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光芯片持续爆发!AI浪潮下国产替代加速 龙头强者恒强

时间:2022-10-24 23:48:33

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光芯片持续爆发!AI浪潮下国产替代加速 龙头强者恒强

受益于全球数据量快速增长,光通信逐渐崛起。同时,伴随AI的高速发展,光模块和光芯片的产能将需要倍数的提升。

光通信是以光信号为信息载体,以光纤作为传输介质,光芯片实现电光转换,将信息以光信号的形式进行信息传输的系统。

国家近年来发布了一系列相关政策,对上游光芯片、光模块等产品提出要求。#光模块##光芯片##光通信#

数据中心交换芯片吞吐量不断提升,带动光模块速率不断迭代:

光模块行业已经经历了几十年的发展,光子集成技术的产业体系初步形成,推动了光芯片产业的高速发展。

光芯片在降低光纤损耗等方面发挥了重要作用,在新兴领域方面具有巨大的发展潜力。

随着光通信需求的增长,光通信芯片需求正在快速增长。ICC预计,中国高速率光芯片市场空间有望达到30.22亿美元,2025年有望达到43.4亿美元。同时中国在全球光通信芯片市场的占比有望持续提升。

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资料来源:iCC

光芯片行业概览

光芯片主要用以实现光电信号转换,是光通信系统的核心。

光通信传输过程中,发射端将电信号转换成激光信号,然后调制激光器发出的激光束,通过光纤传递,在接收端接收到激光信号后再将其转化为电信号,经调制解调后变为信息,其中需要光芯片来实现电信号和光信号之间的相互转换。

光芯片作为实现光电信号转换的基础元器件,其性能直接决定了光通信系统的传输效率。

其广泛应用于5G前传、光接入网络、城域网和数据中心等场景,处于光通信领域的金字塔尖。

在光纤接入、4G/5G 移动通信网络和数据中心等网络系统中,光芯片都是决定信息传输速度和网络可靠性的关键。

在电信市场,5G移动通信网络具备更高带宽及更低时延的特点,各级光传输节点间的光端口速率提升较大,因此这对光模块提出了更高的速率承载要求。

在5G承载方面,25/50/100Gb/s新型高速光模块在前传、中传和回传接入层将逐渐导入,其回传汇聚和核心层将引入N×100/200/400Gb/s高速光模块,高速光模块将进一步推动高速率光芯片市场景气度上升。由于其应用场景、成本等因素的不同,5G光模块在调制方式、传输距离、封装方式等各个方面都存在差异化解决方案。

根据LightCounting预测,全球电信侧光模块市场前传、(中)回传和核心波分市场规模在2025年有望达到5.88亿、2.48亿、25.18亿美元。

电信市场的持续发展,或将推动电信侧光芯片应用需求的上升。

光芯片产业链

从整个光通信产业链角度看,光芯片与电芯片、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。

光芯片产品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应用。

光芯片产业链:

资料来源:源杰科技

根据中际旭创披露光模块成本构成,芯片成本占60-70%(光芯片及组件占50%,比重最大;电芯片成本占15%),人工和其他成本占23%。

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。

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激光器芯片按出光结构可进一步分为面发射芯片和边发射芯片,面发射芯片包括VCSEL 芯片,边发射EEL芯片包括FP、DFB 和EML 芯片;探测器芯片,主要有PIN 和APD 两类。#5月财经新势力#

激光器芯片按照材料体系划分,可以分为砷化镓GaAs和磷化铟Inp两套材料体系。

资料来源;源杰科技

光芯片竞争格局

光芯片是光通信技术壁垒最高的环节之一。

2.5G及以下光芯片:主要应用于光纤接入市场,国内光芯片企业已经占据主要市场份额。

10G光芯片:主要应用在光纤接入市场、移动通信网络市场和数据中心市场。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。

25G及以上光芯片:主要应用于移动通信网络市场和数据中心市场,包括25G、50G、100G激光器及探测器芯片。

根据ICC统计,25G光芯片的国产化率约20%,但25G以上光芯片的国产化率仍较低约5%

供给端,海外光芯片厂商具备先发优势,目前我国高端光芯片产品对海外依赖程度较高。

我国光芯片产业参与者主要包括海外头部光通信厂商、国内专业光芯片厂商及国内综合光芯片模块厂商。

海外头部光通信厂商:三菱电机、住友电工、马科姆(MACOM)、朗美通(Lumentum)、应用光电(AOI)、博通(Broadcom)等。

国内专业光芯片厂商:源杰科技、武汉敏芯、中科光芯、雷光科技、光安伦、云岭光电等。

国内综合光芯片模块厂商或拥有独立光芯片业务板块厂商:光迅科技、海信宽带、索尔思、三安光电、仕佳光子等。

全球10G DFB激光器芯片市场份额:

从竞争格局和产品布局看,以住友电工、马科姆(MACOM)、博通(Broadcom)为代表的欧美日综合光通信企业在高速率光芯片市场占据主导地位,而中国厂商在中低速率芯片市场占据优势,国产化率较高,但高速光芯片仍存在差距。

光芯片竞争格局及主要代表厂商:

光芯片的下游客户主要是光模块、光传输系统设备厂商。最终客户以电信运营商和互联网、云计算厂商为主。光芯片产品的导入需要和光模块厂商紧密配合。

根据LightCounting报告,从到,国产光模块全球市场份额持续提升,到国产光模块全球份额超过50%。

LightCounting 发布的全球TOP 10光模块供应商名单,前7名中有5家中国企业。

来源:LightCounting

在 OFC 展会上,中际旭创、新易盛、联特科技等国内厂商均推出了800G和1.6T光模块。国内丰富的下游客户资源,有利于我国光芯片产品的迭代升级和产品导入。国产光模块厂商在产能布局、工程师红利等方面具有明显优势,未来全球市场份额有望持续提高。

国内运营商加快推进400G ONT骨干网测试入网,这为薄膜铌酸锂调制器提供了加速产业化的历史机遇。运营商继续推动千兆用户增长并开始推广FTTR业务,有望推动非对称PLC芯片需求快速增长。

整体来看,当前10G及以下国产光芯片已经取得了较高的全球市场份额。但是10G 1577 EML,25G及以上光芯片等高端产品的市场占有率还很低。目前国产光芯片主要应用场景以电信市场为主。国产25G DFB光芯片有望批量应用于100G及以上光模块市场,进入高端数通光芯片市场。

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