光通信行业研究

如需报告请登录【未来智库】。报告综述：核心观点:硅光是下一代技术跃升的关键，是光模块/芯片/器件公司公司突围的关键当前5G部署节奏持续推进，政策红利频频、运营商资本开支加码、运营商招标逐步启动，我们认为前传 光模块、PCB、射频天线等网建板块将持续受益。流量降幅收窄，流量增拐点将至，5G泛在连接、大容量等特点将带来5G流量的爆发式增长，我们认为未 来5G百倍流量市场市场空间将带动光模块需求加速向上。数通及电信市场共振光模块景气度将加速向上，成本更低、体积更下、传输速率更高将是未 来的发展趋势。但是随着传输需求的不断提升，传输速率、成本以及体积等方面需求不断提升，但是随着摩尔定律的逐 步受到限制，硅光将成为光模块下一带技术的关键，我们认为，未来掌握硅光技术的光模块厂商值得重 点关注。硅光子技术简介Intel实验室通过混合硅激光器技术的集成激光器，首次实现了基于硅光子的数据连接。硅光子技术是一种基于硅光子学 的低成本、高速的光通信技术。基于硅基衬底材料，利用CMOS工艺，结合微电子为代表的集成电路及光子技术，用激光束 代替电子信息传输数据。硅光子架构主要由硅基激光器、硅基光电集成芯片、主动光学组件和光纤封装完成，使用该技术的芯片中，电流从计算核 心流出，到转换模块通过光电效应转换为光信号发射到电路板上铺设的超细光纤，到另一块芯片后再转换为电信号。近年来，不断缩小的芯片尺寸存在物理极限，漏电流增加、散热问题大等问题难以解决，因此进入“后摩尔定律”时代。硅光技术是延续摩尔定律的发展方向之一，通过硅光集成，用光代替电进行信息传输，将大大降低集成电路的成本。选择硅基的优势摩尔定律的困境，使集成光电子将有望逐渐取代微电子。而选择硅基的原因在于其小、快、便宜的优势，与CMOS传统工艺 兼容性好、光学损耗低。硅光结合了微电子为代表的集成电路超大规模、超高精度的优势，以及光子技术超高速率、超低功耗的优点。流量暴增对数据传输提出挑战，促生数通硅光需求Intel指出，全球90%的数据是近两年产生的。参考中国产业网数据，预期全球流量将持续激增，CAGR达23%。因此，数据中心带宽增加将会对光模块性能产生更高需求，考虑到摩尔定律失效限制，硅光需求将引起广泛关注。5G性能提升要求刺激电信级硅光需求：未来5G时代，传统光模块方案可能面临瓶颈，对于硅光子技术的需求将大量增长。硅光弥补传统光模块需求瓶颈：现今对于光模块的性能要求大幅提升，如仍应用传统光模块将十分昂贵，且难以快速响应海量需求，硅光高密度集成度高 优点突出。硅光性能超越传统光模块，每3年提升8倍2015年，Intel首次验证硅光电子器件性能超越同类传统光电子器件。根据Intel的硅光子产业发展规划，产业已进入快速发展期，到2019年，硅光子技术在每秒峰值速度、能耗、成本方面分别提升8倍、降低85%、降低84%。数据中心将是硅光光模块的主要应用场景目前全球硅光子领域投入大量的研发，但是目前市场上仍只有少量的硅光子产品问世，未来互联网公司将作为主角， 为未来新一代数据中心开发具有成本效益的光子技术，目标是实现1美元/Gb。据Yole预测，到2025年硅光子市场规模将超13亿美元，其中将超过90%来自于数据中心应用。400G将是硅光子的主战场：硅光有望在400G中等距离取得突破。硅光具有低功耗、高集成特点，规模商业化有望显著降低成本。 Intel首先突破了硅基调制器，推出PSM4、CWDM4硅光模块，良率仍待提升，未来有望在400G中等距离 规模应用。……报告节选：（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：东吴证券）如需报告原文档请登录【未来智库】。

2019年需求放缓，光通信厂商增长态势停止据工信部，2014-2019年我国光纤接入(FTTH/O)用户占比持续上升，自2017年起维持在80%以上水平。2019年中国市场4G网络建设及光纤入户(FTTH)已达高峰，2020年4月底光纤接入(FTTH/O)用户4.27亿户，占固定互联网宽带接入用户总数的93.1%。5G大规模建设尚未开启，导致光缆需求增速放缓。另外，国内主要厂商扩产的产能陆续得到释放，光纤光缆出现产能过剩。光缆光纤市场面临短期价格同比下滑与供需失衡的状况，受此影响。光通信厂商连续多年业绩增长态势停止。从光通信行业主要厂商2019年财报来看，长飞、亨通等公司光通信主营业务收入均出现了不同程度的下滑，除营业收入之外，过低的集中采购价格也导致了毛利率的进一步下降。行业竞争激烈，兼并加快2019年光通信行业发展整体低迷，行业竞争激烈，兼并加快。2019年11月，由中国通信学会光通信委员会和亚太光通信委员会联合主办，亚太光通信委员会和网络电信信息研究院承办的2019年(第十三届)全球中国光通信发展与竞争力论坛在上海国际会议中心举行，论坛发布了2019年中国光通信行业企业竞争力情况，可知光通信行业参与企业较多，行业竞争激烈。2019-2020年国内外光通信行业并购事件频发，2020年4月27日，耗时一年，英伟达官方宣布正式完成对Mellanox 70亿美元的收购，这也是英伟达史上最大数额的收购。2019年相继出现思科26亿美元收购Acacia，II-VI32亿美元收购Finisar等并购事件，涉及金额较大。表明行业竞争较为激烈，兼并加快。2020年市场需求大，带动产业链加速布局虽然2019年光通信行业光缆需求增速放缓，光纤光缆出现产能过剩;但是随着2020年三大运营商纷纷将资本开支转向5G，中央政治局会议也要求加快5G，而5G的竞争是光通信基础设施的竞争，5G以及大数据中心的建设加速，将拉动光通信基础设施的需求。从CRU的预测数据来看，2020年全球和中国光缆需求量分别为5.06亿芯公里和2.50亿芯公里;到2021年，全球及中国光缆需求量将分别达到5.58亿芯公里和2.90亿芯公里。表明未来光通信行业市场需求大，将带动产业链加速布局。以上数据来源于前瞻产业研究院《中国通信设备制造企业市场竞争分析及企业核心竞争力提升战略分析报告》，同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。

（报告出品方/作者：长江证券，于海宁、赵麦琪、黄天佑）从 Luxtera、Inphi、Acacia 收购看硅光商业价值思科收购 Acacia 达成共识，收购价上调至 45 亿美元：2019 年 7 月，思科宣布拟斥资 26 亿美元收购业内领先的硅光公司 Acacia。2021 年 1 月 14 日，双方就收购协议达成 新的共识，收购价达到 45 亿美元，较此前的 26 亿美元上调超 70%，据披露 2020 年 Acacia 营收预计为 5.81 亿美元，净利润为 0.90 亿美元，对应收购的 PS 估值约 7.7 倍， PE 估值约 50 倍。Acacia 是全球领先的相干光通信厂商。早期 AC 和 CFP 封装产品主要聚焦电信城际/骨干传输（400-1000km）的场景，2019 年之后也发布了 ZR 模块拓展 DCI/边缘接入（80- 120km）等数通传输场景。Acacia 具备自研的相干 DSP 芯片及业内领先的硅光集成及封装工艺，2011 年以来累计发布 DSP 芯片 8 款，累计出货相干光模块超 50 万只，其中 CFP/CFP2 DCO 产品市场份额第一。在中兴禁运令之前 Acacia 是中兴骨干网相干模块的主力供应商，2017 财年公司 30%的收入来自中兴。2018 年 Acacia 发布 AC1200 模块，为业内首个实现 1.2T 的传输速率的模块产品。从收购价值看 Inphi>Acacia>Luxtera，或反映天花板差距：此前被 Marvell 斥资 100 亿美元收购的 Inphi，2020 年营收体量约 7 亿美元，折算收购价的 PS 倍数超过 14 倍， 且 Inphi 还处于亏损状态，Acacia 的这笔收购似乎并不贵。我们认为 Acacia 被收购的估值偏低或因为其相干技术更聚焦电信市场，而 Inphi 则深耕于市场空间更大的数通市场，以传统方案模块为重心，硅光方向选择了更具成长性的数通 DCI 市场。Acacia 并非思科首次收购硅光子公司，2019 年 2 月思科作价6.6 亿美元收购另一家数通硅光收发器厂商 Luxtera。我们认为 Luxtera 相较前两家较低的收购价或主要由于其业务仅覆盖硅光数通短距场景，市场空间存在天花板，且缺乏核心的 DSP 技术。为深刻剖析硅光的商业价值及其对光模块产业的影响，本篇报告将从三个维度为市场解惑硅光技术：1）硅光如何影响数通升级路径？2）相干技术商业价值几何？3）大硅光时代传统模块厂何以破局？硅光如何影响数通升级路径？何为硅光？硅光何用？硅光集成芯片为“硅基+III-V 族”结合。根据基板（衬底）材料不同，可将有源光芯片分为 III-V 族，即 InP（用于 DFB、EML）/GaAs基（用于 VSCEL）、硅基（Ge/Si 探测器）和 SiP（III-V 族和硅基的集成芯片）等系列。硅光集成工艺，即不用 III-V 族材料改用硅基衬底材料为光学介质，基于 CMOS 工艺兼 容的集成电路工艺制造相应的光子器件和光电器件。有两类加工方式（自有 Fab、开放 Fab 的 MPW）；依据不同的光源封装方式，封装的方法可分为外部光源、贴装光源等。数通短距硅光模块取得局部商业成功目前硅光的应用领域包括：1）数通短距模块；2）相干传输模块；3）光电合封（CPO）数通短距领域，硅光技术的应用开启降本提效的新路径：随着客户对可插拔模块的传输速率、成本、体积、功耗核心痛点的要求持续提升，新的封装形式开始兴起。2014-2016 年 Luxtera 和 Intel 先后发布采用硅光工艺的 100G PSM4 和 CWDM4 模块，相较传统分立器件封装，硅光集成封装凭借更低的 BOM 成本，取得一定程度的商业应用。尽管硅光模块未得到所有下游厂商的认可，但硅光技术的应用开启光互联降本提效的新路径。未来 CPO 或为硅光的最大应用场景光互联核心痛点可概括为传输速率、体积、成本、功耗四个方面。可插拔光模块大约 20 年前由当时的 HP 公司最先引入，由于使用方便广受欢迎，伴随技术规格持续演进，可插拔模块已成为目前最成熟光互联封装方案。据 Lightcounting 测算，过去 10 年里全球销售的可插拔光模块已达到 10 亿只。随着可插拔模块的升级逐步接近技术极限，CPO 被认为是下一代封装技术。CPO 借助硅光集成的工艺将光电芯片和交换机芯片封装在同一个基板上面，不再需要射频走线和 Redriver/Retimer，显著降低单光路通道的功耗，I/O 端口及成本问题，为目前业内认为有望实现最高集成度、最小功耗和最低成本的下一代封装方案，但目前还没有一个统一的技术标准。而 OBO 介于可插拔和 CPO 之间是一种相对小众的技术方案。CPO 方案具备诸多革新意义，有望成为硅光最大的应用场景。速率突破：以 25.6Tbps 交换容量的 CPO 方案为例，在 PCB 板上空间中集成交换机 ASIC 芯片和 16 片硅光子集成芯片。每片硅光子集成芯片包含 16 个 1310nm 光通道，每个通道支持 106 Gbps PAM4 速率，实现单芯片1.6Tpbs，相较可插拔方案 4/8 并行通道，集成度有显著提升。超低功耗：通过省去光模块与 PCB 板上交换芯片之间的铜线，CPO 方案能显著降低整个光互联方案的功耗。SiP 集成芯片的功耗比大约是 0.5pJ/bit，显著低于 III-V 族材料光芯片 15-20pJ/bit 的功耗比，能解决光通路随着传输速率提升功耗过高的瓶颈。简化架构：CPO 方案舍弃了可插拔模块的形态，直接以芯片—芯片的方案实现光电转化和互联，进而节省了射频走线和 Redriver/Retimer 等器件成本。渗透推演：400G 小规模、800G 或提升、1.6T 迎爆发怎么看数通短距 400G 硅光模块渗透率？业内对硅光数通模块的期待主要来自成本和功耗两个方面。1）成本：实现并行多路的共享光源架构，节省器件成本；硅材料比III-V族化合物半导体材料便宜；有望发挥CMOS工艺规模优势。2）功耗：硅材料阻抗低，驱动电压低，其功耗也较低。3）集成度，相 较于传统分立器件封装，相同光通道数，体积更小。以 400G DR4 硅光模块为例，硅光 封装可共享一个光源，且不需要 EA 调制，相较传统方案 4 片 EML 芯片的架构能有效降低光模块的 BOM 成本；更高的器件集成度也意味着封装良率能实现更快的爬坡。100G 数通硅光方案整体渗透率约为 20%-25%：100G 时代，硅光模块的主要玩家 Intel 于 2017 年开始批量出货 100G 硅光模块，据 Intel 披露，其 100G 硅光模块累计出货量在 400 万只，而 Luxtera 100G 硅光模块累计出货量或在 200 万只。我们测算 2017- 2020 年，100G 数通光模块的累计出货量或在 2700 万的水平，测算 100G 硅光模块渗透率大约在 22%。其中核心应用场景 CWDM4 和 PSM4 的渗透率或在 30%以上。核心瓶颈未突破，400G 硅光方案难言大放异彩：目前来看，100G 时代制约硅光方案得到大规模应用的几个技术瓶颈在 400G 时代依旧未得到有效解决。由硅光插损较大，目前仅在短距传输中能保持足够的可靠性。我们预计 400G/800G 时代，SiP 方案或主要应用于 500m 的场景，主要和 EML 方案竞争，而作为过渡的 200G 方案，硅光方案性价比不明显，或不会出现硅光的应用。目前硅光技术无法实现有源功能器件的集成（光源、光放大器），因而较分立器件封装集成度提升有限，大规模商用仍存在阻碍。硅光无法直接复用成熟的 CMOS 工艺：尽管硅光子和微电子都是基于硅材料的半导体工艺。但目前硅光还无法复用当前的 CMOS 工艺及 Fab 产线，不作修改的微电子工艺平台无法制备出高性能的硅光子器件，需要定制硅光工艺。硅光子工艺当前的发展水平相当于 20 世纪 80 年代初微电子的水平，自动化、系统化和规模化都还存在差距。400G 硅光方案价格优势或有限：我们在数通市场，无论是 400G 或是 800G 短距传输，硅光方案主要看点在于性价比。我们预计硅光 400G 方案出货批量出货时，400G DR4 的两大核心供应商产品良率爬坡至少已进行 1 年-2 年的时间，工艺成熟度要明显高于硅光方案。从目前 400G DR4 传统方案的降价趋势来看，或于 2021-2022 年实现云商客户的 1 美元/G 价格目标，硅光方案的价格优势可能已不明显。未来 2-3 年 400G 硅光渗透率或难超 100G 同期，其中核心原因在于升级路径分化的背景下，主要应用场景 400G DR4 的量或小于 100G 同期的 CWDM4+PSM4。我们预计 2021H1 亚马逊或开始引入 400G DR4 的硅光方案，其渗透率水平或高于 100G 同期的CWDM4 和 PSM4（考虑到供应商或增多），但对于其他云商客户，2*200G 方案或 200G 方案聚焦 2km 的场景，硅光方案或无法切入，因而整体渗透率或难以超过 100G 同期。800G 可插拔或仍是主力，1.6T 开始向相干&CPO 演进交换芯片技术演进为数据中心升级主要推手。商用交换机芯片领域，博通一直以来占据主导地位，市场份额 70%+。从 2010 年开始，博通的商用交换芯片容量大约 2 年一番 （2019 年 12 月推出 25.6T 交换容量芯片），而更大容量的交换机驱动更高传输速率的 光模块方案的迭代，其中部分依赖通道数翻倍，部分依赖通道速率增长。博通展示 CPO 兼容的交换机 ASIC，51T 时代或于 2023 年到来：2021 年 1 月 12 日，博通展示其第一款可搭载 CPO 的交换机 ASIC 芯片 Humboldt，交换容量为 25.6T，预计将于 2022 年末推出，而下一代 51.2T 交换机 ASIC 芯片 Bailly 或于 2023 年推出。博通同时展出其 800G DR8 硅光模块，用于 25.6T 和 51.2T 交换机。102T 时代模块侧光电通路速率或接近技术极限。目前业界认为交换机侧 112G Serdes 的端口速率，对应模块侧 100G 的光电通道速率，具备技术可行性，即 51.2T 交换机容量下模块依旧可用。当交换机升级到 102.4T 的容量之后，交换机电口速率将达到 224G+ Serdes。模块侧电通路速率 200G 或达到工程极限，200G 光通路也面临色散距离受限 的瓶颈（200G PAM4 光路只能传 1.5km，无法满足数通 2km 的传输要求）。目前业内 较认可 51.2T 时代 CPO 方案或更多的是技术探索，102T 时代 CPO 方案将迎来放量。800G 传统可插拔或依旧是主力，1.6T 开始向 CPO 和相干方案演进：目前 800G 主流可插拔方案 PSM8 和 2*FR4 光路和电路速率都为 100G，8 通道封装（OSFP），具备技术可行性，可插拔方案或依旧是主力。我们预计 800G 传输速率下硅光封装渗透率会有提升（硅光的性价比进一步提升），而 CPO 方案或更多的是技术探索。但是从 1.6T 开始，传统可插拔速率升级或达到极限，后续光互联升级或转向 CPO 和相干方案。目前 CPO 方案成熟度有限，真正上量或需等到 2026+：目前 CPO 方案存在诸多核心瓶颈，例如：1）插损太大导致传输距离无法满足需求；2）硅光子芯片过于集中带来的功耗管理问题；3）良率太低等。综合来看，CPO 方案距离规模商用还有一定距离。据 Lightcounting 预测，CPO 方案或于 2024-2025 年开始商用，或于 2026-2027 年开始规模上量，主要应用于超大型云服务商的数通短距场景。目前 CPO 有两大分支：1）基于 VCSEL 技术，多模光纤，应用场景 30 米以内，针对超算及AI机群的短距离光互联（IBM 为代表）；2）基于硅光技术，单模光纤，应用场景 2 公里以下，大型数据中心机架及机群之间光互联的应用（微软和 Facebook 为代表）。数通升级节奏呈现分化，可插拔来日方长数通 400G 升级路径呈现“高中低”分化，200G 方案或崛起：从应用来看，高性能运算、AI、机器学习等超大带宽应用还在爆发前夜。由于不同的互联网客户对 IT 负载的需求和带宽升级的迫切性不同，从数通 100G 升级到 400G 分化为（高配、中配、低配） 3 条路径：1）高配：服务器端口速率升到 50G、TOR 和脊叶交换机升级到 400G；2）中配：采先将脊叶交换机升级到 400G，用 Breakout 方案连接 100G TOR，服务器和 TOR 保持不变；3）低配：先升级到 200G 作为过渡，再升级到 400G 或 800G。整体升级节奏较 100G 时期有较明显的放缓，200G 方案或崛起替代部分 400G 需求。升级节奏分化使得拉长模块产品生命周期，模块厂商应对变革窗口期更长：我们认为，过往数通升级节奏较快，而进入 400G+时代后升级节奏或有分化，或带来更多存量模块的替换需求（数通光模块的产品寿命约为 3-5 年），并拉长可插拔模块的整体产品生命周期，给传统模块厂商更多时间和资本去应对 CPO 等大的行业技术大变革。相干技术商业价值几何？何为相干？相干何用？相干调制本质上是通过更高级的调制技术来提升光通道的传输速率：有三个维度可以用来增加传输的信息量：1）更高符号速率；2）更多并行通道数；3）高阶复杂调制。PAM4 就是一种高阶幅度调制，在相同的符号速率下可以传输 NRZ 信号两倍的 bit 数，而相干光通信则利用光波的更多维度，偏振，幅度，相位和频率来承载更多的调制信息，从而扩充了传输容量，例如 16QAM 调制可以使 1 个 Baud 光信号可以传输 4 个 bit 数，而 Acacia 最新的 DP-64QAM 调制可传输 12 个 bit，最高可实现 1.2T 的速率。长距传输中相干技术能解决色散难题，节省器件开支：长距传输中由于不同波长到达相同距离光纤的时间不同，不同相位状态光传播的速度不同会导致色度色散和偏振模色散。长距相干探测可以进行数字信号处理色散问题，作为色散补偿光纤/光栅的低成本替代方案。硅光集成技术推动相干模块快速产业化：相干检测需要更复杂的多通道调制解调平衡探测组合，对模块的集成度要求高，因而硅光集成技术成为相干检测大规模商用的重要技术基础。2010-2020 年是相干模块快速产业化的十年（从 5*7 吋→CFP→QSFP-DD），得益于硅光的高集成度优势和 DSP 工艺的优化，相干光模块的尺寸和功耗持续改善，商用性显著提升。相干 100G/200G 技术已成熟，400G+逐步上量：在长距核心和骨干网，高速相干检测波分技术已成为主流，其中 100G/200G 相干技术已经成熟并大规模商用，400G 相干模块逐步上量。据 Omdia 数据，未来几年，由相干模块所承载的带宽年均增速在 30% 以上。据 Lightcounting 预测，2020 年 100G+相干收发模块产值有 8 亿美金（不包括系统厂商自研自产部分），在 2024 年或达到 15 亿美金，预计 2020-2024 年 CAGR 达到 16.6%，大部分成长会来自数通 DCI 市场。OpenZR+标准成熟或推动相干模块应用场景增加：过往相干主要标准为OpenROADM， OIF 400ZR。在技术上，两者最大的区别在于 DSP 芯片中的 FEC 算法。应用场景上， OpenROADM 主要应用于电信级超长距（>120km），而 ZR 一般用于 DCI 等 120km 以内的场景。更进一步，Acacia 还主导了一个 Open ZR+的产业联盟，结合了 OpenROADM 和 400ZR 两个业内规范，实现二合一的版本。云商自建 DCI 网络，相干市场 TAM 或翻倍带宽需求剧增&传输成本降低，驱动云商自建 DCI 网络：由于云和大型互联网厂商业务体量快速增长，且网络结构趋于分布交互式，数据中心之间流量也呈现高速增长，对 DCI 传输提出更高的要求。过去在 Gbit/s 级带宽时代，由于数据传输量不大，光纤资源难以 获取，网络传输设备复杂非通信专业人员难以运维，云商主要通过租赁专线来实现 DCI。带宽进入 10Gbit/s 时代后，数字经济驱动推动了光纤的大量铺设，以及传输设备和模块成本的持续降低，使得自建 DCI 经济性显著提升。据华为测算，以欧洲某国城市专线价格为例，对比租赁费用，自建的 DCI 带宽越高，越快达到投资平衡点。此外，相比租赁专线，自建 DCI 带来更好业务体验。据 OVUM 预 测，DCI 市场投资近 5 年 CAGR 或达 12%，自建 DCI 已成为全球数字经济转型投资中 的重要方向。ZR 模块直连或节省云商开支，商业价值巨大：云商迈入自建 DCI 时代后，早期的传输架构类似于电信网络，先用灰光模块将核心交换/路由连接至 OTN 系统或者 DCI 盒子， 再通过电信骨干网络进行传输。随着硅光集成技术逐步成熟，以及相干模块成本持续降低，以 Inphi 为代表的 PAM 和相干 ZR 方案逐步加大应用。数通 DCI 的 ZR 模块方案能够帮助云商节省设备（OTN 系统或 DCI 合资）和模块（核心交换/路由连到 OTN 系统的灰光模块）的投资，且管理和运维成本也更低，商业价值巨大。数通 DCI 模块市场空间或达 10 亿美金：2019 年 Inphi 的 100G COLORZ 模块出货量大约在 3 万只，按端口计大约占 DCI 市场份额的 34%，由此推算 2019 年 100G DCI 模块出货量大约在 10 万只。据新飞通预测，数通 400ZR/400ZR+的 DCI 模块市场规模到 2024 年或达到 10 亿美金，2021-2024 年 CAGR 达 70%。海外厂商已有布局，国内头部厂商有望跟进：格局上，Inphi 目前是数通 DCI 模块的领先厂商，2016 年发布业内第一款数通 DCI 模块，主要客户是微软，其他 Acacia 和新飞通也有相关产品布局。国内厂商中，旭创和光迅对数通 DCI 市场已有所布局。2019 年 OFC 上旭创科技率先展示了其用于 DCI 市场的相干光模块，后续将推出 400G 的相干光模块产品。光迅科技在 DCI 模块及设备亦有布局，有望在国内市场逐步上量。电信相干应用场景下沉，打开新增长空间从骨干、城域核心汇聚到边缘接入，设备数量和光模块数量上，都是呈三角形结构。骨干网对带宽要求最大，优先考虑技术，对成本不敏感，最早架设，整个推动产业链发展。而边缘接入网设备及光模块需求数量远远大于骨干网，同时成本也更加敏感。目前电信相干模块主要应用于骨干网和城域网的线路侧，属于 DWDM 长距彩光模块。由于城域和骨干网线路侧传输距离通常超过 80km（直接调制传输最大距离），因此线路侧模块基本都采用相干调制，综合来看用于骨干网的相干模块要多于城域网。Acacia 和新飞通为全球 2 家核心电信相干模块供应商，以两家的合计营收大致估算电信相干市场规模或在 5-10 亿美元规模。电信市场相干或下沉至城域边缘层网络，有望迎来放量。目前城区固网业务以光纤直驱承载为主，郊县固网以县乡波分承载为主，目前以 10G 为主，未来将逐步引入 100G 模块，以适应业务升速及 5G 回传的综合承载。对于成本敏感、需求量大的城域边缘场景，硅光技术具备比较优势（集成度高，分立器件减少，非气密封装等），或带动 ZR 产品的规模应用，成为 100G LR/ER+大量透镜+色散补偿模块方案的高性价比替代方案。大硅光时代传统模块厂何以破局？产业链价值分成或重塑，巨头玩家剑指 CPO 而非模块硅光兴起或带动产业链价值转移：从产业链目前推出的硅光产品来看，由于大部分光电器件集成在芯片端已经完成，下游模块封装的附加值或转移至上游（硅光芯片设计和封装，以及光电合封环节），产业链分工格局重塑，因此随着硅光渗透率的提高，光模块封装环节的价值分成或面临下降，或对模块封装厂商带来较大的挑战。硅光模块产业链怎么拆分？：从封装的角度，硅光模块涉及的部件主要是光引擎/硅光集成芯片、DSP 芯片、驱动器、TIA。而硅光集成芯片可以分成 fabless 设计，foundry 的 MPW 服务及代工和后端的封测。目前全球硅光领域产业化较领先的玩家包括思科、Intel 和 Inphi。近几年来包括思科、华为、Ciena、Juniper 等巨头纷纷通过收购布局硅光技术，大部分巨头并没有光通信的业务，收购硅光子公司更多是出于技术布局的目的，例如 Intel 提出的“集成光路”的愿景，立志将硅光技术应用于千亿级的 IC 市场。光通信方面，巨头玩家真正目标或是 CPO 方案而非硅光模块。我们认为长期维度来看， CPO 方案对于 Intel、思科和博通等巨头玩家的潜在市场空间和商业价值要远高于硅光的可插拔模块。业内 Intel 和思科都通过并购上下游交换机芯片厂商、硅光芯片厂商形 成 CPO 方案的一体化布局，因此巨头厂商的模块产品对市场冲击或较为有限。模块厂商通过自研+合作积极布局上游芯片设计：国内目前有参与硅光芯片自研的厂商主要包括亨通光电（携手 Rockley）、中际旭创及光迅科技，目前看产品和技术积累有所成效。其他光模块及器件厂商包括新易盛和剑桥科技也有布局和硅光模块封装。此外天孚通信有望凭借其在精密光学制造的积累，切入硅光引擎封装环节。相干领域，光迅和烽火背靠国家信息光电子创新中心的硅光工艺平台，旭创则联合国际一流硅光子厂商实现技术突破。国内工艺平台逐步成熟，助力模块厂自研硅光芯片硅光子作为尖端技术，国产替代势在必行：2015-2016 年伴随中美争端加剧，Intel 和 Acacia 等厂商先后被禁止向国内厂商供应硅光芯片/模块。2018 年国内首个硅光子平台 成立，2018-2020 年，在 NOEIC 联合产业力量先后推出 100G 硅光子芯片和 4*200G 硅光发射机，实现技术突破。主流硅光流片平台主要集中在海外，国内的硅光工艺平台逐步成熟：目前顶尖的硅光工艺平台包括国家信息光电子创新中心硅光中试工艺平台，已形成商用条件并服务于多款国产化硅光芯片。北京的中科院微电子所和合肥的 38 所都可以对外进行硅光的 MPW 服务。作为硅光芯片流片的必要环节，硅光工艺平台的成熟有望加速硅光技术的国产替代进程。国内 Fabless 厂逐步兴起，产业链加速成熟成立于 2007 年的希烽光电已成为国际一流的硅光 Fabless 设计厂商。公司在南京、北京和上海设有硅光技术研发中心和生产基地。公司背靠国际一流 foundry 厂台积电，在 Ge/Si 探测器、MZ 调制器和相干集成芯片领域拥有大量的专利。其中 Ge/Si 探测器技术业内领先，2019 年出货超 300 万用于全球的 5G 部署，公司整体收入同比增速超400%。近期，公司宣布其基于 CMOS 制程的单片 100G/400G 硅光集成芯片，获得国际大客户的订单，开始批量出货。详见报告原文。（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）精选报告来源：【未来智库官网】。

光通信设备是利用光波传输技术，提供大带宽、高可靠、低时延的数据流量传输能力的通信设备。行业方面，光通信设备板块营业收入持续增长；企业方面，华为、烽火通信以及中兴为光通信设备领军企业；近年来，运营商针对光通信设备的规模性的集采大单给光通信设备行业注入新动能，光通信设备行业的发展潜力正在逐渐释放。光通信设备是利用光波传输技术，提供大带宽、高可靠、低时延的数据流量传输能力的通信设备。光通讯设备主要有光端(包括发射、接收设备，或者收发一体设备)，光放大器，编解码器，光复用器，光解复用器，网管等。器件类的有光交接箱、ODF、跳纤、光端机、光检测器、光源、光功率计、光衰减仪、光耦合器、光熔接机、光连接设备等等。根据应用领域不同，可分为传输设备和数通设备，传输设备主要分为传送网设备和接入网设备，数通设备主要是路由器和交换机。根据传输介质不同，分为大气激光通信装置、光纤激光通信装置、空间激光通信装置和波导型激光通信装置。光通信设备板块营业收入持续增长根据wind数据，2017-2020年中国光通信设备板块三季度营业收入持续增长，2020年前三季度光通信设备板块营业收入达756.68亿元，同比上升7.11%；营业收入的增长主要得益于国内5G和数据中心建设的持续以及海外数通用户需求的增长。2017-2020年中国光通信设备板块三季度毛利润及毛利率波动发展，2020年前三季度光通信设备板块毛利润为135.41亿元，毛利率为17.92%，同比提高0.7个百分点。光通信设备板块毛利润与毛利率的提高主要得益于5G电信市场和数通市场对高端光器件产品需求的提升。预计2021年光通信板块毛利润将得到进一步提高，市场前景广阔，成长性高。华为、烽火通信以及中兴为光通信设备领军企业根据亚太光通信委员会和网络电信信息研究院，《2020年中国光传输与网络接入设备最具竞争力企业10强》分别为华为、烽火通信、中兴、特发信息、瑞斯康达、格林威尔、华环、南京普天、讯风、初灵信息。《2020年全球光传输与网络接入设备最具竞争力企业10强》：华为、讯远通信、诺基亚、烽火通信、爱立信、中兴、日电、英飞朗、ADVA、住友电工。既为2020年中国光传输与网络接入设备最具竞争力企业10强又为全球光传输与网络接入设备最具竞争力企业10强的企业仅有三家，为中国光传输与网络接入设备最具竞争力前三位企业，分别为华为、烽火通信以及中兴。随着全球运营商5G网络建设的陆续开展，依靠5G技术领先优势，华为、中兴通讯和烽火通信有望进一步扩大全球传输设备的市场份额。运营商规模性集采大单给光通信设备行业注入新动能近年来，运营商针对光通信设备的规模性的集采大单给光通信设备行业注入新动能，光通信设备行业的发展潜力正在逐渐释放，一步步确立新发展格局。2021年3月，华为独家中标中国移动长三角区域省际骨干传送网OTN设备集采项目，该项目采购WDM/OTN设备板卡及端口1160个。2021年3月，中国移动已经启动2021年长三角区域互联网络能力提升工程CMNet骨干网集成服务的采购，采购内容包括26项系统集成服务和750套通用IT设备集成服务。项目最高预算为818万元(不含税)，不划分标段，中标人数量为1个，中标人份额为100%。2020年10月，中国移动启动2020年省际骨干传送网扩容工程设备单一采集，华为、中兴通讯和烽火通信三家企业中标。本次省际骨干传送网扩容工程采购的设备主要为：省际骨干传送网OTN设备。该扩容项目三家的OTN设备总需求量为32套。更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《中国光通信器件行业市场需求与投资战略规划分析报告》，同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资、IPO募投可研等解决方案。更多深度行业分析尽在【前瞻经济学人APP】，还可以与500+经济学家/资深行业研究员交流互动。（文章来源：前瞻产业研究院）

如需报告请登录【未来智库】。本篇报告从光通信技术驱动的应用变革入手，围绕光通信行业的光线缆、光器件、光设备三方面来分析光通信细分领域的市场格局和投资机遇，最后对光电子行业的发展趋势进行展望。1．光通信技术推动网络变革以满足数据增长需求1.1 数据流量爆发式增长，光通信技术成为终极方案 移动互联网、云计算、5G 推动了全球数据量指数级增长，数据量的爆增对网络提了挑战。由于云计算、视频、社交、电商、搜索、支付业务的快速发展，全球应用数据量和对通信容量的需求急剧增长。IDC 预测，到 2025 年全球数据总量将从 2018 年的 33 ZB 增长到 175 ZB，复合年增长率为 27％。随着全球 5G 网络的部署，从云端数据中心到边缘网络，再到用户侧的 PC、智能手机和物联网终端，需求爆发推动数据流量的持续增长。在物联网和实时数据增长的推动下，边缘计算的数据量将快速增长，预计 2025 年平均每人每天进行5000 次数据交互，是目前的 7 倍。数据流量和数据交互量的高速增长对网络基础设施提出了挑战。互联网接入带宽速率与全球数据量保持同步增长，网络面临增长的压力。尼尔森互联网带宽定律指出，互联网接入带宽速率年均增长 50％。尼尔森定律类似于摩尔定律（每 18 个月容量翻一倍，相当于年均增长 60%），在过去36 年时间里一直适用，从 1984 年的 IDSN 线路接入速率 300 bps，到 2003 年的 T1 线路 1.5Mbps，2010 年升级到 31Mbps，2019 年升级到 325Mbps。根据尼尔森互联网带宽定律看，未来带宽速率的增长将对网络基础设施的升级提出了不小的挑战。光进铜退已成为全球信息技术产业的发展趋势。铜线的传输性能无法满足数据流量日益增长的需求，光纤通信逐步替代铜线电路。铜线使用电子进行数据传输，而光纤使用光子。光比电速度快，光纤可以提供更高的带宽，光通信在传输速度、衰减、抗干扰、抗腐蚀、重量体积等性能指标更佳。光纤电缆传输数据的速度远远高于铜线，与铜线的 40Gbps 带宽相比，光纤带宽已超过60Tbps，相差千倍以上。在数据信号衰减方面，光纤可提供更好的信号耐久性，在超过 100 米的距离，光纤信号损失仅 3％，而铜线信号损失高达 94％。由于光纤由玻璃制成，因此光纤受腐蚀性化学物质的影响很小，也不受电磁干扰和功率波动的影响。光纤具有抗干扰、温度波动和防潮的特性，可提供更加可靠的数据传输。光通信芯片数据容量的增速可满足数据指数级增长需求。在过去的几十年中，光通信网络传输容量的增长需求导致光电子出现突破性的发展，光芯片不断增加功能和密度，其经济性、功耗、可靠性带来显著优势。伴随着 DML、EML、Tunable EML 芯片技术到 QPSK、16-QAM 调制技术等一系列技术升级，光通信的数据处理能力呈指数级增长，平均每 2.2 年翻一番，每十年提高一个数量级。光通信技术的发展已完全满足数据指数级增长的需求，并在未来一段时期仍然保持目前的增长速度。光通信技术推动以太网不断变革以满足数据量增长需求。在以太网诞生以来，网络速率保持了每十年增长十倍的发展趋势。随着 5G 的到来，从移动互联网向车联网、工业互联网、电力互联网等垂直应用发展，用户体验需求的不断提高，对以太网的发展也提出了更高的诉求，大带宽、大连接、低成本、安全可靠的物联网互联互通是业界对于以太网技术的期待。目前，多行业应用驱动以太网光通信的演进与革新，通信运营商需求推动了 100G、400G 的发展，数据中心需求推动了 25G、40G、100G、400G 的发展。根据以太网联盟 2020 年技术发展路线图显示，单通道 100G 的光收发器件将成为以太网发展趋势，到2025 年可达到 1T 带宽的数据处理速率。1.2 从网络到信息系统，光通信市场逐步成熟壮大 自 1980 年代光纤诞生以来，光通信技术引领了信息技术革命性变革，光通信以光波作为信息传输的载体，以光纤作为信息传输媒介，具有高速率、大容量、长距离、低损耗、体积小、重量轻、抗干扰能力强等优势，在无线通信、光纤宽带、数据中心和消费电子等领域广泛应用。光通信变革从网络逐步延伸到系统芯片，从广域网、城域网到局域网，从系统、设备到芯片，正在逐步取代电信号的信息传输。1980 年代，运营商大带宽长距离通信需求持续增长，光通信首先在广域网应用，随着成本的逐步降低，在运营商城域网又广泛使用。1990 年代，数据流量快速增长，光通信进入园区、企业层面的中短距离应用领域。进入 2000 年，超级计算和大型数据处理需求增长，光通信在数据中心的系统机架间广泛使用，大幅提升了系统级数据处理速度。随着全球数据流量的持续增长，光通信未来将逐步实现板卡级、模块级、芯片级的高速传输，市场规模有望达到数百亿美元。运营商光通信变革从骨干网延伸到城域网、接入网、基站，未来向全光网演进。随着数量流量的增长，电子器件存在的带宽限制、容量不足、高功耗等缺点凸显，在通信网中出现了“电子瓶颈”的现象。为了解决这一瓶颈，运营商骨干网线路最先采用光通信，并逐步延伸到城域网、接入网和基站。在线路完成光纤化之后，进一步提出了全光网概念，数据只是在进出网络时才进行电光和光电转换，而在网络中所有传输和交换的过程始终以光的形式存在，网络中的设备由电路交换升级到高可靠、大容量和高灵活度的光交叉连接数据交换。在全光网中，由于没有光电转换环节，支持各种不同协议和编码形式，信息传输具有透明性，数据传输效率进一步提升。目前，全球运营商骨干网和城域网已实现光纤化，部分地区接入网光纤化已完成，向全光网的演进已经开始。应对数据量指数级增长，光通信成为数据中心解决方案。随着移动互联网和云计算的发展，全球互联网业务和应用数据处理都在数据中心进行，数据中心的计算能力和数据交换能力也呈指数级的增长。和传统电信网络不同，数据中心网络主要是机器和机器之间的东西向流量。随着网络速率的不断提高，光通信技术在数据中心得到大量的使用，光通信的应用主体从电信运营商网络转向了数据中心，数据中心成为光通信的最大市场。现代数据中心为了应对数据流量的快速增长，普遍采用 Spine-Leaf 网络架构，数据中心内部数据交换和处理能力更强，网络结构也更加扁平化和密集。随着光器件的成熟，网络设备内部引入光交换，实现全光网络传输。网络线路实现光纤化仅是全光网络的第一步，随着光交换、光存储、光多路复用器件的成熟，网络设备节点由光电转换、电交换技术向光交换方向发展，将会引领走向一个全动态的数字光网络。5G 对光网络的容量、时延、光纤密度要求很高，需要强大的传输承载架构，全光网是 5G 最理想的承载技术，具有巨大的可用频谱、超大容量、超高速率等优势。数据中心对交换性能、功耗、集成度、成本等关键指标要求较高，引入全光交换技术，可进一步节能增效，满足数据中心内部海量连接需求。光互连演进到计算机系统内部，从机架级、设备级、板卡级到芯片级，推动着计算机体系架构对速度的不断突破。摩尔定律依然在发挥效力，推动处理器性能不断进步，计算机系统内外部 I/O 互连性能远低于处理器性能，成为计算机系统的瓶颈。基于铜线互连的链路在 10Gbps 以上速率出现明显的瓶颈，在设备机架之间互连、设备板卡之间互连、板卡模块之间互连和芯片之间互连，无法满足计算和数据快速增长的需求。光互连具有高速率、低功耗、小尺寸的性能优势，在铜互连成为计算机系统架构瓶颈时，有望成为最佳解决方案。计算机系统内外部的互连线缆已实现从无源铜缆、有源铜缆到有源光缆的逐步升级，在数据中心已广泛使用。计算机系统内部 PCB 电路板升级到 OPCB光路板，芯片铜线互连升级到芯片光互连，可满足未来更高速率的数据计算处理需求，可大幅提升计算机系统的数据处理能力，具备较大的市场空间。1.3 5G 带给光通信行业新一轮快速发展机遇 电信市场和数据中心市场是光通信主要需求市场。从应用市场来看，光通信目前主要市场为电信市场、数据中心市场、消费电子等新兴市场。电信市场是光通信最开始发力的市场，市场规模大、收入占比高，主要应用于接入网、汇聚网、城域网、骨干网。数据中心市场是光通信增速最高的市场，未来有望超过电信市场规模，主要应用于数据中心内部（Spine/Fabric/ToR）和数据中心间 DCI 网络。消费电子等新兴市场是未来规模潜力最大的市场，手机、汽车普及 3D 感应的市场空间较大，目前还处于早期状态，未来具有爆发式增长机会。采用金字塔需求分层模型，可以看出数据中心各层次的带宽需求高于电信网络各层次带宽需求，决定了未来数据中心市场规模在光通信市场的主导地位。5G 带动电信市场光通信需求向上。光通信在电信市场主要应用于传输承载网、固网接入网、无线接入网。2020 年是中国 5G 网络规模建设元年，预计2019-2023 年我国三大运营商 5G 宏基站建设规模 400 万站，5G 传输网投资达2600 亿元。5G 带动传输承载网络设备、光纤光缆的需求增长，5G 基站接入在前传、中传、回传光模块需求增长显著，中国移动研究院以建设 200 万基站为例推算，预计将带来 4800 万支光模块需求。预计 5G 光模块需求是 4G 光模块需求的 2 倍以上，25G/50G/100G 光模块将逐步在前传、中传和回传引入，100G/200G/400G 高速光模块将在传输汇聚和核心层引入。5G 推动全球数据中心光通信需求增长。根据韩国科学信息部的统计，韩国5G 用户流量是 4G 的 3 倍。根据中国移动的预测，5G 用户流量年均复合增速达25%。随着全球加快 5G 建设速度，推进 5G 垂直行业应用落地，构建高速、智能、泛在的 5G 应用生态圈，5G 在传统行业的推广将持续推动全球数据中心高速增长。根据思科全球云指数 CGCI 的报告，2016-2021 年全球超大规模数据中心将从 338 个增长到 628 个。到 2021 年，亚太地区将超越北美地区的超大数据中心领先地位，亚太地区超大数据中心占比将达到 39%，北美地区占比达到 35%。尽管面临疫情和经济挑战，全球云数据中心的资本支出在 2020 年仍然将实现更高的增长。全球主要的云计算厂商亚马逊、微软、谷歌等也均表示2020 年持续加大数据中心的资本支出。随着数据中心市场规模的持续提升，有望成为驱动光通信行业最大的细分市场。受益于 5G 网络和数据中心需求，光通信行业发展空间广阔。光通信产业链包括光器件、光线缆和光设备等细分领域。光器件位于光通信产业链上游，市场规模较小、毛利率较高，由日美企业主导行业技术和发展方向。光线缆和光设备位于光通信产业链中下游，市场规模较大、毛利率较低，由中美企业占据全球主要市场份额。受益于 5G 网络和数据中心建设需求，下游光线缆和光设备需求激增，带动上游光器件，光通信行业具备长期增长潜力。2．光通信处于产能驱动快速成长期光通信产业链主要包括光线缆、光器件和光设备。光线缆包括光纤光缆和有源线缆，光器件包括光芯片、有源器件、无源器件和光模块，光设备包括传输设备和数通设备。2.1 光纤处于产能消化期，有源线缆市场快速增长 从上世纪八十年代开始，光纤传输陆续替代了电缆传输，从光纤发明至今经过半个世纪，光纤网络已成为全球信息网的主干。光纤的应用领域也从最早的通信和数据传输，发展到互连光纤网、基站光纤网、存储光纤网、物联光纤网和传感光纤网等。云计算、视频、5G、物联网需求的快速商业化，大连接、大容量、大能力成为未来光纤网络的核心。光纤的主要成分是高纯度二氧化硅，经过千度高温制成光纤预制棒，光纤预制棒经过拉丝退火工艺制成光纤。光缆是由一定数量的光纤组成缆芯，外面包裹有护套和保护层。光纤是信息传递的载体，光信号在光纤内经过多次折射传输到终点的，光信号在折射后会分散或者衰减，需要把光信号每隔一定距离进行信号放大。光纤光缆行业中期产能过剩，长期保持高景气光进铜退持续推进，光纤光缆长期保持高景气。随着全球信息产业的高速发展，通信、互联网等信息技术产业的快速发展带动了全球光纤光缆行业的稳步增长。根据 Communications Today 的报告显示，2018 年全球光纤光缆市场需求达 5.1 亿芯公里，市场规模达 76 亿美元。2005-2018 年，全球光纤市场复合年增长率达到 16%。中国市场成为推动全球光纤光缆行业的重要市场，其市场份额从 2005 年的 30%提升到 2018 年的 54%三年高增长后产能过剩，光纤光缆进入产能消化期。伴随着 2014-2018 年全球 4G 建设和中国光纤宽带的高速发展，光纤光缆行业迎来一轮产能扩张。根据 CRU 统计，2013-2018 年，全球光缆产量复合增长率排名，中国高达18%，超过全球平均水平。随着中国光纤宽带家庭覆盖率超过 90%，2018 年底以来，需求侧主要的中国光纤宽带市场回落，供给侧光棒、光纤、光缆产能规模不断扩大，光纤市场出货量和价格同步下降，结束了 2016-2018 年的光纤需求紧张的局面，光纤光缆行业进入产能消化期。中国企业占据全球光纤光缆市场的半壁江山。网络电信 2019 年光通信行业竞争力数据显示，中国企业光纤光缆市场占有率为 46%，美国企业市场占有率为 15%，日本企业市场占有率为 19%。光纤光缆主要供应商包括康宁、长飞、亨通光电、古河、富通、中天科技、烽火通信、普睿司曼、住友电工、藤仓。进军新市场成为光纤光缆企业发展的方向。我国主要的光纤生产企业均选择进军新市场，来消化过剩产能，扩大全球市场占有率。从产品扩张来看，海底光缆和数据中心光纤成为主要方向，多个中国企业进入海底光缆市场，包括亨通、中天、烽火、富通和长飞等。从地域扩张来看，欧洲成为主要目标市场区域，海外建立合资公司成为市场突破的发展方向。性能优势显著，有源光缆市场快速增长 有源光缆成为主流数据传输线缆。有源光缆（AOC）由两端的光收发器和中间一根光缆跳线组成，有源光缆的主要优势带宽大、重量轻、功耗低、易使用。有源光缆的主要市场包括数据中心和消费电子市场，基于云的应用、音频视频终端、在线游戏和有线电视需要高速率大带宽数据服务，推动有源光缆在云端数据中心和终端消费电子广泛使用。根据 CIR 的预计，2020 年-2024 年有源光缆市场将从 9.5 亿美元增长到 19 亿美元。随着中国数据中心加速建设，预计 2024 年中国市场有源光缆收入将达到 3.8 亿美元。从产品结构看，随着交换机到路由器互联链路向 100G-400G 链路升级，100G 以上链路产品收入占比较高，200G 以上链路线缆销售将快速增长，2020 年成为 400G 链路销售放量的元年。有源光缆最大的细分市场将是 200G 及以上市场，预计到 2024 年市场销售规模将达到 9.7 亿美元。中国厂商市场份额逐步扩大。全球有源光缆市场较为分散，市场参与者超过 200 家企业，随着竞争的加剧，市场集中度越来越高，主要供应商包括10Gtek、海信、旭创、Mellanox、Cisco、Intel、II-VI（Finisar）、Amphenol、Fujitsu、Broadcom 等。随着中国有源光缆公司逐步占领市场，有源光缆价格也承受了巨大压力，市场竞争日益激烈。由于贸易摩擦的影响，有源光缆行业相关公司预计在 2021 年开始调整产能布局，将制造转移到劳动力成本较低的东南亚国家，供应链面临重新洗牌。2.2 光器件渐入成熟期，未来市场潜力巨大 光器件依然处于行业早期。光器件位于光通信行业的上游，通过核心光电元件实现光信号的发射、接收、信号处理等功能，是光通信系统的核心。从产业发展周期看，光器件依然处于行业早期，并购整合成为该阶段市场的主旋律。随着行业头部企业规模增大，全球光器件行业将逐步进入成熟期。光器件种类繁多、百花齐放。按光通信上下游划分，光器件可分为光电芯片、光器件和光模块。光电芯片是光器件的核心元件，根据材料不同可分为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。光器件根据是否需要电源划分为有源器件和无源器件。有源器件主要用于光电信号转换，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。光模块是多种光器件封装组合的一体化模块，包括光收发模块、光放大器模块、动态可调模块、性能监控模块等。光器件性能向着速率高、频谱宽、损耗小、功耗低、灵敏度高、时延短、非线性弱、集成度高、尺寸小、价格便宜的方向不断发展。光器件市场保持快速增长。根据 LightCounting 的预测，2019-2023 年全球光器件市场规模从 70 亿美元增长到 120 亿美元。5G 将带来光模块市场强劲增长，中国移动研究院以建设 200 万基站为例推算，预计将带来 4800 万支光模块需求。25G/50G/100G 高速光模块将逐步在前传、中传和回传引入，100G/200G/400G 高速光模块将在传输汇聚和核心层引入。预计 5G 光模块需求是 4G光模块需求的 2 倍以上，我国 5G 光模块市场规模将达到 200 亿元。我国企业在光器件市场份额进一步扩大。根据网络电信的研究，美国日本企业依然占据全球光器件市场领先地位，掌握核心光芯片、电芯片、光器件的全球主要份额，美国企业市占率约 26%，中国企业市占率约 17%，日本企业市占率约 12%。我国企业进步明显，依靠光模块市场份额的提升，和行业头部企业的差距逐步缩小。全球光器件市场领导者主要包括 II-VI、Broadcom、Lumentum、苏州旭创、光迅科技、住友电工等。国内光模块市场的主要供应商包括苏州旭创、光迅科技、海信宽带、昂纳科技、华工科技、新易盛等。光电芯片是光器件的核心部件，主要包括光芯片（化合物半导体激光器芯片、光电探测器芯片）和电芯片。在高端模块中，光芯片成本占比通常在 40%-60%，电芯片成本占比通常在 10%-30%，两者合计占高端光模块成本的 80%。光芯片材料以 III-V 族化合物为主 光芯片材料主要有以砷化镓 GaAs 和磷化铟 InP 为代表的 III-V 族化合物半导体材料为主。III-V 族化合物材料拥有最佳的能量转化效率，适用于高速、高频、大功率光电子芯片场景，广泛应用于光通信、卫星通讯、移动通讯和 GPS 等领域。而不同芯片材料的基态能级差不同，具有不同的发光工作波长，结合光纤传输损耗窗口，常用的发光波长为 850nm/1310nm/1550nm。数据中心和消费电子需求驱动砷化镓市场增长。砷化镓在光通信领域主要应用于 VCSEL 激光器，产品分布在数据中心和手机 3D 感应市场。根据 Yole 的预测，2019-2025 年砷化镓光通信市场规模从 2400 万美元增长的 6100 万美元，复合年增长率 17%。砷化镓衬底主要供应商包括 Freiberger、住友电工、AXT 和 Vital Materials，主流尺寸为 3 英寸和 4 英寸。砷化镓外延材料主要供应商包括 IQE、全新光电、住友化学、英特磊、II-V。5G 和数据中心需求驱动磷化铟市场增长。磷化铟主要应用在光通信波长为1000nm 以上的激光器，主要包括分布式反馈激光器（DFB）、电吸收调制激光器（EML）。DFB 适用于速率在 25G 及以下、传输距离在 10 千米以内的基站和数据中心场景，EML 适用于速率在 50G 及以下，传输距离在 80 千米以内的骨干网、城域网和 DCI 互联场景。随着 5G 基站和数据中心高速光模块需求的增长，对于磷化铟的需求有望快速增长。根据 Yole 的预测，2018-2024 年磷化铟光通信市场规模从 5700 万美元增长到 1.49 亿美元，复合年增长率为14%。磷化铟衬底的主要供应商包括住友电工、AXT、JX Nippon Group，主流尺寸为 2 英寸和 3 英寸。磷化铟外延材料主要供应商包括联亚光电、IQE。SOI 是未来硅光集成领域的应用材料。根据 Markets and Markets 的预测，2019-2024 年 SOI 硅片市场规模将从 9 亿美元增长至 22 亿美元，年复合增速超 29%。目前，SOI 晶圆供应商包括 Soitec、信越、SUMCO、环球、上海新傲、TowerJazz、Sony、WaferPro 等。化合物半导体激光器是市场主流 激光器是光模块的核心器件，激光器将电流注入化合物半导体材料中，通过光子震荡和增益产生光信号。化合物半导体激光器是最主要的光通信激光器，主要包括 VCSEL（垂直腔面发射激光器）、FP（法布里-珀罗激光器）、DFB（分布式反馈激光器），适用于不同传输距离和速度。激光器调制方式分为直接调制和外调试，DFB 激光器基于不同调制方式分为 DML 直接调制激光器和 EML 电吸收调制激光器。VCSEL 在消费电子市场具有广阔空间。VCSEL 在通信领域主要应用于 850nm波段数据传输，广泛应用于数据中心和接入网。根据 Yole 的预测，2018-2024年 VCSEL 市场规模从 7.38.亿美元增长到 37.75 亿美元，复合年增长率 31%。随着 VCSEL 在苹果手机 3D 传感的应用突破，未来 VCSEL 有望广泛应用于消费电子、工业、汽车、医疗等新兴领域。VCSEL 的主要供应商包括 Lumentum（Oclaro）、Broadcom、II-VI(Finisar)、光迅科技、华芯半导体等。FP 激光器适用于短距离通信。FP 主要应用于 1310nm/1550nm 波段低速率短距离传输，速率一般在 1.25G 以内，主要应用于接入网 GPON/EPON 市场。由于存在损耗大、传输距离短的问题，逐步被 DFB 激光器取代。DFB 激光器适用于中长距离通信。DFB 基于 FP 的基础，目前是最常用的直接调制激光器，主要使用于 1310nm、1550nm 波段数据通信，广泛应用于数据中心、城域网及接入网。DFB 的主要供应商包括 II-VI(Finisar)、Lumentum（Oclaro）、Neophotonics、三菱、光迅科技、海信宽带等。EML 激光器成为高速远距离主流光芯片。EML 是 DFB 与 EAM（电吸收调制器）的集成激光器芯片，与直接调制的 DFB 激光器相比，EML 具有功率高、窄线宽、宽波长调谐范围等传输优势，广泛应用于数据中心、城域网和骨干网。EML 的主要供应商包括 Lumentum（Oclaro）、Broadcom、II-VI(Finisar)、瑞萨、住友电工、Neophotonics、光迅科技等。光电探测器市场保持同步快速增长 光电探测器能够检测光信号并完成光信号向电信号的转换。主要的光电探测器包括 PIN（光电二极管探测器）和 APD（雪崩光电二极管探测器）。PIN 探测器适用于中短距离的光通信场景。PIN 只能实现光电转换功能，输出光电流较弱，适用于中短距离、低灵敏度的场景。 主要的 PIN 供应商包括 Lumentum（Oclaro）、Broadcom、II-VI(Finisar)、瑞萨、住友电工、环宇通讯、光迅科技等。APD 探测器是一种高灵敏度探测器。APD 除了可实现光电转换功能，对光电流具有放大作用，具备更高的灵敏度、高响应和高可靠性的特性，广泛应用到通信、工业、航空、医疗等各领域。预计 2019-2027 年全球 APD 市场规模从re1.51 亿美元增长到 2.03 亿美元，复合年增长率为 3.5％。APD 的主要参与者包括 Lumentum（Oclaro）、Broadcom、II-VI(Finisar)、瑞萨、Excelitas、环宇通讯、光迅科技等。伴随网络速率提升，电芯片需求日益增长 电芯片主要功能包括对光芯片的配套支撑、电信号功率调节和复杂的数字信号处理。在光模块发射端，Driver 驱动芯片用于产生电信号，驱动激光器实现电信号到光信号的转换。在光模块接收端，TIA 跨阻放大器芯片在光探测器芯片接收光信号后，完成光信号到电信号的转换，并进行信号放大。在光通信领域，DSP 主要用于支持更高速率调制，以提高频谱效率。逐步提升制造工艺成为控制功耗和成本的主要方式。随着光器件集成度提升，对光模块功耗的要求越来越高，电芯片降低功耗的方法比较有限，提升芯片工艺成为主要方式。电芯片制造工艺逐步从 28nm、16nm 到 7nm，从 16nm 升级到 7nm 工艺能够降低功耗高达 65%。从应用市场来说，运营商市场主要是大于 40km 的相干芯片，数据中心市场主要是小于 40km 的 PAM 芯片。电芯片主要的供应商包括 Broadcom、Inphi、ADI、瑞萨等。2.3 5G 与 IDC 双轮驱动，光模块市场快速增长光模块是光通信设备最重要的组成部分，是光世界与电世界的互连通道。光模块也叫光纤收发器，主要用于信号的光电转换，在发射端将设备的电信号转换成光信号，在接收端将光信号还原成电信号。光模块由发射端激光器、接收端探测器、数据编/解码的电子器件组成。光模块广泛应用于服务器、存储、网络等各有线网络连接领域。光模块向大带宽小型化硅光集成方向演进。随着信息技术产业的快速发展，数据流量的快速增长，对光模块的性能指标要求越来越高，数据速率、传输距离、功耗、体积成为重要的考量指标。光模块技术不断演进，不断出现新的应用类型，在 400G 以上高速率光模块的应用场景中，硅光集成的比例将越来越大，成为未来主流技术方向。光模块市场仍处于行业初期，不同类型产品可满足多样化需求。按光模块封装可分为 QSFP、QSFP28、CFP、CFP2、CFP4、CXP、SFP、CSFP、SFP+、GBIC、XFP、XENPAK、X2、SFF 等多个类型。SFP、QSFP 具有高性能低功耗优势，成为目前大规模使用的产品，对 100G/400G 高数据速率光模块的需求不断增长，将带动 QSFP、QSFP-DD、OSFP 光模块市场的增长。按光模块速率可分为1Gbps、2.5Gbps、10Gbps、25Gbps、40Gbps、50Gbps、100Gbps、200Gbps、400Gbps 等主流型号。按速率市场分层，低速率光模块需求量最大，可用于宽带用户、服务器、企业网络接入；越高速率光模块需求量越小，主要用于运营商、数据中心的长距离通信。按光纤接入类型分为单模光模块和多模光模块。多模光模块的传输距离较短，通常在 500 米至 2000 米，单模光模块的传输距离较远，通常在 10 千米至 160 千米。全球光模块市场保持快速增长。根据 LightCounting 的预测，2020-2024年全球光模块市场从 80 亿美元增长到近 160 亿美元，复合年增长率高达18%。5G 网络建设加速和传统垂直行业数字化转型推动了云计算需求不断增长，运营商市场和数据中心市场成为未来五年光模块市场增长的主要推动力。高速率光模块出货量占比不断上升。随着数据流量需求的不断增长，终端用户、云端服务器、网络互连带宽同步增长，宽带用户接入从 1G 升级到10G，基站接入从 1G 升级到 25G，服务器接入从 1G-10G 升级到 10G-100G，网络从 10G-40G 升级到 100G-400G。2021 年，100G 光模块将成为出货量最大的类型，400G 光模块规模量产，25G 光模块成为最普及的设备接入类型。400G 成为电信网络高速光模块市场的主流类型。电信网络市场对大带宽需求爆发较早，2018 年开始 400G 应用已经进入电信骨干网，随着 5G 建设，城域网将启用 400G 光模块传输。根据 OVUM 的预计，2018-2021 年电信网络高速光模块市场从 40 亿美元增长到 55 亿美元，到 2024 年 400G 光模块市场规模占比将超过 50%。100G 和 400G 是数据中心高速光模块市场的主流类型。光模块在数据中心内部互连和数据中心间 DCI 连接起着至关重要的作用，随着 5G 和 AI 等出现，对更高带宽的需求日益增长。根据 LightCounting 的预估，2019 年数据中心光模块销量超过 5000 万个。根据 OVUM 的预计，2018-2024 年数据中心高速光模块市场从 25 亿美元增长到 60 亿美元，复合年增长率 16%。40G 光模块在2020 年退出新增需求，100G 成为高速光模块需求量最大的类型，400G 在 2020年开始批量部署并成为未来增速最快的类型。我国企业逐步扩大光模块市场份额。以亚马逊、微软、谷歌、脸书为代表的四大互联网巨头拥有全球最大规模的数据中心，四大巨头对高速数据通信的需求推动全球光模块市场不断增长。光模块市场核心供应商以美日企业为主，主要供应商包括 II-VI(Finisar)、Lumentum(Oclaro)、Broadcom（FIT）、住友电工、光迅科技、富士通、苏州旭创、AOI、Cisco（Acacia）、Intel、NeoPhotonics、Renesas 等。我国企业在光模块市场份额不断提升，但仍然以劳动密集型为主的中低速率产品为主，国内光模块市场的主要供应商包括苏州旭创、光迅科技、海信宽带、昂纳科技、华工科技、新易盛、剑桥科技等。2.4 光通信设备市场稳步发展 光通信设备是利用光波传输技术，提供大带宽、高可靠、低时延的数据流量传输能力的通信设备。光通信设备从应用领域看，可分为传输设备和数通设备，传输设备主要分为传送网设备和接入网设备，数通设备主要是路由器和交换机。5G 带动光传输设备市场周期向上 光进铜退持续推进，光传输设备市场空间广阔。传输网是信息传递的基础设施，在通信产业占据重要地位，面向运营商、数据中心提供高速可靠的传输解决方案。根据 Dell’Oro 的统计数据，2014-2019 年全球传输设备市场复合年增长率约 4%。预计 5G 网络部署将带动全球光传输设备市场规模将达 160 亿美元。从产品结构看，DWDM 系统出货量有望达到 18%的年复合增长率，WDM 系统市场保持高速增长，其市场份额有望超过 50%，城域部署需求成为主要推动因素。中国企业已经成为全球传输设备产业引领者。网络电信 2019 年光通信行业竞争力数据显示，在全球光传输设备企业市场份额排名中，中国企业全球市场占有率为 41%，美国企业全球市场占有率为 17%，欧盟企业全球市场占有率为 16%，日本企业全球市场占有率为 12%。全球光传输设备市场领先企业包括华为、诺基亚、烽火通信、讯远通信、中兴通讯。随着全球运营商 5G 网络建设的陆续开展，依靠 5G 技术领先优势，华为、中兴通讯和烽火通信有望进一步扩大全球传输设备的市场份额。新兴区域市场保证了路由器市场稳定增长 全球信息化程度提升，路由器市场增长缓慢。路由器是连接全球互联网的核心设备，以实现全球不同区域之间和区域内部的互联网数据流量转发，主要运用于骨干网、城域网、移动承载和企业接入等领域。随着全球经济发展和信息技术成熟度提升，各地区网络基础设施市场增长放缓，路由器市场的增长与运营商骨干网增长保持同步。根据 IDC 的统计数据，2014-2019 年全球路由器市场复合年增长率约 3%。2019 年，全球路由器市场规模达 155 亿美元，同比增长 0.4％。新兴市场增速较快，两大巨头齐头并进。从市场地域位置看，亚太地区、北美、欧洲是路由器的主要市场，高端路由器集中在北美地区，最大的美国市场 2019 年收入下降 3.1%。中东和非洲新兴市场保持积极增长，2019 年收入增速分别为 2.4%和 7.2%。全球路由器市场领先企业包括思科、华为、Juniper、诺基亚。2019 年，从企业增速来看，思科收入下降 3.4%，Juniper 收入下降11.7%，华为收入增长 4.1%。从市场占有率来看，思科市占率 37.2%，华为市占率 29.8%，Juniper 市占率 13.2%，依靠成本优势，华为对思科全球市场形成持续压力。数据中心高速率需求推动交换机市场持续快速增长 受益数据中心快速发展，交换机市场迎来增长机遇。交换机可提供稳定可靠安全的数据交换服务，主要应用于云数据中心、运营商网络边缘汇聚接入、企业接入。云计算业务和云流量的快速增长，带动数据中心进入快速发展通道，交换机在数据中心市场迎来巨大发展空间，市场规模远大于路由器。根据IDC 的统计数据，2014 -2019 年全球交换机市场复合年增长率约 4.5%。2019年，全球交换机市场规模 288 亿美元，同比增长 2.3％。数据中心市场的高速率交换机成为竞争焦点。从市场地域位置看，最大的美国市场，中东和非洲市场增速最快，同比增长 9.8%。从产品结构看，高速率交换机增速最快，100G 端口交换机市场份额为 18.3％，10G 端口交换机市场份额为 27.3%。全球交换机市场领先企业包括思科、华为、Arista、HPE、华三。2019 年，从企业增速来看，思科增长 0.1%，华为增长 7.8%，Arista 增长 9.8%，HPE 下降 9.1%。在竞争激烈的 100G 细分市场中，思科仍然是市场领导者。Arista 专注于超大规模云计算厂商，在高端 100G 交换机市场保持优势。2.5 光通信行业市场格局分析 光通信行业受益于 5G 网络和数据中心建设需求，未来 2-3 年具有确定性行业发展机遇。光通信行业包括光纤光缆、有源线缆、光器件、光模块、光设备等细分领域，各细分行业在技术难度、市场规模、市场增长率和市场竞争格局又有所差异。各行业市场格局对比分析如下表所述，行业机会从大到小依次是光模块、光设备、光器件、光线缆。3．光电子产业未来市场前景广阔3.1 上游核心芯片是光通信短期突破方向 国内外政策层面积极布局 国外政府积极布局研究光电子先进技术。20 世纪 80 年代以来，光电子产品市场规模不断扩大，应用日益广泛，大规模光子集成芯片已成为国际竞争最激烈的领域之一，美欧发达国家纷纷将光子集成产业列入国家发展战略性规划。美国宣布光子集成技术国家战略，建立“国家光子集成制造创新研究所”，打造光子集成器件研发制备平台。欧盟“地平线 2020”计划中集中部署光电子集成研究项目，旨在实现基于半导体材料和二维晶体材料的光电混合集成芯片。日本实施的“先端研究开发计划”部署光电子融合系统技术开发项目。我国在光电子技术产业也进行了政策重点布局。“十二五”期间我国在多波束、高速率、大规模和全光信号处理芯片等光电子集成芯片相关技术方面取得了重要进展。“十三五”期间，我国明确了信息光电子方向的技术发展趋势，高端光电子关键技术达到国际先进水平。工信部和电子元器件行业协会也推出了中国光电子器件产业技术发展路线图。我国光通信上游核心高端芯片器件亟待突破 我国光通信领域企业整体实力仍然偏弱，产业结构不合理，大部分企业位于产业中低端领域。从产品结构看，光通信上游光芯片和光器件处于光通信产业链的核心位置，具有技术壁垒高、产品价值含量高的特点。我国企业虽然逐步提升了在光通信设备器件的全球市场占有率，但仍以中低端的光模块封装制造为主，在上游核心光芯片领域与国际先进水平差距较大。上游材料和芯片的薄弱导致相应的光器件及模块业务发展受到制约，严重依赖于进口。核心光电芯片成为短期重点突破方向。目前，光芯片核心技术主要掌握在美国、日本厂商手中，我国企业虽然具有光芯片量产能力，但依然以中低速率光芯片、无源芯片制造为主，产品附加值不高，产品同质化严重。国内光模块制造对于高速率光芯片、可调谐激光器芯片、相干 DSP 芯片、电跨阻放大芯片（TIA）、半导体制冷器（TEC）等高价值核心器件的需求依然依赖进口，未来成为重点突破方向。3.2 硅光集成是光通信中期发展趋势 硅光集成是光通信未来发展方向。随着高速光模块在数据中心的大量运用，传统光模块将面临成本高、功耗高、体积大的问题。硅光集成技术以硅基衬底材料作为光学介质，利用成熟 CMOS 工艺制造光电器件，利用这些器件进行光子发射、传输、检测和处理，实现在光通信、光互连、光计算等领域的应用。硅光集成将大量分立光学元器件集成在单个硅片上，提升了产品性能，降低了产品价格，将传统光模块的劳动密集型产业升级到高端半导体制造业，是光通信行业未来的发展方向。光电芯片一体封装（Co-Package）成为硅光集成的技术方向。随着数据中心对于功耗与高密度安装的要求越来越高，可插拔模块渐渐不能满足要求。Co-Package 技术是不再需要连接交换机面板上的光模块与 PCB 板上交换芯片之间的铜线，而且其更简单的 SerDes 接口不仅可以带来更低功耗，也带来更低延迟。Co-Package 凭借尺寸小、功耗低，受到大型互联网公司的青睐。网络交换机的数据速率每 18 个月翻一番，2017-2025 年交换机的数据速率将从5Tbps 增长到 51.2Tbps，光模块的数据速率将从 100Gbps 增加到 800Gps。CoPackage 成为交换机升级到 51.2Tbps 的关键因素，更低的损耗和更好的热管理技术解决了光器件集成带来的散热问题。数据中心成为硅光最大细分市场。根据 Yole 的报告，2019-2025 年硅光市场有望从 4.8 亿美元增长到 39 亿美元，复合年增长率达 40%。其中，数据中心市场是最大细分市场，从 3.64 亿美元增长到 36 亿美元，复合年增长率达46%。预计到 2025 年，5G 市场规模 6100 万美元，长距离光模块市场规模18600 万美元，光互连市场规模 1800 万美元，汽车 LiDAR 市场规模 4400 万美元，免疫测试市场规模 2200 万美元，光纤陀螺仪市场规模 2000 万美元。Intel 和 Cisco 引领硅光市场。在硅光集成领域有众多公司参与竞争，其中 Intel、IBM、Cisco(收购 Acacia 和 Luxtera)、Mellanox 等公司具有较强竞争力。经过了十多年的发展，亚马逊、谷歌、微软等互联网公司的数据中心已大规模采用 100G 硅光模块，随着 400G 以上高速率光模块的应用，硅光技术在良率和成本价格方面逐步具备竞争优势。我国企业在硅光集成领域还需加大投入，在硅光器件以及无源硅光集成芯片等领域均有突破。3.3 光电子技术应用场景不断扩大成为长期发展目标 随着 5G、云计算、大数据和人工智能的迅猛发展，光电子市场规模不断扩大，光电子技术在数据中心、高性能计算、消费电子、自动驾驶、卫星通信、生物医疗、工业制造等领域的应用越发广泛，光电子产业获得前所未有的市场机遇，产业规模持续扩大。光电子技术将彻底改变数据中心和高性能计算体系。多国已将光电子技术列为 21 世纪的国家战略核心技术，投入了巨额资金进行大规模研究工作。光电子技术在高性能计算领域具有高性能、低成本和低功耗特性。以欧盟第七框架计划资助的 PhoxTroT 项目为例，该项目目标以实现 Tbps 级别速率的光互联，实现光路板速率超 1Tbps、光背板速率超 2Tbps、有源光缆传输速率超1.28T bps、集成 3D SiP 模块和功耗降低 50%以上。光电子技术在高性能计算领域逐步成熟，将有利于未来光电子技术在更大的服务器市场、PC 市场逐步替代原有的铜互连技术，实现规模化商业应用。光电子在消费电子市场即将迎来爆发性增长。消费电子市场在移动互联网时代刚刚崛起，在 5G 智能穿戴时代将迎来全面爆发。随着大带宽需求的增长，消费电子的连接问题日益暴露出来，带宽、传输距离等受到极大挑战，以光纤作为传输介质的连接线解决铜线传输的瓶颈，能确保数据高质量无损传输。英特尔和苹果公司推出 Thunderbolt 技术，将光电子用于消费电子市场，能够提供 40Gbps 以上的传输速率。根据 Yole 的预计，2018-2024 年 VCSEL 在手机 3D 感知市场规模将从 5.5 亿美元增长至 33.8 亿美元。苹果公司 iPhone的 3D 感知技术，采用 ToF 技术，将人机互动由 2D 触摸屏互动推向 3D 感知互动发展，深刻改变人力生产生活，未来在智能家居、智能汽车、AR/VR 设备、游戏、虚拟现实、生物识别等领域发展空间巨大。光电子开启汽车电子市场，3D 感知提升汽车智能化和自动驾驶安全性。3D感知技术在提高智能自动驾驶汽车的安全性和功能性方面发挥越来越重要的作用，短距激光雷达可应用于 10-50 米范围的车辆周边区域检测，远程激光雷达可应用于 200 米范围内障碍物和行人检测，车内驾驶舱感测通过收集信息用于支持车载导航、驾驶员疲劳提醒和手势操作识别等让驾驶体验更加轻松舒适。激光雷达将成为未来汽车的一项核心技术，根据 Yole 的预计，激光雷达市场将获得巨幅增长，2017-2022 年市场规模将从 3 亿美元增长至 44 亿美元。光纤激光器用于工业精密切割和焊接，比传统焊接工艺效率更高。光纤激光器作为新一代工业激光器，已广泛应用于雕刻、打标、切割、焊接和制造领域。光纤激光器具备精度高、功率高、散热好、稳定性好、重量体积轻等性能优势，迅速在工业激光器市场快速增长，随着传统替代和新兴应用场景的不断开发，光纤激光器在全球的市场占比加快提升。根据 Optech 的报告，光纤激光器快速增长，2005-2017 年全球市场规模从 1.05 亿美元增长到 22 亿美元，年均复合增速达到 29%，预计到 2025 年全球市场规模将达到 44 亿美元。光电子技术应用场景不断扩大，新应用不断涌现。光电子技术是电子信息技术的分支，包括半导体、微电子、光学、通信、计算机、材料等多学科交叉技术。光电子产业链包括激光器、光探测、光传输、光处理、光显示、光存储、光集成、光转换等多个领域。根据光纤在线的报告，光通信产业直接市场规模近 500 亿美元，随着光电子产业的迅猛发展，全球光电子器件市场规模逐年攀升，光电子技术成为 5G、消费电子、工业制造、光学显示、国防军工、光纤传感、自动驾驶、生物医疗等领域推动力量，间接市场规模突破万亿美元。4．业务建议及风险（详见报告建议）我们采用产业投资曲线方法，把光通信细分产业按照其成熟度归类到技术驱动、产能驱动、品牌驱动三阶段，依照不同阶段的投资风险和产业波动程度，将 5G 细分产业分别匹配到风险投资者（股权）、产业投资者（股权、债券、信贷）和财务投资者（股权、债券、信贷），以指引各部门的业务布局。建议围绕上游光器件、中游光模块、下游光设备积极布局。……（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：招商银行）如需报告原文档请登录【未来智库】。

光通信设备是利用光波传输技术，提供大带宽、高可靠、低时延的数据流量传输能力的通信设备。行业方面，光通信设备板块营业收入持续增长;企业方面，华为、烽火通信以及中兴为光通信设备领军企业;近年来，运营商针对光通信设备的规模性的集采大单给光通信设备行业注入新动能，光通信设备行业的发展潜力正在逐渐释放。光通信设备是利用光波传输技术，提供大带宽、高可靠、低时延的数据流量传输能力的通信设备。光通讯设备主要有光端(包括发射、接收设备，或者收发一体设备)，光放大器，编解码器，光复用器，光解复用器，网管等。器件类的有光交接箱、ODF、跳纤、光端机、光检测器、光源、光功率计、光衰减仪、光耦合器、光熔接机、光连接设备等等。根据应用领域不同，可分为传输设备和数通设备，传输设备主要分为传送网设备和接入网设备，数通设备主要是路由器和交换机。根据传输介质不同，分为大气激光通信装置、光纤激光通信装置、空间激光通信装置和波导型激光通信装置。光通信设备板块营业收入持续增长根据wind数据，2017-2020年中国光通信设备板块三季度营业收入持续增长，2020年前三季度光通信设备板块营业收入达756.68亿元，同比上升7.11%;营业收入的增长主要得益于国内5G和数据中心建设的持续以及海外数通用户需求的增长。2017-2020年中国光通信设备板块三季度毛利润及毛利率波动发展，2020年前三季度光通信设备板块毛利润为135.41亿元，毛利率为17.92%，同比提高0.7个百分点。光通信设备板块毛利润与毛利率的提高主要得益于5G电信市场和数通市场对高端光器件产品需求的提升。预计2021年光通信板块毛利润将得到进一步提高，市场前景广阔，成长性高。华为、烽火通信以及中兴为光通信设备领军企业根据亚太光通信委员会和网络电信信息研究院，《2020年中国光传输与网络接入设备最具竞争力企业10强》分别为华为、烽火通信、中兴、特发信息、瑞斯康达、格林威尔、华环、南京普天、讯风、初灵信息。《2020年全球光传输与网络接入设备最具竞争力企业10强》：华为、讯远通信、诺基亚、烽火通信、爱立信、中兴、日电、英飞朗、ADVA、住友电工。既为2020年中国光传输与网络接入设备最具竞争力企业10强又为全球光传输与网络接入设备最具竞争力企业10强的企业仅有三家，为中国光传输与网络接入设备最具竞争力前三位企业，分别为华为、烽火通信以及中兴。随着全球运营商5G网络建设的陆续开展，依靠5G技术领先优势，华为、中兴通讯和烽火通信有望进一步扩大全球传输设备的市场份额。运营商规模性集采大单给光通信设备行业注入新动能近年来，运营商针对光通信设备的规模性的集采大单给光通信设备行业注入新动能，光通信设备行业的发展潜力正在逐渐释放，一步步确立新发展格局。2021年3月，华为独家中标中国移动长三角区域省际骨干传送网OTN设备集采项目，该项目采购WDM/OTN设备板卡及端口1160个。2021年3月，中国移动已经启动2021年长三角区域互联网络能力提升工程CMNet骨干网集成服务的采购，采购内容包括26项系统集成服务和750套通用IT设备集成服务。项目最高预算为818万元(不含税)，不划分标段，中标人数量为1个，中标人份额为100%。2020年10月，中国移动启动2020年省际骨干传送网扩容工程设备单一采集，华为、中兴通讯和烽火通信三家企业中标。本次省际骨干传送网扩容工程采购的设备主要为：省际骨干传送网OTN设备。该扩容项目三家的OTN设备总需求量为32套。更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《中国光通信器件行业市场需求与投资战略规划分析报告》，同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资、IPO募投可研等解决方案。〖 前瞻产业研究院 〗本文不构成投资建议，股市有风险，投资需谨慎。

光通信器件是光模块的主要组成部分，其性能主导着光通信网络的升级换代。光模块是光通信设备的重要组成部分，光通信器件又是光模块的主要组成部分，而目前以北美和中国的数据来看，通信的大多数都是通过光通信实现。光模块市场的发展，实际上直接由下游通信资本支出带动，通信资本支出扩大推动光通信器件发展;光通信产业价值向中国转移趋势明显，中国企业的崛起以及中国市场的发展推动全球光通信器件行业发展，预计2026年全球光通信器件规模约384亿美元。光通信器件是光模块的主要组成部分光通信器件又称光器件(Optical device)，主要指应用在光通信领域，利用光电转换效应制成的具备各种功能的光电子器件，实现光信号的产生、调制、探测、连接、波长复用和解复用、光路转换、信号放大、光电转换等功能。光通信器件是光模块的主要组成部分，其性能主导着光通信网络的升级换代。光器件分为有源器件和无源器件，光有源器件是光通信系统中需要外加能源驱动工作的可以将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的光电子器件，是光传输系统的心脏。光无源器件是不需要外加能源驱动工作的光电子器件。通信资本支出扩大推动光通信器件发展光模块是光通信设备的重要组成部分，光通信器件又是光模块的主要组成部分，而目前以北美和中国的数据来看，通信的大多数都是通过光通信实现。光模块市场的发展，实际上直接由下游通信资本支出带动。电信服务提供商(CSP)方面，2016-2019年全球CSP资本支出规模呈下降趋势，主要是全球整体4G建设逐渐进入尾声，另一方面传统电信运营商整体收入增长率徘徊在2%左右，疲弱的收入限制了资本支出预算，所以CSP直到2019年资本支出都呈现负增长，但整体仍维持在3000亿美元以上的水平。Ovum认为2020年至2021年，随着全球5G的逐渐覆盖，必须大规模更新硬件软件支持，CSP的资本支出增速将维持中等增速;另外数据量持续增长，北美数据中心依然处于大规模建设期，中国数据中心未来可观，未来整个通信行业资本支出将持续增长。互联网内容提供商(ICP)方面，谷歌、苹果和Facebook等大型ICP开始花重金投资自身企业网络迅速推动通信行业资本支出，主要围绕数据中心和云基础设施，数据流量呈爆发式增长，推动作为载体的数据中心成为“刚需”，加上ICP的收入增长更为强劲，且一些ICP(尤其是谷歌)相较电信的大型CSP将更多的收入用于资本支出，ICP的资本支出基本持续维持10%以上的增长率，并带动市场整体增长。通信行业资本支出推动光器件市场需求增长，促进规模发展，2016-2019年全球光器件/模块市场规模呈现增长趋势，2017年，全球市场规模达到102亿美元，同时由于ICP资本支出中光器件/模块占比较CSP要高，所以在ICP资本支出大幅增长的带动下，全球光器件/模块占全球通信行业资本开支比重不断提高。根据Ovum数据显示，2016-2019年全球光通信器件市场规模处于增长趋势，电信市场和数据通信市场对光通信器件需求保持增长趋势，接入网市场需求趋于平稳。2019年全球光通信器件市场规模为117.05亿美元，较2018年增加8.0%。2020年随着5G全球商用，预期全球光通信市场规模达到166亿美元。光通信产业价值向中国转移趋势明显光通信器件行业全球化竞争格局已经形成，随着国内光通信器件厂商研发能力、生产工艺的提高，再加上产品的成本优势，国内企业加大了出口的力度，国外通信系统设备厂商也增加了对国内光通信器件产品的采购力度。与此同时，国外通信系统设备厂商为了降低成本，近年来也纷纷把生产和研发基地向中国大陆转移，这也带动了中国大陆光通信器件市场的需求。Ovum数据显示，光迅科技、中际旭创、海信宽带已进入全球前十。由于中国供应链和制造成本优势，光通信产业价值向中国转移趋势明显。根据Ovum数据显示，Lumentum/Il-VI、Finisar 、光迅科技，占行业总比重分别为19.0%、10.8%和7.7%。预计2026年全球光通信器件行业市场规模约为384亿美元在供给端，经过多年的发展和整合，光器件制造取得明显进步。在需求端，下游数据中心的迭代速度远远快于通信领域，亚马逊、谷歌、微软都曾表示他们计划三年左右升级一次，随着数据中心不断提高速率要求，光模块高频率升级不断，推动光通信器件发展。未来几年，光通信器件行业市场规模将保持增长势头。预计2021-2026年全球光通信器件市场规模将以15%的增长率增长，预计2026年达到384亿美元。更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《中国光通信器件行业市场需求与投资战略规划分析报告》，同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资、IPO募投可研等解决方案。更多深度行业分析尽在【前瞻经济学人APP】，还可以与500+经济学家/资深行业研究员交流互动。〖 前瞻产业研究院 〗本文不构成投资建议，股市有风险，投资需谨慎。

经过了2019年光通信资本市场寒冬，光通信行业并购出现较大规模下降后，随着全球光通信产业转移，国际领先企业纷纷加码收购其他厂商，光通信市场持续整合，国际通信产业蓬勃发展，2020年光通信并购市场迅速升温，其中，产业下游运营商并购交易规模相对较高，国际电信运营商并购交易频繁。整体而言，光通信行业前景乐观向好。光通信(Optical Communication)是以光波为载波的通信方式。通俗来讲，光通信就是使用光，向对方传输信息的技术，光通信是由将电信号转换成光信号的“发送机”、将光信号转换成电信号的“接收机”，以及传输光的回路“光纤”构成。光通信具有传输距离长，经济节能;一次性传输海量信息;通信速度快等优点。光通信存在于我们日常身边乃至世界各地，互联网、手机、IP电话等使用网络的设备，将每个人与其所在地区、与整个国家联系起来，甚至连接至全球通信网。比如说，电脑和手机发出的信号聚集在本地通信运营商的基站和网络供应商，再通过海底光缆中的光纤传输至世界各地。随着互联网的发展，通信量的增加，光通信需求增加。光通信产业并购回暖2017-2020年全球光通信产业链并购交易波动发展，2019年行业进入资本寒冬，光通信行业并购出现较大规模下降，根据标普旗下标普资本智库公司公开的并购与交易信息数据库统计，2019年光通信行业并购仅为5500亿元，同比下降55%。随着全球光通信产业转移，并购市场规模上升较快，国内领先企业纷纷加码收购国外厂商以及国际通信产业蓬勃发展，2020年光通信并购市场迅速升温。受光通信市场持续整合影响，产业集中度进一步提升，交易数量有所下降，但是交易金额有所上升。多家金融机构加快布局光通信产业，行业前景整体乐观向好。根据标普旗下标普资本智库公司公开的并购与交易信息数据库统计，纵观光通信产业上中下游，光通信各环节并购交易规模波动较大，2019年产业中游并购规模占比最大，达到49%;2020年产业下游环节并购规模较大，占比达到56%。产业下游运营商并购交易规模相对较高根据安永对于光通信产业链的划分，其将光芯片、光器件、光通信设备、光模块统一划分为光通信产业链上游环节;光通信中游则是包括通信铁塔、数据中心、光纤/海缆。根据标普资本智库公开的并购与交易信息数据库统计，2018年全球光通信产业链中游并购金额有所回落，2020年受光纤海缆和通信铁塔等需求的驱动，截至2020年8月，中游并购已经远超过2019年全年规模。从中游各环节看，通信铁塔资产受到资本追逐，并购交易额达1500亿元，约为2019年全年的两倍;与此同时，数据中心热度也在逐渐攀升，由2019年的500亿元，上升至800亿元。2017-2020年光通信产业链下游运营商并购交易数量持续下降，但交易金额波动发展，且波动浮动较大。2019年受资本寒冬影响，光通信产业链下游并购有短暂停滞，2020年全球运营商正在进一步急速整合，截至2020年8月，光通信产业链下游并购交易发生45起，交易金额实现历史新高，达到5650亿元。可见，光通信行业资本市场寒冬已过，市场整体已经回暖。运营商之间的整合仍然为产业链下游的主旋律，并购交易数量下降是运营商不断寡头化趋势的呈现。国际电信运营商并购交易频繁2020年受益于Vodafone、Virgin Media等企业的大规模并购，带动光通信下游投资热度激增。越来越多的金融机构，如股权投资机构也不断加码光通信市场，如CIH Technology Holdings的子公司CIH Telecommunications Americas LLC(CIH)等企业通过收购英国电信的海外资产，取得了其在拉美、西班牙等多地的相关业务。2020年3月，CIH Telecommunications Americas LLC(CIH)收购英国电信拉丁美洲部分业务。2020年2月，英国Vodafone(沃达丰)收购澳大利亚电信运营商TPG，收购金额约150亿澳元(约合101亿美元)。光通信属于全球化竞争异常激烈的产业，从行业并购趋势可知，光通信领域集中度不断提高，行业的厂商仍然在加速重组整合，国际厂商通过收购与兼并等方式不断进行产业链拓展，完成技术与业务转型，使其产品覆盖产业链所有环节。更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《中国光通信器件行业市场需求与投资战略规划分析报告》，同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资、IPO募投可研等解决方案。

光通信器件是光模块的主要组成部分，其性能主导着光通信网络的升级换代。光模块是光通信设备的重要组成部分，光通信器件又是光模块的主要组成部分，而目前以北美和中国的数据来看，通信的大多数都是通过光通信实现。光模块市场的发展，实际上直接由下游通信资本支出带动，通信资本支出扩大推动光通信器件发展；光通信产业价值向中国转移趋势明显，中国企业的崛起以及中国市场的发展推动全球光通信器件行业发展，预计2026年全球光通信器件规模约384亿美元。光通信器件是光模块的主要组成部分光通信器件又称光器件(Optical device)，主要指应用在光通信领域，利用光电转换效应制成的具备各种功能的光电子器件，实现光信号的产生、调制、探测、连接、波长复用和解复用、光路转换、信号放大、光电转换等功能。光通信器件是光模块的主要组成部分，其性能主导着光通信网络的升级换代。光器件分为有源器件和无源器件，光有源器件是光通信系统中需要外加能源驱动工作的可以将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的光电子器件，是光传输系统的心脏。光无源器件是不需要外加能源驱动工作的光电子器件。通信资本支出扩大推动光通信器件发展光模块是光通信设备的重要组成部分，光通信器件又是光模块的主要组成部分，而目前以北美和中国的数据来看，通信的大多数都是通过光通信实现。光模块市场的发展，实际上直接由下游通信资本支出带动。电信服务提供商(CSP)方面，2016-2019年全球CSP资本支出规模呈下降趋势，主要是全球整体4G建设逐渐进入尾声，另一方面传统电信运营商整体收入增长率徘徊在2%左右，疲弱的收入限制了资本支出预算，所以CSP直到2019年资本支出都呈现负增长，但整体仍维持在3000亿美元以上的水平。Ovum认为2020年至2021年，随着全球5G的逐渐覆盖，必须大规模更新硬件软件支持，CSP的资本支出增速将维持中等增速；另外数据量持续增长，北美数据中心依然处于大规模建设期，中国数据中心未来可观，未来整个通信行业资本支出将持续增长。互联网内容提供商(ICP)方面，谷歌、苹果和Facebook等大型ICP开始花重金投资自身企业网络迅速推动通信行业资本支出，主要围绕数据中心和云基础设施，数据流量呈爆发式增长，推动作为载体的数据中心成为“刚需”，加上ICP的收入增长更为强劲，且一些ICP(尤其是谷歌)相较电信的大型CSP将更多的收入用于资本支出，ICP的资本支出基本持续维持10%以上的增长率，并带动市场整体增长。通信行业资本支出推动光器件市场需求增长，促进规模发展，2016-2019年全球光器件/模块市场规模呈现增长趋势，2017年，全球市场规模达到102亿美元，同时由于ICP资本支出中光器件/模块占比较CSP要高，所以在ICP资本支出大幅增长的带动下，全球光器件/模块占全球通信行业资本开支比重不断提高。根据Ovum数据显示，2016-2019年全球光通信器件市场规模处于增长趋势，电信市场和数据通信市场对光通信器件需求保持增长趋势，接入网市场需求趋于平稳。2019年全球光通信器件市场规模为117.05亿美元，较2018年增加8.0%。2020年随着5G全球商用，预期全球光通信市场规模达到166亿美元。光通信产业价值向中国转移趋势明显光通信器件行业全球化竞争格局已经形成，随着国内光通信器件厂商研发能力、生产工艺的提高，再加上产品的成本优势，国内企业加大了出口的力度，国外通信系统设备厂商也增加了对国内光通信器件产品的采购力度。与此同时，国外通信系统设备厂商为了降低成本，近年来也纷纷把生产和研发基地向中国大陆转移，这也带动了中国大陆光通信器件市场的需求。Ovum数据显示，光迅科技、中际旭创、海信宽带已进入全球前十。由于中国供应链和制造成本优势，光通信产业价值向中国转移趋势明显。根据Ovum数据显示，Lumentum/Il-VI、Finisar 、光迅科技，占行业总比重分别为19.0%、10.8%和7.7%。预计2026年全球光通信器件行业市场规模约为384亿美元在供给端，经过多年的发展和整合，光器件制造取得明显进步。在需求端，下游数据中心的迭代速度远远快于通信领域，亚马逊、谷歌、微软都曾表示他们计划三年左右升级一次，随着数据中心不断提高速率要求，光模块高频率升级不断，推动光通信器件发展。未来几年，光通信器件行业市场规模将保持增长势头。预计2021-2026年全球光通信器件市场规模将以15%的增长率增长，预计2026年达到384亿美元。（文章来源：前瞻产业研究院）