独家解析半导体设备新秀：罗博特科

闷得而蜜

发布于2024-10-08 18:12来自雪球 · 广东

独家解析半导体设备新秀：罗博特科

来自闷得而蜜的雪球专栏

一、算力的未来在光：光传、光算

算力硬件的进步速度，远远满足不了AI的胃口。解决之道：光进电退，中科院概括为三步：

1、CPU主宰时代，电算、电缆互联；

2、GPU集群时代，光进铜退：电算光传；

3、技术成熟后，由光子加速器代替晶体管。

二、电算光传（全光互联）

传统的铜电缆互联，面临不可能三角（功耗、带宽、距离，三者不可兼得）的困境，走到了尽头。

全光互联的效果，一句话概括：带宽无上限，距离扩展1000倍，功耗不增加。终结不可能三角问题：

全世界的大佬们，台积电、Intel、英伟达、博通等等，反复给硅光产业站台，9月份的半导体大会，ww成立了硅光产业联盟，通过产业链上下游协同发力，争夺新一轮半导体技术的话语权。全世界的Capex都往CPO和OIO硅光路线投。

AI算力全光互联，大体会经历三代：

第一代：CPO

主要解决带宽密度问题、解决70%的功耗问题。CPO技术主要解决服务器、交换机之间互联降功耗。

第二代：Optical I/O

Optical I/O的应用场景广阔，将首先大规模用于GPU与GPU互联场景，替代铜缆互联，给硅光市场带来20倍~40倍的增量。

未来Optical I/O用于GPU与HBM内存颗粒之间的互联，实现算力和存储资源的池化。这种场景下，硅光市场的空间，将再增加20倍以上。

所以，Optical I/O将是未来2~3年之内，最确定、应用场景最多、增量最大的硅光市场。

第三代：片上光网络（Optical Network on Chip）

这一代，算力芯片好比一栋大厦，底座专门有一层硅介质做硅光互联，构建四通八达的网络。在此之上，叠加多颗GPU、HBM颗粒。极致场景下，Nvidia GB200 NVL72这样的机柜系统被浓缩到一张大玻璃基板芯片上，如下图所示：

三、电控光算（光子计算）

光通信解决了互联的功耗问题，AI算力其余功耗主要来自GPU的运算器。基于晶体管的运算器，能效比低，完成同样的训练和推理任务，消耗的能源是人大脑的10000倍以上。AGI真正到来那一天，算力必须发生根本性的变化，将能效比提升若干数量级。而传统的CMOS工艺显然无法实现。

量子计算还需要几十年，重担落在光子计算，学术界和实验室均已经证明了这条路径的可行性。MIT的光子实验室走在世界前列，这个实验室走出来两批科学家，创建两个公司，一个是美国的Lightmatter，一个是中国的曦智科技。他们有共同的目标和产品组合：1、片上光网络；2、光子计算引擎。

第一代光子矩阵计算引擎的速度是晶体管GPU的850倍，解决伊辛问题的速度是GPU的85万倍。核心的运算功能由光子完成，电路负责控制光引擎和输入输出。

此技术已经完成了学术到Lab的原型验证，正在经历Lab到Fab，Lightmatter和曦智科技走在前面，预计3~5年内走向商用。

未来很长一段时间，中芯国际的工艺都处于追赶状态，在人家安排好的赛道向前追赶，难度越来越大。但是中芯国际的SOI硅光技术平台也不错，在全球处于第一梯队。如果中芯国际利用片上光网络和光子计算引擎，构建3D封装大型AI算力芯片，是一个切实可行的弯道超车路线。

四、雷达的终极方案：4D Lidar

4D Lidar采用硅光集成技术，直接测量三维空间+速度，被认为是激光雷达的终极形态，产品形态也从笨重的大老粗，缩小到一个指甲大小的芯片。

由于采用相干检测技术，受环境和其他附近激光雷达系统的干扰概率很低。

零部件数量大幅度下降，价格降到数百元，直逼毫米波雷达。美国AEVA公司产品在2025年开始装车BBA。国产化方面，杭州的洛微科技也不落后，处于第一梯队。4D Lidar具有广阔的前景：自动驾驶、工业机器人、家庭机器人、手持智能终端…，成为AI智能时代的物理世界感知核心技术平台，至少数百亿的市场规模。

五、AR眼镜的核心组件：光机

AR眼镜未来的主要技术路线是 Micro LED + 衍射光波导技术，其中最难的技术是Micro LED的全彩化：将R、G、B三路单色光源通过棱镜合成一路全彩光源。

RGB三路光源之间的耦合精度必须小于1微米，投射到镜片上的图像才清晰，精度越高越好。全球只有少数厂家能够做到，并且良率低，成本高，导致AR眼镜价格贵。硅光芯片的光波导耦合精度要做到亚微米级（<100nm），推动了高精度全自动耦合封装设备的发展，耦合精度比AR眼镜高一个数量级，意味着硅光耦合的龙头厂家轻松进入AR眼镜的设备市场，降维打击。

AR眼镜是未来AI应用非常重要的硬件市场，Apple、Meta等你追我赶，前景广阔，设备市场200亿以上。

六、罗博特科的价值图谱

介绍那么多，跟罗博特科有什么关系呢？

这些科技的底层技术都是 — 硅基光子（Silicon Photonics），罗博特科的硅光封测设备使能全行业。硅光子站在CMOS工艺的肩膀上，但技术难点在封装，80%的Capex在封装和测试环节（半导体行业前重后轻，前道工序的Capex达到80%，封测只占20%，所以半导体设备的牛股一般都诞生在前道，比如光刻机、刻蚀机等。硅光则逆转）。罗博特科重组的子公司斐控是这个产业无争议的龙头，下面用一个图表概要说明：

七、先发优势和护城河

早在十几年前，斐控就专注于硅光子设备，先发优势体现在三个层面。

一、产品性能

1、光场耦合精度纳米级，其他厂家最多10微米级；

2、其他复制品，生产效率只能做到70%；

3、产品良率有代际优势，全面碾压。

二、行业标准的制定者、全产业链的老师

英伟达、博通、台积电这些全球龙头，在芯片的早期研发阶段，就依赖斐控的设备做产品开发、验证，后来的生产线设计、产品验收标准、集成测试等等，半导体设备的每一个环节，都以斐控的设备作为“金模型”来匹配，斐控手把手教出来的。相关的know-how壁垒，后来者甚至都没有机会接触，很长时间内无法搞定。

三、整线Turnkey交付能力

硅光的需求来得急，台积电等大客户的交付压力很大。斐控在所有工序都有核心设备对应，具备整合能力，重组完成后叠加中国企业的执行力，Turnkey刚好匹配市场的诉求。从整线上与斐控开展集团化竞争，未来几年都看不到对手。

简单说，竞争对手还在理解调研市场准备入场的时候，斐控就已经深耕十几年，构建了完整的产品体系、服务体系、尖端客户群体。半导体设备属于高精度机电一体化，全球看德国。罗博特科的重组，德国工匠精神 + 中国工程师红利，珠联璧合的典范。

八、成长性

产业还处于早期，评估罗博特科难度颇大，也不准。我只能用下面的图，定性展示：

不过，确定的事情有：

1、硅光设备是一种平台。应用场景广，下游客户多，不会被少数客户lock in，此起披伏，不会局限于某个小周期性市场；

2、很长时间内持续增长。硅光模块，到CPO、OIO、HBM池化、AR眼镜、4D lidar、光子计算，……。新的市场会不停涌现，一波接一波。

3、尚处于成长早期。按照半导体设备的“投早、投精、投小”原则，现在投资罗博特科时机恰到好处。

4、很高的辨识度。华为、台积电、英伟达、Intel、博通、AMD、三星，这些业界领袖鼎力支持，皆下重注于此。NASA、中科院等国家机构也深度布局。地区性产业链组织活动此起彼伏,…。

九、总结

1、未来是AI的世界，也是光的世界（光传、光算、光感知）；

2、硅光子的CAPEX范式发生逆转，80%的Capex在封装和测试，抓主要矛盾；

3、罗博特科通过资产收购，直接稳坐硅光子产业链的C座；

4、片上光网络 + 光子计算，是我国AI算力硬件弯道超车的绝佳机会，看好中芯国际的布局；

5、产业启动，设备先行，罗博特科从2025H1开始，订单将超高速增长。

有人总结：罗博特科是硅光子时代的阿斯麦ASML。很形象。

$罗博特科(SZ300757)$ $半导体ETF(SH512480)$ $中芯国际(SH688981)$

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