光模块设备系列会议1:AI 算力浪潮席卷,全球扩产共振,设备链有望充分受益
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光模块设备行业逻辑与空间测算
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光模块生产核心环节概述:光模块封测完整产业链由五大核心生产环节共同构成,测试环节细分三类,分别是仪器仪表类检测、可靠性与老化性测试,以及传统AOI机器视觉检测。各生产环节的技术难度、价值量、国产化进度均存在差异,共同支撑光模块封测全流程生产需求。
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光模块设备市场空间测算:光模块设备市场空间测算基于产业一致预期的单位设备capex标准展开:每100万支800G光模块对应的设备capex为5亿元,每100万支1.6T光模块的设备capex较800G上浮20%,对应6亿元。基于中性出货量假设,2026-2028年800G光模块出货量分别为6000万只、8000万只、6000万只,1.6T光模块出货量分别为2000万只、6000万只、1.2亿只,测算得出2024年光模块设备年度新增需求为365亿元,2025年为425亿元,2026年规模略有下降。当前测算仅覆盖800G和1.6T两类光模块的设备capex,暂未包含3.2T、CPO等尚未完全量产技术的相关设备投入。
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行业增长驱动因素分析:当前光模块设备订单释放节奏偏慢,核心3C设备上市公司普遍从2025年四季度才开始陆续接到小批量订单,核心原因是此前光模块生产对精度要求较低,产线以人工操作为主,设备多由光模块厂商自研或向非上市企业采购,相关数据透明度较低。长期来看,行业具备双重增长驱动:一是光模块技术迭代对精度要求大幅提升,人工已无法适配;二是2023年下半年起头部厂商海外大规模扩产,海外人工紧缺、成本高、效率低,设备替代人工是刚需趋势,专用设备商有望迎来批量订单落地。
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光模块设备各环节梳理与投资排序
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贴片环节分析:贴片设备占整个产线设备价值量的20%,是光模块封装首道核心工序,核心是将半导体裸片(光模块中主要为光电芯片)贴装在PCB、陶瓷基板等载体上。光芯片的贴片精度要求高于电芯片,传统贴片工艺采用人工涂胶或点胶机方式,无法精准控制胶量大小、上胶速度及贴装位置,高精度贴片机的重要性凸显。随着800G、1.6T等高速光模块快速发展,高精度贴片机需求持续旺盛,400G/800G光模块的贴片精度要求为±3微米,3.2T光模块精度要求将收窄至±1微米,精度提升会降低设备加工速度,同等产能下所需贴片设备数量将大幅增加。贴片设备分为共晶设备和固晶设备两类:共晶设备采用金属焊料焊接,导电性和可靠性更好但价值量更高,主要用于激光器芯片贴装;固晶设备采用导电胶贴合,成本低、工艺简单、适用范围广。目前高精度贴片机市场仍依赖进口,贴片环节国产化率约为30%-40%,国内布局厂商包括猎奇智能、凯格、博众、科瑞等。
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键合与耦合环节分析:键合环节的核心设备为键合设备,价值量占整个产线的约1%,贴片环节实现芯片与基板的物理连接,键合则实现二者之间可靠的电气连接。耦合是光模块封装流程中工时最长、最易产生不良率的步骤,价值量占比达30%-40%,为产线价值量占比最高的环节。光模块需实现光电/电光转换,一端为连接网络交换机的电口,另一端为连接光纤的光口,光学耦合的目的是将光高质高效耦合进入光纤,耦合设备核心功能是实现光模块发射端和接收端的精准光学对准,除依赖高精度运控系统外,还高度依赖软件算法。耦合设备分为有源耦合和无源耦合两类:有源耦合又称主动对准,需边发光边调整,效率较低,设备及人工成本较高,属于半人工半自动化设备,适用于传统可插拔光模块领域;无源耦合又称被动对准,无需实时寻光,靠事前高精度一次性对准,效率更高、可大幅节省人工,更适用于800G以上高速率光模块及CPO技术,传统可插拔光模块方案中有源耦合难度不高,下一代高速率及新技术迭代背景下,无源耦合难度更大,更依赖算法。耦合设备的核心竞争壁垒除软硬件能力外,还包括客户绑定关系,设备商需掌握客户工艺know-how,在客户测试场景中不断迭代产品,头部玩家包括Lumentum、国内猎奇智能等,均绑定核心头部客户共同迭代产品,才能达到行业顶尖水平。
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自动化组装环节分析:自动化组装环节价值量占产线的15%-20%,是光模块产能迁移的直接受益环节。当前国内光模块产能向东南亚地区转移,同时海外厂商也在推进扩产,而海外劳动力专业水平、组装效率及高精度重复工作接受度与国内存在本质差异,企业短期内难以招聘到足够的合格工人,叠加海外人工成本较高,迫使企业必须采用自动化设备替代人工。该环节设备国产化率较高,博众、凯格等3C领域公司可将自身在3C领域积累的自动化组装设备及整线能力平移至光模块领域,目前已有多家3C领域公司陆续拿到光模块相关自动化组装设备或产线订单,将受益于海外扩产需求拉动。
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检测环节分析:检测是光模块量产的全检环节,与纯电信号测试的半导体设备不同,光模块测试设备需要完成电信号-光信号-电信号的双向转换测试,具备技术特殊性。检测环节分为两类:a.光通信检测仪器,包括高精度线性电源、光采样示波器、误码率分析仪、光谱分析仪、时域反射计等,其中光采样示波器为核心设备,地位举足轻重,全球龙头为海外厂商是德科技,国内布局厂商包括拟上市的连讯仪器、非上市公司华为万里眼,以及上市公司普源精电、优利德等,均有相关布局;b.AOI机器视觉检测,需求贯穿光模块来料、贴片、键合、耦合、组装五大制程环节,与3C产品整机组装产线需大量配置AOI检测设备的逻辑一致,技术核心为高放大倍数工业相机及3D视角检测能力,相关厂商多以3C领域企业为代表,同时部分半导体、光伏领域成熟企业也已获得光模块相关AOI检测订单,国内布局厂商包括快克智能、天准科技、凌云光等,目前已有部分厂商配合头部客户打样,部分设备商已拿到小批量订单。
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环节投资价值排序:综合光模块封装设备五大环节的技术壁垒、盈利水平、增速等核心维度,对各环节的投资价值进行综合评估与排序,投资价值从高到低依次为高速光电测试仪器、耦合设备、自动化组装设备、贴片设备、AOI检测设备。整体来看,具备高壁垒、高盈利以及高国产替代属性的环节,将率先受益于光模块行业需求扩容、技术迭代的整体成长红利。
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光模块设备重点标的介绍
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科瑞技术业务情况:科瑞技术在光模块设备领域布局齐全,产品覆盖LOI检测、贴片机、耦合设备,可覆盖光模块产线设备总价值量的60%~70%。公司光模块领域核心客户为海外厂商Lumentum与Finisar,2024年起已与两家客户开展商务对接,其中向Lumentum供应AOI检测设备、光纤打磨机、贴片设备,2024年Lumentum相关订单预期约2亿元,放量明显,2025年订单预计为小千万级别;向Finisar供应耦合设备为主,2024年公司光模块设备整体订单预期约4亿元,订单大头来自上述两家海外客户。公司光模块设备业务的发展思路为优先服务好现有海外核心客户,打磨产品能力后逐步拓展国内头部光模块厂商。
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博众精工业务情况:博众精工是平台能力突出的设备企业,早年以3C设备与整线业务起家,近年横向拓展能力优秀,已切入新能源、汽车自动化领域,同时在光模块、AI服务器自动化组装、人形机器人组装检测等新兴赛道均有布局。公司将光模块相关业务划归半导体事业部管理,具体开展主体为博众半导体与中南宏思,其中博众半导体负责贴片机、光模块自动化产线业务,中南宏思主营耦合设备产品。2024年博众半导体光模块相关业务订单指引为3亿多,中南宏思耦合设备订单指引为2亿多,全年光模块相关业务整体订单预期约5亿元。除光模块业务外,公司在AI服务器自动化组装与改造领域也有深入布局,平台化优势凸显。
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智立方业务情况:智立方在光相关领域布局全面,业务上游覆盖光芯片生产设备,中游延伸至光器件生产设备,下游布局光模块自动化产线,光相关业务属性在同赛道重点公司中较为突出。光芯片领域,公司重点布局中后道生产设备,包括排八机、拆八机、AOI检测设备等,100%覆盖国内主流光芯片客户,合作客户包括源杰、索尔思、光迅、长光华芯等,2024年光芯片设备订单较2023年实现数倍以上增长。光器件领域,公司布局固晶机、分选机产品;光模块领域,公司自动化产线正在配套头部客户开展小批量订单验证,整体在光领域各环节均有卡位,业务协同性较强。
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燕麦科技业务情况:燕麦科技的光相关业务通过2024年底收购的新加坡子公司Asstec开展,市场前期常将其与科瑞技术对标,两者业务存在一定相似性。Asstec卡位优势突出,2012年至2021年核心主业为光耦合设备,客户涵盖博通、捷普、Skyworks等北美头部厂商;2021年启动业务转型,将资源重点投入硅光晶圆检测赛道,当前该业务核心客户为新加坡企业AMF。2023年11月AMF被GlobalFoundries收购,Asstec作为AMF的核心商务伙伴,将持续受益于GlobalFoundries对AMF的业务赋能与订单拉动。公司原有主业为软板检测设备、MEMS传感器检测设备,属于现金流稳定的现金牛业务,新布局的光相关业务为增量业绩期权,具备较高关注价值。
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