光芯片行業(yè)戰(zhàn)略前景分析 光芯片行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)

• 吳澳燕 2023年3月31日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 284 11
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2019 年至 2025 年 25G 及以上速率光模塊所使用的光芯片整體市場(chǎng)空間將從 13.56 億美元增長(zhǎng)至 43.40 億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到 21.40%。

隨著5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新型信息技術(shù)的迭代升級(jí)和普及應(yīng)用，全社會(huì)數(shù)據(jù)流量和算力需求迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)。同時(shí)，傳統(tǒng)電芯片性能的進(jìn)一步提升面臨摩爾定律演進(jìn)失效的問題，算力供需矛盾日漸突顯。光芯片以光為信息載體，是與電芯片平行發(fā)展的器件集成體系。光芯片通過對(duì)光的處理和測(cè)量實(shí)現(xiàn)信息感知、傳輸、存儲(chǔ)、計(jì)算、顯示等功能，因其具有速度快、穩(wěn)定性高、工藝精度要求低和可多維度復(fù)用等優(yōu)勢(shì)，有望打破電芯片的發(fā)展禁錮，為芯片發(fā)展帶來新的契機(jī)。

光芯片占光模塊市場(chǎng)比重從 2018 年約 15%的水平到 2025 以后超過 25%的水平，呈上升趨勢(shì)。光電子器件是光模塊的重要組成部 分，光芯片的成本占比分布在低端器件、中端器件、高端器件上的數(shù)據(jù)大約分別為 20%、50%、70%。隨著通訊、AI 等產(chǎn)業(yè)對(duì)高性能光模塊的需求快速增長(zhǎng)，光芯片將呈現(xiàn)量?jī)r(jià)齊升的增長(zhǎng)趨勢(shì)。

光芯片是光模塊中完成光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的直接芯片，按應(yīng)用情況，分為激光器芯片和探測(cè)器芯片。激光器芯片發(fā)光基于激光的受激輻射原理，按發(fā)光類型，分為面發(fā)射與邊發(fā)射：面發(fā)射類型主要為VCSEL(垂直腔面發(fā)射激光器)，適用于短距多模場(chǎng)景;邊發(fā)射類型主要為FP(法布里-珀羅激光器)、DFB(分布式反饋激光器)以及EML(電吸收調(diào)制激光器)。FP適用于10G以下中短距場(chǎng)景，DFB及EML適用于中長(zhǎng)距高速率場(chǎng)景。EML通過在DFB的基礎(chǔ)上增加電吸收片(EAM)作為外調(diào)制器，目前是實(shí)現(xiàn)50G及以上單通道速率的主要光源。

光芯片行業(yè)戰(zhàn)略前景分析

當(dāng)前，通信基礎(chǔ)元件需要向大帶寬、集成化、高能效的方向發(fā)展。光芯片因速率高、低損耗等優(yōu)勢(shì)已大量應(yīng)用于光傳輸領(lǐng)域，主要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)、分光、復(fù)用和光電轉(zhuǎn)換等功能，在傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用場(chǎng)景均發(fā)揮著重要作用。隨著通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)更高速率，面向800Gbps高速光模塊的光芯片產(chǎn)品和硅光技術(shù)已成為發(fā)展熱點(diǎn)。

其他多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，光芯片發(fā)揮重要作用。當(dāng)前，光芯片行業(yè)已在傳感、存儲(chǔ)、顯示、激光雷達(dá)等方面開展應(yīng)用，部分產(chǎn)品正處于初步商業(yè)化階段。其中，消費(fèi)電子類產(chǎn)品有望成為光芯片的重要應(yīng)用方向，Mini- LED、Micro- LED、OPA等光芯片在手機(jī)、智能手表、AR/ VR等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域亦將扮演關(guān)鍵角色。

工信部發(fā)布的《“十四五”信 息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》要求全面部署新一代通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，全面推進(jìn) 5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、千 兆光纖網(wǎng)絡(luò)、骨干網(wǎng)、IPv6、移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)等的建設(shè)或升級(jí)，指明信息基礎(chǔ)設(shè)施建 設(shè)的目標(biāo)，在規(guī)劃目標(biāo)落地的過程中，光芯片需求量也將不斷增長(zhǎng)。

光芯片行業(yè)市場(chǎng)格局

近年來我國(guó)光芯片行業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前本土光芯片/光模塊廠商主要有芯思杰、瑞識(shí)科技、新亮智能、度亙激光、長(zhǎng)瑞光電、立芯光電、源杰科技、銳晶激光、索爾思光電、長(zhǎng)光華芯、華工科技、光迅科技、新易盛、云嶺光電等企業(yè)。

光芯片的生產(chǎn)工藝包括芯片設(shè)計(jì)、基板制造、磊晶成長(zhǎng)、晶粒制造、封裝測(cè)試共五個(gè)主要環(huán)節(jié)。多數(shù)中國(guó)企業(yè)主要集中在芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，而全球能夠?qū)崿F(xiàn)高純度單晶體襯底批量生產(chǎn)的企業(yè)主要為海外企業(yè)。磊晶生長(zhǎng)/外延片是光芯片行業(yè)技術(shù)壁壘最高的環(huán)節(jié)，成熟技術(shù)工藝主要集中于中國(guó)臺(tái)灣以及美日企業(yè)。晶粒制造和封裝測(cè)試環(huán)節(jié)主要集中在中國(guó)臺(tái)灣。

從競(jìng)爭(zhēng)格局來看，歐美國(guó)家光芯片技術(shù)領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)光芯片企業(yè)追趕較快，目前全球市場(chǎng)由美中日三國(guó)占據(jù)主導(dǎo)地位。

光芯片行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)

光芯片產(chǎn)業(yè)鏈大致分為襯底、光通信激光器芯片(外延/芯片設(shè)計(jì)/芯片制造)、有源器件、光模 塊、下游最終客戶等幾大環(huán)節(jié)。光芯片行業(yè)上游主要為原材料和生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商，光芯片行業(yè)中 游主要為下游光模塊廠商提供有源光芯片和無源光芯片。隨著光電半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，光芯片已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)、消費(fèi)等眾多領(lǐng)域。

過去八年間，國(guó)內(nèi)光芯片市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)從 8 億美元攀升至20.8億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率約 17.3%。同時(shí)，根據(jù)我國(guó)在 5G、數(shù)據(jù)中心、“西數(shù)東算”、“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，預(yù)計(jì)2022年國(guó)內(nèi)光芯片市場(chǎng)規(guī)模有望進(jìn)一步擴(kuò)大至24億美元。

一方面，5G、千兆光網(wǎng)等新型信息基礎(chǔ)設(shè)施的高速建設(shè)提高了對(duì)光芯片的應(yīng)用需求;另一方面，人工智能、數(shù)據(jù)中心等熱點(diǎn)領(lǐng)域也為光芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了巨大的發(fā)展空間。與電芯片相比，我國(guó)部分光芯片研究處于全球第一研發(fā)梯隊(duì)，相關(guān)成果可達(dá)世界領(lǐng)先水平。

2019 年至 2025 年 25G 及以上速率光模塊所使用的光芯片整體市場(chǎng)空間將從 13.56 億美元增長(zhǎng)至 43.40 億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到 21.40%。

隨著25G國(guó)產(chǎn)光芯片量產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)光芯片有望切入25G及以上高端光芯片市場(chǎng)。MPO 高效鏈接器，AWG 無源芯片、薄膜鈮酸鋰調(diào)制器等低功耗器件的需求有望持續(xù)增長(zhǎng)。國(guó)產(chǎn)光芯片行業(yè)從低端市場(chǎng)向高端市場(chǎng)，從電信市場(chǎng)向數(shù)通市場(chǎng)，從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)向海外市場(chǎng)擴(kuò)展的機(jī)會(huì)。

更多行業(yè)詳情請(qǐng)點(diǎn)擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國(guó)光芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》。報(bào)告重點(diǎn)分析了光芯片前十大企業(yè)的研發(fā)、產(chǎn)銷、戰(zhàn)略、經(jīng)營(yíng)狀況等。報(bào)告還對(duì)光芯片市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，為光芯片生產(chǎn)廠家、流通企業(yè)以及零售商提供了新的投資機(jī)會(huì)和可借鑒的操作模式，對(duì)欲在光芯片行業(yè)從事資本運(yùn)作的經(jīng)濟(jì)實(shí)體等單位準(zhǔn)確了解目前中國(guó)光芯片行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，把握企業(yè)定位和發(fā)展方向有重要參考價(jià)值。

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