海外云厂商持续升级，100G/400G 模块升级至800G/1.6T。海外互联网厂商如Meta、Google、Amazon 等拥有规模较大、技术先进的数据中心集群，是每一轮光模块速率升级需求最先出现的地方。当前，根据800GMSA 白皮书， 2022-2023 年海外北美市场对光模块速率需求从200G/400G 升级到800G。考虑到高速率模块通常采用多通道方案，意味着50G、100G 光芯片用量将快速提升。
图表 53：大型数据中心内部光模块端口速率目前从已经升级到400G
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2023-2027年光芯片产业竞争机遇分析及商业模式研究报告
正文目录
1、光芯片行业概述 10
1.1、行业介绍 10
1.2、行业分类 14
1.3、行业应用 18
1.4、行业成本 19
1.5、行业工艺 20
1.6、行业模式 22
2、光芯片行业状况 23
2.1、光芯片行业发展 23
2.2、光芯片行业布局 23
2.3、光芯片行业水平 25
2.4、光芯片行业需求 27
2.5、光芯片行业前景 30
2.5.1、全球光芯片前景 30
2.5.2、我国光芯片前景 33
2.6、光芯片投资机会 34
3、光芯片需求细分 36
3.1、电信行业光芯片应用及需求 36
3.1.1、电信行业光芯片应用 36
3.1.2、电信行业光芯片需求 39
3.2、数通行业光芯片应用及需求 41
3.2.1、数通行业光芯片应用 41
3.2.2、数通行业光芯片需求 43
3.3、车载激光雷达行业光芯片应用及需求 45
3.3.1、车载激光雷达行业光芯片应用 45
3.3.2、车载激光雷达行业光芯片需求 47
4、光芯片行业竞争分析 51
4.1、光芯片产品竞争力 51
4.2、光芯片细分产品竞争 52
4.3、光芯片技术竞争 53
4.4、光芯片行业竞争模型 56
4.4.1、现有企业竞争 56
4.4.2、上游议价能力 58
4.4.3、下游议价能力 58
4.4.4、行业代替品威胁 58
4.4.5、潜在进入者威胁 59
4.5、光芯片国产竞争力 59
4.6、光芯片产业链竞争力 60
4.6.1、DWDM 相干市场和薄膜铌酸锂产业机会 60
4.6.2、AWG 芯片在数据中心市场竞争优势 65
5、光芯片主要产品分析 75
5.1、数通应用产品 75
5.1.1、10G及以下光芯片 75
5.1.2、25G光芯片 76
5.2、电信应用产品 78
5.2.1、无线前传25G 光模块需求稳定 78
5.2.2、5G中回传市场高端需求 80
5.2.3、有线接入10G PON 需求持续增长 82
5.3、芯片速率越高，价值量水平越高 86
6、全球主要公司分析 87
6.1、II-VI/相干公司 87
6.1.1、公司概况 87
6.1.2、业务整合 88
6.1.3、经营状况 93
6.2、Lumentum 94
6.2.1公司概况 94
6.2.2、产品及客户 95
6.2.3、经营状况 95
6.2.4、盈利能力 96
6.2.5、业务整合 97
6.3、海外龙头发展战略借鉴 99
6.3.1、以高功率产品为支点 100
6.3.2、以底层技术为基础 102
（1）、材料技术：从GaAs 到InP，GaN、SiC 逐渐布局 102
（2）、外延技术：决定芯片性能的高壁垒环节，MOCVD+MBE 积累深厚 103
7、我国光芯片主要公司 107
7.1、源杰科技：高速率激光芯片龙头，IDM 模式自主可控 107
7.1.1、产品分析 107
7.1.2、客户分析 108
7.1.3、技术分析 109
7.1.4、经营分析 110
（1）、营业收入、净利润 110
（2）、业务结构 111
（3）、盈利能力 112
7.1.5、项目分析 112
7.2、华工科技：全球领先光器件供应商，硅光芯片到模块全自研 113
7.2.1、业务状况 113
7.2.2、产品分析 114
7.2.3、技术分析 115
7.3、长光华芯：高功率激光芯片厂商，纵向延伸横向扩展 115
7.3.1、产品分析 115
7.3.2、经营分析 117
（1）、营业收入、净利润 117
（2）、盈利能力 118
7.3.3、项目分析 118
7.4、炬光科技：激光元器件厂商，布局三大中游应用 119
7.4.1、业务状况 119
7.4.2、产品分析 120
7.4.3、技术分析 121
7.4.4、客户分析 122
7.4.5、经营分析 122
（1）、营业收入、净利润 122
（2）、业务结构 123
（3）、盈利能力 123
7.4.6、项目分析 124
7.5、聚飞光电：深耕LED 行业，拓展光器件业务 124
7.5.1、业务状况 124
7.5.2、产品分析 125
7.6、三安光电：半导体材料器件厂商，光技术业务覆盖全面 125
7.6.1、业务状况 125
7.6.2、产品分析 126
7.7、其它公司 126
7.7.1、仕佳光子 126
7.7.2、光库科技 127
8、光芯片商业模式展望 128
9、报告结论 132
图表目录
图表 1：光芯片是半导体下的重要分支 8
图表 2：光芯片位于光通信系统的发射端和接收端 8
图表 3：光芯片在光通信系统中应用位置 8
图表 4：光通信器件与信息流的对应关系 9
图表 5：光通信器件组成 9
图表 6：光芯片在光通信系统中应用位置 10
图表 7：光模块组成示意图(SFP+封装) 10
图表 8：光电信号转化原理 11
图表 9：光芯片产品种类划分 12
图表 10：材料与结构在光电转换技术中十分重要 12
图表 11：光探测芯片主要分PIN和APD 13
图表 12：有源光芯片分类 14
图表 13：激光器芯片、探测器芯片主要类型和特征 14
图表 14：光通信产业链 15
图表 15：光芯片产业链 15
图表 16：光芯片应用核心场景分为4G/5G无线网络、固定宽带网络、数据中心 16
图表 17：光模块与光器件成本组成 17
图表 18：光芯片基本生产流程图 17
图表 19：25G DFB激光器芯片制备流程 18
图表 20：国内仅少数光模块厂商具备光芯片研发能力 19
图表 21：光芯片企业采用 IDM 模式提高竞争力 19
图表 22：光芯片与光通信行业发展历程 20
图表 23：全球光通信产业领域竞争力 21
图表 24：光模块、光器件主要生产商分布 22
图表 25：光模块、光器件全球前十生产商 22
图表 26：2010-2021 年全球光模块供应商TOP 10 22
图表 27：2021年10G 及以上光芯片国产替代率 23
图表 28：《中国光电子器件产业技术发展路线图（2018-2022年）》对光芯片国产化率要求 24
图表 29：截至2022 年，我国光芯片国产化水平 24
图表 30：2023年ChatGPT引爆AIGC奇点 25
图表 31：2022-2026年AI服务器出货量（单位：千台） 27
图表 32：2022全球科技公司AI服务器采购量份额 27
图表 33：2016-2027年全球光模块市场规模（百万美元） 28
图表 34：2018-2027年全球光模块市场结构预测（亿美元） 28
图表 35：全球光模块细分市场出货量预测（万片） 29
图表 36：全球光模块细分市场规模预测（百万美元） 29
图表 37：2018-2027年全球光芯片市场规模及增长预测 30
图表 38：2018-2027年光芯片占光模块市场比重 30
图表 39：全球光芯片市场增速热力图 31
图表 40：2019-2024年中国光芯片占全球市场份额 31
图表 41：全球400G波分市场份额 32
图表 42：高速率光芯片市场空间及预测（百万美元） 33
图表 43：光模块电信网络应用场景 35
图表 44：高速PON 系统结构图 35
图表 45：光纤接入网络中光芯片应用在OLT光模块和ONU光模块中 36
图表 46：2018-2027年全球电信侧光模块市场规模预测 37
图表 47：2017-2022年中国5G 基站渗透率 37
图表 48：4G二级架构与5G三级架构 38
图表 49：2019-2025年高速率模块光芯片市场规模 39
图表 50：2020-2027年中国宏基站及小基站新建数量（万站） 39
图表 51：光模块数通网络应用场景 39
图表 52：数据中心叶脊网络架构光模块需求 40
图表 53：大型数据中心内部光模块端口速率目前从已经升级到400G 41
图表 54：2020-2027年全球IDC 市场规模 41
图表 55：全球服务器年增加量 41
图表 56：数据中心交换机容量增长 42
图表 57：Top5云厂商以太网光模块市场规模（亿美元） 42
图表 58：3层数据中心架构及光互联速率演进 43
图表 59：激光雷达模块 44
图表 60：激光雷达探测原理 44
图表 61：FMCW 技术优势 45
图表 62：激光雷达和光模块结构对比 46
图表 63：全球激光雷达细分市场规模预测 46
图表 64：全球激光雷达车载市场销量预测（万台） 47
图表 65：2021-2030年全球车载激光雷达市场规模（亿美元） 47
图表 66：当前1550nm和905nm是两种核心上车方案 48
图表 67：光迅发布车规级应用系列光芯片 48
图表 68：光芯片产品核心竞争力 49
图表 69：源杰科技光芯片价格 50
图表 70：全球2.5G 及以下DFB/FP 激光器芯片市场份额 51
图表 71：全球10G DFB 激光器芯片市场份额 51
图表 72：光芯片生产制作流程经过外延有源层、光刻光栅、制作电极、镀膜、芯片切割等几个步骤 51
图表 73：MOCVD与MBE模式比较 52
图表 74：光模块封装方式演进 53
图表 75：国内光芯片产业链技术能力分布图 53
图表 76：光芯片行业波特五力竞争模型 54
图表 77：众多海外知名厂商均在我国建立有产能或服务网点 55
图表 78：长光华芯单管芯片产品发展历程 55
图表 79：PON 网络光模块和光芯片应用场景对照图 57
图表 80：国内光芯片公司产品能力情况 58
图表 81：光信号调制在光信号处理流程中的位置 58
图表 82：调制器在光模块中的位置 59
图表 83：三种主要的调制器方案对比 59
图表 84：不同速率相干DSP 出货量对比（个） 60
图表 85：不同速率相干DSP 市场规模对比 60
图表 86：2021-2027年100G 及以上相干DSP 市场（百万美元） 61
图表 87：2021-2027年600G及以上相干DSP 市场（百万美元） 61
图表 88：我国薄膜铌酸锂产业链主要单位（企业） 61
图表 89：C+L70GHz 强度调制器（AM70） 62
图表 90：C+L 96GBaud高带宽相干驱动调制器 62
图表 91：调制器性能对比 63
图表 92：100G PSM4光模块架构 64
图表 93：100G CWDM4光模块架构 64
图表 94：Z-block的复用发射光路 65
图表 95：Z-block 的解复用接收光路 65
图表 96：CWDM4 AWG芯片结构—两侧输入/输出 66
图表 97：CWDM4 AWG芯片结构—单侧输入/输出 66
图表 98：由三个光学梳状滤波器ITL 串并联而成的CWDM4 芯片 66
图表 99：数据中心CWDM4 光模块方案对比 67
图表 100：CWDM4 模块中应用AWG DeMux 和Mux 场景 67
图表 101：硅光模块中的AWG DeMux 68
图表 102：2016-2027年10G 及以下数通光模块发货量（个） 73
图表 103：2016-2027年10G及以下数通市场份额（百万美元） 73
图表 104：25G 及以上光芯片和数据中心光模块对应关系 74
图表 105：100G以上模块通常需要4 片或更多光芯片 74
图表 106：2016-2027年25G 及以上数通光模块发货量（个） 75
图表 107：25G及以上数通市场规模（百万美元） 75
图表 108：25G 以下无线前传光模块发货量（个） 76
图表 109：25G以下无线前传市场规模（百万美元） 76
图表 110：5G前传光模块光电芯片演进示意图 77
图表 111：25G及以上无线前传光模块发货量（个） 77
图表 112：25G 及以上无线前传市场规模（百万美元） 78
图表 113：10G 及以下无线中回传光模块发货量（个） 79
图表 114：10G 及以下中回传市场规模（百万美元） 79
图表 115：25G 及以上无线中回传光模块发货量（个） 79
图表 116：25G 及以上中回传市场规模（百万美元） 80
图表 117：2021 年和2022 年固定互联网宽带各接入速率用户占比情况 81
图表 118：10G 以下PON 光模块发货量（个） 81
图表 119：10G 以下PON 光模块市场规模（百万美元） 81
图表 120：10G PON 和NP-PON2 光模块发货量（个） 82
图表 121：10G PON 和NP-PON2 市场规模（百万美元） 82
图表 122：25G PON 和50G PON 光模块发货量（个） 83
图表 123：25G PON 和50G PON 市场规模（百万美元） 83
图表 124：速率越高光芯片市场价格也越高（单位：元/颗） 84
图表 125：公司主要产品衍生的应用场景 85
图表 126：II-VI/相干公司材料体系及对应应用 86
图表 127：激光器波长与其所采用的材料、技术对应关系 87
图表 128：II-VI/相干公司2011-2021 年中国区收入（22 年口径变化） 88
图表 129：II-VI/相干公司2022 年各地区收入占比 88
图表 130：II-VI/相干公司的产能多来自并购（Finsar 和II-VI 合并时） 89
图表 131：在收购Finisar 后，II-VI 成为光子和化合物半导体领域排名第二的巨头 90
图表 132：II-VI 与Coherent相干产生的业务协同 90
图表 133：II-VI 收购相干将会形成业务互补，拓展半导体、工业、生命科学领域的业务规模 91
图表 134：II-VI/相干公司2006-2023财年收入增长 92
图表 135：II-VI/相干公司2006-2023H1 财年税前利润 92
图表 136：Lumentum 主要产品及客户情况 93
图表 137：2014-2022年Lumentum营业收入 93
图表 138：Lumentum 净利润 94
图表 139：Lumentum 毛利率连续4 年增长 94
图表 140：Lumentum 研发费用率较高 95
图表 141：Lumentum长期占据VCSEL市场40%+份额 96
图表 142：Lumentum VCSEL 产品收入持续增长 96
图表 143：Lumentum通过合作、并购和产品开发提升核心竞争力 96
图表 144：长光华芯平台能力 97
图表 145：全球主流公司高功率单管芯片参数对比 98
图表 146：长光华芯230μm 发光宽度芯片的功率曲线 99
图表 147：长光华芯290 μm 发光宽度芯片的功率效率曲线 99
图表 148：II-VI 与Finisar 部分主要产线布局 100
图表 149：长光华芯四大材料体系布局情况 101
图表 150：外延设备种类及应用领域 102
图表 151：生长GaN 薄膜的MOCVD 原理图 102
图表 152：MBE原理图 103
图表 153：VCSEL阵列侧面显微照片 103
图表 154：多层结式VCSEL激光器结构示意图及等效电路图 104
图表 155：长光华芯使用的8 片式MOCVD 设备内部图 104
图表 156：源杰科技主要产品 105
图表 157：源杰科技主要产品的开发及演变情况 106
图表 158：源杰科技主要客户 107
图表 159：源杰科技光芯片生产流程 107
图表 160：源杰科技核心技术与所属技术类别 107
图表 161：2018-2022年源杰科技营收、净利润 108
图表 162：源杰科技营收结构（亿元） 109
图表 163：2018-2022年源杰科技分产品毛利率 110
图表 164：源杰科技募投项目 111
图表 165：华工科技产业布局 111
图表 166：华工科技光通信领域主要应用 112
图表 167：长光华芯所处产业链环节 113
图表 168：高功率半导体激光器单管（左）和巴条（右）芯片示意图 114
图表 169：长光华芯主要产品 114
图表 170：2018-2022年长光华芯营收和净利润 115
图表 171：长光华芯分业务毛利率 116
图表 172：长光华芯募投项目 117
图表 173：炬光科技所处产业链环节 117
图表 174：炬光科技主要产品 118
图表 175：炬光科技核心技术 119
图表 176：炬光科技主要客户 120
图表 177：2018-2022年炬光科技营收、净利润 120
图表 178：炬光科技营收结构（亿元） 121
图表 179：炬光科技分业务毛利率 121
图表 180：炬光科技募投项目 122
图表 181：熹联光芯主要产品 123
图表 182：三安光电产业布局 123
图表 183：三安光电光技术业务主要应用 124
图表 184：II-VI、Lumentum 市值随市场需求变化呈现“脉冲式”特征 126
图表 185：光通信厂商利润水平波动周期 127
图表 186：光芯片厂商良性成长循环路径 128
图表 187:II-VI 收购Coherent 丰富产品结构 129
图表188:Lumentum 收购NeoPhotonics丰富产品结构 129
