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浅析国产光芯片行业发展现状

  • November 10. 2020

光芯片作为光模块的核心元件,而且在光模块的成本结构中,光芯片的价值含量最高,占物料成本的30%-50%左右,一些高速率光芯片甚至能占到60%。光芯片一般是由化合物半导体材料(InP系和GaAs系等)所制造,通过内部能级跃迁过程伴随的光子的产生和吸收,进而实现光电信号的相互转换。光芯片的速率越高,研发、量产的难度也就越高。接下来易天光通信通过本篇文章(ETU-LINK)跟大家谈谈国产光芯片行业发展现状。



由于近年来,国际局势不稳,国外断供国内芯片的事件频频发生,国产替代也便成为了近年国内半导体业界的热门话题。据数据显示,国内通信设备占全球份额40%-70%,但光模块只有约19%,至于上游光芯片只不到1%。


目前国产光芯片仍以中低端为主,国内已经实现10Gb/s的激光器量产,25Gb/s激光器也接近成熟,而采用PAM4技术实现带宽调制的200G以上高速率光模块所需的DSP(数字信号处理芯片)还要进口。


不过,值得庆幸的是国内部分光模块龙头企业的速光模块工程技术研究中心表示,在50G/400G等PAM4光模块产品已经实现了较大突破,已先后推出了50G QSFP28 PAM4 LR、400G QSFP-DDSR8等产品,后续50G QSFP28 BIDI/ER以及400G QSFP-DD DR4/FR4也将陆续发布。


由于国外芯片的供应的不稳定性,部分国内光模块制造企业已开始布局自研器件。中美贸易问题愈演愈烈,以及美国限制华为中兴采购美国零件等,都将推动国产芯片的投入力度。华为投资18亿扩建海思光工厂就是一个很好的例子。


虽然,国产中低端光芯片技术已经相对成熟,但在高端芯片技术上的缺失,是国内高速率光模块制造行业的一大痛点。高速率光模块厂商对芯片厂家的需求主要集中在性能、可靠性、价格和供货能力等,对于中低端芯片更注重价格和供货能力,而对于高端芯片则更看重性能。所以高端芯片的性能稳定性和量产能力将成为国产高端芯片的主要挑战。


光芯片的稳定性和量产能力取决于设备的精度、参数,人的经验,资本的投入。光芯片设备投资大,没有资本力量介入单靠一家公司很难投入研发与生产。不过,国内人才引进环境与政策都比较好,而且也可以在境外设立研究所,但最主要的问题还是设备投入资金过大。


现阶段国内光模块制造及芯片制造企业面临着资本、技术、设备、调试等各种问题,国产高端芯片量产目前看来还遥遥无期。但是国际环境的动荡恰好给国内相关企业带来了很好的机遇,相关企业都在顺应趋势开始布局自主研发,为我们赶上国外先进技术水平打下基础。

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