通信行业周报:隔离器 光模块“卡脖子”环节

2025-12-07 18:25:01 和讯  国盛证券宋嘉吉/黄瀚/石瑜捷
  在AI 算力需求驱动下,全球光模块产业正加速向800G/1.6T 升级。光隔离器作为光模块中保护激光器的关键无源组件,正因其上游核心材料法拉第旋光片的全球性供应短缺,成为制约光模块产能扩张的“卡脖子”环节。
  【隔离器:高速光模块的必备组件】
  光隔离器是光通信系统中的关键无源器件,其核心作用为只允许光沿正向传输、阻断反向回波,类似于一个“光学单向阀门”。它允许光信号正向低损耗传输,同时对反向传输光产生强烈衰减,在光路中非互易地隔离反射光,防止光路中的后向传输光(如反射光)对光源(激光器)及光路系统产生不良影响。其工作原理基于法拉第磁光效应,主要由起偏器、法拉第旋光片、检偏器构成:在外部磁场作用下,通过其核心部件法拉第旋光片的线偏振光,其偏振方向发生非互易性的固定角度旋转(通常为45°),其中反向光偏振方向与起偏器垂直而被阻断,形成隔离效果。
  光隔离器是高速率光模块必须组件,通过阻隔光信号反向传输,从而保护激光源、放大器等核心器件免受反射光干扰,提升光路系统稳定性与可靠性。
  【“卡脖子”环节:上游法拉第旋光片的全球性短缺】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。该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的成本可达50%,技术壁垒高:法拉第旋光器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,主要的磁光晶体材料包括YIG(钇铁石榴石)、TGG(铽镓石榴石)、RIG(铋置换稀土类铁石榴石)单晶体等。
  SGGG(取代钆镓石榴石)晶体具有低光学损耗、高导热性和高激光损伤阈值等优点,可作为磁光薄膜的衬底材料。
  法拉第旋光片产业已形成垄断格局: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%。
  国产替代进程:面对严峻的供应链风险,国内企业正奋力突破,但整体国产化率仍较低。率先实现法拉第旋光片的自主生产,构建从晶体到器件的全产业链能力的龙头企业,将在全球供应链紧张时具备显著的成本优势和供应安全潜力。
  【下游高速光模块需求爆发,隔离器用量与价值量凸显】海外巨头所需光模块正逐步向800G/1.6T 放量切换,且硅光占比逐步提升,光隔离器用量与价值量凸显。
  光隔离器在高速光模块中的用量与光通道数量相关,随着高速光模块需求不断上修而同步放大。光模块采用传统的EML 方案或硅光方案,均需要隔离器来防止反射光损坏激光器/CW 光源。通常而言一个800G光模块要用到4-8 倍数量的隔离器,如果光通道数量增加,使用的隔离器数量也会相应增加。伴随未来更大型计算集群建设,光模块高速率、高带宽、多通道等发展趋势将持续带动光隔离器需求起量。
  需求爆发上游材料短缺格局下,光隔离器价值量凸显。800G/1.6T 光模块的快速上量在短期内拉动了隔离器需求的急剧增长,而其上游原材料如法拉第旋光片全球供应长期被日、美少数巨头垄断,隔离器产能扩张速度难以匹配需求增速,形成了显著的供需错配。因此隔离器在受益于市场需求增加的同时享受涨价逻辑,用量和价值量持续凸显。
  在全球光模块产业向800G/1.6T 升级的浪潮中,光隔离器作为保护激光器的关键组件,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。该材料技术壁垒极高,生产由美国、日本少数厂商垄断,而高速光模块需求爆发,单模块隔离器用量随通道数增加,导致供需严重错配。这使得隔离器成为产业链中持续紧缺、具备价格弹性的关键元件,布局此领域企业有望凭借其稀缺性、充足的产能与技术壁垒构建优势持续受益,包括:东田微301183、福晶科技002222、天孚通信300394 等。
  综上,我们继续看好算力板块,坚定推荐算力产业链相关企业如光模块行业龙头中际旭创、新易盛等,同时建议关注光器件“一大五小”天孚通信+仕佳光子/太辰光/长芯博创/德科立/东田微,建议关注国产算力产业链,如其中的液冷环节如英维克、东阳光等。
  建议关注:
  算力——
  光通信:中际旭创、新易盛、天孚通信、太辰光、腾景科技、光库科技、光迅科技、德科立、联特科技、华工科技、源杰科技、剑桥科技、铭普光磁、东田微。铜链接:沃尔核材、精达股份。算力设备:中兴通讯、紫光股份、锐捷网络、盛科通信、菲菱科思、工业富联、沪电股份、寒武纪、海光信息。液冷:英维克、申菱环境、高澜股份。边缘算力承载平台:美格智能、广和通、移远通信。卫星通信:中国卫通、中国卫星、顺灏股份、海格通信。
  IDC:润泽科技、光环新网、奥飞数据、科华数据、润建股份。
  母线:威腾电气等。
  数据要素——
  运营商:中国电信、中国移动、中国联通。数据可视化:浩瀚深度、恒为科技、中新赛克。
  风险提示:AI 发展不及预期,算力需求不及预期,市场竞争风险。
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(责任编辑:董萍萍 )

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