波分复用

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仕佳光子20250627
2025-06-30 09:02
纪要涉及的公司和行业 - 公司:仕佳光子 - 行业:光通信产业,细分领域包括光芯片与光器件、光纤连接器 纪要提到的核心观点和论据 公司业务布局与发展战略 - 聚焦光芯片与光器件领域,因光模块未来或演变为 CPU 光引擎或 OIO 光引擎形态,但光器件和光芯片作为核心构成部分,远期增长确定性高且不易受技术变革颠覆性影响 [3] - 产品线逐步拓展,2012 - 2013 年量产 PLC 分路器芯片及器件,2016 年研发 AWG 芯片及器件,2018 年延伸电信类 ADL 基芯片产品,完成部分有源芯片研发,2019 年启动 25G DFB 激光器研发 [5] 收入结构 - 2024 年光芯片及器件约占总收入 56%,是主要利润来源,其余约 44% 来自室内光缆、线缆材料及其他产品;其中 PLC 分路器芯片占 7%,AWG 芯片及器件占 26%,DFB 激光器芯片占 7%,光纤连接器占比约 12% [2][6] 股权结构 - 董事长葛总及其一致行动人河南仕佳信息技术有限公司合计持有 29% 股份为实际控制人,中科院半导体所持有约 1.7% 股份,核心技术人员持有一定比例股份,鹤壁国资委直接持股比例为 6.5% [7] AWG 产品 - 功能及应用场景:在光模块中用作波分复用,应用于两公里以上的 FR 光模块,可节省光纤和连接器成本 [2][8] - 市场情况:2023 年受英伟达网络设计方案影响营收下滑,2024 年因网络架构解耦和 Meta 等客户需求回暖;预计 2025 - 2026 年,随 Meta 公司 800G FR 光模块需求放量,市场规模将数倍增长;公司占据超一半市场份额,拥有全球最大 AWG 晶圆厂,有规模效应和成本优势 [2][14] - 与其他波分复用方案对比:性能略逊于 C - block,但单价低、集成度和体积小;未来市场份额预计提升,因光模块小型化需求增加,且性能差距在缩小 [13] - 渗透率:在 FR 光模块中渗透率目前低于 30%,未来有望提升至 50%,有增长空间 [28] MPO 连接器 - 作用及市场优势:用于光纤到光纤可拆卸连接,支持多通道传输,市场规模和单价远高于其他单双芯连接器,通道数增加与平均销售价格呈线性相关 [15] - 需求特点:需求周期与光模块不同,光模块有三年替换周期,MPO 作为综合布线系统一部分,使用寿命长,替换频率低;主要需求来自数据中心综合布线公司采购,受数据中心通道数增加驱动 [16] - 市场情况:2024 年下半年因北美数据中心新建热度提升迎来爆发;未来光模块速率迭代依赖通道数扩张,以及 CPO 和 OIO 等新型产品形态应用,将增加其使用量;市场处于高速增长阶段,近两年增速翻倍,规模估计在 100 亿 - 200 亿人民币,竞争格局分散 [4][18][19][20][22] - 公司表现:2023 年起在泰国新建工厂,导入海外综合布线客户获增量订单,2023 年下半年订单加速,预计 2024 年产能和订单加速释放 [21] - 市场增长驱动因素:数据中心新建活跃,CPO、IO 和通道数扩张等产业逻辑强化 [29] 有源光芯片业务 - 市场布局:目前聚焦电信市场,产品包括 2.5G 和 10G 的 DFB 激光器,市场增速稳健;未来计划突破数据中心市场,核心产品是硅光光模块配套的大功率 CW 光源 [25] - CW 光源优势:技术门槛和生产难度低于 EML 和 VCSEL 光芯片,良率更高,中国厂商差距小且处于认证第一梯队,有抢占市场机会 [26] - 市场规模:预计 2025 年 400G 及以上高速光模块出货量达 3000 万 - 4000 万只,以 800G 光模块为例,潜在市场规模约 36 亿人民币 [27] 其他重要但是可能被忽略的内容 - 数据中心内部光模块按传输距离分为 SR(100 米)、DR(500 米)、FR(两公里)、LR(10 公里及以上),内部连接通常止于 FR [9] - FR 光模块在当前数据中心架构中占比接近 20%,因厂商架构而异,Meta 等客户占比相对较高 [10] - 多模 SR 光模块和单模 DR 光模块常见方案不带波分复用,成本高;FR 光模块用波分复用器件,可节省光纤和连接器成本 [11][12] - 公司内部成立事业部并引入 KPI 考核机制,提升了毛利率 [31] - FAU 产品线市场潜力大、利润率高,有发展潜力 [30]
共封装光学,达到临界点
半导体行业观察· 2025-06-04 09:09
共封装光学器件(CPO)技术概述 - 基于CPO的网络交换机已商业化,支持太比特级信号路由,但面临光纤-PIC对准、热管理和光学测试等制造挑战 [1] - CPO将光电转换靠近GPU/ASIC交换机,带宽密度达1 Tbps/mm,相比可插拔模块功耗从15 pJ/bit降至5 pJ/bit(预计<1 pJ/bit) [1][6] - 当前数据中心采用可插拔光收发器通过PCB电连接交换机,存在信号损耗和能效瓶颈 [1][2] 技术优势 - 缩短电信号传输距离至100µm,信号损耗从>20dB降至1-2dB,SerDes组件需求降低 [7] - 硅光子IC采用DWDM技术,单个光纤端口带宽扩展10倍,器件微型化推动与计算节点集成 [6] - 典型配置中计算芯片被4-8个硅光子IC收发器包围,激光器因可靠性问题单独封装 [6] 制造挑战 光纤对准 - 单模光纤(8-10µm)与SOI波导(500x220nm)尺寸差异导致模式失配,需0.1µm精度对准 [8][9] - V型槽无源对准实现最低损耗,可拆卸方案每个接口增加约1dB损耗 [8] - 光纤阵列对准需3D调整,自动化系统通过光反馈优化多通道耦合效率 [10] 热管理 - 1°C温度变化导致0.1nm波长偏移,DWDM架构下热稳定性要求更严格 [11] - 激光器可靠性是最大缺陷来源,多波长激光器将提高测试要求 [13] - 需选择热界面材料并部署传感电路,保持PIC在>105°C环境下的性能 [11][13] 可靠性设计 - 采用Telcordia GR468和JEDEC标准测试,硅光子器件故障率低于1 FIT [14][16] - 冗余设计包括备份激光器阵列和容错架构,支持自动切换降低停机时间 [15] - 集成监控/BiST功能实现自校正,晶圆级测试对复杂多芯片组件至关重要 [15][16] 封装架构 - 2.5D方案中EIC与PIC通过硅中介层互连,可集成波导/光栅等光学特性 [17] - 3D堆叠允许EIC用先进CMOS节点、PIC用硅光子平台,但增加TSV/HBI成本 [18] - 单片集成简化散热但限制IC工艺节点,3.5D方案结合EMIB实现最优性能 [18] 行业应用前景 - CPO为AI数据中心提供带宽和能效突破,光子IC性能达传统收发器10倍 [7][20] - 技术依赖精密对准、热管理及测试方法,需内置冗余保障高可靠性运行 [20]