9月22日,光芯片光模块公司普涨,源杰科技上涨20%、光库科技涨11%、长光华芯和仕佳光子也涨8%,光模块相关的中际旭创、天孚通信、新易盛、华工科技、博创科技也大涨。
一,光芯片是未来我国应该重点发力的地方
光子芯片是光电子器件的核心组成部分,与集成电路芯片相比存在多处不同。例如:
从性能而言,光子芯片的计算速度较电子芯片快约1000倍,且功耗更低。
从材料而言,InP、GaAS等二代化合物半导体是光子芯片更为常用的材料,而集成电路一般采用硅片。
从制备而言,光子芯片的制备流程与集成电路芯片存在一定相似性,但侧重点在于外延设计与制备环节,而非光刻环节。民生证券指出,这也决定了光子芯片行业中,IDM模式是主流,有别于标准化程度高、行业分工明确的集成电路芯片。
值得一提的是,相较于电子芯片,光子芯片对结构的要求较低,一般是百纳米级,因此降低了对先进工艺的依赖。光子芯片使用我国已相对成熟的原材料及设备就能生产,而不像电子芯片一样,必须使用EUV等极高端光刻机。
据Gartner预测,到2025年全球光子芯片市场规模有望达561亿美元。
二,AIGC等加速推进下,光通信传输已成为必然趋势
光芯片属于半导体领域,位于光通信产业链上游。高速光芯片是作为现代高速通信网络的主角之一,其性能直接关乎到光通信的传输效率。在下游光纤接入、4G/5G移动网络传输、数据中心传输等系统中,其信息传输速度以及网络可靠性都主要取决于光芯片的性能。
AIGC、ChatGPT、6G技术加速推进的持续热度下,光通信高速率低功耗传输已成为必然趋势,AIGC、ChatGPT的持续热度带动全球AI算力加速部署,AI投资已经成为北美各大云厂商下阶段投资主力,海外云巨头已经开始加速布局。
三,光芯片简介
半导体光器件是光通信产业重要组成部分。光通信系统通过电光转换将电信号转换为光信号,并通过光纤传输。
光通信器件包括光芯片、光器件和光模块。
光芯片是实现光转电、电转光、分路、衰减、合分波等基础光通信功能的芯片,是光器件和光模块的核心。
激光器芯片将电信号转换为光信号,探测器芯片将光信号转换为电信号。
四,光芯片产业链
(1)上游:基板、衬底等原材料和生产设备供应商。
(2)中游:光芯片制造商。
(3)下游:光模块厂商将光芯片嵌入到光器件后,再组合封装制成光模块,进一步应用于通信、电信和数据中心市场。
五, 光芯片工艺环节
光芯片工艺包括芯片设计、基板制造、磊晶成长、晶粒制造、封装测试五个主要环节。
按照材料体系及制造工艺的不同,光芯片可分为五大系列:InP系列、GaAs系列、Si/SiO2系列、SiP系列以及LiNbO3系列。
光芯片因各工艺综合性更强,龙头厂商多采用IDM经营模式。
六,国产替代空间广阔,下游应用多点开花
1,政策推动
近年来相关政策频出,国产替代迎来重要发展机遇。2017年《中国光电子器件产业技术发展路线图(2018-2022 年)》中明确 2022 年 25G及以上速率 DFB 激光器芯片国产化率超过 60%,提高核心光电子芯片国产化;2021年1月《基础电子元器件产业发展 行动计划(2021-2023年)中提到重点发展高速光通信芯片;2021年11月《“十四五”信息通信行业发展规划》中提及到 2025 年,信息通信行业整体规模进一步壮大目标,光芯片作为通信底层基座,有望持续受益。
2,市场规模
全球市场规模:根据LightCounting数据,全球光芯片市场规模将从2022年的27亿美元增长至2027年的56亿美元,CAGR为15.7%。中国市场规模:中国光芯片市场2022年市场规模为7.8亿美元,预计2025年增长到11.2亿美元,CAGR为12.8%。国内光芯片市场中,2.5G/10G光芯片市场国产化程度较高,据ICC数据,2021年2.5G国产光芯片占全球比重超过90%、10G国产光芯片占全球比重约 60%;2021年25G光芯片的国产化率约20%,25G以上光芯片的国产化率约5%。
3,竞争格局
目前全球光器件市场由美中日三国占据主导地位:
光模块全球前十生产商:II-VI(美)、中际旭创、海信宽带、光迅科技、Cisco(美)、Brdadcom(美)、Intel(美)、Lumentum(美)、新易盛、华工科技。
光器件全球前十生产商:Lumentum(美)、Brdadcom(美)、II-VI(美)、光迅科技、中际旭创、住友电工(日)、海信宽带、古河电工(日)、藤仓(日)、新易盛。
我国光芯片企业已基本掌握 10G 及以下速率光芯片的核心技术。2.5G光芯片主要应用于光纤接入市场,产品技术成熟,国产化程度高,国外光 芯片厂商由于成本竞争等因素已基本退出相关市场。10G 光芯片在光纤接入市场、移动通信网络市场和数据中心市场均有应用。其中,10G 1270nm DFB 激光器芯片主要用于 10G-PON 数据上传光模块,10G 1310 光芯片主要应用于4G移动通信网络,国内互联网公司目前主要使用 40G/100G 光模块并开始向更高速率模块过渡,其中 40G 光模块使用4颗10G DFB 激光器芯片的方案。
七,A股光芯片概念股一览:
(一)光芯片光器件厂商:
1,源杰科技:100G EML产品特性可与海外产品对标,并已在客户端测试,更高速率200G EML处于研发阶段。过往数通光芯片便有应用海外客户的经验。
2,光库科技:公司是全球少数的几家薄膜铌酸锂芯片及调制器的生产厂商之一,有望在相干、数通市场实现突破。
3,长光华芯:已能量产100G EML、50G VCSEL,用于800G光模块的EML芯片已通过客户验证且有订单。
4,仕佳光子:对400G/800G光模块用AWG现已实现客户验证及小批量出货,2*FR4的方案芯片已经量产,另外平行光组件也有望批量。
5,永鼎股份:以DFB芯片为基础,具备EML和DBR高端芯片研制能力,56G EML光芯片在小批量试制,预计明年将进行小批量量产,而VCSEL芯片完全采用自主创新的专利技术及成果。
(二)光模块光芯片一体化厂商:
1,光迅科技:100G EML 预计明年量产,自给率取决于整个供应链的合作情况以及自己的良率。800G光模块已形成产品系列并送样。
2,华西股份:参股索尔思光电,根据公开信息,索尔思光电800G光模块已小批量交付,53G PAM4 EML光芯片可用于400G/800G光模块产品。另外在2023年美国OFC展上演示了单波200G PAM4 EML激光器芯片产品。(海涵财经)