国外传统公司的压制，同样需要奋发上进。