光通信信息傳輸行業(yè)發(fā)展研究報告

1、5G 之光通信篇光通信，信息傳輸?shù)慕K極方案光通信信息傳輸行業(yè)發(fā)展研究報告光通信技術(shù)推動網(wǎng)絡變革以滿足數(shù)據(jù)增長需求。全球數(shù)據(jù)量以指數(shù)級快速增長，光通信技術(shù)成為解決數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長的終極方案。從廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)到局域網(wǎng)，從信息系統(tǒng)、設備到芯片，光通信正在逐步取代電連接成為信息傳輸?shù)慕K極方案。從需求端看，5G 網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心雙輪驅(qū)動，有望帶來光通信行業(yè)新一輪發(fā)展機遇。 光通信處于產(chǎn)能驅(qū)動快速成長期。隨著光通信的快速發(fā)展，電信網(wǎng)絡逐步升級到大容量、高速率、高可靠的全光交換網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)中心光網(wǎng)絡架構(gòu)不斷提升數(shù)據(jù)交換和處理能力。數(shù)據(jù)流量的高速增長推動了光線纜、光器件、光設備行業(yè)快速發(fā)展。結(jié)合光通信細分領(lǐng)域的市場

2、規(guī)模、市場增速、競爭格局，光通信行業(yè)投資機會從大到小依次是光模塊、光設備、光器件、光線纜。光電子產(chǎn)業(yè)未來市場前景廣闊。光通信行業(yè)依然處于行業(yè)發(fā)展早期，未來具有爆發(fā)式增長潛力。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展節(jié)奏看，短期重點方向是上游核心光電芯片，中 期發(fā)展趨勢是硅光集成技術(shù)，長期發(fā)展目標是光電子在傳統(tǒng)行業(yè)應用領(lǐng)域不斷擴大，在消費電子、工業(yè)制造、光學顯示、國防軍工、光纖傳感、自動駕駛、生物醫(yī)療等行業(yè)間接市場規(guī)模將突破萬億美元。建議圍繞光模塊、光設備、光器件積極布局。中期看，受益于 5G 網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心建設需求，光通信行業(yè)未來 2-3 年具有確定性行業(yè)發(fā)展機遇。可積極參與光模塊、光設備和光器件行業(yè)的股權(quán)、債券、信貸業(yè)務

3、，其中數(shù)據(jù)中心行業(yè)龍頭企業(yè)是重點方向。長期看，光電子產(chǎn)業(yè)正在走向更寬泛的消費電子、汽車、工業(yè)、醫(yī)療、國防軍工等行業(yè)，可積極參與硅光集成、光電子新應用的早期股權(quán)投資。 風險提示。我國光通信產(chǎn)業(yè)上游依然比較薄弱，核心光芯片、電芯片制造和上游設備受制于人，國際貿(mào)易爭端的加劇，可能影響光通信產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。光模 塊主要數(shù)據(jù)中心市場在海外，全球化進程受阻可能帶來光通信需求市場的不確定性。目 錄光通信技術(shù)推動網(wǎng)絡變革以滿足數(shù)據(jù)增長需求1數(shù)據(jù)流量爆發(fā)式增長，光通信技術(shù)成為終極方案1從網(wǎng)絡到信息系統(tǒng)，光通信市場逐步成熟壯大35G 帶給光通信行業(yè)新一輪快速發(fā)展機遇6光通信處于產(chǎn)能驅(qū)動快速成長期7光纖處于產(chǎn)能消化期

4、，有源線纜市場快速增長8光器件漸入成熟期，未來市場潛力巨大115G 與IDC 雙輪驅(qū)動，光模塊市場快速增長16光通信設備市場穩(wěn)步發(fā)展19光通信行業(yè)市場格局分析22光電子產(chǎn)業(yè)未來市場前景廣闊23上游核心芯片是光通信短期突破方向23硅光集成是光通信中期發(fā)展趨勢24光電子技術(shù)應用場景不斷擴大成為長期發(fā)展目標26業(yè)務建議及風險28圖目錄圖 1：全球年度數(shù)據(jù)規(guī)模（ZB）1圖 2：互聯(lián)網(wǎng)接入速率（BPS）1圖 3：光纖具備更多性能成本優(yōu)勢2圖 4：光芯片數(shù)據(jù)容量增長趨勢3圖 5：以太網(wǎng)聯(lián)盟技術(shù)發(fā)展路線圖3圖 6：光通信變革從網(wǎng)絡延伸到芯片3圖 7：運營商網(wǎng)絡的光通信變革4圖 8：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的光通信變革4

5、圖 9：網(wǎng)絡設備向全光交換方向發(fā)展5圖 10：設備內(nèi)部架構(gòu)的光互連變革5圖 11：光通信市場需求分層6圖 12：中國運營商 5G 宏基站部署預測7圖 13：全球 IDC 行業(yè)市場規(guī)模預測（億）7圖 14：光通信產(chǎn)業(yè)鏈細分市場結(jié)構(gòu)7圖 15：光通信產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)8圖 16：光纖結(jié)構(gòu)及光信號傳輸原理8圖 17：全球光纖市場規(guī)模（百萬芯公里）9圖 18：2018 年全球光纖市場區(qū)域分布9圖 19：2013-2018 年全球光纜復合增長率10圖 20：全球光纖光纜企業(yè)市場份額10圖 21：有源光纜全球市場規(guī)模（百萬美元）11圖 22：有源光纜產(chǎn)品路線圖11圖 23：全球光器件市場規(guī)模（十億美元）12圖

6、24：全球光器件企業(yè)市場份額12圖 25：不同類型光電芯片13圖 26：砷化鎵 GaAs 市場規(guī)模及主要企業(yè)14圖 27：磷化銦 InP 市場規(guī)模（百萬美元）14圖 28：半導體激光器類型15圖 29：VCSEL 市場規(guī)模預測15圖 30：APD 探測器市場分布16圖 31：電芯片銷售量快速增長趨勢16圖 32：光模塊技術(shù)升級路線圖17圖 33：光模塊產(chǎn)品類別18圖 34：光電模塊市場結(jié)構(gòu)18圖 35：全球光模塊市場預測（百萬美元）18圖 36：全球光模塊市場細分結(jié)構(gòu)預測18圖 37：電信網(wǎng)絡高速光模塊市場（百萬美元）19圖 38：數(shù)據(jù)中心高速光模塊市場（百萬美元）19 HYPERLINK l

7、 _TOC_250004 圖 39：主要的光通信設備類型20圖 40：全球光傳輸設備市場預測（十億美元）21圖 41：全球光傳輸設備市場份額21圖 42：全球路由器設備市場規(guī)模21圖 43：全球路由器設備市場份額21圖 44：全球交換機設備市場規(guī)模22圖 45：全球交換機設備市場份額22 HYPERLINK l _TOC_250003 圖 46：硅光模塊集成度越來越高24 HYPERLINK l _TOC_250002 圖 47：硅光設備帶寬容量不斷提升25圖 48：全球硅光市場規(guī)模預測（百萬美元）25圖 49：硅光集成發(fā)展趨勢25圖 50：高性能計算應用-歐盟 PhoxTroT26圖 51：

8、消費電子應用-英特爾 Thunderbolt26圖 52：汽車電子應用-LiDAR27圖 53：工業(yè)制造應用-光纖激光器27 HYPERLINK l _TOC_250001 圖 54：光電子技術(shù)新應用不斷涌現(xiàn)28 HYPERLINK l _TOC_250000 圖 55：光通信產(chǎn)業(yè)投資曲線29表目錄表 1：光元器件產(chǎn)品分類11表 2：電芯片主要類別16表 3：光通信行業(yè)市場格局分析23自二十世紀七十年代光纖誕生以來，光通信技術(shù)引領(lǐng)信息技術(shù)變革，光通信以光波作為信息傳輸?shù)妮d體，以光纖作為信息傳輸媒介，具有高速率、大容量、長距離等技術(shù)優(yōu)勢，在移動通信、光纖寬帶、數(shù)據(jù)中心、消費電子、汽車電子和工業(yè)制

9、造等領(lǐng)域廣泛應用。5G 建設承載先行，光通信技術(shù)是網(wǎng)絡連接的核心，5G 將催生光通信新一輪發(fā)展機遇。 本篇報告從光通信技術(shù)驅(qū)動的應用變革入手，圍繞光通信行業(yè)的光線纜、光器件、光設備三方面來分析光通信細分領(lǐng)域的市場格局和投資機遇，最后對光電子行業(yè)的發(fā)展趨勢進行展望。 光通信技術(shù)推動網(wǎng)絡變革以滿足數(shù)據(jù)增長需求數(shù)據(jù)流量爆發(fā)式增長，光通信技術(shù)成為終極方案移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、5G 推動了全球數(shù)據(jù)量指數(shù)級增長，數(shù)據(jù)量的爆增對網(wǎng)絡提了挑戰(zhàn)。由于云計算、視頻、社交、電商、搜索、支付業(yè)務的快速發(fā) 展，全球應用數(shù)據(jù)量和對通信容量的需求急劇增長。IDC 預測，到 2025 年全球數(shù)據(jù)總量將從 2018 年的 33

10、ZB 增長到 175 ZB，復合年增長率為 27。隨著全球 5G 網(wǎng)絡的部署，從云端數(shù)據(jù)中心到邊緣網(wǎng)絡，再到用戶側(cè)的 PC、智能手機和物聯(lián)網(wǎng)終端，需求爆發(fā)推動數(shù)據(jù)流量的持續(xù)增長。在物聯(lián)網(wǎng)和實時數(shù)據(jù)增長的推動下，邊緣計算的數(shù)據(jù)量將快速增長，預計 2025 年平均每人每天進行5000 次數(shù)據(jù)交互，是目前的 7 倍。數(shù)據(jù)流量和數(shù)據(jù)交互量的高速增長對網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施提出了挑戰(zhàn)。 圖 1：全球年度數(shù)據(jù)規(guī)模（ZB）圖 2：互聯(lián)網(wǎng)接入速率（BPS）資料來源：IDC、招商銀行研究院資料來源：Nielsen、招商銀行研究院互聯(lián)網(wǎng)接入帶寬速率與全球數(shù)據(jù)量保持同步增長，網(wǎng)絡面臨增長的壓力。尼爾森互聯(lián)網(wǎng)帶寬定律指出，互聯(lián)

11、網(wǎng)接入帶寬速率年均增長 50。尼爾森定律類似于摩爾定律（每 18 個月容量翻一倍，相當于年均增長 60%），在過去36 年時間里一直適用，從 1984 年的 IDSN 線路接入速率 300 bps，到 2003 年的 T1 線路 1.5Mbps，2010 年升級到 31Mbps，2019 年升級到 325Mbps。根據(jù)尼爾森互聯(lián)網(wǎng)帶寬定律看，未來帶寬速率的增長將對網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施的升級提出了不小的挑戰(zhàn)。 光進銅退已成為全球信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。銅線的傳輸性能無法滿足數(shù)據(jù)流量日益增長的需求，光纖通信逐步替代銅線電路。銅線使用電子進行數(shù)據(jù)傳輸，而光纖使用光子。光比電速度快，光纖可以提供更高的帶寬，光

12、通信在傳輸速度、衰減、抗干擾、抗腐蝕、重量體積等性能指標更佳。光纖電纜傳輸數(shù)據(jù)的速度遠遠高于銅線，與銅線的 40Gbps 帶寬相比，光纖帶寬已超過60Tbps，相差千倍以上。在數(shù)據(jù)信號衰減方面，光纖可提供更好的信號耐久 性，在超過 100 米的距離，光纖信號損失僅 3，而銅線信號損失高達 94。由于光纖由玻璃制成，因此光纖受腐蝕性化學物質(zhì)的影響很小，也不受電磁干擾和功率波動的影響。光纖具有抗干擾、溫度波動和防潮的特性，可提供更加可靠的數(shù)據(jù)傳輸。 圖 3：光纖具備更多性能成本優(yōu)勢資料來源：公開資料、招商銀行研究院光通信芯片數(shù)據(jù)容量的增速可滿足數(shù)據(jù)指數(shù)級增長需求。在過去的幾十年中，光通信網(wǎng)絡傳輸容

13、量的增長需求導致光電子出現(xiàn)突破性的發(fā)展，光芯片不斷增加功能和密度，其經(jīng)濟性、功耗、可靠性帶來顯著優(yōu)勢。伴隨著 DML、EML、Tunable EML 芯片技術(shù)到 QPSK、16-QAM 調(diào)制技術(shù)等一系列技術(shù)升級，光通信的數(shù)據(jù)處理能力呈指數(shù)級增長，平均每 2.2 年翻一番，每十年提高一個數(shù)量級。光通信技術(shù)的發(fā)展已完全滿足數(shù)據(jù)指數(shù)級增長的需求，并在未來一段時期仍然保持目前的增長速度。 光通信技術(shù)推動以太網(wǎng)不斷變革以滿足數(shù)據(jù)量增長需求。在以太網(wǎng)誕生以來，網(wǎng)絡速率保持了每十年增長十倍的發(fā)展趨勢。隨著 5G 的到來，從移動互聯(lián)網(wǎng)向車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、電力互聯(lián)網(wǎng)等垂直應用發(fā)展，用戶體驗需求的不斷提高，對以

14、太網(wǎng)的發(fā)展也提出了更高的訴求，大帶寬、大連接、低成本、安全可靠的物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通是業(yè)界對于以太網(wǎng)技術(shù)的期待。目前，多行業(yè)應用驅(qū)動以太網(wǎng)光通信的演進與革新，通信運營商需求推動了 100G、400G 的發(fā)展， 數(shù)據(jù)中心需求推動了 25G、40G、100G、400G 的發(fā)展。根據(jù)以太網(wǎng)聯(lián)盟 2020 年技術(shù)發(fā)展路線圖顯示，單通道 100G 的光收發(fā)器件將成為以太網(wǎng)發(fā)展趨勢，到2025 年可達到 1T 帶寬的數(shù)據(jù)處理速率。 圖 4：光芯片數(shù)據(jù)容量增長趨勢圖 5：以太網(wǎng)聯(lián)盟技術(shù)發(fā)展路線圖資料來源：IEEE JSTQE、招商銀行研究院資料來源：Ethernetalliance、招商銀行研究院從網(wǎng)絡到信息系統(tǒng)

15、，光通信市場逐步成熟壯大自 1980 年代光纖誕生以來，光通信技術(shù)引領(lǐng)了信息技術(shù)革命性變革，光通信以光波作為信息傳輸?shù)妮d體，以光纖作為信息傳輸媒介，具有高速率、大容量、長距離、低損耗、體積小、重量輕、抗干擾能力強等優(yōu)勢，在無線通信、光纖寬帶、數(shù)據(jù)中心和消費電子等領(lǐng)域廣泛應用。 光通信變革從網(wǎng)絡逐步延伸到系統(tǒng)芯片，從廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)到局域網(wǎng)，從系統(tǒng)、設備到芯片，正在逐步取代電信號的信息傳輸。1980 年代，運營商大帶寬長距離通信需求持續(xù)增長，光通信首先在廣域網(wǎng)應用，隨著成本的逐步降低，在運營商城域網(wǎng)又廣泛使用。1990 年代，數(shù)據(jù)流量快速增長，光通信進入園區(qū)、企業(yè)層面的中短距離應用領(lǐng)域。進入 20

16、00 年，超級計算和大型數(shù)據(jù)處理需求增長，光通信在數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)機架間廣泛使用，大幅提升了系統(tǒng)級數(shù)據(jù)處理速度。隨著全球數(shù)據(jù)流量的持續(xù)增長，光通信未來將逐步實現(xiàn)板卡 級、模塊級、芯片級的高速傳輸，市場規(guī)模有望達到數(shù)百億美元。 圖 6：光通信變革從網(wǎng)絡延伸到芯片資料來源：IBM、招商銀行研究院運營商光通信變革從骨干網(wǎng)延伸到城域網(wǎng)、接入網(wǎng)、基站，未來向全光網(wǎng)演進。隨著數(shù)量流量的增長，電子器件存在的帶寬限制、容量不足、高功耗等缺點凸顯，在通信網(wǎng)中出現(xiàn)了“電子瓶頸”的現(xiàn)象。為了解決這一瓶頸，運營商骨干網(wǎng)線路最先采用光通信，并逐步延伸到城域網(wǎng)、接入網(wǎng)和基站。在線路完成光纖化之后，進一步提出了全光網(wǎng)概念，數(shù)

17、據(jù)只是在進出網(wǎng)絡時才進行電光和光電轉(zhuǎn)換，而在網(wǎng)絡中所有傳輸和交換的過程始終以光的形式存在，網(wǎng)絡中的設備由電路交換升級到高可靠、大容量和高靈活度的光交叉連接數(shù)據(jù)交 換。在全光網(wǎng)中，由于沒有光電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，支持各種不同協(xié)議和編碼形式，信息傳輸具有透明性，數(shù)據(jù)傳輸效率進一步提升。目前，全球運營商骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)已實現(xiàn)光纖化，部分地區(qū)接入網(wǎng)光纖化已完成，向全光網(wǎng)的演進已經(jīng)開 始。 應對數(shù)據(jù)量指數(shù)級增長，光通信成為數(shù)據(jù)中心解決方案。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和云計算的發(fā)展，全球互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務和應用數(shù)據(jù)處理都在數(shù)據(jù)中心進行，數(shù)據(jù)中心的計算能力和數(shù)據(jù)交換能力也呈指數(shù)級的增長。和傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡不同，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡主要是機器和機器之間

18、的東西向流量。隨著網(wǎng)絡速率的不斷提高，光通信技術(shù)在數(shù)據(jù)中心得到大量的使用，光通信的應用主體從電信運營商網(wǎng)絡轉(zhuǎn)向了數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心成為光通信的最大市場?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)中心為了應對數(shù)據(jù)流量的快速增長，普遍采用 Spine-Leaf 網(wǎng)絡架構(gòu)，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部數(shù)據(jù)交換和處理能力更強，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)也更加扁平化和密集。 圖 7：運營商網(wǎng)絡的光通信變革圖 8：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的光通信變革資料來源：招商銀行研究院資料來源：招商銀行研究院隨著光器件的成熟，網(wǎng)絡設備內(nèi)部引入光交換，實現(xiàn)全光網(wǎng)絡傳輸。網(wǎng)絡線路實現(xiàn)光纖化僅是全光網(wǎng)絡的第一步，隨著光交換、光存儲、光多路復用器件的成熟，網(wǎng)絡設備節(jié)點由光電轉(zhuǎn)換、電交換技術(shù)向光交換方向發(fā)

19、展，將會引領(lǐng)走向一個全動態(tài)的數(shù)字光網(wǎng)絡。5G 對光網(wǎng)絡的容量、時延、光纖密度要求很高，需要強大的傳輸承載架構(gòu)，全光網(wǎng)是 5G 最理想的承載技術(shù)，具有巨大的可用頻譜、超大容量、超高速率等優(yōu)勢。數(shù)據(jù)中心對交換性能、功耗、集成度、成本等關(guān)鍵指標要求較高，引入全光交換技術(shù)，可進一步節(jié)能增效，滿足數(shù)據(jù)中心內(nèi)部海量連接需求。 圖 9：網(wǎng)絡設備向全光交換方向發(fā)展資料來源：公開資料、招商銀行研究院光互連演進到計算機系統(tǒng)內(nèi)部，從機架級、設備級、板卡級到芯片級，推動著計算機體系架構(gòu)對速度的不斷突破。摩爾定律依然在發(fā)揮效力，推動處理器性能不斷進步，計算機系統(tǒng)內(nèi)外部 I/O 互連性能遠低于處理器性能，成為計算機系統(tǒng)的

20、瓶頸?；阢~線互連的鏈路在 10Gbps 以上速率出現(xiàn)明顯的瓶頸， 在設備機架之間互連、設備板卡之間互連、板卡模塊之間互連和芯片之間互 連，無法滿足計算和數(shù)據(jù)快速增長的需求。光互連具有高速率、低功耗、小尺寸的性能優(yōu)勢，在銅互連成為計算機系統(tǒng)架構(gòu)瓶頸時，有望成為最佳解決方 案。計算機系統(tǒng)內(nèi)外部的互連線纜已實現(xiàn)從無源銅纜、有源銅纜到有源光纜的逐步升級，在數(shù)據(jù)中心已廣泛使用。計算機系統(tǒng)內(nèi)部 PCB 電路板升級到 OPCB 光路板，芯片銅線互連升級到芯片光互連，可滿足未來更高速率的數(shù)據(jù)計算處理需求，可大幅提升計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，具備較大的市場空間。 圖 10：設備內(nèi)部架構(gòu)的光互連變革資料來源：公

21、開資料、招商銀行研究院5G 帶給光通信行業(yè)新一輪快速發(fā)展機遇電信市場和數(shù)據(jù)中心市場是光通信主要需求市場。從應用市場來看，光通信目前主要市場為電信市場、數(shù)據(jù)中心市場、消費電子等新興市場。電信市場是光通信最開始發(fā)力的市場，市場規(guī)模大、收入占比高，主要應用于接入網(wǎng)、匯聚網(wǎng)、城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)。數(shù)據(jù)中心市場是光通信增速最高的市場，未來有望超過電信市場規(guī)模，主要應用于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部（Spine/Fabric/ToR）和數(shù)據(jù)中心間 DCI 網(wǎng)絡。消費電子等新興市場是未來規(guī)模潛力最大的市場，手機、汽車普及 3D 感應的市場空間較大，目前還處于早期狀態(tài)，未來具有爆發(fā)式增長機會。采用金字塔需求分層模型，可以看出數(shù)據(jù)中

22、心各層次的帶寬需求高于電信網(wǎng)絡各層次帶寬需求，決定了未來數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模在光通信市場的主導地 位。 圖 11：光通信市場需求分層資料來源：招商銀行研究院5G 帶動電信市場光通信需求向上。光通信在電信市場主要應用于傳輸承載網(wǎng)、固網(wǎng)接入網(wǎng)、無線接入網(wǎng)。2020 年是中國 5G 網(wǎng)絡規(guī)模建設元年，預計2019-2023 年我國三大運營商 5G 宏基站建設規(guī)模 400 萬站，5G 傳輸網(wǎng)投資達2600 億元。5G 帶動傳輸承載網(wǎng)絡設備、光纖光纜的需求增長，5G 基站接入在前傳、中傳、回傳光模塊需求增長顯著，中國移動研究院以建設 200 萬基站為例推算，預計將帶來 4800 萬支光模塊需求。預計 5G

23、光模塊需求是 4G 光模塊需求的 2 倍以上，25G/50G/100G 光模塊將逐步在前傳、中傳和回傳引入， 100G/200G/400G 高速光模塊將在傳輸匯聚和核心層引入。 5G 推動全球數(shù)據(jù)中心光通信需求增長。根據(jù)韓國科學信息部的統(tǒng)計，韓國5G 用戶流量是 4G 的 3 倍。根據(jù)中國移動的預測，5G 用戶流量年均復合增速達25%。隨著全球加快 5G 建設速度，推進 5G 垂直行業(yè)應用落地，構(gòu)建高速、智能、泛在的 5G 應用生態(tài)圈，5G 在傳統(tǒng)行業(yè)的推廣將持續(xù)推動全球數(shù)據(jù)中心高速增長。根據(jù)思科全球云指數(shù) CGCI 的報告，2016-2021 年全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心將從 338 個增長到 6

24、28 個。到 2021 年，亞太地區(qū)將超越北美地區(qū)的超大數(shù)據(jù)中心領(lǐng)先地位，亞太地區(qū)超大數(shù)據(jù)中心占比將達到 39%，北美地區(qū)占比達到 35%。盡管面臨疫情和經(jīng)濟挑戰(zhàn)，全球云數(shù)據(jù)中心的資本支出在 2020 年仍然將實現(xiàn)更高的增長。全球主要的云計算廠商亞馬遜、微軟、谷歌等也均表示2020 年持續(xù)加大數(shù)據(jù)中心的資本支出。隨著數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模的持續(xù)提升， 有望成為驅(qū)動光通信行業(yè)最大的細分市場。 圖 12：中國運營商 5G 宏基站部署預測圖 13：全球 IDC 行業(yè)市場規(guī)模預測（億）資料來源：工信部、招商銀行研究院資料來源：中國 IDC 圈、招商銀行研究院受益于 5G 網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心需求，光通信行業(yè)發(fā)展空

25、間廣闊。光通信產(chǎn)業(yè)鏈包括光器件、光線纜和光設備等細分領(lǐng)域。光器件位于光通信產(chǎn)業(yè)鏈上游， 市場規(guī)模較小、毛利率較高，由日美企業(yè)主導行業(yè)技術(shù)和發(fā)展方向。光線纜和光設備位于光通信產(chǎn)業(yè)鏈中下游，市場規(guī)模較大、毛利率較低，由中美企業(yè)占據(jù)全球主要市場份額。受益于 5G 網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心建設需求，下游光線纜和光設備需求激增，帶動上游光器件，光通信行業(yè)具備長期增長潛力。 圖 14：光通信產(chǎn)業(yè)鏈細分市場結(jié)構(gòu)資料來源：招商銀行研究院光通信處于產(chǎn)能驅(qū)動快速成長期光通信產(chǎn)業(yè)鏈主要包括光線纜、光器件和光設備。光線纜包括光纖光纜和有源線纜，光器件包括光芯片、有源器件、無源器件和光模塊，光設備包括傳輸設備和數(shù)通設備。 圖 1

26、5：光通信產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)資料來源：招商銀行研究院光纖處于產(chǎn)能消化期，有源線纜市場快速增長從上世紀八十年代開始，光纖傳輸陸續(xù)替代了電纜傳輸，從光纖發(fā)明至今經(jīng)過半個世紀，光纖網(wǎng)絡已成為全球信息網(wǎng)的主干。光纖的應用領(lǐng)域也從最早的通信和數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)展到互連光纖網(wǎng)、基站光纖網(wǎng)、存儲光纖網(wǎng)、物聯(lián)光纖網(wǎng)和傳感光纖網(wǎng)等。云計算、視頻、5G、物聯(lián)網(wǎng)需求的快速商業(yè)化，大連接、大容量、大能力成為未來光纖網(wǎng)絡的核心。 光纖的主要成分是高純度二氧化硅，經(jīng)過千度高溫制成光纖預制棒，光纖預制棒經(jīng)過拉絲退火工藝制成光纖。光纜是由一定數(shù)量的光纖組成纜芯，外面包裹有護套和保護層。光纖是信息傳遞的載體，光信號在光纖內(nèi)經(jīng)過多次折射傳輸

27、到終點的，光信號在折射后會分散或者衰減，需要把光信號每隔一定距離進行信號放大。 圖 16：光纖結(jié)構(gòu)及光信號傳輸原理資料來源：招商銀行研究院光纖光纜行業(yè)中期產(chǎn)能過剩，長期保持高景氣光進銅退持續(xù)推進，光纖光纜長期保持高景氣。隨著全球信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，通信、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶動了全球光纖光纜行業(yè)的穩(wěn)步增長。根據(jù) Communications Today 的報告顯示，2018 年全球光纖光纜市場需求達 5.1 億芯公里，市場規(guī)模達 76 億美元。2005-2018 年，全球光纖市場復合年增長率達到 16%。中國市場成為推動全球光纖光纜行業(yè)的重要市場，其市場份額從 2005 年的 30%

28、提升到 2018 年的 54%。 圖 17：全球光纖市場規(guī)模（百萬芯公里）圖 18：2018 年全球光纖市場區(qū)域分布資料來源：Communicationstoday、招商銀行研究院資料來源：Communicationstoday、招商銀行研究院三年高增長后產(chǎn)能過剩，光纖光纜進入產(chǎn)能消化期。伴隨著 2014-2018 年全球 4G 建設和中國光纖寬帶的高速發(fā)展，光纖光纜行業(yè)迎來一輪產(chǎn)能擴張。根據(jù) CRU 統(tǒng)計，2013-2018 年，全球光纜產(chǎn)量復合增長率排名，中國高達18%，超過全球平均水平。隨著中國光纖寬帶家庭覆蓋率超過 90%，2018 年底以來，需求側(cè)主要的中國光纖寬帶市場回落，供給側(cè)光

29、棒、光纖、光纜產(chǎn)能規(guī)模不斷擴大，光纖市場出貨量和價格同步下降，結(jié)束了 2016-2018 年的光纖需求緊張的局面，光纖光纜行業(yè)進入產(chǎn)能消化期。中國企業(yè)占據(jù)全球光纖光纜市場的半壁江山。網(wǎng)絡電信 2019 年光通信行業(yè)競爭力數(shù)據(jù)顯示，中國企業(yè)光纖光纜市場占有率為 46%，美國企業(yè)市場占有率為 15%，日本企業(yè)市場占有率為 19%。光纖光纜主要供應商包括康寧、長飛、亨通光電、古河、富通、中天科技、烽火通信、普睿司曼、住友電工、藤倉。 圖 19：2013-2018 年全球光纜復合增長率圖 20：全球光纖光纜企業(yè)市場份額資料來源：CRU、招商銀行研究院資料來源：網(wǎng)絡電信、招商銀行研究院進軍新市場成為光纖

30、光纜企業(yè)發(fā)展的方向。我國主要的光纖生產(chǎn)企業(yè)均選擇進軍新市場，來消化過剩產(chǎn)能，擴大全球市場占有率。從產(chǎn)品擴張來看，海底光纜和數(shù)據(jù)中心光纖成為主要方向，多個中國企業(yè)進入海底光纜市場，包括亨通、中天、烽火、富通和長飛等。從地域擴張來看，歐洲成為主要目標市場區(qū)域，海外建立合資公司成為市場突破的發(fā)展方向。性能優(yōu)勢顯著，有源光纜市場快速增長有源光纜成為主流數(shù)據(jù)傳輸線纜。有源光纜（AOC）由兩端的光收發(fā)器和中間一根光纜跳線組成，有源光纜的主要優(yōu)勢帶寬大、重量輕、功耗低、易使用。有源光纜的主要市場包括數(shù)據(jù)中心和消費電子市場，基于云的應用、音頻視頻終端、在線游戲和有線電視需要高速率大帶寬數(shù)據(jù)服務，推動有源光纜在

31、云端數(shù)據(jù)中心和終端消費電子廣泛使用。根據(jù) CIR 的預計，2020 年-2024 年有源光纜市場將從 9.5 億美元增長到 19 億美元。隨著中國數(shù)據(jù)中心加速建設，預計 2024 年中國市場有源光纜收入將達到 3.8 億美元。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，隨著交換機到路由器互聯(lián)鏈路向 100G-400G 鏈路升級，100G 以上鏈路產(chǎn)品收入占比較高，200G 以上鏈路線纜銷售將快速增長，2020 年成為 400G 鏈路銷售放量的元年。有源光纜最大的細分市場將是 200G 及以上市場，預計到 2024 年市場銷售規(guī)模將達到 9.7 億美元。 中國廠商市場份額逐步擴大。全球有源光纜市場較為分散，市場參與者超過 2

32、00 家企業(yè)，隨著競爭的加劇，市場集中度越來越高，主要供應商包括10Gtek、海信、旭創(chuàng)、Mellanox、Cisco、Intel、II-VI（Finisar）、Amphenol、Fujitsu、Broadcom 等。隨著中國有源光纜公司逐步占領(lǐng)市場，有源光纜價格也承受了巨大壓力，市場競爭日益激烈。由于貿(mào)易摩擦的影響，有源光纜行業(yè)相關(guān)公司預計在 2021 年開始調(diào)整產(chǎn)能布局，將制造轉(zhuǎn)移到勞動力成本較低的東南亞國家，供應鏈面臨重新洗牌。 圖 21：有源光纜全球市場規(guī)模（百萬美元）圖 22：有源光纜產(chǎn)品路線圖資料來源：CIR、招商銀行研究院資料來源：10Gtek、招商銀行研究院光器件漸入成熟期，未

33、來市場潛力巨大光器件依然處于行業(yè)早期。光器件位于光通信行業(yè)的上游，通過核心光電元件實現(xiàn)光信號的發(fā)射、接收、信號處理等功能，是光通信系統(tǒng)的核心。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展周期看，光器件依然處于行業(yè)早期，并購整合成為該階段市場的主旋 律。隨著行業(yè)頭部企業(yè)規(guī)模增大，全球光器件行業(yè)將逐步進入成熟期。 光器件種類繁多、百花齊放。按光通信上下游劃分，光器件可分為光電芯片、光器件和光模塊。光電芯片是光器件的核心元件，根據(jù)材料不同可分為InP、GaAs、Si/SiO2、SiP、LiNbO3、MEMS 等芯片，根據(jù)功能不同可分為激光器芯片、探測器芯片、調(diào)制器芯片。光器件根據(jù)是否需要電源劃分為有源器件和無源器件。有源器件主要用于

34、光電信號轉(zhuǎn)換，包括激光器、調(diào)制器、探測器和集成器件等。無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、光開關(guān)等。光模塊是多種光器件封裝組合的一體化模塊，包括光收發(fā)模塊、光放大器模塊、動態(tài)可調(diào)模塊、性能監(jiān)控模塊 等。光器件性能向著速率高、頻譜寬、損耗小、功耗低、靈敏度高、時延短、非線性弱、集成度高、尺寸小、價格便宜的方向不斷發(fā)展。表 1：光元器件產(chǎn)品分類產(chǎn)品類別主要代表產(chǎn)品InP 芯片（10G/25G DFB、EML 芯片、PD 芯片，SOA 芯片）；GaAs 芯片（10G/25G VCSEL 芯片、PD 芯片）；Si/SiO2 芯片芯片（PLC 光分路器芯片、

35、AWG 芯片）；SiP 芯片（相干光收發(fā)芯片、調(diào)制器芯片、光開關(guān)芯片）；LiNbO3 芯片（調(diào)制器芯片）；MEMS 芯片（VOA 芯片，可調(diào)濾波器芯片，光開關(guān)芯片）光有源器件 激光器（VCSEL、DFB、DML、EML、可調(diào)激光器、外調(diào)激光器）；光探測器（PD、APD）；光調(diào)制器（強度調(diào)制器、相位調(diào)制器、偏振調(diào)制器）；集成器件(相干光收發(fā)器件、陣列調(diào)制器)光收發(fā)模塊（10G/25G/100G/400G）；光放大器模塊（EDFA、Raman）；動態(tài)可調(diào)模塊（ROADM、MCS、OXC）；性能監(jiān)控模塊（OPM、OTDR）；光纖傳感子系統(tǒng)光模塊與子系統(tǒng)光無源器件光分路器、光波分復用/解復用器、光耦合

36、器、光隔離器、光濾波器、光開關(guān)（OS、WSS）、光連接器（單芯和多芯、MTO/MPO）、光背板資料來源：中國電子元件行業(yè)協(xié)會、招商銀行研究院光器件市場保持快速增長。根據(jù) LightCounting 的預測，2019-2023 年全球光器件市場規(guī)模從 70 億美元增長到 120 億美元。5G 將帶來光模塊市場強勁增長，中國移動研究院以建設 200 萬基站為例推算，預計將帶來 4800 萬支光模塊需求。25G/50G/100G 高速光模塊將逐步在前傳、中傳和回傳引入，100G/ 200G/400G 高速光模塊將在傳輸匯聚和核心層引入。預計 5G 光模塊需求是 4G 光模塊需求的 2 倍以上，我國

37、5G 光模塊市場規(guī)模將達到 200 億元。 我國企業(yè)在光器件市場份額進一步擴大。根據(jù)網(wǎng)絡電信的研究，美國日本企業(yè)依然占據(jù)全球光器件市場領(lǐng)先地位，掌握核心光芯片、電芯片、光器件的全球主要份額，美國企業(yè)市占率約 26%，中國企業(yè)市占率約 17%，日本企業(yè)市占率約 12%。我國企業(yè)進步明顯，依靠光模塊市場份額的提升，和行業(yè)頭部企業(yè)的差距逐步縮小。全球光器件市場領(lǐng)導者主要包括 II-VI、Broadcom、Lumentum、蘇州旭創(chuàng)、光迅科技、住友電工等。國內(nèi)光模塊市場的主要供應商包括蘇州旭創(chuàng)、光迅科技、海信寬帶、昂納科技、華工科技、新易盛等。 圖 23：全球光器件市場規(guī)模（十億美元）圖 24：全球光

38、器件企業(yè)市場份額資料來源：LightCounting、招商銀行研究院資料來源：網(wǎng)絡電信、招商銀行研究院光電芯片是光器件的核心部件，主要包括光芯片（化合物半導體激光器芯片、光電探測器芯片）和電芯片。在高端模塊中，光芯片成本占比通常在 40% -60%，電芯片成本占比通常在 10%-30%，兩者合計占高端光模塊成本的 80%。 圖 25：不同類型光電芯片資料來源：IIVI、Lumentum、招商銀行研究院光芯片材料以 III-V 族化合物為主光芯片材料主要有以砷化鎵 GaAs 和磷化銦 InP 為代表的 III-V 族化合物半導體材料為主。III-V 族化合物材料擁有最佳的能量轉(zhuǎn)化效率，適用于高速

39、、高頻、大功率光電子芯片場景，廣泛應用于光通信、衛(wèi)星通訊、移動通訊和 GPS 等領(lǐng)域。而不同芯片材料的基態(tài)能級差不同，具有不同的發(fā)光工作波長，結(jié)合光纖傳輸損耗窗口，常用的發(fā)光波長為 850nm/1310nm/1550nm。 數(shù)據(jù)中心和消費電子需求驅(qū)動砷化鎵市場增長。砷化鎵在光通信領(lǐng)域主要應用于 VCSEL 激光器，產(chǎn)品分布在數(shù)據(jù)中心和手機 3D 感應市場。根據(jù) Yole 的預測，2019-2025 年砷化鎵光通信市場規(guī)模從 2400 萬美元增長的 6100 萬美元，復合年增長率 17%。砷化鎵襯底主要供應商包括 Freiberger、住友電工、AXT 和 Vital Materials，主流尺

40、寸為 3 英寸和 4 英寸。砷化鎵外延材料主要供應商包括 IQE、全新光電、住友化學、英特磊、II-V。 5G 和數(shù)據(jù)中心需求驅(qū)動磷化銦市場增長。磷化銦主要應用在光通信波長為1000nm 以上的激光器，主要包括分布式反饋激光器（DFB）、電吸收調(diào)制激光器（EML）。DFB 適用于速率在 25G 及以下、傳輸距離在 10 千米以內(nèi)的基站和數(shù)據(jù)中心場景，EML 適用于速率在 50G 及以下，傳輸距離在 80 千米以內(nèi)的骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)和 DCI 互聯(lián)場景。隨著 5G 基站和數(shù)據(jù)中心高速光模塊需求的增長，對于磷化銦的需求有望快速增長。根據(jù) Yole 的預測，2018-2024 年磷化銦光通信市場規(guī)模從

41、 5700 萬美元增長到 1.49 億美元，復合年增長率為14%。磷化銦襯底的主要供應商包括住友電工、AXT、JX Nippon Group，主流尺寸為 2 英寸和 3 英寸。磷化銦外延材料主要供應商包括聯(lián)亞光電、IQE。 圖 26：砷化鎵 GaAs 市場規(guī)模及主要企業(yè)圖 27：磷化銦 InP 市場規(guī)模（百萬美元）資料來源：Yole、招商銀行研究院資料來源：Yole、招商銀行研究院SOI 是未來硅光集成領(lǐng)域的應用材料。根據(jù) Markets and Markets 的預測，2019-2024 年 SOI 硅片市場規(guī)模將從 9 億美元增長至 22 億美元，年復合增速超 29%。目前，SOI 晶圓供

42、應商包括 Soitec、信越、SUMCO、環(huán)球、上海新傲、TowerJazz、Sony、WaferPro 等?；衔锇雽w激光器是市場主流激光器是光模塊的核心器件，激光器將電流注入化合物半導體材料中，通過光子震蕩和增益產(chǎn)生光信號?；衔锇雽w激光器是最主要的光通信激光器，主要包括 VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）、FP（法布里-珀羅激光器）、DFB（分布式反饋激光器），適用于不同傳輸距離和速度。激光器調(diào)制方式分為直接調(diào)制和外調(diào)試，DFB 激光器基于不同調(diào)制方式分為 DML 直接調(diào)制激光器和 EML 電吸收調(diào)制激光器。 VCSEL 在消費電子市場具有廣闊空間。VCSEL 在通信領(lǐng)域主要應用于 8

43、50nm 波段數(shù)據(jù)傳輸，廣泛應用于數(shù)據(jù)中心和接入網(wǎng)。根據(jù) Yole 的預測，2018-2024 年 VCSEL 市場規(guī)模從 7.38.億美元增長到 37.75 億美元，復合年增長率 31%。隨著 VCSEL 在蘋果手機 3D 傳感的應用突破，未來 VCSEL 有望廣泛應用于消費電子、工業(yè)、汽車、醫(yī)療等新興領(lǐng)域。VCSEL 的主要供應商包括 Lumentum（Oclaro）、Broadcom、II-VI(Finisar)、光迅科技、華芯半導體等。 FP 激光器適用于短距離通信。FP 主要應用于 1310nm/1550nm 波段低速率短距離傳輸，速率一般在 1.25G 以內(nèi)，主要應用于接入網(wǎng) GP

44、ON/EPON 市場。由于存在損耗大、傳輸距離短的問題，逐步被 DFB 激光器取代。 DFB 激光器適用于中長距離通信。DFB 基于 FP 的基礎(chǔ)，目前是最常用的直接調(diào)制激光器，主要使用于 1310nm、1550nm 波段數(shù)據(jù)通信，廣泛應用于數(shù)據(jù)中心、城域網(wǎng)及接入網(wǎng)。DFB 的主要供應商包括 II-VI(Finisar)、Lumentum（Oclaro）、Neophotonics、三菱、光迅科技、海信寬帶等。 EML 激光器成為高速遠距離主流光芯片。EML 是 DFB 與 EAM（電吸收調(diào)制器）的集成激光器芯片，與直接調(diào)制的 DFB 激光器相比，EML 具有功率高、窄線寬、寬波長調(diào)諧范圍等傳輸

45、優(yōu)勢，廣泛應用于數(shù)據(jù)中心、城域網(wǎng)和骨干網(wǎng)。EML 的主要供應商包括 Lumentum（Oclaro）、Broadcom、II-VI(Finisar)、瑞薩、住友電工、Neophotonics、光迅科技等。 圖 28：半導體激光器類型圖 29：VCSEL 市場規(guī)模預測資料來源：招商銀行研究院資料來源：Yole、招商銀行研究院 光電探測器市場保持同步快速增長光電探測器能夠檢測光信號并完成光信號向電信號的轉(zhuǎn)換。主要的光電探測器包括 PIN（光電二極管探測器）和 APD（雪崩光電二極管探測器）。 PIN 探測器適用于中短距離的光通信場景。PIN 只能實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換功能， 輸出光電流較弱，適用于中短距離、

46、低靈敏度的場景。 主要的 PIN 供應商包括 Lumentum（Oclaro）、Broadcom、II-VI(Finisar)、瑞薩、住友電工、環(huán)宇通訊、光迅科技等。 APD 探測器是一種高靈敏度探測器。APD 除了可實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換功能，對光電流具有放大作用，具備更高的靈敏度、高響應和高可靠性的特性，廣泛應用到通信、工業(yè)、航空、醫(yī)療等各領(lǐng)域。預計 2019-2027 年全球 APD 市場規(guī)模從re1.51 億美元增長到 2.03 億美元，復合年增長率為 3.5。APD 的主要參與者包括 Lumentum（Oclaro）、Broadcom、II-VI(Finisar)、瑞薩、Excelitas、環(huán)

47、宇通訊、光迅科技等。 圖 30：APD 探測器市場分布圖 31：電芯片銷售量快速增長趨勢資料來源：Inphi、招商銀行研究院資料來源：Inphi、招商銀行研究院伴隨網(wǎng)絡速率提升，電芯片需求日益增長電芯片主要功能包括對光芯片的配套支撐、電信號功率調(diào)節(jié)和復雜的數(shù)字信號處理。在光模塊發(fā)射端，Driver 驅(qū)動芯片用于產(chǎn)生電信號，驅(qū)動激光器實現(xiàn)電信號到光信號的轉(zhuǎn)換。在光模塊接收端，TIA 跨阻放大器芯片在光探測器芯片接收光信號后，完成光信號到電信號的轉(zhuǎn)換，并進行信號放大。在光通信領(lǐng) 域，DSP 主要用于支持更高速率調(diào)制，以提高頻譜效率。逐步提升制造工藝成為控制功耗和成本的主要方式。隨著光器件集成度提升

48、，對光模塊功耗的要求越來越高，電芯片降低功耗的方法比較有限，提升芯片工藝成為主要方式。電芯片制造工藝逐步從 28nm、16nm 到 7nm，從 16nm 升級到 7nm 工藝能夠降低功耗高達 65%。 從應用市場來說，運營商市場主要是大于 40km 的相干芯片，數(shù)據(jù)中心市場主要是小于 40km 的 PAM 芯片。電芯片主要的供應商包括 Broadcom、Inphi、ADI、瑞薩等。 表 2：電芯片主要類別類別主要功能TIA 跨阻放大器芯片用于接收端電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，并進行信號放大Driver 驅(qū)動芯片用于發(fā)射端激光器前產(chǎn)生驅(qū)動電信號，完成電光轉(zhuǎn)換CDR 時鐘和數(shù)據(jù)恢復芯片用于從信號中提取

49、恢復時鐘時序信號，主要影響光模塊的數(shù)據(jù)鎖定時間、抖動指標DSP 數(shù)字信號處理芯片用于調(diào)制或相干調(diào)制LA 限幅放大器用于信號放大、整形、過壓保護資料來源：中國電子元件行業(yè)協(xié)會、招商銀行研究院 5G 與IDC 雙輪驅(qū)動，光模塊市場快速增長光模塊是光通信設備最重要的組成部分，是光世界與電世界的互連通道。光模塊也叫光纖收發(fā)器，主要用于信號的光電轉(zhuǎn)換，在發(fā)射端將設備的電信號轉(zhuǎn)換成光信號，在接收端將光信號還原成電信號。光模塊由發(fā)射端激光器、接收端探測器、數(shù)據(jù)編/解碼的電子器件組成。光模塊廣泛應用于服務器、存 儲、網(wǎng)絡等各有線網(wǎng)絡連接領(lǐng)域。 圖 32：光模塊技術(shù)升級路線圖資料來源：LightCounting

50、、招商銀行研究院光模塊向大帶寬小型化硅光集成方向演進。隨著信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā) 展，數(shù)據(jù)流量的快速增長，對光模塊的性能指標要求越來越高，數(shù)據(jù)速率、傳輸距離、功耗、體積成為重要的考量指標。光模塊技術(shù)不斷演進，不斷出現(xiàn)新的應用類型，在 400G 以上高速率光模塊的應用場景中，硅光集成的比例將越來越大，成為未來主流技術(shù)方向。 光模塊市場仍處于行業(yè)初期，不同類型產(chǎn)品可滿足多樣化需求。按光模塊封裝可分為 QSFP、QSFP28、CFP、CFP2、CFP4、CXP、SFP、CSFP、SFP+、GBIC、XFP、XENPAK、X2、SFF 等多個類型。SFP、QSFP 具有高性能低功耗優(yōu)勢，成為目前大規(guī)模使

51、用的產(chǎn)品，對 100G/400G 高數(shù)據(jù)速率光模塊的需求不斷增長，將帶動 QSFP、QSFP-DD、OSFP 光模塊市場的增長。按光模塊速率可分為1Gbps、2.5Gbps、10Gbps、25Gbps、40Gbps、50Gbps、100Gbps、200Gbps、400Gbps 等主流型號。按速率市場分層，低速率光模塊需求量最大，可用于寬帶用戶、服務器、企業(yè)網(wǎng)絡接入；越高速率光模塊需求量越小，主要用于運營商、數(shù)據(jù)中心的長距離通信。按光纖接入類型分為單模光模塊和多模光模塊。多模光模塊的傳輸距離較短，通常在 500 米至 2000 米，單模光模塊的傳輸距離較遠，通常在 10 千米至 160 千米。

52、圖 33：光模塊產(chǎn)品類別圖 34：光電模塊市場結(jié)構(gòu)資料來源：Ethernetalliance、招商銀行研究院資料來源：招商銀行研究院全球光模塊市場保持快速增長。根據(jù) LightCounting 的預測，2020-2024 年全球光模塊市場從 80 億美元增長到近 160 億美元，復合年增長率高達18%。5G 網(wǎng)絡建設加速和傳統(tǒng)垂直行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型推動了云計算需求不斷增長，運營商市場和數(shù)據(jù)中心市場成為未來五年光模塊市場增長的主要推動力。 高速率光模塊出貨量占比不斷上升。隨著數(shù)據(jù)流量需求的不斷增長，終端用戶、云端服務器、網(wǎng)絡互連帶寬同步增長，寬帶用戶接入從 1G 升級到10G，基站接入從 1G 升級

53、到 25G，服務器接入從 1G-10G 升級到 10G-100G，網(wǎng)絡從 10G-40G 升級到 100G-400G。2021 年，100G 光模塊將成為出貨量最大的類型，400G 光模塊規(guī)模量產(chǎn)，25G 光模塊成為最普及的設備接入類型。 400G 成為電信網(wǎng)絡高速光模塊市場的主流類型。電信網(wǎng)絡市場對大帶寬需求爆發(fā)較早，2018 年開始 400G 應用已經(jīng)進入電信骨干網(wǎng)，隨著 5G 建設，城域網(wǎng)將啟用 400G 光模塊傳輸。根據(jù) OVUM 的預計，2018-2021 年電信網(wǎng)絡高速光模塊市場從 40 億美元增長到 55 億美元，到 2024 年 400G 光模塊市場規(guī)模占比將超過 50%。 圖

54、 35：全球光模塊市場預測（百萬美元）圖 36：全球光模塊市場細分結(jié)構(gòu)預測資料來源：LightCounting、招商銀行研究院資料來源：LightCounting、招商銀行研究院100G 和 400G 是數(shù)據(jù)中心高速光模塊市場的主流類型。光模塊在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互連和數(shù)據(jù)中心間DCI 連接起著至關(guān)重要的作用，隨著 5G 和 AI 等出現(xiàn)，對更高帶寬的需求日益增長。根據(jù) LightCounting 的預估，2019 年數(shù)據(jù)中心光模塊銷量超過 5000 萬個。根據(jù) OVUM 的預計，2018-2024 年數(shù)據(jù)中心高速光模塊市場從 25 億美元增長到 60 億美元，復合年增長率 16%。40G 光模塊在

55、2020 年退出新增需求，100G 成為高速光模塊需求量最大的類型，400G 在 2020 年開始批量部署并成為未來增速最快的類型。 圖 37：電信網(wǎng)絡高速光模塊市場（百萬美元）圖 38：數(shù)據(jù)中心高速光模塊市場（百萬美元）資料來源：OVUM、招商銀行研究院資料來源：OVUM、招商銀行研究院我國企業(yè)逐步擴大光模塊市場份額。以亞馬遜、微軟、谷歌、臉書為代表的四大互聯(lián)網(wǎng)巨頭擁有全球最大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，四大巨頭對高速數(shù)據(jù)通信的需求推動全球光模塊市場不斷增長。光模塊市場核心供應商以美日企業(yè)為主， 主要供應商包括 II-VI(Finisar)、Lumentum(Oclaro)、Broadcom（FIT）、

56、住友電工、光迅科技、富士通、蘇州旭創(chuàng)、AOI、Cisco（Acacia）、Intel、NeoPhotonics、Renesas 等。我國企業(yè)在光模塊市場份額不斷提升，但仍然以勞動密集型為主的中低速率產(chǎn)品為主，國內(nèi)光模塊市場的主要供應商包括蘇州旭創(chuàng)、光迅科技、海信寬帶、昂納科技、華工科技、新易盛、劍橋科技等。 光通信設備市場穩(wěn)步發(fā)展光通信設備是利用光波傳輸技術(shù)，提供大帶寬、高可靠、低時延的數(shù)據(jù)流量傳輸能力的通信設備。光通信設備從應用領(lǐng)域看，可分為傳輸設備和數(shù)通設備，傳輸設備主要分為傳送網(wǎng)設備和接入網(wǎng)設備，數(shù)通設備主要是路由器和交換機。 圖 39：主要的光通信設備類型資料來源：華為、招商銀行研究院

57、5G 帶動光傳輸設備市場周期向上光進銅退持續(xù)推進，光傳輸設備市場空間廣闊。傳輸網(wǎng)是信息傳遞的基礎(chǔ)設施，在通信產(chǎn)業(yè)占據(jù)重要地位，面向運營商、數(shù)據(jù)中心提供高速可靠的傳輸解決方案。根據(jù) DellOro 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2014-2019 年全球傳輸設備市場復合年增長率約 4%。預計 5G 網(wǎng)絡部署將帶動全球光傳輸設備市場規(guī)模將達 160 億美元。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，DWDM 系統(tǒng)出貨量有望達到 18%的年復合增長率，WDM 系統(tǒng)市場保持高速增長，其市場份額有望超過 50%，城域部署需求成為主要推動因素。 中國企業(yè)已經(jīng)成為全球傳輸設備產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)者。網(wǎng)絡電信 2019 年光通信行業(yè)競爭力數(shù)據(jù)顯示，在全球光傳輸設備企

58、業(yè)市場份額排名中，中國企業(yè)全球市場占有率為 41%，美國企業(yè)全球市場占有率為 17%，歐盟企業(yè)全球市場占有率為 16%，日本企業(yè)全球市場占有率為 12%。全球光傳輸設備市場領(lǐng)先企業(yè)包括華為、諾基亞、烽火通信、訊遠通信、中興通訊。隨著全球運營商 5G 網(wǎng)絡建設的陸續(xù)開展，依靠 5G 技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，華為、中興通訊和烽火通信有望進一步擴大全球傳輸設備的市場份額。 圖 40：全球光傳輸設備市場預測（十億美元）圖 41：全球光傳輸設備市場份額資料來源：DellOro、招商銀行研究院資料來源：網(wǎng)絡電信、招商銀行研究院新興區(qū)域市場保證了路由器市場穩(wěn)定增長全球信息化程度提升，路由器市場增長緩慢。路由器是連接全

59、球互聯(lián)網(wǎng)的核心設備，以實現(xiàn)全球不同區(qū)域之間和區(qū)域內(nèi)部的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)發(fā)，主要運用于骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、移動承載和企業(yè)接入等領(lǐng)域。隨著全球經(jīng)濟發(fā)展和信息技術(shù)成熟度提升，各地區(qū)網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施市場增長放緩，路由器市場的增長與運營商骨干網(wǎng)增長保持同步。根據(jù) IDC 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2014-2019 年全球路由器市場復合年增長率約 3%。2019 年，全球路由器市場規(guī)模達 155 億美元，同比增長 0.4。 圖 42：全球路由器設備市場規(guī)模圖 43：全球路由器設備市場份額資料來源：IDC、招商銀行研究院資料來源：IDC、招商銀行研究院新興市場增速較快，兩大巨頭齊頭并進。從市場地域位置看，亞太地區(qū)、北美、歐洲是

60、路由器的主要市場，高端路由器集中在北美地區(qū)，最大的美國市場 2019 年收入下降 3.1%。中東和非洲新興市場保持積極增長，2019 年收入增速分別為 2.4%和 7.2%。全球路由器市場領(lǐng)先企業(yè)包括思科、華為、Juniper、諾基亞。2019 年，從企業(yè)增速來看，思科收入下降 3.4%，Juniper 收入下降11.7%，華為收入增長 4.1%。從市場占有率來看，思科市占率 37.2%，華為市占率 29.8%，Juniper 市占率 13.2%，依靠成本優(yōu)勢，華為對思科全球市場形成持續(xù)壓力。數(shù)據(jù)中心高速率需求推動交換機市場持續(xù)快速增長受益數(shù)據(jù)中心快速發(fā)展，交換機市場迎來增長機遇。交換機可提供