CW激光器破局:光芯片產業壁壘如何重塑?

格隆匯
04/26

AI算力爆發式增長,正推動數據中心從傳統架構向硅光+CPO/NPO加速演進,一場深刻的光互聯產業變革已然來臨。

其中,CW激光器作為硅光系統的核心外置光源,成為連接算力與光傳輸的關鍵樞紐,正重構全球光芯片產業格局。

過去由美日廠商壟斷的高端光芯片市場,如今在技術同步、政策加持、需求爆發三重驅動下,國產企業迎來難得的「同一起跑線」機遇。

IDM模式構築的產業鏈壁壘,疊加國產替代提速,讓中國光芯片產業從「追趕」轉向「並行」,甚至在部分高功率產品上實現領跑。這不僅是技術升級的浪潮,更是屬於國產光芯片的黃金時代。

01、硅光時代來臨,CW激光器成核心剛需

隨着AI大模型與智算中心普及,數據中心對超高帶寬、超低延遲的需求激增,傳統光模塊架構難以適配,硅光集成方案成為行業確定性方向。CPO/NPO共封裝技術進一步降低功耗、提升集成度,推動硅光成為下一代光互聯主流路線。

但硅材料本身發光效率極低,無法直接做高性能光源,必須採用外置CW連續波激光器供電。這一變化徹底重構了光模塊BOM成本結構,分立器件被高度集成,激光器芯片從配角變主角,價值量與重要性大幅提升。

不同於傳統EML芯片需要「發光+調製」一體,CW激光器只負責輸出穩定大功率連續光,調製功能交給硅光芯片完成,設計難度下降、可靠性更高。

同時,大功率CW激光器可「一分多路」供能,單模塊使用芯片數量減少,整體成本更低、封裝更簡化,完美適配800G、1.6T及以上高速硅光方案,成為行業剛需。

02、市場爆發在即,2030年規模望衝229億美元

算力需求持續爆發,直接帶火激光器芯片賽道,行業進入陡峭增長通道。全球激光器芯片市場規模將從2024年26億美元,飆升至2030年229億美元,年複合增長率高達44.1%。

其中數據中心是絕對主力,2030年市場規模將達211億美元,CAGR高達53.4%,貢獻幾乎全部增量。

在硅光與CPO驅動下,大功率CW激光器成為增長最快的細分方向。50mW/70mW/100mW主力型號快速滲透,150mW、300mW、400mW等高功率產品加速落地,100mW以上高端CW芯片CAGR高達276.2%,遠高於行業平均水平。

EML與CW兩大高端芯片合計佔比將從2024年的38.1%,提升至2030年的90.9%,市場格局高度集中。這意味着,誰掌握高速率、大功率CW激光器芯片,誰就能佔據光互聯時代的核心賽道。

03、技術壁壘清晰,IDM模式構築競爭護城河

CW激光器看似簡單,實則技術壁壘極高,核心難點集中在材料、設計、製造三大環節,形成天然護城河。

在材料上,InGaAlAs高溫性能更優,可實現低閾值、高效率,但含鋁易氧化,外延與再生長難度極大;傳統InGaAsP工藝成熟,但高溫性能較弱。材料選擇直接決定芯片上限。

在結構設計上,掩埋異質結BH光限制效果好、輸出功率高、耦合效率優,但工藝複雜、良率偏低;脊型波導RWG工藝簡單、良率高,但光限制較弱。高端方案普遍走向BH結構。

製造環節,外延生長+光柵工藝是卡脖子核心。MOCVD外延每批次都要單獨認證,擴產極難;電子束光柵精度高、性能強,但一次只能寫一片,產能瓶頸明顯。

因此,行業普遍採用IDM垂直整合模式,覆蓋設計、晶圓、製造、封測全環節,高端產品毛利率普遍超50%。自建外延與光柵產能,不僅能控成本、提良率,更能鎖定產能、保障交付,形成難以複製的產業鏈壁壘。

04、中外技術無代差,國產替代迎來黃金窗口期

過去全球光芯片市場由Lumentum、博通、Coherent、住友、三菱五大美日廠商壟斷,市佔率超60%。但在高功率CW激光器賽道,國內外企業站在同一起跑線,不存在代際差距。

海外方面,Coherent在2025年推出400mW CW激光器,預計2026年Q3量產;國內龍頭同步研發150mW、300mW、400mW系列產品,性能達到國際一流水平,目前進入客戶驗證階段,商業化節奏幾乎一致。

在400G及以上硅光CW激光器細分市場,國內頭部企業已躋身全球前列,與海外大廠差距快速縮小。政策大力支持高速光芯片攻關,產業基金密集佈局,龍頭企業擴產提速,國產替代從「可能」變成「必然」。

中國廠商憑藉快速響應、成本優勢、產能擴張能力,有望在硅光時代實現彎道超車,改寫全球格局。

05、投資建議:聚焦核心賽道,把握國產崛起機遇

整體來看,通信光互聯行業正處於AI驅動的高景氣周期,CW激光器重構產業格局,IDM龍頭深度受益。國內企業坐擁市場擴容、硅光結構性機遇、國產份額提升三重紅利,增長確定性強。

建議重點關注兩條主線:一是具備IDM全鏈條能力、在大功率CW激光器實現突破的光芯片龍頭;二是深度綁定硅光與CPO/NPO方案、受益於行業放量的光模塊與上游器件廠商。隨着技術突破與產能釋放,國產光芯片企業有望持續搶佔全球份額,迎來業績與估值雙升周期。

風險提示

受限於硅光滲透率提升緩慢、高端CW激光器量產困難,疊加地緣政治與貿易管控風險,行業發展節奏或不及預期。

注:文中所涉企業僅為產業案例分析,不構成任何投資建議。市場有風險,投資需謹慎。

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