硅光芯片迎來“商轉(zhuǎn)”元年:中試產(chǎn)能將成為行業(yè)入場券
關(guān)鍵詞: 光芯片 中試平臺 硅光技術(shù) 產(chǎn)能缺口 光電子先導院 商用化
隨著AI、云計算、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。2026年1月,據(jù)野村證券Bing Duan團隊發(fā)布的最新研報顯示,800G光模塊出貨量將從2025年的2000萬只增至2026年的4300萬只,1.6T光模塊出貨量將從250萬只激增至2000萬只,而硅光子(SiPh)技術(shù)的滲透率預計將達到50-70%,硅光市場即將進入高速增長時代。
與此同時,中試環(huán)節(jié)卻成為橫亙在光芯片設(shè)計企業(yè)與量產(chǎn)之間的一道鴻溝。國內(nèi)光芯片企業(yè)面臨流片排隊半年起步、海外代工溝通成本高、自建產(chǎn)線動輒數(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年全球先進光芯片產(chǎn)能同比增長超80%,但仍落后市場需求5%-15%,產(chǎn)能缺口明顯。
當全球硅光產(chǎn)業(yè)進入商用爆發(fā)前夜,2025年11月,陜西光電子先導院科技有限公司(以下簡稱"光電子先導院")宣布8英寸先進硅光集成技術(shù)創(chuàng)新平臺正式通線,這是西北地區(qū)首條硅光中試線。一個月后,光電子先導院"光子集成產(chǎn)業(yè)中試平臺"從全國2400余家申報平臺中脫穎而出,成功入選首批國家級制造業(yè)中試平臺名單,成為名單中全國唯一入選的光子集成類中試平臺。
從6英寸化合物平臺到8英寸硅光平臺,從服務(wù)100余家客戶到斬獲國家級資質(zhì),光電子先導院用十年時間構(gòu)建起"雙平臺協(xié)同、全鏈條服務(wù)"的中試能力體系,為中國光芯片產(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
進入2026年,光模塊市場的火爆程度超出了多數(shù)人的預期。據(jù)LightCounting最新預測,2025年全球光模塊銷售額將突破230億美元,較2024年增長約50%,創(chuàng)下歷史新高。其中,800G光模塊出貨量預計將達1800萬只-2000萬只,同比翻倍增長。
在這一輪升級浪潮中,硅光技術(shù)扮演著越來越重要的角色。硅光技術(shù)的核心優(yōu)勢在于將光器件與電芯片集成在同一硅基襯底上,實現(xiàn)"光進銅退"。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。市場研究機構(gòu)LightCounting預測,全球光模塊市場規(guī)模在2024年至2029年或?qū)⒈3?2%的年復合增長率,2029年有望突破370億美元。
然而,市場的火熱并未緩解產(chǎn)業(yè)鏈上游的焦慮。相反,一個長期被忽視的瓶頸正日益凸顯——中試產(chǎn)能的嚴重不足。
"國內(nèi)具備硅光中試能力的市場化平臺較為稀缺,主流代工廠的產(chǎn)能優(yōu)先保障海外大客戶和國內(nèi)頭部企業(yè),中小企業(yè)流片排期往往較長?!惫怆娮酉葘г嚎偨?jīng)理楊軍紅向記者坦言,“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)域獨有,在化合物半導體領(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。
化合物半導體是光通信系統(tǒng)的核心器件,廣泛應用于電信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、激光雷達等領(lǐng)域。與硅光芯片不同,化合物半導體需要在砷化鎵、磷化銦等特殊襯底上制造。國內(nèi)具備化合物半導體中試能力的市場化平臺同樣較為稀缺,多數(shù)設(shè)計企業(yè)不得不依賴海外代工廠。
"海外流片雖然技術(shù)成熟,但存在幾個問題。"楊軍紅表示,"一是溝通成本高,時差和語言障礙導致技術(shù)對接效率低;二是技術(shù)轉(zhuǎn)移受限,一些先進工藝對國內(nèi)客戶有出口管制;三是交付周期長,從下單到拿到樣片往往需要一年半載;四是供應鏈安全風險,地緣政治因素可能導致斷供。"
對于初創(chuàng)企業(yè)和中小型設(shè)計公司而言,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)的工藝工程師團隊和持續(xù)的研發(fā)投入。這對于尚未實現(xiàn)商業(yè)化的初創(chuàng)企業(yè)而言,無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)計企業(yè),發(fā)現(xiàn)大家普遍面臨'建不起產(chǎn)線、產(chǎn)品無法驗證、產(chǎn)能無話語權(quán)、市場風險高'四大痛點。"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)從實驗室走向市場的最大瓶頸。"
雙平臺布局:從化合物到硅光的全覆蓋
面對行業(yè)痛點,光電子先導院的解決方案是構(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,以及磷化銦探測器、硅透鏡等N個特色工藝平臺。實現(xiàn)從化合物半導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。
光電子先導院成立于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"追光計劃"的核心支撐平臺。成立之初,光電子先導院就明確了"聚焦光子集成技術(shù)、破解中試瓶頸"的定位。
2021年,光電子先導院啟動6英寸化合物光電芯片中試平臺建設(shè),總投資約7億元。2023年3月,6英寸化合物平臺正式啟用,專注于砷化鎵(GaAs)等化合物半導體光電芯片的中試代工。該平臺已具備砷化鎵(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(集成無源器件)產(chǎn)品PDK(Process Design Kit,工藝設(shè)計套件)發(fā)布。
"6英寸化合物平臺主要服務(wù)光通信、激光雷達、光傳感等領(lǐng)域的客戶。"光電子先導院技術(shù)負責人介紹,平臺配備了光刻機、刻蝕機、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英寸化合物平臺啟用以來,已服務(wù)超過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,光電子先導院啟動8英寸硅光平臺建設(shè),總投資7.5億元。2025年11月,8英寸硅光平臺正式通線,成為西北地區(qū)首條硅光中試線。
8英寸硅光平臺的技術(shù)配置頗具看點,據(jù)楊軍紅介紹:“先導院硅光平臺配備了光刻、刻蝕等60余臺(套)關(guān)鍵核心設(shè)備,在130nm有源集成硅光主工藝平臺基礎(chǔ)上,開發(fā)90nm以上先進工藝,已構(gòu)建起自主可控的先進工藝體系”
值得一提的是,8英寸硅光平臺雖剛通線,但已與十余家頭部企業(yè)達成意向合作協(xié)議,并吸引了多家外地企業(yè)聚集陜西。
國家級資質(zhì):從2400余家申報者中脫穎而出
2025年12月,工業(yè)和信息化部公布首批國家級制造業(yè)中試平臺名單,光電子先導院"光子集成產(chǎn)業(yè)中試平臺"成功入選,這一資質(zhì)的含金量不容小覷。據(jù)科學網(wǎng)報道,此次評選共有全國2400余個平臺申報,最終僅21家入選。光電子先導院不僅是陜西省唯一入選的平臺,更是名單中全國唯一的光子集成類中試平臺。
"國家級資質(zhì)的認定,是對我們中試服務(wù)能力的權(quán)威認可。"楊軍紅表示,"這也意味著我們將承擔更大的行業(yè)責任,為更多光芯片創(chuàng)新企業(yè)提供中試服務(wù)支撐。"
目前,光電子先導院中試平臺累計投入約15億元,已形成年流片數(shù)千片的產(chǎn)能規(guī)模。平臺采用"1+N"柔性服務(wù)模式:“1”個主工藝平臺,即,聚焦6英寸化合物光電芯片平臺和8英寸硅光平臺,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)?!癗”個特色工藝平臺,即,基于客戶資源及相關(guān)方搭建特色工藝平臺(如磷化銦探測器、硅透鏡等),通過共享設(shè)備、技術(shù)授權(quán)、聯(lián)合定制研發(fā)等方式,降低企業(yè)和平臺初始投入,加速技術(shù)迭代與產(chǎn)品升級。
光電子先導院"光子集成產(chǎn)業(yè)中試平臺",降低了光芯片設(shè)計企業(yè)的創(chuàng)新門檻??蛻魺o需投入巨資建設(shè)產(chǎn)線,也無需組建龐大的工藝團隊,只需專注于芯片設(shè)計,即可借助先導院的中試平臺快速完成產(chǎn)品驗證和迭代。
據(jù)光電子先導院披露,截至目前,中試平臺已累計服務(wù)超過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)頭部公司和獨角獸企業(yè)。
代工大戰(zhàn)升溫:本土平臺的機遇與挑戰(zhàn)
光電子先導院的快速發(fā)展,恰逢全球硅光代工格局劇烈變革的關(guān)鍵節(jié)點。
2026年被業(yè)界普遍視為硅光技術(shù)的商用轉(zhuǎn)折點。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"變?yōu)?quot;必選項"。據(jù)投資界報道,全球代工巨頭紛紛加速布局硅光領(lǐng)域,一場硅光代工大戰(zhàn)正在醞釀。
臺積電是硅光領(lǐng)域最積極的布局者之一。在SEMICON Taiwan 2025期間,臺積電首次公開“COUPE平臺”,該平臺的硅光子制造采用成熟節(jié)點(65nm),同時可與先進節(jié)點(如N7及以下)的電子芯片堆疊,實現(xiàn)緊湊型通用光子引擎,并展示200G微環(huán)調(diào)變器與波分復用模組,預計2026年可望整合至CoWoS先進封裝,推動CPO商用化。這一進展與英偉達共同推動的CPO技術(shù)方向一致,NVIDIA的Quantum-X交換機平臺將率先導入COUPE技術(shù),下一代Rubin平臺也預計大量采用硅光子。
格芯(GlobalFoundries)同樣在硅光領(lǐng)域動作頻頻。2025年11月,格芯宣布收購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)、知識產(chǎn)權(quán)與專業(yè)人才,擴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,補充其在美國的現(xiàn)有技術(shù)能力。這一收購使格芯按收入計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年中期計劃繼續(xù)擴增。其在美國運營2座200mm硅光晶圓廠,并在日本運營一座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。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(CPO)相容性,將加速聯(lián)電硅光子技術(shù)發(fā)展藍圖。
"全球代工巨頭的入局,一方面說明硅光市場前景廣闊,另一方面也給本土中試平臺帶來前所未有的機遇與挑戰(zhàn)。"硬科技投資機構(gòu)中科創(chuàng)星表示,"本土平臺具有獨特優(yōu)勢——更貼近國內(nèi)客戶需求、溝通效率更高、供應鏈更安全、成本更有競爭力。"
中科創(chuàng)星認為,以光電子先導院為代表的本土中試平臺的崛起,恰逢其時。"隨著AI行業(yè)發(fā)展的不斷提速,國內(nèi)光芯片設(shè)計企業(yè)數(shù)量快速增長,但中試產(chǎn)能仍有很大提升空間。本土平臺可以填補這一缺口,幫助國內(nèi)企業(yè)加速產(chǎn)品迭代、降低研發(fā)成本、提升供應鏈安全。"
目前,光電子先導院正在積極拓展客戶群體,重點面向光通信、光傳感、光計算、激光雷達等領(lǐng)域的光芯片設(shè)計企業(yè),全面推進異質(zhì)異構(gòu)混合集成代工平臺建設(shè),支撐下一代光芯片的中試需求。
從西安到全國:從中試平臺到產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)的崛起之路
光電子先導院的發(fā)展,是陜西光子產(chǎn)業(yè)快速崛起的一個縮影。
2021年,陜西省在國內(nèi)率先發(fā)布"追光計劃",將光子產(chǎn)業(yè)列為重點發(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"追光計劃"的核心支撐平臺,先導院承擔著破解產(chǎn)業(yè)瓶頸、賦能創(chuàng)新主體的重任。
楊軍紅表示,"通過提供中試服務(wù),幫助光芯片設(shè)計企業(yè)跨越從實驗室到市場的'死亡之谷',加速產(chǎn)品商業(yè)化進程。"這一模式已經(jīng)初見成效。據(jù)光電子先導院披露,平臺服務(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個月時間完成建立MOCVD產(chǎn)線到出樣品過程。2023年5月,依托6英寸化合物平臺,光電子先導院為唐晶量子提供專業(yè)的外延快測驗證服務(wù)以及其他工藝定制服務(wù),累計服務(wù)超過300余次!目前,唐晶量子6寸VCSEL外延片技術(shù)和市場占有率處于國內(nèi)領(lǐng)先,激光雷達VCSEL市場占有率超過60%。
"先導院的中試服務(wù),幫我們節(jié)省了至少兩年的時間和數(shù)千萬元的投入。"唐晶量子CEO龔平表示,"如果沒有這個平臺,我們可能要花很長時間才能找到合適的中試平臺,產(chǎn)品上市時間也會大幅延后。"
隨著8英寸硅光平臺的通線和國家級資質(zhì)的認定,光電子先導院的服務(wù)能力邁上了新臺階。"我們的目標是打造國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流的光芯片中試服務(wù)平臺。"楊軍紅表示,"通過持續(xù)投入和能力升級,為光芯片產(chǎn)業(yè)提供從研發(fā)到量產(chǎn)的全鏈條支撐,助力中國光子產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)自主可控。"
在硅光技術(shù)即將于2026年迎來商用轉(zhuǎn)折點的關(guān)鍵節(jié)點,光電子先導院的雙中試平臺模式,或許能為破解光芯片"中試難"困局提供一個值得借鑒的樣本。而對于那些正在光芯片創(chuàng)新道路上探索的企業(yè)而言,一個可靠的中試伙伴,或許正是他們最需要的助力。