以下是调研纪要总结:
· CW与EML的相对难度与阶段:专家称国产光芯片关注点主要在CW与EML;CW在技术与现实可行性上切入更快。专家举例源杰70mW与100mW已推进到量产与认证阶段,其中70mW已批量供货且完成北美CSP认证;高功率CW目前更多是放量前锁定,预计至少到Q3、Q4才会有实际需求释放。
· EML壁垒与公司量化口径:专家称EML是国产厂商短期难跨越的门槛,原因在于EML在DFB基础上集成吸收式调制器,工艺步骤至少增加一倍,且核心难点在调制器设计与长期可靠性。公司研发重心在EML。
· 高功率CW的技术门槛与竞争影响:专家称低功率CW本质仍是DFB,提升功率后难度不大,后续会有更多厂商突破,价格与利润会面临挑战;而350/400mW高功率CW需要在CW基础上集成SOA,集成难度与EML集成EA相当,难点在高光功率输出下端面烧蚀与光栅波导考验,以及功率稳定与寿命,现阶段可能出现“工作几百小时后功率衰减”的问题。
以下是专家观点:
Bryce:怎么看待当前所有的国产光芯片,包括EML和CW这一块的能力?谁家做得更好,有哪些进展?
专家:目前市场最关注的光芯片主要是CW Laser和EML Chip。就国产芯片厂商的能力来看,CW Laser在技术和现实可能性上切入速度更快。源杰在CW Laser的100毫瓦和70毫瓦产品上,尤其是70毫瓦,已经实现批量量产,并完成北美CSP厂商的认证,出货没有争议。100毫瓦的产品也在开发更高功率的CW,预计突破时间不会太久。
高功率CW虽然市场热度很高,但目前属于放量前的提前锁定,具体订单还未批量释放,预计至少要到Q3、Q4才会有实际需求。
EML芯片是国产厂商短期内难以跨越的门槛,目前参与度不高,产能填补的空间有限。拥有EML产能和技术的厂商可以维持高价格和高利润的周期,相对CW Laser更长。
Bryce:CW Laser除了源杰之外,其他厂商现在的情况如何?
专家:目前光安伦、长光华芯、武汉光迅等都有CW Laser产品。光迅的产品在市场上的消息较少,仕佳光子、华工也有相关产品,但对外披露的信息不多,主要是晶圆推广方面。
Bryce:如果不用结果去推演,从前置条件来看,未来哪家国产公司在CW Laser上可能会做得更好?有可能赶超源杰,或者比其他厂商更优秀?
专家:这些公司如华工、光迅、仕佳等并非纯芯片生产工厂,而是产品线链条中的一环,芯片开发以自身模块需求为主导。
源杰作为纯芯片供应商,没有下游器件封装厂,主要以市场需求为导向,依赖产品性能和可靠性认证,推动单一产品研发的动力更强。相比有模块依靠的厂商,源杰面临更大的压力和动力。长光华芯、鼎新等与源杰相比,源杰属于快速发展的公司,成立时间较短,技术来源包括韩国和公司团队,有一定技术积累。长光华芯作为上市公司,开发进度和流程化较为刻板。源杰在产品开发进度上压力和动力都更大,技术来源也有优势,团队部分来自公司,EML和CW Laser开发经验丰富,起点较高。因此,源杰在CW激光器和EML芯片开发上预计会领先其他厂商,有一定时间优势。
Bryce:比较公司时还有哪些角度?比如良率工艺、设备调试、晶圆尺寸升级能力带来的单位芯片成本的成本优势,以及与模块厂下游客户的协同优势等,能否再讲一下?
专家:除了产品定位和技术积累,还有一个重要因素是资源和资金支持。源杰与旭创合作,旭创在CW开发上给予源杰很大支持,有旭创需求,源杰在CW激光器开发上无需担心销售和市场,专注产品开发迭代。
另外不管是设备还是原材料,其他芯片厂商也能拿到同样的条件,只是其他厂商自身没有源杰的这种资源,华工也好,光迅也好,仕佳光子也好,想跟旭创合作的话,旭创还是有点担心大家同为光模块厂商会不会存在一些竞争关系,这是需要考虑的问题之一。另外产品开发出来了之后,会不会在供应上来限制出货量,这个也是他需要担心的地方,因为旭创早先的时候和微激光器上面有一些合作,后面的因为公司至少有点担心出货问题,好像有一段时间推动没那么的及时,或进度没那么快,旭创同样也担心这样。然后引入了源杰,源杰的70毫瓦的产品通过了验证之后也算是批量供货。
长光华芯和鼎新不是传统光通信芯片厂商,旭创也在配合推动相关EML芯片的研发和验证,开发更多芯片供应渠道以满足市场需求。目前没有更多对比角度说明源杰与其他芯片厂商有明显不同或优势。
Bryce:产线设备方面,包括设备采购、调试、工厂运维、产品稳定性、一致性、量产良率爬坡等情况,大家是否差不多?
专家:产品突破初期都是小批量或研发状态,后续量需求上升后,批量生产和MES流程化、数字化都有很多资源可以利用。厂商选择空间大,各有优势。只要产品流程未完全固化,就无法100%写死流程,但关键工艺流程的锁定,各家公司做得都差不多。如果有区别,主要在公司运营状态。
源杰作为新公司,在自动化和流程化方面天然比老芯片公司更好,设备较新,硬件和软件接口统一规范,这是优势。老芯片厂商设备可能十几二十年前,接口难以绑定MES设备和软件,导致部分设备落后。这是新芯片厂商的天然优势,流程化对开发和样品进度影响不大,但在批量规模化生产时,有助于保持工艺稳定性和一致性,防呆措施更好。任何批量供应芯片厂商在客户审核时都必须走这条路径,规模化生产、质量一致性是必要条件。
Bryce:如何评价公司在国产梯队中的水平?就芯片而言。
专家:公司早期并不认为自己是国产芯片厂商,目前已被东山精密收购,成为国内私营企业。技术沉淀主要来自台湾团队,常州虽然有产能,但建立时间较短,产线功能搭建完成于2019年,真正运行是在2021年左右,到现在不过五六年,但产品更新换代速度很快,从2.5G到现在的100G、200G,进展非常快。技术来源主要是台湾团队,在EML产品开发和生产方面比国内芯片厂商有更深技术积累,这是优点。
目前在EML产品上处于绝对领先地位,源杰100G EML还在客户验证阶段,公司100G EML已出货约8000万片。新产品和更高速率EML开发上,公司研发重心在EML,400G EML开发进度也不慢,速率上领先国内芯片厂商约三年。产能方面,公司EML芯片月产能约9KK,规模大于国产芯片厂商。扩产计划也很大,预计今年提升好几倍,规模化前景更好。公司经历波折后逐渐稳定,工作重心转向智能化平台,参考东山已有平台进行更新换代,数字化流程也有较大提升。
Bryce:CW呢?
专家:CW方面目前公司的进展还没有EML那么突出,主要还是以EML为研发重心,CW产品的市场表现和技术积累相对国内其他厂商并不具备明显优势。早期在产品定位时,EML产品的优先级最高,因此后续扩产主要围绕EML产品展开。但目前CW激光器的需求出现了爆发式增长,远超公司的预期,尤其是100毫瓦这类低功率CW激光器的市场需求正在迅速上升。
因此,后续公司也会针对CW激光器的方案和产品进行相应的产能扩充。实际上,100毫瓦CW激光器在公司内部的产品定位中优先级并不高,最高的仍然是EML产品。除了EML产品外,第二优先级是300、350毫瓦高功率CW激光器。后续公司会同步推进低功率产品的量产和350毫瓦高功率产品的认证。
Bryce:现在国产厂商陆续进入,未来可能会带来竞争格局的变化。从您的表述来看,您更强调生存模式和与模块厂的产业链协同度,技术或设备层面似乎大家差异不大。请问对于中低功率的CW或中低端EML产品,在中国厂商扩产的背景下,行业的进入门槛或壁垒主要体现在哪里?门槛算高还是低?等到中国厂商全面进入后,2028、2029年是否会冲击Lumentum或Coherent这类公司的产品ASP或毛利?另外,在CW功率方面,如果在70、100毫瓦产品上进展顺利,升级到350~400毫瓦产品迭代周期中,门槛又体现在哪里?是顺利过渡还是存在较高的技术壁垒?未来是否会出现低端芯片由中国厂商主导,高端产品仍被海外垄断的格局?
专家:目前国产芯片主要集中在传统FP、DFB芯片的开发,EML产品涉及的公司很少,原因有两个:一是原有模块需求以电信级为主,传输距离不远或速率不高,DFB芯片已能满足需求;二是EML与DFB的区别在于EML在DFB基础上集成了外调制器(吸收式调制器),这意味着在原有DFB工艺基础上至少增加一倍的工艺步骤。EML的集成需要额外的工艺流程,因此整体工艺流程比DFB复杂得多。
技术门槛主要体现在调制器设计上,既要提升调制频率,又要保证可靠性达标。虽然设计方案大家都了解,但如何实现性能达标并满足长时间运行的可靠性,是产品开发中最关键的问题,也是国产厂商在产品验证时常常失效或失败的主要原因。产品性能初期看起来没问题,但长时间运行后可靠性不达标。这也是公司在产品开发过程中遇到的主要挑战,无论是工艺迭代还是优化,核心问题都在于产品的长期工作寿命无法达到设计要求。
第二个问题是,国产芯片在2027、2028年,至少在CW激光器低功率产品上,必然会对现有芯片供应和市场产生冲击,主要体现在价格和利润方面。CW激光器芯片,尤其是100毫瓦以下的低功率产品,价格在短期内会面临很大挑战。国产芯片可以较为容易地进入这一市场,无论是公司还是Coherent的策略,后续都倾向于直接采购低功率CW芯片。但公司需要确保在高功率CW产品上的市场份额。
虽然都是CW激光器,100毫瓦产品只需单颗DFB芯片,而高功率产品(如350、400毫瓦)则需在CW基础上集成光放大器(SOA)。集成放大器的难度与EML集成EA相当。SOA虽然不具备调制功能,但需要实现高光功率输出,这对端面烧蚀和光栅波导的考验极大。既要满足功率要求,又要保证可靠性和寿命,难度很高。目前开发高功率CW芯片时,虽然可以实现高光功率,但难以持续,工作几百小时后光功率会明显衰减,这在实际产品应用中是不可接受的。开发过程中需要解决的核心工艺问题是如何维持光的稳定性并保证使用寿命。
Bryce:在工艺调试、技术、生产或研发方面,行业内是否存在专利壁垒?是否有专利保护期导致某些技术路线受限?
专家:CW激光器低功率产品方面,目前已通过国外客户认证的是源杰,后续会有更多芯片厂商实现突破。技术本质上还是DFB,只是功率提升,难度并不大,因此各厂商在工艺上总会取得进展,时间早晚而已。这也是Coherent放弃低功率CW开发、专注高功率产品的原因,因为预期后续竞争会非常激烈,尤其是在国内。
关于专利问题,主要集中在芯片设计环节,比如波长锁定、温度效应导致的波长漂移、模式锁定与失锁等问题。在SOA阶段也有一些具体结构专利,比如如何在高光强下保证放大效应的可持续性,涉及倒排、掩埋、非周期结构等具体工艺细节。当然,专利未失效前并非没有解决办法,关键在于企业能力是否匹配。芯片样品可以做出来,但要实现规模化、稳定生产并保证可靠性则较难。
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