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光學芯片作為半導體產(chǎn)業(yè)鏈上游的核心部件，已廣泛應用于通信、工業(yè)、消費等領域。光學芯片可分為激光學芯片和探測器芯片，其中激光學芯片主要用于發(fā)射信號，將電信號轉換為光信號，探測器芯片主要用于接收信號，將光信號轉換為電信號。激光學芯片，根據(jù)光結構可進一步分為表面發(fā)射芯片和邊緣發(fā)射芯片，表面發(fā)射芯片包括VCSEL芯片，邊緣發(fā)射芯片包括FP、DFB和EML芯片;探測器芯片，主要有PIN和APD。
工信部2017年底發(fā)布的《中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展路線圖(2018—2022年)》指出，目前高速率光學芯片國產(chǎn)化率僅3%左右，要求2022年中低端光電子芯片的國產(chǎn)化率超過60%，高端光電子芯片國產(chǎn)化率突破20%。
資料來源：中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展路線圖(2018-2022年)
從上圖可以看到，國產(chǎn)高端光學芯片的缺失給行業(yè)帶來了巨大發(fā)展機會。在政策支持下，我國光學芯片行業(yè)發(fā)展迅速。尤其近年來，國際局勢不穩(wěn)，國外斷供國內(nèi)芯片的事件頻頻發(fā)生，國產(chǎn)替代也便成為了近年國內(nèi)半導體業(yè)界的熱門話題，依靠國內(nèi)部分光學芯片龍頭企業(yè)的不斷發(fā)力，在50G/400G等PAM4光模塊產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了較大突破，已先后推出了50G QSFP28 PAM4 LR、400G QSFP-DDSR8等產(chǎn)品，后續(xù)50G QSFP28 BIDI/ER以及400G QSFP-DD DR4/FR4也將陸續(xù)發(fā)布。
據(jù)不完全統(tǒng)計，目前本土光學芯片/光模塊廠商主要有：芯思杰、瑞識科技、新亮智能、度亙激光、長瑞光電、立芯光電、源杰半導體、銳晶激光、索爾思光電、長光華芯、華工科技、光迅科技、新易盛、云嶺光電、敏芯半導體、博創(chuàng)科技、中際旭創(chuàng)、縱慧芯光、曦智科技、劍橋科技、凌越光電、盛為芯等企業(yè)。
此外，國內(nèi)通信龍頭企業(yè)華為也在積極布局光學芯片賽道。據(jù)投資界信息，2012年，華為收購英國集成光子研究中心CIP Technologies，開啟了光學芯片領域的探索;次年，華為又出手收購一家比利時硅光技術開發(fā)商Caliopa，完善自身在光學芯片領域的技術實力。
而后自2019年下半年開始，華為再次集中投資光電芯片企業(yè)，一度掀起國內(nèi)光學芯片投資熱潮。今年3月，華為又投了另一家光電芯片企業(yè)——縱慧芯光。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至目前，華為投資布局版圖涉及十余家光學芯片產(chǎn)業(yè)鏈相關企業(yè)。
2020年2月，華為還在倫敦發(fā)布了800G可調超高速光模塊。據(jù)介紹，該產(chǎn)品支持200G-800G速率靈活調節(jié);單纖容量達到48T，對比業(yè)界方案高出40%;基于華為信道匹配算法，傳輸距離相比業(yè)界提升20%。這款產(chǎn)品被應用在全系列的華為OptiXtrans光傳送產(chǎn)品中，是華為光網(wǎng)絡頂級競爭力的重要組成部分。
去年4月，華為還公布了一項關于光學芯片的專利，名為“耦合光的光學芯片及制造方法”，專利中不僅提供了一種用于在光學芯片與另一光學器件之間耦合光的光學芯片，同時還提供了制造這種光學芯片的方法，甚至還包含了對晶圓的切割、蝕刻。
一系列動作也能看到華為在光學芯片賽道的專注與堅持。換句話說，華為確信光學芯片是未來數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g之光。
雖然國產(chǎn)廠商進入該領域較晚，市場份額相對較小。但是通過近年來在技術上的快速追趕，國內(nèi)已經(jīng)掌握光學芯片核心技術的廠商隊伍不斷壯大，與國外廠商在技術上的差距已經(jīng)是越來越小。
據(jù)維科網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究中心的統(tǒng)計，過去八年間，國內(nèi)光學芯片市場規(guī)模已經(jīng)從8億美元攀升至20.8億美元，年均復合增長率約17.3%。同時，根據(jù)我國在5G、數(shù)據(jù)中心、“西數(shù)東算”、“雙千兆”網(wǎng)絡的規(guī)劃，預計2022年國內(nèi)光學芯片市場規(guī)模有望進一步擴大至24億美元。
對我國而言，既要在傳統(tǒng)賽道電子芯片領域盡快補短板，也要盡早在光子芯片等新賽道布局發(fā)力。雙管齊下，努力抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的機遇。
