1、光芯片在光通信产业中位置及其分类
光通信是以光信号为信息载体,以光纤作为传输介质,通过电光转换,以光信号进行传输信息的系统。光通信系统传输信号过程中,发射端通过激光器芯片进行电光转换,将电信号转换为光信号,经过光纤传输至接收端,接收端通过探测器芯片进行光电转换,将光信号转换为电信号。
根据观研报告网发布的《中国光芯片市场发展趋势研究与未来前景预测报告(2023-2030年)》显示,光通信等应用领域中,激光器芯片和探测器芯片合称为光芯片。光芯片是光电子器件的重要组成部分,是半导体的重要分类,其技术代表着现代光电技术与微电子技术的前沿研究领域,其发展对光电子产业及电子信息产业具有重大影响。
从产业链角度看,光芯片与其他基础构件(电芯片、结构件、辅料等)构成光通信产业上游,产业中游为光器件,包括光组件与光模块,产业下游组装成系统设备,最终应用于电信市场,如光纤接入、4G/5G移动通信网络,云计算、互联网厂商数据中心等领域。
资料来源:观研天下数据中心整理
光芯片按功能可以分为激光器芯片和探测器芯片,其中激光器芯片主要用于发射信号,将电信号转化为光信号,探测器芯片主要用于接收信号,将光信号转化为电信号。
2、我国光模块或光器件厂商仍优先采购海外高速率光芯片
从全球来看,欧美日等发达国家陆续将光子集成产业列入国家发展战略规划,其中,美国建立“国家光子集成制造创新研究所”,打造光子集成器件研发制备平台;欧盟实施“地平线2020”计划,集中部署光电子集成研究项目;日本实施“先端研究开发计划”,部署光电子融合系统技术开发项目。海外光芯片公司拥有先发优势,通过积累核心技术及生产工艺,逐步实现产业闭环,建立起较高的行业壁垒。
经过多年的发展,我国光芯片企业已基本掌握2.5G和10G光芯片的核心技术,但仍有部分型号产品性能要求高、难度大,实现批量供货的国内厂商数量较少。25G及以上高速率光芯片方面,我国国产化率低,受到工艺稳定性、可靠性、供货能力及下游客户认证等因素影响,我国的光模块或光器件厂商仍然是优先采购海外的高速率光芯片,尤其在数据中心市场及高速EML激光器芯片等领域,仅少部分厂商实现批量发货。
3、2.5G及以下光芯片本土企业已占据主要市场份额
我国光芯片企业已基本掌握2.5G光芯片的核心技术,2.5G光芯片市场已基本实现国产化。2.5G及以下光芯片市场中,国内光芯片企业已经占据主要市场份额。
资料来源:ICC,观研天下数据中心整理
4、部分10G光芯片仍依赖进口,25G以上国产化率仅5%
我国光芯片企业已基本掌握10G光芯片的核心技术,但部分型号产品仍存在较高技术门槛,依赖进口。
资料来源:ICC,观研天下数据中心整理
25G及以上光芯片包括25G、50G、100G激光器及探测器芯片。随着5G建设推进,我国光芯片厂商在应用于5G基站前传光模块的25GDFB激光器芯片有所突破,数据中心市场光模块企业开始逐步使用国产厂商的25GDFB激光器芯片,当前我国25G以上光芯片的国产化率仍较低,大约为5%。
5、制造成本为光芯片主要成本,占比超近六成
光芯片成本中,制造成本占比达59%、人工成本占24%、材料成本占17%。
(1)制造费用主要包括折旧费、装修费摊销、水电费、光栅加工费等其他费用。
(2)光芯片的原材料包括衬底、金靶、特殊气体(主要包括高纯氢、磷化氢、液氮等)、三甲基铟、光刻胶、封装材料(包括管帽等)和其他材料等,其他原材料包括显影液、光刻掩模板、异丙醇、砷化氢等材料,其他原材料品种较多且占比较低。
资料来源:上市公司财报,观研天下数据中心整理(YM)
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