光通信信息傳輸?shù)慕K極方案

20208105G之光通信篇——\h光通信技術(shù)推動網(wǎng)絡(luò)變革以滿足數(shù)據(jù)增長需求長，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(shè)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，5\h光電子產(chǎn)業(yè)未來市場前景廣闊。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(biāo)是光電子在傳統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，在消費電子、工業(yè)制造、光學(xué)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(shè)備、光器件積極布局。中期看，受益于5G中心建設(shè)需求，光通信行業(yè)未來2-3模塊、光設(shè)備和光器件行業(yè)的股權(quán)、債券、信貸業(yè)務(wù)，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(yīng)用的早期股權(quán)投資。風(fēng)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(shè)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。TOC\o"1-2"\h\z\u 5G與IDC雙輪驅(qū)動，光模塊市場快速增 電子和工業(yè)制造等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。5G的核心，5G展，全球應(yīng)用數(shù)據(jù)量和對通信容量的需求急劇增長。IDC2025201833ZB175ZB27％。隨著5GPC、智能手2025資料來源：IDC50％。尼爾森定律類似于摩爾定律（1860%），在過去361984IDSN300bps2003T11.5Mbps，201031Mbps，2019325Mbps。根據(jù)尼40Gbps100394％。DML、EML、TunableEMLQPSK、16-QAM5G100G、400G資料來源：IEEEJSTQE系統(tǒng)、設(shè)備到芯片，正在逐步取代電信號的信息傳輸。1980低，在運營商城域網(wǎng)又廣泛使用。19902000Spine-Leaf領(lǐng)走向一個全動態(tài)的數(shù)字光網(wǎng)絡(luò)。5G5GI/O10GbpsPCBOPCB3D5G。光通信在電信市場主要應(yīng)用于傳輸承載網(wǎng)、固網(wǎng)接入網(wǎng)、無線接入網(wǎng)。20205G2019-20235G400，5G26005G5G48005G4G2，25G/50G/100G100G/200G/400G25%5G5G5G，5GCGCI，2016-2021338628202139%，北美地區(qū)占比達(dá)35%202020205G光通信產(chǎn)業(yè)5GCommunicationsToday，20185.1762005-201816%。中國市場成為推動全球光纖光纜行業(yè)的重要市場，其200530201854%。三年高增長后產(chǎn)能過剩，光纖光纜進入產(chǎn)能消化期2014-20184GCRU2013-201818%，90%，2018中國企業(yè)占據(jù)全球光纖光纜市場的半壁江山201946%，美國企業(yè)市場占有1519%。光纖光纜主要供應(yīng)商包括康寧、長有源光纜成為主流數(shù)據(jù)傳輸線纜（AO）CR的預(yù)計，02020249.51920243.8100G-400G100G比較高，200G2020400G200G20249.7200Amphenol、Fujitsu、Broadcom2021InP、GaAs、Si/SiO2、SiP、LiNbO3、MEMS（PLC光分路器芯片、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）VSLDDLEM（、D)25G20026%17%，日本企業(yè)市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II-VI、Broadcom、GaAsInPIII-V半導(dǎo)體材料為主。III-VGPS850nm/1310nm/1550nm。預(yù)測，2019-202524006100AXTVitalMaterials34IQE、全新光電、住友化學(xué)、英特磊、II-V。1000nm分布式反饋激光器（DFB）、電吸收調(diào)制激光器（EML）。DFB25G10和數(shù)據(jù)中心場景，EML50G80DCI5GYole，2018-202457001.4914%。磷化銦襯底的主要供應(yīng)商包括住友電工、AXT、JXNipponGroup，主流23IQE。SOI。根據(jù)MarketsandMarkets測，2019-2024SOI92229%。目前，SOISoitec、信越、SUMCO、環(huán)球、上海新傲、TowerJazz、Sony、WaferProVSEL）、（、DFB（），BDLEMLVCSEL。VCSEL850nmVCSEL531%。VCSEL3DVCSEL電子、工業(yè)、汽車、醫(yī)療等新興領(lǐng)域。VCSELLumentumFPFP1310nm/1550nm1.25GGPON/EPONDFB中心、城域網(wǎng)及接入網(wǎng)。DFBII-VI(Finisar)、LumentumEML。EMLDFBEAM（電吸收調(diào)制器）DFB，EMLPIN（光電二極管探測器）APD（雪崩光電二極管探測器）。PIN。PINLumentum（Oclaro）、Broadcom、II-VI(Finisar)、瑞薩、住友電工、環(huán)APDAPD2019-2027APDre1.512.033.5％。APDLumentum（Oclaro）、Broadcom、II-VI(Finisar)、瑞薩、信號處理。在光模塊發(fā)射端，Driver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域，DSP7nm65%。40km40kmPAMBroadcom、Inphi、片5GIDC400GQSFP、QSFP28、CFP、CFP2、CFP4、CXP、SFP、CSFP、SFP+、GBIC、XFP、XENPAK、X2、SFFSFP、QSFP100G/400G400Gbps5002000101608016018%。5G1G10G，1G25G1G-10G10G-100G，網(wǎng)10G-40G100G-400G。2021，100G類型，400G，25G400G。電信網(wǎng)絡(luò)市場對大帶寬需求爆發(fā)較早，2018400G5G400GOVUM，2018-202140552024400G50%。100G400G光模塊在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互連和數(shù)據(jù)中心間DCI5GAILightCounting20195000OVUM，2018-2024256016%。40GII-VI(Finisar)、Lumentum(Oclaro)、Broadcom（FIT）、住NeoPhotonics、Renesas50%，城域部署需求成為主要推動中國企業(yè)已經(jīng)成為全球傳輸設(shè)備產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)者20194117%，歐盟企業(yè)全球市場占有率16%12%。全球光傳輸設(shè)備市場領(lǐng)先企業(yè)包括5G5GIDC，2014-20193%。20191550.4％。資料來源：IDC資料來源：IDC2.4%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。20193.4%，Juniper11.7%，4.1%37.2%，華為市IDC，2014-20194.5%。20192882.3％。9.8%。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，高速率交換機增速最快，100G18.3％，10G27.3%。全球交換機市場領(lǐng)先企業(yè)包括思科、華為、Arista、HPE、9.8%，HPE9.1100G導(dǎo)者。Arista100G資料來源：IDC資料來源：IDC中85強中高80低763年處于產(chǎn)能消化階段低10國外政府積極布局研究光電子先進技術(shù)。20802020”計劃中集中部CMOSCo-PackagePCBSerDes低延遲。Co-Package182017-2025Package51.2Tbps數(shù)據(jù)中心成為硅光最大細(xì)分市場Yole，2019-20254.83940%。其中，數(shù)據(jù)中IntelCisco。在硅光集成領(lǐng)域有眾多公司參與競爭，其Intel、IBM、CiscoAcaciaLuxtera)、Mellanox100G400G21PhoxTroTTbps1Tbps2Tbps、有源光纜傳輸速率超1.28Tbps3DSiP50%以上。光電子技術(shù)在高性能計算領(lǐng)域逐步成熟，將有利于未來光電子技術(shù)在更大的服務(wù)器市場、PC5G40GbpsYole，2018-2024VCSEL3D5.533.8iPhone3DToF2D3D動發(fā)展，深刻改變?nèi)肆ιa(chǎn)生活，未來在智能家居、智能汽車、AR/VR激光雷達(dá)將成為未來汽車的一項核心技術(shù)，根據(jù)Yole將獲得巨