News

  光模块用于完结电光信号的转化，是通讯设备与光纤衔接的中心器材。光模块是 光发送模块、光接纳模块、光收发一体模块、光转发模块等多种模块的总称，在未加 阐明的情况下指光收发一体模块。

  在单端口速率≤10Gbps的年代，电接口和光接口存在竞赛联系。单端口速率进步到 25Gbps 之后，光接口成为网络通讯设备的首要挑选，光模块成为各类通讯体系 的中心器材。光模块能够依据封装方法、传输速率、激光器类型、编码方法等进行分类。其间 封装方法的演化，能够最直观的表现光模块高速率、小型化的演进趋势。从前期的 GBIC、SPF 封装，到先进的 QSPF、QSPF-DD、OSPF 封装，光模块的速率从 1Gbps 进步到 800Gbps，封装工艺的进步使得光模块能够在体积根本不变的情况下适配更 高的速率要求。

  依照不同的通讯场景能够将光模块商场划分为以太网、衔接器、传输、Fibre Channel、无线接入、有线接入等细分商场。其间以太网光模块首要用于服务器、交流器、路由器等数通网络设备；光衔接器 既 AOC（Active Optical Cables，有源光缆），用于服务器到 TOR 交流机的短间隔连 接；CWDM/DWDM 光模块首要用于各类光传输设备；Fibre Channel 光模块专用于 存储和高性能核算网络。这四个细分商场首要客户包含云核算厂商、互联网厂商和电信运营商等。无线接入光模块、有线接入光模块别离对应无线网络接入网和有线宽带接入网， 是电信运营商细分商场。

  2020 年以太网、CWDM/DWDM 两个细分商场算计份额高达 77%。其间以太网 光模块和光衔接器（直连方式的一对以太网光模块）这两个细分商场以 34%的出货 量贡献了 53%的商场份额。CWDM/DWDM 光模以约 1%的出货量贡献了 24%的市 场份额。

  2020 年有线%的商场份额，无线%的商场份额。获益于数据通讯流量添加，以太网和 CWDM/DWDM 光模块从 100G 向 200G、 400G、800G 不断迭代，成为光模块商场添加的首要驱动力。

  光模块职业的上游首要包含光芯片、电芯片、光组件企业。光组件职业的供货商 较多，但高端光芯片和电芯片技能壁垒高，研制本钱昂扬，首要由境外企业独占。光模块职业坐落工业链的中游，归于技能壁垒相对较低的封装环节。光模块职业下流包含互联网及云核算企业、电信运营商、数据通讯和光通讯设备 商等。其间互联网及云核算企业、电信运营商为光模块最终用户。

  作为光通讯工业的中业，光模块职业赢利率低于上游的芯片职业和下流的网 络设备职业，需求承当上游芯片收买的本钱压力。光模块职业重视规划效应和资金优势，是国内企业进入光通讯职业的首要进口。

  上游高端光芯片关键技能由少量国外厂家独占，下业商场集中度高，头部企业议价才能很强。光模块职业处在上下流揉捏之下，议价才能相对较弱，职业内部竞赛剧烈。需求经过规划优势、技能迭代和牢靠的交给才能树立相对安稳的上下流协作 联系。

  因为低端产品毛利率过低，许多海外厂商剥离相关光模块事务专心于芯片和高端 产品，国内光模块厂商则活跃入局：剑桥科技 2018 年 5 月收买 Macom Japan 光模 块财物，2019 年 3 月收买 Oclaro Japan 光模块财物。另一方面，光通讯巨子也阅历了一系列并购整合，以增强对整个工业链的笔直协 同，增强规划优势，进步议价才能：2018 年 5 月 Lumentum 收买 Oclaro，2018 年 11 月 II-VI 收买 Finisar，2022 年国内光通讯企业长飞光纤收买经过收买博创科技总 股本的 12.72%，获得公司实践控制权。

  2017-2020 年，光模块职业并购商场持续升温。依据 S&P Capital IQ 揭露并购 与买卖信息数据库核算，纵观光通讯工业上中下流，2019 年本钱隆冬，全体并购市 场较 2018 年下降了超越 50%，但跟着商场的回暖，2020 年 1-8 月，全体并购商场 较 2018 年全年进步 20%。从工业链环节来看，下流环节并购规划较大，可是受本钱隆冬影响出现了较大规 模的动摇；反观上游环节，则受影响较小，持续坚持高热度；中游环节获益于各类光 纤财物利好，占比和并购规划均有显着的上升。

  因光通讯商场持续整合，尽管全体商场买卖数目有所削减，可是买卖金额大幅提 升。与此一起，多家金融机构加速布局光通讯工业，职业远景全体达观向好。

  境外公有云厂商安身全球商场，有更好的成长性和网络架构迭代速度。考虑国内 公有云和互联网厂商面对的国内商场饱满、世界化受阻窘境等要素，Lightcounting 猜测，2021-2026 年我国光模块商场份额年复合添加率 5.8%，2021-2026 年境外光 模块商场额年复合添加率 15.1%。

  依据法国商场研讨和咨询机构 Yole 核算，2020 年全球光模块商场全体规划达 96 亿美元，较 2019 年的 77 亿美元添加近 25%。Yole 估计，全球光模块商场全体 规划将从 2020 年的 96 亿美元添加到 2026 年的 209 亿美元，2021-2026 年的复合 年添加率为 14%。其间数据通讯商场规划占比将由 55.2%进步到 2026 年的 77.2%， 2021-2026 年的复合年添加率为 19%，成为光模块商场添加的首要驱动力。

  依据 Yole 核算数据，2020 光模块厂商商场份额前两名仍然由美企 II-VI（原 Finisar）和 Lumentum 占有，别离为 16%和 11%，可是比较于 2019 年，二者的市 场占比均下降了 3%。在头部厂商商场占比出现下降的布景下，国内厂商中际旭创以 10%的商场份额 位居第三名，比较于 2019 年添加了 1%。一起海信宽带、新易盛等国内厂家初次进 入 TOP 10 榜单，国内厂商商场份额从 2019 年的 31%强势添加到 2020 年的 40%。一起光迅科技、华工正源等厂家 2020 年全球份额比照 2019 年均有下降，国内厂商 全球商场份额进步的一起，国内光模块商场竞赛格式加重。

  依据 Lightcounting 的核算数据，从 2010 年到 2020 年，国内光模块厂商全球份 额从 16.8%进步到 43.9%。2011-2020 年均匀每年进步 3.1%，最近 5 年均匀每年提 升 3.2%。从 2010 年到 2020 年，我国前 10 名组件和模块供货商的总收入添加了 9.3 倍。比较之下，2010-2020年非我国光学元件和模块供货商的归纳收入添加了2.0倍。

  Cisco 2020 年发布的全球互联网用户、固定网络速率的添加数据，印证了互联 网流量的添加趋势。2018-2021 全球互联网用户数坚持约 6.4%的年复合添加率，固 定网络速率年复合添加率为 19%，移动网络速率复合添加率为 31%。能够核算 2018-2021 年，全球网络流量年均匀添加率约为 27%，介于 25%-30%之间。

  依据 Cisco 可视化网络指数（VNI）和全球云指数（GCI）发布的数据，全球互 联网流量出现出两个重要的趋势：一是从 2017 年开端，全球互联网流量添加不断趋 缓，年均匀添加率安稳在 20%左右。二是云核算流量添加成为驱动添加的首要驱动 力。2021 年全球仅 0.2ZB 的流量不经过数据中心，占全球流量份额只要 0.96%。从 增速上看，2016-2021 年全球数据中心流量复合增速达 25%。从工信部、CNNIC 的核算数据看，我国的移动互联网流量在经过 4G 时期的高 速添加后，从 2018 年后快速回落，年均匀添加率安稳在略高于 30%的水平，国内互 联网流量添加率逐渐和全球流量添加速率趋同。

  大数据、云核算、AI 等技能的开展，让很多的东西向流量在数据中心内部交互。依据 Cisco 的核算数据，在全球范围内用户拜访流量只占悉数流量的 14%，数据中 心东西向流量占比为 86%。而北美的用户拜访流量只占悉数流量的 9%，东西向流量占比为 91%。2013-2021 年，全球云核算流量占比从 73.3%进步到 81.2%，北美云核算流量 占比从 76.7%进步到 87.3%。参照北美和全球云核算占比差异，跟着我国东数西算 规划落地，工业数字化水平不断进步，算力网络根底设不断完善，我国的 IDC 内东 西向流量、云核算流量占比还有进步空间，有望驱动 IDC 职业光模块需求添加。

  下流云核算厂商和互联网企业本钱开支是数通光模块商场的重要相关方针。境外云厂商（Amazon、Microsoft）本钱开支 2019Q2-2022Q1 接连 12 个季度同比添加， 进入 2021 年尽管增速放缓，仍然坚持了 20%的同比添加。互联网公司（Apple、Meta、 Google）本钱开支 2020 年 Q4 开端正添加，2022 年 Q1 同比添加超越 40%。依据 DellOro Group 猜测，2022 年 Amazon、Google、Meta 和 Microsoft 四家公司的数 据中心算计本钱开销将超越 200 亿美元，全球数据中心本钱开销将同比添加 17%。

  国内公有云商场份额首要由阿里云、腾讯云、华为云占有，其间腾讯、阿里巴巴 两家上市企业本钱开支在 2014-2019 年间坚持了 30%以上的高速添加，2020 年遭到 国内互联网监管趋严影响，阿里巴巴的本钱开支开端下降，可是两个头部云核算公司 的算计本钱开支仍然坚持在 1000 亿人民币以上。快手、美团两家挑选自建 IDC 的头 部互联网公司，2019-2021 年算计本钱开支三年复合添加率为 48.27%，可是其本钱 开支规划远低于云核算企业。

  数据中心服务器 CPU、网卡、显卡等职业的出售数据和光模块需求正相关，我 们从 Intel 和英伟达两家头部企业的营收，能够看到全球数通工业的需求添加态势。到 2021 年 Q4，Intel 和英伟达两家公司的营收算计，现已接连 10 个财季坚持 10% 以 上 的 同 比 增 长 率 。其 中 2021 年 Q1-Q4 同 比 增 长 率 分 别 为 11.44%/18.02%/27.92%/34.78%，添加率不断进步。

  咱们以为数通光模块首要包含数据中心内部的以太网光模块、光衔接器（AOC、 DAC）、CWDM/DWDM。其间把 CWDM/DWDM 光模块归为数通光模块的首要原因 是，这一细分商场的添加动力首要来自于微软等互联网公司的数据中心互联需求。Lightcounting 猜测， 2022-2024 年 全 球 数 通 光 模 块 市 场 规 模 分 别 为 91.81/103.58/117.34 亿美元，别离同比添加 18.99%/12.82%/13.28%。

  网络数据流量迅猛添加，特别是东西向流量的添加，不断推进数据中心网络架构 演进。当时 Spine-Leaf 结构的 CLOS 网络现已在首要的云核算数据中心得以布置。在 Spine-Leaf 结构中，数据中心互联场景别离为 TOR-Server、Leaf-TOR、Spine-Leaf、 DCI，其间前三个场景在数据中心内部，第四个场景为长间隔的数据中心互联。CLOS 架构下，一般依照 Leaf-TOR、Spine-Leaf、DCI 场景下的光模块速率等 于 TOR-Server 互联光模块速率的 4 倍来装备光模块。依照 10G/40G、25G/100G、 100G/400G、200G/800G 的道路演进。一起 TOR-Server 场景下，AOC/DAC 直连 计划正代替独立的可插拔光模块，成为短间隔互联场景下的低本钱优选计划。

  光模块才能和网络设备才能同步演进。数据中心网络架构演进的背面，是以太网 交流机 ASIC 芯片才能的不断进步。当时 12.8T 的 ASIC 芯片，需求匹配小型化和低 功耗的 400G 光模块，完结在 1U 的盒式交流机上集成 32 个 400G 端口的需求。IMT-2020（5G）推进组猜测，数据中心交流芯片吞吐量2023年将到达51.2Tb/s，2025 年之后到达 102.4Tb/s，需求 800G 乃至 1.6T 的光模块与之适配。

  头部云核算和互联网厂商是先进网络架构最活跃的实践者。亚马逊、谷歌、微软、 Meta 等企业 2019 开端就在其超大型数据中心内部选用 100G/400G 架构，商用布置 400Gb/s 光模块。国内互联网厂家中，短视频公司的流量添加和机房空间压力最大，2021 年字节 跳动成为国内第一个批量集采 400G 光模块的客户。

  2022 年，国内外首要的互联网企业和公有云服务商均进入 100G/400G 架构规 模布置期，200G/800G 架构的测验作业也将逐渐完结，并开端在出产环境布置。100G 以上的光端光模块销量有望稳步添加。

  从 2016-2021 年，跟着光模块技能的迭代，短距光模块单bit 本钱每年同比下降 30%，长距光模块 bit 本钱每年同比下降 28%，与之对应的是单个光模块速率从 100G 进步到 400G。2022-2026 年，光模块才能将持续向800G 和 1.6T 演进，光模块单 bit 本钱持续 下降。依据 Lightcounting 猜测数据，2022-2026 年，以太网短距光模块单bit 本钱每 年下降 33%以上，DWDM 长距光模块单 bit 本钱每年下降 16%。

  依据 Lightcounting 核算和猜测数据，到到 2021 年末，短距 400G 光模块对 比 100G 和 200 光模块还没有形本钱钱优势，25G/100G 架构是数据中心内部网络成 本最低的计划，这成为 25G/100G 架构向 100G、400G 架构演进放缓的首要要素。

  一起，为习惯不断添加的流量，云核算公司仍要持续进步流量转发才能。依据 Lightcounting核算和猜测，全球 Top5 云核算公司（Alibaba、Amazon、Meta、Google、 Microsoft）的累计光端口才能，2021-2026 年将坚持 45%的年复合添加率。2022 年开端，出于网络架构、事务特点、流量添加、本钱要素的考虑，全球 Top5 云核算公司会持续推进网络晋级。Meta 和阿里处于本钱考虑，挑选了从 100G 向 200G 过渡的计划，这将推进 200G 光模块和 400G 光模块需求会同步进步。2022 年，800G 光模块开端批量布置，估计其商场份额会在2024 年超越 400G 光模块。

  数据中心内部存在海量的互联需求，低本钱是驱动数据中心光模块技能不断开展 的首要动力。接入线缆出现多样化趋势，部分计划经过调整机柜布局来下降互连间隔， 经过对传输间隔需求做更精密的区别，挑选不同的光模块类型来下降本钱，包含选用 更低本钱的直连铜缆（DAC）代替光缆。

  400G 光模块放量，是 2022-2023 年数据商场的首要添加需求。带动服务器 25G 光模块向 100G 光模块晋级，一起网络设备 100G 光模块向 400G 晋级。依据 Lightcounting 2022 年最新的核算和猜测数据，2022-2024 年，全球以太网 光模块商场将坚持快速扩张，别离到达 56.32/62.58/68.14 亿美元。其间 100G 及以 上光模块出售收入占比会快速进步，别离到达 89%/91%/93%。400G 以上光模块需求添加将成为职业未来收入添加的首要要素，别离到达 34%/40%/48%。

  现代虚拟化技能的广泛应用使得多个物理上分隔的数据中心能够像一个虚拟的 数据中心相同作业，大型互联网企业能够在多个数据中心和事务之间分管负荷、有用 下降数据中心对电力供应的要求，并便于快速布置。这一技能趋势使得 IDC 之间的 流量高速添加，云厂商和 IDC 运营商开端挑选自建 IDC 互联网络，以代替高本钱的 电信运营商数据专线，节约本钱的一起，也便于自主快速扩容。

  5G 和 4G 比照，光模块添加首要来自三个要素：高频段需求更多的基站、高速 率需求更大的带宽、添加中传环节需求更多的衔接，这一添加逻辑在 2019-2020 年 现已表现。展望 2021-2025 年，5G 建造节奏的改变成为影响我国 5G 光模块事务增 长的首要要素。依据工信部最新数据，到 2021 年末，我国累计建成并注册 5G 基站 142.5 万 个，占全球 5G 基站数量的 60%。每万人具有 5G 基站数到达 10.1 个，完结掩盖全 国一切地级市城区、超越 98%的县城城区和 80%的城镇镇区的 5G 网络掩盖。我国 十四五期间的 5G 基站建造方针为每万人具有 5G 基站数到达 26 个，十四五局面之 年，现已完结十四五 38.8%的建造方针，2022-2025 年，5G 基站建造将稳步推进。依据 Lightcounting 猜测数据，5G 前传光模块商场从 2020 年开端负添加， 2022-2024 年，全球 5G 前传光模块商场份额别离到达 6.57/6.32/5.93 亿美元。

  5G 中回传接入层通常以环形拓扑为主，典型带宽需求为 50/100Gb/s。跟着 400Gb/s 30/40km 光模块技能计划的日益老练和 800Gb/s 光模块的演进晋级，下一 阶段 5G 中回传光模块将面对更多新式计划的挑选。

  获益于 100G 以上高端光模块的引进，5G 中回传商场预期高于 5G 前传商场。依据 Lightcounting 的猜测数据，2022-2024 年，全球 5G 中回传光模块商场份额别离到达 2.42/2.45/2.47 亿美元，对职业全体规划没有影响。

  到 2021 年末，我国建成 10G PON 端口 786 万个，已具有掩盖 3 亿户家庭的 才能。十四五期间，我国规划建造 10G 及以上 PON 端口 1200 万个，现在现已完结 65.5%，剩下使命有望在 2022 和 2023 年完结建造，建造规划逐年放缓。另一方面， 千兆 5G 网络将对有线接入网络发生代替效应，进一步按捺有线接入商场需求添加。依据 Lightcounting 猜测数据，2022-2024 年，全球有线接入光模块商场别离到达 6.86/7.21/6.88 亿美元，从 2024 年开端负添加。（陈述来历：未来智库）

  国家发改委 2013 年发布的《战略性新兴工业要点产品和服务辅导目录》，把光 纤、光纤接入设备、光传输设备、高速光器材等光通讯设备作为下一代信息网络工业 的重要组成部分，持续推进国内高端光器材职业规划化开展，进步中心光电子芯片国 产化水平。

  2020 年以来，国内光模块厂商聚集数据中心商场高端光模块需求，持续进步产 能，累计新增高端模块年产能 700 万片，高端产能东移趋势显着。

  现在国内多个企业具有 400G 及以下光模块量产才能。从 2020 开端，中际旭创、 光迅科技首先发布了 800G 光模块产品，进入 2021 年 II-VI 以及国内多家光模块厂商 相继发布 800G 光模块产品。在 800G 这一最高端的细分范畴，国内光模块厂商的研 发进展现已初具先发优势。

  咱们对全球光模块商场 TOP10 中的中外企业研制投入进行比照：境外企业选取 II-VI 和 Lumentum 两家公司，国内企业选取中际旭创、华工科技、光迅科技、新易盛 4 家公司。2019-2021 年，境外光模块企业的研制投入远高于国内企业，别离是国 内企业研制投入的 1.6/2.3/1.9 倍。前国内外 400G 和 800G 光模块研制进根本共同， 能够看出在光模块封装范畴，国内企业的研制本钱明显低于美国企业。

  在毛利率比照环节，咱们加入了光模块上游的光库科技进行比照。能够看到以光 组件为主营事务的光库科技，毛利率在 45%左右，高于以模块为首要事务的企业。境外光模块企业毛利率均匀在 35%，国内 4家光模块企业的均匀毛利率在 25%，说 明高端模块的赢利空间较高。咱们以为，跟着 200G-400G 光模块放量，800G 高端 光模块范畴产品研制进展向国外厂家看齐，国内光模块企业的毛利率水平有望进步到 30%以上。

  依据 Lightcounting 的核算和猜测数据，2021 年国内企业商场规划到达 44.15 亿 美元，商场份额到达 51%。从单个企业视点比照，2021 年 II-VI 和 Lumentum 两家 公司光模块事务营收别离为 200.6/112.8 亿元。国内里际旭创、华工科技、光迅科技、 新易盛 4 家别离为 77.0/101.67/64.86/29.08 亿元，国内头部企业和两家世界头部厂 商的商场规划仍是较大距离。一起 2020 年，II-VI 和 Lumentum 两家公司商场份额均 有 3%的下降。2022 年，跟着 200G/400G 光模块放量，800G 光模块批量布置，国内光模块企业有望凭仗本钱优势持续扩展商场份额。

  现在依据单波 50Gb/s 和 100Gb/s 的 100G/400G 光模块产品，国内外已有多家 厂商完结量产，但中心光电芯片器材仍以国外厂商为主。依据 IMT 作业组 2021 年 10 月散布的《5G 承载与数据中心光模块》白皮书承受，国内海思、海信、光迅等企业先后完结单通道 50Gb/s 相关的光电芯片研制作业，53GBand 探测器、激光器、 DSP 等光电芯片均有国内厂家完结样品测验作业。

  8×100Gb/s 光模块中心光电芯片器材仍为单通道 100Gb/s 的激光器、探测器光 芯片，Driver、TIA 和 DSP 电芯片。其间 DSP、单通道 100Gb/s 的紧凑型 Driver 和 TIA 均已推出，电芯片工业链相对老练。EML&DML、硅光（SiPh）和 VCSEL 等光 电芯片解决计划，仍然是有首要由博通、思科等美国企业供给。

  本文仅供参考，不代表咱们的任何出资主张。如需运用相关信息，请参阅陈述原文。

上一篇：WDM - OFweek光通讯网 下一篇：SFP光模块SFP+光模块Q