如今，光芯片代表的光子學正與電子學引發一場科學革命，芯片從電到光，將是我國實現趕超的戰略機遇。在此背景下，源杰科技、武漢敏芯、云嶺光電、光迅科技等一眾本土廠商迎來廣闊的發展機遇。

目前，光芯片的技術概念有多重含義，包括光通信、光計算、光量子等，應用廣泛分布在工業、消費、汽車、醫療等領域。但它的典型應用場景仍然是光通信，也是最核心的應用領域。

光通信指以光纖為載體傳輸光信號的大容量數據傳輸方式，通過光芯片和傳輸介質實現對光的控制。在光通信產業鏈中，光芯片是最核心的部分，一般分為2.5Gb/s、10Gb/s、25Gb/s及以上各種調制速率，速率越快對應的光模塊在單位時間內傳輸的信號量就越大。

與此同時，光芯片也是光模塊物料成本結構中占比最大的部分。通常而言，光芯片約占中端光模塊物料成本的40%，一些高端光模塊中它的物料成本甚至能占到50%以上，反觀電芯片的成本通常占比為10%~30%，越高速、高端的光模塊電芯片成本占比越高。

按功能，光芯片主要分為激光器芯片和探測器芯片兩類。激光器芯片用于發射信號，將電信號轉化為光信號，按出光結構進一步分為面發射芯片和邊發射芯片，主要包括VCSEL、FP、DFB、EML；探測器芯片用于接收信號，將光信號轉化為電信號，主要包括PIN和APD。

光芯片作為上游元件，市場主要受下游光模塊拉動。據國信證券測算，以光模塊行業平均25%的毛利率及Light Counting對光模塊全球超150億美元的市場規模預測估算，2021年光芯片全球市場規模約為35億美元，預計2025年可達60億美元。

歐美日在光芯片上技術起步早、積累多，是市場的主導者。這些國家的研究機構和先進企業通過不斷積累核心技術和生產工藝，逐步實現產業閉環，建立起了極高的行業壁壘。

反觀國內則起步較晚，高速率光芯片（25Gb/s及以上速率）嚴重依賴進口，與國外產業領先水平存在明顯差距。數據顯示，我國2.5Gb/s光通信芯片國產化率接近50%，但10Gb/s及以上的光通信芯片國產化率卻不超過5%，非常依賴Lumentum、Broadcom、三菱、住友等公司。

與此同時，雖然光芯片國產廠商普遍擁有晶圓外延環節以外的后端加工能力，但核心的外延技術并不成熟，高端的外延片需要進口，大大限制了高端光芯片發展。

2017年，中國電子元件行業協會發布的《中國光電子器件產業技術發展路線圖（2018-2022 年）》中指出，我國廠商只掌握了10Gb/s速率及以下的激光器、探測器、調制器芯片以及PLC/AWG芯片的制造工藝和配套IC的設計、封測能力，高端芯片能力比國際落后1~2代以上，且缺乏完整、穩定的光芯片加工平臺和人才，導致芯片研發周期長、效率低，逐漸與國外的差距拉大。彼時明確了重點是25Gb/s及以上速率激光器和探測器芯片。

到了2022年，國產高端光芯片有明顯突破，但依舊大幅落后于國際巨頭。而關鍵的25Gb/s激光器和探測器芯片方面，源杰科技、武漢敏芯、云嶺光電、光迅科技等企業開始量產，不過整體銷售規模仍然較小。以源杰科技為例，其10Gb/s、25Gb/s激光器芯片系列產品出貨量在國內同類產品中已名列前茅，2022年上半年銷售額為4100萬元。

對國產光芯片追逐者來說，分工模式是關鍵。芯片行業分為Fabless（設計公司）和IDM（設計、制造、封裝全流程）兩種模式，其中IDM模式是主導光芯片的主要模式。一方面，光芯片的核心在于晶圓外延技術；另一方面，由于采用III-V族半導體材料，因此要求光芯片設計與晶圓制造環節相互反饋驗證。

縱覽市場，國產光芯片典型玩家均選擇了IDM模式，如仕佳光子、長光華芯、源杰科技。一方面，IDM能夠及時響應市場需求，靈活調整產品生產過程中各種工藝參數；另一方面，能夠高效排查問題，精準觸達產品設計、生產、測試環節問題；另外，IDM模式形成了完整的閉環流程，不僅全部自主可控，同時能夠有效保護知識產權。

掌握先進的光芯片技術，是各國爭相競逐的關鍵。以美國為例，不僅在政策上不斷傾斜，以IBM、Intel為代表的工業巨頭、以MIT、UCSB為代表的學術界領軍機構都在不遺余力地發展大規模光子集成芯片。另外，歐盟的“地平線 2020”計劃和日本的“先端研究開發計劃”中也涉及光電子集成研究項目。

種種動作，預示著一場以光為核心的科技革命，正在醞釀之中?？v觀歷史，科技革命的擴散周期大約為60年，集成電路從20世紀60年代誕生至今也已過去60年，光芯片無疑是引領下一個60年的關鍵。當然，光子也并不是要完全替代掉電子，而是相互協同。

屬于光芯片的時代已經到來，但芯片行業一直殘酷地循環著優勝劣汰和洗牌，誰能追逐得更快，誰才會成功。

審核編輯 黃昊宇