光器件：從通信基石到智能之眼

1、1、應升級與術(shù)迭并驅(qū)光通產(chǎn)業(yè)是信基石、光通信：以光波作為傳輸媒介的通信方式光通信是一種以光波作為傳輸媒介的通信方式。光波和無線電波同屬電磁波光波的頻率比無線電波的頻率高，波長比無線電波的波長短，因光通信具有通信容量大、傳輸距離遠、信號串擾小、抗電磁干擾等優(yōu)，是目前世界最主流的信息傳輸方，信息時代的基石。按傳輸介的不同，光通可分為大氣激光通信和光纖通信。大氣激光通信是利用大氣作為傳輸介質(zhì)的激光通信光纖通信是以光波作為信息載體以光纖作為傳輸介質(zhì)的一種通信方式。光通信技術(shù)可利用的頻譜范圍包括紅外、可見光和部分紫外波段，與射頻通信的譜需要分配不同，光通信使用的頻段屬于空白頻譜，無需授權(quán)即可使用。圖表

2、：光通信頻譜資示意圖：CSDN，可見光通信關(guān)鍵器件及通信芯片研究，光通信系統(tǒng)光發(fā)射機、通信通道和光接收機三部分組成。 物理流的角度，光通信系統(tǒng)分為光發(fā)射機、光纖通道、光接收機，其光發(fā)射機的作用是將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，并將得到的光信號發(fā)射到光纖進行傳輸；光接收機的作用是將光纖輸出端接收到的光信號轉(zhuǎn)換成原始的電信。從信息流的角度看，按照不同的作用可分為光信號產(chǎn)生、光信號調(diào)制、光信號傳輸光信號處理光信號探測五大類如光收發(fā)模塊實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換對應光信號產(chǎn)生、調(diào)制與探測作用，是光通系統(tǒng)物理層的基礎(chǔ)構(gòu)成單，光分路器和光放大器對應光信號處理。圖表 ：光通信器件與息流對應系：中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖（20

3、18-2022年），光通信產(chǎn)業(yè)鏈由光芯片光器件光模塊光設(shè)備構(gòu)成光芯片根據(jù)材料的不同可分為P、 AsSi/SiSiPiMEMS 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；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)；光模塊分為光收發(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。其中有源光收發(fā)模塊的產(chǎn)值在光通信器件中占據(jù)最大份額達6%。從全球市場競爭力上看光設(shè)備領(lǐng)域中國企業(yè)已成長為產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)者如華為中興烽火；光器件領(lǐng)域，中

4、國廠商主要集中在中低端產(chǎn)品，依靠封裝優(yōu)勢在中低端市場已形成較強影響力，在高端有源器件、光模塊方面提升空間大；光電芯片領(lǐng)域，高端光芯片與配套集成電路芯片依舊是行業(yè)瓶頸依賴海外國家，國產(chǎn)化率不超過1%中國光電子企業(yè)正處于追趕階段。圖表 ：光通信產(chǎn)業(yè)鏈中國業(yè)全市場爭力：優(yōu)訊科技招股說明書，中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖（2-2022年），光通信的換代升級伴隨著傳輸容量的不斷提升，每十年翻 0 倍。光通信發(fā)展史最可追溯到烽火臺，這是一種目視光信；180年，亞歷山大格漢姆貝爾發(fā)明了一種利用光波作為載波傳輸話音信息“光電話證明了利用光波作載波傳遞信息的可能性是現(xiàn)代光通信的雛型，由于沒有可靠、高強度的光源

5、，且沒有穩(wěn)定、低損耗的傳輸介質(zhì)，光通信一直未能發(fā)展至實用階段。6 年，華裔物理學家高琨博士在PEE雜志上發(fā)表了論，從理論上證明了光纖作為傳輸媒介實現(xiàn)長距離、大容量通信的可能性，并論述了實現(xiàn)低損光纖的技術(shù)途，奠定了光纖通信的基0年美國康寧玻璃公司首制成了衰減為 B/km的低損耗石英光纖，確認了光導纖維可勝任作為光通信的傳輸介質(zhì)。隨著半導體激光器和低損耗光纖的問世，基于光纖通信技術(shù)的光網(wǎng)絡(luò)取得了突飛猛進的發(fā)展，新的光器件和傳輸系統(tǒng)驅(qū)動著光纖通信網(wǎng)絡(luò)不斷的進步和發(fā)，新技術(shù)的引入推動光通信傳 輸容量大幅度提升從P（準同步數(shù)字系列到W（波分復用單根光纖實現(xiàn)10Tb/s 的容量，接近極限。多維復用、光子集

6、成技術(shù)等開始引入光通信網(wǎng)絡(luò)，推動系統(tǒng)容量進一步 提升。圖表 ：光通信的換代級伴著傳容量不斷升：G硅光調(diào)制器集成芯片研究，、下游：電信與數(shù)通市場共同驅(qū)新一增長周期光通信下游應用領(lǐng)域主要分為電信市、數(shù)通市場、新興市場。光通信下游主要市場分為電信市場、數(shù)通市場、新興市場。電信市場是光通信最先發(fā)力的市場，主要包括 5G 通信、光纖接入，通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)推動光通信市場需求；數(shù)通市場是光通信增速最快的市場，主要包括云計算大數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)流量與數(shù)據(jù)交匯量的增長推動市場需求新興市場包括消費電子、自動駕駛、工業(yè)自動化等市場，是未來發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮氖袌?。以光模塊為例據(jù) FS&SLAN 統(tǒng)計，全球光模塊市場規(guī)模從 215 年

7、的 5.1 億美元增長到0年的1.4 億美元年復合增長率約為.%預計至224年有望達到138.2億美元其中數(shù)通市場的增速高于電信市場數(shù)通市場光模塊市場規(guī)模由015年的31.5 億美元增長到了0年的 .2億美元，年復合增長率為 .%占比由215年的41.9%提高至 0 年的 .%。由于下游 G 網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心的建設(shè)需求將持續(xù)增加，電信市場和數(shù)通市場的光模塊將繼續(xù)增長，數(shù)通市場受益于數(shù)據(jù)中心建設(shè)，增速更快，電信市場受制于電信運營本身的發(fā)展戰(zhàn)略，對光模塊的需求相對穩(wěn)。預計至 04 年全球光模塊在數(shù)通市場、電信市場的應用比例分別為 %、%。圖表 ：全球光模塊市下游用領(lǐng)情況108%6%4%2%0%215

8、電信應49%58%249%58%數(shù)通應22EFROS&SULLIVAN，全球移動數(shù)據(jù)流量指數(shù)型增長數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)交匯量激增隨著云計算大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)的快速發(fā)展及加速應用，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)及大眾生活形式的數(shù)字化轉(zhuǎn)變加速。移動支付、移動出行、遠程控制、高清視頻直播、移動餐飲外賣、虛擬現(xiàn)實等的普及，驅(qū)動數(shù)據(jù)流量和數(shù)據(jù)交匯量迎來爆發(fā)式增長。據(jù)愛立信統(tǒng)計1 年第三季度全球移動數(shù)據(jù)流量達 7EB，同比增長 4.%，環(huán)比增長 .%與2年第一季度相比增長了 05倍全球移動數(shù)據(jù)流量呈指數(shù)型增長，主要原因是移動通信技術(shù)的演進與下游應用需求的興起，智能手機出貨量與移動用戶數(shù)逐年增長，移動應用創(chuàng)新產(chǎn)品快速迭代

9、，帶來移動數(shù)據(jù)流量快速增長。圖表 ：全球移動數(shù)據(jù)量及速9010%807010%608%506%40304%20100.74012Q1 12Q3 13Q1 13Q3 14Q1 14Q3 15Q1 15Q3 16Q1 16Q3 17Q1 17Q3 18Q1 19Q119Q320Q120Q321Q121Q32%0%全球移動數(shù)據(jù)流量（B）：愛立信，G網(wǎng)絡(luò)加速建設(shè)與數(shù)據(jù)中心擴容推動光通信市場進一步發(fā)展自G商用牌照發(fā)放后三大運營商積極開展G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)據(jù)工信部統(tǒng)計截至 7月末G 基站總數(shù)達 9.8 萬個，成為全球首個基于獨立組網(wǎng)模式規(guī)模建設(shè) G 網(wǎng)絡(luò)的國家，G 基站占移動基站總數(shù)的比例為.%占比較上年末提高.

10、5ct據(jù)SMA預測至 25 年全球?qū)⒂?3 億5G 用戶， G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率達到%，5G移動終端的連接數(shù)量將達14億。受新基建、數(shù)字化轉(zhuǎn)型及數(shù)字中國遠景目標等國家政策促進及企業(yè)降本增效需求的驅(qū)，中國數(shù)據(jù)中心業(yè)務收入持續(xù)高速增長據(jù)信通院統(tǒng)計1 年中國數(shù)據(jù)中心行業(yè)市場收入達 50 億元左右近 3 年年均復合增長率達.%。數(shù)據(jù)中心的持續(xù)擴容激發(fā)了光通信市場的快速發(fā)展?jié)摿?。圖表 ：中國 G基站建情況圖表 ： 中國數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模20101010101080604020021Q3 21Q4 22Q1 22Q2 22Q3 22Q4 22Q1 22Q2 22Q3 22Q4 22Q1 22Q2中國5基站數(shù)（萬個）

11、20018016014012010080604020021721821922022122E中國數(shù)據(jù)中心市場收入規(guī)模（億元）yy3%33%33%29%28%33%33%29%28%27%2%2%1%1%5%0%工信部，信通院，電信運營商新一輪資本開支周期正開啟，呈現(xiàn)增長態(tài)勢移動牌照發(fā)放驅(qū)動每一輪資本開支周期，回顧運營商歷年資本開支情況，呈現(xiàn)明顯周期性建設(shè)節(jié)奏與下游應用發(fā)展程度相關(guān)性高，同時由于技術(shù)迭代對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求提高，運營商整體資本開支呈現(xiàn)增長趨勢。據(jù)三大運營商 1 年財報披露221 年三大運營商合計資本開支為 33 億元，同比增長 2%，其中中國移動中國聯(lián)通中國電信資本開支分別為136億元9

12、0億元67億元據(jù)三大運營商2年半年報披露，02 年上半年三大運營商合計資本開支為 61 億元，同比增長%其中中國移動中國聯(lián)通中國電信上半年資本開支分別為20億元84 億元、 7億G時代中國首次與全球站在同一起跑線步入領(lǐng)先梯隊運營商新一輪資本開支周期正開啟，呈現(xiàn)增長態(tài)勢。圖表 ：電信運營商歷資本支情況單位：億元5004%單位：億元4004003%3002%3001%2000%200100-0%10050-0%0202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 221-0%中國移動中國聯(lián)通

13、中國電信_合計：中國移動，中國聯(lián)通，中國電信，全球云計算巨頭資本開支正逐步回暖。隨著海外疫情后的復工復產(chǎn)，云計算服務供應商的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐步恢復2 年第一季度北美四大云計算巨頭資本開支合計為5.18 億美元，同比增長.%，資本開支顯著增長。其中Amzn 2年第一季度資本開支為 49.51億美元，同比增長 .%，環(huán)比增長 .%，連續(xù) 2 個季度同比增長；Gle 2 年第一季度資本開支為.6億美，同比增長6.%，環(huán)比增長5.%；Micst 2年第一季度資本開支為.4億美元同比增長 .%環(huán)比下降.%Mta 2年第一季度資本開支為 .1 億美，同比增長 .%，環(huán)比增長 .%。隨著云計算需求和數(shù)據(jù)流量的

14、持續(xù)增，全球云基礎(chǔ)設(shè)施和光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進入新一輪周期。圖表 ：海外云廠商歷資本支及速（位：美元）單位40單位30302020101050021Q1 21Q2 21Q3 21Q4 22Q1 22Q2 22Q3 22Q4 22Q1 22Q2 22Q3 22Q4 20AzonooleMirooftMea合計：Amaon，icrosoft，e，eta，各公司官網(wǎng)，國內(nèi)云廠商資本開支整體同比增長云基建投資仍為長期趨勢國內(nèi)方面2年第一季度三大云廠商資本開支合計為 8.3 億，同比增長 1%保持增長態(tài)，增速回落。其中，阿里巴巴 2 年第一季度資本開支為 9.0 億元，同比增長 5.%； 騰訊 2 年第一季度資本

15、開支為 0 億元，同比下降 .%；百度 22 年第一季度資本開支為 1.8 億元，同比增長.%。圖表 ：中國云廠商資開支況單位：億元30單位：億元10%10%208%206%104%2%100%50-0%021Q1 21Q2 21Q3 21Q4 22Q1 22Q2 22Q3 22Q4 22Q1 22Q2 22Q3 22Q4 22Q1-0%阿里騰訊百度合計：阿里巴巴，騰訊，百度，各公司官網(wǎng)，從 MC 芯片角度看，服務器行業(yè)進入新一輪景氣周期。信驊是全球服務器 BMC 芯片主要供應商占全球市場份額%以，其經(jīng)營數(shù)據(jù)可以作為服務器行業(yè)景氣度的先驗指標。從信驊公布的月度營收數(shù)據(jù)看從 01 年 8月至22

16、2 年7 月營業(yè)收入已連續(xù) 2 個月保持超過%的同比增，行業(yè)呈現(xiàn)高景氣。圖表 ：信驊科技月度收及速（位，元，臺幣）6010%508%6%404%302%200%10-0%021012107210121072101月營收(萬元210722012207220122072201-0%2207：Aspeed，光通信市場進入新的增長周期，預計至6年全球光傳輸市場規(guī)模達 1億美元。隨全球數(shù)據(jù)指式發(fā)展，及對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迭代升級推動光通信市場進入新的增長周期，同時在疫情影響下部企業(yè)與個人對先進網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的需求也進一步提升據(jù) llOo p統(tǒng)計預測至6年全球光傳輸市場規(guī)模達81億美元五年復合增長率為%其中北美EMEA

17、、亞太地、AA地區(qū)五年復合增長率分別為 %、%、%、%。單位：億美元圖表 ：-6年全光傳市場模情況單位：億美元201010101010806040200214215216217218219220221222E223E224E225E226EDWDM LongHaul(LH)WDM Mtroultserie ulipexrptialSwith：DellOro Group，、發(fā)趨勢：全光網(wǎng)與葉脊架構(gòu)變革帶量價齊升電信市場：數(shù)據(jù)流量攀升推動光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變革。電信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要包括寬帶網(wǎng)建設(shè)、移動通信網(wǎng)絡(luò)、傳輸及接入系統(tǒng)等細分領(lǐng)域。隨著 5G 產(chǎn)業(yè)鏈、骨干網(wǎng)建設(shè)的推進，光纖接入、基站天線、無線系統(tǒng)設(shè)備、網(wǎng)

18、絡(luò)優(yōu)化等細分行業(yè)均呈現(xiàn)高景氣態(tài)勢。數(shù)據(jù)流量的不斷攀升使得作為流量重要載體的光網(wǎng)絡(luò)需要在整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上進行深刻變革，擴大網(wǎng)絡(luò)容量，增加網(wǎng)絡(luò)靈活性。中國的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由骨干城域網(wǎng)接入網(wǎng)三層架構(gòu)組成。其中，骨干網(wǎng)主要是將城市之間連接起來的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)其作用范圍在幾十到幾千公里之間主流的光通信技術(shù)包括DWDM、 AS；城域網(wǎng)即所謂的寬帶城域網(wǎng)，在城市范圍內(nèi)以 P 和 AM 電信技術(shù)為基礎(chǔ)，以光纖作為傳輸媒介，集數(shù)據(jù)、語音、視頻服務于一體的高帶寬、多功能、多業(yè)務接入的多媒體通信網(wǎng)絡(luò)主流的光通信技術(shù)包括SDMSP接入網(wǎng)指骨干網(wǎng)絡(luò)到用戶終端之間的所有設(shè)備，其長度一般為幾百米到幾公里，主流的光通信技術(shù)包括EPO、P

19、O。圖表 ：中國網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)成與流光信技情況：中際旭創(chuàng)公司公告，G在業(yè)務特性、接入網(wǎng)核心網(wǎng)等多個方面顯著變，承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)革新G引增強型移動寬帶MBB、超可靠低時延通信uLL、大規(guī)模機器類通信mMTC）等典型業(yè)務場景。在無線接入網(wǎng)方面，重塑網(wǎng)元功能、互聯(lián)接口及組網(wǎng)結(jié)構(gòu)；在核心網(wǎng)方面，趨向采用云化分布式部署架構(gòu)，核心網(wǎng)信令網(wǎng)元將主要在省干和大區(qū)中心機房部署，數(shù)據(jù)面網(wǎng)元根據(jù)不同業(yè)務性能差異擬采用分層部署方案。在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面，G網(wǎng)絡(luò)對承載網(wǎng)的建設(shè)提出了更高的要求。第一G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以新型方式進行AU的多個連傳統(tǒng)的基站 U 重構(gòu)為 +U 兩個邏輯網(wǎng)元G承載網(wǎng)絡(luò)分為前傳、中回傳三個部第二G網(wǎng)絡(luò)由于G移動通信帶

20、寬的提對于光傳輸帶寬的要亦有所提高將采用更高速率的光連接技術(shù)和光模塊第三G網(wǎng)絡(luò)部署相對網(wǎng)絡(luò)更加多樣在前傳部分除了較傳統(tǒng)雙纖雙向光纖直連以外還有單纖雙向PON、無源WM、有源WM等多種前傳接入方式：ii：在一根光纖里用兩個波長實現(xiàn)信號的雙向傳輸，節(jié)省光纖資源，以及提高定時精度；P：多個 U 節(jié)點通時分復用的方式共用一根光纖來和 T 進行通信，節(jié)省光纖資源，同時解決分散用戶接入問題，主要用于小基站接入或建網(wǎng)初期覆蓋情況；無源 WM：多個波長復用同一根光纖，節(jié)省光纖資源，但靈活性有限，運維成本高；有源 WM：通過傳輸網(wǎng)設(shè)備來接入基,并基于傳輸網(wǎng)技術(shù)進行多個波長的復，組網(wǎng)成本較高，維護成本低。圖表 ：

21、G光承載網(wǎng)絡(luò)變化：是德科技，圖表 ：G承載網(wǎng)主要傳技術(shù)較雙纖雙向光纖直連單纖雙向（BDi）光纖直連PON無源 WDM有源 WDM關(guān)鍵技術(shù)傳統(tǒng)技術(shù)2 波長雙向傳輸時分復用定波長或可調(diào)諧波長粗波分復用傳輸網(wǎng)密集波分優(yōu)點部署簡單、低延時較低成本部署簡單、低延時、節(jié)省一半光纖資源同步性能好節(jié)省光纖資源、低本節(jié)省光纖資源、成本比有源 WDM 低節(jié)省光纖資源、可靠性高、擴展性好豐富網(wǎng)管信息缺點光纖利用率很低光纖利用率較低帶寬受限、時延大靈活性有限、運維成本高傳輸設(shè)備部署成本高：是德科技，網(wǎng)絡(luò)速度需求的不斷增長催生了全新高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)全光化穩(wěn)步推。全光網(wǎng)絡(luò)是指信號只是在進出網(wǎng)絡(luò)時才進行/光和/電的變換，

22、而在網(wǎng)絡(luò)中傳輸和交換的過程中始終以光的形式存。全光網(wǎng)發(fā)展至今，分為兩大階第一階段為7年這一階段的主要任務為“光進銅退，其標志性的技術(shù)為FTx/FTH，017年，中國電信完成了21年啟動的“寬帶中國光網(wǎng)城市既定目標即 FTTH和百兆入戶的比例都超過了 %標志著全光網(wǎng) 1.0 階段的實現(xiàn)第二階段從17年至該階段主要目標是在 30 年形成一個架構(gòu)穩(wěn)定全網(wǎng)覆蓋，低碳節(jié)能、行業(yè)領(lǐng)先的全光底座。主要任務是夯實云網(wǎng)融合，其中包括全光傳輸，全光接種和全光交，新一代光傳送網(wǎng)將以更高的資源利用效率和更經(jīng)濟的方式，推動“隨需帶寬”網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。圖表 ：光通信傳輸鏈示意圖：ESI，安永分析，數(shù)通市場超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心數(shù)量持

23、續(xù)快速增長預計三年內(nèi)突破 0個由于應用場景、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜化，數(shù)據(jù)處理及信息交互更加頻繁，數(shù)通市場對數(shù)據(jù)中心的規(guī)模及功能集成提出了更高的要求傳統(tǒng)的中小型分散型數(shù)據(jù)中心難以滿足數(shù)據(jù)中心廠商提高整體營運效率、降低能耗、節(jié)約成本的需求，全球數(shù)據(jù)中心向集中化、集成化方向發(fā)展。據(jù) Syy sch p 統(tǒng)，截至 21 年第三季度末，全球超大規(guī)模提供商運營的大型數(shù)據(jù)中心數(shù)量增加到00個以關(guān)鍵 IT負載來衡量美國占這些數(shù)據(jù)中心容量的 49%，中國排名第二，占總?cè)莸?，預計運營數(shù)據(jù)中心安裝基數(shù)將在三年內(nèi)突破 00 個，并繼續(xù)快速增。圖表 ：13 全球超大型數(shù)據(jù)中數(shù)量單位個）Synergy ResearchGrou

24、p，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化，新型分布式葉脊式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)興起。數(shù)據(jù)中心的基本架構(gòu)是將機柜中的服務器與底層交換機相底層交換機與上層交換機相連早期數(shù)據(jù)中心仿照接入-城域骨干結(jié)構(gòu)的電信網(wǎng)絡(luò)，采用接入?yún)R聚核心的三層架構(gòu)，通過配置較高的收斂比，利用統(tǒng)計復用（平均/0的服務器同時工作，則可只配置/10的總上行帶寬，收斂比是:1）節(jié)約組網(wǎng)成本。由于網(wǎng)絡(luò)并發(fā)概率不斷提升、云計算和大數(shù)據(jù)等需求導致服務器間東西向數(shù)據(jù)流增加，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化需求強烈，新型分布式數(shù)據(jù)中心葉脊式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)興起。葉脊（leaSpine）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支持超大規(guī)模服務器集群高密，節(jié)約機房資源。葉脊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由葉子層（即葉層）和脊椎層（脊層）組成。其中，葉

25、子層包含了用于連接服務器、存儲設(shè)備的二層交換（即葉交換機脊椎層包含了用于路由轉(zhuǎn)發(fā)的三層交換（即脊交換機，屬于網(wǎng)絡(luò)的骨，在葉脊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，每臺葉交換機都需要與架構(gòu)中的脊交換機連接，通過這種設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)中的每臺務器與其他服務器進行數(shù)據(jù)傳輸時只需要通過葉交換機和脊交換機即可，大幅提高數(shù)據(jù)傳效。葉脊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可減少延遲、突破流量瓶頸以及擴展網(wǎng)絡(luò)帶寬等，具備更高的安全性和可用性。圖表 ：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)構(gòu)演情況：ind，騰訊中際旭創(chuàng)公司公告，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心與扁平化的網(wǎng)絡(luò)架，提升數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)中心的超大規(guī)?；凹稍黾恿藬?shù)據(jù)中心內(nèi)部的數(shù)據(jù)流，同時葉脊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)增加了數(shù)據(jù)中心內(nèi)部設(shè)備需求明顯提升了連接端

26、口內(nèi)部設(shè)備的連接密度接口速率及交換容據(jù) isco 預測， 1年數(shù)據(jù)中心內(nèi)部數(shù)據(jù)流量占比7%，數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)流量占比%，數(shù)據(jù)中心與用戶之間的數(shù)據(jù)流量占比%數(shù)據(jù)中心內(nèi)部數(shù)據(jù)流量成為數(shù)據(jù)中心的主要數(shù)據(jù)量截止到 1年底全球數(shù)據(jù)中心 P 流量將從216年的每年.8ZB上升到2.6B全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)中心流量將以%的年復合增長率迅猛增長云數(shù)據(jù)中心流量的年復合增長率則會高達 %。從6到01 年，增長幅度達 .3倍。圖表 ：1年全球數(shù)中心量預測：Cisco，I 技術(shù)市場快速增長。數(shù)據(jù)中心互連）技術(shù)是將兩個或多個數(shù)據(jù)中心連接在一起共享資源。利用 I 技，物理上獨立的數(shù)據(jù)中心共享資源以平衡工作負。由于企業(yè)、機構(gòu)

27、等對數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)備份的需求不斷提升，CI技術(shù)快速發(fā)展，疊加新冠疫情影響與政府政策支持，云服務蓬勃發(fā)展，全球和中國市場對數(shù)據(jù)中心互連的需求將繼續(xù)上升。據(jù) llo p統(tǒng)計預，021年全球數(shù)據(jù)中心互連技術(shù)市場規(guī)模達到2.2億美元，預計至6年將達到.3億美元。圖表 ：全球數(shù)據(jù)中心連技市場350300250200150100500214 215 216 217 218 219 220 221 22E 22E 22E 22E 22E全球DCI市場規(guī)模（百萬美元）：DellOro Group，2、光塊需求價齊，硅布局先進封成競關(guān)鍵、光模塊：實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的核心部件光模塊是光通信系統(tǒng)中完成光電轉(zhuǎn)換的核心部件。

28、光模塊由光器件、功能路和光接口等構(gòu)成其中光器件是光模塊的關(guān)鍵元件包光發(fā)射組（含激光器、光接收組（含光探測器分別實現(xiàn)光模塊在發(fā)射端將電信號轉(zhuǎn)換成光信號以及在接收端將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的功能。光模塊：通信設(shè)備間數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，實現(xiàn)傳輸媒體的光電相互轉(zhuǎn)化在發(fā)射端，帶有信息的電信號從發(fā)射通道的電接口輸入，經(jīng)過信號的整形和放大，驅(qū)動光發(fā)射組件內(nèi)部芯片轉(zhuǎn)換為光信號，耦合進光纖后進行光信號傳輸；在接收端，采集來的光信號輸入模塊后由光接收組件內(nèi)部光探測二極管轉(zhuǎn)換為電流信號，通過跨阻放大器后將此電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，經(jīng)限幅放大器放大后輸出相應信息的電信號。圖表 ：光模塊結(jié)構(gòu)示圖（封裝）：G承載光模塊白皮書，光

29、模塊可按傳輸速率、復用技術(shù)、適用光纖類、封裝形式分類。光模塊的型號命名方式通常為：傳輸速+波長+傳輸距+單模/多模+封裝類型。按傳輸速率分類，可分為 0Gb/s、 /s、/s、/s、0/s4G/s 等，傳輸速率越高，技術(shù)難度越高；按復用技術(shù)分類，可分為時分復用系統(tǒng)、波分復用系統(tǒng)；按照光纖類型，可分為單模光纖、多模光纖單模光纖適用于遠程通訊多模光纖適用于短距離通訊按照封裝形式可分為 SFP、 SFP+、SFP、SFP+、SFP8以及SFPDD 等多種，為滿足行業(yè)標準組織的多源協(xié)議光模塊的封裝形式呈多樣化SFP表示 0G以下光模塊的封裝類型SFP+、XFP 表示是 G 光模塊的封裝類型SFP8 表

30、示是 /3G 光模塊的封裝類型SFP+表示是 /G光模塊SFP8 代表的是10G光模塊的封裝類。圖表 ：光模塊功能圖：5G承載與數(shù)據(jù)中心光模塊，圖表 ：光模塊的分類分類標準光模塊類別特征155M/s、622M/s、1.25G/s、2.5G/s、2.97G/s、4.25G/s、6.1G/s、8.5G/s、10G/s、25G/s、40G/s、100G/s、200G/s 、 400G/s 、 800G/s等850nm、1310nm、1550nm等段850nm 波用多光傳，輸離，用于 2km 以短離輸1310nm 波用單光傳，輸耗色散小一用于 40km 以的輸1550nm 波用單光傳，輸耗色散大一用于

31、 40km 以的距傳，遠2MCM系（波復）使用 20nm 間的長將個長光號用M（集分用）使用 0.4nm 或者 0.8nm 間的長將個長的SFP、SFP+、XFP、SFP28、QSFP+、QSFP28、QSFP-、OSFP 等源議MS）：聯(lián)特科技招股說明書，交換芯片技演進推動光模塊更迭代升級。下游應用快速發(fā)展帶動流量激增，網(wǎng)絡(luò)帶寬需求增加，推動以太網(wǎng)交換機和光學器件進步，交換芯片約每 2年升級一次，交換芯片容量不斷提升帶寬從0年的6G/s 逐步提升至020年 .6T/s速率從 10 年的 Gb/s提升至 0 年 /s，芯片制程也不斷提升，從 210 年的 4nm 提升至 2020 年的 m，功

32、耗不斷降低。交換機之間連接需要高端光模塊來完，交換芯片的技術(shù)演進推動光模塊更新?lián)Q代，一般交換芯片的推出到光模塊新產(chǎn)品放量需要23 年時間，交換芯片向大容量、高速率低功耗方向發(fā)，光模塊隨之迭代升。圖表 ：交換芯片技術(shù)進路徑：C-packaged datacenter optics Opportunities and challenges，中國頒布系列政策支持光模塊產(chǎn)業(yè)發(fā)展。光模塊是信息光電子技術(shù)領(lǐng)域核心的光電子器件，廣泛應用于數(shù)據(jù)中心與 G 承載網(wǎng)的建設(shè)，是構(gòu)建現(xiàn)代高速信息網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)。018 年，中國電子元件行業(yè)協(xié)會發(fā)中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖28222年，該發(fā)展路線圖量化了0年以及2

33、22年核心光模塊產(chǎn)品的發(fā)展規(guī)劃確保222年中低端光電子芯片國產(chǎn)化率超過%高端光電子芯片的國產(chǎn)化率突破 %;222年國內(nèi)企業(yè)占據(jù)全球光通信器件市場份額的%以上中國頒布一系列政策支持光模塊產(chǎn)的發(fā)展包括國家加大對光電子芯片共性關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)資金的支持、迅速提高核心器件國產(chǎn)化率和培育具有國際競爭力大企業(yè)，同政府相關(guān)部門大力支持 5G 網(wǎng)絡(luò)的改建與數(shù)據(jù)中心的升級，增加光模塊的市需。圖表 ：中國光模塊行相關(guān)策時間政策頒布主體主要內(nèi)容2015 年關(guān)于實施“寬帶中國”5專項行動意見工信部加快信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、大幅提升寬帶網(wǎng)絡(luò)速率和支撐智能制造發(fā)展；完善網(wǎng)間互聯(lián)結(jié)算長效機制，深入推進互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化,實現(xiàn)互聯(lián)

34、網(wǎng)網(wǎng)間互聯(lián)帶寬擴容新增 0G2015 年三網(wǎng)融合推廣案國務院辦公廳在全國范圍推動廣電、電信業(yè)務雙向進入；加快下一代廣播電視網(wǎng)、電信寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，繼續(xù)做好電信傳輸網(wǎng)和廣播電視傳輸網(wǎng)建設(shè)升級改造的統(tǒng)籌規(guī)劃2015 年關(guān)于印發(fā)促進大據(jù)發(fā)展行動綱要的知國務院將大數(shù)據(jù)作為提升政府治理能力的重要手段；大力推動政府部門數(shù)據(jù)共享；推動大數(shù)據(jù)與移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算的深度融合，深化大數(shù)據(jù)在各行業(yè)的創(chuàng)新應用，積極探索創(chuàng)新協(xié)作共贏的應用模式和商業(yè)模式2018 年中國光電子器件業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖2年）中國電子元行業(yè)協(xié)會0年中國需實現(xiàn)0、00G產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)，核心光電芯片市場的國產(chǎn)化02 年實現(xiàn)40G速率以下產(chǎn)品所用

35、核心光電芯片的國產(chǎn)化。T 以上速率的光收發(fā)模塊實現(xiàn)市場突破2020 年關(guān)于推動工業(yè)互網(wǎng)加快發(fā)展的通知工信部加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在更廣范圍、更深程度、更高水平上融合創(chuàng)新，培植壯大經(jīng)濟發(fā)展新動能，支撐實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展2020 年關(guān)于推動G加發(fā)展的通知工信部全力推進G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、應用推廣、技術(shù)發(fā)展和安全保障，充分發(fā)揮G新型基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模效應和帶動作用，支撐經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展2021 年全國一體化大數(shù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系力樞紐實施方案發(fā)改委，網(wǎng)辦，工信部國家能源局在京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝，以及貴州、內(nèi)蒙 古、甘肅、寧夏等地布局建設(shè)全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點，發(fā)展數(shù)據(jù)中心

36、集群，引導數(shù)據(jù)中心集約化、規(guī)?；⒕G色化發(fā)展2021 年“十四五”數(shù)字濟發(fā)展規(guī)劃國務院到5年，數(shù)字經(jīng)濟邁向全面擴展期，數(shù)字經(jīng)濟核心產(chǎn)業(yè)增加值占DP 比重達到；加快建設(shè)信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。建設(shè)高速泛在、天地一體、云網(wǎng)融合、智能敏捷、綠色低碳、安全可控的智能化綜合性數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施。有序推進骨干網(wǎng)擴容，協(xié)同推進千兆光纖網(wǎng)絡(luò)和5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；推進云網(wǎng)協(xié)同和算網(wǎng)融合發(fā)展；有序推進基礎(chǔ)設(shè)施智能升級：國務院，工信部，中國電子元件行業(yè)協(xié)會，發(fā)改委，網(wǎng)信辦，國家能源局，、市場格局：全球市場相對分散，中國廠商快速崛起全球光模塊市場相對分散。光模塊行業(yè)國外主企業(yè)包括 Fiis（被VI收、Molex和 AI等國

37、內(nèi)主要企業(yè)包括中際旭創(chuàng)光迅科技海信寬帶新易盛和華工正源等據(jù) Yole統(tǒng)計 0年全球光模市場格局美國企業(yè)占據(jù)約 %的市場中國企業(yè)占據(jù)約40%的市場，日本企業(yè)占據(jù)約%的市場，市場競爭激烈，整體市場集中度較低CR5 為%。近 0 年中國光模塊廠商快速崛起。中國高度重視光通信發(fā)，憑借著不斷增強的工藝、技術(shù)實力和人才隊伍建設(shè)，中國光模塊的知名度和競爭實力逐漸突出，與美國、日本龍頭企業(yè)的發(fā)展差距在斷縮小據(jù)itCutig 統(tǒng)計自 00 年至 01 年，全球前十家光模塊廠商中，中國企業(yè)從1家增長至6 家，分別是旭創(chuàng)科技、華為、海信寬、光迅科技、華工正源、新易盛，其中旭創(chuàng)科技（中際旭創(chuàng)）全球排名第一。圖表 ：0

38、年全球光塊市格局3%4%4%4%6%10%6%8%6%8%新易 ujitu AOI其他：Yole，圖表 ：-1年全光模供應商0排名1srsrsr&o（）2Otsset3Smmocckssew（Sc）4occacckCsc(cc)5SrcePcsO（）O（）sse6suOcrommOcrocck7DSUtccaBrcm8EmcreSmmolG9WDmmOIEkPcsSrcePcsSmmox：LightCounting，注：標紅的為中國廠商產(chǎn)業(yè)持續(xù)整合，提升產(chǎn)品、技術(shù)競爭力。隨著技術(shù)發(fā)展，光模塊產(chǎn)業(yè)的研發(fā)與擴產(chǎn)門檻不斷提高，通過收購等方式獲得產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)先進技術(shù)集中度和規(guī)模競爭力優(yōu)勢不斷提升，多家

39、廠商進行了收并購，主要可分為三種類型：橫向整合，無源和有源合并，不同產(chǎn)品線之間的補充協(xié)同，形成更全的產(chǎn)品；縱向整合設(shè)備廠商集成商收購光器件廠商形成完整的解決方案減少核心光器件外；技術(shù)整合，引入硅光子等代表未來的先進技，形成更強的競爭。圖表 ：光模塊廠商收購情況收購方并購方/引進技術(shù)收并購方向華為Caliopa硅光子技術(shù)鴻騰科技Aago 光模組產(chǎn)線光模塊與G光收發(fā)器太辰光光動瑞芯源平面光波導芯片中際旭創(chuàng)蘇州旭創(chuàng)光模塊博創(chuàng)科技成都迪普光電科技光電技術(shù)、通信設(shè)備新易盛引進博通nm的0G光模塊生產(chǎn)線光模塊華工正源參投云嶺光電高速光芯片II-VIiniar光器件劍橋科技laro apan,Inc高速光芯

40、片MACM光模塊新易盛Alpine硅光子技術(shù)II-VICohrnt激光器設(shè)備供應商：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，c 電子網(wǎng)，光通信之家，ind，光模塊廠商核心競爭力：產(chǎn)品迭代速度、前瞻技術(shù)布、下客戶資源。光模塊廠商的商業(yè) 模式是自產(chǎn)或外購相關(guān)芯片與光器件進行封裝，生產(chǎn)成光模塊產(chǎn)品進行銷。其下游客戶的 供應商管理一般是認證制，通過下游客戶的測試認證后，方可具備參與招標的資格，因此光 模塊廠商有較強的客戶粘性，客戶資源是光模塊廠商獲取訂單的前提。下游應用快速發(fā)展推 動流量激增，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變革速度快，對上游光模塊廠商的產(chǎn)品迭代能力提出較高要求，同時 新技術(shù)的引入與成熟亦將帶來產(chǎn)業(yè)格局變動，前瞻技術(shù)布局與積淀是光模

41、塊廠商長期競爭力。圖表 ：光模塊廠商核競爭力：數(shù)通領(lǐng)域的光模塊迭代速度高于電信領(lǐng)域。光模塊的升級主要體現(xiàn)在速率升級，隨著數(shù)據(jù)中心的快速演進，速率要求不斷提高，下游應用需求推動光模塊迭代亞馬遜、谷歌、微軟都曾表示他們計劃三年左右升級一次光連接產(chǎn)，相對于電信領(lǐng)域，數(shù)通領(lǐng)域的光模塊迭代速度更快。由于國內(nèi)數(shù)據(jù)中心起步較晚，國內(nèi)數(shù)通領(lǐng)域迭代進度相較北美慢，隨著國內(nèi)數(shù)據(jù)中心的高速發(fā)展我們預計未來有望追趕北美廠商。數(shù)通領(lǐng)域：葉脊架構(gòu)下光模塊需求顯著增加，云計算發(fā)展打開高速光模塊市場空。葉網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴大了接入和匯聚層，大幅提升網(wǎng)絡(luò)效率，尤其是高性能計算集群高頻流量通信設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。隨著葉脊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的普及，數(shù)據(jù)

42、中心的光模塊需求將從 /G 向 /G 提升同時葉脊架構(gòu)下單機柜需要配置的光模塊數(shù)量也將顯著增加與傳統(tǒng)三層架構(gòu)相比，新型葉脊架構(gòu)所需光模塊數(shù)量是其 5倍多。同時，隨著大型以及超大型云計算數(shù)據(jù)中心建設(shè)，高速率交換機出貨量占比快速提升，將為高速光模塊帶來更廣的市場空間。圖表 ：數(shù)據(jù)中心不同絡(luò)架對光塊需情況架構(gòu)類型傳統(tǒng)三層架構(gòu)改進的三層架構(gòu)新型葉脊架構(gòu)光模塊相對機柜數(shù)倍數(shù).8倍.2倍4倍/8倍：中財網(wǎng)，51CO，圖表 ：全球以太網(wǎng)光塊市總營（單：百美元）：LightCounting光通信之家，電信領(lǐng)域：我們預計 WM/WM 光模塊在 G 時期增長迅速，占據(jù)主要市場份。 WM/WM 指用于城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)

43、 km 以上長距離傳輸?shù)牟使饽K，其中 CWDM 主要應用在城域網(wǎng)接入層企業(yè)網(wǎng)校園網(wǎng)等WM主要應用于遠距離大容量的長途干線網(wǎng)絡(luò)G時期數(shù)據(jù)流量需求快速增WDM大幅增加了網(wǎng)絡(luò)的容量并充分利用光纖寬帶資源，隨著 I 和企業(yè)應用的興，WM 光模塊市場規(guī)模有望快速增長，占據(jù)電信領(lǐng)域主要市場份額。從數(shù)量上看G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)連接更緊密所需光模塊數(shù)量更多為了應對G網(wǎng)絡(luò)海量設(shè)備連接復雜的應用場景G承載網(wǎng)架構(gòu)由4G的前傳回傳的兩級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演變?yōu)榍皞髦袀骰貍魅壘W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)G 將原 G 無線接入網(wǎng)功能模塊重新拆分，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的連接更緊密，連接端口更復雜，所需的光模塊數(shù)量更，5G所需的前傳光模塊是 G時期的 4倍。從速率上看，G

44、光模塊速率明顯提升，G光模塊開始部署。由于G網(wǎng)絡(luò)相對G網(wǎng)絡(luò)具有超高速率、超大帶寬、超大容量及低時延的特點，單個 G 基站所需的 G 光模塊的數(shù)量及速率更，G 前傳光模塊從 4G 時期的 G 及以下升級到 5/0G；G 回傳光模塊由G時期的0G演進為 0/2/40G80G光模塊開始部署。圖表 ：電信領(lǐng)域光模市場模及測（位：萬美）：LightCounting，圖表 ：G和 G承載網(wǎng)構(gòu)圖：聯(lián)特科技招股說明書，預計至 6 年全球光模塊市場規(guī)模達 9 億美元。據(jù) le 統(tǒng)計，0 年全球光模塊市場規(guī)模達 6 億美，其中電信市場 3 億美元，占比 4%，數(shù)通市場 3 億美元，占比 55%。隨著 G 商用時代

45、的來臨在高數(shù)據(jù)速率模塊應用、大型云服務和國家電信運營商推動的驅(qū)動下光模塊市場將進入新的增長周期據(jù)le 預測 06 年光模塊市場產(chǎn)生的收入有望達到 9 億美元-26 年的整體復合年增長率預計為 %；其中電信市場收入規(guī)模為 8億美226年復合年增長率為%數(shù)通市場收入規(guī)模為 51億美元00-2026年復合年增長率為%。圖表 ：全球光模塊市空間測（位：億美）：Yole，、發(fā)展趨勢：光摩爾驅(qū)動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新硅光布局與先進封裝成競爭關(guān)鍵光模塊技術(shù)發(fā)展趨勢：可熱插拔、小型化、高速率、智能化、集成化。隨著光通信系統(tǒng)集成度的不斷提升，光模塊技術(shù)不斷發(fā)展，光模塊技術(shù)升級路線按主流封裝形式可劃分為三代：第一代（：以 X、

46、I、SFF 形式為主流代表。9 是較早的光模塊應用，是固定的光模塊產(chǎn)品。隨后向熱插撥、小型化兩個方向演進。熱插撥方向形成了 BIC 光模塊，作為獨立模塊使用，無需切斷電源即可定位故障，方便了光模塊的管理與維修。小型化方向形成了SFF光模塊SFF光模塊采用精密光學及電路集成工藝尺寸僅有1X9 的一半，增加了通信設(shè)備端口密度，降低單位端口的功耗及成本。第二代（：以 SFP、SFP、SFP/SFP等形式為代表。隨著數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)向高速率、大容量發(fā)展，通信設(shè)備端口密度提升，推動光模塊不斷突破技術(shù)限制，向小型化高速率智能化集成化方向發(fā)展以目前廣泛應用的SFP形式為例其兼具GBIC 的熱插撥和SFF高集成小

47、型化優(yōu)勢此外光模塊也由0-0G升級到 0/0/400G 高速光模塊領(lǐng)域，并且演化出數(shù)據(jù)診斷等智能化功能。第三代（4年之后：以光電共封裝（P）形式為代表，主要采用硅光集成技。特科技招股說明預計到 4 年，G 高速光模塊會進入規(guī)模化生產(chǎn)階段，光電共封裝、硅光集成技術(shù)會速率、能耗、成本方面逐漸超越傳統(tǒng)光模塊。這一時期是光模塊的創(chuàng)新發(fā)展時期，光模塊的產(chǎn)品成本、性能、技術(shù)等會進一步完善，以適應新一代信息技術(shù)加速升級革新的發(fā)展需求推動光模塊向超高速率超高集成度方向發(fā)展凸顯高端光模塊競爭優(yōu)勢。圖表 ：光模塊技術(shù)升路線圖：聯(lián)特科技招股說明，光摩爾定律推動技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展光模塊每 4年左右演進一代，比特成本下降一半

48、功耗下降一半網(wǎng)絡(luò)流量爆發(fā)式增長網(wǎng)絡(luò)流量每2 個月翻一番骨干光通信設(shè)備每 -3 年升級一次光電領(lǐng)域“光摩爾定律光模塊每 4 年左右演進一代比特成本下降一半功耗下降一半。同微電子芯片和光電子芯片的物理極限被不斷迫，微電子芯片內(nèi)部集成度不斷提高，晶體管尺寸不斷微縮導致量子效應的影響加劇，晶體管的不可靠性顯著增加，在微電子和光電子產(chǎn)業(yè)的共同發(fā)展和需求引導下硅光技術(shù)應運而生硅光可以實現(xiàn)芯片的高集成度、低成本、規(guī)模制造，是實現(xiàn)光電合封、光電集成的最佳選擇。圖表 ：光模塊每 t 成變化勢圖表 ：光模塊每 t 功變化勢C114，C114,硅光集成技（P是未來光模塊市場發(fā)展的主要趨勢隨著G通信技術(shù)向海量連接大容

49、量方向發(fā)展，為了實現(xiàn)信號全面覆蓋，光通信設(shè)備需要布局大量的光模塊，光模塊需要實現(xiàn)高密度連接，驅(qū)動光模塊向高集成化方向發(fā)展。硅光集成技術(shù)是基于硅和硅基襯底材料，利用現(xiàn)有成熟的MS工藝實現(xiàn)多種光器件的高度功能集成具有超高速率超低功耗超低規(guī)?；杀镜忍匦缘男乱淮夹g(shù)。當前主流的光集成技術(shù)以稀有材料磷化銦作為主要材料，材料成本昂貴，難以實現(xiàn)大規(guī)模集成。硅為材料的光集成技術(shù)兼具數(shù)據(jù)的交換、存儲以及處理，是下一代光通信的技術(shù)趨勢。從成本上看硅材料本身價格低廉且已經(jīng)成熟應用于電子集成電路，材料成本低廉以及具有成熟的工藝基礎(chǔ)，適合規(guī)?；a(chǎn)；從數(shù)據(jù)安全上看以磷化銦為材料的光集成技術(shù)只負責數(shù)據(jù)的交換，不涉及數(shù)據(jù)

50、的存儲與處理，不利于通信信息安全；從速率上看基于光在傳播上的天然優(yōu)勢硅光芯可以突破通過銅線來傳播電信號的速率瓶，具備超高傳輸速率，可實現(xiàn)P/s 量級的傳輸，有望打破 /s 的光通信傳輸速率瓶。在電信領(lǐng)域，硅光技術(shù)助力光模塊尺寸與成本降低；在數(shù)通領(lǐng)域，硅光技術(shù)助力成品率進一步提升在高速應用場景優(yōu)勢明顯。目前硅光集成技仍處于初期發(fā)展階段光子芯片需要與成熟的電子芯片技術(shù)融合，運用電子芯片先進的制造工藝及模塊化技術(shù)，研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化以 Itl、Lxta 為代表的國外企業(yè)為主導，國產(chǎn)化率較。圖表 ：硅基光電子集芯片念圖：Intel，硅光集成技術(shù)已取得了許多進展和突硅光產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善9年美國貝爾實驗室提出集成

51、光概受到技術(shù)和商用化限制，直至 21世紀初以 tel和 BM 為首的企業(yè)與學術(shù)機構(gòu)才開始重點發(fā)展硅芯片光學信號傳輸技，隨著資本的投入與研發(fā)的推進，硅光子技術(shù)在產(chǎn)品化方面有多項突破技術(shù)標準相繼形成，已逐漸從學術(shù)研究驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鲂枨篁?qū)動的良性循硅光技術(shù)的高度集成特性在對尺寸更加敏感的消費領(lǐng)域存在更大需求，消費電子、智能駕、量子通信等領(lǐng)域有較大發(fā)展空。圖表 ：-8年間際上光子學術(shù)產(chǎn)品域的究動態(tài)：G硅光調(diào)制器集成芯片研究，P（opaagedopi，光電共封裝技術(shù)是一種新型的高密度光組件技可以代傳統(tǒng)的前面板可插入式光模將硅光電組件與電子晶片封裝相結(jié)合使引擎盡量靠近 ASIC以減少高速電通道損耗和阻抗不

52、連續(xù)，將電子晶片輸出的高速電訊號轉(zhuǎn)化為光訊號，以提高互連密，功耗減少，實遠距離傳。圖表 ：（光電共封裝）示意圖：芯東西，PO是實現(xiàn)高速率大帶寬低功耗網(wǎng)絡(luò)的必經(jīng)之路大數(shù)據(jù)云計算AI等應用需求的發(fā)展，驅(qū)動數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷擴大，對帶寬容量與高速數(shù)據(jù)傳輸速率的需求明顯增加。與此同時，摩爾定律趨于平緩，芯片制造技術(shù)接近物理瓶頸從系統(tǒng)的角度對性能優(yōu)化從而實現(xiàn)速率提升成為必選之路PO具有的功耗低帶寬大的特將硅電路和光學器件并排集成在同一封裝上可提提高輸/輸/接口的能源效率從而延長傳輸距離當數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸在帶寬密度要求大幅提升且單通道速率超過 0Gs傳統(tǒng)可插拔光模塊和板載光學器件在成本效益方面，將很難與P

53、O技術(shù)相媲。多家廠商前瞻性布局PO相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品預計至5年得到實際應用目前A、微軟Mt谷歌等云計算巨頭，思科博通MarllBM英特爾英偉達AMD、臺積電格芯os 等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備龍頭及芯片龍頭前瞻性地布局 PO 相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品，并推進PO標準化工國外CBO 和OF 等行業(yè)組織成立了工作組國內(nèi)中科院計算所牽頭成立 A 聯(lián)盟制訂前沿互連技術(shù)標準籌備相關(guān)工。據(jù) tl、Bocom 等廠商預計，至5 年間 PO技術(shù)有望得到實際應，對應的芯片產(chǎn)品亦將逐步推向市。PO 的成熟與商業(yè)化有望引發(fā)光模塊競爭格局變革。PO 主要涉及 3 類核心技術(shù)挑高密度的光電（驅(qū)動）芯片設(shè)計技術(shù)、高密度及高帶寬的連接器技、封裝和散熱技

54、術(shù)。隨著 PO 技術(shù)的成熟與商業(yè)，將促進產(chǎn)業(yè)整體升級及生態(tài)供應鏈的重組，為光模塊競爭格局帶來變先進技術(shù)前瞻布局與積淀的廠商有望獲得先發(fā)優(yōu)勢。圖表 ：光電共封裝技（）路線圖：C-packaged datacenter optics Opportunities and challenges，預計至 7 年全球 PO 市場收入達 4 億美元。未來 PO 將成為云提供商數(shù)據(jù)中心的主導使能技，最初將應用于超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，據(jù) CIR 預測，至 23 年 PO 在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的收入規(guī)模占總收入的比例將達到 8%；隨后低時延與高速率應用將推動 CPO 需求人工智機器學習等領(lǐng)域有望成為主要驅(qū)動因據(jù) CIR

55、預計，至227年全球 CPO市場收入達 4 億美，預計至 25 年交換速率達 1.4Ts，與傳統(tǒng)可插拔光學器件相比，PO功耗將降低%，每比特成本降低4%。圖表 ：1年 s 下游應用分布況圖表 ：6年 O下游應用分布情況HP&I lsersld DC 38%Oher 2%Oher 38%re ting & Optical 42%HP&I 56%ld DC 17%re ting & ransport4%LightCounting，LightCounting,圖表 ：-8年全球O在數(shù)據(jù)中心市收入況：CIR，3、光件國產(chǎn)與臺化速，光雷達套成二曲線、光器件：光模塊的重要組成部分光器件是光模塊的重要組成部

56、分。根據(jù)聯(lián)特科技招股書披露，光器件是光模塊的重要組成部分，在成本中占比%，主要包括 SA、SA 及構(gòu)成 SA、SA 的組件，如 TO、波分復用器O座、TO帽、隔離器、透鏡、濾光片等配套件。圖表 ：光模塊的成本構(gòu)結(jié)構(gòu)低值易耗 6%包裝材 0%PB 5%37%集成電路芯 22%光芯 19%：聯(lián)特科技招股說明書，按是否需要外部電源驅(qū)動光器件可分為有源光器件和無源光器件據(jù)m統(tǒng)計光通信器件市場中光有源器件占據(jù)大部分的市場份額占比約為8%光無源器件市場份額占比約為%。有源光器件負責光信號發(fā)射、接收，光信號轉(zhuǎn)換為電信號、電信號轉(zhuǎn)換為光信號等工作，具體組件包括負責發(fā)射光信號的直調(diào)激光器、外調(diào)激光器，負責接收光

57、信號的光探測器、光接收器，負責調(diào)解光性能的光相位調(diào)制器、光強度調(diào)制器及相干光收發(fā)器等其他集成器件。不同組件從信號源頭和傳輸過程對光信號加以調(diào)整，應用材料包括激光二極管、光電二極管、半導體發(fā)光二管等。無源光器件運轉(zhuǎn)無需外加能源驅(qū)動，工作過程不涉及光電轉(zhuǎn)換或電光轉(zhuǎn)換，不產(chǎn)生或接收光信號，負責光信號調(diào)節(jié)、相干、隔離、過濾、連接等控制類工作，為光信號傳輸系統(tǒng)設(shè)置關(guān)鍵節(jié)點具體組件包括拉曼光放大器、光隔離器光濾波（光合濾波器、光分濾波器、光衰減器、波分復用器、光耦合器、光纖連接器、光纖延遲線、光分插復用器、光開關(guān)、光背板等。圖表 ：光器件的分類市場額（是否要外電源動）：Ovum，中國電子元件行業(yè)協(xié)會中國光

58、電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖（2018-2022年），按功能分類，光器件可分為發(fā)送接收器、波分復用器件、增益放大器、開關(guān)交換器、系統(tǒng)管理器。發(fā)送接收器位于光通訊傳輸渠道兩級發(fā)送器件需確保電光信號轉(zhuǎn)換準確性，調(diào)制器件在組合形式強度等方面對光信號進行處理提高傳輸效率光探測器件位于信號接收終端，需完整捕捉光信號并準確轉(zhuǎn)換成電信號；波分復用器承擔光信號過濾、光波峰值調(diào)節(jié)、光信號整合等工作。其中，陣列波導光柵可將性質(zhì)相近的光波經(jīng)整合匯聚于單一光纖進行傳輸；增益放大器可通過多種形式優(yōu)化光信號不同波長有信號強弱之分增益放大器件可借強光波信號帶動弱光波信號；開關(guān)交換器負責光信號隔離、過濾、連接等工作。其中，光交

59、叉連接器可自動連接不同波長光信號維持光波網(wǎng)穩(wěn)定遠期有望在 G 全光網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)中發(fā)揮更加重要的作用；系統(tǒng)管理器從通訊系統(tǒng)穩(wěn)定性角度出發(fā)全面檢測光信號傳輸過程通過色散補償?shù)燃夹g(shù)維護光信號傳輸準確性。圖表 ：光器件的分類按功分類）發(fā)送接收波分復用增益放大開關(guān)交換系統(tǒng)管理光調(diào)制器件薄膜濾波器光放大器光開關(guān)光性能監(jiān)控管理器件光發(fā)送器件全息光柵光隔離器光交叉連接器色散補償器光接收器件光環(huán)行器分路耦合器波長變換器偏振模色散管理模塊光收發(fā)器件陣列波導光柵光衰減器可調(diào)濾波器光電探測器件光交錯復用器增益平衡器可調(diào)激光器：OFeek，、市場格局：細分市場小而分散，中國有光器件還需進一步提升市場格局：完全競爭市場，產(chǎn)

60、品種類多，市場份額分散，各部件產(chǎn)品性能與需求不同件市場呈現(xiàn)充分競爭格局，各類器件種類繁多，生產(chǎn)廠商多，行業(yè)的市場化程度高。各廠商在各自擅長的領(lǐng)域發(fā)揮優(yōu)勢形成其在某類產(chǎn)品上特有的競爭優(yōu)勢從需求的角度看TOSA（光發(fā)射次模塊器件銷售規(guī)模較高，占比約 5%，其次為 SA（光接收次模塊，占比約%我們預計未來仍以 TSSA產(chǎn)品為主要構(gòu)成結(jié)構(gòu)件類產(chǎn)品附加值隨技術(shù)升級而相應提。圖表 ：中國光器件產(chǎn)銷售構(gòu)成8）%TOAROSA纖片片：OFeek，圖表 ：光器件產(chǎn)品種多：天孚通信公司官網(wǎng)，發(fā)達國家在 5 年后逐步形成光器件產(chǎn)業(yè)，中國相比國起約晚 5 年。0 世紀 0 年代中旬，中國有源光器件及無源光器件研究活動