Siliziumphotonische Chips erfreuen sich zunehmender Beliebtheit.

„Der Marktwert hat sich in 8 Jahren um mehr als das 10-Fache erhöht“, „Die Aktienkurse haben sich in nur wenigen Monaten verdoppelt und einen 20-Jahres-Hochpunkt erreicht“. Dies ist keine leere Versprechung, sondern eine reale Szene, die sich in einem bestimmten Segment des Halbleitermarktes abspielt.

Das oben erwähnte Phänomen ist die Wachstumsleistung von Zhongji Innolight und Tower Semiconductor, beiden Unternehmen aus dem Siliziumphotonik-Sektor.

01 Siliziumphotonik-Chipunternehmen: Starker Geschwindigkeitszuwachs in den Ergebnissen

Vor kurzem hat Tower Semiconductor seine Geschäftsergebnisse für das dritte Quartal veröffentlicht. Die Konzernabschlussrechnung zeigt, dass der Umsatz im dritten Quartal 396 Millionen US-Dollar betrug, was einem Wachstum von 6 % gegenüber dem Vorquartal entspricht. Der Bruttogewinn belief sich auf 93 Millionen US-Dollar, höher als die 80 Millionen US-Dollar im zweiten Quartal. Der Nettogewinn lag bei 54 Millionen US-Dollar. Tower erwartet, dass der Umsatz im vierten Quartal einen Rekordwert von 440 Millionen US-Dollar erreichen wird, mit einer Schwankungsbreite von plus/minus 5 %. Dies würde einem Jahr-zu-Jahr-Wachstum von 14 % und einem Wachstum von 11 % gegenüber dem Vorquartal entsprechen.

Am auffälligsten ist, dass der Umsatz von Tower's Siliziumphotonik-Geschäft im dritten Quartal auf etwa 52 Millionen US-Dollar stieg, was einem Anstieg von etwa 70 % gegenüber demselben Zeitraum 2024 entspricht. Die Nachfrage nach Siliziumphotonik steigt kontinuierlich an, vor allem aufgrund der stärker als erwarteten Nachfrage nach 1,6-T-Produkten sowie der soliden Nachfrage nach 400-G- und 800-G-Produkten.

In China haben sich seit der zweiten Jahreshälfte 2025 die Aktienkurse von Lichtmodulunternehmen wie Zhongji Innolight, Xinyisheng und Accelink Technologies deutlich beschleunigt und fast synchron eine Neubewertung ihrer Unternehmenswerte vollzogen.

Zhongji Innolight führt die Hauptursachen für seinen Umsatzzuwachs auf den Anstieg der Infrastrukturinvestitionen in der Rechenleistung und die damit verbundenen Kapitalausgaben zurück, die zu einer Zunahme des Absatzes von High-End-Lichtmodulen wie 800-G-Modulen sowie einer kontinuierlichen Zunahme der Bestellungen und Auslieferungen von 1,6-T-Produkten geführt haben. Gleichzeitig waren auch die Geschäftsberichte von Xinyisheng und Accelink Technologies aufsehenerregend, wobei sowohl der Umsatz im dritten Quartal als auch der Gesamtumsatz in den ersten drei Quartalen deutlich gestiegen sind.

Am 10. November gab Zhongji Innolight bekannt, dass das Unternehmen am 10. November 2025 seine 25. Sitzung des 5. Verwaltungsrats abgehalten und das Antragsformular über die Ermächtigung der Unternehmensleitung zur Einleitung der Vorbereitungen für die Emission ausländischer Aktien (H-Aktien) des Unternehmens und die Listing an der Hongkonger Börse genehmigt hat.

Darüber hinaus prognostiziert Lightcounting, dass der globale Markt für Lichtmodule zwischen 2024 und 2029 mit einem durchschnittlichen jährlichen Wachstumssatz (CAGR) von 22 % wachsen könnte und 2029 möglicherweise die Marke von 37 Milliarden US-Dollar überschreiten wird. In China belief sich der Markt für Lichtmodule 2024 auf etwa 60,6 Milliarden Yuan und wird voraussichtlich 2025 auf 67 Milliarden Yuan steigen.

Angesichts des allgemeinen Wachstums der Lichtmodulbranche wächst die Siliziumphotonik-Technologie rasant. Hinter diesem Trend stehen mehrere Faktoren.

02 Siliziumphotonik + CPO: Dieser Sektor explodiert

Der Hauptgrund für die aufkommende Siliziumphotonik-Technologie ist der explosive Anstieg der Nachfrage nach KI-Rechenleistung.

Erstens: Die skalierte Implementierung von KI-Rechenleistungskluster bringt das Datenübertragungsnetz unter beispiellosen Bandbreitendruck. Die koordinierte Berechnung von Tausenden von GPU-Karten in einem Cluster erfordert eine extrem hohe Bandbreite, um die Echtzeitinteraktion von Massendaten zu unterstützen. Herkömmliche Chips setzen auf Kupferkabel zur Übertragung von elektrischen Signalen, was jedoch mit niedriger Bandbreite, hohem Stromverbrauch und hoher Latenz verbunden ist.

Siliziumphotonik-Chips integrieren mikroskopische Lichtwege (z. B. Wellenleiter, Modulatoren) auf einem Siliziumwafer, und die Daten werden in Form von Lichtimpulsen übertragen. Ihre Vorteile liegen in höherer Bandbreite, schnellerer Geschwindigkeit und geringerem Stromverbrauch. Dies macht sie perfekt für Anwendungen in KI-Datenzentren und bei Massentraining geeignet.

Zweitens: Neben Siliziumphotonik gibt es noch ein weiteres heißes Thema: CPO. Siliziumphotonik ist die technologische Grundlage für das Common-Packaged Optics (CPO).

Das Kernkonzept von CPO besteht darin, das Lichtmodul und den Rechenchip (GPU/ASIC) gemeinsam zu verpacken, um die Übertragungsdistanz von Licht und Strom von Zentimetern auf Millimeter zu verkürzen und so die Bandbreiten- und Stromverbrauchsbeschränkungen zu überwinden. Die Siliziumphotonik-Technologie kann die etablierten Halbleiter-CMOS-Herstellungsanlagen nutzen, um die optischen Bauelemente und die elektronischen Chips in hoher Dichte zu integrieren. Dies macht die Massenproduktion von leistungsstarken und kostengünstigen CPO-Lichtmodulen möglich. Ohne Siliziumphotonik wäre die Kostenkontrolle von CPO schwierig.

Nvidia hat auf der GTC-Konferenz die Quantum-X Photonics-Serie von CPO-Switches vorgestellt, die über ein Silizium-Interposer die nahe Verbindung zwischen Lichtmodul und Chip herstellen. Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden wird die Energieeffizienz um das 3,5-Fache, die Signalintegrität um das 63-Fache, die Zuverlässigkeit bei der Massenvernetzung um das 10-Fache und die Implementierungsgeschwindigkeit um das 1,3-Fache verbessert.

Der derzeit beliebte Supernode ist der zentrale Träger für die Umsetzung des Wertes der Siliziumphotonik- und CPO-Technologie.

Die Supernode-Technologie (SuperPod) ist eine technologische Architektur, die eine große Anzahl von GPU-Chips über eine Hochgeschwindigkeits- und Niedriglatenz-Verbindungs-Technologie zu einer einheitlichen Superrecheneinheit integriert. Sie überwindet die Beschränkungen der herkömmlichen Ein-Server-Architektur und erweitert das Konzept der Rechenleistungseinheit auf die Ebene der Serverräume und sogar über Serverräume hinweg.

Derzeit gibt es zwei gängige Supernode-Lösungen in der Branche: Eine besteht darin, die Leistung pro Serverraum zu erhöhen, um mehr GPU-Karten zu installieren. Dies ist jedoch durch die maximale Leistungskapazität pro Serverraum in einem Rechenzentrum begrenzt, und es gibt eine Grenze für die Erhöhung der GPU-Dichte pro Serverraum. Die andere Lösung besteht darin, Lichtverbindungs-Technologie zu verwenden, um Supernodes durch die Erhöhung der Anzahl der Serverräume aufzubauen und so die physikalischen Beschränkungen von Supernodes in herkömmlichen Verbindungsarten zu überwinden. Wie oben erwähnt, bietet Glasfaser im Vergleich zu Kupferkabeln Vorteile bei der Fernübertragung, was die Entkopplung von Lieferung und Serverraum ermöglicht.

Deshalb entwickelt sich die Branche hin zu optischen Produkten mit höherer Integration.

Zuerst gibt es die steckbaren Lichtmodule. Das Problem dabei ist, dass die optoelektronischen Konversionschips oft relativ weit von den GPU-Karten entfernt sind, was die Signalintegrität, die Verluste und die Latenz zu Herausforderungen macht. Supernodes erfordern jedoch eine Erhöhung der Bandbreite pro Verbindungskanal sowie eine Erhöhung der Dichte und Anzahl der Kanäle. Dies hat eine neue Optoelektronik-Fusions-Technologie hervorgebracht: Near-Packaged Optics. Indem die optoelektronischen Konversionschips von den Switches auf die GPU-Boards verlegt werden, wird die Übertragungsdistanz von 1 Meter auf 10 Zentimeter verkürzt, die Verbindungsdichte um das 2- bis 3-Fache erhöht und der DSP-Chip entfallen. Dies reduziert die Kommunikationslatenz zwischen den GPU-Karten erheblich. Near-Packaged Optics ist derzeit die am weitesten verbreitete Verbindungslösung.

Die zentrale Technologie der nächsten Phase ist CPO. Man kann sagen, dass CPO und Siliziumphotonik-Chips die beiden zentralen technologischen Säulen für die nächste Generation von Lichtverbindungen in Datenzentren sind.

In Zukunft wird die Siliziumphotonik-Technologie auch in weitere Anwendungsbereiche erweitert werden. Automatische Laserscanner für Fahrzeuge sind eines der aufstrebenden Märkte.

Herkömmliche Laserscannersysteme werden normalerweise mit diskreten mechanischen und optischen Komponenten hergestellt, was die Zuverlässigkeitsprüfung der Lösung schwierig macht und gleichzeitig die Kosten erhöht. Wenn Tausende von optischen und elektronischen Komponenten über die Halbleiterherstellungstechnologie auf einem Chip kombiniert werden, kann dieses Problem gut gelöst werden.

Liu Jingwei, Gründer von Guoke Optoelectronics, hat einmal gesagt, dass die Siliziumphotonik-Technologie der beste Weg zur Realisierung von Laserscannern ist. Die Siliziumphotonik-Technologie kann das komplexe Laserscannersystem, das aus optischen Bauelementen besteht, (oder größtenteils) auf einem Siliziumphotonik-Chip integrieren und die CMOS-Technologie zur Verarbeitung anwenden. Dadurch kann man bei sehr niedrigen Kosten ausgezeichnete Leistung erzielen. In den letzten Jahren haben viele Hersteller von Lichtkommunikationsbauteilen begonnen, ihren nächsten Anwendungsmarkt auf den Laserscanner-Sektor zu verlagern und die Kernfunktionen von Senden und Empfangen von Laserscannern auf einem Chip zu integrieren.

Darüber hinaus zeigt die Siliziumphotonik-Technologie großes Potenzial in vielen anderen Bereichen wie Bio-Sensors und Quanten-Technologie.

03 Wer ist im Wettlauf um Siliziumphotonik-Chips?

Wenn man sich die globale Entwicklung von Siliziumphotonik ansieht, ist die USA das Land, in dem die Siliziumphotonik zuerst aufkam und das derzeit am weitesten vorangeschritten ist.

Schon 1969 hat S.E. Miller vom Bell-Laboratorium erstmals das Konzept der integrierten Optik vorgestellt. Aufgrund des hohen Verlusts von InP-Wellenleitern und der rückständigen Technologie war es jedoch schwierig, eine Massenintegration zu erreichen, und diese Technologie hat damals keine Wellen geschlagen. Später hat Intel diese Technologie weiterentwickelt. Nachdem Intel 2010 den ersten 50-Gb/s-Silizium-basierten integrierten Lichtsendungs- und -empfangschip entwickelt hat, ist die Siliziumphotonik-Chipindustrie in die Phase der Industrialisierung eingetreten. Anschließend sind eine Reihe von traditionellen integrierten Schaltkreis- und Optoelektronik-Riesen aus Europa und den USA durch Fusionen und Übernahmen schnell in den Siliziumphotonik-Sektor eingestiegen, um die Vorherrschaft zu erringen. Gegenwärtig hat Intel auch die umfassendste Präsenz im Siliziumphotonik-Sektor.

China hat um etwa 2010 begonnen, intensiv an Siliziumphotonik zu forschen. Vorher waren die Forschungen hauptsächlich akademischer Natur. Der späte Start hat dazu geführt, dass China in der Produktentwicklung von Siliziumphotonik hinter den USA zurückbleibt. Ab 2017 ist die Siliziumphotonik-Industrie in China in eine Phase des schnellen Wachstums eingetreten.

Betrachtet man den Fortschritt der globalen Wertschöpfungskette, so nehmen US-amerikanische Unternehmen wie Intel und Cisco den Großteil der Auslieferungen von Siliziumphotonik-Chips und -Modulen ein und sind die Branchenführer. Die chinesischen Hersteller umfassen Zhongji Innolight, Xinyisheng, Sifotonics Technologies, Huagong Technology, Accelink Technologies, Brocade Communications, Huawei und Hengtong Optic-Electric.

Im Ranking der weltweit 10 größten Lichtmodulhersteller 2024 haben chinesische Hersteller besonders hervorgehoben.

Zhongji Innolight hat mit einem Umsatzwachstum von 114 % und einem Umsatz von 3,3 Milliarden US-Dollar erneut die Spitze belegt und die Lücke zu seinem langjährigen Wettbewerber Coherent weiter vergrößert.

Xinyisheng hat sich von Platz 7 im Jahr 2023 auf Platz 3 im Jahr 2024 gehoben, mit einem Umsatzwachstum von 175 % und einem Umsatz von 1,2 Milliarden US-Dollar.

Außer Zhongji Innolight und Xinyisheng hat Huawei Platz 4 belegt, Accelink Technologies Platz 6, Hisense Broadband und Huagong Zhengyuan Platz 7 und 9. Diese Struktur zeigt die führende Position chinesischer Hersteller auf dem globalen Lichtmodulmarkt.

Im zweiten Quartal 2025 ist der globale Umsatz von Lichtmodulen um 10 % gegenüber dem Vorquartal gestiegen, hauptsächlich aufgrund des Beitrags von 800-G-Ethernet-Lichtmodulen, wobei auch die 1,6-T-Produkte einen Beitrag geleistet haben. Mit der Überleitung von Cloud-Computing-Riesen wie Amazon und Meta zu höhergeschwindigen Lichtmodulen wird der Absatz von 400-G-Ethernet-Lichtmodulen sinken.

Es ist leicht zu erkennen, dass die Implementierung von 800-G-Modulen deutlich beschleunigt wurde, was in gewissem Maße das Wachstum des Lichtmodulmarktes angetrieben hat. Coherent hat auch zuvor gesagt, dass die Implementierung von 800-G-Modulen deutlich schneller als die von 400-G-Modulen ist. Gleichzeitig sind 800-G-Produkte immer noch Produkte mit hohem Gewinnspanne,