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FCC限制下中国光芯片产业竞速

更新 2026-10-26创业邦正文 5953字阅读约 19分钟10 张图片

编者按:本文来自微信公众号 “锦缎”(ID:jinduan006),作者:海星,创业邦经授权转载。

当AI 算力基建狂潮把光推上风暴眼,其中作为“光电转换的心脏”光芯片,自然被视作下一个千亿级蓝海市场。从 10G到 800G,再到 1.6T、3.2T,速率每迭代一次,光芯片的价值量与市场空间都在被推高。

坐穿多年的冷板凳,国内光芯片产业界也摩拳擦掌,将其视作继半导体之后又一个国产替代的核心战场。

在一二级融资潮达到最高的时候,迎面泼来一盆冷水:一方面FCC对光互联产业链的限制阴影挥散不去,从终端模块向上游芯片延伸的管制风险持续发酵;另一方面,光芯片自身的制造壁垒、产能瓶颈、良率爬坡难度,明显低于市场此前的乐观预期。

01 曾经的完美逻辑:光芯片为何被视作黄金赛道?

一、光芯片前景一片光明

光是AI基建中通胀属性最明显、确定性最高的板块,没有之一。

大模型训练和推理,都高度依赖集群内 GPU 之间频繁、大规模的数据交换,使互连瓶颈更加突出,所以不管其他赛道如何技术变化,光永远都是受益的,最后在今年二季度浓缩成一句话——站在光里、相信光。

从产业逻辑上,这句话没有错。

一个被反复引用的数据是:计算能力每两年增长约 3 倍,内存带宽约 1.6 倍,而互连带宽仅约 1.4 倍 —— 这就是著名的“I/O 墙”。当多颗 GPU 协同工作时,传输成为瓶颈,数据搬运效率成为制约算力释放的核心因素。

光互联凭借高带宽、低时延、低功耗的优势,成为突破 I/O 墙的核心方案,即所谓的“光进铜退”。而光芯片作为实现光电信号相互转换的核心半导体元器件,处于光通信产业链的最上游,直接决定光模块的传输速率、功耗、集成度与可靠性。

图:I/O墙问题示意图资料来源:东吴证券

随着AI对光模块需求快速增长、技术高速迭代,光芯片已成为整个产业链的产能瓶颈,也成为价值量最集中的环节。

从BOM拆分看,光芯片占光模块成本的 30%以上,并且随着速率向 800G/1.6T/3.2T 迭代,占比有望继续上行至 60%。高端光芯片的毛利率可达 50%–90%,显著高于光模块组装环节。

全球激光器芯片市场也呈现高增长的爆发态势,市场规模将由 2024 年的 26 亿美元增长至2030 年 229 亿美元,年复合增长率高达 44.1%。如果算上调制器、探测器等全品类光芯片,整体市场空间更为广阔。

正是这个原因,所以不管是美股还是A股,估值最高的都是光上游。

图:全球光芯片市场规模 资料来源:源杰科技港股招股书

二、FCC阴影之下,对光芯片的估值冲击最大

光芯片不仅行业的通胀大法好,此前国内企业还多了一层国产替代的逻辑,全球光上游史诗级缺货,给了众多国产企业导入的历史性机遇。

美国FCC(外国直接产品规则)的阴影中,受潜在冲击最大的是光芯片,未来想象空间一下子被大幅压缩,这从BOM拆分和国内产业链现状就能充分理解。

电芯片核心是DSP和部分模拟芯片,成本占比很高,但本身国内企业就做不了,所以对国内产业公司基本没有影响。

其次成本占比高的就是光芯片、然后是光器件。光芯片占光模块成本30%以上,随速率向800G/1.6T/3.2T迭代,未来占比将进一步提升。

图:光模块产业价值量拆分示意 资料来源:国盛证券

以下,系对国内光产业链竞争力的简单分析:

光模块这个组装环节不用多说,中国企业是全球份额最高的、最具备竞争力的,比较难在短时间内摆脱中国供应链;

其次是光器件,虽然不如光模块耀眼,但由于不少公司是海外康宁、Fabrinet的供应商,所以实力也不弱;

然后再是本文关注的光芯片,国产化程度非常低,也是亟待突破的领域,此前突破进展较快;

至于电芯片如DSP,国内基本处于放弃状态,关注度也很低。

资料来源:中航证券

02 制造的真相:光芯片的难,和你想的不一样

一、光芯片更像SiC而非电芯片

望文生义,很多人会把光芯片类比为“电芯片的光学版本”,认为只要照着半导体的路径走,就能逐步实现突破。

但实际上,光芯片的制造逻辑与电芯片差异极大,是典型的“工艺驱动、良率为王、重资产、长周期”产业。换句话说,光芯片并非缩小版电芯片,而是精密制造的另类赛道。

从功能维度划分,光芯片可分为有源光芯片和无源光芯片,其中高速有源光芯片是技术壁垒最高的环节,也是当前国产化的核心痛点。由于对材料要求不同于电芯片(都在硅上做),光芯片也常按照材料体系进行划分。

图:有源光芯片分类

与电芯片追求制程尺寸缩小不同,光芯片性能提升不完全依赖尺寸缩小,而更注重外延结构设计与生长,某种程度上更接近碳化硅(SiC),所以非常强调材料和工艺。

其生产涵盖衬底制造、外延生长、晶圆器件制造、耦合封装四大环节,整体流程相对电芯片并不算长,但外延与光栅工艺要求达到纳米级精度,工艺窗口极窄、良率提升极难。

这也直接导致了产业模式的差异:光芯片厂商普遍采用 IDM 模式,覆盖设计、制造与封测全流程。IDM 模式意味着更高的进入壁垒——前期资本开支大、需覆盖设计到封测的全流程产线、并要求稳定的量产与良率控制能力。所以当年需求比较有限的时候,这个行业玩家非常少。

图:光芯片制作流程 资料来源:云岭光电

这种技术特点,也使得整个行业呈现出三个鲜明特征:

一是技术密集与资本密集叠加,一条完整的InP材料 光芯片产线投资可达数十亿元,且核心设备依赖进口,交付周期长;

二是规模效应来自良率而非产量,同样的产线,良率从 30% 提升到 60%,成本就能下降一半;

三是客户认证周期长达约 2 年,需经历内部测试、模组厂商验证、终端客户认证再到量产落地的全流程,客户粘性极强,新厂商切入供应链难度极高。

二、核心产品是EML和CW激光器

当前高速光芯片的核心产品是EML和CW激光器,也占据着光芯片未来主要市场。

图:全球光芯片按照技术路线分 资料来源:源杰科技港股招股书

EML芯片堪称高端制造的珠穆朗玛峰,需要将DFB激光器与EAM调制器单片集成在同一磷化铟(InP)芯片上,工艺复杂度显著高于 CW激光器,其掩膜步骤超过标准 CW 的两倍,高速产品良率可能从 50% 低至 15%。

200GEML工艺复杂度约为100G的2.5-3倍,部分口径晶圆级良率甚至仅仅只有10%-20%。

目前全球 100G 以上 EML 产能集中在Lumentum、Broadcom、Coherent、住友电工四家厂商,仅 Lumentum 一家就占 50-60% 的份额。海外 100G EML 良率约 75-85%,而国内仅为海外一半,200G EML 良率仅 40-50%,多数厂商仍处于小批量和验证阶段。

进一步拆解EML,有助于理解光芯片难在哪里:

首先是材料就卡住了,InP衬底是EML的关键基底,据测算2026 年全球磷化铟衬底有效产能仅 75 万片,缺口超过70%,全球高端产能由住友与 AXT 合计控制 70%-80%。

即使拿到少量的磷化铟衬底做试生产,还受设备约束。尤其关键设备MOCVD全球仅德国 Aixtron、美国 Veeco 两家供应,从下订单到量产需 18-24 个月,新建 InP 产线完整周期可达 2-3 年;光栅工艺依赖的高端电子束光刻设备交期普遍在一年以上,同样被少数海外厂商垄断。

最后是黑箱的工艺约束,外延生长对组分与层厚控制极为严苛,微小偏差即导致性能劣化与晶圆报废,良率爬坡没有捷径,只能靠一次次试错积累工艺 Know-How,这个过程往往需要数年时间。

EML正是由于上述的壁垒高、格局好,盈利能力突出,所以当前海外龙头厂商,将有限的精力更多的放在EML芯片上。

另一成长速度更快的是CW 激光器,由于其可以跟硅光芯片很好的搭配(目前主流 800G 和 1.6T 硅光方案对应的 70mW/100mW CW 激光器),且与 EML 相比,工艺链条更短、良率更容易优化,因此是国内厂商主要发力的方向。

目前CW激光器国产化进展稍好,格局形成分层:70mW 低功率产品量大、相对成熟、玩家增加最快;100mW 产品当前仍偏紧,2027 年前缺口可能持续;150mW 以上的高功率产品面向 NPO/CPO、OCS 场景,技术壁垒显著更高,良率更低,合格厂家更少。

除此之外,看不见的客户认证壁垒同样坚固。光芯片是典型的 ToB 产业,北美云厂商对供应商选择门槛极高,供应格局形成后新进入者很难突破。这意味着国内厂商即使技术达标,也很难在短期内切入北美主流供应链。

03 解读美国限制政策背后的产业含义

了解了光芯片的技术特点,我们终于可以从产业逻辑上理解美国FCC的限制政策的背后深意。

限制作为国产光芯片产业链头上的一把利剑,其影响并非一刀切式的短期断崖冲击,而是分阶段、分领域的渐进式挤压。最终期待形成的结果是:极限压缩国产替代的窗口期,在这个过程中,美国厂商的制造能力得以提升。

一、首先是给美国企业扩产争取时间

短期来看,政策对产业的实质性影响十分有限。中际旭创、新易盛等头部模块厂商并未被列入限制清单,不影响未来 1–2 年内供应。限制更可能从3.2T 代际开始分阶段实施,这给了产业 2–3 年的结构调整窗口。

这主要是由于中国厂商占全球光模块800G/1.6T 出货比重接近70%。北美供应链短期难以实现“无痛替换”,因此限制措施大概率不会自废武功。

真正的长期冲击在于上游器件。若按照大摩报告估算的模式执行,即光模块系统中“约 65% 美系 BOM 价值占比” 才能拿到合规豁免,那意味着中国光芯片和器件导入空间将被大幅压缩,原本就难以切入的北美供应链门槛进一步抬高。

如果将政策节奏与海外厂商的扩产进度对照来看,政策的意图可谓十分清晰:为美国光芯片企业的产能扩张争取时间窗口。

当前Coherent 正将德州舍曼厂升级为全球首个规模化 6 英寸InP 平台,官方指引未来晶圆产能暴增 4 倍,深度绑定英伟达供应链;Lumentum 收购的格林斯伯勒新厂也在改造为 6 英寸 InP 基地,预计 2028 年年中全面放量,用于量产大功率EML 与 CW 光源。

两家巨头的新产能落地时间与 3.2T 大规模放量节点高度重合,政策限制恰好为其腾出了市场缓冲期。

资料来源:中信证券

二、中国供应链正在关键的替代期

高端光芯片的国产化,2026年才算是元年。国内厂商此前摸索出相对清晰的突破路径是:先攻坚 CW 光源(结合硅光),再逐步突破 100G/200G EML。

如前文所述,CW 光源工艺链条更短、量产良率更易优化,且与国内庞大的光模块产业协同性强。目前国内厂商在 70mW、100mW CW 激光器领域已实现大规模量产,部分产品进入头部模块厂商供应链,增长势头迅猛,源杰科技近几个季度的财报就是例证。

而EML难得多,高端市场更是高度集中,2025 年全球激光器芯片市场中,前五家海外企业合计占据约 64.8% 的份额,国产厂商中排名最高的源杰科技市占率仅 3.1%,且主要集中在中低端产品。

如长光华芯 100G EML有量产信息,东山精密旗下索尔思光电也是100G进入规模化量产,200G EM仅在送样阶段,其在全球光芯片市占率也近4%出头。

资料来源:中信证券

整体来看,国内厂商在中低端已站稳脚跟。在 CW 领域实现突破,但在高端 EML、高功率 CW 领域,与海外龙头仍有 1-2 代的技术差距,客户认证、量产良率方面的短板依然突出。

令人感到焦急的是,国产替代的窗口期,由于FCC限制,2026-2028 年是国产替代宝贵且短暂的机会。

另一方面,海外头部厂商受 EML 产能限制,普遍按照 “200G EML→100G EML→CW 激光器” 的优先级分配产能,优先保障毛利更高的 EML 产品。这意味着 2026-2028 年间,CW 激光器市场尚未形成海外强强联合的垄断格局,给国内厂商留下了难得的市场空隙。

图:全球(2025)用于400G及以上光互联产品的光芯片份额资料来源:东兴证券

04 结语

一、SiC的前车之鉴

如前所述,光芯片从产业制造逻辑上,与电芯片不同,更类似的是SiC。那讨论光芯片的未来,就绕不开碳化硅(SiC)的前车之鉴。

五年前,SiC 还被视作半导体领域的下一个黄金赛道,结果短短两年就从供不应求快速滑向全面过剩、价格雪崩,近两年,6 英寸衬底价格跌幅达 64.5%、8 英寸价格跌幅 79%;行业龙头 Wolfspeed 因激进扩产、产能利用率低迷与需求不及预期进入破产重整。

当年,SiC也是从设备(长晶炉)、工艺上都认为极具瓶颈的。而随着技术外溢,设备瓶颈解除,企业激进扩产导致产能集中释放,稀缺一下子变成了过剩。

当然,短期光芯片还是极度紧缺的。但进入 2028 年,行业首先将从全面缺货走向结构分化:低端过剩、高端继续紧。且EML 比 CW 更容易出现阶段性过剩,尤其是 100G EML,因为它同时面临代际升级和硅光替代的双重压力。而CW激光器由于国内企业密集涌入,也可能遭遇中低端过剩的风险。

国内光芯片厂商数量不少,但普遍规模偏小,技术资源分散。不少地方出于招商引资需求纷纷上马光芯片项目,其中不乏低水平重复建设。如果行业资源都扎堆技术门槛较低的 70mW、100mW CW 和中低端EML,很快就会出现产能过剩、价格内卷。

而真正需要长期投入的高端 EML、高功率 CW、InP 衬底、核心设备等环节,却少有人能沉下心来突破。

长期风险在于前文反复提到的海外市场不对中国芯片企业开放。那么,国内厂商的技术迭代就缺乏下游大客户的验证反馈与规模效应,芯片难做出来。哪怕通过种种办法把高端芯片做出来了,没有主流客户批量使用,就无法通过量产爬坡优化良率、降低成本,最终也没有经济价值。

二、光芯片的突围不再是持久战,而是一场生死竞速

国产光芯片的前路确实很难。

第一道坎是高端制造的工艺壁垒。难在核心设备与材料的卡脖子,难在海外客户的认证高墙,难在技术路线切换的不确定性。但对于中国高端制造业突破来说,诸多领域均完成了从落后到赶超。

所以工艺壁垒对勤劳能干的中国人不算硬约束。比如CW 激光器的替代窗口期就在眼前。中国拥有全球最完整的光通信产业链,从中游模块到下游设备,从无源器件到有源芯片。

但如果工艺壁垒同时加上2-3年的时间限制,难度就指数级提升。

由于国内下游客户所需要的光模块速率低于海外1-2个代际,且价格差很多。而北美市场的开放窗口期只有2-3年,我们的产业需要在这么短的时间内,从追赶状态至少做到跟海外相差不大,这个难度可想而知。

这场生死竞速中,对于产业而言还有一点尴尬的在于,源杰科技、华工科技(垂直一体化)、光迅科技(垂直一体化)这些具备芯片能力的企业,港股上市都还处于排队状态,结果撞上了这么大的冲击,给IPO募资蒙上一层阴影。

如何沉下心来的工艺打磨,尽快把良率提上去,把认证拿下来,是这些企业在路演中必须回答的问题了。这场突围战,以前拼耐力,现在更拼爆发力。

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