2025硅光模块深度拆解：从结构组件到产业链核心环节

01

硅光技术概况、应用前景、产业节奏及发展趋势

什么是硅光技术？

CMOS工艺：CMOS （Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）工艺的本质是n沟道MOS管和p沟道MOS管组合一起使用，并且彼此称为对方的负载电阻，从而在工作时实现省电的目的。它是当今集成电路制造的主流技术，大部分IC芯片，包括大多数数字、模拟和混合信号IC，都是使用 CMOS技术制造的。CMOS工艺技术自1963年由Wanlass和Sah提出以来，已发展成为半导体制造的主流工艺技术。

随着硅的局部氧化工艺、离子注入技术、光刻技术等关键技术的不断发展和改进，CMOS工艺得以广泛应用，并遵循摩尔定律，持续缩小特征尺寸，提高集成度。硅光集成技术：硅光集成技术是以硅基衬底材料作为光学介质，通过互补金属氧化物半导体兼容的集成电路工艺制造相应的光子器件和光电器件，并利用这些器件对光子进行发射、传输、检测和处理，以实现其在光通信、光计算等领域的实际应用。

传统光模块发展瓶颈

• 空间与集成度限制：在高密度部署场景下，传统光模块的尺寸限制了其在数据中心的扩展能力。例如，QSFP+等紧凑型封装在高带宽需求下难以满足空间要求，限制了单机架交换容量的提升。

• 带宽瓶颈及“功耗墙”痛点：随着数据速率从400G向800G、1.6T迈进，传统光模块需要并行的激光器和探测器数量增加，导致功耗和体积线性增长。电互联的损耗和串扰也变得越来越严重，形成带宽瓶颈和“功耗墙”。

• 成本与制造复杂性：传统光模块的制造涉及多个分立器件的组装与测试，工艺复杂且成本较高。随着速率的提升，传统方案的制造成本难以有效控制，限制了其在大规模部署中的应用。

• 供应链瓶颈：传统光模块光芯片等核心器件依赖进口，国产化率较低，导致供应不稳定，影响量产。

硅光方案优势：高效能、低成本，有望成为高速光模块发展方向

硅光方案相较于传统EML方案，在功耗、集成度和成本上具有显著优势。同时，硅光技术通过片上集成波导和光耦合结构，简化了多通道数据传输的物理架构，适用于数据中心短距传输和高密度部署场景。

• 高集成度：基于硅基CMOS工艺，将激光器、调制器、波导、光电探测器等光电器件单片集成于单一硅芯片，组件数量大幅减少，体积缩小。

• 低成本：1）相较于III-IV族材料，硅在自然界中丰度优势显著，成本远低于III-IV族材料；2）通过集成化设计减少封装工序，组件与人工成本下降；3）外置激光器方案具有成本优势（集成度高，需使用的CW光源数量小于EML数量）。

• 低功耗：高密度集成减少了分立器件之间连接的损耗；且不需要TEC来管理温度和性能、降低功耗。

硅光加速渗透的拐点判断：客户对硅光方案接受度提升，EML原材料短缺下硅光方案作为重点产能供给补充

需求侧来看，一方面AI发展拉动光模块整体需求提升，一方面下游客户因硅光方案综合性价比（性能、价格、产能供应）较优，对其接受度提升。

供给侧来看，EML原材料供应短缺。EML的核心是在磷化铟衬底上，通过复杂的外延生长，一次性集成激光器（DFB）和电吸收调制器（EAM）。高纯度、低缺陷的单晶InP锭制备难度极大，需要高压液封直拉（LEC）法等特殊工艺，良率控制难度和成本远高于硅晶圆，供给相对紧缺。衬底环节，全球仅少数几家公司（日本住友电工、美国AXT（中国子公司：北京通美晶体）、美国American Elements等）能稳定提供通信级高品质InP衬底，形成了天然寡头垄断格局。外延片环节，技术壁垒较高，需要在InP衬底上精确生长出数十层、每层仅几纳米厚的不同材料（如InGaAsP/InGaAlAs）量子阱结构，Coherent、Lumentum和日本三菱电机垄断。

• 国内厂商纷纷推出硅光解决方案。中际旭创2025Q3实现归母净利润31.37亿元，同比增长124.98%，其1.6T光模块通过英伟达认证，出货量有望持续增长；新易盛同期归母净利润达23.85亿元，同比增长205.38%，通过收购Alpine强化硅光芯片自研能力，1.6T产品在25Q4至2026年将处于持续放量的阶段。

产业节奏：硅光技术的发展可以分为4个阶段，当前处于第2阶段。

➢ 第1阶段，硅基器件逐步取代分立元器件，即将硅作为光通信底层器件，并达到工艺的标准化水平。

➢ 第2阶段，集成技术从耦合集成向单片集成演进，实现部分集成，再通过不同器件的组合，把这些器件集成不同的芯片。

➢ 第3阶段，光电一体技术融合，实现光电全集成化。把光和电都集成起来，可实现更加复杂的功能。

➢ 第4阶段，硅光技术实现可编程芯片。这一阶段器件能够分解为多个硅单元排列组合，矩阵化表征类。该种通过编程来改变内部结构的芯片，可自定义全功能。

未来趋势：更高速率、更高集成度、先进封装及更广阔的应用领域

我们认为速率、功耗、成本仍将驱动光模块行业迭代发展，未来硅光技术主要有四大发展趋势：

1） 更高速率：当前业内400G方案已基本成熟，800G已批量出货，1.6T已量产，3.2T已有产品问世，未来硅光技术将继续向高速率迭代。

2） 更高集成度：当前混合集成为主流方案，未来单片集成有望商用。

3） 光电共封装：2025年3月，NV推出全球首个1.6T共封装光学系统，采用新型微环调制器；目前业内对CPO方案认可度较高，未来CPO有望拉动硅光渗透率提高。

4） 更广阔的应用领域：除最主要、最直接的数通市场外，硅光有望在光计算、光存储、电信市场发挥重要作用，同时，硅光亦为医疗诊断、汽车、航空及工业领域传感应用的理想选择。

主流光子集成材料：SOI、InP、SiN、LNOI

• 硅光子学（SiPh）：硅是光子集成中最广泛使用的材料之一，尤其适用于数据中心和电信应用。虽然硅本身发光效率低，但其在调制和探测等功能的集成上具备优势。硅光子学常与 III-V族材料结合，用于混合或异质集成光源。常用的衬底为SOI（绝缘体上硅），一般分衬底硅、氧化硅和顶层硅三层；氮化硅以及氧化硅也是常见的波导材料：氮化硅有更宽的光学带隙（通过改变N/Si比例，带隙在2.7-5eV），其传输波长在400nm-中红外，且具有低损耗波导特性，常用于传感、量子计算及其他光学损耗敏感的特殊应用。在部分混合设计中，氮化硅亦可与硅光子学共同集成；氧化硅工作在可见光-中红外波段，常用于制备低损耗的波导器件，其与光纤耦合损耗也较低。

• 磷化铟（InP）：磷化铟是制备有源光子器件（尤其是激光器和放大器）的首选材料，因其支持直接发光。它允许在单一芯片上单片集成激光器、调制器和探测器等元件，减少复杂组装工序。基于磷化铟的PICs因长波长（1.3至1.55微米）操作下的高效性能，广泛应用于电信和高性能数据通信领域。

• 绝缘体上铌酸锂（LNOI）：铌酸锂因其优异的电光特性长期用于通信调制器。LNOI作为一种新型平台，通过将铌酸锂置于绝缘基底上，实现了性能优于硅调制器的紧凑型高速调制器。该材料正在高级数据通信和微波光子学领域探索应用。

硅光集成：混合集成为当前主流，单片集成是未来趋势

从工艺角度来看，硅光可以分成单片集成和混合集成。目前混合集成使用较广，但是单片集成性能更优，是未来发展趋势。

➢ 单片集成：将光子学组件直接集成到同一块硅芯片上，包括光源、光调制器、波导、耦合器等光学元件，从而形成一个紧凑的光学电路。单片集成方式的优势在于可以减小尺寸，提高集成度，降低制造成本。

➢ 混合集成：将硅芯片与其他材料的光学组件结合在一起，即将电子器件（硅锗、CMOS、射频等）、光子器件（激光/探测器、光开关、调制解调器等）、光波导回路集成在一个硅芯片上。其中，硅芯片主要负责电子部分的处理，而其他材料的光学元件则负责光的生成和调制。混合集成的优势在于可以利用硅芯片的电子器件和其他材料的优异光学特性，实现更高效的光通信和传感应用。

目前来看，光器件如波分复用器、变换调谐器等已经可以实现单芯片集成，而光模块尚需要混合集成。

硅光应用：当前主要应用于通信领域

数通市场：叶脊二层架构下光模块需求量提升，硅光芯片替代潜力强。传统数据中心向新型数据中心升级的核心是将传统数据中心的三层网络架构升级为叶脊两层网络架构：叶脊架构下，数据中心互联场景可以分为数据中心之间、脊-核心、叶-脊、TOR-叶、服务器-TOR、服务器之间场景，除服务器与服务器间场景外其余场景互联均应用有光模块，叶脊架构所需的高速光模块数量远超传统三层架构，将极大提升对光模块的需求量。硅光芯片在数据中心互连领域具有巨大的替代潜力，尤其是在高速率、中长距离应用中。

电信市场：逐渐成为硅光芯片重要应用领域之一。在电信随着5G/6G通信的普及，对网络带宽和传输速率的需求不断提高。高速通信网络市场长期以来由InP基光器件和模块主导，尤其是在长距离传输和高性能应用中。硅光芯片在城域网和部分骨干网应用中具有替代InP方案的潜力，尤其是在成本敏感型和高集成度要求的应用场景。在城域网应用方面，城域网对成本和功耗更加敏感，硅光芯片的优势更加明显。

医疗诊断领域：硅光子学凭借快速、精准、易获取的特性，正重塑诊断工具格局。它能提供紧凑、经济且高性能的传感器解决方案，适用于即时检测、生化分析等场景。同时，基于硅光子学的拉曼光谱、红外光谱系统，因非侵入性优势，可分析生物样本分子组成，助力代谢疾病、感染等病症检测。目前该领域市场规模可观，相关企业如 Genalyte 已推出商业化医疗应用产品，未来在免疫测定等细分领域仍有广阔拓展空间。

汽车ADAS与机器人车辆领域：应用于激光雷达、数据传输。在激光雷达集成上，它可实现激光源、调制解调器、探测器的单芯片集成，打造紧凑节能的激光雷达方案，还能探索 FMCW 激光雷达技术，减少干扰并提升测距精度。在数据传输方面，硅光子学的芯片级光互连可满足自动驾驶系统海量传感器数据的高速低延迟传输需求。行业对成本降低、性能提升和多功能集成的关注，推动硅光子学在高级驾驶辅助和机器人车辆领域的技术落地与商业化，多家车企和科技企业也在通过投资或合作加速其在自动驾驶技术中的应用。

航空航天与自主系统领域：硅光子学技术革新了光纤陀螺仪（FOGs），这类陀螺仪对航空航天、导航和自主系统的精确旋转感应至关重要。硅光子学打造的陀螺仪（如 SiPhOG）体积更小、功耗更低，性能优于传统 MEMS 传感器，具有更好的稳定性、更低的漂移和更高的精度，在 GPS 信号缺失环境下的自主车辆导航中优势显著。其在工业领域的自主无人机、建筑设备、农业机械等场景也展现出吸引力，凭借高精度和可靠性满足行业对传感技术的严苛要求。

气体传感与电子鼻领域：硅光子学推动了气体传感和电子鼻解决方案的升级，使其更灵敏、紧凑且经济高效。通过片上集成可调激光器，可实现对特定气体或 VOCs 的高选择性检测；利用光学微谐振器与 VOCs 的相互作用，能精准检测特定物质，适用于食品质量、空气质量监测乃至医学诊断（如呼气分析检测糖尿病相关 VOCs）。尽管目前仍是小规模市场，但在消费应用领域的大规模应用机会正在被挖掘。

硅光芯片在量子计算和量子通信领域也展现出一定的应用潜力。硅材料具有低损耗、高折射率等特性，可以用于构建量子光子芯片，实现量子比特的操控和量子信息的传输。硅光芯片在量子计算和量子通信领域还处于极早期的研发阶段，市场规模不确定性高，但长期潜力巨大。

02

硅光原理及结构拆解（物理结构视角）

硅光器件与产品主要可分为三个层次：硅光器件、硅光芯片和硅光模块

硅光器件与产品主要可分为三个层次：硅光器件、硅光芯片和硅光模块。1）硅光器件：包括激光器（负责将电信号转化成光信号）、调制器（负责将光信号带宽提升）、探测器（负责将光信号转化成电信号）、波导（负责光信号在硅基材料上传输）、光栅耦合器（负责与对外连接的光纤对准降低插损）等，是实现各种功能的基本单元；2）硅光芯片：将光发送集成芯片、光接收集成芯片、光收发集成芯片、相同功能器件阵列化集成芯片（探测器阵列芯片、调制器阵列芯片等）等若干基本器件进行单片集成；3）硅光模块：进一步将光源、硅光器件/芯片、外部驱动电路等集成到一个模块，包括光发送模块、光接收模块和光收发一体模块等，是系统级的硅光产品形态。

传统光模块和硅光模块比较：基于CMOS制造工艺进行硅光模块芯片集成是硅光模块最大的特点。传统光模块通常由光发射器件（TOSA，含激光器）、光接收器件（ROSA，含光探测器）、功能电路和光（电）接口等部分组成，采用分立式结构，制造过程中需要依次封装电芯片、光芯片、透镜、对准组件、光纤端面等器件，部件物料较多。

硅光模块所使用的硅光子技术是利用CMOS工艺进行光器件的开发和集成，基于CMOS制造工艺进行硅光模块芯片集成便是硅光模块最大的特点。硅光模块芯片通过硅晶圆技术，在硅基底上利用蚀刻工艺加上外延生长等加工工艺制备调制器、接收器等关键器件，以实现调制器、接收器以及无源光学器件的高度集成。硅光子器件不再需要ROSA和TOSA封装，由于其高度集成的特性，硅光模块将核心价值都集中在了硅光芯片上，外围变得极其简单，只剩下一个光纤阵列（FAU），用于将光纤与硅光芯片连接起来。

硅光器件一览：激光器、调制器、探测器

➢ 硅基激光器：硅基激光器指集成在以硅为衬底的光芯片上的激光器。常用的硅基激光器按照结构可分为VCSEL芯片、分布式布拉格反射激光器（DBR）芯片、分布式反馈激光器（DFB）芯片和电吸收调制激光器（EML）芯片，制作材料主要以III-V族半导体材料为主。对于III-V族激光器与硅光芯片的耦合，主流设计方案主要有片上倒装焊集成、异质键合集成和直接外延生长集成。异质键合集成和直接外延生长集成是未来实现硅光大规模生产的可行方案。

➢ 硅光调制器：硅光调制器指集成在硅光芯片上的调制器。硅光调制器集成度高、消光比较高、损耗低、驱动电压小，但线性度差，因此目前业界多使用混合集成调制器。通过异质键合、外延等技术，将成熟的铌酸锂调制器、lnP调制器等集成到硅基上，可实现微米级大小。

➢ 硅基光探测器：光电探测器将接收的光信号转变为电信号。由于硅对1.1μm以上的光波透明，单体硅无法制作探测器。目前集成在硅基片上的高频探测器主要有混合集成III-V族和硅锗混合探测器。前者耦合效率高、灵敏度高、响应快；后者性能优越，器件制备技术与CMOS工艺兼容，更适合大规模集成。

就硅光技术在通信设备中的具体应用而言，目前除了激光器外，光模块中大部分器件的制造都已实现，典型的如光波导、外调制器件、雪崩光电二极管（APD）接收器等。

激光器：光发射组件核心，VCSEL、EML、CW光源为主流解决方案

激光器LASER（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，光放大受激辐射）是光通信系统的骨干。产生激光光需要三个基本组件：1）泵浦源（如电子或光子）；2）可被泵浦源激发的增益介质；3）形成光学谐振腔的镜面，允许光振荡和放大。

• VCSEL（传统短距离解决方案）：垂直腔表面发射激光器VCSEL因其低成本和易于制造而传统上主导短距离光通信。VCSEL通常使用GaAs基板并在约850nm或940 nm波长发射光，适用于300米以下的多模光纤。然而，当数据速率增加时，VCSEL面临局限。随着系统迈向要求每通道200G的1.6T传输速度，VCSEL由于其直接调制方法和固有带宽限制而难以维持信号完整性。

• EML （中长距离解决方案）：电吸收调制激光器EML将边发射激光器与电吸收调制器结合在紧凑的集成封装中。EML在1310 nm或1550 nm波长范围内工作，为中长距离传输提供优越性能。EML的主要优势在于能够分离激光和调制功能，与直接调制激光器相比，实现更高带宽和减少信号失真。调制器通过基于应用电压改变其吸收系数工作。

• CW光源：CW激光器是硅光模块采用的主要激光器方案之一。它可以为硅光模块提供连续的光信号，光功率保持不变，将调制功能剥离到硅光芯片上的调制器上，这样既可以降低激光器成本，也可以降低光模块的失效比例。与直接调制激光器不同，CW激光器发射恒定、稳定的光输出，通常具有较低的峰值功率和较高的平均功率，可以通过外部调制。

➢ CW光源优势：稳定、具有更高带宽潜力、功耗更低。1）简化激光器设计，仅专注于稳定光生成；2）能够利用成熟的CMOS制造工艺生产调制器组件；3）通过优化调制器设计实现更高带宽潜力；4）相比集成EML解决方案消耗更低功率。

➢ CW光源应用前景：CW光源的应用范围广泛，除硅光模块外，还有望应用在CPO和光互连等产品上。

• 未来异质键合技术将成为片上激光器主流方案。目前硅基激光器的制作材料主要以 III-V 族半导体材料为主，包括锑化镓 (GaSb）、砷化镓（GaAs）、磷化铟 (InP)、硫化锌 (ZnS) 等。因此如何实现Ⅲ-Ⅴ族激光器与硅光芯片的耦合是关键问题，主流的工艺方案有片上倒装焊集成、片上异质键合集成和片上直接外延生长集成。

1）片上倒装焊将制作好的激光器倒装焊在已含有硅光器件的硅光芯片上，这种工艺成本低且比较成熟，但贴装的精度需求高、时间成本较大、集成度低。2）片上异质键合集成根据是否使用粘合剂分为直接键合和粘结键合，将没有结构的Ⅲ - Ⅴ族材料直接“贴合”在已加工好硅光器件的硅光芯片上，再将 III-V 族材料块体加工为激光器，这样制作的激光器发出的光可通过倏逝波耦合的方式高效耦合进硅光子回路。

调制器：硅基衬底为主，MZM为主流方案

调制器光调制器负责将光信号带宽提升，硅光光模块主要采用硅基衬底的调制器，MRM为当前主流方案。集成在硅光芯片上的调制器叫硅光调制器。硅光调制器集成度高、消光比较高、损耗低、驱动电压小、但线性度差，因此目前大多使用混合集成调制器，通过异质键合、外延等技术，将成熟的铌酸锂调制器、InP 调制器、有机物调制器集成到硅基上，可以实现微米量级大小，调制效率优于全硅调制器。

➢ 根据调制机制，调制器可分为电光调制器和热光调制器，通信光芯片中一般使用调制速率更大的电光调制器。电光调制器是改变光信号强度、频率或相位的关键元件，完成从电信号到光信号的转换功能。

➢ 根据调制类型，调制器可分为内调制/直接调制和外调制，硅光模块中的电光调制属于外调制，即激光器的注入电流恒定，激光器输出连续光，调制信号加载到外调制器上，在电场的作用下，外调制器进行光强和相位的调制。

➢ 根据调制方案，硅光调制器可分为微环谐振腔调制器（Micro-Ring Modulator ，MRM）和马赫曾德尔结构（Mach-Zehnder Modulator ，MZM）两种，MZM为当前主流：1）MRM工作原理：电流输入改变波导折射率，引起微环谐振腔的谐振波长变化，从而对指定波长实现强度调制。2） MZM 工作原理：电致波导折射率变化后，不同的波导折射率使得 MZM 结构两臂中的光束产生相位差，两束不同相位的光束合束后发生干涉，实现光强度调制。

调制器：薄膜铌酸锂在3.2T时代有望大规模应用

薄膜铌酸锂具有大带宽优势，薄膜铌酸锂调制器有望随着单通道速率迭代，迎来快速发展。与磷化铟相比，薄膜铌酸锂在长距离/超长距离的产品封装上具有优势。它可以采用非气密封装，从而降低成本，而磷化铟则需要气密封装。在性能方面，薄膜铌酸锂对比硅光和磷化铟都有明显优势。铌酸锂薄膜调制器利用容性电极和石英衬底，同时实现低微波损耗和光电同步传输。容性行波电极不仅可以降低金属微波损耗，还可以降低微波速率，使光波和微波在调制区域以相同的速率传输，光和电达到完美匹配。

当前800G主流方案包括DR8/SR8/ 2FR4等方案。无论是单模还是多模方案，都使用单通道100 Gbit/s速率。向单波200/400 Gbit/s速率演进时，薄膜铌酸锂的大带宽优势将更加突出。未来对于成本、功耗、性能等要求会越来越高，薄膜铌酸锂调制器凭借功耗、成本、性能等方面的优势，有望迎来快速发展。

探测器：硅基锗探测器为主流方案

光探测器用于将光信号转换为电信号，实现光电转换。当光照射到硅或其他材料制成的光电二极管时，光子被吸收并产生电子-空穴对，进而形成可测量的电流，完成光电转换过程。硅材料在通信波段（1310nm和1550nm）的吸收较弱，因此通常需要采用锗材料或III-V族半导体材料与硅集成，构建高效的光探测器。

➢ 锗硅探测器：通过外延生长或键合技术将锗材料集成到硅衬底上，利用锗材料在通信波段的强吸收特性实现光探测。Ge-Si光探测器由于具有带宽大、结构紧凑、CMOS工艺兼容等特性，更适合大规模集成，是现在的主流方案。

➢ III-V族半导体探测器：将III-V族半导体材料（如InGaAs）与硅衬底集成，利用III-V族半导体材料的优异光电特性构建高性能探测器。这种方案可以实现更高的性能，但集成工艺相对复杂。

光波导&光栅耦合器

光波导负责光信号在硅基材料上的传输。光波导用于将光源产生的光束，沿着特定路径导向到需要的位置，并在芯片内部传输信息；其核心原理是将光限制在由低折射率材料包围的高折射率区域（波导）内。常用的光波导有条型波导、脊型波导，其中条型波导结构简单紧凑，极限弯曲半径较小，主要用于一般的无源光器件；脊型波导具有较大的横向尺寸，能够以较低的耦合损耗与单模光纤进行端面耦合，被广泛使用在有源光器件中。此外，光波导还能对光进行一些简单的处理，如分光、耦合、谐振等，使光按照设计能够进行信息的简单筛选处理，常用的结构有Y分支、 MMI耦合器、偏振耦合器、微环谐振器和光栅耦合器等。

耦合器负责与对外连接的光纤对准降低插损，端面耦合为主流方案。硅基波导光学耦合技术主要用于解决硅基集成光电芯片上的光信号同外部光信号互连的问题，是硅基光电芯片封装的关键技术。实际应用中，单模光纤和光波导之间的高效耦合也是制约硅光子芯片规模化应用的一个难题。光波导中的模场尺寸通常小于1μm，单模光纤中的模场直径一般是8-10μm，两者模场尺寸间的差异导致了较低的耦合效率和较大的耦合损耗。

通过设计不同结构、不同材质的光耦合器件，使片上硅波导的光模场同单模光纤的光模场耦合相匹配从而达到最优的光耦合效率。常用的光耦合器包括端面耦合器和光栅耦合器（垂直耦合），光栅耦合器是通过光栅的衍射效应把光耦合至光波导，优点是尺寸小、对准容差大，可以放置在芯片的任意位置，有利于晶圆级测试，但插损较大，仍处于实验室阶段；端面耦合采用 V 型槽 + 模斑转换器，损耗低至 < 1dB，有利于规模化生产。

其他无源器件&电芯片

03

硅光光模块产业链分环节分析(产业链分工视角)

硅光产业链及代表企业图谱

产业链分工：海外主导研发及流片，国内引领封装环节

上游：核心物料（PIC、CW光源、DSP等）

硅光芯片：设计、代工分离

➢ 芯片设计：由北美厂商主导，第三方（如Sicoya、Acacia）和光模块厂商（如中际旭创）自研。

➢ 衬底与外延：提供制造芯片的基础材料，如SOI晶圆等。材料质量直接决定硅光模块性能，高纯度、低缺陷是材料关键。

➢ 晶圆代工环节：在晶圆上通过光刻、刻蚀、沉积等工艺将设计版图转化为实体芯片（先流片、再小批量、再放量，流片是验证芯片设计功能可行性的关键步骤），该环节对工艺精度要求高、技术壁垒高，由Tower、GF、台积电主导，国内自主性较差。

• CW光源（IDM形式，设计、代工一体）：CW光源主要材料为InP，InP供应商主要为住友电工和AXT，国内CW光源厂商主要为源杰科技、仕佳光子；同时部分EML厂商亦有所布局，如海信（纳真科技）、索尔思光电（东山精密）。

• DSP：主要由博通、Marvell负责设计，台积电代工。

中游：封装

• 封装和测试：将硅光芯片、电芯片、光纤、PCB等组件集成，并进行功能和性能测试。封装难度较大，需高精度光学对准，代表企业如中际旭创。

• 硅光设备：为芯片制造和封装提供工具和仪器，对精度和准确性要求高。

下游：系统集成商或终端客户

• 系统设备商：光模块配套交换机、服务器等主设备整体化解决方案交付，如Mellonox、思科。

• 终端厂商：如谷歌、亚马逊等云大厂直接向光模块公司采购。

Tower Semi：全球领先的晶圆代工厂，硅光子领域积累深厚

行业小结：

• 技术升级：率先进入硅光光模块大批量量产的公司有望享受行业加速期的高毛利，以及受益于行业份额的巩固和聚拢。

• 供需关系：头部硅光模块厂商有望得到供应链端的供应优先保障，上游核心物料如硅光芯片，CW光源等环节的厂商有望加速国产替代，实现份额突破。

各环节核心关注：

• 硅光芯片设计：关注光模块厂商对硅光芯片设计环节的布局和进一步参与，代表企业：中际旭创、、新易盛。

• 衬底与外延：关注异质集成（包括材料、技术、应用等）和磷化铟材料供应商，代表企业：住友电工、AXT。

• 硅光晶圆代工：关注产能规模与扩张、产能分配，以及国产替代的可能性，代表企业：Tower Semi、GlobalFoundries、台积电、中芯国际。

• CW光源：1）短期：当前，CW光源存在供给短缺问题，扩产一方面看EML芯片厂商转换产线，一方面看CW光源厂商扩产，一方面看产业链上下游厂商新布局CW光源产能，关注行业供需错配下的投资机会、产能扩张及释放节奏，建议关注：源杰科技（已覆盖）、仕佳光子。2）中长期：一方面，关注光模块和CW光源的配比数量变化；一方面未来激光器有望实现片上异质键合集成，关注北美厂商相关方案及商业化节奏。

• 其他器件：1）调制器：关注薄膜铌酸锂在3.2T时代的应用，建议关注：光库科技。2）DSP：关注DSP供给缺口，代表企业：博通、Marvell。

• 硅光光模块：关注率先规模化和技术领先的公司，或带来相关公司的盈利能力明显提升。代表企业：中际旭创、新易盛、剑桥科技、天孚通信、光迅科技等。

• 硅光设备：关注国产替代（国内公司通过收并购参与产业链）和产能扩张，代表企业：罗博特科。（参考来源：西部证券研发中心）

（本文转载自智车行家）

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