ChatGPT 爆紅引發(fā)提升了光模塊行業(yè)“錢"景

（報告出品方：中信建投證券）

1.ChatGPT 驚艷亮相，AI 帶動光模塊需求

1.1 ChatGPT 掀起 AI 浪潮，國內(nèi)外科技將展開競賽

近期，ChatGPT 的爆紅引發(fā)了人們對于人工智能發(fā)展的高度關(guān)注。2022 年 11 月 30 日，OpenAI 發(fā)布語言 模型 ChatGPT。該模型采用對話的形式與人進(jìn)行交互，可以回答后續(xù)問題、承認(rèn)錯誤、挑戰(zhàn)不正確的前提、拒 絕不適當(dāng)?shù)恼埱蟆hatGPT 不僅在日常對話、專業(yè)問題回答、信息檢索、內(nèi)容續(xù)寫、文學(xué)創(chuàng)作、音樂創(chuàng)作等方 面展現(xiàn)出強(qiáng)大的能力，還具有生成代碼、調(diào)試代碼、為代碼生成注釋的能力。

ChatGPT 用戶數(shù)攀升。據(jù)瑞銀集團(tuán)數(shù)據(jù)顯示，ChatGPT 推出僅兩個月后月活用戶已經(jīng)突破 1 億，成為 用戶增長速度的消費(fèi)級應(yīng)用程序。根據(jù) Sensor Tower 數(shù)據(jù)顯示，TikTok 達(dá)到 1 億用戶用了 9 個月，Instagram 則花了 2 年半的時間。2023 年 1 月，ChatGPT 平均每天大約有 1300 萬獨(dú)立訪客，是 2022 年 12 月的兩倍之多。

ChatGPT 運(yùn)行背后需要強(qiáng)大的云計算算力支撐。OpenAI 在 2018 年推出的 GPT 參數(shù)量為 1.17 億，預(yù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)量約 5GB，而 GPT-3 參數(shù)量達(dá) 1750 億，預(yù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)量達(dá) 45TB。在模型訓(xùn)練階段，ChatGPT 的總算力消耗 約為 3640PF-days，總訓(xùn)練成本為 1200 萬美元。在服務(wù)訪問階段則會有更大消耗，據(jù)測算，僅滿足當(dāng)前 ChatGPT 日常用戶搜索訪問，使用服務(wù)器（GPU）進(jìn)行處理，對應(yīng)算力基礎(chǔ)設(shè)施初始投入成本約為 30-40 億美元。2 月 7 日晚，ChatGPT 再次因訪問量激增而宕機(jī)，體現(xiàn)出 AI 應(yīng)用對于云計算的海量算力需求。

1.2 AI 訓(xùn)練側(cè)或改變數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，光模塊需求有望明顯提升

以 ChatGPT 為代表的 AIGC 技術(shù)，依靠強(qiáng)大的 AI 模型和海量數(shù)據(jù)，能夠在多個應(yīng)用場景下產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的內(nèi) 容，有望推動人工智能更廣泛的應(yīng)用。算力作為 AIGC 技術(shù)的重要支撐之一，是影響 AI 發(fā)展與應(yīng)用的核心因素。 算力基礎(chǔ)設(shè)施成了目前行業(yè)亟需布局的資源，除了 CPU/GPU 等算力硬件需求強(qiáng)勁，網(wǎng)絡(luò)端也催生了更大帶寬 需求，以匹配日益增長的流量。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比，AI 數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可能存在一些變化。

在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心中，網(wǎng)絡(luò)側(cè)主要包括傳統(tǒng)樹形三層架構(gòu)和葉脊架構(gòu)。早期的數(shù)據(jù)中心一般采用傳統(tǒng)的三 層結(jié)構(gòu)，包括接入層、匯聚層和核心層，其中接入層用于連接計算節(jié)點(diǎn)與機(jī)柜交換機(jī)，匯聚層用于接入層的互聯(lián)，核心層用于匯聚層的互聯(lián)且實(shí)現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)連接。隨著數(shù)據(jù)中心內(nèi)部東西向流量的快速提升，三層網(wǎng)絡(luò)架 構(gòu)的核心層和匯聚層任務(wù)加重，性能提升需求高，設(shè)備成本將大幅提升。因此，適用于東西向流量的扁平化的 葉脊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，葉交換機(jī)直接與計算節(jié)點(diǎn)相連，脊交換機(jī)相當(dāng)于核心交換機(jī)，通過 ECMP 動態(tài)選擇多 條路徑。葉脊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具備帶寬利用率高、擴(kuò)展性好、網(wǎng)絡(luò)延遲可預(yù)測和安全性高等優(yōu)勢，在數(shù)據(jù)中心中實(shí)現(xiàn) 廣泛的應(yīng)用。

AI 數(shù)據(jù)中心中，由于內(nèi)部數(shù)據(jù)流量較大，因此無阻塞的胖樹網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)成了重要需求之一。英偉達(dá)的 AI 數(shù) 據(jù)中心中，采用了胖樹（fat-tree）的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)無阻塞的功能。胖樹的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基本理念為：使用大量低 性能的交換機(jī)，構(gòu)建出大規(guī)模的無阻塞網(wǎng)絡(luò)，對于任意的通信模式，總有路徑讓他們的通信帶寬達(dá)到網(wǎng)卡帶寬， 架構(gòu)中用到的所有交換機(jī)都是相同的。胖樹網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一般用于網(wǎng)絡(luò)要求較高的數(shù)據(jù)中心中，如超算中心和 AI 數(shù)據(jù)中心等。

在英偉達(dá) DGX A100 SuperPOD 的 AI 數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)中，三層交換機(jī)全部為 Nvidia Quantum QM8790 的 40端口交換機(jī)。層交換機(jī)與 1120 張 Mellanox HDR 200G Infinibａnd 網(wǎng)卡連接；第二層交換機(jī)下傳端口與 層相連，上傳端口與第三層互聯(lián)；第三層交換機(jī)只有下傳端口，與第二層相連。此外，存儲側(cè)獨(dú)立組網(wǎng)，與計 算側(cè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分開，也需要一定數(shù)量的交換機(jī)和光模塊。因此，相比較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，AI 數(shù)據(jù)中心中的交換機(jī) 及光模塊數(shù)量大幅提升。

英偉達(dá)的 A100 GPU 主要對應(yīng) 200G 光模塊，H100 GPU 可以對應(yīng) 400G 或 800G 光模塊。每個 A100 GPU 配一張 Mellanox HDR 200Gb/s Infinibａnd 網(wǎng)卡，每個 H100 GPU 配一張 Mellanox NDR 400Gb/s Infinibａnd 網(wǎng)卡。 英偉達(dá)在 H100 SuperPOD 的設(shè)計中，采用了 800G 的光模塊，在光口采用 1 個 800G 光模塊可以替代 2 個 400G 光模塊，在電口也可以將 8 個 SerDes 通道進(jìn)行整合，與光口的 8 個 100G 通道一一對應(yīng)。因此這種設(shè)計下，交 換機(jī)的通道密度提高，物理尺寸顯著降低。

光模塊速率由網(wǎng)卡決定，網(wǎng)卡的速率受限于 PCIe 通道速率。英偉達(dá) A100 的 DGX 服務(wù)器內(nèi)部通過 NVLink3 連接，單向帶寬為 300GB/s，但是 A100 GPU 連接 ConnectX-6 網(wǎng)卡是通過 16 個 PCIe 4.0 通道，帶寬總和為 200G 左右，因此網(wǎng)卡帶寬為 200G，需要連接 200G 的光模塊或者 DAC 電纜。H100 的 DGX 服務(wù)器內(nèi)部通過 NVLink4 連接，單向帶寬為 450GB/s，但是 H100 GPU 連接 ConnectX-7 網(wǎng)卡是通過 16 個 PCIe 5.0 通道，帶寬總和為 400G 左右，因此單個網(wǎng)卡帶寬為 400G。可以看出，光模塊速率是由于網(wǎng)卡與 GPU 之間的 PCIe 帶寬所決定。假設(shè) A100 和 H100 的 DGX 服務(wù)器內(nèi)部所用 PCIe 通道速率達(dá)到 800G（即 PCIe 6.0），那么也可以采用 800G 帶寬 的網(wǎng)卡，即也可以采用 800G 光模塊，大大提升系統(tǒng)計算效率。

NVLink 帶寬遠(yuǎn)大于網(wǎng)卡側(cè)的 PCIe 帶寬，因此若將 NVLink 從服務(wù)器內(nèi)部 GPU 互連拓寬至不同服務(wù)器之 間的 GPU 的互連，將顯著提升系統(tǒng)的帶寬。若要實(shí)現(xiàn)不同服務(wù)器之間按照 NVLink 協(xié)議的 GPU 互連，除了需 要采用 NVSwitch 芯片的物理交換機(jī)，還需要物理器件來實(shí)現(xiàn)交換機(jī)和服務(wù)器之間的連接，那么光模塊也成為 了重要的組成部分，從而也會大幅增長 800G 光模塊的需求。目前該方案仍然處于前沿研發(fā)階段，若要規(guī)模化商用仍需時日。但是 NVLink 較高的帶寬仍然是非常具有吸引力的，一旦方案成熟，有望快速實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。

訓(xùn)練側(cè)光模塊需求與 GPU 出貨量強(qiáng)相關(guān)，推理側(cè)光模塊需求與數(shù)據(jù)流量強(qiáng)相關(guān)。AI 對光模塊需求的拉升 主要分為兩個階段，訓(xùn)練和推理。其中，訓(xùn)練側(cè)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以胖樹架構(gòu)為主，因?yàn)樵诖竽Ｐ陀?xùn)練過程中，對于 網(wǎng)絡(luò)性能的要求很高，網(wǎng)絡(luò)無阻塞是重要的需求之一，比如騰訊用于大模型訓(xùn)練的星脈網(wǎng)絡(luò)采用了胖樹架構(gòu)。 同時，我們認(rèn)為大部分廠商會采用 Infinibａnd 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，時延遠(yuǎn)低于以太網(wǎng)，可以提升計算效率，縮短模型訓(xùn) 練時間。訓(xùn)練側(cè)光模塊的需求與所用 GPU 顯卡的數(shù)量強(qiáng)相關(guān)，根據(jù)胖樹架構(gòu)中 GPU 和光模塊的比例關(guān)系可以 得到所需光模塊的數(shù)量，A100 對應(yīng) 200G 光模塊，H100 對應(yīng) 400G 或者 800G 光模塊。推理側(cè)面向用戶側(cè)，網(wǎng) 絡(luò)架構(gòu)更接近于傳統(tǒng)云計算數(shù)據(jù)中心的葉脊架構(gòu)，主要用于承載 AI 應(yīng)用帶來的數(shù)據(jù)流量增量。傳統(tǒng)云計算主要 是 ToB 市場，用戶數(shù)量不多，若未來出現(xiàn)圖片或視頻相關(guān)的爆款 AI 應(yīng)用，一方面用戶數(shù)量有望大幅提升，另 一方面單個用戶產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量可能會顯著增長，因此數(shù)據(jù)總流量將暴增，所以推理所需的算力和流量實(shí)際上 可能遠(yuǎn)大于訓(xùn)練，因此對于包括光模塊在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需求將起到有力的支撐和提振。

1.3 800G 光模塊量產(chǎn)窗口已至，2024 年或成 800G 大年

北美云廠商收入及資本開支增速有所放緩，若不考慮 AI 增量，今年傳統(tǒng)云計算市場需求預(yù)計將持續(xù)低迷。 2022Q4，北美三家云廠商亞馬遜、谷歌和微軟的云業(yè)務(wù)收入總計 502 億美元（其中 Meta 的云相關(guān)收入未披露）， 同比增長 20.7%，環(huán)比增長 5.2%，增速有所放緩。2022Q4，北美四家云廠商的資本開支為 395.04 億美元，同比 增長8.1%。其中，Meta的資本開支為90.43 億美元，同比增長68.4%，微軟同比增長6.97%，谷歌同比增長18.99%， 亞馬遜同比降低 12.37%（2015Q4 以來單季度負(fù)增長）。海外云廠商的 Capex 增速放緩，也影響了數(shù)通光 模塊市場的需求，若不考慮 AI 增量帶來的拉動，傳統(tǒng)云計算市場的需求處于低迷狀態(tài)。

2022Q4，亞馬遜的云業(yè)務(wù)收入為 213.78 億美元，同比增長 20.2%，環(huán)比增長 4%；2022 年云業(yè)務(wù)收入為 800.96 億美元，同比增長 28.77%。公司提到了 AWS 客戶在考慮削減在云上的開支，公司也注意到了 AWS 營收的持 續(xù)放緩趨勢。2022Q4，亞馬遜的資本開支為 166 億美元，同比下降 12%，環(huán)比上升 1%。2022 全年資本開支 636 億美元，同比增長 4%，與三季度指引基本一致。公司對于下個季度及 2023 年的資本開支未給指引。

AWS 推出 AIGC 相關(guān)的重磅產(chǎn)品，包括生成式 AI 平臺 Bedrock 服務(wù)，支持用戶通過 API 訪問亞馬遜自己的 Titan（泰坦）大模型，由兩個全新大語言模型組成；同時支持調(diào)用來自 AI21 Labs、Anthropic、Stability AI 等第三方的多樣化模型；此外還推出了兩款專門針對生成式 AI 優(yōu)化的計算實(shí)例 EC2 Trn1n 實(shí)例和 EC2 Inf2。其 中，為了提升 EC2 實(shí)例的訓(xùn)練效率，AWS 采用了第二代 Elastic Fabric Adapter（EFA），網(wǎng)絡(luò)帶寬為 800Gbps。 因此，我們認(rèn)為亞馬遜有望在 AI 上增加資本開支，繼 400G 光模塊之后，公司有望在大規(guī)模采購 800G 光模塊。

2022Q4，Meta 的資本開支為 90.43 億美元，同比增長 68.4%。2022 全年資本開支為 314 億美元左右，同比 增長 69%。公司預(yù)計 2023 年資本開支為 300-330 億美元，低于公司之前 340-370 億美元的預(yù)期，主要原因是數(shù) 據(jù)中心建設(shè)的成本降低，因?yàn)樾碌臄?shù)據(jù)中心架構(gòu)性價比高，可以同時支持 AI 和 Non-AI 的工作載荷。根據(jù) LightCounting 數(shù)據(jù)，2022 年 Meta 仍有 40 多個數(shù)據(jù)中心正在建設(shè)和升級，但是對于 200G 的需求有削減，也影 響了今年傳統(tǒng)云計算市場的景氣度。在 AI 方面，Meta 開源了 LLaMA 大模型系列，參數(shù)量為 70 億-650 億左右； Meta 近期也發(fā)布了圖像分割大模型 SAM，可以處理包含多個具有不同形狀、大小和外觀的對象的復(fù)雜場景。 同時，Meta 承諾建立人工智能基礎(chǔ)設(shè)施，并追趕亞馬遜和谷歌，這些采用 400G 光模塊的場景有可能將采用 800G 光模塊。因此，我們認(rèn)為 Meta 在 2024 年可能大規(guī)模采購 800G 光模塊。

2022Q4，谷歌云業(yè)務(wù)收入為 73.15 億美元，同比增長 32.02%，環(huán)比增長 6.51%；2022 年云業(yè)務(wù)收入為 262.8億美元，同比增長 36.8%。公司云業(yè)務(wù)仍然是未來重要的項(xiàng)目之一。2022Q4，谷歌的資本開支為 75.95 億美元， 同比增長 18.99%，環(huán)比增長 4.4%。2022 年資本開支為 314.9 億美元，同比增長 28%。公司預(yù)計 2023 年的資本 支出將與 2022 年基本持平，但資本開支的結(jié)構(gòu)將有所改變，公司將增加對技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的投資，包括對 AI 及 云服務(wù)的建設(shè)投資，同時將縮減辦公設(shè)施的資本支出，進(jìn)一步提高整體投資效率。谷歌今年是 800G 光模塊市 場的主要需求廠商，明年需求量有望持續(xù)快速增長。

2022Q4，微軟智能云業(yè)務(wù)收入為 203.25 億美元，同比增長 19.81%，環(huán)比下降 2.8%。2022Q4，微軟的資本 開支為 62.83 億美元，同比增長 8.14%，環(huán)比下降 8.56%。公司預(yù)計資本開支將持續(xù)增長，考慮到在云基礎(chǔ)設(shè)施 建設(shè)的時間安排方面，季度間支出會出現(xiàn)正常波動。微軟在 AI 大模型方面發(fā)展較為快速，作為 OpenAI 的重要 投資方，微軟可以在 Azure 云上提供 OpenAI 的產(chǎn)品，同時也有融合 ChatGPT 的 New Bing 搜索引擎以及智能 Office 工具 Copilot 產(chǎn)品。微軟在應(yīng)用側(cè)借助 OpenAI 的產(chǎn)品取得先發(fā)優(yōu)勢，對于算力的需求也將保持強(qiáng)勁。微 軟開源 Deep Seed Chat，降低訓(xùn)練門檻，有望帶動推理側(cè)更大的需求。因此，我們認(rèn)為微軟對于 800G 光模塊這 種高性能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的需求也有望大幅提升。

800G 光模塊 2022 年底開始小批量出貨，2023 年需求主要來自于谷歌和英偉達(dá)，2024 年有望大規(guī)模出貨，并存在時間前移的可能。從交換機(jī)的電口來看，SerDes 通道的速率每四年翻倍，數(shù)量每兩年翻倍，交換機(jī)的帶 寬每兩年翻倍；從光口來看，光模塊每 4 年升級一次，實(shí)際出貨時間是晚于電口 SerDes 及交換機(jī)芯片新版發(fā)布 的時間。2019 年作為 100G 光模塊升級的時間點(diǎn)，市場分成了 200G 和 400G 兩條升級路徑。但是在 2023 年這 個時間點(diǎn)，市場下一代高速率光模塊均指向 800G 光模塊，疊加 AIGC 帶來的算力和模型競賽，我們預(yù)計北美 各大云廠商和相關(guān)科技均有望在 2024 年大量采購 800G 光模塊，同時 2023 年也可能提前采購。

多家光模塊廠商具備 800G 光模塊能力，國內(nèi)多家廠商具備較強(qiáng)的競爭力。在 2023 年的 OFC 光博會上， 各家光模塊公司均推出了自己的 800G 光模塊產(chǎn)品，涵蓋不同封裝方式、材料和傳輸距離等種類。值得一提的 是，國內(nèi)廠商在 100G 和 400G 光模塊時代已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展，躋身進(jìn)水平。在數(shù)通 800G 光模塊時 代，以中際旭創(chuàng)和新易盛為代表的國內(nèi)廠商有望延續(xù) 400G 時代的競爭力，同時華工科技、劍橋科技、博創(chuàng)科 技、光迅科技和德科立等公司也有望取得突破。

2.光器件種類豐富，應(yīng)用廣泛

光器件，即采用光學(xué)技術(shù)的器件，一般是介于光學(xué)芯片、元件和光學(xué)模塊、設(shè)備之間的產(chǎn)品形態(tài)。隨著光 學(xué)技術(shù)在通信、云計算、消費(fèi)電子、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，光電器件作為重要的基礎(chǔ)組成部分，在各種 光學(xué)設(shè)備和模塊中起到了關(guān)鍵的作用。光器件種類繁多，按照不同的分類方式，可以分為多種產(chǎn)品。按照是否 有外接能源分為有源光器件和無源光器件；按照功能分類，包括光接收器件、光發(fā)射器件、波分復(fù)用器件、半導(dǎo)體光放大器件和開關(guān)器件等；按照產(chǎn)品形態(tài)分類，包括光纖類器件和自由空間類器件等。

2.1 光有源器件是核心器件，推動光學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

有源光器件，即外接能源的光器件，包括光源激光器、光電探測器和電光調(diào)制器等產(chǎn)品。有源光器件是各項(xiàng)光學(xué)技術(shù)應(yīng) 用的核心驅(qū)動部分，其門檻也相對較高。例如，在光通信中激光器和光電探測器負(fù)責(zé)光電信號的轉(zhuǎn)換，電光調(diào)制器負(fù)責(zé) 信號調(diào)制；在激光雷達(dá)中激光器負(fù)責(zé)產(chǎn)生發(fā)射光信號，探測器負(fù)責(zé)接收反射回來的光信號以實(shí)現(xiàn)測距等功能； 在光纖激光器中產(chǎn)生高功率的激光，實(shí)現(xiàn)焊接、打標(biāo)和切割等目的；在醫(yī)療檢測等領(lǐng)域，激光器發(fā)射探測光信 號，探測器接收反射回來的信號來檢測相關(guān)樣品。

2.1.1 激光器是現(xiàn)代光學(xué)領(lǐng)域的“心臟"，為光通信、激光雷達(dá)等領(lǐng)域持續(xù)輸血

什么是激光？在英文中，激光是 laser，即 light amplification of stimulated emission radiation，通過受激輻射 產(chǎn)生的光放大。什么是受激輻射？受激輻射指的是外來光子與處于高能級的電子發(fā)生作用，誘導(dǎo)電子躍遷到低 能級，釋放出一個與外來光子具有相同頻率、相位、傳播方向和偏振狀態(tài)的光子，從而具備相干性。什么是自 發(fā)輻射？與受激輻射相反，指的是在沒有外來光子的情況下，處于高能級的原子或者諧振子向低能級自發(fā)躍遷 產(chǎn)生光子，這些光子的傳播方向和偏振態(tài)等性質(zhì)是無規(guī)律分布的，因此不具備相干性。

產(chǎn)生激光一般需要滿足三要素和一前提。三要素即泵浦源、增益介質(zhì)和諧振腔，一前提即粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。泵 浦源，把能量提供給低能級的電子，使其躍遷到高能級，能量供給方式有電泵浦、光泵浦、化學(xué)泵浦和核泵浦 等；增益介質(zhì)：被激發(fā)、釋放光子的電子所在的物質(zhì)，即促使激光被放大的物質(zhì)，一般激光的波長由增益介質(zhì) 的材料所決定；諧振腔：被激發(fā)的光在諧振腔中來回諧振，每次經(jīng)過增益介質(zhì)功率都會被放大。粒子數(shù)反轉(zhuǎn)： 二級系統(tǒng)中，電子自低能級向高能級躍遷和自高能級向低能級躍遷的概率是一樣的。為了實(shí)現(xiàn)光放大，高能級 需要有更多的電子，從而使受激輻射發(fā)生的概率更高，這個狀態(tài)稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。

激光器分類繁多，應(yīng)用廣泛。激光器是利用受激輻射原理進(jìn)行發(fā)射激光的器件，下游應(yīng)用廣泛。激光器按 照不同種類分為不同激光器。如按照泵浦方式來區(qū)分，分為電泵浦激光器、光泵浦激光器等；按照輸出波長分 類，分為紅外激光器、可見光激光器和紫外激光器等；按照增益介質(zhì)來分，包括液體激光器、氣體激光器和固 體激光器，固體激光器中可以分為光纖激光器、半導(dǎo)體激光器和全固態(tài)激光器等；按照工作方式分類，分為連續(xù)波激光器和脈沖激光器，脈沖激光器按照脈沖的寬度分為毫秒激光器、納秒激光器和飛秒激光器等。

激光器二極管和發(fā)光二極管在線寬、相干性和發(fā)光方式上差異較大。半導(dǎo)體激光器中常見的是激光二極管 LD（Laser Diodes），激光二極管經(jīng)常拿來和發(fā)光二極管 LED（Light Emitting Diodes）比較。兩者均為二極管， 采用 PN 結(jié)為基本結(jié)構(gòu)，通過向有源區(qū)注入載流子，少數(shù)載流子和多數(shù)載流子之間復(fù)合時將能量以光子的形式 釋放出來。相比較 LED，LD 有源區(qū)多了增益介質(zhì)，同時兩個側(cè)面平整且鍍膜形成光學(xué)諧振腔，因此 LD 出射的 是激光，具有較強(qiáng)相干性，光譜線寬較窄，而 LED 出射的光斑相干性較差，發(fā)射角較大。

半導(dǎo)體激光器 LD 按照發(fā)射光所在位置分為 EEL（邊發(fā)射激光器）和 SEL（面發(fā)射激光器）。其中，EEL 是常見的一類半導(dǎo)體激光器，指的是出射激光一般在激光器芯片的端面，且平行于激光器芯片所在晶圓的表面。 EEL 一般包括 FP 激光器、DFB 激光器和 DBR 激光器等，一般腔長較長（在幾百 um 到幾 mm 之間），光在諧 振的過程中能夠獲得足夠的增益，因此激光器出射功率較高。EEL 的兩個端面可以作為諧振腔的反射面，因此 需要拋光和鍍膜等處理。SEL 也是廣泛應(yīng)用的激光器，指的是出射激光一般以面發(fā)射的形式存在，垂直于所在 晶圓的表面。VCSEL 激光器是常見的面發(fā)射激光器，全稱為 vertical cavity surface emitting laser。該激光器 具備高集成度、低溫漂系數(shù)、光斑較圓及封裝測試成本較低的優(yōu)勢，但也有工藝復(fù)雜、成本相對較高等缺點(diǎn)。

激光器的芯片工藝包括哪些？相比較 EEL，VCSEL 的芯片工藝更簡單，測試成本更低，良率更高。由于 EEL 是邊發(fā)射激光器，因此需要切割、鍍膜、鈍化等操作之后，激光器才能發(fā)光，產(chǎn)品從晶圓到巴條，然后進(jìn) 行測試篩選良品。在經(jīng)過上述工藝后，存在一定的良率損失。因此 EEL 的芯片工藝及測試成本相對更高，良率 也相對更低一些。一般來說，一條成熟的 EEL 產(chǎn)品線的良率為 50%左右。而 VCSEL 由于是面發(fā)射激光器，因 此理論上來說，不需要經(jīng)過上述切割等操作，只要加上探針即可對產(chǎn)品進(jìn)行測試，從而篩選良品。一條成熟的 VCSEL 產(chǎn)線的良率要顯著高于 EEL，為 90%左右。

激光器的封裝方式包括哪些？激光器見的封裝方式就是 TO 封裝，TO 封裝由一個 TO 管座和 TO 管帽 組成，管座為芯片提供底座以及電源，管帽則起到密封的作用，隔絕外部污染物質(zhì)、氣體、液體和高溫對芯片 的影響，保證芯片的正常工作。除了 TO 封裝，還有蝶形封裝，COB 封裝（包括 COC 和 COS 等）等等。一般 來說，激光器芯片需要進(jìn)行老化，封裝成器件之后也需要進(jìn)行老化，老化的作用是通過將芯片在高溫和大電流 下工作一段時間，來加速芯片的工作時間，從而避開芯片在剛開始使用時的高故障率發(fā)生期。

2.1.1.1 光通信領(lǐng)域的激光器

在光通信領(lǐng)域，EEL 激光器包括常見的 FP、DFB 和 EML 激光器，SEL 主要以 VCSEL 為主。FP 和 DFB 以及 EML 分別是什么激光器？ FP 激光器即 Fabry-Perot 諧振腔的激光器，F(xiàn)P 是見的一種諧振腔，即兩側(cè) 有反射鏡，一般來說一側(cè)為高反射鏡面，另一側(cè)為半反射鏡面，光子在兩個鏡面之間來回反射，在特定波長實(shí)現(xiàn)諧振，波長與腔長和介質(zhì)的折射率相關(guān)。DFB 為分布式反饋激光器，Bragg 光柵分布在增益介質(zhì)內(nèi)，縱向的 光柵結(jié)構(gòu)形成周期性的折射率分布，從而產(chǎn)生反射。EML 為電吸收調(diào)制激光器，其結(jié)構(gòu)是 DFB 激光器后面加 上 EA 調(diào)制器，其對應(yīng)的概念是 DML直調(diào)激光器。

光通信的這些激光器有哪些區(qū)別？FP 腔激光器存在多個縱模，因此無法實(shí)現(xiàn)高速調(diào)制，一般用于 2.5G 以 下的傳輸速率。DFB 和 EML 成本較高，一般用于中距離的高速率的單模光模塊中，例如 DR、FR 光模塊等， 其中 EML 為電吸收調(diào)制激光器，可用于 200G、400G 和 800G 以上的高速光模塊中，EML 中前面的 DFB 部分 負(fù)責(zé)發(fā)射穩(wěn)定功率的光，由 EA 負(fù)責(zé)對信號進(jìn)行調(diào)制，能夠有效減少 DML激光器在直接調(diào)制過程中產(chǎn)生的高故 障率。FP、DFB 和 EML 的波長一般以 C 波段（代表波長為 1550nm）和 O 波段（代表波長為 1310nm）為主， 其中 DFB 和 EML 的單模性能更好，研發(fā)及工藝門檻更高；VCSEL 一般用于短距離傳輸?shù)墓饽K中，例如 AOC、 SR 等光模塊，波長為 850nm 波段，一般為多模激光器。

DFB 和 EML 激光器的技術(shù)壁壘主要在于外延和光柵工藝。外延工藝是晶圓制造乃至光芯片生產(chǎn)最重要、 技術(shù)門檻的環(huán)節(jié)。通常在 DFB 和 EML 的外延工藝中，需要通過 MOCVD 對半導(dǎo)體材料進(jìn)行精準(zhǔn)堆疊，在 有源區(qū)多層堆疊的結(jié)構(gòu)中，每層厚度在 10nm 以下級別，此時對層厚的均勻性控制難度，對外延設(shè)備的理 解要求非常深刻。外延工藝最終影響芯片的性能和可靠性。光柵工藝包括全息光柵和電子束光柵，在涂有光刻 膠的基板上定義出光柵結(jié)構(gòu)的掩膜圖形，再通過刻蝕技術(shù)轉(zhuǎn)移到襯底上。光柵工藝會影響出光功率、單模良率、芯片波長、極限工作溫度特性、模式穩(wěn)定性和高頻特性等。

光通信激光器市場的競爭格局如何？目前的光通信激光器市場，海外廠商仍是主要供應(yīng)商，但是國內(nèi) 廠商逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代化。從研發(fā)門檻來看，FP 激光器的難度較低，產(chǎn)業(yè)鏈較為成熟。VCSEL、DFB 和 EML 激光器的門檻較高，國內(nèi)有多家光通信廠商布局多年，具備相關(guān)產(chǎn)品批量出貨的能力。雖然高速率的激光器目 前仍在研發(fā)階段，但是中低速率的產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代化，整體看國產(chǎn)替代化穩(wěn)步推進(jìn)。

光通信激光器的市場規(guī)模多大？激光器作為光通信器件的“心臟"，重要程度不言而喻，且在器件中的價值 占比較高。根據(jù)源杰科技的招股說明書，參考 LightCounting 和 ICC 的數(shù)據(jù)，2021 年光通信行業(yè)光芯片市 場規(guī)模為 146.7 億元，其中 2.5G、10G 及 25G 及以上的光芯片市場規(guī)模，分別為 11.67 億元、27.48 億元、107.55 億元。根據(jù) Omdia 的數(shù)據(jù)來看，2021 年 25G 以上高速率光芯片市場規(guī)模為 19.13 億美元（與源杰科技招股說明 書中的數(shù)據(jù)比較接近），到 2025 年，高速光芯片市場規(guī)模有望達(dá)到 43.4 億美元。

2.1.1.2 激光雷達(dá)領(lǐng)域的激光器

在激光雷達(dá)領(lǐng)域，收發(fā)模組是激光雷達(dá)的核心部分，其中激光器是發(fā)射模組最核心的元器件。激光器作為光源，發(fā)射出光信號進(jìn)行探測。目前激光雷達(dá)方案及廠商眾多，主要用到的激光器包括 EEL、VCSEL、光纖激光器和可調(diào)諧窄線寬激光器等。

激光雷達(dá)領(lǐng)域中的 EEL，一般是采用的 FP 諧振腔，采用的 TO 封裝方式。EEL 一般用在兩個方面：一是 激光雷達(dá)發(fā)光源，波長為 905nm 左右；二是光纖激光器的泵浦光源。EEL 具有功率高、產(chǎn)業(yè)鏈成熟、成本低等 優(yōu)勢，同時溫漂系數(shù)也比較高。溫漂系數(shù)即表示激光器輸出波長隨著溫度變化而變化的參數(shù)，一般 FP 腔的 EEL 的溫漂系數(shù)為 0.3nm/℃，主要是由于增益介質(zhì)的溫漂系數(shù)決定。Osram 的新一代 EEL 產(chǎn)品，其中一側(cè)采用了準(zhǔn) DBR 諧振腔的形式，將溫漂系數(shù)從 0.3nm/℃降低到 0.1nm/℃左右。公司納米堆疊的技術(shù)使得同一個 TO 封裝的 產(chǎn)品包含三顆外延生長的激光器，有效提升光功率。未來國內(nèi)廠商若要在 EEL 產(chǎn)品上降低溫漂系數(shù)，需要繞開 相關(guān)的壁壘，具有較高的難度。

與 EEL 一樣，用于激光雷達(dá)領(lǐng)域的 VCSEL 激光器一般也是 905nm 的波長。VCSEL 具備高集成度的優(yōu)勢， 因此可以用于高線束數(shù)的激光雷達(dá)中。VCSEL 的溫漂系數(shù)為 0.07nm/℃，顯著優(yōu)于 EEL。雖然目前的 VCSEL 成熟產(chǎn)品的功率相對不高，但是可以通過多結(jié)的設(shè)計來提升光功率。目前 Lumentum 五結(jié)的 VCSEL 功率密度已 經(jīng)可以達(dá)到 800W/mm2以上，長光華芯八結(jié) VCSEL 的功率密度達(dá)到 1800W/mm2。VCSEL 目前用在激光雷達(dá) 領(lǐng)域主要有三個方面：一是 VCSEL 一維陣列在豎直方向形成多個線束；二是 VCSEL 二維陣列用于固態(tài) Flash 方案激光雷達(dá)；三是可尋址二維 VCSEL 陣列用于固態(tài)激光雷達(dá)中。

與上述 EEL 和 VCSEL 不一樣，光纖激光器在激光雷達(dá)的應(yīng)用波長一般為 1550nm。光纖激光器廣泛應(yīng)用于 工業(yè)制造領(lǐng)域，具有高功率的特點(diǎn)。而在激光雷達(dá)領(lǐng)域，為了使得發(fā)射波長對人眼相對友好，行業(yè)在選擇激光 器的時候，認(rèn)為 1550nm 波長的光纖激光器滿足了兩個條件：一是遠(yuǎn)離可見光波段，對人眼友好；二是從光通 信到工業(yè)激光器領(lǐng)域，1550nm 波長激光器的產(chǎn)業(yè)鏈相對比較成熟。

值得一提的是，FMCW 測距方案的固態(tài)激光雷達(dá)目前主要采用 1550nm 波長的窄線寬激光器。因?yàn)?FMCW 方案主要是利用光信號的相干性，所以對光源的相干性要求比較高。激光器的線寬越窄，則相干性一般越好。 目前窄線寬的激光器多用于光通信相干光模塊中，波長多為 1550nm。除了可調(diào)諧激光器，外腔調(diào)制窄線寬激光器也可以適用在 FMCW 的激光雷達(dá)中，不過尚處在研發(fā)階段，距離商用仍有一定的距離。

2.1.2 探測器在光通信領(lǐng)域國產(chǎn)替代化進(jìn)展較快，激光雷達(dá)領(lǐng)域發(fā)展尚需時日

探測器的底層原理與激光器剛好相反，是由光產(chǎn)生電的過程。在不同領(lǐng)域，對于探測器的參數(shù)的要求也不 一樣。例如在光通信領(lǐng)域，探測器的響應(yīng)度、帶寬以及波長相關(guān)性比較重要；在激光雷達(dá)領(lǐng)域，探測器的響應(yīng) 度相對比較重要。探測器按照原理可以分為不同產(chǎn)品：PIN型探測器、APD型探測器、SPAD型探測器以及 SiPM型探測器，其中前二者主 要用于光通信領(lǐng)域，后三者主要用于激光雷達(dá)領(lǐng)域。

在光通信領(lǐng)域，一般采用 PIN型和 APD型的探測器。PIN 型即在 PN 結(jié)中間加入本征半導(dǎo)體層，從而降低 擴(kuò)散的影響。PIN光電探測器的工作原理包括：光子照射在半導(dǎo)體材料上產(chǎn)生光生載流子；光電流在外部電路作用 下形成電信號并輸出。PIN 探測器是光通信領(lǐng)域見的探測器之一，廣泛應(yīng)用于各種數(shù)通光模塊中。APD光電探測器的工作原理是：光子照射在半導(dǎo)體材料上產(chǎn)生光生載流子；光生載流子在雪崩區(qū)即高電場區(qū)發(fā)生雪崩倍增； 光電流在外部電路作用下形成電信號并輸出。APD 的靈敏度相比 PIN 要高的多，因此一般會用在對靈敏度要求 比較高的電信光模塊等產(chǎn)品中。

在激光雷達(dá)領(lǐng)域，一般采用的是 APD、SPAD 和 SiPM 探測器。采用 TOF 測距方案的激光雷達(dá)，尤其是 iTOF 方案，對反射光的功率相對比較敏感，因此一般采用靈敏度更高的探測器。APD 的靈敏度比一般的 PIN 探測器 更高。SPAD 為單光子放大探測器，其字面意思旨在強(qiáng)調(diào)探測器的靈敏度較高，能夠探測到幾個光子量級的能 量。與 APD 的反偏電壓略低于擊穿電壓相反，SPAD 的反偏電壓設(shè)置到略高于擊穿電壓，因此其獲得的增益也 明顯高于 APD。SiPM 為光電倍增管，是用硅材料做的 SPAD 陣列探測器，探測器陣列與激光器陣列一一對應(yīng)， 從而達(dá)到掃描的目的。在 FMCW 測距方案中，對發(fā)射回來的光功率要求并不高，因此理論上只需要采取 PIN探測器即可。

2.1.3 調(diào)制器作用重要，鈮酸鋰具備材料天賦

電光調(diào)制器是光通信行業(yè)的關(guān)鍵器件，是重要的集成光學(xué)器件之一。按照調(diào)制原理來講，基于各種對光信號 的作用原理，包括電光效應(yīng)、聲光效應(yīng)、磁光效應(yīng)、Franz-Keldysh 效應(yīng)、量子阱 Stark 效應(yīng)、載流子色散效應(yīng) 等，可以制作成不同的調(diào)制器產(chǎn)品。在光信號的發(fā)射、傳輸、接收過程中，光調(diào)制器被用于控制光的相位和幅 度，其作用是非常重要的。國內(nèi)公司在調(diào)制器領(lǐng)域亦有布局，如中際旭創(chuàng)在硅光調(diào)制器有多年的技術(shù)積累，光庫科技的鈮酸鋰和薄膜鈮酸鋰調(diào)制器具備較強(qiáng)競爭力。

2.2 國內(nèi)廠商在光無源器件領(lǐng)域具備地位，產(chǎn)品完備且有競爭力

光無源器件原指在光纖通信網(wǎng)絡(luò)中，內(nèi)部不發(fā)生光電能量轉(zhuǎn)換的一類器件。目前光無源器件不斷拓寬應(yīng) 用領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于光通信、消費(fèi)電子和汽車光電子等領(lǐng)域，其中包括光纖連接器、光定向耦合器、光隔離器、光衰減器、濾光片和光學(xué)透鏡等器件。作為光學(xué)設(shè)備的重要組成部分，光無源器件在光路中發(fā)揮著連接、功率分配、信號衰減和光波分復(fù)用器等作用，具有高回波損耗、低插入損耗、高可靠性、穩(wěn)定性、耐磨性 和抗腐蝕性等特點(diǎn)按照產(chǎn)品的形態(tài)，主要分為光纖類無源光器件和自由空間類光無源器件。

2.2.1 光纖類無源器件廣泛應(yīng)用于光通信和 1550nm 激光雷達(dá)方案中

光纖類無源器件指的是與光纖相關(guān)的無源器件，此時光在光纖介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)傳輸、合光和分光等功能。 器件包括光纖連接器、光纖耦合器、光纖環(huán)形器和合束器/分束器等等。在應(yīng)用領(lǐng)域：隨著光進(jìn)銅退的進(jìn)程 開啟，光纖通信網(wǎng)絡(luò)開始大規(guī)模應(yīng)用于通信領(lǐng)域，光纖類器件也開始得到了高速發(fā)展；光纖激光器具有高 功率、穩(wěn)定性好和高可靠性等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于工業(yè)智能制造領(lǐng)域，光纖光柵、合束器/分束器和光纖連接 器等產(chǎn)品作為重要的組成部分之一，對光纖激光器的性能和可靠性作用較大；1550nm 激光雷達(dá)作為新興的 市場，光纖類無源產(chǎn)品也將發(fā)揮重要的作用。

2.2.2 自由空間類光無源器件為光學(xué)領(lǐng)域最基礎(chǔ)產(chǎn)品之一

自由空間類光無源器件指的光在空氣等自由空間（free space）中進(jìn)行傳輸、合光和分光等功能。器件包括 球面透鏡、非球面透鏡、平面類光學(xué)器件以及濾光片等等。傳統(tǒng)領(lǐng)域，透鏡、棱鏡等基礎(chǔ)光學(xué)元件在光學(xué)顯微 鏡中發(fā)揮著重要的作用；消費(fèi)電子領(lǐng)域?qū)τ谂恼盏男枨笤絹碓綇?qiáng)，因此光學(xué)鏡頭的價值量也實(shí)現(xiàn)了不斷提升； 在激光雷達(dá)領(lǐng)域，905nm 激光雷達(dá)目前普遍采用自由空間類的光學(xué)元器件，包括透鏡、棱鏡、濾光片等。

3.從材料看光器件及光模塊的演進(jìn)歷史

材料作為影響光學(xué)器件發(fā)展歷史中重要的因素之一，發(fā)揮著關(guān)鍵的推動作用。不同材料對于光的作用也不 一樣，包括對光的吸收、折射、反射，以及激發(fā)輻射產(chǎn)生光。我們從硅、III-V 族以及鈮酸鋰這三大主要半導(dǎo)體 材料，對光器件的發(fā)展歷史進(jìn)行梳理和展望。

3.1 硅光技術(shù)發(fā)展迅速，硅光集成目前是各行業(yè)主流方案

硅光子技術(shù)是以硅或硅基材料（Si, SiO2，SiGe）作為襯底材料，利用與集成電路兼容的 CMOS 工藝制造 對應(yīng)的光子器件和光電器件，以實(shí)現(xiàn)對光的激發(fā)，調(diào)制，響應(yīng)等，廣泛應(yīng)用于光通信，光傳感，高性能計算等。 硅光子技術(shù)的發(fā)展階段主要分為技術(shù)探索階段，技術(shù)突破階段，集成應(yīng)用階段，以及應(yīng)用拓展階段。

技術(shù)探索階段 1960s-2000s：從 S.E.Miller 提出集成光學(xué)的概念以來，很多學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)在波導(dǎo)，電光調(diào)制器，光電探測器，光源激光器等領(lǐng)域都做出了很多奠定扎實(shí)基礎(chǔ)的探索工作； 技術(shù)突破階段 2000-2008：產(chǎn)業(yè)界也開始了商業(yè)化的研究工作，并實(shí)現(xiàn)了突破性的進(jìn)展，比如 GHz 的調(diào)制 器，混合集成激光器，以及硅基探測器； 集成應(yīng)用階段 2008-2014：Intel，IBM，Accacia，Luxtera 等公司將分立的光電器件采用 CMOS 工藝集成到光收發(fā)模塊中； 應(yīng)用拓展階段 2014-至今：Ayar Labs，Lightmatter 等公司的光子芯片應(yīng)用于光互連和量子計算等領(lǐng)域中； AEVA公司的硅光集成產(chǎn)品可應(yīng)用于激光雷達(dá)領(lǐng)域。

從硅光技術(shù)應(yīng)用場景來看，呈現(xiàn)傳輸距離越來越短，端口數(shù)越來越多的趨勢。銅退光進(jìn)的光通信進(jìn)程，同 時也伴隨著傳輸距離的逐步減短。因此根據(jù) Intel 的觀點(diǎn)，硅光通信技術(shù)早期應(yīng)用于電信長距離傳輸網(wǎng)絡(luò)之中， 逐步往數(shù)通領(lǐng)域以及未來的板與板、芯片與芯片互連發(fā)展。電信傳輸中使用到的硅光產(chǎn)品數(shù)量較少，隨著距離 越來越短，需要連接的終端越來越多，因此硅光產(chǎn)品將越來越多。

硅光技術(shù)在電信領(lǐng)域的應(yīng)用，近年來實(shí)現(xiàn)了高速發(fā)展。從一開始的平面光波導(dǎo)（PLC）技術(shù)到波分復(fù)用產(chǎn) 品 AWG 和 DWDM器件，再到 ROADM 和相干光模塊領(lǐng)域，硅光技術(shù)在快速進(jìn)步的同時，也發(fā)揮了重要的作 用，單根光纖的傳輸速率實(shí)現(xiàn)了大幅增長。硅光無源器件包括光分路器、硅光光柵 I/O 耦合器和 DWDM 器件等。 硅光有源器件方面，Luxtera 和 Intel 在硅光調(diào)制器的突破，衍生出探測器、光開關(guān)和 VOA等產(chǎn)品，真正打開了 硅光技術(shù)在電信領(lǐng)域的應(yīng)用。目前硅光技術(shù)在電信領(lǐng)域的應(yīng)用主要分為兩塊：Acacia 為主提供硅光相干光模塊； LCOS 方案的 WSS 器件。

數(shù)通領(lǐng)域的硅光模塊同樣實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模商用，未來份額有望不斷提升。隨著數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展，對于光 模塊的需求爆發(fā)式增長，多家廠商開始大力研發(fā)用于數(shù)據(jù)中心的硅光模塊。初期是 40G 硅光數(shù)通光模塊小規(guī)模 應(yīng)用，Intel 和 Luxtera 的 100G 硅光模塊大規(guī)模應(yīng)用，目前 400G 的硅光模塊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，800G 亦在驗(yàn)證中。 目前國內(nèi)的硅光模塊廠商具備較強(qiáng)的競爭力，包括中際旭創(chuàng)、新易盛、華工科技等公司有自研的硅光芯片，博 創(chuàng)科技等公司與海外硅光芯片廠商深度合作，有望在 800G 光模塊市場取得突破。

數(shù)通領(lǐng)域中，除了高速光模塊產(chǎn)品，硅光子技術(shù)同樣可以應(yīng)用在光連接的其他場景中。共封裝光學(xué)（CPO） 是業(yè)界的未來更高速率光通信的主流產(chǎn)品形態(tài)之一，可顯著降低交換機(jī)的功耗和成本。51.2T/s 及以上帶寬 的交換機(jī)時代是 CPO 切入市場的機(jī)會。交換機(jī)速率從 640G 升級到 51.2T 及以上，Serdes 速率升級疊加數(shù) 量的增加，總功耗將大幅提升。硅光是 CPO 交換機(jī)中光引擎的產(chǎn)品形態(tài)，也是未來硅光在數(shù)通潛力的 應(yīng)用場景。

硅光技術(shù)在激光雷達(dá)領(lǐng)域主要以高集成度的產(chǎn)品形態(tài)，應(yīng)用于固態(tài)激光雷達(dá)中，未來有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。 固態(tài)激光雷達(dá)以其高可靠性和低成本的優(yōu)勢，普遍被認(rèn)為是未來主流的技術(shù)方案。目前硅光技術(shù)主要是應(yīng)用在 OPA 方案中，目前還處在研究階段，預(yù)計大規(guī)模應(yīng)用在 2025 年以后。OPA 方案，即相控陣，通過改變相位來 控制出射光的方向，從而達(dá)到掃描的作用。

3.2 InP 材料是激光器最主流的選擇，集成化方案亦有應(yīng)用

InP，即磷化銦材料，是常見的 III-V 族材料。較硅材料，InP 材料的主要優(yōu)勢為 InP 是的激光器材料選 擇，除此之外 InP 還可以做成調(diào)制器等器件，因此 InP 材料也是光學(xué)集成平臺的重要選擇之一；InP 主要的缺點(diǎn) 是無法兼容 CMOS 工藝，規(guī)模化生產(chǎn)成本比硅材料更高，溫度敏感性也比較高。

光源是光芯片的最核心器件，而 InP 基材料也是光源的材料之一。硅材料是間接帶隙，很難直接發(fā)光， 而 InP 材料是直接帶隙，是非常好的激光器材料。因?yàn)?InP 材料的各種激光器，包括 VCSEL、DFB、DML 和 SGDBR 等，在光通信領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，因此即便未來硅和鈮酸鋰等材料取代部分器件，但是作為光源， InP 基材料仍將是最主流的選擇。

InP 材料可用于制作幾乎所有有源+無源光電器件，InP 集成具有廣泛的應(yīng)用前景。除了光源，InP 材料還 可以用于 AWG、波導(dǎo)、光柵等無源器件，以及調(diào)制器、探測器、光開關(guān)等有源器件。硅材料由于難以制作光源， 因此嚴(yán)格意義上的硅光集成難以實(shí)現(xiàn)，而 InP 集成可以實(shí)現(xiàn)。InP 集成可以用于電信中的相干光模塊，數(shù)通側(cè)的光模塊和光引擎（相比硅光方案成本較高），及 OPA 方案激光雷達(dá)，較硅光方案，算是第二選擇。

鈮酸鋰材料的優(yōu)勢在調(diào)制器上體現(xiàn)，目前主要應(yīng)用在電信領(lǐng)域。LiNbO3 具有電光系數(shù)大、本征調(diào)制帶寬 大、波導(dǎo)傳輸損耗小、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，同時也有偏振敏感、尺寸大、調(diào)制電壓高的缺點(diǎn)。LiNbO3 調(diào)制器是目 前發(fā)展較成熟的調(diào)制器，其利用線性電光效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電信號對光信號的調(diào)制，通過外加電場改變光在晶體中傳播 的折射率，進(jìn)而改變光的相位和偏振。目前 LiNbO3電光調(diào)制器的應(yīng)用場景主要在長距離的相干光通信領(lǐng)域以及軍 事及航天的陀螺儀等產(chǎn)品中。

薄膜鈮酸鋰調(diào)制器未來有望應(yīng)用到數(shù)通光模塊和激光雷達(dá)中。薄膜鈮酸鋰具有尺寸小、功耗低和易集成等 優(yōu)點(diǎn)，不過該技術(shù)目前尚未成熟。薄膜鈮酸鋰可以取代體材料鈮酸鋰的應(yīng)用場景，包括長距離相干光通信領(lǐng)域 和軍事航天等領(lǐng)域。同時，薄膜鈮酸鋰調(diào)制器的應(yīng)用場景可以拓展到數(shù)通光模塊和硅基激光雷達(dá)中。TFLN 調(diào)制器可以取代高速數(shù)通光模塊中的硅基調(diào)制器和 EA調(diào)制器，也是硅基激光雷達(dá)中 OPA 的主流材料之一。

4. CPO、全光互連和光計算等前沿領(lǐng)域空間可期

4.1 CPO 產(chǎn)業(yè)化尚需時日，但卻是行業(yè)未來重要的產(chǎn)品形態(tài)

什么是 CPO？ Co-packaged Optics，即共封裝光學(xué)，光學(xué)引擎 PIC 與電學(xué)引擎 EIC 合封在一起的封裝技術(shù)。 其中光學(xué)引擎包括有源光學(xué)器件和無源光學(xué)器件，電學(xué)引擎則包括各種電學(xué)芯片及電路部分。共封裝光學(xué)的優(yōu) 點(diǎn)： 降低功耗（核心優(yōu)勢）。電學(xué)引擎與光學(xué)引擎的電路距離大大縮短，電信號損耗降低，簡化后的 SerDes 去 掉 CDR、DFE、FFE 和 CTLE 之后功耗降低，可節(jié)省 30%的功耗； 降低成本。封裝工藝成本更低，高集成度的光引擎成本更低，同時省去部分電學(xué)芯片成本更低，可降低 25%-30%的成本。 減小尺寸。借助硅光技術(shù)和 CMOS 工藝，共封裝的方式顯著減小光電引擎各自獨(dú)立封裝方式的尺寸，同時 能夠?qū)崿F(xiàn)更高密度的 I/O 集成。

為什么要用 CPO？CPO 交換機(jī)主要分為交換機(jī)芯片、SerDes 和光學(xué)部分，過去 10 年交換機(jī)帶寬增長了 80 倍。交換機(jī)芯片的帶寬每兩年提升一倍；電接口的 SerDes 數(shù)量和速率也在提升，速率從 10G/s 提升到 112G/s， 數(shù)量從 64 個通道提升到 51.2T 時代的 512 個通道。交換機(jī)帶寬從 640G 提升到 51.2T，交換機(jī)芯片功耗提升 7.4 倍，每個 Serdes 通道的功耗提升 2.84 倍，結(jié)合 Serdes 通道數(shù)的增加，總功耗增加 22.7 倍。 交換機(jī)中 SerDes 的功耗大幅提升。隨著單個 SerDes 帶寬提升帶來功耗的提升，同時結(jié)合 SerDes 數(shù)量的提 升，未來 SerDes 的總功耗在交換機(jī)中的功耗占比將大幅提升。網(wǎng)絡(luò)部分的功耗在數(shù)據(jù)中心中的功耗大幅提升： 根據(jù) Facebook 的測算，隨著數(shù)據(jù)中心內(nèi)部流量的大幅提升，網(wǎng)絡(luò)部分的功耗占比增加明顯，到下一代網(wǎng)絡(luò)部分 的功耗占比將從現(xiàn)在的 2%左右提升到 20%左右。

傳輸距離越近，SerDes 功耗越低。縮短交換機(jī)和光模塊之間電信號需要傳輸?shù)木嚯x，可以簡化 Serdes 芯片 的功能，同時降低電信號的發(fā)射功率，從而降低 SerDes 的功耗。 傳輸距離越近，還可以降低光模塊的功耗。電信號傳輸距離越近，對光模塊中本來需要的 DSP 芯片要求也 更低，從而降低光模塊的功耗。

CPO 部署將在很大程度上受到交換演進(jìn)的推動。交換演進(jìn)將在 2025 年達(dá)到 102.4Tbps。一旦交換達(dá)到這個 水平，可插拔收發(fā)器將逐漸消失。與使用可插拔光學(xué)器件相比，CPO 承諾將功耗降低 30%，每比特成本降低 40%。 到 2027 年，共封裝光學(xué)的市場收入將達(dá)到 54 億美元，2025 年 CPO 組件市場將超 13 億美元，到 2028 年 將增長到 27 億美元。根據(jù) LightCounting 的報告，從長遠(yuǎn)來看，CPO 不局限于硅光、不局限于數(shù)據(jù)中心，還 有更大的前景。在 2027 年，CPO 端口將占總 800G 和 1.6T 端口的近 30%。CPO 參與公司主要包括云服務(wù)廠商、 設(shè)備商和芯片廠商等。Meta 在 2022 年的 OFC 會上展示了新一代的基于 51T ASIC 和 NPO 端口的交換機(jī)，4RU 的尺寸；Marvell 推出的 NPO，基于自家 Teralynx 交換芯片平臺，集成到標(biāo)準(zhǔn) 1RU 32 端口設(shè)備中，未來計劃發(fā) 展到支持 51.2T 交換機(jī)的 3.2T CPO 平臺；Intel 的樣機(jī)計劃于 2024 年上市，此前先后收購了 Optoscribe 和 Tower； 博通在 2023 年 OFC 推出了 51.2T 的 CPO 產(chǎn)品；IBM 推出了基于 VCSEL 的 CPO 產(chǎn)品。

CPO/NPO 交換機(jī)中的核心器件是光引擎，能夠?qū)崿F(xiàn)光電信號互相轉(zhuǎn)換的功能。早期的光引擎可以通過傳 統(tǒng)分立式的結(jié)構(gòu)，后續(xù)硅光技術(shù)逐步成熟后，也可以通過硅光集成的形式實(shí)現(xiàn)。光引擎可以被認(rèn)為是光有源器 件，且其中包含多個種類的光無源器件。光引擎可分為發(fā)射端和接收端，兩者的結(jié)構(gòu)類似，均包括有源和無源兩部分。因?yàn)楣饽K中失效比例的器件就是激光器，所以為了提升 CPO 交換機(jī)整體的可靠性，目前主要的 方案是將激光器外置，單獨(dú)以 ELSFP 模塊的形式存在。一旦激光器失效，直接更換 ELSFP 模塊即可。因此光 引擎的有源部分包括探測器、調(diào)制器和激光驅(qū)動芯片等，無源部分包括隔離器、MUX/DEMUX、透鏡系統(tǒng)、FA 器件和光收發(fā)組件等。

NPO 優(yōu)缺點(diǎn)清晰，應(yīng)被看作 CPO 代產(chǎn)品。NPO，即 near packaged optics，最近成為繼 CPO 之后又一 熱門的技術(shù)方向。相較 CPO，NPO 在高性能 PCB 底板上加上中間層，使得交換機(jī)芯片到光引擎的信號路由更 方便，且中間層的加入使得信號不再通過 PCB 板，因此整個 PCB 板的性能無需升級，從而大大降低成本。同 時，NPO 在遇到板上光引擎失效的問題時也更加容易解決。但是，相較 CPO，NPO 方案下交換機(jī)芯片和光引 擎之間的電通道距離達(dá)到 150mm，損耗為 13dB，而 CPO 方案下只有 50mm 長度，損耗只有 10dB。雖然兩者名 稱略有差異，但是我們更傾向于認(rèn)為，NPO 可以看作 CPO 的代產(chǎn)品，后續(xù)隨著各種技術(shù)難題的解決，會 逐步演化到 CPO。

CPO 仍有很多技術(shù)難題，挑戰(zhàn)和機(jī)遇并存。雖然行業(yè)內(nèi)很多人對 CPO 的前景非常樂觀，對 CPO 的研究也 在熱火朝天進(jìn)行中，但 CPO 作為一個比較前沿的技術(shù)，仍然有很多技術(shù)難題需要攻克。例如光源的功耗問題， 光源作為核心的部件之一，雖然外部光源在配置上更加靈活，但是激光器在高溫下效率較低，因此給多個通道 同時提供光源時，高功率帶來低效率，其功耗反而會更高。而且，光引擎緊密排布在交換機(jī)芯片的周圍，巨大 的發(fā)熱量如何進(jìn)行有效地散熱，光引擎失效后如何進(jìn)行靈活地更換，新的光學(xué)連接器如何定義等這些技術(shù)難題 都需要更加有效的解決方案。此外，CPO 產(chǎn)品是將光模塊和交換機(jī)集成在一起，因此將對光模塊和交換機(jī)行業(yè) 產(chǎn)生較大的影響，在制定好相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)之后如何使得兩個產(chǎn)業(yè)鏈更好的協(xié)同，也將是一個重要的挑戰(zhàn)。

4.2 光計算閃耀 AI 領(lǐng)域，光互連實(shí)現(xiàn)芯片間高速通信

在數(shù)據(jù)中心及超算中心領(lǐng)域，計算、存儲和傳輸是三大關(guān)鍵要素。在傳輸側(cè)，通過光模塊可以將交換機(jī)的 電信號轉(zhuǎn)化成光信號，再經(jīng)過光纖傳輸?shù)搅硪粋€交換機(jī)中，再經(jīng)過光模塊轉(zhuǎn)換成電信號到交換機(jī)芯片中進(jìn)行處理。因此交換機(jī)之間的傳輸可以通過光信號大大提升帶寬，并降低功耗，目前傳輸速率可達(dá) 800Gbps。而 芯片模組之間的傳輸，以及計算也可以通過光芯片實(shí)現(xiàn)，能夠大幅提升傳輸速率，優(yōu)化功耗。近年來，行業(yè)內(nèi) 也實(shí)現(xiàn)了高速的發(fā)展。

在 CPU 和 GPU 等算力芯片的計算能力以及存儲系統(tǒng)讀寫能力大幅提升的前提下，芯片模組間的傳輸能力 的提升成為了新的挑戰(zhàn)。隨著人工智能、云計算等行業(yè)的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，而芯片間的傳 輸能力也制約著整個算力系統(tǒng)的性能。通常來說，芯片之間的傳輸通過電通道，隨著傳輸速率的提升，電信號 的趨膚效應(yīng)使得信號損耗增大，因此需要提升電信號的功率才能保持正常傳輸，導(dǎo)致整體功耗較高。若通過光 信號進(jìn)行傳輸，不但可以提升帶寬，還可以降低功耗，因?yàn)楣庑盘柕膫鬏敁p耗隨著速率提升的變化幾乎可以忽 略不計。行業(yè)內(nèi)，Ayar Labs 和 Intel 合作推出了在 CPU 和 FPGA 等芯片加上光引擎實(shí)現(xiàn)光互連，英偉達(dá)和臺積 電合作在 GPU 芯片加上光引擎實(shí)現(xiàn)光互連。

近年來，光計算在 AI 領(lǐng)域也呈現(xiàn)高速的發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù) OpenAI 的數(shù)據(jù)，人工智能訓(xùn)練 任務(wù)所需求的算力在 2012 年至 2018 年期間增長了 300,000 倍，大約每 3、4 個月翻一番，遠(yuǎn)超摩爾定律帶來的 性能提升。以 Lightmatter 和 Lightelligence 為代表的公司，推出了新型的硅光計算芯片，性能遠(yuǎn)超目前的 AI 算 力芯片。該光芯片的計算過程通過光信號進(jìn)行，無需額外功耗，只需要光源產(chǎn)生光信號即可。根據(jù) Lightmatter的數(shù)據(jù)，他們推出的 Envise 芯片的運(yùn)行速度比英偉達(dá)的 A100 芯片快 1.5 到 10 倍，具體根據(jù)任務(wù)的不同有所差 異。以運(yùn)行 BERT 自然語言模型為例，Envise 的速度是英偉達(dá)芯片的 5 倍，功耗僅為后者六分之一。

光計算芯片的核心是硅光芯片，在非線性計算方面仍存限制。AI 領(lǐng)域的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算中，主要包括線性的 加乘和非線性計算。光信號通過硅光芯片上的 MZI 陣列，能夠順利地實(shí)現(xiàn)加乘的線性計算，功耗低，延時低， 并行能力強(qiáng)，且通過設(shè)計每個 MZI 兩臂的電壓可以適配不同的計算模型。光信號可以順利完成矩陣的線性計算， 且相比電信號計算更有優(yōu)勢，但是在非線性計算方面，光計算還有一定的困難，因此涉及到非線性計算時，光 信號還需要轉(zhuǎn)成電信號。且目前光芯片只負(fù)責(zé)計算方面的任務(wù)，存儲以及交互都是通過電芯片完成的，因此要 想用一顆光芯片實(shí)現(xiàn)計算+存儲+互連全功能的理想情況，還有一定距離。

5.海外光器件龍頭發(fā)展啟示錄

通過梳理海外光器件龍頭公司的發(fā)展史，我們可以看到三個趨勢：垂直一體化布局、持續(xù)并購和多業(yè)務(wù)并 行發(fā)展。雖然近年來國內(nèi)光器件公司迅速發(fā)展，尤其在光通信領(lǐng)域，國內(nèi)廠商在行業(yè)的排名中占據(jù)了半壁江山， 但是海外光器件龍頭廠商仍然具有的優(yōu)勢和較強(qiáng)的競爭力。我們梳理了 Coherent（前身為 II-VI）、Lumentum 以及 Fabrinet 等公司的發(fā)展史，可以看到相通的規(guī)律：一是在業(yè)務(wù)方面呈現(xiàn)垂直一體化布局；二是通過不斷并 購加強(qiáng)自身競爭力，保持增長的勢頭；三是多業(yè)務(wù)齊頭并進(jìn)。

5.1 Coherent：大的光器件公司，近年來并購市場表現(xiàn)活躍

Coherent 是大的光器件公司，其前身是 II-VI 公司。公司是材料、網(wǎng)絡(luò)和激光領(lǐng)域的龍頭廠商，其下 游主要為工業(yè)、通信、電子和儀器儀表這四個市場，共同代表了一個快速增長的總目標(biāo)市場，整體市場空間達(dá) 650 億美元。2022 年財年，公司營業(yè)收入為 33.17 億美元，同比增長 6.8%；凈利潤為 2.35 億美元，同比下降 21.1%， 主要是由于公司收購 Coherent 帶來利息費(fèi)用的大幅增加。

光器件由于其基礎(chǔ)屬性，可以應(yīng)用于多個下游市場。公司 1971 年成立，專注于二氧化碳激光器相關(guān)光學(xué)器 件。成立以來的 51 年內(nèi)，公司不斷新增相關(guān)業(yè)務(wù)。1998 年，公司啟動了碳化硅業(yè)務(wù)；2004 年，公司開展熱電 子學(xué)業(yè)務(wù)；2007 年，公司新增激光處理頭業(yè)務(wù)；2010 年，公司新增微光學(xué)系統(tǒng)業(yè)務(wù)； 2012 年，公司新增* 鍍膜、國防光學(xué)系統(tǒng)和陶瓷金屬化合物等業(yè)務(wù)；2016 年，新增 3D 識別的 VCSEL 陣列產(chǎn)品，RF 和光學(xué)外延片； 2018 年，新增高功率激光器系統(tǒng)，基于 LC 的 WSS；2019 年，新增高速率光模塊、InP 光電子、基于 LCoS 的 WSS，可調(diào)激光器等業(yè)務(wù)；2022 年，新增工業(yè)激光器、儀器儀表和激光加工設(shè)備等業(yè)務(wù)。綜合來看，Coherent 的下游市場包括通信、消費(fèi)電子、激光加工、汽車光電子和儀表儀器等領(lǐng)域，市場空間廣闊。

縱觀 Coherent 及其子公司 Finisar 的發(fā)展史，就是一部并購史。Coherent 每年都能新增不同的業(yè)務(wù)，除了 自身內(nèi)生研發(fā)以外，另外也主要是由于外部不斷的并購。公司的并購史可以分為兩個階段，階段是公司前 身 II-VI 從 1971 年成立到 2018 年期間的并購，第二階段為 2018 年至今的并購。階段，公司從細(xì)分領(lǐng)域的 光學(xué)公司，逐漸成長為無源光學(xué)器件，同時工業(yè)激光器產(chǎn)品、功率半導(dǎo)體產(chǎn)品以及光通信有源器 件產(chǎn)品也發(fā)揮垂直一體化的優(yōu)勢，所以無論是橫向還是縱向，公司的競爭力不斷增強(qiáng)。

第二階段皆為大手筆收購，公司有望產(chǎn)生質(zhì)的變化。第二階段為 2018 年至今，其中包括兩個大手筆的收購， 收購光通信廠商 Finisar 以及激光器整體解決方案龍頭廠商 Coherent。2019 年，II-VI 以約 32 億美元的 報價，完成對 Finisar 的收購，營收差不多翻倍，該收購對 II-VI 的業(yè)績和業(yè)務(wù)影響都是里程碑式的；2022 年， II-VI 以總價約 70 億美元收購了 Coherent，收購?fù)瓿珊螅琁I-VI 和 Coherent 將共同實(shí)現(xiàn)年收入約為 41 億美元， 成為在光子解決方案、化合物半導(dǎo)體和激光技術(shù)及系統(tǒng)的。

子公司 Finisar 通過垂直整合模式不斷加強(qiáng)競爭力，保持光通信龍頭地位。Finisar 成立于 1988 年，1999 年上市，至 2018 年被 II-VI 收購時的近二十年器件營業(yè)收入保持高速增長。2003 年至 2014 年，F(xiàn)inisar 通過收 購不斷提升自身垂直整合能力，不斷擴(kuò)大制造及研發(fā)優(yōu)勢，建立起光模塊領(lǐng)域多種核心技術(shù)壁壘，先后布局激 光器芯片、電芯片、相干技術(shù)及 WSS 等。2019 年，公司被 II-VI 收購。

5.2 Lumentum：的光芯片提供廠商

得益于蘋果的 3D 傳感的高速發(fā)展，消費(fèi)電子類的業(yè)務(wù) 2018 年大幅提升，未來有望在 LiDAR 等領(lǐng)域繼續(xù) 實(shí)現(xiàn)突破。公司主營業(yè)務(wù)在光通信領(lǐng)域，包括數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)和電信通信業(yè)務(wù)。2018 年以后得益于蘋果消費(fèi)電子 類產(chǎn)品中大量采用 3D 傳感方案，公司的 VCSEL 產(chǎn)品成為蘋果主要供應(yīng)商，因此其消費(fèi)者與工業(yè)業(yè)務(wù)大幅增加， 2018 年收入達(dá)到 5.84 億美元，占收比達(dá) 46.8%，后續(xù)其營收占比穩(wěn)定在 30%左右。2022 年公司實(shí)現(xiàn)收入 17.13 億美元，同比下降 1.7%。其中消費(fèi)者與工業(yè)收入占比 29.8%，數(shù)通及電信收入占比為 58.9%。

Lumentum 前身 JDSU 由 Uniphase 與 JDS 于 1999 年合并而成，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈合并購頻繁。公司的歷史始于 1979 年，前身之一 Uniphase 成立，另一前身 JDS 于 1982 年成立，1999 年 JDS 與 Uniphase 合并為 JDSU 公司。 2015 年 8 月，JDSU 拆分為兩家獨(dú)立上市公司，分別為 Lumentum 和 Viavi，Lumentum 主要是負(fù)責(zé)商業(yè)光學(xué)產(chǎn) 品業(yè)務(wù)，Viavi 主要負(fù)責(zé)源 JDSU 的設(shè)備業(yè)務(wù)。在光通信方面，公司 2018 年收購了 Oclaro，并且剝離了光模塊 業(yè)務(wù)，主要聚焦于激光器等器件產(chǎn)品。2021 年，公司收購了 Neophotonics，2022 年，公司收購了 IPG 的電信傳 輸產(chǎn)品業(yè)務(wù)線。目前 Lumentum 主要業(yè)務(wù)聚焦在光電器件及光模塊、3D 傳感和商用激光三大領(lǐng)域，延續(xù)了 JDSU 在光學(xué)技術(shù)市場領(lǐng)域的地位，生產(chǎn)高性能商用激光器。

JDSU 在分拆前，同樣踐行垂直一體化的戰(zhàn)略，從芯片到器件再到設(shè)備，具備較強(qiáng)的競爭力。作為老 牌光通信龍頭廠商，在分拆前通過收購保證了產(chǎn)業(yè)鏈垂直一體化布局。2018 年，Lumentum 在收購 Oclaro 之后， 雖然剝離了光模塊業(yè)務(wù)，專注于激光器等芯片產(chǎn)品，但是公司在光通信以外的多個領(lǐng)域布局，包括 3D 傳感等。 2021 年，公司參與了 Coherent 的收購，旨在獲取工業(yè)激光器、激光設(shè)備等業(yè)務(wù)，拓寬公司業(yè)務(wù)范圍，可惜在最 終競爭中不敵報價更高的 II-VI。公司轉(zhuǎn)頭便收購了新飛通，補(bǔ)齊了在激光器領(lǐng)域的商業(yè)版圖。有意思的是，如 果我們?nèi)ナ崂?Oclaro 和新飛通的歷史，也能看到數(shù)量繁多的并購事件。

公司依靠多年來在光通信領(lǐng)域激光器的研發(fā)、生產(chǎn)等經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子及汽車光電子領(lǐng)域。 Lumentum 面向 iToF、dToF、結(jié)構(gòu)光、汽車 In-cabin 及汽車激光雷達(dá)等多種應(yīng)用的 VCSEL 和 EEL 產(chǎn)品，均處 于量產(chǎn)狀態(tài)，目前在世界各地，有超過 10 億個 Lumentum 二極管激光器正在正常運(yùn)行。Lumentum VCSEL（芯 片及封裝）已經(jīng)通過了 AEC-Q102 認(rèn)證并實(shí)現(xiàn)批量出貨，可為車內(nèi) DMS/OMS 應(yīng)用提供貨架產(chǎn)品。面向激光雷 達(dá)，Lumentum 多結(jié) VCSEL 的光功率密度大幅提升，有望成為激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計的光源。Lumentum 不僅 可以提供車規(guī)級可靠性的 VCSEL 標(biāo)品，也可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行汽車 VCSEL 的深度定制開發(fā)。

5.3 Fabrinet：的光器件一站式解決方案廠商

Fabrinet 是從事光器件代工的廠商，基于在光通信領(lǐng)域積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，逐步向工業(yè)激光器、 汽車光電子和光學(xué)傳感等領(lǐng)域拓展。Fabrinet 目前與 1550nm 激光雷達(dá)廠商 Luminar 和 FMCW 硅光子激 光雷達(dá)廠商 Aeva 合作。

Fabrinet 創(chuàng)立于 2010 年，公司創(chuàng)始人 Tom Mitchell 為希捷聯(lián)合創(chuàng)始人，同年收購希捷在泰國的工廠。在創(chuàng) 立之后的十幾年期間，該公司通過內(nèi)生和外延不斷增加新的產(chǎn)品線，縱向一體化布局，橫向不斷拓寬市場。其 中包括，2004 年新增 PCBA、汽車 MEMS 傳感器以及光模塊產(chǎn)線；2005 年新增定制化光學(xué)產(chǎn)品，定制化高精 度玻璃元器件和連接解決方案產(chǎn)品線；2007 年新增工業(yè)激光器和科研用激光器，醫(yī)療器件和傳感器等產(chǎn)品線； 2012 年新增定制化硅光器件和模塊，100G 電信和數(shù)通光模塊及器件等產(chǎn)品線；2016 年新增激光雷達(dá)模塊及系 統(tǒng)產(chǎn)品線。參考 Fabrinet，天孚通信也在向激光雷達(dá)和醫(yī)療檢測等領(lǐng)域拓展，公司未來發(fā)展空間仍然廣闊。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關(guān)信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】。