矽光技術未來已來 一文帶你了解矽光產業發展現狀與競爭格局

矽光技術未來已來 一文帶你了解矽光產業發展現狀與競爭格局

 王應虎 • 2019-01-02 15:15:58　來源：前瞻網　E5735G0

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數據時代 通信設備需要技術突破

近年來，隨著寬帶中國戰略的深入實施，我國4G網絡基礎設施不斷完善，流量資費也在不斷降低，再加上智能終端價格的下降，這三個因素促進了支付、視頻廣播等各種網際網路應用，帶動數據流量呈爆炸式增長。據工信部數據顯示，2017年，移動網際網路接入流量消費達246億GB，比上年增長162.7%，增速較上年提高38.7個百分點。全年月戶均移動網際網路接入流量達到1775MB/月/戶，是上年的2.3倍，12月當月戶均接入流量高達2752MB/月/戶。

隨著雲計算、人工智慧等衍生領域的技術不斷進步，網際網路應用將逐漸由支付、視頻等消費端應用向生產端應用拓展，如人工智慧在醫療、教育及工業生產等領域的垂直應用。這些垂直行業的應用一大特徵就是將產生海量的數據。據Gartner等機構預測，到2020年全球通信數據產生量將達到44ZB，2024年數據產生量更是高達123GB（123ZB相當於整個世界76億人口全年每天觀看24小時的高清視頻流，持續兩年所產生的的數據量）。數據量的爆發對通信設施的傳輸與處理能力提出了巨大的挑戰。

矽光技術逐漸成熟 摩爾定律可否在通信領域再續傳奇？

傳統通信設備的光模塊採用分立式，光晶片通過一系列無源耦合器件，與光纖實現對準耦合，完成光路封裝。而矽光技術下的光模塊基於CMOS製造工藝，在矽基底上利用蝕刻工藝可以快速加工大規模波導器件，利用外延生長等加工工藝，能夠製備調製器、接收器等關鍵器件，最終實現將調製器、接收器以及無源光學器件等集成，其具有集成度高、成本低及傳輸性能更優的特點。從1985年提出波導理論開始，歷時三十餘年的研發，矽光技術在通信領域的應用逐漸成熟並開始小規模產業化。

就具體應用而言，目前矽光技術在通信設備中除了雷射器外，已可實現光模塊中大部分器件的製造，典型的如光波導、外調製器件及APD接收器等。不過由於產業尚處於起步階段，業內並未出現權威的行業規範與技術標準，各主流廠商採用矽光技術設計生產元器件時採用的技術路線不盡相同，最終的技術方案還有待優化完善。

雖然最終的技術方案尚未形成，不過這並不影響矽光技術的推廣應用，本身對於一個新興行業而言，技術規範與標準實際也是產品在擴大應用過程中逐漸形成共識的。在矽光技術的產業化應用過程中，美國一直是行業主戰場，數據顯示，2017年，美國矽光市場規模為0.5億美元，預計2020年市場規模可達到3.3億美元，複合增速高達87.6%。

相比之下，傳統分立式光模塊由於技術路線比較成熟，市場化時間較長，應用較為普及，市場規模也遠遠大於矽光技術市場規模。據研究機構OVUM數據顯示，2016年，傳統光模塊市場規模為67億美元，2017年為77億美元，市場增速接近15%。未來，受益於信息技術應用進一步深化普及，2020年行業市場規模有望達到109億美元。

進一步來看，就傳統光模塊市場競爭格局而言，Lumentum與II-VI佔據行業領先地位，我國國內企業昂納與光迅科技具有一定的競爭實力，但昂納屬於外商獨資企業，而光迅科技品主要定位在中端，在行業尖端技術領域與國外巨頭相比差距仍然比較大。

通過以上對矽光技術市場與傳統光模塊市場分析可以看出，雖然在規模上兩者還存在差距，但是作為一種新興的替代技術，矽光技術的出現意義在於發揮矽基的CMOS工藝的規模效應，進而複製摩爾定律，在通信設備領域再續新的傳奇。畢竟摩爾定律在晶片行業創造的奇蹟還是給光模塊行業未來以無限的想像空間。若矽光技術通過不斷完善而成為行業的主流技術，那麼通過光模塊成本構成可知，矽光技術的市場空間可達光模塊市場的40%，潛力巨大。

巨頭紛紛布局，行業風起雲湧

正是看到矽光技術在通信設備製造領域無窮的發展潛力與想像空間，傳統通信設備巨頭及相關行業有競爭力的企業紛紛入場布局，行業發展態勢可謂風起雲湧。國外的企業如Intel、Acacia及SiFotonics等行業巨頭由於起步較早，均已推出多款基於矽光技術的器件產品，在行業內佔據頭部地位。

相比國外企業而言，國內企業進入該領域較晚，主要通過併購或者與外企合作的模式來切入，在技術研究及產品開發與國外巨頭相比仍有不小的差距，目前仍處於追隨者的地位。不過無論是國外企業的技術領跑還是國內企業的入場追趕，有一點是不變的，那就是矽光技術未來已來。

更多數據參考前瞻產業研究院發布的《中國通信設備行業戰略規劃和企業戰略諮詢報告》

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