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光模块产业链梳理系列二:光芯片环节.docx
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光模块产业链梳理系列二:光芯片环节.docx
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光模块产业链梳理系列二:光芯片环节
B 低速率芯片 100%自供,25G vcsel 芯片已量产,且硅光芯片研发进度行业领先,
自有光芯片有望显著降低公司光器件、光模块生产成本。
仕佳光子:由无源光芯片向 DFB 芯片拓展,积极拓展数通市场份额。公司聚焦
光通信行业,主营业务覆盖光芯片及器件、室内光缆、线缆材料三大板块,主要
产品包括 PLC 分路器芯片系列产品、AWG 芯片系列产品、DFB 激光器芯片系列
产品、光纤连接器等。公司产品主要应用于骨干网和城域网、光纤到户、数据中
心、4G/5G 建设等,成功实现了部分光芯片产品的国产化和进口替代。同时,公
司在光芯片及器件产品及 DFB 激光器的新应用场景方面持续加大研发投入,
2023 上半年,公司重点对 400G/800G 光模块用 AWG、平行光组件、连续波高功
率激光器等芯片及组件,相干通讯用超宽带密集波分复用 AWG 等关键技术持续
攻坚,现已实现客户验证及小批量出货。
长光华芯:自主研发芯片达到国际先进水平,横向拓展光通信领域。公司致力
于高功率半导体激光器芯片、高效率激光雷达与 3D 传感芯片、高速光通信
半导体激光芯片及器件和系统的研发、生产和销售。产品广泛应用于:工业激光
器泵浦、激光先进制造装备、生物医学美容、高速光通信、机器视觉与传感等。
当前,公司的 VCSEL 芯片产品包含 PS、TOF、SL 系列、波长涵盖 808nm、
850nm、940nm,电光转换效率最高可达 60%以上。近期,公司发布最新 56G
PAM4 EML 光通信芯片,进入光芯片高端市场,开启广阔增长空间。
华西股份:参股索尔思光电,高速率研发能力与量产能力领先。公司参股索尔
思光电,布局研发超高速的光芯片,800G 光模块产品已经小规模交付,56G eml
光芯片技术实力国内领先。索尔思集激光器及检测器芯片制造、光组件生产、光
模块设计和组装测试于一体,是一家全球领先、提供创新且可靠的光通信技术的
供应商,其解决方案和产品被广泛应用于数据中心、城域网和接入网的通讯与数
据连接。目前公司已经有超过 90%以上的产品在使用自研光芯片,包括最新量
产的 800G 产品。
华工科技:参股云岭光电,进行产业链上游战略布局。华工科技是云岭光电的发
起设立人,云岭光芯片产品从最早的 10G、25G 向 56G、112G 不断迭代,技术
水平已处于国内领先地位。目前云岭的光芯片基本上全部覆盖无线到接入网到数
据中心领域,是国内首家通过国内头部厂商认证的。云岭作为华工科技在产业链
上游的战略布局企业,将快速发展成为行业领先的光芯片制造企业,也会给公司
带来成本和产业链安全等方面的正向支持,构筑公司在光联接及无线联接业务方
面的核心竞争力。当前,公司研发生产拥有自主知识产权的全国产化 25Gb/s 光
芯片,已通过国内国际通信巨头严苛的可靠性测试,并进入商用量产阶段,公司
50Gb/s 芯片正在给客户送样、测试中。
北京通美:深耕半导体材料,Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体衬底材料行业全球领先。公
司为全球范围内少数产品可以应用于高端市场的 III-V 族化合物半导体衬底企
业之一,主要从事磷化铟衬底、砷化镓衬底、锗衬底、PBN 材料及其他高纯材
料的研发、生产和销售,其产品在 5G 通信、数据中心、新一代显示、人工智
能、无人驾驶、可穿戴设备、航天等领域具有广阔的应用空间。主要客户为美国、
欧洲、中国大陆及中国台湾地区上市公司,公司与主要竞争对手 Sumitomo、JX、
Freiberger 同处于全球 III-V 族化合物半导体材料行业第一梯队,未来随着半导
体产业链逐步向境内转移,以及 5G 通信、数据中心、新一代显示等下游产业
的不断成熟,公司有望在新一轮产业周期中把握新兴市场发展机遇,成为全球
III-V 族化合物半导体衬底材料的龙头企业。
投资建议:光芯片作为光模块的基础部件,其性能直接决定了光通信系统的传输
效率,有望与 800G 光模块迎来高景气共振。在光芯片领域,我们重点推荐光
迅科技,建议关注源杰科技、仕佳光子、长光华芯(电子组覆盖)、华西股份
(非银组覆盖)、华工科技(电子组覆盖)、北京通美(未上市)等。
风险提示:市场竞争加剧风险、技术更新风险、下游光模块市场需求增长不
及预期风险、产能建设不及预期风险。
一、光模块产业链梳理光模块产业链包括上游光芯片、光有源器件、光无源器件等环节,本篇报告以光模块的下游模块
封装环节为主要切入点,研究光模块封装环节的主要上市公司。
二、光芯片为光通信核心环节,国产替代加速推进
1、光芯片处于光通信核心地位,直接决定信息传输速率
高速 光芯片是 现 代高速通 讯 网络的核 心之一。随着全球信息互联规模的不断扩大,纯电子信息运算与传输能力以无法满足现
有需求,光电信息技术作为冉冉升起的新星走进大众视野。光通信是以光信号为信息载体,以光纤作为传输介质,通过电光
转换,以光信号进行传输信息的系统。光通信系统传输信号过程中,发射端通过激光器芯片进行电光转换,将电信号转换为
光信号 , 经过光 纤 传输至 接 收端, 接 收端通 过 探测器 芯 片进行 光 电转换 , 将光信 号 转换为 电 信号。 而 在光纤 接 入、4G/5G
移动通信网络和数据中心等网络系统里,光芯片都是决定信息传输速度和网络可靠性的关键。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应用。实现光电信号转换的光芯片直接决定了光通信系统的传输效率
和可靠性。
光芯 片是半导 体 领域中的 光 电子器件 核心元件 。光电子器件是半导体的重要分类,其技术代表着现代光电技术与微电子技术
的前沿研究领域,其发展对光电子产业及电子信息产业具有重大影响。光芯片是实现光转电、电转光、分路、衰减、合分波
等基础光通信功能 的 芯片 ,是 光 器件 和光 模块 的 核心 。光 芯片 的 制造 材料 一般 以 化合 物居 多 ,主 要包 括五 大 系列 : InP 系 列 、
GaAs 系列、Si/SiO2 系列、SiP 系列以及 LiNb O3 系列。
光芯 片 类 型 多 样 ,应用 领 域 不 同 。光芯片的分类主要按照光器件的分类分为光有源器件芯片和光无源器件芯片。有源光芯片
按应用情况分为激光器光芯片和探测器光芯片,主要包括 FP、DFB、EML、VCSEL、PIN 以及 APD 芯片; 无源光芯片主要
包括 PLC 和 AWG 芯片。激光器芯片概况如下:
▪ FP 芯片:一种边发射激光器芯片,适用于中短距场景
▪
DFB 芯片:是在原始的 FP 激光器上加工出光栅,实现更精准的波长选择,输出波长精度较高。DFB 芯片的发光角较小,能
够实现更高效的光路耦合,因此在中长距离应用较多,成本相对适中
▪
▪
VCSEL 芯片:成本最低的芯片种类,代价是发光的角度较大,一般配合比较粗的多模光纤使用,但是多模光纤价格较高,考
虑系统总成本,一般在短距离场景下应用
▪
▪
EML 芯片:EML 芯片是成本最高的芯片种类之一,由一颗发射芯片(可以是 DFB/DBR 等)加外吸收调制器构成。在工作时,
激光器芯片始终处于发光状态,通过控制吸收芯片的开关,控制 EML 激光器的信号输出
▪
不同类 型 光 芯 片 所 采 用 的 原 料 不 同 , 特征存在较大差异。光芯片企业通 常 采 用 三五族化合物磷化铟 (InP) 和砷化镓 (GaAs)
作为芯片的衬底材料,相关材料具有高频、高低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点,符合高频通信的特点,因而在光
通信芯片领域得 到 重要 应用 。其 中, 磷化 铟(InP) 衬底用 于 制作 FP、DFB、EML 边发射光器 片 和 PIN、APD 探测器芯片 ,
主要应用于电信、数据中心等中长距离传输;砷化镓 (GaAs)衬底用于制作 VCSEL 发射激光器芯片,主要应用于数据中心短
距离 传 输 、3D 感测等领域。 经 过结构设计、组件集成和生产工艺的改进 , 目 前 EML 激光器芯片大规模商用的最高速率已
达到 100G,DFB 和 VCSEL 激光器芯片大规模商用的最高速率已达到 50G。在不断满足高带宽、高速率要求的同时,光
芯片的应用逐渐从光通信拓展至包括医疗、消费电子和车载激光雷达等更广阔的应用领域。
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