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什么是光通信芯片?中国企业在全球光通信行业

严格意义上来说,光芯片包含多个元器件种类,如激光器芯片、调制器芯片、耦合器芯片、分束器芯片、波分复用器芯片、探测器芯片等。这些芯片/器件集成后,再加入外围电路形成一个光通信模块,被广泛应用于路由器、基站、传输系统、接入网等光网络建设中。

国际巨头把握着核心技术

在中兴、华为等通信设备的强势助攻下,中国成为世界上最大的光器件消费大国,市场占比约为35%。然而以高速率为主要特征的高端光芯片技术,还掌握在美日企业手中,我国高速率光芯片国产化率仅3%左右。

观察国际巨头的发展路径,无一例外是并购。它们通过并购不断拓展产业链,产品覆盖光器件、光模块领域的几乎所有环节,从无源到有源,从芯片到模块,坐拥产业链高端技术“堡垒”。2018年,排名靠前的几大巨头间的并购,更是将全球光通信技术的竞争格局推向头部厂商。

2018年3月,全球市场份额排名第二的Lumentum以18亿美元收购排名第三的Oclaro,对行业龙头Finisar的地位产生威胁。为了应对竞争,2018年11月,Finisar与无源器件龙头厂商II-VI合并,整合了有源和无源产业链,稳固了光器件头部厂商的位置。这些国际并购,对中国光通信企业的崛起和突破有正面的启示。

什么是光通信芯片?中国企业在全球光通信行业

相比国际企业,国内光通信企业大多数限于生产低端芯片,仅有光迅科技、海信、华为等少数厂商能生产中高端芯片,但总体供货有限,市场占比不足1%。从上述表格也可以看出,华为光通信技术的供应商主要集中在美国和日本,国内只有光迅科技一家。

美国禁供华为,对上述美国光通信技术公司的影响很大,Neo photonics(新飞通)46%的业绩来自华为,业界猜测它可能破产或被并购;在Lumentum最近一个季度的总收入中,华为占18%,Lumentum已将Q2收入预期的下限从4.05亿美元下调至3.75亿美元;在禁令发布后,II-VI的股价也跌了10%,其正在收购的Finisar的销售额中有11%来自华为。

“杀敌一千,自损八百”的禁令对美国相关企业造成不小损失,但对中国的华为及光通信供应商也是很大的挑战,实现芯片国产化替代迫在眉睫。

中国光通信技术如何突破?

近些年,中国政府大力鼓励发展集成电路,光通信芯片本土研发开始萌芽。进入者以华为、峰火(光迅科技)、中兴、大唐等传统通信巨头,以及华工科技与海信等激光、家电巨头为代表,它们多通过收购与成立子公司的方式进入技术布局。

什么是光通信芯片?中国企业在全球光通信行业

首先是光迅科技,通过收购国内WTD和丹麦IPX及增资大连藏龙光电子,产品覆盖了从光通信系统设备,到光模块器件相关的各类核心芯片。光迅科技是目前国内少有的能够自产10G及以上高端光芯片的厂商,芯片自给率达到95%左右,市场份额多年来保持在国内第一,全球前五。

其次是华为,华为通过收购英国光子集成公司CIP和比利时硅光子公司Caliopa进入光通信芯片战场。截至目前,华为对光通信芯片的投入达六年之久,且已能实现部分产品自给自足。

除此,作为传统家电巨头,海信在100G PON光模块技术上取得了突破,其5G无线光模块已经开始应用于5G信号基站的建设,并通过收购日本和美国的光通信芯片公司,形成了完善的产业布局。激光巨头——华工科技的5G应用光通信芯片预计2019年就可量产。

除了上述企业,很多新兴企业在光通信芯片和模块集成上面有所突破,如旭创科技400G OSFP和QSFP-DD模块批量出货;易飞扬研发成功了100GQSFP28光模块,100GCFP-LR4光模块已商业化;博创科技(PLC 光分路器和 DWDM 器件)、厦门优讯(TIA、LA、LD)、紫光展锐等都在积极研发高端光通信芯片。

我国政策要求在2022年中低端光电子芯片的国产化率超过60%,高端光电子芯片国产化率突破 20%。但目前来看,国产光通信技术差距还很大。

据中国电子元件行业协会发布的《中国光电子器件产业技术发展路线图(2018-2022年)》显示,国内企业目前只掌握了10Gb/s速率及以下的激光器、探测器、调制器芯片,以及PLC/AWG芯片的制造工艺以及配套IC的设计、封测能力;25Gb/s的PIN 器件与APD 器件可以少量提供,而25Gb/s DFB激光器芯片刚完成研发。总之,绝大多数25Gb/s速率模块使用的光电芯片基本依赖进口。更为高端的100G光通信系统,其中可调窄线宽激光器、相关光发射/接收芯片、电跨阻放大芯片、高速模数/数模转化芯片及DSP 芯片均依赖进口。

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