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中国光学芯片产业的进展与出路
2023-02-17 644次

  光学芯片作为半导体产业链上游的核心部件,已广泛应用于通信、工业、消费等领域。光学芯片可分为激光学芯片和探测器芯片,其中激光学芯片主要用于发射信号,将电信号转换为光信号,探测器芯片主要用于接收信号,将光信号转换为电信号。激光学芯片,根据光结构可进一步分为表面发射芯片和边缘发射芯片,表面发射芯片包括VCSEL芯片,边缘发射芯片包括FP、DFB和EML芯片;探测器芯片,主要有PIN和APD。

  工信部2017年底发布的《中国光电子器件产业技术发展路线图(2018—2022年)》指出,目前高速率光学芯片国产化率仅3%左右,要求2022年中低端光电子芯片的国产化率超过60%,高端光电子芯片国产化率突破20%。


中国光学芯片产业的进展与出路

  资料来源:中国光电子器件产业技术发展路线图(2018-2022年)


  从上图可以看到,国产高端光学芯片的缺失给行业带来了巨大发展机会。在政策支持下,我国光学芯片行业发展迅速。尤其近年来,国际局势不稳,国外断供国内芯片的事件频频发生,国产替代也便成为了近年国内半导体业界的热门话题,依靠国内部分光学芯片龙头企业的不断发力,在50G/400G等PAM4光模块产品已经实现了较大突破,已先后推出了50G QSFP28 PAM4 LR、400G QSFP-DDSR8等产品,后续50G QSFP28 BIDI/ER以及400G QSFP-DD DR4/FR4也将陆续发布。

  据不完全统计,目前本土光学芯片/光模块厂商主要有:芯思杰、瑞识科技、新亮智能、度亘激光、长瑞光电、立芯光电、源杰半导体、锐晶激光、索尔思光电、长光华芯、华工科技、光迅科技、新易盛、云岭光电、敏芯半导体、博创科技、中际旭创、纵慧芯光、曦智科技、剑桥科技、凌越光电、盛为芯等企业。

  此外,国内通信龙头企业华为也在积极布局光学芯片赛道。据投资界信息,2012年,华为收购英国集成光子研究中心CIP Technologies,开启了光学芯片领域的探索;次年,华为又出手收购一家比利时硅光技术开发商Caliopa,完善自身在光学芯片领域的技术实力。

  而后自2019年下半年开始,华为再次集中投资光电芯片企业,一度掀起国内光学芯片投资热潮。今年3月,华为又投了另一家光电芯片企业——纵慧芯光。据不完全统计,截至目前,华为投资布局版图涉及十余家光学芯片产业链相关企业。

  2020年2月,华为还在伦敦发布了800G可调超高速光模块。据介绍,该产品支持200G-800G速率灵活调节;单纤容量达到48T,对比业界方案高出40%;基于华为信道匹配算法,传输距离相比业界提升20%。这款产品被应用在全系列的华为OptiXtrans光传送产品中,是华为光网络顶级竞争力的重要组成部分。

  去年4月,华为还公布了一项关于光学芯片的专利,名为“耦合光的光学芯片及制造方法”,专利中不仅提供了一种用于在光学芯片与另一光学器件之间耦合光的光学芯片,同时还提供了制造这种光学芯片的方法,甚至还包含了对晶圆的切割、蚀刻。

  一系列动作也能看到华为在光学芯片赛道的专注与坚持。换句话说,华为确信光学芯片是未来数据传输的技术之光。

  虽然国产厂商进入该领域较晚,市场份额相对较小。但是通过近年来在技术上的快速追赶,国内已经掌握光学芯片核心技术的厂商队伍不断壮大,与国外厂商在技术上的差距已经是越来越小。

  据维科网产业研究中心的统计,过去八年间,国内光学芯片市场规模已经从8亿美元攀升至20.8亿美元,年均复合增长率约17.3%。同时,根据我国在5G、数据中心、“西数东算”、“双千兆”网络的规划,预计2022年国内光学芯片市场规模有望进一步扩大至24亿美元。

  对我国而言,既要在传统赛道电子芯片领域尽快补短板,也要尽早在光子芯片等新赛道布局发力。双管齐下,努力抓住新一轮科技革命和产业变革的机遇。

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