光芯片主要用于光电信号转换,遵循“Chip-OSA-Transceiver”的封装顺序,激光器芯片(Chip)通过传统的TO封装或新兴的多模COB封装形式制成光模块(Transceiver)。在光通信系统中,常用的核心光芯片主要包括DFB、EML、VCSEL三种类型,分别应用于不同传输距离和成本敏感度的应用场景。
数据显示2021年全球光通信产业市场规模为707亿美元,其中光芯片行业市场规模为35亿美元,市场占比为4.95%。
数据来源:观研天下整理
1、高速率光芯片
国内高速率光芯片严重依赖进口,与国外产业领先水平存在一定差距。25G及以 上速率属于高速率光芯片,目前由欧美日领先企业占主导,如claro、 Avago、NeoPhotonics具备50G EML 芯片能力,DFB和VCSEL激光器 芯片大规模商用的最高速率已达到50G, Finisar、 AA01、 0claro具备50G PAM4 DM芯片的能力
国内外光芯片市场参与者
公司名称 | 上市情况 | 主营业务或产品 |
住友电工 | 已上市 | 经营范围涵盖汽车、信息通信、电子、环境能源、产业原材料相关行业等。光通信产品包括用于光收发器的半导体激光、光电二极管以及实现主干系统相干光通信设备的可变波长激光、光接收器等各种发光受光器件产品群,支撑光通信系统的基础。 |
三菱电机 | 已上市 | 产品范围包括面向个人消费者的显示产品、手机等和面向商业消费者的电子、半导体等。光通信产品涵盖DFB-LD半导体激光器、FTTH用LD/PD、10G传送用CAN型EML器件等。 |
Broadcom | 已上市 | 全球领先的有线和无线通信半导体公司,光通信产品涵盖光纤到户、移动宽带接入、数据中心、城域和长途数据通信市场等。2016年,Avago收购Broadcom,并以Broadcom命名。 |
II -VI | 已上市 | 全球知名的光通讯器件供应商,产品主要用于网络设备制造商、数据中心、消费电子和汽车领域,2019年Finisar被II -VI收购 |
Lumentum | 已上市 | Oclaro于2018年被Lumentum收购,主要为全球光通信市场设计、制造和销售光学组件、模块和子系统。 |
MACOM | 已上市 | 拥有包括硅(Si)、砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)的制造、加工和测试经验,产品主要应用于电信、工业和国防及数据中心领域。 |
全新光电 | 已上市 | 主要以MOCVD外延成长法为核心技术的III -V族化合物半导体专业晶圆片厂 |
联亚光电 | 已上市 | 主要从事生产以砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)为衬底的III -V族材料化合物之晶圆片。 |
源杰科技 | 待上市 | 主要产品包括2.5G、10G和25G及 更高速率激光器芯片系列产品等 |
云岭光电 | 未上市 | 主要产品为光通信用激光器和探测器芯片,包括2. 5G/106/25G全系列光通信芯片及封装类产品。 |
武汉敏芯 | 未上市 | 主要产品包括2.5G/10G/25G/50G全系列激光器和探测器光芯片及封装类产品。 |
中科光芯 | 未上市 | 主要产品包括外延片、芯片、TO器件、蝶形器件、PON器件、光模块等。 |
光安伦 | 未上市 | 从事光电产品、机电产品、通信设备、半导体芯片以及半导体元器件的生产、研发、销售以及技术咨询等。 |
仕佳光子 | 已上市 | 主营业务覆盖光芯片及器件、室内光缆、线缆材料三大板块,主要产品包括PLC分路器芯片系列产品、AWG芯片系列产品、DFB激光器芯片系列产品、光纤连接器、室内光缆、线缆材料等。 |
长光华芯 | 未上市 | 主营业务为半导体激光芯片的研发、设计及制造,主要产品包括高功率单管系列产品、高功率巴条系列产品、高效率VCSEL系列产品及光通信芯片系列产品等。 |
海信宽带 | 未上市 | 主要从事高性能光通信产品和家庭多媒体产品研发、生产、销售及服务的公司。 |
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25G激光器芯片领域,我国仅少部分厂商实现批量发货; 25G 以上速率激光器芯片领域,大部分厂商仍在研发或小规模试产阶段。
5G光模块核心光芯片及电芯片我国业内产业化能力
光/电芯片
领先厂商产业化能力
25G波特率
DFB
批量
DFB
(PAM4)
批量
EML
批量
波长可调LD
样机
PIN
批量
PIN
(PAM4)
批量
APD
批量
激光器驱动器/TIA
批量
线性驱动器/线性TIA(PAM4)
批量
50G波特率
EML
样品
DFB
样品
DFB
(PAM4)
样品
激光器驱动器/TIA
样品
线性驱动器/线性TIA(PAM4)
样品
PIN
样品
PIN
(PAM4)
样品
APD
样品
100Gb/s相干集成光收a发芯片
批量
相干DSP
批量
PAM4
DSP
批量
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2、低速率光芯片
在低速率光芯片领域,我国目前已呈现高度竞争的格局,国内2.5G/10G DFB激光器芯片性能参数部分领先国际头部厂商,中国企业在本土的芯片售价通常低于进口芯片的20%。
关键指标 | 测试条件 | 源杰科技 | 住友电工 | 三菱电工 | MACOM | 备注 |
规格书时间 | - | 2018.10 | 2019.01 | 2019.03 | - | 注入电流超过Ith后,激光器芯片开始发光,此值越低为佳 |
阈值电流Ith (mA) | @25℃ | <12 | <15 | <15 | 12 | 注入电流超过Ith后,激光器芯片开始发光,此值越低为佳 |
高温阈值电流I th (mA) | @85℃ | < <25 | <45 | <45 | < 30 | 重点关注指标,代表光电转换效率,此值越高为佳 |
斜效率SE (W/A) | @25℃Ith+20mA | >0.45 | - | >0.35 | >0.3 | 重点关注指标,代表光电转换效率,此值越高为佳 |
高温斜效率SEh (W/A) | @85℃Ith+ 20mA | 0.34 | 0.2 | - | - | 重点关注指标,发散角小代表耦光效率越高,此值越小为佳 |
水平发散角Fh (degree) | @25℃半高宽 | 20 | - | - | - | 重点关注指标,发散角小代表耦光效率越高,此值越小为佳 |
垂直发散角Fv (degree) | @25℃半高宽 | 25 | - | - | - | 重点关注指标,带宽大能改善信号传输失真,此值越大为佳;测试的电流越大,所表现的3dB带宽越好 |
3dB带宽f3dB (GHz) | @25℃Ith+25mA at 3DB | > 14 | - | - | - | 注入电流超过Ith后,激光器芯片开始发光,此值越低为佳 |
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国内的DFB激光器芯片厂商主要包括光迅科技、海信宽带、陕西源杰、云岭光电、光安伦武汉敏芯、中科光芯、光隆科技,产品以2.5G和10G为主。在国内低速光芯片市场,10G以 下光芯片价格战激烈,光迅、海信等头部厂商有明显规模优势和优质客户资源优势。
厂商名称 | 国内DFB激光器量产情况 |
光迅科技 | DFB激光器芯片,自用为主 |
海信宽带 | DFB激光器芯片,自用为主 |
陕西源杰 | 1270rm2. 5G、10G、25G DFB激光器芯片、10G CNDM DFB激光器芯片等 |
云岭光电 | 1310mm 10G DFB激光器芯片等 |
光安伦 | 1310nm 2. 5G DFB激光器芯片等 |
武汉敏芯 | 10G CWDM DFB激光器芯片等 |
中科光芯 | 1270nm 2. 5G DFB激光器芯片等 |
光隆科技 | 2.5G、10G DFB激光器芯片等 |
数据来源:观研天下整理(YYJ)
相关行业分析报告参考《中国光芯片行业发展趋势研究与投资前景预测报告(2022-2029年)》

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