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OFC 2026 展望:从可插拔光器件与光子引擎(PO)到 CPU 及其他终端设备的 AI 数据中心光互连趋势-OFC 2026 Outlook_ AI Data Center Optical Interconnect Trends from Pluggable Optics and LPO to CPO and MicroLED
2026-03-12 17:08
涉及的行业与公司 * **行业**:AI数据中心光互连行业,涵盖光模块、硅光、激光器、先进封装与测试等领域 [1][7][10] * **提及的公司**: * **网络/交换芯片与系统厂商**:英伟达 (NVIDIA)、博通 (Broadcom)、美满电子 (Marvell)、思科 (Cisco) [8][72][74] * **光模块/组件厂商**:中际旭创 (Accelink)、Lumentum、Coherent、Avicena、Ayar Labs、Lightmatter、英特尔 (Intel) [12][29][33][63][74][81] * **半导体与制造**:意法半导体 (STMicroelectronics)、台积电 (TSMC)、Credo Technology Group [25][63][67] * **测试设备厂商**:ficonTEC、泰瑞达 (Teradyne) [38][48] 核心观点与论据 1. AI驱动光互连技术演进:从可插拔到共封装 * **核心瓶颈转移**:生成式AI模型快速扩展,数据中心主要瓶颈正从晶体管性能转向互连带宽和延迟,形成“I/O墙” [4] * **铜缆物理限制**:在每通道200 Gb/s速率下,铜缆物理特性成为限制因素,传统无源铜缆无法再跨越单个服务器机架,有时甚至在机架内部也受限 [6] * **技术演进路径**:行业正经历从**可插拔光模块 (Pluggable)** → **线性可插拔光模块 (LPO)** → **共封装光学 (CPO)** 的演进 [14] * **可插拔光模块 (主流)**:集成DSP进行信号调理,提供稳健互操作性,但功耗和热密度较高 [17] * **线性可插拔光模块 (LPO)**:移除DSP,依赖高质量SerDes和线性驱动以降低功耗和延迟,但对通道要求更严格 [18] * **共封装光学 (CPO)**:将光引擎置于交换ASIC封装附近,博通声称其每个800G端口的功耗约为5.5 W,而同等可插拔模块约为15 W,端口级功耗降低约3倍 [19] * **CPO采用时间表**:尽管英伟达计划在2026年前在网络交换芯片中使用光技术,但由于可靠性与可维护性担忧,以及铜缆在某些领域已证实的稳健性,广泛采用(尤其是靠近GPU)可能要到2028年之后 [20] 2. 市场现状与技术发展:800G迈向主流,1.6T开始上量 * **800G/1.6T发展**:800G正从试点走向主流;1.6T开始进入生产爬坡阶段,行业跟踪显示2025年800G增长强劲,下半年开始向1.6T光学器件迈进 [12] * **产品进展**:中际旭创已公开展示/送样针对AI数据中心需求的1.6T OSFP224 DR8收发器 [12] * **标准制定**:IEEE的802.3dj工作(覆盖高达1.6T的200G/通道)据报道将于2026年底完成,这是推动1.6T更大规模量产的关键催化剂 [13] 3. 供应链价值转移与激光器瓶颈 * **供应链价值转移**: * **可插拔时代**:价值集中在收发器供应商、光学组件供应商和DSP/AFE IC供应商 [24] * **LPO时代**:价值向SerDes、通道工程和系统协同设计转移 [25] * **CPO时代**:封装、测试、激光器和光学附着成为战略瓶颈,压缩了“网络硅”和“光学”之间的界限 [25] * **激光器供应瓶颈**: * **EML短缺**:电吸收调制激光器 (EML) 制造难度大,供应商基础小,AI数据中心的需求激增造成了激光光源的主要上游瓶颈,英伟达已确保关键EML供应商的大部分产能,导致交货期延长至2027年以后,并加剧了全球短缺 [26][29] * **替代方案加速**:超大规模企业和模块制造商正在加速替代架构,特别是**外部连续波 (CW) 激光器 + 硅光调制器**,以拓宽供应商池 [31] * **高功率CW激光器需求**:CPO架构需要克服连接器/分路器/耦合器的损耗并保持链路裕量,因此行业正推动相关波段激光器达到数百毫瓦的功率水平 [32] * **产能扩张**:Coherent宣布了6英寸磷化铟 (InP) 晶圆制造能力,强调每片晶圆器件数量增加约4倍,芯片成本降低超过60%,并明确将高速EML、光电探测器和用于CPO/硅光的高功率CW激光器列为正在该6英寸平台上认证的产品系列 [33] 4. CPO测试成为关键瓶颈与解决方案 * **测试重要性凸显**:在CPO中,光引擎与交换/ASIC位于同一封装区域,许多组件无法现场更换,这使得测试、筛选和过程控制成为良率、可靠性以及最终每Tb/s交付成本的首要决定因素 [38][42] * **测试挑战**:不良的光引擎可能导致昂贵的组件报废,缺陷筛选必须提前(晶圆/芯片级)并更全面,生产需要并行化以控制测试成本 [46] * **测试设备进展**: * ficonTEC推出DLT-D1多站点芯片级测试仪,用于双面紧凑型3D CPO光引擎,旨在将测试从实验室设置转向高吞吐量制造 [44] * ficonTEC推出300毫米双面光电晶圆测试仪概念,旨在实现高容量晶圆探测 [45] * 泰瑞达宣布与ficonTEC合作,推出用于硅光的高容量双面晶圆探针测试单元,明确受CPO需求驱动,这意味着CPO测试正趋同于半导体式ATE生态系统 [48] 5. 短距/超短距互连:VCSEL与MicroLED的竞争 * **VCSEL (垂直腔面发射激光器)**: * 成熟技术,适用于短距离(≤几百米),850 nm VCSEL + 多模光纤是短距离数据通信互连的主导解决方案 [52] * 博通的组件组合明确将850 nm VCSEL定位用于高性能短距离数据网络 [55] * **MicroLED (微发光二极管)**: * 新兴竞争者,旨在在超短距离“取代激光器”,LED不需要激光阈值电流,可通过大规模并行通道扩展带宽,从而可能降低系统级的每比特能耗 [56][58] * **微软MOSAIC方案**:采用“宽而慢”理念,使用数百个低速通道而非几个超高速通道,例如假设每个MicroLED通道2 Gb/s,一个20×20的MicroLED阵列(面积<1 mm × 1 mm)可构建800 Gb/s链路,据称其架构框架中可实现高达68%的功耗降低和约10倍于铜缆的传输距离 [59] * **Avicena LightBundle**:基于MicroLED的互连平台,声称I/O密度>1 Tb/s每毫米“海岸线”,传输距离>10米,互连能效<1 pJ/比特,在SC25上演示了以4 Gb/s每通道运行,原始误码率达1×10⁻¹²,每LED约80 fJ/比特,且无需前向纠错 [63][64][68] * **竞争态势**:VCSEL凭借成熟度、批量制造和已知的可靠性在当前胜出;MicroLED则凭借通过(1)无阈值电流行为和(2)并行性(尤其是与CMOS兼容的PD阵列和先进键合配对时)来降低每比特能耗的潜力而具有优势 [69] 6. 扩展 (Scale-out) 与扩展 (Scale-up) 网络架构 * **扩展网络 (机架到机架)**:领先的交换生态系统参与者包括英伟达、博通、美满电子和思科,随着AI集群扩展,各自都在推动51.2T → 102.4T级别的交换芯片和系统,例如思科已公开宣布其用于AI后端网络的Silicon One G300 (102.4 Tbps) [72] * **扩展网络 (GPU到GPU / 节点内)**:行业正积极探索OIO/CPO风格的光链路,以减少NVLink级铜缆的功耗和距离限制,该方向常被引用的公司包括Ayar Labs、美满电子、Lightmatter和英特尔 [74] 7. 前沿趋势:LPO、CPO、OIO路线图与“量子互连” * **LPO市场**:在本十年内仍将是一个巨大的市场,随着交换芯片进入102.4T及以上,可插拔生态系统仍然是默认的采用路径,因为它保留了现场可更换模块模式,这对于优化平均修复时间和供应链灵活性的超大规模企业非常重要 [75][78] * **CPO量产时间**:严重受测试吞吐量和已知良品芯片 (KGD) 可用性的制约,博通广泛引用的功耗数据说明了行业持续推动的原因:CPO每个800G端口约5.5 W,而同等可插拔模块约15 W,端口级降低约3倍 [79] * **OIO (光学I/O)**:Ayar Labs将其定位为“封装内”光学I/O策略,可将光链路带到小芯片海岸线,旨在实现与距离无关的带宽扩展,其TeraPHY光学I/O小芯片支持UCIe标准封装电气接口,公开描述带宽达8 Tbps,采用16波长WDM架构 [81][83][86] * **“量子互连” (如NVQLink)**:最好理解为量子-经典系统接口,而非AI训练结构中GPU到GPU NVLink的近期直接替代品,量子优势取决于算法和纠错,商业影响力取决于保真度的持续改进和可扩展架构 [87][89][94] 其他重要内容 * **硅光生态发展**:硅光势头在整个生态系统中加速,例如路透社报道意法半导体与AWS合作开发了用于收发器的数据中心光子芯片,突显主流半导体玩家正深入光子领域 [25] * **可靠性挑战**:激光器和光电二极管通常是光学系统中最薄弱的环节,在AI集群中热密度上升和维护窗口缩短时尤其关键,锗基光电二极管被强调为光子系统中故障率最高的子组件之一 [35][36] * **CPO对可靠性的影响**:CPO可以移除一些现场可更换的光学部件,并转向晶圆级测试和外部激光器策略,但同时也引入了新的可靠性因素,如封装级热机械应力、更高密度下的光学附着和连接器可靠性以及可维护性权衡 [37][40] * **MicroLED的挑战**:MicroLED互连的成功关键不在于LED本身,而更多在于阵列均匀性、键合良率、接收器灵敏度、封装/耦合以及大规模测试,这再次印证了光学测试/组装工具在光学器件进入封装/板级时变得具有战略性 [66] * **企业战略动向**:2025年9月,Credo Technology Group收购了Hyperlume,将其Micro-LED光互连技术与Credo的端到端系统级连接解决方案整合,以加速向下一代AI数据基础设施高速互连技术的扩张 [67][70]
三安光电:“碳”索未来,光联万物-20260310
中邮证券· 2026-03-10 18:24
投资评级 - 首次覆盖给予“买入”评级 [1][8] 核心观点 - 报告认为三安光电正受益于AI算力驱动的光通信超级成长周期,并凭借在化合物半导体领域的IDM全流程能力,在光芯片和碳化硅两大核心赛道深度布局,构建了覆盖数据中心、新能源汽车等多领域的完整产品矩阵,未来成长潜力巨大 [4][5][6] 业务与战略分析 - **光通信业务**:打造覆盖10G至1.6T全速率的光芯片矩阵,400G光芯片已批量出货,800G实现小批量交付,面向下一代AI算力的1.6T光芯片已完成开发并送样验证 [4] - **光通信业务**:目前光技术产能为2,750片/月,并已将核心工艺环节外延扩产至6,000片/月,磷化铟外延和EML产品良率水平国内领先 [4] - **碳化硅业务**:公司是国内为数不多的碳化硅产业链垂直整合制造平台,覆盖从晶体生长到封装测试的全流程 [5] - **碳化硅业务**:湖南三安拥有6吋碳化硅配套产能16,000片/月、8吋碳化硅衬底产能1,000片/月、外延产能2,000片/月、8吋碳化硅芯片产能1,000片/月;12吋碳化硅衬底已向客户送样验证 [5] - **碳化硅业务**:安意法首次建设产能2,000片/月,重庆三安首次建设产能2,000片/月,已开始逐步释放产能 [5] - **碳化硅业务**:产品矩阵覆盖全电压、全电流、全导通电阻的碳化硅二极管与MOSFET,在新能源汽车、光伏储能等六大领域全面突破,覆盖国内外头部客户 [5] - **LED业务**:行业终端需求自2023年二季度以来逐步复苏,部分芯片产品价格已有所企稳,公司计划通过提升高端产品占比来改善盈利能力 [6] - **LED业务**:公司拟以2.39亿美元收购Lumileds股权,以加速切入高端汽车、闪光灯市场,提高中高端LED产品占比 [6] - **射频业务**:聚焦GaAs、GaN射频芯片,是国内少数可大规模量产的厂商,产品应用于5G/6G基站、卫星通信等,是公司重要增长曲线 [6] 财务预测 - 预计公司2025年、2026年、2027年营业收入分别为182.4亿元、217.4亿元、257.4亿元 [7][8] - 预计公司2025年、2026年、2027年归母净利润分别为-2.4亿元、4.5亿元、9.8亿元 [8] - 预计公司2025年、2026年、2027年每股收益(EPS)分别为-0.05元、0.09元、0.20元 [10][13] - 预计公司2025年、2026年、2027年营业收入增长率分别为13.26%、19.20%、18.38% [10] - 预计公司2025年、2026年、2027年归母净利润增长率分别为-193.01%、291.65%、118.50% [10] - 预计公司2025年、2026年、2027年毛利率分别为13.2%、13.6%、14.6% [13] - 预计公司2025年、2026年、2027年净利率分别为-1.3%、2.1%、3.8% [13] 公司基本情况 - 最新收盘价为16.38元,总市值/流通市值为817亿元 [3] - 总股本/流通股本为49.89亿股 [3] - 52周内最高/最低价分别为16.97元/10.61元 [3] - 资产负债率为37.5% [3] - 市盈率为327.60 [3] - 第一大股东为厦门三安电子有限公司 [3]
长光华芯:公司面向多种技术路线和发展构建了完整的产品矩阵共同来满足日益增长的算力需求
证券日报之声· 2026-02-25 20:45
公司业务布局 - 公司在数通芯片领域构建了面向多种技术路线的完整产品矩阵 产品包括EML、DFB、VCSEL、PD、硅光芯片等 [1] 行业与市场趋势 - 公司产品矩阵旨在共同满足日益增长的算力需求 [1]
中国银河给予海信视像“推荐”评级,商业航天影子龙头,控股乾照光电
搜狐财经· 2026-01-11 20:39
公司评级与投资观点 - 中国银河于1月11日给予海信视像“推荐”评级 [1] 公司股权与业务结构 - 海信视像是乾照光电的第一大股东 [1] - 乾照光电在巩固LED芯片主业的同时,正快速拓展太阳能电池及VCSEL业务 [1] - 公司业务已切入商业航天与光通信领域 [1] 行业趋势与市场机会 - 商业航天行业景气度正在提升 [1] - 卫星用太阳能电池的需求有望迎来爆发 [1]
三安光电:公司光技术产能2750片/月,已实现批量出货
证券日报网· 2026-01-08 22:09
公司业务与产品 - 公司光技术产能为每月2750片 [1] - 公司可提供用于800G光模块的多种关键产品,包括CW光源、VCSEL、EML、PD、EMPD等激光器与探测器 [1] - 相关产品目前已实现批量出货 [1] - 客户目前以国内为主 [1]
三安光电:公司可提供用于800G光模块的CW光源等激光器、探测器产品
证券日报· 2025-12-26 21:33
公司产品与技术进展 - 公司可提供用于800G光模块的CW光源、VCSEL、EML、PD、EMPD等激光器、探测器产品 [2] - 相关产品目前已实现批量出货 [2] 行业应用与市场动态 - 公司产品直接面向高速光通信市场,具体应用于800G光模块这一前沿领域 [2]
一颗VCSEL芯片,打开中国半导体新局面
半导体行业观察· 2025-12-12 09:12
化合物半导体的崛起与VCSEL技术 - 在全球围绕传统硅芯片激烈竞争的同时,以砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表的化合物半导体已成为科技生活不可或缺的角色 [1] - 化合物半导体因其特定性质被广泛应用于LED、手机射频通信PA及功率器件,而基于其打造的VCSEL芯片因AI和智能汽车崛起而关注度大增 [1] - VCSEL市场的演进暗藏着中国半导体崛起的另一条隐秘曲线 [1] 智能时代下的VCSEL机遇 - 科技行业已从信息时代转向以人工智能为特征的智能时代,智能汽车与ChatGPT热潮是标志 [2] - 在智能时代,算力(计算、存储、传输)构成新商业机会的基础,其中传输领域为普通创业者提供了机会 [2] - 老鹰半导体因此选择VCSEL赛道,这是一项兼顾感知与传输、具备长战略纵深优势的技术 [3] VCSEL技术特点与发展历程 - VCSEL是一种垂直发射激光束的半导体激光二极管,具有低阈值电流、稳定单波长、易高频调制、易二维集成、低成本等优点 [3] - 该技术最早应用于数据通信领域,因其低功耗和价格优势在短距离通信中占据优势地位,随数据中心和互联网普及在2000年代蓬勃发展 [3] - 2014年进入智能手机市场用于接近传感,2017年因苹果iPhone X的Face ID采用而一炮而红 [3][4] - 近年来,人工智能和智能汽车崛起引爆了光模块和激光雷达需求,作为其核心部件的VCSEL正式走向台前 [4] - 据Yole预测,VCSEL市场预计到2028年将达到14亿美元,数据中心、智能汽车及具身智能将带动巨大需求 [4] 中国半导体在VCSEL领域的进阶 - 过去VCSEL市场由Broadcom、Lumentum和Coherent等海外巨头垄断 [6] - 当前VCSEL主要应用场景(光模块和激光雷达)及终端用户(数据中心和智能汽车)已由中国厂商主导,打造本土VCSEL供应链势在必行 [6] - 中国产业已从电气化时代的被动跟随、信息化时代的奋起直追,进入智能化时代达成“原创使命”的契机 [6] - 老鹰半导体创始人边迪斐曾参与创立华灿光电,见证了中国LED厂商颠覆由日亚、Cree等海外巨头把持的照明产业格局,此经验可应用于VCSEL开发 [6][7] VCSEL行业的高门槛与老鹰半导体的布局 - VCSEL行业门槛高,全球光芯片厂商均采用IDM模式,因光电子器件遵循特色工艺,更注重工艺成熟与稳定而非制程提升 [7] - 中国企业尚未大规模商业化的关键原因是未形成完整生态 [7] - 老鹰半导体采用IDM模式,在浙江建设国产VCSEL产能与光芯片创新中心,建成车规级实验室及6英寸砷化镓全流程智能化产线 [7] - 公司在某些垂直方向上已有独创性成果,预估关键参数上一年左右能追上国际领先水平 [8] - 公司在2022年至2025年间领衔承担了100G VCSEL国家重点研发计划,实现了国内首家100G VCSEL量产,并获得光模块和激光雷达客户认可 [11] AI基建浪潮下的“运力”机遇 - AI基建时代,算力厂商(如英伟达、AMD)是赢家,而以传输为代表的“运力”也扮演关键角色,博通过去五年市值狂飙900%,今年至今大涨75%即是例证 [10] - 产业发展因模型变大、算力需求飙升但单芯片性能增长慢,促使产业围绕Scale Up、Scale Out和超节点进行探索,光模块、LPO、CPO等技术概念频发 [10] - 老鹰半导体创始人认为AI基建产业规模巨大,没有泡沫,产业才刚刚开始 [11] - 公司自有IDM工厂能快速响应产能变化且不依赖海外技术,产线能为产品开发提供强力支持 [11] 未来展望与公司使命 - 面对人工智能、机器人、智能汽车对系统工程创新和规模化的要求,公司正提前投入下一代传输与感知技术的研发 [12] - 未来半导体发展趋势是多厂商协同设计,需要联合生态内不同玩家 [12] - 老鹰半导体旨在成为“光互连”和“光感知”市场的重要角色,为中国企业在智能化时代抢夺原创发言权,打开中国半导体新局面 [12]
乾照光电:目前光模块使用8通道并联技术,1.6T光模块主要采用200G的光芯片
证券日报之声· 2025-11-20 21:46
公司战略布局 - 公司积极布局第二增长曲线,重点聚焦砷化镓太阳能电池、VCSEL及光通信等新兴领域 [1] 产品研发进展 - 公司应用于光通信领域的10G/25G产品已送样,客户验证中 [1] - 50G/100G产品已进入流片阶段 [1] 行业技术趋势 - 目前光模块使用8通道并联技术 [1] - 1.6T光模块主要采用200G的光芯片 [1]
乾照光电:目前光模块使用8通道并联技术,1.6T光模块主要采用 200G的光芯片
证券日报网· 2025-11-20 21:16
公司战略布局 - 公司积极布局第二增长曲线,重点聚焦砷化镓太阳能电池、VCSEL及光通信等新兴领域 [1] 光通信产品研发进展 - 公司应用于光通信领域的10G/25G产品已送样,客户验证中 [1] - 50G/100G产品已进入流片阶段 [1] 行业技术趋势 - 目前光模块使用8通道并联技术 [1] - 1.6T光模块主要采用200G的光芯片 [1]