（报告出品方/作者：招商证券，余俊，杨伟松）
一、三大基础产品稳步增长，高端元器件开辟广阔市场
公司定位光模块产业链上游，是全球光器件领域龙头。光模块产业链可分为光器件、光模块、光通信设备和下游市场。光芯片、电芯片和光组件是制造光器件的关键元件；光组件主要包括陶瓷套管/插芯、光收发接口组件等。上游光组件种类繁多，因此厂商相对比较分散，各个细分领域的竞争相对较小。中游的海内外光模块厂商众多，竞争激烈，技术更新速度快，而国内高速光模块厂商竞争力正在提升，目前行业也正处在重心东移的形势。下游分为两大市场，电信市场和数通市场。电信市场主要客户包括设备商和运营商，数通市场主要为国内外云计算巨头厂商。公司在光组件、光器件等产品的基础上，通过不断扩充产品线，形成平台化龙头厂商，为下游厂商提供一站式解决方案。
纵观公司的成长史，我们认为到目前为止可以分为三个阶段:
第一阶段为公司夯实自身基础的时期，以陶瓷套管、光纤适配器和光收发组件为代表的三种最基础的光无源器件是公司初期的重要产品，通过不断打磨成功实现了国产替代化，定位高端客户和高端产品，在一片红海市场体现了自身的强α能力。第二阶段为公司快速成长的时期，在早期雄厚的技术基础和紧密的客户关系上，通过内部研发和外部并购不断壮大自己上游无源器件的产品线，技术门槛更高，价值量更大，整个发展路径沿着“基础到高端，国内到海外，电信到数通，元件到平台”高速迈进，已经成长为光通信元器件平台化龙头厂商。第三阶段为公司拓宽市场的时期，光学技术目前最广泛的应用市场是通信，而在汽车电子、消费电子的产品性能要求越来越高的背景下，光学可以作为目前最主流的解决方案之一，将大大拓宽其应用的市场范围。公司基于完备的光学器件产品线和丰富的解决方案，其光引擎等产品将取得进一步的突破。
1、第一阶段：“三剑客”夯实公司盈利基础，深度绑定下游头部客户
公司的三大传统无源器件，技术优势明显，赢得市场广泛认可。公司在上市前的主要产品为陶瓷套筒、光纤适配器和光收发组件三种基础光无源器件，经过十年砥砺耕耘，公司在技术上积累大量工艺经验，规模化生产性能保持较高一致性，品质优于行业标准，以优质优价赢得国内外高端市场的认可。公司依托这三大光通信基础元器件拓展了多个光模块厂商客户，也为后来与客户之间深度合作关系奠定了基础。
“三剑客”为标准品，竞争格局稳定。由于陶瓷套管、光纤适配器和光收发组件均为光模块产业链最底层的基础产品，因此这些产品的共同点是标准品，研发门槛并不高。而拥有优秀的成本控制能力、丰富的生产经验将是供应商最强大的能力。而且这三种产品不仅可以用于光模块产品中，也可以广泛应用于光通信领域的其他产品中。目前这三种产品的行业竞争格局比较稳定，公司在站稳脚跟之后，也开始寻求在高端定制化产品上的突破。在客户多样需求的驱动下，公司开启了第二条增长曲线。
2、第二阶段：高端无源光器件陆续落地，有源平台渐趋成熟
2.1、内生+外延助力公司无源器件在光模块中占比大幅提升
公司无源器件往高端升级，在光模块中价值量占比提升。公司的“三剑客”产品陶瓷套管、光纤适配器和光收发组件等传统无源器件在光模块中的成本占比在1%-2%左右，随着公司往高端定制化产品领域拓展，公司开始布局隔离器、透镜、AWG、光学镀膜器件等高端定制化无源器件，占整个光模块成本的比例超10%。我们认为随着光模块封装技术和方案的不断丰富，无源器件在整个光模块中成本占比有望继续提升。
公司研发实力优秀，拥有9大核心技术平台。在完备的无源光器件产品线基础上，公司依靠内部研发的能力，为光模块厂商提供一体化解决方案。目前公司已经拥有包括陶瓷材料成型烧结技术、同轴封装设计制造技术、阵列封装设计制造技术、并行光学设计与制造技术、微光学光路模拟/设计/装配技术、精密模具与注塑制造技术、金属材料微米级制造技术、AWGMux耦合制造技术、PM/FAU光纤阵列设计与制造技术在内的9大核心技术平台。依托核心技术平台，公司能够提供的业务更加全面，附加值更高。
公司通过一系列的并购操作，不断拓展无源光学产品链。公司于年8月通过增资的形式出资万元入股光谷光电子创新中心，增资完成后公司持有光谷光电子创新中心6.25%股权。通过本次投资，公司共同参与推动产业前沿与关键技术的研发。公司在收购前持有天孚精密20%股权，并先后于年5月和9月完成剩余的股权的收购，于年5月实现并表。年天孚精密实现扭亏为盈，实现净利润.6万元；年上半年实现收入.3万元，净利润.6万元，经营情况良好，完成本次收购后可以增强公司在透镜产品上的布局。
公司于年8月以自有资金收购北极光电%股权，将增强公司在高端镀膜技术领域的研发能力，进一步补齐无源产品线，并表后为公司业绩带来正向拉动。公司于年2月完成以自有资金收购天孚永联49%股权的工商变更登记，使天孚永联成为公司的全资子公司。近年来光通信行业里海内外公司的并购动作不断，公司的一系列并购取得了明显的成效，正向提升业绩的同时，也保证了自己未来在行业里的竞争力。
2.2、北极光电技术领先，保偏FA广泛应用于相干光通信领域
北极光电是光学镀膜的领先供应商，协同优势助力新发展。公司在年8月发布公告，收购北极光电%的股权。北极光电以光学镀膜技术为核心，其技术水平位于世界领先的位置，在业界享有良好声誉。年北极光电实现营收1.07亿元，实现净利润万元，净利率为7.25%。由于北极光电位于深圳，人力成本较高，且成本控制方面没有较深积累，在市场方面依赖海外客户，所以盈利状况具有较大的提升空间。公司收购北极光电之后，既可以补齐公司的产品版图，同时也可以通过公司较强的成本控制能力，以及国内多年积累的客户群，能够产生协同优势，实现1+12的局面。
光学镀膜器件应用广泛，门槛相对较高。在材料表面通过真空溅射或气相沉积的方式镀上多层膜，可以实现各种不同的功能。利用光的干涉原理，光在不同膜层之间的反射和透射从而达到干涉相长相消的效果。根据不同应用场景，可以制作不同镀膜器件。增透膜、增反膜等镀膜器件，可以增强光的反射和折射，广泛应用于各种光学器件中；滤波片可以滤掉不同波长的光，广泛应用于通信、AR和激光雷达等领域；PBS，偏振分光器件，广泛应用于通信、医疗检测等领域。膜层的厚度和层数对最终性能的影响非常大，因此对镀膜工艺的高精度控制具有较高的门槛。
北极光电在手订单充沛，毛利率有望进一步提升。北极光电主营业务包括高端镀膜、光学滤波片、光学滤波片组件和波分复用器件。目前在手订单充沛，市场拓展稳步进行。随着江西天孚科技产业园一期12万平方米在年4月投入使用，公司未来可以将北极光电的部分生产业务转移至江西生产基地，充分发挥低人力成本的优势，进一步降低生产成本，使得公司毛利率将得到增厚。
保偏FA广泛应用于相干光通信领域，随着相干技术的不断下沉，市场空间广阔。保偏FA，即由保偏光纤组成的阵列器件，能够保证光信号在传播过程中，其偏振状态保持不变。相比较传统的光纤FA，保偏FA在制作时需要高精度控制，使得连接器两端的偏振态能够精准对位，同时需要保证每个通道的位置和角度都处在最优位置，工艺制造难度很高。在相干光通信中，光的偏振态的一致性对性能的影响较大，若传输过程中偏振态发生变化，则成为串扰的噪声，影响信号的质量。随着相干光通信技术从长距离不断下沉到中长距离，我们认为保偏FA作为核心器件，其未来市场空间也非常广阔。
2.3、有源产品线平台成熟，可拓展至光通信以外市场
公司发展有源代工产品线，不断拓展至光通信以外的市场。公司目前拥有三条有源代工产品线，即OSAODM/OEM产品线、BOX/TO封装产品线和光引擎产品线，可以为客户提供高速同轴光器件解决方案和高速、BOX器件封装解决方案及高速光引擎解决方案。年公司实现OSAODM/OEM产品线量产；年GTOSABOSAOEM项目实现量产，同年定增建设“高速光器件”项目，用于BOX封装OEM等；年新产线项目进入稳步提质增量阶段，Box封装产品线量产，同年把握5G机遇，应用于5G的25GOSA器件和25GTO-CAN封装产品实现批量交货。年发布定增项目“面向5G及数据中心的高速光引擎建设项目”，为未来光引擎的量产奠定基础。年，公司基于光通信及光引擎的有源产品线平台，为激光雷达和医疗检测领域的客户提供有源器件产品。
二、新有源业务光引擎进展迅速，激光雷达、医疗检测引爆新增长点
高速光引擎平台承前启后，为未来拓展其他市场打下坚实的基础。公司年非公开发行股票，拟募集资金不超过7.86亿元，用于面向5G及数据中心的高速光引擎建设项目，并于年1月实际募集资金7.77亿元。根据公司公告，募投项目建设期为3年，运营期为10年。建设期第3年开始试产，达产50%。正式投产后第一年达产80%，第二年及以后年度达产%。项目完全达产后年营业收入为,万元。
募投项目主要用于激光芯片集成高速光引擎、硅光芯片集成高速光引擎、高速光引擎用零组件的研发，完全达产后预计年产量分别为48万个、6万个、万个。其中激光芯片集成高速光引擎主要应用于传统分立式器件封装解决方案，运用于数据中心和5G；硅光芯片集成高速光引擎主要应用于硅光芯片集成解决方案，运用于数据中心和5G领域。当前，光引擎平台无疑起到了承前启后的作用，“承前”：作为光器件龙头厂商，公司完备的光无源器件版图以及成熟的有源光器件平台打造了光引擎核心平台；“启后”：技术门槛较高的光引擎平台可以拓展至激光雷达、医疗检测等其他新兴市场中。
1、什么是光引擎？
光引擎是一个较为宽泛的概念。起初，光引擎源于图像感应领域，其功能是对获取的图像信息进行分析处理。在光通信领域，光引擎指的是光电转换功能中负责光信号处理的部分。通常来说，激光器具体完成将电引擎传输来的电信号转换成光信号的任务，而光信号传输的媒介一般为光纤，因此需要设计满足要求的光学系统来将激光器输出的光信号耦合到光纤中进行传输，当光信号传输到另一个终端时，光探测器将光信号转换为电信号，再经由电引擎进行处理，因此也需要合理的光学系统将光信号高质量传输到探测器的光敏面上转变成电信号。光学系统包括各种定制化的光无源器件，公司在该领域深耕多年，产品线完备，可以提供光引擎完整产品。
光引擎不仅可以用传统分立式元器件来集成，也可以通过硅光技术来实现。传统分立式方案基于传统光模块产品，因此无论是技术方案、工艺还是产业链都比较成熟，可以在短时间内实现定制化的光引擎需求；硅光引擎相对来说，其集成度更高的优势使得产品物料成本更低，工艺更简单，同时可以与半导体CMOS工艺兼容，然而硅光芯片的门槛也较高，短时间要想取得与传统分立式方案相同的一致性和良率，还是具有很大的挑战。从短中期看，传统分立式光引擎和硅光引擎将保持共存的状态，而长期看，随着数据传输速率的要求不断变高，硅光引擎将具备支配市场的实力。
2、光引擎可以用在哪里？
光引擎的功能是实现光电转换功能中光信号处理部分。而光电转换的目的是为了利用光信号传输带宽大、时延低和损耗小的优势，能够极大的降低功耗和成本。虽然采用光学方法也可以进行计算，但是对于复杂的非线性计算，依旧需要采用电信号的方式来处理，因此电信号负责计算，光信号负责传输的情况适用于未来很多场景中。光引擎广泛应用于数据传输的应用场景，包括G/G等高速光模块、高集成度的共封装光学（CPO）交换机以及芯片模组之间的光互连。
在光模块中，传统的封装方式是由TOSA和ROSA加上电路部分组成。然而随着数通高速光模块从Box封装方式演进为COB方式之后，OSA（光收发组件）的概念逐渐弱化。我们认为，当前的高速光模块可以分为光引擎和电引擎两部分。光引擎的功能即对光信号进行处理，发射端将携带数据信息的光信号能够高质量得耦合进光纤中，接收端将从光纤中出射的光信号分析处理后再转换为电信号。光引擎中的核心器件包括激光器、探测器、电芯片、透镜系统、波分复用无源光器件、隔离器和光收发组件等。
光模块中包括光引擎和电引擎，光引擎中包含多个光无源器件。随着光模块的速率从G往G/G/G速率的升级，对于光引擎的要求也越来越高。首先光引擎中的激光器从传统的DML激光器升级为EML激光器，对串扰，功耗，散热等要求较高，其次对于光无源器件的要求也在提升，除了需要满足定制化的需求，在插损、容差和带宽等性能参数上相比低速率光模块也有更加严苛的要求。公司是全球光模块领域上游的龙头厂商，拥有多条产品线和丰富的解决方案，在高速光引擎方面具备扎实的领先优势，可为光模块厂商提供定制化的光引擎以及光引擎所需要的各种配套元器件。
CPO交换机作为未来主流的高速光交换解决方案之一，提前布局有望提升未来竞争力。对于传统的交换机，光模块插在交换机的前端面板上，交换机芯片以及光模块之间通过电信号连接，传输路径较长。而电信号本来单位距离传输损耗就比较大，因此需要更高的输出功率。因此当交换机速率越来越高，Serdes的数量和速率提升带来功耗的倍数级增长，使得交换机到了51.2T速率以上时，再采用传统架构交换机几乎不太可能。此时CPO交换机就成了业界公认的最有希望的解决方案之一。光引擎与交换机采用共封装的方式集成，那么电信号传输距离大大降低，损耗随之降低，Serdes的要求也大幅降低，最终能够解决功耗和成本的问题。
CPO交换机改变了传统交换机的形态，将光模块和交换机进行了集成。而此时光模块的产品形态也随之改变，按照我们之前的分析，如今高速率光模块采用COB封装方式，可以分解为光引擎和电引擎两部分。因此在CPO交换机中，光引擎与交换机芯片集成在同一衬底上，而电引擎可以集成到交换机芯片中。这里的光引擎可以是传统分立式的方案，也可以是硅光方案。CPO交换机无疑将对光模块厂商和交换机厂商带来巨大冲击，提前布局的厂商有望在未来取得强大的竞争力。公司一来作为上游厂商，受到的影响十分有限；二来公司定增项目提前布局光引擎，未来在行业重塑过程中将取得先发优势。
除了光通信领域，光引擎还可以拓展至光互连领域。与光通信的原理类似，芯片模组之间的通信同样是数据传输，通常采用电学I/O方式的铜互连，然而在传输速率越来越高时，将面临功耗墙（Powerwall）和带宽墙（Bandwidthwall）。而光学I/O可以作为最佳解决方案之一，可以轻松跨越这两座墙。光信号在光纤中的传输几乎无损耗，且光纤接口的损耗与电信号相比可以忽略不计；光信号的带宽相比电信号的带宽增加了近10倍。因此以光引擎为核心器件的光互连解决方案未来可以广泛应用于超算中心、AI计算终端以及消费PC端等。
目前基于光引擎的商用FPGA芯片产品已经落地，未来市场空间广阔。由英特尔和ayarlabs两家公司共同研发的基于光引擎芯片模组的产品Straitix10FPGA已经实现商用落地。光学连接I/Ochiplets替代了传统的电气的连接口，在功耗、时延和带宽等参数上实现大幅度的提升。对比英特尔采用的是硅光引擎方案，公司采用的是传统分立式高速光引擎技术方案。硅光方案集成度高，但技术挑战也更大，传统方案技术难度低，产业链成熟度高，因此该领域在未来的一段时间内，将会存在硅光和传统光引擎产品共存的局面。同时，目前包括赛灵思和英伟达等公司也在从事基于光引擎技术实现光互连的布局。我们认为，随着摩尔定律趋近极限，光学技术解决方案将成为芯片厂商、系统厂商以及数据中心越来越依赖的主流技术方向之一。
公司布局高速光引擎业务，研发水平居于行业领先地位。公司目前的光引擎产品定位于5G和数据中心，有传统封装方案和硅光封装两种方案。随着光引擎应用场景的不断延伸，公司的高速光引擎产品也将应用到CPO和光互连等市场中。依靠自身完备的无源光器件产品版图，以及布局多年的光有源封装解决方案，公司的光引擎产品已经具备批量化出货的能力。同时与巨头客户的合作关系日趋紧密，未来公司的光引擎业务有望上升到新的台阶。
3、激光雷达市场空间广阔，公司产品版图完备
得益于无人驾驶车辆的规模扩张、激光雷达在ADAS中渗透率增加等因素推动，激光雷达整体市场预计将呈现高速发展态势。根据沙利文预测，至年全球市场规模为.4亿美元，较年实现64.5%的年均复合增长率。其中，激光雷达在中国市场拥有巨大的潜力，年中国激光雷达市场规模将达到43.1亿美元。车载激光雷达市场占比超过50%，预计年全球车载激光雷达（无人驾驶+ADAS）市场规模将超过80亿美元（约合人民币亿元），市场空间非常广阔。
激光雷达原理与光模块相似，光学组件为核心元器件之一。激光雷达主要由发射模块、接收模块、扫描模块和主控模块组成。其原理和产品结构与光模块非常相似，光模块中同样包括发射端的TOSA和接收端的ROSA，其核心的组件包括激光器、探测器和光学组件等。激光雷达的行业上游主要包括激光器、探测器、扫描器及光学组件等，中游为激光雷达终端和软件系统，下游则分为地图测绘和地形勘测，以及导航避险和智能驾驶等领域。激光雷达中的激光器、探测器和光学组件等核心器件与光通信领域中的器件非常相似，除了各自的性能要求和可靠性要求存在一定的差异外，产品的基本形态及功能基本一致。
子公司北极光电产品基础扎实，有望拓展激光雷达新市场。北极光电提供的产品是上游基础元器件，具有基本的功能属性，因此可以顺利拓展至其他新兴市场，比如汽车电子领域的激光雷达市场。激光雷达中的核心元器件是激光器和探测器等，与光通信中的核心芯片一样，因此采用的光学系统中的元器件也基本一致。激光雷达中的光信号从激光器发射出来以及探测器接收发射回来光信号的时候，都需要经过光学系统的处理，比如透镜系统需要对光信号进行准直、聚焦，隔离器能够防止激光器受到系统中反射光的影响，滤光片可以截止掉自然光中其他波长的影响，合束器分束器实现相干光检测功能，以及集成光器件可以实现发射端/接收端的功能。我们认为，基于北极光电和公司在这些光器件上深耕多年的积累，公司有望在激光雷达领域实现新的突破。
4、医疗检测技术升级在即，公司领先光器件将大有可为
光学在医疗检测领域有着广泛的应用。由于其无创性和精准性等优势，光学检测已经成为医学诊断领域定性和定量判断的最重要的技术之一。基于LED光源的医学检测技术，因其能够监测血糖、血氧等重要生理指标而得到广泛的应用，产业链已经非常成熟。而相比于LED光源，激光光源具有更好的性能，可以为医疗行业提供全新的无创和高精度检测手段，同时兼具高灵敏度、高选择性和长期稳定性的特点，能够显著提高医学监测结果的精准性。所以基于激光光源的医疗检测设备目前处在旺盛的需求中。
新冠疫情席卷全球的背景下，快速、成本低廉、可批量化使用的病毒检测设备成为未来的主要需求。随着新冠疫情的爆发，病毒检测作为重要的预防手段之一，越来越引起全球社会的