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我国光器件及芯片企业在技术、人才、政策、资金、环境等多个方面与国外领先企业存在较大差距。第一,技术落后是根本原因。我国在有源器件和高端产品方面长期缺乏积累,如今面对系统速率、器件集成度日益提高,工艺越来越复杂,技术产品升级换代加快,更显赶超乏力。另外,对于光器件长期发展战略规划重视不足,通常在市场成熟后才进入,这就不得不面对国外产品已实现低价规模化发展的残酷竞争。第二,人才缺口尚待填补。高层次创新型人才整体水平与发达国家有较大差距,海外人才引进与本土人才培养均有待加强。第三,融资渠道有限。国家对光器件领域的扶持政策较多集中在规划层面,资金投入有限且投入形式分散;国内的风险投资尚不成熟,新兴光器件芯片企业较难获得青睐;上市融资方面,国内仅有少数几家上市企业。而高端产品研发需要高投入、长周期,国内企业以中小民营企业为主,无力筹措巨额资金,主要依靠控制成本、提高良率和扩大产能生存,低利润水平使其自我供血不足,逐渐失去尖端技术研发能力。第四,产业环境整体不佳。我国光器件芯片企业群体薄弱,在技术研发、信息获取等方面存在不足。另外,设备商对高端国产器件的认可尚待时日,上下游公司间的高端合作有限,同时运营商采购政策导致价格战不断,低价薄利使光器件芯片企业的生存空间被不断挤压。
技术发展趋势
光子集成大势所趋,硅光子将承担重要角色
光子集成(PIC)技术相对于目前广泛采用的分立元器件,在尺寸、功耗、成本、可靠性方面优势明显,是未来光器件的主流发展方向。
近年来,随着技术的逐步积累以及产业需求的升温,PIC进入较快发展时期,中小规模PIC已经成熟并取得广泛商用,大规模PIC集成度已达到数百个元器件。PIC技术和产业的参与企业涵盖系统设备商、光器件芯片制造商、综合服务提供商、半导体Foundry等多个领域,面向电信和数据两大应用市场。
在材料方面,三五族半导体在高速有源器件中广泛采用,磷化铟是目前唯一能够实现通信波长大规模单片集成的材料,未来仍具有一定发展潜力,代表性产品是Infinera的高速光发射、接收芯片。然而,磷化铟属于稀有材料,外延片尺寸较小,在低成本和大规模生产能力方面受到一定限制。另外,硅光子可将CMOS集成电路上的投资和技术经验应用到PIC领域,有效降低成本,提高生产效率,已成为未来PIC重要技术方向之一。硅光子的代表性技术产品如Luxtera的AOC芯片、Cisco的CPAK光模块、Acacia的相干CFP光模块,以及Intel致力研发的混合集成激光器和芯片级光互联技术等,国内也有少数企业涉足,但规模有限。硅光子技术在光源方面尚无可行的技术路线,目前以混合集成和短距应用为主,正不断发展成熟,未来将承担重要角色。
产业发展趋势
挑战冲击不断,产业链整合加剧,竞争格局将持续演化
在光通信全产业链中,光器件及芯片面临多重挑战。
一方面,华为、思科等系统设备商不断介入芯片、模块领域,对上游厂商形成巨大冲击,催生着产业新格局。另一方面,板上集成(BOSA On Board)等新技术的涌现也对光模块构成重要威胁。
面对上游企业的分分合合,没有核心芯片技术的器件、模块商将备受挤压,可能面临因供应商被收购导致元器件断货的重大风险。在光器件及芯片细分领域,全球范围内厂商众多、集中度低,市场份额相对比较分散。近年来并购潮迭起,大型企业加速向上游芯片渗透的一体化垂直整合模式演进;产业链整合亦不断加剧,逐渐向研发、制造高度集中化方向发展。
并购是国外光器件企业运用最频繁、效果最明显的扩张方式,目前并购重组的主角多为美国厂商,集中度及竞争能力的提升进一步增强了规模优势。以光迅、海信、华为为代表的国内企业近年来也开启了全球化并购篇章。未来,提高横向及纵向整合能力是全球龙头光器件企业的长期战略,产业竞争格局将持续演化。
光器件及芯片具有产业群体性强、技术垄断性强、研发投入大、回报周期长等特征,其发展不仅仅是几家企业的突破,更需要良好的产业基础做支撑。我国虽拥有全球最大的光通信市场,优质的系统设备商,但仅靠市场力量难以有效解决光器件及芯片落后的本质问题。国家、社会、产学研各方应形成合力,将光器件及芯片发展作为战略部署的优先行动领域和抢占光通信产业竞争制高点的重要举措,突破我国光通信产业的本质薄弱环节,助力我国光通信产业由大变强。
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