光芯片外延片是在半導體工藝中的一種重要材料。具體來說,它是在硅片最底層是P型襯底硅的基礎上,通過在襯底上生長一層單晶硅,這層單晶硅被稱為外延層,然后在外延層上注入基區、發射區等等,最終形成縱向NPN管結構。在這個結構中,外延層是集電區,外延上面有基區和發射區。外延片就是在襯底上做好外延層的硅片。
隨著信息應用流量需求的增長和光通信技術的升級,光模塊作為光通信產業鏈最為重要的器件保持持續增長。光模塊作為AI背景下最直接受益、確定性最高品種,光芯片作為光模塊核心元件有望持續受益。
光芯片行業已在傳感、存儲、顯示、激光雷達等方面開展應用,部分產品正處于初步商業化階段。隨著ChatGPT、AR/VR等催生高算力需求,在算力的成倍甚至是指數級增長下,硅光、相干及光電共封裝技術(CPO)等具備高成本效益、高能效、低能耗的新技術或將成為高算力場景下“降本增效”的解決方案。
此外,傳統電芯片性能的進一步提升面臨摩爾定律逼近物理極限的問題,算力供需矛盾日漸突顯。光芯片以光為信息載體,是與電芯片平行發展的器件集成體系。光芯片通過對光的處理和測量實現信息感知、傳輸、存儲、計算、顯示等功能,因其具有速度快、穩定性高、工藝精度要求低和可多維度復用等優勢,有望打破電芯片的發展禁錮,為芯片發展帶來新的契機。
中國政府高度重視光電子產業的發展,出臺了一系列扶持政策和規劃,如《基礎電子元器件產業發展行動計劃(2022-2024年)》、《“雙千兆”網絡協同發展行動計劃(2022-2024年)》等,為光芯片及其外延片市場的發展提供了有力保障。
據中研產業研究院《2024-2029年中國光芯片外延片行業競爭分析及發展預測報告》分析:
光芯片外延片在傳感、存儲、顯示、激光雷達等方面已有廣泛應用,部分產品正處于初步商業化階段。隨著ChatGPT、AR/VR等技術的興起,高算力需求催生了對光芯片外延片的進一步需求。
中國光芯片外延片行業集中度較高,但市場競爭也日趨激烈。國內外企業紛紛加大研發投入和市場拓展力度,以爭奪市場份額。國內已有多家企業在光芯片外延片領域取得重要進展,如三安光電、武漢敏芯、中科光芯等。這些企業通過技術創新和市場拓展,逐步提升了自身的市場份額和競爭力。
外延片是決定光芯片性能的關鍵一環,生成條件較為嚴苛,因此是光芯片行業技術壁壘最高的環節。國內光芯片行業在高端技術方面仍與國際領先水平存在一定差距。
市場規模持續增長:隨著移動互聯網、云計算、大數據等技術的快速發展,以及5G通信、物聯網、數據中心等新興技術領域的快速發展,光芯片外延片市場需求將持續增長。預計未來幾年,中國光芯片外延片市場規模將繼續保持快速增長態勢。
技術創新與國產化:隨著技術的不斷進步,光芯片外延片行業將不斷涌現出新的技術和產品。同時,在國產化政策的推動下,國內光芯片外延片企業有望進一步提升技術水平,打破國際壟斷,實現更高水平的自主可控。
應用領域拓展:隨著光芯片技術的不斷成熟和應用領域的不斷拓展,光芯片外延片將在更多領域發揮重要作用。例如,在消費電子領域,光芯片外延片將應用于智能手機、平板電腦等移動設備中的攝像頭模塊;在汽車領域,將應用于激光雷達等高級輔助駕駛系統。
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