祥茂光電AAOI——號(hào)稱高速光模塊“蘋果”

祥茂光電（公司全名：Applied Optoelectronics,簡(jiǎn)稱AAOI）成立于1997年2月，2013年9月在納斯達(dá)克上市。公司總部位于美國(guó)德克薩斯州硅谷的非核心區(qū)域，是一家設(shè)計(jì)、研發(fā)和制造光通信垂直一體化光器件供應(yīng)商，主要是光模塊制造，而非光芯片生產(chǎn)。目前公司擁有2776名員工，其中美國(guó)有287人、中國(guó)臺(tái)灣1218人以及中國(guó)大陸地區(qū)1271人。

目前，AAOI在美國(guó)的德克薩斯、中國(guó)的寧波和中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)北市建有工廠：美國(guó)工廠主要生產(chǎn)激光芯片（利用公司的MBE和MOCVD工藝）、光學(xué)組件、元器件等。公司激光設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)位于美國(guó)，公司的激光芯片僅在美國(guó)生產(chǎn)。臺(tái)灣工廠主要用于生產(chǎn)光學(xué)器件（例如蝴蝶激光器）以及用于數(shù)據(jù)中心等場(chǎng)景的光模塊。位于中國(guó)寧波的工廠主要利用人力成本優(yōu)勢(shì)生產(chǎn)勞動(dòng)密集型的光學(xué)產(chǎn)品例如光學(xué)組件（OSA）、用于CATV市場(chǎng)的發(fā)射器和室外設(shè)備等。

創(chuàng)始人林志祥是一位美籍華人，出生自臺(tái)灣臺(tái)南，出國(guó)后在美國(guó)教書，隨后創(chuàng)立了AOI公司。早期客戶主要是美國(guó)的廣電運(yùn)營(yíng)商，收入主要來自于為廣電運(yùn)營(yíng)商的光節(jié)點(diǎn)設(shè)備（Cisco和Arris提供）提供低速光模塊。這種情況一直持續(xù)到2013年，相當(dāng)于公司成立后的16年里，都在陪著廣電運(yùn)營(yíng)商苦苦度日，2013年收入才達(dá)到7840萬美元，影響力全球排名前十開外，股價(jià)一度跌至8美元。AVkesmc

據(jù)悉，AAOI公司有自己的垂直供應(yīng)鏈體系。從光學(xué)激光芯片、光學(xué)組件、子系統(tǒng)設(shè)備到模塊封裝公司都可以自給自足，僅有原材料和小部分器件需要外部采購(gòu)，在這種模式下公司產(chǎn)品開發(fā)周期縮短，對(duì)客戶的響應(yīng)速度也得到提升，同時(shí)生產(chǎn)成本也得到有效降低。

此外，其工廠還具備特殊的半導(dǎo)體激光器生產(chǎn)工藝。在激光制造過程中融合了MBE和MOCVD兩種工藝，其中公司在MBE工藝上擁有專利權(quán)。MBE相比MOCVD在更低的溫度下，用固相材料替代氣態(tài)材料工藝用于晶圓生長(zhǎng)，其效果可以提高激光器的使用壽命、提升效率并降低了工作時(shí)溫度。AAOI認(rèn)為，這項(xiàng)生產(chǎn)工藝相比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是獨(dú)有的，且競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手很難在短時(shí)間復(fù)制模仿。AVkesmc

而從2016年底到8月初，AAOI抓住了數(shù)據(jù)中心光網(wǎng)絡(luò)換代升級(jí)的歷史機(jī)遇。短短12個(gè)月時(shí)間，如今，AAOI飛奔到排名全球前五，股價(jià)最高到達(dá)100美元，股價(jià)增長(zhǎng)超過10倍。主要是受益于網(wǎng)絡(luò)通信需求大爆炸，40G產(chǎn)品提前1季，100G產(chǎn)品提前1年，訂單需求快速成長(zhǎng)，訂單塞滿整個(gè)工廠，云端及數(shù)據(jù)中心占營(yíng)收55%，最大客戶有微軟（Microsoft）、亞馬遜（AWS），2016年兩家公司收入比重分別為54.6%、18.3%。AAOI有望在未來3年時(shí)間內(nèi)成為全球數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)光收發(fā)模塊第一大供應(yīng)商，成為光通訊產(chǎn)業(yè)的“蘋果”。AVkesmc

數(shù)據(jù)中心新建和改造，高速光模塊急缺

數(shù)據(jù)中心的增長(zhǎng)對(duì)光通信模塊提出了更高的要求：首先得高速，從10G到現(xiàn)在的40G、100G，甚至以后的400G；其次，耗電要低，成本不能高，因?yàn)閿?shù)據(jù)中心的最大成本來自電力使用，而各機(jī)架之間、同一機(jī)架上的不同機(jī)器，都需要密集部署光通信模塊，采購(gòu)量相較于傳統(tǒng)基站來說是成指數(shù)倍增長(zhǎng)，并且?guī)啄旰蠖夹枰匦赂鼡Q，客戶復(fù)購(gòu)率高。

再加上人工智能云出現(xiàn)，GPU被大規(guī)模用于并行計(jì)算，相對(duì)應(yīng)服務(wù)器之間的傳輸量和對(duì)光通訊模塊的需求也同步增長(zhǎng)。AVkesmc

根據(jù)Synergy Research Group數(shù)據(jù)，截至2016年12月，全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心數(shù)量達(dá)到300家，分別由24家互聯(lián)網(wǎng)巨頭運(yùn)營(yíng)。根據(jù)思科發(fā)布的GlobalCloudIndex報(bào)告，至2020年全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心數(shù)量將達(dá)到485家，且屆時(shí)全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心所運(yùn)行的服務(wù)器將占到全球數(shù)據(jù)中心的47%，所處理數(shù)據(jù)流量將占到全球數(shù)據(jù)中心的53%。AVkesmc

根據(jù)LightCounting公司預(yù)計(jì)Amazon、Facebook、Google、Microsoft四家公司以太網(wǎng)光模塊采購(gòu)金額將從2016年的5億美元增長(zhǎng)到2017年的10億美元，其中100G光模塊的采購(gòu)量將在17年快速提升，供不應(yīng)求將持續(xù)到2018年；200G和400G模塊的采購(gòu)也將分別從2019年、2021年開始體現(xiàn)，2021年開始實(shí)現(xiàn)規(guī)模發(fā)貨。

目前，AAOI正在臺(tái)灣投資建設(shè)新制造基地，公司已開發(fā)出SFP系列5G光模塊、SFP+系列10G光模塊、QSFP+系列40G和QSFP28系列100G光模塊等多款針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的光模塊產(chǎn)品。大型數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商近年來持續(xù)加大數(shù)據(jù)中心通信網(wǎng)絡(luò)的改造力度，AAOI的數(shù)據(jù)中心收入主要來自于40Gbps和100Gbps的高速光模塊銷售，不過最近AWS對(duì)AAOI的100G產(chǎn)品報(bào)價(jià)表現(xiàn)不滿。AVkesmc

同時(shí)，AAOI也積極研發(fā)下一代200G/400G光模塊產(chǎn)品。在今年的美國(guó)光纖通訊展覽會(huì)及研討會(huì)（OFC）上，AAOI也展示多款200G和100G產(chǎn)品：200G SR8 Active Optical Cables；200G On-Board Optics；200G CWDM Optics (2x100G CWDM4)；100G μQSFP Active Optical Cables，部分200G產(chǎn)品已收到初始訂單。AVkesmc

英特爾100G硅光模塊出貨，挑戰(zhàn)傳統(tǒng)廠商

數(shù)據(jù)中心事業(yè)部現(xiàn)在是英特爾最好的一塊業(yè)務(wù)，不僅在3D NAND產(chǎn)品生產(chǎn)和開發(fā)3D XPoint產(chǎn)品方面投入了大量資金，而且隨著市場(chǎng)對(duì)高速光模塊的需求快速放大，英特爾早已垂涎不已，其硅光子技術(shù)也終于有了用武之地。AVkesmc

公開資料顯示，硅光子技術(shù)已經(jīng)問世超過十年，并非英特爾獨(dú)有，基于硅和硅基襯底材料（如SiGe/Si、SOI等），利用現(xiàn)有CMOS工藝進(jìn)行光器件開發(fā)和集成的新一代技術(shù)，結(jié)合了集成電路技術(shù)的超大規(guī)模、超高精度制造的特性和光子技術(shù)超高速率、超低功耗的優(yōu)勢(shì)，是應(yīng)對(duì)摩爾定律失效的顛覆性技術(shù)。這種組合得力于半導(dǎo)體晶圓制造的可擴(kuò)展性，因而能夠降低成本。

硅光子架構(gòu)主要由硅基激光器、硅基光電集成芯片、主動(dòng)光學(xué)組件和光纖封裝完成，使用該技術(shù)的芯片中，電流從計(jì)算核心流出，到轉(zhuǎn)換模塊通過光電效應(yīng)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)發(fā)射到電路板上鋪設(shè)的超細(xì)光纖，到另一塊芯片后再轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。AVkesmc

硅光子（SiP）實(shí)現(xiàn)廉價(jià)且規(guī)模生產(chǎn)的光連接，從根本上改變光器件和模塊行業(yè)。未來三五年內(nèi)，這種情況還不會(huì)發(fā)生，但硅光子技術(shù)可能在下個(gè)十年證明它是破壞性?；诠韫庾拥墓膺B接與電子ASIC、光開關(guān)，或者（可能）新的量子計(jì)算設(shè)備的集成，將打開一個(gè)廣闊的創(chuàng)新前沿。AVkesmc

但是在支持者眼中，硅光子幾乎是光通信走向集成的唯一選擇。一方面是因?yàn)樵诠韫庾宇I(lǐng)域已經(jīng)走得很遠(yuǎn)，尤其是美國(guó)，英特爾在2016年最后一屆IDF上推出的100G硅光子收發(fā)器令業(yè)界震撼，此次100G硅光子收發(fā)器被譽(yù)為硅光子史上的革命突破。硅光模塊備受互聯(lián)網(wǎng)巨頭看好，并且已經(jīng)開始積極推動(dòng)，AWS不惜投入巨資自研光模塊，未來將會(huì)是大勢(shì)所趨。AVkesmc

目前，美國(guó)和日本走在硅光子技術(shù)的商用化和研發(fā)前列。日本在高密度集成技術(shù)和調(diào)制器等的小型化方面世界領(lǐng)先，在CMOS兼容發(fā)光技術(shù)和光子結(jié)晶的開發(fā)方面的成果也震撼全球，也就是說硅光模塊制造（Optical Coupling光路耦合）設(shè)備必須到日本購(gòu)買。

現(xiàn)階段，硅光子市場(chǎng)不算太大，2015年的銷售額不到4千萬美元，實(shí)際上只有幾家公司在開放市場(chǎng)上出貨產(chǎn)品，其中包括Mellanox、思科(Cisco)、Luxtera、英特爾(Intel)、意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)、Acacia與Molex等，都是這一市場(chǎng)的主導(dǎo)業(yè)者。預(yù)計(jì)到2022年，硅光子光收發(fā)器市場(chǎng)將超20億美元，在全球光收發(fā)器市場(chǎng)中占比超20%。AVkesmc

據(jù)悉，英特爾100G硅光子收發(fā)器已經(jīng)開始量產(chǎn)，不過遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到傳統(tǒng)光模塊廠商的90%良率。受設(shè)備、良率等問題制約，硅光模塊短期內(nèi)很難和傳統(tǒng)光模塊競(jìng)爭(zhēng)。AVkesmc

高速光模塊，中國(guó)力量正在崛起

光模塊由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分是：輸入一定碼率的電信號(hào)經(jīng)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)芯片處理后驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器(LD)或發(fā)光二極管(LED)發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號(hào)，其內(nèi)部帶有光功率自動(dòng)控制電路，使輸出的光信號(hào)功率保持穩(wěn)定。接收部分是：一定碼率的光信號(hào)輸入模塊后由光探測(cè)二極管轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)前置放大器后輸出相應(yīng)碼率的電信號(hào)。AVkesmc

受益于全球網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)據(jù)通信需求增加以及IDC市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng)，IDC的高增速帶動(dòng)國(guó)內(nèi)光模塊市場(chǎng)發(fā)展速度略快于國(guó)外市場(chǎng)。中國(guó)廠商在100G光模塊領(lǐng)域已有產(chǎn)品問世，有望借此望彎道超車。AVkesmc

早期的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，電信行業(yè)客戶一家獨(dú)大，雖然有光通信模塊公司，但大部分都在低端制造上競(jìng)爭(zhēng)。在2008年4月，劉圣在蘇州工業(yè)園區(qū)創(chuàng)辦蘇州旭創(chuàng)科技有限公司，總投資700萬美金，公司主要以海歸光電專家博士來領(lǐng)隊(duì)，致力于打造中國(guó)領(lǐng)先的高端光通訊模塊（10G/40G/100G）設(shè)計(jì)制造企業(yè)。

之前，劉圣從清華大學(xué)、中科院自動(dòng)化研究所和美國(guó)喬治亞理工大學(xué)先后攻讀完本科、碩士和博士后，曾擔(dān)任過美國(guó)Pine Photonics公司中國(guó)研發(fā)中心負(fù)責(zé)人，以及美國(guó)Opnext公司產(chǎn)品研發(fā)部高級(jí)經(jīng)理，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了世界上最早的10GLRM X2產(chǎn)品并最先獲得一流系統(tǒng)公司Cisco的認(rèn)證，已具備多年高速光通訊模塊的研發(fā)和管理經(jīng)驗(yàn)。AVkesmc

在2014年9月30日，Google Capital在中國(guó)市場(chǎng)上進(jìn)行的第一次投資就給到了旭創(chuàng)科技，同時(shí)，旭創(chuàng)科技也是谷歌數(shù)據(jù)中心的光模塊供應(yīng)商。其核心技術(shù)包括Chip on Board （COB）光電子器件設(shè)計(jì)與封裝技術(shù)、單模并行光學(xué)設(shè)計(jì)與精密制造技術(shù)、多模并行光學(xué)設(shè)計(jì)與耦合技術(shù)、高速電子器件設(shè)計(jì)、仿真、測(cè)試技術(shù)以及自主開發(fā)，全自動(dòng)，高效的測(cè)試平臺(tái)。AVkesmc

和AAOI一樣，蘇州旭創(chuàng)同樣是亞馬遜（AWS）的供應(yīng)商，國(guó)內(nèi)有華為、中興以及阿里云等客戶，100G以上產(chǎn)品主要對(duì)手有Finisar、JDSU、Oclaro、Oplink、索爾思等國(guó)際光通信巨頭。除了40G產(chǎn)品外，公司100G產(chǎn)品品類達(dá)到17種，做到100%自產(chǎn)，自有工廠，公司規(guī)模在千人級(jí)別。目前，正在大力擴(kuò)產(chǎn)，預(yù)計(jì)今年100G產(chǎn)品產(chǎn)能達(dá)到12萬只/月，明年大約20萬只/月，后年大約30萬只/月。AVkesmc

光通信產(chǎn)業(yè)正在從美國(guó)、日本向中國(guó)轉(zhuǎn)移，產(chǎn)業(yè)鏈整合進(jìn)程中，中國(guó)光模塊廠家不斷向上游芯片突破，如：光迅科技收購(gòu)法國(guó)III-V Lab，昂納科技收購(gòu)法國(guó)3SP。掌握了核心芯片技術(shù)的中國(guó)廠家將更具成本競(jìng)爭(zhēng)力，也將更能滿足互聯(lián)網(wǎng)ISP數(shù)據(jù)中心全光化建設(shè)需求，從而獲得更高市場(chǎng)份額。AVkesmc

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