摘要：在光通信設備中，光芯片→光器件→光模塊→光設備是一條完整的產業鏈，其中光芯片是核心器件。在垂直一體化的時代，國外廠商壟斷低速模塊、低速芯片、高速模塊和高速芯片市場，國內少有企業能與之競爭。而隨著國內企業在光芯片領域的技術突破，國內光器件廠商在全球產業鏈各環節逐漸占據一定的份額并發力高端領域。本文主要介紹了國內光芯片領域的發展現狀并對未來光芯片市場進行展望。

　　我國是通信大國，在全球光通信市場具有重要地位，可是國內光器件發展卻不盡如人意，在光芯片領域始終未能突破技術門檻，特別是高端光芯片，還在嚴重依賴進口。

　　光芯片在光通信設備中擁有舉足輕重的地位

　　光芯片根據收發功能可分為激光器芯片和探測器芯片。其中，激光器芯片技術門檻高，是光器件中的核心元器件，處于光通信領域的金字塔塔尖。從三大光芯片應用場景DFB/EML/VCSEL 的高端激光器芯片生產企業來看（表1），國外光器件廠商特別是美國和日本光器件廠商仍然占據市場主導。

表1 全球光芯片主要生產企業

(數據來源：電子產品世界網）

　　光通信設備成本中光模塊占60%-80%左右，而在低速率的光模塊中，光芯片的成本占比僅為30%，而在25Gb/s以上的高速率光模塊中，其成本占了60%以上。光器件是光通信行業的核心競爭力，加之5G時代的到來，數據通信市場對4*25G光模塊的需求不斷增長，而其中的25Gb/s高速光芯片是未來光芯片的重要產品。

　　國內低速光芯片取得突破，國外向高端光芯片轉移

　　目前在全球前十名光芯片生產廠商中，美國和日本占據了9個席位，中國僅光迅科技一家入圍。而隨著國產芯片份額不斷增長，低速光芯片的利潤空間已經很小，國外廠商憑借資本與技術優勢開始向高端光芯片專轉移，剝離芯片封裝等毛利率低的業務。國內廠商則憑借成本優勢致力于中低端市場，逐漸實現從中低端產品的封裝到中低端產品的垂直一體化。而在高速光模塊市場僅有部分企業取得了技術突破，但仍然未能實現量產。整體來看如表2所示，美日廠商憑借核心技術占據全球高端光器件市場，國內廠商則穩固低端市場開始并向高端芯片市場發起進攻。

表2 國內外主要光器件公司光芯片研發能力

(數據來源:公司公告，Ovum)

　　目前國內生產光芯片的企業僅30余家，其中光迅科技、海信、華為、烽火通信等少數廠商可以生產中高端芯片，但總體供貨有限，市場占比不足1%，高端芯片仍然依賴于進口。10Gb/s以及以下速率光芯片國產率能夠達到80%以上，可是25Gb/s以及以上速率光芯片卻未能突破，高端芯片領域仍然處于國外壟斷的局面。

表3 中國光通信芯片行業主要企業

(資料來源：通信產業網)

　　不過國內已經有多家企業和科研院所率先布局光電芯片領域，并取得了一定的成果。烽火科技旗下子公司光迅科技推出120G CXP模塊和100G QSFP28SR4模塊，這是在國內首次實現100G速率光模塊的芯片國產化。此外海信、華工科技等都在耕耘高端光電芯片市場。

　　武漢郵電科學院在光器件領域深耕多年，具有深厚的技術儲備。華為海思早在2013年，通過收購比利時硅光子公司Caliopa，加入芯片戰場，后來又收購了英國光子集成公司CIP，目前該公司已經掌握100G光模塊技術，準備進一步攻克難關，實現量產。

　　VCSEL激光器芯片切入消費電子市場，開啟新一輪增長

　　VCSEL激光器為垂直共振腔表面放射激光器，隨著VCSEL激光系統在iPhone 8手機的應用，VCSEL激光器芯片也將迎來新一輪高增長。全球每年生產約近10億部智能手機，如果手機廠商都以安裝垂直共振激光器的手機量產，那么激光器芯片的出貨量就可達到20-30億的市場規模。BCC Research公司認為，全球VCSEL的總規模已接近8億美元，預計到2020年該值會增長到21億美元。

　　目前，在移動端設計VCSEL芯片的公司全球僅有幾家，例如：Finsar、Lumentum、Princeton Optronics、Heptagon、Ⅱ-Ⅵ等美國科技公司，而國內光迅科技有VCSEL商業化產品推出，在消費電子領域，國內還未有能量產的企業。

　　但在國內的科研領域，中科院的長春光機所在VCSEL的研究處于世界前沿地位。吉林大學、北京郵電大學、華中科技大學、中科院半導體所等高校及科研院所均對VCSEL開展了不同層次的研究。加快產研結合，幫助國內企業攻克技術難關，達到量產要求是國內科研機構亟需解決的問題。相信中國企業未來一定能在VCSEL激光器芯片領域彎道超車，趕上消費電子市場這一大蛋糕。

　　結語

　　全球光器件產業已經完成了中低端器件和模塊向國內轉移的過程，目前我國正處于高端器件和模塊國產化率快速提升期。國外光器件廠商雖然通過外延并購繼續占據高端光芯片市場主導地位，但隨著國內廠商在高端芯片領域的突破，下游光模塊市場份額的擴大，以及VCSEL激光器芯片的彎道超車，國內光器件市場有望進一步完成全產業鏈國產替代。