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光芯片行業(yè)未來發(fā)展趨勢分析報告
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 源杰科技    2023-12-12

（1）光傳感應用領(lǐng)域的拓展，為光芯片帶來更多的市場需求

光芯片在消費電子市場的應用領(lǐng)域不斷拓展。目前，智能終端方面，已使用基于 3D VCSEL 激光器芯片的方案，實現(xiàn) 3D 信息傳感，如人臉識別。根據(jù)Yole 的研究報告，醫(yī)療市場方面，智能穿戴設備正在開發(fā)基于激光器芯片及硅光技術(shù)方案，實現(xiàn)健康醫(yī)療的實時監(jiān)測。

同時，隨著傳統(tǒng)乘用車的電動化、智能化發(fā)展，高級別的輔助駕駛技術(shù)逐步普及，核心傳感器件激光雷達的應用規(guī)模將會增大?；?strong>砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）的光芯片作為激光雷達的核心部件，其未來的市場需求將會不斷增加。思瀚發(fā)布《2023-2028年中國光芯片行業(yè)市場現(xiàn)狀及投資發(fā)展趨勢預測報告》

（2）下游模塊廠商布局硅光方案，大功率、小發(fā)散角、寬工作溫度 DFB激光器芯片將被廣泛應用

隨著電信骨干網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心流量快速增長，更高速率光模塊的市場需求不斷凸顯。傳統(tǒng)技術(shù)主要通過多通道方案實現(xiàn) 100G 以上光模塊速度的提升，然而隨著數(shù)據(jù)中心、核心骨干網(wǎng)等場景進入到 400G 及更高速率時代，單通道所需的激光器芯片速率要求將隨之提高。以 400G QSFP-DD DR4 硅光模塊為例，需要單通道激光器芯片速率達到 100G。在此背景下，利用 CMOS 工藝進行光器件開發(fā)和集成的新一代硅光技術(shù)成為一種趨勢。

硅光方案中，激光器芯片僅作為外置光源，硅基芯片承擔速率調(diào)制功能，因此需將激光器芯片發(fā)射的光源耦合至硅基材料中。憑借高度集成的制程優(yōu)勢，硅基材料能夠整合調(diào)制器和無源光路，從而實現(xiàn)調(diào)制功能與光路傳導功能的集成。例如 400G 光模塊中，硅光技術(shù)利用 70mW 大功率激光器芯片，將其發(fā)射的大功率光源分出 4 路光路，每一光路以硅基調(diào)制器與無源光路波導實現(xiàn)100G 的調(diào)制速率，即可實現(xiàn) 400G 傳輸速率。硅光方案使用的大功率激光器芯片，要求同時具備大功率、高耦合效率、寬工作溫度的性能指標，對激光器芯片要求更高。

（3）磷化銦（InP）集成光芯片方案是滿足下一代高性能網(wǎng)絡需求的重要發(fā)展方向

為滿足電信中長距離傳輸市場對光器件高速率、高性能的需求，現(xiàn)階段廣泛應用基于磷化銦（InP）集成技術(shù)的 EML激光器芯片。隨著光纖接入 PON市場逐步升級為 25G/50G-PON方案，基于激光器芯片、半導體光放大器（SOA）的磷化銦集成方案，如 DFB+SOA和 EML+SOA，將取代現(xiàn)有的分立 DFB激光器芯片方案，提供更高的傳輸速率和更大的輸出功率。

此外，下一代數(shù)據(jù)中心應用 400G/800G傳輸速率方案，傳統(tǒng) DFB激光器芯片短期內(nèi)無法同時滿足高帶寬性能、高良率的要求，需考慮采用 EML激光器芯片以實現(xiàn)單波長 100G的高速傳輸特性。

同時，隨著應用于數(shù)據(jù)中心間互聯(lián)的波分相干技術(shù)普及，基于磷化銦（InP）集成技術(shù)的光芯片由于具備緊湊小型化、高密集成等特點，可應用于雙密度四通道小型可插拔封裝 （QSFP-DD）等更小型端口光模塊，其應用規(guī)模將進一步的提升。

（4）中美貿(mào)易摩擦加快進口替代進程，給我國光芯片企業(yè)帶來增長機遇

近年來中美間頻繁產(chǎn)生貿(mào)易摩擦，美國對諸多商品征收關(guān)稅，并加大對部分中國企業(yè)的限制。由于高端光芯片技術(shù)門檻高，我國核心光芯片的國產(chǎn)化率較低，主要依靠進口。根據(jù)《中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖（2018-2022年）》，10G 速率以下激光器芯片國產(chǎn)化率接近 80%，10G 速率激光器芯片國產(chǎn)化率接近 50%，但 25G 及以上高速率激光器芯片國產(chǎn)化率不高，國內(nèi)企業(yè)主要依賴于美日領(lǐng)先企業(yè)進口。

在中美貿(mào)易關(guān)系存在較大不確定的背景下，國內(nèi)企業(yè)開始測試并驗證國內(nèi)的光芯片產(chǎn)品，尋求國產(chǎn)化替代，將促進光芯片行業(yè)的自主化進程。

思瀚發(fā)布《2023-2028年中國光芯片行業(yè)市場現(xiàn)狀及投資發(fā)展趨勢預測報告》