光芯片行业未来发展趋势分析报告
思瀚产业研究院 源杰科技    2023-12-12

（1）光传感应用领域的拓展，为光芯片带来更多的市场需求

光芯片在消费电子市场的应用领域不断拓展。目前，智能终端方面，已使用基于 3D VCSEL 激光器芯片的方案，实现 3D 信息传感，如人脸识别。根据Yole 的研究报告，医疗市场方面，智能穿戴设备正在开发基于激光器芯片及硅光技术方案，实现健康医疗的实时监测。

同时，随着传统乘用车的电动化、智能化发展，高级别的辅助驾驶技术逐步普及，核心传感器件激光雷达的应用规模将会增大。基于砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP）的光芯片作为激光雷达的核心部件，其未来的市场需求将会不断增加。思瀚发布《2023-2028年中国光芯片行业市场现状及投资发展趋势预测报告》

（2）下游模块厂商布局硅光方案，大功率、小发散角、宽工作温度 DFB激光器芯片将被广泛应用

随着电信骨干网络和数据中心流量快速增长，更高速率光模块的市场需求不断凸显。传统技术主要通过多通道方案实现 100G 以上光模块速度的提升，然而随着数据中心、核心骨干网等场景进入到 400G 及更高速率时代，单通道所需的激光器芯片速率要求将随之提高。以 400G QSFP-DD DR4 硅光模块为例，需要单通道激光器芯片速率达到 100G。在此背景下，利用 CMOS 工艺进行光器件开发和集成的新一代硅光技术成为一种趋势。

硅光方案中，激光器芯片仅作为外置光源，硅基芯片承担速率调制功能，因此需将激光器芯片发射的光源耦合至硅基材料中。凭借高度集成的制程优势，硅基材料能够整合调制器和无源光路，从而实现调制功能与光路传导功能的集成。例如 400G 光模块中，硅光技术利用 70mW 大功率激光器芯片，将其发射的大功率光源分出 4 路光路，每一光路以硅基调制器与无源光路波导实现100G 的调制速率，即可实现 400G 传输速率。硅光方案使用的大功率激光器芯片，要求同时具备大功率、高耦合效率、宽工作温度的性能指标，对激光器芯片要求更高。

（3）磷化铟（InP）集成光芯片方案是满足下一代高性能网络需求的重要发展方向

为满足电信中长距离传输市场对光器件高速率、高性能的需求，现阶段广泛应用基于磷化铟（InP）集成技术的 EML激光器芯片。随着光纤接入 PON市场逐步升级为 25G/50G-PON方案，基于激光器芯片、半导体光放大器（SOA）的磷化铟集成方案，如 DFB+SOA和 EML+SOA，将取代现有的分立 DFB激光器芯片方案，提供更高的传输速率和更大的输出功率。

此外，下一代数据中心应用 400G/800G传输速率方案，传统 DFB激光器芯片短期内无法同时满足高带宽性能、高良率的要求，需考虑采用 EML激光器芯片以实现单波长 100G的高速传输特性。

同时，随着应用于数据中心间互联的波分相干技术普及，基于磷化铟（InP）集成技术的光芯片由于具备紧凑小型化、高密集成等特点，可应用于双密度四通道小型可插拔封装 （QSFP-DD）等更小型端口光模块，其应用规模将进一步的提升。

（4）中美贸易摩擦加快进口替代进程，给我国光芯片企业带来增长机遇

近年来中美间频繁产生贸易摩擦，美国对诸多商品征收关税，并加大对部分中国企业的限制。由于高端光芯片技术门槛高，我国核心光芯片的国产化率较低，主要依靠进口。根据《中国光电子器件产业技术发展路线图（2018-2022年）》，10G 速率以下激光器芯片国产化率接近 80%，10G 速率激光器芯片国产化率接近 50%，但 25G 及以上高速率激光器芯片国产化率不高，国内企业主要依赖于美日领先企业进口。

在中美贸易关系存在较大不确定的背景下，国内企业开始测试并验证国内的光芯片产品，寻求国产化替代，将促进光芯片行业的自主化进程。

思瀚发布《2023-2028年中国光芯片行业市场现状及投资发展趋势预测报告》