光芯片外延片是在半導(dǎo)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(chǔ)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(qū)、發(fā)射區(qū)等等,最終形成縱向NPN管結(jié)構(gòu)。在這個結(jié)構(gòu)中,外延層是集電區(qū),外延上面有基區(qū)和發(fā)射區(qū)。外延片就是在襯底上做好外延層的硅片。
隨著信息應(yīng)用流量需求的增長和光通信技術(shù)的升級,光模塊作為光通信產(chǎn)業(yè)鏈最為重要的器件保持持續(xù)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(xù)受益。
光芯片行業(yè)已在傳感、存儲、顯示、激光雷達(dá)等方面開展應(yīng)用,部分產(chǎn)品正處于初步商業(yè)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(shù)級增長下,硅光、相干及光電共封裝技術(shù)(CPO)等具備高成本效益、高能效、低能耗的新技術(shù)或?qū)⒊蔀楦咚懔鼍跋隆敖当驹鲂А钡慕鉀Q方案。
此外,傳統(tǒng)電芯片性能的進(jìn)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(fā)展的器件集成體系。光芯片通過對光的處理和測量實現(xiàn)信息感知、傳輸、存儲、計算、顯示等功能,因其具有速度快、穩(wěn)定性高、工藝精度要求低和可多維度復(fù)用等優(yōu)勢,有望打破電芯片的發(fā)展禁錮,為芯片發(fā)展帶來新的契機(jī)。
中國政府高度重視光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,出臺了一系列扶持政策和規(guī)劃,如《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2022-2024年)》、《“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展行動計劃(2022-2024年)》等,為光芯片及其外延片市場的發(fā)展提供了有力保障。
據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院《2024-2029年中國光芯片外延片行業(yè)競爭分析及發(fā)展預(yù)測報告》分析:
光芯片外延片在傳感、存儲、顯示、激光雷達(dá)等方面已有廣泛應(yīng)用,部分產(chǎn)品正處于初步商業(yè)化階段。隨著ChatGPT、AR/VR等技術(shù)的興起,高算力需求催生了對光芯片外延片的進(jìn)一步需求。
中國光芯片外延片行業(yè)集中度較高,但市場競爭也日趨激烈。國內(nèi)外企業(yè)紛紛加大研發(fā)投入和市場拓展力度,以爭奪市場份額。國內(nèi)已有多家企業(yè)在光芯片外延片領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,如三安光電、武漢敏芯、中科光芯等。這些企業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)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(guān)鍵一環(huán),生成條件較為嚴(yán)苛,因此是光芯片行業(yè)技術(shù)壁壘最高的環(huán)節(jié)。國內(nèi)光芯片行業(yè)在高端技術(shù)方面仍與國際領(lǐng)先水平存在一定差距。
市場規(guī)模持續(xù)增長:隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展,以及5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等新興技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展,光芯片外延片市場需求將持續(xù)增長。預(yù)計未來幾年,中國光芯片外延片市場規(guī)模將繼續(xù)保持快速增長態(tài)勢。
技術(shù)創(chuàng)新與國產(chǎn)化:隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,光芯片外延片行業(yè)將不斷涌現(xiàn)出新的技術(shù)和產(chǎn)品。同時,在國產(chǎn)化政策的推動下,國內(nèi)光芯片外延片企業(yè)有望進(jìn)一步提升技術(shù)水平,打破國際壟斷,實現(xiàn)更高水平的自主可控。
應(yīng)用領(lǐng)域拓展:隨著光芯片技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,光芯片外延片將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。例如,在消費電子領(lǐng)域,光芯片外延片將應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦等移動設(shè)備中的攝像頭模塊;在汽車領(lǐng)域,將應(yīng)用于激光雷達(dá)等高級輔助駕駛系統(tǒng)。
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