硅光子迎爆發(fā)機(jī)遇！產(chǎn)業(yè)鏈龍頭強(qiáng)者恒強(qiáng)
硅光技術(shù)是后摩爾時(shí)代核心技術(shù)之一，是半導(dǎo)體技術(shù)和光學(xué)技術(shù)的結(jié)合，并且對(duì)于通信行業(yè)的影響將是顛覆性的。
硅光技術(shù)已進(jìn)入大規(guī)模集成階段：
資料來源：中國(guó)通信學(xué)會(huì)，Yole
隨著5G通信技術(shù)向海量連接、大容量方向發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)全面覆蓋，光通信設(shè)備需要布局大量的光模塊，光模塊需要實(shí)現(xiàn)高密度連接，驅(qū)動(dòng)光模塊向高集成化方向發(fā)展。
光芯片是光模塊的核心器件，成本占比隨傳輸速率的提升而上升，處于產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值制高點(diǎn)，競(jìng)爭(zhēng)壁壘最高。
硅為材料的光集成技術(shù)兼具數(shù)據(jù)的交換、存儲(chǔ)以及處理，是下一代光通信的技術(shù)趨勢(shì)。
硅光芯片在保持光器件高靈敏度的基礎(chǔ)上兼具低成本、低功耗、高速、超小型化和超輕超薄等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
硅光技術(shù)的高度集成特性在對(duì)尺寸更加敏感的消費(fèi)領(lǐng)域存在更大需求，消費(fèi)電子、智能駕駛、量子通信等領(lǐng)域有較大發(fā)展空間。
硅基光電子集成芯片概念：
硅光子當(dāng)前發(fā)展最成熟的是包含數(shù)據(jù)中心互連(DCI)收發(fā)器在內(nèi)的連接領(lǐng)域，涉及數(shù)據(jù)中心、高性能數(shù)據(jù)交換、長(zhǎng)距離互聯(lián)、5G基礎(chǔ)設(shè)施等。
隨著產(chǎn)業(yè)鏈分工逐漸垂直，后續(xù)基于硅光的激光雷達(dá)、可穿戴設(shè)備、AI光子計(jì)算等領(lǐng)域會(huì)相繼爆發(fā)。
根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)，到2025年，基于硅光芯片的應(yīng)用規(guī)模將達(dá)到26.15億美金，2020-2025年復(fù)合增速達(dá)到38%。到2025年，硅光模塊總和市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到18.91億美金，占據(jù)硅光芯片應(yīng)用的近72.3%。同時(shí)硅光技術(shù)在光模塊中的總體應(yīng)用占比將從2020年的5.7% 提升至2025年的15% 以上。
資料來源：Gartner
從產(chǎn)業(yè)鏈角度來看，硅光子技術(shù)涉及“設(shè)計(jì)－制造－封裝”等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從產(chǎn)業(yè)鏈來看，包括原材料供應(yīng)商（晶圓廠等）、設(shè)計(jì)廠商、制造廠商、封裝廠商、系統(tǒng)集成商等，當(dāng)前商用產(chǎn)品較少，整個(gè)產(chǎn)業(yè)還沒有形成穩(wěn)定的競(jìng)爭(zhēng)格局。
目前由于硅光發(fā)展不成熟，硅光子產(chǎn)業(yè)鏈沒有像微電子產(chǎn)業(yè)一樣完全形成Foundry廠與硅光設(shè)計(jì)公司分開的產(chǎn)業(yè)格局，且硅光子集成度不高，硅光器件的IP沒有完全形成與成熟，所以光器件也一般由Fabless自行設(shè)計(jì)。
隨著硅光子技術(shù)被市場(chǎng)認(rèn)可，下游客戶（大型互聯(lián)網(wǎng)公司、運(yùn)營(yíng)商、通信設(shè)備廠商等）切入中上游制造過程。
硅光子最重要的三大應(yīng)用領(lǐng)域：
在電信領(lǐng)域，硅光技術(shù)助力光模塊尺寸與成本降低；在數(shù)通領(lǐng)域，硅光技術(shù)助力成品率進(jìn)一步提升，在高速應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)勢(shì)明顯。
硅光子商業(yè)化較為成熟的領(lǐng)域主要在于數(shù)據(jù)中心、高性能數(shù)據(jù)交換、長(zhǎng)距離互聯(lián)、5G基礎(chǔ)設(shè)施等光連接領(lǐng)域，800G及以后硅光模塊性價(jià)比較為突出。
目前硅光集成技術(shù)仍處于初期發(fā)展階段，光子芯片需要與成熟的電子芯片技術(shù)融合，運(yùn)用電子芯片先進(jìn)的制造工藝及模塊化技術(shù)，其研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化以國(guó)外企業(yè)為主導(dǎo)，國(guó)產(chǎn)化率較低。
硅光子是確定性技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，海內(nèi)外巨頭公司瞄準(zhǔn)硅光賽道收并購頻發(fā)，科技巨頭公司高度重視硅光技術(shù)。
目前投入研發(fā)的公司不僅包括Mellanox、Luxtera、Acacia、Finisar、Avago等光通信公司，Intel、IBM、思科、Imec等半導(dǎo)體廠商和華為等設(shè)備商也加入了這一領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)。
國(guó)內(nèi)廠商光迅科技、新易盛、天孚通信、中際旭創(chuàng)、博創(chuàng)科技等從分立光模塊市場(chǎng)紛紛切入硅光領(lǐng)域，但是傳統(tǒng)光模塊制造過程中封裝工序較為復(fù)雜，BOM及人工成本需要投入較多，另外未來采用硅光的光電共封裝（CPO）技術(shù)預(yù)計(jì)將會(huì)成為主流模式，傳統(tǒng)光模塊生產(chǎn)制造企業(yè)將會(huì)收到較大的技術(shù)挑戰(zhàn)，需要持續(xù)跟蹤國(guó)內(nèi)光模塊廠商硅光產(chǎn)品研發(fā)、客戶驗(yàn)證等進(jìn)展情況。
硅光子產(chǎn)業(yè)國(guó)內(nèi)初創(chuàng)公司主要包括曦智科技（AI光子芯片）、微源光子（硅光Lidar 、可穿戴）、國(guó)科光芯（硅光Lidar）等。
這些廠商最接近硅光子通信的兩大應(yīng)用領(lǐng)域電信市場(chǎng)和數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)格局還沒有確定的情況下，這些廠商也是未來硅光子行業(yè)發(fā)展的極大助推力。
未來隨著硅光子集成度增加，硅光子Foundry服務(wù)提供商將完備提供包括先進(jìn)光電器件（調(diào)制器和探測(cè)器等）的PDK，用戶可以利用這些元器件設(shè)計(jì)出更高性能的器件或者包含更多元器件的復(fù)雜硅基光子集成系統(tǒng)芯片。
屆時(shí)硅光子電路設(shè)計(jì)公司僅需關(guān)注其應(yīng)用需求進(jìn)行線路設(shè)計(jì)仿真即可，將會(huì)促進(jìn)硅光在包括除了在光通信以外的片上光互連，光傳感，激光雷達(dá)，消費(fèi)光電子等眾多領(lǐng)域的發(fā)展，極大拓展硅光子市場(chǎng)空間。