光模組大廠紀要:光晶片良率僅40%,EML 終將退場

“未來五年,矽光將成為主流技術。” —— 一位在光通訊領域深耕多年的專家如是說。

當AI大模型對算力的渴求達到前所未有的高度,資料中心內部的光連接技術正經歷著一場靜默的革命。從傳統可插拔光模組到CPO(共封裝光學),從EML到矽光,技術路線的每一次搖擺都牽動著整個產業鏈的神經。

技術壁壘:光晶片是真正的“護城河”

在光通訊產業鏈中,真正的技術壁壘並不在於光模組的製造——國內外的公司都已掌握相關技術。真正難以踰越的“護城河”在於光晶片,尤其是電信級應用的光晶片

可靠性驗證過程耗時極長,有時需要數年時間。”專家強調。這正是光晶片最殘酷的現實:在成千上萬小時裡,晶片需要在不同電壓、電流和溫度條件下持續運行,任何微小的瑕疵都可能導致整個系統的失效

更令人震驚的是,目前光晶片的良率普遍僅在10%至40%之間。在雷射器製造領域,10-20%的良率已屬“尚可”,這與矽基晶片動輒90%以上的良率標準相去甚遠。

磷化銦:鎖住產能的“咽喉”

專家強調,未來兩到三年內,光晶片的產量將嚴重不足。其瓶頸在於上游核心材料——磷化銦

“InP晶圓製造工藝相對落後,長期停留在2英吋或3英吋的小尺寸晶圓階段,而矽晶圓已發展至12英吋。”專家指出。

這種“落後”並非偶然。日本廠商曾是磷化銦的主要供應商,而他們生產所需的稀土(如銦)高度依賴從中國進口。中國出口管制政策的實施,反而為本土廠商提供了發展機會。

專家預計磷化銦的供應瓶頸將持續存在至少兩到三年。展望三年後,隨著眾多公司擴產計畫的逐步落地,供應緊張的狀況才可能有所緩解。

FAU:意想不到的“卡脖子”環節

在整個產業鏈中,有一個環節的產能瓶頸最為突出——FAU(光纖陣列單元)

“FAU的生產過程依賴較多手工操作,自動化難度較高。”專家坦言。不同客戶需求的方案各不相同,導致難以實現標準化自動化生產。投入巨資開發自動化產線,可能在完成一批訂單後就需要更換方案,風險極高。

目前,FAU的報價至少比以往正常水平高出兩倍。對CPO、NPO(近封裝光學)產品而言,FAU的成本佔比甚至可能超過50%,高於光晶片、電晶片、3D封裝及測試等環節的成本總和。

“在CPO、NPO需求大規模放量之前,廠商投資自動化的意願不強,導致生產嚴重依賴手工,產能提升困難。”專家補充道。

矽光 vs. EML:誰將一統江湖?

專家認為,3到5年後矽光將成為主流技術。當前市場之所以在EML與矽光之間搖擺,主要原因是供應鏈短缺——無論那種方案,只要有貨源就會被採用。

長遠來看,矽光方案在成本和性能上均優於EML。專家預測,5年後,Scale-up場景將完全由矽光主導,EML基本沒有應用空間。考慮到Scale-up的體量可能是Scale-out的10倍,這意味在增量最大的市場中,EML將被邊緣化。

中國廠商:追趕還是被甩下?

專家強調,光晶片技術需要時間沉澱,並非僅靠投入資金和人力就能迅速攻克。行業技術迭代速度非常快,需求持續升級,從70W、100W、400W甚至到800W,供應一直跟不上。

“Mitsubishi Electric在CW雷射器方面佈局不多,目前主攻EML。Sumitomo和Furukawa在CWDM方面表現不錯。Lumentum和Coherent則面臨產能不足的問題。”專家分析道。

為應對產能瓶頸,Coherent正在德州建設6英吋產線,Lumentum也在通過收購等方式進行佈局。未來幾年,產能將是關鍵問題

專家也指出,國內廠商通過持續的工藝實踐和最佳化,完全有機會追趕上來。矽光技術本身並非高不可攀,國內廠商如中際旭創新易盛等在研發上處於領先地位,但這種優勢並非長期保障。

價格走勢:每Gbps 0.1美元的鐵律?

關於未來價格曲線,專家坦誠:“預測未來五年的具體價格曲線非常困難,因為技術迭代周期縮短至一年到一年半,且放量速度極快。”

目前行業內一個粗略的估算方法是,價格趨向於每Gbps為0.1美元。定價邏輯與傳統光模組相似:資料速率翻倍,價格並不會翻倍,而是增長約50%至60%。例如,從800G升級到1.6T,價格增幅即遵循此規律。

銅纜 vs. 光纜:一場不可避免的替代

目前Grok晶片100%採用銅纜連接。專家預計,未來兩年,隨著AI訓練叢集規模的擴大,大約一大半將轉為光連接,僅一小半保留銅連接,光連接佔比可能達到60-80%。

“這種轉變主要是因為AI訓練叢集的機櫃後部布線規模龐大,銅線的傳輸距離有限,無法滿足大型叢集的連接需求。”專家解釋道。當叢集規模超出單個機櫃容量,需要跨機櫃連接時,銅纜的長度便不足以支援。

行業未來:紅海還是藍海?

CPO技術本身的門檻並不高,長期來看可能會演變成類似光模組市場的激烈競爭格局。由於技術迭代加速,中際旭創新易盛目前在研發上處於領先地位,但這種優勢並非長期保障。

“許多客戶已經開始培養小型供應商,以確保供應鏈的多元化。行業未來仍將是紅海競爭,長期保持領先優勢的難度很大。”專家坦言。

至少在未來兩到三年內,市場格局不會發生重大變化,但更長期的趨勢則難以預測。

寫在最後

這場關於光與電的角逐,關乎AI時代的算力命脈。從光晶片到FAU,從EML到矽光,每個環節的突破都可能改變行業格局。面對技術的快速迭代和市場的劇烈變化,或許正如專家所言:“行業未來仍將是紅海競爭,長期保持領先優勢的難度很大。”

但正是這種不確定性,才賦予了這個行業無限的想像空間和機遇。下一次技術革命的號角,也許就在不遠的明天吹響。 (數之湧現)