中国企业在CPO(光电共封装)竞逐中呈现“封装强、芯片追赶”的位置:光模块与光器件环节已进入全球前列,但CPO所需的高端光芯片国产化率仍低,高端供给以海外厂商为主。 全球光芯片市场由美国、中国、日本三国占据主导地位,部分欧洲国家拥有技术储备;国内企业正从封装、模块环节向光芯片上游延伸,部分高速率激光器芯片已进入研发与送样阶段。
全球格局:美中日主导,中国在模块与器件环节靠前
光芯片技术壁垒高、工艺复杂,投入高而回报偏慢,全球市场长期由美中日三国占据主导。中国光芯片、光器件、光模块企业在地理上相对集中,主要分布在沿海省市和长江沿线省市。
在产业链中下游,中国企业已具备较强竞争力。2021年全球光器件最具竞争力企业10强中,中国企业占据4席,其中光迅科技排名第4、中际旭创排名第5;2020年全球光模块TOP10企业中,中国企业占据5席,中际旭创、海信宽带、光迅科技、新易盛、华工正源均在其中。
芯片环节:国产替代率分化,高端仍以海外为主
各类光芯片国产替代率分化明显:10G VCSEL/EML等芯片难度较大,国产化率不足40%;25G光芯片国产化率为20%;25G以上光芯片国产化率仅5%,目前仍以海外光芯片厂商为主。
这意味着,CPO对高速率、大功率光芯片的要求越高,上游供给的海外依赖度越明显。国内厂商的突破方向,集中在高速率激光器芯片与大功率硅光激光器芯片。
追赶路径:从封装向上延伸至光芯片
国内光芯片领域上市公司包括源杰科技、博创科技、光迅科技等。其中源杰科技以IDM模式深耕光芯片,建立了覆盖MOCVD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、芯片高频测试、可靠性测试验证等全流程自主可控的生产线,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。
在CPO相关布局上,源杰科技正在研发布局应用在数据中心400G、800G高速光模块中的100G EML激光器、应用在数据中心400G DR4架构的高速硅光模块,以及未来有望应用在CPO光引擎中的工业级50mW/70mW CW大功率硅光激光器。其开发的大功率硅光激光器芯片可作为高速硅基集成光模块应用的25mW/50mW/70mW大功率激光器光源,公司表述产品性能处于国内领先、国际先进水平。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,相关厂商有望持续受益。
常见问题
中国企业在CPO产业链中整体处于什么位置?
整体呈“封装强、芯片追赶”格局:光模块和光器件环节已进入全球前列,2020年全球光模块TOP10中中国企业占5席;但25G以上光芯片国产化率仅5%,高端环节仍以海外厂商为主。
CPO所需的高端光芯片为什么是短板?
光芯片技术壁垒高、生产工艺复杂,投入极高而回报偏慢,高端产品长期由海外厂商主导。25G以上光芯片国产化率仅5%,10G VCSEL/EML等国产化率也不足40%,替代空间集中在高速率产品上。
国内厂商在CPO方向有哪些具体进展?
以源杰科技为例,其在研项目包括面向400G、800G光模块的100G EML激光器、面向400G DR4架构的高速硅光模块,以及未来有望应用于CPO光引擎的工业级50mW/70mW CW大功率硅光激光器,公司表述相关产品性能处于国内领先、国际先进水平。