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源杰科技2022年年度董事会经营评述

来源:同花顺金融研究中心

2023-04-25 19:01:10

(原标题:源杰科技2022年年度董事会经营评述)

源杰科技2022年年度董事会经营评述内容如下:

一、经营情况讨论与分析

  2022年,公司积极克服外部各种不利因素的影响,以市场为引领,持续加强研发投入,优化升级产品结构,不断巩固提升在电信和数据中心领域的市场地位,同时积极向车载激光雷达等新兴业务领域拓展,业务持续增长。

  2022年12月21日,公司成功登陆上海证券交易所科创板,正式进入资本市场。这是公司发展历程中的一个重要里程碑,也是公司再次启航的新起点。通过募投项目的实施,公司将抓住市场发展机遇,提升产品核心技术实力,不断突破市场壁垒,夯实发展根基。

  1、主要经营情况

  受益于公司所处行业景气度较高,公司产品市场影响力持续增加,2022年,公司实现营业总收入28,290.53万元,较上年同期增长21.89%;实现归属于上市公司股东的净利润10,031.7万元,较上年同期增长5.28%。

  报告期内,公司的电信市场业务实现收入23,686.61万元,较上年同期增长19.26%。主要系境内外电信运营商继续加大10GPON网络建设投入,带动公司电信市场中光纤接入板块收入增长。公司的数据中心及其他业务实现收入4,477.80万元,较上年同期增长33.69%。主要系25GDFB激光器芯片,经过多年研发及产品验证,逐渐得到下游客户的认可,实现批量出货,推动数据中心市场销售收入的快速增长。

  报告期内,公司在车载激光雷达领域取得了突破。1550波段车载激光雷达激光器芯片已实现在客户端导入。

  2、技术与研发情况

  报告期内,公司持续加大研发投入,2022年公司研发支出2,709.18万元,较去年同期增长46.69%,占营业收入的9.58%。公司紧跟行业发展趋势,以技术为核心,不断研发高端光芯片产品。公司研发项目包括工业级50mW/70mW大功率硅光激光器开发、25/28G双速率数据中心CWDMDFB激光器、50GPAM4DFB激光器开发、100GEML激光器开发、50G及以下、100G光芯片的可靠性机理研究、用于新一代5G基站的高速DFB芯片设计和制造技术、甲烷传感器激光器芯片、1550波段车载激光雷达激光器芯片、大功率EML光芯片的集成工艺开发等项目。部分项目已经进入产业化阶段,预计未来将会对公司的收入产生积极的贡献。

  3、人才建设情况

  公司高度重视技术人才、管理人才、生产人才的储备,注重内部人才梯队的建设,吸收培养了大批优秀的行业人才,为公司未来业务发展以及项目实施提供了有力保障。报告期内,公司吸收及培养了一批优秀的高素质复合型人才。截至报告期末,公司员工总数569人,其中研发人员77人,占员工总数的比例为13.53%。研发人员中本科及以上学历62人,占研发人员的比例为80.52%。

  4、生产制造方面

  通过募投项目的实施,进一步完善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。

  

  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

  (一)主要业务、主要产品或服务情况

  1、主要业务情况

  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,目前公司的主要产品为光芯片,主要应用于电信市场、数据中心市场、车载激光雷达市场等领域。其中电信市场可以分为光纤接入、移动通信网络。在光通信领域中,主要产品包括2.5G、10G、25G、50G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,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。

  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。

  (二)主要经营模式

  1、销售模式

  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。

  2、采购模式

  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。

  3、生产模式

  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,减小生产压力。

  4、研发模式

  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:

  (1)立项阶段

  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。

  (2)设计输入输出阶段

  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。

  (5)研发转生产培训考核阶段

  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。

  (三)所处行业情况

  1.行业的发展阶段、基本特点、主要技术门槛

  (1)所处行业

  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”。

  (2)行业的发展阶段及基本特点

  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。

  光纤接入领域:千兆光纤网络升级,需求继续维持高增长。报告期内,境内电信运营商千兆宽带网络继续快速部署,10GPON端口建设量继续快速增长。境外主要电信运营商也启动向10GPON网络大规模升级或部署。市场研究公司Omdia关于光纤和铜缆接入设备的最新预测报告显示,在2020年至2027年期间,全球PON市场将以12.3%的年复合增长率增长,到2027年将达到163亿美元。中国2022年全年增速显著,根据工信部数据,截至2022年12月,10GPON端口数达1,523万个,比2021年末净增737.1万个,千兆及以上接入速率的用户数为9,175万户,全年净增5,716万户,占总用户数的15.6%。据Omdia研究,2022年XGS-PON端口出货量占北美PONOLT端口出货量的约59%,占西欧出货量的约42%。整体来看,10GPON进入规模建设期,未来仍然具有较大空间。千兆光纤网络的需求增长带动了相关光芯片的增长。

  移动通信领域:5G建设继续稳步推进。根据工信部的数据显示,报告期内,国内新建5G基站88.7万个。截至2022年末,境内已累计建成5G基站231.2万个。2023年要新建60万个5G基站,基站总数将超过290万个。未来的建设目标是在城市地区要覆盖得更好;在农村地区要继续延伸,争取覆盖的更广;在工业园区要覆盖的更深。全球来看,根据GSA发布的数据,截止2022年年底,全球已经有514家运营商投资建设5G网络,其中的47%已经正式商用,5G连接数在2023年预计将达到30亿。未来随着正式商用的基站比例逐步提升,将进一步推动5G的投资。

  数据中心领域:中长期将保持较高增速。随着云计算、物联网和数字化转型的推进,数据中心和网络设备对高速、高带宽光通信的需求不断增长,数据中心光模块市场也呈现出爆发式增长根据。短期来看,LightCounting的预测,受全球头部云计算厂商开始缩减资本开支的影响,预计2023年数据中心光模块需求增长将放缓甚至下滑,但2024-2025年将逐步恢复增长的态势。从产品结构上看,目前数据中心光模块100G需求相对平,200G/400G光模块的已经大规模部署,而800G的需求也逐渐现显现,未来将应用在超大规模数据中心、云计算及人工智能算力中心中。数据中心内的光模块需求,将带动相关10G/25G/50G/100G/CW光源等芯片产品的需求。

  高速率光芯片市场的增长速度将高于中低速率光芯片。全球流量快速增长、各场景对带宽的需求不断提升,带动高速率模块器件市场的快速发展。当前光芯片主要应用场景包括光纤接入、无线通信网络、数据中心等,都处于速率升级、代际更迭的关键窗口期。在对高速传输需求不断提升背景下,25G及以上高速率光芯片市场增长迅速。根据Omdia对数据中心和电信场景激光器芯片的预测,高速率光芯片增速较快,2019年至2025年,25G以上速率光模块所使用的光芯片占比逐渐扩大。

  (3)主要技术门槛

  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,激光器芯片的生产工序需要几十至几百道,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。

  2.公司所处的行业地位分析及其变化情况

  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,主要产品包括2.5G、10G、25G、50G及更高速率激光器芯片系列产品等,目前主要应用于电信市场、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,已实现向国际前十大及国内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。

  国内光芯片市场中,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;25G及更高速率激光器芯片市场国产化率低,公司凭借核心技术及IDM模式,率先攻克技术难关、打破国外垄断,并实现25G激光器芯片系列产品的大批量供货。

  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

  (1)光芯片下游应用市场不断拓展

  光芯片在消费电子市场的应用领域不断拓展。目前,智能终端方面,已使用基于3DVCSEL激光器芯片的方案,实现3D信息传感,如人脸识别。根据Yoe的研究报告,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芯片的技术方案,实现健康医疗的实时监测。同时,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。

  (2)下游模块厂商布局硅光、CPO等技术方案,大功率、小发散角、宽工作温度的激光器芯片需求将增加

  随着更高速率光模块的市场需求不断凸显,对单通道所需的速率要求将随之提高。在此背景下,利用CMOS工艺进行光器件开发和集成的新一代硅光技术成为一种趋势。硅光方案中,激光器芯片作为外置光源,硅基芯片承担速率调制功能。硅光方案使用的大功率激光器芯片,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。

  (3)AI技术的发展,拉动高速光模块的需求增长,进而带动高速光芯片需求增长

  随着AI技术的发展,为了满足AI对算力的需求,数据中心要构建高速、高效的数据传输和通信网络,拉动了高速光模块,尤其是400G/800G以上的需求,同时对功耗和可靠性等特性也提出了更高的要求。因此,也带动相关高速光芯片需求增长。

  (四)核心技术与研发进展

  1.核心技术及其先进性以及报告期内的变化情况

  (1)核心技术的情况

  (2)核心技术的先进性

  公司两大平台积累了大量光芯片工艺制程技术和生产经验,系已有产品生产的保障、未来产品升级及品类拓展的基础。同时,公司突破技术壁垒,积累八大技术,实现激光器芯片的性能优化及成本降低,其中,优化产品性能方面,可实现激光器芯片的高速调制、高可靠性、高信噪比、高电光转换、高耦合效率、抗反射等;降低产品成本方面,可提高激光器芯片的良率,并可简化激光器芯片封装过程中对其他器件的需求,降低产品单位生产成本、下游封装环节的复杂度及对进口组件的依赖,有助于解决大规模光网络部署的供应链安全。

  公司建立两大平台并积累八大技术,开发先进的生产制造工艺,积累多项拥有自主知识产权的专利,不断提升产品的竞争力,为通信系统厂商和各家模块厂商提供高性能、低成本的光芯片,满足通信系统及其他下游应用的商业化更新需求。

  1)高速调制激光器芯片技术,实现高速激光器芯片的规模化生产

  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。

  4)非气密环境下光芯片设计与制造技术,实现客户拓展至数据中心市场

  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。

  5)相移光栅技术,实现非周期光栅制作

  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,进行高度专业化仿真,完成10G/25G/50G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。

  6)大功率激光器芯片技术,开发下一代高速光模块用大功率激光器芯片

  高速数据中心市场中,400G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,仅美日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。

  7)小发散角技术,降低封装成本并减少进口依赖

  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。

  8)抗反射技术,降低封装成本并减少进口依赖

  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。

  9)掩埋型激光器芯片制造平台,实现高电光转化效率产品的制造

  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。

  10)脊波导型激光器芯片制造平台,实现高速率产品的制造

  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。

  2.报告期内获得的研发成果

  截至报告期末,累计获得各类知识产权42项,其中发明专利14项,实用新型专利14项,商标10项,作品著作权4项。

  3.研发投入情况表

  研发投入总额较上年发生重大变化的原因

  研发费用较去年同期上升46.49%,主要系公司持续加大EML、数据中心等领域的研发投入,相应项目的人工成本及原材料消耗增加所致。

  4.在研项目情况

  5.研发人员情况

  6.其他说明

  

  三、报告期内核心竞争力分析

  (一)核心竞争力分析

  1、技术积累与研发优势

  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”两大平台,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”等八大技术,持续推动公司的产品不断升级。

  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两大平台和八大技术的基础上,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28项。

  2、客户资源优势

  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,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。

  3、产品结构优势

  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有诸多差异化需求。公司目前产品包括2.5G、10G、25G、50G光芯片产品、CW光源、车载激光雷达光源等产品,多元化的产品体系可以发掘更多市场需求,更好的满足客户需求,打开更广阔的市场空间。

  4、生产优势

  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。公司采用的是IDM的模式,涵盖芯片设计、晶圆制造、芯片加工和测试的全流程体系。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,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。随着公司募集资金投资项目的逐步实施,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。

  (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

  

  四、风险因素

  (一)尚未盈利的风险

  (二)业绩大幅下滑或亏损的风险

  (三)核心竞争力风险

  1、技术升级迭代的风险

  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。

  2、新产品研发失败风险

  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。

  3、核心人才流失和技术泄密风险

  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的日益激烈,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。

  (四)经营风险

  1、部分下游厂商与公司存在潜在竞争关系的风险

  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。

  2、产品质量控制风险

  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,产品升级和迭代不断提升,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。

  3、产品价格下降导致的毛利率波动及业绩可持续性风险

  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。

  (五)财务风险

  1、存货跌价风险

  报告期内,公司整体存货金额呈上升趋势,主要原因系激光器芯片产品的生产量和备货量增长。如果主要产品的价格出现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。

  2、应收账款减值风险

  报告期内,应收账款增长与公司营业规模的扩大和主要客户存在信用期密切相关,呈现上升趋势。虽然公司主要客户均为光通信领域的知名企业,但随着公司收入规模的进一步提高,应收账款绝对金额可能继续增加。如宏观经济形势、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。

  (六)行业风险

  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。

  (七)宏观环境风险

  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。

  (八)存托凭证相关风险

  (九)其他重大风险

  

  五、报告期内主要经营情况

  报告期内,公司实现营业收入28,290.53万元,较去年同期增长21.89%;实现归属于上市公司股东的净利润10,031.70万元,较去年同期增长5.28%;实现归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润9,186.67万元,较上年同期增长5.35%。

六、公司关于公司未来发展的讨论与分析

  (一)行业格局和趋势

  请参阅“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”。

  (二)公司发展战略

  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。

  (三)经营计划

  1、研发计划

  公司始终坚持以客户需求为导向,紧盯世界光芯片的发展前沿,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。

  2、市场计划

  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。拓展国内外其他客户,不断扩大公司的主营业务规模。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。

  3、人才计划

  强大的专业技术研发团队是企业长期发展的最根本保障。公司创始团队来源于光芯片领域的学术专家与行业专家,拥有多年研发经验,始终秉承“以科技创新为驱动”的宗旨,是国内少数能够自主完成外延片设计开发与生产的企业,形成了较高的技术壁垒。多年来,在陕西高校云集的优势下,公司吸纳电子、物理、化学、材料、通信等领域专业的人才,培养了一大批在光芯片设计到制造各个环节具有丰富经验的工程师。公司不断吸引优秀人才加入,壮大公司的自主研发实力。同时,公司高度重视人才培养和研发队伍的建设,通过完善的人才培养体系和激励体系,持续提升人才整体水平。

  4、生产计划

  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,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。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。同时,完善全球化布局,进一步满足全球客户的需求。

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