光芯片可以进一步组装加工成光电子器件,再集成到光通信设备的收发模块实现广泛运用。在对高速传输需求不断提升背景下,25G及以上高速率光芯片市场增长迅速。数据显示,2019年至2021年,高速率光芯片增速较快,25G以上速率光模块所利用的光芯片占比逐渐扩大,整体市场空间将从13.56亿美元增长至19.13亿美元,年均复合增长率将达到18.8%。估量2022年高速率光芯片市场规模将达到23.06亿美元。
数据来源:LightCounting、中商家当研究院整理
光芯片行业未来发展趋势

1.光传感运用领域的拓展,为光芯片带来更多的市场需求
光芯片在消费电子市场的运用领域不断拓展。目前,智能终端方面,已利用基于3DVCSEL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,智能穿着设备正在开拓基于激光器芯片及硅光技能方案,实现康健医疗的实时监测。同时,随着传统乘用车的电动化、智能化发展,高等别的赞助驾驶技能逐步遍及,核心传感器件激光雷达的运用规模将会增大。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。
(2)下贱模块厂商布局硅光方案,大功率、小发散角、宽事情温度DFB激光器芯片将被广泛运用
随着电信骨干网络和数据中央流量快速增长,更高速率光模块的市场需求不断凸显。传统技能紧张通过多通道方案实现100G以上光模块速率的提升,然而随着数据中央、核心骨干网等场景进入到400G及更高速率时期,单通道所需的激光器芯片速率哀求将随之提高。以400GQSFP-DDDR4硅光模块为例,须要单通道激光器芯片速率达到100G。在此背景下,利用CMOS工艺进行光器件开拓和集成的新一代硅光技能成为一种趋势。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上风,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,硅光技能利用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。硅光方案利用的大功率激光器芯片,哀求同时具备大功率、高耦合效率、宽事情温度的性能指标,对激光器芯片哀求更高。
(3)磷化铟(InP)集成光芯片方案是知足下一代高性能网络需求的主要发展方向
为知足电信中长间隔传输市场对光器件高速率、高性能的需求,现阶段广泛运用基于磷化铟(InP)集成技能的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,供应更高的传输速率和更大的输出功率。此外,下一代数据中央运用400G/800G传输速率方案,传统DFB激光器芯片短期内无法同时知足高带宽性能、高良率的哀求,需考虑采取EML激光器芯片以实现单波长100G的高速传输特性。
同时,随着运用于数据中央间互联的波分相关技能遍及,基于磷化铟(InP)集成技能的光芯片由于具备紧凑小型化、高密集成等特点,可运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,其运用规模将进一步的提升。
(4)中美贸易摩擦加快入口替代进程
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定。由于高端光芯片技能门槛高,我国核心光芯片的国产化率较低,紧张依赖入口。根据《中国光电子器件家当技能发展路线图(2018-2022年)》,10G速率以下激光器芯片国产化率靠近80%,10G速率激光器芯片国产化率靠近50%,但25G及以上高速率激光器芯片国产化率不高,海内企业紧张依赖于美日领先企业入口。在中美贸易关系存在较大不愿定的背景下,海内企业开始测试并验证海内的光芯片产品,寻求国产化替代,将促进光芯片行业的自主化进程。
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