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目标3万亿!这一产业迎重磅利好

来源:九方智投 2022-08-26 18:49
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8月25日,工信部公开征求对《关于推动能源电子产业发展的指导意见(征求意见稿)》的意见,文件提出涉及光电子/功率半导体/传感器等关键信息技术产品供给能力提升行动,本文对相关产业链进行简单梳理。

8月25日,工信部公开征求对《关于推动能源电子产业发展的指导意见(征求意见稿)》的意见。文件提出,目标到2025年,能源电子产业年产值达到3万亿元,综合实力进入世界先进行列;到2030年,能源电子产业综合实力持续提升,形成与国内外新能源需求相适应的产业规模。

能源电子产业是电子信息技术和新能源需求融合创新产生并快速发展的新兴产业,是生产能源、服务能源、应用能源的电子信息技术及产品的总称,主要包括太阳能光伏、新型储能电池、重点终端应用、关键信息技术及产品等领域。以下,我们主要梳理电子领域相关概念。

●提升光电子/IGBT/传感器等供给能力

文件提出,加强面向新能源领域的关键信息技术产品开发和应用,主要包括适应新能源需求的电力电子、柔性电子、传感物联、智慧能源信息系统及有关的先进计算、工业软件、传输通信、工业机器人等适配性技术及产品。研究小型化、高性能、高效率、高可靠的功率半导体、传感类器件、光电子器件等基础电子元器件及专用设备、先进工艺,支持特高压等新能源供给消纳体系建设。推动能源电子产业数字化、智能化发展,突破全环境仿真平台、先进算力算法、工业基础软件、人工智能等技术。推动信息技术相关装备及仪器创新发展。

文件提出涉及光电子/功率半导体/传感器/发光二极管等关键信息技术产品供给能力提升行动。

光电子器件——基于能源电子需求,发展高速光通信芯片、高速高精度光探测器、高速直调和外调制激光器、高速调制器芯片、高功率激光器、光传输用数字信号处理器芯片、高速驱动器和跨阻抗放大器芯片。

功率半导体器件——面向光伏、风电、储能系统、半导体照明等,发展新能源用耐高温、耐高压、低损耗、高可靠IGBT器件及模块,SiC、GaN等先进宽禁带半导体材料与先进拓扑结构和封装技术,新型电力电子器件及关键技术。

敏感元件及传感类器件——发展小型化、低功耗、集成化、高灵敏度的敏感元件,集成多维度信息采集能力的高端传感器,新型MEMS传感器和智能传感器,突破微型化、智能化的电声器件和图像传感器件。

  • 相关概念梳理

光通信芯片

在中兴、华为等通信设备的强势助攻下,中国成为世界上最大的光器件消费大国,市场占比约为35%。

光通信系统主要由光通信设备、传输光纤、光无源器件(光分路器、波分复用器、光隔离器、光开关、光连接器、光背板、光滤波器等)构成。光通信设备的核心为光模块(光模块产值在光通信中份额约65%)。

光模块的核心为光有源模块和电芯片:1)光有源模块包括光芯片和光调制器,其中光芯片为核心。光芯片包括激光器芯片、探测器芯片;2)电芯片包括LDDriver、TIA、LA、CDR芯片等。

国内企业在无源器件、低速光收发模块等中低端细分市场较强,然而以高速率为主要特征的高端光芯片技术,还掌握在美日企业手中(美/日全球50%以上、占我国90%以上市场),我国高速率光芯片国产化率仅3%左右。国内企业只掌握了≤10Gb/s速率的激光器、探测器、调制器芯片,以及PLC/AWG芯片的制造工艺以及配套IC的设计、封测能力,25Gb/s的工艺能力及产能配套都无法形成规模。

受益于中国25G光模块的规模招标应用,国产化25G激光器芯片正逐步突破,源杰半导体、海信宽带、光迅科技、中科光芯、三安集成(三安光电)、光安伦、芯思杰、华芯半导体、长瑞光电、博升光电、仟目激光等厂商已开始崭露头角。

高功率激光器

激光器是用来产生激光的部件,是激光设备中最核心的零部件,前文中泵浦、受激辐射等过程都在激光器中収生。具型的激光器,由激光工作物质、泵浦源、光学谐振腔等部分组成。

激光工作物质是激光器中产生激光的源泉所在,兵特性决定了激光的光强、颜色(即频率)等基本性质。激光工作物质有多种,按照大类可分为气体、固体、液体、半导体等。激光器常按照工作物质的不同迚行分类,对应的激光器分别称为气体激光器、固体激光器、液体激光器、半导体激光器等。

高功率半导体激光芯片主要是由西方发达国家所垄断,如美国的II-VI、Lumentum、nLight、IPG、Coherent,德国的Dilas、Jenoptic、Osram等。

国内涌现出一批优秀的激光器制造商,走在前列的企业包括锐科激光、创鑫激光、杰普特、国科世纪等,其中锐科、创鑫、杰普特主要产品方向为光纤激光器;国科世纪的主要产品方向为半导体激光器。A股上市公司华工科技,也有着深厚的激光器研发技术。

我国低、中、高功率光纤激光器国产化率分别为98%、52%、60%,但从其中的半导体激光芯片观察,虽然我国光纤激光器芯片市场有15亿元(占全球约60%),国内第一梯队的长光华芯、武汉锐晶合计市占率仍不到20%(占全球不到10%)。我国激光芯片产业参与厂商主要有长光华芯、华光光电、武汉锐晶、瑞波光电、纵慧芯光(VCSEL)等,芯片封装领域的代表公司有炬光科技、凯普林、星汉激光等。

实现对光纤激光器国产化,主要有三大要素:抽运源、腔镜、增益介质,另外还有一些器件,合束器及光栅、光纤的隔离输出头和端帽等。

合束器及光栅:供应商主要有国内的朗光科技、莱特尔、光库科技等,工业级器件已部分国产化。

稀土掺杂的高质量光纤:国内供应商则有武汉睿芯、烽火锐光、长飞光纤、亨通光电等,工业级光纤已部分实现国产化。

光纤的隔离输出头和端帽:国内有光库科技、福晶科技、光越科技等企业,这部分器件已完全国产化。

功率半导体

2022年一季度国内出货量前五的功率器件供应商中,已经有三家中国本土企业入列,分别为斯达半导、比亚迪半导体、时代电气,三家合计装机量占比约40%。此外,拥有较多自主产能、资金、研发实力雄厚的士兰微、闻泰科技,以及在碳化硅衬底积极扩产的天岳先进、东尼电子、露笑科技等供应商。

传感器

智能传感器制造按产品分为MEMS、CIS、RF、雷达等类别。2021年,MEMS和CIS总营收占比56.2%,总市场规模达1,616亿元,预计2022年两者总市场规模超过1,700亿元,成为传感器的主流。2021年,中国高端智能传感器如MEMS、CIS智能传感器90%以上来自进口,随着中国传感器制造、封装和测试厂商在技术及工艺上的突破,中国中高端智能传感器进口比率将逐步下降。

相关公司:

MEMS:和林微纳、赛微电子、敏芯股份、高德红外

CIS:韦尔股份、思特微-W。

参考资料:

20220811-头豹研究院-2022年中国智能传感器行业概览

20220707-海通国际-半导体激光芯片国产替代:光纤激光器芯片进入加速期,光通信芯片长期空间广阔

20180620-平安证券-智能制造行业专题报告(三):高功率激光器国产化加速,激光加工设备成长动能足

本报告由研究助理协助资料整理,由投资顾问撰写。投资顾问:黄波(登记编号:A0740620120007)

(来源:
九方智投)

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