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現(xiàn)代人工智能(AI)和高性能計(jì)算(HPC)工作負(fù)載需要在芯片之間、服務(wù)器之間乃至整個(gè)機(jī)架之間以極高速度傳輸海量數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)上，這類(lèi)互聯(lián)主要依賴(lài)銅纜，但隨著單通道速率不斷攀升，銅纜在信號(hào)完整性、傳輸距離和功耗等方面正逼近物理極限，形成“互聯(lián)瓶頸”。
光子集成電路(PIC)是一種利用光信號(hào)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸的新興芯片技術(shù)，旨在突破這一瓶頸。據(jù)IDTechEx最新發(fā)布的《硅光子學(xué)與光子集成電路 2026-2036》報(bào)告，基于PIC的光收發(fā)器市場(chǎng)的擴(kuò)張，預(yù)計(jì)到2036年，所有速率等級(jí)的銷(xiāo)售額將達(dá)到480億美元。
光子集成電路(PIC)是一種能將多個(gè)光子功能單元(如調(diào)制器、探測(cè)器、分光器等)集成在單一芯片上的技術(shù)，可在同一平臺(tái)上協(xié)同處理光信號(hào)與電信號(hào)，從而將光子的高帶寬、低功耗等優(yōu)勢(shì)與半導(dǎo)體的大規(guī)模制造能力結(jié)合起來(lái)。長(zhǎng)期以來(lái)，業(yè)界追求的一個(gè)理想目標(biāo)是在單片硅芯片上同時(shí)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的生成、處理、調(diào)制和檢測(cè)。然而，硅是一種間接帶隙半導(dǎo)體，無(wú)法直接制成高效的光源，這意味著純硅激光器難以實(shí)現(xiàn)。正是這一基本的物理限制，推動(dòng)了整個(gè)光子學(xué)產(chǎn)業(yè)的多元發(fā)展，衍生出各種材料平臺(tái)、異質(zhì)集成技術(shù)和差異化設(shè)計(jì)路線。IDTechEx發(fā)布的《硅光子學(xué)與光子集成電路2026-2036》報(bào)是致力于對(duì)這一快速演進(jìn)且紛繁復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)格局進(jìn)行梳理與深入分析。
2026年是1.6T的年代
光收發(fā)器的數(shù)據(jù)速率每隔幾年就會(huì)翻一番，從100G發(fā)展到200G、400G、800G，預(yù)計(jì)到2026年將達(dá)到1.6T系統(tǒng)。IDTechEx預(yù)計(jì)3.2T系統(tǒng)將于2027年左右開(kāi)始小規(guī)模樣品制作和生產(chǎn)，并在2028年左右實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)。數(shù)據(jù)速率的翻番得益于光集成電路(PIC)技術(shù)，以及人工智能(AI)構(gòu)建過(guò)程中巨額的資本支出，其中網(wǎng)絡(luò)部分占據(jù)了相當(dāng)大的份額。
2025年末至2026年初，光學(xué)元件行業(yè)出現(xiàn)了一系列交易，包括Marvell收購(gòu)Celestial AI，以及NVIDIA分別向Coherent和Lumentum投資20億美元，這表明了投資者對(duì)光學(xué)元件行業(yè)的濃厚興趣。IDTechEx發(fā)布的這份新報(bào)告旨在深入分析這一快速發(fā)展領(lǐng)域中主要參與者的技術(shù)和市場(chǎng)定位，并評(píng)估整體市場(chǎng)增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)因素。
CPO的成功需要光子技術(shù)
隨著數(shù)據(jù)速率的提升，即使是光引擎和專(zhuān)用集成電路 (ASIC) 之間短短的銅線最終也會(huì)限制性能。關(guān)鍵的解決方案是將光引擎更靠近ASIC，并將其封裝在同一基板上。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，光子學(xué)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)了一系列硅光子調(diào)制器和超高功率激光器，旨在滿(mǎn)足將激光器與發(fā)熱的 ASIC 集成所帶來(lái)的嚴(yán)苛散熱要求?！豆韫庾訉W(xué)和光子集成電路2026-2036》深入探討了領(lǐng)先的解決方案，例如臺(tái)積電的COUPE平臺(tái)以及CPO就緒型超高功率 (UHP) 激光器的商業(yè)化競(jìng)賽。
光模塊供應(yīng)鏈格局轉(zhuǎn)變，東南亞崛起為制造中心
數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域的光子革命正在推動(dòng)一個(gè)全新生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。對(duì)于光收發(fā)器而言，這種轉(zhuǎn)變是由對(duì)產(chǎn)量和低利潤(rùn)的無(wú)止境需求所驅(qū)動(dòng)的。像Eoptolink這樣的中國(guó)廠商采取的策略是，從全球領(lǐng)先的供應(yīng)商處采購(gòu)組件(例如激光器)，然后以極低的利潤(rùn)率進(jìn)行集成和封裝，從而實(shí)現(xiàn)巨大的產(chǎn)量。
相比之下，像Lumentum和Coherent這樣的美國(guó)公司則擁有更高的垂直整合度，掌控著從磷化銦 (InP) 外延到最終產(chǎn)品組裝的整個(gè)供應(yīng)鏈。然而，所有這些公司都將東南亞視為重要的制造中心，中國(guó)企業(yè)希望規(guī)避潛在的美國(guó)關(guān)稅，而美國(guó)企業(yè)則希望降低制造成本。IDTechEx 的報(bào)告包含了從原材料到成品器件的詳盡供應(yīng)鏈分析。
PIC和SiPho市場(chǎng)發(fā)展軌跡—2036年達(dá)480億美元
據(jù)IDTechEx預(yù)測(cè)，到2036年，用于數(shù)據(jù)通信的光收發(fā)器光子集成電路和硅光子市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到480億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)高達(dá)21.9%。《硅光子學(xué)和光子集成電路2026-2036》報(bào)告不僅按數(shù)據(jù)速率(例如800G與1.6T)細(xì)分了收發(fā)器市場(chǎng)，還按材料平臺(tái)進(jìn)行了劃分。除了硅光子學(xué)和磷化銦(InP)之外，還有大量新興高性能材料正從研究階段走向商業(yè)化，IDTechEx也預(yù)測(cè)了薄膜鈮酸鋰(TFLN)和鈦酸鋇(BTO)的應(yīng)用前景。
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