>> 東興證券-通信光互聯(lián)行業(yè)報告：CW激光器重構(gòu)全球光芯片產(chǎn)業(yè)格局，IDM模式構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈壁壘-260422
| 上傳日期： |
2026/4/22 |
大?。?/td>
| 2462KB |
| 格式： |
pdf 共36頁 |
來源： |
東興證券 |
| 評級： |
看好 |
作者： |
石偉晶 |
| 行業(yè)名稱： |
通信 |
| 下載權(quán)限： |
無限制-登錄即可下載 |
|
|
投資摘要：
面對光互聯(lián)行業(yè)硅光發(fā)展趨勢，本篇報告詳細研究激光器芯片技術(shù)原理，CW激光器在硅光產(chǎn)品中的功能定位與價值量，激光器芯片設計與制造難點，產(chǎn)業(yè)鏈壁壘等系列問題。我們認為，國內(nèi)外企業(yè)最新CW激光器產(chǎn)品不存在代際差距，國產(chǎn)替代將重構(gòu)全球光芯片產(chǎn)業(yè)格局。
技術(shù)路徑分化趨勢清晰，CW激光器成為硅光架構(gòu)重要配置。數(shù)據(jù)中心下游scale up網(wǎng)絡的發(fā)展，成為CPO/NPO等新興光互聯(lián)技術(shù)重要的應用場景；而CPO/NPO的規(guī)?；瘧脤Ⅱ?qū)動硅光架構(gòu)有望成為光互聯(lián)行業(yè)主流技術(shù)路徑。對于硅光光互連產(chǎn)品，BOM結(jié)構(gòu)重構(gòu)，原有的分立調(diào)制器與大量無源光器件被集成為一顆硅光芯片（PIC），PCB與機構(gòu)件也被大幅簡化；由于硅材料本身發(fā)光效率低，難以直接實現(xiàn)高效光發(fā)射。當前外置CW（連續(xù)波）光源成為硅光光模塊的主流方案。
激光器芯片市場增速陡峭，2030年市場或?qū)⒊^200億美元。Scale up網(wǎng)絡要求實現(xiàn)超高帶寬、超低延遲。光互聯(lián)成為支撐萬億級大模型與高實時性應用的關(guān)鍵解決方案。在此技術(shù)趨勢下，全球激光器芯片市場規(guī)模或?qū)⒂?024年的26億美元增長至2030年229億美元，年復合增長率為44.1%。其中數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域貢獻主要增量，2024年市場規(guī)模16億美元，預計2030年達到211億美元，年復合增長率高達53.4%。
CW激光器芯片功能定位：大功率分路供能，實現(xiàn)降本及簡化封裝。硅光模塊所用的CW光源，是以大功率DFB激光器作為獨立外置光源，單獨配置在PIC之外，輸出的連續(xù)光通過波導結(jié)構(gòu)導入PIC，由硅光平臺上的調(diào)制器完成信號調(diào)制。相比EML芯片，CW激光芯片由于專注于穩(wěn)定光生成，無需集成調(diào)制器，設計難度有所降低。硅光架構(gòu)下，用少量幾顆大功率CW激光器“分路”供能，同樣速率光模塊產(chǎn)品所需激光器芯片數(shù)量將減少，盡管單個高功率激光器價值提升，但單個產(chǎn)品中的整體價值將有所下降，實現(xiàn)節(jié)省成本和簡化封裝。
CW激光器設計：材料特性與波導結(jié)構(gòu)是性能優(yōu)化的關(guān)鍵。在CW激光器芯片設計階段，有源區(qū)材料體系的選擇對激光器性能，尤其是高溫性能，起決定性作用。目前有兩種主流有源區(qū)材料：InGaAlAs（鋁鎵銦砷）和InGaAsP（銦鎵砷磷）。InGaAlAs（鋁鎵銦砷）高溫工作性能較好，但外延生長和后續(xù)工藝（特別是掩埋再生長）難度更大。除了有源區(qū)材料體系，光波導結(jié)構(gòu)設計同樣影響激光器性能。光波導制作利用光刻技術(shù)定義微米級光波導結(jié)構(gòu)，以在激光器芯片內(nèi)形成光傳輸通道。目前，掩埋型異質(zhì)結(jié)（BH）和脊型波導（RWG）是業(yè)內(nèi)兩種主流的波導結(jié)構(gòu)設計。脊型波導RWG制造較簡單但光限制效率較低；埋入異質(zhì)結(jié)構(gòu)提供更好的光限制和更高輸出功率但需要更復雜的制造步驟。
激光芯片制造價值鏈：外延生長與光柵工藝具有技術(shù)壁壘及產(chǎn)能瓶頸?，F(xiàn)階段，激光器芯片企業(yè)主要采用IDM垂直整合制造模式，價值鏈覆蓋研發(fā)、晶圓制造、芯片加工、封裝及測試等環(huán)節(jié)。IDM模式下，高端激光器芯片附加值較高，毛利率超過50%。外延生長是激光器芯片設計及制造的核心工藝。在生產(chǎn)制造中，每臺MOCVD機器的每批產(chǎn)品都必須對每個客戶和應用進行單獨認證，這在擴大生產(chǎn)規(guī)模時形成顯著的擴產(chǎn)瓶頸。光柵工藝同樣是激光器芯片晶圓制造重要環(huán)節(jié)。電子束寫入光柵圖案一次只能寫入一片，同樣存在產(chǎn)能擴展瓶頸
國內(nèi)外企業(yè)同步研發(fā)高功率CW激光器芯片，不存在代際差距?，F(xiàn)階段激光器芯片市場頭部企業(yè)主要為美日企業(yè)，包括Lumentum、Coherent、住友電工、三菱電機、博通五家公司。受益于中國政府及頭部企業(yè)積極投資光芯片領(lǐng)域以及全球市場的高增長紅利，中國光芯片產(chǎn)業(yè)迎來加速發(fā)展。為滿足NPO及CPO等新型封裝技術(shù)，國內(nèi)外企業(yè)同步研發(fā)150mW、300mW及400mW型號在內(nèi)的高功率CW激光器芯片，雙方產(chǎn)品不存在代際差距。2025年海外廠商Coherent推出400 mWCW激光器。從商業(yè)化節(jié)奏看，Coherent表示該產(chǎn)品在2025年進入工程樣品階段，并預計于2026年第三季度進入批量生產(chǎn)和全面供貨。2025年國內(nèi)頭部企業(yè)源杰科技同樣前瞻研發(fā)300mW等高功率的CW光源，產(chǎn)品性能處于良率優(yōu)化階段，達到國際先進水平。商業(yè)化進展方面，2026年該產(chǎn)品處于研發(fā)及客戶驗證階段。
投資策略：
過往美日企業(yè)占據(jù)光芯片產(chǎn)業(yè)主要市場份額，但硅光架構(gòu)為國內(nèi)激光器芯片廠商提供彎道超車的機會。我們認為，國內(nèi)光芯片企業(yè)有望受益于光互聯(lián)市場總量增長、硅光架構(gòu)CW激光器結(jié)構(gòu)性機會、國產(chǎn)份額提升三重機遇，看好光互聯(lián)激光芯片產(chǎn)業(yè)方向，相關(guān)標的：
光模塊、CPO/NPO：中際旭創(chuàng)、新易盛、天孚通信、東山精密、華工科技、光迅科技；
光芯片：源杰科技、東山精密、仕佳光子、長光華芯、永鼎股份、兆馳股份、威騰電氣。
風險提示：（1）光互聯(lián)產(chǎn)品硅光滲透率提升緩慢；（2）高端CW激光器產(chǎn)品量產(chǎn)困難；（3）地緣政治與貿(mào)易管制風險。
|
|
