2025年源杰科技研究报告:数据中心硅光等驱动的国产光芯片领军
报告研究所
1. 源杰科技:国产光芯片领军
1.1 产品:高速光芯片矩阵持续拓展
源杰科技产品矩阵齐全,覆盖 2.5G 至 200G 激光器芯片。公司 2013 年成立,聚焦于 光芯片行业,主营业务为光芯片的研发、设计、生产与销售,主要产品包括 2.5G、10G、 25G、50G、100G、200G 以及更高速率的 DFB、EML 激光器系列产品和大功率硅光光源 产品,主要应用于光纤接入、4G/5G 移动通信网络和数据中心等领域。在车载激光雷达领 域,产品涵盖 1550 波段激光器芯片等。公司已实现向海信宽带、中际旭创、博创科技、铭 普光磁等国际前十大及国内主流光模块厂商批量供货,是国内领先的光芯片供应商。
产品矩阵向高端迭代,IDM 全流程体系。经过多年研发与产业化积累,公司已建立了 包含芯片设计、晶圆制造、芯片加工和测试的 IDM 全流程业务体系,拥有多条覆盖 MOCVD 外延生长、光栅工艺、光波导制作、金属化工艺、端面镀膜、自动化芯片测试、芯片高频 测试、可靠性测试验证等全流程自主可控的生产线,公司逐步发展为国内领先的光芯片供 应商。公司 CW 70mW 激光器产品已实现批量交付,100G PAM4 EML、CW 100mW 芯 片已完成客户验证,有望打破海外厂商在 25G 以上高速率市场的垄断格局。 (1)电信市场类产品:差异化优势构筑电信接入网护城河,前瞻布局 25G/50G 高速 产品。目前所需的 2.5G、10G 激光器芯片市场国产化程度较高,公司凭借长期技术积累实 现激光器光源发散角更小、抗反射光能力更强等差异化特性,为光模块厂商提供全波段、 多品类产品;未来 25G/50G PON 接入网大功率、低色散、高速调制的场景需求提升了光 芯片的技术门槛,公司已开发相应的集成技术与光放大器集成技术平台,适配高速接入网 的需求,面向下一代的 25G/50G PON 光芯片产品已实现出货。
(2)数据中心类产品:突破高速 EML 光芯片/CW 光源技术瓶颈,有望打破海外厂商 垄断格局。以 AI 为代表的应用拉动了 400G、800G 及以上高速光模块的需求增加,进而带 动了高速率、大功率的芯片需求,主要为 100G PAM4 EML 光芯片、70mW、100mW 大 光功率激光器等。公司已推出相应的高速 EML、大功率激光器产品,CW 70mW 激光器已 实现批量交付,2024年实现百万颗以上出货,性能及可靠性等指标可对标海外同类型产品。
1.2 管理:多元股权结构+光通信技术背景,产业协同
股权结构多元化,下游旭创持股彰显协同优势。实际控制人 ZHANG XINGANG 直接 持股 12.29%,并通过员工持股平台间接持股,与董事秦燕生(5.36%)、秦卫星(5.21%)、 张欣颖(3.43%)通过一致行动协议共同控制 26.38%表决权,形成核心决策层。产业资本 深度嵌入,宁波创泽云与陕西先导光电集成(均为全球光模块龙头中际旭创关联方)合计 持股 6.69%,彰显产业链协同价值。
公司核心管理团队以深厚技术积淀与产业经验构筑核心竞争力。公司董事长、总经理 ZHANG XINGANG 本科毕业于清华大学,博士毕业于南加州大学材料科学专业,曾担任 Luminent 研发员、研发经理,索尔思光电研发总监,拥有 20 年光通信研发经验;多位高 管硕士及以上学历,曾在索尔思光电、博创科技、Mellanox 等海内外光模块知名厂商任职, 具备良好的专业技能和丰厚的产业资源。此外,核心技术团队在公司任职时间长,在光通 信领域技术积累深厚。
1.3 财务:数据中心放量,利润现拐点
2024 年与 2025H1 营收显著修复。受益于光纤接入、移动通信和全球数据中心市场 需求增长,2019~2022 年公司营业收入呈现稳健增长态势,营业收入由 0.81 亿元增至 2.83 亿元,CAGR 为 51.53%。2023 年公司实现收入 1.44 亿元,较 2022 年下滑 48.96%,主 要系电信侧和数通侧需求均有所下滑且国内市场部分产品价格竞争日益激烈导致。2024 年 随着下游市场需求逐步恢复,公司营业收入明显增长。在电信市场,10G EML 产品国内外 客户订单量同比大幅提升,逐步成为电信市场重要收入组成部分。在数据中心市场,公司 已于 2024 年下半年成功拓展了 CW 硅光光源产品并实现了量产销售,收入占比逐步提升。 高速率产品有望持续放量。光纤接入市场中,伴随通讯速率提升,公司 10G 芯片产品 占比逐渐提升。2019 至 2021 年,受益于 5G 移动通信市场需求大幅增长,25G 芯片产品 营收高增。近年,受 5G 移动通信市场需求波动影响,25G 芯片营收出现下滑。高速率产 品方面,25G EML/DFB、50G EML/DFB、100G EML、CW 光源 100mW 等产品正在客户 送样测试,CW 光源产品 24Q3 已批量出货,25H1 数据中心市场占比已超 51%,2025 年 收入占比有望进一步提升,高速率产品营收有望持续提升。
数据中心市场业务放量,归母净利润迎拐点。2019~2022 年公司归母净利润呈现稳健 增长态势,由 0.13 亿元增至 1.00 亿元,CAGR 为 96.56%。2023 年归母净利润大幅下降 主要受到下游需求及竞争加剧的影响,收入和毛利都有所下降,且低速率产品的收入占比 仍较高。2024 年归母净利润下降主要系报告期收到政府补助同比大幅减少所致。为应对中 低速率产品市场竞争加剧的情况,公司正加速布局 EML及硅光等高端产品研发与客户导入, CW 70mW 激光器产品实现批量交付,已实现扭亏为盈。未来随着公司 EML、CW 光源等 高附加值产品实现批量出货,产品结构优化将有效带动利润水平回升。 营收复苏,费用率逐步下降。2019 至 2023 年间,公司整体费用率呈现上行趋势,销 售费率持续维持低位。2024 年随着光芯片行业市场需求回暖,公司营收规模显著回升,费 用端表现良好,25H1 三大核心费率指标延续明显下降趋势。
受产品结构和竞争格局影响,毛利率此前短期承压。公司 2021 年和 2022 年的毛利率 分别为 65.16%和 61.90%,2023 年降至 41.88%,2024 年毛利率为 33.32%,同比下降 8.56pct,净利率也由 2022 年的 35.46%降至-2.43%,原因在于:(1)公司电信市场中低 速率产品的收入占比仍较高;(2)下游客户库存及终端运营商建设节奏放缓导致价格竞争 日益激烈。 毛利率拐点已现。随着数据中心市场 CW 70mW 激光器产品实现批量交付,2025H1 公司毛利率回升至 48.8%,未来随着公司 EML、CW 光源等高附加值产品出货,产品结构 改善,毛利率有望持续上升。
2. 三大预期差之硅光:重构产业分工与毛利水平
2.1 光芯片:光通信核心器件
光芯片是实现网络数据传输“光电转换”的基础元件,其性能直接决定了光通信系统 的传输效率,因此也是网络速率提升的瓶颈环节。光通信是以光信号为信息载体,以光纤 作为传输介质,通过电光转换,以光信号进行传输信息的系统。光通信系统传输信号过程 中,发射端通过激光器芯片进行电光转换,将电信号转换为光信号,经过光纤传输至接收 端,接收端通过探测器芯片进行光电转换,将光信号转换为电信号。 传统光模块架构是典型的“光-电”分立结构。主要包括:光芯片加工封装为的光发射 组件(TOSA,含激光器)及光接收组件(ROSA,含光探测器)、电芯片(driver、TIA、 DSP、CDR 等)、PCB、散热、外壳等。
光通信核心价值主要分布在光/电芯片、光模块两个环节,即壁垒在于芯片和封装技术。 从产业链分工角度看,(1)上游零部件环节:光/电芯片、光学元件、结构件、辅料等;(2) 中游器件与模块:有源/无源器件(光组件)、光模块厂商;(3)下游应用:电信、数通等。
传统光芯片:光学性能是核心,“发光”的过程实际上是电子跃迁。在制造芯片的材 料中,直接带隙半导体材料的发光效率高,被广泛应用于激光器、发光二极管等器件中, 主要是三五族(III 族、V 族)半导体。因此传统光芯片的材料与硅基电芯片有本质不同。 光芯片按功能可以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。 依据发光方式、调制方式的不同组合,主流的激光器芯片包括:VCSEL(垂直腔面发 射激光器,GaAs 等材料,主要海外厂商博通、Lumentum、Finisar、II-VI 等)、EML(结 合了 DFB 激光器与 EA 调制器,侧面发射激光器,波长稳定性好,外部调制支持更高速率、 更长距离,主要海外厂商博通、Lumentum、日本住友等)。
EML 光芯片凭借其高带宽、低啁啾的技术特性,已成为新一代超大规模数据中心的核 心选择。数据中心正向 800G/1.6TG 光模块加速迭代,传统 DFB 激光器芯片短期内无法同 时满足高带宽性能、高良率的要求,EML 通过分离 DFB 激光器(信号生成)与 EAM 调制 器(信号调制),能满足单波长 100G 的高速传输需求,实现高带宽传输。数据中心互联 使得传输距离扩展,传统 DML 因啁啾效应导致信号失真,EML 通过反向偏压动态调节吸 收谱,支持远距离传输。 硅光方案凭借成本效率优势,渗透率有望逐步提升。硅光子技术是基于硅和硅基衬底 材料,利用现有 CMOS 工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。硅光模块可突破传统单 通道光芯片的传输瓶颈,在未来高速传输时代具有较大优势。相较传统分立光模块,硅光 模块还拥有成本低、功耗低、兼容 CMOS 工艺、集成度高的优势。硅光方案中,CW 激光 器芯片作为外置光源,硅基芯片承担速率调制功能。CW 大功率激光器芯片,要求同时具 备大功率、高耦合效率、宽工作温度的性能指标,对激光器芯片要求更高。
2.2 迭代:硅光是确定性方向,CW 光源量价齐升
AI 发展的大背景下,未来更高速的光网络和芯片层面的光互联是长期方向。 光模块产业链的成长核心在于速率提升,三条技术路径:1)增加通道数(多条 lane, 类似于“增加车道”)。2)升级调制技术(类似于“增加车辆载重”)。3)提升光电芯 片本身的速率(追求更高波特率,类似于“直接提升车辆时速”)。其中,光电芯片的速 率升级是代际更迭的核心。 从传统光芯片的迭代路径看,EML/SiP(硅光)等的渗透成为产品升级的确定性方向。 随着通信速率的迅速提升,叠加 AI 等场景对网络的需求多样化,光模块的发展逐步走向— —功能+性能、光电协同设计(co-design)、更高的集成度、更低的功耗/成本。
与传统光模块相比,硅光的本质是更高的集成度。硅光技术是利用硅和硅基衬底材料 (如 SiGe/Si、SOI 等)以及半导体产业中成熟的 CMOS(互补金属氧化物半导体)集成 电路工艺,将电子器件(Si-Ge 量子器件、HBT、CMOS、射频器件、隧道二极管等)、光 子器件(激光器、探测器、光开关、光调制器等)、光波导回路集成在同一硅片或 SoC 上。 传统可插拔光模块将电芯片、光芯片、透镜、对准组件和光纤端面等多种光学器件封 装集成在一起。硅光模块是利用硅光子技术在硅芯片上集成光电转换与传输模块而构成的 新型有源光器件,其核心功能为实现光电转换。硅光技术是基于硅和硅基衬底材料,利用 现有 CMOS 工艺进行光器件开发和集成的新一代技术,在满足数据中心 AI 和机器学习需 求方面的作用至关重要,是实现高速通信更快计算的关键。
随着通信速率的迅速提升,叠加 AI 等场景对网络的需求多样化,光模块的发展逐步走 向——功能+性能、光电协同设计(co-design)、更高的集成度、更低的功耗/成本。
硅光的技术优势主要包括:(1)材料兼容性强,硅本身就是光通信(光纤光缆等)的 组成部分。(2)光电一体,极大提升集成度。(3)性能优势强,可突破传统单通道光芯 片的传输瓶颈。 硅光技术加速渗透,成本效率优势凸显。硅光子技术正成为光模块降本增效的核心路 径。据 Light Counting 预测,SiP 光模块市场份额将从 2022 年的 24%跃升至 2028 年的 44%,LPO 有望加速硅光渗透率进一步提升。技术层面,硅光方案采用外置 CW 激光器芯 片+硅基调制架构,其中 CW 激光器芯片需满足大功率、高耦合效率及宽温工作等严苛要 求,技术壁垒显著。 下游光模块厂商布局硅光方案。随着电信骨干网络和数据中心流量快速增长,更高速 率光模块的市场需求不断凸显。传统技术主要通过多通道方案实现 100G 以上光模块速度 的提升,然而随着数据中心、核心骨干网等场景进入到 400G/800G 及更高速率时代,单 通道所需的激光器芯片速率要求将随之提高,利用 CMOS 工艺进行光器件开发和集成的新 一代硅光技术成为一种趋势。 硅光芯片高增长可期。根据市场研究机构 Yole,2022 年硅光芯片的市场价值为 6800 万美元,预计到 2028 年将超过 6 亿美元,2022-2028 年的年复合增长率为 44%。这一增 长主要由用于高速数据中心互联和对更高吞吐量及更低延迟需求的机器学习的 800G 可插 拔光模块推动。 我们预计,当前时点硅光的产业爆发时刻已经到来。硅光技术将在 AI 芯片的设计与互 联、智算集群的组建、光子计算等诸多领域扮演重要角色。
从高速光通信技术路径角度来看,其下一产业节点是硅光,爆发临近,实际是 AI 需求 与技术演进的交叉点。chip to chip(芯片间的光学 IO),board to board(板卡间的光 学模组),machine to machine(光模块/CPO),三场景共进,而非互斥。 其中,CPO 技术通过高度集成实现了更高的带宽密度和更低的功耗,可作为 1.6T 及 以上速率的解决方案,而硅光是 CPO 的技术基础。随着单通道速率提升,电链路距离越长 损耗越大,需要将光引擎更靠近交换芯片。CPO 需要将光引擎(含光器件)与电芯片(如 交换机 ASIC、GPU)紧密集成,而硅光的小型化和高密度特性使其成为 CPO 的理想选择。 因此,CPO 技术通过将交换芯片和光引擎封装在一起,缩短了交换芯片和光引擎之间的距 离,从而帮助电信号在芯片和引擎之间更快地传输,减少尺寸,提高效率,降低功耗。 光模块、CPO 等的产业重心发生变化,从封装集成延伸到芯片设计环节,价值量提升 空间大;历史级放量对产业的影响,是上游光芯片的紧缺以及硅光的加速渗透,尽管市场 担心 ASP 变化,但硅光方案的毛利率弹性巨大,且价格优化也反向带动模块/CPO 等的继 续放量,过去量压制价,现在价拉动量。 我们认为,从目前 CPO 相关技术路径构架来看,CW 光源预计量价齐升。 量的角度,此前已充分论证 AI 大背景下更高速的光网络和芯片层面的光互联对硅光/ 光模块的需求高速增长。
价的角度,(1)功率提升:CPO 交换机向更高带宽(如 3.2T/光引擎)发展,光信号 调制速率的提升带来对激光光源更高功率的需求(如 100mW 以上),以确保信号完整性 并补偿硅光调制器的插入损耗,而高功率激光器的制造难度和成本显著上升;(2)技术壁 垒与供需溢价:高功率 CW 光源技术壁垒较高,本质上是热-光-电-材料多物理场耦合问题, 供需紧张。因此,CW 光源单颗价值量预计提升。
2.3 空间:材料端供给紧缺
当前光模块的应用场景和市场规模出现巨大“突破缺口”,迭代提速的同时,上游传 统光芯片等材料供应紧张。短期视角,24Q2 以太网光模块全球销售额同比增长超 100% (Light Counting 数据,左下图),大部分增长来自 400G 和 800G 的强劲需求,且多代产 品同步爆发。值得注意的是,尽管光通信不同速率产品的迭代在历史上呈现“脉冲式”增 长,但在本轮周期中,高速光模块销售额的绝对值和增速,均超过了历史平均水平。中长 期视角,24-29 年全球光模块市场规模预计持续增长,这 一情形亦显著区别于过去五年及历史几轮光通信周期。
我们认为,行业“历史性”增长对产业链的影响在于,若上游尤其是传统光芯片未能 及时响应变化,材料端的供给(产能)将出现巨大缺口,形成硅光的渗透空间,目前仍存 在预期差。 同时,VCSEL 等芯片的带宽提升亦有技术瓶颈,800G/1.6T 时代,硅光方案的渗透空 间进一步增加。技术角度,材料与工艺、结构设计、高频电流电路等制约了 VCSEL 的带宽 提升速度。据最新 OFC 2024 及主流厂商的技术方向,VCSEL 大多通过优化孔径来提升带 宽,依赖于新技术(如光刻孔径等)的突破。少数厂商如博通推出了 200G VCSEL(业内 首个);多数厂商的技术方向则在于 940/980/1060nm 等单模 VCSEL,但带宽多在 56G 波特率水平,难以集成在 1.6T 以上的光通信产品中。
总结来说,由于 AI 与 5G/6G 演进对高速光通信技术迭代的需求,叠加材料端供给缺 口,我们认为,更高集成度、更强性能的硅光方案的产业爆发点已经到来。
3. 三大预期差之需求:光通信放量重构量价