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2016-2017年硅光子行业现状及市场发展前景分析报告

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1 (此文档为word格式，可任意修改编辑！） 2016年12月

2016-2017年硅光子行业 发展前景分析报告 2

正文目录 1. 数据中心内部光进铜退需求迫切................................. 5 1.1 数据流量以极快速度增长...................................... 5 1.2 芯片层面光进铜退成为必然.................................... 7 1.3 硅光子技术有望成为颠覆...................................... 9 2. 硅光子行业爆发将即.......................................... 11 2.1 硅光子技术进入集成应用阶段................................. 11 2.2 激光器和功耗方面进展为商用奠定基础........................ 12 2.3 Intel技术规划显示硅光子行业每 3年性能提升8倍............. 14 2.4 预计硅光子行业两年左右可能迎来爆发......................... 15 3. 硅光子技术将对光通信产业进行重塑............................ 17 3.1 行业初步发展期，没有形成完整竞争格局....................... 17 3.2 行业电子属性越来越强....................................... 17 3.3 下游应用端厂商切入研发制造环节............................. 18 4. 行业领先公司布局........................................... 19 4.1 Intel ：8月宣布100G硅光子模组正式投入商用 ................ 19 4.2 IBM：硅光子成为超级计算研究方向之一....................... 20 4.3 Acacia：2016Q3营收达1.35亿美元，保持高速增长 ............. 22 4.4 华为：收购Caliopa切入硅光子技术研发....................... 23 4.5 其他公司成果............................................... 24 5. 市场空间.................................................... 25 6. 投资建议.................................................... 26 风险提示：..................................................... 28 3

图表目录 图1：全球IP流量（Petabytes/月，2015-2020年） .................. 5 图2：2019年全球通信网络流量99%和数据中心相关................... 6 图3：全球数据中心流量（Zettabytes／年，2015-2020年） ........... 6 图4：光传输发展路径............................................. 7 图5：铜线在高速传输信号（>10G）时出现困难....................... 8 图6：电、III-V族、硅光子材料性能对比 ........................... 9 图7：硅光子系统的实现展示...................................... 10 图8：硅光模块示意图............................................ 10 图9：硅光发展历程（1960s-2015）................................ 11 图10：硅光子器件和产品分类..................................... 12 图11：III-V族混合激光器 ....................................... 13 图12：硅基拉曼激光器........................................... 13 图13：光传输耗电量明显减小..................................... 14 图14：硅光子器件传输耗电量举例................................. 14 图15：硅光子行业发展催化剂..................................... 15 图16：硅光子行业发展风险....................................... 16 图17：硅光子产业链............................................. 17 图18：硅光子行业电子公司越来越多............................... 18 图19：英特尔近10年硅光子领域成果.............................. 19 图20：英特尔100Gbps PSM4 QSFP28光学收发器性能介绍............. 20 图21：IBM 100G 分波多工CMOS硅光子芯片......................... 21 图22：IBM 100G分波多工CMOS硅光子芯片工作原理 ................. 22 图23：Acacia产品 .............................................. 22 图24：Acacia 营收和净利情况（万美元）.......................... 23 图25：Acacia业务分项目预测 .................................... 23 图26：全球硅光子市场规模预计（百万美元）....................... 26 图27：硅光子的其它应用......................................... 26 4

表格目录 表1：III-V族和硅基材料性能对比 ................................ 12 表2：硅光子产业发展规划........................................ 15 表3：下游厂商切入硅光子技术研发环节............................ 18 表4： Intel硅光收发器模组发展计划 ............................. 20 表5：硅光子技术是超级计算市场的重要研究方向.................... 21 表6：华为目前业务表现.......................................... 24 表7：华为硅光布局.............................................. 24 表8：其他公司布局和产品（部分）................................ 25 表9：上市公司布局.............................................. 27 表10：上市公司市场表现......................................... 27 5

1. 数据中心内部光进铜退需求迫切 1.1 数据流量以极快速度增长  全球流量以爆发式速度增长 全球流量正在以极快的速度发展，以国内为例，三大运营商骨干网从2009年以前的10G带宽技术、2010年推广40G带宽技术、2012年实施100G 骨干波分技术、2015年测试400G技术，宽带增速以倍数级增长。 未来，随着5G铺开，视频业务、物联网、VR、AR等应用会在未来逐渐落地，流量增长将持续上演，思科的数据显示，到2020年，固网和移动数据流量将达目前的2倍和5倍。

图1：全球IP流量（Petabytes/月，2015-2020年）

 未来数据中心内部网络通信将占据全部流量70%以上 固网传输领域，全球已经经历了光纤替代铜线电传输数据的浪潮，解决了长途传输过程中的网络建设问题。云计算、大数据时代的到来，全球企业快速将业务重心转移到云平台架构，数据中心流量快速提升。 根据Cisco预计，到2019年，全球通信网络流量的99%和数据中心相关，其中数据中心内部的网络流量占全部流量的70%以上。2008年美国互联网公司数据中心对光纤通信的需求已经超过了电信运营商。LightCounting 测算2015上半年互联网索引公司对服务器、数据中心网络设备和其他财产和设备的总投资是190亿美元。 6

图2：2019年全球通信网络流量99%和数据中心相关  2020年数据中心流量将达到目前的5倍 IDC预测显示，全球数据中心数量将在2017年达到860万（目前约400-500万），其中大型数据中心（产量超过9000架的空间或有超过225000平方英尺的计算空间）的占比将超过70%，数据中心数量大幅增加。 流量方面，思科的数据显示，到2020年，全球进行云计算的数据总流量将达到网络数据总流量的92%，数据中心的数据流量将达到14.1 ZB，是2015年的5倍，这对数据中心内部的信息传输和处理提出了很高的要求。

图3：全球数据中心流量（Zettabytes／年，2015-2020年）

 未来数据中心将向200G、400G甚至更高的传输速度演进 目前全球数据中心以40G、100G模块为主（国内目前正在测试25G），数据中心内部（芯片内部、芯片与芯片之间、机架内部、机架与机架之间等）的传输以电信号传输为主。 数据中心流量的爆发式增长，对数据中心内部传输提出了新的要求，未来

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芯片研发中的硅光子技术有何应用前景

芯片研发中的硅光子技术有何应用前景

芯片研发中的硅光子技术有何应用前景在当今科技飞速发展的时代，芯片作为信息技术的核心组件，其性能和功能的不断提升对于推动各个领域的进步至关重要。

而硅光子技术作为芯片研发领域的一项前沿技术，正逐渐展现出巨大的应用前景，为未来的信息处理和通信带来了新的可能性。

首先，让我们来了解一下什么是硅光子技术。

简单来说，硅光子技术就是利用硅材料来实现光子的产生、传输、调制和探测等功能。

与传统的电子技术相比，光子具有更高的传输速度、更低的能耗以及更强的抗干扰能力。

硅光子技术将光子学与成熟的硅基半导体工艺相结合，充分发挥了硅材料在大规模集成和低成本制造方面的优势。

在通信领域，硅光子技术的应用前景极为广阔。

随着数据流量的爆炸式增长，对通信速度和带宽的要求越来越高。

传统的电通信方式在长距离传输和高速率传输方面面临着诸多限制，而硅光子技术能够实现高速、大容量的光通信。

通过在芯片上集成光发射器、光波导和光接收器等组件，可以大大提高通信系统的集成度和性能，降低成本和功耗。

例如，硅光子技术可以用于数据中心之间的高速互联，实现更快速的数据传输和处理，满足云计算、大数据等应用的需求。

在计算领域，硅光子技术也有望带来革命性的变化。

传统的电子芯片在处理大量数据时，由于电子的传输速度和能耗限制，性能提升面临瓶颈。

而硅光子技术可以实现光计算，利用光子的并行处理能力和高速传输特性，提高计算效率。

例如，基于硅光子技术的光神经网络芯片可以大幅提高人工智能计算的速度和能效，为深度学习等应用提供更强大的支持。

此外，硅光子技术在传感器领域也具有重要的应用潜力。

利用硅光子器件对光的敏感特性，可以制造出高精度、高灵敏度的传感器，用于环境监测、生物医学检测等领域。

例如，硅光子传感器可以检测微小的物理量变化，如压力、温度、湿度等，为工业自动化和智能控制提供更精确的数据。

在消费电子领域，硅光子技术也有可能改变未来产品的形态和功能。

例如，采用硅光子技术的微型投影仪可以实现更小的体积、更高的亮度和更好的图像质量；硅光子技术还可以应用于智能手机的摄像头模块，提高图像采集和处理的性能。

2017年我国光伏技术发展报告(1)

2017年我国光伏技术发展报告(1)

单晶硅棒或多晶硅锭制备完成后，还需要通 过多线切割技术切成合适厚度的硅片。传统的多
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线切割技术主要通过合金钢线带动碳化硅磨料来 回切割硅块体，通过控制钢线之间的槽距来控制 硅片厚度。整个线切割过程还需要聚乙二醇作为 冷却液。通过回收碳化硅粉和聚乙二醇溶液可以 降低切割成本并降低废液排放造成的环境污染。 近年来，金刚线替代合金钢线进行多线切割的 技术迅速发展起来，因金刚线机械强度高，不 需要碳化硅粉作为切割辅料，也不需要聚乙二 醇溶液，极大地降低了耗材成本，同时切割速 度可提高一倍以上，切割硅料损耗也显著降低。 2016 年，金刚线切割在单晶硅片切割环节已全 面替代钢线切割，但多晶硅片切割尚未大规模 推广，这主要是由于金刚线切割多晶硅片制绒技 术不成熟造成的。
硅片的尺寸主要有 125 mm×125 mm、156 mm×156 mm 两种 ( 方形或准方形 )。硅片制备完 成后，通过清洗、绒面制备、掺杂剂扩散工艺形 成 p-n 结；再通过减反射层沉积、铝背场制备、 丝网印刷正面和背面金属栅线、烧结等工艺制备 成硅太阳电池；最后，通过将硅太阳电池串、并 联，正反面 EVA 薄膜及背板、玻璃铺设，制备 成硅光伏组件，从而形成晶体硅及太阳电池的完 整产业链。图 1 是晶体硅太阳电池全产业链环节 示意图。我国是全球太阳能晶体硅及电池的主要 生产国家。从 2008 年开始，晶体硅、硅太阳电 池及其组件的产量都稳居全球第一。2016 年， 我国多晶硅产量占全球总量的约 49%，太阳电池 和组件产量均占全球总量的 70% 以上，对太阳
日本 Kazuo Nakajima 研究组提出了一种新 颖的无接触坩埚法生长大尺寸单晶硅 [4]。在传统 的多晶铸造炉中运用特殊的热场和子晶，生长超 大尺寸的单晶硅锭，如图 2 所示。在生长过程中 单晶棒不与坩埚壁接触，因此不需要氮化硅涂 层，目前其可以生长 45 cm 直径的硅棒。采用同 样的电池工艺，p 型硅片可以获得平均 18.9% 的 转换效率，而对比的普通的 p 型直拉硅片转换 效率为 20%；若制备 n 型硅片，则平均转换效 率为 19.3%，对比的 n 型直拉硅片的转换效率为 20%。这种方法产量高，转换效率也高于普通的 铸造多晶硅片，具有一定的产业化前景。
硅光子学研究现状与发展前景

硅光子学研究现状与发展前景

硅光子学研究现状与发展前景大连理工大学光电工程与仪器科学学院为了更好地讨论和展望硅光子学技术及其应 用的现状和发展，首届中欧国际硅光子学研讨会及 培训课程于2019年8月23~26日在大连理工大学举行。

本次大会由欧洲硅基光子研究平台和大连理 工大学光电工程与仪器科学学院共同主办。

比利时 Lureda Photonics集成光电子设计软件和服务公司、深圳市伽蓝特科技有限公司、华为技术杜塞尔多夫 股份有限公司以及普爱纳米位移技术（上海)有限 公司等众多公司也纷纷提供了赞助。

此次会议旨在 为科研工作者和工程技术人员提供一个报道先进 研究成果、交流学科前沿动态的平台。

本次大会的学术负责人/主席为比利时皇家科 学院院士、根特大学RoelBaets教授以及大连理工 大学赵明山教授，会议秘书长/执行副主席为中 国一比利时事务专员陈伟博士。

会议组委会成员为 比利时皇家科学院院士根特大学Roel Baets教授、大连理工大学赵明山教授、中国一比利时事务专员 陈伟博士、ePIXfah协调员AMul Rahim博士、大连 理工大学韩秀友教授、联合微电子中心郭进博士、华南师范大学刘柳教授以及大连理工大学的武震 林副教授、谷一英副教授、李晓洲副教授和胡晶晶 副教授。

与会中、外宾实到人数为64人。

本次会议的主题是讨论硅光子学在各个应用 领域的研究现状和发展前景，同时通过一系列的报 告、讲座和交流，加深各学员对硅光子学的更高认知 以及对相关硅光子技术、器件、应用等的了解和掌握。

该会议主要分为硅光子技术培训会议和研讨会。

硅光子技术培训会议首先由Roel Baets教授开 始讲解，主要包括关于无源硅光子学、有源硅光子 学、包装技术等基础方面的内容。

曹如平博士深入收稿日期：2019-11-2146讲解了硅光子学设计工具及流程，同时针对其方法 进行了细致培训。

Abdul Rahim教授也分别从通信 和硅光子技术的获得两方面来进行培训。

2017年光伏行业深度分析报告

2017年光伏行业深度分析报告

2017年光伏行业深度分析报告本期内容提要:全球光伏市场：增长保持稳定，印度市场值得关注。

2016年全球光伏新增装机容量约为73GW，其中中国34.54GW，连续四年新增装机容量全球第一。

美国和日本排在第二和第三位，分别有14.1GW和8.6GW的增量，紧随其后的是印度，装机容量达到4GW。

印度规划到2022年太阳能装机规模突破100GW，截至2016年底，印度光伏累计装机容量已超过9GW；这预示着未来几年印度平均每年将至少有15GW的增量，我们预计印度光伏行业发展在未来几年将会提速，印度市场值得关注。

国内光伏市场：格局结构双转换，增长速度将放缓。

国内市场格局正在从西北部逐渐转移到中东部地区，市场结构正在逐渐从地面电站向分布式电站转移。

目前光伏行业降本已进入关键期，再加上弃光限电等问题急需解决，我们预计未来很难再出现装机容量爆发性增长的情况，增长速度将会趋于平缓。

行业关注点在于技术变革和平价上网：行业目前降本提效已到关键期，我们认为行业降本提效最大的突破点还是在于电池与组件环节。

目前单晶发展势头良好，高效单晶电池技术不断成熟，转换效率不断提升，我们看好单晶技术的发展在未来几年内能够进一步带动光伏度电成本的下降。

另外，在行业的其他环节也存在技术革新引领成本下降的可能性，比如硅料制造环节、跟踪支架等环节。

多晶硅料：流化床法值得关注。

改良西门子法是目前生产多晶硅最为成熟、最可靠、投产速度最快的工艺，其他工艺很难在短期内取代其地位。

但是该工艺已经几乎将物耗、生产效率等方面的优化做到了极致，在没有突破性发展的前提下，生产成本的降低已经进入了瓶颈期。

因此，能耗较低的流化床将会受到越来越多的关注。

硅片：单晶龙头推动行业成本下降。

隆基股份和保利协鑫能源的硅片在行业内具有代表性，其中隆基股份近几年在单晶硅片环节一直引领行业发展。

隆基股份2015年底实现了金刚线切技术在单晶硅片制造上的应用，引领了单晶硅片成本下降的趋势，这也使得单晶产品的性价比大幅度提高，市场份额不断增加；凭借其在单晶硅片环节上出色的研发能力以及技术积累，我们预计隆基股份将继续推动单晶产品成本下降。