硅光子技术受益CPO发展，助力激光雷达降本放量！

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硅光子在智能驾驶、光计算等多领域应用潜力大

硅光子技术的 CMOS 工艺兼容、高集成度、波导特性在众多领域存在应用可能，如智能驾驶、光计算、消费电子等方向有很大的发展空间。

1.1、 智能驾驶：硅光固态激光雷达技术路线是未来激光雷达发展的优选方向

车载激光雷达市场前景广阔。激光雷达是一种使用激光脉冲来测量障碍物距离的传感技术。随着技术的进步和激光雷达制造成本的降低，目前已成为自动驾驶、无人机、智能机器人等领域的关键传感技术，特别是作为自动驾驶的核心组成，其车载领域的应用具备广阔的成长空间。根据深圳自动驾驶智能研究中心、车控CHEK 和 HiEV 联合发布的《车载前装激光雷达全球发展报告（2022）》预测，到2027 年，全球激光雷达的发货量将接近 300 万台，年复合增长率将达到 76%，全球市场规模将达到近 60 亿元人民币。

硅光方案助力激光雷达降本放量。 激光雷达技术方案众多， 硅光芯片化集成有望助力激光雷达完成成本控制进而实现上车放量，硅光固态激光雷达或成未来发展方向。

从技术上看，自动驾驶所使用的激光雷达主要涉及探测技术和扫描技术。探测技术主要有脉冲飞行时间（ToF）和调频连续波（FMCW）两种模式；扫描技术可分为机械、半固态（如 MEMS、转镜）和全固态（如色散、Flash 和 OPA）等。不同厂商的激光雷达采用了不同的探测技术、扫描技术和激光波长。从发展趋势来看，激光波长正在从 905 向 1550 纳米演进，探测技术正在从 ToF 向 FMCW 演进，扫描方式正在从机械向半固态、全固态演进。

从产业发展来看， 激光雷达要实现规模化量产上车需要满足高性能和低成本两方面，目前多数方案都是依靠各类分立器件的集成来实现雷达系统，缺点是成本高、尺寸大、功耗高、可靠性低，在大规模上车上存在挑战。 通过硅光子技术实现芯片化集成，可以降低系统成本、实现规模化应用，具备高性能、低成本、小尺寸、低功耗等优点。 具体方案上，硅光固态激光雷达包括硅基相控阵激光雷达和硅基光开关阵列激光雷达两种：硅基相控阵激光雷达就是将光源、光分束器、相位调制器、光转束器、探测器等集成在几平方毫米的区域，快速识别远方目标；硅基光开关阵列激光雷达是通过将激光器发射的光经过硅基上的光开关阵列传输到特定位置的光学天线，并配合天线上方设置的透镜实现光束偏转。

硅光 FMCW 的解决方案获企业布局。 从实际应用来看，Intel Mobileye、Aeva正积极推进硅光 FMCW 激光雷达的应用，2024 年 1 月 8 日，Aeva 宣布推出首款专为量产汽车应用而设计的 4D LiDAR 传感器 Aeva Atlas，其 CoreVision 正是基于硅光构建，利用硅光子技术取代了传统 Tof 激光雷达中的复杂光纤系统，并以合适的成本实现量产；在 CES 2021 大会上， Mobileye 展示了与 Intel 合作开发的硅光FMCW 激光雷达芯片，预计2025 年实现上车。

1.2、 CPO：硅光CPO 或成为未来高速光通信发展方向

CPO 有望替代传统可插拔光模块。 传统光电互连采用的板边光模块，走线较长，寄生效应明显，存在信号完整性问题，且模块的体积较大、互连密度低、多通道功耗较大。共封装技术将光收发单元与 ASIC 芯片封装在一个封装体内，通过将光子器件和电子器件封装在同一个载板上，进一步缩短了光信号输入和运算单元之间的电学互连长度，在提高光模块和 ASIC 芯片之间的互连密度的同时实现了更低的功耗。

CPO 相较于可插拔光模块，带宽密度提升一个数量级，能量效率优化 40%以上。 目前基于硅基材料的光电芯片共封装技术发展最为迅速，理想情况下，CPO可以逐步取代传统的可插拔光模块，将硅光子模块和超大规模 CMOS 芯片以更紧密的形式封装在一起，从而使系统成本、功耗和尺寸都得到进一步优化。

CPO 方案众多，其中核心 PIC 多基于硅光方案。从物理结构分类，CPO 可分为 3 种技术形态：2D 平面CPO、2.5D CPO 和3D CPO。

2D CPO： 基于 2D 封装的 CPO 技术是将光子集成电路 PIC 和集成电路 EIC 并排放置在基板或 PCB 上，通过引线或基板布线实现互连。 2D 封装的优点是易于封装、灵活性高。电子集成电路和光子集成电路都可以使用不同的材料、不同的工艺单独制作。根据芯片和基板互连方式不同，基于 2D 封装的技术发展出了基于引线键合的 CPO、基于倒装的 CPO、基于扇出型晶圆级封装技术的 CPO 3 种技术路径。

2.5D CPO：2.5D 封装将 EIC 和 PIC 均倒装在中介层（Interposer）上。 通过中介层上的金属互连PIC 和EIC，中介层与下方的封装基板或PCB 板相连。根据所用转接板的材料不同，基于 2.5D 封装的技术发展出了基于玻璃转接板的 CPO、基于硅转接板的 CPO 和基于嵌入式多芯片互连桥接。

3D CPO： 3D 封装技术将光电芯片进行垂直互连，可以不仅能实现更短的互连距离、更高的互连密度和更好的高频性能，还能实现更低的功耗、更高的集成度和更紧凑的封装。基于 3D 封装的CPO 技术是目前CPO 技术研究的热点和趋势。

CPO 商用在即，市场前景广阔。 根据 Lightcounting 预计，CPO 出货预计将从800G 和 1.6T 端口开始，于 2024 至 2025 年开始商用，2026 至 2027 年开始规模上量，主要应用于超大型云服务商的数通短距场景。全球 CPO 端口的销售量将从 2023 年的 5 万增长到2027 年的450 万。2027 年，CPO 端口在 800G 和 1.6T 出货总数中占比接近 30%。 Yole 报告数据显示，2022 年CPO 市场产生的收入达到约 3800 万美元，预计 2033 年将达到 26 亿美元，2022-2033 年复合年增长率为 46%。

硅光子技术有望充分受益于 CPO 发展。 目前 CPO 仍处于产业化初期，技术工艺上，CPO 在封装工艺、仿真技术、可靠性、标准化等方面仍然面临诸多挑战；产业发展上，CPO 的技术路线优化本质上是对整个网络架构的优化，需要数据中心整体产业链的协同推进；参与厂商上，当前 CPO 产业链包括设计、光引擎供应商、激光器供应商、交换机厂商、硅光代工厂、设备商等。

我们认为，CPO 作为新型光电互连技术，在 AI 光通信迅速发展的背景下，CPO 或是实现高速率、大带宽、低功耗的必经之路，有望成为光通信行业必备技术，特别是对目前基于可插拔光模块方案的产业链影响，CPO 已然成为学术和产业界的研究重点，以及对传统光模块厂商的综合考验。其中硅光子技术作为 CPO 的核心技术之一，有望充分受益于 CPO的发展需求，并成为各大厂商的战略布局重心。

硅光子技术：后摩尔时代重要技术平台

2.1、 硅光子技术是微电子/光子集成的理想平台

硅光子技术是基于硅和硅基衬底材料，利用现有 CMOS 工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。 硅光子技术是利用硅和硅基衬底材料（如 SiGe/Si、SOI 等）作为光学介质，通过集成电路工艺来制造相应的光子器件和光电器件（包括硅基发光器件、调制器、探测器、光波导器件等），这些器件用于对光子的激发、处理和操纵，实现其在光通信、光互连、光计算等多个领域的应用。

硅光子技术是实现光子和微电子集成的理想平台。 在当前“电算光传”的信息社会下，微电子/光电子其技术瓶颈不断凸显，硅基光电子具有和成熟的 CMOS 微电子工艺兼容的优势，有望成为实现光电子和微电子集成的最佳方案。

从需求发展来看， 光电子和微电子集成源动力来自于微电子/光电子各自的发展需求，微电子方面，深亚微米下电互连面临严重的延时和功耗瓶颈，需要引入光电子利用光互连解决电互连的问题；光电子方面，面对信息流量迅速增加下的提速降本需求，需要借助成熟的微电子加工工艺平台，实现大规模、高集成度、高成品率、低成本的批量化生产。

从技术特点来看， 硅光子技术结合了集成电路技术的超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势，以及基于硅材料的本身特性，硅光子技术主要具有高集成度、高速率、低成本等优点：

（1）高速率： 硅的禁带宽度为 1.12eV，对应的光波长为 1.1μm，硅对于 1.1-1.6μm 的通信波段（典型波长 1.31μm/1.55μm）是近乎无损透明，具有优异的波导传输特性，可以很好地兼容目前的光通信技术标准，同时利用光通路取代芯片间的数据电路，在实现大容量光互连的同时也保持着低能耗和低散热，高效地解决网络拥堵和延迟等问题；

（2）高集成度： 硅基材料具有高折射率和高光学限制能力，可将光波导弯曲半径缩减至 5μm 以下，基于成熟的 CMOS 工艺制作光器件，可实现硅光芯片更高的集成度及更多的嵌入式功能，其集成密度相比于传统的硅基二氧化硅（PLC）和磷化铟（InP）光芯片有望提高百倍以上，同时光芯片尺寸缩减也随之带来有低成本、低功耗、小型化等独特优势；

（3）低成本： 硅材料作为世界上储量第二的材料，硅基材料成本较低且可以大尺寸制造，硅光芯片的生产制造也基于 CMOS 和 BiCMOS 等集成电路工艺线，可以实现规模化量产，在芯片成本有较大的下降潜力。

从发展历程来看，硅光子技术从最初在 1969 年由著名的贝尔实验室提出以来，经历了3 个主要的发展阶段：

1969-2000 年的原理探索阶段，受限于工艺和技术的限制，硅光子技术的发展只集中在硅基有源器件和无源器件的实验室研究阶段；

2000-2008 年的技术突破阶段，以 Intel 为首的企业与学术机构就开始重点发展硅芯片光学信号传输技术，期间 2004 年 Interl 研制出第一款 1Gb/s 速率的硅光调制器，人们看到硅芯片中“光进铜退”的可能性，其他各类硅光器件如探测器、激光器、无源器件等也陆续获得突破；

2008-2014 年的集成应用阶段，以 Luxtera、Intel、和 IBM 为代表的公司不断推出商用级硅光子集成产品，如 Intel、Luxtera 的硅光光模块，Acacia 的相干光模块等；

目前，硅光子技术已逐渐进入应用拓展阶段： 硅光子集成平台被广泛应用于多领域，比如在通信领域，已基本建立了面向数据中心、光纤传输、5G 承载网、光接入等市场的一系列硅光产品解决方案；在新型微处理器技术上，DARPA、Intel、 Ayar Labs 等国外研发机构正在致力于实现硅光芯片与高性能微电子芯片的融合，并已验证了集成硅光 I/O 芯片的新一代 FPGA、CPU 和 ASIC 芯片；在光计算领域， Lightmatter、Lightelligence 等公司积极推进应用于 AI 神经网络运算的硅光芯片；研究人员已研制出集成度最复杂的硅光量子芯片；在智能驾驶领域，硅光固态激光雷达或成下一代激光雷达的重要革新。

硅光子技术由分组硅光向着可编程芯片方向发展。 从技术演进来看，硅光子技术发展可分为四个阶段，由于受限于硅材料本身的光电性能，仍存在无法高密度集成光源、集成低损耗高速光电调制器等问题，目前硅光子技术主要集中在第二阶段—硅光子集成阶段：

第一阶段，分组硅光：硅基器件逐步取代分立元器件，即将硅做出光通信底层器件，并实现工艺标准化；

第二阶段，硅光子集成：集成技术从混合集成向单片集成演进，实现部分集成，即通过不同器件的组合集成不同的芯片；

第三阶段，全光电融合：光电全集成化，实现合封的复杂功能；

第四阶段，可编程芯片：器件分解为多个硅单元排列组合，局针化表征类；该种通过编程来改变内部结构的芯片，可自定义全功能。

从工艺角度来看，硅光子集成分为单片集成和混合集成，目前混合集成使用较广，但是单片集成性能更优，是未来发展趋势。

单片集成： 将光子学组件直接集成到同一块硅芯片上，包括光源、光调制器、波导、耦合器等光学元件，从而形成一个紧凑的光学电路。单片集成方式的优势在于可以减小尺寸、提高集成度、降低制造成本。

混合集成：将硅芯片与其他材料的光学组件结合在一起，即将电子器件（硅锗、 CMOS、射频等）、光子器件（激光/探测器、光开关、调制解调器等）、光波导回路集成在一个硅芯片上。 其中，硅芯片主要负责电子部分的处理，而其他材料的光学元件则负责光的生成和调制。混合集成的优势在于可以利用硅芯片的电子器件和其他材料的优异光学特性，实现更高效的光通信和传感应用。目前，硅光子技术主要采用基于 SOI（绝缘衬底上硅）衬底的制造平台，已能实现探测器与调制器的单片集成。

硅光子工艺流程解析：光通信、光传感 、光计算应用产业链迎机遇

3.1、 硅光子产业充分受益于微电子 CMOS 工艺发展

硅光产品整体生产流程包括设计、制造、封装三大过程。 硅光子集成技术作为利用 CMOS 工艺的一个新兴技术方向，从设计方法、设计工具和流程、基于工艺平台的协同设计等方面很大程度上参考和借鉴了微电子的相关技术，这使得在实际生产中，硅光芯片的设计者能比较便利地享受晶圆厂成熟工艺的流片服务，同时硅光子学并不需要最先进的纳米光刻技术，可以使用光刻水平较低的老式代工厂带来成本效益。整体流程上主要经过设计、制造和封装，近年来在制造和设计技术瓶颈逐渐取得突破，封装成为出货量和良率受制的主要因素。

设计环节主要是负责硅光产品的电路图与内部结构的规划。 行业内模仿微电子设计方式，融合光学仿真与工艺设计套件（PDK），推出简化光电开发环境（EPDA）。类似于 EDA 的流程，硅光子设计也是从系统功能需求出发。基于功能分析和分解，设计出光子链路，并仿真获得其可实现的功能性参数；进一步地，通过物理仿真与优化，获得组成光子链路的器件结构及布图设计；然后基于器件的物理模型分析链路集成中的寄生效应并验证链路功能性，修正设计其结构参数。

制造和封装环节主要负责将晶圆加工成硅光芯片，并完成相应器件的封装和测试。 硅光子器件尺寸跨度从几十微米到约 100nm，特征波导的尺寸为 500nm 左右，合适的工艺节点大概为 0.13μm 及以下。比利时 IMEC、新加坡 IME、美国AIMPhotonics 都是采用 200mm、0.13μm 来加工硅基光电子器件。由于硅光子器件特征尺寸和最小尺寸相较于微电子大很多，且对尺寸和工艺误差较为敏感，因此相较于标准 CMOS 工艺具备一定工艺特殊性，流程上至少增加 3 个工艺模板，并针对硅光子器件进行大量的工艺参数优化设计。

目前内部制造工厂（Foundry，Fab）与开放式 Fab 两种制造模式并行，内部 Fab 以 IBM、Intel 为代表，除激光芯片外，设计、硅基芯片加工、封测均由公司自身完成。开放式 Fab 模式由实验室提供设计方案，由大规模流片代工厂实现制造、封装过程。

3.2、 硅光子技术逐步成熟，数据中心应用有望率先规模落地

硅光子集成技术具有广阔的市场前景，但目前仍然面临诸多挑战：

（1）硅光器件的性能问题。目前的硅光子技术已可以替代很多传统的光器件，但还有一些需要克服的技术难题，比如如何减少硅波导的损耗、如何实现波导与光纤的有效耦合、如何克服温度对于功率和波长稳定性的影响等。这些技术难题会影响到硅光子技术的普及以及在数据中心场景中的应用。

（2）测试流程和方法。与常规的大规模集成电路芯片不同，光电芯片本身成本高、制造流程多、工艺复杂、废品率高，因此需要先在晶圆上进行测试和筛选，然后再和其他电芯片进行集成，以避免残次芯片造成的不必要的后期封装成本。

（3）缺乏标准化方案。硅光芯片在各个环节都缺少标准化方案，例如：设计环节需要使用专用的 EDA 工具，制造与封装环节缺乏提供硅光工艺晶圆代工服务的厂家。这使得硅光子技术大规模产业化变得更加困难。

但总体来看，硅光子技术近年来的高速发展已给诸多行业带来了重大的技术性革新。随着传统微电子、光电子技术逐步步入“后摩尔时代”，硅光产业链逐步完善，硅光子技术作为平台型技术，其高速率、高集成度、低成本、低功耗、小型化等特点逐步凸显，正被广泛应用于光通信、光传感、光计算等多个领域，硅光子技术正逐步迎来历史机遇期。

从产品应用来看，数据中心可能是硅光子大规模应用的首选场景。 硅光子技术在光通信、光传感、光计算等领域有着较强的应用潜力，特别是作为光通信技术，有望充分受益于 AIGC 的发展，硅光子技术在数据中心中芯片侧的 OIO、设备侧CPO、设备间光模块以及数据中心间的相干光通信都有望迎来进一步发展，市场前景广阔。

光通信方面，目前硅光产品主要应用在数据中心和相干传输两个领域， 在数通市场，随着 AI 快速发展带来高速光模块的大量需求和加速迭代，降本降耗的需求也在逐步提升，同时传统光模块的头部供应商加速硅光领域布局，硅光光模块有望迎来加速突破，另一方面，硅光正成为交换机侧 CPO 与 C2C 侧 OIO 中的核心技术；在电信市场，相干模块和全光网络ROADM 系统;

光传感方面， 在激光光雷达降本量产的需求下，硅光固态激光雷达或成未来发展方向；另一方面硅光在生物医疗、可穿戴设备等消费电子领域也有着较大应用潜力；

光计算方面， 硅光高度契合光经典计算和光量子芯片技术需要，有望成为 AI神经网络、量子技术的技术平台。

总的来看，硅光子技术正迎来产业机遇期，市场前景广阔。根据 Yole Group 的《2023 年硅光子技术》估计，2022 年硅光子 PIC 市场价值为 6800 万美元，预计2028 年将超过6 亿美元，2022-2028 年复合年增长率为44%(CAGR2022-2028)。

从产业链来看，硅光产业链不断完善。 目前，硅光子技术产业仍在发展，产业链不断构建，已初步覆盖了前沿技术研究机构、设计工具提供商、器件芯片模块商、 Foundry、IT 企业、系统设备商、用户等各个环节。

从发展模式来看，全球企业积极推动硅光子技术发展。 2010 年左右，硅光子技术的研发体制开始由学术机构推进转变为厂商主导。硅光子技术主要有以下几种发展模式：一是国家项目支持，如美国 2014 年发布“国家光子计划”，出资打造集成光子工艺研究院，随后在 2015 年投资 6.1 亿美元成立集成光子学创新机构 AIM Pho.tonics，组织产业链各环节共同打造标准化的集成光子平台。全球其他相关研究项目和机构，如欧盟 Leti 硅光光模块量产研究计划等。二是 Intel、IBM 等 IT 巨头的投入，Intel、IBM 从 2003 年左右开始致力于硅光子技术研究，进行了长期、巨额投入。三是小型初创公司早期靠风险资金进入，后期被大企业并购再持续投人，该模式已成为硅光子的一种重要发展模式。四是一些新崛起的初创公司，如 Acacia、 SiFotonics 等。

AI 高速光通信时代，硅光子优势逐步凸显

4.1、 1.6T 高速光通信时代提速到来，硅光光模块或迎产业加速期

硅光光模块具有高集成度、低功耗、低成本、小型化等优点。 硅光光模块与传统光模块相比，其工作原理基本相似，主要区别集中于基于 CMOS 制造工艺进行硅光芯片集成所带来的器件和技术差异。

（1）从原理架构来看，在实际光模块应用中，硅光光模块主要由控制单元、数字信号处理单元、发射单元以及接收单元几大功能模块组成。 数字信号处理单元通过数字信号处理芯片（DSP）来对抗于补偿信号失真，降低系统误码率；发射单元采用硅光子技术方案，区别于传统 EML 方案，目前硅光方案中光源和调制器分开，激光器负责出光，硅光调制器负责调制光信号，实现电/光信号转换；接收单元主要由波分解复用器、探测器和跨阻放大器构成，探测器将波分解复用器分束过后的多路高速光信号转换为高速电流信号，再经过跨阻放大器（TIA）处理放大，输出至数字信号处理单元；控制单元使用微控制单元（MCU）芯片对模块内各电芯片寄存器进行读写，实现对模块的诊断和监控。

（2） 从器件方案来看，不同于传统光模块的分立式结构，目前在实际硅光光模块中，除激光器外，大部分已实现了多种光电器件的硅基集成，如各种硅基无源器件（波导、合分波器）、锗硅探测器、硅调制器等。

其中激光器部分，目前硅光光模块多采用外置 CW 激光器，一方面较 EML 激光器芯片可获得成本上的优势，另一方面外置激光器方案与硅光芯片的耦合带了新的挑战；调制器部分，随着光模块速率提升，不同于 EML 方案中的 EA 调制，硅光光模块多采用 MZM 方案，可更为方便地通过增加通道数来提高带宽，或带来工艺和成本上的优势；其他无源器件部分，除隔离器和连接器外，硅光芯片替代了大部分传统光模块中的无源器件，传统器件中的透镜和大型组件都被取代，陶瓷、铜等材料用量大幅降低，晶圆、硅光芯片等电子材料占比提升，价值向硅光芯片、硅光引擎转移，整体有望进一步实现工艺简化和成本控制，同时硅光器件更高的集成密度带来了芯片尺寸的大幅缩减，相较于传统光模块具备小型化优势。

（3）从工艺制造来看，硅光芯片技术较为成熟，从芯片到光模块，但封装工艺上仍存在较多技术难点，封装良率和成本仍有待优化。

传统分立式光模块的制造过程 中需要依次封装电芯片、光芯片、透镜、对准组件、光纤端面等器件，部件物料多，工序较为复杂，封装过程自动化率较低，测试中需要手工将光模块一个个进行对准耦合测试，需要投入较多人工成本，但整体工艺成熟度较高；

目前基于硅光工艺已经能够加工芯片级器件，可以利用传统半导体产业非常成熟的硅晶圆加工工艺， 在硅基底上利用蚀刻工艺可以快速加工大规模波导器件，利用外延生长等加工工艺，能够制备调制器、接收器等关键器件，最终实现将调制器、接收器以及无源光学器件等高度集成，硅光芯片体积大幅减小，材料成本、芯片成本、封装成本均有望进一步优化，同时可以通过晶圆测试等方法进行批量测试，测试效率有望提升，但各主流厂商的设计和工艺路线存在多种技术路线，尚未形成统一的方案形成主流技术聚焦，从而更大程度的发挥 CMOS 工艺的规模效应，进而实现成本和良率的持续优化；

硅光光模块封装难度大，良率低，其中硅光接口封装处于初期阶段，主要瓶颈在于光电子芯片和光纤阵列组建的光接口封装， 其对准与封装的精度要求高，封装效率低，现阶段的封装技术难以实现高质量，低成本的封装，产品良率限制了硅光光模块的大规模量产；此外，硅光芯片可获得量产化资源少，尽管硅光芯片与CMOS 工艺兼容，但成熟的CMOS 资源不对外开放或者没有硅光流片经验。

（4）从产业链角度来看，目前硅光产业主要包括三大类器件产品：硅光器件、硅光芯片和硅光光模块。 其中，硅光器件、硅光光模块与传统光模块产业链相似。而硅光芯片则是作为高度集成的单芯片而并非传统的分离多器件组合，因此主要在芯片产业链上有所差异。

总的来说，从应用场景来看，在不同速率和距离的与传输距离下，硅光子技术相比 III-V 器件竞争优势有演进的过程。 在单通道波特率低于 25G，短距离传输(<10km)，III-V DML(直调激光器)的性价比较优；随着传输速率及距离增加， EML因其优异高速调制频响，低驱动电压，低啁啾，成为主要光电器件 ，特别是单通道速率到 50G 波特率以上。随着大数据中心对联结带宽的不断升级，多通道技术成为必须，高集成高速硅光芯片成为性价比更优越的选项。目前出货的硅光光模块产品主要分为两大类：短距离数据中心光模块；中长距离的电信相干模块。

（1）硅光光器件/光模块厂商： 随着 AIGC 发展，硅光子技术在高速光通信时代有望迎来发展热潮，对传统光通信产业格局或带来深远影响，一方面硅光器件/模块厂商有望充分受益于产业发展，另一方面，硅光芯片具有较高产业壁垒，头部厂商的深度布局有望迎来新一轮产业演化；

（2）硅光 CW 光源供应商： 硅光光源集成作为目前硅光子技术一大技术难题，目前外置 CW 光源是硅光光模块的主流方案，且可进一步应用于 CPO 等场景，随着光通信速率需求的不断提升，硅光光模块的通道数也随之增长，CW 光源需求量有望得到进一步发展；

（3）硅光工艺配套厂商： 从硅光工艺流程看，硅光与微电子技术逐步趋同，随着硅光子技术的进一步普及及发展，需高度重视配套工艺设备、软件厂商的投资机会。

1、 中际旭创：国内光模块龙头企业，优先推出硅光解决方案

中际旭创是国内光模块龙头企业，公司集高端光通信收发模块的研发、设计、封装、测试和销售于一体 ，为云数据中心客户提供100G、200G、400G 和 800G 等高速光模块，为电信设备商客户提供 5G 前传、中传和回传光模块以及应用于骨干网和核心网传输光模块等高端整体解决方案。凭借行业领先的技术研发能力、低成本产品制造能力和全面交付能力等优势，公司赢得了海内外客户的广泛认可，市场份额持续提升，在 Lightcounting 在最新发布的 2022 年度光模块厂商排名中，公司和行业头部企业并列全球第一。

公司持续专注于云计算数据中心及 5G 网络等核心市场，进一步加大 800G、 1.6T 及以上高速率光模块、电信级光模块、硅光和相干等核心产品或技术的投入与研究，积极推动高端光通信收发模块领域的发展。公司拥有单模并行光学设计与精密制造技术，多模并行光学设计与耦合技术、高速电子器件设计、仿真、测试技术，并自主开发了全自动、高效率的组装测试平台，且在业内率先使用 ChiponBoard （COB）光电子器件设计与封装技术。2020 年 12 月 4 日，公司在 ECOC2020 线上

展会中推出业界首个 800G 可插拔 OSFP 和 QSFP-DD800 系列光模块。2022 年，在 OFC2022 现场展示基于自主设计硅光芯片 800G 可插拔 OSFP2*FR4 和 QSFPDD800DR8+硅光光模块。2023 年，公司在 OFC2023 现场演示了 1.6T OSFP-XD DR8+可插拔光模块、基于 5nm DSP 和先进硅光子技术的第二代 800G 光模块以及 400G ZR 和 400D ZR+ QSFP-DD 相干光模块。在OFC 2024 期间，公司演示面向人工智能和数据中心应用的 800G 和 1.6Tbps 硅光光模块解决方案，包括采用自研硅光芯片和线性 Driver/TIA 的 1.6T-DR8 OSFP 模块、搭载自研硅光芯片的相干引擎的硅光 800G-ZR OSFP 相干模块等。

2、 天孚通信：国内光器件龙头企业，积极布局硅光领域

公司定位光器件整体解决方案提供商，专业从事高速光器件的研发、规模量产和销售业务。 近年公司主营的光器件产品的应用领域由光通信行业向激光雷达等领域延伸拓展。在光通信板块，公司下游客户提供垂直整合一站式解决方案，包括高速率同轴器件封装解决方案，高速率 BOX 器件封装解决方案，AWG 系列光器件无源解决方案、微光学解决方案等；在激光雷达和医疗检测板块，公司依托现有成熟的光通信行业光器件研发平台，利用团队在基础材料和元器件、光学设计、集成封装等多个领域的专业积累，扩展为下游激光雷达等客户提供配套新产品，包括了基础元件类产品和集成器件产品。在 OFC 2024 大会上，公司重点展示为 1.6T/800G光模块配套应用的 Mux TOSA、Demux POSA、Lensed FAU 等光引擎产品和解决方案。

在硅光领域，公司正积极布局适用于各种特殊应用场景的 Fiber Array，器件产品开发，以期能满足高温回流焊工艺产品，迎合硅光客户的应用需求；针对硅光类产品高功率要求，开发能适应高功率应用的 AWG 及PLC 类器件，目前已进入小批量阶段。

3、 新易盛：国内光模块领军企业，已成功推出硅光产品

公司业务主要涵盖全系列光通信应用的光模块，一直致力于高性能光模块的研发、生产和销售， 产品服务于于 AI/ML 集群、云数据中心、数据通信、5G 无线网络、电信传输、固网接入等领域的国内外客户。公司为云数据中心客户提供 100G、 200G、400G、800G 及 1.6T 光模块产品；为电信设备商客户提供 5G 前传、中传和回传光模块、以及应用于城域网、骨干网和核心网传输的光模块解决方案。经过十多年的发展，已在本行业客户中拥有较高的品牌优势和影响力 。

公司自成立以来一直专注于光模块的研发、生产和销售，公司是国内少数批量交付运用于数据中心市场的 100G、200G、400G、800G 高速光模块、掌握高速率光器件芯片封装和光器件封装的企业，已成功研发出涵盖 5G 前传、中传、回传的25G、50G、100G、200G 系列光模块产品并实现批量交付。公司高速率光模块、硅光光模块、相干光模块、800G LPO 光模块等相关新产品新技术研发项目取得多项突破和进展，高速率光模块产品销售占比持续提升，目前已成功推出基于 VCSEL/EML、硅光及薄膜铌酸锂方案的 400G、800G、1.6T 系列高速光模块产品， 和 400G 和 800G ZR/ZR+相干光模块产品、以及基于 100G/lane 和 200G/lane 的 400G/800G LPO 光模块产品。在 OFC 2024 大会上，公司展示了基于 212 Gb/s VCSEL 技术搭建的光模块传输链路经过多年来发展，公司新产品研发和市场拓展工作持续取得进展，目前已与全球主流互联网厂商及通信设备商建立起了良好的合作关系。 （来源：开源证券研究所）

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