(1)光学传感应用的拓展,为光芯片带来了更多的市场需求
光学芯片在消费电子市场中的应用领域不断扩大。 目前,在智能终端方面,基于3D VCSEL激光芯片的解决方案已被用于实现3D信息感知,例如人脸识别。 根据Yole的研究报告,在医疗市场,智能可穿戴设备正在开发基于激光芯片和硅光子学技术的解决方案,以实现对医疗保健的实时监控。
同时,随着传统乘用车的电动化、智能化发展,高阶辅助驾驶技术逐步普及,核心传感器器件激光雷达的应用规模将不断扩大。 基于砷化镓 (Gaas) 和磷化铟 (INP)。作为激光雷达的核心部件,未来对光芯片的市场需求将持续增加。 思瀚发布《2023-2024年中国光芯片行业市场现状及投资发展趋势报告》。
(2)下游组件厂商将部署硅光子学解决方案,高功率、小发散角、宽工作温度的DFB激光器芯片将得到广泛应用
随着电信骨干网和数据中心流量的快速增长,对高速光模块的市场需求日益凸显。 传统技术主要采用多通道方案来提升100G以上光模块的速率,但随着数据中心、核心骨干网等场景进入400G及以上时代,对单个通道所需的激光芯片速度要求将会增加。 例如,一个400G QSFP-DD DR4硅光子模块需要100G的单通道激光芯片速率。 在此背景下,采用CMOS工艺进行光学器件开发和集成的下一代硅光子学技术已成为一种趋势。
在硅光子学解决方案中,激光芯片仅用作外部光源,而硅基芯片承担速率调制功能,因此激光芯片发出的光源需要与硅基材料耦合。 硅基材料具有高度集成工艺的优势,可以集成调制器和无源光路,从而实现调制功能和光传导功能的集成。 例如,在400G光模块中,硅光子学技术使用70MW高功率激光芯片将其发出的高功率光源分离成四条光路,每条光路使用硅基调制器和无源光路波导实现100G的调制速率,可实现400G的传输速率。 硅光子学解决方案中使用的高功率激光芯片同时要求高功率、高耦合效率和宽工作温度,对激光芯片的要求更高。
(3)磷化铟(INP)集成光芯片解决方案是满足下一代高性能网络需求的重要发展方向
为了满足电信中长距离传输市场对光器件高速、高性能的需求,现阶段广泛应用了基于磷化铟(INP)集成技术的EML激光芯片。 随着光纤到PON市场逐步升级为25G 50G-PON解决方案,基于激光芯片和半导体光放大器(SOA)的磷化铟集成解决方案,如DFB+SOA、EML+SOA,将取代现有的分立DFB激光芯片解决方案,提供更高的传输速率和更高的输出功率。
此外,400G 800G传输速率方案应用于下一代数据中心,传统的DFB激光芯片在短期内无法同时满足高带宽性能和高良率的要求,因此需要考虑使用EML激光芯片来实现100G单波长的高速传输特性。
同时,随着数据中心互联中使用的波分相干技术的普及,基于磷化铟(INP)集成技术的光芯片由于其紧凑的小型化和高密度,可以应用于双密度四通道小型可插拔封装(QSFP-DD)等更小端口的光模块,其应用规模将进一步提高。
(4)中美摩擦加速进口替代进程,为中国光芯片企业带来增长机会
近年来,中美之间摩擦频发,美国对许多商品加征关税,对一些中国企业加大限制。 由于高端光芯片技术门槛高,我国核心光芯片国产化率较低,主要依赖进口。 根据《中国光电子器件产业技术发展路线图(2018-2022)》,10G率以下激光芯片国产化率接近80%,10G率激光芯片国产化率接近50%,但25G及以上高速激光芯片国产化率不高,国内企业主要依赖美国、日本龙头企业进口。
在中美关系存在较大不确定性的背景下,国内企业已开始对国产光芯片产品进行测试和验证,并寻求国产化替代方案,这将推动光芯片产业的自主化进程。
思瀚发布《2023-2024年中国光芯片行业市场现状及投资发展趋势报告》。