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薄膜铌酸锂芯片
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VCSEL、EML、硅光、TFLN及Micro LED系列光芯片集成技术,谁将主导未来高速光互联赛道
势银芯链· 2025-12-12 02:31
行业市场前景与需求 - AI算力需求激增推动800G光模块成为AI数据中心主流配置,预计2024年全球800G模块出货量约800万只,2025年预计增至2000万只左右 [1] - 1.6T模块预计将从2024年的270万只增至2025年的420万只,全球光模块市场规模将达235亿美元 [1] - 作为光模块核心器件的光芯片市场规模随之增长,预计到2030年全球光芯片市场规模将超过110亿美元,年复合增长率达20%以上 [1] - 中国25G以上高速光芯片国产化率仍处于较低水平,整体市场存在巨大替代空间 [1] 主流光芯片技术路线:EML与VCSEL - EML(电吸收调制激光器)融合了DFB激光器和电吸收调制器功能,拥有低成本、低频率啁啾、高调制速率和长距离传输等特点 [2] - EML单芯片结构可使光模块体积缩小40%,是单模光模块的主流光芯片 [2] - EML芯片通常采用磷化铟衬底,工艺要求高,导致单颗成本较高,尤其在单波速率超过100G后制造成本难以下降 [2] - VCSEL(垂直腔面发射激光器)是目前多模光模块的主流光芯片,其光斑呈对称圆形,发散角低至10°以内,便于高效耦合 [2] - VCSEL具有高速调制、高电光转换效率、预期寿命长、可密集排列成二维阵列等优点,其激光线宽较窄(0.35nm),波长对温度漂移较小(0.06nm/℃),阈值电流较低(0.1mA),功耗也较低 [3] - 长波长(1310nm、1550nm)VCSEL因输出功率不足和制造工艺复杂等问题尚未大规模应用,其DBR反射率需达99.99%,且存在热管理、技术壁垒、可靠性验证及成本等问题 [3] 高速率时代的技术挑战与新技术趋势 - 随着数据中心进入400G/800G及更高速率时代,传统多通道方案面临技术壁垒攀升、功耗增加等挑战,产业需求激发了对新光芯片集成技术的开发 [4] - 新技术方向主要包括硅光芯片、薄膜铌酸锂芯片、Micro LED光子芯片等 [4] 硅光集成技术 - 硅光集成是基于硅基衬底,利用现有CMOS工艺进行光器件开发和集成的新一代技术,可实现光元件的单片集成 [5] - 在800G、1.6T等高速率场景下,硅光芯片能够整合调制器和无源光路,降低制造成本,并形成更短的内部互连、更低的传输损耗和更高的带宽密度 [5] - 硅光技术可利用CMOS晶圆厂设备进行晶圆级批量制造,降低制造复杂度与成本,被认为是下一代光芯片的主流发展方向之一 [5] - 预计硅光技术在光模块市场份额将从2025年的30%左右提升至2030年的60% [5] - 硅光芯片面临的主要技术难点包括:激光器需作为外置光源耦合,对激光器的功率、耦合效率、工作温度要求高;载流子色散效应引起调制带宽受限;以及大规模集成和可靠封装等问题 [5][6] 薄膜铌酸锂技术 - 薄膜铌酸锂调制器具有超大带宽(>100GHz)、超低半波电压和优异的线性度,相比硅光调制器可大幅降低功耗 [7] - 铌酸锂晶体具有高居里温度(~1140℃)、良好的稳定性,适用于恶劣环境 [7] - 薄膜铌酸锂在1550纳米波长下折射率高,光束限制能力出色;透明窗口范围宽(350纳米至5550纳米);电光系数高达31皮米每伏特,可实现快速电控 [7] - 该技术可实现器件尺寸缩小至微米级,半波电压-长度乘积低至<2.5V·cm,功耗显著降低,并支持大规模光子集成 [8] - 结合其非线性效应,薄膜铌酸锂是未来量子通信、量子计算和量子传感的理想材料 [8] - 薄膜铌酸锂可与硅基工艺兼容,通过键合技术实现混合集成,“硅基底+铌酸锂薄膜”的混合集成技术被认为是未来光芯片发展的一大趋势 [8] Micro LED光芯片技术 - Micro LED光芯片技术目前较为前端,尚未进入实际应用验证环节 [9] - 其核心是利用Micro LED低功耗、低成本、高可靠性的优势,通过“数量”堆叠弥补“速度”不足,属于多通道低速方案 [9] - 该方案每通道速率仅2Gb/s,通过同时布局400通道来实现800G通信要求,被称为“慢但宽”光通信方案,整体功耗可控 [9] - 技术瓶颈在于高带宽器件开发、高效算法配套以及巨量转移良率等芯片制程及成本问题,距离商业化尚远 [9] - 随着Micro LED在显示领域的技术突破与发展,有望同步推动其在光互连领域的发展 [10]
光博会总结:硅光时代龙头优势凸显,OCS空芯光纤薄膜铌酸锂CPO等新技术孕育新机会
2025-09-15 01:49
行业与公司 * 光通信行业 特别是光模块、硅光子技术、新兴光纤技术(如OCS 空芯光纤)以及相关配套设备领域[1] * 涉及公司包括中际旭创 新易盛 华工科技(子公司华工正源) 光迅科技 剑桥科技 索尔思光电 俊星科技 斯科瑞 Silicon Laboratories 光电公司 炬光科技 长飞公司 仕佳科技 亨通光电 长兴博创等[1][7][8][9][10][12][14][16][17][18] 核心观点与论据 * 硅光子技术进入成熟应用阶段 800G和1.6T光模块成为主流 展会大部分产品采用硅光方案[1][2][7] * 光模块龙头公司如中际旭创 新易盛在硅光时代竞争优势显著 市场份额有望稳步提升[1][2][3] * 海外算力需求增长推动光模块 PCD和交换机等配套设备需求 强化龙头厂商先发优势及行业高景气度[1][5] * 海外订单需求外溢使得二线厂商及无源器件厂商获得更多市场关注[1][5] * 新技术如OCS(光学电路交换) 空芯光纤 CPO(共封装光学)将并行发展 但不会完全取代可插拔光模块 其发展需结合商业落地情况 成本及主网架构综合考虑[1][3][4] * 英伟达等龙头厂商推动CPO加速落地 但实际商业化发展仍高度依赖产业协同 目前处于早期阶段[1][6] * 国内厂商虽积极部署1.6T和3.2T 但目前主要集中于800G光模块 需关注其在高世代产品的进展[1][3] * 华工科技子公司华工正源加速3.2T DR8 Mate研发进程[1][7] * 光迅科技展出1.6T 800G产品生态矩阵及搭载自研芯片的全系列互联互通演示[1][8] * 剑桥科技演示了已大规模生产的800G 400G 200G和100G光模块产品 以及小批量生产的1.6T产品[9] * 索尔思光电展示基于单波200G技术的1.6T和800G光模块系列产品[9] * 华工正源发布并展示第二代基于硅光量子点激光器的DWDM外置光源模块[10] * 薄膜铌酸锂芯片技术取得进展 具备超高带宽40-70GHz IQ调制器 相位调制器以及超低半波电压调制器等[12] * 空芯光纤技术取得突破 长飞公司现场测试100公里空心光纤链路 实现0.089dB/km的超低链路衰减[13][15] * 亨通光电展示1.6T光模块 低功耗方案及有源铜缆(AEC)技术 其1.6T AEC最长传输距离可达4.5米 800G AEC最长传输距离可达7米[17] * 长兴博创展示面向400G 800G及1.6T数据中心的绿色高密度布线解决方案[18] 其他重要内容 * 单波200G技术方案被多家公司采用并持续推出[3][9][11][14] * CW(连续波)激光器需求不断提升 相关产业机遇值得关注[1][6][13] * 展望2025年 海外巨头与国内AI巨头(如字节跳动 阿里巴巴 腾讯)的资本开支将加速释放 进入AI算力及应用大规模投入期[3][19] * 投资建议重视IBC算力产业链 包括网络设备(交换机 路由器) 芯片(光模块 光器件) CPO铜缆及光纤光缆等[3][19] * 同时应关注AIDC机房建设(柴油发电机 风冷液冷变压器) 国产IT设备(AI芯片 电源) 算力租赁及云计算平台与AI应用的发展方向[19]
德科立桂桑:不盲目跟随,力求底层创新和解决关键瓶颈问题
中国经营报· 2025-08-08 03:29
公司概况 - 公司从2000年成立至今从未亏损,经营利润持续良好,为持续创新提供基础 [1] - 近五年研发投入年化增长率达38%,但占比不高,研发方向基于底层技术积累和产业研判 [8] - 公司定位为产业资本和被用户需求牵引的企业,在光通信细分领域进行多学科技术协同发展 [7] 技术布局与创新 - 重点技术方向包括宽谱光源/光放大、波导式光交换、算力集群光互联/光交换芯片等 [1][7][8] - 2019年全球首家将薄膜铌酸锂芯片技术应用于单波100G高速长距离光模块 [3] - 2021年自主研发O-Band半导体光放大芯片,已部署超4万只 [3] - 2024年基于硅基光波导的高速光交换机获海外样品订单 [3] - 布局光量子计算和激光雷达产品,虽商业价值有限但均实现盈利 [8] 产业投资与全球化战略 - 近五年直接投资5家光电芯片企业,通过基金间接投资十余家半导体相关企业 [3] - 海外布局包括新加坡总部、加拿大研发中心、泰国制造基地及德日韩销售网络 [6] - 目标是以全球化视野打造光电子器件领军企业,吸引国际人才并拥抱全球市场 [6] 行业趋势与竞争策略 - 光通信行业划分为电讯时代、大数据时代和当前AI时代,算力需求预计增长200万倍 [5] - 国内光芯片行业进步显著,材料、工艺、装备领域"卡脖子"问题不明显 [1][4] - 公司主张从"国产替代"转向"全球竞合",通过自主创新建立独立技术框架 [4][5] - 光通信需多学科协同,公司通过产业资本角色推动细分领域技术整合 [7] 市场定位与核心优势 - 公司专注两类芯片:国际禁运产品和全球首创产品,通过直接/间接投资布局产业链 [3] - 核心竞争力源于底层技术创新(如SOA光放大芯片、薄膜铌酸锂芯片)和客户需求导向 [8] - 在算力集群互联、骨干网核心器件等领域进行重点布局,把握光电融合趋势 [8]
技术、生态、现金流,科创板光芯片企业高管在沪研讨
21世纪经济报道· 2025-07-07 04:38
行业现状与发展 - 光芯片被誉为"光通信的心脏",在光网络中扮演着至关重要的角色 [1] - 中国市场对数据传输带宽和算力的需求持续增长,光通信行业进入快速发展期 [2] - 国内光芯片产业链已覆盖设计、外延、制造、封测全环节,III-V族DFB、EML、APD等激光芯片基本实现自主可控 [2] 技术突破与国产化 - 德科立在薄膜铌酸锂芯片和O-Band半导体光放大芯片等领域突破核心技术瓶颈,硅基光波导高速光交换机已获海外样品订单 [2] - 长光华芯成功实现EML、VCSEL、CW Laser等关键光通信芯片国产化,100G EML已量产出货,200G EML开始送样 [3] - 仕佳光子在AWG波分复用芯片、CW DFB系列激光器芯片和EML激光器芯片国产化方面打破国外垄断 [3] - 源杰科技100G PAM4 EML、CW 100mW芯片完成客户验证,200G PAM4 EML完成产品开发,面向400G/800G硅光模块的CW芯片2024年出货超百万颗 [4] 应对行业周期挑战 - 光通信产业具备强周期性,产品速率和技术路径迭代快,波动风险加剧 [5] - 德科立采取"底层自研+产业协同"双轮驱动战略,联合国内科研院所攻克高端光刻/耦合设备和InP衬底材料等关键环节 [5] - 长光华芯坚持IDM模式,打通GaAs/InP材料、芯片设计、晶圆制造、封装测试等环节,布局高良率光通信芯片和前沿赛道 [5][6] - 仕佳光子通过工艺优化和智能制造提升单张晶圆芯片产出率与良率,构建成本领先优势 [6] - 源杰科技强化与下游客户、材料供应商、设备厂商联合攻关,布局高功率CW激光器、200G PAM4 EML等产品 [6] 全球化布局与竞争 - 全球光芯片市场竞争加剧,国际巨头并购整合提速,中国光芯片企业需从"国产替代"向"全球竞合"跨越 [7] - 德科立在新加坡、加拿大、泰国等地布局,形成全球研发、生产和销售的"一体化"战略,未来将聚焦卫星激光通信、6G等领域 [7] - 长光华芯计划通过国际并购、资本合作等方式提升全球化竞争能力 [7] - 仕佳光子在泰国布局MPO连接器、光组件生产厂线,推进海外制造,未来将突破气体传感、激光雷达等新兴领域 [8] - 源杰科技采取"高端技术突破+产能客户全球化"战略,加大国际化布局,拓展数据中心和超高速光通信领域海外市场份额 [8]
聚焦光芯片产业国产化进程中的关键问题 上交所举办科创板新质生产力行业沙龙
证券时报网· 2025-07-07 01:22
行业背景与活动概述 - 上交所举办科创板新质生产力行业沙龙聚焦光芯片产业 主题为"光芯片中国算力新'燃点'" 旨在探讨国产化进程中的技术攻坚、产业链协同和全球化布局等关键问题 [1] - 活动邀请德科立、长光华芯、仕佳光子、源杰科技四家光芯片企业及多家证券、基金公司参与 [1] 技术突破与国产化进展 德科立 - 在薄膜铌酸锂芯片和O-Band半导体光放大芯片领域突破核心技术瓶颈 [2] - 硅基光波导高速光交换机获海外样品订单 [2] 长光华芯 - 实现EML、VCSEL、CW Laser等关键光通信芯片国产化 [2] - 100G EML量产出货 200G EML开始送样 100G VCSEL和100mW CWDM4 CW Laser芯片即将量产 [2] 仕佳光子 - 在AWG波分复用芯片、CW DFB系列激光器芯片和EML激光器芯片领域打破国外技术垄断 [2] 源杰科技 - 100G PAM4 EML和CW 100mW芯片完成客户验证 200G PAM4 EML完成产品开发 [3] - 自研CW硅光光源产品进入国内外光模块供应链 2024年400G/800G硅光模块CW芯片出货超百万颗 [3] 行业周期应对策略 - 光通信产业强周期性显著 AI训练集群光模块生命周期仅1—1.5年 技术迭代加速平滑波动 [4] - 德科立通过精准控制产能扩张节奏应对周期高位与迭代窗口错位 [4] - 长光华芯构建技术、生态、现金流"三角护城河" 布局高良率光通信芯片及硅光8通道集成度等前沿赛道 [4] - 仕佳光子通过工艺优化和智能制造提升晶圆产出率与良率 构建成本领先优势 [5] - 源杰科技动态调整产能策略 重点布局高功率CW激光器提升产品附加值 [5] 全球化布局战略 - 德科立在新加坡、加拿大、泰国等地布局 形成研发、生产、销售一体化全球战略 [7] - 长光华芯计划通过国际并购和资本合作提升全球化竞争力 [7] - 仕佳光子在泰国布局MPO连接器及光组件生产线 协同下游厂商拓展海外市场 [7] - 源杰科技采取"高端技术突破+产能客户全球化"战略 重点拓展数据中心和超高速光通信海外市场 [7] 行业未来展望 - 中国光芯片将在国际算力互联生态中占据重要地位 [7]