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概念

光芯片归属于半导体领域，是光电子器件的核心组成部分。半导体整体可以分成分立器件和集成电路两大类，数字芯片和模拟芯片等电芯片归属于集成电路，光芯片则是分立器件大类下电子器件的核心组成部分。典型的光电子器件包括了激光器、探测器等。

光芯片的制备

与集成电路芯片不同，光芯片对制程要求相对不高，外延设计及制造是核心，该环节技术门槛最高。以激光器芯片为例，其决定了输出光特性以及光电转化效率，是否具备良好的外延设计及制造能力是光芯片制造商最重要评价标准。光芯片的性能依赖于具体的工艺设计和制备，因而这也就决定了IDM是主流，这也区别于标准化程度高。行业分工明确的集成电路芯片领域。

激光器芯片的制备流程

光芯片的应用领域光通信

光通信是光芯片最核心的应用领域之一，光通信领域的光芯片整体可分为有源和无源两大类，并可按功能等维度进一步细分。根据有源芯片功能，可分为发射光信号的激光器芯片、接收光信号的探测器芯片、调制光信号的调制器芯片等。天源芯片方面，主要由基于平面光波导技术调控光路传输的 PLC光分路器芯片AWG芯片、VOA芯片等构成。综合来看，激光器芯片和探测器芯片是应用最多最为核心的两类光芯片。

光模块结构示意图

激光芯片和探测器芯片

综合来看，激光芯片和探测器芯片是应用最多、最为核心的两类芯片。

从工作原理来看，激光器芯片核心是施加一定的激励方式(如将电流注入芯片核心量子阱区域)，利用半导体物质在能带间跃迁发光以激发出光子，并在光波导和有光学镀膜的解理端面(用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜从而组成谐振腔)间进行震荡、反馈。最后辐射放大形成相位和方向高度一致的光子，即发射激光。以上过程需满足三个条件。

探测器芯片同样种类很多，原理上基于光电效应(可分为内光电效应和外光电效应)，通信领域的探测器细分来看可归为基于内光电效应的光生伏特探测器，根据放大与否可进一步分为非放大的 PIN(二级管探测器)和包含放大的 APD(雪崩二级管探测器)两种。

光芯片行业壁垒

1. 工艺流程复杂技术壁高。

工艺流程复杂，涉及诸多精密加工环节，技术壁垒高。以制造一颗25GDFB数光器芯片为例，若不涵盖封装测试环节，大致可分为9大部分，整个生产工序召过280道，每道生产工序包括工艺设计都将影响产品最终的性能和可靠性。

2.下游需求驱动，激光器芯片加速更新送代

光模块速率加速提升，驱动激光器芯片更新迭代升级。以数通领域为例，流量高速增长、光模块单位速率成本下降、交换机芯片升级扩容等多种因素均是驱动光模块速率升级的重要因素，基本3~5年完成一次光模块速率的升级选代。

3.客户粘性高，先发优势大

通信领域激光器芯片的最下游客户主要是运营商及云厂商，在产品性能满足的前提下，对可靠性、大规模交付能力有较高要求。因而客户粘性强，壁垒高，不轻易更换供应商。特别是电信领域的应用场景，可能涉及户外高温、高湿、低温等恶劣环境，对可靠性及稳定的要求很高。下游客户在选取新供应商时需要经过资质审核、产品验证、小批量试用等环节，时间成本高且替换难度大。