全球算力规模在五年间从2016年的130EFlops增长至2021年的620EFlops,接近四倍的增幅背后,算力需求的爆发正沿着“算力基础设施—光模块—光芯片”的链条向上游传导。光芯片作为实现光转电、电转光等基础光通信功能的核心器件,是光模块最核心的组成部分,其技术升级直接决定产业链整体速率与带宽的上限,在算力扩张的传导路径中处于承上启下的关键卡位。

算力需求如何传导至光芯片

从需求侧看,AIGC等技术的商业化落地需要庞大的算力支撑,这会直接拉动光模块的增量需求。而光模块向更高速率演进的过程中,光芯片作为其核心部件深度受益。以中国为例,智能算力规模从2016年的5EFlops增长至2021年的100EFlops,数据中心网络架构的升级(如传统三层架构向叶脊架构过渡)也意味着光模块需要更快的传输速率,中高端光芯片有望随之放量。

这一传导逻辑十分清晰:算力增长 → 光模块需求与速率升级 → 光芯片作为核心器件同步技术迭代与放量

光芯片在产业链中的位置与格局

光通信产业链中,上游为光芯片和电芯片,中游为光模块,下游为通信设备商与云厂商。光芯片是实现光通信功能的基础,其技术壁垒高、生产工艺复杂,行业呈现出投入高、回报慢的特征。

从竞争格局看,全球市场主要由美中日三国主导,部分欧洲国家拥有技术储备。国产替代率呈现明显分化:10G VCSEL/EML等难度较大的光芯片国产化率不足40%,25G光芯片约20%,而25G以上高端光芯片国产化率仅5%,目前仍以海外厂商为主。这也意味着在产业链议价结构中,高端光芯片环节的话语权仍较多掌握在海外厂商手中。

光芯片市场规模的长期趋势

在算力基础设施建设的背景下,全球光芯片市场规模持续上升。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,期间年复合增长率达14.94%。其中,光有源芯片在光芯片市场中占比超过90%,是市场规模的主要构成。

从企业层面看,国内已涌现出以源杰科技为代表的IDM模式光芯片厂商,其10G光芯片在2021年的全球市场份额达到20%。源杰科技正积极研发布局100G激光器芯片、大功率硅光激光器芯片等产品,以满足数据中心400G、800G高速光模块及CPO等前沿架构的需求。

常见问题

光芯片为什么是光模块的核心?

光芯片实现光转电、电转光、分路、衰减、合分波等基础光通信功能,是光器件和光模块的核心组成部分。光模块的速率升级、带宽提升,本质上都依赖光芯片的技术迭代作为支撑。

高端光芯片的国产化进程如何?

国产替代率分化明显,10G VCSEL/EML等难度较大的芯片国产化率不足40%,25G光芯片约20%,25G以上高端光芯片国产化率仅5%,目前仍以海外厂商为主,国产替代空间较大。

算力增长对光芯片行业意味着什么?

算力基础设施建设会直接拉动光模块增量,并催生高速率、大带宽的网络需求,推动光模块向更高速率演进,进而有力带动光芯片的技术升级与市场规模扩大。