光晶片曾被視作黃金賽道。
當AI 算力基建狂潮把光推上風暴眼,其中作為“光電轉換的心臟”光晶片,自然被視作下一個千億級藍海市場。從 10G到 800G,再到 1.6T、3.2T,速率每迭代一次,光晶片的價值量與市場空間都在被推高。
坐穿多年的冷板凳,中國光晶片產業界也摩拳擦掌,將其視作繼半導體之後又一個中國國產替代的核心戰場。
在一二級融資潮達到最高的時候,迎面潑來一盆冷水:一方面FCC對光互聯產業鏈的限制陰影揮散不去,從終端模組向上游晶片延伸的管制風險持續發酵;另一方面,光晶片自身的製造壁壘、產能瓶頸、良率爬坡難度,明顯低於市場此前的樂觀預期。
曾經的完美邏輯:光晶片為何被視作黃金賽道?
一、光晶片前景一片光明
光是AI基建中通膨屬性最明顯、確定性最高的類股,沒有之一。
大模型訓練和推理,都高度依賴叢集內 GPU 之間頻繁、大規模的資料交換,使互連瓶頸更加突出,所以不管其他賽道如何技術變化,光永遠都是受益的,最後在今年二季度濃縮成一句話——站在光裡、相信光。
從產業邏輯上,這句話沒有錯。
一個被反覆引用的資料是:計算能力每兩年增長約 3 倍,記憶體頻寬約 1.6 倍,而互連頻寬僅約 1.4 倍 —— 這就是著名的“I/O 牆”。當多顆 GPU 協同工作時,傳輸成為瓶頸,資料搬運效率成為制約算力釋放的核心因素。
光互聯憑藉高頻寬、低時延、低功耗的優勢,成為突破 I/O 牆的核心方案,即所謂的“光進銅退”。而光晶片作為實現光電訊號相互轉換的核心半導體元器件,處於光通訊產業鏈的最上游,直接決定光模組的傳輸速率、功耗、整合度與可靠性。
圖:I/O牆問題示意圖資料來源:東吳證券
隨著AI對光模組需求快速增長、技術高速迭代,光晶片已成為整個產業鏈的產能瓶頸,也成為價值量最集中的環節。
從BOM拆分看,光晶片佔光模組成本的 30%以上,並且隨著速率向 800G/1.6T/3.2T 迭代,佔比有望繼續上行至 60%。高端光晶片的毛利率可達 50%–90%,顯著高於光模組組裝環節。
全球雷射器晶片市場也呈現高增長的爆發態勢,市場規模將由 2024 年的 26 億美元增長至2030 年 229 億美元,年複合增長率高達 44.1%。如果算上調製器、探測器等全品類光晶片,整體市場空間更為廣闊。
正是這個原因,所以不管是美股還是A股,估值最高的都是光上游。
二、FCC陰影之下,對光晶片的估值衝擊最大
光晶片不僅行業的通膨大法好,此前中國企業還多了一層中國國產替代的邏輯,全球光上游史詩級缺貨,給了眾多中國國產企業匯入的歷史性機遇。
美國FCC(外國直接產品規則)的陰影中,受潛在衝擊最大的是光晶片,未來想像空間一下子被大幅壓縮,這從BOM拆分和中國產業鏈現狀就能充分理解。
電晶片核心是DSP和部分模擬晶片,成本佔比很高,但本身中國企業就做不了,所以對中國產業公司基本沒有影響。
其次成本佔比高的就是光晶片、然後是光器件。光晶片佔光模組成本30%以上,隨速率向800G/1.6T/3.2T迭代,未來佔比將進一步提升。
以下,系對中國光產業鏈競爭力的簡單分析:
- 光模組這個組裝環節不用多說,中國企業是全球份額最高的、最具備競爭力的,比較難在短時間內擺脫中國供應鏈;
- 其次是光器件,雖然不如光模組耀眼,但由於不少公司是海外康寧、Fabrinet的供應商,所以實力也不弱;
- 然後再是本文關注的光晶片,中國國產化程度非常低,也是亟待突破的領域,此前突破進展較快;
- 至於電晶片如DSP,中國基本處於放棄狀態,關注度也很低。
製造的真相:光晶片的難,和你想的不一樣
一、光晶片更像SiC而非電晶片
望文生義,很多人會把光晶片類比為“電晶片的光學版本”,認為只要照著半導體的路徑走,就能逐步實現突破。
但實際上,光晶片的製造邏輯與電晶片差異極大,是典型的“工藝驅動、良率為王、重資產、長周期”產業。換句話說,光晶片並非縮小版電晶片,而是精密製造的另類賽道。
從功能維度劃分,光晶片可分為有源光晶片和無源光晶片,其中高速有源光晶片是技術壁壘最高的環節,也是當前中國國產化的核心痛點。由於對材料要求不同於電晶片(都在矽上做),光晶片也常按照材料體系進行劃分。
與電晶片追求製程尺寸縮小不同,光晶片性能提升不完全依賴尺寸縮小,而更注重外延結構設計與生長,某種程度上更接近碳化矽(SiC),所以非常強調材料和工藝。
其生產涵蓋襯底製造、外延生長、晶圓器件製造、耦合封裝四大環節,整體流程相對電晶片並不算長,但外延與光柵工藝要求達到奈米級精度,工藝窗口極窄、良率提升極難。
這也直接導致了產業模式的差異:光晶片廠商普遍採用 IDM 模式,覆蓋設計、製造與封測全流程。IDM 模式意味著更高的進入壁壘——前期資本開支大、需覆蓋設計到封測的全流程產線、並要求穩定的量產與良率控制能力。所以當年需求比較有限的時候,這個行業玩家非常少。
這種技術特點,也使得整個行業呈現出三個鮮明特徵:
一是技術密集與資本密集疊加,一條完整的InP材料 光晶片產線投資可達數十億元,且核心裝置依賴進口,交付周期長;
二是規模效應來自良率而非產量,同樣的產線,良率從 30% 提升到 60%,成本就能下降一半;
三是客戶認證周期長達約 2 年,需經歷內部測試、模組廠商驗證、終端客戶認證再到量產落地的全流程,客戶粘性極強,新廠商切入供應鏈難度極高。
二、核心產品是EML和CW雷射器
當前高速光晶片的核心產品是EML和CW雷射器,也佔據著光晶片未來主要市場。
EML晶片堪稱高端製造的珠穆朗瑪峰,需要將DFB雷射器與EAM調製器單片整合在同一磷化銦(InP)晶片上,工藝複雜度顯著高於 CW雷射器,其掩膜步驟超過標準 CW 的兩倍,高速產品良率可能從 50% 低至 15%。
200GEML工藝複雜度約為100G的2.5-3倍,部分口徑晶圓級良率甚至僅僅只有10%-20%。
目前全球 100G 以上 EML 產能集中在Lumentum、Broadcom、Coherent、住友電工四家廠商,僅 Lumentum 一家就佔 50-60% 的份額。海外 100G EML 良率約 75-85%,而中國僅為海外一半,200G EML 良率僅 40-50%,多數廠商仍處於小批次和驗證階段。
進一步拆解EML,有助於理解光晶片難在那裡:
首先是材料就卡住了,InP襯底是EML的關鍵基底,據測算2026 年全球磷化銦襯底有效產能僅 75 萬片,缺口超過70%,全球高端產能由住友與 AXT 合計控制 70%-80%。
即使拿到少量的磷化銦襯底做試生產,還受裝置約束。尤其關鍵裝置MOCVD全球僅德國 Aixtron、美國 Veeco 兩家供應,從下訂單到量產需 18-24 個月,新建 InP 產線完整周期可達 2-3 年;光柵工藝依賴的高端電子束光刻裝置交期普遍在一年以上,同樣被少數海外廠商壟斷。
最後是黑箱的工藝約束,外延生長對組分與層厚控制極為嚴苛,微小偏差即導致性能劣化與晶圓報廢,良率爬坡沒有捷徑,只能靠一次次試錯積累工藝 Know-How,這個過程往往需要數年時間。
EML正是由於上述的壁壘高、格局好,盈利能力突出,所以當前海外龍頭廠商,將有限的精力更多的放在EML晶片上。
另一成長速度更快的是CW 雷射器,由於其可以跟矽光晶片很好的搭配(目前主流 800G 和 1.6T 矽光方案對應的 70mW/100mW CW 雷射器),且與 EML 相比,工藝鏈條更短、良率更容易最佳化,因此是中國廠商主要發力的方向。
目前CW雷射器中國國產化進展稍好,格局形成分層:70mW 低功率產品量大、相對成熟、玩家增加最快;100mW 產品當前仍偏緊,2027 年前缺口可能持續;150mW 以上的高功率產品面向 NPO/CPO、OCS 場景,技術壁壘顯著更高,良率更低,合格廠家更少。
除此之外,看不見的客戶認證壁壘同樣堅固。光晶片是典型的 ToB 產業,北美雲廠商對供應商選擇門檻極高,供應格局形成後新進入者很難突破。這意味著中國廠商即使技術達標,也很難在短期內切入北美主流供應鏈。
解讀美國限制政策背後的產業含義
瞭解了光晶片的技術特點,我們終於可以從產業邏輯上理解美國FCC的限制政策的背後深意。
限製作為中國國產光晶片產業鏈頭上的一把利劍,其影響並非一刀切式的短期斷崖衝擊,而是分階段、分領域的漸進式擠壓。最終期待形成的結果是:極限壓縮中國國產替代的窗口期,在這個過程中,美國廠商的製造能力得以提升。
一、首先是給美國企業擴產爭取時間
短期來看,政策對產業的實質性影響十分有限。中際旭創、新易盛等頭部模組廠商並未被列入限制清單,不影響未來 1–2 年內供應。限制更可能從3.2T 代際開始分階段實施,這給了產業 2–3 年的結構調整窗口。
這主要是由於中國廠商佔全球光模組800G/1.6T 出貨比重接近70%。北美供應鏈短期難以實現“無痛替換”,因此限制措施大機率不會自廢武功。
真正的長期衝擊在於上游器件。若按照大摩報告估算的模式執行,即光模組系統中“約 65% 美系 BOM 價值佔比” 才能拿到合規豁免,那意味著中國光晶片和器件匯入空間將被大幅壓縮,原本就難以切入的北美供應鏈門檻進一步抬高。
如果將政策節奏與海外廠商的擴產進度對照來看,政策的意圖可謂十分清晰:為美國光晶片企業的產能擴張爭取時間窗口。
當前Coherent 正將德州舍曼廠升級為全球首個規模化 6 英吋InP 平台,官方指引未來晶圓產能暴增 4 倍,深度繫結輝達供應鏈;Lumentum 收購的格林斯伯勒新廠也在改造為 6 英吋 InP 基地,預計 2028 年年中全面放量,用於量產大功率EML 與 CW 光源。
兩家巨頭的新產能落地時間與 3.2T 大規模放量節點高度重合,政策限制恰好為其騰出了市場緩衝期。
二、中國供應鏈正在關鍵的替代期
高端光晶片的中國國產化,2026年才算是元年。中國廠商此前摸索出相對清晰的突破路徑是:先攻堅 CW 光源(結合矽光),再逐步突破 100G/200G EML。
如前文所述,CW 光源工藝鏈條更短、量產良率更易最佳化,且與中國龐大的光模組產業協同性強。目前中國廠商在 70mW、100mW CW 雷射器領域已實現大規模量產,部分產品進入頭部模組廠商供應鏈,增長勢頭迅猛,源傑科技近幾個季度的財報就是例證。
而EML難得多,高端市場更是高度集中,2025 年全球雷射器晶片市場中,前五家海外企業合計佔據約 64.8% 的份額,中國國產廠商中排名最高的源傑科技市佔率僅 3.1%,且主要集中在中低端產品。
如長光華芯 100G EML有量產資訊,東山精密旗下索爾思光電也是100G進入規模化量產,200G EM僅在送樣階段,其在全球光晶片市佔率也近4%出頭。
整體來看,中國廠商在中低端已站穩腳跟。在 CW 領域實現突破,但在高端 EML、高功率 CW 領域,與海外龍頭仍有 1-2 代的技術差距,客戶認證、量產良率方面的短板依然突出。
令人感到焦急的是,中國國產替代的窗口期,由於FCC限制,2026-2028 年是中國國產替代寶貴且短暫的機會。
另一方面,海外頭部廠商受 EML 產能限制,普遍按照 “200G EML→100G EML→CW 雷射器” 的優先順序分配產能,優先保障毛利更高的 EML 產品。這意味著 2026-2028 年間,CW 雷射器市場尚未形成海外強強聯合的壟斷格局,給中國廠商留下了難得的市場空隙。
結語
一、SiC的前車之鑑
如前所述,光晶片從產業製造邏輯上,與電晶片不同,更類似的是SiC。那討論光晶片的未來,就繞不開碳化矽(SiC)的前車之鑑。
五年前,SiC 還被視作半導體領域的下一個黃金賽道,結果短短兩年就從供不應求快速滑向全面過剩、價格雪崩,近兩年,6 英吋襯底價格跌幅達 64.5%、8 英吋價格跌幅 79%;行業龍頭 Wolfspeed 因激進擴產、產能利用率低迷與需求不及預期進入破產重整。
當年,SiC也是從裝置(長晶爐)、工藝上都認為極具瓶頸的。而隨著技術外溢,裝置瓶頸解除,企業激進擴產導致產能集中釋放,稀缺一下子變成了過剩。
當然,短期光晶片還是極度緊缺的。但進入 2028 年,行業首先將從全面缺貨走向結構分化:低端過剩、高端繼續緊。且EML 比 CW 更容易出現階段性過剩,尤其是 100G EML,因為它同時面臨代際升級和矽光替代的雙重壓力。而CW雷射器由於中國企業密集湧入,也可能遭遇中低端過剩的風險。
中國光晶片廠商數量不少,但普遍規模偏小,技術資源分散。不少地方出於招商引資需求紛紛上馬光晶片項目,其中不乏低水平重複建設。如果行業資源都扎堆技術門檻較低的 70mW、100mW CW 和中低端EML,很快就會出現產能過剩、價格內卷。
而真正需要長期投入的高端 EML、高功率 CW、InP 襯底、核心裝置等環節,卻少有人能沉下心來突破。
長期風險在於前文反覆提到的海外市場不對中國晶片企業開放。那麼,中國廠商的技術迭代就缺乏下游大客戶的驗證反饋與規模效應,晶片難做出來。那怕通過種種辦法把高端晶片做出來了,沒有主流客戶批次使用,就無法通過量產爬坡最佳化良率、降低成本,最終也沒有經濟價值。
二、光晶片的突圍不再是持久戰,而是一場生死競速
中國國產光晶片的前路確實很難。
第一道檻是高端製造的工藝壁壘。難在核心裝置與材料的卡脖子,難在海外客戶的認證高牆,難在技術路線切換的不確定性。但對於中國高端製造業突破來說,諸多領域均完成了從落後到趕超。
所以工藝壁壘對勤勞能幹的中國人不算硬約束。比如CW 雷射器的替代窗口期就在眼前。中國擁有全球最完整的光通訊產業鏈,從中游模組到下游裝置,從無源器件到有源晶片。
但如果工藝壁壘同時加上2-3年的時間限制,難度就指數級提升。
由於中國下遊客戶所需要的光模組速率低於海外1-2個代際,且價格差很多。而北美市場的開放窗口期只有2-3年,我們的產業需要在這麼短的時間內,從追趕狀態至少做到跟海外相差不大,這個難度可想而知。
這場生死競速中,對於產業而言還有一點尷尬的在於,源傑科技、華工科技(垂直一體化)、光迅科技(垂直一體化)這些具備晶片能力的企業,港股上市都還處於排隊狀態,結果撞上了這麼大的衝擊,給IPO募資蒙上一層陰影。
如何沉下心來的工藝打磨,盡快把良率提上去,把認證拿下來,是這些企業在路演中必須回答的問題了。這場突圍戰,以前拼耐力,現在更拼爆發力。 (投中網)

