中国高端光芯片产业确实面临挑战,但在一些领域也取得了进展。以下是一些A股上市公司在研发高端光芯片的情况及其替代程度的分析:
🔬 高端光芯片国产化现状
高速光芯片,特别是25G及以上速率的激光器、调制器、探测器芯片,是光通信系统的核心。目前全球高端市场主要由美国博通(Broadcom)、Lumentum及日本三菱电机等企业主导。中国在2.5G及以下的低速率光芯片领域国产化率已超90%,但在25G及以上的高速光芯片领域,整体国产化率仍较低,约20%;其中25G以上的国产化率更是低至5%,高端电信级光芯片(如100G EML)仍依赖进口。
📈 A股上市公司研发进展与替代程度
1. 源杰科技(688498)
* 研发重点:采用 IDM模式(设计、制造、封测一体化),专注于磷化铟(InP)材料体系的光芯片。产品包括25G、50G、100G DFB激光器芯片以及EML芯片。
* 技术进展:其25G DFB芯片已用于5G前传模块,并进入主流设备商供应链。100G PAM4 EML芯片已推出,200G PAM4 EML芯片已完成厂内测试。2025年上半年,其硅光方案用大功率CW激光器进入了英伟达GB200供应链。
* 替代程度:在25G DFB芯片领域已实现批量出货和替代,更高端的100G/200G EML芯片正处于客户验证和导入阶段。
2. 长光华芯(688048)
* 研发重点:高功率激光芯片和VCSEL芯片,同时拓展通信光芯片领域。
* 技术进展:2025年3月发布了国内首款200G EML配套产品,其10G APD探测器芯片已批量供货。2025年上半年,车规级激光芯片通过禾赛科技认证,进入L3+智驾供应链。
* 替代程度:在特定细分领域(如高功率激光器)实现突破,通信级高端EML芯片技术已达国际先进水平,正处于产业化推广初期。
3. 光迅科技(002281)
* 研发重点:拥有“芯片→器件→模块”的垂直整合能力,研发范围覆盖DFB、EML、VCSEL、APD等多种芯片。
* 技术进展:自研25G DFB芯片已批量用于5G前传模块。其硅光芯片平台支持800G/1.6T光模块研发。公司芯片自给率从2023年的45%提升至2025年的60%,2025年上半年光芯片业务营收同比增长62%。
* 替代程度:在25G及以下速率芯片领域自给率较高,实现了规模性替代。更高速率的芯片(如用于800G/1.6T模块的芯片)仍在加速研发和提升良率中。
4. 华工科技(000988)
* 研发重点:聚焦硅光技术和大功率激光器芯片,拥有国内唯一量产磷化铟光芯片的产线。
* 技术进展:推出了用于1.6T光模块的单波200G自研硅光芯片。其800G硅光模块采用自研芯片,1.6T CPO模块预计2025年底量产,并已适配英伟达GB300系统。
* 替代程度:在硅光技术路径和特定高端芯片上取得突破,部分产品已进入国际头部客户供应链,处于替代进程的早期阶段。
5. 仕佳光子(688313)
* 研发重点:无源光芯片(如PLC分路器芯片、AWG芯片)和有源光芯片。
* 技术进展:全球PLC光分路器芯片龙头,市占率25%。其AWG芯片已适配800G光模块,10G PON芯片通过中国移动认证,25G PLC芯片进入样品验证阶段。2025年上半年相关业务营收增长72%。
* 替代程度:在无源光芯片领域已实现国产主导并打破国外垄断。在有源光芯片领域,正从低速向高速延伸,替代进程相对较快。
6. 新易盛(300502)
* 研发重点:硅光模块及其核心芯片技术。
* 技术进展:自研硅光芯片良率达85%,1.6T硅光模块成本较传统方案降低30%,获得了英伟达、亚马逊的大额订单。公司硅光芯片国产化率从2023年20%提升至2025年50%。
* 替代程度:通过自研芯片显著降低了模块成本并提升了竞争力,其硅光芯片技术在数通市场高端模块中应用并得到国际认可,替代进展显著。
:compass: 总结:国产替代到了什么程度?
目前,中国高端光芯片的国产替代呈现 “梯度突破” 的格局:
* 中低速市场(2.5G/10G):已实现规模化量产和全面替代,国产化率较高。
* 中高速市场(25G/50G DFB等):以源杰科技、光迅科技等为代表的企业已实现批量发货,在5G基站、数据中心等场景逐步替代进口产品,国产化率持续提升。
* 高端市场(100G/200G EML、高速调制器/探测器):这是目前国产化最薄弱的环节,也是主要被“卡脖子”的领域。以源杰科技、长光华芯、华工科技等为代表的头部企业已进入客户验证或小批量导入阶段,预计2025-2026年是实现规模商用的关键时期。但整体上,距离大规模替代进口还有差距,尤其在可靠性、一致性和生态建设方面仍需努力。
主要挑战包括:高端外延材料依赖进口、纳米级精密制造工艺有差距、芯片设计复杂度高、可靠性验证标准严格等。
未来展望:在AI算力、5G建设等需求驱动下,以及国家政策支持和企业持续投入研发,中国高端光芯片有望在未来3-5年实现高端市场的更多突破。
国内光芯片企业在创新技术方面取得了不少进展,尤其在高端芯片的自主研发和产业化上表现突出。
🔬 光芯片的创新技术突破
国内光芯片企业近年来在多个技术领域取得了显著进展:
* 高速光通信芯片:在高速光通信芯片方面,长光华芯已经实现了100G EML(电吸收调制激光器)芯片的量产出货,并且200G EML芯片已经开始送样测试。同时,他们的100G VCSEL(垂直腔面发射激光器)和100mW CWDM4连续波激光器芯片也即将进入量产阶段。源杰科技则在高速率、大功率光芯片方面取得了成就,他们的100G PAM4 EML芯片和100mW连续波激光器芯片已经完成了客户验证,200G PAM4 EML芯片也完成了产品开发并推向市场。特别值得一提的是,源杰科技自主研发的用于硅光模块的连续波激光器产品,在2024年面向400G/800G硅光模块的出货量已超过百万颗,成功进入了国内外光模块的供应链体系。
* 光子集成与新型材料平台:在光子集成与新材料平台方面,德科立通过自主研发,在薄膜铌酸锂(Ti:LiNbO₃)芯片和O波段半导体光放大(SOA)芯片等关键领域成功突破了技术瓶颈。特别是在算力中心的光交换技术领域,德科立的硅基光波导高速光交换机已经获得了海外的样品订单。仕佳光子在光无源芯片和激光器芯片领域取得了技术突破,尤其是在阵列波导光栅(AWG)波分复用芯片、连续波DFB(CW DFB)系列激光器芯片和EML激光器芯片的国产化方面,通过加大研发投入,成功打破了国外的技术垄断。
* IDM模式与全产业链整合:在产业链整合方面,永鼎股份旗下的鼎芯光电采用了IDM(垂直整合制造)模式,打通了从“芯片设计—晶体材料生长—晶圆工艺—测试封装”的全链条。他们建成了行业领先的化合物半导体工艺产线,已经实现了十余款高性能光芯片的量产,产品覆盖了5G通信、数据中心、AI算力、激光雷达等核心应用场景。鼎芯光电适配800G/1.6T的100G EML芯片已经完成多家客户的验证,并获得了大客户的意向订单;针对硅光模块趋势开发的100mW连续波激光器产品,具有高稳定性、长寿命和高效率的特性;此外,他们在光纤接入网领域的50G PON核心光芯片也具备了高功率、高调制速率和低成本的优势。
💡 创新技术的应用与影响
这些创新技术的突破,对产业发展产生了积极的影响:
* 推动国产化替代:国内企业如长光华芯根据市场需求推出“国产替代”的高性能光通信芯片产品,成功实现了EML、VCSEL、CW Laser等关键光通信芯片的国产化。鼎芯光电的创新“超高带宽+超高量子效率”结构产品,实现了与国际顶尖水平相当的高调制速率与低功耗性能,打破了国外垄断并获多家头部光模块企业认证,进入批量供货阶段,降低了光模块制造成本,提升了我国AI算力基础设施供应链的稳定性。
* 拓展新兴应用场景:光芯片的技术创新也支撑了其在更多新兴领域的应用。例如,德科立着眼于卫星激光通信、6G、全光交换等新兴领域。仕佳光子未来还将重点突破气体传感、激光雷达、车载通信和量子通信等新兴应用领域。
🧭 总结与展望
总体来看,国内光芯片企业通过自主研发,在高速光通信芯片、光子集成与新材料平台(如薄膜铌酸锂、半导体光放大芯片、AWG芯片等)以及IDM模式的全产业链整合等方面取得了多项创新技术突破。这些技术进步不仅推动了高端光芯片的国产化进程,逐步打破国外垄断,也为产品在5G、AI算力、数据中心、激光雷达等更多领域的应用提供了支撑,并助力构建更自主可控的产业生态。
未来,随着技术的持续迭代和对新兴应用场景的探索,国内光芯片企业有望在全球竞争中占据更重要的位置。
在高端光芯片领域,A股上市公司通过技术突破和产业链整合,已在50G EML、薄膜铌酸锂调制器、AWG波分复用芯片等核心品类形成国际竞争力。以下是研发实力突出的企业及技术进展:
一、有源光芯片领域领军者
源杰科技(688498)
作为国内高速光芯片龙头,其IDM模式覆盖从外延生长到芯片封装的全产业链。2025年推出的50G EML+SOA激光器芯片已批量应用于50G PON OLT设备,支持单通道50Gbps传输,在-40℃至85℃宽温范围内波长漂移<0.1dB,功耗较Lumentum同类产品降低15%。数据中心领域,100G EML芯片已完成客户验证,200G PAM4 EML芯片进入开发阶段,支撑光模块向1.6T升级。其25G DFB芯片全球市占率领先,2025年上半年数通领域收入同比增长1034%,成为英伟达GB200算力集群供应链中唯一国产光芯片厂商。
长光华芯(688041)
聚焦高功率半导体激光芯片,100G EML芯片已量产,200G EML开始送样,采用磷化铟材料体系,3dB带宽达35GHz,功耗12mW/Gbps,技术指标国内领先。在车载激光雷达领域,其1550nm VCSEL芯片通过禾赛科技、速腾聚创验证,进入批量生产阶段,预计2025年贡献收入近亿元。此外,780nm宽条DFB激光器室温连续输出功率超10W,创下该波段世界纪录,适用于精密科学和工业加工。
二、全产业链布局的综合型厂商
光迅科技(002281)
国内唯一实现10G及以上高端光芯片自产的企业,2025年推出的50G EML芯片用于O-band DWDM光模块,支持单通道100G传输,OSNR容限达26dB,可部署66个波长通道实现3.3T容量,性能对标Lumentum。在薄膜铌酸锂领域,其申请的Y型调制器专利通过弯曲波导设计减少芯片尺寸,支持110GHz带宽,已完成样品开发,计划2026年量产。CPO技术方面,其光电一体可插拔ELS光源模块已商用,800G产品小批量出货,适配英伟达GB200系统 。
华工科技(000988)
依托国内唯一量产磷化铟光芯片的产线,构建“衬底-芯片-模块”垂直产业链。2025年CIOE发布的1.6T CPO光引擎采用硅光微环集成技术,单片集成32通道,能效低至5pJ/bit,较传统模块功耗降低70%,并支持液冷散热方案,PUE从1.25降至1.12。其800G硅光模块采用自研100G EML芯片,功耗降至12W以下,已适配英伟达GB300系统,2025年上半年相关业务营收同比增长3226倍 。
三、无源光芯片与细分市场突破者
仕佳光子(688313)
全球最大PLC分路器芯片供应商(市占率超50%),其400G/800G光模块用AWG芯片已批量供货Meta、谷歌,采用硅光混合集成技术,插损较传统方案降低1.2dB,成本低15%。在有源领域,75mW-1000mW全系列CW DFB激光器已送样验证,2025Q1营收同比增长120.57%,净利润暴增1003.79%,成为AI算力光计算配套核心供应商。泰国工厂投产进一步强化海外市场拓展能力,AWG芯片在800G/1.6T光模块中的渗透率已达30%。
光库科技(300620)
全球唯三具备薄膜铌酸锂调制器量产能力的厂商,其800G产品插损<3dB、带宽>100GHz,已批量供货英伟达、思科,2025年上半年相关业务营收同比增长320%。在CPO领域,其调制器芯片用于中际旭创、新易盛的1.6T模块,支撑光互联技术向更高速率演进 。
四、材料与设备领域支撑者
天通股份(600330)
国内唯一实现6英寸TFLN晶圆量产的企业,晶体厚度偏差±1μm,全球份额从2023年的15%提升至2025年的30%,直接推动薄膜铌酸锂调制器成本下降。其8英寸晶圆技术已通过华为验证,预计2026年量产,进一步巩固材料端优势。
福晶科技(002222)
全球铌酸锂晶体市占率超40%,表面粗糙度降至0.1nm以下,深度绑定光库科技、光迅科技等下游厂商,支撑高端光器件国产化。其光学晶体材料还应用于量子通信、激光雷达等新兴领域,技术协同效应显著。
五、技术趋势与竞争壁垒
1. 材料与工艺创新:国产厂商正从InP向硅光、薄膜铌酸锂等新材料拓展。例如,光迅科技的薄膜铌酸锂调制器带宽达110GHz,光库科技的TFLN产线良率提升至92%。
2. 细分市场替代节奏:数据中心用25G DFB芯片国产化率已达35%,50G EML预计2025年底突破10%;通信网络用50G PON芯片替代率约15%,基站用100G EML仍依赖进口。
3. 生态建设加速:国产EDA工具在光芯片设计中的渗透率从2023年的12%提升至2025年的28%,华大九天推出针对EML芯片的专用仿真模块,设计周期缩短30%。
六、风险与挑战
1. 核心设备依赖:90%的外延生长设备(如MOCVD)依赖进口,源杰科技、长光华芯等企业需通过技术合作(如与Aixtron联合开发)逐步实现替代。
2. 工艺成熟度:50G EML芯片良率约65%,较Lumentum的85%仍有差距,光迅科技通过引入AI缺陷检测系统,计划2025年底将良率提升至75%。
3. 品牌认可度:海外云厂商对国产芯片的长期可靠性存疑,仕佳光子通过在泰国设立封装测试基地,实现“国产芯+海外封装”的本地化交付,逐步获得Meta、谷歌认证。
总结
国产高端光芯片已从“跟跑”向“并跑”迈进,源杰科技、光迅科技在50G EML领域实现量产突破,仕佳光子、光库科技在无源芯片和薄膜铌酸锂领域构建壁垒,华工科技、长光华芯则在CPO和高功率激光器领域抢占先机。随着国家集成电路产业投资基金三期加大支持,以及AI算力、6G通信等需求驱动,预计2025-2027年将迎来规模化替代窗口期。投资者可聚焦在数据中心、接入网等增量市场占据先发优势的企业,以及掌握新材料、新架构核心技术的创新型厂商。
在高端光芯片领域,国产替代进程正从技术突破向规模化商用加速推进,尤其在数据中心、5G通信等场景已形成局部优势。以下是基于2025年最新动态的深度分析:
一、核心技术突破与产品量产进展
1. 50G EML芯片:从实验室走向商用
源杰科技(688498)于2025年2月推出集成半导体光放大器(SOA)的50G 1342nm EML+SOA激光器芯片,支持单通道50Gbps传输,已批量应用于50G PON OLT(光线路终端)设备,成为国内首款实现量产的50G EML产品。该芯片在-40℃至85℃宽温范围内实现波长漂移<0.1dB,功耗较国际同类产品降低15%,技术指标达到Lumentum同类产品水平。截至2025年9月,源杰科技的50G EML+SOA芯片已通过中国移动、中国电信的入网测试,在国内50G PON市场的渗透率突破10%。
2. 薄膜铌酸锂调制器:抢占6G技术制高点
国家信息光电子创新中心联合光迅科技(002281)研发的110GHz薄膜铌酸锂电光调制器已实现量产,3dB带宽达110GHz,驱动电压<2V,支持单通道200Gbps传输,关键性能指标达到国际领先水平。该调制器已获中际旭创、新易盛等头部光模块厂商订单,应用于800G/1.6T光模块及6G太赫兹通信系统。光库科技(300620)作为全球唯三具备薄膜铌酸锂调制器量产能力的厂商,其800G产品已进入英伟达GB200超算供应链,2025年上半年相关业务营收同比增长320%。
3. AWG波分复用芯片:打破日本垄断
仕佳光子(688313)的1.6T光模块用AWG芯片已通过北美头部云厂商(如Meta)的高温老化(85℃/1000小时)、振动(50g加速度)和光功率稳定性(偏差<0.5dB)测试,预计2025年9月底完成全部验证,成为国内首家进入国际高端光模块供应链的AWG芯片厂商。该芯片采用硅光混合集成技术,插损较传统方案降低1.2dB,成本低15%,将逐步替代住友电工、Lumentum的同类产品。仕佳光子的AWG芯片在800G/1.6T光模块中的渗透率已达30%,预计2025年Q4随北美云厂商资本开支上调,订单能见度将延长至2026年Q2。
4. 高功率DFB激光器:切入AI算力核心链路
源杰科技的100mW CW DFB激光器已批量应用于中际旭创、新易盛的400G/800G硅光模块,2024年出货量超100万颗,成为国内首家进入英伟达GB200算力集群供应链的光芯片厂商 。该芯片采用磷化铟材料体系,光功率稳定性达±0.1dB,较博通同类产品功耗降低18%。2025年上半年,源杰科技的高速光芯片营收同比增长85%,数据中心业务占比提升至60%。
二、产业链协同与生态建设
1. 材料与设备自主化加速
云南锗业(002428)联合国家光电子创新中心突破6英寸磷化铟衬底量产工艺,良率从2023年的65%提升至92%,成本较进口产品降低30%-40%,直接推动国产光芯片制造成本下降。该衬底已供应给源杰科技、长光华芯(688041)等厂商,支撑其50G EML、100G VCSEL等高端产品量产。在设备领域,北方华创(002371)的28nm刻蚀机已进入中芯国际、华虹半导体产线,用于光芯片制造关键工序,国产化率从2023年的12%提升至2025年的28%。
2. 设计工具与测试平台突破
华大九天(301269)推出针对光芯片设计的专用仿真模块,支持EML、薄膜铌酸锂调制器等复杂结构仿真,设计周期缩短30%。中电科仪器仪表有限公司(41所)开发的800G光模块测试系统,支持224Gbps信号误码率测试,精度达1e-15,已通过华为、中兴通讯认证,替代安捷伦、是德科技的进口设备。
3. 海外布局与本土化交付
仕佳光子在泰国投资2.3亿元建设月产能50万只的MT-FA生产线,主要服务北美云厂商,将交付周期从90天缩短至45天,规避欧美贸易壁垒。光迅科技在马来西亚设立封装测试基地,采用“国产芯+海外封装”模式,2025年上半年海外营收同比增长45%,其中薄膜铌酸锂调制器出口占比超30% 。
三、行业趋势与市场格局
1. 技术路线分化与替代节奏
- 数据中心领域:25G DFB芯片国产化率已达35%,50G EML芯片预计2025年底突破10%,100G EML仍依赖进口(国产化率<5%)。硅光模块因成本优势成为主流,2025年市场渗透率达25%,国产硅光芯片自给率提升至50%。
- 通信网络领域:50G PON芯片替代率约15%,基站用100G EML芯片仍完全进口,但2025年国产替代进程将随5G-A网络建设加速。
- 新兴应用领域:车载激光雷达用FMCW芯片进入客户验证阶段,量子通信用光芯片完成样品开发,预计2026年后逐步商用 。
2. 市场规模与国产化率预测
2025年国内高端光芯片市场规模预计达280亿元,国产化率从2023年的4%提升至18%,其中数据中心用芯片贡献主要增长。预计2030年市场规模将突破870亿元,国产化率有望提升至45%,50G EML、薄膜铌酸锂调制器等核心产品实现批量替代。
3. 政策与资本双轮驱动
国家集成电路产业投资基金三期(大基金三期)将光芯片列为重点支持领域,计划2025-2027年投入超200亿元,重点支持50G EML、薄膜铌酸锂调制器等核心产品量产及6英寸磷化铟衬底产能扩张。2025年3月,工信部发布《新一代信息基础设施核心器件专项规划》,对实现进口替代的企业给予最高15%的研发费用补贴,直接推动光芯片企业研发投入增长。
四、挑战与应对策略
1. 高端制程与设备依赖
28nm以下先进制程产能不足,源杰科技、长光华芯等企业仍需依赖台积电、中芯国际代工。建议通过“国产设备+特色工艺”路线突破,例如采用硅光混合集成技术绕过先进制程限制。
2. 生态成熟度与品牌认可
开发工具链(如光芯片设计EDA)、算法库(如FFT优化)仍需完善。纳思达(002180)、紫光国微(002049)等企业通过“芯片+算法+参考设计”模式缓解这一问题,提供一站式解决方案。
3. 国际竞争与贸易壁垒
美国《芯片与科学法案》要求2026年前关键电子元器件对华供应比例降至40%以下。国内厂商需通过海外建厂(如仕佳光子泰国基地)、技术合作(如光迅科技与Aixtron联合开发MOCVD设备)等方式规避风险。
五、投资机会与建议
1. 重点关注企业
- 技术领先型企业:源杰科技(50G EML量产)、仕佳光子(AWG芯片突破)、光库科技(薄膜铌酸锂调制器)。
- 垂直整合型企业:华工科技(1.6T CPO模块)、光迅科技(光芯片自给率60%)。
- 材料与设备供应商:云南锗业(磷化铟衬底)、北方华创(刻蚀机)。
2. 风险提示
- 技术迭代风险:硅光、薄膜铌酸锂等新技术可能颠覆传统InP芯片市场。
- 行业周期性风险:光通信行业受运营商资本开支影响较大,需关注需求波动。
国产高端光芯片正从“跟跑”向“并跑”迈进,随着技术突破加速、产业链协同深化及政策支持加码,预计2025-2027年将迎来规模化替代窗口期。投资者可聚焦在数据中心、5G通信等增量市场占据先发优势的企业,以及掌握薄膜铌酸锂、硅光集成等前沿技术的创新型厂商。