電子發燒友網報道(文/李彎彎)2025年,全球光通信產業迎來技術迭代的關鍵節點。澤達半導體宣布實現100G PAM4 EML芯片量產,標志著中國在高速光模塊核心器件領域突破海外壟斷。與此同時,華工科技光電子研創園一期項目投產,規劃年產4000萬只800G/1.6T光模塊,其中EML芯片作為核心組件,其性能直接決定光模塊的傳輸效率與成本。
在人工智能算力需求指數級增長的背景下,EML芯片正從單一的光通信器件演變為AI基礎設施的關鍵支撐,其技術突破與市場格局的變化深刻影響著全球數據傳輸的未來。
EML芯片的技術內核與AI場景適配
EML(電吸收調制激光器)芯片通過單片集成激光二極管與電吸收調制器,實現了光信號的納米級超高速開關。其核心優勢在于高速調制、低啁啾與高集成度:調制速度可達40Gbps以上,啁啾系數低于傳統直接調制激光器(DML),支持10公里以上中長距離傳輸,且單芯片結構使光模塊體積縮小40%。例如,斑巖光子研發的差分驅動EML芯片,通過省略外置驅動芯片,將功耗降低30%,已應用于阿里云數據中心短距傳輸場景。
在AI算力集群中,EML芯片的價值更為凸顯。800G/1.6T光模塊需同時滿足低時延、高帶寬與低功耗需求,而EML芯片的調制帶寬超過50GHz,可支持單波200G傳輸,顯著提升GPU互聯效率。以華工正源的1.6T硅光模塊為例,其內置的EML芯片通過三維集成技術,將空間利用率提升50%,單模塊功耗降低28W,直接降低了AI訓練集群的電力成本。此外,EML芯片的波長穩定性優于硅光方案,在跨省骨干網傳輸中可提升60%的傳輸距離,降低40%的單比特成本。
技術突破的背后是材料與工藝的創新。澤達半導體采用單脊波導結構與單對接再生生長技術,簡化了傳統EML的制造流程,使3英寸晶圓良率提升至92%,3dB帶寬達54GHz,TDECQ(傳輸色散眼圖閉合代價)低于3.0dB,完全符合IEEE標準。而長光華芯發布的200G EML芯片,通過優化InGaAsP多量子阱帶隙,在25°C至70°C工作溫度范圍內保持性能穩定,填補了國內高速EML芯片的空白。
市場格局重塑:國產替代與生態競爭
全球EML芯片市場呈現“日美主導、中國突圍”的格局。2024年,全球EML激光芯片市場規模達37.1億元,中國市場規模為12.0億元,預計2030年將增長至74.12億元,年復合增長率12.23%。日本三菱電機、美國Lumentum與芬蘭Hisilicon占據高端市場,而中國廠商正通過“技術突破+生態協同”實現反超。例如,源杰科技憑借25G EML芯片量產能力,獲得華為與英特爾訂單,其100G EML芯片已進入800G光模塊供應鏈。
國產替代的驅動力來自兩方面:一是政策支持,國家“東數西算”工程推動低功耗光模塊需求,硅光與EML技術均獲得專項基金;二是產業鏈協同,華工科技通過投資云嶺光電,實現了25G至100G光芯片的自主可控,將交付周期從數月壓縮至數周,成本降至原來的1/5。2025年,國內EML芯片產能擴張顯著,斑巖光子晶圓良率達92%,預計三季度供應緊張局面將緩解。
然而,挑戰依然存在。EML芯片成本高昂,單顆100G芯片成本超50美元,且依賴磷化銦(InP)等稀缺材料,日本住友電工壟斷全球90%的InP供應,地緣沖突可能導致價格波動。此外,硅光技術的崛起對EML形成沖擊:2025年,硅光在800G模塊中的占比將從15%提升至40%,1.6T模塊中占比達80%。對此,中國廠商的應對策略包括:開發全集成方案(減少80%外圍器件)、布局車用激光雷達等新興市場(海外廠商如Lumentum已轉向該領域),以及通過生態協同提升競爭力(如華為與源杰科技的技術合作)。
寫在最后
人工智能的發展正在重塑EML芯片的技術路徑。一方面,AI算力需求推動光模塊向3.2T甚至6.4T演進,EML芯片需進一步提升調制速度與集成度;另一方面,CPO(共封裝光學)技術的成熟可能改變光模塊形態,EML芯片需與硅光、薄膜鈮酸鋰(TFLN)等材料融合,以適應液冷散熱與高密度互聯需求。例如,天孚通信的1.6T光引擎訂單增長50%,其核心組件正是EML與硅光的混合集成方案。
中國EML產業已從“技術突破”邁向“生態重構”。通過補鏈強鏈,華工科技培育了40余家鏈上企業,形成從芯片到模塊的完整供應鏈;通過國際標準制定,源杰科技與斑巖光子正參與IEEE EML芯片測試規范修訂,提升中國廠商的話語權。在算力基建浪潮中,國產EML芯片已實現從跟跑到領跑的跨越,其未來不僅是光通信的“隱形冠軍”,更將成為AI時代數據高速公路的“基石”。
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