光芯片行业战略前景分析 光芯片行业未来发展趋势

随着5G、云计算、大数据、人工智能等新型信息技术的迭代升级和普及应用，全社会数据流量和算力需求迎来爆发式增长。同时，传统电芯片性能的进一步提升面临摩尔定律演进失效的问题，算力供需矛盾日渐突显。光芯片以光为信息载体，是与电芯片平行发展的器件集成体系。光芯片通过对光的处理和测量实现信息感知、传输、存储、计算、显示等功能，因其具有速度快、稳定性高、工艺精度要求低和可多维度复用等优势，有望打破电芯片的发展禁锢，为芯片发展带来新的契机。

光芯片占光模块市场比重从 2018 年约 15%的水平到 2025 以后超过 25%的水平，呈上升趋势。光电子器件是光模块的重要组成部 分，光芯片的成本占比分布在低端器件、中端器件、高端器件上的数据大约分别为 20%、50%、70%。随着通讯、AI 等产业对高性能光模块的需求快速增长，光芯片将呈现量价齐升的增长趋势。

光芯片是光模块中完成光电信号转换的直接芯片，按应用情况，分为激光器芯片和探测器芯片。激光器芯片发光基于激光的受激辐射原理，按发光类型，分为面发射与边发射：面发射类型主要为VCSEL(垂直腔面发射激光器)，适用于短距多模场景;边发射类型主要为FP(法布里-珀罗激光器)、DFB(分布式反馈激光器)以及EML(电吸收调制激光器)。FP适用于10G以下中短距场景，DFB及EML适用于中长距高速率场景。EML通过在DFB的基础上增加电吸收片(EAM)作为外调制器，目前是实现50G及以上单通道速率的主要光源。

光芯片行业战略前景分析

当前，通信基础元件需要向大带宽、集成化、高能效的方向发展。光芯片因速率高、低损耗等优势已大量应用于光传输领域，主要实现互联、分光、复用和光电转换等功能，在传输网、接入网、数据中心等应用场景均发挥着重要作用。随着通信网络实现更高速率，面向800Gbps高速光模块的光芯片产品和硅光技术已成为发展热点。

其他多个应用领域，光芯片发挥重要作用。当前，光芯片行业已在传感、存储、显示、激光雷达等方面开展应用，部分产品正处于初步商业化阶段。其中，消费电子类产品有望成为光芯片的重要应用方向，Mini- LED、Micro- LED、OPA等光芯片在手机、智能手表、AR/ VR等产业领域亦将扮演关键角色。

工信部发布的《“十四五”信 息通信行业发展规划》要求全面部署新一代通信网络基础设施，全面推进 5G 移动通信网络、千 兆光纤网络、骨干网、IPv6、移动物联网、卫星通信网络等的建设或升级，指明信息基础设施建 设的目标，在规划目标落地的过程中，光芯片需求量也将不断增长。

光芯片行业市场格局

近年来我国光芯片行业发展迅速。据不完全统计，当前本土光芯片/光模块厂商主要有芯思杰、瑞识科技、新亮智能、度亘激光、长瑞光电、立芯光电、源杰科技、锐晶激光、索尔思光电、长光华芯、华工科技、光迅科技、新易盛、云岭光电等企业。

光芯片的生产工艺包括芯片设计、基板制造、磊晶成长、晶粒制造、封装测试共五个主要环节。多数中国企业主要集中在芯片设计环节，而全球能够实现高纯度单晶体衬底批量生产的企业主要为海外企业。磊晶生长/外延片是光芯片行业技术壁垒最高的环节，成熟技术工艺主要集中于中国台湾以及美日企业。晶粒制造和封装测试环节主要集中在中国台湾。

从竞争格局来看，欧美国家光芯片技术领先，国内光芯片企业追赶较快，目前全球市场由美中日三国占据主导地位。

光芯片行业未来发展趋势

光芯片产业链大致分为衬底、光通信激光器芯片(外延/芯片设计/芯片制造)、有源器件、光模 块、下游最终客户等几大环节。光芯片行业上游主要为原材料和生产设备供应商，光芯片行业中 游主要为下游光模块厂商提供有源光芯片和无源光芯片。随着光电半导体产业的蓬勃发展，光芯片已经广泛应用于通信、工业、消费等众多领域。

过去八年间，国内光芯片市场规模已经从 8 亿美元攀升至20.8亿美元，年均复合增长率约 17.3%。同时，根据我国在 5G、数据中心、“西数东算”、“双千兆”网络的规划，预计2022年国内光芯片市场规模有望进一步扩大至24亿美元。

一方面，5G、千兆光网等新型信息基础设施的高速建设提高了对光芯片的应用需求;另一方面，人工智能、数据中心等热点领域也为光芯片产业创造了巨大的发展空间。与电芯片相比，我国部分光芯片研究处于全球第一研发梯队，相关成果可达世界领先水平。

2019 年至 2025 年 25G 及以上速率光模块所使用的光芯片整体市场空间将从 13.56 亿美元增长至 43.40 亿美元，年均复合增长率将达到 21.40%。

随着25G国产光芯片量产，国产光芯片有望切入25G及以上高端光芯片市场。MPO 高效链接器，AWG 无源芯片、薄膜铌酸锂调制器等低功耗器件的需求有望持续增长。国产光芯片行业从低端市场向高端市场，从电信市场向数通市场，从国内市场向海外市场扩展的机会。

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