中國光通信器件行業(yè)5G助力發(fā)展趨勢

中國光通信器件行業(yè)5G助力發(fā)展趨勢

光通信器件是光傳輸網(wǎng)絡(luò)中對光信號進行放大、轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)母黝惞δ芷骷枪鈧鬏斚到y(tǒng)的重要組成部分。

光通信器件根據(jù)工作時是否需要電源驅(qū)動，分為有源器件和無源器件。有源器件工作時，其內(nèi)部需要電源驅(qū)動，無源器件工作時，其內(nèi)部無需任何電源。典型光有源器件包括激光器、光探測器、光放大器等。無源器件包括光連接器、光開關(guān)、波分復(fù)用器、光濾波器等。一般來講，有源器件主要負(fù)責(zé)信號變換和放大，無源器件主要負(fù)責(zé)信號的傳輸。

在電信和數(shù)通市場的共同推動下，全球和國內(nèi)光器件市場規(guī)模均保持平穩(wěn)增長。2016年全球光器件銷售額達(dá)到96億美元，預(yù)計到2022年將超過140億美元，年復(fù)合增速約為6.8%。另據(jù)ICCSZ預(yù)測，到國內(nèi)光器件市場到2022年規(guī)模將達(dá)到38.5億美元，約占全球市場的27.5%。

雖然光器件產(chǎn)品種類繁多，但普遍市場規(guī)模不大，有源器件市場遠(yuǎn)大于無源器件市場。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2016年，全球有源器件和無源器件市場規(guī)模分別為79.4億美元和16.1億美元，有源器件市場占比達(dá)到83%。有源器件中，光收發(fā)模塊占絕大部分市場份額。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，有源光收發(fā)模塊的產(chǎn)值在光通信器件中占比超過六成，在輸入端、傳輸端等不同細(xì)分市場上均發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

我國光器件廠商多而不強，高端芯片進口依賴度高

中國是全球最大光通信市場，但產(chǎn)業(yè)鏈競爭實力相差巨大。在下游光通信系統(tǒng)設(shè)備領(lǐng)域，華為、中興、烽火等已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)者，占據(jù)全球半壁江山；在中游光通信器件領(lǐng)域，中國約占全球三成份額；在上游光芯片、電芯片領(lǐng)域，占全球份額不到10%。

我國光通信器件廠商眾多，但普遍收入規(guī)模不大，主要生產(chǎn)中低端產(chǎn)品。國內(nèi)大多數(shù)廠商以中小企業(yè)為主，產(chǎn)品比較單一，規(guī)模參差不齊，自主研發(fā)和投入實力相對較弱，主要集中在中低端產(chǎn)品的研發(fā)和制造。國內(nèi)企業(yè)的主要優(yōu)勢在于成本管控能力較強，人力成本相對便宜，承接一些特定光器件客戶的代加工作業(yè)，因此近年在中低端產(chǎn)品領(lǐng)域，進口替代效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)。

2018年，躋身全球前十名的國內(nèi)光器件公司有兩家，分別為中際旭創(chuàng)和光迅科技。蘇州旭創(chuàng)產(chǎn)品相對單一，主要產(chǎn)品為數(shù)通及電信用光模塊，目前為全球100G光模塊出貨量最大的廠商之一。華工科技2018年光電器件業(yè)務(wù)實現(xiàn)收入為21.7億元，規(guī)模處于整個行業(yè)中游水平。

中國雖是全球最大光通信市場，但產(chǎn)業(yè)鏈中國雖是全球最大光通信市場，但產(chǎn)業(yè)鏈“頭重腳輕”的形勢依然嚴(yán)峻。光芯片的形勢依然嚴(yán)峻。光芯片在光器件成本中占比最大，是產(chǎn)業(yè)鏈最核心的環(huán)節(jié)。以光模塊為例，光模塊由器件元件、功能電路和光接口等組成，從成本來看，器件元件占光模塊成本70%以上，而器件元件中，光發(fā)射次模塊TOSA、光接收次模塊ROSA成本占比較高，分別占器件元件成本的48%和32%。TOSA的主體為激光器芯片（VCSEL、DFB、EML等），ROSA的主體為探測器芯片（APD/PD等）。

目前，我國高端光通信芯片市場基本被海外廠商壟斷，海外廠商占國內(nèi)高端光芯片、電芯片市場90%以上的份額。

我國10G光芯片國產(chǎn)化率接近50%，但25G及以上光芯片國產(chǎn)化率僅有3%。電芯片國產(chǎn)化率比光芯片更低。

令人欣慰的是，少數(shù)國內(nèi)廠商通過自研，在芯片領(lǐng)域已有所突破。近年，光迅科技、華為海思、海信寬帶、云嶺光電（華工科技參股）等能量產(chǎn)10G及以下光芯片，部分類型25G芯片已經(jīng)取得突破。

大力發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)芯片國產(chǎn)化替代，是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重。工信部在《中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖》中明確提出，確保2022年中低端光電子芯片的國產(chǎn)化率超過60%，高端光電子芯片的國產(chǎn)化率突破20%。

2019年是5G建設(shè)元年，伴隨5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的興起，將推動承載網(wǎng)擴容升級，從而帶來海量光器件需求。

相比于4G網(wǎng)絡(luò)，5G采用更寬的頻譜，更大規(guī)模的MIMO技術(shù)，將峰值帶寬和用戶體驗帶寬提升數(shù)十倍，同時提出毫秒級超低時延及更高的可靠性，對網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)要求更為苛刻。

為了滿足5G的應(yīng)用場景，需要更大的傳輸容量和更快的傳輸速率支持，光器件模塊需要進行相應(yīng)升級，從而帶來海量光器件需求。4G時代，前傳網(wǎng)絡(luò)中以6G/10G光模塊為主，5G網(wǎng)絡(luò)將其為升級為25G，從而帶來海量25G及以上速率光模塊需求。

5G前傳網(wǎng)絡(luò)（AAU/RRU與DU之間）若以光纖直驅(qū)為主，對應(yīng)25G/50G的光模塊；中傳網(wǎng)絡(luò)（DU與CU之間）以環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)為主，對應(yīng)100G/200G的光模塊；回傳網(wǎng)絡(luò)（CU與CN之間）采用環(huán)網(wǎng)或全互聯(lián)結(jié)構(gòu)，對應(yīng)200G/400G的光模塊。100G/200G/400G的技術(shù)將在傳輸網(wǎng)中得到更為廣泛的應(yīng)用以滿足更高的速率和時延指標(biāo)。

2019年9月初，在中國光博會上，中國移動在前傳承載網(wǎng)方案中，提出創(chuàng)新的5G前傳Open-WDM/MWDM方案，將在5G前傳重用低成本25GCWDM推進12波長系統(tǒng)，從而對單基站前傳光模塊的需求量有望從從4G的時的6只提升至12/24只。

2021-2023年三年建設(shè)高峰期，每年新建的宏基站超過100萬，頂峰時期國內(nèi)每年僅前傳光模塊需求超過750萬只（相當(dāng)于2018年需求的2倍）。

隨著全球5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的興起，25G光模塊將在2019年開始逐步放量，并在2024年達(dá)到高峰期，數(shù)量預(yù)計