谈一下光芯片

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Nothingrap
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先说结论,研究光芯片后最大的收获是更加坚定了持有$中际旭创(SZ300308)$ 的信念。 光芯片本身的投资机会核心是美股Lumentum、Tower,国内$源杰科技(SH688498)$ $长光华芯(SH688048)$ 也很厉害,但是估值不适合做中长线投资。

以下为深度报告:

一、行业分析

1.1 行业简介

缘由:10月20号左右,供应链开始上调2026年1.6t需求,使得大家开始担心上游光芯片供给能否跟上,11月4日,Lumentum 在 FY26Q1财报及业绩交流中透露,公司2026年的产能缺口已从20%扩大至25%-30%,EML和CW光源等关键器件无法满足市场需求。 11月23号左右,美股以Lumentum、coherent、Tower为代表的光芯片公司开始大涨,国内长光华芯源杰科技同样上涨。

光模块内使用了vcsel、EML、CW、DSP、APD、PIN、等多款芯片,不同技术方案的光模块生产方式不同,对芯片需求也不同,先从技术原理上对其进行简单区分,

1.1.1 光模块分类:

光模块可分为传统分立器件光模块、硅光光模块、及cpo。分立器件光模块中常使用的是VCSEL和eml光模块。

传统的分立器件光模块以VCSEL激光器和EML激光器芯片为核心,硅光光模块以cw激光器芯片为核心,这两者均属于可插拔光模块,而cpo是将光器件和交换机封装在一起,取消光模块的独立结构。

1.1.2 光模块技术趋势及芯片结构

VCSEL、EML、硅光、cpo,四种光模块技术是不断递进,目前处于硅光渗透率快速提升,cpo实验室验证的阶段。(后面不讨论vcsel的多模光模块,2023~2025年多模的使用率大概趋势是50%、30%、15%。 多模因传输距离和带宽性能较差,逐渐被eml和cw为代表的单模替代)

可插拔光模块目前主要以eml和硅光为主。2025年硅光的渗透率在25%左右,2026年,由于eml芯片的紧缺,使得硅光渗透率大幅提升,预计2026年硅光在1.6t的渗透率将大幅上升至超过50%。

薄膜铌酸锂更适合下一代3.2t配合硅光使用,在硅光 PIC 芯片上通过异质键合技术集成薄膜铌酸锂调制器,既保留硅光的高集成度,又利用铌酸锂的高性能提升带宽和速率,可平衡成本与性能。 而由于eml的性能上限可能是200g,因此3.2T光模块时eml的渗透率或许会大幅下降。

LPO方案为线性直驱技术替代传统的DSP方案,省去dsp芯片的成本,但信号补偿能力大幅下降,因此该方案仅适合短距离,目前使用渗透率很低,未来也难以大幅上升。该方案的龙头为中际、新易盛等。

硅光目前仍处于实验室验证阶段,英伟达在2026年或许会发布硅光集成的交换机,目前看,头部光模块厂商均储备有硅光器件的集成技术,天孚通信在硅光时代的受益度或许大于光模块制造商。

传统的分立式光模块:

该光模块的核心构成为光发射组件(TOSA)、光接收组件(ROSA)、和承载其它芯片与结构件的pcb板、外壳。

其中光发射组件核心由EML芯片、Driver芯片加工封装而成,光接收组件由PD芯片、TIA芯片封装而成,PCB板上承载DSP芯片、MCU、温控芯片等。以上芯片均为有源器件,实现光电信号相互转换、信号的传输。

此外光模块内不同位置还集成众多无源器件(几乎0功率),主要包括波分复用(AWG)、光隔离器、滤光片、光分路器、光连接器等,实现光信号的分流、阻挡、过滤等功能。有源和无源市场规模对比约为85%:15%。

以800g的EML光模块为例,内含:

激光器芯片:8颗100g的eml或4颗200g的eml,位于TOSA内;

电芯片:1颗DSP芯片(7nm),pcb基板上、 8颗Driver 芯片,TOSA旁的pcb基板上、8颗TIA 芯片,位于rosa内。(Driver与TIA也可以是4+4组合);

探测器芯片:8颗PD芯片,位于rosa内;

其它芯片还有1颗TEC温控与1颗MCU。

一般光模块中光芯片成本占比在 30%-40%左右,而高端高速光模块这一比例可以提升至 50%左右。

硅光模块:cw

硅光模块,与EML光模块在芯片使用上的最大区别是将高价值量的EML激光器芯片,换成价格更低的CW光源。在结构上最大区别是集成度大幅提升,生产成本下降。

硅光模块不再存在TOSA组件与ROSA组件,硅光模块的光器件将TOSA与ROSA内的激光器、探测器、部分电芯片、无源器件等器件,通过在硅基底上利用蚀刻、外延生长等工艺集成在一颗硅晶圆上,等同于将众多小芯片的功能放在一颗大芯片上,这颗大芯片就是平时我们说的硅光芯片。 但是由于硅光芯片上的硅基激光器发光效率低于磷化铟的EML激光器,所以需要在该硅基芯片外单独配置CW光源。

总结:硅光方案相较于传统EML方案,在功耗、成本上具有优势,但因为性能略低于硅光不适合500m以上传输,因此并不会完全替代。

1)低功耗:高密度集成减少了分立器件之间连接的损耗;且不需要TEC来管理温度和性能、降低功耗;大概可节省20%功耗。

2)低成本:单一硅芯片的生产低于多芯片单独生产再组装;相较于III-IV族材料磷化铟,硅材料成本更低。

接下来对比硅光模块相对于EML光模块的价格优势,

基于最新的行业调研与分析(截至2025年12月),100G EML芯片和200G EML芯片的目前单价情况如下:

根据成本结构计算不同光模块的生产成本,800g的eml光模块的总生产成本约288美金,800g硅光约230美金。根据各种调研资料,目前市场售价硅光约比eml的价格低20%,但硅光的毛利率高于eml,两者与表格预测数据接近。

而1.6t的eml光模块计算出总生产成本仅491美元(是哪里导致误差比较大吗?),其中各类光芯片及光器件的成本占比达到84%。目前1.6t的售价在1000美金,这样看,毛利率超50%。这也是有可能的事情,毕竟现在1.6t美元规模出货,不清楚具体毛利率比800g高多少,而英伟达在11月对1.6t加价后,毛利率确实有可能达到50%。

当前恰巧又碰上2026年1.6T光模块需求暴涨约10倍至2000万只+,使得eml芯片短期大幅短缺,加速促进了硅光渗透率的提升。

但未来,硅光渗透率不会无限高,硅光在性能上不如eml方案,尤其是500m以上长距离,未来集群规模越来越大,短距离内可以用硅光,长距离必须用EML(如数据中心园区内不同机房的互联)。

CPO:共封装光学

CPO(Co-packaged Optics)通过2.5D先进封装技术,将光引擎(如硅光模块)与交换芯片集成在同一基板上,实现光电信号的近距离转换与传输。

与传统可插拔光模块相比(光模块插在交换机上),这种共封装方式能大幅缩短电信号传输距离,降低功耗和延迟,提升带宽密度,是面向3.2T 及更高速率光互联的核心技术方向。

下图是英伟达cpo交换机的结构图,将36个3.2T的硅光引擎与交换机的ASIC芯片封装在一起,将激光器做为可插拔结构进行外置。 激光器外置好处如下:1)激光器功率高、热量大,交换机内集成密度太大散热困难;2)激光器是光链路损坏的主要故障源,外置可方便后期维修,避免整体交换机更换(单台10万美金左右)。

从上图可以看到,CPO 技术落地中,交换机企业是最直接的受益方,其次是当前提供光引擎的企业。可插拔光模块企业则面临原有业务被替代的压力,若也转型提供光引擎,产品的单体价值量也因为少了激光器和组装环节而下降。

英伟达预计其CPO 交换机2025 年出货量不到 3000 套,2026 年将大幅提升至 1.5 万台, 其初步计划用于Scale-out网络连接不同服务器,这一场景对可靠性要求相对较低,适合新技术初期导入。 此后,CPO技术将引入Scale-up网络放在机柜内部,用于GPU之间的高速互联。

长期来看,CPO 可替代短距光模块,但中长距互联场景仍依赖可插拔光模块,二者将沿“CPO优化短距效率、光模块支撑长距互联”的路径协同演进。

目前行业对CPO走向主流的时间认为是28~29年。

1.2 光芯片产业链

光芯片生产流程可核心分为五个环节:基板制造、芯片设计、外延、芯片制造、封装测试。

上游:基板制造,海外高度垄断

目前,EML与CW芯片制造所需的关键材料如 InP和 GaAs基板,基本被国际龙头企业垄断。 基板价值量占比最高,通常占到原材料总成本的 1/3 以上。

中游:芯片设计和芯片制造,低端可反向出口,高端对外依赖度高

我国不少企业具备较强的芯片设计能力,但是大部分企业缺乏高端芯片制造经验,尚不具备完整的生产能力。其中外延环节技术壁垒最高,也是决定芯片性能的关键环节。在此阶段,基板和有机金属气体在 MOCVD/MBE 设备中进行长晶,生成外延片,美日企业掌握成熟的技术工艺,而国内企业在量产能力上相对较弱。

50g以下低速率eml光芯片市场,国产化率高,市场竞争激烈。 100g以上以源杰为代表有量产的几家,200g貌似没有规模量产的。cw光源的情况略好于eml。

下游:加速发展

下游光模块生产,国内占全球50%以上份额。

1.3 商业模式:

eml与cw芯片,头部均选择IDM模式,国内企业同样,建立了包含芯片设计、晶圆制造、芯片加工和测试的IDM全流程产线。

与fabless模式的芯片相比,光芯片有三大不同:

1)更偏向于制造而非设计,其性能(如波长精度、响应速度、功耗)直接由外延生长、光刻、刻蚀等制造工艺参数决定,自建产线更好把控优化生产流程;

2)光芯片的制造涉及 Ⅲ-Ⅴ 族化合物半导体,前期良率低于硅基且市场规模小,无规模性的第三方代工厂,且内部生产可更快提高良率及新品交付速度;

3)光芯片的迭代速度小于手机、gpu等,自建产线更有成本性价比,IDM 模式能带来15-20% 的成本优势。

(与功率半导体类似)

而硅光芯片是硅基,工艺成熟良率高,采用设计、代工分离,如旭创的硅光芯片由美国Tower半导体代工,Tower为全球最大的硅光芯片代工商,其它如GF、台积电。 (旭创的硅光芯片为自研,通过英伟达谷歌认证,且谷歌要求旭创给谷歌的硅光模块必须全部使用旭创自己的硅光芯片)

dsp芯片目前主流为7nm硅基,主要由博通Marvell负责设计,台积电代工。

1.4 行业壁垒

1)最大的壁垒是认证壁垒,通常从生产出来到认证通过要两年左右。光芯片需通过客户→光模块厂商→芯片厂商的三级认证,周期约 18-24 个月。 由于光芯片是光模块的核心部件,而光模块需要满足长期无故障运行,因此光芯片的认证难度是大于光模块。

认证通过后也很少更换,新的供应商需重新验证gpu/asic与光芯片间的电气 / 光学匹配度,匹配性差将导致系统运行不稳定,乱码率提升。

2)其次是磷化铟芯片的生产难度本身也高于硅基,参与企业数量有限。

3)客户关系壁垒。如果产品没有出现质量问题,产能又能跟上,客户没有必要给自己找麻烦换供应商。

1.5 市场规模

仅考虑400g、800g、1.6T的cw与eml,同时未考虑大幅涨价。

根据个人预测(各类假设来自多方调研资料整理),2025年全球cw光源市场规模为1.4亿美金,由于硅光渗透率提升,尤其是1.6T硅光的放量,带动2026年cw光源市场规模同比增长321%至5.9亿美元;

EML激光器2025年市场规模约19.6亿美元,2026年预计增长70%至33.4亿美元。

两者总市场规模2026年的增速为88%,低于光模块行业2026年的增速180%。主要原因为1.6T硅光渗透率达到甚至超过60%,而1.6T光模块内cw光源的价值量仅为eml的21%。

1.6 竞争格局

整体看下来,完全可支撑26年3800万只800g与2000万只1.6T的生产。

1.6.1 EML芯片

EML激光器芯片市场长期由Lumentum等海外厂商主导,根据GlobalInfoResearch数据,前5家约占据76%份额。且高端EML格局更为集中,前五占据90%以上。

下图是头部eml芯片企业的详细情况,全球主要厂商都在大幅扩产,但EML芯片的供应缺口仍在扩大,Lumentum明确表示,供应落后于需求的情况至少会持续到2027年,使得硅光渗透加速。

目前国内厂商,如源杰、长光华芯永鼎股份均有生产EML芯片,但100G能供进通信的目前仅源杰,其余正在推进认证,200G可能还需要很长一部分时间。

另外,LumentumCoherent均提到InP衬底的供应紧张也是约束EML芯片产出的重要原因。全球INP衬底格局高度集中,前三市占率约90%,日本住友市占率约达 42%,美国AXT(上市代码AXTI,25年前三季度营收0.65亿美元)约36%。 可惜该环节价值量太低,难投资。

1.6.2 CW芯片

CW激光器由于不直接涉及信号的调制,技术壁垒相对 EML 芯片较低,因此竞争格局相对EML分散很多。目前国产 CW 激光器也正逐步放量。如源杰科技的CW 70mW 产品已实现批量交付,CW 100mW 产品已完成客户验证;仕佳也批量交付,但进度慢于源杰。

预计2026年全球800G硅光渗透率约40%,1.6T约60%,对应cw光源总需求约0.85亿颗,远小于eml的2.83亿颗。

国信证券电话交流时说他们盘下来明年cw芯片规划产能有2亿多颗,供给充分。 我找不到这么多产能)

1.6.3 硅光芯片

根据Tower半导体的财报,2025 年 Q3 硅光业务营收约 5200 万美元,全年硅光目标收入为超 2.2 亿美元(2024年为1.04亿美元),据此推测,Tower的市场份额约50%,第二、第三名为格芯(GF)和台积电

800g硅光模块内硅光芯片价值量约40~50美金,1.6T为70~80美金。引用上文的硅光模块销售量,预计2025年全球硅光芯片市场规模为5.5亿美元,2026年同比增长188%至15.8亿美元。

Tower Q3电话会内容,公司第四季度硅光子营收的年化运行率将超过3.2亿美元。 公司预计2026年产能相较2025年底增长三倍,并在2026年下半年实现全部产能,这些新增产能完全基于客户需求,预计将使公司硅光子出货量相比2025年第四季度的目标产能增加超过3倍,即对应2026年出货量约9.6亿美金(60%份额)。

根据Q3管理层表述,硅光子业务的毛利率超过50%,远高于传统业务的20%左右。 公司历史期间费率约10%,假设硅光子业务期间费用为15%,2026年预计该业务净利润为3.36亿美金,新增约2.7亿。公司其它业务约1.5美金净利润。

(股价跌到100美金对应约25倍26年pe,给予26年30~50倍pe。 后面若eml产能释放不及预期,继续转硅光有希望进一步增厚利润)

1.7 光芯片总结

1)整体供给紧平衡。2026年是800G与1.6T光模块销售额爆增的一年(yoy180%),幅度远大于2025年,根据测算明年EML芯片与CW芯片的供给可满足行业需求,并且由于cw的产能弹性较大,使得eml光模块哪怕因为eml产能释放不及时也可转产硅光模块,进而压制eml芯片价格大幅上涨。

2)硅光芯片投资机会更大。硅光芯片明年的增速约188%,大于eml芯片的70%。 cw芯片投资机会较小,主要原因为市场规模太小,而公司市值已炒作在天上,想必大部分人没有仔细去研究业绩弹性。

3)更加坚定对光模块的投资。光模块因上游产能不足打消市场认为的光模块过剩带来的毛利率下降,验证了之前产业说的26年旭创毛利率大幅上升。

二、核心公司估值

2.1 Lumentum

全球EML芯片龙头,200gEML绝对龙头。2026财年Q1(2025年7-9月)数据显示,公司营收5.3亿美元,同比增长58%,组件业务(主要是 EML 和 CW 芯片) 收入3.79亿美元,同比增长64%,占总营收71%,毛利率39.4%,营业利润率18.7%,同比提升15.7%。

公司磷化铟晶圆厂满负荷运转,未来6-8个季度产能已全部售罄。

公司市值237亿美元,给予50倍pe需要4.7亿美元的净利润支撑。根据上文预测的eml2026年市场增速约70%,假设Lumentum26年营收增速100%,对应净利润大约为5~6亿美金,有空间但不大。

2.2 Coherent(垃圾)

公司生产的光芯片优先供应内部使用,预计2026年年中开始量产1.6T。2026财年Q1(2025年7-9月)营收15.8亿美元,同比增长17%,环比增长3%,毛利率为38.7%,扣非净利润1.1亿美金,IDC及通信业务收入占比69%。

指引26财年Q2收入在15.6至17亿美金之间,环比-1~+7.6%,non-GAAP毛利率继续提升至38%-40%。 从四季度指引来看,营收增速远不如国内国内光模块公司,,1.6T的量产比旭创、新易盛晚2~3个季度。 再对比盈利能力,coherent与旭创同样38%左右的毛利率,旭创期间费用维持在10~11%,而coherent常年维持在30%,盈利能力差异巨大。

这类商业模式的公司面临的小问题是当前面临磷化铟不足,但是采购竞争不过中国龙头企业;而当行业磷化铟产能过剩后,下游光模块企业同样为自己的竞争对手,同样不会采购。

估值上,公司当前市值328亿,预计2025自然年净利润约2.5亿美金,假设2026年翻倍为5亿美金(很难很难),对应估值为65倍pe。

2.3 Tower(看好)

Tower这个票被人讨论的次数远低于lumentumcoherent,热度甚至不如迈威尔。我想原因可能是大家都聚焦在EML芯片、cw芯片、dsp芯片上,而忽视了价值量高于cw但布紧缺的硅光芯片。 自2025年4月最低点以来,Tower涨幅263%,Lumentum涨幅538%,coherent涨幅246%。

看好Tower的另一个原因是该公司的运营效率和盈利能力好于lumentumcoherent

(具体利润和估值回溯上文“硅光芯片”。)

2.4 源杰科技

源杰是几家光芯片企业认证进度最快的,同时发力CW与EML,是综合实力最强的国内企业,500亿市值也是最高。

CW芯片是公司的强项,24年已经实现70mw cw光源百万颗以上出货,25年前三季度公司营收同比增长115%至3.8亿,也为cw继续放量贡献。 同样公司100mw也已通过客户验证,具体出货量未知。

100geml目前已通过旭创验证,具体有没有发货,发货体量未知,eml产品的技术难度大于cw。前面判断26年Q2海外产能便会大规模投放,所以源杰的100geml能拿到多少订单不好预测。

预计25年底公司eml、cw合计产能为4000万颗,26年为7000万颗。券商预测公司25年净利润1.8亿,26年4亿,当前估值蕴含了极高的国产替代情结。 不过这种票在牛市氛围下,如果能季度性大跌筑底,可以小仓位参与等下次情绪发酵。

2.5 长光华芯

公司在光通信领域的产品线丰富,vcsel、70mw、100mw、100geml、200geml。

公司100geml已通过旭创验证,且实现小批量出货;对于70mw、100mwcw芯片,公司的表述是已达到量产出货水平。

公司今年上半年营收中几乎没有eml与cw。 高功率单管系列芯片指9XXnm系列的 15W、20W、25W的光纤激光器芯片,下游用于激光切割、焊接等工业领域及医疗激光领域。

券商预计公司今年净利润0.4亿,26年0.9亿,当前市值256亿。

其余还有永鼎股份、索尔斯光电。站在当下位置,26年光芯片依然会因为各类芯片紧缺新闻而被反复炒作,但当前估值不具备长期投资机会,且业绩的兑现度可预见性较难。光芯片企业的大涨更多是故事性感下的小票流动性盛宴。 当然,在下跌到足够安全边际时,因为弹性大,倒是可以参与再一次情绪发酵。