硅基光电子行业细分市场 硅基光电子市场研究报告

硅基光电子学目前最迫切的需求来源于高速度，大容量，低成本的计算机网络，宽带通信网络，物联传感网络，以及大数据中心。

根据工信部的定义，超大型数据中心是指规模大于等于10000个标准机柜的数据中心;大型数据中心是指规模大于等于3000个标准机柜小于10000个标准机柜的数据中心;中小型数据中心是指规模小于3000个标准机柜的数据中心。大数据中心行业数据统计从数据中心类型来看，超大型数据中心占比正在持续提升。

硅基光电子学拟解决的关键问题包括: 微纳米范围之内的光电相互作用及影响，微纳范围内光-光，光-热、光-机，光-磁，光-生化等的传感行为，微纳光电器件的计算机模拟，微纳光电器件的耦合，微纳传感器件的集成，微弱信号的探测与放大，微纳薄膜技术，电子束光刻，纳米压印技术，聚焦离子束加工，高精度等离子体工艺等。

硅基光电子行业细分市场

硅基光电子就是研究和开发以光子和电子为信息载体的硅基大规模集成技术。其核心内容就是研究如何将光子器件"小型化"、“硅片化”并与纳米电子器件相集成，即利用硅或与硅兼容的其他材料，应用硅工艺，在同一硅衬底上同时制作若干微纳量级，以光子和/或电子为载体的信息功能器件，形成一个完整的具有综合功能的新型大规模集成芯片。

硅基光电子技术拥有光的极高带宽、超快速率和高抗干扰特性以及微电子技术在大规模集成、低能耗、低成本等方面的优势，更适应未来高速、复杂的光通信系统。同时可以满足长距离数据传输以及微电子芯片间的短距离大容量数据传输，通过与微电子集成电路进行单片集成，实现高速、低功耗的片上互连，突破微电子处理器在数据互连上的瓶颈。

硅基光电子集成技术(简称“硅光技术”)，通过传统微电子 CMOS 工艺实现光电子器件和微电子器件的单片集成，是研究和开发以光子和电子为信息载体的硅基大规模集成技术。

目前硅光电子芯片正于螺旋上升的状态，是一个崭新的技术。预计到2026年，全球硅光市场规模将超过70亿美元。未来硅基光电子技术进入芯片间互连及物联网，其应用领域及规模将呈指数性增长。

硅基光电子优势明显，除了在光通信领域的作用外，在其他商业领域如：光传感、光计算、医疗健康和激光雷达等领域的价值也逐渐显现，一个接一个应用得以落地。所以，硅光产业将在21世纪迎来爆发式增长。

图表：中国光模块行业企业数量规模

数据来源：中研普华研究院

硅基光电子市场的拓展和系统规模的大幅度提升，硅基光电子片上系统架构正向多通道和高并行的架构演进，随之而来的便是日趋增长的对低成本和高稳定性并行光源的需求。然而，由于硅材料本身不发光，硅基激光器的实现一直是世界性难题，在硅基光电子芯片上研发出多路并行的硅基光源更被公认为是该领域最大的瓶颈之一。

超大规模数据中心建设引领光模块进入400G时代，从现有技术规格来看，400G光模块主要分为OSFP(25GPAM4*8;更适合电信;)、QSFP-DD(50GNRZ*8;适合短距数据中心)、CFP8三种方案。当前400G模块的需求来源是云厂商，对于其超大数据中心而言，并不要求长距离传输，对能耗指标和尺寸要求较高，QSFP-DD为数据中心400G光模块首选。

预计到2026年全球光模块市场规模约210亿美元，并且2020-2026年的复合年增长率将高达14%。

2024-2028年硅基光电子行业投资建议

一、硅基光电子行业发展策略建议

二、硅基光电子行业投资方向建议

三、硅基光电子行业投资方式建议

中研研究院出版的《2023-2028年中国硅基光电子行业发展现状及趋势预测报告》显示

《中国光电子器件产业技术发展路线图(2018—2022年)》指出，目前高速率光芯片国产化率仅3%左右，要求2022年中低端光电子芯片的国产化率超过60%，高端光电子芯片国产化率突破20%。

目前我国十四五政策上来看，上海市明确提出发展光子芯片与器件，重点突破硅光子、光通讯器件、光子芯片等新一代光子器件的研发与应用，对光子器件模块化技术、基于CMOS的硅光子工艺、芯片集成化技术、光电集成模块封装技术等方面的研究开展重点攻关。

硅基光电子技术的发展始于上世纪80年代，Soref发现了晶体硅中的等离子色散效应，为硅基电光调制提供了理论基础。硅光子技术其核心理念是“以光代电”，即利用激光束代替电子信号进行数据传输。硅光子技术将硅光模块中的光学器件与电子元件整合到一个独立的微芯片中，使光信号处理与电信号的处理深度融合，最终实现真正意义上的“光互联”。

硅基光电子行业研究的具体内容包括: 硅中光子与电子的相互作用, 硅基光波导，硅基无源器件，硅基光源，硅基光学调制，硅基光电探测器，硅基表面等离子激元器件，硅基光电子器件工艺与系统集成，硅基光电子学的应用等。

硅基光电子技术拥有光的极高带宽、超快速率和高抗干扰特性以及微电子技术在大规模集成、低能耗、低成本等方面的优势，更适应未来高速、复杂的光通信系统。同时可以满足长距离数据传输以及微电子芯片间的短距离大容量数据传输，通过与微电子集成电路进行单片集成，实现高速、低功耗的片上互连，突破微电子处理器在数据互连上的瓶颈。

硅基光电子市场研究报告

硅基光电子集成芯片的性能受限于硅材料本身的光电性能，仍存在无法高密度集成光源、集成低损耗高速光电调制器等问题。因此，利用不同种材料发挥其各自光电特性优势的硅基光电异质集成技术近年来发展迅速。硅基光电异质集成技术不仅拥有硅材料可大规模 CMOS 制造的特点，同时充分发挥不同材料的优异光电特性，可实现传统硅光技术无法媲美的器件指标，进而实现真正意义上的硅基光电子单片集成系统。

国内光模块公司大多还采用传统的透镜封装方案，目前尚未有公司在量产产品上使用异质集成解决方案。相比国外各大公司、代工厂的产业化发展，我国在硅基异质集成方面产业发展较为缓慢，尚未形成一定规模的公司基于异质集成技术开发产品并批量出货。

近 10 年来，硅基光电子集成的关键材料和器件研究引起了科学界和工业界的广泛关注，仅美国 Intel 公司对硅基光电子的研发投入就高达数十亿美元。

在“863 计划”“973 计划”和国家自然科学基金等支持下，我国也加大了硅基异质集成方向的研究力度，硅基光电子集成器件等方面取得了一系列重要成果，调制、探测、复用与解复用等分立器件已经研制成功，异质集成衬底、光源、高速光电调制器等方向取得了一系列重要进展。

美国国防部高级研究计划局(DARPA)设立“用于通用微尺度光学系统的激光器”(LUMOS)项目，投入 1900 万美元进行硅基异质材料集成光源的研究。日本能源与工业技术发展组织投入 22.5 亿日元用于硅基高亮度、高效率激光器的开发。欧盟“地平线 2020”投入 262 万欧元用于异质硅基光源的开发。在政府的一系列支持推动下，光电异质集成技术飞速发展，在学术和产业领域取得了一系列技术突破。

硅基光电子行业研究报告中的行业数据分析以权威的国家统计数据为基础，采用宏观和微观相结合的分析方式，利用科学的统计分析方法，在描述硅基光电子行业概貌的同时，对行业进行细化分析，重点企业状况等。报告中主要运用图表及表格方式，直观地阐明了行业的经济类型构成、规模构成、经营效益比较、供需状况等，是企业了解硅基光电子行业市场状况必不可少的助手。

据了解，该行业发展空间极大，未来硅基光电子市场现状如何呢?请查看，中研研究院出版的《2023-2028年中国硅基光电子行业发展现状及趋势预测报告》。