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光芯片來襲!立足于新一代技術革命,國產替代是否能夠截胡?
2022/09/25
2022/09/25

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關于光芯片的研發,國內已經走在了前頭,華為擁有了諸多的技術專利,這也被認為是芯片的「革命技術」,和目前所使用的硅基芯片,完全屬于兩個概念,并且在各方面的優勢也較為明顯。

雖然光電子器件的概念源自于通訊領域,但通過論證是可應用于整個半導體領域的,除了通訊系統之外,在工業、消費電子、汽車等等領域,均能夠有著廣泛且深入的應用。

官方也把光芯片評為「時代風口」,相比于之前提到的碳基芯片,光芯片存在的可能性是更大的,在這新一輪的科技革命中,國產替代能否實現逆襲呢?光芯片又能起到什麼作用呢?

光芯片的概念

常見的數字芯片、模擬芯片等等屬于集成電路,而光芯片則屬于分立器件大類下的光電子器件,二者雖然同屬于半導體領域范疇,但卻有著完全不同的技術構成,集成電路是以晶體管作為載體,而光芯片則以光信號為信息載體,激光器、探測器是其重要組成部分。

而整個接受過程可以參照「光纖傳輸」,發射端的激光器將電信號轉化為光信號,通過「光纖」傳輸至接收端的探測器的光芯片,隨后完成光電轉換的步驟,轉化為可用的電信號,兩頭的光芯片起到關鍵作用,傳輸速度和可靠性就是由它決定的。

目前在科研領域,已經證實了光芯片的實用性,除了通訊領域之外,后續將會被轉移到工業、消費電子、汽車等等主要領域,未來將會是光子大規模替代傳統電子的年代,這將會成為后摩爾時代的科技革命,根據專業機構推測,到2025年全球規模將突破9000億歐元市值。

而光通信是光芯片的核心,其中激光器芯片和探測器芯片應用最廣泛,不同的技術應對著不同的使用范圍,從工作原理上進行分析的話,施加一定激勵方式是激光器芯片的核心,經過一系列的反應,最終形成相位和方向高度一致的光子,也就是我們常說的「發射激光」!

而探測器芯片就比較好理解了,就是常說的「光電效應」,利用「雪崩擊穿效應」獲得內部電流增益,促使獲得更高的靈敏度,經由兩個重要零部件的相互配合,形成了一個完整的光通信原理。

目前國內千兆網絡服務能力的10G PON光模塊火熱,截止到今年的6月份,國內具備升級條件的端口已經達到了1103萬個,博創科技、中際旭創、華工科技、光迅科技等中企,都具備了相對應的技術。

2022年第二季度,亞馬遜、Mate、微軟、谷歌這四家企業,在該領域的資本性支出( CAPEX)上達到了370億美元,同比增長了19.9%,越來越多的企業開始重視光電產業的發展,說明光芯片已經站在了「時代的風口」上,誰能率先突破就能掌控未來的局面。

國產替代能否逆襲

根據Lightcounting 預測,激光器芯片規模到2027年將達到了23.5億美元,而國內廠商的份額剛剛過億,因此還是有很大的成長空間的,在華為、中興等一眾企業崛起之后,目前全球十大廠商當中,中企已經占據了半壁江山。

相對而言在供應鏈優勢上,國內是要比歐美更加完善的,但受到歷史原因方面的影響,目前上游的光芯片環節依然在他們手上,海外主導著高端產品,在綜合實力上還是存在一定的差距,但在國家的大力扶持之下,在光電芯片領域,國內同樣有著歐美未掌握的核心技術。

光芯片所展現出來的優勢明顯,在技術相對成熟之后,將處于半導體產業的頂端,探索新技術是目前中企的首要責任,如果后續能將光子和集成電路結合在一起,將有效的形成「片上光互聯」,這對于更為深入的科研,是有著很大的助力的。

在這項顛覆性的技術誕生之后,華為一切的問題都將迎刃而解,憑借著在該領域的技術地位,也能夠徹底的擺脫歐美技術體系的封鎖,華為能夠在5G技術上實現彎道超車,自然在光信通訊技術上也是齊頭并進的。

在芯片供應被中斷華為,華為就積極合作國內企業、研究所,展開全產業鏈技術的布局,實現全面的國產替代計劃,而光電芯片國產化將成為最重要的一個步驟,對此你們是怎麼看的呢?

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