什么是光通信芯片？
在说光通信芯片之前，让让我们先了解光通信传输的原理。在光通信传输过程中，发射端将电信号转换成光信号，然后调制成激光束，通过光纤传输。接收端接收到光信号后，将其转换成电信号，经过调制解调后成为信息。光电芯片的作用是实现电信号和光信号的相互转换，是光电技术产品的核心，是光通信领域的金字塔尖。
光通信产业链包括光通信器件、光通信系统和光通信应用三个环节。根据其物理形态的不同，光通信器件可分为四大类：芯片、光有源器件、光无源器件、光模块和子系统，其中支撑IC被归为芯片。
严格来说，光芯片包括很多种元器件，如激光器芯片、调制器芯片、耦合器芯片、分束器芯片、波分复用器芯片、探测器芯片等。这些芯片/器件集成后，加入外围电路，形成光通信模块，广泛应用于路由器、基站、传输系统、接入网等光网络的建设中。
国际巨头掌握着核心技术。
得益于中兴、华为等通信设备的大力协助，中国已成为全球最大的光器件消费国，市场份额约为35%。然而，以高速为特征的高端光芯片技术仍然掌握在美国和日本公司手中，我国高速光芯片的国产化率只有3%左右。
观察国际巨头的发展路径，无一例外都是并购。他们通过并购不断拓展产业链，产品几乎覆盖了光器件和光模块领域的所有环节，从无源到有源，从芯片到模块，他们坐拥堡垒产业链中的高端技术。2018年，顶级巨头间的并购将光通信技术的全球竞争格局推向头部厂商。
2018年3月，全球市场份额排名第二的Lumentum以18亿美元收购了排名第三的Oclaro，威胁到了行业老大Finisar的地位。为了应对竞争，Finisar于2018年11月与无源器件领先制造商II-VI合并，整合了有源和无源产业链，稳固了光学器件头制造商的地位。这些国际并购对中国光通信企业的崛起和突破具有积极意义。
与国际企业相比，国内光通信企业大多局限于低端芯片的生产。只有光迅科技、海信、华为等少数厂商能生产高端芯片，但整体供应量有限，占市场份额不到1%。从上表也可以看出，华为美国的光通信技术供应商主要集中在美国和日本，中国只有一种光通信技术。
美国对华为的禁令对上述美国光通信技术公司影响很大。46%的新光子学业绩来自华为，业界猜测可能破产或被收购；华为占Lumentum 18%的股份最近一个季度的总收入。Lumentum将Q2收入预测的下限从4.05亿美元下调至3.75亿美元；禁令发布后，II-VI的股价也下跌了10%，其正在收购的Finisar的销售额中有11%来自华为。
禁止杀死1000个敌人，伤害800个自己给美国的相关公司造成了不小的损失，但对中国的华为和光通信供应商也是一个很大的挑战。实现芯片国产化迫在眉睫。
我国光通信技术如何突破？
近年来，中国政府大力鼓励集成电路的发展，光通信芯片的自主研发开始兴起
其次，华为通过收购英国光子集成公司CIP和比利时硅光子公司Caliopa，进入光通信芯片战场。截至目前，华为在光通信芯片上的投入已经有六年，部分产品已经自给自足。
此外，作为传统家电巨头，海信在100G PON光模块技术上有所突破，其5G无线光模块已应用于5G信号基站建设。通过收购日本和美国的光通信芯片公司，形成了完善的产业布局。激光巨头3354华工科技的5G应用光通信芯片预计2019年量产。
除了上述企业，还有不少新兴企业在光通信芯片和模块的集成方面取得突破，如许闯科技的400G OSFP和QSFP-DD模块批量出货；易研制成功100GQSFP28光模块，100GCFP-LR4光模块已实现商用。博创科技(PLC分光器和DWDM器件)、厦华荀攸(TIA、LA、LD)、紫光展锐都在积极开发高端光通信芯片。
中国美国政策要求2022年低端光电芯片国产化率超过60%，高端光电芯片国产化率超过20%。但目前国内光通信技术还有很大差距。
根据中国电子元器件行业协会发布的《中国光电子器件产业技术发展路线图（2018-2022年）》，国内企业仅掌握了10Gb/s及以下速度的激光器、探测器、调制器以及PLC/AWG芯片的制造技术，以及配套ic的设计、封装和测试能力。25Gb/s PIN器件和APD器件可以小批量供货，而25Gb/s DFB激光芯片刚刚开发出来。总之，大部分25Gb/s速率模块使用的光电芯片基本依赖进口。是更高端的100G光通信系统，其中可调窄线宽激光器、相关光发射/接收芯片、跨阻放大器芯片、高速模数/数模转换芯片、DSP芯片均为进口。
分析称，根据未来市场发展趋势，中国我国光通信器件企业应重点加强研发；d . 100 GB/s光收发模块、ROADM产品、高端光纤连接器、10Gb/s和25Gb/s激光器及配套集成电路芯片的投资和市场突破，加快研发步伐；下一代400Gb/s光收发模块和硅光集成进展，力争尽快扩大产业规模，尽快摆脱对国外供应商的依赖。
5G给光通信带来哪些机遇？
光通信器件作为光通信乃至整个信息基础设施网络的核心，一直在为5G做相应的准备。6月6日，工信部正式发放5G牌照，加速了光通信器件的商业机会。
据长江证券报告，5G基站的大规模建设可能带来超过20亿美元的光芯片市场空间，是4G时代的2.8倍。此外，数据中心市场需求持续井喷，消费电子市场光学芯片未来增长空间也值得期待。
在光模块领域，由于5G承载网的新架构，5G光模块的使用量将远远超过4G。根据中国移动投资公司(《洞见 5G，投资未来》)报告中的计算，假设中国5G宏基站数量达到200万，仅基站与连接的传输设备客户端之间的接口就至少需要400万个光模块。考虑线路侧接口光模块、专线用户光模块、数据中心光模块等。预计整个5G网络对高速光模块的需求将达到数千万，5G光模块总量是4G时代的2到4倍。
市场规模如此巨大，但目前业内最关心的问题是5G对光通信芯片/模块提出了什么要求，国内企业能否实现国产替代，厂商要想提高国产芯片自给率应该从哪些方面入手。
与4G LTE时代相比，5G时代对
有分析师强调，本土光模块企业要想实现高于行业增速的增长，还需要不断改进封装工艺。此外，上游芯片(如光迅、海信)和下游设备集成(华为、中兴)的市场集中度高于中游光模块。为了长远发展，中间厂商必须对上游芯片和核心器件进行布局和延伸，不断构筑竞争壁垒。
总之，无论是华为、光迅科技还是国内其他光通信芯片、器件、模块设计公司，在国际技术封锁的挑战下，在国内5G发牌的历史机遇下，都必须付出巨大努力，早日实现替代高端光通信芯片的历史性跨越！
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