《電子技術(shù)應(yīng)用》
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擺脫光通信被卡脖現(xiàn)狀:一體化戰(zhàn)略/硅光子芯片布局或奏效

2018-07-16
關(guān)鍵詞: 光通信 5G

  隨著5G的臨近,,光通信愈發(fā)受重視,。在這個關(guān)鍵時刻,,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重大專項,,投入大量經(jīng)費,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,,因為硅基光互連芯片是新一代通信芯片,國內(nèi)通信企業(yè)已在這種器件上被卡了脖子,。

  在光通信方面,,我國的確存在短板,短板存在于哪一環(huán)呢,?

  在光通信市場,,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,。盡管我國在光設(shè)備方面有華為、中興,、烽火等企業(yè),,占據(jù)絕對的市場與技術(shù)優(yōu)勢,但是在光通信器件方面,,以民營中小企業(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,。

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  光芯片國產(chǎn)化率僅為3%

  2017年底工信部發(fā)布《中國光電子器件產(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)成為制約我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。目前高速率光芯片國產(chǎn)化率僅3%左右,,供應(yīng)主要依賴美國,、日本廠商。政策要求在2022年中低端光電子芯片的國產(chǎn)化率超過60%,,高端光電子芯片國產(chǎn)化率突破 20%,。

  目前,國內(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,,市場占比不足1%,高端芯片嚴重依賴于博通,、三菱等美日公司,。

  從核心芯片能力分析,國內(nèi)企業(yè)目前只掌握了10Gb/s 速率及以下的激光器,、探測器,、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,、封測能力,,整體水平與國際標桿企業(yè)還有較大差距,尤其高端芯片的設(shè)計能力比美日發(fā)達國家落后1-2代以上,。

  “有源”產(chǎn)品是最大痛點

  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,。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,并達到100Gb/s速率以上水平,。中國企業(yè)在有源產(chǎn)品方面與其他國家相比差距較大,,在無源器件、低端光收發(fā)模塊等中低端市場的份額較大,,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,我國只有寥寥幾家能自主生產(chǎn)激光器和探測器管芯的廠商,,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口。

  我國光設(shè)備商自下而上垂直一體化整合將成為趨勢

  近年來,,華為,、中興屢遭受美國商務(wù)部調(diào)查,其背后與我國核心器件缺失有著直接關(guān)系,。中興事件更直接說明了核心元器件缺失的嚴重性,。盡管如今美國已解除對中興的禁售令,但我國發(fā)展核心器件仍刻不容緩,。

  其實,,早在幾年前,我國光通信相關(guān)廠商已經(jīng)意識到了這個問題,。以華為,、中興和烽火通信為代表的企業(yè)開始實行“一體化”戰(zhàn)略,積極向芯片領(lǐng)域布局,,提升一體化能力,,必將提高公司的競爭力,降低成本,,保障貨源,同時進一步提升企業(yè)的盈利能力,。

  “一體化”戰(zhàn)略在《中國硬科技產(chǎn)業(yè)投資發(fā)展白皮書》(由中國科學(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《麻省理工科技評論》聯(lián)合編制的)中也被提及,白皮書指出:國內(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,,未來涵蓋模塊、器件,、芯片等的光通信上游領(lǐng)域并購重組將頻發(fā),,設(shè)備商自下而上垂直一體化整合將成為趨勢。

  未來,,我國光通信產(chǎn)業(yè)將由低門檻,、低利潤率的光纖光纜向高門檻、高利潤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。

  2017年,,上海市政府將硅光子列入首批市級重大專項,,投入大量經(jīng)費,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),讓國內(nèi)企業(yè)擺脫對國外光芯片供應(yīng)商的依賴,。

  如今,,由張江實驗室牽頭承擔(dān)的硅光子市級重大專項在工藝技術(shù)方面取得突破,具備了光芯片流片能力,。預(yù)計今年年內(nèi),,我國第一條硅光子研發(fā)中試線將在上海建成。解放日報消息稱,,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)備還在采購過程中。預(yù)計今年年內(nèi),,“超越摩爾”研發(fā)中試線的硅光子設(shè)備將投入運行,。

  硅光子市級重大專項技術(shù)負責(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,、制造、封裝,、測試等各個環(huán)節(jié),。據(jù)透露,承擔(dān)重大專項產(chǎn)業(yè)鏈下游子項目的上海企業(yè)都有銷售額指標,,如上海圭博通信技術(shù)有限公司的指標是:替代進口硅光子芯片,,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,但是上海在硅光芯片上的布局具有前瞻性,可為未來的光通信產(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,。


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