（报告出品方：东方证券）

1光芯片：技术持续升级，行业加速成长

1.1光芯片是半导体激光器的核心

半导体光器件是光通信产业重要组成部分。光通信器件是光通信产业的重要组成部分，使用光信号和光纤传输信息。光通信系统通过电光转换将电信号转换为光信号，并通过光纤传输至接收端进行光电转换。光通信器件包括光芯片、光器件和光模块，其中光芯片是实现光转电、电转光、分路、衰减、合分波等基础光通信功能的核心。光器件和光芯片是光通信器件的两大重要组成部分，光芯片是驱动光有源光器件和光无源器件产生作用的核心。

光芯片细分品类多，广泛应用于各个领域。光芯片主要分为有源光器件芯片和无源光器件芯片。有源光芯片包括激光器芯片和探测器芯片，而无源光芯片则包括PLC和AWG芯片。激光器芯片和探测器芯片分别用于将电信号转换为光信号和将光信号转换为电信号。激光器芯片可以进一步分为边发射激光器芯片(EEL)和面发射激光器芯片(VCSEL)。探测器芯片使用最广泛的是PIN光电二极管(PIN-PD)和APD(雪崩光电二极管)。

1.2光芯片技术壁垒高，生产工艺复杂

光芯片产业链大致分为衬底、光通信激光器芯片（外延/芯片设计/芯片制造）、有源器件、光模块、下游最终客户等几大环节。光芯片行业上游主要为原材料和生产设备供应商，光芯片行业中游主要为下游光模块厂商提供有源光芯片和无源光芯片。随着光电半导体产业的蓬勃发展，光芯片已经广泛应用于通信、工业、消费等众多领域。

光芯片的生产工艺包括芯片设计、基板制造、磊晶成长、晶粒制造、封装测试共五个主要环节。多数中国企业主要集中在芯片设计环节，而全球能够实现高纯度单晶体衬底批量生产的企业主要为海外企业。磊晶生长/外延片是光芯片行业技术壁垒最高的环节，成熟技术工艺主要集中于中国台湾以及美日企业。晶粒制造和封装测试环节主要集中在中国台湾。

光芯片生产采用的各工艺综合性更强，龙头厂商多采用IDM经营模式。逻辑芯片厂商中，新进入的企业多采用Fabless模式，以此减少资本投入，将更多资源集中投入研发。光芯片行业厂商采用IDM模式，因为光电子器件遵循特色工艺，器件价值提升不完全依靠尺寸缩小，而有赖于功能增加。IDM模式更有利于各环节自主可控，能及时响应各类市场需求，灵活调整生产计划，高效排查问题原因，从而提升芯片性能，满足下游客户需求。

磊晶生成的外延片质量是决定光芯片性能的关键因素，是厂商竞争优势及技术实力的核心体现。MOCVD和MBE是两种主要的磊晶生长方式，其中MOCVD是以有机化合物作为晶体生长原材料，在衬底上进行气相外延；而MBE是将需要生长的单晶物质按元素的不同分别放在喷射炉中，通过加热使元素喷射的分子流在衬底上长出晶格结构，技术难度较高。

光芯片制造准入门槛高。光芯片使用的III-V族半导体材料要求芯片设计与晶圆制造环节相互反馈与验证，需要独特的设计结构并优化制造工艺。光芯片制造涉及的流程长，需要长时间积累相关技术、经验与管理制度。因此，对光芯片商用化制造能力提出严苛的要求，提高了制造准入门槛。

激光芯片厂商持续提升产品输出功率，巩固竞争实力。以国产高功率半导体激光芯片厂商长光华芯为例，年成立以来，不断推出高亮度单管芯片，年推出15W单管芯片，年推出18W、25W单管芯片，年实现30W单管芯片量产，产品持续向更高功率段迭代。

2欧美技术领先，高端光芯片亟待国产化

光芯片是光通信产业链核心环节。光通信产业链中，组件可分为光无源组件和光有源组件。光无源组件在系统中消耗一定能量，实现光信号的传导、分流、阻挡、过滤等“交通”功能，主要包括光隔离器、光分路器、光开关、光连接器、光背板等；光有源组件在系统中将光电信号相互转换，实现信号传输的功能，主要包括光发射组件、光接收组件、光调制器等。光芯片加工封装为光发射组件（TOSA）及光接收组件（ROSA），再将光收发组件、电芯片、结构件等进一步加工成光模块。光芯片的性能直接决定光模块的传输速率，是光通信产业链的核心之一。

光芯片是光模块成本中占比最大的部分。光模块的成本由多种因素组成，包括光器件、电芯片、PCB和外壳等原材料。其中，光器件的成本占比最高，达到了73%。在光器件中，光发射器件和光接收器件的成本占光器件成本的80%，而激光器和探测器中的核心光芯片占据了总成本的85%。随着传输速率的提高，光芯片在光模块成本中的比例也越来越大，10Gbs以下光模块中光芯片占比30%，10Gbs-25Gbs光模块中占比40%，而25Gbs以上光模块中光芯片的占比则达到了60%。

光芯片发展与光通信和光模块密不可分，行业正处于加速发展阶段。光芯片是光通信和光模块的重要组成部分，随着光通信行业的发展和应用场景的变化，光模块和光芯片都在加速发展。光模块行业已经经历了几十年的发展，光子集成技术的产业体系初步形成，推动了光芯片产业的高速发展。光芯片在降低光纤损耗等方面发挥了重要作用，在新兴领域方面具有巨大的发展潜力。

欧美国家光芯片技术领先，国内光芯片企业追赶较快，目前全球市场由美中日三国占据主导地位。海外光芯片企业已形成产业闭环和高行业壁垒，可自主完成芯片设计、晶圆外延等关键工序，可量产25G及以上速率的光芯片。部分中国光芯片企业已具备领先水平，随着技术能力提升和市场认可度提高，竞争力将进一步增强。源杰科技构建了IDM全流程自主可控业务体系，年公司10G、25G激光器芯片系列产品的出货量在国内均排名第一，2.5G激光器芯片系列产品的出货量排名领先。华工科技旗下华工正源拥有亚洲先进的光模块自动化线体，具备全系列产品的垂直整合以及快速批量交付能力，云岭光电实现25G激光器芯片量产。长光华芯在设计、量产高功率半导体激光芯片基础上，纵向延伸覆盖下游器件、模块及直接半导体激光器业务，横向拓展VCSEL及光通信芯片。炬光科技业务覆盖上游“产生光子”“调控光子”及中游汽车、泛半导体、医疗健康领域，与多家业内知名公司达成合作。聚飞光电参股德国硅光技术公司Sicoya布局高端半导体领域，Sicoya主营硅光芯片、光电芯片、光电器件及光模块。三安光电提供VCSEL芯片及阵列、DFB激光器、光电二极管等高速光学产品的代工业务。

各类光芯片国产替代率分化明显，高端光芯片国产替代率仍较低。我国光芯片企业已基本掌握2.5G及以下速率光芯片的核心技术，根据ICC预测，年该速率国产光芯片占全球比重超过90%；10G光芯片方面，年国产光芯片占全球比重约60%，但不同光芯片的国产化情况存在一定差异，部分10G光芯片产品性能要求较高、难度较大，如10GVCSEL/EML激光器芯片等，国产化率不到40%；25G及以上光芯片方面，随着5G建设推进，我国光芯片厂商在应用于5G基站前传光模块的25GDFB激光器芯片有所突破，数据中心市场光模块企业开始逐步使用国产厂商的25GDFB激光器芯片，年25G光芯片的国产化率约20%，但25G以上光芯片的国产化率仍较低，约为5%，目前仍以海外光芯片厂商为主。

3数通/电信/激光雷达高成长，光芯片深度受益

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