25G以上光芯片国产化率仅5%,但光通信市场的增长驱动力并不在高端芯片的国产替代,而在于AI算力集群、5G承载网和数据中心网络架构升级带来的整体需求扩张。光芯片作为光模块的核心器件,其市场规模正随下游应用场景的扩容而持续上升,高端芯片供给仍以海外厂商为主,国产厂商则在低速率市场率先放量。

需求端:三大场景共同拉动光芯片增量

光通信市场扩容的第一驱动力来自AI算力基础设施建设。AIGC商业化应用加速落地,算力基础设施的海量增长和升级换代成为必然趋势,这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,AI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,有力推动光芯片的技术升级和更新换代。

第二驱动力来自数据中心网络架构升级。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,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。

第三驱动力来自5G设备升级与相关应用落地。随着5G设备升级和相关应用落地,光有源芯片市场规模预计将保持长期可持续增长势头。光有源芯片在光芯片市场规模中占比超过90%,是市场扩容的绝对主力。

供给端:国产替代率分化,高端仍由海外主导

全球光芯片市场由美中日三国占据主导地位,部分欧洲国家拥有技术储备。各类光芯片国产替代率分化明显:10G VCSEL/EML激光器芯片国产化率不足40%,25G光芯片国产化率约20%,而25G以上光芯片的国产化率仅5%,目前仍以海外光芯片厂商为主。

光芯片分类国产替代率
10G VCSEL/EML不足40%
25G20%
25G以上5%

尽管高端芯片国产化率偏低,国内企业追赶较快。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,其中光迅科技和中际旭创进入前5。国产厂商在10G及以下速率市场已具备较强竞争力,例如源杰科技2021年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。

国产厂商的高端突破路径

以源杰科技为代表的国内光芯片企业正在加速高端布局。源杰科技以IDM模式深耕激光器芯片,已建立覆盖外延生长、光栅工艺、光波导制作、金属化工艺、端面镀膜、自动化芯片测试等全流程自主可控的生产线。公司在研项目包括:应用于数据中心400G、800G高速光模块的100G激光器芯片,应用于200G、400G高速光模块的50G激光器芯片,以及面向CPO(光电共封装)技术的大功率硅光激光器芯片。随着CPO技术渗透进入AI计算集群、高密度数据中心、HPC等短距离传输领域,国产高端光芯片有望打开新的增长空间。

常见问题

为什么25G以上光芯片国产化率这么低?

25G以上光芯片技术壁垒高、生产工艺复杂,投入极高且回报偏慢。高端光芯片对速率、可靠性、信号失真等性能要求严苛,需要长期的技术积累和工艺验证,海外厂商在该领域起步早、专利布局完善,国产厂商追赶需要时间。

国产化率低是否意味着光通信市场增长受限?

不会。光通信市场扩容的核心驱动力是下游需求扩张——AI算力、5G承载网和数据中心升级带来的光模块增量需求,而非国产替代进度。即使高端芯片仍依赖海外供给,整体市场规模仍在持续扩大,国产厂商可在低速率市场放量并逐步向高端渗透。

光芯片市场规模的增长空间有多大?

我国光芯片市场规模从2015年的6.49亿美元增长至2021年的14.97亿美元,过去7年复合增长率达14.94%。随着大量数据中心设备更新和新数据中心落地,预计到2026年我国光芯片市场有望扩大至29.97亿美元。全球市场方面,光芯片市场规模同样呈持续上升态势。