光器件行业深度研究：从通信基石到智能之眼

2024-05-17 05:44:26 | 作者：BOB体育地址

　

　　光通信产业链由光芯片、光器件、光模块、光设备构成。光芯片根据材料的不同可分为InP、GaAs、Si/SiO2、SiP、LiNbO3、MEMS等芯片，根据功能不同可分为激光器芯片、探测器芯片、调制器芯片；光器件根据要不要电源划分为有源器件和无源器件，有源器件大多数都用在光电信号转换，包括激光器、调制器、探测器和集成器件等。无源器件用于满足光传输环节的其他功能，包括光连接器、光隔离器、光分路器、光滤波器、光开关等；光模块分为光收发模块、光放大器模块、动态可调模块、性能监控模块等。

　　从全球市场竞争力上看，光设备领域，中国企业已成长为产业引领者，如华为、中兴、烽火；光器件领域，中国厂商大多分布在在中低端产品，依靠封装优势在中低端市场已形成较 强影响 力，在高端有源器件、光模块方面提升空间大；光电芯片领域，高端光芯片与配套集 成电路芯片依旧是行业瓶颈，依赖海外国家，国产化率不超过 10%，中国光电子企业正处于追赶阶段。

　　光通信下游应用领域大致上可以分为电信市场、数通市场、新兴市场。电信市场是光通信最先发力的市场，最重要的包含 5G 通信、光纤接入等，通信网络建设推动光通信市场需求；数通市场是光通信增速最快的市场，最重要的包含云计算、大数据等，数据流量与数据交汇量的增长推动市场需求；新兴市场包括消费电子、 无人驾驶、工业自动化等市场，是未来发展的潜在能力最大的市场。以光模块为例，由于下游 5G 网络和数据中心的建设需求将持续增加，电信市场和 数通市场的光模块将继续增长，数通市场受益于数据中心建设，增速更快，电信市场受制于电信运营商本身的发展的策略，对光模块的需求相对来说比较稳定。预计至 2024 年全球光模块在数通市场、电信市场的应用占比分别是 61%、39%。

　　全球移动数据流量指数型增长，数据传输与数据交汇量激增。随着云计算、大数据、物联网、 人工智能等信息技术的快速发展及加速应用，传统产业及大众生活形式的数字化转变加 速。移动支付、移动出行、远程控制、高清视频直播、移动餐饮外卖、虚拟现实等的普及 ，驱动数据流量和数据交汇量迎来爆发式增长。据爱立信统计，2021 年第三季度全世界移动数据流量达 78EB，同比增长 42.0%，环 比增长 7.8%，与 2012 年第一季度相比，增长了 105 倍。全球移动数据流量呈指数型增长，根本原因是移动通信技术的演进与下游应用需求的兴起，智能手机出货量与移动用户数逐年增长， 移动应用创新产品快速迭代，带来移动数据流量快速增长。

　　5G 网络加速建设与数据中心扩容，推动光通信市场逐步发展。自 5G商用牌照发放后，三大运营商积极开展 5G 网络建设，据工信部统计，截至7月末，5G 基站总数达 196.8 万个， 成为全世界首个基于独立组网模式规模建设 5G 网络的国家。据 GSMA 预测，至 2025 年全球将有 13 亿 5G 用户， 5G 网络覆盖率达到 40%，5G 移动终端的连接数量将达 14 亿。受新基建、数字化转 型及数 字中国远大目标等国家政策促进及企业降本增效需求的驱动，中国数据中心业务收入 持续快速地增长，据信通院统计，2021 年中国数据中心行业市场收入达 1500 亿元左右，近3年年均复合增长率达 30.7%。数据中心的持续扩容激发了光通信市场的加快速度进行发展潜力。

　　电信运营商新一轮资本开支周期正开启，呈现增长态势。移动牌照发放驱动每一轮资本开支周期，回顾运营商历年资本开支情况，呈现明显周期性，建设节奏与下游应用发展程 度相关性高，同时由于技术迭代对网络质量发展要求提高，运营商整体资本开支呈现增长趋势。据三大 运营商 2021 年财报披露，2021 年三大运营商合计资本开支为 3393 亿元，同比增长 2%， 其中中国移动、中国联通、中国电信资本开支分别为 1836 亿元、690 亿元、867 亿 元。据三 大运营商 2022 年半年报披露，2022 年上半年三大运营商合计资本开支为 1621 亿元，同比 增长 27%，其中中国移动、中国联通、中国电信上半年资本开支分别为 920 亿元、284 亿元、 417 亿元。5G 时代，中国首次与全球站在同一个起跑线，步入领先梯队，运营商新一轮 资本开 支周期正开启，呈现增长态势。

　　全球云计算巨头资本开支正逐步回暖。随着海外疫情后的复工复产，云计算服务供应商的基 础设施建设逐步恢复。2022 年第一季度北美四大云计算巨头资本开支合计为 355.18 亿美 元， 同比增长 29.6%，资本开支明显地增长。其中，Amazon 2022 年第一季度资本开支为 149.51 亿美元，同比增长 23.7%，环比增长 10.9%，连续 12 个季度同比增长；Google 2022 年第 一季度资本开支为 97.86 亿美元，同比增长 64.7%，环比增长 53.3%；Microsoft 2022 年第 一季度资本开支为 53.4 亿美元，同比增长 4.9%，环比下降 9.0%；Meta 2022 年第一季度资 本开支为 54.41 亿美元，同比增长 26.4%，环比增长 1.3%。随着云计算需求和数据 流量的 持续增长，全球云基础设施和光网络建设进入新一轮周期。

　　国内云厂商资本开支整体同比增长，云基建投资仍为长期趋势。国内方面，2022 年第一季度 三大云厂商资本开支合计为 181.3 亿元，同比增长 19%，保持增长态势，增速回落。其 中， 阿里巴巴 2022 年第一季度资本开支为 92.0 亿元，同比增长 52.3%；腾讯 2022 年第一季 度资本开支为 70 亿元，同比下降 9.5%；百度 2022 年第一季度资本开支为 19.28 亿 元，同 比增长 34.1%。

　　从 BMC 芯片角度看，服务器行业进入新一轮景气周期。信骅是全球服务器 BMC 芯片主要 供应商，占全球市场占有率 70%以上，其经营数据可当作服务器行业景气度的先验指 标。从 信骅公布的月度营收数据看，从 2021 年 8 月至 2022 年 7 月营业收入已连续 12 个月 保持超 过 30%的同比增速，行业呈现高景气度。

　　电信市场：数据流量攀升推动光网络架构变革。电信网络系统最重要的包含宽带网建设、移动通 信网络、传输及接入系统等细致划分领域。随着 5G 产业链、骨干网建设的推进，光纤接入、基站天线、无线系统设备、网络优化等细分行业均呈现高景气态势。数据流量的不断攀升使得作为流量重要载体的光网络需要在整体网络架构上进行深刻变革，扩大网络容量，增加网络灵活性。中国的网络系统是由骨干网—城域网—接入网三层架构组成。其中，骨干网主要是将城市之间连接起来的网络系统，其作用范围在几十到几千公里之间，主流的光通信技术包括 DWDM、 ASON；城域网即所谓的宽带城域网，在城市范围内以 IP 和 ATM 电信技术为基础， 以光纤 作为传输媒介，集数据、语音、视频服务于一体的高带宽、多功能、多业务接入的多 媒体通 信网络，主流的光通信技术包括 SDH、MSTP；接入网指骨干网络到用户终端之间的 所有设 备，其长度一般为几百米到几公里，主流的光通信技术包括 EPON、GPON。

　　5G 在业务特性、接入网、核心网等多个角度显著变化，承载网络架构革新。5G 引入增强型移动宽带（eMBB）、超可靠低时延通信（uRLLC）、大规模机器类通信（mMTC）等典型业务场景。在无线接入网方面，重塑网元功能、互联接口及组网结构；在核心网方面， 趋向采用云化分布式部署架构，核心网信令网元将主要在省干和大区中心机房部署，数据面网元根据不同业务性能差异拟采用分层部署方案。

　　网络速度需求的一直增长催生了全新高速网络技术，网络全光化稳步推进。全光网络是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。全光网发展至今，分为两大阶段。第一阶段为 2008-2017 年，这一阶段的主要任务为“光进铜退”，其标志性的技术为 FTTx/FTTH；第二阶段从 2017 年至今，该阶段主要目标是在 2030 年形成一个架构稳定 ，全网覆盖，低碳节能、行业领先的全光底座。主要任务是夯实云网融合，这中间还包括全光传输，全光接种和全光交换，新一代光传送网将以更高的资源利用效率和更经济的方式，推动 “随需 带宽”网络发展。

　　数通市场：超大规模数据中心数量持续迅速增加，预计三年内突破 1000 个。由于应用场景、 数据结构复杂化，数据处理及信息交互更加频繁，数通市场对数据中心的规模及功能 集成提 出了更高的要求。传统的中小型、分散型数据中心难以满足数据中心厂商提升整体营运效率、 降低能耗、节省本金的需求，全球数据中心向集中化、集成化方向发展。据 Synergy Research Group 统计，截至 2021 年第三季度末，全球超大规模提供商 运营的 大型数据中心数量增加到 700 个，以关键 IT 负载来衡量，美国占这些数据中心容量的 49%， 中国排名第二，占总容量的 15%，预计运营数据中心安装基数将在三年内突破 1000 个，并 继续快速增长。

　　数据中心网络架构扁平化，新型分布式叶脊式网络架构兴起。数据中心的基本架构是将机柜 中的服务器与底层交换机相连，底层交换机与上层交换机相连。早期数据中心仿照接入-城域 -骨干结构的电信网络，采用接入-汇聚-核心的三层架构，通过配置较高的收敛比，利 用统计 复用（平均 1/10 的服务器同时工作，则可只配置 1/10 的总上行带宽，收敛比是 10: 1）节约 组网成本。由于网络并发概率不断的提高、云计算和大数据等需求导致服务器间东西向 数据流 增加，网络架构扁平化需求强烈，新型分布式数据中心叶脊式网络架构兴起。

　　超大规模数据中心与扁平化的网络架构，提升数据中心内部的数据流量。数据中心的超大规 模化及集成化增加了数据中心内部的数据流量，同时叶脊网络架构增加了数据中心内 部设备 需求，显著提升了连接端口数、内部设备的连接密度、接口速率及交换容量。据 Cisco 预测， 2021 年数据中心内部数据流量占比 72%，数据中心之间的数据流量占比 14%，数据 中心与 用户之间的数据流量占比 15%，数据中心内部数据流量成为数据中心的主要数据量。截止到 2021 年底，全球数据中心 IP 流量将从 2016 年的每年 6.8ZB 上升到 20.6ZB，全球范 围内的 数据中心流量将以 25%的年复合增长率迅猛增长，云数据中心流量的年复合增长率则 会高达 27%。从 2016 到 2021 年，增长幅度达 3.3 倍。

　　DCI 技术市场快速增长。数据中心互连（DCI）技术是指将两个或多个数据中心连接 在一起 共享资源。利用 DCI 技术，物理上独立的数据中心可共享资源以平衡工作负载。由于企 业、 机构等对数据共享、数据备份的需求不断提升，DCI 技术快速发展，叠加新冠疫情影 响与政 府政策支持，云服务蓬勃发展，全球和中国市场对数据中心互连的需求将继续上升。据 DellOro Group 统计预测，2021 年全球数据中心互连技术市场规模达到 26.2 亿美元，预计 至 2026 年将达到 30.3 亿美元。

　　光模块是光通信系统中完成光电转换的核心部件。全球光模块市场相对分散。光模块行业的国外主要企业包括 Finisar（被 II-VI 收购）、Molex 和 AOI 等；国内主要企业包括中际旭创、光迅科技、海信宽带、新易盛和华工正源等。据 Yole 统计 2020 年全球光模块市场格局，美国企业占据约45%的市场，中国企业占据约 40%的市场，日本企业占据约8%的市场，市场竞争激烈，整体市场集中度较低，CR5 为63%。近 10 年中国光模块厂商快速崛起。中国高度重视光通信发展，凭借着不断增强的工艺、技术实力和人才队伍建设，中国光模块的知名度和竞争实力逐渐突出，与美国、日本龙头企业的发展差距在不断缩小。据 LightCounting 统计，自 2010 年至 2021 年，全球前十家 光模块厂商中，中国企业从 1 家增长至 6 家，分别是旭创科技、华为、海信宽带、光迅科技 、华工正源、新易盛，其中旭创科技（中际旭创）全球排名第一。

　　光模块厂商核心竞争力：产品迭代速度、前瞻技术布局、下游客户资源。光模块厂商的商业模式是自产或外购相关芯片与光器件进行封装，生产成光模块产品进行销售。其下游客户的供应商管理一般是认证制，通过下游客户的测试认证后，方可具备参与招标的资格， 因此光模块厂商有较强的客户粘性，客户资源是光模块厂商获取订单的前提。下游应用快速发展推动流量激增，网络架构变革速度快，对上游光模块厂商的产品迭代能力提出较高要求 ，同时新技术的引入与成熟亦将带来产业格局变动，前瞻技术布局与积淀是光模块厂商长期竞争力。

　　数通领域：叶脊架构下光模块需求显著增加，云计算发展打开高速光模块市场空间。叶脊网络架构扩大了接入和汇聚层，大幅提升网络效率，尤其是高性能计算集群或高频流量通信设备的互联网络。随着叶脊网络架构的普及，数据中心的光模块需求将从 25/100G 向 50/200/400G 提升，同时叶脊架构下单机柜需要配置的光模块数量也将显著增加，与传统三层架构相比，新型叶脊架构所需光模块数量是其 5 倍多。同时，随着大型以及超大型云计算数据中心建设，高速率交换机出货量占比快速提升，将为高速光模块带来更广的市场空间。

　　从数量上看，5G 网络架构连接更紧密，所需光模块数量更多。为了应对 5G 网络海量设备连接、复杂的应用场景，5G 承载网架构由 4G 的前传—回传的两级网络架构演变为前传—中传—回传三级网络架构，5G 将原 4G 无线接入网功能模块重新拆分，网络架构的连接更紧密， 连接端口更复杂，所需的光模块数量更多，5G 所需的前传光模块是 4G 时期的 3-4 倍。从速率上看，5G 光模块速率明显提升，800G 光模块开始部署。由于 5G 网络相对 4G 网络具有超高速率、超大带宽、超大容量及低时延的特点，单个 5G 基站所需的 5G 光模块的数量及速率更高，5G 前传光模块从 4G 时期的 10G 及以下升级到 25G/50G；5G 回传光模块 由 4G 时期的 10-40G 演进为 100G/200G/400G，800G 光模块开始部署。

　　预计至 2026 年全球光模块市场规模达 209 亿美元。据 Yole 统计，2020 年全球光模块市场规模达 96 亿美元，其中电信市场 43 亿美元，占比 45%，数通市场 53 亿美元，占比 55%。随着 5G 商用时代的来临，在高数据速率模块应用、大型云服务和国家电信运营商推动的驱动下，光模块市场将进入新的增长周期，据 Yole 预测 2026 年光模块市场产生的收入有望达到 209 亿美元，2020-2026 年的整体复合年增长率预计为14%；其中电信市场收入 规模为 58 亿美元，2020-2026 年复合年增长率为5%，数通市场收入规模为 151 亿美元，2020-2026 年复合年增长率为19%。

　　光模块技术发展趋势：可热插拔、小型化、高速率、智能化、集成化。随着光通信系统集成度的不断提升，光模块技术不断发展，光模块技术升级路线按主流封装形式可划分为三代：第一代（1995-2000）：以 1X9、GBIC、SFF 形式为主流代表。第二代（2000-2028）：以 SFP、QSFP、QSFP-DD/OSFP 等形式为代表。随着数据通信网络向高速率、大容量发展，通信设备端口密度提升，推动光模块不断突破技术限制， 向小型化、高速率、智能化、集成化方向发展。此外，光模块也由 10G-40G 升级到 100G/200G/400G 高速光模块领域，并且演化出数据诊断等智能化功能。

　　第三代（2024 年之后）：以光电共封装（CPO）形式为代表，主要采用硅光集成技术。据联特科技招股说明书预计到 2024 年，800G 高速光模块会进入规模化生产阶段，光电共封装、 硅光集成技术会在速率、能耗、成本方面逐渐超越传统光模块。这一时期是光模块的创新发展时期，光模块的产品成本、性能、技术等会进一步完善，以适应新一代信息技术加速升级革新的发展需求，推动光模块向超高速率、超高集成度方向发展，凸显高端光模块竞争优势。

　　光摩尔定律推动技术创新发展，光模块每 4 年左右演进一代，比特成本下降一半，功耗下降一半。网络流量爆发式增长，网络流量每 9-12 个月翻一番，骨干光通信设备每 2-3 年升级一 次，光电领域的“光摩尔定律”，光模块每 4 年左右演进一代，比特成本下降一半，功耗下降一半。同时微电子芯片和光电子芯片的物理极限被不断迫近，微电子芯片内部集成度不断提高，晶体管尺寸不断微缩导致量子效应的影响加剧，晶体管的不可靠性显著增加，在微电子和光电子产业的共同发展和需求引导下，硅光技术应运而生。硅光可以实现芯片的高集成度、低成本、规模制造，是实现光电合封、光电集成的最佳选择。

　　硅光集成技术已取得了许多进展和突破，硅光产业链不断完善。1969 年美国贝尔实验室提出集成光学概念，受到技术和商用化限制，直至 21 世纪初，以 Intel 和 IBM 为首的企业与学术机构才开始重点发展硅芯片光学信号传输技术，随着资本的投入与研发的推进，硅光子技术在产品化方面有多项突破，技术标准相继形成，已逐渐从学术研究驱动转变为市场需求驱动的良性循环。硅光技术的高度集成特性在对尺寸更加敏感的消费领域存在更大需求，消费电子、智能驾驶、量子通信等领域有较大发展空间。

　　CPO（Co-packagedoptics，光电共封装技术）是一种新型的高密度光组件技术，可以取代传统的前面板可插入式光模块，将硅光电组件与电子晶片封装相结合，使引擎尽量靠近 ASIC 以减少高速电通道损耗和阻抗不连续性，将电子晶片输出的高速电讯号转化为光讯号，以提高互连密度，功耗减少，实现远距离传送。

　　CPO 是实现高速率、大带宽、低功耗网络的必经之路。大数据、云计算、AI 等应用需求的发展，驱动数据中心规模不断扩大，对带宽容量与高速数据传输速率的需求明显增加。与此同时，摩尔定律趋于平缓，芯片制造技术接近物理瓶颈，从系统的角度对性能优化从而实现速率提升成为必选之路。CPO 具有的功耗低、带宽大的特点，将硅电路和光学器件并排集成在同一封装上，可提升提高输入/输出（I/O）接口的能源效率，从而延长传输距离。当数 据中心 的数据传输在带宽密度要求大幅提升且单通道速率超过 100Gbps，传统可插拔光模块和板载光学器件在成本效益方面，将很难与 CPO 技术相媲美。

　　预计至 2027 年全球 CPO 市场收入达 54 亿美元。未来 CPO 将成为云提供商数据中心的主导使能技术，最初将应用于超大规模数据中心，据 CIR 预测，至 2023 年 CPO 在超大规模数据中心的收入规模占总收入的比例将达到 80%；随后低时延与高速率应用将推动 CPO 需求，人工智能、机器学习等领域有望成为主要驱动因素。据 CIR 预计，至 2027 年全球 CPO 市场收入达 54 亿美元，预计至 2025 年交换速率达 102.4Tbps，与传统可插拔光学器件相比，CPO 功耗将降低 30%，每比特成本降低 40%。

　　根据联特科技招股书披露，光器件是光模块的重要组成部分，在成本中占比 37%，主要包括 TOSA、ROSA 及构成 TOSA、ROSA 的组件， 如TO、 波分复用器、TO座、TO帽、隔离器、透镜、滤光片等配套件。

　　按是否需要外部电源驱动，光器件可分为有源光器件和无源光器件。据 Ovum 统计，光通信器件市场中，光有源器件占据大部分的市场份额，占比约为 83%，光无源器件市场份额占比约为 17%。有源光器件负责光信号发射、接收，光信号转换为电信号、电信号转换为光信号等工作，具体组件包括负责发射光信号的直调激光器、外调激光器，负责接收光信号的光探测器 、光接收器，负责调解光性能的光相位调制器、光强度调制器及相干光收发器等其他集成器件。不同组件从信号源头和传输过程对光信号加以调整，应用材料包括激光二极管、光电二极管、 半导体发光二极管等。无源光器件运转无需外加能源驱动，工作过程不涉及光电转换或电光转换，不产生或接收光信号，负责光信号调节、相干、隔离、过滤、连接等控制类工作，为光信号传输系统设置关键节点。具体组件包括拉曼光放大器、光隔离器、光滤波器（光合滤波器、光分滤波器）、光衰减器、波分复用器、光耦合器、光纤连接器、光纤延迟线、光分插复用器、光开关 、光背板等。

　　光器件市场呈现充分竞争格局，各类器件种类繁多，生产厂商多，行业的市场化程度高。各厂商 在各自擅长的领域发挥优势，形成其在某类产品上特有的竞争优势。从需求的角度看，TOSA （光发射次模块）器件销售规模较高，占比约 50%，其次为 ROSA（光接收次模块），占比 约 30%。我们预计未来仍以 TOSA、ROSA 产品为主要构成，结构件类产品附加值随技术升级而相应提升。

　　发达国家在 1975 年后逐步形成光器件产业，中国相比国外起步约晚 5 年。20 世纪 70 年代中旬，中国有源光器件及无源光器件研究活动萌芽，由于国家光纤通信发展初期科研和工程的需要，中国在光器件领域的研究和生产起步不算晚，但相关工业基础薄弱，科研投 入不够 及体制机制等方面原因，中国光器件在核心技术和高端产品方面与国际先进水平仍有差距。中低端产能向中国转移。中国厂商主要集中在中低端产品的研发、制造上，受益于中国工程 师红利，在中低端市场上中国厂商具有价格优势，形成规模化生产优势，占据主导地位。

　　半导体激光器市场保持稳定增长。半导体激光器以半导体材料作为激光介质，以电流注入二极管有源区为泵浦方式的二极管/激光器（以电子受激辐射产生光），具有电光转换效率高、 体积小、寿命长等特点，可以应用于医疗、工业、国防、科研以及激光雷达等领域， 此外还可以作为光纤激光器、现代固体激光器的泵浦源，泵浦增益介质晶体或光纤产生光， 以获得更好的光束质量，应用于更广泛的下游领域。据 Laser Focus World 统计，2020 年全球半导体激光器市场规模为 67.2 亿美元，随着全球智能化发展，其市场规模有望继续保持稳定增长。

　　中国光器件市场销售规模增速略高于全球市场，预计至 2023 年达 298 亿元。受益于全球云 厂商资本开支的提升与中国 5G 网络建设的稳步推进，中国光器件市场进入新一轮的 增长， 增速略高于全球市场，据头豹研究院预测，至 2023 年中国光器件市场销售规模达 298 亿元， 2018 年至 2023 年年复合增长率达 12.1%。

　　光器件厂商整体盈利能力比光模块厂商好。对比光器件厂商与光模块厂商的毛利率情况，光器件厂商毛利率约在 50%左右，光模块厂商毛利率约在30%左右，光器件厂商整体盈利能力比光模块厂商好。究其原因，首先，光器件产品定制化程度高，包括产品方案、型号规格、 技术图纸等多维度，制造工艺、生产难度较大，因此毛利率较高，据天孚通信招股说 明书披 露，2014 年其非标品占比达 64.7%，占比高；此外，光器件产品种类多，市场分散，单个产 品占下游成本的比重较低，客户对质量的关注度更高，价格敏感性相对较低，使得光器件厂商毛利率水平高。

　　光器件厂商核心竞争力：创新研发能力、规模制造能力、品质管控能力。光器件是高精密度元器件，光器件厂商的商业模式是采购相关原材料，对光器件的光路、机械、电路及热学设计研发，采用订单式生产或自主备货的模式生产，向下游光模块厂商、设备商等客户提供光器件产品。我们认为，创新研发能力、规模制造能力、品质管控能力是光器件厂商的三大核心竞争力。光通信技术迭代升级对器件商的创新研发能力提出要求，产品迭代速度是维持客 户粘性的重要因素；光器件产品种类多，市场分散，专用设备少，因此规模效应明显 ，规模制造能力可帮助器件商有效控制成本；光器件是光通信系统和设备的基础，是必不可少的一 部分，同时在下游产品成本占比较低，因此下游客户对品质的追求重于对价格的敏感 ，光器 件厂商的产品生命周期管理服务与品质管控能力成为重要衡量标准。

　　趋势一：攻破高端核心技术，提升核心产品国产化率。目前美国、日本等科技发达国家光器件厂商凭借既有核心技术，持续占据高端光器件市场头部。而中国的光电子器件企业拥有自 主知识产权的高端核心技术不多，对国外芯片和特种材料的依赖性较大，具有核心竞争能力的产品较少，企业整体实力仍然偏弱，产品结构不够合理，同质化严重，所提供的产品也多集中在中低端，产品附加值不高，国际市场竞争能力和盈利能力还有待提高。中国光器件厂商在发挥低成本优势的同时，逐渐加大对高端器件研发的投入，提升核 心产品 国产化率，同时依托产能突破，着手布局垂直一体化生产线，有望进一步替代全球光 器件行 业产业链各层级产能，驱动中国厂商在全世界市场份额的扩容和议价能力的提升。

　　趋势二：一站式解决方案，打造平台构筑成本优势。首先，目前设备厂商对于复杂结构设计的光器件专用设备较少，光器件的方案设计决定着生产制造设备的选型，需要厂商自主设计、 搭建并改进产品设计方案，打造制造平台能够较大程度提高研发效率，根据生产快速 对产能进行分配，降低产品生产成本，并响应客户需求变化，提高研发复用率，构筑成本优 势；此外，下游供应链认证程序繁杂，各大光通信厂商都有各自的供应链体系，有严格的供 应商资 质审查程序，需要对供应商的技术水平、生产条件、设备状况、质量保证体系、财务指标等多方面情况的进行调查，产品要经过试样、小批量供货等环节，对可靠性、稳定性进行 评估， 再经过多次审查反复整改后方能认定为供应商，光器件产品种类多而分散，对于下游客户而言，采购一站式解决方案，一方面提高自身采购效率，另一方面可综合满足定制化需求，一站式解决方案适合小批量零星采购，有助于提高下游厂商生产效率。

　　趋势三：横向拓展第二增长曲线，光通信厂商在光学领域有长期积淀，技术与产线有一定复用性。激光雷达上游主要是光器件和电子元件，核心组件主要有激光器、扫描器及光器件、光电探测器及接收芯片等。光通信产业链与激光雷达产业链有一定复用性。由于激光雷达的设计与制造需要大量光学器件、激光器等技术积累，与光通信产业链公司在光学领域的长期积累有共通之处，技术平台和产线具有一定复用性，因此光通信产业链公司布局激光雷达市场具有相当大的技术优势。

　　多家厂商进军激光雷达领域，通信技术加持开启新维度竞争。伴随着人工智能时代的到来，光通信厂商正在逐渐向激光雷达领域延伸。在底层工艺与技术上，光通信和激光雷达具有一定共通性。2020 年7 月2 日，世界知识产权组织国际局公布了华为的一项有关激光雷达的专利，发明名称为一种激光雷达测量模组和激光雷达，据Yole 统计，2021 年华为全球激光雷达市占率达3%，进展迅速。此外，多家光模块产业链企业切入激光雷达赛道，天孚通信目前已为国内外多个激光雷达厂商提供配套产品，并组织专人专项跟进，未来随着激光雷达市场应用需求的增加，有望逐步增加销售收入；中际旭创目前已对激光雷达核心技术进行了比较深入的研发和探索；光库科技自主开发了面向ToF 激光雷达应用基于铒镱共掺光纤放大器的1550nm 光源模块，目前处于小批量生产阶段。预计至 2025 年全球激光雷达在无人驾驶市场销售额达 46.6 亿美元。

　　光芯片是光模块的核心器件，成本占比随光模块速率的提升而上升。光芯片的性能与传输速率直接决定光通信系统的传输效率，是光模块的核心器件。据头豹研究院统计测算，芯片在低端、中端、高端模块的成本占比分别约为 30%、50%、70%，随着光模块速率的提升， 光芯片在光模块的成本占比提升。

　　光芯片按功能可分为激光器芯片和探测器芯片。其中激光器芯片主要用于发射信号，将电信号转化为光信号，探测器芯片主要用于接收信号，将光信号转化为电信号。激光器芯片按出光结构可进一步分为面发射芯片和边发射芯片，面发射芯片包括 VCSEL 芯片，边发射芯片包括 FP、DFB 和 EML 芯片；探测器芯片主要有 PIN 和 APD 两类。

　　中国光芯片国产化率低，高端芯片自给能力有限。据《中国光电子器件产业发展路线 年》披露，中国在光通信领域的核心芯片国产化率低，仅掌握了 10Gb/s 速率及 以下的 激光器、探测器、调制器芯片，及 PLC/AWG 芯片的制造工艺与配套 IC 的设计、封测能力， 整体水平与国际标杆企业有较大差距，尤其是高端芯片能力比美日发达国家落后 1-2 代以上。

　　欧美日起步较早，技术领先，在高速高端领域广泛布局。光芯片主要使用光电子技术，海外 在近代光电子技术起步较早、积累较多，海外光芯片公司普遍具有从光芯片、光收 发组 件、 光模块全产业链覆盖能力，拥有先发优势，通过积累核心技术及生产工艺，逐步实现 产业闭 环，建立起较高的行业壁垒，在光芯片高速高端领域广泛布局，在可调谐激光器、超 窄线宽 激光器、大功率激光器等领域有深厚积累。

　　头部厂商积极布局光芯片领域。随着存储、计算等需求的增长，摩尔定律逐步接近极限，光 电芯片得到全球各领域头部厂商关注，多家厂商投资或收购相关企业，如 2022 年英 特尔与 英伟达投资芯片光学公司 Ayar Labs，华为投资微源光子科技等，积极布局光芯片领 域，完 善自身生态体系，为未来技术变革创新奠定基础。

　　高速率光芯片市场迅速增加，预计至 2025 年达 43.4 亿美元。全球流量快速增长、各场景对 带宽的需求不断的提高，带动高速率模块器件市场的加快速度进行发展，在高速传输需求不断提 升的背 景下，25G 及以上高速率光芯片市场快速增长。据 Omdia 预测，从 2019 年至 2025 年，25G 以上速率光模块所使用的光芯片占比逐渐扩大，整体市场空间将从 13.6 亿美元增长至 43.4 亿美元，年复合增长率达 21.4%。

　　中国光芯片厂商的全球份额有望进一步提升。据 ICC 预测，2019-2024 年中国光芯片厂商销 售规模占全球光芯片市场的比例将不断提升，其中中高速率光芯片增速更快，预计至 2024 年 中国 25G 以上光芯片全球市场份额有望接近 20%。

　　光芯片的生产过程包括晶圆制造和芯片制造两个环节。晶圆制造包括晶圆外延结构生长、光 栅结构制作、波导光刻工艺、金属化制程、减薄退火工艺，芯片制造包括解理镀膜工 艺、封 测分选、可靠性验证。光芯片生产环节要求芯片设计与晶圆制造环节相互反馈与验证 ，以实 现产品的高性能指标、高可靠性。光电子器件遵循特色工艺，对工艺的稳定性和一致性要求苛刻。光芯片具有温度敏感的特性， 其工作温度每变化 1℃，激光器发射的波长会漂移 0.08nm 至 0.1nm，由于光的特殊 物理性 质，光芯片不要求先进制程，但对工艺的稳定性和一致性要求苛刻。IDM 生产模式助力工艺的稳定性与多样性，快速响应客户需求。IDM 是指包含芯片设计、芯 片制造、封装测试在内全部或主要业务环节的生产经营模式。因为光电子器件遵循特色工 艺， 对工艺、产品、服务、平台等多个维度有着更高要求，使得特色工艺的竞争能力更 加综 合。IDM 一方面可以更好的把控生产过程，有效控制生产良率、周期交付、产品迭代与风 险管控 等，另一方面有助于缩短产品研发周期，将研发技术与生产经验结合，更快提升和改 进新技 术，推出新产品。欧美头部光电子器件企业多采用 IDM 模式。

　　光芯片上游主要包括设备及材料供应商。光芯片主要原材料为衬底，辅料包括金耙、特殊气 体、三甲基铟、光刻胶、封装材料和其他材料等，其他原材料包括显影液、光刻掩模 板、异 丙醇、砷化氢等材料。据源杰科技招股说明书披露，衬底在原材料的占比约 30%-50% 之间， 占比最大。光芯片的主要生产设备包括光刻机、刻蚀机及外延设备等。

　　目前大规格、高品质衬底基本为境外厂商垄断。InP 衬底、GaAs 衬底市场集中度高，主要在 海外厂商，中国厂商在材料合成、晶体生长、材料热处理和材料特性等方面取得了进 步，但 整体产能规模较小，大尺寸产能不足，基本被海外厂商占据。

　　预计至 2027 年，硅光集成技术光模块占比有望达到 51%。据 LightCounting 统计，2016 年 铌酸锂、GaAs、InP、硅光技术在光模块里的占比分别约为 39%、12%、44%、5%。硅光集 成技术具有超高速率、超低功耗、超低规模化成本等特性，是光通信芯片厂商重点布局 领域， 预计至 2027 年硅光集成技术光模块占比有望达到 51%，年复合增长率达 35%。

　　全球领先的光模块供应商。公司成立于 1987 年，前身为中际智能装备有限公司，2012 年在 深交所上市。2017 年，中际装备以 28 亿元的交易对价收购苏州旭创，并更名为中际旭创， 进军光模块领域，实现双主业并行。2020 年收购成都储翰，形成“数通+电信”双振格局。公司是全球领先的光模块供应商，集高端光通信收发模块的研发、设计、封装、测试和销售于一体，为云数据中心客户提供 100G、200G、400G 和 800G 等高速光模块，为电信设备商客户提供 5G 前传、中传和回传光模块以及应用于骨干网和核心网传输光模块等高 端整体解决方案。据 LightCounting 统计，2021 年中际旭创在全球光模块厂商排名并列第一，市场份额持续提升。

　　全系列光通信应用光模块厂商。新易盛于 2008 年 4 月成立，总部位于四川省成都市，于 2016 年在创业板上市，是一家专注于光通信领域传输和接入技术的国家高新技术企业，致力于高性能光模块的研发、生产和销售，格外的重视新技术和新产品研发，掌握高速率光器件 芯片封 装和光器件封装技术，应用领域覆盖了数据中心、数据通信、5G 无线网络、电信传 输 、固网 接入、智能电网、安防监控等领域。产品方面，目前公司已成功研发出涵盖 5G 前传、中传、回传的 25G、50G、100G、200G 系列光模块产品并实现批量交付，同时是国内少数批量交付运用于数据中心市场的 100G、 200G、400G 高速光模块，已成功推出 800G 光模块产品系列组合、基于硅光解决方案的 400G 光模块产品及 400GZR/ZR+相干光模块。客户方面，公司与全球主流通信设施商及互联网厂商有着良好的合作关系。

　　中国首家上市的通信光电子器件公司。光迅科技源于 1976 年成立的邮电部固体器件研究所， 2001 年改制，2009 年在深交所上市，成为国内首家上市的光电子器件公司，2013 年 公司收 购高端芯片厂商丹麦 IPX 公司，切入核心芯片技术。公司从事光电芯片、器件、模块 及子系统产品研发、生产、销售及技术服务，主要产品有光电子器件、模块和子系统产品。按应用领域可分为传输类产品、接入类产品、数据通信类产品。公司设立有七大市场和销售平台，产品服务全球设备商、运营商、资讯商、行业网客 户。公司目前与下游大型高增长、优质企业建立了长期稳定的合作关系，服务的客户主要包括有 Google、Infinera、华为、中兴、烽火等国内外知名客户，出口北美、欧洲、印度、韩国 、巴 西、日本等国家和地区。据公司 2022 年半年报披露，Omdia 最新统计数据公司整体市场份额为 7.1%。

　　全球光器件核心部件领域的领先企业，光器件一站式解决方案提供商。天孚通信成立于 2005 年，2015 年在创业板上市，是领先的光器件整体解决方案提供商，主要产品包括光组件 、光器件等，在精密陶瓷、工程塑料、复合金属、光学玻璃等基础材料领域积累沉淀了多 项全球 领先的工艺技术，形成了波分复用耦合、PLC 芯片制造测试、FAU 光纤阵列设计制造、TOCAN/BOX/芯片封测、并行光学设计制造、微光学光路模拟设计装配、光学元件冷加工与镀膜、纳米级精密模具设计制造、金属材料微米级制造、陶瓷材料成型烧结等技术和创新平台。2018、2019、2020、2021 连续四年荣获亚太光通信委员会和网络电信信息研究院评选的“中 国光器件与辅助设备及原材料最具竞争力企业 10 强”奖项，连续多年被行业主流客户评为优秀供应商。

　　光纤器件领先厂商，全球三家主要的铌酸锂调制器供应商之一。光库科技成立于 2000 年， 于 2017 年在创业板上市，总部位于珠海，是专业从事光纤器件、铌酸锂调制器件及光子集成器件的设计、研发、生产、销售及服务的高新技术企业，产品应用在光纤激光、光纤通讯、 数据中心、无人驾驶、光纤传感、医疗设备、科研等领域，销往欧、美、日等 40 多个国家和地区。光库科技是全球仅有的几家海底长途光网络核心器件供货商，2020 年 公 司收购 Lumentum 旗下的铌酸锂调制器产线，成立光子集成事业部，专注于光学芯片和集成模块的研发及产业化，进入铌酸锂调制器芯片新领域，是目前在超高速调制器芯片和模块产业 化、规模化领先的三家公司之一。

　　高功率半导体激光器领导者。炬光科技于 2007 年在西安成立，2021 年在科创板上市，主要 从事激光行业上游的高功率半导体激光元器件（“产生光子”）、激光光学元器件（“调控光子 ”） 的研发、生产和销售，目前正在拓展激光行业中游的光子应用模块和系统的研发、生产和销售，形成了高功率半导体激光元器件“产生光子”、激光光学元器件“调控光子”、光 子应用模块和系统“提供解决方案”的战略布局。公司在固体激光器泵浦源、光纤激光器核心器件、 高端工业制造、医疗健康等领域的销售收入占比较高。目前正在拓展智能辅助驾驶、 半导体集成电路芯片制程、显示面板制造等新兴应用领域。

　　中国半导体激光芯片龙头。长光华芯 2012 年在苏州成立，于 2022 年在科创板上市，公司聚焦半导体激光行业，核心产品为半导体激光芯片，致力于高功率半导体激光器芯片、 高速光通信半导体激光芯片、高效率半导体激光雷达 3D 传感芯片及相关光电器件和应用系 统的研发生产和销售，产品广泛应用于工业激光器泵浦、激光先进制装备、生物医学及美容 、高速 光通信、机器视觉与传感等。长光华芯是半导体激光行业全球少数具备高功率激光芯片量产 能力的企业之一，打破了中国激光行业上游核心环节半导体激光芯片依赖国外进口的局面。

　　中国领先的光电子核心芯片供应商。仕佳光子 2010 年成立于河南省鹤壁市，于 2020 年在科创板上市，公司聚焦光通信行业，主营业务包括光芯片及器件、室内光缆、线 年实现收入占比分别为 45.4%、27.6%、27.1%。其中，光芯片及器件产品包括 PLC 分路器芯片系列产品、AWG 芯片系列产品、DFB 激光器芯片系列产品、光纤连接器和隔离器，主要应用于光纤接入网、数据中心、5G 承载光网、骨干网及城域网等场景；室内 光缆主要应用在通信设施互联、室内引入和布线、通信基站和数据中心等场景；线缆材料主要应用 于通信线缆、汽车线缆、电子电器线缆、电力线缆等产品的绝缘和护套材料。PLC 分路器芯片全球市占率第一。公司于 2012 年 9 月发布 PLC 分路器芯片，并于 2013 年 开始量产，据 ElectroniCast 报告公布的市场规模推算，公司 PLC 分路器芯片 2017 年、2018 年的市场占有率分别为 45.4%、53.9%，公司 PLC 分路器芯片实现全球市场占有率第一。

　　信息通信展是亚太地区极具影响力的信息通信技术专业展览会，集中展示芯片、材料、器件、模块、设备、方案等全产业链板块的新产品、新技术、新趋势及新应用，促进设备商、工程商、运营商、互联网等企业与上下游供应商进行商贸沟通，达成商业合作，获悉前沿应用、洞察新兴趋势。

　　【延期通知】关于“第24届中国国际光电博览会(CIOE 2022)”延期举办的通知