全球光模塊市場(chǎng)超過(guò)百億美元，國(guó)產(chǎn)光芯片有望切入高端市場(chǎng)

2023-03-20 13:51

日前，國(guó)金證券在研報(bào)中指出，根據(jù) LightCounting 統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2021年全球光模塊市場(chǎng)規(guī)模超過(guò) 100 億美金，國(guó)產(chǎn)光模塊市場(chǎng)份額過(guò)半。2022 年 400G 光模塊開始大規(guī)模部署，800G 光模塊開始放量，高速光芯片產(chǎn)品需求持續(xù)增長(zhǎng)。

根據(jù) Omdia 對(duì)數(shù)據(jù)中心和電信場(chǎng)景激光器芯片的預(yù)測(cè)，2019 年至 2025 年 25G 及以上速率光模塊所使用的光芯片整體市場(chǎng)空間將從 13.56 億美元增長(zhǎng)至 43.40 億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到 21.40%。

隨著25G國(guó)產(chǎn)光芯片量產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)光芯片有望切入25G及以上高端光芯片市場(chǎng)。MPO 高效鏈接器，AWG 無(wú)源芯片、薄膜鈮酸鋰調(diào)制器等低功耗器件的需求有望持續(xù)增長(zhǎng)。國(guó)產(chǎn)光芯片行業(yè)從低端市場(chǎng)向高端市場(chǎng)，從電信市場(chǎng)向數(shù)通市場(chǎng)，從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)向海外市場(chǎng)擴(kuò)展的機(jī)會(huì)。

國(guó)產(chǎn)光芯片行業(yè)厚積薄發(fā)

光通信系統(tǒng)是以光信號(hào)為信息載體，以光纖作為傳輸介質(zhì)，通過(guò)電光轉(zhuǎn)換，以光信號(hào)傳輸信息的系統(tǒng)。按照在信息流中位置，光通信器件主要功能包括：光信號(hào)產(chǎn)生、光信號(hào)調(diào)制、光信號(hào)傳輸、光信號(hào)處理、光信號(hào)探測(cè)。

從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，光芯片、電芯片、PCB、其他結(jié)構(gòu)件構(gòu)成光通信產(chǎn)業(yè)上游；產(chǎn)業(yè)中游為光器件，包括光組件與光模塊；產(chǎn)業(yè)下游組裝成系統(tǒng)設(shè)備，最終應(yīng)用于電信市場(chǎng)，如光纖接入、 4G/5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)廠商數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。

光器件按照是否需要電源驅(qū)動(dòng)，可分為有源光器件和無(wú)源光器件。有源光器件主要用于光電信號(hào)轉(zhuǎn)換，包括激光器、調(diào)制器、探測(cè)器和集成器件等。無(wú)源器件用于滿足光傳輸環(huán)節(jié)的其他功能，包括光連接器、光隔離器、光分路器、光濾波器等。

我國(guó)光通信企業(yè)從下游到中游，已經(jīng)初步建立全球領(lǐng)先的競(jìng)爭(zhēng)力，下游的華為、中興、烽火等設(shè)備企業(yè)的傳輸設(shè)備是產(chǎn)率全球領(lǐng)先。在中游的光模塊領(lǐng)域，根據(jù)LightCounting 數(shù)據(jù)，2021 年中國(guó)光模塊供應(yīng)商在全球市場(chǎng)的占有率超過(guò) 50%。

上游的光芯片是光器件的核心元件，美國(guó)和日本企業(yè)依然占據(jù)全球光器件行業(yè)市場(chǎng)領(lǐng)先地位，高端芯片進(jìn)口依賴度高。繼光模塊產(chǎn)業(yè)之后，光芯片是我國(guó)光電子領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)化水平亟待提升的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。

從國(guó)產(chǎn)化進(jìn)展來(lái)看，當(dāng)前我國(guó)高功率激光器芯片，部分高速率激光器芯片已處于國(guó)產(chǎn)化加速突破階段，而光探測(cè)芯片、25G 以上高速率光芯片仍處于進(jìn)口替代早期階段。國(guó)產(chǎn)光芯片在高端產(chǎn)品領(lǐng)域同國(guó)外廠商還有較大差距。

按照產(chǎn)品速率區(qū)分，我國(guó)光芯片企業(yè)已基本掌握 10G 及以下速率光芯片的核心技術(shù)，依靠封裝優(yōu)勢(shì)在中低端市場(chǎng)已形成較強(qiáng)影響力。

根據(jù) ICC 預(yù)測(cè)，2021 年 2.5G 及以下國(guó)產(chǎn)光芯片占全球比重超過(guò) 90%，10G 光芯片方面國(guó)產(chǎn)光芯片占全球比重約 60%，但不同頻段光芯片的國(guó)產(chǎn)化情況存在差異，部分 10G 光芯片產(chǎn)品性能要求較高、難度較大，如 10G VCSEL EML 激光器芯片等，國(guó)產(chǎn)化率不到 40%。

國(guó)產(chǎn)光芯片行業(yè)同時(shí)面臨低端產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)激烈，高端產(chǎn)品突破困難的國(guó)產(chǎn)替代挑戰(zhàn)。作為從原材料到光器件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，光芯片企業(yè)還需要上游襯底企業(yè)和下游光模塊企業(yè)的配合，來(lái)加快產(chǎn)品性能完善和導(dǎo)入。

光芯片行業(yè)具有較高的準(zhǔn)入門檻。特別是采用 IDM 模式的企業(yè)，光芯片產(chǎn)品設(shè)計(jì)、良率的提升需要較長(zhǎng)周期。光芯片導(dǎo)入下游光器件和模塊，需要經(jīng)過(guò)性能測(cè)試、可靠性測(cè)試等過(guò)程。

從光模塊行業(yè)預(yù)測(cè)看光芯片需求增長(zhǎng)

根據(jù) LightCounting 預(yù)測(cè)，2023 年全球光模塊市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng) 4.34%，2024-2027年 4 年 CAGR 為 11.43%，有望在 2027 年突破 200 億美元，2024 年開始恢復(fù)較快增長(zhǎng)。

根據(jù)中金企信統(tǒng)計(jì)數(shù)，2021 全球光通信用光芯片市場(chǎng)規(guī)模為 146.70 億元，其中2.5G、10G 及 25G 及以上光芯片市場(chǎng)規(guī)模分別為 11.67 億元、27.48 億元、107.55 億元。根據(jù) Omdia 對(duì)數(shù)據(jù)中心和電信場(chǎng)景激光器芯片的預(yù)測(cè)，2021 年 25G 及以上速率光模塊所使用的光芯片整體市場(chǎng)規(guī)模為 19.13 億美元，折合約 130 億人民幣。

結(jié)合上述數(shù)據(jù)推算，2021 年全球通信光芯片市場(chǎng)規(guī)模約為光模塊市場(chǎng)規(guī)模的 18-20%。我們按照低端光模塊市場(chǎng) 18%，高端光模塊市場(chǎng) 20%的比例核算對(duì)應(yīng)的光芯片市場(chǎng)規(guī)模。

目前產(chǎn)品架構(gòu)成熟的光模塊多采用 PSM4 或者 CWDM4 的四通道結(jié)構(gòu)。10G 及以下光芯片大致對(duì)應(yīng) 1G、10G、40G 光模塊。

從 LightCounting 的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)看，1G、10G、40G 數(shù)通光模塊發(fā)貨量從 2023 年開始下降，市場(chǎng)規(guī)模從 2022 年的 6.14 億美元下降到 2027 年的 1.50 億美元。按照 18%的占比，對(duì)應(yīng)的光芯片市場(chǎng)規(guī)模從 2022年的 1.11 億美元下降到 2027 年的 0.27 億美元。

從數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn)看，10G/40G CLOS 架構(gòu)已經(jīng)落伍，目前國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)公司以 25G/100G CLOS 架構(gòu)為主，北美互聯(lián)網(wǎng)公司開始向 100G/400G CLOS 以及更先進(jìn)的 800G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)。

目前 100G-800G 數(shù)通光模塊主要使用 25G、53G、56G 波特率的 DFB 和 EML激光器芯片。目前已發(fā)布的 800G 光模塊產(chǎn)品，多采用了 8*100G 的架構(gòu)，采用 8 片56G EML PAM4 光芯片。

從 LightCounting 的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)看，2023-2027 年 25G、100G、400G 和 800G 光模塊的發(fā)貨量保持增長(zhǎng)。市場(chǎng)規(guī)模從 2022 年的 44.50 億美元增長(zhǎng)到 2027 年的 72.69億美元，5 年 CAGR 為 10.31%。對(duì)應(yīng)光芯片市場(chǎng)規(guī)模從 8.90 億美元增長(zhǎng)到 14.53億美元。

無(wú)線回傳10G 需求穩(wěn)定，25G需求增長(zhǎng)

根據(jù)工信部統(tǒng)計(jì)，截至 2022 年 11 月末，5G 基站總數(shù)達(dá) 228.7 萬(wàn)個(gè)。隨著國(guó)內(nèi)5G 基站數(shù)量的不斷提升，5G 基站的建設(shè)需求增長(zhǎng)放緩。LightCounting 的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示 2022-2027 年全球無(wú)線前傳 10G 和 25G 光模塊發(fā)貨量持續(xù)下降。

無(wú)線前傳光模塊的市場(chǎng)規(guī)模，到 2026 年 50G 以上光模塊批量部署才有望回升。根據(jù) IMT-2020 發(fā)布的 5G 前傳光模塊光電芯片演進(jìn)規(guī)劃，25G DFB 光芯片可以基于 PAM4 支持 50G 前傳光模塊。

根據(jù) LightCounting 預(yù)測(cè)，50G 和 100G 前傳光模塊到 2026 年才會(huì)拉動(dòng) 5G 前傳市場(chǎng)規(guī)模回升，2023-2025 年 25G 及以上 5G 前傳光模塊市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定在 4.20 億美元。對(duì)應(yīng)的 25G 及以上 DFB 光芯片市場(chǎng)規(guī)模約為 0.84 億美元。

隨著 5G 用戶滲透率提升和 5G 應(yīng)用的不斷豐富，5G 流量需求會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，這會(huì)帶來(lái)無(wú)線中回傳網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容需求。根據(jù) LightCounting 的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，5G 中回傳 10G 光模塊發(fā)貨量從 2022 年 210 萬(wàn)片增長(zhǎng)到 2027 年的 306 萬(wàn)片，5 年 CAGR 為 7.68%。持續(xù)增長(zhǎng)的需求讓 10G 及以下光模塊市場(chǎng)基本穩(wěn)定 0.9 億美元，對(duì)應(yīng)的光芯片市場(chǎng)約0.181 億美元。

在中回傳市場(chǎng)，2023 年開始 25G、100G、200G 光模塊需求保持較快增長(zhǎng)。25G 及以上中回傳光模塊市場(chǎng)規(guī)模從 2022 年的 1.03 億美元增長(zhǎng)到 2027 的 1.71 億美元，5年 CAGR 為 10.73%。對(duì)應(yīng)的光芯片市場(chǎng)規(guī)模從約 0.21 億美元增長(zhǎng)至 0.34 億美元。

有線接入 10G PON 需求持續(xù)增長(zhǎng)

按照《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，十四五期間我國(guó)全面部署千兆光纖網(wǎng)絡(luò)，加快“千兆城市”建設(shè)，持續(xù)擴(kuò)大千兆光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋，推進(jìn)城市及重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn) 10G-PON 設(shè)備部署，開展城鎮(zhèn)老舊小區(qū)光接入網(wǎng)能力升級(jí)。

截至 2022 年底，三家基礎(chǔ)電信企業(yè)的固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶總數(shù)達(dá) 5.9 億戶，全年凈增 5386 萬(wàn)戶。其中，100Mbps 及以上接入速率的用戶為 5.54 億戶，全年凈增 5513 萬(wàn)戶，占總用戶數(shù)的 93.9%，占比較上年末提高 0.8 個(gè)百分點(diǎn)；1000Mbps及以上接入速率的用戶為 9175 萬(wàn)戶，全年凈增 5716 萬(wàn)戶，占總用戶數(shù)的 15.6%，占比較上年末提高 9.1 個(gè)百分點(diǎn)。

從工信部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，截至 2022 年底我國(guó)千兆用戶數(shù)滲透率為 15.6%，還有很大的提升空間。但是運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)度要領(lǐng)先用戶發(fā)展進(jìn)度。

截至 2022 年 12月，具備千兆網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力的 10G PON 端口數(shù)達(dá) 1523 萬(wàn)個(gè)，千兆光網(wǎng)具備覆蓋超過(guò) 5 億戶家庭的能力，已實(shí)現(xiàn)“市市通千兆”，千兆光網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和覆蓋水平全球第一。10G PON 成為后續(xù)接入網(wǎng)建設(shè)重點(diǎn)。

根據(jù) LightCounting 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2022 年開始，10G 以下 PON 光模塊的發(fā)貨量開始下滑。對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)模下降到 2 億美元以下。

根據(jù) LightCounting 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2022 年 10G PON 發(fā)貨量約為 2690 萬(wàn)只，到2027 年 10G PON 發(fā)貨量約為 7300 萬(wàn)只，5 年 CAGR 為 22.07%。PON 市場(chǎng)是10G 光芯片最大的需求增量市場(chǎng)。但是 10G 光模塊市場(chǎng)規(guī)模會(huì)從 2022 年的 7.07億美元下降到 2027 年的 2.87 億美元，對(duì)應(yīng)的光芯片市場(chǎng)規(guī)模從 1.414 億美元持續(xù)下降到 0.57 億美元。

25G PON 和 50G PON 作為下一代產(chǎn)品，在 2024 年才會(huì)小規(guī)模部署，主要的部署期在 2025 年之后，但是 25G 及以上 PON 光模塊的市場(chǎng)規(guī)模會(huì)在 2025 年突破2 億美元，對(duì)應(yīng) 0.4 億美元光芯片市場(chǎng)，并在 2026-2027 年保持 30%以上的同比增長(zhǎng)。

原文標(biāo)題 : 全球光模塊市場(chǎng)超過(guò)百億美元，國(guó)產(chǎn)光芯片有望切入高端市場(chǎng)