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光芯片行業(yè)國外起步較早技術(shù)領先，國內(nèi)政策扶持推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2022-12-16

光通信指的是以光纖為載體傳輸光信號的大容量數(shù)據(jù)傳輸方式，通過光芯片和傳輸介質(zhì)實現(xiàn)對光的控制。20 世紀 60 年代，激光器芯片技術(shù)和低損耗光纖技術(shù)出現(xiàn)，激光器芯片材料和結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展，逐步實現(xiàn)對激光運行波長、色散問題、光譜展寬等的控制。

經(jīng)過結(jié)構(gòu)設計、組件集成和生產(chǎn)工藝的改進，目前 EML 激光器芯片大規(guī)模商用的最高速率已達到 100G，DFB 和 VCSEL 激光器芯片大規(guī)模商用的最高速率已達到 50G。在不斷滿足高帶寬、高速率要求的同時，光芯片的應用逐漸從光通信拓展至包括醫(yī)療、消費電子和車載激光雷達等更廣闊的應用領域。

①歐美日國家光芯片行業(yè)起步較早、技術(shù)領先

光芯片主要使用光電子技術(shù)，海外在近代光電子技術(shù)起步較早、積累較多，歐美日等發(fā)達國家陸續(xù)將光子集成產(chǎn)業(yè)列入國家發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，其中，美國建立“國家光子集成制造創(chuàng)新研究所”，打造光子集成器件研發(fā)制備平臺；歐盟實施“地平線 2020”計劃，集中部署光電子集成研究項目；日本實施“先端研究開發(fā)計劃”，部署光電子融合系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)項目。海外光芯片公司擁有先發(fā)優(yōu)勢，通過積累核心技術(shù)及生產(chǎn)工藝，逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)閉環(huán)，建立起較高的行業(yè)壁壘。

海外光芯片公司普遍具有從光芯片、光收發(fā)組件、光模塊全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋能力。除了襯底需要對外采購，海外領先光芯片企業(yè)可自行完成芯片設計、晶圓外延等關鍵工序，可量產(chǎn) 25G 及以上速率光芯片。此外，海外領先光芯片企業(yè)在高端通信激光器領域已經(jīng)廣泛布局，在可調(diào)諧激光器、超窄線寬激光器、大功率激光器等領域也已有深厚積累。

②國內(nèi)光芯片以國產(chǎn)替代為目標，政策支持促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展

國內(nèi)的光芯片生產(chǎn)商普遍具有除晶圓外延環(huán)節(jié)之外的后端加工能力，而光芯片核心的外延技術(shù)并不成熟，高端的外延片需向國際外延廠進行采購，限制了高端光芯片的發(fā)展。以激光器芯片為例，我國能夠規(guī)模量產(chǎn) 10G 及以下中低速率激光器芯片，但 25G 激光器芯片僅少部分廠商實現(xiàn)批量發(fā)貨，25G 以上速率激光器芯片大部分廠商仍在研發(fā)或小規(guī)模試產(chǎn)階段。整體來看高速率光芯片嚴重依賴進口，與國外產(chǎn)業(yè)領先水平存在一定差距。

我國政府在光電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)進行重點政策布局，2017 年中國電子元件行業(yè)協(xié)會發(fā)布《中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖（2018-2022 年）》，明確 2022年 25G 及以上速率 DFB 激光器芯片國產(chǎn)化率超過 60%，實現(xiàn)高端光芯片逐步國產(chǎn)替代的目標。國務院印發(fā)“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，要求做強信息技術(shù)核心產(chǎn)業(yè)，推動光通信器件的保障能力。