新一代光模块方案：硅光技术产业进程及个股梳理

一. 光通信系统

光通信是以光信号为载体、以光纤为传输介质，实现信息传递的系统。

光模块是光通信核心组件，承担光电信号转换任务，由光发射器件、光接收器件、驱动电路 、光电接口等组成。

目前光模块市场处于400G、800G升级周期，未来朝着1.6T、3.2T等更高速发展。

二. 光模块技术路线分类

传统可插拔光模块成本、功耗较高，CPO、LPO、硅光等新技术路径持续发展：

（1）传统光模块

可插拔，把光模块插入交换机端口后，交换机就能够通过光纤进行数据传输；电气连接线路长，信号损耗、功耗较大；

（2）CPO（光电共封装）

将光模块、交换芯片封装在一起，缩短之间的布线距离，从而降低功耗；同时减少了对高速PCB、DSP的需求，成本降低。

（3）LPO（线性驱动可插拔模块）

采用线性直驱技术，去除传统的DSP（数字信号处理），使用TIA（转阻放大器）、DRIVER（驱动芯片）来替代，实现功耗降低。

（4）硅光技术

以硅基材料作为光学介质，将众多光电元件集成至一个微芯片中，减少连接线路；同时基于硅基材料、CMOS工艺，有效降低能耗。

三. 硅光方案优势

硅光技术核心理念是以光代电，即采用激光束代替电子信号，将光电元件整合至独立的微芯片中。

硅光技术结合了集成电路的规模制造特性、光子技术高速率、低功耗优势、硅材料本身特性，具备多种优点：

（1）高速率

硅禁带宽度为1.12eV，对于1.1-1.6μm的通信波段具有优异的波导传输特性。

（2）低功耗

利用光通路取代芯片间的数据电路，保持了低能耗和低散热。 

（3）高集成度

传统光模块采用分立式结构，光器件部件多，封装工序复杂；而硅光模块中的硅光芯片实现高度集成，同时尺寸更小。

（4）低成本

硅基材料成本较低，可以大尺寸制造，基于CMOS工艺路线，可以实现规模化量产，在成本端有较大的下降潜力。

四. 核心环节：硅光芯片、光源

4.1 硅光芯片

硅光芯片主要整合集成了调制、探测、波导、耦合等功能：

（1）调制器：负责将光信号带宽提升，将电信号转换成光信号。

（2）探测器：负责将光信号转换成电信号。

（3）光波导：负责光源产生的光信号在硅基材料上传输。

（4）耦合器：用于实现芯片与外部器件、芯片之间的互连。

4.2 光源

硅自身无法发光，外置CW光源是当前主流方案，仅英特尔通过片上键合异质技术实现了光源集成。

五. 硅光光模块市场格局

当前硅光芯片技术较为成熟，但封装工艺仍存在较多技术难点，封装良率和成本仍有待优化。

全球硅光模块市场中，数据通信领域主要厂商包括英特尔、思科、博通；电信领域主要厂商包括思科、Lumentum、Marvell。

国内相关厂商：

（1）硅光芯片：长光华芯、聚飞光电（参股公司熹联光芯布局硅光芯片）。

（2）CW光源：源杰科技、仕佳光子。

源杰科技：聚焦于光芯片行业，主营激光器芯片，大功率硅光光源产品已实现量产出货。

仕佳光子：主营光芯片及器件、光缆、线缆。用于硅光领域的高功率CW DFB激光器已小批量出货。

（3）设备：罗博特科（参股公司ficonTEC在硅光芯片方面提供镜检、测试、封装设备）。

（4）硅光模块：中际旭创、新易盛、光迅科技、博创科技、亨通光电、光库科技、华工科技。