中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
伴隨人工智能和數據中心加速發(fā)展，高速光模塊市場(chǎng)需求持續火熱。
??日前，《科創(chuàng )板日報》記者走訪(fǎng)廈門(mén)優(yōu)迅芯片股份有限公司(下稱(chēng)：“優(yōu)迅股份”)位于福建省廈門(mén)市軟件園觀(guān)日路52號辦公地，采訪(fǎng)優(yōu)迅股份總經(jīng)理柯騰隆。在調研中，其向《科創(chuàng )板日報》記者介紹了公司最新產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)展、核心業(yè)務(wù)布局等情況。
??“公司目前已實(shí)現155M-100G速率光通信電芯片的批量銷(xiāo)售，出貨量超20億顆，客戶(hù)涵蓋國內外主流電信運營(yíng)商、系統設備商、光模塊廠(chǎng)商?！笨买v隆如是說(shuō)。
??AI驅動(dòng)電芯片需求增加
??眾所周知，光模塊是實(shí)現光信號與電信號之間轉換的重要部件，也是現代光纖通信網(wǎng)絡(luò )中的核心構成元素。
??光模塊的核心元器件又包括光芯片和電芯片，兩者進(jìn)行配合應用，實(shí)現光電信號的轉換放大發(fā)射和接收，實(shí)現高速信號傳輸通信。
??其中，電芯片根據功能可分為五大類(lèi)：跨阻放大器芯片(TIA)、限幅放大器芯片(LA)、激光驅動(dòng)芯片(LDD)、時(shí)鐘數據恢復芯片(CDR)和數字信號處理芯片(DSP)，用于處理電信號和光信號之間的轉換和調控，確保信號的穩定傳輸;且與光芯片協(xié)同工作，使光模塊成為現代通信技術(shù)的關(guān)鍵組成部分。
??一位從事電芯片設計的行業(yè)人士對《科創(chuàng )板日報》記者表示，在整個(gè)光電信號轉換流程中，電芯片承擔了一部分關(guān)鍵角色，也是整個(gè)光通信產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)壁壘最高的環(huán)節之一，歸屬于集成電路領(lǐng)域。
??隨著(zhù)高速通訊和高速計算(如AI計算)的發(fā)展，光收發(fā)系統要求電芯片的速率從1.25G、10G、25G向50G、100G、400G、800G甚至1.6T升級，對信號質(zhì)量的要求也越來(lái)越嚴格。
??這就需要光模塊模擬電芯片要同步升級。據悉，為了保證高速信號的傳輸質(zhì)量，電芯片創(chuàng )新性的集成高速CDR、線(xiàn)性放大/均衡、低噪放及阻抗處理等技術(shù)以實(shí)現更好的高速數據傳輸效果。
??優(yōu)迅股份總經(jīng)理柯騰隆舉例稱(chēng)，在高可靠性要求方面，隨著(zhù)光纖通信廣泛應用于城域/骨干(核心網(wǎng)對穩定性要求極高)、AI計算(大模型訓練需要滿(mǎn)足長(cháng)時(shí)間計算不出錯)等高可靠性要求場(chǎng)合，對于光收發(fā)模擬電芯片的提出了更高的要求。
??“光通信收發(fā)電芯片要實(shí)現高速高質(zhì)量的信號傳輸，并非易事?！笨买v隆進(jìn)一步表示，光芯片的高低溫性能差異較大，需要模擬電芯片作相應的高低溫補償，實(shí)現商業(yè)級(0度至70度)或者工業(yè)級(-40度至+85度)工作要求;對電芯片的失效率要求為百萬(wàn)分之一百或者百萬(wàn)分之幾十;對于電芯片的穩定工作時(shí)間為10年以上。
??前述從事電芯片設計的行業(yè)人士對《科創(chuàng )板日報》記者介紹，隨著(zhù)AI帶動(dòng)數據中心建設加速，對光模塊的傳輸速率、信號處理能力以及帶寬要求的逐漸提高，電芯片將不斷提高性能和功能，以滿(mǎn)足日益增長(cháng)的帶寬需求。
??一個(gè)典型的應用場(chǎng)景是，自DeepSeek橫空出世以來(lái)，推動(dòng)了AI技術(shù)的普及，各行業(yè)加快數字化轉型，新的數據中心建設、現有數據中心擴容。而電芯片作為光模塊的核心組成部件，市場(chǎng)需求持續增長(cháng)。
??據柯騰隆介紹，在數據中心互聯(lián)領(lǐng)域，目前優(yōu)迅股份在重點(diǎn)開(kāi)發(fā)400G-800G光模塊電芯片，緊跟下游客戶(hù)生產(chǎn)需求。
??電芯片作為上游元件，市場(chǎng)需求主要受下游光模塊拉動(dòng)。
??根據LightCounting預測，從2022年到2028年，光模塊電芯片市場(chǎng)規模將從24億美元增長(cháng)至近70億美元，復合年均增長(cháng)率為18%。主要下游場(chǎng)景為電信及接入網(wǎng)市場(chǎng)(包括基站、OLT、ONU)、數據中心，激光雷達，潛在下游場(chǎng)景為汽車(chē)、安防、消費電子、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等。
??2003年成立至今，優(yōu)迅股份始終專(zhuān)注光通信電芯片的研發(fā)、設計與銷(xiāo)售，經(jīng)營(yíng)模式為Fabless，主要產(chǎn)品包括激光驅動(dòng)器芯片(LDD)、跨阻放大器芯片(TIA)、時(shí)鐘數據恢復芯片(CDR)等，應用于家庭網(wǎng)關(guān)(光貓)、4G/5G 無(wú)線(xiàn)基站、數據中心等領(lǐng)域。
??股權結構方面，優(yōu)迅股份實(shí)控人為柯炳粦、柯騰隆，二者合計控制該公司27.15%表決權。
??優(yōu)迅股份總共歷經(jīng)四輪融資：其最早于2010年進(jìn)行A輪融資，由廈門(mén)高新投和盈富泰克參投;其最新一輪融資是2024年5月，中國移動(dòng)旗下中移資本戰略投資了優(yōu)迅股份。
??“截至目前，公司自主研發(fā)的FMCW車(chē)載激光雷達芯片組和車(chē)載光通信芯片組已切入新能源汽車(chē)等領(lǐng)域，該系列產(chǎn)品將成為L(cháng)4/L5 級別自動(dòng)駕駛的核心傳感、算法芯片，目前已經(jīng)投片驗證?！笨买v隆表示。
??電芯片本土化率亟待提升
??中國成為世界上最大的光器件消費大國，截至目前市場(chǎng)占比超50%。
??從產(chǎn)業(yè)格局來(lái)看，全世界范圍內，光通信電芯片與光模塊市場(chǎng)的競爭格局相似，在國際市場(chǎng)主要參與者中，中美日三國為核心所在。
??其中，DSP電芯片由美系企業(yè)所壟斷;CDR、Driver電芯片也主要由美、日資企業(yè)所主導，代表廠(chǎng)商包括Marvell公司、Semtech(升特科技)、Neo photonics(新飛通)、MACOM公司等。
??前述從事電芯片設計行業(yè)人士表示，在光模塊中，光通信電芯片的成本占比約為30%左右，由于其光通信高頻高速的特性，對于芯片研發(fā)設計的技術(shù)壁壘非常高，是一個(gè)亟待解決的“卡脖子”環(huán)節。
??“目前國內已經(jīng)涌現了一批致力于光通信電芯片的國內廠(chǎng)商，國產(chǎn)電芯片領(lǐng)域終于迎來(lái)了曙光?！闭劶皣鴥裙馔ㄐ烹娦酒a(chǎn)品最新進(jìn)展及布局，該行業(yè)人士表示，國內電芯片廠(chǎng)商主要集中在以接入網(wǎng)市場(chǎng)為代表的10G光模塊組及以下的TIA電芯片市場(chǎng)，在全球市場(chǎng)占有優(yōu)勢，市場(chǎng)占比50%;Driver電芯片領(lǐng)域，僅有少數的幾家企業(yè)實(shí)現大批量出貨;TIA電芯片與Driver電芯片，在25G及以上速率光模塊本土化率較低，市場(chǎng)替代空間較大。
??以Driver電芯片系列產(chǎn)品為例，國產(chǎn)化芯片的主要競爭領(lǐng)域集中在2.5G PON電芯片，且參與者寥寥無(wú)幾，主要以?xún)?yōu)迅股份、Semtech公司和MTK(聯(lián)發(fā)科)等企業(yè)為主;而在50G光模塊Driver市場(chǎng)，Semtech公司依然保持著(zhù)主導地位。
??優(yōu)迅股份總經(jīng)理柯騰隆告訴《科創(chuàng )板日報》記者，在本土化發(fā)展方面，目前優(yōu)迅股份在2.5GPON產(chǎn)品、10GPON產(chǎn)品發(fā)展迅速，這得以于抓住“光纖到戶(hù)”、“光纖到房間(FTTR)”兩次重大機遇“窗口期”。
??其中，2020年2月，ETSI(歐洲電信標準化協(xié)會(huì ))面向全球宣布成立F5G(第五代固定網(wǎng)絡(luò ))產(chǎn)業(yè)標準工作組——ETSI ISG F5G，提出了從“光纖到戶(hù)”邁向“光聯(lián)萬(wàn)物”的產(chǎn)業(yè)愿景。
??“FTTR技術(shù)，以其光纖到房間的先進(jìn)解決方案，成為了F5G固定網(wǎng)絡(luò )體系中不可或缺的一環(huán)，在此背景下，優(yōu)迅股份以其在數?；旌?、CDR等領(lǐng)域的技術(shù)積累，及適用于FTTH的光通信電芯片先發(fā)優(yōu)勢，2019年推出了全系列Driver驅動(dòng)芯片，在三年時(shí)間內，國內市場(chǎng)占有率達到50%以上，鞏固了其在光通信電芯片領(lǐng)域的領(lǐng)先地位?！笨买v隆表示。
??柯騰隆同時(shí)表示，伴隨國際貿易摩擦加劇，可能對國內光模塊市場(chǎng)的發(fā)展和市場(chǎng)拓展帶來(lái)一定不確定性，這也是助推上游芯片廠(chǎng)商的動(dòng)力?！肮馔ㄐ女a(chǎn)業(yè)鏈上下游廠(chǎng)商一致認為，要加速核心部件的技術(shù)向上突圍?！?/p>
??談及優(yōu)迅股份目前研發(fā)新品方向，柯騰隆表示，現階段公司重點(diǎn)在研發(fā)50G PON電芯片、400G-800G數據中心光模塊電芯片以及128Gbaud/s相干模塊電芯片等高端電芯片，提升產(chǎn)品的科技含量，實(shí)現本土化發(fā)展。
??事實(shí)上，半導體芯片產(chǎn)業(yè)作為一種相對復雜的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈，目前，國產(chǎn)光模塊產(chǎn)品在一些關(guān)鍵環(huán)節還存在著(zhù)短板，如：高端芯片制造工藝以及硅、鍺、鈮酸鋰等材料的異構集成，需要產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節的深度協(xié)同，提高國際市場(chǎng)競爭力。
