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證券研究報告行業(yè)報告|

行業(yè)深度研究2024年08月08日AI算力系列之硅光:未來之光,趨勢已現(xiàn)摘要硅光集成度不斷提高,應(yīng)用領(lǐng)域也在擴(kuò)大:硅光技術(shù)是以硅和硅基襯底材料作為光學(xué)介質(zhì),通過CMOS集成電路工藝制造相應(yīng)的光子器件和光電器件,以實(shí)現(xiàn)其在光通信、光傳感、光計算等領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用。硅光子集成度不斷提升,集成數(shù)量不斷增加,應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展。數(shù)通光模塊是硅光芯片最主要的應(yīng)用方向:2022年-2028年硅光芯片市場復(fù)合年均增長率為44%,推動這一增長的主要因素是用于高速數(shù)據(jù)中心互聯(lián)和機(jī)器學(xué)習(xí)光模塊,數(shù)通光模塊的應(yīng)用占硅光芯片市場應(yīng)用的93%。硅光技術(shù)既可以用在傳統(tǒng)可插拔光模塊中,也可以用在CPO方案中。硅光相比傳統(tǒng)模塊具備優(yōu)勢,未來高速增長:相較傳統(tǒng)分立光模塊,硅光模塊還擁有成本低、功耗低、兼容CMOS工藝、集成度高的優(yōu)勢。QYResearch調(diào)研團(tuán)隊(duì)預(yù)計2029年全球硅光模塊市場規(guī)模將達(dá)到57.1億美元,未來幾年復(fù)合增長率35.2%。國內(nèi)廠商積極布局硅光模塊:目前硅光模塊市場中,中國廠商份額較少,但國內(nèi)的中際旭創(chuàng)、新易盛、光迅科技、博創(chuàng)科技、銘普光磁、亨通光電等開始參與競爭,推出了400G、800G甚至1.6T的硅光模塊??申P(guān)注硅光模塊、硅光芯片、CW光源、耦合及封裝設(shè)備的投資機(jī)會。建議關(guān)注:中際旭創(chuàng)、新易盛、天孚通信、源杰科技(與電子團(tuán)隊(duì)聯(lián)合覆蓋)、仕佳光子、羅博特科、光庫科技。風(fēng)險提示:人才及技術(shù)更新風(fēng)險;下游需求不達(dá)預(yù)期風(fēng)險;競爭導(dǎo)致毛利率下降風(fēng)險;技術(shù)迭代的風(fēng)險;硅光模塊良率不高的風(fēng)險。2目錄1.硅光技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域2.硅光份額市場不斷擴(kuò)大,國內(nèi)廠商積極布局3.硅光模塊產(chǎn)業(yè)鏈分析4.建議關(guān)注的上市公司31硅光技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域41.1.

硅光技術(shù)是什么◆

硅光技術(shù)是以硅和硅基襯底材料(如SiGe/Si、SOI等)作為光學(xué)介質(zhì),通過互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)兼容的集成電路工藝制造相應(yīng)的光子器件和光電器件(包括硅基發(fā)光器件、調(diào)制器、探測器、光波導(dǎo)器件等),并利用這些器件對光子進(jìn)行發(fā)射、傳輸、檢測和處理,以實(shí)現(xiàn)其在光通信、光傳感、光計算等領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用。圖:硅光子技術(shù)演進(jìn)階段5資料:

CASVC國科創(chuàng)投公眾號,國際電子商情公眾號,天風(fēng)證券研究所1.2.

硅光子技術(shù)發(fā)展歷程◆

從1969年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室提出集成光學(xué)開始,到21世紀(jì),Intel等企業(yè)開始進(jìn)入硅光領(lǐng)域協(xié)助突破發(fā)展,硅光子技術(shù)開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化技術(shù)突破階段。2008年后,Luxtera、Intel等公司開始推出商用硅光集成產(chǎn)品,硅光芯片開始正式進(jìn)入市場化階段?!?/p>

硅光技術(shù)的發(fā)展整體可分為四個階段:第一階段,通過硅基材料制造光通信的底層器件,逐步取代光分立器件;第二階段,集成技術(shù)從混合集成逐漸向單片集成發(fā)展,將各類器件通過不同組合實(shí)現(xiàn)不同功能的單片集成,這也是目前硅光子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀;未來第三階段,預(yù)計將通過光電一體技術(shù)融合,實(shí)現(xiàn)光電全集成融合;第四階段,器件分解為多個硅單元排列組合,矩陣化表征類,通過編程自定義全功能,實(shí)現(xiàn)可編程芯片。圖:硅光子技術(shù)演進(jìn)階段6資料:集微咨詢,天風(fēng)證券研究所1.3.

硅光子集成度提升,應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展◆

小規(guī)模硅光子集成時代,PIC上有1到10個組件,其中包括高速pn結(jié)調(diào)制器和光電探測器(PD),以及III-V激光器與硅PIC的異質(zhì)集成;◆

中等規(guī)模集成時代,Mach-Zehnder調(diào)制器(MZM)成功用在數(shù)據(jù)中心內(nèi)的收發(fā)器中——PIC上有10到500個組件,包括單波長和多波長,基于微環(huán)調(diào)制器的收發(fā)器也體現(xiàn)了PIC技術(shù)的多路復(fù)用和能效優(yōu)勢。硅光子/電子平臺中的相干收發(fā)器證明,該技術(shù)可以在性能上與LiNbO3光子和III-V族電子媲美。除了通信,硅光子還有更多新的應(yīng)用,如生物傳感器。◆

大規(guī)模集成時代,在同一芯片上實(shí)現(xiàn)500到10000個組件,應(yīng)用包括激光、圖像投影、光子開關(guān)、光子計算、可編程電路和多路復(fù)用生物傳感器;甚至超大規(guī)模集成電路(>10000個元件)的原型現(xiàn)在也已出現(xiàn)。圖:硅光集成主流方案圖:硅光子集成電路(PIC)上組件數(shù)量的時間線硅基光子集成混合集成單片集成襯底包含不同體系材料同一襯底上集成激光器+調(diào)制器激探探測器+調(diào)制器+合波器+電芯片系統(tǒng)級集成芯片波導(dǎo)光柵陣列激光器陣列探測器陣列調(diào)制器陣列耦合器陣列光器+電芯片測器+電芯片探測器+合波器+電芯片7資料:arXiv,集微咨詢,信息與電子工程前沿FITEE公眾號,天風(fēng)證券研究所1.4.

硅光應(yīng)用市場不斷擴(kuò)大◆

數(shù)通應(yīng)用占硅光應(yīng)用90%以上:市場研究機(jī)構(gòu)Yole數(shù)據(jù)顯示,2022年硅光芯片市場價值為6800萬美元,預(yù)計到2028年將超過6億美元,2022年-2028年的復(fù)合年均增長率為44%。推動這一增長的主要因素是用于高速數(shù)據(jù)中心互聯(lián)和對更高吞吐量及更低延遲需求的機(jī)器學(xué)習(xí)的800G可插拔光模塊,數(shù)通光模塊的應(yīng)用占硅光芯片市場的93%,復(fù)合增長44%。此外在電信領(lǐng)域、光學(xué)激光、量子計算、光計算以及在醫(yī)療保健領(lǐng)域都有廣闊的發(fā)展前景。圖:2022-2028年硅光芯片按不同應(yīng)用的銷售額8資料:Yole,中研網(wǎng),天風(fēng)證券研究所1.5.

光模塊中硅光及薄膜鈮酸鋰的份額將呈上升趨勢◆

LightCounting預(yù)計,基于GaAs和InP的光模塊的市場份額將逐步下降,而硅光子(SiP)和鈮酸鋰薄膜(TFLN)PIC的份額將有所上升。LPO和CPO的采用也將促進(jìn)SiP甚至TFLN器件的市場份額增長?!?/p>

LightCounting預(yù)計硅光芯片的銷售額將從2023年的8億美元增至2029年的略高于30億美元。采用TFLN調(diào)制器的PIC銷售額將從現(xiàn)在的幾乎為零增長到2029年的7.5億美元。傳統(tǒng)DWDM光模塊中使用的塊狀LiNbo3調(diào)制器的銷售額將繼續(xù)下降,到2029年將變得微不足道。圖:光模塊中激光器及光子集成電路PIC的銷售收入情況注:Silicon

Photonics為硅光;InP為磷化銦;GaAs為砷化鎵;TFLN為薄膜鈮酸鋰;LiNbO3

bluk為體材料鈮酸鋰。9資料:LightCounting,天風(fēng)證券研究所1.6.

CPO光電共封裝圖:CPOvs可插拔光模塊◆

光電共封裝(CPO)指的是交換

ASIC

芯片和硅光引擎(光學(xué)器件)在同一高速主板上協(xié)同封裝,從而降低信號衰減、降低系統(tǒng)功耗、降低成本和實(shí)現(xiàn)高度集成?!?/p>

CPO的發(fā)展才剛起步,并且其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)形成預(yù)計還要一定時間,但CPO的成熟應(yīng)用或許會帶來光模塊產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的重大變化?!?/p>

硅光技術(shù)既可以用在傳統(tǒng)可插拔光模塊中,也可以用在CPO方案中。800G傳輸速率下硅光封裝滲透率會有提升,而CPO方案則更多的是技術(shù)探索。但是從1.6T開始,傳統(tǒng)可插拔速率升級或達(dá)到極限,后續(xù)光互聯(lián)升級可能轉(zhuǎn)向CPO和相干方案。圖:光模塊尺寸進(jìn)化圖10資料:半導(dǎo)體行業(yè)觀察公眾號,前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人,天風(fēng)證券研究所2硅光份額市場不斷擴(kuò)大,國內(nèi)廠商積極布局112.1.硅光模塊與傳統(tǒng)光模塊區(qū)別◆

硅光即硅基光電子,是以硅和硅基為襯底材料(如SiGe/Si、SOI等),并利用CMOS工藝對光電子器件進(jìn)行開發(fā)和集成的新技術(shù)?!?/p>

普通光模塊是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的裝置,其在功能上需對光信號進(jìn)行調(diào)制和接收。普通光模塊在制造上需要經(jīng)過封裝電芯片、光芯片、透鏡、對準(zhǔn)組件、光纖端面等器件,最終實(shí)現(xiàn)調(diào)制器、接收器以及無源光學(xué)器件等的高度集成。各器件主要通過封裝技術(shù)進(jìn)行集成。◆

硅光模塊所使用的硅光子技術(shù)是利用CMOS工藝進(jìn)行光器件的開發(fā)和集成,基于CMOS制造工藝進(jìn)行硅光模塊芯片集成便是其最大的特點(diǎn),亦是它與普通光模塊最大的區(qū)別。硅光模塊芯片通過硅晶圓技術(shù),在硅基底上利用蝕刻工藝加上外延生長等加工工藝制備調(diào)制器、接收器等關(guān)鍵器件,以實(shí)現(xiàn)調(diào)制器、接收器以及無源光學(xué)器件的高度集成。圖:硅光芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖:1

00G傳統(tǒng)光模塊及硅光模塊的結(jié)構(gòu)12資料:集微咨詢,智研咨詢,F(xiàn)S,天風(fēng)證券研究所2.2.硅光模塊的優(yōu)勢◆

硅光模塊可突破傳統(tǒng)單通道光芯片的傳輸瓶頸,在未來高速傳輸時代具有較大優(yōu)勢。相較傳統(tǒng)分立光模塊,硅光模塊還擁有成本低、功耗低、兼容CMOS工藝、集成度高的優(yōu)勢?!?/p>

目前光集成商業(yè)產(chǎn)品技術(shù)路線主要分為III-V族和Si兩大陣營,其中DFB、DML、EML等激光器是InP陣營,雖然技術(shù)相對成熟,但是成本高,與CMOS工藝(集成電路工藝)不兼容,其襯底材料每2.6年才翻一倍。而Si硅光器件,采用COMS工藝實(shí)現(xiàn)無源光電子器件和集成電路單片集成,可大規(guī)模集成,具有高密度的優(yōu)勢,其襯底材料每1年可翻一倍。圖:傳統(tǒng)光模塊與硅光模塊的優(yōu)缺點(diǎn)圖:4

00G普通光模塊與硅光模塊指標(biāo)傳統(tǒng)光模塊硅光模塊優(yōu)點(diǎn)1、耦合效率高;2、低速傳輸有成本優(yōu)勢;1、高集成度:基于CMOS工藝,調(diào)制器和無源光路高度集成;3、易于和其他光傳輸系統(tǒng)集

2、突破單通道光芯片速率瓶頸,高速傳成。輸有性能優(yōu)勢;3、硅基襯底成本下降空間大。1、Ⅲ-V族光芯片成本高;1、硅波導(dǎo)和光纖耦合效率低,損耗較大,缺點(diǎn)2、分立式結(jié)構(gòu),封裝成本高,適合中短距離傳輸場景;Ⅲ-V族化合物材料,兩種分立式集成度低。2、硅基上集成材料兼容性較差,硅光芯片晶圓良率較低;3、400G前無成本優(yōu)勢。13資料:集微咨詢,芯語,F(xiàn)S,天風(fēng)證券研究所2.3.

硅光模塊的市場規(guī)?!?/p>

QYResearch調(diào)研團(tuán)隊(duì)最新報告《硅光子學(xué)光學(xué)模塊

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全球市場洞察和銷售趨勢(2024年)》顯示,預(yù)計2029年全球硅光模塊市場規(guī)模將達(dá)到57.1億美元,未來幾年年復(fù)合增長率CAGR為35.2%。圖:2018-2029年全球硅光模塊市場規(guī)模(百萬美元)14資料:QYResearch,天風(fēng)證券研究所2.4.

硅光全球產(chǎn)業(yè)鏈布局◆

與電芯片相似,硅光芯片的產(chǎn)業(yè)鏈上游為晶圓、設(shè)備材料、EDA軟件等企業(yè);中游可分為硅光設(shè)計、制造、模塊集成三個環(huán)節(jié),其中部分公司如Intel、ST等為IDM企業(yè),可實(shí)現(xiàn)從硅光芯片設(shè)計、制造到模塊集成的全流程;下游則主要包括通信設(shè)備市場、電信市場和數(shù)通市場(數(shù)據(jù)中心通信市場)。隨著硅光市場規(guī)模逐漸擴(kuò)大,傳統(tǒng)光模塊廠商也在通過自研/并購切入硅光設(shè)計領(lǐng)域。圖:硅光產(chǎn)業(yè)鏈圖譜15資料:集微咨詢,愛集微,天風(fēng)證券研究所2.5.

硅光模塊的市場份額及中國廠商積極布局◆

在數(shù)據(jù)通信市場,英特爾以61%的市場份額領(lǐng)跑,思科、博通和其他小公司緊隨其后?!?/p>

在電信領(lǐng)域,思科(Acacia)占據(jù)了近50%的市場份額,Lumentum(Neophotonics)和Marvel(Inphi)緊隨其后,相干可插拔ZR/ZR+模塊推動了電信硅光市場的發(fā)展?!?/p>

在目前市場競爭中,中國廠商份額較少,但國內(nèi)的中際旭創(chuàng)、新易盛、光迅科技、博創(chuàng)科技、銘普光磁、亨通光電等開始參與競爭,推出了400G、800G甚至1.6T的硅光模塊,旭創(chuàng)1.6T硅光模塊更是采用自研硅光芯片并已處于市場導(dǎo)入期。國內(nèi)公司硅光模塊進(jìn)展圖:2022年全球硅光的電信模塊及數(shù)通模塊市場份額公司已有1.6T的硅光解決方案和自研硅光芯片,正處于市場導(dǎo)入階段。公司目前確有400G和800G的硅光產(chǎn)品出貨并預(yù)計會持續(xù)上量。中際旭創(chuàng)境外子公司Alpine為公司在硅光模塊、相干光模塊以及硅光子芯片技術(shù)方向提供技術(shù)支持和供應(yīng)鏈保證。新易盛公司已在硅光產(chǎn)品方向做了充分的布局,在400G相關(guān)產(chǎn)品端已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。公司聯(lián)合思科推出的1.6T

OSFP-XD硅光模塊,是日常所說的800G/1.6T光模塊的解決方案之一,此方案采用每通道200Gb/s配置。公司200G\400G\800G硅光芯片已具備批量能力,正逐步應(yīng)用于公司的產(chǎn)品中。光迅科技公司基于硅光子技術(shù)的400G-DR4硅光模塊已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨。公司正在研發(fā)800G硅光模塊。博創(chuàng)科技銘普光磁亨通光電公司硅光800G

DR8光模塊已通過行業(yè)檢測標(biāo)準(zhǔn),目前在PVT階段。公司目前1.6T的研究開發(fā)尚屬于早期階段。公司推出了量產(chǎn)版的400G硅光模塊,客戶端的測試認(rèn)證正在進(jìn)行。公司曾在2021年成功推出3.2T

CPO工作樣機(jī),由于技術(shù)迭代,目前尚在進(jìn)一步研發(fā)過程中。16資料:YOLE,CIOE中國光博會公眾號,

wind,天風(fēng)證券研究所3硅光模塊產(chǎn)業(yè)鏈分析173.1.

硅光模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)(以Intel

100G產(chǎn)品為例)◆

Intel的100G

CWDM4模塊采用1271,1291,1311,1331nm波長,最長傳輸距離可達(dá)10km,采用QSFP28封裝,有0-70℃和15-55℃兩種溫度規(guī)格?!?/p>

Intel的CWDM4的TX和RX芯片是分開的,TX是由4個III-V/Si混合集成激光器、4個MZ光調(diào)制器及調(diào)制器驅(qū)動芯片、基于EDG技術(shù)的MUX、光纖耦合部分組成,RX由4個Ge/Si探測器、TIA、PLC基DeMUX、光纖耦合部分組成?!?/p>

TX和RX的時鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)采用MACOM的4通道25G

CDR芯片。TX和RX光纖陣列多余的尾纖,通過盤纖進(jìn)行整理固定。圖:Intel

100G

CWDM4硅光模塊的內(nèi)部細(xì)節(jié)18資料:訊石光通訊網(wǎng),天風(fēng)證券研究所3.2.

硅光模塊-硅光芯片◆

硅光技術(shù)在光開關(guān)、光波導(dǎo)、硅基探測器(Ge探測器)及光調(diào)制器(SiGe調(diào)制器)等已實(shí)現(xiàn)了突破?!?/p>

目前的硅光技術(shù)仍主要體現(xiàn)成兩種基本形態(tài),除采用大規(guī)模集成電路技術(shù)(CMOS)工藝集成單片硅光引擎方案外,市面上更常見的方案為混合集成方案,主要是光芯片仍使用傳統(tǒng)的三五族材料,采用分立貼裝或晶圓鍵合等不同方式將三五族的激光器與硅上集成的調(diào)制器、耦合光路等加工在一起。圖:硅光技術(shù)工藝可加工的結(jié)構(gòu)19資料:天堂硅谷,天風(fēng)證券研究所3.2.

硅光模塊-硅光芯片中兩種常見的調(diào)制方式◆

電光調(diào)制器完成從電信號到光信號的轉(zhuǎn)換功能,是光互連、光計算和光通訊系統(tǒng)的關(guān)鍵器件之一。在硅基電光調(diào)制器中,應(yīng)用最廣的調(diào)制機(jī)制是等離子色散效應(yīng):外加電場作用改變硅波導(dǎo)中的載流子濃度,從而改變波導(dǎo)折射率和吸收系數(shù)?!?/p>

調(diào)制器常用光學(xué)結(jié)構(gòu)有馬赫-增德爾干涉儀(MZI)型和微環(huán)諧振腔(MRR)型。圖:電光調(diào)制器的示意圖圖:馬赫-增德爾干涉儀(MZI)型調(diào)制器圖:微環(huán)諧振腔(MRR)型電光調(diào)制器20資料:浙江大學(xué)信息與電子工程學(xué)院,天風(fēng)證券研究所3.3.

硅光模塊-CW光源◆

連續(xù)波激光器又稱CW激光器,指擁有穩(wěn)定工作狀態(tài),可發(fā)出連續(xù)激光的激光器。CW激光器具有相干性好、可靠性高、波長可調(diào)諧、使用壽命長等優(yōu)勢,在航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生、汽車制造、機(jī)械加工、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域應(yīng)用較多?!?/p>

硅光方案中,CW激光器芯片作為外置光源,硅基芯片承擔(dān)速率調(diào)制功能。CW大功率激光器芯片,要求同時具備大功率、高耦合效率、寬工作溫度的性能指標(biāo),對激光器芯片要求更高。目前絕大多數(shù)硅光模塊的應(yīng)用場景用外置光源封裝的方法已經(jīng)能夠滿足要求。◆

目前大部分主流客戶需要的是70mw的產(chǎn)品,對于大部分400G與800G硅光模塊已經(jīng)足夠,100mW的CW光源產(chǎn)品除了可用于400G硅光模塊外,也可用于800G及1.6T的硅光模塊,400G

DR4硅光模塊僅需1顆100mW光源就能實(shí)現(xiàn),簡化光模塊設(shè)計,顯著降低光模塊成本。圖:Marvell硅光模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖:Lumentum的CW光源產(chǎn)品21資料:激光制造網(wǎng),中研網(wǎng),源杰科技,marvell,Lumentum,天風(fēng)證券研究所3.4.

硅光模塊-CW光源的幾種耦合方案◆

由于硅材料自身無法發(fā)光,光源是硅光技術(shù)需要解決的首要問題,目前行業(yè)主要采用傳統(tǒng)的FSO方案、基于FSO的2.5D混合集成和3D異質(zhì)集成這三種方案:對應(yīng)圖a、圖b、圖e??圖a:片外的激光源通過空間光學(xué)(free

space

optics,

簡稱FSO)和光纖耦合的辦法,F(xiàn)SO中包含透鏡、隔離器等空間光學(xué)元件。圖b:通過設(shè)計優(yōu)化光芯片中的器件,減少其反射,使得光路中不再需要隔離器,激光器發(fā)出的光,通過棱鏡入射到光柵耦合器處,Luxtera正是采用的該方案。????圖c:采用光子引線技術(shù)(photonic

wire

bonding),在激光器芯片和硅光芯片間加工出一個三維聚合物波導(dǎo),用于傳輸光信號。圖d:將激光器芯片flip

chip或者transfer

print到硅光芯片的上,然后采用邊緣耦合的方式將光信號耦入到硅光芯片中。圖e:將III-V材料通過異質(zhì)集成的方式加工到硅光芯片上,接著再對III-V材料進(jìn)行刻蝕,形成激光器,Intel采用的是該方案。圖f:一個比較長遠(yuǎn)的方案是,直接在硅基上外延生長III-V材料,形成量子點(diǎn)激光器。圖:激光器附加到硅光子集成電路的6種技術(shù)22資料:Roadmapping

the

next

generationofsilicon

photonics(Sudip

Shekhar等),天風(fēng)證券研究所3.5.

硅光模塊-耦合及封裝設(shè)備◆

硅光模塊必須采用高精度的自動耦合封裝設(shè)備保障封裝精度、良率和效率:??傳統(tǒng)的光模塊采用自由空間的設(shè)計方式,對于封裝耦合的精度要求較低,通常采用人工或半自動耦合的方式,封裝的成本較低。硅基光電子技術(shù)面臨不少難點(diǎn),其中包括光纖和波導(dǎo)的高效耦合、封裝。硅光模塊集成度高,封裝難度大,其耦合對準(zhǔn)與封裝的精度要求高,較難實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、低成本的封裝。?根據(jù)

Yole數(shù)據(jù),目前階段在硅光模塊成本中,硅光芯片僅占約

10%,封裝成本占比約為

80%。圖:ficonTEC部分的主要產(chǎn)品23資料:羅博特科增發(fā)報告書,ficonTEC,天風(fēng)證券研究所4建議關(guān)注的上市公司244.1.硅光模塊-中際旭創(chuàng)◆

硅光模塊從BOM

成本來看:1)CW

光源價格要比EML有一些優(yōu)勢,其次是

CW

光源可以一拖二或者一拖四光路,數(shù)量會比EML顆數(shù)節(jié)省。2)硅光芯片的集成度會比原先分離式的光器件在成本上面也會有些優(yōu)勢?!?/p>

公司已有400G和800G部分型號的硅光模塊開始給客戶批量出貨,同時還給更多的客戶送測了800G和1.6T硅光模塊,預(yù)計25年硅光800G和400G上量的比例還會進(jìn)一步的提升?!?/p>

目前硅光出貨結(jié)構(gòu)里占比還不高,仍以傳統(tǒng)方案為主,若未來硅光模塊的出貨占比提升,預(yù)計對公司毛利的提升會有幫助。圖:公司季度收入、凈利潤及增速(億元)圖:2023年公司收入結(jié)構(gòu)60.00350%2%3%4%304%

300%48.4350.00250%40.0030.0020.0010.000.0036.88200%30.26164%150%100%50%0%136%8.7821.6718.37-12%89%6.8233%15%10.0932%3.6415%2.501%91%-50%1Q232Q23單季收入單季收入同比增長3Q234Q231Q24單季歸母凈利潤25G/100G/400G光模塊10G/40G光模塊汽車光電子光組件單季歸母凈利潤同比增長25資料:choice,wind,天風(fēng)證券研究所4.2.硅光模塊-新易盛◆

公司境外子公司Alpine為公司在硅光模塊、相干光模塊以及硅光子芯片技術(shù)方向提供技術(shù)支持和供應(yīng)鏈的可靠保證,目前硅光芯片的研發(fā)和生產(chǎn)各項(xiàng)工作均在順利推進(jìn)中?!?/p>

目前已成功推出基于VCSEL/EML、硅光及薄膜鈮酸鋰方案的400G、800G、1.6T系列高速光模塊產(chǎn)品,

和400G和800G

ZR/ZR+相干光模塊產(chǎn)品、以及基于LPO方案的400G/800G光模塊產(chǎn)品。圖:公司季度收入、凈利潤及增速(億元)圖:2023年公司收入結(jié)構(gòu)12.00250%201%

200%150%11.131.9%0.2%10.1110.007.828.006.004.002.000.007.04100%6.0083%85%50%13%2.593.250%-5%-19%1.08-16%1.411.81-45%-50%-100%-53%97.9%1Q232Q23單季收入單季收入同比增長3Q234Q23單季歸母凈利潤單季歸母凈利潤同比增長1Q24點(diǎn)對點(diǎn)光模塊組件PON光模塊26資料:choice,天風(fēng)證券研究所4.3.硅光光引擎及器件-天孚通信◆

天孚通信在2005年成立,是業(yè)界領(lǐng)先的光器件整體解決?案提供商和先進(jìn)光學(xué)封裝制造服務(wù)商,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于光纖通信、光學(xué)傳感、激光、生物光子學(xué)等領(lǐng)域?!?/p>

公司通過自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)并購,在精密陶瓷、工程塑料、復(fù)合金屬、光學(xué)玻璃等基礎(chǔ)材料領(lǐng)域積累沉淀了多項(xiàng)業(yè)界領(lǐng)先的工藝技術(shù),如日本Tsuois

mold的超精密光學(xué)模具和透鏡設(shè)計技術(shù)(Lens)、北極光電高精度鍍膜(ThinFilm

Coating)技術(shù)和微光學(xué)元件(Filter

Block)技術(shù)、AIDI的平面陣列波導(dǎo)(AWG)技術(shù)等,為客戶提供多種垂直整合一站式產(chǎn)品解決?案,天孚已從精密元器件供應(yīng)商發(fā)展成為擁有多種封裝技術(shù)和垂直整合能力的平臺型公司。◆

公司目前具備的技術(shù)平臺包括傳統(tǒng)分立式器件技術(shù)平臺和硅光技術(shù)平臺,以配合下游不同技術(shù)方向客戶的需求。圖:公司季度收入、凈利潤及增速(億元)圖:2023年公司收入結(jié)構(gòu)8.00250%203%

200%155%7.327.327.006.005.004.003.002.001.000.005.4238.5%150%100%50%0%139%131%2.913.772.872.7995%2.0361.0%1.4460%74%0.9228%11%2%1Q232Q23單季收入單季收入同比增長3Q234Q23單季歸母凈利潤單季歸母凈利潤同比增長1Q24光無源器件光有源器件27資料:choice,天風(fēng)證券研究所4.4.硅光CW光源-源杰科技◆

目前大部分主流客戶需要70mw的CW光源產(chǎn)品,對于大部分400G與800G光模塊已經(jīng)足夠,同時也有部分客戶采用100mw的產(chǎn)品,公司會持續(xù)提升產(chǎn)品性能和開發(fā)更高規(guī)格產(chǎn)品?!?/p>

公司CW大功率激光器芯片在客戶端測試順利,第二季度已經(jīng)進(jìn)入了小批量生產(chǎn)出貨階段,預(yù)計今年下半年會對公司的業(yè)績帶來實(shí)質(zhì)性的成長。◆

硅光光源的毛利率會高于常規(guī)產(chǎn)品,并且隨著良率的提升,毛利率還會持續(xù)提升。圖:公司季度收入、凈利潤及增速(億元)圖:2023年公司收入結(jié)構(gòu)0.70100%80%3.3%0.604.6%0.600.510.5072%60%40%20%0.400.300.200.100.00-0.100.350.320%0.26-11%0.11-20%-40%-60%-80%-100%-120%-41%0.12-43%-0.02-59%0.08-50%-55%0.02-70%2Q2392.1%-92%3Q231Q234Q23-107%1Q24單季收入單季歸母凈利潤電信市場類技術(shù)服務(wù)及其他數(shù)據(jù)中心類及其他單季收入同比增長單季歸母凈利潤同比增長28資料:choice,天風(fēng)證券研究所4.5.硅光CW光源及組件-仕佳光子◆

公司AWG芯片、平行光組件、硅光用大功率激光器芯片等無源、有源產(chǎn)品可應(yīng)用于400G/800G/1.6T光模塊中?!?/p>

不同型號的CW光源進(jìn)展順利,在多家大廠驗(yàn)證導(dǎo)入中,已在部分硅光高速光模塊中得到小批量應(yīng)用?!?/p>

從2024年1季度看平行光組件、AWG產(chǎn)品都呈現(xiàn)增長態(tài)勢,平行光組件占比在增加,但AW

G組件仍然是主流。不同客戶的方案有所差別,但兩種產(chǎn)品的總需求都在增加。圖:公司季度收入、凈利潤及增速(億元)圖:2023年公司收入結(jié)構(gòu)2.50600%400%200%0%2.3%2.112.131.982.001.501.000.500.00-0.50364%33%1.811.4924.5%-22%-2%-24%-114%47.8%-17%-129%-200%-400%-600%-800%-245%0.08-556%-0.201Q2-30.032Q23-0.153Q23-0.104Q231Q2425.4%光芯片及器件室內(nèi)光纜線纜材料其他業(yè)務(wù)單季收入單季歸母凈利潤單季收入同比增長單季歸母凈利潤同比增長29資料:choice,天風(fēng)證券研究所4.6.硅光耦合及封裝設(shè)備-羅博特科◆

子公司ficonTEC是全球光電子及半導(dǎo)體自動化封裝和測試領(lǐng)域領(lǐng)先的設(shè)備制造商之一,其生產(chǎn)的設(shè)備主要用于硅光芯片、高速光模塊、激光、大功率激光器、光學(xué)傳感器、生物傳感器的晶圓測試、超高精度晶圓貼裝、耦合封裝等領(lǐng)域。尤其是,在硅光、CPO及LPO耦合、封裝測試方面,ficonTEC作為全球領(lǐng)先的技術(shù)提供商?!?/p>

ficonTEC主要客戶包括Intel、Cisco、Broadcom

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