光芯片迎来“窗口期”:AI拉动光模块发展,国产化率亟待提高
发布日期:2024-11-15 16:41 点击次数:142(原标题:光芯片迎来“窗口期”:AI拉动光模块发展,国产化率亟待提高)
近期,光芯片赛说念连接火热。
这种“热”体当今老本市集上,是有关上市公司“翻倍式”增长的事迹。三季报赓续出炉后,光模块龙头中际旭创(300308.SZ)在2024年前三季度营收达到173.13亿元,较旧年同期增长了约146.26%,净利润则接近38亿元,增幅达到189.59%。新易盛(300502.SZ)的推崇通常额外,前三季度营收跳跃51亿元,同比升迁约146%,净利润则同比增长超280%,达到了16.5亿元。此外,华工科技(000988.SZ)和光迅科技(002281.SZ)的营收分辨为90亿元和54亿元,净利润也完了了两位数增长。
“公司面前所处行业的景气度仍然保持热潮,来岁以太网 800G需求繁盛,加上 1.6T 的巩固上量,市集会看到行业总体需求进一步增长。”在10月22日中际旭创始办的事迹疏导会上,谈及关于来岁光模块市集的看法时,公司管束层如是强调。
另一方面,光芯片赛说念的“热”则体当今全球科技企业和政府在光芯片范围的密集布局。
本年以来,英伟达、英特尔等巨头企业纷繁在光子技巧上加码,英伟达蓄意在2027年推出Rubin Ultra GPU测度引擎,整合共封装光学(CPO)技巧,管束数据传输带宽瓶颈,并蓄意在2025年与台积电、博通合营推动有关硅光子产物量产;英特尔则在9月的光纤通讯大会(OFC)大会上展示了其光学测度互连(OCI)芯片,完了与CPU共封装,为答应明天AI测度的高带宽需求提供了管束决议;10月,光子加速测度初创公司Lightmatter在D轮融资中融到了4亿好意思元,估值达到44亿好意思元,这笔资金将用于加速该公司光芯片的生产和部署,以答应AI集群对蠢笨耗、高性能测度的需求。
在国内,上海交通大学无锡光芯片扣问院于9月启动了中国首条光芯片试生产线,展望年产晶圆达1万片;同月,广东省出台了《加速推动光芯片产业创新发展行径决议(2024—2030年)》,建议到2030年造成10个具有国际竞争力的领军企业和千亿级产业集群的主见;在欧洲,凭证荷兰政府官方信息,11月12日,欧盟晓示将投资1.33亿欧元(约合10.23亿东说念主民币),在荷兰开发光芯片中试线。
“AI时间,跟着算力和存储才调的几何级升迁,数据传输的需求也随之快速增多,这就推动了光芯片的市集增长。”关于光芯片赛说念的驱上路分,北京新鼎荣盛老本管束有限公司董事长张驰告诉记者。
雅柏宝老本资深分析师刘秋君亦觉得,刻下这一轮光芯片赛说念的火热是技巧和市集需求双重驱动的势必效果。脚下,不论是老本市集的爆发,如故技巧创新的加速,皆标明光芯片动作明天高技术范围的蹙迫构成部分,正处于一个盘曲的“窗口期”。
刘秋君强调,跟着AI技巧的发展,尤其是大模子和超大限度数据中心的需求爆发,光芯片动作管束数据传输瓶颈、提供高带宽、低延伸通讯的中枢技巧,一经不再是单纯的认识炒作。与昔日光通讯技巧的专揽主要衔尾在电信和汇注基础顺次不同,当今光芯片的专揽场景大幅拓展,包括云测度、AI测度、旯旮测度等多个范围。全球老本市集对光芯片的意思意思升温,恰是因为这些技巧关于明天高效测度的补助作用愈发权贵。
“可以看到,从2022年底运转全球老本市集最蹙迫的投资干线就是AI,市集关于明天AI卑鄙专揽能否实在落地产生收益日趋脸色,因为这才是科技回荡为生产力的最直不雅证明。”刘秋君告诉记者。
AI拉动
光模块,最先的服务其实很绵薄——让数据通过光纤在采聚积高效传输。
上世纪90年代末,跟着互联网的快速发展,传统的铜线传输已无法答应日益增长的数据需求。彼时,光纤因其传输速率高、损耗低的上风,成为通讯范围的“骄子”,而光模块则应时而生,成为光纤通讯系统的中枢构成部分。
光模块主要依赖于电光调节器件来完成信号的调节,简而言之,它通过激光器将电信号调节为光信号,再通过光纤进行传输,临了通过光接收器将光信号调节来电信号供开拓使用。
“光芯片是完了光电信号调节的基础元器件,需封装、加工成光模块,才能完了光信号的产生、传输和接收等功能。比拟使用电子传递信息的芯片,用光传递信息表面上信息传输速率距离皆更优,能量损耗也更低。”刘秋君称。
一个典型的光模块包括:光芯片和电芯片、激光器(用于将电信号调节为光信号)、光接收器(用于将光信号调节来电信号),以非常他有关电路和接口。其中,成本占比最大,最盘曲的组件就是光芯片和电芯片。
“光模块,其中枢器件是光芯片和电芯片,尤其是下一代的硅光芯片,这些中枢芯片的成本占到了光模块总成本的70%—80%。”张驰向记者示意。
刘秋君亦告诉记者:“凭证 Light Counting 数据测算,光芯片占光模块市集比重从2018年约15%的水平,升迁至面前已跳跃25%,这主如果因为高端光模块占比的快速升迁所致。光芯片的成本占比分散在低端器件、中端器件、高端器件上的数据省略分辨为 20%、50%、70%。光芯片的性能径直决定光模块的传输速率,是光通讯产业链的中枢之一。”
在光模块中,光芯片和电芯片各自承担着不同的任务,两者通过高速电光调节接口互相当合,共同决定光模块的举座性能。举例,光芯片厚爱将传输信号从电调节为光,而电芯片则厚爱从光调节为电,并进行进一步的信号处理和传输限度。
光芯片和电芯片皆是决定光模块性能的盘曲部件,市集之是以对光芯片更为脸色,是因为光芯片决定了光模块的带宽上限,尤其是在大限度数据传输和高速光通讯中,光芯片的性能径直影响到模块的速率、理解性和成本。
在张驰看来,自ChatGPT横空出世以来,AI这一链条上涵盖了高算力、高存储和高带宽需求,而光芯片对应的就是高带宽的传输需求。
“AI专揽,特别是深度学习和机器学习,不时需要处理海量的数据,这对数据传输速率和带宽建议了极高的条目。传统的电信号传输一经无法答应这一需求,而光模块,尤其是基于硅光技巧的光芯片,提供了更高的传输速率、更大的带宽和更低的延伸,粗略在答应大限度测度需求的同期有用降蠢笨耗。这推动了光芯片技巧的进一步发展,让光芯片成为补助AI技巧发展的中枢组件。”刘秋君向记者示意。
赛迪扣问院集成电路扣问所扣问室主任马晓凯在收受记者采访时亦示意,光芯片具有高速、低功耗、大通量等上风,对先进集成工艺依赖较低,在能耗和速率上可纰漏电芯片性能天花板,成为后摩尔时间潜在的颠覆性技巧。
“但需要指出的是,光芯片与电芯片不是替代磋磨,而是对电芯片的有用补充和升级,电芯片仍然是芯片范围的主流产物。”马晓凯称。
值得夺目的是,我国的光模块企业早已在全球占据了主导地位。凭证著名市集扣问机构Lightcounting数据,2023年,在全球光模块市集前十大厂商中,有中际旭创、华为、光迅科技、海信宽带、新易盛、华工科技、索尔念念光电等七家中国企业,特别是中际旭创在2023年头次位居全球第一,华为则排行第三。
技巧主见
从技巧角度看,光芯片赛说念面前有五个盘曲技巧主见,即EML芯片、硅光芯片、薄膜铌酸锂芯片三种芯片制造技巧,以及CPO和LPO两种先进封装技巧。这五个技巧主见的背后,皆离不开市集对数据传输速率、功耗限度和集成度需求的连接升迁。
EML芯片(电给与调制激光器)是一种用于高速光通讯的光源,EML芯片的中枢旨趣是将激光二极管与调制器集成,使得光信号可以在更高的速率下进行调制。硅光芯片则依赖硅基材料,通过光学集成将光信号与电信号衔尾,粗略在单一芯片上完了光通讯的功能。
“硅光模块的上风在于其袖珍化特质,它可以将电信号调节成光信号,再通过光传输完成数据传递,然后在接收端再将光信号调节成电信号。这项技巧与咱们以往使用的宽带光纤非常相似,比如家庭采聚积的‘光猫’开拓。光模块行业的快速发展,恰是因为袖珍化和高效传输的需求越来越高。”张驰向记者解释说。
薄膜铌酸锂芯片则是基于铌酸锂材料的非线性光学特质,用于完了高效的光调制。它的上风在于能在非常小的模范上完了高带宽的信号处理。
“EML芯片、硅光芯片和薄膜铌酸锂芯片等光芯片的连接升级,是光模块为了适应高速率场景的势必条目。这么光模块才能达到大限度数据传输、低延伸和高效用等AI时间的数据传输表率。”刘秋君示意。
CPO(共封装光学)和LPO(线性驱动可插拔光模块)则是面前光模块范围两种比较蹙迫的封装技巧。CPO技巧的中枢是将光模块和电子元件径直封装在合并芯片或封装体内,从而将光电调节历程镌汰至最小,虚构了物理距离的影响,减少了信号损耗。
在采访业内东说念主士的历程中,记者了解到,CPO技巧在光芯片封装时,将光模块与CPU、GPU或汇注处理器等集成到合并封装中,借助高速承接技巧径直传输光信号,幸免了传统系统中光模块和处理器之间的电气承接。这种集成化的模样,不仅升迁了数据传输的速率,还大幅虚构了功耗,优化了系统的举座性能。
“CPO的最大上风体当今数据中心和超大限度测度场景中。在这些环境中,传输速率和能效条目极高,CPO技巧通过减少信号调节和虚构功耗,能权贵升迁汇注开拓的性能和密度。”刘秋君解释说。
LPO则是一种新式的光模块封装技巧,与传统光模块不同,LPO去掉了对复杂的数字信号处理器(DSP)的依赖,转而使用绵薄但高效的模拟元件来处理光信号。从EML到LPO,这些盘曲技巧最终皆指向制造出速率更高的光模块产物,但从市集骨子反应来看,CPO与EML是各家厂商选择的攻关主见。
“面前尝试在 800G 汇注上使用LPO决议的客户未几,大大皆客户会筹商用带DSP芯片的传统EML决议或收受硅光决议。”中际旭创管束层在本年6月份的一场机构调研行径中就曾示意。
“当今光模块范围内,增长较快的如故400G和800G这么的高速率产物,具体来看,CPO是在AI专揽等大算力专揽场景下光模块的技巧和产物演进的蹙迫主见之一。”刘秋君说。
材料方面,张驰告诉记者,面前光芯片的主力是硅光芯片,主要用于400G到800G的数据传输。但跟着更高带宽需求的到来,薄膜铌酸锂芯片将成为一种材料上的创新,明天致使可能救助1.5T、3T的传输量。
“国内在薄膜铌酸锂芯片上一经有天神容颜启动,展望在更高功率和传输距离的条目下,硅光芯片将难以补助,薄膜铌酸锂会缓缓取代它,成为新一代主流。”张驰说。
基于技巧的纰漏,脚下,国内多家光模块厂商均在加速鼓吹400G+光模块产物的研发及专揽。举例,中际旭创就在本年三季度事迹疏导会上深远,公司正在在预研3.2T光模块;华工科技管束层亦在11月8日的一场调研行径上示意:“公司800G LPO产物已获取明确需求,面前在加紧测试、尽快导入,1.6T 产物正加速送样测试,正在作念好800G LPO产物在年底和来岁一季度上量的准备。”
光瓴时间(无锡)半导体有限公司总司理张杰亦向记者示意,明天五年,数通市集的增长主要将由400G+光模块需求推动。
凭证Lightcounting的预测,到2029年,400G+市集展望将以跳跃28%的年复合增长率(即每年增长16亿好意思元以上)膨大,市集限度将在明天几年达到125亿好意思元,占总市集的90%以上。特别是800G和1.6T产物,展望将成为增长的主要能源,两者测度有望占到400G+市集的一半以上。与此同期,200G以下的光模块市集展望将在合并时刻以约-10%的年复合增长率下滑。
国产化率亟待提高
“中国事天下上最大的光器件消耗大国。国内企业在无源器件、低速光收发模块等中低端细分市集较强,然而以高速率为主要特征的高端光芯片技巧,还掌持在好意思日企业手中,好意思、日企业占据了全球高端光芯片跳跃50%市集份额,占据我国高端光芯片 90%以上的市集份额,我国高速率光芯片国产化率仅3%摆布。”张杰告诉记者。
刘秋君亦向记者强调,面前高端光芯片如故好意思日等国外厂商为主导,比如Broadcom(博通)、Ciena和Lumentum等。国内于低端2.5G和10G光芯片上,在全球市集占有上风(分辨占比90%和60%),但在25G以上市集份额占比为个位数,国产化率较低,主要依靠入口,还有很大升迁空间。
动作国产光模块龙头,中际旭创也在其半年报中强调:“光芯片中高端芯片面前具备量产才调的供应商主要在国外。”
以面前高速率光模块主要使用的100G EML光芯片为例,面前国内大部分厂商的100G EML光芯片仍处于考据、送样、测试等阶段。11月12日,在源杰科技2024年第三季度事迹阐发会上,该公司管束层示意,100G PAM4 EML光芯片正在客户端送样测试;5月21日,长光华芯于互动平台示意,该公司100GEML光通讯芯片产物各容颜标先进,在考据导入阶段得到部分客户可以的反应,面前已小批量发货;光迅科技则在旧年11月28日在投资者互动平台示意,公司自研的100GEML光芯片处在可靠性考据与良率升迁阶段。
比拟之下,在2024年3月举办的第49届光汇注与通讯研讨会及展览会上,光芯片的中枢供应商博通就一经官宣了200G EML光芯片的量产。
在张驰看来,天然刻下光芯片产业的发展照实有勾引力,但动作投资东说念主,他并不会选择投资更多的光模块公司。
“中国在全球前十的光模块公司中占据了七席,除华为除外的六家皆在A股上市,市集限度一经填塞大,竞争也非常热烈,当今主要在拼价钱和利润,属于红海市集,投资契机主要衔尾在更上游的顺次。”张驰示意。他同期称:“A股炒的这些东西(光模块)就枯燥味,皆炒得那么高。”
他所指的更上游的顺次,就是光芯片范围。与电芯片不同,光芯片的研发并不十足依赖于先进的制造工艺,而是更侧重于材料的创新与专揽、封装技巧以及器件集成度等方面的纰漏。
“光芯片对结构的条目较低,不需要高端光刻机的补助来完成,主要如故工艺和想象,还有陶冶,制程皆是一两百纳米或者九十纳米,一经很低了。”张驰告诉记者。
在张驰看来,在模块之上,是光芯片和电芯片,这两个范围才值得插足,亦然推动国产化的盘曲。同期,由于光芯片的下一代产物技巧触及硅、锗、铌酸锂等材料的异构集成,因此材料端也具有投资价值。但面前国内在材料方面布局的企业还很少。尤其在硅光芯片范围,国内粗略生产的企业不到五家,能实在推分娩物的可能唯一两三家,卑鄙专揽的测试也在进行中,行业的技巧门槛颠倒高。
“明天中好意思商业政策的变化可能会对国内光模块市集产生压力,这亦然推动上游国产化的能源方位。行业中照实存在对明天风险的预期,全球一致觉得要加速中枢部件的技巧纰漏。”张驰说。
刘秋君亦向记者示意,光模块动作我国在全球有比较上风且暂时没被出口松手的细分产业直收受益AI驱动,但高端光芯片范围我国莫得上风,从自主可控角度上来看,需要国产化率的连接升迁,方能开脱被国外政策突发的制裁“卡脖子”的风险。
“一是拓宽融资渠说念,撬动更多社会老本投资布局光芯片;二是饱读动企业并购整合,升迁产业链掌控才调;三是专揽牵引,救助主干企业发展壮大。”在谈及中国光芯片企业应如何颐养发展战术,才能在明天五年中获取更多市集份额时,马晓凯如是告诉记者。