1、硅光子概述
根據觀(guān)研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國硅光子行業(yè)發(fā)展趨勢分析與未來(lái)前景預測報告（2024-2031年）》顯示，硅光子技術(shù)是利用硅和硅基襯底材料（如 SiGe/Si、SOI 等）作為光學(xué)介質(zhì)，通過(guò)集成電路工藝來(lái)制造相應的光子器件和光電器件（包括硅基發(fā)光器件、調制器、探測器、光波導器件等），這些器件用于對光子的激發(fā)、處理和操縱，在光通信、光傳感、光計算等領(lǐng)域有著(zhù)較強的應用潛力，特別是作為光通信技術(shù)，有望充分受益于A(yíng)IGC的發(fā)展，硅光子技術(shù)在數據中心中芯片側的OIO、設備側CPO、設備間光模塊以及數據中心間的相干光通信都有望迎來(lái)進(jìn)一步發(fā)展，市場(chǎng)前景廣闊。
硅光子應用場(chǎng)景
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2、光模塊時(shí)代加速到來(lái)，硅光子市場(chǎng)滲透率有望提升
數據中心硬件設備需求增長(cháng)與技術(shù)升級持續促進(jìn)光模塊市場(chǎng)發(fā)展，其中AI快速發(fā)展進(jìn)一步拉動(dòng)算力需求，光通信網(wǎng)絡(luò )是算力網(wǎng)絡(luò )的重要基礎和堅實(shí)底座，光模塊作為光纖通信中負責實(shí)現電/光信號轉換的核心組件，整體光模塊產(chǎn)業(yè)鏈有望充分受益AI算力發(fā)展。
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目前，800G光模塊已在全球范圍內逐步進(jìn)入商用部署階段，2021年12月13日，1.6T光接口MSA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟宣布成立，宣告1.6Tb/s光模塊或將成為全球競爭的下一個(gè)熱點(diǎn)。我國光模塊公司如中際旭創(chuàng )、光迅科技、新易盛、華工科技、博創(chuàng )科技、劍橋科技、銘普光磁、亨通光電陸續推出400G/800G硅光光模塊產(chǎn)品。一般硅光子技術(shù)與傳統分立技術(shù)之間的成本平衡在400G，隨著(zhù)光模塊向800G及更高速率演進(jìn)，受制于傳統光芯片的價(jià)格和供貨能力等問(wèn)題，硅光子的成本優(yōu)勢有望逐漸顯現，400G、800G硅光光模塊市場(chǎng)份額有望得到提升。
我國光模塊公司積極布局硅光光模塊應用
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上市公司 |
硅光光模塊布局簡(jiǎn)介 |
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中際旭創(chuàng ) |
2022年全球光模塊廠(chǎng)商排名第一；已推出搭載自研硅光芯片的400G和800G硅光光模塊；800G硅光光模塊目前處于送測階段； |
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光迅科技 |
2022年全球光模塊廠(chǎng)商排名第五；200G/400G/800G硅光芯片及硅光光模塊已具備量產(chǎn)能力；已展示與國家信息光電子創(chuàng )新中心等聯(lián)合推出的1.6Tb/s硅光芯片； |
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華工科技 |
2022年全球光模塊廠(chǎng)商排名第八；已成功自研400G和800G的硅光芯片；800G硅光光模塊于2022年第三季度正式推向市場(chǎng)； |
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新易盛 |
2022年全球光模塊廠(chǎng)商排名第七；產(chǎn)品已涵蓋基于硅光解決方率的800G、400G光模塊產(chǎn)品； |
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博創(chuàng )科技 |
400GDR4硅光光模塊已經(jīng)批量出貨，正在研發(fā)800G硅光光模塊； |
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劍橋科技 |
400G硅光光模塊已通過(guò)了部分客戶(hù)驗證，800G硅光產(chǎn)品正在客戶(hù)測試中； |
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銘普光磁 |
自研的硅光800GDR8硅光光模塊已通過(guò)行業(yè)通用的示波器檢測； |
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亨通光電 |
OFC2023現場(chǎng)展示基于最新硅光方案的400GDR4硅光光模塊，目前處于客戶(hù)測試認證階段，同時(shí)正在研發(fā)800G硅光光模塊。 |
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3、車(chē)載激光雷達市場(chǎng)前景廣闊，硅光子需求有望得到提升
激光雷達是一種使用激光脈沖來(lái)測量障礙物距離的傳感技術(shù)。隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步和激光雷達制造成本的降低，行業(yè)已成為自動(dòng)駕駛、無(wú)人機、智能機器人等領(lǐng)域的關(guān)鍵傳感技術(shù)，特別是作為自動(dòng)駕駛的核心組成，其車(chē)載領(lǐng)域應用廣闊。根據資料可知，L2、L3及L4級別的智能駕駛所需激光雷達臺數分別為0臺、1臺和5臺，激光雷達稱(chēng)為推動(dòng)智能駕駛發(fā)展的重要因素，2030年我國激光雷達在自動(dòng)駕駛市場(chǎng)的營(yíng)收有望達22億美元。
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目前，激光雷達技術(shù)方案眾多，而硅光芯片化集成有望助力激光雷達完成成本控制進(jìn)而實(shí)現放量，硅光固態(tài)激光雷達或成未來(lái)發(fā)展方向。
激光雷達技術(shù)方案對比情況
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分類(lèi) |
優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
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機械式激光雷達 |
器件成熟，已實(shí)現量產(chǎn) |
體積大，價(jià)格高，機械部件(穩定性及耐久性差) |
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MEMS激光雷達 |
微機電掃描形式體積小，結構簡(jiǎn)單價(jià)格較便宜 |
MEMS環(huán)境適應性較差，不易通過(guò)車(chē)規標準，暫未大規模應用 |
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Flash激光雷達微機電掃描形式體積小，結構簡(jiǎn)單價(jià)格較便宜 |
需要較高的激光能量，可能傷到人眼 |
成本高，信號處理難度高，不易民用 |
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TOF相機 |
無(wú)掃描結構，探測距離遠 |
需要固體激光器或多個(gè)半導體激光器的陣列，功耗大，探測距離短 |
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硅基相控陣激光雷達 |
無(wú)掃描結構，成本較便宜 |
技術(shù)難度大 |
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硅基光開(kāi)關(guān)陣列激光雷達 |
CMOS工藝流片，產(chǎn)量大，無(wú)機械掃描部件，成本低，性能優(yōu)異，尺寸小 |
起步最晚 |
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4、硅光子技術(shù)高集成度契合消費電子行業(yè)需求
消費電子對尺寸較為敏感，而硅光的高集成特性契合消費電子的需求，如可穿戴設備、生物醫療等。例如，2023年，Apple基于硅光子技術(shù)和光學(xué)吸收譜技術(shù)的無(wú)創(chuàng )傷血糖儀項目取得進(jìn)展，該項目通過(guò)硅光子技術(shù)和光學(xué)吸收譜技術(shù)向皮膚發(fā)射特定波長(cháng)的激光，該區域血液中的血糖會(huì )吸收部分光波，傳感器通過(guò)反射光使用算法計算佩戴者的血糖濃度，通過(guò)無(wú)創(chuàng )傷手段、連續不間斷檢測佩戴者的血糖水平。根據相關(guān)資料可知，2027年，全球基于硅光子技術(shù)的消費醫療市場(chǎng)規模有望達24億美元。（WYD）
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