半导体激光芯片国产替代专题研究:光纤激光器芯片进入加速期,光通信芯片长期空间广阔

半导体激光芯片主要应用在低功率的光通信市场以及高功率的光纤激光器市场。

半导体激光芯片主要应用在低功率的光通信市场以及高功率的光纤激光器市场。我国半导体激光芯片技术基础薄弱,在光通信芯片市场替代率仍处于较低水平,长期替代空间广阔;在高功率光纤激光器市场,下游光纤激光器厂商不断追赶海外巨头,带动背后国内激光芯片厂商进入国产替代的加速期。

高功率半导体激光器芯片:国产替代进入加速期。高功率半导体激光芯片主要是由西方发达国家所垄断,如美国的 II-VI、Lumentum、nLight、IPG、Coherent,德国的 Dilas、Jenoptic、Osram 等。表观上我国低、中、高功率光纤激光器国产化率分别为 98%、 52%、60%,但从其中的半导体激光芯片观察,虽然我国光纤激光器芯片市场有 15 亿元(占全球约 60%),国内第一梯队的长光华芯、武汉锐晶合计市占率仍不到 20%(占全球不到 10%)。随着以锐科、创鑫、飞博、大科、光惠等为代表的下游激光器厂商技术水平的不断提升,我国激光芯片产业进入国产替代的加速期已成必然趋势,以长光华芯、武汉锐晶、瑞波光电为代表的国产激光芯片厂商有望迎来发展的黄金机遇期。

光通信芯片:下游需求方兴未艾,≥25G 国产替代空间广阔。LightCounting 预计 22-27 年全球光模块市场 CAGR 可达 12%,同时根据 Yole 测算,19-26 年全球光模块器件磷化铟衬底市场 CAGR 约13.94%。随着下游需求驱动,中国光通信芯片市场规模有望从 2020年的 6.7亿美元迅速增长到 2025 年 11 亿美元,CAGR 将达到 17.4%。全球主要光器件厂家均积极布局有源光芯片、器件与光模块产品,并达到 100Gb/s 速率及以上的水平。在中兴、华为等通信设备的强势助攻下,中国成为世界上最大的光器件消费大国,市场占比约为35%。国内企业在无源器件、低速光收发模块等中低端细分市场较强,然而以高速率为主要特征的高端光芯片技术,还掌握在美日企业手中(美/日全球 50%以上、占我国 90%以上市场),我国高速率光芯片国产化率仅 3%左右。国内企业只掌握了≤10Gb/s 速率的激光器、探测器、调制器芯片,以及 PLC/AWG 芯片的制造工艺以及配套IC 的设计、封测能力,25Gb/s 的工艺能力及产能配套都无法形成规模。受益于中国 25G 光模块的规模招标应用,国产化 25G 激光器芯片正逐步突破,源杰半导体、海信宽带、光迅科技、敏芯半导体、中科光芯、三安集成、光安伦、芯思杰、华芯半导体、长瑞光电、博升光电、仟目激光等厂商已开始崭露头角。

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