光隔离器:高速光模块中的“卡脖子”环节正迎来爆发机遇
一片小小的光学元件,竟成为全球AI算力竞赛的关键制约因素。
在全球光模块产业向800G/1.6T升级的浪潮中,光隔离器这一看似不起眼的组件正成为行业关注的焦点。随着AI算力需求持续爆发,高速光模块需求激增,而光隔离器却因上游核心材料法拉第旋光片的全球性短缺,已成为制约产能的“卡脖子”环节。
光隔离器是光通信系统中的关键无源器件,其核心作用类似于一个“光学单向阀门”,只允许光沿正向传输、阻断反向回波,保护激光器免受反射光干扰。正是这一功能,使得它成为高速光模块中不可或缺的组件。
01 供需失衡:法拉第旋光片的垄断格局光隔离器的技术壁垒和价值核心高度集中于其上游——法拉第旋光片。这一部件的生产难度极大,涉及特殊的晶体生长与精密加工工艺,目前全球供应格局高度集中且紧张。
法拉第旋光片占光隔离器成本可达50%。它的生产工艺主要是在晶圆衬底上通过液相外延生长(LPE)薄膜磁光晶体,需要特殊的晶体材料如YIG(钇铁石榴石)、TGG(铽镓石榴石)等。
目前,光隔离器芯片法拉第旋光片主要由美国高意Coherent(II-VI)、日本GRANOPT(三菱与住友合资) 两家公司垄断,据深企投研究全球市场份额超过90%。
这种高度集中的供应格局对全球光模块产业链构成了严重风险。Coherent不仅掌握了全球约50%的产能,而且目前采取了一种控制市场的策略:不直接对外销售法拉第旋光片,而是通过隔离器生产商供货,并由Coherent统一销售给光模块厂商。
02 需求爆发:AI驱动下的光模块升级潮在AI算力需求的驱动下,全球光模块产业正加速向800G/1.6T升级。根据LightCounting报告,2025年800G光模块需求量预计达到1800万支,1.6T光模块也开始应用,约270万支。
光隔离器在高速光模块中的用量与光通道数量直接相关。通常而言,一个800G光模块要用到4-8个隔离器,而1.6T光模块的需求更高。
随着光模块速率提升,通道数量增加,单模块所需的隔离器数量也同步放大。
具体来看,2025年800G光模块预计出货量为2500万支,其中约70%为DR(每支用8个隔离器),30%为FR(每支用2个隔离器)。仅此一项,就需要约1.55亿个隔离器。加上400G等其他规格光模块,2025年总需求预计达到3.5亿个隔离器。
供需错配的局面已经形成。一方面,AI驱动算力需求持续增长;另一方面,法拉第旋光片的扩产速度难以匹配需求增速。Coherent计划从每月5万片扩到8万片,日本企业从3万片扩到5万片,国内企业也在积极扩产,但短期内供应仍然紧张。
03 国产替代:产业链的突围之路面对严峻的供应链风险,国内企业正奋力突破。目前,森一量子、东田微、福晶科技等企业已在法拉第旋光片领域取得进展。
森一量子已成为全球第三家、国内第一家实现法拉第旋光片量产的企业。该公司核心团队来自中南大学、厦门大学等高校,通过优化晶体生长工艺,显著降低大尺寸晶圆开裂风险,良率得到有效保证。
东田微则建成了国内首条法拉第旋光片产线,良率突破70%,已向光迅科技供货。福晶科技的钒酸钇晶体也通过Lumentum认证,配套1.6T隔离器产能达50万片/月。
在光隔离器制造环节,光库科技并购Lumentum隔离器产线后,其1.6T产品已通过英伟达验证,市占率突破25%。光迅科技则自产隔离器配套800G模块,年产能达8000万只,良率行业第一。
设备领域也有突破。中微公司的MOCVD设备实现法拉第旋光片晶圆加工,单晶圆产出提升30%;北方华创的磁控溅射设备突破日本垄断,镀膜均匀性达±0.5nm。这些进展为国产替代奠定了基础。
04 价格逻辑:供需错配下的投资机遇供需错配直接影响了光隔离器的价格走势。2024年,法拉第旋光片价格从120美元涨至175美元,带动光隔离器单价突破25元/个。2025年价格继续上涨,涨幅在10%到15%之间。
当前,隔离器价格在1.5到1.6美金左右。在需求爆发上游材料短缺的格局下,光隔离器不仅受益于市场需求增加,同时享受涨价逻辑,用量和价值量持续凸显。
从资本市场的角度看,2025年Q3光隔离器板块获主力资金净流入超150亿元,设备类企业融资占比达60%。这反映出投资者对这一领域的高度认可。
国产法拉第旋光片良率已从35%提升至70%,成本下降至进口产品的60%。随着技术进步和产能扩张,国内企业有望在全球光通信产业链中赢得更多话语权。
05 未来展望:技术演进与产业格局重塑光模块技术仍在快速迭代。从400G到800G,再到1.6T,产品更新周期从过往的3-4年缩短至现在的2-3年。LPO(线性可插拔)等新技术也在加速落地,800G DR8 LPO模块的功耗比传统方案降低50%。
未来两年,光模块行业将呈现“800G主攻、1.6T起量”的格局。企业需要在确保800G规模交付的同时,加快1.6T从工程样机到可复制的量产转换。
对于光隔离器产业,最大的挑战在于如何突破材料和工艺的限制。法拉第旋光片的液相外延工艺难度大,均匀性要求高,国内企业虽然在技术上已取得突破,但在生产效率和良率上与国际领先企业仍有差距。
随着全球供应链的重构,以及国内政策对算力产业链的加码,光隔离器领域有望迎来新一轮发展机遇。率先实现法拉第旋光片自主生产,构建从晶体到器件全产业链能力的企业,将在全球供应链紧张时具备显著优势。
光隔离器产业的爆发只是中国高端制造突围的缩影。随着东田微的法拉第旋光片产线轰鸣运转,光库科技产品通过英伟达认证,中国企业正在这场关乎未来的产业竞速中赢得先机。
全球光模块市场规模预计2030年将突破300亿美元,其中应用于AI集群的以太网光模块销售接近200亿美元。在这场技术革命中,谁能掌握核心材料和生产工艺,谁就能在万亿级市场中占据主动。
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