深圳千兆光模塊外殼廠家

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1、深圳千兆光模塊外殼廠家

深圳千兆光模塊外殼廠家

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1.1全球分工明確，中國開啟高端智造 光模塊產(chǎn)業(yè)鏈介紹

光模塊作為一種重要的有源光器件，在發(fā)送端和接收端分別實現(xiàn)信號的電-光轉(zhuǎn)換和 光-電轉(zhuǎn)換。由于通信信號的傳輸主要以光纖作為介質(zhì)，而產(chǎn)生端、轉(zhuǎn)發(fā)端、處理端、接 收端處理的是電信號，光模塊具有廣泛和不斷增長的市場空間。光模塊的上游主要為光 芯片和無源光器件，下游客戶主要為電信主設(shè)備商、運(yùn)營商以及互聯(lián)網(wǎng)&云計算企業(yè)。

光模塊遵循芯片—組件(OSA)—模塊的封裝順序。激光器芯片和探測器芯片通過 傳統(tǒng)的 TO 封裝形成 TOSA 及 ROSA，同時將配套電芯片貼裝在 PCB，再通過精密耦合 連接光通道和光纖，最終封裝成為一個完整的光模塊。新興的主要應(yīng)用于短距多模的COB采用混合集成的方法，通過特殊的鍵合焊接工藝將芯片貼裝在PCB上，采用非氣 密性封裝。

光模塊下游主要應(yīng)用于電信承載網(wǎng)、接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心及以太網(wǎng)三大場景。電信承 載網(wǎng)和接入網(wǎng)同屬于電信運(yùn)營商市場，其中波分復(fù)用(xWDM)光模塊主要用于中長距 電信承載網(wǎng)，光互聯(lián)(Opitcal interconnects)主要用于骨干網(wǎng)核心網(wǎng)長距大容量傳輸， 而接入網(wǎng)市場是運(yùn)營商到用戶的“最后一公里”，包括光纖到戶無源光網(wǎng)絡(luò)(FTTH PON)、 無線前傳(Wireless)等應(yīng)用場景。數(shù)據(jù)中心及以太網(wǎng)市場主要包括數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互聯(lián)、 數(shù)據(jù)中心互聯(lián)(DCI)、企業(yè)以太網(wǎng)(Ethernet)等場景。根據(jù) LightCounting預(yù)測，2018 年全球光模塊市場規(guī)模約 60 億美元，其中電信承載網(wǎng)市場規(guī)模 17 億美元，每年以 15%的速度增長，接入網(wǎng)市場規(guī)模約 12 億美元，年增長率約 11%，而數(shù)據(jù)中心和以太網(wǎng)市場規(guī)模已達(dá) 30 億美元，未來 5 年復(fù)合增長率達(dá) 19%。

1.1.2歐美日:行業(yè)不斷并購整合，專注于高端產(chǎn)品和芯片研發(fā)

全球光模塊產(chǎn)業(yè)鏈分工明確，歐美日技術(shù)起步較早，專注于芯片和產(chǎn)品研發(fā)。中國 在產(chǎn)業(yè)鏈中游優(yōu)勢明顯:勞動力成本、市場規(guī)模以及電信設(shè)備商的扶持，經(jīng)過多年發(fā)展 已成為全球光模塊制造基地，從 OEM、ODM 發(fā)展為多個全球市占率領(lǐng)先的光模塊品牌。 產(chǎn)業(yè)鏈分工有效利用了全球優(yōu)勢生產(chǎn)要素，并避免了重復(fù)研發(fā)，有利于全球產(chǎn)業(yè)鏈高效 運(yùn)轉(zhuǎn)但中國難以分享上游的巨大價值。

由于低端產(chǎn)品價格透明，許多海外企業(yè)無法接受過低的毛利率進(jìn)而剝離光模塊業(yè)務(wù) 專注于芯片或保留高端產(chǎn)品。如劍橋科技去年 5 月和今年 3 月分別收購 Macom Japan 和 Oclaro Japan 光模塊資產(chǎn);博創(chuàng)科技今年 3 月收購 Kaiam PLC 業(yè)務(wù)涉及相關(guān)部分資 產(chǎn)。另一方面，光通信巨頭也經(jīng)歷了一系列并購整合，以增強(qiáng)對整個產(chǎn)業(yè)鏈的垂直協(xié)同， 增強(qiáng)規(guī)模優(yōu)勢，提高議價能力，如去年 5 月和 11 月，Lumentum 和 II-VI 分別宣布收購 Oclaro 和 Finisar。

1.1.3中國:從全球工廠到高端智造

工程師紅利開始替代勞動力紅利。中國的制造業(yè)勞動力成本相比美國的優(yōu)勢正在快 速減弱，根據(jù) Wind 和美國勞工部發(fā)布數(shù)據(jù)統(tǒng)計，美國制造業(yè)平均年薪/中國制造業(yè)平均 年薪從 2013 年的 8.15 快速減少為 2018 年的 5.01。而與此同時，中美 IT 技術(shù)人員的平 均年薪在緩慢縮小，美國 IT 技術(shù)平均年薪/中國 IT 技術(shù)平均年薪由 2013 年的 5.89 減少 為 2018 的 4.46。中國的工程師紅利正在替代勞動力紅利成為驅(qū)動光模塊行業(yè)發(fā)展的新 動能。

中國在全球價值鏈地位提升。長期以來我國光模塊企業(yè)在上游芯片和下游主設(shè)備商 的“夾擊”下利潤空間被嚴(yán)重限定，但長期堅持研發(fā)正在助力國內(nèi)光模塊企業(yè)向價值鏈 更高的高端光模塊和光電芯片領(lǐng)域滲透。我們以電信光模塊為主業(yè)的光迅科技、昂納科 技、新易盛作為樣本，三家企業(yè)研發(fā)支出總額 2014-2018 保持著年均 20%的增長速度， 研發(fā)支出占營收比例保持在 10%以上。而從三家企業(yè)的收入合計占運(yùn)營商資本開支的比 例來看，2014-2018 增長了 1.79pct。光模塊企業(yè)通過研發(fā)投入帶動產(chǎn)品競爭力不斷增 強(qiáng)，有望在全球產(chǎn)業(yè)鏈中分享更多的價值。

1.2上游芯片仍是短板，自主可控必將加速

1.2.1光芯片和電芯片是光模塊的核心部件，成本占比最高

光芯片是光模塊中完成光電信號轉(zhuǎn)換的直接芯片，又分為激光器芯片和探測器芯片。 激光器芯片發(fā)光基于激光的受激輻射原理，按發(fā)光類型，分為面發(fā)射與邊發(fā)射:面發(fā)射 類型主要為 VCSEL(垂直腔面發(fā)射激光器)，適用于短距多模場景;邊發(fā)射類型主要為 FP(法布里-珀羅激光器)、DFB(分布式反饋激光器)以及 EML(電吸收調(diào)制激光器)， FP 適用于 10G 以下中短距場景，DFB 及 EML 適用于中長距高速率場景。EML 通過在 DFB 的基礎(chǔ)上增加電吸收片(EAM)作為外調(diào)制器，目前是實現(xiàn) 50G 及以上單通道速 率的主要光源。探測器芯片主要有 PIN(PN 二極管探測器)和 APD(雪崩二極管探測 器)兩種類型，前者靈敏度相對較低，應(yīng)用于中短距，后者靈敏度高，應(yīng)用于中長距。

電芯片一方面實現(xiàn)對光芯片工作的配套支撐，如 LD(激光驅(qū)動器)、TIA(跨阻放大 器)、CDR(時鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路)，一方面實現(xiàn)電信號的功率調(diào)節(jié)，如MA(主放)，另 一方面實現(xiàn)一些復(fù)雜的數(shù)字信號處理，如調(diào)制、相干信號控制、串并/并串轉(zhuǎn)換等。還有 一些光模塊擁有 DDM(數(shù)字診斷功能)，相應(yīng)的帶有 MCU 和 EEPROM。電芯片通常配 套使用，主流芯片廠商一般都會推出針對某種型號光模塊的套片產(chǎn)品。

發(fā)射端，電信號通過 CDR、LD 等信號處理芯片完成信號內(nèi)調(diào)制或外調(diào)制，驅(qū)動激 光器芯片完成電光轉(zhuǎn)換;接收端，光信號通過探測器芯片轉(zhuǎn)化為電脈沖，然后通過 TIA、 MA 等功率處理芯片調(diào)幅，最終輸出終端可以處理的連續(xù)電信號。光芯片和電芯片配合 工作實現(xiàn)了對傳輸速率、消光比、發(fā)射光功率等主要性能指標(biāo)的實現(xiàn)，是決定光模塊性 能表現(xiàn)的最重要器件。通過眼圖分析可以衡量光模塊的主要性能指標(biāo)，包括幅度穩(wěn)定度、 碼間干擾、消光比、抖動過沖和噪聲等。

光模塊芯片具有極高的技術(shù)壁壘和復(fù)雜的工藝流程，因而是光模塊 BOM 成本結(jié)構(gòu) 中占比最大的部分。光芯片的成本占比通常在 40%-60%，電芯片的成本占比通常在 10%- 30%之間，越高速、高端的光模塊電芯片成本占比越高，但規(guī)模優(yōu)勢可以增加采購的議 價能力。

1.2.2高速芯片國產(chǎn)率亟待提升，芯片產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節(jié)需逐步解決

高速芯片國產(chǎn)化率亟待提升。光芯片方面，我國在 10G 及以下光芯片具備替代的能 力，但仍有很大市場空間。商業(yè)級 25G 的 DFB、EML、APD、PIN 部分廠商已在客戶驗 證階段，成本降低和良率提升仍有很長的路要走。50G EML、窄線寬波長可調(diào)激光器芯 片、100G 及以上相干集成光收發(fā)芯片等面向 5G 的關(guān)鍵芯片幾乎全部由國外廠商提供， 海思、光迅等研發(fā)走在前列的企業(yè)目標(biāo)基本是實現(xiàn)自給。電芯片方面，我國25G/100G多模光模塊配套 IC 基本實現(xiàn)替代能力，但產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。25G/100G 單模和更高速率自 給率估計僅有 1%，高速 TIA、CDR、DSP 等基本和國外存在 1-2 代的技術(shù)差距。

光芯片國內(nèi) Foundry 能力嚴(yán)重不足制約流片進(jìn)度。光芯片產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)包括芯片設(shè) 計、基板制造、泵晶生長、晶粒制造等多重步驟，工藝流程較為復(fù)雜。(1)芯片設(shè)計是 上游核心環(huán)節(jié)，也是Fabless模式芯片企業(yè)能夠獨立把控的部分。當(dāng)前我國多數(shù)光芯片 企業(yè)為Fabless模式，如華為海思、飛昂光電。(2)基板制造是光芯片上游襯底基板的 規(guī)模制造環(huán)節(jié)，能實現(xiàn)高純度單晶體襯底批量生產(chǎn)的全球僅有少數(shù)幾家企業(yè)，如住友、 AXT。(3)磊晶生長利用基板和有機(jī)金屬氣體在 MOCVD/MBE 設(shè)備里長晶，制成外延片(wafer)。專門從事外延片生長的廠商又叫 Foundry，集中于臺灣、新加坡、日本、美 國等地。(4)在晶粒制造環(huán)節(jié)，對外延片進(jìn)行光刻等系列處理，最后封裝成擁有完整光 電性能的光芯片。臺灣是全球光芯片封測產(chǎn)業(yè)集中地區(qū)。一枚光芯片的誕生需要經(jīng)過設(shè) 計、流片、定型、量產(chǎn)等多道環(huán)節(jié)，完整流程在一年半到兩年之間，由于我國 Foundry 產(chǎn)能嚴(yán)重不足或工藝落后，我國大量芯片企業(yè)流片進(jìn)度嚴(yán)重受制于國外。

電芯片需要補(bǔ)齊整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈短板。電芯片產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)包括 IC 設(shè)計、晶圓制造 及加工、封裝及測試環(huán)節(jié)，同樣擁有復(fù)雜的工序和工藝，國產(chǎn)替代仍舊任重道遠(yuǎn)。(1) 上游設(shè)計是知識密集型行業(yè)，需要經(jīng)驗豐富的尖端人才。(2)中游晶圓制造及加工設(shè)備 投入巨大，進(jìn)入門檻極高，并且鍍膜、光刻、刻蝕等關(guān)鍵設(shè)備由少數(shù)國際巨頭把控。(3) 光模塊電芯片屬專用芯片市場，市場相對較小，需要光模塊廠商的長期配套扶持。

1.2.3國產(chǎn)替代空間巨大，自主可控意義更大

貿(mào)易戰(zhàn)加速芯片自主可控。2018 年 4 月，美國以違反對伊朗的出口禁令為由重啟 對中興通訊的出口制裁，禁止本國企業(yè)向中興提供任何銷售服務(wù)。由于在電芯片、射頻 前端芯片、高端光模塊和光器件上嚴(yán)重依賴美國企業(yè)，中興通訊陷入兩個月的“休克” 狀態(tài)，中興供應(yīng)商遭受了嚴(yán)重的訂單和存貨損失。今年 5 月，美國商務(wù)部正式把華為列 入“實體名單”，隨即斷供一切美國芯片、器件、軟件系統(tǒng)、技術(shù)支持等。華為隨即曝光 “備胎計劃”，但在 x86芯片、DSP、FPGA、射頻前端、模擬芯片、存儲芯片等領(lǐng)域仍 然很難找到合適的國產(chǎn)替代方案。

光模塊方面，中國企業(yè)在華為高端光模塊和相干光模塊的占有率不足20%，25G 及 以上光芯片和電芯片除了海思自研幾乎沒有國產(chǎn)替代方案。基于光芯片/電芯片的平均成 本占比以及 LightCounting 對全球光模塊市場規(guī)模的預(yù)測，我們預(yù)計 2018 年光芯片和電 芯片的市場規(guī)模分別在 21 億美元、8 億美元，2023 年將分別達(dá)到 52 億美元、20 億美 元。我國是全球光模塊最大的市場之一，預(yù)計到 2023 年光芯片和電芯片國產(chǎn)替代空間 分別在 13 億美元、 6 億美元。

以史為鑒，華為未雨綢繆意義重大。華為光通信設(shè)備全球領(lǐng)先，不畏美國打壓，很 大程度上由于對長期研發(fā)的“備胎”信心。華為海思成立于 2004 年，自成立以來光網(wǎng) 絡(luò)解決方案芯片受到極高的戰(zhàn)略重視。華為于 2012 年收購英國光子集成公司 CIP 并于 2013 年收購比利時硅光子公司 Caliopa，不斷增強(qiáng)設(shè)計能力，今年初宣布在英國劍橋投 資光芯片工廠，未來目標(biāo)是實現(xiàn)下游流片、封測的自主化。當(dāng)前中美貿(mào)易談判結(jié)果仍有 很大的不確定性，但從中興到華為，自主可控已成為國內(nèi)光模塊企業(yè)的普遍共識。

2.1產(chǎn)品迭代周期短，研發(fā)布局要快

2.1.1多種因素導(dǎo)致產(chǎn)品迭代周期短

光模塊數(shù)通市場產(chǎn)平均每 3-4 年完成一輪產(chǎn)品迭代，當(dāng)前北美數(shù)據(jù)中心已進(jìn)入 25G/100G 和 100G/400G 的過渡階段，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心部署進(jìn)度落后 1 到 2 年。電信市 場產(chǎn)品更迭相對緩慢一些，但在工業(yè)級溫度下要求光模塊的穩(wěn)定工作時間在5年以上。

(1)流量加速爆發(fā)，交換機(jī)和服務(wù)器快速迭代。思科預(yù)測 2016-2021 全球流量年 復(fù)合增長率 25%，這意味著流量每三年翻一番，5G 到來單位流量價格下降將帶來更快 的流量增長。流量的爆發(fā)導(dǎo)致服務(wù)器和交換機(jī)的升級需求，帶來光模塊的配套升級。

(2)光模塊產(chǎn)品種類繁多，非主流產(chǎn)品迅速退出市場。光模塊的場景和性能屬性繁 多，不同的封裝方式、傳輸速率、傳輸距離、光纖類型、通道數(shù)、光源波長等相互組合 形成龐大的產(chǎn)品型號體系，以滿足不同場景、不同性能、不同預(yù)算的解決方案。新一代 產(chǎn)品往往有各廠商主導(dǎo)的多種型號供客戶選擇，但通常某些成為主流，其他的則退出市 場。

(3)客戶追求更高性價比，高速率產(chǎn)品替代低速率產(chǎn)品。光模塊的發(fā)展趨勢是更小、 更便宜、更節(jié)能，光模塊單位速率成本2016-2019平均每年下降 38%，2024 年單位帶 寬成本有望接近 1 美元/Gb，客戶使用高速率產(chǎn)品替換低速率產(chǎn)品將有效降低單位成本。

2.1.2應(yīng)對方式一:快速推出新品取得先發(fā)優(yōu)勢

客戶認(rèn)證周期長，先發(fā)優(yōu)勢重要。每一款新品進(jìn)入光模塊客戶供應(yīng)商名單往往需要 半年到一年的認(rèn)證周期，而一旦進(jìn)入，除非出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問題，后期份額出現(xiàn)重大變動 的可能性不大。其次，每一款新品推出往往不同供應(yīng)商會給出不同解決方案，產(chǎn)品推出 較早的供應(yīng)商被客戶采納為主流方案的可能性更大。例如，IEEE 及 MSA 為 100G 定義 的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)超過十種，但最終 100G CWDM4 由于既滿足 2km 以內(nèi)的傳輸需要又節(jié)省光 纖，成為數(shù)據(jù)中心客戶的主流選擇。旭創(chuàng)進(jìn)入 100G CWDM4 較早占據(jù)了較高的市場份 額，隨后推出的產(chǎn)品，如英特爾的 100G PSM4 硅光方案，很難明顯撼動其份額。

高速率產(chǎn)品門檻提高，考驗研發(fā)能力。從產(chǎn)品設(shè)計上來說，光模塊實現(xiàn)更高的速率 只有提高光源速率、提高通道數(shù)以及高階調(diào)制三種解決方案。提高光源速率面臨著III-V族半導(dǎo)體激光器性能瓶頸，目前 Oclaro、AAOI 推出的 50G 光源解決方案均為外調(diào)制的 EML。提高并行通道數(shù)面臨著體積、功耗、散熱等設(shè)計封裝難點，并且增加了客戶的光 纖資源成本。高階調(diào)制主要有PAM4或相干調(diào)制兩種，PAM4 是目前傳統(tǒng)方案下 400G 光模塊最常用提高單通道速率的方法，較 NRZ 調(diào)制速率提高 2 倍，但相應(yīng)增加了 DSP 和 CDR 芯片成本。

利用 PAM4 調(diào)制技術(shù)，配合 25G VCSEL*8、25G EML*8 或 50G EML*4，國內(nèi)光 模塊廠商已經(jīng)陸續(xù)推出了 SR8、FR8、FR4 光模塊，能夠?qū)崿F(xiàn) 100 米到 2 千米的傳輸 距離、低于 10W 的功耗、0 到 70 度的溫寬，服務(wù)于超級數(shù)據(jù)中心和云服務(wù)商的 400G 交換機(jī)。

2.1.3應(yīng)對方式二:市場集中策略

專注特定市場能取得先發(fā)優(yōu)勢。首先，光模塊產(chǎn)品型號和技術(shù)路線的復(fù)雜性導(dǎo)致多 產(chǎn)品線的廠商要在測試儀器、貼片設(shè)備、封裝產(chǎn)線等重復(fù)投入，專注于特定市場可以集 中研發(fā)實力，有助于領(lǐng)先競爭對手推出新品。其次，光模塊客戶集中度較高，專注于特 定市場有助于和客戶建立長期穩(wěn)定的供貨關(guān)系，并可以參與新品聯(lián)合研發(fā)從而最早進(jìn)入 客戶的供應(yīng)商體系并增強(qiáng)綁定。

案例:蘇州旭創(chuàng)、光迅科技、美國Acacia專注細(xì)分打造龍頭。(1)蘇州旭創(chuàng)以 SDH 電信光模塊起家，2012 年戰(zhàn)略重點轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)中心市場，2016 年，公司發(fā)布 100G 產(chǎn)品， 其 100G CWDM4 迅速成為北美市場“爆款”。2018 年，公司推出 400G QSFP-DD 和 400G OSFP，在全球數(shù)通光模塊領(lǐng)域出貨量第一。(2)光迅科技自成立之初專注于電信 市場，推出了 OTN、FTTH、PON 各場景的光模塊產(chǎn)品組合，成為華為、中興等電信設(shè) 備商的主要供應(yīng)商，2018 年公司電信光器件和光模塊銷售額穩(wěn)居國內(nèi)第一位，全球第四 位。(3)Acacia 成立于 2009年，是全球相干光模塊的領(lǐng)軍企業(yè)，通過硅光子解決方案 和專有DSP芯片的研發(fā)，Acacia 不斷鞏固在相干市場的領(lǐng)先地位。

2.2價格迅速下降，成本降低要快

2.2.1價格快速下降:上下游承壓，議價能力弱

中低端市場競爭激烈，上下游承壓。從產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)的角度上，國內(nèi)光模塊產(chǎn)業(yè)鏈呈 現(xiàn)“紡錘形”，光模塊企業(yè)處在上下游擠壓下，議價能力弱;下游來看，國內(nèi)電信市場客 戶主要為四大設(shè)備商，最終客戶為三大運(yùn)營商，數(shù)通市場客戶主要為有實力建設(shè)超大規(guī) 模數(shù)據(jù)中心的云計算、互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容供應(yīng)商;上游來看，歐美日主流芯片供應(yīng)商不超過 10 家。從競爭結(jié)構(gòu)的角度上，國內(nèi)中低端市場競爭極為激烈:2018 年全球光模塊 CR8 為 54%，屬于壟斷競爭市場，其中高端市場被 Finisar 等企業(yè)牢牢把控，而這些企業(yè)近年來 的并購整合更增加了高端市場的壟斷能力。中低端市場，國內(nèi)市場格局較為分散，光迅、 旭創(chuàng)、海信等企業(yè)占據(jù)著頭部份額，但面臨著不斷進(jìn)入的競爭者挑戰(zhàn)。

在上下游擠壓和激烈競爭下，光模塊市場呈現(xiàn)出年均 15%-25%的降價幅度。每一代 新產(chǎn)品推出時，市場降價幅度有所緩和，隨著競爭者大量進(jìn)入，產(chǎn)品降價幅度大幅增加， 之后隨著新品推出又進(jìn)入下一個生命周期。大型競爭者的進(jìn)入也會迅速拉低市場價格， 例如 Intel 2018 年推出 100G 硅光產(chǎn)品，采用低價策略迅速占領(lǐng)市場份額。

毛利率在產(chǎn)品進(jìn)入成熟期后迅速下降。從光模塊產(chǎn)品生命周期來看，在產(chǎn)品推出早 期，客戶對于公司前期發(fā)生的研發(fā)支出會通過較高的銷售價格給予一定“補(bǔ)償”，市場競 爭者少，故毛利較高。進(jìn)入批量生產(chǎn)初期后，開發(fā)階段的補(bǔ)償結(jié)束，而良率和工藝水平 尚待優(yōu)化，產(chǎn)品的毛利率出現(xiàn)短暫下降趨勢。隨著產(chǎn)量規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)工藝改進(jìn)導(dǎo) 致良率明顯提高，生產(chǎn)流程的優(yōu)化安排也顯著降低管理費(fèi)用，毛利恢復(fù)到較高的穩(wěn)定水 平。步入成熟后期，大量競爭者進(jìn)入，產(chǎn)品價格下降快于成本下降，毛利率逐步降低直 至降價趨于平緩。

2.2.2應(yīng)對方式一:規(guī)模優(yōu)勢

規(guī)模優(yōu)勢可以有效提升光模塊毛利率:(1)大批量采購對供應(yīng)商具有更強(qiáng)的議價能 力，在產(chǎn)品價格下降時能更好的消化成本;(2)大規(guī)模量產(chǎn)適合 COB 等自動化程度較 高的生產(chǎn)線，有效降低人工和流水線管理成本;(3)規(guī)模優(yōu)勢分?jǐn)偭斯潭ǔ杀荆瑥亩?受更高邊際利潤率;(4)規(guī)模優(yōu)勢可以積累更豐富的產(chǎn)線調(diào)試和工藝經(jīng)驗，從而實現(xiàn)更 高的良率。國內(nèi)光模塊企業(yè)通過產(chǎn)能擴(kuò)充不斷發(fā)揮規(guī)模優(yōu)勢，以更好抵御市場價格快速 下降的沖擊，國外企業(yè)的并購整合，也在一定程度上鞏固了規(guī)模優(yōu)勢。

2.2.3應(yīng)對方式二:整合芯片

芯片是光模塊成本占比最高的部分，同時也是毛利率最高的環(huán)節(jié)。通過整合芯片， 光模塊廠商可以顯著降低成本、減少供應(yīng)鏈管理成本并保證極端情況下的供應(yīng)鏈安全。 對比國外具有垂直整合能力的光模塊企業(yè)，如 Finisar、Lumentum、AAOI、Acacia，國 內(nèi)光模塊企業(yè)毛利率顯著偏低。

近年來包括國內(nèi)企業(yè)在內(nèi)的光模塊企業(yè)紛紛通過投資收購的方式快速獲取芯片能力。 如光迅科技收購法國 Almae、昂納科技收購法國 3SP、中際旭創(chuàng)設(shè)立光電芯片產(chǎn)業(yè)基金、 亨通光電參股英國 Rockley、思科陸續(xù)收購 Lightwire、Luxtera、Acacia。另外一種方式 是通過大量采購保證優(yōu)先供貨權(quán)，建立和芯片企業(yè)的綁定關(guān)系，這種方式適用于對一些 技術(shù)還不成熟的芯片創(chuàng)業(yè)企業(yè)的扶持。

2.2.4應(yīng)對方式三:新技術(shù)路線

COB在封裝層面實現(xiàn)自動化規(guī)模制造優(yōu)勢。傳統(tǒng)的 TO-CAN 同軸封裝在 40G/100G 多路平行封裝上遭遇器件的體積密度瓶頸，近年來以旭創(chuàng)為代表的數(shù)通光模塊廠商將 COB(Chip on Board)工藝推廣到光模塊的封裝生產(chǎn)線上。COB(Chip on Board)板 上貼裝技術(shù)最早應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品，通過 IC 貼裝、金絲鍵合、陣列光纖耦合、封膠 固化等工序?qū)崿F(xiàn)大批量自動化生產(chǎn)，有利于充分發(fā)揮規(guī)模優(yōu)勢，但需要具有優(yōu)勢的良率， 比較適合對溫寬要求不高的數(shù)據(jù)中心市場。

硅光方案在芯片層面實現(xiàn)混合集成，未來大有可為。目前傳統(tǒng)分立器件方案最大的 問題是在未來多通道時如何解決激光器成本高昂和整體功耗及體積問題。硅光集成方案 希望將波導(dǎo)、波分復(fù)用、調(diào)制器、光源、探測器集成在一塊硅襯底上，實現(xiàn)光信號處理 和電信號處理的深度融合，是一種芯片層面和封裝層面的雙重創(chuàng)新技術(shù)。

硅光集成技術(shù)將遵循光子集成到光電集成的發(fā)展路線，并最終實現(xiàn)芯片內(nèi)部的光互 聯(lián)。光子集成技術(shù)從制造工藝上分為單片集成和混合集成，單片集成將無源器件在無源 光器件在硅襯底上陣列化，如光波導(dǎo)、光復(fù)用/解復(fù)用、光纖耦合等，在無源器件的生產(chǎn) 中已廣泛使用。混合集成將光源 III-V 族半導(dǎo)體鍵合在硅襯底，采用 DSV-BCB 紫外膠鍵 合、低溫氧分子等離子鍵合等集成技術(shù)。

硅光集成方案成為未來超 400G 光模塊和相干光模塊降低成本的有力選擇。首先，硅光方案采用間接調(diào)制，解決了傳統(tǒng)方案多通道帶來的功耗、溫飄等性能瓶頸并降低了 激光器成本。其次，硅光集成方案 BOM 清單器件數(shù)量較傳統(tǒng)方案減半，減少了生產(chǎn)線 環(huán)節(jié)，降低了封裝和供應(yīng)鏈管理成本。再次，硅光更容易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化大規(guī)模生產(chǎn)。當(dāng)前， 由于良率和損耗問題，硅光方案優(yōu)勢尚不明顯，但在超 400G 短距場景、相干光場景， 硅光可能會成為主流。

3.1電信網(wǎng)市場:5G 承載網(wǎng)新需求，光模塊量價齊升

運(yùn)營商資本開支迎來上升通道，光模塊景氣度有望提升。5G 元年開啟，當(dāng)前政策提 速信號明顯，建站預(yù)期規(guī)模不斷提高，運(yùn)營商資本開支將迎來上升通道。我們預(yù)計，三 大運(yùn)營商 2019-2022資本開支總規(guī)模有望分別增長 9%、12%、14%、12%。每一代移 動通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)往往遵循“先鋪路再應(yīng)用”的邏輯，運(yùn)營商在建網(wǎng)前中期的資本開支 側(cè)重于“大傳輸”(包括承載網(wǎng)光設(shè)備、光纖光纜、PON 設(shè)備、無源器件等)的比例會 高一些。“大傳輸”內(nèi)部，未來2年主要驅(qū)動將來自 5G 光傳送網(wǎng)(OTN)的建設(shè)，高速 光端口的增加將帶來光模塊需求。

5G承載網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化，光模塊價量齊升。5G 引入了大帶寬和低時延應(yīng)用，承載網(wǎng)的 架構(gòu)、帶寬、時延、同步精度等需求發(fā)生很大變化，基于OTN的光承載網(wǎng)解決方案將成 為主流。5G 將原 4G 無線接入網(wǎng)功能模塊重新拆分為 AAU、DU、CU，AAU 與 DU 之 間構(gòu)成前傳，DU 與 CU 之間構(gòu)成中傳，CU 與核心網(wǎng)之間構(gòu)成回傳。各級光傳輸節(jié)點之 間光端口速率提升明顯:前傳光模塊向 25G 以及更高升級，中回傳光模塊向 50G 及更 高升級，回傳和 DCI 需要 100G 及更高，核心層需要200G及更高。網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)流量上， 由原來流向確定的南北向流量變化為南北向流量為主，東西向流量為輔。

光模塊數(shù)量增加:(1)5G 更高頻段帶來建站密度的提高，預(yù)計建站規(guī)模將是 4G 的 1.5 到 2 倍，光模塊用量大大增加，室內(nèi)小基站規(guī)模部署后，光模塊用量還將更多。(2) 5G 初期采用NSA架構(gòu)與 4G 共享資源節(jié)點，只需要實現(xiàn) AAU 以及前傳光模塊的升級， 但隨著網(wǎng)絡(luò)步入大規(guī)模成熟部署期，中傳、回傳以及東西向流量的增加需要更多光模塊。

光模塊價格提升: 5G 部署前期，前傳 25G SR 的價格達(dá)到 30 美元，前傳 25G LR 的價格達(dá)到 50 美元，而規(guī)模商用期，中傳使用的 ER、ZR 模塊價格將在 100 美元以上， 回傳和核心層使用的相干模塊價格在 1000 美元以上，均較 4G 時期大幅提高。

我們假設(shè) 5G 國內(nèi)建站規(guī)模為 4G 的 1.5 倍，即 700 萬站。網(wǎng)絡(luò)收斂比，接入層: 匯聚層:區(qū)域核心層:核心層=8:4:2:1。前傳全部使用 25G(短距長距比例 60%:40%)， 中傳使用 50G、100G 數(shù)量比=3:1，回傳使用 100G、200G 數(shù)量比=2:1，核心層使用 200G、400G 數(shù)量比=2:1。可以初步估計 5G 共產(chǎn)生各種光模塊需求 5400 萬只，對應(yīng) 市場規(guī)模約 68 億美元。

可調(diào)諧和高速相干模塊國產(chǎn)替代機(jī)會較大。目前前傳 25G 300m/10km、100G DWDM4 10km，中回傳 50G PAM4 10km/40km、100G FR4/LR4/ER4 等均實現(xiàn)批量出 貨，產(chǎn)品價格也較剛推出時大幅下降。由于 5G 波分下沉或成為前傳部署主要方案，對 于波長可調(diào)諧(Tunable)光模塊的需求將大幅增加。目前推出前傳可調(diào)諧光模塊解決方 案的主要為 Finisar等歐美廠商，國產(chǎn)替代空間較大。而未來應(yīng)用于回傳和核心層的相干 光模塊，性能和穩(wěn)定性要求“雙高”，是光模塊的尖端產(chǎn)品，我國僅有 100G/200G 的小 批量出貨，同樣具有廣闊市場。

3.2接入網(wǎng)市場:10G PON 大規(guī)模升級，短期高增長

接入網(wǎng)市場介紹。接入網(wǎng)市場連接運(yùn)營商到用戶的“最后一公里”，包括無線接入網(wǎng) 和 FTTH。無線接入網(wǎng)作為前傳在 5G 建設(shè)中和承載網(wǎng)一起規(guī)劃建設(shè)，因此通常意義上 接入網(wǎng)市場主要為 FTTH PON 市場。PON 光網(wǎng)絡(luò)包括安裝于中心控制站的光線路終端(OLT)，以及一批配套的安裝于用戶場所的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)(直接安裝于用戶家庭 的 ONU 叫做 ONT)。

應(yīng)用價值廣闊，我國加速步入 10G PON 時代。我國目前已經(jīng)進(jìn)入以 10G PON 光 纖接入技術(shù)為基礎(chǔ)的千兆接入時代。《2019 年政府工作報告》明確“加快 5G 商用步伐”， 5 月 22 日召開的國務(wù)院常務(wù)會議要求2019年實現(xiàn)光纖到戶接入端口占比超過 90%，在 300 個以上城市部署千兆寬帶接入網(wǎng)絡(luò)。10G PON 接入技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)已成熟，主流廠 商 10G PON 核心處理芯片、光模塊已具備批量生產(chǎn)和規(guī)模發(fā)貨能力，滿足運(yùn)營商規(guī)模 部署、提速降費(fèi)的要求。

10G PON 千兆寬帶網(wǎng)絡(luò)在帶寬、用戶體驗和聯(lián)接容量均有飛躍式發(fā)展，將帶來基于 帶寬的商業(yè)模式，如 VR、智慧家庭、云游戲、云桌面等;基于聯(lián)接的商業(yè)模式，如智慧 城市;基于配套解決方案的商業(yè)模式，如企業(yè)上云、在線教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。根據(jù)信通 院《千兆寬帶網(wǎng)絡(luò)白皮書》預(yù)測，中國10G PON 2023 年應(yīng)用市場空間將達(dá) 3.03 萬億 人民幣，復(fù)合增長率 16%。

運(yùn)營商規(guī)模部署已開啟，PON 光模塊迎來邊際改善。從中國電信近三年 PON 設(shè)備 集采結(jié)構(gòu)規(guī)模變化可以看出，中國電信 10G PON OLT 和 ONU 設(shè)備 2018 年起集采端口 大規(guī)模增加。2019 年，中國電信集采 10G EPON OLT 端口 88 萬，中國聯(lián)通計劃年底 10GPON OLT 端口達(dá)到 25 萬，中國移動集采 10GPON 家庭網(wǎng)關(guān) 200 萬臺。結(jié)合業(yè)內(nèi) 預(yù)測和我們的判斷，中國 PON 光模塊市場 2018 年起開始進(jìn)入快速增長期，2018-2020 年復(fù)合增長率可能在 25%以上，之后由于產(chǎn)品價格快速下降市場規(guī)模呈緩慢下降趨勢。 隨著運(yùn)營商“雙千兆之城”建設(shè)的規(guī)模開展，我們認(rèn)為短期有望為盈利底部的PON光模 塊企業(yè)帶來顯著邊際改善。

3.3數(shù)據(jù)中心市場:流量和上云驅(qū)動，產(chǎn)品迭代周期短

全球數(shù)據(jù)中心東西流量快速增長。隨著移動通信技術(shù)的進(jìn)步、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層出不窮， 全球移動互聯(lián)網(wǎng)流量快速爆發(fā)，三大運(yùn)營商DOU(移動用戶月均流量)每年增長 150% 以上。另一方面，企業(yè)上云成為確定趨勢，全球云流量暴漲。根據(jù)思科統(tǒng)計，2018 年， 全球云數(shù)據(jù)中心承載的工作流和計算任務(wù) 2.5 億端，占比 87%，2021 年將達(dá)到 4.9 億 端，占比達(dá)到 94%。全球數(shù)據(jù)中心 IP 流量將從 2016 年的每年 6.8ZB 上升到 2021 年的 20.6ZB，其中數(shù)據(jù)中心內(nèi)部流量(東西流量)占比 74%，這意味著數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商的主 要投資將位于數(shù)據(jù)中心東西流量的轉(zhuǎn)發(fā)和處理。

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心增加，高速率葉脊架構(gòu)是主流。超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心具有更低的 PUE 和更先進(jìn)的 NFV 管理架構(gòu)，將成為未來大型云數(shù)據(jù)中心的主流。根據(jù) Cisco 預(yù)測， 到 2021 年全球?qū)⒂?628 個超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，是 2016 年的近 1.9 倍，占據(jù)近 50%的 數(shù)據(jù)中心服務(wù)器份額。扁平化的葉脊架構(gòu)(Leaf-Spine)成為新建的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心 主流架構(gòu)，葉脊架構(gòu)里每個葉交換機(jī)都要跟脊交換機(jī)連接，帶動了數(shù)據(jù)中心內(nèi)東西向流 量的交換機(jī)的數(shù)量上升，也帶動了交換機(jī)端口速率的上升，從而對于葉脊架構(gòu)的數(shù)據(jù)中 心而言，整個高端光模塊的使用數(shù)量是傳統(tǒng)架構(gòu)的數(shù)十倍。

數(shù)據(jù)中心光模塊平均 3-4 年完成一次產(chǎn)品迭代。2012-2014，10G/40G 架構(gòu)是數(shù)據(jù) 中心的主流;2015-2018，北美云巨頭大規(guī)模建設(shè) 25G/100G 數(shù)據(jù)中心，應(yīng)用于中短距 場景且性價比高的 100G CWDM4 成為主流產(chǎn)品;2019 年，400G 產(chǎn)品開始在亞馬遜、 谷歌等客戶小規(guī)模出貨并在 2020 年迅速崛起，到 2022 年全球 400G 市場規(guī)模有望達(dá)到 12 億美元，三年復(fù)合增長率達(dá) 70%。100G-400G 數(shù)據(jù)中心里面，服務(wù)器到葉交換機(jī)由 25G AOC 升級為 100G AOC，葉交換機(jī)到脊交換機(jī)由 100G SR4 升級為 400G SR8/SR4， 脊交換機(jī)到邊交換機(jī)由 100G CWDM4 升級為 400G FR4/LR4，將全面啟動數(shù)通市場的 新一輪景氣。

……

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（報告來源：德邦證券；分析師：雷濤）

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