华体会体育数据规模高速增长带动我国光芯片产业不断发展光芯片是利用光电转换效应制成的光电子器件。光电子器件包括发光二极管、激光器芯片、探测器芯片、光电耦合器等。在数通、电信等终端应用领域中,光芯片位于产业链上游,是光模块的核心元件,主要由激光器芯片和探测器芯片组成。光芯片是采用半导体芯片制造工艺,以电激励源方式,以半导体材料为增益介质,将注入电流的电能激发,从而实现谐振放大选模输出激光,实现电光转换。其增益介质与衬底主要为掺杂III-V族化合物的半导体材料,如GaAs(砷化镓),InP(磷化铟)等。
光芯片按功能分类:分为激光器芯片和探测器芯片,其中激光器芯片主要用于发射信号,将电信号转化为光信号,探测器芯片主要用于接收信号,将光信号转化为电信号。激光器芯片,按出光结构可进一步分为面发射芯片和边发射芯片,面发射芯片包括VCSEL芯片,边发射芯片包括FP、DFB和EML芯片;探测器芯片,主要有PIN和APD两类。
光芯片的原材料主要为半导体材料,半导体材料主要有三类,包括:单元素半导体材料、III-V族化合物半导体材料、宽禁带半导体。通常采用三五族化合物磷化铟(InP)和砷化镓(GaAs)作为芯片的衬底材料,相关材料具有高频、高低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点,符合高频通信的特点,因而在光通信芯片领域得到重要应用。其中,磷化铟(InP)衬底用于制作FP、DFB、EML边发射激光器芯片和PIN、APD探测器芯片,主要应用于电信、数据中心等中长距离传输;砷化镓(GaAs)衬底用于制作VCSEL面发射激光器芯片,主要应用于数据中心短距离传输、3D感测等领域。
在全球信息和数据互联快速成长的背景下,终端产生的数据量每隔几年就实现翻倍增长,纯电子信息的运算与传输能力的提升遇到瓶颈,光电信息技术正在崛起。根据应用材料的数据,机器所产生的数据量在2018年首次超越人类所创造的数据量。2018年至2022年全球固定网络和移动网络数据量将从130万PB增长至576万PB。
根据观研报告网发布的《中国光芯片行业发展趋势分析与未来投资研究报告(2023-2030年)》显示,2021年11月,工信部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》要求全面部署新一代通信网络基础设施,全面推进5G移动通信网络、千兆光纤网络华体会体育(中国)hth·官方网站、骨干网、IPv6、移动物联网、卫星通信网络等的建设或升级;统筹优化数据中心布局,构建绿色智能、互通共享的数据与算力设施;积极发展工业互联网和车联网等融合基础设施。《“十四五”信息通信行业发展规划》指明信息基础设施建设的目标,在规划目标落地的过程中,光芯片需求量也将不断增长。
FTTx光纤接入是全球光模块用量最多的场景之一华体会体育(中国)hth·官方网站,而我国是FTTx市场的主要推动者。受制于电通信电子器件的带宽限制、损耗较大、功耗较高等,运营商逐步替换铜线年底,三家基础电信企业的固定互联网宽带接入用户总数达5.9亿户,全年净增5386万户华体会体育(中国)hth·官方网站。其中,100Mbps及以上接入速率的用户为5.54亿户,全年净增5513万户,占总用户数的93.9%,占比较上年末提高0.8个百分点;1000Mbps及以上接入速率的用户为9175万户,全年净增5716万户,占总用户数的15.6%,占比较上年末提高9.1个百分点。截至2022年底,全国光纤接入(FTTH/O)端口达到10.25亿个,比上年末净增6534万个,占比提升至95.7%。
根据《“十四五”信息通信行业发展规划》,在持续推进光纤覆盖范围的同时,我国要求全面部署千兆光纤网络。以10G-PON技术为基础的千兆光纤网络具备“全光联接,海量带宽,极致体验”的特点,将在云化虚拟现实(CloudVR)、超高清视频、智慧家庭、在线教育、远程医疗等场景部署,引导用户向千兆速率宽带升级。根据工信部数据,截至2021年年底,全国10GPON端口数达到786万个,截至2022年年底,全国10GPON端口数量达到1523万个,相比21年几乎翻倍。
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