（报告出品方/作者：国元证券，杨为敩）
1公司是国内稀缺激光芯片IDM平台1.1公司成立十年间，聚焦光芯片并不断深耕
陕西源杰半导体科技股份有限公司成立于2013年1月，2022年12月于科创板上市。公司总部位于陕西省西安市西咸新区，专注于进行高速的半导体芯片的研发、设计和生产，是一家从半导体晶体生长，晶圆工艺，芯片测试与封装的IDM平台公司。公司在成立同年年底即推出2.5GDFB，后基于光芯片领域不断深耕，目前产品已经涵盖从2.5G到50G磷化铟激光器芯片，拥有完整独立的自主知识产权和研发体系。产品广泛应用于光纤到户、数据中心与云计算、5G移动通信网络、通信骨干网络和工业物联网等。
1.2管理层技术氛围浓厚，产业经验丰富
公司管理层均毕业于海内外名校，并具有丰厚产业背景。其中，公司董事长、总经理ZHANGXINGANG本科毕业于清华大学，南加州大学材料科学博士研究生学历。此前曾担任Luminent研发员、研发经理、索尔思研发总监。公司核心技术人员潘彦廷博士毕业于国立台湾科技大学电子工程专业，博士研究生学历。此前曾担任国立台湾科技大学博士后研究员、索尔思光电股份有限公司研发工程师。
1.3下游客户战略入股，助力长期高速发展
公司股权结构稳定，董事长拥有稳定控制权。公司实控人为董事长ZHANGXINGANG，直接持有公司12.45%的股权，通过与秦燕生、秦卫星和张欣颖签署《一致行动协议》和控制欣芯聚源的方式，合计持股28.63%。公司其他持股5%以上的股东均已签署承诺，不拥有公司的实际控制权。公司前十大股东中有多个产业资本及国有资本加持。其中，哈勃投资为华为投资控股的全资子公司；宁波创泽云和先导光电均有中际旭创入股；国投创投是专注于先进制造产业投资机构，多个产业资本加入为公司未来发展助力。
股权激励措施完善，充分调动核心人员积极性。公司于2021年制定股权激励计划，合计向106名激励对象授予151.15万份股票期权，对应股票总数为151.15万股，制定激励计划时拟定行权价格为51.11元/股。目前第一个行权期的行权条件已成就，行权比例为40%，剔除因个人原因离职及自愿主动放弃本次行权的激励对象的部分，本次行权数量共59.90万股，占行权前公司总股本的比例为1.00%。
1.4卡位产业链关键节点，营收利润高速增长
公司营业收入及归母净利润快速提升。公司营业收入从2019年的0.81亿元增长至2022年的2.83亿元，CAGR达到51.53%。受益于产品结构优化，公司归母净利从2019年0.13亿元增长至2022年的1.00亿元，CAGR达到96.56%。2023H1公司营业收入有一定萎缩，主要系光纤接入、传统数据中心等市场的光芯片需求表现不佳。考虑2023年下半年开始AI服务器推动的800G光模块及对应100GEML芯片需求高速增长，叠加公司100GEML产品目前研发进展顺利，客户验证顺利的话将为公司业绩带来较大增量。归母净利润亦有一定程度下降，亦受下游需求萎缩的影响。考虑到目前公司多个高速率、高盈利能力的新品处放量前期，我们对公司未来盈利能力的增强亦呈乐观预期。
公司前五大客户及前五大供应商结构呈分散态势，对单一客户及单一供应商的依赖程度减弱。客户方面，公司2019-2022年前五大及第一大客户的销售额占公司总营收的比例逐年降低，2022年前五大及第一大原材料客户分别降至57%和16%左右，对单一客户依赖程度逐渐减弱。供应商方面，公司2019-2022年前五大供应商及第一大供应商占公司全年采购额的比例亦呈逐年下降趋势，2022年前五大及第一大原材料供应商的采购比例分别降至在55%和16%，公司单一供应商依赖程度亦呈减弱态势。
公司不断加大研发投入，研发人员数量及研发费用持续增长。研发人数方面，公司研发人数从2021年末的62人增加至2022年末的77人，占总员工的比重从13.14%增长至13.53%。研发费用方面，研发投入稳步提升，从1162万元提升至2709万元，CAGR近33%，占营业总收入的比重稳定在10%左右。2023H1，研发费用同比增长16.95%，主要系研发投入持续加大所致。研发费用率提升至21.20%，主要系营业收入减少与研发投入加大双向影响所致。
公司近几年期间费用率保持平稳，毛利及净利率维持在较高水平。公司销售费用率、管理费用率以及财务费用率较为稳定。2019-2022年，公司三费费率在2020年达到20%高峰，其中管理费用增长幅度明显，主要系当年因员工股权激励计提2666.67万元股份支付费用。同期，管理费用中咨询服务费亦有提高，主要系公司为筹划上市聘请中介机构，支付了上市相关服务费用。在毛利及净利率方面，公司产品盈利能力维持在较高水平，毛利连续三年维持在60%以上，净利连续三年维持在33%以上。2023H1公司三费费率中管理费用率大幅上升主要系折旧费用上升所致，利息费用率大幅降低系受本期利息收入增加所致。未来随着中高速率EML芯片及激光雷达陆续放量，盈利能力有望持续增强。
2行业景气在路上，市场格局初成形2.1光芯片直接决定光模块的性能，需求主要受政策及技术迭代推动
光芯片位于光通信产业链上游，经加工封装为光模块，是光通信产业链的重要器件。光芯片与其他基础构件(电芯片、结构件、辅料等)构成光通信产业上游；产业链中游为光器件，包括光组件与光模块（光芯片加工封装为光发射组件(TOSA)及光接收组件(ROSA)，再将光收发组件、电芯片、结构件等进一步加工成光模块）；产业下游组装成系统设备，最终应用于电信市场，如光纤接入、4G/5G移动通信网络，数据中心市场，如云计算、传统及AI数据中心等领域。光芯片的性能直接决定光模块的传输速率，是光通信产业链的核心之一。
作为光芯片的下游，光模块目前有两大技术趋势：材料方面，硅光（SiP）由于其可实现低成本、大规模的光连接，从根本上改变光器件和模块行业，目前已经是全球光模块市场的主流技术之一。根据LightCounting预计，使用基于SiP的光模块市场份额将从2022年的24%增加到2028年的44%。此外，基于其他薄膜材料的调制器可以在硅片上制造，并使用SiP作为集成平台与各种光学元件和电子集成电路相结合。这些材料目前包括薄膜铌酸锂（TFLN）、钛酸钡（BTO）和电光聚合物，LightCounting把它们合并为“TFLN和其他”类别。远期来看，薄膜铌酸锂由于其相较硅基有更高的带宽，更低的插损，在100Gbps以上的长距骨干网相干通讯和单波100/200Gbps的超高速数据中心有一定优势。但目前还在研发阶段，距量产还需时日。封装技术方面，线性驱动可插拔光模块（LPO）和共封装光学器件（CPO）的采用也是光模块的重要技术变革之一。与内置PAM4DSP芯片的标准重定时光模块相比，这两种解决方案都显著降低了功耗。去除DSP可以节省功率，但需要更复杂的SerDes来实现直接驱动。
驱动因素一：政策规划推动光通信行业高景气，间接拉动光芯片需求增长。2018年，工信部颁布《光器件产业发展路线图》，正式吹响光芯片国产化进程的号角。紧接着，国家及各地方政府有关部门继续出台各类政策促进光芯片产业的发展，加大对光芯片关键技术的研发资金支持、迅速提高核心器件国产化率和培育具有国际竞争力大企业等，推动了光芯片行业市场需求的增长。此外，工信部在2021年11月发布的《“十四五”信息通信行业发展规划》中明确信息基础设施建设的目标，其中5G基站数、10G-PON端口数及数据中心算力需求增量均对光模块行业有直接拉动，并间接推动光芯片需求增长。
增长驱动二：国内光模块厂商全球份额提升，间接推动国产光芯片出海。光芯片下游直接客户为光模块厂商，近年来，我国光模块厂商在技术、成本、市场、运营等方面的优势逐渐凸显，占全球光模块市场的份额逐步提升。根据LightCounting的统计，2022年我国厂商中已有中际旭创、华为、海信宽带、光迅科技、新易盛、华工正源和SourcePhotonics（目前被中国公司收购）进入全球前十大光模块厂商。在中美贸易摩擦加剧的大背景下，基于供应链安全需求，光模块核心原材料光芯片的国产化进程将加速。
增长驱动三：终端应用技术迭代升级，光芯片作为光模块核心元件有望持续受益。随着信息技术的快速发展，全球数据量需求持续增长。根据Omdia的统计，2017年至2020年，全球固定网络和移动网络数据量从92万PB增长至217万PB，年均复合增长率为33.1%，预计2024年将增长至575万PB，年均复合增长率为27.6%。同时，光电子、云计算技术等不断成熟，将促进更多终端应用需求出现，并对通信技术提出更高的要求。受益于信息应用流量需求的增长和光通信技术的升级，光模块作为光通信产业链最为重要的器件保持持续增长。根据LightCounting的数据，2016年至2020年，全球光模块市场规模从58.6亿美元增长到66.7亿美元，预测2025年全球光模块市场将达到113亿美元，为2020年的1.7倍。
光纤接入市场：受益于新代际PON技术渗透，高速率光芯片需求有望得到大幅推动。PON(无源光网络)技术是实现FTTx的最佳技术方案之一，PON技术传输容量大，相对成本低，维护简单，有很好的可靠性、稳定性、保密性，已被证明是当前光纤接入中非常经济有效的方式，成为光纤接入技术主流。目前PON技术主要包括APON/BPON、EPON、GPON和10G-PON几类，当前主流的EPON/GPON技术采用1.25G/2.5G光芯片，并向10G光芯片过渡。10G-PON技术支持数据上下传速率对称10Gbps，能够更好地满足各类高速宽带业务应用的接入网络需求。根据LightCounting的数据，2020年FTTx全球光模块市场出货量约6289万只，市场规模为4.73亿美元，随着新代际PON的应用逐渐推广，预计至2025年全球FTTx光模块市场出货量将达到9208万只，年均复合增长率为7.92%，市场规模达到6.31亿美元，年均复合增长率为5.93%。
移动通信市场：受益于5G移动通信网络建设及发展，移动通信侧光芯片将得以被拉动。全球正在加快5G建设进程，5G建设和商用化的开启将拉动市场对光芯片的需求。根据工信部数据，国内每年新建5G基站数量逐年上升，2022年我国5G基站新增88.7万个，存量已达到231.2万个，截至2022年底5G基站总量占全球超过60%。相比于4G，5G的传输速度更快、质量更稳定、传输更高频，满足数据流量大幅增长的需求，实现更多终端设备接入网络并与人交互，丰富产品的应用场景。5G移动通信网络可大致分为前传、中传、回传，光模块也可按应用场景分为前传、中回传光模块，前传光模块速率需达到25G，中回传光模块速率则需达到50G/100G/200G/400G，带动25G甚至更高速率光芯片的市场需求。根据LightCounting的数据，全球电信侧光模块市场前传、(中)回传和核心波分市场需求将持续上升，2020年分别达到8.21亿美元、2.61亿美元和10.84亿美元，预计到2025年，将分别达到5.88亿美元、2.48亿美元和25.18亿美元。
数据中心市场：受益于互联网及云计算的普及，全球及国内数据中心传输的数据流量大幅增长，复杂度不断提升，光通信光模块是数据中心内部互连和数据中心相互连接的核心部件，将带动光芯片市场需求的持续增长。互联网及云计算的普及推动了数据中心的快速发展，全球互联网业务及应用数据处理集中在数据中心进行，使得数据流量迅速增长。根据SynergyResearch的数据，截至2020年底，全球20家主要云和互联网企业运营的超大规模数据中心总数已经达到597个，是2015年的两倍，其中我国占比约10%，排名第二。根据LightCounting的数据，2019年全球数据中心光模块市场规模为35.04亿美元，预测至2025年，将增长至73.33亿美元，年均复合增长率为13.09%。
此外，激光器技术目前在许多领域仍处于快速升级阶段，需求持续增长。一方面，移动通信和数据中心传统应用领域对光芯片的需求保持逐年增长；另一方面，光芯片也在消费电子领域不断拓展：智能终端方面，基于3DVCSEL激光器芯片的方案，用于3D信息传感;医疗市场方面，智能穿戴设备正在开发基于激光器芯片及硅光技术方案，实现健康医疗的实时监测；汽车电子方面，基于砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)的光芯片已经成为激光雷达的核心部件。
2.2光芯片主要用于光电信号转换，所处环节位光通信产业上游
光芯片按功能分可分为激光器及探测器芯片，按材料分可分为GaAs、InP以及Si/Ge/InP材料体系。激光器芯片主要用于发射信号，将电信号转化为光信号；探测器芯片主要用于接收信号，将光信号转化为电信号。
激光器芯片，按出光结构可进一步分为面发射芯片和边发射芯片。面发射芯片包括VCSEL芯片，边发射芯片包括FP、DFB和EML芯片；探测器芯片，主要有PIN和APD两类。不同类别的产品具有不同的产品特性，因此也具有不同的应用场景。其中，VCSEL芯片主要应用于短距离数据中心传输；DFB和EML芯片主要应用于中长距离数据中心传输。
根据LightCounting并结合行业数据测算，全球光芯片市场规模超百亿人民币。根据测算，到2024年全球光芯片市场规模的中性预期为53.20亿美元。其中，受大模型的推动，用于800G光模块的高速率光芯片2024年市场空间的中性预期超10亿美元。
2.3中低速率已初步实现国产化，高速率海外供应商仍有优势
分产品看，低速率产品已基本实现国产化，高速率产品目前海外供应商仍占据主要份额。2.5G及以下光芯片方面，我国光芯片企业已基本掌握2.5G光芯片的核心技术，2.5G光芯片市场已基本实现国产化，国内光芯片企业在低速率领域已经占据90%以上市场份额。10G光芯片方面，我国光芯片企业已基本掌握10G光芯片的核心技术，但部分型号产品仍存在较高技术门槛，依赖进口，该速率范围内国产光芯片约占据为60%左右的市场份额。25G及以上光芯片方面，国内可提供性能达标、稳定性可靠的25G及以上高速率激光器芯片的厂商较少，主要依赖海外进口。
分市场来看，光纤接入（FTTx）应用下的光芯片市场国产化率较高，移动通信次之，数据中心国产化率相对较低。一般情况下，市场竞争程度和国产化程度呈强正相关。
光纤接入市场：10G以下光芯片会在光纤接入领域应用。10G1270nmDFB激光器芯片主要用于10G-PON数据上传光模块，国内可以量产供应商较少，市场份额较集中；而10G1577nmEML激光器芯片主要用于10GPON数据下传，相关芯片设计与工艺开发复杂，国产化率低，国内仅有的几家具备制造能力的厂家都已自用为主，仅少数几家国外厂商才可以实现批量供货。在移动通信市场：高速率芯片或者低速率芯片在移动通信领域都有广泛的应用。10G光芯片主要应用于4G移动通信网络，25G及以上的高速率光芯片则主要应用于5G前传、中传、回传光模块，其中，中回传所用的光芯片速率须达到50G以上，目前主要由国外厂商提供，国产化率低。在数据中心市场：低速率光芯片的应用已经很少，国内互联网公司目前主要使用40G/100G光模块并开始向更高速率模块过渡。其中40G光模块使用4颗10GDFB激光器芯片的方案。国内源杰科技、武汉敏芯等部分光芯片厂商已具备相关产品出货能力。
综合分析，我们认为海外龙头通过提前布局形成先发优势并构筑较强的客户与技术壁垒，以此在高速率高端光芯片市场占优。竞争壁垒一：客户壁垒；以数据中心为例，公司的新品验证主要分为：产品选型、产品认证（样品验证、小批量验证）、大批量出货三个阶段，客户认证的过程和时间周期具体如下：（1）产品选型：基于公司主动拜访或客户主动联系，了解公司激光器芯片系列产品种类，公司相关人员与客户进行技术交流，并协助客户选择合适的产品进行下一步认证。数据中心产品选型阶段的周期一般为1-2个月。（2）产品认证（样品验证、小批量验证）：产品选型完成后，公司向客户提供样品并供其进行特性验证，样品验证通过后，客户向公司采购小批量产品进行进一步验证，评估产品的投产良率、可靠性等综合指标，为大批量下单做准备。该阶段客户会重点聚焦于产品性能是否能够满足客户需求并留有余量、产品是否具有较高的性价比，以及公司是否具备批量稳定的供应能力。数据中心产品认证阶段的周期一般为2-4个月。（3）大批量出货：部分直接客户在下达大批量订单前，会邀请其下游客户一同对公司的产品批量供货能力、产品质量管控能力、产品特性和可靠性等因素进行实地考察。通常情况下，该阶段主要由数据中心模块客户进行现场审查确认批量供货能力、产品质量管控能力、产品特性和可靠性等因素。数据中心产品该阶段周期一般为3-6个月。因此，根据产品的类型不同，客户认证的全部周期一般为6-12个月。
（1）晶圆外延技术：公司拥有自主知识产权的晶圆外延技术，将芯片设计与外延工艺相结合，借助快速研发迭代缩短研发周期，外延设计及制造是关键环节。以源杰科技为例，公司自成立之初便开始进行外延片设计与技术力开发，是国内少数能够自主完成外延片设计开发与生产的企业，也因此形成了较强技术壁垒。
（2）电子束光栅工艺：公司具备高难度电子束光栅工艺。光栅工艺主要分为两种，一种是全息光栅工艺（HolographicGrating），即利用两束激光的干涉条纹定义周期性掩膜图形，全息光栅工艺在2.5G激光器芯片生产中广泛使用；另外一种是电子束光栅工艺（Electron-BeamTechnology），即利用电磁场控制电子形成电子束，利用电子束定义掩膜图形，该工艺技术较全息光栅工艺更为先进，能大幅提高光栅的控制精度，且实现非等周期光栅结构，国内掌握的厂家数量较少。以源杰科技为例，公司除在部分低速率2.5G激光器芯片生产中采用全息光栅工艺，其他2.5G以及全部10G、25G及以上速率激光器芯片均采用先进的电子束光栅工艺。电子束光栅工艺可以大幅提升光栅精度，从而提升产品性能及可靠性。
（3）电吸收调制器集成技术：目前国际先进的100GPAM4EML激光器芯片采用电吸收调制器集成技术，其将DFB激光器芯片技术与电吸收调制器芯片技术进行集成，以此突破高速瓶颈。电吸收调制器集成技术的开发难点在于，集成大功率DFB激光器芯片和高速调制器于同一芯片，在不同区域分别实现发射光源和高速调制的功能。如集成设计及生产过程不合宜，会导致对接介面缺陷、晶向失配等材料缺陷问题，影响产品的可靠性。以源杰科技为例，其通过自己的研发的电吸收调制器集成技术（详见3.1）实现了以上功能，并突破海外高速率光芯片供应商的垄断。
2.4公司产品矩阵丰富，在高速率板块亦有技术布局
竞争优势一：IDM模式下产线自主可控性高、柔性高，可基于客户需求快速响应。公司十年来积累了丰富的生产管理经验和较强的产品质量控制能力，并形成了一定的产业规模，在生产方面具有一定的技术先发优势与规模优势。公司是国内少数IDM模式企业，涵盖芯片设计、晶圆制造、芯片加工和测试的全流程体系。公司拥有多条覆盖MOCVD外延生长、光栅工艺、光波导制作、金属化工艺、端面镀膜、自动化芯片测试、芯片高频测试、可靠性测试验证等全流程自主可控的生产线，可以更快的响应客户需求进行生产交付，并助力内部产品研发迭代的快速验证和升级。
竞争优势二：公司已进入光模块龙头供应链，具有丰富的客户资源优势。公司获得下游客户的高度认可，目前已实现向海信宽带、中际旭创、博创科技和铭普光磁等国际前十大及国内主流光模块厂商批量供货，产品用于中兴通讯、诺基亚等国内外大型通信设备商，并最终应用于中国移动、中国联通、中国电信、ATT等国内外知名运营商网络中，已成为国内领先的光芯片供应商。
竞争优势三：两大平台+八项技术助力公司未来在高速率激光器芯片市场。目前，公司已建立两大平台并积累八大技术，实现激光器芯片在高速调制、高可靠性、高信噪比、高电光转换、高耦合效率等方面的性能提升以及产品成本的有效降低。其中，高速调制激光器芯片技术可实现高速率激光器芯片的规模化生产；电吸收调制器集成技术目前已突破100GPAM4EML激光器芯片的海外技术垄断；25G以及更高速激光器芯片通常采用的是脊波导结构，公司的脊波导型激光器芯片制造平台可实现高速率激光器芯片的高性能指标、高可靠性及批量出货。因此，在目前下游应用领域需求逐渐向高速率产品方向演进的趋势下，公司的技术储备将会帮助公司持续实现技术突破，并维持在光芯片市场的优势地位。
3技术突破巩固竞争壁垒，行业拓宽夯实竞争优势3.1公司具有较强研发能力，在高速率及硅光等先领域持续实现技术突破
作为目前800G主流的技术方案，EML芯片是传统DFB芯片和电吸收调制器的集成。电吸收调制器国内仅有极少数光芯片或光模块厂可以实现自供，具有较高技术壁垒。公司电吸收调制器集成技术完成以下技术突破：①分别设计发射光源区与调制区的晶圆量子阱结构，实现功能独离优化；②光波导光路计算与仿真；③异质波导有源区外延工艺技术开发；④芯片高频寄生电容优化。⑤大功率发射光源与高速调制器低损耗对接技术。公司凭借该以上技术，设计定型了100GPAM4EML激光器芯片，目前该产品处于和客户对标送样阶段，有助于打破海外领先光芯片企业垄断的局面，为公司长期发展提供技术保障。此外，公司的CW光源产品可应用于CPO领域。目前公司在大功率规模产品也有很大的突破，跟海外差距不大，几乎同步，大功率光源产品亦已进入客户送样测试阶段。最后，在激光雷达领域，公司1550波段车载激光雷达激光器产品已实现客户端导入。
3.2下游拓展至高速率数据中心领域，国产化程度低盈利能力强
公司基于100GEML光芯片项目已进入产业化阶段，100GEML作为数据中心800G光模块的主流方案，将优先受益于800G光模块市场扩容。从前述行业分析及公司历史数据可以看出，数据中心高速率光芯片市场空间增长迅速、国产化率低、竞争格局优。而高速增长的市场空间叠加较高的技术壁垒，未来易产生供需错配，从而引致较强溢价。若有突破，一方面，公司将享受行业高速增长期所带来的红利；另一方面，在供给紧张的背景下，切入数据中心光模块供应链的概率将大幅增加，从而实现盈利能力持续性增强。
核心假设
营业收入端，公司2023-2025年共有五个增长点：10GEML用于光纤接入的10GPON领域，目前已初步完成客户验证，预计已于2023年中完成发货；25GDFB用于数据中心领域，已通过客户验证，于2022年实现出货并进入放量阶段；50GDFB用于数据中心领域，已经进入小批量发货阶段，个别客户在验证中；100GEML用于数据中心领域，目前正在和客户对标送样准备中，若验证顺利有望于明年开始实现收入；1550nmPulseDFB用于智能驾驶领域，该款产品已于2022年实现在客户端导入。毛利端，公司2023-2025年受益于产品及客户结构优化，即高速率产品出货提升、数据中心客户订单占比提升，毛利率将呈稳步增长态势。
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