25G以上光芯片国产化率仅5%,海外厂商在高端光芯片市场近乎垄断,这一格局的核心原因在于光芯片技术壁垒高、生产工艺复杂,投入极高而回报周期偏慢。全球光芯片市场主要由美、中、日三国主导,但国产替代率在不同速率档位分化明显:10G VCSEL/EML等芯片国产化率不足40%,25G光芯片国产化率约20%,而25G以上光芯片国产化率仅5%,高端市场仍以海外光芯片厂商为主。

高端光芯片为何被海外把持

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核心,是光器件和光模块的核心。高速率光芯片对材料、外延生长、工艺控制的要求极高,海外龙头如Lumentum、Broadcom、II-VI(Finisar)等凭借长期技术积累和专利布局,在高端市场占据主导地位。

从全球竞争格局看,2021年全球光通信最具竞争力企业10强中,中国企业已占据4个席位,光迅科技和中际旭创进入前5。但在光芯片这一上游核心环节,国产替代率仍呈现明显的“低速率突破、高速率追赶”的分层特征。

国产厂商的差异化突破路径

与海外龙头在高端市场的垄断不同,国内厂商在中低速率市场已形成实质性突破。以源杰科技为例,这家以IDM模式深耕光芯片产业的上市公司,主要产品包括2.5G、10G和25G及更高速率激光器芯片系列产品,应用于光纤接入、4G/5G移动通信网络和数据中心等领域。

在产品竞争力上,源杰科技在10G光芯片市场已具备较强竞争力——2021年其10G光芯片市场占比20%,已超过住友电工、三菱电机等海外厂商,处于行业领先地位。公司已实现向海信宽带、中际旭创、博创科技、铭普光磁等国际前十大及国内主流光模块厂商批量供货,并用于中兴通讯、诺基亚等国内外大型通讯设备商。

在高端布局方面,源杰科技正在研发100G激光器芯片,可作为400G、800G高速光模块应用的激光器光源,同时开发50G激光器芯片满足200G、400G高速光模块需求,以及大功率硅光激光器芯片满足数据中心100G、400G的高速传输需求。在研项目定位为提供国内领先、国际先进的光电信息传输方案。

算力需求驱动高端光芯片放量

AIGC商业化应用加速落地的背景下,算力基础设施的海量增长和升级换代成为必然趋势。算力需求的提升直接拉动光模块增量,光芯片作为光模块中最核心的器件深度受益;同时,AIGC的算力要求催生高速率、大带宽的网络需求,光模块向更高速率演进,将有力推动光芯片的技术升级和更新换代。

数据中心的网络架构升级也带来结构性机会:传统三层架构的数据中心正向叶脊架构过渡,内部光连接增加,意味着光模块需要更快的传输速率和更高的覆盖率,中高端光芯片有望快速放量。这对正在加速布局高速率激光器芯片的国产厂商而言,提供了明确的追赶窗口。

常见问题

25G以上光芯片国产化率为何只有5%?

25G以上光芯片技术壁垒高、生产工艺复杂,投入极高而回报偏慢,海外龙头凭借长期技术积累和专利布局占据主导。目前该速率档位仍以海外光芯片厂商为主,国产厂商尚处于追赶阶段。

国产光芯片厂商在哪些市场已有突破?

国内厂商在10G及以下速率市场已有明显突破。10G VCSEL/EML等芯片国产化率不足40%,25G光芯片国产化率约20%。以源杰科技为代表的国内厂商在10G DFB激光器芯片市场已具备领先份额。

国产光芯片厂商如何向高端市场突破?

国产厂商正通过研发更高速率产品向高端市场延伸。以源杰科技为例,其在研的100G激光器芯片可满足数据中心400G、800G高速光模块需求,50G激光器芯片满足200G、400G需求,大功率硅光激光器芯片满足100G、400G需求,产品性能定位为国内领先、国际先进水平。