光模块由各类无源器件与光电芯片组合封装,是数据中心互连、5G承载网络和全光接入网络的基础单元。产业链中游的封装环节国产化程度较高,但上游光电芯片仍是短板所在。硅光技术基于硅和硅基衬底材料,利用现有CMOS工艺进行光器件开发和集成,在峰值速度、能耗、成本等方面均具有良好表现;CPO(光电共封装)则把交换ASIC芯片和硅光引擎在同一高速主板上协同封装,以降低信号衰减、系统功耗与成本并实现高度集成。 两者被业内视为推动国产替代与自主可控的重要技术路径,但能否真正补齐上游短板,仍需结合产业化进度持续观察。

硅光与CPO:绕开上游瓶颈的技术路径

传统光模块的性能高度依赖上游光电芯片,而硅光技术的价值在于换了一条工艺路线:以硅和硅基衬底材料为基础,复用成熟的CMOS工艺开发并集成光器件,从而在峰值速度、能耗、成本等方面取得良好表现。据Yole预测,数据中心是硅光技术未来最主要的市场之一,其重要应用场景就是光模块,该市场在2026年将达到4.5亿美金,五年复合增长率为26%。

CPO则进一步把交换ASIC芯片与硅光引擎放在同一高速主板上协同封装,指向更低的信号衰减、系统功耗和成本,以及更高的集成度。硅光与CPO已被列为产业研究的重点方向。

国内厂商的硅光与CPO布局

以中际旭创为例,公司定位于高端光模块整体方案解决商,打造了数通和电信市场全系列产品线。数通市场上,10G、40G、100G等产品可保证快速量产和高质量交付,400G、800G等高端光模块产品研发技术行业领先,部分400G产品已实现量产;电信市场方面,公司2019年收购成都储翰,实现固网接入用光电组件、无线接入用光电组件和PON系列光模块产品的量产,并与电信市场客户构筑密切合作关系。

在硅光方向上,公司于2021年开发了基于自研硅光芯片的高速模块,多个高速硅光产品已导入重点客户,预计实现基于硅光子集成技术的100G/400G/800G和1.6T全系列产品量产;其产业研究院也在进行CPO关键技术的预研,持续打造先进光子芯片产业化技术平台和2.5D、3D混合封装平台。

技术方向核心思路产业化状态
硅光技术基于硅及硅基衬底材料,利用CMOS工艺开发集成光器件自研硅光芯片高速模块已开发,多款高速硅光产品导入重点客户,全系列产品预计实现量产
CPO交换ASIC芯片与硅光引擎在同一高速主板协同封装处于关键技术预研阶段

国产替代的进展与待解问题

从行业趋势看,当前100G单波、200G/400G光模块快速起量,800G与相干方案标准正在制定,硅光技术与CPO是产业研究重点。国内厂商在封装环节具备规模化优势,中际旭创2021年市场份额位居全球第二,约为10%,其中第四季度市占率高达12%。但上游光电芯片的自主可控程度,仍是产业链需要持续突破的环节;硅光与CPO能否加速这一进程,取决于自研芯片的量产落地节奏与下游客户的验证进度,需以后续公开披露及第三方实测为准。

常见问题

硅光技术为什么被视为国产替代的重要方向?

硅光技术基于硅和硅基衬底材料,利用现有CMOS工艺进行光器件开发和集成,在峰值速度、能耗、成本等方面均具有良好表现。它减少了对传统光电芯片工艺路线的依赖,为国内厂商提供了新的切入路径。中际旭创已开发基于自研硅光芯片的高速模块,多个高速硅光产品导入重点客户。

CPO与硅光是什么关系?

CPO指交换ASIC芯片和硅光引擎在同一高速主板上协同封装,硅光引擎是其中的关键光学部件。两者结合可降低信号衰减、系统功耗和成本,并实现高度集成。目前中际旭创产业研究院正在进行CPO关键技术预研,并打造2.5D、3D混合封装平台。

国内光模块厂商的国产替代进展如何?

中游封装环节国产化程度较高,中际旭创2021年市场份额位居全球第二,约为10%。上游光电芯片仍存短板,是自主可控需要突破的重点。硅光与CPO提供了新的技术路径,但产业化节奏仍需以各厂商后续公开披露及第三方实测为准。