随着光模块向更高速率演进,光芯片作为核心器件面临更高的技术门槛。当前高端光芯片的技术壁垒主要集中在高速激光器芯片(如100G EML)的设计与制造、硅光芯片的耦合效率与损耗控制,以及薄膜铌酸锂调制器的量产良率上。国内企业如源杰科技已在部分品类实现突破,但25G以上高端光芯片国产化率仍较低。

技术壁垒的核心难点

光芯片的技术壁垒体现在多个维度。高速率激光器芯片(如100G EML)需要精准控制发光区与收光区的晶圆外延能力与晶圆制造工艺,同时满足高速率、高可靠性、信号失真小的特性。硅光芯片方面,大功率硅光激光器芯片需满足低功耗、低噪声、高可靠性的要求,耦合效率与损耗控制是关键技术难点。薄膜铌酸锂调制器的量产良率同样面临工艺挑战。

从国产替代率来看,根据行业数据,10G VCSEL/EML等芯片难度较大,国产化率不足40%;25G光芯片国产化率约20%;25G以上高端光芯片国产化率仅为5%,目前仍以海外厂商为主。

国内突破方向与进展

国内光芯片企业正在加速追赶。以源杰科技为例,该公司以IDM模式深耕光芯片领域,已建立覆盖MOCVD外延生长、光栅工艺、光波导制作等全流程自主可控的生产线。在研项目中,公司正在开发100G激光器芯片,可满足400G、800G高速光模块需求;大功率硅光激光器芯片(25mW/50mW/70mW)则面向数据中心100G DR1/400G DR4架构。这些产品性能被官方表述为“国内领先、国际先进”。

常见问题

光芯片的国产替代率为何分化明显?

高端光芯片(如25G以上EML)技术壁垒极高,涉及InP衬底外延生长、高频设计等复杂工艺,国内企业起步较晚,导致国产化率仅5%。而10G等成熟品类国产化率已超过60%,头部企业如源杰科技在10G DFB激光器芯片领域全球市占率达20%。

硅光技术路线的主要挑战是什么?

硅光芯片的核心挑战在于耦合效率与损耗控制,以及大功率光源的集成。源杰科技开发的大功率硅光激光器芯片(25mW/50mW/70mW)正致力于解决这些问题,满足低功耗、低噪声、高可靠性的要求。

国内企业在中高端光芯片领域有哪些具体突破?

源杰科技在10G光芯片领域全球市占率领先,并已实现向海信宽带、中际旭创等主流光模块厂商批量供货。在研的100G EML激光器芯片和大功率硅光激光器芯片,均被官方定位为“国内领先、国际先进”水平,有望推动高端光芯片的国产替代进程。

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