光通信行业洞察:(三)AWG系统与PLC无源芯片

光通信产业正处于高速发展阶段，从骨干网的超高速传输到接入网的光纤入户，底层核心器件的技术演进备受关注。其中，AWG系统（阵列波导光栅）和PLC无源芯片（平面光波导电路）作为光通信产业链中不可或缺的环节，正迎来地位上升的趋势。AWG和PLC长期以来默默支撑着DWDM波分系统和FTTx无源光网络的运行，如今在更高带宽需求和国产替代浪潮下，其重要性愈发凸显。国内产业界开始深度布局这一领域，加强自主芯片能力，以确保供应链安全和价值链升级。本期文章将深入分析国内AWG系统与PLC无源芯片的发展动态，阐述这一环节在光通信产业链中的重要地位与关键价值。

 AWG芯片与系统的发展趋势

AWG器件是一种基于平面光波导的波分复用/解复用芯片，能够将不同波长的光信号在单根光纤中进行合波和分波。随着DWDM（密集波分复用）技术演进，AWG芯片在通道数量、频栅密度以及温度稳定性等方面不断提升。

频率栅格密度的提升方面，国际电联(ITU-T)的标准频栅从早期100 GHz间隔逐步发展到50 GHz、25 GHz，甚至更灵活的弹性栅格。这要求AWG具备更高的波长分辨能力和加工精度，以满足日益密集的通道间隔规范。同时，AWG必须符合标准的频栅偏差要求，保证各波道中心波长准确对准ITU栅格。国内厂商已推出支持50 GHz及以下间隔的DWDM AWG产品，并成功进入国内外主流设备商供应链，实现规模化量产。例如，仕佳光子（688313.SH）近年来研发的DWDM AWG芯片已通过验证，打破长期以来高端AWG芯片依赖进口的局面。

温度漂移控制是AWG技术演进的另一个关键。传统AWG的中心波长对温度变化敏感，大约每摄氏度漂移0.01 nm左右，需要精密控温才能保持波长稳定。为了解决这一问题，业界开发了无热AWG（AAWG）模块，通过特殊材料封装和结构设计在被动条件下抵消温度引起的光程变化，使AWG在-40℃～85℃环境下仍能保持中心波长稳定。无热AWG模块通常符合Telcordia GR-1209/1221等可靠性规范，经过高温高湿（85℃/85%RH千小时级）、温循冲击等严格测试，以保证在严苛环境中长期工作。例如，某国内厂商的CWDM4 AWG模块采用硅基二氧化硅平面光波导技术，不仅具备高稳定性、低插损和高隔离度，还通过了Telcordia GR-1209-CORE和GR-1221-CORE标准测试。这种温度无敏型设计使AWG器件无需额外电致冷控温，大幅降低了系统功耗和复杂度。

在通道数和集成度方面，新一代AWG正朝着更高端口密度和更小尺寸方向发展。传统DWDM AWG通常提供40波道左右（C波段100 GHz间隔），而随着芯片工艺改进和级联方案出现，单芯片可实现更多通道。博创科技（现长芯博创，300548.SZ）于2022年发布了AWG级联技术，在一片芯片上串联集成两个同步AWG，实现了超低插损和平顶带宽响应。该方案在13 nm波段范围内保持<2 dB插损，芯片尺寸仅9×3 mm，可用于4通道CWDM复用/解复用。更重要的是，这种级联AWG输出光束为真正单模，有效减小高阶接收器件所需的耦合光斑尺寸，有利于与硅光收发芯片的光栅耦合器高效对接。博创的级联AWG可提供1×4、2×8等组合，甚至开发出曲面AWG阵列结构，在单芯片上集成64个AWG级联单元，面向多Tb/s级的CPO（共封装光学）应用。这一创新被认为在保持最佳光学性能的同时大幅降低了相比传统AWG和薄膜滤波器的封装成本。由此可见，国内AWG技术正向高通道数、高集成度演进，为新一代高速互联提供支持。

此外，AWG在数据通信领域的新应用也值得关注。过去AWG主要用于电信级波分复用系统（如城域/骨干DWDM节点），近年来随着数据中心高速光模块的发展，小型化AWG开始进入QSFP+/QSFP28等高速模块用于CWDM4/LR4信号复用。基于PLC的CWDM4器件具备紧凑、易组装和高可靠性的结构，可取代传统薄膜滤波(TFF)方案，被广泛用于40G/100G光模块的发送端(TOSA)和接收端(ROSA)进行4波长光信号复用/解复用。这类器件为每个ITU通道提供足够宽的带宽余量，应对高速激光器在高低温下的波长漂移，确保在整个工业温区内插损保持在标准范围。同时，由于采用平面波导工艺，其通道间插损一致性极佳，不需要对个别波道进行额外功率补偿。模块尺寸可压缩到15×2×2 mm的小型体积，辅以超低弯损光纤，实现紧凑封装。这些特性使AWG器件成为满足数据中心高密度、高速互联需求的理想方案之一。可见，从电信网到数据中心，AWG技术正不断演进以满足不同场景对波分器件的性能与尺寸要求。

 PLC光分路器演进与FTTx应用

PLC光分路器芯片是无源光网络(PON)中用于光功率分配的核心器件。它采用平面光波导工艺在玻璃基片上集成多级分叉波导，实现1×N的光信号均匀拆分。与早期广泛使用的熔融拉锥光纤分路器(FBT coupler)相比，PLC具有分光均匀、通道数高、插损低等突出优势。

在FTTx场景下（如FTTH光纤到户），每根OLT下行链路通常需要1:32甚至1:64的光分路来覆盖众多用户，PLC芯片可以在单片上实现如此高分路比且各端口输出功率高度均衡，这是传统熔融拉锥器件难以达到的。因此，随着光接入网规模的扩大，PLC分路器逐步替代FBT成为主流方案，实现了规模化部署。

中国的大规模FTTH建设充分体现了PLC分路器的规模化应用路径。在用户数亿级别的光纤入户工程中，对PLC分路器的需求量以千万计。以中国移动2022年集采为例，该年度计划采购约1307万只光分路器产品，以满足一年期的网络建设需求。如此庞大的需求催生了国内PLC芯片制造和封装工艺的飞速进步。平面波导工艺具备晶圆级批量生产的天然优势，通过在大尺寸石英基片上一次性制备数千个分路芯片，再切割耦合光纤阵列封装，使单位器件成本随着产能提升而迅速下降。近年来涌现出一批国内PLC芯片供应商，具备了年产数千万只分路器芯片的能力。例如，深圳的砺芯科技成立仅三年便凭借独特技术占据国内PLC芯片市场半壁江山，2020年PLC分路器芯片销量超过2500万颗（合计超2亿个分路通道）。这表明国内厂商已能大规模满足运营商对光分路器的需求，并在成本控制上取得优势。

在技术演进方面，PLC分路器也在朝着更高性能和特殊应用方向发展。一方面是降低插入损耗和偏振相关损耗，不断优化波导设计和材料纯度，使得即使高分路比(如1×64)也能保持较低的串损和优异的环境稳定性。另一方面是特殊场景的定制，如支持PON升级演进的共存型分路器（使不同代PON系统共享ODN）、用于室内光纤到房间(FTTR)的微型分路器模块等。这些创新提高了ODN部署的效率和灵活性。例如，当前国内正推动光纤入户向光纤入房(FTTR)延伸，在每户家庭内部署多点光接入，这将需要更多小型化、高可靠的分光器件来实现信号分配。虽然单个FTTR节点的分光比不高，但数量巨大，也为PLC技术开辟了新的增长点。据第三方机构预测，未来随着海外宽带建设和国内FTTH深入到房间，PLC产品需求仍有数倍的成长空间。可以预见，PLC无源芯片将继续在接入网场景中发挥不可替代的作用，为大规模光纤部署提供低成本、高可靠的解决方案。

随着AWG和PLC技术的重要性凸显，国内一批具备芯片、组件到系统交付能力的代表性企业迅速成长。在这一环节，企业竞争力体现在自主芯片设计制造、先进封装工艺、自动化产线以及出色的良率和交付规模等多方面。以下分析几家具有代表性的国内厂商：

AWG和PLC技术的发展与其下游应用市场演进节奏密切相关。在不同网络层面，这两类无源器件扮演着提升系统性能、降低成本的关键角色。以下从城域/骨干波分系统与数据中心互连，以及接入网ODN部署两个主流场景分别分析其应用趋势。

波分传输系统与DCI的演进需求

在城域和骨干传输网中，DWDM波分复用系统已经成为提升光纤容量的标准方案。传统光传输设备采用密集波分板卡结合固定频栅滤波器（如AWG模块或薄膜滤波器组）来复用/解复用多波长信号。

随着网络流量的持续攀升和运营商对灵活性的要求，提高波分系统的容量和开放度成为主要演进方向。一方面，通过增加波长数和提升单波速率，骨干DWDM系统持续扩容，目前商用系统在C波段可支持80波甚至更多，单波速率从100G提高到400G/800G，频谱利用率逼近极限。

这种情况下，对AWG复用器件提出了更高要求：需要更窄的通道间隔、更高的隔离度以及更低的插损以维持信号质量。在一些固定Mux/Demux场景下，大通道数AWG模块因损耗随通道数增加而上升显著，因此部分骨干节点开始引入可重构光分插复用（ROADM）设备，以WSS（波长选择开关）替代固定AWG实现灵活调度。然而AWG在很多系统中仍是不可或缺：例如链路两端的终端复用单元、以及成本敏感的中小容量波分系统中，AWG方案由于结构简单和成本较低依然占据优势。

此外，新型的开源解耦式WDM系统趋势也推动了AWG等无源器件的新需求。运营商和云厂商希望将光线路系统(OLS)与收发器解耦，以便自行组建开放线路。在这种架构下，一个常见做法是在机架上部署独立的无源复用/解复用单元（由AWG或TFF模块组成），配合标准化的可插拔相干光模块，实现波长复用传输。Dell'Oro报告指出，解耦式WDM需求上升显著，2025年第二季度该细分市场同比增长近35%，其中面向IP-over-DWDM的ZR/ZR+相干模块需求强劲。云服务商直接采购开放波分系统规模较去年增长60%，成为拉动市场增长的主因。这一趋势下，大量用于开放线路系统的AWG无源组合器、分路器等需求同步增长。特别是在数据中心互联(DCI)领域，超大规模算力集群需要高速互连，正是“IP over DWDM”架构大显身手的舞台。预计未来五年DCI市场增速将是整体光传输市场的两倍，大规模AI集群的建设将进一步刺激800G ZR+等新型相干模块出货激增。Dell’Oro预测IPoDWDM系统需求将以16%的年均增速增长，到2030年达到44亿美元规模。这意味着无源复用器件的市场也将水涨船高。

从资本市场反应看，投资者对这一领域充满期待，以AWG/PLC技术为核心的公司被视为受益于云厂商光互联投入增长的标的。可以预见，在高速波分传输和DCI扩张的浪潮中，AWG无源系统将扮演承载多波长、高带宽的“底座”角色，其性能进步直接关系到整个网络的容量与成本效率。

 接入网ODN部署与PLC价值

在接入网场景，尤其是PON（无源光网络）架构的光接入中，PLC分路器的应用节奏与宽带用户接入的推进紧密相关。

过去十余年里，中国的FTTH建设一骑绝尘，数以亿计的家庭接入光纤宽带，构筑了全球最大的PON网络。接入网的光配线网(ODN)是完全无源的架构，其中1×N光分路器是核心节点：OLT下行光信号通过分路器平均分配给多个用户 ONU，上行各用户信号也通过同一个分路器合流返回OLT。

这个无源共享机制大幅降低了接入成本，使运营商以较少的光纤和端口资源覆盖大量用户。然而，要实现这一切，PLC分路器必须满足低损耗和高可靠性的严格要求，因为每增加一次分光都会引入额外的功率损耗，并潜在影响网络稳定性。Telcordia GR-1209/1221针对光无源器件制定了苛刻的可靠性标准，例如在-40℃～+85℃循环温变、高湿、高功率等环境下长期运行后，器件的插损变化和可靠性需保持在限定范围内。国内厂商生产的合格PLC分路器模块均需通过这些测试，方能被运营商大规模采用。例如，深圳太辰光的1×N平面波导光分路器在85℃/85%RH高温高湿环境下测试超过1500小时，性能无明显衰减。正是由于PLC技术的成熟和可靠，运营商得以大刀阔斧地推进光纤宽带普及。以中国电信为例，其PON网络常用1:32或1:64分光，比起早期1:8或1:16分光的方案，大幅节省了OLT端口和光纤资源。PLC分路器在提升ODN部署效率、降低单位用户接入成本方面居功至伟。

当前，接入网的应用还在继续演进：千兆宽带、10G PON乃至更高速50G PON技术已经在路上。尽管上行速率提升对分光器件本身没有带宽瓶颈（因为PLC是全光无源，不限制速率），但更高标准的网络对器件提出了新的要求，如插损更低以保障更小的光功率预算余量，以及在多载波共存场景下的带宽平坦度等。

值得一提的是，新一代PON部署往往需要共存多个代际系统（例如GPON与10G-PON同纤共存），这需要波分滤波器件与光分路器的结合：一种做法是在ODN中使用集成了波分分波功能的PLC模块，将不同波段的PON信号分开再分别分光，从而实现新旧系统共存。这实际上把AWG/滤波器技术与PLC技术结合到了一起，形成更复杂的无源集成器件，考验厂商的设计能力。国内已有企业提供Combo PON分路器模块，实现GPON和10G PON共存下的双路1×N分光，并已在运营商网络中应用。

另外，前面提到的FTTR也是接入网的新兴场景：在家庭或企业内部署多点光接入，相当于将ODN进一步延伸到室内。为了降低改造难度和成本，业界探索利用现有入户光纤再通过小型PLC进行二级分光，把信号送往各房间。这使得光分路器的应用从室外机房、楼道延伸到了终端用户场所，对器件的小型化、美观性、易安装提出了新的要求。可以预见，随着千兆乃至更高带宽接入的逐步普及和深入，PLC无源芯片在接入网中的价值将更加凸显——它不仅是降低接入成本的利器，也是保障大规模部署可靠性的基石。运营商关注的ODN建设指标（如每线成本、故障率等）都与光分路器技术息息相关。因此，持续改进PLC器件性能、完善产能布局，对于满足接入网市场节奏至关重要。

AWG/PLC无源器件作为光通信产业链中承上启下的关键环节，近年来也成为资本市场关注的热点领域。投资者和分析师关注的焦点主要包括以下几个方面：

首先是国产替代与自主可控的投资逻辑。由于高端AWG芯片过去很长一段时间依赖海外供应（如日美厂商），PLC芯片领域也曾被国际巨头垄断，在国际贸易环境存在不确定性的背景下，国内具备自主研发制造能力的企业被寄予厚望。政策面上，“科技自立自强”“供应链安全”成为主旋律，光通信作为新基建的重要组成部分，也在国产化替代方面迎来机遇。资本市场因此密切关注拥有核心技术的AWG/PLC公司，比如仕佳光子、长芯博创等。研报指出这类公司有望在高端产品国产化过程中实现“弯道超车”，提升市占率和利润水平。近期仕佳光子发布的业绩显示光芯片及器件业务增长迅猛，上半年收入同比翻番；博创科技在完成并购整合后，也有望凭借全产业链布局抢占更多市场份额。这些动态增强了资本市场对其未来增长的信心，股价和市值表现相对坚挺。投资者预期，随着国内运营商和设备商采购中加大国产器件占比，这些具备自主IDM能力的公司将直接受益。

其次是新兴市场和产品动向。资本市场对AWG/PLC相关标的的关注点还包括它们在新应用领域的进展。例如数据中心领域的新产品推出、国际客户拓展等都会引发市场反应。长芯博创近期披露已完成基于硅光技术的单通道400G硅光模块样品开发，有望切入北美高端数通市场。又如仕佳光子正研发用于激光雷达的DFB激光芯片，寻求在光通信之外的新增长点。这些创新举措表明相关公司并不局限于传统电信器件市场，而是在积极开拓更广阔的光芯片应用空间，因而提升了其估值溢价。在无源器件主业方面，谁能率先量产下一代超宽带AWG（支持800G波长间隔）或新型低损耗PLC，也成为机构调研的重点。总的来说，市场预期AWG/PLC厂商不仅要扮演当前光通信浪潮中的“隐形冠军”，还应具备前瞻布局，跟上如IPoDWDM、硅光集成等行业趋势。Dell’Oro等权威机构的报告进一步强化了这种预期——例如预测到2026年全球光传输设备市场将恢复增长，并持续向更高速率波长演进。这种趋势被解读为对新一代光无源器件需求将大幅增长的利好信号。

最后，从二级市场表现看，AWG/PLC相关上市公司近期股价走势也反映出一定乐观预期。尤其是在光模块和光芯片板块整体回暖的背景下，这些公司的估值有所提升。一些券商报告点名仕佳光子、长芯博创为具备“芯片-器件-系统”闭环能力的稀缺标的，认为其有望受益于AI算力基础设施扩张和电信光网络升级的双重红利。当然，投资者也保持审慎，关注行业竞争格局演变和公司自身盈利兑现情况。因此我们在本分析中不深入讨论具体估值，仅提示关注宏观趋势和公司动态。总的来看，资本市场对AWG系统和PLC无源芯片领域的关注，体现了对光通信底层核心器件价值的重新审视。这一板块已从过去相对“小众”的领域，走向聚光灯下，成为衡量光通信产业自主可控和成长潜力的重要风向标。

综上所述，AWG系统与PLC无源芯片正日益成为光通信产业链中具有战略意义的环节。它们贯通了“芯片—组件—系统”的价值闭环：上游依托先进材料和工艺实现高性能光芯片，中游通过精密封装和自动化制造转化为器件模块，下游融入光传输设备和网络系统发挥关键功能。正是由于这一闭环的存在，光通信产业才能形成健康的生态——芯片技术进步带来组件性能提升，系统需求反馈又推动芯片进一步演进，形成良性循环。在此过程中，掌握AWG/PLC核心技术的厂商扮演了至关重要的角色。国内企业通过自主研发和产业布局，逐步构建起从光纤材料、无源芯片到有源模块、整机系统的完整链条。这种垂直整合不仅实现了国产替代，保障供应链安全，更使企业有能力快速响应新技术潮流（如高速相干光、硅光集成等），创造新的价值增长点。

可以预见，未来光通信网络向着更高速率、更大容量、更深覆盖发展，对AWG和PLC器件的要求将不断提高。AWG需要支撑更高阶的DWDM栅格、更低损耗和更灵活的光路调度，PLC则需要适应更大规模的接入节点和更多样化的场景。国内厂商唯有持续投入研发、扩大规模效应，方能在国际竞争中立于不败之地。令人欣慰的是，目前中国在AWG/PLC领域已涌现出一批具备国际水准的企业，产品性能和品质获得全球客户认可。从产业角度看，AWG/PLC环节的崛起填补了光通信产业链中曾经的薄弱一环，使我国在光器件自主供应方面更进一步。这将有力支撑5G通信、新型数据中心、千兆宽带等“新基建”的落实，并为未来的网络技术创新（如空间分复用SDM、全光交换等）打下坚实基础。

总而言之，AWG系统与PLC无源芯片虽是光网络中不起眼的“小器件”，却承载着“大使命”。它们连接着光通信的过去、现在和未来。从当前趋势看，这一领域在技术演进、市场应用和产业价值方面都体现出旺盛的生命力。通过强化“芯片-组件-系统”闭环协同，国内厂商有望持续提升产品竞争力，实现从跟跑到并跑乃至领跑的转变，为光通信产业的繁荣和自主可控贡献关键力量。