前不久,上海印發的《上海打造未來產業創新高地發展壯大未來產業集群行動方案》(以下簡稱《行動方案》)引起了廣泛關注。
《行動方案》提出,到2030年,在未來健康、未來智能、未來能源、未來空間、未來材料等領域湧現一批具有世界影響力的硬核成果、創新企業和領軍人才,未來產業產值達到5000億元左右。到2035年,形成若幹領跑全球的未來產業集群。
其中,在打造未來智能產業集群中有提到,要攻關量子材料與器件設計、多自由度量子傳感、光電聲量子器件等技術,在矽光子、光通訊器件、光子芯片等器件研發應用上取得突破。
值得一提的是,近日光子芯片領域就傳來了好消息。
光子芯片是什麽?有哪些優勢?
10月18日,有消息報道稱,前沿科技企業中科鑫通獲悉,國内首條「多材料、跨尺寸」的光子芯片生產線預計將於2023年在京建成,填補我國在光子芯片晶圓代工領域的空白。
通俗地講,在傳統的電子芯片中,數據傳輸的載體是電子,而在光芯片中,數據傳輸的載體變成了光子。
據悉,半導體整體可以分為分立器件和集成電路兩大類,數字芯片和模擬芯片等電芯片歸屬於集成電路,光芯片則是分立器件大類下光電子器件的核心組成部分。典型的光電子器件包括了激光器、探測器等。
與集成電路芯片相比,光子芯片存在著許多不同之處。
從芯片制備角度,光芯片的制備流程同樣包含了外延、光刻、刻蝕、芯片封測等環節。但就側重點而言,光刻是集成電路芯片最重要的工藝環節,其直接決定了芯片的制程以及性能水平,而光芯片對制程要求相對不高,外延設計及制造是核心,該環節技術門檻最高。
民生證券研報指出,這個區别也決定了光子芯片行業中,IDM模式是主流,即集芯片設計、芯片制造、芯片封測試等多個環節於一身,這一點有别於標準化程度高、行業分工明確的集成電路芯片。
另外,這個差别還帶來了一個好處,那就是光子芯片領域不存在極高端光刻機「卡脖子」這樣的問題,使用我國已經相對成熟的原材料和設備就能生產。
從芯片材料(襯底)角度,較之集成電路芯片常用的矽片,二代化合物半導體(如InP、GaAs)是更為常用的光芯片材料。另外,以SiC,GaN為代表的第三代半導體也可作為光芯片的材料,只不過應用端會不一樣。
值得注意的是,光子芯片具有高速並行、低功耗的優勢,其運算速度及傳輸速率是電子芯片的1000倍,而功耗僅為電子芯片的九萬分之一。
國產替代趨勢漸成,有哪些相關概念股?
從應用端來看,光子芯片當下最主要的應用場景是通信領域,但其應用端並不局限於這一領域。事實上,廣義上的光芯片在工業、消費電子、汽車、軍事等領域均有非常廣泛的應用。
根據Lightcounting預測,2022年全球光模塊行業整體增速17%,同時2022-2027年的年復合增速為12%,因此2021-2027年全球光模塊行業的年復合增速為12.8%。
民生證券測算,粗略假設上遊光通信領域激光器芯片行業保持同樣增速,則2027年光通信領域激光器芯片市場規模約為23.5億美元。
而全球權威IT咨詢公司Gartner預測,到2025年全球光芯片市場規模有望達561億美元。
不過,以光通信產業鏈為例,下遊以華為、中興為代表的設備商已是行業領軍者,而光模塊領域在過去十年依託工程師紅利、勞動力紅利、供應鏈優勢等因素也快速完成了國產化替代。海外光模塊廠商在人力成本、供應鏈完善程度逐漸處於劣勢,因而更多側重於高端光器件及門檻較高的上遊光芯片等環節。
這也導致了在光子芯片領域,當前高端產品仍是海外主導,國内廠商的整體實力與海外龍頭仍有差距。
而在多重因素的作用下,國家層面對於光電子產業的日漸重視,並出台了許多政策,由此這個領域也迎來了國產替代的機會。
目前,A股上市公司中也有多家企業在光子芯片相關領域進行了佈局。
例如,光迅科技(002281.SZ)於2009年登陸深交所,是國内首家上市的光電子器件公司。業務場景涉及傳輸(模塊、光纖放大器、各類無源光器件等)、接入(固網接入的BOSA器件和PON模塊,無線接入的光模塊等)、數據中心通信(光器件、光模塊、有源電纜等)三大方向,整體實力居行業前列。
中際旭創(300308.SZ)在重點聚焦的高端數通光模塊領域,公司技術實力突出、市場份額行業領先,在Lightcounting給出的2021年全球光模塊TOP10供應商排名中,公司與海外巨頭II-VI並列第一。在此基礎上,公司在一些前沿領域,如800G光模塊、矽光芯片及光模塊、相幹模塊、激光雷達等領域的整體進度同樣居於行業前列。
近年來,該公司還内生外延並舉,積極佈局上遊矽光、 光芯片等領域,擬打通產業鏈上下遊。
除此之外,新易盛、太辰光、博創科技、中瓷電子等多家上市公司也都在光子芯片相關領域進行了佈局。
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