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AI产业链材料篇8:光芯片——AI算力的"光"心脏

AI产业链材料篇8:光芯片——AI算力的"光"心脏

光模块是数据中心里连接GPU与GPU的"高速公路",但99%的人只盯着中际旭创、新易盛这些光模块整机厂——没人告诉你,这条高速公路的"路基"正在经历一场材料危机。磷化铟衬底价格从800美元暴涨到2300美元,涨幅187%。高端EML芯片缺口25%-30%,200G EML直接断货。25G以上高速激光器芯片国产化率只有4%。这不是周期,这是AI算力时代对"光"材料的重新定价。


一、光芯片是什么?光模块的"心脏"

如果说光模块是数据中心的"光纤血管",那光芯片就是心脏起搏器。

光芯片是光模块中实现电信号↔光信号转换的核心器件——发射端把电信号变成光信号,接收端把光信号变回电信号。没有光芯片,光模块就是一块废铁。

类型
功能
技术难度
国产化率
激光器芯片
电→光
极高
25G+仅4%
探测器芯片
光→电
高
相对较高
材料
应用场景
代表技术
国产地位
磷化铟(InP)
高速激光器(50G/100G/200G)
EML/DFB
几乎全进口
砷化镓(GaAs)
中低速激光器(2.5G/10G)
VCSEL/FP
已自主可控
薄膜铌酸锂(LiNbO₃)
高速调制器
薄膜铌酸锂
中国占全球42%产能

按速率看:2.5G/10G已自主可控,25G/50G国产化率仅4%,100G/200G/400G≈0,800G/1.6T刚起步。


二、为什么突然爆发?磷化铟暴涨187%背后的逻辑

2.1 磷化铟:光芯片的"路基"

磷化铟(InP)衬底是制造高速激光器芯片的核心原材料——相当于光芯片的"地基"。没有InP衬底,就长不出InP外延片,就没有高速激光器芯片,就没有800G/1.6T光模块。

时间
2英寸InP衬底
6英寸InP衬底
涨幅
2025年初
800美元
1,400美元
基准
2026年4月
2,300-2,500美元
5,000美元+
+187%

1. AI驱动需求爆发:大模型训练需要海量GPU互联,光模块需求从100G/400G跃升至800G/1.6T

2. 供给刚性:全球能生产6英寸高纯InP衬底的厂商极少,扩产周期3-5年

3. 囤货效应:全球InP衬底缺口超过70%,下游疯狂囤货加剧涨价

全球InP衬底缺口70%以上。国内铭镓半导体50台磷化铟多晶合成炉正在调试,国产化进入冲刺阶段——但量产还需时间。

2.2 EML芯片:比衬底更卡脖子的环节

EML(电吸收调制激光器)是800G/1.6T光模块的核心发射器件,缺它就没有高速光模块。

EML芯片缺口数据:

1. EML总需求缺口:25%-30%

2. 200G EML缺口最严重:直接制约1.6T光模块量产

3. 100G EML缺口显著:影响800G模块交付

4. 海外头部厂商InP晶圆厂满负荷运转,订单排期覆盖至2026-2027年,未来6-8个季度产能全部售罄

EML芯片的短缺比磷化铟衬底更严重——衬底涨价还能买到,但EML芯片有钱也买不到。


三、卡在哪?国产化率"冰火两重天"

环节
国产化率
说明
2.5G/10G激光器
>80%
已自主可控
25G+高速激光器
仅4%
严重依赖进口
EML芯片(100G+)
≈0
几乎全进口
InP衬底
≈0
高纯材料几乎全进口
薄膜铌酸锂调制器
42%(全球产能)
中国具备优势
PLC/AWG芯片
>50%
仕佳光子全球领先

4%的国产化率是什么概念?100颗高速光芯片里,96颗来自海外,只有4颗来自国内。

为什么这么卡?

技术壁垒:

1. InP外延生长需要精确控制量子阱结构,缺陷密度要求极低

2. 高速调制器需要薄膜铌酸锂的纳米级厚度控制

3. 芯片与器件的耦合封装需要亚微米级精度

认证壁垒:

1. 光模块厂商认证周期1-2年

2. 批量供货前需通过可靠性测试(高温/低温/潮湿/振动)

3. 光芯片失效直接影响整个光模块,客户更换意愿低


四、谁在破?四类标的,四条路线

4.1 中瓷电子(003031):陶瓷封装全球双寡头

指标
数据
核心定位
光模块陶瓷外壳全球双寡头(日本京瓷+中国中瓷)
2025年营收
28.78亿元(+8.67%)
2025年净利润
5.63亿元(+10.04%)
26Q1净利润
1.23亿元(+48.81%)
陶瓷封装制程
800G/1.6T/3.2T全系列
实控人
中国电科(十三所)

光芯片做好之后,需要封装进陶瓷外壳才能变成光模块——陶瓷外壳提供电信号接口、热管理和环境保护。全球只有两家能做高端光模块陶瓷封装:日本的京瓷和中国的中瓷电子。

涨价信号:DCI相干光模块陶瓷管壳开启涨价序幕。中瓷电子是全球DCI相干光模块管壳龙头,Coherent、Lumentum均为其客户。

中瓷电子不产光芯片,但800G/1.6T光模块没有中瓷的陶瓷外壳就是废铁——这是"卖水人"逻辑。

4.2 仕佳光子(688313):AWG全球第一,光芯片平台化

指标
2024年
2025年
变化
营收
10.75亿
21.29亿
+98.15%
净利润
0.65亿
3.72亿+473.25%
境外收入占比
—
52.69%
超过境内

三条业务线:

1. AWG芯片及组件:全球标准制定者,1.6T AWG已小批量出货

2. PLC芯片:光分路器芯片全球领先

3. 高速光芯片:25G DFB量产,50G/100G EML在研

仕佳光子境外收入超过境内(52.69%)——这是国内光芯片公司少有的全球化能力。净利润一年翻5倍不是偶然,是平台化能力的兑现。

4.3 源杰科技(688498):InP激光器芯片国产替代先锋

指标
2024年
2025年
变化
营收
2.52亿
6.01亿
+138.50%
净利润
亏损
1.91亿
扭亏为盈

1. 大功率激光器:签下6302万元大单,接近2024年营收25%

2. 25G/50G DFB:已量产并数据中心客户供货

3. 100G EML:在研,目标1.6T光模块核心器件

4. 薄膜铌酸锂:国内少数布局薄膜铌酸锂调制器的厂商

源杰是中国InP高速激光器的火种——体量还小,但方向是对的。

4.4 腾景科技(688195):精密光学元件+CPO光引擎

指标
数据
核心定位
精密光学元件+光器件,800G/1.6T CPO光引擎在研
技术优势
FAU光纤阵列、纳米级滤光片、光栅元件良率>95%
CPO布局
武汉子公司CPO光引擎样品生产

CPO(共封装光学)是下一代光互连技术——将光芯片和交换芯片封装在一起,大幅降低功耗和延迟。腾景正在武汉子公司布局800G/1.6T CPO光引擎。

腾景是精密光学元件的老兵,正在往CPO光引擎升级——800G/1.6T CPO还没爆发,但提前卡位很重要。


五、预期差在哪?

5.1 市场只看整机厂,忽视材料供应链

99%的投资者盯着中际旭创、新易盛的营收增速,但忽视了一个事实:整机厂的产能取决于材料供应链的瓶颈。EML芯片短缺,800G光模块交付就受制约;InP衬底涨价,所有高速激光器成本都上升。

光模块材料供应商的议价能力,比市场认知的强得多。

5.2 磷化铟涨价是长期逻辑,不是短期炒作

1. AI驱动的高速光模块需求是结构性增长

2. InP衬底扩产周期3-5年,供给弹性极低

3. 国产InP衬底量产还需2-3年

4. 供需错配至少持续到2027年

5.3 薄膜铌酸锂是中国少有的全球优势领域

薄膜铌酸锂是高速调制器的核心材料,中国占全球42%产能——济南晶正、天通股份是全球核心供应商。

这是光芯片产业链里,中国为数不多的"卡别人脖子"的环节。


六、AI怎么拉动的?

6.1 GPU互联:光模块需求指数级增长

大模型训练需要thousands of GPUs互联互通——PCIe带宽不够,需要光模块。每台服务器需要多个光模块,新一代速率升级带来量价齐升。

制程
单模块光芯片用量
说明
400G
8×50G EML
8通道
800G
8×100G EML 或 4×200G EML
升级版
1.6T
8×200G EML
新一代

GPU互联的光模块数量增加,让光芯片用量暴增——和3D NAND堆叠让CMP暴增的逻辑一模一样。


七、风险提示

1. 磷化铟涨价传导:InP衬底涨价可能压制中游芯片厂商利润

2. 海外断供风险:高端EML国产化率≈0,海外收紧影响光模块扩产

3. 技术替代风险:硅光芯片(SiPh)可能在部分场景替代InP芯片

4. 竞争加剧:国内多家企业同时布局InP芯片,若同时量产可能引发价格战

5. 估值偏高:仕佳光子PE较高,股价已部分透支业绩


总结

维度
结论
国产化率
2.5G/10G已自主可控,25G+高速芯片仅4%,EML≈0
最大卡点
InP衬底(缺口70%)> EML芯片(缺口25-30%)> 高速激光器
核心标的
中瓷(陶瓷封装双寡头)、仕佳(AWG全球第一+光芯片)、源杰(InP芯片先锋)、腾景(CPO光引擎)
最大预期差
市场只看整机厂,忽视材料供应链的卡脖子与涨价弹性
中国优势领域
薄膜铌酸锂调制器(全球42%产能)

一句话:光模块的战争,表面是中际旭创和新易盛的竞争,背后是磷化铟和EML芯片的材料战争。买光模块股,不如先看懂光芯片材料链——4%的国产化率,才是这个赛道最硬的逻辑。


📌 下期预告:光模块里还有哪些"卖水人"?——从陶瓷外壳到光纤阵列,从精密光学元件到CPO光引擎,光模块材料产业链的全景图。


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