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1月，我们聚焦于硅光行业，通过深入剖析致辞导向、技术发展路径、创业趋势等，力求为大家呈现一幅全面、细致的行业画卷。我们相信，无论是对于行业内的资深人士，还是对于初涉该领域的投资者，本期内容都将带来不一样的启发和思考。
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硅光技术是以硅及硅基衬底材料（如SiGe/Si、SOI等）为光学介质，通过与CMOS工艺兼容的集成电路制造流程，生产光子器件和光电器件（包括硅基发光器件、调制器、探测器、光波导器件等），并利用这些器件实现光子的发射、传输、检测与处理，最终应用于光通信、光传感、光计算等领域的新兴技术。
其核心基础是CMOS工艺——该工艺通过n沟道MOS管和p沟道MOS管的组合使用，实现工作时的省电效果，是当今集成电路制造的主流技术，为硅光器件的大规模集成与成本控制提供了关键支撑。
大数据时代下，算力的爆发式增长驱动高速传输光模块的需求激增，但传统光模块在速率升级过程中面临诸多瓶颈：
1. 性能瓶颈：传统光模块采用III-V族半导体芯片（如 InP/GaAs），在25Gbps传输速率下已接近物理极限，难以满足800G、1.6T等更高速率的传输需求；
2. 成本高昂：III-V族光芯片占传统光模块总成本的60%-70%，且分立式结构导致封装工艺复杂，进一步推高成本；
3. 功耗与体积问题：随着速率提升，传统光模块需增加并行的激光器和探测器数量，导致功耗与体积线性增长，难以适配数据中心高密度部署需求；
4. 供应链风险：核心光芯片依赖进口，国产化率低，供应稳定性不足。
在此背景下，硅光模块凭借突破单通道传输瓶颈、兼容CMOS工艺、成本下降空间大等优势，逐步进入商用化阶段，与传统光模块形成互补发展格局，成为高速传输时代的核心解决方案之一。
传统光模块与硅光模块在技术原理、性能表现、成本结构等方面存在显著差异，具体对比如下：
若用通俗比喻解读：传统光模块如同 “定制化手工组件”，每个核心部件（光芯片）依赖特殊材料和工艺，成本高且难以规模化；而硅光模块类似 “标准化集成模块”，依托成熟的 CMOS 工艺实现光电器件的批量生产，既保证性能，又能通过集成化降低成本与体积。
硅光产品按功能层级可分为硅光器件、硅光芯片、硅光模块，形成从基础器件到系统级产品的完整体系：
1. 硅光器件：硅光器件分为有源器件和无源器件。有源器件包括硅基激光器（电信号转光信号）、硅基光调制器（提升光信号带宽）、硅基光电探测器（光信号转电信号）；无源器件包括平面波导、硅光耦合器、波分复用器、谐振腔等，负责光信号的传输、分光、耦合等基础功能。
2. 硅光芯片：通过单片集成或混合集成技术，将多种硅光器件组合集成，实现特定功能，主要包括硅光发射/接收芯片、收发集成芯片、器件阵列化集成芯片（如探测器阵列/调制器阵列）等。
3. 硅光模块：将光源、硅光器件/芯片、外部驱动电路等进一步集成，形成系统级产品，包括光发送模块、光接收模块、光收发一体模块等，是直接面向下游应用的终端产品。
资料来源：Marvell、IMEC、FibalMall、孚腾团队
1. 激光器：CW光源成硅光主流方案
激光器是光发射组件的核心，硅光模块主要采用外置CW激光器方案，与传统EML方案对比具有成本低、功耗低、可多通道共用的优势。目前III-V族激光器与硅光芯片的耦合方案主要有片上倒装焊集成、异质键合集成和直接外延生长集成，其中异质键合集成和直接外延生长集成是未来大规模生产的核心方向。不同类型激光器的应用场景与特性对比如下：
2. 调制器：MZM为主流，薄膜铌酸锂成未来方向
硅光调制器负责将电信号加载到光信号上，实现带宽提升，目前主流方案为马赫曾德尔结构（MZM），微环谐振腔调制器（MRM）为下一代潜在方案。不同材料平台的调制器特性对比显著：
3. 探测器：硅基锗探测器为主流
由于硅材料在通信波段（1310nm/1550nm）吸收较弱，硅光探测器主要采用锗硅（Ge-Si）异质集成方案，通过外延生长或键合技术将锗材料集成到硅衬底上，利用锗材料的强吸收特性实现高效光电转换。该方案具有带宽大、结构紧凑、与CMOS工艺兼容等优势，适合大规模集成；而III-V族半导体探测器虽性能更优，但集成工艺复杂，应用相对受限。
4. 光波导与耦合器：解决光信号传输与互连难题
硅基波导是光信号在硅基材料上传输的核心无源器件，其关键在于提升尺寸均匀性和加工精度，常用结构包括平面波导、条形波导、微环波导、脊型波导等。硅波导与光纤的耦合是技术难点，目前主要通过端面耦合（损耗低，适用于封装产品）和光栅耦合（操作简单，适用于芯片测试）两种方式实现低损传输。
从工艺角度，硅光集成分为混合集成和单片集成两种方案：
1. 混合集成：将硅芯片与其他材料的光学组件（如III-V族激光器、铌酸锂调制器）结合，硅芯片负责电子处理，其他组件负责光生成与调制。该方案可利用不同材料的优异特性，目前应用广泛，但集成度仍有提升空间。
2. 单片集成：将光源、调制器、波导、耦合器等所有光子学组件直接集成到同一块硅芯片上，具有尺寸更小、集成度更高、制造成本更低的优势，是未来发展趋势。目前光器件已实现单芯片集成，光模块的单片集成仍在研发推进中。
硅光芯片市场处于快速增长期，2022年市场规模约3.5亿美元，预计2027年将增长至21亿美元，年复合增长率达43%。从应用领域来看，数通和电信市场是短期核心增长点，2027年两者合计占比将达94%，其中数通市场占比91%，规模将达18亿美元，年复合增长率44%，成为硅光芯片发展的主要驱动力。
从光模块技术演进来看，800G光模块已进入市场导入验证和批量出货阶段，1.6T产品实现研发突破，而硅光技术在高速光模块中的渗透率持续提升。LightCounting预测，到2029年，光模块中一半以上将采用硅光技术。
硅光技术的发展可分为四个阶段，目前正处于第二阶段：
1. 第一阶段（传统分立）：光学器件与电学器件分立，硅基器件尚未规模化应用；
2. 第二阶段（分组硅化）：硅基器件逐步取代部分分立器件，集成技术从耦合集成向单片集成演进，实现部分功能集成；
3. 第三阶段（全光电融合）：光电一体技术深度融合，实现光电全集成，功能更复杂；
4. 第四阶段（可编程芯片）：器件分解为多个硅单元，可通过编程改变内部结构，实现全功能自定义。
1. 需求侧：AI发展拉动光模块整体需求，下游客户对硅光方案的接受度提升——硅光模块在性能、价格、产能供应上的综合性价比优势，使其成为数据中心短距高速传输的优选方案；
2. 技术侧：CMOS工艺的成熟推动了硅光器件集成度与良率提升，薄膜铌酸锂等新型材料的应用突破了带宽瓶颈，CPO等集成方案逐步成熟；
3. 供应链侧：传统EML方案依赖的InP衬底存在供应短缺（全球仅少数厂商能稳定提供高品质InP衬底），国内厂商纷纷推出硅光解决方案，补充产能缺口，推动硅光方案加速渗透。
硅光技术正加速向高带宽、高集成、低功耗方向演进，其中CPO是未来 5-10年的核心发展趋势。CPO技术通过将光模块与网络交换芯片近距离集成，缩短信号传输距离，提高光电转换效率，相比传统可插拔光纤大幅节能，是高带宽场景的高效选择。同时，CPO契合数据中心爆炸式增长的带宽需求，在每通道400G SerDes时代或成唯一可行方案，且适配垂直耦合、多芯光纤等未来技术演进，有望进一步突破带宽壁垒。
此外，硅光技术正从光通信向AI互连、高性能计算、光传感等领域渗透：在高性能计算领域，Lightmatter、曦智等公司推出的硅光计算芯片性能远超传统AI算力芯片；在传感领域，Apple、Rockley Photonics等企业采用硅光技术研发无创血糖监测设备，市场潜力逐步释放。
硅光产业链分为上游、中游、下游三个环节，覆盖材料、设备、设计、制造、集成、应用等全流程，全球参与主体呈现多元化格局。
1. 晶圆厂：全球头部主导，国内逐步突破
全球硅光晶圆代工市场由Tower Jazz、GlobalFoundries（GF）等头部企业主导，国内厂商如中芯国际、重庆联合微电子中心（CUMEC）等正处于研发或量产起步阶段。核心晶圆厂情况如下：
2. PDK生态：全球成熟度高，国内仍处早期
PDK（工艺设计套件）是硅光芯片设计的核心工具，全球主流硅光PDK生态围绕头部晶圆厂展开：Tower Jazz与Synopsys合作，PDK广泛应用于初创企业与科研；GlobalFoundries支持多波导材料平台，兼容多个工具链。
国内 PDK 建设仍处于早期阶段：虽有多家代工厂提供工艺试点，但光子PDK成熟度与验证数据不足；国产EDA企业布局光子EDA，但缺乏长期协作的PDK接口标准；高校与实验室多采用海外PDK，科研成果难以转化至国内产业链。
3. 光模块厂商：国内外竞争激烈，国内厂商加速突围
全球主流光模块厂商均已布局硅光业务，国内厂商如中际旭创、新易盛、光迅科技等通过自研或收购强化硅光能力，加速突围：
中际旭创：1.6T光模块通过英伟达认证，2025Q3归母净利润同比增长124.98%，出货量持续增长；
新易盛：收购Alpine强化硅光芯片自研能力，1.6T产品在2025Q4至2026年持续放量；
海外厂商：Intel、Acacia、Lumentum等凭借技术积累，在高端市场占据一定优势。
1. 硅光芯片设计环节
光模块厂商对硅光芯片设计的参与度持续提升，建议关注独立第三方设计服务公司，尤其是聚焦光通信/传感芯片、CPO设计等细分领域的企业，这类企业在技术迭代中有望依托细分场景实现突破。
2. 衬底与外延环节
异质集成是硅光技术规模化应用的关键，建议提早布局异质集成相关的材料、技术与应用企业，以及磷化铟（InP）、薄膜铌酸锂等核心材料供应商。薄膜铌酸锂调制器在高速率场景中优势显著，随着1.6T及以上光模块的放量，相关企业有望充分受益。
3. 硅光晶圆代工环节
国内晶圆厂的研发进展与量产能力是国产化替代的核心，建议持续关注国内晶圆厂的技术突破、客户流片情况与产能释放节奏，把握国产化替代带来的投资机会。
4. CW光源环节
短期来看，当前CW光源存在供给短缺，投资机会集中于供需错配场景，关注EML芯片厂商的产线转换、CW光源厂商的扩产进度，以及产业链上下游新布局的CW光源产能；中长期来看，关注光模块与CW光源的配比变化，以及片上异质键合集成激光器的技术商业化节奏，紧密跟踪行业龙头的订单情况。
5.硅光设备环节
建议关注国产替代机会，国内设备企业可通过技术研发或收并购参与产业链，重点聚焦光刻、沉积刻蚀、封装测试等关键设备领域，把握硅光产能扩张带来的设备需求增长。
硅光技术凭借高集成、低功耗、低成本的核心优势，成功突破了传统光模块的性能与成本瓶颈，成为高速传输时代的核心解决方案。在AI算力爆发、数据中心高密度部署、国产化替代加速等多重因素驱动下，硅光行业正进入高速增长期，数通市场为短期核心驱动力，CPO、光计算、光传感等领域为长期增长提供支撑。
从产业链来看，全球硅光行业仍由海外头部企业主导，但国内厂商在光模块集成、晶圆代工、核心器件设计等环节加速突围，国产化替代空间广阔。未来，具备核心技术研发能力、垂直整合能力与大客户绑定能力的企业，将充分受益于行业发展趋势，成长为产业链核心力量。孚腾资本相信，硅光技术将成为新一代AI数据中心和算力网络的核心互连技术，为半导体行业带来持续的投资机遇。
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