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  2020 年为国内 5G 建造元年，新建宏基站 58.8 万座，拉升迅猛但季度间建造节奏不均。2020 年是国内 5G 大规划建造的元年，比较较 2019 年仅新建了 13 万座基站，2020 年共新建了多达 58.8 万座基站，添加快度迅猛。可是，假如依照每个季度的新建基站数量来复盘 5G 基站的建造节奏，咱们会发现 2020 年全年基站的建造节奏纷歧，呈现 “头尾慢，中心快”的局势。Q1 遭到新冠疫情的影响，再叠加电信冷季的要素，新建 基站数只有 6.8 万座；Q2 疫情开端缓解，5G 建造作为“新基建”的重要开展范畴之一， 新建速度开端敏捷拉升，共新建 21.2 万座；Q3 基站建造仍旧如火如荼，速度到达高峰， 新建基站数为 28 万座，提前完结 2020 年基站建造方针；Q4 建造速度敏捷回落，只新 建了 2.8 万座。

  2021年 5G规划化建造没有彻底重启，跟着运营商基站及承载网设备集采的接连发动， 产业链将迎来复苏。步入 2021 年，即 5G 规划建造第二年，上半年基站建造依然缓慢， 再一同叠加一季度为冷季的要素，上半年仅新建基站 19 万站，依照全年 60 万站的建 设方针，全年基站建造完结开展仅约 31%。此外，一季度运营商基站集采没有敞开， 上一年职业产能急拉，使得库存余量较多，本年以来产业链尚处在销库存阶段。从 6 月开 始，运营商基站及承载网设备投标接连开端发动，基站建造节奏也显着加快，标志着 2021 年基站建造的复苏，这也将给产业链带来新一轮时机。

  5G 建造，前传先行，2020 年前传光模块商场空间宽广但竞赛剧烈。2020 年电信光模 块商场首要聚集于前传光模块。前传光模块选用的干流速率为 25G，封装方法为 SFP。 因为在数通范畴，100G 速率的光模块是选用了 4x25G 的架构方法，且早已成为数据中 心商场的一款主力产品，在技能、工艺和供给链上都十分老练。所以，前传 25G 光模 块的进入门槛相对较低，涌入了许多厂商，导致竞赛十分剧烈，价格也呈现较快的下滑 速度。即便如此，前传光模块商场的空间仍旧很大，本钱操控才能较好以及能自主研制 中心芯片的公司有望从中继续获益。

  电信商场的首要厂商获益于 2020 年 5G 基站规划化建造，从疫情的影响中敏捷康复。咱们罗列出了 A 股中电信商场占比较高的光通讯厂商，包含光迅科技、华工科技和博创科技三家公司，从这三家公司近五个季度的状况来看，2020Q1 三家公司均遭到了疫情 对整个电信商场带来的较大影响，营收大幅下滑，到 Q2 跟着疫情逐步缓解，5G 基站 开端规划化的建造，三家公司应收又呈现大幅的进步，并随后坚持高基数。而从扣非净 赢利的状况来看，与基站建造的节奏相关性较大，三家公司从 Q2 开端成绩得到了大幅 进步，之后 Q3 坚持高添加态势，到 2020Q4 跟着基站建造数的锐减，呈现较大的下滑。 咱们以为基站建造放缓之后，公司相同需求承当人力、设备等本钱，因而对净赢利的相 对影响要更显着。

  现在电信光模块首要光电芯片的价格，遭到全球芯片产能缺货的影响有限。电信光模块 中运用到的首要芯片包含光芯片和电芯片。光芯片中：首要有激光器，光勘探器等；电 芯片中：首要有 CDR、TIA、Driver 等。依据产业链的调研，现在这些要害芯片的价格， 暂时未遭到因为全球缺芯带来的影响。而其他无源器材，从现在来看，遭到上游大宗商 品提价的影响相对也比较有限。因而，电信光模块全体的本钱承压较小。

  海外 5G 建造受疫情影响阻滞严峻，疫情缓解将带来全球需求提振。依据 2021 年我国 互联网大会上的信息，现在我国共建造 5G 基站 91.6 万座，占全球的 70%。依照这个 数据估测，海外当期的 5G 基站数量约为 39.2 万座。因为上一年新冠疫情的影响，不只推延了海外 5G 的建造，也给各国的经济带来了很大的影响，因而现在海外 5G 基站的 数量并不多。可是跟着新冠疫苗的接种比例越来越高，疫情有望得到缓解，全球的 5G 等基建将从头摆开序幕。2021 年头，全球 Top15 的电信服务供货商中有九家给了 2021 年本钱开支的扶引，其总和同比添加 11%。其间 AT&T 本钱开支同比添加 14%，意大 利电信同比添加高达 46%，Verizon 尽管本钱开支同比相等，可是在接下来的三年时刻 里将花费 100 亿美元用于 5G 的布置，此前他们刚刚以 455 亿美元的竞标价格获得了 61.7%的 3.7-3.98GHz 5G 频谱资源。海外 5G 建造的康复，也将带来 5G 侧电信光模 块需求的拉动。

  国外云服务厂商本钱开支继续添加，数通需求侧安稳进步。2020 年北美云服务厂商， 包含 Amazon、Microsoft、Facebook 和 Google，云收入总和同比添加 25.6%，本钱开 支总和与 2019 年同比添加了 37.3%。分季度来看，全球云巨子 capex 从 2019Q1 以来 一向坚持添加的态势，需求继续向好。尽管 Amazon 在 2021Q1 环比有必定的下滑， 可是仍旧坚持同比高添加的状况。分隔来看，2020 年 Amazon 云服务的收入为 454 亿 美元，同比添加 29.5%，本钱开支为 401 亿美元，同比添加 40.1%；Microsoft 云服务 的收入为 532 亿美元，同比添加 21.7%，本钱开支为 176 亿美元，同比添加 29.7%； Google 云的收入为 217 亿美元，同比添加 27.6%，本钱开支为 223 亿美元，同比下滑 5.4%；Facebook 的本钱开支为 151 亿美元，同比添加 0.09%。2020 年因为新冠疫情 的迸发，加之自身企业上云的需求，使得云服务厂商的收入添加显着，一同为了应对未 来更高的需求，在本钱开支方面也在活跃投入，包含数据中心在内的云基建相关产业链 获益显着。

  2020 年国内云服务厂商本钱开支放缓，自 2020Q2 开端接连四个季度环比下滑。国内 的云服务厂商起步稍晚，所需光模块的速率比较北美云服务厂商晚一个代际。从本钱开 支来看，咱们以 BAT 厂商的本钱开支来剖析，三家本钱开销的总和自 20Q2 开端接连 四个季度继续下滑，20Q4 呈现了同比下滑的状况。不过依据 2021Q1 的数据来看，三 家本钱开支总和环比降幅呈收窄态势。其间，百度 2021Q1 的本钱开支为 14.99 亿元，同比添加 175%；阿里巴巴 2021Q1 的本钱开支为 60.43 亿元，同比添加 55.7%；腾讯 2021Q1 的本钱开支为 77.3 亿元，同比添加 26%，一同在一季报中发表未来将继续增 加投入，首要掩盖企业服务、游戏和短视频三大范畴，其间企业服务首要触及根底设备 建造、功率作业 SaaS 产品、安全软件等。

  国内外数通商场的首要参与者，近几个季度营收体现纷歧。咱们挑选了 A 股数通商场 占比较大的光通讯厂商中际旭创和天孚通讯，以及国外厂商 AAOI 和 II-VI，从近几个季 度的营收来看，2020Q1 遭到疫情带来的影响导致各家的营收呈较大起伏下滑，2020Q2 均完结了大幅的添加。自此以后除了 II-VI 在 2020Q4 完结环比添加以外，其他三家均 环比走低。2021Q1 除中际旭创的营收显着走低以外，其他厂商环比相对比较安稳。我 们判别首要是受产品结构影响导致各家厂商营收体现纷歧所造成的，本年数据中心 DR1、 FR1、DR4、FR4 等新产品继续上量会带来新老产品需求结构产生显着改变，并使得各 家厂商未来收入增速摆开间隔。

  全球数据中心建造景气量高，未来商场空间宽广。数据中心作为云核算最重要的根底设 施之一，云核算的高景气量以及云服务厂商扩展的本钱开支直接带动数据中心的昌盛度。 依据 Synergy 的数据，截止 2020 年末，全球 20 家首要云和互联网服务公司运营的超 大规划数据中心总数已增至 597 个，是 2015 年的两倍。数据显现，为了应对越来越高 的云服务需求，各大云服务厂商在数据中心的开支也是十分活跃，2020 年第三季度数 据中心开销到达创纪录的 370 亿美元。别的，除了近 600 个运营数据中心外，还有另 外 219 个处于不同规划或建造阶段的数据中心。

  电信光模块商场直接遭到 5G 建造速度的影响，推延已久的基站三期投标接连开端发动， 有望提振商场，强势复苏。2021 年前五个月，我国 5G 基站只新建了 12 万站，仅完结 全年 60 万站方针的 20%。可是近期运营商的基站投标接连发动，我国移动和我国广电 700MHz 基站联合投标 48 万站，我国移动估计后续还将收购 2.6GHz 基站 12 万站。中 国电信和我国联通2.1GHz基站联合投标24万站，超出商场预期，考虑到后续的3.5GHz 基站，咱们估计电联本年的新建基站数量将超越预期的 32 万站。一同，从投标的价格 来看，均超越上一年同期水平。咱们以为，本年的基站建造呈现量价齐升的态势，这将带 来电信光模块商场需求侧的快速拉升，商场将迎来强势复苏时机。一同近期我国移动史 上最大规划的SPN设备集采的落地以及我国电信也发布了其承载网设备STN的集采候 选人，有望带动中回传的光模块商场的需求。而跟着双千兆方针的驱动，也使得10GPON 的接入网光模块商场成为了电信商场重要的增量之一。

  数通光模块商场需求旺盛，200G/400G 等高速率光模块将逐步起量。回忆 2020 年全 球数通光模块商场，需求侧一向呈现相对安稳添加的局势。咱们依照光模块按速率分隔 看，100G 速率的各系列光模块依然是商场的主力产品，占比挨近 50%。商场需求十分 旺盛，除了北美云服务厂商的需求一向在安稳添加，国内的阿里、腾讯等云服务厂商也 开端了规划收购，因而咱们猜测本年 100G光模块需求在数量上仍会有 10~15%的添加。 而 200G和 400G等高速率光模块产品在经过了三年左右的技能储备、产业链堆集之后， 也在 2020 年开端逐步上量，本年的需求相关于上一年均呈现翻倍及翻倍以上的添加。数据中心的叶脊架构晋级，以及速率晋级在日益微弱的需求面前刻不容缓，将带来数通光 模块数量以及速率进步的微弱需求。

  长时刻来看，数据流量坚持高速添加的趋势几乎是不可逆的。咱们以为，跟着 5G 的大规 模建造，万物互联将使得流量迸发式添加，一同 VR/AR、超高清视频和车联网等下流 爆款运用也将带来海量的流量需求，因而长时刻来看全球数据流量必将呈现高速添加的态 势。依据IDC的猜测数据，全球数据规划将从2018年的33ZB添加至2025年的175ZB， 复合年均添加率到达 27%左右。跟着 5G 的商用逐步遍及，移动数据流量将迎来高速增 长时刻。现在，我国的 5G 基站数量在全球占比到达 70%以上，因而 IDC 猜测 2025 年中 国将以 48.6ZB 的数据量成为全球最大的数据圈，占比到达 28%左右，复合年均添加率 达 30%以上。

  短期来看，因为 5G 的下流运用还没有完结大规划遍及，因而近期的流量增速还存在一 定的动摇。依据 3G/4G 的历史数据来看，一般爆款运用会在车牌发放两年之后才会出 现，3G 车牌发放之后的 2~5 年内，呈现了微信、淘宝、腾讯视频和网易云音乐等爆款 运用，4G 车牌发放的 2~3 年内，呈现了王者荣耀、抖音等爆款 app，流量需求进一步 得到拉升。咱们以 2020 年作为 5G 建造的元年，据此估测 2022 年将是 5G 运用全面爆 发的时刻点，然后将流量的添加带到新的台阶。现在咱们首要看好 VR/AR 在 2C 端的 运用，待 5G C 端运用浸透率逐步进步，数据流量将进入新一波快速迸发添加期。

  100G 的数通光模块规范品种繁复，PSM4 和 CWDM4 占比较大。100G 光模块品种繁 多，假如依照通道数来分的线G 架构的四通道光模块，也有 1x100G 的单通 道光模块产品；若依照封装方法来分类的线 等光模块产品；若 依照是否选用波分复用技能计划来分的线 光模块，也有 CWDM4 光模块产 品；若依照 WDM 的类别来分，有 CWDM、LWDM 和 DWDM 等光模块产品；若依照 运用场景的传输间隔来分的线 等光模块产品。可是现在来看，依据产 业链调研的成果，100G PSM4 和 CWDM4 光模块在整个 100G 光模块商场中的占比最 大，到达近三分之二的比例。因为 CWDM4 能够显着节约光纤资源，因而更受下流客 户的喜爱，占比到达 45%左右。

  100G DR1/FR1 光模块商场超预期，未来在数通范畴的战略含义更大。100G DR1/FR1 光模块选用单通道 100G 的方法，1310nm 波长的 EML 激光器代替传统的 25G DFB 激 光器以完结 50G 的带宽，一同参加 DSP 以完结高精度的 PAM4 调制，然后到达 100G的传输速率。现在来看，因为 25G DFB 芯片及相对应的 Driver、TIA 等电芯片比较成 熟，本钱相对比较低，而 EML 和 DSP 现在来看本钱相对还比较高，因而 100G DR1/FR1 光模块的价格比较 100G CWDM4 还没有竞赛优势。依据产业链调研，2021 年 100G DR1/FR1 的商场规划估计将到达 200 万只。尽管本钱上暂时还没有优势，可是战略意 义巨大，首要反映在以下三点：

  100G DR1/FR1 现在能够代替 2km 以下一切的 100G QSFP28 系列不同计划的光 模块产品，兼容功用十分超卓，简略晋级之后（电计划不变）即可代替 10km 等级 的 100G LR4 光模块产品；

  因为 DR1/FR1 只运用了单通道，因而全体本钱比较四通道的要低，跟着 EML 和 DSP 芯片逐步老练，价格下降到必定起伏，100G DR1/FR1 将会成为最具性价比 的产品；

  DR1/FR1能够经过Breakout计划将100G与400G的传输体系直接完结互联互通， 方法简略且本钱低。

  100G 光模块价格承压较大，未来降本增效含义显着。光模块商场近年来呈现出来的趋 势即：新产品面世之后，能够坚持一段时刻的高价格，首要包含了很大比例的研制溢价， 且商场上先入的厂商数量较少，能够享用商场的第一波价格盈余。可是跟着新入参与者 的数量逐步变多，竞赛开端剧烈。且产业链逐步老练使得光模块中的元部件价格显着降 低，这些要素使得光模块的价格会呈现较快的速度下滑。100G 光模块自 2016 年开端 规划化出货以来，价格即呈现一路下滑的趋势。依据产业界调研，2020 年 100G 光模 块的均价下滑了约 15%，在 2021 年现已打破了 1 美元/G 的价格，因而咱们以为 100G 的光模块的价格未来仍是会承受较大的压力。可是，对光模块厂商来说，在版别迭代的 过程中能够有用下降产品的 BOM 本钱，工艺也在不断优化以进步良率，因而本钱也在 显着下降，得以保证公司的盈余才能。

  降本的首要驱动力来历是芯片，国产代替正稳步推进。光模块的中心部件包含光芯片、 电芯片、光无源器材等。100G 的光模块中，光芯片包含发射端的激光器（LD）和监测 勘探器（MPD）和接纳端的光电勘探器（PD）；电芯片包含发射端的时钟同步康复（CDR）、 驱动器（driver），接纳端的 CDR、跨阻放大器（TIA），电源操控芯片和 MCU 等。平 均来看，光电芯片的本钱占总本钱的比例为 50%左右，对光模块的本钱影响较大。25G 的光芯片现在现已能够完结部分国产代替化，电芯片也现已有部分产品研制成功。若后 续芯片能够完结彻底国产代替化，100G 的光模块本钱将进一步下降。

  200G 光模块性价比超卓，是数据中心速率晋级途径上重要的产品。200G 光模块的传 输速率居于 100G 和 400G 之间，因而被以为是过渡期的光模块产品。现在，商场上有 一部分的客户选用 100G---200G 光模块的晋级计划，尽管错失了 100G---400G 直接升 级的最短途径，可是 200G 的产业链更老练，在 100G 光模块的根底上的设计变更也更 小，是一款极具性价比的产品。依据产业链查询，现在国外云服务厂商 Facebook，国 内厂商阿里腾讯等客户都在选用 200G 光模块的晋级途径，首要仍是归纳考虑了本钱、 功耗等要素之后的决议。

  200G 光模块的干流计划。完结 200G 传输速率的技能计划有多种，首要分为三种，目 前光模块厂商首要采纳的是后两种计划。

  200G QSFP56 封装方法，即选用 4x50G 的结构，激光器选用 25G 带宽的 DML 激光器，参加数字信号处理器 DSP，调制计划为 PAM4 方法。

  200G光模块全系列能够广泛运用到各种场景中，商场空间宽广。除了不同的技能计划， 200G 光模块依照传输间隔还分为 SR，DR，FR，LR 等。运用在数据中心内部，首要 是 SR 和 FR 两种光模块产品。尽管 400G 光模块现在现已开端大规划出货，可是 200G 光模块的商场仍旧宽广。依据产业链调研，200G 光模块本年的总需求量为 100~150 万之间，超出商场预期，且下一年的需求量将超越 200 万只。在 200G 光模块商场上的主 要参与者包含 II-VI，中际旭创，英特尔等等，一同也有剑桥科技、博创科技和 AOI 等 正在商场打破中。

  400G 光模块是数据中心速率晋级的重要光互连产品之一。跟着 5G 建造逐步落地，云 核算的需求日益微弱，物联网设备指数级添加，都将带来数据传输、核算等需求迅猛的 进步。数据中心作为新一代的数字地产，是重要的数字基建造施之一。为了应对如此爆 发式添加的数据处理需求，数据中心也正处在速率代际晋级的过程中。机柜内部的服务 器与 TOR 交流机首要以 10G/25G 为主，正向 50G/100G 阶段过渡。而 Leaf 交流机与 Spine 交流之间的互联、数据中心之间的互联现在首要以 40G/100G 为主，正向 400G 过渡。

  400G 光模块的品种多，运用场景多，广泛运用于数据中心中。与 100G 光模块相同， 400G 依照间隔、是否选用 WDM 也能够分为多种光模块产品。一同，400G 依照封装 方法能够分为 QSFP DD 和 OSFP 计划，QSFP DD 封装计划尺度相对更小，OSFP 的 封装计划尽管尺度更大，但散热相对更好。在电口侧，现在 400G 光模块都是选用 8x50G 的电信号传输计划；而在光口侧，则首要分为 8x50G 和 4x100G 两种计划，对应的产 品别离是 SR8/DR8/FR8 和 SR4/DR4/FR4 系列光模块。8x50G 的光口计划，光口侧的 信号速度和电口侧的共同，均为 8x50G PAM4 信号，因而，光模块内部只需求 CDR 进 行时钟康复即可；4x100G 的计划，光口侧信号速度是电口侧的两倍，为 4x100G PAM4 信号，因而需求 Gearbox 来使得两路电信号复用到一路再调制到光上进行光电转化， 成为一路光信号。

  EML 激光器是 400G 光模块重要的光芯片，现在首要是海外厂商占主导。比较较 100G光模块中运用的 DML 激光器芯片，400G 选用了 EML 激光器芯片。DML 激光器和 EML 激光器之间的首要差异在于，DML为直接调制激光器，本质上仅仅DFB激光器，由driver 对激光器进行直接调制完结 1、0 光信号。高速率的调制、长时刻的工刁难 DML 激光 器的要求也十分高，因而激光器的异常是导致模块失效的最首要原因之一；EML 激光 器则是在 DFB 激光器后边加上 EAM（电吸收调制器），这样 DFB 只需担任坚持安稳功 率的发光即可，由 EAM 来进行调制完结 1、0 光信号传输。现在，高速率的 EML 激光 器的商场比例首要仍是在海外企业手中，包含 Lumentum、博通、三菱等，国内厂商尚 处在布局阶段。值得一提的是，近年来 Lumentum 和 II-VI 等相继推出了 100G DML 激 光器，比较较 EML 具有低本钱、低功耗等优势，将广泛运用于 400G 和 800G 的光模 块中。依据现在的研制开展以及其配套驱动器 driver 的供给时刻，咱们估计将在 2023 年完结大规划量产。

  DSP 芯片是高速率光模块重要的电芯片。100G 及以下低速率光模块一般选用 NRZ 调 制能够到达 25G 及以下的调制速率，一般选用模仿信号处理即可，因而电芯片一般是 CDR 等模仿芯片。而 400G 光模块，信号调制速率更快，对信号的信噪比、非线性干 扰等参数要求也更高。DSP 即数字信号处理芯片，不只能供给 CDR 的时钟同步康复功 能，还能够对信号进行去噪声，色散补偿等一系列的操作，功用强大，能够完结 PAM4 信号调制。DSP 芯片因为集成了许多功用，因而功耗比较 CDR 要大得多，为了下降功 耗，选用线宽更低的制程能够显着下降功耗，现在商场上干流的 DSP 芯片都是选用 7nm 制程。DSP 首要的供货商是 Inphi 和博通，国内厂商在这块范畴还处在初期阶段。

  400G 光模块技能门槛更高，国内厂商处于抢先地位。100G 光模块不管从技能计划、 工艺堆集仍是产业链齐备度都现已十分老练，因而准入门槛也比较低，涌入了许多光模 块厂商，使得产品的价格也遭到了较大的冲击。而 400G 光模块不管是从电路、光路、 Firmware、出产良率和可靠性上都有更高的门槛，因而现在商场上能够大批量供货的光 模块厂商并不多。另一方面，400G 光模块是数据中心下一代产品，正处在代际晋级的 初期，未来商场空间宽广。咱们猜测 2021 年全球 400G 光模块需求为 200 万只左右， 首要客户是亚马逊和谷歌。中际旭创、新易盛等国内厂商在 400G 光模块年代处在全球 抢先的方位，先发优势将有助于公司进步盈余质量，并在此根底上进行 800G 等更高速 率产品的研制。

  多家厂商已推出 800G 光模块，将成下一主战场。近期 2021 年 OFC 会议上，多家光 模块厂商推出了其 800G 光模块产品，现在现已发布 800G 光模块产品的厂商包含英特 尔、II-VI、中际旭创、新易盛、光迅科技、索尔思、剑桥科技和利市光电等公司。能够 看到其间的我国光模块厂商数量较多，他们有望凭仗 400G 杰出的根底坚持在 800G 光 模块商场的抢先地位。因为光模块商场卡位新窗口带来的先发优势即意味着能够享用更 长时刻的价格盈余和比例优势，因而在下一代新产品的研制开展上也尤为重要。

  相干光模块规划化效应下降本钱，下沉至多个运用场景，OpenZR+规范优势显着。相 干光模块一开端适用于传输间隔大于 1000km 的主干网，后来逐步下沉至传输间隔为 100 至 1000km 的城域网，小于 100 公里间隔的边际接入网，以及 80~120km 的数据 中心互联范畴（DCI）。跟着相干光模块开端规划化量产，本钱不断下降，未来将广泛 运用于 5G 接入网等需求量更大的商场。现在 400G 相干光模块有三种规范，别离为 400GZR、OpenROADM 和 OpenZR+。其间 OpenZR+归纳了 400GZR 和 OpenROADM 两种规范的长处，运用规划更为宽广，面向城域、主干、DCI 和电信运营商，且可支撑 多供货商的相互操作性。

  多厂商逐鹿相干光模块商场，商场空间宽广。传统的相干光模块厂商包含华为、Infinera、 思科、中兴和新飞通等，跟着相干技能的敏捷开展，以及运用场景的不断下沉，近几年 来中际旭创，II-VI 和 Inphi 等公司也开端参加这个商场。依据 lightcounting 的猜测，采 用相干技能的 DWDM 光模块商场未来五年将坚持约 20%的复合年均添加率，而 2021 年下半年 400G ZR、400G ZR+以及 400G Open Roadm 相干光模块将开端第一次规划 化出货。相同，近年来相干光模块的抢手运用范畴 DCI 商场未来的增速也很达观，根 据 Dell’oro 的猜测数据，到 2022 年 DCI 网络商场总量到达 50 亿美元，而其间包含光 模块的光传输网络部分占有最大的商场比例。

  2021 年基站新建数量全体上微增，前传光模块商场估计小幅下滑。依据三大运营商及 我国广电关于本年的本钱开支，2021 年估计三家本钱开支总和为 3406 亿元，同比增 长 2.3%。近期我国移动和我国广电 48 万站 700MHz 基站联合投标发动，我国电信和 我国联通 24 万站 2.1GHz 基站也已开端，再看运营商对基站新建数量的指引，我国移 动还将新建 2.6GHz 宏基站 12 万座，考虑到 3.5GHz 基站，我国联通和我国电信 2021 年共建同享宏基站的数量估计将超越 32 万座。比较上一年 58 万座左右的新建基站来说， 本年的新建基站在数量大将有微幅添加。考虑到 700MHz 基站用到的光模块数量会更 少一些，速率上也会选用速率更低的 10G 前传光模块，加之价格也会进一步下滑，因 此全体来看，本年前传光模块的商场规划将呈小幅下滑的状况。

  前传光模块产品老练度高，商场准入门槛较低。25G SFP 封装的光模块是现在商场上 最干流的前传光模块产品。一般选用 TO-CAN 的封装，工艺十分老练，产业链齐备， 因而本钱十分低，商场上具有批量出货才能的厂商十分多。一同光模块中本钱占比最高 的光电芯片，跟着规划化量产和部分国产代替化，价格敏捷下降，使得 25G SFP 光模 块的本钱显着下降。综上两个要素，2020 年前传光模块商场竞赛十分剧烈，价格下滑 的速度也大大超出产业界的预期。

  前传光模块芯片国产代替比例稳步进步。数通光模块产品相关于电信光模块产品，一般 都会抢先 1~2 个代际，因而国内产业链经过了上一代 100G 数通光模块的年代之后，芯 片方面的布局及技能储备都有了必定的根底。现在在光芯片方面，10G DFB 现已完结 了彻底国产化代替，能够完结规划化量产，且 10G 超频代替 25G DFB 的技能道路G 前传光模块产品上也完结了成功。25G DFB 光芯片现已研制成功，到达部分国产 代替，量产良率及后续商场开辟有待打破。25G PD 芯片因研制难度相对较低，多家厂商现已能够完结批量出货。而 CDR、Driver、TIA 等电芯片也相继获得了必定的开展。 咱们以为，跟着产业界在这些要害芯片产品上不断的投入和攻关，加上 5G 建造带来的 海量需求，未来两年内有望能够接连完结打破，然后完结 100%国产代替化。

  本年 3 月，我国移动史上规划最大 SPN 设备集采落地，有望带动中回传光模块商场需 求。运营商的 5G 承载网首要分红主干网、省网和城域网。其间，主干网和省网担任高 速大容量的传输，会选用 OTN 等大颗粒远距传输的网络架构。城域网分为中心层、汇 聚层和接入层，这三层别离对接不同的中回传服务，对应不同的端口速率，然后所需的 中回传光模块速率也是逐层递加的。接入层一般选用 50G/100G 速率的光模块，会聚层 选用 100G/200G，中心层则选用 400G 的高速光模块。本次 SPN 设备收购是我国移动 2021-2022 年大规划 SPN 设备收购，分为新建和扩容两部分，算计共收购将近 21.3 万 端，为我国移动迄今为止最大规划的收购，超越了 2019 年、2020 年一期和二期的采 购总额。加上近期我国电信也发布了其承载网设备 STN 的集采提名人，咱们以为运营 商的承载网将开端规划建造，开释中回传光模块需求。

  5G 建造进入第二年，光模块商场规划从头测算。5G 光模块首要分为前传、中传和回传 光模块，对应的干流速率别离是 25G、50G 和 100G。一般来说，不管是宏基站仍是小 基站，都具有三个扇面，依据实践带宽的需求，每个扇面对应一对或两对前传光模块， 因而一个基站需求 6 个或 12 个前传光模块。三个宏基站或十个小基站收敛至一个 DU， DU 与 CU 衔接需求 1 对中传光模块，1 个 CU 对应 12 个 DU，CU 衔接至中心网需求 1 对回传光模块。现在我国现已建成 4G 基站 575 万个，假定 5G 新建基站的数量与 4G 基 站相等，依照均匀每个基站 10 个前传光模块，依据产业链调研，前传光模块均匀单价 为 25 美金，50G PAM4 中传光模块单价为 120 美金，100G 回传光模块为 200 美金，那 么 5G 前传光模块的总需求数为 5750 万只，总商场规划约为 95 亿元；中传光模块总需 求约为 380 万只，商场规划约为 37 亿元；回传光模块约为 65 万只，商场规划约为 21 亿元。因为前期首要布置前传光模块，咱们以为未来几年中回传光模块的需求将逐步进步。

  2021 年，工信部发布了《“双千兆”网络协同开展行动计划（2021-2023 年）》，方针用 三年时刻，根本建成全面掩盖城市区域和有条件城镇的“双千兆”网络根底设备，完结 固定和移动网络遍及具有“千兆到户”才能。“双千兆”计划无疑将大力推进 10G PON 在电信接入网侧的大规划遍及，以保证 2023 年末千兆光纤网络到 2023 年末掩盖 4 亿 户家庭，10G PON 及以上端口规划超越 1000 万个，千兆宽带用户打破 3000 万户。同 时，海外疫情的迸发使得居家作业、交际越来越成为干流方法之一，因而人们对家庭网 络带宽的需求越来越高。

  10GPON 成干流技能计划，未来商场空间宽广。PON 是一种点到多点结构的无源光网 络，首要由光线路终端 OLT、光网络单元 ONU 和无源光分路器 POS 组成，是宽带接 入网承载事务的重要方法。现在 PON 技能首要包含 APON/BPON、EPON、GPON 和 10GPON，别离对应不同的规范，APON/BPON、GPON 和 10GPON 对应 ITU 创立的 规范，EPON 则对应 IEEE 创立的规范。10GPON 是现在规划铺设的干流技能计划，未 来的晋级道路GPON 也在活跃布局中。依据 Omdia 的猜测，10G PON 设备的全球商场规划在 2021 年将到达 30 亿美元，到 2025 年将超 65 亿美元，CAGR 到达 20%以上，到时大部分 OLT/ONU 都将具有 10G 的才能。

  10GPON 光模块产业链老练，国内厂商是商场主力。10GPON 光模块依照运用场景， 首要分为局端 OLT 光模块和终端 ONU 光模块。比较较 GPON 光模块，10GPON 光模 块在传输速率、分路比例和传输间隔等指标上都具有显着的优势。因为数通光模块近年 来呈“东进西退”的趋势，国内光模块产业链高速开展，现在干流的数通光模块速率为 100G，因而 10GPON 光模块的产业链相对来说现已十分老练，本钱也敏捷下降，到达 了规划化铺设的条件。10GPON 光模块商场的参与者首要是国内光模块厂商，包含中 际旭创（成都储翰）、海信宽带、博创科技和光迅科技等。

  硅光技能从 1960 年即诞生，现已运用到多个范畴中。硅光技能，是以硅或许硅基资料 （Si, SiGe）作为衬底资料，运用与集成电路兼容的 CMOS 工艺制作对应的光子器材和 光电器材，以完结对光的激起，调制，呼应等功用，然后广泛运用于光通讯，光传感， 高功用核算等范畴。硅光技能的开展阶段首要分为技能探究阶段，技能打破阶段，集成 运用阶段，以及运用拓宽阶段。

  技能探究阶段 1960s-2000s：从 S.E.Miller 初次提出集成光学的概念以来，许多学 者和研究机构在波导，调制器，勘探器，光源等范畴都做出了许多奠定厚实根底的 探究作业；

  技能打破阶段 2000-2008：产业界也开端了商业化的研究作业并完结了打破性的 开展，比方 GHz 的调制器，混合集成激光器，以及硅基勘探器；

  运用拓宽阶段 2014-至今：Ayar Labs 将硅光技能带到了光互连范畴；Lightmatter 等公司将硅光技能带到了量子核算范畴；Voyant 将硅光子技能带到了激光雷达领 域。

  光通讯是硅光技能现在最广泛运用的范畴，未来增速可期。依据 Yole 的数据，硅光技 术在各大商场的运用统计数据中，在 2019 年有超越四分之三的收入来历于数据中心光 模块。而从猜测成果来看，到了 2025 年，数据中心收入占比更是到达了 90%以上。原 因根本是因为价格较高的高速率硅光模块，比方 400G，800G 模块的敏捷上量带来了 商场规划高速添加。结合 Yole 关于整个光模块商场的猜测，到 2025 年，在数通范畴， 硅光模块的比例会占到三分之一左右。

  100G 硅光模块是硅光技能在光通讯范畴落地的首要产品形状，为更高速率硅光模块的 开展奠定了根底。硅光模块的商场规划在 2018 年呈现了显着拐点，首要系两个原因： 英特尔的硅光子技能在经过多年开展之后，在 2018 年开端敏捷上量，从传统光模块厂 商手中抢占了必定的商场比例，其首要产品是 100G CWDM4 硅光模块和 100G PSM4 硅光模块；华为和中兴在2018年开端许多收购Acacia的100G硅光相干DWDM模块。 因而 100G 硅光模块现已开端许多运用，也预示着硅光技能在云服务厂商侧获得了认可。 后续跟着光模块速率越来越高，硅光模块以其高集成度、低本钱、低功耗等长处将获得 更大运用，然后翻开更宽广的商场。

  硅光模块现在商场占有率为 25%，400G 年代已错失最佳窗口，有望在 800G 敏捷切入 商场。经过了长达 20 年左右的衬托，商场开端逐步意识到 InP 及 GaAs 等资料技能的 局限性，并开端逐步认可硅光技能的优势，尤其是与 CMOS 工艺的高度兼容性。现在 以 100G 为主的硅光模块产品，包含 100G CWDM4、PSM4 和相干 DWDM 硅光模块， 现已占有了光模块商场 25%的比例。依据 LightCounting 最新的猜测，到 2026 年硅光 模块有望占有 50%比例，与传统可插拔光模块平分商场。2021~2026 年，硅光技能的商场累计总规划将到达 300 亿美元，增速适当迅猛。其间 200G、400G 和 800G 等高 速硅光模块无疑将是未来高速添加的首要驱动力。咱们以为，现在 400G 光模块选用传 统分立式计划现已日趋老练，且产业链也在逐步改进下降本钱，竞赛力较强。因而硅光 模块有望在 800G 年代敏捷切入，成为第一批抢先的厂商。

  现在硅光模块商场抢先厂商是英特尔、思科等国外厂商，可是国内厂商开端纷繁布局， 有望在未来也能构成满足的竞赛力。商场上具有硅光模块大批量出货才能的首要是英特 尔、思科等国外厂商，国内厂商还处在待打破阶段。可是咱们看国内厂商在传统光模块 范畴的生长进程来看，大部分厂商经过十年的技能堆集和产品打磨，从电信光模块范畴 拓宽至数通光模块范畴，从低速光模块范畴逐步拓宽至高速光模块范畴，市占率进步显 著。现在全球 Top10 光模块厂商中有超越一半都是国内厂商，他们在传统可插拔光模 块范畴现已具有了较强的竞赛力。而硅光模块现已被公以为将是传统光模块未来最微弱 的对手，国内厂商也在活跃测验捉住这个技能革新的时机，进一步进步商场竞赛力。然 而，国内光模块厂商大部分选用 Fabless 的方法进行硅光模块的研制，因而与大型 fab 厂商之间合作关系的不确定性以及相对并不高的产品附加值都给国内厂商未来在硅光 模块范畴的竞赛力带来了应战。

  硅光模块的技能壁垒在于硅光芯片，硅光芯片的壁垒在于激光器、共同性和良率。硅光 芯片中集成了光模块中大部分元器材，因而是硅光模块中最中心的器材。因为硅是直接 带隙的资料，因而做成激光器很困难。现在硅光模块中光源的计划有英特尔的 III-V 族 异质键合激光器、外置激光器和 III-V 族倒装焊激光器等，现在大部分厂商都选用外置 大功率接连激光器计划，而大功率激光器带来的功耗、散热和可靠性等问题也是需求攻 克的难题。一同，硅光芯片中的分光、WDM 等结构也会引进更高的插损，对高速率光 模块影响较大。此外，硅光芯片的壁垒还包含共同性和出产良率，因为 CMOS 工艺存 在必定的动摇，因而不同批次的硅光芯片在功用会存在必定的差异。且硅光芯片上包含 许多功用的元部件，因而全体的良率也存在必定的应战。

  CPO 是业界公认的未来更高速率光通讯的干流产品形状之一。CPO，Co-packaging optics 的简称，中文名为共封装光学，即光学引擎 PIC 与电学引擎 EIC 合封在一同的封装技能。其间光学引擎包含有源光学器材和无源光学器材，电学引擎则包含各种电学 芯片及电路部分。共封装光学具有以下长处：

  下降功耗。电学引擎与光学引擎的电路间隔大大缩短，电信号损耗下降，简化后的 SerDes 去掉 DFE、FFE 和 CTLE 之后功耗下降，最高可节约 30%的功耗。

  下降本钱。封装工艺本钱更低，高集成度的光引擎本钱更低，一同省去部分电学芯 片本钱更低，可下降 25%-30%的本钱。

  减小尺度。凭借硅光技能和 CMOS 工艺，共封装的方法显着减小光电引擎各自独 立封装方法的尺度，一同能够完结更高密度的 I/O 集成。

  传统交流机的封装方法在未来高速率传输年代会遇到瓶颈，更高集成的封装方法才是更 优解。针对交流机的封装方法，现在比较明晰的演进途径如下：现有的封装方法：传统 的可插拔光模块插在交流机前端面板上，与交流机芯片之间经过较长的电路来衔接； COBO 封装方法：将光模块早年端面板移到交流机内部，与交流机处于同一衬底之上， 电路长度变短；共封装光学方法：将光模块中的光引擎移动到与交流机芯片同一 Interposer 衬底上，电路长度进一步变短。关于共封装光学方法，也相同存在外置光源 /内置光源的 2.5D 封装到终究完结 3D 封装的演化途径。

  什么是 CPO 封装方法的交流机？多个光模块的光引擎与交流机 ASIC 芯片处在同一个 衬底上，大大缩短了交流机和光模块之间电信号需求传输的间隔，这样不只下降了 Serdes 芯片的要求，下降了电信号的发射功率，一同对光模块中原本需求的 DSP 芯片 要求也更低，然后完结下降光模块和交流机整个体系功耗的意图。交流机 ASIC 芯片中 包含了 CPU、内存操控器等中心芯片和以 Serdes 芯片为主的 I/O 模组。光引擎可所以 硅光引擎，也可所以由传统的分立式元器材组成的光引擎，首要包含激光器、光电勘探 器等有源光器材，波分复用/解复用和光衔接器等无源光器材，还有 driver、TIA 和电源 操控等电芯片。

  51.2T/s 的交流机年代是 CPO 切入商场的绝佳时机。为何会是在 51.2T/s 年代?以业界 现在的规划，关于 51.2T 的交流机，在光口侧，由 64x800G 光模块组成来完结 51.2T 的光信号传输速率，800G 光模块关于传统分立式的封装计划来说现已十分具有应战性， 且降功耗的使命深重；电口侧则由 512x112Gb/s 的 Serdes 组成以完结 51.2T 的电信号 传输速率，Serdes 在交流机中的功耗占比十分大，依据 Cisco 的测算，交流机速率从 640G 晋级到 51.2T，Serdes 速率晋级叠加数量的添加，总功耗将添加至 22.7 倍之多。 再加上中心芯片的功耗也在添加，整个 51.2T 交流机的功耗将限制其大规划商用的进程。 而CPO则供给了一个有用的处理计划，能够大大下降Serdes带来的功耗。未来102.4T， 乃至 204.8T 交流机，则更需求降功耗的计划。因而咱们以为 51.2T 是 CPO 切入商场 的良机，也是未来更高速率 CPO 交流机的根底。

  CPO 商场前景宽广，数据中心为其主战场。CPO 可广泛运用于各个范畴，包含数据中 心，高速工业互连和高功用核算等范畴。因其本钱低、功耗低和尺度小等优势，正逐步 被整个职业承受。依据 CIR 的陈述，CPO 在 2026 年的商场规划将到达 3.44 亿美元， 而到 2030 年将敏捷添加至 23 亿美元。其间，63%将来自于云服务商数据中心事务。 数据中心是 CPO 的主战场。交流机若要到达 51.2Tbps 及以上的速率，CPO 在本钱效 益和计划可行性上都要远远优于传统可插拔计划和 COBO 计划。一同各大设备商和云 服务巨子都在活跃开发，推进 CPO 交流机的高速开展。

  多方布景的大型厂商参加 CPO 商场，将进一步加快 CPO 的开展。从业界来看，未来 能处理高速光电子的热和功耗问题的处理计划中，CPO 将是最优解之一。近年来，拥 有着不同布景的厂商都逐步参加到 CPO 商场傍边。云服务厂商 Facebook 和 Microsoft 创立了 CPO 联盟，旨在打造一个渠道，招引各细分职业龙头参加联盟，推进 CPO 标 准的树立和产品的开展；设备厂商思科和 Juniper 未来都将推出 51.2T/s 的 CPO 交流 机；芯片厂商英特尔和博通则在推出各自相应的交流机芯片的根底上，再研制 CPO 交 换机。国内厂商也在布局这个范畴，其间利市光电联合英国 Rockley 推出了 3.2T 的 CPO交流机样机，中际旭创和新易盛等厂商也都在布局该范畴。

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