激光器：光模块核心器件，有源性能定上限
光芯片是光通信的核心有源器件，按功能分为激光器与探测器芯片，分别负责光信号的 发射与接收。信号传输路径上，电信号经驱动电路（Driver）处理后，通过发射端的激 光器和调制器转化为编码光信号，经由光纤传输，在长距离或高损耗链路中由光放大器 中继放大；到达接收端，光信号经探测器芯片捕获为电信号，随后由接收电路（TIA/CDR） 进一步放大与恢复时钟、数据，实现光电信号转换与信息传递。 激光器芯片是光通信链路的性能核心与价值高地，其设计决定光信号质量、速率与能效， 是光模块中技术壁垒和附加值较高的关键器件。
激光芯片原理是基于半导体材料的受激辐射跃迁产生相干光。在芯片有源区，处于基态 的电子在外来辐射（驱动电流/光泵浦源产生）作用下受激吸收跃迁到高能级，再自发辐 射到较低能级的亚稳态，粒子聚集在亚稳态实现粒子数反转。在光学谐振腔的作用下， 高能级电子会在光子诱导下跃迁回低能级，并发射与其同频率、同相位的光子。经过不 断的受激辐射，光在谐振腔内放大并输出激光。材料亚稳态与基态的能级差决定了激光 发光波长，结合光纤传输损耗窗口，业界以 850nm/1310nm/1550nm 为主要发光波长。
激光器按发光方式可以分为面发射和边发射：1）面发射激光器通常用于短距离、高密 度互联场景，以 VCSEL（垂直外腔面发射激光器）为代表，其基于 GaAs 衬底。2）边 发射激光器常用于中长距离场景，以 DFB 为代表，其基于 InP 衬底。
光模块：分立式触及瓶颈，硅光集成为趋势
对成本和功耗效率的追求是驱动模块迭代核心因素。光模块平均每 4 年左右演进一代， 每 bit 成本及功耗均约下降一半，该规律也被称为光电领域的“光摩尔定律”。
传统可插拔分立器件方案存在通道集成度限制，且单通道速率提升带来激光器芯片可靠 性和稳定性下降。1.6T 代际之后，传统分立式方案已到了迭代瓶颈，未来升级路径需要 依赖硅光集成方案。硅光集成方案通过半导体工艺将传统分立的光学器件（如调制器、 探测器等）集成到单一硅基芯片（PIC）上，具备高集成度、低成本、低功耗等优势。
CW 光源多通道能力增强，配合 PIC 波导结构，通道数翻倍更容易。在 EML 方案中， 一条通道对应一颗 EML 芯片；在硅光方案中，依托激光器的高功率输出、硅波导的低 损耗分光能力以及各通道独立的电调制结构，CW 光源可支持多通道调制。受限于现阶 段调制器的带宽与线性度，当前 800G/1.6T 硅光 DR8 普遍采用“4 光源+8 通道”的组 合，即 1 拖 2，理想状态下可实现 1 拖 4。
EML 芯片与 CW 光源均属于 InP 材料体系，核心部件为 DFB 激光器。在光源结构方 面，传统分立式光模块使用的 EML 芯片为 DFB 激光器与 EAM（电吸收调制器）单片 集成；硅光模块使用的 CW 光源为大功率 DFB 激光器，其作为独立光源置于 PIC 之 外，光通过波导结构进入 PIC 完成调制。
CW 光源需提供更高输出功率，谐振腔设计更长，单颗面积为 EML 芯片的两倍左右。 以典型尺寸为例，EML 芯片宽度约 200-250µm、长度通常小于 500µm，而高功率 CW 激光器的芯片宽度约 200µm，长度普遍达到 800-1000µm，面积约为 EML 的两倍。
光芯片厂商普遍采用 IDM 模式，与下游光模块厂商配合进行设计和外延制造。芯片设 计与晶圆制造需要持续双向反馈与验证，IDM 模式能灵活调整设计、工艺和产能规划， 各环节均可精准排查，便于迅速定位问题来源，大幅提升产品性能与可靠性。 相比于 Fabless 或 Foundry 模式，IDM 模式的进入壁垒更高。一方面，前期资本开支 与技术投入较高，需要建设覆盖设计、制造到封测的全流程产线；同时对工艺有严格要 求，需具备稳定的量产与良率控制能力；此外，需建立与下游核心客户在产品定义、验 证及长期供货上的深度合作关系。
光芯片厂商的核心竞争力主要体现在研发迭代、工艺良率与产能规模三个方面。III-V 族 芯片制备属于非标准化的专有工艺，具体工序设置与工艺细节在不同厂商和产品之间差 异显著，高度依赖长期积累的“Know-How”。
研发：海外先发优势，国产聚焦硅光
海外发展光芯片企业历史悠久，先发优势明显，在激光器前沿领域持续创新能力强。EML 芯片方面，Lumentum 自 2019 年推出 100GEML 并启动 200G 研发，2023 年实现 200GEML 放量，2024 年启动 400GEML 研发，并于 2025 年展示全球首个 400GEML。 国内厂商 EML 芯片节奏滞后，2021 年 10G 光芯片国产化率约 60%，25G 光芯片国产 化率约 20%，25G 以上光芯片国产化率约 5%。 国内厂商看点在于 CW 光源。2023-2024 年前后，以源杰科技与仕佳光子为代表的国内 厂商开始转向重点布局 CW 光源+硅光路线，两家公司在 2024 年均实现了 70mW CW 光源的量产出货。
技术路径选择导致海内外光芯片营收节奏分化，CW 光源将受益于硅光模块渗透逐步放 量。海外光芯片厂商以 EML 芯片为主，以 Lumentum 为例，在 2017、2022 年左右， 受益于传统分立式光模块速率升级，其激光器业务收入显著增长。国内厂商聚焦 CW 光 源+硅光路线，随硅光在 800G/1.6T 架构中加速渗透，CW 正进入放量兑现期，国内厂 商营收弹性与成长斜率显著提升。
良率：外延工艺难度高，影响效率和毛利
光芯片生产工序较多，核心制造难点在于外延生长和光栅构造。III–V 族芯片的工艺制程 为百纳米量级，核心环节包括外延、光刻、刻蚀、沉积、退火、研磨抛光、减薄等。其 中，外延是技术壁垒最高、成本占比最大的环节，也是决定激光器芯片性能的关键因素。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
