在全球算力竞赛中,中国光通信产业链处于**“模块强、芯片弱”**的全球分工位置——在光模块、光器件成品环节具备全球竞争力,但在决定未来速率上限的高端光芯片环节,国产替代率仍然较低,核心高端芯片供应依旧依赖海外厂商。

全球光芯片市场由美、中、日三国主导,部分欧洲国家拥有技术储备。中国企业的竞争力主要体现在光模块与光器件成品环节:相关数据显示,2021年全球光通信最具竞争力企业10强中,中国企业占据4个席位,其中光迅科技和中际旭创进入前5;同年全球光模块TOP10企业中,中国企业同样占据4席,中际旭创、海信宽带、光迅科技、新易盛、华工正源等均在列。

高端光芯片仍是“卡脖子”环节

与成品环节的强势形成对照,中国在光芯片上游的国产替代率分化明显。据行业研究报告数据,10G VCSEL/EML等难度较大的激光器芯片国产化率不足40%,25G光芯片国产化率约20%,而25G以上高端光芯片的国产化率仅为5%,目前仍以海外厂商为主。

这一格局背后是光芯片产业高壁垒、高投入、回报周期长的特征。全球高端光芯片市场由美国厂商主导,而中国企业正在10G及以下速率市场加速追赶——例如在10G DFB激光器芯片这一细分市场,源杰科技的市场份额据ICC数据统计已位居行业前列,超过住友电工、三菱电机等传统日系厂商。

算力需求驱动光芯片量价齐升

算力基础设施的扩张正为光芯片打开持续增长空间。全球算力规模在2021年达到620 EFlops,增速约43%;同期中国智能算力规模达到100 EFlops。AIGC等应用的落地直接拉动光模块增量,并催生高速率、大带宽的网络需求,推动光芯片向更高速率升级。

全球光芯片市场规模也呈现稳步扩张态势,行业研究机构数据显示,该市场从2018年的12.5亿美元增长至2021年的21.0亿美元,并预计在2027年达到56.0亿美元。数据中心网络架构从传统三层向叶脊架构过渡,也意味着中高端光芯片的需求将加速放量。

中国企业加速向高速率环节突破

面对高端环节的差距,国内光芯片厂商正通过IDM模式向高速率产品延伸。以源杰科技为例,该公司已建立覆盖外延生长、光栅工艺、光波导制作到可靠性测试的全流程自主可控生产线,其2.5G、10G、25G及更高速率激光器芯片已批量供货海信宽带、中际旭创、博创科技等主流光模块厂商,并进入中兴通讯、诺基亚等国内外大型通讯设备商的供应链。

在研项目方面,源杰科技正布局100G EML激光器芯片(面向400G、800G高速光模块)、50G激光器芯片(面向200G、400G架构)以及大功率硅光激光器芯片(面向数据中心100G DR1/400G DR4架构及CPO光电共封装场景),相关产品性能被官方表述为“国内领先、国际先进”。随着AI算力部署加速,这类高速率芯片的国产突破将是缩小与海外头部厂商差距的关键。

常见问题

中国光通信在全球处于什么水平?

中国在光模块、光器件成品环节已进入全球第一梯队,2021年全球光通信最具竞争力企业10强中中国企业占4席。但在上游高端光芯片环节,25G以上光芯片国产化率仅5%,高端供应仍受制于人。

为什么高端光芯片国产化这么难?

光芯片技术壁垒高、生产工艺复杂,投入极高且回报周期偏慢。高端激光器芯片对材料、外延生长、晶圆工艺和可靠性要求极为苛刻,需要长期的工艺积累和客户验证周期,因此国产替代是渐进过程。

算力需求增长对光通信产业链意味着什么?

算力基础设施建设直接拉动光模块增量,并推动光模块向更高速率演进,光芯片作为光模块最核心的器件深度受益。全球光芯片市场规模预计将持续上升,中高端光芯片有望快速放量,具备高速率产品布局能力的国内厂商将获得结构性机会。