电子行业深度研究：人工智能加速落地，光芯片与光模块开启高景气周期-20230629-国金证券-46页_4mb

电子行业研究总结

核心内容概述

电子行业研究报告聚焦于光通信产业链中的光芯片与光模块领域，指出随着人工智能和大数据的发展，光通信技术正迎来高速发展，尤其是光芯片和光模块的高景气周期。光芯片作为光通信的核心元件，其性能直接影响光模块的传输速率，而光模块作为终端产品，其国产化率与光芯片存在明显差距。报告重点推荐了中际旭创、源杰科技、新易盛、天孚通信和光库科技等企业。

主要观点

1. 光芯片与光模块的重要性

• 光芯片是光通信产业链上游的核心组件，主要分为激光器芯片和探测器芯片，用于实现电信号与光信号之间的转换。
• 激光器芯片包括VCSEL、FP、DFB、EML等类型，其中EML具有更高的传输距离和稳定性，适用于高速率、远距离传输。
• 探测器芯片包括PIN和APD，PIN适用于中长距离传输，APD则适用于长距离单模光纤。

2. 光芯片制造工艺与技术难点

• 光芯片制造的核心工艺包括外延生长、光栅制作、金属化工艺等，其中高速率光芯片对工艺精度和稳定性要求更高。
• 25G DFB光芯片的有源区量子阱层数比中低速率激光器芯片增加超过50%，需埃米级精度控制。
• 变相非等周期布拉格光栅技术用于25G及以上光芯片，要求纳米级精度。

3. 光芯片产业格局与国产替代

• 全球光芯片厂商多采用IDM模式，重视工艺平台的多样性与成熟度。
• 光模块厂商中，中国厂商占据全球前十中的7家，但光芯片国产化率仍较低，25G以上光芯片国产化率不足5%。
• 随着海外数通市场向800G升级和国内向400G升级，国内光芯片厂商有望加速国产替代进程。

4. 光模块技术趋势

• 传统可插拔光模块仍是主流，但LPO、硅光、薄膜铌酸锂等新技术持续演进。
• 硅光方案光模块因高集成度和低成本成为未来主流趋势，预计2028年市场份额将达44%。
• 薄膜铌酸锂调制器具有高性能、低成本、小尺寸等优势，未来有望成为1.6T以上光模块的重要方案。
• CPO方案光模块具有低延时、低功耗、高速率等优势，但维护成本较高。

5. 光纤接入与“宽带中国”政策

• FTTx光纤接入是全球光模块用量最多的场景之一，我国是主要推动者。
• 截至2022年底，我国10G PON端口数量达到1523万个，相比2021年几乎翻倍。
• 10G-PON技术将成为千兆光纤网络的核心，推动光芯片需求增长。

关键信息

光芯片材料

• 三五族化合物半导体材料如InP和GaAs广泛应用于光芯片，其中InP用于中长距离传输，GaAs用于短距离传输。
• 磷化铟衬底材料在高速率光芯片中具有特殊优势，但目前仍主要依赖海外厂商。

光模块技术演进

• 传统可插拔光模块向LPO、硅光、薄膜铌酸锂等新技术演进。
• 硅光方案光模块具有低成本、高集成度等优势，有望成为主流。
• CPO方案光模块适用于高性能计算，但封装复杂、维护成本高。

行业趋势

• 人工智能推动数据中心算力需求爆发，带动光模块向高速率演进。
• 全球数据中心数量持续增长，叶脊式网络架构普及将提升光模块需求。
• 800G光模块和高速率光芯片进入高景气周期，预计2025年全球数据中心光模块市场规模达73亿美元。

重点推荐公司

• 中际旭创：全球光模块龙头厂商，800G光模块加速公司发展。
• 源杰科技：国产光芯片领先厂商，数通和电信市场双轮驱动。
• 长光华芯：国产激光芯片龙头，布局数据中心光芯片。
• 仕佳光子：国产无源光器件龙头，无源+有源同步拓展。
• 天孚通信：光器件平台型供应商，光引擎驱动长期发展。
• 光库科技：稀缺光器件供应商，前瞻布局薄膜铌酸锂赛道。
• 富信科技：解决方案覆盖全产业链，高端TEC逐步国产替代。
• 华工科技：校企改革赋予新生动能，业务布局多点开花。

风险提示

• 海外市场陷入衰退。
• 人工智能终端应用落地不如预期。
• 美国加大对华制裁力度。
• 下游需求不及预期。

未来展望

• 光芯片和光模块产业将受益于AI算力需求爆发和光纤接入市场扩张。
• 硅光技术有望在未来5年成为光模块市场的主流方案。
• CPO技术将推动光模块向更高效、更小尺寸发展，但目前仍处于初期阶段。
• 国内光芯片厂商将受益于国产替代进程，尤其是在25G以上光芯片领域。