硅光芯片迎來(lái)“商轉(zhuǎn)”元年:中試產(chǎn)能將成為行業(yè)入場(chǎng)券
關(guān)鍵詞: 光芯片 中試平臺(tái) 硅光技術(shù) 產(chǎn)能缺口 光電子先導(dǎo)院 商用化
隨著AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的迅猛發(fā)展,全球算力需求呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)。2026年1月,據(jù)野村證券Bing Duan團(tuán)隊(duì)發(fā)布的最新研報(bào)顯示,800G光模塊出貨量將從2025年的2000萬(wàn)只增至2026年的4300萬(wàn)只,1.6T光模塊出貨量將從250萬(wàn)只激增至2000萬(wàn)只,而硅光子(SiPh)技術(shù)的滲透率預(yù)計(jì)將達(dá)到50-70%,硅光市場(chǎng)即將進(jìn)入高速增長(zhǎng)時(shí)代。
與此同時(shí),中試環(huán)節(jié)卻成為橫亙?cè)诠庑酒O(shè)計(jì)企業(yè)與量產(chǎn)之間的一道鴻溝。國(guó)內(nèi)光芯片企業(yè)面臨流片排隊(duì)半年起步、海外代工溝通成本高、自建產(chǎn)線動(dòng)輒數(shù)億投入,一些手握核心技術(shù)的初創(chuàng)企業(yè)甚至陷入 “坐等被淘汰” 的尷尬境地。即使2026年全球先進(jìn)光芯片產(chǎn)能同比增長(zhǎng)超80%,但仍落后市場(chǎng)需求5%-15%,產(chǎn)能缺口明顯。
當(dāng)全球硅光產(chǎn)業(yè)進(jìn)入商用爆發(fā)前夜,2025年11月,陜西光電子先導(dǎo)院科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱"光電子先導(dǎo)院")宣布8英寸先進(jìn)硅光集成技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)正式通線,這是西北地區(qū)首條硅光中試線。一個(gè)月后,光電子先導(dǎo)院"光子集成產(chǎn)業(yè)中試平臺(tái)"從全國(guó)2400余家申報(bào)平臺(tái)中脫穎而出,成功入選首批國(guó)家級(jí)制造業(yè)中試平臺(tái)名單,成為名單中全國(guó)唯一入選的光子集成類中試平臺(tái)。
從6英寸化合物平臺(tái)到8英寸硅光平臺(tái),從服務(wù)100余家客戶到斬獲國(guó)家級(jí)資質(zhì),光電子先導(dǎo)院用十年時(shí)間構(gòu)建起"雙平臺(tái)協(xié)同、全鏈條服務(wù)"的中試能力體系,為中國(guó)光芯片產(chǎn)業(yè)的中試難題尋找“終極答案”。
硅光商用前夜:中試產(chǎn)能缺口凸顯
進(jìn)入2026年,光模塊市場(chǎng)的火爆程度超出了多數(shù)人的預(yù)期。據(jù)LightCounting最新預(yù)測(cè),2025年全球光模塊銷售額將突破230億美元,較2024年增長(zhǎng)約50%,創(chuàng)下歷史新高。其中,800G光模塊出貨量預(yù)計(jì)將達(dá)1800萬(wàn)只-2000萬(wàn)只,同比翻倍增長(zhǎng)。
在這一輪升級(jí)浪潮中,硅光技術(shù)扮演著越來(lái)越重要的角色。硅光技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)在于將光器件與電芯片集成在同一硅基襯底上,實(shí)現(xiàn)"光進(jìn)銅退"。相比傳統(tǒng)分立器件方案,硅光方案具有集成度高、成本低、功耗小等顯著優(yōu)勢(shì)。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)LightCounting預(yù)測(cè),全球光模塊市場(chǎng)規(guī)模在2024年至2029年或?qū)⒈3?2%的年復(fù)合增長(zhǎng)率,2029年有望突破370億美元。
然而,市場(chǎng)的火熱并未緩解產(chǎn)業(yè)鏈上游的焦慮。相反,一個(gè)長(zhǎng)期被忽視的瓶頸正日益凸顯——中試產(chǎn)能的嚴(yán)重不足。
"國(guó)內(nèi)具備硅光中試能力的市場(chǎng)化平臺(tái)較為稀缺,主流代工廠的產(chǎn)能優(yōu)先保障海外大客戶和國(guó)內(nèi)頭部企業(yè),中小企業(yè)流片排期往往較長(zhǎng)。”光電子先導(dǎo)院總經(jīng)理?xiàng)钴娂t向記者坦言,“很多代工廠并不愿意承接小批量的硅光中試訂單。”
這一困境并非硅光領(lǐng)域獨(dú)有,在化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域,砷化鎵(GaAs)基激光器芯片的中試同樣面臨產(chǎn)能緊缺的局面。
化合物半導(dǎo)體是光通信系統(tǒng)的核心器件,廣泛應(yīng)用于電信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、激光雷達(dá)等領(lǐng)域。與硅光芯片不同,化合物半導(dǎo)體需要在砷化鎵、磷化銦等特殊襯底上制造。國(guó)內(nèi)具備化合物半導(dǎo)體中試能力的市場(chǎng)化平臺(tái)同樣較為稀缺,多數(shù)設(shè)計(jì)企業(yè)不得不依賴海外代工廠。
"海外流片雖然技術(shù)成熟,但存在幾個(gè)問題。"楊軍紅表示,"一是溝通成本高,時(shí)差和語(yǔ)言障礙導(dǎo)致技術(shù)對(duì)接效率低;二是技術(shù)轉(zhuǎn)移受限,一些先進(jìn)工藝對(duì)國(guó)內(nèi)客戶有出口管制;三是交付周期長(zhǎng),從下單到拿到樣片往往需要一年半載;四是供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn),地緣政治因素可能導(dǎo)致斷供。"
對(duì)于初創(chuàng)企業(yè)和中小型設(shè)計(jì)公司而言,自建中試產(chǎn)線更是難以承受之重。一條6英寸化合物半導(dǎo)體中試線投資需3-5億元,8英寸硅光中試線投資更高,且需要配備專業(yè)的工藝工程師團(tuán)隊(duì)和持續(xù)的研發(fā)投入。這對(duì)于尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的初創(chuàng)企業(yè)而言,無(wú)疑是一座難以逾越的大山。
"我們調(diào)研了上百家光芯片設(shè)計(jì)企業(yè),發(fā)現(xiàn)大家普遍面臨'建不起產(chǎn)線、產(chǎn)品無(wú)法驗(yàn)證、產(chǎn)能無(wú)話語(yǔ)權(quán)、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)高'四大痛點(diǎn)。"楊軍紅表示,"中試環(huán)節(jié)已經(jīng)成為制約光芯片產(chǎn)業(yè)從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)的最大瓶頸。"
雙平臺(tái)布局:從化合物到硅光的全覆蓋
面對(duì)行業(yè)痛點(diǎn),光電子先導(dǎo)院的解決方案是構(gòu)建“6英寸化合物光電芯片+8英寸硅光芯片”兩大核心中試平臺(tái),以及磷化銦探測(cè)器、硅透鏡等N個(gè)特色工藝平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)從化合物半導(dǎo)體到硅光芯片的全覆蓋。
這一布局并非一蹴而就,而是經(jīng)歷了近十年的持續(xù)投入和迭代升級(jí)。
光電子先導(dǎo)院成立于2015年10月,由陜西省科技廳、西安高新區(qū)及西科控股共同發(fā)起設(shè)立,是陜西省"追光計(jì)劃"的核心支撐平臺(tái)。成立之初,光電子先導(dǎo)院就明確了"聚焦光子集成技術(shù)、破解中試瓶頸"的定位。
2021年,光電子先導(dǎo)院?jiǎn)?dòng)6英寸化合物光電芯片中試平臺(tái)建設(shè),總投資約7億元。2023年3月,6英寸化合物平臺(tái)正式啟用,專注于砷化鎵(GaAs)等化合物半導(dǎo)體光電芯片的中試代工。該平臺(tái)已具備砷化鎵(GaAs)光電芯片材料的光刻、刻蝕、薄膜制備等關(guān)鍵工藝能力,并已完成二十余款VCSEL(垂直腔面發(fā)射激光器)、硅透鏡、IPD(集成無(wú)源器件)產(chǎn)品PDK(Process Design Kit,工藝設(shè)計(jì)套件)發(fā)布。
"6英寸化合物平臺(tái)主要服務(wù)光通信、激光雷達(dá)、光傳感等領(lǐng)域的客戶。"光電子先導(dǎo)院技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹,平臺(tái)配備了光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、薄膜沉積等全套工藝設(shè)備,可支撐芯片全流程中試服務(wù)。
6英寸化合物平臺(tái)啟用以來(lái),已服務(wù)超過(guò)50家光子領(lǐng)域創(chuàng)新企業(yè),大幅縮短客戶的流片周期,加速客戶的產(chǎn)品快速迭代。
2024年,光電子先導(dǎo)院?jiǎn)?dòng)8英寸硅光平臺(tái)建設(shè),總投資7.5億元。2025年11月,8英寸硅光平臺(tái)正式通線,成為西北地區(qū)首條硅光中試線。
8英寸硅光平臺(tái)的技術(shù)配置頗具看點(diǎn),據(jù)楊軍紅介紹:“先導(dǎo)院硅光平臺(tái)配備了光刻、刻蝕等60余臺(tái)(套)關(guān)鍵核心設(shè)備,在130nm有源集成硅光主工藝平臺(tái)基礎(chǔ)上,開發(fā)90nm以上先進(jìn)工藝,已構(gòu)建起自主可控的先進(jìn)工藝體系”
值得一提的是,8英寸硅光平臺(tái)雖剛通線,但已與十余家頭部企業(yè)達(dá)成意向合作協(xié)議,并吸引了多家外地企業(yè)聚集陜西。
國(guó)家級(jí)資質(zhì):從2400余家申報(bào)者中脫穎而出
2025年12月,工業(yè)和信息化部公布首批國(guó)家級(jí)制造業(yè)中試平臺(tái)名單,光電子先導(dǎo)院"光子集成產(chǎn)業(yè)中試平臺(tái)"成功入選,這一資質(zhì)的含金量不容小覷。據(jù)科學(xué)網(wǎng)報(bào)道,此次評(píng)選共有全國(guó)2400余個(gè)平臺(tái)申報(bào),最終僅21家入選。光電子先導(dǎo)院不僅是陜西省唯一入選的平臺(tái),更是名單中全國(guó)唯一的光子集成類中試平臺(tái)。
"國(guó)家級(jí)資質(zhì)的認(rèn)定,是對(duì)我們中試服務(wù)能力的權(quán)威認(rèn)可。"楊軍紅表示,"這也意味著我們將承擔(dān)更大的行業(yè)責(zé)任,為更多光芯片創(chuàng)新企業(yè)提供中試服務(wù)支撐。"
目前,光電子先導(dǎo)院中試平臺(tái)累計(jì)投入約15億元,已形成年流片數(shù)千片的產(chǎn)能規(guī)模。平臺(tái)采用"1+N"柔性服務(wù)模式:“1”個(gè)主工藝平臺(tái),即,聚焦6英寸化合物光電芯片平臺(tái)和8英寸硅光平臺(tái),面向GaAs基、硅光器件工藝開發(fā),提供光芯片工藝技術(shù)服務(wù)。“N”個(gè)特色工藝平臺(tái),即,基于客戶資源及相關(guān)方搭建特色工藝平臺(tái)(如磷化銦探測(cè)器、硅透鏡等),通過(guò)共享設(shè)備、技術(shù)授權(quán)、聯(lián)合定制研發(fā)等方式,降低企業(yè)和平臺(tái)初始投入,加速技術(shù)迭代與產(chǎn)品升級(jí)。
光電子先導(dǎo)院"光子集成產(chǎn)業(yè)中試平臺(tái)",降低了光芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的創(chuàng)新門檻。客戶無(wú)需投入巨資建設(shè)產(chǎn)線,也無(wú)需組建龐大的工藝團(tuán)隊(duì),只需專注于芯片設(shè)計(jì),即可借助先導(dǎo)院的中試平臺(tái)快速完成產(chǎn)品驗(yàn)證和迭代。
據(jù)光電子先導(dǎo)院披露,截至目前,中試平臺(tái)已累計(jì)服務(wù)超過(guò)100家創(chuàng)新主體,包括企業(yè)、高校和科研院所,其中不乏多家行業(yè)頭部公司和獨(dú)角獸企業(yè)。
代工大戰(zhàn)升溫:本土平臺(tái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
光電子先導(dǎo)院的快速發(fā)展,恰逢全球硅光代工格局劇烈變革的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
2026年被業(yè)界普遍視為硅光技術(shù)的商用轉(zhuǎn)折點(diǎn)。隨著AI算力需求持續(xù)爆發(fā),數(shù)據(jù)中心互聯(lián)帶寬瓶頸日益凸顯,硅光技術(shù)正從"可選項(xiàng)"變?yōu)?quot;必選項(xiàng)"。據(jù)投資界報(bào)道,全球代工巨頭紛紛加速布局硅光領(lǐng)域,一場(chǎng)硅光代工大戰(zhàn)正在醞釀。
臺(tái)積電是硅光領(lǐng)域最積極的布局者之一。在SEMICON Taiwan 2025期間,臺(tái)積電首次公開“COUPE平臺(tái)”,該平臺(tái)的硅光子制造采用成熟節(jié)點(diǎn)(65nm),同時(shí)可與先進(jìn)節(jié)點(diǎn)(如N7及以下)的電子芯片堆疊,實(shí)現(xiàn)緊湊型通用光子引擎,并展示200G微環(huán)調(diào)變器與波分復(fù)用模組,預(yù)計(jì)2026年可望整合至CoWoS先進(jìn)封裝,推動(dòng)CPO商用化。這一進(jìn)展與英偉達(dá)共同推動(dòng)的CPO技術(shù)方向一致,NVIDIA的Quantum-X交換機(jī)平臺(tái)將率先導(dǎo)入COUPE技術(shù),下一代Rubin平臺(tái)也預(yù)計(jì)大量采用硅光子。
格芯(GlobalFoundries)同樣在硅光領(lǐng)域動(dòng)作頻頻。2025年11月,格芯宣布收購(gòu)位于新加坡的硅光子晶圓代工廠Advanced Micro Foundry。格芯將整合AMF公司的制造資產(chǎn)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)與專業(yè)人才,擴(kuò)大其在新加坡的硅光子技術(shù)組合、生產(chǎn)能力和研發(fā)能力,補(bǔ)充其在美國(guó)的現(xiàn)有技術(shù)能力。這一收購(gòu)使格芯按收入計(jì)算成為全球最大的純硅光子芯片代工廠。
Tower Semiconductor(Tower)宣布將硅光制造產(chǎn)能翻倍,2026年中期計(jì)劃繼續(xù)擴(kuò)增。其在美國(guó)運(yùn)營(yíng)2座200mm硅光晶圓廠,并在日本運(yùn)營(yíng)一座300mm硅光晶圓廠,形成了全球化的產(chǎn)能布局。
聯(lián)電(UMC)也在積極布局硅光代工市場(chǎng)。2025年12月,聯(lián)電宣布攜手imec簽署技術(shù)授權(quán)協(xié)議,取得imec iSiPP300硅光子制程,該制程具備共封裝光學(xué)(CPO)相容性,將加速聯(lián)電硅光子技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖。
"全球代工巨頭的入局,一方面說(shuō)明硅光市場(chǎng)前景廣闊,另一方面也給本土中試平臺(tái)帶來(lái)前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。"硬科技投資機(jī)構(gòu)中科創(chuàng)星表示,"本土平臺(tái)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)——更貼近國(guó)內(nèi)客戶需求、溝通效率更高、供應(yīng)鏈更安全、成本更有競(jìng)爭(zhēng)力。"
中科創(chuàng)星認(rèn)為,以光電子先導(dǎo)院為代表的本土中試平臺(tái)的崛起,恰逢其時(shí)。"隨著AI行業(yè)發(fā)展的不斷提速,國(guó)內(nèi)光芯片設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量快速增長(zhǎng),但中試產(chǎn)能仍有很大提升空間。本土平臺(tái)可以填補(bǔ)這一缺口,幫助國(guó)內(nèi)企業(yè)加速產(chǎn)品迭代、降低研發(fā)成本、提升供應(yīng)鏈安全。"
目前,光電子先導(dǎo)院正在積極拓展客戶群體,重點(diǎn)面向光通信、光傳感、光計(jì)算、激光雷達(dá)等領(lǐng)域的光芯片設(shè)計(jì)企業(yè),全面推進(jìn)異質(zhì)異構(gòu)混合集成代工平臺(tái)建設(shè),支撐下一代光芯片的中試需求。
從西安到全國(guó):從中試平臺(tái)到產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)的崛起之路
光電子先導(dǎo)院的發(fā)展,是陜西光子產(chǎn)業(yè)快速崛起的一個(gè)縮影。
2021年,陜西省在國(guó)內(nèi)率先發(fā)布"追光計(jì)劃",將光子產(chǎn)業(yè)列為重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。按照規(guī)劃,陜西將打造千億級(jí)光子產(chǎn)業(yè)集群,建設(shè)具有全球影響力的光子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地。
作為"追光計(jì)劃"的核心支撐平臺(tái),先導(dǎo)院承擔(dān)著破解產(chǎn)業(yè)瓶頸、賦能創(chuàng)新主體的重任。
楊軍紅表示,"通過(guò)提供中試服務(wù),幫助光芯片設(shè)計(jì)企業(yè)跨越從實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)的'死亡之谷',加速產(chǎn)品商業(yè)化進(jìn)程。"這一模式已經(jīng)初見成效。據(jù)光電子先導(dǎo)院披露,平臺(tái)服務(wù)的多家客戶已完成多輪融資,部分客戶的產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨,并向頭部客戶開啟供貨。
以唐晶量子為例,唐晶量子借助光電子先導(dǎo)院提供的600平米潔凈空間、廠務(wù)設(shè)備及其他技術(shù)支持,僅用5個(gè)月時(shí)間完成建立MOCVD產(chǎn)線到出樣品過(guò)程。2023年5月,依托6英寸化合物平臺(tái),光電子先導(dǎo)院為唐晶量子提供專業(yè)的外延快測(cè)驗(yàn)證服務(wù)以及其他工藝定制服務(wù),累計(jì)服務(wù)超過(guò)300余次!目前,唐晶量子6寸VCSEL外延片技術(shù)和市場(chǎng)占有率處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先,激光雷達(dá)VCSEL市場(chǎng)占有率超過(guò)60%。
"先導(dǎo)院的中試服務(wù),幫我們節(jié)省了至少兩年的時(shí)間和數(shù)千萬(wàn)元的投入。"唐晶量子CEO龔平表示,"如果沒有這個(gè)平臺(tái),我們可能要花很長(zhǎng)時(shí)間才能找到合適的中試平臺(tái),產(chǎn)品上市時(shí)間也會(huì)大幅延后。"
隨著8英寸硅光平臺(tái)的通線和國(guó)家級(jí)資質(zhì)的認(rèn)定,光電子先導(dǎo)院的服務(wù)能力邁上了新臺(tái)階。"我們的目標(biāo)是打造國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際一流的光芯片中試服務(wù)平臺(tái)。"楊軍紅表示,"通過(guò)持續(xù)投入和能力升級(jí),為光芯片產(chǎn)業(yè)提供從研發(fā)到量產(chǎn)的全鏈條支撐,助力中國(guó)光子產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自主可控。"
在硅光技術(shù)即將于2026年迎來(lái)商用轉(zhuǎn)折點(diǎn)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),光電子先導(dǎo)院的雙中試平臺(tái)模式,或許能為破解光芯片"中試難"困局提供一個(gè)值得借鑒的樣本。而對(duì)于那些正在光芯片創(chuàng)新道路上探索的企業(yè)而言,一個(gè)可靠的中試伙伴,或許正是他們最需要的助力。
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