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光通讯行业研究:需求强劲+新手艺推进 ,光器件工业升级遇新机缘

宣布时间 :2022-09-20 浏览次数 : 5137

1. 光通讯焦点组件 ,产能逐步东移

光器件:光电信号转换焦点组件

光通讯器件主要指应用在光通讯领域 ,使用光电转换效应制成的具备种种功效的光电子器件 。光通 信器件是光通讯工业的主要组成部分 ,其性能主导着光通讯网络的升级换代 。光 ?槭虑樵贠SI模子的物理层 ,是光纤通讯系统中的焦点器件之一 。它主要由光电子器件(光发 射器、光吸收器)、功效电路和光接口等部分组成 ,主要作用就是实现光纤通讯中的光电转换和电 光转换功效 。

凭证驱动类型 ,光通讯器件可分为光有源器件和光无源器件 。光有源器件是光通讯系统中将电信 号转换成光信号或将光信号转换成电信号的要害器件 ,是光传输系统的心脏 ;光无源器件是光通 信系统中需要消耗一定的能量、具有一定功效而没有光-电或电-光转换功效的器件 ,是光传输系 统的枢纽 。 差别组件在集成光器件中肩负差别使命 ,凭证器件的详细功效可分为发送吸收器件、波分复用器 件、增益放大器件、开关交流器件及系统治理器件等 。


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工业名堂:芯片工艺壁垒高 ,下游应用漫衍普遍


光器件位于光通讯工业链中游 ,上游包括光芯片、电芯片、光组件等 ,工业链下游是光通讯装备商 ,最终客户方面 ,古板客户包括了 2B 侧电信市场的大型运营商和数通市场的云盘算巨头 。 光 ?椴匪柙柿现饕馄骷、电路芯片、PCB以及结构件等 。其中 ,光器件的本钱占比最高 ,在73%左右 。光器件主要由 TOSA(以激光器为主的发射组件)、ROSA(以探测器为主的吸收组件)、尾纤等组成 ,其中TOSA占到了光器件总本钱的48%;ROSA占到 了光器件总本钱的32% 。

工业名堂:笔直整合加剧 ,上游芯片器件资源加持显着

全球光通讯工业上游并购规模热度不减 ,工业链各环节龙头的笔直整合也在进一步加剧(II-IV收购Finisar ,博创科 技、剑桥科技、光库科技并购外洋资产) 。

受全工业升级的发动影响 ,产 业各环节在投融资方面均有增 长 。整体来看 ,2018-2020年市 场生意规模总量稳步上升且主 要集中在芯片和器件的工业环 节 。

中国市 。2010年至今飞速生长

2001年 ,中国加入WTO ,外洋光器件厂商最先将光学元件的生产转移到中国 。以后 ,海内企业最先了学习和自 主立异 ,海内涌现了多家光器件厂商 。据Lightcounting统计 ,2010-2021年间 ,光 ?槌倘蚯10排名中 ,中国厂商的数目由1家升至了5家 ,中国 光 ?槭谐》伤偕 。2010年 ,中国光器件供应商的销售额凌驾5亿美元 ,到2018年增添至30亿美元 。

中国市 。荷嫌呜叫柰黄 ,下游替换优势渐显

我们以为 ,近年来我国光通讯厂商快速崛起 ,但上游芯片端依然由 外洋厂商主导 。焦点芯片自制能力是光通讯行业亟待解决的问题 , 因此 ,近年来海内芯片国产化率飞速生长 。 据2018年工信部宣布的《中国光电子器件手艺生长蹊径图(2018- 2022 年)》 ,到 2022 年 ,预计海内中低端光电子芯片的国产化 率凌驾 60%、918博天堂光电子芯片国产化率突破 20% 。

2. 下游应用驱动强劲 ,数通市场景气向上

下游应用驱动市场加速扩张

据 Lightcounting 展望 ,光 ?榈氖谐」婺T谖蠢 5 年将以 CAGR14%坚持增添 ,2026 年预计抵达 176亿美元 。受益于数据中心建设、5G 网络深入结构 ,中国光 ?槭谐∫灿型徊皆鎏 ,Yole 预 测 ,2022年中国光 ?槭谐」婺S型 33 亿美元 ,同比增添 22% 。 电信侧市场 ,CWDM/DWDM未来将成为主要驱动力 ,据源杰科技招股书援引Lightcounting ,预计 2025年电信市场规模将达33.55亿美元 。

光通讯器件应用:5G承载&固网接入&数通

按下游应用领域划分 ,光通讯器件主要应用于电信市场和数据通讯(无线+固网接入)市场 。据 Lightcounting展望 ,2020-2026年 ,数通市场将由53亿美元增添至151亿美元 ,CAGR达19% ;电信 市场将由43亿美元增添至58亿美元 ,CAGR为5% ,数据通讯市场的增添将成为光 ?槭谐〉闹饕 力 。 在电信市场 ,凭证速率和传输距离差别 ,网络主要分为接入网 ,城域网以及主干网 ,其中接入网包括 固网接入以及无线接入 。

光 ?橛τ贸【埃5G承载&固网接入&数通

5G承载网络一样平常分为城域接入层、城域 汇聚层、城域焦点层/省内干线 ,实现 5G营业的前传和中回传功效 ,其中各层 装备之间主要依赖光 ?槭迪只チ 。

“宽带中国”推动光纤网络建设 。FTTx 光纤接入是全球光 ?橛昧孔疃嗟某【爸 ,而 我国是 FTTx 市场的主要推动者 。受制于电通讯电子器件的带脱期制、消耗较大、功耗 较高等 ,运营商逐步替换铜线网络为光纤网络 。PON 手艺是实现 FTTx 的 最佳手艺计划 之一 ,目今主流的 EPON/GPON 手艺接纳 1.25G/2.5G 光芯片 ,并 向 10G 光芯片过渡 。

数据中心架构中 ,效劳器间的毗连、交流机间的毗连、效劳器与交流机间的毗连都需要光 ?椤⒐庀颂叩却湓靥謇词迪质莸幕ネ 。 随着云盘算、大数据、超高清视频、人工智能、5G行业应用等快速生长 ,网络会见频率 和接入手段一直增添 ,网络数据流量迅猛增添 ,对数据中心互连提出更高挑战 。

数通市 。憾魉阏策加码 ,云盘算景气向上

2022年云工业链需求将维持景气增添 ,且云工业链生长+流量增添为赛道恒久趋 势 ,团结差别环节工业特征及体现 ,建议重点关注网络装备、上游主要零部件等 板块 。22Q1 ,北美主要云厂商(亚马逊、谷歌、微软、META)合计资源开支同 比+29%、环比持平 ;凭证Dell'Oro Group预计 ,2022年全球数据中心capex将 同比+17% ,其中超大规模数据中心资源开支预计同比+30% ;BMC芯片厂商信 骅22年4月营收继续同比+61% ,一连8个月同比增幅凌驾30% 。

数通市 。菏忠盏 ,800G等高速 ?槲蠢唇芍髁

LightCounting 最新数据显示 ,以太网光 ?榈南鄱钤 2021 年抵达 46 亿美元 ,同比增添 25% 。未 来随着 AI、元宇宙等新手艺一直生长 ,以及网络流量恒久坚持一连增添 ,以太网光 ?橄鄱钜步 持较快增添并一直迭代升级 。 凭证 Omdia 展望  ,未来几年随着带宽需求的一直提升 ,虽然 100、200、400 Gbit/s 光 ?槿越S 最大的市场占有量 ,可是 800 Gbit/s 光 ?榻 2023 年实现商用 ,在 2025 年实现规模安排 。

3. 新手艺日益完善 ,工业发力升级

工业升级趋势:相关手艺市场下沉

数据中心光互联计划可凭证其传输距离来选择两种支持手艺 ,一种是直接探测手艺 ,另一种是相关探测 手艺 。相关探测依附着高容量、高信噪比等优势在城域网内的长距离 DCI 互联中获得普遍应用 ,而直 接探测的应用场景更适合相对短距离互联 。 相关光 ?橐蛔钕仁视糜诖渚嗬氪笥 1000km 的主干网 ,厥后逐步下沉至传输距离为 100km 至 1000km 的城域网 ,小于 100km 距离的边沿接入网 ,以及 80km 至 120km 的数据中心互联领域(DCI ) 。在数通领域 ,相关手艺已成为数据中心互联的主流计划 。

工业升级趋势:硅光计划性能优越

通讯用光电子正从疏散器件向集成化偏向加速生长 。古板通讯用光器件主要基于 III-V 族半导体质料研制 ,近年来在尺 寸、本钱、功耗以及“与电芯片一体化”等方面面临挑战 。硅基光电子集成手艺(简 称“硅光手艺”)是光子集成的 主要偏向 。其基于硅质料 ,并借鉴大规模集成电路工艺中已成熟的 CMOS 工艺举行光器件制造 ,具有低成 本、低功耗 、细小尺寸和“与集成电路工艺一体化”的优势 。

硅基光芯片这一 看法最早在上个世纪 90 年月初被提出 ,降生伊始主要瞄准在芯片内部以光互连取代电互连 。然而 ,受 工艺和设计上的限制 ,在早期很长 一段时间内该手艺并没有获得足够的关注和投入 。直到 2004 年 ,Intel 研制出第一 款 1Gb/s 速率的硅光调制器之后 ,人们才看到硅芯片中 “光进铜退”的可能性 。厥后 ,在 IBM、康奈尔大学、贝尔实 验室、 MIT 等单位配合推动下 ,硅光芯片事情速率在 2013 年左右抵达了 50Gb/s ,首次逾越其时主流的光电子器件 。

工业升级趋势:硅光生长取得突破 ,放量可期

虽然鉴于良率和消耗问题 ,硅光 ?榧苹恼逵攀粕胁幌宰 ,但在超 400G 的短距场景、相关光 场景中 ,硅光 ?榈牡捅厩攀苹蛐砘崾沟闷涑晌葜行耐缦 400G 升级的主流产品 。

凭证中际旭创援引 Lightcounting 的展望 ,全球硅光 ?槭谐〗 2026 年抵达近 80 亿美元 ,有望 占到一半的市场份额 ,与古板可插拔光 ?橹蟹质谐 。2021 年至 2026 年硅光 ?檎謇奂乒婺= 靠近 300 亿美元 。

工业升级趋势:光电共封装手艺助力高速 ?樯

光电共封装(CPO)指的是交流 ASIC 芯片和硅光引擎(光学器件)在统一高速主板上协同封装 ,从 而降低信号衰减、降低系统功耗、降低本钱和实现高度集成 。 凭证中际旭创援引 Lightcounting  ,CPO 手艺最大的应用场景可能不在交流 ASIC 领域 ,而是在 HPC 和 AI 簇领域的CPU、GPU 以及 TPU 市场 。到 2026 年 ,HPC 和 AI 簇预计成为 CPO 光器件最 大的市场 。CPO 出货量预计将从 800G 和 1.6T 端口最先 ,于 2024 至 2025 年最先商用 ,2026 至 2027 年最先规模上量 ,主要应用于超大型云效劳商的数通短距场景  ?刹灏巫氨附谖蠢5年甚至更 长时间内继续主导市场 ,而在2027年 ,CPO端口将占总800G和1.6T端口的近30% 。

工业升级趋势:薄膜铌酸锂调制器生长可期

体质料铌酸锂调制器几十年来虽然在高速主干网的传输调 制中起到要害作用 ,但在传输速率进一步提升的要害参数 上遭遇瓶颈 ,并且体积较大 ,倒运于集成 。新一代薄膜铌 酸锂调制器芯片手艺通过最新的微纳工艺 ,制备出的薄膜 铌酸锂调制用具有高性能、低本钱、小尺寸、可批量化生 产、且与CMOS工艺兼容等 优点 ,是未来高速光互连极具 竞争力的解决计划 。

4. 重点公司剖析

华工科技:校企刷新龙头 ,笔直整合优势渐显

华工正源是华工科技的光通讯营业子公司 ,其解决计划笼罩传输网、接入网、数据中心和无线网  ;ふ醋2021年 实现400G全系列批量交付后 ,产品迅速向918博天堂领域迭代 。阻止2022年4月1日 ,数据中心光 ?橐呀6家着名互联网 企业 。公司从芯片到器件、 ?椤⒆酉低车谋手闭嫌攀平徊酵瓜 。推出自主研制的400G硅光芯片 ,800G硅光芯 片样品也将推出 。

中际旭创:光 ?楣柿 ,外洋市场出货高增

坚持营收稳固增添的同时 ,中际旭创的全球排名也得以稳固 。在Lightcounting 2021年宣布的光 ?槌膛琶 , 中际旭创位居全球第二 ,凭证Omdia数据 ,中际旭创2021年市场占比约为10% ,其中第四序度的市占率高达12% 。 在前十大厂商中 ,中际旭创在2021年市场份额提升得最多 ,主要原由于公司向云厂商数据中心提供的200G和400G 产品的销售量大幅增添 。

新易盛:致力笔直整合 ,硅光+相关手艺一连投入

公司产品涵盖5G前传、中传、回传的25G、50G、100G、200G系列光 ?椴凡⑹迪峙拷桓 ,可批量交付运用 于数据中心市场的100G、200G、400G高速光 ?椤⑾衷谝牙殖赏瞥800G光 ?椴废盗凶楹稀⒒诠韫饨饩龇 案的400G光 ?椴芳400G ZR/ZR+相关光 ? 。凭证讯石光通讯网 ,2022年光通讯领域国际性盛会OFC上 ,新 易盛演示了下一代800G光 ?椴 ,产品基于薄膜铌酸锂 (TFLN) 调制器手艺 ,具有更低功耗 。 公司致力于围绕主业实验笔直整合 ,收购了境外参股公司Alpine Optoelectronics, Inc 。通过本次收购

天孚通讯:平台化无源光器件向导者 ,发力车载雷达等新领域

公司定位光器件整体解决计划提供商 ,自建设以来始终专注于高速光器件 产品的研发、生产和销售 ,产品形态包括多种质料工艺的无源器件和多种 手艺平台的有源封装 ,为全球光网络提供优质毗连 ,产品应用领域包括骨 干网、城域网、接入网、企业网及全球数据中心 。公司无源器件及ODM有 源封装下游主要客户笼罩光纤毗连、光收发 ?楹图す饫状锏瘸 。

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