如果說(shuō)2019年是5G建設(shè)元年，2020年則是5G資本開(kāi)支大年，也是數(shù)據(jù)中心建設(shè)大年，二者高度契合“新基建”的要求。此外，今年以來(lái)，受新冠肺炎疫情影響，云辦公、云游戲、云教育等產(chǎn)業(yè)爆發(fā)，對(duì)于大數(shù)據(jù)中心的建設(shè)需求旺盛。在上述需求拉動(dòng)之下，應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的光模塊行業(yè)正在迎來(lái)高光時(shí)刻。

在光收發(fā)模塊中，作為光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)物理層的主要基礎(chǔ)芯片，光收發(fā)芯片（電芯片）包括跨阻放大器、限幅放大器、激光驅(qū)動(dòng)器三種。它們被用于光纖傳輸?shù)那岸耍瑏?lái)實(shí)現(xiàn)高速傳輸信號(hào)的光電、電光轉(zhuǎn)換，這些功能被集成在光纖收發(fā)模塊中。

中高端芯片國(guó)產(chǎn)化和市場(chǎng)占有率是近期目標(biāo)

在國(guó)內(nèi)通信設(shè)備廠商的強(qiáng)勢(shì)助攻下，中國(guó)成為世界上最大的光器件消費(fèi)大國(guó)，市場(chǎng)占比約為35%。但是中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國(guó)光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖（2018-2020年）》（以下簡(jiǎn)稱《路線圖》）顯示，2018年以前，國(guó)內(nèi)企業(yè)目前只掌握了10Gb/s速率及以下的激光器、探測(cè)器、調(diào)制器芯片，以及PLC/AWG芯片的制造工藝以及配套IC的設(shè)計(jì)、封測(cè)能力；25Gb/s的PIN 器件與APD器件可以少量提供，而25Gb/s DFB激光器芯片剛完成研發(fā)。

總之，絕大多數(shù)25Gb/s速率模塊使用的光電芯片基本依賴進(jìn)口。更為高端的100G光通信系統(tǒng)，其中可調(diào)窄線寬激光器、相關(guān)光發(fā)射/接收芯片、電跨阻放大芯片、高速模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)化芯片及DSP芯片均依賴進(jìn)口。

不難發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)中高端芯片國(guó)產(chǎn)化和市場(chǎng)占有率是亟待實(shí)現(xiàn)的重大目標(biāo)，尤其是中美貿(mào)易糾紛逐漸演變?yōu)榭萍祭鋺?zhàn)并成為常態(tài)以來(lái)，掌握話語(yǔ)權(quán)的國(guó)際廠商一旦收緊芯片供應(yīng)，恐將給沒(méi)有核心芯片技術(shù)的國(guó)內(nèi)器件、模塊廠商帶來(lái)元器件斷貨的風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)內(nèi)自主芯片研發(fā)的推進(jìn)將有助于降低這一風(fēng)險(xiǎn)。

“光通信傳輸芯片是現(xiàn)代通訊的基礎(chǔ)元器件！隨著光纖鋪設(shè)的觸角不斷延伸至社會(huì)各領(lǐng)域，實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景對(duì)帶寬永無(wú)止境的需求，使得市場(chǎng)對(duì)電芯片的速率和需求量持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，年復(fù)合增長(zhǎng)超20%。”作為我國(guó)最早涉及光通信收發(fā)芯片的企業(yè)之一的廈門優(yōu)迅董事長(zhǎng)柯炳粦在接受集微網(wǎng)專訪時(shí)指出。

市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大的同時(shí)，光通信技術(shù)也在飛速演進(jìn)。柯炳粦表示，產(chǎn)品疊代率越來(lái)越快，如數(shù)據(jù)中心的光收發(fā)模塊更新，從10G/40G速率換代到100G速率進(jìn)而上升到400G速率甚至到800G速率，只經(jīng)歷了數(shù)年。運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)逐漸從4G跨越到5G無(wú)線通信，傳輸光模塊從10G逐漸升級(jí)為25G/50G，面向家庭的接入網(wǎng)也從G/EPON升級(jí)為XGPON/XGSPON甚至50G PON。

“這些都對(duì)光傳輸芯片提出更高的要求，而高速率、高性能、高集成度、低成本、低功耗是對(duì)光傳輸芯片永恒不變的苛求。”他強(qiáng)調(diào)，“通過(guò)提升電芯片的性能來(lái)降低光芯片的門檻也是大幅降成本的有效手段，因此，電芯片技術(shù)趨勢(shì)需要超前于應(yīng)用場(chǎng)景需求。”

在工藝方面，與其他芯片相比，光傳輸電芯片主流采用SiGe工藝來(lái)滿足其對(duì)高性能和低功耗的要求。但是柯炳粦也指出，隨著國(guó)際形勢(shì)的轉(zhuǎn)變和業(yè)務(wù)可持續(xù)性發(fā)展的需求，CMOS工藝憑借其高集成度、高性價(jià)比以及中國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)完善開(kāi)始獲得業(yè)界重視并深入研發(fā)。

他表示，優(yōu)迅是業(yè)內(nèi)最早采用CMOS工藝的光傳輸芯片廠商之一，也是業(yè)內(nèi)第一家批量完整數(shù)模混合光傳輸芯片的廠商。優(yōu)迅會(huì)繼續(xù)發(fā)揮自己的技術(shù)特色優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)，致力于打破壟斷，保證國(guó)內(nèi)廠商的采購(gòu)環(huán)境。

堅(jiān)持自主正向研發(fā)，光通信“中國(guó)芯”正突破壟斷

根據(jù)《路線圖》要求，在2022年中低端光電子芯片的國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)60%，高端光電子芯片國(guó)產(chǎn)化率突破20%，如今很多國(guó)產(chǎn)廠商已經(jīng)在光通信芯片和模塊集成上面有所突破。

“優(yōu)迅是國(guó)內(nèi)第一家做光傳輸芯片的公司，經(jīng)歷了中國(guó)芯從無(wú)到有、從小到大的過(guò)程。”柯炳粦表示，在接入網(wǎng)領(lǐng)域，優(yōu)迅已經(jīng)批量交付XGPON芯片，并開(kāi)始更下一代PON的研發(fā)，基本實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際廠商同步；在5G領(lǐng)域，優(yōu)迅也有芯片進(jìn)入量產(chǎn)，但已經(jīng)落后于國(guó)際廠商一代，國(guó)內(nèi)友商的進(jìn)度較快，期待能夠?yàn)橹袊?guó)公司撐起一定空間。在更高速的云計(jì)算/數(shù)據(jù)中心、核心網(wǎng)等領(lǐng)域，優(yōu)迅和國(guó)內(nèi)友商還只能做其中相對(duì)低端的部分芯片，高端芯片還存在短板。

他介紹，優(yōu)迅成立于2003年，已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出幾十款高速收發(fā)芯片組，總出貨量超過(guò)4億顆，進(jìn)入了海信等主流的系統(tǒng)集成商和光器件/模塊廠商，在接入網(wǎng)、4G/5G無(wú)線、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域均獲得大量的應(yīng)用。優(yōu)迅自主研發(fā)的25G跨阻放大器等芯片成功突破了美國(guó)廠商壟斷的局面。

“2017年銷售額破億以來(lái)，我們每年增長(zhǎng)率都超過(guò)20%，預(yù)計(jì)今年也不例外。”柯炳粦說(shuō)，“優(yōu)迅擁有近20年的技術(shù)積累和應(yīng)用技術(shù)支持力量，是業(yè)內(nèi)最早采用CMOS工藝的光傳輸芯片廠商之一，也是業(yè)內(nèi)第一家批量完整數(shù)模混合光傳輸芯片的廠商。無(wú)論是芯片設(shè)計(jì)能力、測(cè)試能力、芯片質(zhì)量、可靠性、批量交付能力，優(yōu)迅都有充足的數(shù)據(jù)證明我們值得信賴。”

進(jìn)入5G時(shí)代，由于5G承載網(wǎng)的全新架構(gòu)，5G的光模塊用量將遠(yuǎn)超4G。另一方面，相比4G LTE，5G時(shí)代對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸會(huì)有不同要求，如傳輸網(wǎng)在向100G擴(kuò)容升級(jí)，接入網(wǎng)也在從EPON/GPON向10G PON甚至更高水平演進(jìn)，此外5G采用更高頻段，且5G基站對(duì)25G及以上光模塊的需求極度旺盛。可見(jiàn)，在國(guó)產(chǎn)替代過(guò)程中，突破25G光芯片及100G以上光模塊設(shè)計(jì)能力，成為發(fā)展關(guān)鍵。

對(duì)此，優(yōu)迅在兩年前就開(kāi)始5G布局，部分產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn)，預(yù)計(jì)2020年底或者明年初即可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品系列化。柯炳粦介紹，在國(guó)產(chǎn)替代的機(jī)遇下，優(yōu)迅在近20年的技術(shù)積累基礎(chǔ)上，將繼續(xù)加大技術(shù)投入，目標(biāo)在近1-2年內(nèi)實(shí)現(xiàn)100G/400G芯片的產(chǎn)業(yè)化，包括PAM4和相關(guān)芯片都應(yīng)具備批量能力，爭(zhēng)取在高端的數(shù)據(jù)中心、核心網(wǎng)等領(lǐng)域有更大作為。

“芯片是慢工出細(xì)活的產(chǎn)業(yè)，并非單純通過(guò)投資即可實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先。”柯炳粦強(qiáng)調(diào)，“堅(jiān)持自主研發(fā)正向設(shè)計(jì)，唯有如此才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品順利迭代，才能避免陷入專利陷阱。”
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