有源光器件行业分析
根据中研产业研究院报告，光通信市场规模2022年约1331亿元，2023年约1405亿元，预计2024年达1473亿元，有源光器件作为主要组成部分，规模也随之增长。
行业概述与产业链分析
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有源光器件行业概述
有源光器件概述定义与原理有源光器件（Active Optical Devices）是指在光通信系统中需要外部能量输入来实现光信号的放大、调制和转换等功能的光学器件。它们通过使用电力或其他能量源来激励光信号，并对其进行处理和控制，以满足不同应用需求。这类器件是光传输系统的关键组成部分，负责将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号。
1.工作原理
有源光器件的工作依赖于光电效应或发光机制。例如，在半导体激光器（LD）中，当电流流过pn结时，电子和空穴复合并释放出光子；而在光电二极管（PD）中，则是相反的过程——入射光子被吸收后产生电子-空穴对，进而形成电流。
2.主要类型及其功能
（1）光源器件
半导体发光二极管（LED）：用于短距离、低速率的数据传输，如局域网（LAN）。其特点是成本低廉、结构简单。
激光二极管（LD）：适用于长距离、高速率的数据传输，包括单模光纤通信系统。它具有更高的输出功率和更好的相干性。
分布反馈激光器（DFB-LD）：用于精确波长选择的应用场景。
垂直腔面发射激光器（VCSEL）：广泛应用于数据中心内部连接，因其可以阵列化生产和较低功耗而受到青睐。
（2）光探测器
PIN光电二极管：由p型、本征（i）、n型三层组成的光电二极管，适合高灵敏度接收。
雪崩光电二极管（APD）：通过雪崩倍增效应提高灵敏度，常用于长距离通信中的弱信号检测。
（3）光放大器
掺铒光纤放大器（EDFA）：基于稀土元素铒离子掺杂的光纤，能够在1550nm波段提供高效的光放大作用，是长途通信干线的核心组件之一。
半导体光放大器（SOA）：集成度高，体积小，易于与其他有源/无源器件共同封装，适用于城域网及接入网等场合。
（4）调制器
电吸收调制器（EAM）：直接改变激光器的阈值电压来进行调制，结构紧凑且效率较高。
马赫-曾德尔调制器（MZM）：利用电光效应来调制光波相位，适用于高速数据传输系统。
（5）其他有源器件
光开关：用于动态配置网络拓扑结构，实现路径选择和保护切换等功能。
可变光衰减器（VOA）：用于调节光链路中的光强度，确保信号质量一致。
3.技术创新
（1）LTPO背板技术集成：低温多晶氧化物（LTPO）技术可以降低功耗并支持动态刷新率调整，成为高端光通信设备的重要发展方向。
（2）量子点技术：结合量子点材料来增强光信号的颜色纯度和发光效率，实现更广的色域和更高的色彩饱和度。
（3）硅光子学（Silicon Photonics）：利用成熟的CMOS工艺制造光电器件，具有低成本、高集成度的优势，正在逐步改变传统光通信系统的架构。
（4）相干通信技术：通过采用先进的调制格式和数字信号处理算法，相干接收机能够在单模光纤上传输更多的信息量，极大地提高了频谱利用率。
4.技术优势
（1）高效能：能够有效地将电信号转化为光信号或者反之亦然，保证了信息传输的有效性和可靠性。
（2）长寿命：采用无机材料制成的有源光器件通常具有较长的工作寿命，减少了维护成本。
（3）灵活性：支持多种类型的信号处理，如调制、解调、放大等，适应不同的应用场景和技术要求。
（4）小型化与集成化：随着微纳制造技术的发展，有源光器件越来越趋向于小型化和高度集成化，便于构建紧凑型光通信设备。
5.应用领域
（1）电信与数据通信：构成现代光纤通信网络的基础，从本地接入到跨洋海缆，都有广泛应用。
（2）传感与测量：用于环境监测、医疗诊断等领域，如气体传感器、温度传感器等。
（3）军事与航天：由于其抗电磁干扰能力强的特点，在国防安全和太空探索等方面也有重要应用。
（4）消费电子产品：如智能手机摄像头中的自动对焦模块、虚拟现实（VR）头盔内的显示驱动等。
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有源光器件产业链分析
截至2024年，有源光器件（Active Optical Devices）作为光通信系统中的关键组件，其产业链涵盖了从原材料供应到最终产品制造的多个环节。每个环节都对有源光器件产品的性能、成本和市场竞争力有着重要影响。
1. 上游：材料与设备供应商材料供应商
（1）材料
光芯片：这是有源光器件的核心组件之一，主要包括激光器芯片、探测器芯片等。主要由Finisar、Lumentum、住友电工等国际企业以及中国的长飞光纤光缆股份有限公司、武汉烽火科技集团等提供。
电芯片：用于驱动和控制光芯片的工作状态，如高速驱动电路、调制器驱动芯片等。德州仪器（TI）、亚德诺半导体（Analog Devices）等是重要的电芯片供应商。
封装材料：包括陶瓷基板、金属外壳、光学透镜等，这些材料对于保护内部元件并确保良好的热传导至关重要。京瓷（Kyocera）、TDK等公司是这类材料的主要提供商。
（2）设备制造商
外延生长设备：如MOCVD（金属有机化学气相沉积）设备，AIXTRON和Veeco是该领域的领先企业。
测试与测量设备：确保产品质量的关键工具，包括光谱分析仪、功率计等。安捷伦科技（Keysight Technologies）、是德科技（Tektronix）等公司在这一领域占据主导地位。
2. 中游
有源光器件制造商中游环节主要包括各种有源光器件的设计、制造和组装，这涉及到一系列复杂的工艺和技术。
（1）光源器件制造商
激光二极管（LD）：Lumentum、II-VI Incorporated等企业专注于高性能激光器的研发与生产，广泛应用于数据中心、5G网络等领域。
垂直腔面发射激光器（VCSEL）：Avago Technologies、VIAVI Solutions等公司在VCSEL技术上处于领先地位，特别是在消费电子和数据通信市场的应用中表现出色。
（2）光探测器制造商
PIN光电二极管：滨松光子学（Hamamatsu Photonics）等厂商提供了高灵敏度的PIN光电二极管，适用于短距离通信和传感应用。
雪崩光电二极管（APD）：滨松光子学、Excelitas Technologies等企业在APD领域拥有强大的市场份额，主要用于长距离通信中的弱信号检测。
（3）光放大器制造商
掺铒光纤放大器（EDFA）：Fiberhome、华为海思等中国企业在全球范围内提供了大量优质的EDFA产品，支持长途通信干线的需求。
半导体光放大器（SOA）：Infinera Corporation、Ciena Corporation等公司致力于SOA的研究与发展，以满足城域网及接入网的应用需求。
（4）调制器制造商
马赫-曾德尔调制器（MZM）：NeoPhotonics Corporation等企业专注于MZM的设计与制造，为高速数据传输系统提供解决方案。
电吸收调制器（EAM）：Finisar、Oclaro（已被Lumentum收购）等公司在EAM技术方面表现突出，实现了紧凑高效的调制功能。
（5）其他有源器件制造商
光开关：Calient Networks等公司开发了基于MEMS或液晶技术的光开关，用于动态配置网络拓扑结构。
可变光衰减器（VOA）：Optical Cable Corporation等企业提供的VOA产品能够调节光链路中的光强度，确保信号质量一致。
3. 下游
终端应用厂商下游环节涉及各种电信、数据通信及其他专业显示设备的制造商，它们将有源光器件整合到最终产品中，推向市场。
（1）电信运营商：如AT&T、Verizon、中国电信、中国移动等，这些公司构建并维护着庞大的光纤通信网络，依赖于高质量的有源光器件来保证高效的数据传输。
（2）数据中心运营商：包括亚马逊AWS、微软Azure、阿里巴巴云等，数据中心内部连接需要大量的有源光器件，特别是高速率、低功耗的产品。
（3）消费电子产品制造商：苹果、三星、华为等品牌在智能手机、平板电脑等产品中集成了多种类型的有源光器件，如摄像头自动对焦模块、面部识别传感器等。
（4）汽车制造商：随着自动驾驶技术和车联网的发展，汽车行业对激光雷达（LiDAR）、红外摄像头等有源光器件的需求也在不断增加。
（5）医疗设备制造商：如GE Healthcare、Philips Healthcare等，在医学成像、诊断治疗等领域广泛应用了有源光器件。
市场分析与竞争格局
1.有源光器件市场分析
截至2024年，有源光器件（Active Optical Devices）市场在全球范围内展现出强劲的增长势头。随着5G网络部署、数据中心扩展以及物联网（IoT）设备普及等因素的推动，对高速率、低功耗且可靠的光通信解决方案的需求日益增加。
1. 市场规模与增长趋势
1.全球市场规模
根据市场研究机构的数据，2023年中国光有源器件市场规模约为394.48亿元人民币，同比增长显著。预计未来几年内，全球有源光器件市场将继续保持两位数的增长率，到2028年可能达到数百亿美元规模。
2.中国市场规模
中国在有源光器件领域的投入和发展速度非常快，已经成为全球最大的生产和消费国之一。国内厂商如天孚通信、锐科激光、德龙激光、光韵达、光迅科技、德科立等，在技术研发和生产能力上取得了长足的进步，并赢得了显著的市场份额。
2.市场需求
（1）电信与数据通信
这是有源光器件最主要的应用领域，包括长途传输、城域网、接入网等。随着5G网络建设和数据中心互联需求的增长，对高性能激光器、探测器、调制器及光放大器的需求也相应增加。
（2）消费电子产品
智能手机和平板电脑中的摄像头自动对焦模块、面部识别传感器等组件广泛应用了VCSEL技术和PIN光电二极管。此外，虚拟现实（VR）/增强现实（AR）设备也开始采用更多类型的有源光器件来提升用户体验。
（3）汽车电子
自动驾驶技术和车联网的发展促进了激光雷达（LiDAR）、红外摄像头等传感类有源光器件的应用。这些器件对于环境感知和安全驾驶至关重要。
（4）医疗设备
医学成像、诊断治疗等领域依赖于高精度的光探测器和其他类型的有源光器件，以实现更准确的检测和更好的治疗效果。
2.有源光器件竞争格局
截至2024年，有源光器件市场在全球范围内呈现出高度竞争的局面。随着技术进步和市场需求的变化，各个厂商之间的竞争不仅体现在市场份额的争夺上，还包括技术创新、成本控制和服务质量等多个方面。
1. 国际品牌
(1)Lumentum Holdings Inc.
作为全球领先的光通信器件制造商，Lumentum提供广泛的有源光器件产品线，涵盖从激光器到调制器等多个类别。该公司在高端市场中占据重要地位，并通过持续的技术创新保持竞争优势。
(2)II-VI Incorporated
专注于为客户提供定制化的光学解决方案，特别是在高端激光器和红外探测器方面表现突出。II-VI还通过并购策略扩展其产品组合和技术能力，如收购Finisar Corporation来增强其在数据中心市场的地位。
(3)Fujitsu Limited
富士通是日本的一家大型信息技术公司，在光通信领域拥有深厚的技术积累，特别是在长途传输设备和相干接收机方面有着强大的研发实力。
(4)Sumitomo Electric Industries, Ltd.（住友电工）
作为一家综合性电子材料供应商，住友电工作为光器件的主要参与者之一，尤其擅长生产高可靠性、高性能的光纤放大器和其他关键组件。
2. 中国厂商
(1)武汉光迅科技股份有限公司
作为中国最大的光通信器件制造商之一，光迅科技在国内外市场上均占据了重要地位。该公司不断加大研发投入，致力于开发新技术并优化现有产品性能，以满足日益增长的数据中心和5G网络建设需求。
(2)深圳市天孚通信股份有限公司
天孚通信专注于提供高质量的光连接解决方案，其产品广泛应用于电信、数据通信和消费电子等领域。凭借先进的制造工艺和严格的质量管理，天孚通信赢得了良好的市场口碑。
(3)锐科激光技术股份有限公司
锐科激光是国内领先的光纤激光器供应商，近年来通过技术创新和市场拓展，逐渐成为全球重要的参与者之一。其产品广泛应用于工业加工、医疗美容等行业。
(4)苏州旭创科技有限公司：旭创科技是中国知名的高速光模块制造商，专注于40G/100G及以上速率的产品。公司在硅光子学等前沿技术领域也有布局，旨在提升自身产品的竞争力。
(5)新易盛通信技术股份有限公司
新易盛是一家专注于光通信收发模块的研发、生产和销售的企业，其产品广泛应用于数据中心、云计算和5G无线接入网等领域。
3. 新兴参与者与技术驱动者
(1)NeoPhotonics Corporation
专注于硅光子学和高级封装技术，为下一代光通信系统提供创新性的解决方案。NeoPhotonics的产品在超高速率、低功耗方面具有显著优势，适用于数据中心互联等应用场景。
(2)VIAVI Solutions Inc.
虽然主要业务集中在测试测量设备，但VIAVI也在积极发展自身的有源光器件产品线，特别是针对数据中心市场的高速光模块。此外，VIAVI提供的测试工具对于确保有源光器件的质量和性能至关重要。
(3)Acacia Communications, Inc.（已被思科收购）Acac
ia是相干通信技术和高速光互连领域的先驱，其产品广泛应用于长途传输和数据中心互联。思科的收购进一步增强了Acacia在全球光通信市场中的影响力。
4. 技术差异化与创新
(1)硅光子学（Silicon Photonics）
利用成熟的CMOS工艺制造光电器件，具有低成本、高集成度的优势，正在逐步改变传统光通信系统的架构。Intel、IBM等科技巨头都在大力投资这一领域，推动了硅光子学技术的发展。
(2)相干通信技术
通过采用先进的调制格式和数字信号处理算法，相干接收机能够在单模光纤上传输更多的信息量，极大地提高了频谱利用率。Ciena Corporation、Infinera Corporation等公司在这一技术方向上处于领先地位。
(3)量子点技术
结合量子点材料来增强光信号的颜色纯度和发光效率，实现更广的色域和更高的色彩饱和度。这种技术不仅可以用于显示屏幕，还适用于某些类型的光发射和探测器件。
5. 行业挑战
(1)成本控制
尽管有源光器件已经相对成熟，但如何继续降低成本以保持竞争力仍然是各厂商面临的共同问题。为此，业界正努力优化生产工艺和供应链管理。
(2)技术和工艺复杂性有源光器
件的生产工艺较为复杂，涉及到精密的封装和组装工艺，这对企业的技术水平提出了较高的要求。例如，确保高密度光芯片的一致性和可靠性就是一个重大挑战。
(3)市场竞争激烈
随着越来越多的企业进入这个市场，如何保持技术领先地位和服务质量成为各厂商必须考虑的问题。此外，面对来自其他显示技术的竞争压力，有源光器件企业还需不断提升自身产品的独特卖点。
3.有源光器件发展趋势
有源光器件发展趋势截至2024年，有源光器件（Active Optical Devices）市场在全球范围内展现出强劲的增长势头。随着5G网络部署、数据中心扩展以及物联网（IoT）设备普及等因素的推动，对高速率、低功耗且可靠的光通信解决方案的需求日益增加。
1. 技术进步与性能提升
（1）更高带宽和速度
随着互联网流量持续增长，特别是视频流媒体和云计算服务的发展，对更快数据传输速率的需求不断上升。这促使制造商开发支持更高速度（如400Gbps甚至800Gbps及以上）的有源光器件，以满足下一代通信网络的要求。
（2）相干通信技术
通过采用先进的调制格式（如QPSK、DP-QPSK等）和数字信号处理算法，相干接收机能够在单模光纤上传输更多的信息量，极大地提高了频谱利用率。Ciena Corporation、Infinera Corporation等公司在这一技术方向上处于领先地位，预计相干技术将逐渐成为长途传输的标准配置。
（3）硅光子学（Silicon Photonics）
利用成熟的CMOS工艺制造光电器件，具有低成本、高集成度的优势，正在逐步改变传统光通信系统的架构。Intel、IBM等科技巨头都在大力投资这一领域，推动了硅光子学技术的发展。硅光子学不仅降低了成本，还使得大规模生产和复杂系统集成变得更加容易。
（4）量子点技术
结合量子点材料来增强光信号的颜色纯度和发光效率，实现更广的色域和更高的色彩饱和度。这种技术不仅可以用于显示屏幕，还适用于某些类型的光发射和探测器件，为未来的光通信提供了新的可能性。
2. 成本优化与市场普及
（1）规模化生产降低成本
随着更多厂商加入有源光器件的生产行列，以及生产工艺的不断成熟，预计有源光器件的成本将继续下降。这有助于推动其在更多消费级产品中的应用，包括中低端电视和平板电脑等。
（2）供应链整合与合作加强
为了应对激烈的市场竞争和技术挑战，有源光器件产业链上下游企业之间的合作日益紧密。例如，面板制造商与芯片供应商、封装厂之间建立战略合作关系，共同推动技术进步和成本降低。
3. 多样化应用场景扩展
（1）电信与数据通信这是有源
光器件最主要的应用领域，包括长途传输、城域网、接入网等。随着5G网络建设和数据中心互联需求的增长，对高性能激光器、探测器、调制器及光放大器的需求也相应增加。
（2）消费电子产品
智能手机和平板电脑中的摄像头自动对焦模块、面部识别传感器等组件广泛应用了VCSEL技术和PIN光电二极管。此外，虚拟现实（VR）/增强现实（AR）设备也开始采用更多类型的有源光器件来提升用户体验。
（3）汽车电子
自动驾驶技术和车联网的发展促进了激光雷达（LiDAR）、红外摄像头等传感类有源光器件的应用。这些器件对于环境感知和安全驾驶至关重要。
（4）医疗设备
医学成像、诊断治疗等领域依赖于高精度的光探测器和其他类型的有源光器件，以实现更准确的检测和更好的治疗效果。
4. 新兴技术与新产品形态
（1）Mini/Micro LED技术
尽管主要用于显示领域，但Mini/Micro LED也可以作为一种新型光源应用于特定类型的光通信场景中，例如短距离无线光通信。
（2）柔性与可折叠光器件
为了迎合未来移动设备的设计趋势，一些制造商已经开始研究如何使光器件具备柔性和可折叠特性。这不仅为智能手表和其他小型穿戴式电子产品带来了更多可能性，也为未来的智能手机和平板电脑设计开辟了新路径。
5. 政策支持与环境友好
中国政府出台了一系列鼓励半导体及显示产业发展的政策措施，这对国内有源光器件产业起到了积极推动作用。同时，全球范围内对环保的关注也促使企业寻求更加可持续的生产方式，而这正是有源光器件技术的一个潜在优势。
6. 标准化进程加速
随着有源光器件市场的扩大，相关标准的制定和完善变得尤为重要。行业协会和领先企业正积极参与到这一过程中，确保产品质量的一致性和互操作性，促进整个行业的健康发展。
7. 长期发展潜力
（1）多样化应用场景扩展
除了传统的电信和数据通信市场，有源光器件还在汽车电子、医疗设备、消费电子等领域展现出广阔的应用前景。
（2）政策支持与环境友好
政府政策的支持和对环保的关注为企业提供了良好的发展环境，同时也促使企业在技术创新方面更加注重可持续性。
有源光器件封装材料
有源光器件封装场景主要包括：TO封装、光路耦合、光纤阵列、透镜装配、芯片贴装等 。蕞达公司有源光器件封装粘合剂【注意】除特别说明，上述参数均为参考值而非最高规格，如果您对此存在疑问，请第一时间联系小李子。
1、TO封装
同轴型封装光发送器件和光接收器件主要由TO-CAN 、耦合部分和接口部分等组成，其中 TO-CAN 是主要核心部件。在光发送器件中，激光器管芯和背光检测管需要通过粘合剂粘接在热沉上，再通过键合的方法与外部实现互联，并且TO-CAN 需要密闭封装。在光接收器件中，里面集成了探测器（ PIN或者 APD）和前置放大器，通过键合的方法与外部实现互联， 也需要密闭封装，然后它和金属外壳、透镜、尾纤等组件也需要通过粘合剂粘接固定在一起。同时，TO封装粘合剂要求低收缩、低应力、高TG、耐冷热冲击和高低温循环等。
针对TO封装要求，蕞达公司主要推出一款EP3410单组份环氧UV胶，特别对LED波长365nm点光源设计的高性能双重固化胶，在365nm光照条件下实现更快的定位和更好的固化深度，低收缩率，低CTE，高TG,更好的耐湿热性能和阻隔水汽的特点，广泛应用于光器件和其他电子元件的制造。
2、光路耦合
激光器发出的光信号要进入光纤以及从光纤传来的光信号要进入光探测器都得经过一定的光通路，光通路的结构是将光纤直接延伸到管壳内部进行耦合，此时就需要对光纤进行金属化，然后通过焊锡与外壳上的金属套管密封起来，最后光纤尾部需要通过粘合剂来固定，以增强其机械性能。同时，光路耦合封装材料要求透光率高、低应力、阻隔水汽、长期信赖性等。
针对光路耦合封装要求，蕞达公司主要推出一款AC3601紫外线照射固化粘合剂，无色透明，对基材粘结力强，固化收缩率低，低吸湿性，耐高温耐水煮和长期信赖性， 适用于光路耦合封装。
3、光纤阵列
光纤阵列简称 FA，是利用V形槽把一条光纤或一条光纤带安装在阵列基片上，光纤阵列是放置于该V形槽中除去光纤涂层的裸露光纤部分，通过加压盖板加压并且需要粘合剂进行密封与定位，在前端部位该光纤精确定位，端面经过研磨抛光，最后和PLC芯片进行耦合对接。同时，光纤阵列封装材料要求流动性佳，耐湿防水和长期稳定性等。
针对光纤阵列封装要求，蕞达公司主要推出二款环氧树脂粘合剂EP2727和UEP1353AB。其中EP2727是一种环氧型光固化胶粘剂，流动性佳，有利于填充小间隙，高透光率，低收缩率，低光衰，低吸湿性，可通过85%/85℃和PCT高温高湿测试。其中UEP1353AB环氧胶，双组份胶，低释气，极低收缩率，粘结力强，优异的耐高温性能，主要应用光纤阵列V槽头或其它光学元件封装。
4、透镜装配
透镜耦合可以是单透镜也可以是多透镜。当使用单透镜时，激光器到光纤端面的距离由透镜前后两面的半径决定。在使用多透镜的情况下，光束通过第一个透镜变成平行光，然后通过第二个透镜聚焦，在需要对反射进行严格控制的时候可以将隔离器放置在光束平行后的任何一个位置（即两个透镜间的任何位置）。此外，透镜耦合可以将其中一个透镜通过粘合剂粘接安装在管壳上，这样光纤就不必伸入管壳内部，也就不必对光纤进行金属化。在透镜装配固定前，其端面需要研磨成一定楔角，以减少反射光对通信系统造成的影响，透镜与玻璃套管间的空隙需要精准测试尺寸公差，然后进行胶水填充，保证能够有效填充，同时避免胶水在固化过程中产生应力导致器件在温度变化下发生开裂现象。同时要求透镜装配材料粘结力强大，低收缩低应力，耐高低温循环以及不会随着温度变化发生形变和位移等。
针对透镜装配要求，蕞达公司主要推出EP3408、EP2162和AC3601三款透镜装配粘合剂。其中EP3408是一款UV加热双重固化的环氧树脂粘合剂，低固化收缩率，低吸湿性，隔离水氧，耐冷热冲击和长期信赖性等，适用于光学元器件密封与定位。EP2162是一种单组份低温快速固化环氧树脂粘合剂，尤其适用于低温固化制程，可以有效解决光学透镜、元器件与基材的有限耐热性的矛盾，主要适用于热敏元器件和光学透镜组装等。AC3601是一款紫外线照射固化胶，对大多基材粘结力强，固化收缩率低，低吸湿性，隔离水氧，耐高低温循环和长期可靠性等。
5、芯片贴装
在电路设计上，光收发一体模块主要采用专用集成电路构成，也有直接在 PCB板上绑定芯片的形式（ chip on board），COB的生产过程是将集成电路芯片用含银的环氧树脂胶直接粘接在电路板上，并经过引线键合（ wire bonding），再加上适当抗垂流性的环氧树脂或硅烷树脂粘合剂将 COB区域密封，这样可以省掉集成电路的封装成本，但使用这种封装的模块生产工艺复杂，并且对相应的封装粘合剂要求很高。
针对芯片贴装，蕞达公司主要推出二款COB封装粘合剂EP5841H和EP2161,其中EP5841是一款银填充导电粘合剂，工作寿命长，可以高速点胶，对Ag、PPF和 Au有优异的附着力，耐85RH/85℃，适用于≤ 3 x 3mm芯片封装。
（来源蕞达黏合畿）
