2022年光器件行業(yè)市場空間及市場格局分析

1、2022年光器件行業(yè)市場空間及市場格局分析1. 光器件種類多，是光模塊的重要組成部分廣義的光通信器件按照物理形態(tài)的不同，可分為：芯片、有源光器件、無源光器 件、光模塊與子系統(tǒng)這四大類。其中，有源光收發(fā)模塊在光通信器件中占據(jù)最大 份額，約 65%。狹義的光器件按是否需要外加能源驅(qū)動(dòng)工作，主要分為有源光器件和無源光器件。 有源光器件主要用于光電信號(hào)轉(zhuǎn)換，包括激光器、調(diào)制器、探測器和集成器件等。 無源光器件實(shí)現(xiàn)光路的連接、分路、交換、隔離、合路、控制等，可改變光的傳 播特性，包括光連接器、光隔離器、光分路器、光濾波器、光開關(guān)等。光器件還可以按功能分為光電變換器件（包括半導(dǎo)體光源、半導(dǎo)體光探測器、光

2、纖激光器）、光調(diào)制器件、光放大器件、光色散補(bǔ)償器件（包括色散控制、色散 補(bǔ)償、色散管理）、光網(wǎng)絡(luò)器件（包括各類光無源器件、光波長轉(zhuǎn)換與光波長路 由器件、光調(diào)制解調(diào)器、光開關(guān)與光交叉連接器件、微光電機(jī)械芯片等）。光器件是光模塊的重要組成部分。光器件上游包括光芯片、光學(xué)元件、光組件。 光芯片 25G 及以上產(chǎn)品進(jìn)口依賴度高，10G 及以下光芯片產(chǎn)品國產(chǎn)替代率高。光 學(xué)原件和光組件競爭激烈，參與則眾多。光器件下游是光模塊廠商，部分光器件 會(huì)由光通信設(shè)備廠商或終端客戶（運(yùn)營商或云廠商）直接向光器件廠商采購。光 模塊市場集中度高，且國產(chǎn)份額高，中國廠商在全球前十大光模塊廠商中占 6 家。 應(yīng)用場景以電信

3、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心為主，電信市場的終端客戶以運(yùn)營商和設(shè)備商為 主，數(shù)通市場的終端客戶以國內(nèi)外云廠商為主。光收發(fā)組件的封裝工藝路線目前主要包括氣密封裝、非氣密封裝等，氣密封裝包 括 TO-CAN 同軸封裝、蝶形封裝等形式，非氣密封裝技術(shù)主要包括 COB 等。傳統(tǒng)的 電信光模塊封裝以 TO-CAN 封裝模式為主。TO-CAN 封裝模式下的光模塊，通常由光組件 OSA、驅(qū)動(dòng)電路和光、電接口等組成， 其中光組件是核心。光組件包括光發(fā)射組件 TOSA、光接收組件 ROSA、雙向光組件 BOSA 或者光學(xué)引擎等。光發(fā)射組件 TOSA 一般包含激光二極管、背光監(jiān)測二極管、 耦合部件、TEC 以及熱敏電阻等元件。

4、一定速率的電信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片處理后驅(qū)動(dòng) 激光器發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號(hào)，通過光功率自動(dòng)控制電路，輸出功率穩(wěn)定 的光信號(hào)。光接收組件 ROSA 一般包含光電探測器、跨阻放大器、耦合部件等元件。 一定速率的光信號(hào)輸入模塊后由光探測器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)前置放大器后輸出相 應(yīng)速率的電信號(hào)。光模塊主要由光收發(fā)組件和輔料（外殼、插針、PCB 與控制芯片）構(gòu)成。光收發(fā) 組件（包括光芯片和光學(xué)元件）約占光模塊成本 73%，輔料（外殼、插針、PCB 與控制芯片等）占光模塊總成本近 30%。速率越高的光模塊里光芯片成本占比更高。光收發(fā)組件中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換和電光轉(zhuǎn)換的有源器件占光器件成本的 80%左右。 剩下的 20%

5、主要是各類元器件成本等。即天孚通信傳統(tǒng)所能提供的無源光器件產(chǎn) 品在光模塊物料成本中占比約 15%，后續(xù)提供的光引擎，占比可提升至 60%+。2. 光器件行業(yè)特征：市場小而散，技術(shù)迭代慢，盈利性優(yōu)于光模塊封裝環(huán)節(jié)產(chǎn)品：光器件產(chǎn)品種類繁多，各細(xì)分產(chǎn)品對應(yīng)市場規(guī)模小。根據(jù)客戶的不同設(shè)計(jì)， 對部分器件需求量和產(chǎn)品性能要求都各有差異。技術(shù)：光模塊的升級(jí)迭代主要依賴芯片端的技術(shù)迭代，相應(yīng)的無源光器件和封裝 技術(shù)迭代較慢。價(jià)格競爭：成熟的無源分立器件產(chǎn)品的降價(jià)幅度為 10%-15%。盈利性：光器件廠商的毛利率和凈利率水平優(yōu)于光模塊廠商，主要由于光器件環(huán) 節(jié)定制化程度較高，自制產(chǎn)品收入占比較高。3. 光通信器

6、件市場空間：伴隨光模塊增長，2026 年有望達(dá)到 14.5 億美元光器件下游應(yīng)用市場以光模塊為主，光模塊主要應(yīng)用于電信和數(shù)通市場。全球光模塊市場規(guī)模未來五年預(yù)計(jì)穩(wěn)步增長。2020 年受疫情和新基建政策催化， 電信和數(shù)通市場需求強(qiáng)勁，全年光模塊市場規(guī)模為 80 億美元，同比增長 23%。根 據(jù) LightCounting 預(yù)測，2026 年預(yù)計(jì)達(dá)到 176 億美元，2021-2026 年的 CAGR 為 14%，未來的增長點(diǎn)主要來自 5G 持續(xù)規(guī)模部署和下一代數(shù)通模塊（200G、400G、 800G）上量，其中 CWDM/DWDM 光模塊和以太網(wǎng)光模塊是銷售金額占比最大的兩個(gè) 品類。數(shù)通市場：隨

7、全球數(shù)據(jù)中心資本開支的持續(xù)擴(kuò)張而中高速增長。DellOro 統(tǒng)計(jì) 數(shù)據(jù)顯示，2021 年全球數(shù)據(jù)中心資本支出增長了 9%，超過 2,000 億美元，2022 年全球數(shù)據(jù)中心的資本支出將增長 17%，其中超大規(guī)模云廠商的數(shù)據(jù)中心支出將 增長 30%；2026 年，全球數(shù)據(jù)中心資本支出預(yù)計(jì)將達(dá)到 3,500 億美元。目前全 球已知的正在規(guī)劃的新超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心有 314 個(gè)，未來三年將保持增長態(tài)勢， 有望突破 1000 個(gè)。其中，美國是擁有數(shù)據(jù)中心最多的國家，中國也在蓬勃發(fā)展， 后續(xù)隨著“東數(shù)西算”工程的正式啟動(dòng)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心也 將快速發(fā)展。LightCounting 最新數(shù)據(jù)

8、顯示，以太網(wǎng)光模塊的銷售額在 2021 年 達(dá)到 46 億美元，同比增長 25%。未來隨著 AI、元宇宙等新技術(shù)不斷發(fā)展，以及 網(wǎng)絡(luò)流量長期保持持續(xù)增長，以太網(wǎng)光模塊銷售額也將保持較快增長并不斷迭代 升級(jí)。電信市場方面主要受運(yùn)營商資本開支驅(qū)動(dòng)，增長相對平緩。5G 建設(shè)相較于 3G、 4G 節(jié)奏拉長，運(yùn)營商資本開支平緩，行業(yè)發(fā)展穩(wěn)中有進(jìn)。過去三年三大運(yùn)營商大力發(fā)展 5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，進(jìn)入 5G 建設(shè)中后期，運(yùn)營商逐步調(diào)整投資，逐步由 5G 投資 轉(zhuǎn)向大力發(fā)展數(shù)字化業(yè)務(wù)如云、IDC 等投資。根據(jù) Lightcounting 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021 年 Q1-Q4 電信光模塊銷售額分別達(dá)到 4.85、5.

9、47、5.83、7.01 億美元，分別同比 增長 12%、-14%、-1%、21%。電信光模塊市場的增長主要來自于 CWDM/DWDM 光模 塊銷售收入的上升。中際旭創(chuàng)是國內(nèi)光模塊龍頭，其成本結(jié)構(gòu)在行業(yè)具備一定代表性。高端光通信收發(fā)光模塊產(chǎn)品成本中“直 接材料”占比 81.22%，光模塊業(yè)務(wù)毛利率為 25.64%。原材料采購成本中，2020 年光芯片及組件采購成本占比約 52%，集成電路芯片及組件占比 37.7%，結(jié)構(gòu)件占 比 10.54%。各類光器件在光模塊價(jià)值量中的占比=光模塊成本率*直接材料成本占 比*光器件在物料成本中的占比=60%*器件在物料成本中的占比。根據(jù)無源光器件在光模塊中的物

10、料成本占比約 15%，對應(yīng)的價(jià)值量在光模塊價(jià)值 量中占比為 9%。則對應(yīng)無源光器件的市場規(guī)模有望從 2020 年的 7.2 億美元提升 至 2026 年的 15.8 億美元。2020 年天孚通信的無源產(chǎn)品收入為 7.4 億元，全球市 占率約為 14.8%（取 2020 年月初平均匯率：1 美元6.9274 人民幣）。光引擎模組可理解成光芯片及組件+結(jié)構(gòu)件，價(jià)值量之和在光模塊原材料成本中占 比約 62.54%，即占光模塊價(jià)值量約 46.5%，再考慮到器件集成封裝成本，價(jià)值量 占比預(yù)計(jì)超過 50%。則對應(yīng)光引擎的市場規(guī)模有望從 2020 年的 40 億美元提升至 2026 年的 88 億美元，是光

11、模塊無源光器件市場規(guī)模的 5 倍以上。4. 光器件市場格局：格局分散，廠商規(guī)模小，行業(yè)收購兼并頻發(fā)國內(nèi)光模塊企業(yè)全球地位持續(xù)提升。10G 時(shí)代以北美光模塊廠商為主，40G 時(shí)代云 廠商從“設(shè)備商捆綁采購”轉(zhuǎn)向“直采模式”，并行封裝取代單通道封裝，格局 洗牌，中際旭創(chuàng)和 AOI 崛起。100G 時(shí)代，北美傳統(tǒng)光模塊廠商份額下滑，國內(nèi)光 模塊企業(yè)崛起。2020 年國內(nèi) 6 家光模塊廠商上榜全球 TOP10 供應(yīng)榜單。（注：海 外光模塊廠商多為芯片、器件、模塊一體化布局，專注于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研發(fā)，將代 工封裝環(huán)節(jié)外包，Yole 統(tǒng)計(jì)的光器件廠商排名中“光器件”指廣義的光器件。）全球光器件巨頭兼并整合加速

12、。基于成本壓力和競爭加劇的市場環(huán)境，全球光器 件廠商加速整合，多數(shù)巨頭都是不斷收購兼并形成的，并購主導(dǎo)者多為美國廠商。 近幾年隨著中國廠商競爭能力提升，在收購兼并案例中也不乏我國企業(yè)的身影。光器件競爭充分，多數(shù)廠商收入規(guī)模較小。無源光器件市場和有源光器件的中低 端領(lǐng)域處于完全競爭階段，高端有源光器件領(lǐng)域處于相對完全競爭狀態(tài)。國內(nèi)光 器件廠商多，競爭格局整體較為分散，受限于單個(gè)細(xì)分市場規(guī)模小，多數(shù)光器件 廠商收入規(guī)模小。主要因?yàn)楣馄骷ㄖ苹潭雀?，生產(chǎn)需要較多人工，較難形成 規(guī)模效應(yīng)，大部分廠商聚焦于個(gè)別品類，市場競爭激烈，廠商營收超過 10 億元企 業(yè)較少。光器件公司成長路徑：1、擴(kuò)品類，從某

13、細(xì)分領(lǐng)域起步，逐步拓展無源光器件品類， 再向有源光器件拓展，在客戶端形成協(xié)同；2、通過并購或內(nèi)生向上游或下游延伸， 提供具備成本優(yōu)勢的一體化解決方案；3、應(yīng)用領(lǐng)域橫向擴(kuò)張至非通信領(lǐng)域。5. 光器件行業(yè)發(fā)展趨勢：國產(chǎn)崛起和跨領(lǐng)域應(yīng)用帶來新機(jī)遇發(fā)展趨勢一：全球光器件產(chǎn)能向國內(nèi)轉(zhuǎn)移。伴隨下游國產(chǎn)光模塊廠商在全球市場 份額的提升，一定程度上將帶動(dòng)上游國產(chǎn)光器件廠商需求的增長。光器件封裝過 程中需要很多人工參與，國內(nèi)企業(yè)具備人力成本優(yōu)勢。發(fā)展趨勢二：海外光模塊廠商將光器件封裝代工環(huán)節(jié)外包，一站式解決方案提供 商受青睞。光模塊廠商以往傾向于自己采購芯片、無源器件等原材料，自己進(jìn)行 封裝測試，并形成最終的光

14、模塊產(chǎn)品。隨著光模塊應(yīng)用場景的豐富、光模塊封裝 類別及形式都在發(fā)生較大變化，一些海外的光模塊廠商更愿意將光器件前端光學(xué) 部分的耦合和封裝外包委托出去。對光模塊廠商來說，一方面將生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到成本較低的地區(qū)，自身專注于設(shè)計(jì)和研 發(fā)），降低投資成本；另一方面各類元器件在質(zhì)量控制、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、供應(yīng)時(shí)效上 更有保證，利于提高產(chǎn)品良率和供應(yīng)鏈管理效率。對光器件代工封裝廠商來說，其優(yōu)勢在于成本優(yōu)勢和專業(yè)的工藝平臺(tái)優(yōu)勢。國內(nèi) 布局 OSA 代工產(chǎn)品線的公司較多，包括天孚通信、武漢昱升，四川九州，四川光恒，深圳翔通等，但同時(shí)具備光器件自制和一體化代工封裝能力的公司較少。對 光器件代工封裝環(huán)節(jié)來說，封裝設(shè)備投入門檻較

15、高，光器件各類型封裝的工藝難 度大，量小品種多，批量代工的門檻較高。發(fā)展趨勢三：光通信器件廠商跨領(lǐng)域布局，尋找新成長曲線。以天孚通信、光庫 科技、騰景科技等為代表的光器件公司立足于傳統(tǒng)通信市場的同時(shí)，積極跨領(lǐng)域 布局醫(yī)療、激光雷達(dá)、AR 等。新領(lǐng)域采用的光學(xué)器件所需的底層工藝和原理與光 收發(fā)模塊類似，主要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、參數(shù)要求、性能指標(biāo)上有所區(qū)別?？珙I(lǐng)域之醫(yī)療檢測設(shè)備：醫(yī)學(xué)掃描儀、成像儀、光譜分析儀等高端激光檢測 設(shè)備的基本原理與光模塊類似，原理是光源照出的光輻射到被測物體上，反 射回來的光經(jīng)過波分器件分離出不同波長后再到探測器上轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，光 學(xué)系統(tǒng)包括光源、探測器和波分器件等，包括棱鏡、透鏡、模壓玻璃非球面 透鏡等精密光學(xué)元件。以新冠病毒的檢測設(shè)備-PCR 儀器為例，其涉及的光學(xué) 元器件包括 LED 和激光準(zhǔn)直模塊，熒光濾光片和鏡面，各種鏡片和復(fù)雜鏡頭， 探測器模塊和封裝，光機(jī)電一體設(shè)計(jì)和量產(chǎn)方案等?？珙I(lǐng)域之 AR 眼鏡：目前比較成熟的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的光學(xué)顯示