光芯片行业深度研究报告:高速率驱动景气周期,国产化与技术升级成核心机遇

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光芯片行业深度研究报告：高速率驱动景气周期，国产化与技术升级成核心机遇

一、报告核心结论

光芯片作为光模块核心元器件，在AI算力扩张、数据中心升级及5G通信普及的驱动下，行业进入高景气周期。高速率（800G/1.6T）EML芯片因技术壁垒高导致产能紧缺，硅光方案推动CW激光器需求激增，2030年全球光模块市场规模有望突破350亿美元，带动光芯片需求持续放量。投资机会聚焦高速率光芯片、硅光技术产业化及国产化替代标的，技术路径上EML的高速化与硅光的集成化并行发展，产业链上下游协同升级成为关键趋势。

二、行业分析与投资机会（核心目标A）

（一）行业概况

1光芯片分为激光器芯片（VCSEL、FP、DFB、EML）和探测器芯片（PIN、APD等），是光电信号转换核心，决定光通信系统传输效率，高端光模块中光芯片成本占比接近50%。

1应用场景集中在数据中心（AI算力互联核心）、电信骨干网、5G通信基站，其中AI基础设施建设是当前最核心增长动力。

（二）市场空间：规模快速扩张，高速率占比提升

1光芯片细分市场：2024年全球EML激光芯片市场规模37.1亿元，中国市场12.0亿元，预计2030年达74.12亿元，CAGR 12.23%。

1光模块带动需求：2026年全球以太网光模块市场规模将达189亿美元（同比+35%），2030年突破350亿美元，800G/1.6T高速光模块2030年市场规模超220亿美元。

1硅光市场爆发：2024-2030年硅光子市场CAGR达46%，从2.78亿美元增至27亿美元。

（三）竞争格局：海外垄断高端，国产加速替代

1海外巨头主导：EML芯片主要供应商为Lumentum、Coherent、三菱、住友、博通，占据高端市场；硅光领域Intel、Cisco合计占88%市场份额。

1国产化现状：低速率（≤10G）光芯片国产化率超90%，25G+高速率仅4%，源杰科技、索尔思、光迅科技等企业在25G/100G/200G EML芯片实现突破。

1竞争焦点：EML芯片的量产良率、硅光芯片的集成工艺、CW激光器的功率与稳定性。

（四）驱动因素：AI+技术+政策三重共振

1AI算力需求：云厂商加码GPU/ASIC芯片集群，英伟达Rubin网卡升规、谷歌TPUv7性能升级，带动高速光模块需求翻倍，间接拉动光芯片出货。

1技术迭代：光模块向800G/1.6T/3.2T演进，单通道速率提升倒逼光芯片技术升级，EML（支持单波200G）和CW激光器（硅光方案核心）成为刚需。

1政策支持：国家“东数西算”工程推动低功耗光模块需求，硅光与EML技术获专项基金扶持。

（五）投资逻辑与机会

1高速率光芯片标的：聚焦EML芯片（索尔思、源杰科技）、CW激光器（源杰科技、Lumentum），受益于800G/1.6T光模块放量。

1硅光产业化标的：硅光芯片设计（熹联光芯）、光模块制造（中际旭创、新易盛）、产业链配套（天孚通信）。

1国产化替代标的：东山精密（收购索尔思实现光芯片+光模块一体化）、光迅科技（自研CW激光器）、仕佳光子（高功率DFB激光器）。

1海外龙头：Coherent（6英寸InP产能翻倍）、Lumentum（EML出货量创纪录）、Tower（硅光子业务营收激增109.5%）。

三、技术与产业链深度（核心目标B）

（一）技术路径与趋势

1. 主流光芯片技术对比

2. 核心技术趋势

1EML芯片：向200Gbps以上速率升级，三维集成技术提升空间利用率（如华工正源1.6T硅光模块空间利用率+50%）。

1硅光技术：300mm晶圆工艺普及（Tower规划满负荷量产），与CPO（共封装光学）结合，降低功耗与延迟。

1材料创新：InP衬底用于高速长距芯片，GaAs衬底用于短距低功耗芯片，SOI晶圆支撑硅光集成。

（二）产业链结构与环节拆解

1. 产业链全景

1上游：衬底材料（InP/GaAs衬底：住友电工；SOI晶圆：SOITEC、沪硅产业）、设备（MOCVD设备、封装测试设备：ficonTEC）。

1中游：光芯片设计与制造（EML/DFB/VCSEL芯片：索尔思、源杰科技）、光模块组装（中际旭创、新易盛）。

1下游：数据中心（亚马逊、谷歌、微软）、电信运营商（中国移动、中国电信）、5G基站（华为、中兴）。

2. 关键环节拆解

1衬底环节：InP衬底是EML/DFB芯片核心，海外垄断（住友电工），国内企业加速突破（云南锗业）。

1芯片制造：外延生长是核心壁垒（VCSEL芯片外延良率需达90%+），6英寸InP产线（Coherent、Lumentum）产能稀缺。

1封装测试：硅光芯片需解决光耦合难题，天孚通信提供光引擎解决方案，良率突破95%。

（三）产业演进历程

1第一阶段（2015-2020）：低速率为主，10G及以下光芯片国产化落地，应用聚焦5G前传、光纤入户。

1第二阶段（2021-2025）：高速率崛起，25G/100G EML芯片量产，800G光模块规模化部署，AI数据中心需求爆发。

1第三阶段（2026-2030）：硅光+CPO融合，1.6T/3.2T光模块普及，光芯片与交换机、DSP芯片共封装，国产化率提升至30%+。

（四）相关公司业务拆解

1. 国内企业

1索尔思：光芯片+光模块一体化，100G EML芯片发货千万级，200G EML量产支撑1.6T光模块，2024年营收29亿元、净利润4亿元。

1东山精密：通过收购索尔思切入光通信，2025年业绩显著提升，预计净利润率持续增长，投资评级“买入”。

1源杰科技：CW 70mW激光器量产，25G EML获华为订单，100G EML进入800G光模块供应链。

1中际旭创：1.6T光模块通过英伟达认证，2025年量产，受益于AI数据中心光模块需求。

2. 海外企业

1Coherent：800G/1.6T收发器订单强劲，6英寸InP产能翻倍，为CPO送样400mW CW激光器，2026Q1营收15.81亿美元（yoy+17.3%）。

1Lumentum：FY26Q1 EML出货量创纪录，磷化铟晶圆产能售罄，计划扩产40%，2026Q2营收指引63-67亿美元。

1Tower：25Q3硅光子收入5200万美元（yoy+70%），300mm硅光子晶圆投产，2025年硅光子营收目标2.2亿美元。

1博通：AI订单储备730亿美元（含200亿光互联产品），1.6T DSP及光学组件订单创纪录，25Q4营收180.2亿美元（yoy+28%）。

四、政策影响与趋势展望

（一）政策支持

1国内：“东数西算”工程推动数据中心集群建设，光通信设备获补贴；国家信息光电子创新中心发布12寸硅光全流程套件，助力国产化量产。

1海外：欧盟STARLight项目聚焦300mm硅光技术，美国加码半导体产业链补贴，支持InP/GaAs芯片制造。

（二）未来趋势

1需求端：2026年CPO开始部署，2027-2030年1.6T/3.2T光模块成为主流，光芯片需求维持双位数增长。

1技术端：EML与硅光方案长期共存，CPO技术降低光模块功耗30%，成为AI数据中心首选。

1供给端：海外大厂扩产（Coherent、Lumentum），国内企业突破外延工艺，高速光芯片国产化率从4%提升至2030年30%+。

（三）风险提示

1下游需求不及预期：AI商业化落地放缓，云厂商缩减资本开支。

1研发进展不及预期：高端光芯片工艺突破遇阻，良率未达目标。

1地缘政治风险：技术封锁导致供应链中断，海外订单交付延迟。

五、行业研究脑图