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又有兩個光通信細分正悄悄發酵 全球觀察

6月14日,光通信板塊繼續大漲,昨天提及的光芯片也是持續表現,華西股份、躍嶺股份等漲停。

催化上,華泰證券提到,其配套的光芯片“缺芯”預期或正在price in。國泰君安也表示,本輪流量爆發前夕,新型大容量通信傳輸技術如高速光芯片等的落地有望加速落地。

昨天我們已經給大家介紹了整個光芯片的總體情況,今天我們重點來給大家介紹一下它的兩個細分:薄膜鈮酸鋰和磷化銦。


(資料圖片)

薄膜鈮酸鋰潛在市場空間接近百億

長城證券指出,隨著人工智能、物/車聯網、工業互聯網、AR/VR等新技術的逐步應用與產業化帶來數據流量的快速增長,數據中 心進一步向大型化、集中化轉變,將帶動高速率及中長距離光模塊的快速發展。

其表示,由于光模塊速率升級過程中會帶來功率損耗、信號失真等問題,以及速率提升中對光芯片性能提出了更高要求, 進而導致整體成本提升,驅動更高速率光模塊的多種技術演進。

而眾多光模塊演進新技術中,CPO、硅光技術、LPO等咱們前面已經給大家介紹過,今天就再來給大家介紹另一種:薄膜鈮酸鋰。

據長城證券研報,鈮酸鋰晶體具有光電效應多、性能可調控性強、物理化學性能穩定、光透過范圍寬等特點,因此基于鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器、光調制器、相位調制器、光隔離器、電光調Q開關等光電器件在電子技術、 光通信技術、激光技術等領域中得到了廣泛研究和實際應用。

而光調制器制備中,根據材料不同,可為硅基方案、磷化銦方案和鈮酸鋰方案三種,其中鈮酸鋰方案具有高帶寬、低插損、較高消光比、 工藝成熟等優點。同時,傳輸距離長達100公里以上,容量超過100G,在100G/400G相干光通訊網絡中有著廣泛的應用。

但是,鈮酸鋰方案雖性能優勢,但也存在不足,比如存在1)性能提升逐漸遭遇瓶頸,且與CMOS工藝不兼容。 2)尺寸尺寸較大,難以滿足光器件小型化趨勢。 3)成本及價格較高等問題。

這種情況下,薄膜鈮酸鋰出現了。

長城證券表示,薄膜鈮酸鋰調制器不僅繼承了鈮酸鋰材料的性能優勢,而且在體積、成本等方面有所改善。具體來看,

1)薄膜鈮酸鋰調制器在性能和性價比上得到新的提升,在保留鈮酸鋰調制器原有的性能優勢的同時使帶寬獲得突破;

2)尺寸顯著變小,解決了體材料鈮酸鋰體積較大難以集成的問題,可以實現高度集成;

3)隨著尺寸的減小也使單位面板傳輸密度大大提高,成本方面有進一步下降的空間。

據長城證券研報,隨著高速相干光傳輸技術不斷從長途/干線下沉到區域/數據 中心等領域,用于高速相干光通信的數字光調制器需求將持續增長,2024年全球高速相干光調制器出貨量將達到 200萬端,按照每個端口平均需要1~1.5個調制器,若薄膜鈮酸鋰調制器體滲透率可達50%,對應的市場空間約 82-110億元。

上游比較稀缺的材料——磷化銦

據天風證券研報,半導體材料包括三大類:1)單一元素構成的半導體材料,主要包括硅( Si)、鍺(Ge)2)以氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)等為代表的寬禁帶半導體,另外一種就是,以化合物構成的半導體材料,主要包括砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)。

而光芯片按功能,可以分為激光器芯片和探測器芯片,其中激光器芯片按照材料體系劃分,可以分為砷化鎵GaAs和磷化銦Inp兩套材料體系。

天風證券指出,從全球磷化銦襯底應用情況來看,據Yole數據顯示,2020年光模塊器件、傳感器件、高端射頻器件三者銷量占比分別為83%、4%和14%,光模塊器件和高端射頻器件是磷化銦下游主要的應用。

根據Yole預測,磷化銦器件應用領域正從傳統的數據通信和電信市場向C端消費市場擴展,預計到2026年下游應用規模將達到約52億美元,2020-2026年年均復合增長率為16%。

天風證券表示,數據通訊和電信仍然將是磷化銦最大應用領域,骨干網全光化和數據中心內的400G/800G光模塊等對磷化銦激光器件帶來持續需求,而消費電子領域應用增速更快,如3D傳感、可穿戴設備、無開孔屏幕傳感等。

產業鏈方面,磷化銦上游為晶體生長、襯底和外延片的生產加工環節;中游包括集成電路設計、制造和封測環節;下游應用主要涉及光通信、無人駕駛、人工智能、可穿戴設備等多個領域。

據天風證券梳理,各環節廠商:1)襯底廠商:北京通美、日本JX、通美、住友、云南鍺業等。2-1)外延廠商:IQE、臺灣聯亞光電、臺灣全新光電、臺灣英特磊等,2-2)器件廠商包括Finisar、Lumentum、AOI等。3)IDM模式廠商:國內的源杰科技、仕佳光子、長光華芯等。

中航證券指出,我國光芯片上游材料廠商標的稀缺,云南鍺業具備磷化銦、砷化鎵晶片生產能力,濟南晶正的硅基鈮酸鋰材料一枝獨秀。

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