隨著5G的臨近，光通信愈發(fā)受重視。在這個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻，光電產(chǎn)品被特朗普政府列入九大類適用301條款調(diào)查特別關(guān)稅的征收清單中，做為打擊“中國(guó)制造2025”的重要舉措。
本周，“未雨綢繆 上海打造光芯片策源地”的文章廣為流傳，文章指出：去年，上海市政府將硅光子列入首批市級(jí)重大專項(xiàng)，投入大量經(jīng)費(fèi)，布局硅基光互連芯片研發(fā)和生產(chǎn)。而今，很多業(yè)內(nèi)人士感嘆，上海真是未雨綢繆，因?yàn)楣杌饣ミB芯片是新一代通信芯片，國(guó)內(nèi)通信企業(yè)已在這種器件上被卡了脖子。
在光通信方面，我國(guó)的確存在短板，短板存在于哪一環(huán)呢？
在光通信市場(chǎng)，光通信設(shè)備、光纖光纜、光模塊和光器件所占的比例大致為4：4：2。盡管我國(guó)在光設(shè)備方面有華為、中興、烽火等企業(yè)，占據(jù)絕對(duì)的市場(chǎng)與技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但是在光通信器件方面，以民營(yíng)中小企業(yè)為主，規(guī)模較小、研發(fā)投入較少、自主研發(fā)能力較弱，核心基礎(chǔ)光通信器件研發(fā)能力薄弱。此外，光通信設(shè)備成本里面光模塊占了60-80%，光器件占光模塊成本的60-80%，光芯片又占了光器件成本的60%。哪怕我國(guó)在光設(shè)備領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位，也要受制于上游的光器件、芯片等。
光芯片國(guó)產(chǎn)化率僅為3%
2017年底工信部發(fā)布《中國(guó)光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖（2018-2022年）》指出，核心、高端光電子器件落后已經(jīng)成為制約我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。目前高速率光芯片國(guó)產(chǎn)化率僅3%左右，供應(yīng)主要依賴美國(guó)、日本廠商。政策要求在2022年中低端光電子芯片的國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)60%，高端光電子芯片國(guó)產(chǎn)化率突破 20%。
目前，國(guó)內(nèi)僅有光迅科技、海信、華為、烽火等少數(shù)廠商可以生產(chǎn)中高端芯片，但總體供貨有限，市場(chǎng)占比不足1%，高端芯片嚴(yán)重依賴于博通、三菱等美日公司。
從核心芯片能力分析，國(guó)內(nèi)企業(yè)目前只掌握了10Gb/s 速率及以下的激光器、探測(cè)器、調(diào)制器芯片，以及 PLC/AWG 芯片的制造工藝以及配套 IC 的設(shè)計(jì)、封測(cè)能力，整體水平與國(guó)際標(biāo)桿企業(yè)還有較大差距，尤其高端芯片的設(shè)計(jì)能力比美日發(fā)達(dá)國(guó)家落后1-2代以上。
“有源”產(chǎn)品是最大痛點(diǎn)
從產(chǎn)品技術(shù)看，有源光芯片、器件與光模塊產(chǎn)品是全球技術(shù)的研發(fā)熱點(diǎn)。全球主要光器件廠積極布局有源光芯片、器件與光模塊產(chǎn)品，并達(dá)到100Gb/s速率以上水平。中國(guó)企業(yè)在有源產(chǎn)品方面與其他國(guó)家相比差距較大，在無(wú)源器件、低端光收發(fā)模塊等中低端市場(chǎng)的份額較大，比如陶瓷套管/插芯、光收發(fā)接口等組件，是全球最大的生產(chǎn)產(chǎn)地。
目前，在有源器件方面，我國(guó)只有寥寥幾家能自主生產(chǎn)激光器和探測(cè)器管芯的廠商，速率較低。通信設(shè)備及系統(tǒng)所需的高速率管芯、單元器件及摻鉺光纖均需要進(jìn)口。
我國(guó)光設(shè)備商自下而上垂直一體化整合將成為趨勢(shì)
近年來(lái)，華為、中興屢遭受美國(guó)商務(wù)部調(diào)查，其背后與我國(guó)核心器件缺失有著直接關(guān)系。中興事件更直接說(shuō)明了核心元器件缺失的嚴(yán)重性。盡管如今美國(guó)已解除對(duì)中興的禁售令，但我國(guó)發(fā)展核心器件仍刻不容緩。
其實(shí)，早在幾年前，我國(guó)光通信相關(guān)廠商已經(jīng)意識(shí)到了這個(gè)問(wèn)題。以華為、中興和烽火通信為代表的企業(yè)開(kāi)始實(shí)行“一體化”戰(zhàn)略，積極向芯片領(lǐng)域布局，提升一體化能力，必將提高公司的競(jìng)爭(zhēng)力，降低成本，保障貨源，同時(shí)進(jìn)一步提升企業(yè)的盈利能力。
“一體化”戰(zhàn)略在《中國(guó)硬科技產(chǎn)業(yè)投資發(fā)展白皮書(shū)》（由中國(guó)科學(xué)院、西安市人民政府支持，西安西咸新區(qū)及中科創(chuàng)星共同發(fā)起，清科研究中心、中科協(xié)創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院及《麻省理工科技評(píng)論》聯(lián)合編制的）中也被提及，白皮書(shū)指出：國(guó)內(nèi)光通信企業(yè)在上游核心光器件、光芯片研發(fā)能力不足，未來(lái)涵蓋模塊、器件、芯片等的光通信上游領(lǐng)域并購(gòu)重組將頻發(fā)，設(shè)備商自下而上垂直一體化整合將成為趨勢(shì)。
未來(lái)，我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)將由低門檻、低利潤(rùn)率的光纖光纜向高門檻、高利潤(rùn)率的核心器件和一體化延伸。
上海布局硅光芯片產(chǎn)業(yè)，意義何在？
業(yè)內(nèi)有兩大類芯片封裝解決方案，一類是III-V族，一類是硅光，其中前者技術(shù)相對(duì)較成熟，有成熟的單片集成解決方案，后者的激光器集成和封裝方案還在完善中。這意味著，光芯片的產(chǎn)業(yè)化尚處于早期階段。目前，光芯片供應(yīng)商在全球只有為數(shù)不多的幾家均在美國(guó)。
2017年，上海市政府將硅光子列入首批市級(jí)重大專項(xiàng)，投入大量經(jīng)費(fèi)，布局硅基光互連芯片研發(fā)和生產(chǎn)，目的打造硅光子芯片全產(chǎn)業(yè)鏈，掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，讓國(guó)內(nèi)企業(yè)擺脫對(duì)國(guó)外光芯片供應(yīng)商的依賴。
如今，由張江實(shí)驗(yàn)室牽頭承擔(dān)的硅光子市級(jí)重大專項(xiàng)在工藝技術(shù)方面取得突破，具備了光芯片流片能力。預(yù)計(jì)今年年內(nèi)，我國(guó)第一條硅光子研發(fā)中試線將在上海建成。解放日?qǐng)?bào)消息稱，去年9月在上海嘉定區(qū)通線的8英寸“超越摩爾”研發(fā)中試線也是其中一部分，另一部分設(shè)備還在采購(gòu)過(guò)程中。預(yù)計(jì)今年年內(nèi)，“超越摩爾”研發(fā)中試線的硅光子設(shè)備將投入運(yùn)行。
硅光子市級(jí)重大專項(xiàng)技術(shù)負(fù)責(zé)人余明斌表示，我們要在上海打造全產(chǎn)業(yè)鏈，包含芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試等各個(gè)環(huán)節(jié)。據(jù)透露，承擔(dān)重大專項(xiàng)產(chǎn)業(yè)鏈下游子項(xiàng)目的上海企業(yè)都有銷售額指標(biāo)，如上海圭博通信技術(shù)有限公司的指標(biāo)是：替代進(jìn)口硅光子芯片，年銷售額1億美元，成本、工藝優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)。
盡管在硅光芯片的布局上落后于美國(guó)，但是上海在硅光芯片上的布局具有前瞻性，可為未來(lái)的光通信產(chǎn)業(yè)打下基礎(chǔ)。余明斌表示，光芯片在全球方興未艾，正在逐步取代傳統(tǒng)的電芯片，成為通信芯片的主流。