20230219_中邮证券_家用电器行业证券研究报告:激光显示上游核心器件系列_21页.pdf
证券研 究报 告:家用 电器|深度报告 2023 年2 月19 日 市场有风险,投资需谨慎 请 务必阅读正文之后的免责条款部分 行业投资评级 强 于大 市|维持 行业基本情况 收盘点位 6851.56 52 周最高 7846.5 52 周最低 5656.01 行业相对指数表现(相对 值)资料来源:聚源,中邮证券研究所 研究所 分析师:肖垚 SAC 登记编号:S1340522070002 Email:近期研究报告 节后 30 大中城市 商品房 销售数据 明显回暖-2023.02.12 激光显 示 上游核心器件 系 列(一):激光器 核 心观 点 1)激 光显 示产 品中 光源 成本占 比 约 40%,是 产品 降本的 关键 因素,激 光显 示光 源所 用激 光器主 要为 红、绿、蓝色 半导体 激光 器,国内半导 体激 光器 国产 化率 仅为 5%,海外 厂商 仍处 主 导、领 先地 位。2)参 照光 纤激 光器 发展 进程,我们 认为,在 国产 化率 提 升、技术升级、产能 扩大 等因 素影 响下,激 光器 产品 价格 势必 迎来大 幅下 降。3)显示用 半导 体激 光器 降本 可期。一方 面,国 内政 策 鼓励激 光产业发 展,相关 企业 已持 续取得 红、绿、蓝光 激光 器的研 发突 破,其中红 光 LD 实现 量产;蓝 光 LD 性能 成熟,实现 试量 产;绿 光 LD 性能实现突 破。另一 方面,蓝 光 LD 与 蓝光 LED 采用 同 种材料 体系,后 者国内具 备良 好产 业基 础,未来的 产业 化随 着影 响半 导体产 业的 摩尔 定律发展,有 较大 性能 提升 和降本 空间。4)激光 显示 下游 应用 场 景广泛,为低 渗透 优质 赛 道,降本 有望助推其 在各 细分 场景 中渗 透率的 提升,产业 规模 加速 扩张。建议关 注 受 益于 激光 行业 降本趋 势;进 军车 载,打 开 行业天 花板;疫后影 院租 赁业 务有 望迎 来强劲 修复;在低 渗透 高 成长 的 C 端 家用 激光显示领域中掌握核心竞 争力的 ALPD 激 光 显示 技术 开 创 者 光 峰 科技。风 险提 示:国内显 示用 激光 器研 发、量产进 度不 及预 期,激光 显示技 术渗 透率提升 不及 预期 风险。重 点 公 司盈 利 预测 与 投资 评级 代码 简称 投 资评 级 收 盘价(元)总 市值(亿元)EPS(元)PE(倍)2023E 2024E 2023E 2024E 688007.SH 光峰科 技 买入 26.88 122.87 0.33 0.72 81 37 600060.SH 海信视 像 未评级 15.36 200.86 1.49 1.70 10 9 资料来源:iFinD,中邮证券研 究所(注:未评级公司盈利预测来自 iFinD 机构的一致预测)-28%-25%-22%-19%-16%-13%-10%-7%-4%-1%2022-02 2022-05 2022-07 2022-09 2022-12 2023-02家用电器 沪深300 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 目录 1 激 光 显示 上 游核 心 器件 激光器.4 1.1 激 光 器构 造.4 1.2 激 光 器类 型.5 1.3 激 光 器产 业 链.6 2 激 光 器产 业 化进 程.8 2.1 中 国 激光 技 术起 步 早,停 滞 期 后加 速 追赶.8 2.2 光 纤 激光 器 实现 国 产替代,半 导体 激 光器 国 产化 率仍 处 较 低水 平.8 3 显 示 用激 光 器国 内 外发 展进 程 对 比.12 3.1 激 光 显示 技 术核 心 器件 三 基 色 单 色 激光 器.12 3.2 激 光 显示 技 术国 内 外发展 进 程.12 4 国 产 化助 推 激光 器 降价,终 端 激 光显 示 产品 有 望大 幅降 本.17 4.1 以 光 纤激 光 器为 例,看国 产 化 进程 与 激光 器 降价 趋势.17 4.2 激 光 显示 为 低渗 透 优质赛 道,降本 有 望助 推 渗透 率提 升.17 5 风 险 提示.18 1ZCXvMmRoNmNpRoNrMoRnM8O9R6MnPrRtRpMlOnNnPfQtRrRaQrRyRvPsRwOMYsOqO 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 图表目 录 图表1:激光显示产品 成 本构成.4 图表2:激光器构造.5 图表3:激光器类型.5 图表4:半导体激光器 类 型.6 图表5:激光器产业链.7 图表6:国内外激光产 业 发展历程.8 图表7:全球激光器市 场 规模及同比增速.9 图表8:全球激光器产 品 结构.9 图表9:全球半导体激 光 器市场规模及同比增 速.9 图表10:全球激光器应 用市场结构.9 图表11:我国支持激光 行业发展相关政策.10 图表12:中国激光器市 场规模及占全球激光 器市 场比重.11 图表13:中国光纤激光 器市场规模.11 图表14:中国光纤激光 器国产化率.11 图表15:中国半导体激 光器市场规模及占全 球半 导体激光器市场比重.11 图表16:激光显示技术 发展历程.12 图表17:红、绿、蓝光 LD 国内外发展进程对比.13 图表18:绿、红激光器 发光原理及特性.14 图表19:氮化镓产业链.15 图表20:中国氮化镓企 业及代表性业务.15 图表21:RGB 激 光技术架 构与 ALPD 技术架构对比.16 图表22:光纤激光器(1kW)国产/进口价格对比.17 图表23:光纤激光器(10kW)国产/进口价格对比.17 图表24:2016-2021 年激光电视销售单价走势.18 图表25:2016-2021 年投影设备出货结构变化.18 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 1 激光显 示 上游核心器件 激光器 成本高 昂是 过去 限制 激光 显示产 业发 展的 因素,产 业降本 有望 提升 激光 显 示在下游 应用 场景 中的 渗透 率,进 一步 开拓 潜在 市场 空间。我们 认为,研究 激 光显示产品 原材 料构 成以 及相 关行业 产业 化、国产 化的 发展对 激光 显示 行业 渗透 率 提升进程 具有 重要 参考 意义。激光 显示 产品 核心 原材 料包括:激 光器、显示 芯 片以及镜头,本篇报告侧重于 对 激光器 进行详细分 析,激光器是光源的核心 器件,光源在激光显示产品成 本占 比 约 40%。图表1:激 光 显 示产 品 成本 构 成 资料来源:光峰 科技招 股说 明书,中 邮证券 研究所 1.1 激 光器 构造 激光器 是利用受 激辐射方法产生可见光或 不可见光的一种器件,构 造复杂,技术壁 垒较 高,是大 量光 学材料 和元 器件 组成 的综 合系统,居 于整 个激 光产 业 链的核心 中枢 位置,主 要由 光学系 统、电源 系统、控 制系统 和机 械机 构四 个部 分组成,其 中光 学系 统主 要由 泵浦源(激 励源)、增益 介 质(工 作物 质)和谐 振腔 等 光学器件 材料 组成。作 为终 端设备 的核 心光 学系 统,激光器 的性 能往 往直 接决 定 激光设备 输出 光束 的质 量和 功率,是下 游激 光设 备最 核心的 部件。泵浦源(激 励源)为增 益 介质提 供能 量激 励。增益 介质受 激后 产生 光子 从而生成并 放大 激光。谐振 腔 是光子 特性(频率、相 位 和 运行 方向)的调 节场 所,通过控制 腔内 光子 振荡 来获 得高质 量的 输出 光源。38%15%13%34%光源成本DMD 成本镜头成本其他成本 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 图表2:激光器 构造 资料来源:OSA 理事长(斯 坦福)给 美国白 宫科学 技术 政策办公 室关于 激光对 美国就业、经 济贡献 的报告(2010),中邮证 券研究 所 1.2 激 光器 类型 根据增益介质的不同,激光 器可以分为固态(含固 体、半导体、光纤、混合)、液体激光器、气体激 光器 等。由于 稳定 性好、功 率 较高、维 护成本 低,固 态 激光器的应 用占 绝对 优势。固 态激光 器中,半导 体激 光 器具有 效率 高、体 积小、寿命长、低 能耗 等优 点,已 经 成为现 代激 光技 术发 展的 重要基 础,具有 战略 性的 发展意义。图表3:激光器 类型 激 光器类型 增 益介质 主 要特点 固态激光器 固体、半 导体、光纤、混合 稳定性好、功率较高、维护成本低,适合产业化 液体激光器 化学液体 可选波长范围大,但体积大、维护成本高 气体激光器 气体 激光光源质量高,但体积较大,维护成本较高 自由电子激光器 特定磁场中的电子束 可以实现超高功率并输出优质激光,但制造技术和生产成本非常高 资料来源:长光 华芯招 股说 明书,OFweek 激光网,基业 常青,中 邮证券 研究所 请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 显示光子类型下,半 导体 激光器可分为红、绿、蓝 三色激光器。固 态激 光器中的 半 导 体 激 光 器 可 直 接 使 用 也 可 作 为 光 纤 激 光 器 和 固 体 激 光 器 等 其 他 激 光 器的泵浦。依据 不同 的光 子 类型,下 游激 光器 类型 众 多。显示 光子 分为 红、绿、蓝三色激 光器,主 要用 于激 光电视、激 光投 影、汽车 车灯等 领域。图表4:半 导 体 激光 器 类型 光 子类型 激 光器类型 应 用领域 能量光子 光 纤激光器 泵浦 打标、雕刻、切割、焊接、金 属 3D 打印等材料加工领域,应 用于航空航天、汽车制造、船舶制造、钢铁冶金、3C 电子、国防等 固 体及超快 激光器 泵浦 精密切割、打孔、剥离、去除、划片、调阻调频、微纳结构加工,应用于半导体微电子、显示面板与照明、航空航天、汽车、太阳能、3C 电子、3D 增 材制造等 直接半导体激光器 焊接、熔覆、淬火、表面热处 理,应用于汽车制造、发电设 备、3C 电子、航空航天、高铁、钢铁冶金等 生物医学用激光器 医美、理疗、手术、光动力 定向能用激光器 科研与国防军事 信息光子 光通信激光器 接入网、主干网、数据中心;5G、物联网;硅光芯片 数据传输与运算 激光雷达与探测器 3D 人脸识别与辅助摄像、探测 跟踪、安防监控、无人驾驶、机器视觉、测距和尺吋测量 传感器 液体、气体等物质传感器、接近传感器等 中远红外、太赫兹激光器 检测与影像、光电对抗 显 示光子 红、绿、蓝 三色激 光器 激 光电视、激光投 影、汽 车车灯、激光照 明等 资料来源:长光 华芯招 股说 明书,中 邮证券 研究所 1.3 激 光器 产业链 激光器 产业 链 上游由光 学 材料、光学 器件、数 控系 统及电 学器 件构 成,是激光产业 的基 石,准入 门槛 较高。代表 企业:国 外企 业Lumentum,-,欧 司朗以及国 内企 业福 晶科 技、海创光 电等。中游是利 用 上游激 光芯 片及 光电 器件、模组、光 学元 件等 作为 泵浦 源进行 各类 激光 器的 制造 与销售,包 含光 纤激 光器 及 半导体激 光器 等。代表 企业 包括国 外企 业 IPG、SPI 以及国 内企 业创 鑫激 光及 锐科激光等。下游指激 光加 工 设备,终端 包含 汽车、石 油、航 空航 天等 应用 行业。请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 图表5:激光器 产业 链 资料来源:创鑫 激光 招 股说 明书,中 邮证券 研究所 请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 2 激光器 产业化进程 2.1 中 国激 光技术 起步 早,停 滞期 后加速 追赶 我国激 光技 术起 步较 早,起初与 国际 差距 不大,在 上世 纪 60 年代,激 光 器研发进 程与 国际 同步,在 十余年 的停 滞期 间与 国际 拉开差 距,1980 年后 我国 激 光行业步 入快 速发 展阶 段,中国政 府将 激光 技术 列 为2006-2020 年期 间重 点发 展的前沿技 术之 一,而今 我国 中低功 率的 光纤 激光 器已 完全实 现国 产化 替代。图表6:国 内 外 激光 产 业发 展 历程 资料来源:前瞻 产业研 究院,ULS 官网,中邮证 券研究 所 2.2 光纤激光器实现国产替代,半导体激光器国产化率仍处较低水平 半导体激光器占全球 激光 器市场规模的 40-45%。Laser Focus World 数据 显示,2015-2021 年预 计全 球激光 器市 场规 模 从 97 亿 元提升 到 185 亿元,其 中 二 请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 极管激 光器(即 半导 体激 光器)占比 在 40%-45%区 间,预计 市场 规模 从 42 亿元提升至 79 亿 元。激光器用途广泛,应 用于 娱乐、显示与打印领 域 激 光器销售额达 4.40 亿美元,占比约为3%。激光 器的 用途十 分广 泛,目前 可应 用 于材料 加工、通 讯、传 感、研发、军事、医 疗等 领域。据 2020 年中 国激 光产 业发展 报告 数 据显 示,2019年 材 料 加 工 与 光 刻 市 场/通 信 与 光 储 存 市 场/科 研 与 军 事 市 场/医 疗 与 美 容 市 场/仪器与 传感 器市 场/娱乐、显示与 打印 市场 的销 售额 分别 为 60/40/18/13/12/4 亿美元,占比 分别 为 41%/27%/12%/9%/8%/3%。图表7:全 球 激 光器 市 场规 模 及同 比增 速 图表8:全 球 激 光器 产 品结 构 资料来源:Laser Focus World,中邮证券研究 所 资料来源:Laser Focus World,中邮证券研究 所 图表9:全 球 半 导体 激 光器 市 场规 模及 同 比 增速 图表10:全 球 激 光器 应 用市 场 结构 资料来源:Laser Focus World,中邮证券研究 所 资料来源:2020 年中国激光 产业发展 报告,中邮证 券研究所 97 108 138 149 147 160 185-5%0%5%10%15%20%25%30%-50 100 150 2002015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E全球激光器市场规模(亿美元)同比(%)(右轴)43%45%43%41%40%42%43%57%55%57%59%60%58%57%0%20%40%60%80%100%2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E非二极管激光器二极管激光器(即半导体激光器)42 48 59 61 59 67 79-10%-5%0%5%10%15%20%25%-20 40 60 80 1002015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E半导体激光器市场规模(亿美元)同比(%)(右轴)3%材料加工 与光刻 市场通信与光 储存市 场科研与军 事市场医疗与美 容市场仪器与传 感器市 场娱乐、显 示与打 印市场 请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 政策大力支持激光行 业发 展,我国激光行业迎来 快 速发展阶段,国产化进 展加快。21 世 纪以 来,我国 发布多 项政 策大 力支 持激 光行业 发展,2009 年 科技 部发布 国家火炬计划优先发展技术领域,提出 要发展新型激光加工设备,包括大功率 激光 器、激光 精密 加工和 蚀刻 成套 设备、激 光切割 设别 等。2017 年我 国 将高性能 激光 器、准分 子激 光 退火设 备、半导 体激 光器 件、高性 能全 固态 激光 器件、光纤激 光器 件、固态 激光 材料以 及稀 土激 光晶 体等 纳入到 战略 性新 兴产 业重 点 产品。图表11:我国 支 持激 光 行业 发 展相 关政 策 时间 政策 内容 2009 科技部发布国家火炬计划优先发展技术领域 重点提出要发展新型激光加工设备,包括大功率激光器、激光精密加工和蚀刻成套设备、激光切割设别等。2015 国务院发布中国制造 2025 将智能制造作为主攻方向,推进制造过程智能化,在重点领域重点试点建设智能工厂/数字化车间,加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理,增材制造等技术和装备在生产过程中的应用。2016 科技部发布“十三五”国家科技创新规划 加快研制具有自主知识产权的大功率光纤激光器。2017 科技部发布“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划 实现高端产业激光制造装备的自主开发,形成激光制造的完整产业体系,促进我国激光制造技术与产业升级,大幅提升我国高端激光制造技术与装备的国际竞争力。发改委发布战略性新兴产业重点产品和服务指导目录 将高性能激光器、准分子激光退火设备、半导体激光器件、高性能全固态激光器件、光纤激光器件、固态激光材料以及稀土激光晶体等纳入到战略性新兴产业重点产品。2020 发改委发布加强“从 0 到1”基础研究工作方案 重点支持激光制造、光电子器件及集成、云计算和大数据等重大领域,推动关键核心技术突破。资料来源:OFweek 行业研究中心,中 邮证券 研究所 我 国 激 光 器 行 业 规 模 发 展 迅 速,在 全 球 激 光 器 市 场 中 所 占 比 重 逐 步 提 升。2020 年中 国激 光器 市场 规 模达 109 亿 元,占全 球激 光器市 场 69%的 份额。从 激 光器结构 来看,国 产光 纤激 光 器行业 发展 迅速,已 逐步 实 现由以 来进 口向 自主 研发、替代进 口到 出口 的转 变。据2020 年中 国激 光产 业发 展报告 数据 显示,预 计 至2020年小功 率光 纤激 光器 可以 近 100%国 产化,中 功率/大功率 光纤 激光 器国 产化 率 预计为 61%/58%。中国 半导体激光 器 产业化较晚,国产化率 较低。2019 年中国半导体 激光器市场规模仅占全 球半导体激光器行业 的 5%。半导体激光器除了 随着 直接使用 之 请务必阅读正文之后的免责条款部分 11 外,也 是 光 纤激 光器 的泵浦 源,随着 我国 光纤 激光 器行业 的快 速发 展,半导 体激光器将 与工业激光市场共同发展,并随着光纤激 光器的爆发而迎来新的增长点,2015-2019 年我 国半 导体 激光器 行业 市场 规模 从 9 亿元提 升 至 20 亿元,期 间 复合增长 率 达 23%。图表12:中 国 激 光器 市 场规 模 及 占 全球 激 光 器市场比重 图表13:中国光纤 激 光 器市 场 规模 资料来源:中商 情报网,Laser Focus World,中邮证券研究所 资料来源:2020 年中国激光 产业发展 报告,中邮证 券研究所 图表14:中 国 光 纤激 光 器国 产 化率 图表15:中 国 半 导体 激 光器 市 场规 模 及 占 全 球半 导 体激光 器 市 场比 重 资料来源:2020 年中国激光 产业发展 报告,中邮证 券研究所 资料来源:OFweek 产业研究院,Laser Focus World,中邮证券 研究所 50%63%69%68%69%0%20%40%60%80%0204060801001201402017 2018 2019 2020 2021E中国激光器市场规模(亿美元)中国激光器占全球激光器市场比重(%)(右轴)2941547177838601020304050607080902014 2015 2016 2017 2018 2019 2020E中国光纤激光器市场规模(亿元)72%100%17%61%1%58%0%20%40%60%80%100%120%2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020E小功率(1.5kw)3%4%4%4%5%0%1%2%3%4%5%6%-5 10 15 20 252015 2016 2017 2018 2019中国半导体激光器市场规模(亿元)中国半导体激光器占全球半导体激光器比重(%)(右轴)请务必阅读正文之后的免责条款部分 12 3 显示用 激光 器国内外发展 进程对比 3.1 激 光显 示 技术 核心 器件 三 基色单 色激 光器 激光显 示使 用三 基色 单色 激光器(红色、蓝色、绿 色激光 器)或 单色 激光 器+荧光轮 进行显 示成像。显示用激光器经历了从气体激光器、全固态激光器到半导体激 光器 的转 变。早 期,显示 光源 主要 为氩 离子 激光/氪 离子 激光 等气 体 激光器。由 于气 体激 光器 体 积大、耗 电高、寿命 短且 易损坏,不能 使激 光显 示 技术实现产 业化;上 世 纪 80 年代末,大 功率 半导 体激 光及全 固态 激光 器应 用于 激 光显示领 域,激光 显示 技术 向实用 化迈 进;进入 21 世纪 后,半 导体 激光 器性能提升,应 用于 激光 显示 中具 竞争力,中 科院 许祖 彦院 士曾总 结 过 半导 体激 光器 作 为显示光 源的 优势:1)可由 电流直 接激 励,效 率更 高;2)工 作物 质衰 减较 慢,使用寿命 长;3)体积 小。图表16:激 光 显 示技 术 发展 历 程 时间 阶段 发展历程 1960 概念阶段 早期的气体激光器,以氦-氖激光器 或者氪高子激光器输出红光光源、以氩高子激光器输出 绿色、蓝色光源。气体激光器体积庞大,光电转换率低,难以工业化生产。受技术的限制,激光显示发展缓慢。1990 研发阶段 上个世纪 90 年代,全固态激光 器的出现推动了激光显示技术进入到了研发阶段。21 世纪 产业示范及规模化生产阶段 进入 21 世纪后,半导体激光器 性能提升,应用于激光显示 具竞争力。该时期开始孕育成熟的技术产业链,三菱电气、三星、德州仪器、欧司朗、耶拿光学等都将激光显示产业化为作为目标竞相开展研发。激光显示的各个产品化方向,不论是大屏幕还是手机式投 影仪都得到了全面发展。资料来源:OFweek 激光网,激光显 示技术 的研究 现状 及进展,中 邮证券 研究所 3.2 激 光显 示技术 国内 外发展 进程 国外十分重视半 导体技术的发展,在激光电视的光源领域长期布局投 入了大量资源 开展 激光 光源 基础 材料、器 件、工 艺与 设备 的研究,处于 领先 地位。与国际同行 相比,国 内研 发和 生 产的三 基 色LD 在器 件的 功 率、效 率、可靠 性等 方面 尚有差距。三 基 色LD 发展 进 程有所 差异,具 体如 下:请务必阅读正文之后的免责条款部分 13 红光LD:日本 的索 尼日 立、Oclaro、三菱及USHIO 等 公司处 于领 先地 位,2019年日 本 USHIO 推 出脉 冲工 作效率 达 3.5W 638nm 的红光 LD,2022 年 我国 瑞波 光 电2.5W 638nm 芯 片以 及2W 665nm 芯片 实现 量产,实 现追赶。蓝光 LD:2014 年日 本日 亚 蓝光 LD 单 管输 出功 率超 过 4W,2021 年 我国 三安光电 3.5W 蓝光LD 实现 试 量产,技术 逐步 成熟。绿光 LD:2021 年日本 日亚 实现完 全满 足 BT.2020 标 准的 532nm、8W 输出 功率的绿 光 LD 产 品,同年 我 国 中科 院苏 州纳 米所 实现 输出光 功率 可以 达 到 1.7W 的绿光 LD 芯片,尚处 研发 阶 段,性 能有 待提 升。图表17:红、绿、蓝 光 LD 国 内 外发展 进 程 对比 激光器 国外发展进程 国内发展进程 红光 LD 2006:日本索尼展示了643 nm 波长的高功率半导体激光器,输出功率高达3W。其在产 品验证阶段已经确认输出功率可提高到7W。2009:日本索尼发布发布用于 彩色投影仪的 638 nm 半导体激光器,随后功率不断突破。2014:日本 Oclaro 推出 638 nm/700 mW 激光二极管,为多横模 AlGaInP 激光器。2019:日本 USHIO 推出更高功率 双发光点激光器,其在25、连续电 流 2.4A 下,可 实现 2.4W 连续工作功率,而在频率 120Hz、占空比 30%、电 流为 3.3A 的脉冲条件下,脉冲工作功率可达 3.5W,为世 界上最高功率 638nm 激光器。2018:山东华光制备出了连续 输出功率高达 4.2W 的660nm 半导体激光器。2020:国内山东华光光电、深 圳瑞波光电、中科院半导体所等开展了红光LD 的研发,实现了 650nm 红光LD 的规模化生产,红光 LD 输出 功率达 1W 638nm。2021:三安光电预计于2022Q1 实现红光 LD1.5W 的 试量产。2022:瑞波光电 已 量产 0.5W、1W、2.5W 638nm 芯片以及 2W 665nm 芯片,研发 出 665 nm 单发光点、40m条宽和 110m 条宽结构的红光LD。蓝光 LD 1992:日本索尼研制出波长447nm 的半导体蓝光激光器。1995:日本Nichia 制成连续运 转 420 nm 氮化物蓝光激光器,其使用寿命达 10000 小时。2007:日本Nichia 推出脉冲振 荡输出的 420nm 的半导体激光器以及连续振荡输出达 1 W 的蓝光半导体激光器。2014:德国 欧司朗发布1.4W/450nm 新型高功率激光二极管以及20 发光点的功率达 到 50W 的蓝光激光器面阵,适用于专业级高端投影仪。2014:日本Nichia 蓝光 LD 单 管输出功率超过4W 并接连推出了 14/20/24 芯片的更高功率 蓝光光源产品,功率最高可达 125W,可满足激光电视的应 用需求。2004:中科院半导体所研制出 我国第一台 GaN 蓝光激光器。2020:中科院半导体蓝光LD 单 管最大输出功率已达2.8W(实验室),中科院苏州纳 米所小功率蓝光 LD 性能 接近德国 欧司朗 水平。2021:厦门大学康俊勇、李金 钗团队与三安光电联合技术攻关项目取得突破性成果,超 8 瓦大功率InGaN蓝光激光器设计和制作已达到国际水准,三安光电蓝光 LD 3.5W 试 量产,预计于2021 年Q4 实现蓝光 LD 4.0W 的 量产。绿光 LD 2017:日本Nichia 绿光 LD 单 管功率已实现1W 输出,寿命超过 2 万小时。2018:日本Nichia 推岀了波 长 525nm、接近 BT.2020 超高清国际电视标准的绿光LD 模块,输出功率也进一步提高至2020:中科院苏州纳米所绿光LD 最大输出功率达500mW。2021:中科院苏州纳米所实现 了输出光功率可以达到1.7W 的绿光LD 芯片。请务必阅读正文之后的免责条款部分 14 8.5W/11W。2021:日本Nichia 实现完全满 足 BT.2020 标准的532nm、8W 输出功率的绿光LD 产品。资料来源:2020 中国激光电 视产业白 皮书,各公司 官网,中邮证 券研究 所 相较于 绿光、红 光LD、蓝 光 LD 成本 更低,原因 在于:1)绿光 发光 效率 仅为蓝光 的 40%,材 料结 构的 差 异导致 制造 成本 较高;2)红光稳 定性 低,需采 用额 外半导体 器 件 TEC 进行 控温,系 统效 率较 低,成 本较 高;3)蓝 光 LD 与蓝 光LED 采用同种 材料 体系,国 内具 良好产 业基 础,成本 较低。图表18:绿、红 激光 器 发光 原 理及 特性 发光原理 特性 绿激光器 采用的是 InGaN/GaN(铟镓氮/镓氮)的量子阱结构,绿激光器量子阱中的 In(铟)组分较高,较高的 In 组分会使得量子阱的 晶格失配较大,晶格失配一方面会产生应力导致的极化电场,降低量子阱内电子和空穴的复合几率;另一方面会严重影响晶体质量,增加量子阱内的各种缺陷。发光效 率低:目 前效 率最 高的 直接发 光的 半导 体绿激 光 的发 光效 率仅 为蓝 光的 40%,直 接发 光的 绿 光单芯片的器件出光功率不足蓝光芯片的 25%。红激光器 采用的是 AlGaInP(铝镓铟磷)的材料体系,温度敏感性高,通常需要使用 TEC(半导体制冷片)控温;TEC 需要一个逻辑控 制来保证在环境温度变化和 激光电流 变化的时候,激光温 度仍然能 稳定在适宜的温度上。成本高、不稳定、降低了系统效率:由于 TEC 是半导体器件,需要输入电能工作,所以使用 TEC 降低了系统效率,提高了成本;同时 TEC 有凝露的问题,为了防 范该 问题 导致 红激 光短 路、烧 毁,需要 对红激光进行防水封装,进一步推高了采购成本。资料来源:光峰 科技招 股说 明书,中 邮证券 研究所 蓝光 LD 与蓝光 LED 采用同一材料体系,同为 GaN(氮化镓)材料体系。氮化镓(GaN)主要是指一种由人工合成的半导体材 料,是第三代半导体材料 的 典型代表,氮 化镓 产业 国外 重 点企业 包括 日本 住友、美 国Cree、德国 英飞 凌、韩 国LG、三 星等,中 国企 业代 表有晶 元光 电、三安 光电、台积 电、华灿 光电 等。请务必阅读正文之后的免责条款部分 15 图表19:氮 化 镓 产业 链 资料来源:第三代 半导体-氮化镓技 术洞察 报告,中 邮证券研 究所 国内氮化镓企业众多,产 业链完备,蓝光 LD/LED 生产 成本较低。蓝光 LED及蓝光 LD 具有 良好 的产 业基础,成 本较 低,并且 未来的 产业 化将 按照 影响 半 导体产业 的摩 尔定 律 发 展,有很大 的性 能提 升和 成本 下降空 间。图表20:中 国 氮 化镓 企 业及 代 表性 业务 资料来源:第三代 半导体-氮化镓技 术洞察 报告,中 邮证券研 究所 请务必阅读正文之后的免责条款部分 16 相较于 纯激 光显 示技 术,光 峰ALPD 激光 显示 技术 采 用 蓝激 光激 发荧 光的 方式获得低成本高效率的绿光和红光,成功克服了红绿激光器的效率和成本问题。图表21:RGB 激光 技 术架 构与 ALPD 技 术 架 构对 比 纯激光 技术架构 ALPD 激光 技术架构 资料来源:光峰 科技招 股说 明书,中 邮证券 研究所 请务必阅读正文之后的免责条款部分 17 4 国产化 助推激光器降价,终端激光显示产品 有望大幅降本 4.1 以 光纤 激光器 为例,看国 产化 进程与 激光 器降价 趋势 国产化推动激光器价 格下 滑,海内外厂商产品 两年 内降幅高达 70%。以 1kW光纤激 光器 价格 为例,2017 年国 产/进口 平均 价格 分 别为 12/18 万元,国 产价 格较进口 便 宜 33%。另外,随着国 产化 率提 升、产业 规模扩 张、技术 突破、行业 竞争加剧 等因 素影 响下,激 光器产 品价 格迅 速下 滑,2017-2019 年,1kW 光纤 激 光器 国产/进 口价 格分 别下 滑 67%/69%;10kW 光纤 激 光器则 分别 下滑 72%/71%,国内、海 外厂 商产 品价 格降 幅一致,高 达70%。图表22:光 纤 激 光器(1kW)国 产/进口 价 格 对比 图表23:光 纤 激 光器(10kW)国 产/进 口 价 格对 比 资料来源:观研 天下,中邮 证券研究 所 资料来源:观研 天下,中邮 证券研究 所 4.2 激 光显 示为低 渗透 优质赛 道,降本有 望助 推渗透 率提 升 激光显示下游应用场 景广 泛,降本有望 推动各细分 场景渗透率提升。以 激光电视为 例,2016-2021 年 激光电 视销 售单 价 从 4.01 万元/台降 至 1.68 万元/台。投影显 示的 应用 场景 广泛,具 体应 用场 景可 分为:新兴显 示场 景(车 载、AR、手机)、传 统显 示场景(激光 电视、智 能微 投、工 程商 教、激光 影院 放映)。数据 显示,2016-2021 年 激光 光 源出货 量占 比从 0 突 破至 11%,激光 显示 为低 渗透 优 质赛道,生产 成本 下降 有望 助推其 在 各 细分 场景 中渗 透率 的 提升。12418 6 051015202017 2019国产平均价格(万元)进口平均价格(万元)3008540011501002003004005002017 2019国产平均价格(万元)进口平均价格(万元)请务必阅读正文之后的免责条款部分 18 图表24:2016-2021 年激 光 电视 销 售单 价 走 势 图表25:2016-2021 年投 影 设备 出 货结 构 变 化 资料来源:华经 产业研 究院,中邮证 券研究 所 资料来源:观研 天下,中邮 证券研究 所 综上,核心 观点 如下:1)激光 显示 产品 中光 源 成本占 比 达38%,是产 品 降本的 关键 因素,激光 显示光源 所用 激光 器主 要为 红、绿、蓝色 半导 体激 光 器,国 内半 导体 激光 器国 产化率仅 为 5%,海 外厂 商仍 处 主导、领先 地位。2)参照 光纤 激光 器发 展 进程,我 们认 为,在国 产 化率提 升、技 术升 级、产能扩大 等因 素影 响下,激 光器产 品价 格势 必迎 来大 幅下降。3)显示用 半导 体激 光器 降本 可期。一 方面,国 内政 策鼓 励激光 产业 发展,相关企业 已持 续取 得红、绿、蓝光 激光 器的 研发 突破,其中 红 光 LD 实现 量产;蓝光 LD 性能 成熟,实 现试 量 产;绿 光 LD 性 能实 现突 破。另一 方面,蓝 光 LD 与蓝光 LED 采用 同种 材料 体系,后者 国内 具备 良好 产业 基础,未来 的产 业化 随着 影 响半导体 产业 的摩 尔定 律发 展,有 较大 性能 提升 和降 本空间。4)激 光显示下游应用场景广泛,为低渗透 优质赛道,降本有望 助推 其在各细分场 景中 渗透 率的 提升,产业 规模 加速 扩张。5 风险提 示 国内显 示用 激光 器研 发、量产进 度不 及预 期,激 光 显示技 术渗 透率 提升 不及预期风 险。-0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.502016 2017 2018 2019 2020 2021激光电视均价(万元/台)0%4%7%8%10%11%0%20%40%60%80%100%2016 2017 2018 2019 2020 2021灯泡光源出货占比(%)LED 光源出货占比(%)激光光源出货占比(%)请务必阅读正文之后的免责条款部分 19 中 邮证 券投资 评级 说明 投资评级 标准 类型 评级 说明 报告中投 资建议 的评级 标准:报告发布 日后的 6 个月 内的 相对市场表 现,即 报告发 布日 后的 6 个月内的公 司股价(或 行业指数、可转债 价格)的涨 跌幅相对同 期相关 证券市 场基 准指数的涨 跌幅。市场基准 指数的 选取:A 股市场以沪深 300 指数为基 准;新三板市场 以三板 成指为 基准;可转债市 场以中 信标普 可转 债指数为基 准;香 港市场 以恒 生指数为基 准;美 国市场 以标 普500 或纳斯达克综合 指数为 基准。股票评级 买入 预期个股 相对同 期基准 指数 涨幅在 20%以上 增持 预期个股 相对同 期基准 指数 涨幅在 10%与20%之间 中性 预期个股 相对同 期基准 指数 涨幅在-10%与 10%之间 回避 预期个股 相对同 期基准 指数 涨幅在-10%以下 行业评级 强于大市 预期行业 相对同 期基准 指数 涨幅在 10%以上 中性 预期行业 相对同 期基准 指数 涨幅在-10%与 10%之间 弱于大市 预期行业 相对同 期基准 指数 涨幅在-10%以下 可转债 评级 推荐 预期可转 债相对 同期基 准指 数涨幅在 10%以上 谨慎推荐 预期可转 债相对 同期基 准指 数涨幅在 5%与 10%之间 中性 预期可转 债相对 同期基 准指 数涨幅在-5%与 5%之间 回避 预期可转 债相对 同期基 准指 数涨幅在-5%以下 分 析师 声明 撰写此报 告的分 析师(一人 或多人)承诺本 机构、本人 以及财产 利害关 系人与 所评 价或推荐 的证券 无利害 关系。本报告所 采用的 数据均 来自 我