（来源/作者：国联证券，孙树明）
光通信系统是以光信号为信息载体，以光纤作为传输介质，通过电光转换，以光信号传输信息的系统。按照在信息流中位置，光通信器件主要功能包括：光信号产生、 光信号调制、光信号传输、光信号处理、光信号探测。
从产业链角度看，光芯片、电芯片、PCB、其他结构件构成光通信产业上游；产业中游为光器件，包括光组件与光模块；产业下游组装成系统设备，最终应用于电信 市场，如光纤接入、 4G/5G 移动通信网络，云计算 、互联网厂商数据中心等领域。
光器件按照是否需要电源驱动，可分为有源光器件和无源光器件。有源光器件主 要用于光电信号转换，包括激光器、调制器、探测器和集成器件等。无源器件用于满 足光传输环节的其他功能，包括光连接器、光隔离器、光分路器、光滤波器等。 光芯片还可以按照材料体系及制造工艺的不同，分为 InP、GaAs、硅基和薄膜铌 酸锂四类。其中 InP 衬底主要用于直接调制 DFB/电吸收 EML 芯片、探测器 PIN/APD 芯片、放大器芯片、调制器芯片等；GaAs 衬底用于高功率激光芯片、VCSEL 芯片 等；硅基衬底用于 PLC、AWG、调制器、光开光芯片等，LiNbO3 衬底主要用于高速率调制器芯片。
光芯片主要用于光模块内部，根据中商情报网、华经产业研究院等机构公布光模块成本结构分析，光芯片成本约占光模块总成本的 19%左右。
激光器芯片和探测器芯片是最主要的有源光芯片，其中激光器芯片主要用于发射 信号，将电信号转化为光信号，探测器芯片主要用于接收信号，将光信号转化为电信号。 激光器芯片，按出光结构可进一步分为面发射芯片和边发射芯片，面发射芯片 包括 VCSEL 芯片，边发射芯片包括 FP、DFB 和 EML 芯片；探测器芯片主要有 PIN 和 APD 两类。
激光器芯片和探测器芯片，根据调制速率、功耗、传输距离、成本等关键特性的 不同，分别应用于无线回传、FTTX 接入网、数据中心、长途传输等光通信场景中。
光芯片企业采用 IDM 模式提高竞争力
光芯片生产工艺和流程均较为复杂，包括芯片设计、基板制造、磊晶成长、晶粒 制造、封装测试共五个主要环节。芯片设计指根据芯片功能需求制作光电线路图，这 是光芯片生产流程的核心环节。我国多数企业主要集中在这一环，拥有设计能力但不 具备生产能力。 基板制造/衬底：主要指 InP/GaAs 等材料经提纯、拉晶、切割、抛光、研磨制成 单晶体衬底（基板），这是光芯片规模制造的第一个重要环节； 磊晶生长/外延片：根据设计需求，生产企业用基板和有机金属气体在 MOCVD/MBE 设备里长晶，制成外延片。外延片是决定光芯片性能的关键一环，生成条件较为严苛， 是光芯片行业技术壁垒最高环节； 晶粒制造和封装测试：对外延片进行光刻等系列处理，最后封装成拥有完整光电 性能的光芯片。
IDM 模式能及时响应各类市场需求，灵活调整产品设计、生产环节的工艺参数及 产线的生产计划；能高效排查问题原因，精准指向产品设计、生产工序或测试环节等 问题点；还能有效保护产品设计结构与工艺制程的知识产权。 国内光芯片企业通过 IDM 模式，可以在响应速度和成本方面取得竞争优势。从源 杰科技 IPO 材料披露的产品价格看，国产光芯片可以通过价格优势提升市场份额，并 且能在产品成熟期保持价格稳定。
数通市场 25G 及以上光芯片需求保持增长
光芯片市场规模约为光模块规模的 20%
根据 LightCounting 预测，2023 年全球光模块市场规模增长 4.34%，2024-2027 年 4 年 CAGR 为 11.43%，有望在 2027 年突破 200 亿美元，2024 年开始恢复较快增长。 根据中金企信统计数，2021 全球光通信用光芯片市场规模为 146.70 亿元，其中 2.5G、10G 及 25G 及以上光芯片市场规模分别为 11.67 亿元、27.48 亿元、107.55 亿 元。根据 Omdia 对数据中心和电信场景激光器芯片的预测，2021 年 25G 及以上速率 光模块所使用的光芯片整体市场规模为 19.13 亿美元，折合约 130 亿人民币。 结合上述数据推算，2021 年全球通信光芯片市场规模约为光模块市场规模的 18- 20%。我们按照低端光模块市场 18%，高端光模块市场 20%的比例核算对应的光芯片市 场规模。
根据 ICC 预测，2019-2024 年，中国光芯片厂商销售规模占全球光芯片市场的比例将不断提升，且产品结构不断升级。10G、25G 及以上光芯片有较大的提升空间。
25G 及以上光芯片方面，随着 5G 建设推进，我国光芯片厂商在应用于 5G 基站 前传光模块的 25G DFB 激光器芯片有所突破，数据中心市场光模块企业开始逐步使 用国产厂商的 25G DFB 激光器芯片，2021 年 25G 光芯片的国产化率约 20%，但 25G 及以上光芯片的国产化率仍较低约 5%，目前仍以海外光芯片厂商为主。 目前国内光芯片企业积极开发 25G 光芯片产品，源杰科技、光迅科技、仕佳光 子、海信宽带等企业都有相关业务布局。其中源杰科技在其招股说明书中指出，公司 的 25G CWDM 4/LWDM 4 波段 DFB 激光器芯片，基本优于或达到同行业先进竞品 水平，能够满足下游客户的需求。
25G 是数通市场破局抓手，50GEML 是未来市场份额提升关键。因为 400G 和 800G 光模块相继进入规模部署期，50G PAM EML 广泛用于单通道 100G 的 100G/200G/400G 光模块，目前主流的 800G 光模块也采用了 8×100G 的架构。
光芯片的分类及应用场景
光器件按照其物理形态的不同，可分为芯片、光有源器件、光无源器件、光模块与子系统四大类。近年来我国光芯片取得了长足的进步，如源杰科技、武汉敏芯等在高端光芯片领域取得了明显突破。但是国产光芯片仍以中低端为主，国内已经实现10Gb/s的激光器量产，25Gb/s激光器也接近成熟，而采用PAM4技术实现带宽调制的200G以上高速率光模块所需的DSP（数字信号处理芯片）还要进口。
光芯片的分类及应用场景如下表
精选报告来源：【未来智库】
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