一、半導體激光器行業(yè)簡介
半導體激光器是指以直接帶隙半導體材料構成的Pn結或者Pin結作為工作物質的一種小型化激光器,主要以半導體作為增益介質,在導帶具有很高載流子濃度的情況下,實現帶間受激輻射,產生增益,半導體激光器屬于固態(tài)激光器的一種類型。
二、半導體激光器產業(yè)鏈
半導體激光器產業(yè)鏈主要包括外延結構設計與生長、芯片設計與制備、器件模組設計與封裝和應用等環(huán)節(jié)。半導體激光器外延片、芯片、器件和模組等的技術水平和產品質量直接決定半導體激光器的性能。
我國半導體激光器產業(yè)鏈下游應用環(huán)節(jié)的激光設備制造業(yè)發(fā)展較快,但在技術門檻較高的中上游環(huán)節(jié),部分企業(yè)擁有芯片制備或封裝能力,具備外延材料批量生產能力的企業(yè)更少。
在各類激光器中,半導體激光器具有波長范圍較大、體積小、壽命長、可靠性高、維護成本低、可集成性好等顯著優(yōu)點。一方面可以作為光纖激光器、固體激光器、氣體激光器等多種光泵浦激光器的核心泵浦源使用,另一方面,隨著半導體激光技術在功率、效率、亮度、壽命、波長等方面的不斷突破,半導體激光器可直接應用于先進制造、醫(yī)療健康、測量傳感、國家戰(zhàn)略高技術等領域。
三、國內半導體激光器行業(yè)發(fā)展現狀
國內半導體激光器市場起步較晚,但近年來發(fā)展迅猛,2022年我國半導體激光器市場規(guī)模達到48.4億元(包含通信領域及下游光纖激光器廠商自產自用的激光器泵浦源等半導體激光器),預計未來將保持增長態(tài)勢,2027年將增長至81.7億元。
圖表:2019-2022年中國半導體激光器行業(yè)市場規(guī)模
半導體激光器應用領域十分廣泛,除通信、材料加工等領域外,正逐步向科學研究、醫(yī)療健康等領域拓展。除了應用領域的不斷擴張,半導體激光器在各領域的應用范圍也逐漸由宏觀加工應用覆蓋到更細微的工藝環(huán)節(jié)。2022年,半導體激光器在通信領域的占比最高(33.2%),其次為科研領域(20.2%)和材料加工領域(19.8%),醫(yī)療健康領域應用近年來發(fā)展迅速,占比已達7.0%。其中,由于通信領域的半導體激光器的其產品特性、主要應用領域與強調能量屬性的能量激光產品有所不同,通信激光核心關注傳輸效率和信息容量等,應用于科研、材料加工等領域的能量激光則圍繞能量傳遞展開,因此在半導體激光器行業(yè)分析時會予以摘取。而科研領域多批次少批量的定制需求多、技術指標高,對供應商的研發(fā)、生產能力要求較高;醫(yī)療健康領域需要激光器滿足多波長覆蓋范圍,對供應商提出了更高的生產和技術要求,如多波長芯片封裝技術、光路設計能力等。
半導體激光器行業(yè)對產品的要求較高,行業(yè)存在較強的技術和品牌壁壘。歐美的行業(yè)起步較早,經過較長時間的積累,在技術上具備領先優(yōu)勢,客戶基礎比較廣泛,全球市場占有率較高。代表性的國外領先廠商包括美國相干、美國恩耐、Lumentum等。
國內半導體激光器行業(yè)起步晚,但一些優(yōu)秀企業(yè)依靠技術積累加速追趕,部分產品的技術指標已經能夠達到甚至優(yōu)于國際領先水平。整體來說,國內半導體激光器銷售市場分散度較高,代表性領先企業(yè)包括炬光科技、長光華芯、凱普林、星漢激光等。
四、半導體激光器行業(yè)應用領域
目前半導體激光器廣泛應用到泵浦源、材料加工、激光雷達等領域,隨著半導體激光器功率范圍、波長精度、尺寸重量、可靠性等性能參數的持續(xù)優(yōu)化提升,可以預見半導體激光器將繼續(xù)拓展在工業(yè)領域的應用,尤其中小功率半導體激光器的應用更加廣泛。
半導體激光器在醫(yī)療健康領域的應用亦有所加深。不同的生物組織要匹配不同的醫(yī)療方法產生特定的健康效果,需要各種波長的激光器,而半導體激光器的波長覆蓋范圍較廣,可以滿足多樣的醫(yī)療健康需求。隨著半導體激光器波長范圍的不斷擴大,其在醫(yī)療健康領域的應用也將繼續(xù)拓展。此外,科學研究需求增加,推動了半導體激光器定制化發(fā)展。
該領域主要將半導體激光器用于新技術的研究工作,覆蓋高、中、低各功率段,對半導體激光器的技術指標要求較高,通常會提出特殊的定制化參數要求,推動半導體激光器技術向更高水平發(fā)展??茖W研究對同批次的半導體激光器用量較小,但屬于高附加值應用領域,未來半導體激光器在科學研究領域的應用范圍將繼續(xù)擴大。
《2024-2029年中國半導體激光器件行業(yè)深度調研及投資機會分析報告》由中研普華產業(yè)研究院撰寫,本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現狀、行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析,重點分析了行業(yè)的發(fā)展現狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力,以及行業(yè)的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài),對行業(yè)在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。