AWG 阵列波导光栅（Arrayed Waveguide Grating）
🎯 一句话讲明白：AWG 是光纤里的"快递分拣员"
想象一根光纤就像一条高速公路——但这条公路有个特殊之处：可以同时让红、橙、黄、绿、蓝……几十种不同颜色的光在里面跑（这种颜色就是"波长"），每种颜色携带不同的数据。
AWG 干的就是"按颜色分拣"这件事： - 发送端：把 4 种不同颜色的光（比如 4 颗 EML 激光器分别发出 4 种波长）合并到同一根光纤里一起传——这叫合波（MUX） - 接收端：把同一根光纤里跑过来的 4 种颜色光重新拆分回 4 路——这叫分波（DEMUX）
为什么要这样做？因为铺一根光纤的成本远高于多种颜色复用——用 1 根光纤同时跑 4 种颜色 = 一根光纤当 4 根用，带宽 × 4，但布线成本不变。这就是所谓的"波分复用（WDM）"，AWG 是它最核心的执行者。
🔍 长什么样 / 怎么工作
AWG 不是一颗独立的"芯片"——而是一块指甲盖大小的玻璃片（基于"平面光波导" PLC 工艺），上面用激光蚀刻出几十条长短不一的微型光波导（粗细约头发丝的 1/10）。光从一端进入后分散到这些波导里，因为每条波导长度不同，不同颜色的光走过来的"相位差"也不同，导致它们在出口侧聚焦到不同位置——分波就此完成。
形象类比：就像三棱镜把白光分成彩虹一样——但 AWG 用的是"光程差"原理，且能在 1mm² 大小的玻璃片上完成几十种颜色的精密分拣。
📍 在光模块里的位置
800G FR4 光模块（一种 800G 子型号）的内部信号链路如下——发送端 4 颗 EML 各发不同波长，AWG 合波到一根光纤；2 km 后到达对端模块，AWG 分波回 4 路给 PD 探测器：
graph LR
subgraph Tx["📡 发送端模块"]
E1["100G EML #1<br/>波长 λ₁"] --> AWG1
E2["100G EML #2<br/>波长 λ₂"] --> AWG1
E3["100G EML #3<br/>波长 λ₃"] --> AWG1
E4["100G EML #4<br/>波长 λ₄"] --> AWG1
AWG1["⭐ AWG 合波<br/>(4→1)"]
end
AWG1 ==> Fiber["1 根光纤<br/>2 km 传输"]
Fiber ==> AWG2["⭐ AWG 分波<br/>(1→4)"]
subgraph Rx["📥 接收端模块"]
AWG2 --> PD1["PD 接收 #1<br/>λ₁"]
AWG2 --> PD2["PD 接收 #2<br/>λ₂"]
AWG2 --> PD3["PD 接收 #3<br/>λ₃"]
AWG2 --> PD4["PD 接收 #4<br/>λ₄"]
end
style AWG1 fill:#06b6d4,color:#fff
style AWG2 fill:#06b6d4,color:#fff
style Fiber fill:#f59e0b,color:#fff每个 800G FR4 模块需要 2 颗 AWG（发送端 1 颗合波 + 接收端 1 颗分波）。1.6T FR4 / 2xFR4 同理。
1. 技术规格
- 基本原理：阵列波导通过相位差实现波长分波 / 合波（衍射光栅的平面光波导版本）
- 基板材料：SiO₂（石英玻璃） 主流 / Si / InP（硅光集成版）
- 典型通道数：4 / 8 / 16（数通光模块用）/ 40 / 48 / 96（电信 DWDM 用）
- 波长间隔：100 GHz（DWDM 数通）/ 200 GHz / 800 GHz（CWDM）/ LAN-WDM（4 波 / 8 波）
- 插入损耗：典型 3-6 dB（每过一次 AWG 损失约一半光功率）
- 核心工艺：PLC 平面光波导（光刻 + 波导刻蚀 + 端面对准 + 光纤封装）
2. 主要应用场景
| 场景 | AWG 通道数 / 类型 | 配套数量 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 800G FR4 / LR4 | 4 通道（CWDM4） | 每模块 2 颗 | 4×200G IMDD 合分波 |
| 800G 2xFR4 | 2×4 通道 | 每模块 4 颗 | 双 FR4 结构（容量翻倍） |
| 1.6T FR4 / 2xFR4 | 4 / 2×4 通道 | 每模块 2-4 颗 | 1.6T 主力子型号配套 |
| DWDM 城域 / 长途 | 40 / 48 / 96 通道 | 节点级使用 | 100GHz / 50GHz 间隔 |
| PON 接入网 | 多通道 | 局端配置 | XGS-PON / 50G-PON 配套 |
3. 为什么 AWG 在 AI 时代被重估
过去 AWG 主要用在电信 DWDM 城域骨干，市场规模有限。AI 数据中心 + 800G/1.6T 光模块爆发改变了一切：
- 800G FR4 / 2xFR4 子型号渗透率提升：FR4 是 2km 中距主力方案，每个模块需要 2-4 颗 AWG
- 1.6T 单模块对 AWG 需求量与 800G 一致，但单价更高（高速 AWG 工艺要求更严）
- 市场扩张倍数：随 1.6T 26E 出货 25.5M 颗、27E 45.7M 颗——其中 FR4 / 2xFR4 子型号合计占比约 25-35%，每年 AWG 需求达数千万颗量级
机构调研："新易盛 AWG 需求增长 3 倍+，毛利率 / 单价同时提升"（仕佳光子供货新易盛口径）。
4. 主要厂商（A 股）
| 厂商 | AWG 卡位 | 关键披露 |
|---|---|---|
| 仕佳光子（688313） | 国内 AWG / PLC 龙头——AWG + WDM + PLC 分路器 + DFB + CW 多业务平台；AWG 已通过新易盛验证，需求增长 3 倍+；APO 阵列光器件供应康宁等海外客户供不应求 | 25E 净利润约 9 亿（含 AWG 增量 10-11 亿）/ 26E 16 亿（机构调研） |
| 光迅科技（002281） | 央企垂直一体化，自研 AWG + 模块配套 + 子系统业务 | 公司深档披露 AWG / WDM / Filter / OPM 等无源器件矩阵 |
| 天孚通信（300394） | 光器件平台，部分 AWG 配套硅光引擎集成 | 公司深档披露 |
| 博创科技（300548） | 部分 AWG 业务 | 公开披露 |
5. AWG vs 其他合分波方案
| 方案 | 工作原理 | 优势 | 劣势 | 主要用于 |
|---|---|---|---|---|
| AWG（PLC 工艺） | 阵列波导相位差 | 通道数多 / 体积小 / 量产成熟 | 插损 3-6 dB | 数通 4/8 通道 + 电信 40-96 通道主力 |
| 薄膜滤波器（TFF） | 多层薄膜干涉 | 插损低 / 通道隔离度高 | 通道数少 / 体积大 | 早期 CWDM 4 通道 / 部分军工场景 |
| MZ 干涉仪（MZI） | 双臂干涉 | 工艺简单 | 通道数极少 | 早期 2 通道方案 |
| 硅光集成 AWG | 硅光晶圆集成 | 可与硅光 PIC 同片集成 | 工艺成熟度待提升 | CPO / NPO 时代演进方向 |
6. 与相关产品的关系
- PLC 分路器：同 PLC 工艺平台，但功能不同——AWG 按波长分波，PLC 分路器按功率等分
- 800G-OSFP-4x200G / 1.6T-OSFP-2xFR4：AWG 是 FR4 子型号的合分波核心
- WSS 波长选择开关：AWG 在 ROADM 系统中常与 WSS 协同（AWG 做合分波 / WSS 做调度）
- FAU 光纤阵列：AWG 端面与光纤阵列协同封装
- 光引擎：硅光集成 AWG 是 CPO / NPO 时代的演进方向
7. 上游关键供应
- SiO₂ / Si 衬底：海外多源（康宁、肖特等）+ 国内
- PLC 光刻设备：海外为主
- 光纤封装：与 FAU 光纤阵列 协同
8. CPO / 硅光时代的演进
- 传统 PLC AWG（当下主流）：石英玻璃基板分立器件，独立封装挂在光模块内部
- 硅基 AWG（CPO/NPO 时代）：与硅光芯片同片集成，节省封装空间 + 提升集成度 → 价值量提升 / 客户从模块厂转向 ASIC 厂直购
- InP-AWG：与有源激光器单片集成（高端方案，工艺成熟度待验）
9. 跟踪指标
- 仕佳光子季度营收 + AWG 业务占比 —— 国内 AWG 龙头业绩跑分
- 新易盛 AWG 采购量 —— 仕佳光子 AWG 业务"3 倍+ 增长"持续性
- 800G/1.6T FR4 子型号在数通中的占比 —— FR4 占比越高，AWG 需求底盘越大
- DWDM 系统更新换代节奏 —— 运营商 + 数据中心 DCI 拉动
- 硅光集成 AWG 客户验证 —— 27 起 CPO/NPO 时代演进信号
10. 来源
- 公开技术资料：ITU-T G.694.1 / G.694.2（DWDM / CWDM 波长格点）
- 仕佳光子 / 光迅科技 / 天孚通信 25 年报与 26Q1 投关纪要（公司深档披露）
- 卖方调研纪要：AWG 需求增长 3 倍+ 等口径