雪球网今日 2024年08月01日
罗博特科:新一代光电集成技术的王者
index_new5.html
../../../zaker_core/zaker_tpl_static/wap/tpl_guoji1.html

 

罗博特科重组的子公司斐控(FiconTec)主要供应光电集成设备,专注于光电集成技术的升级迭代。从第一代BOX封装到第四代OIO,斐控持续引领光电集成设备的创新,并成为CPO/OIO生产线的核心供应商。文章详细介绍了光电集成的四代技术演进,以及斐控在其中的关键作用,并分析了光模块制造的难点和自动化设备的巨大潜力。

🤔 **光电集成技术的四代演进** 从第一代BOX封装到第四代OIO,光电集成技术不断迭代,主要围绕着降低成本、提升带宽、小型化、降低功耗等目标进行。第一代BOX封装通过将光、电转换部件密封在一个细小的3D空间中来确保可靠性,但加工难度大、自动化程度低、生产成本高。第二代COB封装则将激光芯片粘附在PCB基板上,简化了封装形式,降低了成本。第三代硅光异质集成技术将光学器件与电子元件整合到一个芯片中,进一步小型化并提升了带宽。第四代CPO和OIO技术则将硅光模块和CMOS芯片通过高级封装形式集成在一起,实现了更低功耗、更小体积和更快的传输速率。

💡 **光模块制造的难点:耦合工艺** 光电集成中最重要的工序是耦合,即将激光器的光导入通信光纤。耦合的质量决定了光模块的功耗、可靠性、稳定性。由于光模块的耦合难度大,人工和制造费用占比很高。从天孚通信和工业富联的成本结构对比可以看出,光模块的制造难度大,自动化设备有巨大的潜在空间。

🚀 **斐控的优势:技术领先、产能锁定** 斐控在光电耦合设备领域处于领先地位,其产品能够满足CPO/OIO生产线的苛刻质量要求,并获得了英伟达、台积电等大公司的订单。随着光模块带宽的不断提升,CPO和OIO技术的应用将越来越广泛,斐控的市场空间也将持续扩大。

📈 **罗博特科的未来:自动化设备的市场潜力** 罗博特科的全自动化设备能够大幅降低光模块制造的人工成本,并提升生产效率。随着光通信行业的快速发展,罗博特科将受益于光模块和CPO/OIO技术的持续增长,其自动化设备市场潜力巨大。

💰 **投资价值:关注光通信行业的快速发展** 光通信行业正处于高速发展阶段,带宽需求不断增长,CPO/OIO技术将成为未来光通信网络的核心技术。斐控作为光电集成设备的领跑者,其技术优势和市场地位将为罗博特科带来巨大的发展机遇。投资者可以关注罗博特科在光通信行业的发展动态,并对其未来发展前景充满期待。

来源:雪球App,作者: 闷得而蜜,(https://xueqiu.com/5672579962/299614537)

罗博特科重组的子公司斐控(FiconTec)主要供应光电集成设备。

第一代光电集成:自由空间光学

1、TO-CAN封装

2、蝶形封装

第一代光电集成的特点是,将光、电转换的各个部件,密封在一个细小的3D空间中,与世隔绝,确保可靠性。但是,加工难度大,自动化程度低,生产成本高。

第二代光电集成:COB

对于数据中心这类纯室内场景,光通信的工作环境比较稳定,没必要用复杂的封装形式,同时量很大,希望尽可能降低成本,所以就有了COB封装(Chip on board),简单理解就是将激光芯片粘附在PCB基板上,包括激光阵列和接收器阵列等集成封装在一个小空间内,以实现小型化。因为减少了一些保护措施以及大量的辅件,成本相对低很多。

下面是一个真实的COB模块拆解:

从图片就可以看出,第二代COB跟第一代的BOX完全不同,基本与半导体芯片封装工艺一致做第二代光引擎的厂家,很类似一个芯片封测厂)。

第三代光电集成:硅光异质集成

硅光子技术是基于硅和硅基衬底材料(如SiGe/Si、SOI等),利用现有CMOS工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。这种技术将硅光模块中的光学器件与电子元件整合到一个独立的微芯片中,使光信号处理与电信号的处理深度融合。

硅光异质集成(芯片)是COB(PCB)的升级版,COB是将各个光电部件焊在PCB上,而硅光则是直接讲光电部件做在芯片上,或者用2.5D/3D封装在一块晶圆上(类似HBM内存颗粒与GPU的合封)。

第四代光电集成:CPO、OIO

CPO共封装光学(Co-packaged Optics)技术是指将硅光模块和CMOS芯片通过高级封装形式(如2.5D或3D封装)集成在一起,从而实现光通信模块更低功耗、更小体积和更快的传输速率。CPO是硅光模块进一步小型化、高集成的升级版

CPO通过将光电转换功能尽可能靠近交换芯片,降低电信号(占比50%)的传输损耗,从而大幅度降低功耗:

总结一下升级路径:

BOX —> COB,将3D自由空间光学演进到平面光学,降低成本;

COB —-> 硅基异质集成(硅光),分立器件变成芯片或3D封装,小型化,提升带宽、降低成本

硅光模块 —> CPO,进一步小型化,降功耗、提升带宽密度

CPO — > OIO,进一步小型化、与芯片深度融合,大幅度降低功耗、提升带宽密度。

光通信产品制造的难点

光电集成中,最重要、最关键的工序是耦合(将激光器的光导入通信光纤):

如上图,激光器的光信号,要在微米级的范围内,经过一系列的透镜,将光速聚焦、校直,然后精准地导入光纤中。耦合的质量,决定了光模块的功耗、可靠性、稳定性

正因为光模块的耦合难度大,成本中人工和制造费用占比很高。比如天孚通信2022年的成本构成:

而同期JDM代工王工业富联的成本结构:

天孚vs富联,人工成本 18.29% vs 3.57%,相差5倍左右;制造费用19.44% vs 7.6%,相差2.5倍。

费用对比可以看出,光模块的制造难度大,也说明自动化设备有巨大的潜在空间。

几代工艺的对比分析

背景知识:

1、单模光纤的芯径是8~10微米(多模光纤 62.5微米)。

2、硅光芯片的硅基波导(就是在晶圆上生长出一条细细的光纤)宽度通常只能做到300nm~500nm左右

请大家务必记住这个数据:硅光的波导线径是光纤的1/20 ~ 1/100。所有的难度都来自这里。

第一代BOX封装、第二代COB封装,都是光纤精度的耦合,10微米级

而第三代、第四代都是基于硅基异质集成,则是硅基波导与光纤之间的耦合,精度在100nm级,要求提高100倍以上

大家都知道,耦合工艺,就是光、机、电一体化高精密设备,精度每提升一档,复杂度提升一个数量级。这个市场当前的情况:

1、五年前,COB工艺的耦合设备主要靠进口,最近国产化突破较多。到目前为止,国内几个比较主流的光电耦合设备供应商,主要在COB工艺市场上竞争,能够进入硅光的极少。

2、一条COB产线的capex大约 5亿RMB/百万支;一条硅光自动化产线的capex大约10亿RMB/百万支(国内,海外double)。新增5亿投资主要在自动化的微光学集成、组装、耦合以及封测

3、国产化设备目前的耦合精度,跟FiconTec大约相差10倍以上,生产效率差3倍以上

4、一个CPO系统,大约有至少128个硅光引擎,ASIC主芯片的成本大约是光引擎的100倍以上,所以,硅光引擎的质量水平至少要提升100倍,才能够确保光通信不拖后腿。这也是为什么博通Cisco等大公司攻关了差不多十年尚未量产的原因。因为极其苛刻的质量要求,使得FiconTec几乎成为CPO/OIO生产线的唯一供应商。真正准备大规模量产的厂家(英伟达台积电),都把订单下给了FiconTec,提前锁定宝贵产能。

5、CPO工艺产线,capex投资预计提升到20亿/百万端口,投资强度是硅光产线的两倍

罗博特科的空间

1、光模块 未来5年 带宽空间每年翻一倍。

2、 CPO 的空间是光模块的18~36倍。

3、OIO 的空间是CPO的10倍以上。

4、从制造的角度,罗博特科的全自动化设备能够将目前18.5%的人工费用率降到2.2%(参考中芯国际),实现16%的制造费用价值转移

$罗博特科(SZ300757)$ $中证1000ETF(SZ159845)$

Fish AI Reader

Fish AI Reader

AI辅助创作,多种专业模板,深度分析,高质量内容生成。从观点提取到深度思考,FishAI为您提供全方位的创作支持。新版本引入自定义参数,让您的创作更加个性化和精准。

FishAI

FishAI

鱼阅,AI 时代的下一个智能信息助手,助你摆脱信息焦虑

联系邮箱 441953276@qq.com

相关标签

光电集成 CPO OIO 罗博特科 斐控 光模块
相关文章