2026.09.28 | AC | Optical | TEC & Ceramic Substrate Check
原标题:TEC及陶瓷基板调研:英伟达TEC基板核心供应商,1.6T与CW方案驱动量价齐升
摘要
·800G光模块TEC单价约40元,1.6T提升至68-70元;DPC在TEC中价值占比达85%。 ·核心壁垒为自研磁控溅射设备及种子层配方,日本设备禁运构筑了对国内竞争者的护城河。 ·CW光源方案因规避磷化铟短缺风险受英伟达青睐,将驱动TEC单价提升。
正文
以下内容来自资深行业专家:
Q&A
请介绍一下富乐德在光模块领域的业务布局,包括主要产品、产能、单价以及客户进展情况?
公司在2026年的增长主要来源于AMB陶瓷基板等业务。在光模块领域,公司是800G光模块TEC(热电冷却器)的核心供应商,主要服务于新易盛、旭创等客户,占据了整个英伟达体系全球出货量的80%。TEC在光模块中扮演恒温控制器的角色,确保TOSA(光发射次模块)中的EML或CW光源在工作时温度波动控制在正负0.01度以内,以维持其性能稳定。
在价值构成方面,以旭创量产的800G光模块为例,单个光模块中的TEC成本约为40元人民币,这部分成本主要对应TOSA模块。需要明确的是,一个800G光模块通常只包含一个TEC模组,但这个模组在设计上常由三个独立的TEC单元(被形象地比喻为“椅子”)并排组成,共同承载一个EML模组。主流设计采用三个单元,部分厂商可能会采用两个或四个单元的设计。
公司的业务模式是生产TEC中的核心陶瓷基板,即DPC(直接镀铜陶瓷基板)。这种DPC基板上带有电路,其价值主要体现在电路设计而非陶瓷片本身,陶瓷片成本占比不足20%。公司将生产的DPC基板出货给兄弟公司杭州大和热磁,由其完成封装后,再作为完整的TEC产品销售给新易盛和旭创。因此,杭州大和热磁是英伟达产业链中TEC的直接供应商。
此外,市场存在明显的分化。公司主要聚焦于利润率较高的英伟达供应链,而谷歌和AWS等客户的TEC采购价格仅为英伟达体系的三分之一左右,这部分市场主要由其他国内厂商供应。除了光模块业务,公司在新能源汽车领域的DCB(直接键合铜)和AMB(活性金属钎焊)陶瓷基板市场也占据领先地位,全球市场份额分别达到45%和50%。
富乐华在光模块领域提供的DPC产品与新能源汽车领域的陶瓷基板在技术上有何不同,其核心技术壁垒体现在哪些方面?
富乐华面向光模块领域提供的是DPC(Direct Plated Copper)产品,其技术壁垒显著高于新能源汽车领域使用的陶瓷基板。新能源汽车的功率半导体普遍采用钎焊技术,即将陶瓷与铜片在高温炉中一次性烧结而成,技术相对成熟,壁垒不高,设备和材料也较为通用。相比之下,光模块DPC的工艺流程更接近PCB制造,复杂性更高。其具体工艺是在陶瓷基板上首先制作一层金属钛作为隔离层,随后通过磁控溅射技术形成一层种子层,最后在种子层的基础上通过电镀工艺生成所需的线路。这种技术的护城河主要体现在两个方面:第一,需要专门的磁控溅射设备,这是工艺实现的基础硬件;第二,磁控溅射所用的种子层材料并非通用料,其配方和工艺参数是核心技术诀窍。正是由于这些技术差异,富乐华能够在光模块DPC市场占据约80%的份额,而许多传统陶瓷厂商则难以进入该领域。
在一个800G光模块中,TEC(热电冷却器)的价值构成是怎样的?其中DPC部分价值几何?
在一个800G光模块中,TEC部分的整体价值约为40元。在这40元中,DPC(Direct Plated Copper)部分占据了85%的价值,即约34元,这部分由富乐华等供应商提供。剩余的15%(约6元)则归属于封装、导线以及测试等环节的成本。
- 6T光模块中TEC的价值量相较于800G有何变化?HTCC(高温共烧陶瓷)的价值量在不同类型的光模块中表现如何?
- 6T光模块的TEC单价相较于800G有所提升,主要因为其内部线路设计更为精细。目前,在1.6T光模块中,TEC的整体价值约为68至70元,其中DPC与封装环节的价值分配比例与800G模块类似,维持在85:15。HTCC的价值与光模块的速率(如400G或800G)关联不大,而主要取决于其体积以及是否用于相干光模块。在数据中心内部使用的非相干、中距离光模块中,HTCC的价值约为200元。然而,在用于2公里以上长距离传输的相干光模块中,HTCC的价值显著提升,HTCC主要应用于ROSA(光接收次模块)部分,其体积在不同速率的光模块中差异不大。
TEC产品是否会根据光模块是相干还是非相干类型进行区分?其价值与光源芯片类型的关联性如何?
TEC产品本身不区分光模块是相干还是非相干类型,其设计和应用主要跟随光源芯片。TEC的功能是为光源芯片提供散热和温控,因此与光源芯片存在强相关性。例如,在NPO(近封装光学)和CPO(共封装光学)架构中,若采用CW(连续波)光源,TEC的价值量预计将提升至80到100元。
在CPO或NPO架构中,采用CW光源的TEC价值量与其散热功率的具体关系是怎样的?
在CPO或NPO架构中,TEC的价值量与CW光源的散热功率直接相关。CW光源由于是常开工作模式,其发热量显著高于EML(电吸收调制激光器)。根据目前的小批量量产价格,一个对应200毫瓦散热功率的TEC价值大约在110至120元之间。当散热功率提升至400毫瓦时,TEC的价值预计将达到210至220元。
未来在NPO和CPO架构中,光源的散热功率将直接采用400毫瓦的方案,还是会从200毫瓦开始过渡?NPO的市场定位和生命周期是怎样的?
从技术演进路径看,业界原本倾向于直接采用CPO架构,但由于在将光引擎与HBM(高带宽内存)共同封装时,HBM的散热对光引擎产生了影响,导致封装环节出现问题。为了解决这一过渡期的挑战,NPO方案应运而生。如果没有封装散热问题,市场可能会直接跳到CPO。因此,NPO被视为一个过渡性产品,预计其在市场上的活跃周期大约为三个季度。
CPO和NPO光源的功率分别是多少?光引擎是否需要使用TEC产品?
NPO光源的功率是200mW,CPO是400mW,两者之间存在一个过渡阶段。目前针对200mW和400mW功率的产品均已开发完成,但采购量相对较少,与800G和1.6T产品的采购量相比,占比均约为1%。光引擎本身不产生热源,因此不需要使用TEC。TEC主要应用于发热的光源,起到降温作用。不普遍使用TEC有三点原因:首先,TEC成本较高,指甲盖大小的器件价格约为40元;其次,TEC工作时一面制冷,另一面会放热,对整体散热设计有要求;最后,存在其他散热方案,如VC或液冷,因此TEC通常是在其他方案无法满足需求时才会采用。
在英伟达体系内,公司的市场份额是多少?对于2027年800G和1.6T光模块的出货量是否有具体指引?
在英伟达体系内(包含旭创、新易盛等供应商向英伟达提供的光模块),公司的市场份额约为80%。英伟达的订单模式是提前三个季度给出预测,锁定两个季度的订单。因此,当前生产的已是2027年第一季度的产品。虽然无法提供英伟达体系内800G和1.6T光模块出货量的绝对值,但可以提供出货量结构比例作为参考。
2026年和2027年,800G、1.6T以及NPO/CPO等产品的出货量结构比例分别是怎样的?
2026年截至第三季度的实际出货量结构中,800G产品占比为70%,1.6T产品占比为20%,其余10%为一些预研性质的产品。需要指出的是,400G光模块完全不使用TEC,因此未被纳入此统计口径。展望2027年,预计出货量结构将发生变化:800G产品的占比将下降至50%,1.6T产品的占比将提升至30%,而NPO和CPO产品合计将占到20%。
从组件采购到终端客户交付,光模块产品是否存在时间差?
是的,存在一个季度左右的时间差。从TEC产品出货给光模块制造商,到他们完成封装、组装并最终交付给终端客户,这个过程大约需要一个季度。例如,第二季度出货的TEC,其对应的光模块产品可能要到第四季度才会进入市场。客户提前下单是为了锁定产能。
公司如何看待氮化铝和氮化硅在半导体散热领域的应用,以及是否在为HBM开发相关散热产品?
氮化铝是一个利润微薄且竞争激烈的市场,公司专注于氮化硅。氮化铝相比氮化硅价格高出40%,且厚度较大(最薄只能做到0.62mm),导热性能受限,同时其热膨胀系数与第三代半导体不匹配,且易于碎裂,因此在新能源汽车领域的市场份额正大幅萎缩。对于HBM散热,目前行业内存在使用0.1mm氮化硅的研发方向,但这仅是一个初步想法,尚未进入实际应用阶段。当前主流的HBM散热方案仍是铜柱散热,台积电提出的底部整体封装散热方案距离真正实现还很遥远。因此,短期内不会将其视为可行的业务方向。
公司如何看待NPO和CPO带来的业务机会?
NPO和CPO采用CW光源,这将是公司利润最丰厚的部分之一。目前来看,中长距离传输仍需使用可插拔光源,而短距离机箱内部则通过光纤解决。只要光纤上需要光源,公司的这项业务就非常稳固。
公司2027年40亿元的产值目标是基于怎样的产能利用率假设?为何不能实现满产?
40亿元的产值目标是基于最高85%的稼动率计算的。陶瓷基板行业无法实现连续满负荷生产,全球最高的产能利用率也仅为90%。这主要是因为陶瓷的烧制工艺特性决定了每一窑产品烧制完成后,需要根据成品成色进行调整,无法像其他工业品一样进行365天不间断生产。
面对未来CPO和NPO可能带来的需求增长,公司的产能是否充足,扩产计划是怎样的?
如果未来CPO和NPO需求快速上量,公司现有的DPC产能可能会不足。不过,公司已预留了充足的场地,可以根据市场需求进行扩产。DPC产线的扩充相对容易,不像AMB产线扩产周期较长。DPC和AMB的生产设备完全不同,无法相互转产。
公司在DPC产能扩张方面有哪些核心竞争优势?
公司的核心护城河在于生产设备由集团内部的兄弟公司自主研发和制造,且专供内部使用,外部厂商无法获得。相比之下,其他厂商过去可以采购日本设备,但目前日本已对相关的高精度磁控溅射设备实施禁运。虽然国产设备可以满足线宽线径要求不高的产品(如供应给谷歌、海思的产品),但无法满足英伟达产品所需的高精度要求。
不同客户对DPC产品的技术要求有何差异?
不同客户对DPC产品的线宽线径要求存在差异,可以将其类比为PCB的精度。例如,英伟达产品要求的线宽线径为50微米,这达到了苹果手机中HDI板的工艺水平。而其他客户的产品要求通常在80微米左右,类似于普通智能手机的主板工艺。
谷歌和英伟达的光模块体系有何不同,为何即使都使用800G或1.6T速率,其产品也无法相互兼容?
谷歌与英伟达的光模块体系在推动力量和运算架构上存在本质差异,两者严格区分,因此即使速率相同,模块也无法相互兼容。以旭创科技为例,其为英伟达提供的光模块是定制化的,电路设计由英伟达而非旭创科技主导,这也是其产品售价较高的原因。这种由最终客户定义电路设计的模式,决定了不同体系下的光模块在电气层面不具备互换性。
除了旭创科技和新易盛,谷歌和英伟达还与哪些光模块厂商合作?这些厂商的TEC供应链情况如何?
在美国市场,主要合作方是Coherent和Lumentum,这两家公司均拥有自建的TEC工厂。在中国国内,也存在一些TEC供应商,例如富信科技等企业,但这些厂商主要服务于对线密度要求不高的低端市场。TEC产品中,核心的陶瓷片在物料清单成本中占比不足20%,利润主要来源于加工环节。
日本对相关设备的禁运政策,是否会对TEC行业的扩产计划造成影响?
日本的设备禁运对拥有自研设备的厂商没有影响,但对依赖进口设备的竞争对手会产生较大冲击。目前行业正在等待国产高端设备实现技术突破,以替代进口产品。当前国产设备能够满足中低端生产需求,但在高端领域,类似于芯片制造中3纳米与7纳米的差距,尚无法完全满足要求。值得注意的是,中瓷电子主营业务为HTCC,与TEC在设备和工艺上属于完全不同的领域,因此不受此禁运政策影响。
根据市场信息,旭创科技明年(2027年)800G和1.6T光模块的出货量预计各为8,000万只,这一预测是否合理?
这一数据可能偏高。如果800G和1.6T光模块出货量各达到8,000万只,意味着旭创科技将占据市场约60%的份额。然而,从TEC的出货数据来看,目前旭创科技与新易盛在英伟达体系内的供应量不相上下,同时索尔思光电(Source Photonics)的出货量也相当可观。索尔思光电拥有自研的EML光芯片,并在出口市场表现良好。因此,除非旭创科技在非英伟达体系中获得了巨量订单,否则其市场份额不太可能达到预测的水平。该预测数据可能包含了400G等其他速率的产品。
对于明年(2027年)800G和1.6T光模块的整体市场需求,以及英伟达在其中的份额,有何预估?
根据行业反馈,预计明年(2027年)全球800G光模块的市场总需求量约为9,500万只,1.6T光模块的需求量约为6,000万只。在此市场规模下,预判英伟达相关的需求将占据800G和1.6T光模块市场各自约60%的份额,具体比例可能存在小幅波动。
市场观察到谷歌的光模块需求增长迅速,其产品设计与英伟达相比有何特点?
谷歌光模块需求的快速增长与其技术架构有关。谷歌以自研的TPU为运算核心,其功耗相对较低,从而降低了整个系统的散热压力。这使得谷歌的光模块设计可以相对简化和直接,无需像英伟达那样采用复杂的设计来应对高热量环境。相比之下,英伟达的GPU方案数据吞吐量巨大,导致光模块的负载率(冗余度)被拉得非常满,为了确保系统稳定性和风险控制,其光模块在成本和设计上都更为复杂。从设计图纸来看,两者的设计理念差异显著。
公司与谷歌在TEC(热电冷却器)方面的合作进展如何?这部分业务是否已纳入产能规划?
公司计划于2027年开始与谷歌进行合作。由于2026年产能不足,今年并未与其合作。谷歌的业务已纳入未来的产能规划,但所占比例不高。
谷歌与英伟达在TEC采购价格和技术要求上有何差异?这对公司的毛利率有何影响?
谷歌的TEC技术要求相对简单明确,而英伟达的方案则更为复杂。在价格方面,目前谷歌的采购价格约为英伟达的三分之一。预计到2027年,随着谷歌方案速率的提升,其采购价格将上升至英伟达的60%至65%左右,尽管单价较低,但规模化效应将对毛利率产生积极影响,预计会推动毛利率上升。
在与旭创的合作中,公司如何定位其在CW光源TEC供应链中的角色?旭创是否会向其他供应商采购?
在与旭创的合作中,公司主要供应高端CW光源所需的TEC产品,具体指200毫瓦以上的产品,这部分订单已经下达。对于低端需求,例如70毫瓦左右的产品,旭创可能会出于成本控制的考量,选择性地从外部采购其他供应商的TEC,但这并非其主流采购策略。70毫瓦的TEC无法满足800G光模块的需求,仅适用于400G等场景,而400G光模块通常采用冷板方案而非TEC。对于100毫瓦左右的TEC产品,推测旭创目前可能正在与其他供应商合作。
英伟达的技术方案对EML和CW两种光源技术的兼容性如何?其技术偏好是哪一种?
英伟达的技术体系可以同时兼容EML和CW两种光源方案。但从长期来看,英伟达更倾向于采用CW光源。主要原因是EML技术路径依赖于磷化铟芯片,而该芯片存在短缺风险。相比之下,CW光源的衬底更容易生产,产能相对充足,能够更好地规避供应链缺货问题。
公司是否与其他光模块厂商(如中际旭创、索尔思、立讯、剑桥科技等)存在TEC业务合作?
目前公司产能已完全分配,未与其他公司合作。除了与英伟达和旭创的合作外,公司有少量TEC产品出货给辽宁冷芯和武汉的一家公司,但出货量极低。公司未向立讯和剑桥科技供货。根据了解,剑桥科技的TOSA部分是直接采购整体模组,其技术研发能力与行业领先的三家公司存在显著差距,因此未被公司视为战略合作伙伴。
公司在3.2T光模块TEC方面是否有布局和出货?主要应用场景是什么?
公司已有小批量的TEC产品供应给3.2T相干光模块使用。目前3.2T产品的市场需求主要集中在长距离相干光通信领域,特别是在2公里以上的应用场景。相干光模块市场的客户非常分散,订单呈现断续性特点,许多规模不大的公司(尤其在武汉地区)从事此类业务。
公司如何评价博敏电子在TEC领域的竞争力?
博敏电子是公司在AMB和DPC领域的竞争对手,双方既有竞争也有合作关系。但在TEC业务方面,其竞争力有限。
在AI和光模块领域,PCB厂商的技术梯队和竞争格局是怎样的?
在AI领域,PCB厂商的第一梯队是沪电股份,第二梯队是富士康工业互联网,第三梯队是深南电路。在光模块领域,包括博敏电子、景旺电子在内的多家公司均有布局。对于800G和1.6T光模块而言,HDI工艺已完全足够,mSAP工艺并非必需,因此各家厂商之间的技术差距并不大。
在1.6T光模块中,mSAP工艺是否为必需的技术方案?其与TFC方案相比有何优劣?
mSAP并非1.6T光模块的必需方案,目前主要被视为备选方案。其主要劣势在于成本过高,价格约为TFC(Thin Film Ceramic)方案的四倍。mSAP工艺原本是为载板设计的,应用于PCB成本太高,因此客户(如NVIDIA)出于成本考虑并未使用。目前1.6T光模块普遍采用的是TFC方案,该方案在技术上完全能够满足需求。
TFC方案的供应链现状如何?国内厂商的技术水平和市场地位是怎样的?
TFC方案的产业链目前由日本企业主导,国内尚无厂商能生产出优质的TFC产品,因此全部依赖进口。日本主要有两家供应商:京瓷和丸和。尽管mSAP被视为一种潜在的替代方案以应对供应链风险,但由于日本目前对中国没有禁运TFC产品,供应充足,因此mSAP仅作为备选。
对于未来3.2T或更高速率的光模块,mSAP工艺的应用前景如何?
即使在3.2T或更高速率的光模块中,mSAP工艺的应用可能性也不大,它很可能仍然是一个“陪跑”方案。主要制约因素依然是其过高的成本。相比之下,尽管从日本进口的TFC方案价格不菲,但其成本仍在可接受的范围内。
旭创科技研发的2.4T产品是基于客户需求吗?其背后的战略考量是什么?
旭创科技的2.4T产品并非源于客户需求,而是公司自主研发的项目。此举可以看作是旭创在收购中石科技部分股份后,向市场和客户(如NVIDIA)展示其在光模块之外,具备向散热等其他领域拓展能力的一种战略姿态,意在探索和创造更多的业务可能性。
光模块内部的散热逻辑是怎样的?中石科技的VC散热方案与陶瓷基板在其中分别扮演什么角色?
散热的传导路径大致是:热量从陶瓷基板传导至TIM(热界面材料),再通过VC(Vapor Chamber,均热板)将热量散发出去。中石科技提供的正是光模块内部使用的VC散热方案,属于最外端的散热环节。该技术在通信设备领域(如中兴、华为)已有多年应用历史。目前其VC产品厚度为0.25mm,市场认为偏厚,若能实现0.1mm的厚度则更具竞争力。
市场上提及的金刚石散热方案在光模块领域的实际应用情况和前景如何?
金刚石散热方案主要应用于Submount(热沉),但其产业化前景并不乐观。该方案在日本已被放弃,主要是在中国,由于人造金刚石产能过剩而被市场关注。其产业化面临两大难题:裁切困难和表面金属化处理困难。目前仅在极少数特定应用(如激光发生器)中有少量样品订单(如华为海思),但成本是陶瓷方案的10倍,并未成为行业主流。综合来看,金刚石散热与mSAP工艺类似,在1.6T光模块中基本没有应用,市场关注度大于实际应用价值。