源杰科技2023年年度董事会经营评述
2023年度公司实现营业收入14,440.36万元,同比下降48.96%;实现归属于上市公司股东的净利润1,947.98万元,同比下降80.58%;归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润-23.87万元,同比下降100.26%。
报告期内,公司的电信市场业务实现收入13,305.44万元,较上年同期下降43.83%。主要系电信市场受到下游客户库存及终端运营商建设节奏放缓的影响,电信市场业务的收入大幅度地下跌,同时国内市场部分产品价格竞争日益激烈,以及销售的产品结构发生了变化,造成了毛利率水平会降低。面临下游需求承压的挑战,公司直面市场压力,通过重点客户及10GEML等重点产品的不断拓展,从第四季度开始公司收入呈现了环比改善的趋势。
报告期内,公司的数据中心及别的业务实现收入471.38万元,较上年同期下降89.47%。数据中心市场呈现两极分化的情况。一方面,传统云计算领域的需求由于宏观经济、技术发展等原因,需求出现下滑。受此影响,公司的数据中心及别的业务的收入大幅度地下跌。另一方面,AI领域的爆发,极大的拉动了400G、800G等高速光模块的需求。公司紧抓市场机会,向国内外多家客户送测了100GPAM4EML、CW光源等产品,目前相关测试进展顺利。
报告期内,公司持续加大研发投入,2023年公司研发支出3,094.61万元,较去年同期增长14.23%。公司加大了高速率光芯片及大功率光芯片等产品的有关技术和设备投入。光纤接入领域,研发并向客户送测了差异化方案的10GDFB产品,并对10GEML产品做持续优化提升。面向下一代25G/50GPON光纤网络,研发并向客户送测相关的ONU及OLT端光芯片产品。数据中心领域,100GPAM4EML、70mW/100mW大功率CW芯片已完成产品研制与设计定型,并在客户端送样测试。在更高速率的应用场景,公司初步完成200GPAM4EML的性能研发及厂内测试,正持续优化中。在高速产品高频性能验证方面,通过高品质人才和设备的投入,公司着力加强高速基板的性能仿真、更高速的带宽、眼图检测系统,能够迅速进行芯片级的性能评估验证,配合高速芯片的研发迭代。
公司格外的重视人才教育培训及建设,同时依据公司发展的策略,人力资源部强化了优秀人才引进培育体系,拓展招聘渠道,并加强研发博硕人才引进。与本地知名院校进行深入合作,共建校外就业见习基地,为应届毕业生提供更多就业机会。
公司通过逐渐完备培训体系,引进高校资源,运用产学研相结合,培养了一批高素质、高专业、高竞争力的复合型人才。公司最大限度的发挥人力资源的潜质,人力资源部重点开展员工融入、干部管理、绩效评估、优化组织架构等工作,将员工发展与公司发展紧密结合。深化人才价值体现的竞争机制、激励机制、约束机制,稳定关键人才团队,鼓励人才持续创新,追求新突破,创造高绩效,为人才提供足够的能力展现平台,营造共事业同发展和留住人才的环境,确保公司人才队伍的稳定和壮大,为公司的长期稳定持续发展提供有力的保障。
通过募投项目的实施,公司在晶圆环节逐步提升了晶圆制程生产效率,稳步扩大产能。公司开发高精度对边工艺,优化提升大尺寸晶圆外延生长,光刻及刻蚀工艺,金属工艺等一系列关键核心技术,提升晶圆单片产出数量,提高生产效率;采购高精度光刻设备,提升工艺控制能力,助力研发实现前沿产品的高精度控制需求。在芯片生产的基本工艺方面,经过不断的实验和调试优化,逐步提升了面向DFB、EML、CW光源等产品的测试、封装、老化等批量生产制造能力,可快速响应客户的需求。
公司聚焦于光芯片行业,主营业务为光芯片的研发、设计、生产与销售,目前公司的基本的产品为光芯片,主要使用在于电信市场、数据中心市场、车载激光雷达市场等领域。其中电信市场可大致分为光纤接入、移动通信网络。在光通信领域中,基本的产品包括2.5G、10G、25G、50G、100G以及更高速率的DFB、EML激光器系列产品和大功率硅光光源产品,主要应用于光纤接入、4G/5G移动通信网络和数据中心等领域。在车载激光雷达领域,公司产品涵盖1550波段车载激光雷达激光器芯片等产品。
经过多年研发与产业化积累,公司已建立了包含芯片设计、晶圆制造、芯片加工和测试的IDM全流程业务体系,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,公司逐步发展为国内领先的光芯片供应商。公司将继续深耕光芯片行业,致力成为国际一流光电半导体芯片和技术服务供应商。
1、2.5G、10G、25G、50G、100G、200G代表激光器芯片的传输速率;CWDM、LWDM、MWDM代表可应用于波分复用网络的激光器芯片;PAM4代表可应用于PAM4脉冲调制技术的激光器芯片;
2、报告期内,公司主要向客户销售激光器芯片,但为满足部分客户需求,公司会将激光器芯片封装后进行销售。
公司采取以直销为主、经销为辅的销售模式,设立市场与销售部负责开发客户、产品推广以及维护客户关系。市场与销售部根据客户需求情况制定销售计划,将接收到的订单需求反馈给生产与运营部,协调产品研发、生产、交付、质量等服务工作,同时承担跟单、售后、技术支持等工作。
新产品及客户导入方面,由于光芯片产品设计参数、性能指标多,公司市场与销售部根据客户需求先与其进行深度技术交流,研发部在此基础上进行产品设计、材料选型、样品生产等工作,然后在厂内进行样品性能测试、可靠性测试,并将样品送至客户处进行综合测试。测试通过后,客户会小批量下单采购,并在多批次生产合格后,转入批量采购。公司的成熟产品主要通过展会、现有客户推荐、销售经理开发等方式寻求新客户。
每月月底采购部根据生产与运营部提供的次月生产计划及安全库存,制定对应的生产原物料采购计划(包括预测需求);原材料采购到货后,品质部负责生产原物料的检验工作,并提供生产原物料的质检项目和质检结果;质检合格后,由仓管科负责核对到货单物料数量与采购订单物料数量,财务部负责最终付款。另外研发部门、生产类部门、厂务部门、行政部门等根据公司经营需要,制定相应各部门采购计划并提前传递采购部审核,由采购部统一采购。
公司制定供应商认证及供应商管理流程,对新的供应商进行资质评估及调查,对提供的样品进行验证,并进行合格供应商评审,合格的供应商将被录入《合格供方名单》。公司对供应商进行绩效考核并分级管理,按需进行物料替代管理、供应商稽核管理,确保公司的采购质量。
公司生产激光器芯片属于IDM模式,掌握芯片设计、晶圆外延等光芯片制造的核心技术,拥有覆盖芯片设计、晶圆制造、芯片加工和测试等自主生产的能力,公司的IDM模式能够缩短产品开发周期,实现光芯片制造的自主可控,快速响应客户并高效提供相应解决方案,能够迅速地应对动态市场需求。
公司生产以市场需求为导向,生产与运营部根据客户订单协调相关部门制定生产计划。公司根据年度销售策略进行产能评估,提前适当备货以应对需求高峰,保持库存的适度水平,减轻生产压力。
公司研发以行业发展、应用需求及研发项目为基础,新产品研发流程以研发部《设计和开发控制程序》体系进行管理,从立项开始先后经历6个阶段,主要包括:立项、设计输入输出、工程验证测试(EVT)、设计验证测试(DVT)、研发转生产培训考核、批量过程验证测试优化(PVT)等阶段,各阶段要求满足后进入下一阶段,具体如下:
市场与销售部根据客户及市场需求,提出新项目立项申请,填写《项目研发建议书》,并提交市场与销售部、研发部及总经理共同评审。项目评审通过后,指定项目负责人制作项目可行性分析,包括项目方案概况列举、项目预算、研发过程风险预估与对应措施,确定参与人员、明确客户指标需求等。
项目负责人根据立项阶段资料,制作设计开发阶段指导文件及流程,包括产品技术参数、工艺指导文件、结构设计、工艺流程设计、环保分析、研发过程失效分析及对应的控制措施等。
研发部根据《设计和开发控制程序》要求进行投片,参照设计输入输出阶段工艺指导文件与流程进行样品试制,在试制结束后对客户需求指标进行测试分析。此阶段针对产品特性与工艺生产异常关闭率进行评审。第一轮样品试制若无法满足客户需求,研发项目团队总结样品试制过程中的问题,进行分析、提出设计更改并重新输出对应指导文件,获得批准后进行下轮样品试制,直到满足客户需求后可转入下一阶段。
研发部根据投片数量进行设计验证测试,对客户需求指标进行测试并分析。此阶段针对产品稳定性与异常关闭率进行评审。设计验证测试结束若无法满足客户需求,研发项目团队总结生产过程中的问题,进行分析、提出设计更改并重新输出对应指导文件,从上一阶段的工程验证测试(EVT)开始开发,直到满足客户需求并通过验证。
研发转生产培训考核阶段,研发部提供给生产与运营部相关资料,包括输出工艺标准指导书、工单、参数对照表、质检标准、标准工时统计表、试生产任务单等,并根据需求对生产线相应的人员进行培训与考核,通过评审后方可转入下个阶段。
批量过程验证测试优化阶段(PVT),生产与运营部接收研发转生产阶段文件后,评估产线产能、管理投入设备并分析人员、安全和环境等因素,确认具备量产能力后,制定并组织实施生产计划,投入资源进行批量验证与测试。在批量生产过程中,研发项目团队总结生产过程中的问题,进行分析、提出设计更改并重新输出对应指导文件,直到达到预期目标并通过验证。
公司聚焦于光芯片行业,主营业务为光芯片的研发、设计、生产与销售。根据中国证监会《上市公司行业分类指引》(2012修订),公司属于“制造业”中的“C39计算机、通信和其他电子设备制造业”。根据《国民经济行业分类》(GB/T4754-2017),公司所处行业为“C392通信设备制造”之“C3976光电子器件制造”。根据《战略性新兴产业分类(2018)》(国家统计局令第23号),公司所处的行业细分领域为“1新一代信息技术产业”之“1.2电子核心产业”之“1.2.1新型电子元器件及设备制造”之“3976光电子器件制造”。
随着全球信息互联规模不断扩大,光电信息技术正在崛起。在这种趋势下,光芯片的下游应用场景不断扩展,需求量不断增加,同时对光芯片的速率、功率、传输距离也提出更高的要求。目前在电信市场、数据中心市场,光芯片都得到了较为广泛的应用,其中电信市场又可以细分为光纤接入和移动通信两个细分领域。
光纤接入市场:随着千兆光纤网络升级,目前10GPON市场正在广泛的部署,仍然有较大的空间。截至2023年底,三家基础电信企业的固定互联网宽带接入用户总数达6.36亿户,全年净增4,666万户。其中,100Mbps及以上接入速率的用户为6.01亿户,全年净增4756万户,占总用户数的94.5%,占比较上年末提高0.6个百分点;1000Mbps及以上接入速率的用户为1.63亿户,全年净增7153万户,占总用户数的25.7%,占比较上年末提高10.1个百分点。全球范围内,10GPON网络的投资和部署保持较高水平。千兆宽带正在快速普及同时,开始向“千兆+”、“万兆”加速。作为ITU-T定义的下一代PON技术,50GPON比10GPON带宽提升了5倍、时延降低了100倍,具备提供确定性业务体验的能力。根据Omdia的预测,2024至2028年期间,50GPON端口出货量将不断提升,并保持每年200%的复合年增长率。
无线G-A的产业成熟和部署应用。5G-A在网络速度、延迟、连接数等方面实现显著提升,同时引入了通感一体、无源物联、内生智能等全新的革命性技术,能更好地匹配人联、物联、车联、高端制造、感知等场景。相关技术的成熟与推广,有望对相关的产业链形成拉动作用。
数据中心市场:随着人工智能的快速发展,模型大小和数据集大小的增加,模型性能提高。训练大模型需要大量算力,导致对光器件的需求、能力的增加。在这样的背景下,数据中心市场高速率需求持续增加。当前,GPU对光模块的需求主要以400G/800G为主,下一代GPU产品将提升至800G/1.6T,这无疑将进一步刺激对高速光模块的需求。对功耗提出更高要求,数据中心对功耗和密度的要求越来越高,因此光模块需要不断优化,以实现更高的能效比和更紧凑的封装设计。低功耗、小型化、集成化将成为未来光模块发展的重要趋势。硅光技术在可插拔光模块中逐步提升,特别在高功耗模块中应用广泛。此外,CPO和LPO方案也是未来趋势,虽然LPO在标准统一和互联互通上仍存在挑战,但其在特定场景中表现出较低功耗和成本的优势。根据LightCounting预测,2027年全球光模块市场规模将突破200亿美元,2022年至2027年复合平均增长率为12%。
更高速率、更高功率、更长传输距离的光芯片的技术研发、工艺设计具有更高开发难度与门槛。一方面,随着需求提升,光芯片的结构设计的精度要求极高,技术研发及工艺开发需结合高速射频电路与电子学、微波导光学、半导体量子力学、半导体材料学等多学科,设计合适的芯片结构,满足芯片精度及尺寸的要求;另一方面,激光器芯片的生产需要几十至几百道工序,每道生产工序都将影响产品最终的性能和可靠性,因此对生产线工艺成熟和稳定有极高要求。此外,高速率激光器芯片相较于中低速率产品,在量子阱有源区、光栅层结构区、模斑转化器区域、光波导结构区、电流限制结构区、高频电极结构、谐振腔反射膜等关键结构的设计与开发上,需综合考虑光电特性、产品可靠性、制备工艺可行性等相互制约因素,因此存在极高壁垒。
公司聚焦于光芯片行业,主营业务为光芯片的研发、设计、生产与销售,主要产品有2.5G、10G、25G、50G、100G及更高速率激光器芯片系列新产品等,目前主要使用在于电信市场、数据中心市场、车载激光雷达等领域。经过多年研发与产业化积累,公司已建立了包含芯片设计、晶圆制造、芯片加工和测试的IDM全流程业务体系,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,已实现向国内外主流光模块厂商批量供货,已成为国内领先的光芯片供应商。
在电信市场中,目前所需的2.5G、10G激光器芯片市场国产化程度较高,但不同波段产品应用场景不同,工艺难度差异大,公司凭借长期技术积累实现激光器光源发散角更小、抗反射光能力更强等差异化特性,为光模块厂商提供全波段、多品类产品,同时提供更低成本的集成方案,实现差异化竞争;未来25G/50GPON接入网对光芯片的要求也将进一步提升,大功率、低色散、高速调制的场景需求提升了光芯片的技术门槛,公司已开发相应的集成技术与光放大器集成技术平台,适配高速接入网的需求,使公司的PON光芯片产品具备更强的市场竞争力,进入下一代高速需求的迭代过程。
在数据中心市场中,尤其是以人工智能为代表的应用拉动了400G、800G或以上高速光模块的需求增加,进而带动了高速率、大功率的芯片需求,比如主要为100GPAM4EML光芯片、70mW、100mW大光功率激光器等。目前数据中心市场仍以海外供应商为主。公司基于多年在光芯片领域的研发和生产积累,已推出相应的高速EML、大功率激光器产品,无论是单波或是多波长的CWDM、LWDM需求,来适配相关的高速光模块的需求,且性能及可靠性等指标可对标海外同类型产品。
3.报告期内新技术、新产业(300832)、新业态、新模式的发展情况和未来发展趋势
随着人工智能技术的快速发展,对算力的需求迅速增长,进一步推动了1.6T光模块的发展。预计1.6T乃至更高速率的光模块将成为数据中心内部连接的新技术趋势,以配合未来更大带宽、更高算力的GPU需求。目前1.6T光模块批量商用的进程正在加速。这一趋势,对光芯片提出更高的要求。包括200GPAM4EML、CW光源等在内的多种芯片将成为1.6T光模块中光芯片的解决方案。
硅光子技术是基于硅和硅基衬底材料,利用现有CMOS工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。AI的爆发导致了对光模块速率和数量的需求极大的增长,降本降功耗变得更为紧迫,这导致了客户对硅光的接受度有望提升。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%,LPO有望加速硅光渗透率进一步提升。硅光方案中,CW激光器芯片作为外置光源,硅基芯片承担速率调制功能。CW大功率激光器芯片,要求同时具备大功率、高耦合效率、宽工作温度的性能指标,对激光器芯片要求更高。
光芯片的应用领域正在不断拓展。在传感领域,如环境监测、气体检测,光芯片被用作传感器,能够检测光信号并转换为电信号,用于数据采集和分析。在汽车领域,随着传统乘用车的电动化、智能化发展,高级别的辅助驾驶技术逐步普及,核心传感器件激光雷达的应用规模将会增大。基于砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)的光芯片作为激光雷达的核心部件,其未来的市场需求将会不断增加。
移动通信网络与数据中心数据高速传输的需求,要求激光器芯片调制速率提升至25G及以上。高速调制激光器的开发难点在于对有源区量子阱进行高速应用设计、纳米级精度的外延生长技术与高速芯片谐振腔的设计。
公司高速调制激光器芯片技术完成以下难点开发:①通过理论计算,建立结构模型,进行高度专业化仿真,以完成高速芯片结构设计,有效减少试错成本与开发周期;②有源区晶圆外延工艺参数匹配调试;③高速应用之相移光栅工艺条件开发验证;④各项高速验证指标评测系统搭建。公司凭借该项技术,在保证产品可靠性的同时,解决高速晶圆外延精度问题、芯片高温环境运行可靠性、寄生电容限制芯片高速特性等技术难题,突破了高速激光器芯片产品的技术瓶颈,有助于实现25G、50GPAM4DFB激光器芯片的规模化、高质量、低成本的生产制造。2020年,公司凭借25GMWDM12波段DFB激光器芯片,成为满足中国移动(600941)相关5G建设方案批量供货的厂商。
2)电吸收调制器集成技术,突破100GPAM4EML激光器芯片的海外技术垄断
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。
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。公司凭借该技术,设计定型了100GPAM4EML激光器芯片,目前处于验证测试阶段,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。
3)异质化合物半导体材料对接生长技术,实现高温、大电流工作环境中高速激光器芯片产品的高可靠性
速率要求达到10G及以上的激光器芯片制程中,量子阱发光区一般使用铝铟镓砷(AInGaAs)等复合化合物半导体材料,因该材料在空气中易氧化,导致芯片在高温工作环境中快速裂化失效,极大限制终端室外通信设备的可靠性。
公司异质化合物半导体材料对接生长技术完成以下难点开发:①异质化合物半导体材料光波导设计与仿真;②异质化合物半导体材料对接生长晶圆外延工艺参数匹配调试;公司利用较稳定的化合物半导体材料进行异质半导体材料对接生长,降低半导体材料在制程时曝露空气产生缺陷的概率,从根本上解决可靠性劣化问题。公司该项技术开发难度极高,提供了产品劣化解决方案,实现高速率激光器芯片的高可靠性,使得产品成功用于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(601728)等国内外知名运营商网络中。
数据中心的应用场景中,客户持续降低成本的需求,促使光模块厂商采用非气密设计。该设计方案下,光芯片易受到水和氧气侵蚀,导致性能失效,因此,对光芯片高温高湿耐受能力要求极高。非气密环境下光芯片设计与制造技术开发难点在于高温高湿环境失效机理研究、钝化膜材料选择、集成工艺等。
公司非气密应用芯片结构技术完成以下技术突破:①抵抗高温、高湿的光学镀膜材料和设计方案;②多种材料的实验与理论验证;③激光器芯片的高温高湿环境模拟与测试系统;④多层光学膜与钝化膜的设计与集成制造。公司凭借该项技术,实现高速激光器芯片在高温、高湿环境下的长期可靠工作,成功实现向大型数据中心客户的批量供货,将产品的应用场景延伸至数据中心。
光通信要求光信号在传输过程中不失真,因此激光器芯片的信噪比指标非常重要。信噪比代表主信号与背景噪声的比值,信噪比越大代表主信号占优势,能顺利将信息传递而不受噪声干扰。相移光栅技术是改善激光器芯片信噪比的重要技术,相移光栅具备优异的单模光输出性能(光的单色性、光的纯度),能够提升主信号的比值,减小噪声的影响。该技术近年来被大量应用于高端高速光芯片,已成为行业中高度认可的制造高速激光器芯片必须技术之一。传统的光栅技术通过全息系统实现,但仅能够制作等周期间距的光栅,无法制作特殊非等周期的光栅结构。相移光栅技术的开发难点在于光栅相移量的理论设计非常繁杂,涉及光和电的综合知识,此外搭建相移光栅制作系统需花费大量的开发时间与资金成本。
公司相移光栅技术完成以下难点开发:①建立理论模型,进行高度专业化仿线G芯片光栅设计;②电子束光栅设备的投资与操作技术开发;③相移光栅工艺条件开发验证;实现制作特殊相移光栅技术。公司将该技术成功应用于所有激光器芯片中,大幅提升了产品良率与性能指标。
高速数据中心市场中,400G、800G及更高速率光模块代表行业最先进的技术,其要求使用的激光器芯片直调速率达到50G或100G,已逼近直调激光器芯片设计与制作的极限。硅光子集成技术成为400G、800G及更高速率光模块的解决方案,其要求激光器芯片发射光源耦合到硅基材料的波导中,但存在不同材料间光源的耦合效率低、光传输损耗较大的问题。大功率激光器芯片技术能够实现产品的高光功率输出,弥补光传输损耗问题,其开发难点在于有源区的量子阱设计、外延生长技术及芯片谐振腔几何结构的设计等。
公司大功率激光器芯片技术完成以下难点开发:①结构设计与理论仿真;②晶圆外延工艺和光波导设计;③光栅设计与制造;④大功率芯片测试与可靠性评估系统。公司凭借该项技术,在保证产品可靠性的同时,解决光功率在高温下饱和的问题,成功实现25/50/70mW大功率激光器新片的开发。目前,仅海外少数头部光芯片厂商能够提供相关产品,公司将该技术应用于大功率激光器芯片的开发,为行业内下一代高速光模块的新兴技术提供稳定与高性能的激光器芯片。
光通信系统中,激光器芯片发射出的光信号需耦合到光纤中,才能真正用于通信传输,因此芯片发光耦合到光纤的效率为下游模块厂商关注的重点。为提升耦合效率,传统耦合方案中下游模块厂商常采用昂贵的进口耦合透镜,与激光器芯片进行光模块的封装生产。小发散角技术可以整形激光器芯片发射的光斑,使得芯片输出的光信号更易耦合至光纤中,从而使得模块厂商采用国产普通耦合透镜,就可封装出高性能的产品,有效提升了耦合效率,降低了生产成本。
公司小发散角技术完成以下难点开发:①光斑转换器(SSC)光波导设计与仿真;②光斑转换器光波导工艺制作与开发。公司凭借该技术,以光在波导的传输行为理论为基础,开发出于有源区以外的光斑转换器结构制作技术,在不牺牲芯片性能前提下实现小发散角的功能。公司将该技术应用于各类激光器芯片中,在同类产品实现了差异化竞争,并降低模块厂商对进口组件的依赖,有助于解决大规模光网络部署的供应链安全及成本问题。
光信号在光通信系统传递过程中,如遇到不同段光纤之间的接口或连结器件,容易形成光反射并沿光纤返回激光器芯片,产生相干效应,引起同调性下降、光路信号噪音崩溃等问题,影响激光器芯片的性能。传统解决方案为在光模块中的激光器与光纤接口间额外增加光隔离器,过滤反射光并仅让正向传输的光信号通过,避免反射光对激光器芯片的影响。光隔离器的核心器件常采用进口的法拉第旋光片,增加了光模块的尺寸及封装厂的封装难度和成本,也形成了对进口组件的依赖。
公司抗反射技术完成以下技术突破:①抗反射光损耗波导设计与仿真;②反射光损耗波导外延工艺制作与开发;③芯片级反射光测评系统搭建与开发。公司凭借该技术,成功开发出有源区出光端集成反射光损耗波导结构制作技术,将隔离器功能集成于芯片结构中,实现激光器芯片对系统造成的反射光不再敏感。下游模块厂商在使用公司这类芯片进行模块生产时,可以减少使用昂贵的进口隔离器,降低了封装成本,以及对进口器件的依赖。
光纤接入应用的大功率2.5G激光器芯片、数据中心应用的大功率激光器芯片,均要求激光器芯片的高光功率、低电功耗,掩埋型结构的激光器芯片相较于脊波导型激光器芯片具有更高电光转化效率。掩埋型结构开发难点在于晶圆外延与晶圆刻蚀的工艺技术开发,需开发者具备成熟与高精度的制造工艺水平。
公司经过多年生产经验积累及工艺打磨,开发了掩埋型激光器芯片制造平台,积累的主要技术及生产工艺包括:①晶圆的量子阱外延技术;②晶圆的电流阻挡层外延技术;③晶圆的台阶刻蚀技术;④晶圆的低缺陷多次外延技术;⑤完整的可靠性验证与测试。公司凭借此平台制造的大功率2.5G激光器芯片是公司的主要产品之一,采用该平台成功开发的70mW大功率激光器芯片也将成为应对满足未来硅光趋势的产品。
目前10G、25G以及更高速激光器芯片通常采用的是脊波导结构。公司通过技术人员的研发、核心生产人员培训及生产经验积累,解决脊波导结构制造过程中的设计、工艺与生产等技术和工程问题,实现了高速率芯片的量产,也为更高速率产品的研发奠定了基础。脊波导型结构开发难点在于需精确控制脊波导尺寸,尺寸控制不佳会降低电注入效率与产品高速性能。
公司经过多年生产经验积累及工艺打磨,开发了脊波导型激光器芯片制造平台,积累的主要技术及生产工艺包括:①高精度电子束光栅曝光系统的生产工艺;②高精度低缺陷脊波导刻蚀工艺;③针对不同应用的异质结波导技术;④脊波导激光器芯片的可靠性与高频验证体系。公司凭借该技术,开发了低缺陷的脊波导型激光器芯片结构,实现10G、25G激光器芯片的高性能指标、高可靠性及批量出货。
集成式光芯片通过将不同功能局域进行集成,可在单一光芯片上展现更强的性能,此类集成芯片形成量产的前提必须保证分区集成光芯片上各区域的可靠性,确保集成式光芯片的使用寿命,而集成式光芯片中不同功能区域可能为不同的外延材料、组份、结构等所组成,因此要兼顾集成芯片中不同区域的可靠性能力具备相当的难度,公司经过多年不同材料、结构的生产经验积累及工艺打磨,熟悉不同材料、结构在可靠性方面的技术难点,因此结合相关设计开发经验于集成式光芯片上,从设计开发之初,考量分区的结构材料、组份、应力、掺杂、几何结构、光电转换、热分布等差异化的区域特性,在保证芯片可靠性的大前提下,进行性能设计开发,使集成式光芯片能同时实现高可靠性与多功能性能的绝对优势。
此类技术应用于所有集成式光芯片,场景包含数据中心与AI计算领域的高速光模块、长距离接入网等场景,由于集成式光芯片的应用场景广,具备此类集成式产品的高可靠性技术力已成为行业中的竞争优势。
12)大功率激光器高可靠性技术,实现大功率光芯片严苛操作场景下的可靠性要求
硅光子集成技术成为400G、800G及更高速率光模块的解决方案,而硅光子集成技术中需求的大功率激光器芯片能够实现高光功率输出,弥补硅光子集成技术光传输损耗问题,但是此类激光器长期在大电流输入与高光功率输出操作下,承受相对于一般激光器更大的输入输出能耗,因此在产品的可靠性设计方面有较高的开发门槛。
公司在材料科学与产品可靠性工程的大量研发投入,已针对此类高应力操作场景进行专项开发多年,从专项开发所需的设备、软件、工艺能力、材料知识、专家人才等方面着手,完成了大功率光芯片的可靠性专项能力的提升,可用于大功率光输出激光器的可靠性需求。
13)光放大器集成芯片制造平台,光放大器集成于光芯片上,实现长距离场景、高分光比场景下的应用需求
光放大器在光通信系统链路中,能提供中继光放大的功效,用以解决系统链路中光损耗造成的光功率不足问题,将此光放大器直接集成于激光器发射端,或是集成于光接收器端,非常有利于降低链路成本,因此开发光放大器集成芯片制造平台,已成为集成芯片技术中,非常具备竞争力的技术平台,例如:现有的高速EML激光器集成光放大器后,能同时具备高速调制与大功率输出的优势。
此类技术平台开发难点在于外延能力的限制,分区集成的光芯片必须于每个区域各司其职,发光、高速调制、光放大这些功能的实现,需要有不同的分区结构与外延设计,这提升了外延与集成工艺的难度,公司已在上述分立的主动式光器件积累多年开发经验,具备相当的外延能力与工艺经验积累,逐步于近年实现光放大器集成芯片制造平台的开发。
长距离场景与高分光比场景下,都是需要大光功率的技术以减少链路上的损耗,光芯片加上了光放大器的集成能力,非常合适于应用在此类场景,由于适用面广、可降低链路成本,此技术平台已成为光芯片产品的核心竞争力之一。
高速激光器芯片的封装,不同于传统的单颗芯片封装,高速调制的芯片电路需要做信号匹配和抗干扰处理,一方面基板的设计非常重要,能有效降低反射等带来的损耗,其次,封装过程中,需要搭配多个电容、电阻等元器件,同时实现多芯片的贴装,保持一定的封装精度,在完成封装的同时,需要进行COC的老化、测试等环节,直至产出性能、可靠性均达标的成品。
公司可实现基板的自主设计开发,同时搭配先进的封装工艺设备,生产过程自动化,工艺过程可追溯,整个生产制造平台已经具备量产化经验,拥有批量交付能力。
截至2023年末,累计获得各类知识产权46项,其中发明专利17项,实用新型专利15项,商标10项,作品著作权4项。
公司是光芯片领域的高新技术企业。光芯片行业具有较高的技术壁垒,产品的迭代更新需要深厚的芯片设计经验和制造工艺经验,迭代过程中需要对芯片结构、材料特性、制造工艺、生产设备等开展大量创新性的工作,才能够保证良好的产品特性及可靠性。公司自成立以来一直致力于光芯片的研发、设计、生产与销售,自主打造晶圆生产线,购置配套专业生产设备,培养专业人才。经过长期研发投入、工艺打磨,公司形成了“掩埋型激光器芯片制造平台”、“脊波导型激光器芯片制造平台”与“光放大器集成芯片制造平台”三大平台,积累了“高速调制激光器芯片技术”、“异质化合物半导体材料对接生长技术”、“小发散角技术”、“集成式光芯片高可靠性技术”、“大功率激光器高可靠性技术”等十一大技术,持续推动公司的产品不断升级。
随着数据中心与AI计算领域对400G、800G或以上高速光模块的需求增加,其中核心的光芯片目前仍以海外光芯片厂占比最大,此类光芯片涉及边发射光芯片产品,主要为100G、200GEML光芯片、硅光技术中的70mW、100mW大光功率激光器,公司在这类芯片的开发已经长期深耕,已推出相应的高速EML、大功率激光器产品,无论是单波1310nm的DR需求,或是多波长的CWDM、LWDM需求,已经开展多方面的光芯片产品解决方案来适配高速光模块的需求,除性能对标海外光芯片厂外,对于产品的可靠性能力,也从材料科学基础上扎实开发,专注面向此类集成光芯片或是大功率操作激光器可靠性能力上的保证,以满足商业应用需求的产品寿命,让光芯片形成性能与可靠性兼备的竞争优势。另外,25G/50GPON接入网对光芯片的要求也进一步提升,大功率、低色散、高速调制等场景需求也提升了光芯片的技术门槛,公司已开发相应的集成技术与光放大器集成技术平台,适配高速接入网的需求,使公司的PON光芯片产品具备更强的市场竞争力,进入下一代高速需求的迭代过程。
公司对行业发展具有深刻的认识,对行业动态和市场走向具有敏锐的洞察力,建立了多层次的研发体系,培养了大批基础扎实、技术一流的芯片设计及制造的工程技术人员,同时不断吸纳高质量人才的加入,不断提升技术团队的自主创新能力和技术水平。公司在现有技术积累的三大平台和十一大技术的基础上,重点加大对高速率、大功率芯片的研发和投入。截至报告期末,公司及子公司拥有发明专利和实用新型专利32项。
公司的光芯片产品的特性、可靠性、批量供货能力经过了下游客户的长期验证,得到了客户的高度认可。公司已在市场上树立了质量可靠、服务完善的良好品牌形象,同时也在境内外市场开拓了众多的直接或间接优质客户。光芯片产品在下游客户的导入需经过较长的验证过程,公司率先进入了国内外客户的供应体系,建立了较高的客户资源壁垒,为公司的持续发展建立了良好的市场基础。
公司产品广泛应用于光纤接入、移动通信、数据中心、车载激光雷达等领域。下游不同场景、不同客户对光芯片产品的性能指标存在诸多差异化需求。公司目前产品包括2.5G、10G、25G、50G、100G光芯片产品、CW光源、车载激光雷达光源等,多元化的产品体系可以发掘更多市场需求,更好的满足客户的真实需求,打开更广阔的市场空间。
在生产制造能力方面,经过生产设备不断的优化和升级,公司已具备大功率激光器、DFB激光器、EML激光器等产品的生产制造能力,并且多数设备可以实现不同产品生产制造即时切换,实现互相备份,充分保证和响应客户的不同需求生产交付。同时,MES的流程管理上线,根据生产工单,生产设备具备自主调用制程参数功能,生产过程数据能够实时上传,可以有效地监控生产过程的稳定性,防止生产出现停滞和错误的情况,并且实现生产过程的可追溯性,充分保证产品质量。公司从MOCVD外延生长、光栅工艺、光波导制作、金属化工艺等全流程导入3寸工艺、可以提高单片产出数量,提升生产效率,更快地响应客户进行生产交付,同时助力研发高端工艺,大尺寸芯片工艺,加速研发产品的更新迭代速度;随着晶圆尺寸的提升,公司的产能规模将进一步扩大,产品结构将得以进一步优化,公司市场地位及竞争能力将持续提升。
公司在光芯片领域的多年深耕,建立了高素质专业人才团队,积累了一批优秀的以研发人才、技术人才、管理人才为主的核心团队成员。同时公司构建了一批高层次人才队伍,包括多名陕西省西安市高层次人才认定的国家级领军人才、地方级领军人才,西安市西咸新区认定的科研创新人才以及西安市认定的地区优秀人才和实用储备人才。
公司重视产学研结合,与本地高等学府建立合作,签订技术合作协议,推进芯片技术的深入研究。同时,公司特聘西安市多所知名高校教授进行专题讲座,为技术骨干员工打造技术交流平台,探讨学习,持续赋能,并不断提升个人专业知识能力,为公司的技术实力打下坚实基础。
(二)报告期内发生的导致公司核心竞争力受到严重影响的事件、影响分析及应对措施
报告期内,公司营业收入同比下降48.96%;归属于上市公司股东的净利润同比下降80.58%,归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润同比下降100.26%。主要原因为电信市场及数据中心销售不及预期,电信市场受到下游客户库存及终端运营商建设节奏放缓的影响,销售额大幅下滑,同时国内市场部分产品价格竞争日益激烈,以及销售的产品结构发生了变化,造成了毛利率水平有所下降;数据中心方面,传统的云数据中心在经过几年较大规模的投资后,2023年出现较为明显的放缓和下滑;此外,根据企业会计准则及相关会计政策,基于谨慎性原则,公司对可能发生减值的资产计提了相应的减值准备。
公司产品主要应用于光通信领域,而光芯片行业作为光通信产业链的上游,易受下游电信市场及数据中心市场需求变化影响。如果未来下游市场需求不及预期,出现需求大幅减弱甚至持续低迷的不利情形,将导致公司未来经营业绩存在波动的风险。
随着全球光通信技术的不断发展,技术革新及产品升级迭代加速,应用领域不断拓展已成为行业发展趋势。光芯片公司也需要紧跟光通信产业的发展趋势,不断进行光芯片设计优化及生产工艺改进,以技术先进且富有竞争力的产品满足通信系统及光模块产品日益提升的对速率、集成度等方面的要求。未来如果公司不能根据行业内变化做出前瞻性判断、快速响应与精准把握市场,将导致公司的产品研发能力和生产工艺要求不能适应客户与时俱进的迭代需要,逐渐丧失市场竞争力,对公司未来经营业绩造成不利影响。
公司的主营业务为光芯片的研发、设计、生产与销售,需集聚设计、研发、生产等公司多部门的技术人员相互配合,同时试制的激光器芯片产品还需要经过下游客户的严格认证,因此新产品研发具有投入大、周期长、风险高的特点。未来公司研发的新产品若因成本高、可靠性弱、性能达不到下游客户的真实需求等因素,进而导致公司新产品无法顺利通过下游客户的认证,则将会对公司的经营业绩造成不利影响。
光芯片行业涵盖设计、工艺等多个核心领域,光芯片制造不仅需要精通设计的技术人员,更需要经验丰富的生产工艺人员,因此公司需要不断引进和培养优秀的技术、工艺人才,并对核心员工实施股权激励,维持核心人才团队的稳定。随着市场需求的不断增长和行业竞争日益激烈,如果公司不能持续加强核心人员的引进、培养、激励和保护力度,则未来可能出现核心人员流失和技术泄密,从而对公司的生产经营产生不利影响。
作为国内为数不多可以自主完成外延片设计开发与规模化生产的企业之一,产品复杂的工艺流程更需要优秀、专业、与公司共同发展的人才,公司一如继往的重视核心技术人才的引入留用、激励机制及个人发展的有效执行。产品的技术创新、稳定的生产经营离不开强大的专业技术团队,公司持续将员工及公司的发展紧密结合,稳定关键人才团队,规避核心技术人员的流失风险。
保护技术是保护公司的竞争力,公司对相关人员签订保密协议并定期进行培训教育,同时,通过对敏感信息访问权限制、文件发送渠道授权、技术文件加密、重要数据定期备份等加强网络安全管理。通过严格管理最大限度预防技术泄密,降低泄密风险。如技术人员违反保密规定将技术信息向外部泄露,可能会对公司的市场竞争力等带来不利影响。
光芯片具有技术壁垒高、工艺流程复杂、产品种类繁多且升级迭代较快的特点,因而毛利率水平整体高于产业链下游厂商,并且光芯片在光模块成本中的占比很高。部分下游厂商如海信宽带、光迅科技(002281)等,出于成本控制、产业链延拓、供应链安全等方面的考虑,积极进行整合并研发自有芯片,部分产品一定程度上与公司存在潜在竞争关系。未来如果公司不能持续推出符合市场需求的高速率产品及具有差异化优势的中低速率产品,将可能造成公司订单数量的减少,并导致公司面临更加激烈的市场竞争。
公司的激光器芯片产品生产工序较多,产品工艺较复杂,随着产品迭代加快,对公司的生产工艺以及员工的生产经验都提出更高的要求,公司对质量控制的难度相应加大。行业重要客户对产品的批次质量、稳定可靠性等均有严格要求,需要公司建立适宜、有效、充分的质量管理体系。随着公司业务规模的持续增长,产品持续进行升级和迭代,以及客户对产品品质要求的不断提高,不排除由于某些不可预见的因素导致产品出现瑕疵,若产品出现严重的缺陷或质量问题,公司声誉会受到影响,从而对公司的经营业绩造成不利影响。
报告期内,公司产品目前主要应用于光纤接入、4G/5G移动通信网络和数据中心等领域,具有产品不断迭代升级的特点。随着市场竞争加剧,细分产品单价下降对公司的整体毛利率产生一定影响。若公司未来产品价格持续下降,而公司未能采取有效措施,无法巩固产品的市场竞争力,未能契合市场需求率先推出新产品,则将会对公司的经营业绩造成不利影响,公司当前毛利率水平的可持续性也将受到影响。
报告期内,公司整体存货金额和存货跌价准备均呈上升趋势,主要系公司业务收入下降,应用于数据中心领域的部分25G产品需求下滑、去库存周期拉长以及部分2.5G低速率产品的市场竞争加剧、价格大幅下降等因素所致。如果主要产品的价格未来出现继续大幅下滑或者销售不畅,而公司未能及时有效应对并做出相应调整,将可能使得存货可变现净值低于成本,对公司的经营业绩产生不利影响。
报告期内,公司应收账款呈现下降趋势,主要系公司收入规模下降所致,同时,因市场环境竞争加剧,部分客户出现一定回款逾期。虽然公司已采用有效的应对措施,若宏观经济形势、行业市场波动、客户财务状况或资信情况发生重大不利变化,或公司应收账款管理不当,公司可能面临应收账款存在无法收回并相应计提坏账的风险。
公司产品主要应用于光通信领域,而光芯片行业作为光通信产业链的上游,其需求易受下游电信市场及数据中心市场发展态势的影响。如果未来下游市场需求不及预期,出现需求大幅减弱甚至持续低迷的不利情形,将导致公司未来经营业绩存在波动的风险。未来若数据中心市场发展不及预期、国产化替代进程受阻、数据中心领域产品迭代速度加快或行业竞争加剧,公司在数据中心市场的销售收入将受到较大影响。
近年来,国际贸易摩擦特别是中美贸易摩擦不断,部分国家通过贸易保护等手段,试图制约我国半导体产业的快速发展。衬底是公司生产激光器芯片产品的主要原材料之一,但目前大规格、高品质衬底基本为境外厂商垄断。虽然公司从国内采购的衬底比重逐渐提高,但是来自境外厂商的衬底仍然占有一定的比重。此外,公司生产激光器芯片产品所需的部分设备亦来自境外厂商。国际局势瞬息万变,一旦因国际贸易摩擦进一步加剧,导致部分供应商未能及时甚至无法供货或提供设备,公司的正常生产经营将受到重大不利影响。
报告期公司实现营业收入14,440.36万元,同比下降48.96%;归属于母公司所有者的净利润1,947.98万元,同比下降80.58%,归属于母公司所有者的扣除非经常性损益的净利润-23.87万元,同比下降100.26%。
请“第三节管理层讨论与分析”之“二报告期内公司所从事的主要业务、经营模式、行业情况及研发情况说明”之“(三)所处行业”之“3.报告期内新技术、新产业、新业态、新模式的发展情况和未来发展趋势”。
公司将立足“一平台、两方向、三关键”的战略部署,继续深耕光芯片行业,着力提升高速率激光器芯片产品的研发能力,努力攻克亟待突破的“卡脖子”瓶颈。其中,“一平台”是指公司在加强光芯片产业资源整合的基础上,着力打造良性的人才梯队,加速研发成果的转化,构建一流的人才平台。“两方向”是指纵向延拓与横向发展并行——纵向延拓方面,在现有的光通信领域中继续纵向深耕,推出更高速率的激光器芯片产品;横向发展方面,不断扩充光芯片新的应用场景,积极向激光雷达、消费电子等领域布局探索。“三关键”是指持续培育并夯实开发高质量光通信领域激光器芯片产品所需的三大关键技术力,即前瞻设计开发与知识产权、晶圆工艺开发梯队、高端设备应用与相应制程技术,公司将加大投资并加强专业培训,进一步深化技术优势。
公司把握光芯片市场的发展契机,密切关注市场需求的发展动态,持续加强市场开拓力度,以自主光芯片核心能力构建的技术实力为驱动,积极拓展下游客户,稳固并提升公司的行业地位。面向PON市场、无线市场、数通市场几大应用市场开展业务,把握人工智能带来的市场机遇,推进国内、外市场的拓展和销售。为更好地服务大客户,公司将持续投入资源加强销售体系建设,提升整体营销水平,在产品销售、服务、信息反馈等环节为客户提供专业化的服务和解决方案。此外,为公司未来拓展其他客户做好充足准备,公司定期对营销和技术服务人员进行培训,内容包括产品及技术参数理解、销售专业技能、客户技术服务等。
公司始终坚持以客户的真实需求为导向,紧盯世界光芯片的发展前沿,尤其人工智能带来的对光芯片的需求的变革,向更高速率、更大功率、更高集成度等方向研发探索。持续增加研发投入,将在现有研发积累的基础上,通过扩大升级研发实验室,优化研发环境及引进一批先进的研发、生产、检测设备和专业技术人才,提升整体研发能力。在研发管理方面,公司将不断完善研发激励机制,对在产品的技术研发、参数改进、专利申请等方面做出贡献的技术研发人员均给予相应的奖励,激发技术研发人员的工作热情。同时,公司将加强与相关高校的技术合作,增强自主创新能力,实现研发与生产的紧密结合,从而促进公司产品技术水平的提高,提升核心竞争优势。
为满足公司战略发展及生产经营需要,人力资源部重点做好科学的人才发展规划,持续加强人才队伍建设,引进专业技术人才,持续扩充研发团队,促进研发团队技术能力提升。公司充分发挥地域优势,储备专业知识过硬的后备力量,多通道发展路径,多方位引导员工加强学习并合理化持续改进。公司重点培养核心管理人才,统一管理方法,打造过硬的管理干部团队,建设职业经理人队伍。同时,建立有竞争性的薪酬体系及股权激励政策,不断完善绩效考评体系及晋升通道,强化对人才的中长期激励措施,激发人才热情,促进人才与公司共同发展。
公司持续致力于芯片生产工艺基础环节的开发,涵盖芯片设计、晶圆制造、芯片加工和测试的IDM全业务流程。通过募投项目的实施,公司进一步完善和积累前瞻设计开发与知识产权、晶圆工艺开发梯队、高端设备应用与相应制程技术,稳步扩大产能,满足下游市场需要。公司持续迭代优化升级芯片生产工艺基础环节的开发,引进高精度工艺设备及精密测量设备,监控产品各项参数。此外,公司逐步提升产品的自动化水平,不断优化生产的全部过程和制程稳定性,提高生产效率,降造成本,满足高端产品的生产需求。公司进一步加强完善生产与品质管理制度、生产流程规范与执行、培训考核制度。公司定期召开生产制造会议,强化生产意识,组织管理层学习,提升管理团队的意识和管理水平。同时,公司致力于完善全球化布局,进一步满足全球客户的需求。
证券之星估值分析提示长和盈利能力一般,未来营收成长性一般。综合基本面各维度看,股价合理。更多
证券之星估值分析提示光迅科技盈利能力一般,未来营收成长性一般。综合基本面各维度看,股价偏高。更多
证券之星估值分析提示中国电信盈利能力一般,未来营收成长性良好。综合基本面各维度看,股价偏高。更多
证券之星估值分析提示中国联通盈利能力一般,未来营收成长性优秀。综合基本面各维度看,股价合理。更多
证券之星估值分析提示中国移动盈利能力良好,未来营收成长性良好。综合基本面各维度看,股价偏高。更多
证券之星估值分析提示新产业盈利能力优秀,未来营收成长性一般。综合基本面各维度看,股价合理。更多
证券之星估值分析提示中国联通盈利能力较差,未来营收成长性一般。综合基本面各维度看,股价合理。更多
证券之星估值分析提示中国移动盈利能力一般,未来营收成长性一般。综合基本面各维度看,股价合理。更多
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