硅光模块行业分析：AI变革推动硅光模块快速发展.pdf

硅光模块行业分析：AI变革推动硅光模块快速发展。硅光模块是基于硅光子技术的新一代光通信模块，低成本、低功耗、高集成度是其优势。（1）硅光模块以硅光技术为核心，将激光器、调制 器、探测器、耦合器、光波导、复用/解复用器件等光子芯片都集成在硅光芯片上，再与DSP/TIA/DRIVER等电芯片一起封装，组成硅光模块。 硅基材料的高集成度及兼容CMOS工艺赋予了硅光模块更低成本、更高集成度、更低功耗的特性。（2）硅光模块应用场景主要包括数据中心通 信和电信网络通信，与传统光模块场景相似。近两年AIGC变革驱动数据中心互联对光通信提出更高性价比方案，硅光模块受益发展。未来硅 光技术在数通领域将逐步演进向光电共封装（CPO/OIO）、光交换（OCS）等领域发展。根据Yole预测，硅光模块2029年市场规模将达到103亿 美元，过去5年CAGR达45%；对应硅光模块销量近1800万只。

硅是理想的光电子集成平台，硅基材料与化合物材料结合(如Photonics-SOI绝缘体上硅材料平台)有望充分发挥产品性能与平衡成本。（1） Ⅲ-Ⅴ族材料如磷化铟InP是高性能激光器的核心材料，因为这类材料是直接带隙材料，具备高发光效率。（2）锗Ge是光电探测器的首选材料， 具备优异的光吸收特性，同时在硅基底上外延生长技术成熟。(3)铌酸锂调制器电光效应强(3dB带宽达108GHz)，优于传统的基于InP/GeSi的 电吸收调制；薄膜铌酸锂体积更小，结合MRM微环调制更小的结构，适合集成在硅光平台SOI上，有望应用在3.2T速率时代。（4）氮化硅SiN 适用于光波导、耦合器、分光器、复用/解复用器等，材料主要优势是超低的波导损耗和高功率耐受性。（5）未来硅光芯片异质集成可充分 发挥硅基材料成熟的工艺及化合物材料优异的光学特性，远期硅光芯片PIC和电芯片EIC有望封装在一起。（6）硅光模块在性价比优势下渗透 率有望提升，相关CW光源、薄膜铌酸锂调制器、硅光模块厂商有望受益行业发展。硅光模块使用CW光源替代传统光模块的EML等激光器、节省 了温控器件TEC、优化了光模块结构件/PCB用料等，成本节省约20%，功耗优化近40%。

硅光模块上游产业链包括芯片设计与代工、器件供应、模块制造等。硅光芯片方面Intel、Acacia、Luxtera、Coherent、Lumentum等是行业 领军者，代工主要由Global Foundries、Tower Semiconductor等完成。我国也在硅光模块全产业链布局，芯片方面国产替代空间大。