光芯片應(yīng)用場(chǎng)景不斷升級(jí)光芯片需求持續(xù)增長(zhǎng)

光芯片應(yīng)用場(chǎng)景不斷升級(jí)，光芯片需求持續(xù)增長(zhǎng)

光芯片應(yīng)用場(chǎng)景不斷升級(jí)，光芯片需求持續(xù)增長(zhǎng)隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，全球數(shù)據(jù)量需求持續(xù)增長(zhǎng)，根據(jù)Omdia的統(tǒng)計(jì)，2017年至2020年，全球固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量從92萬(wàn)PB增長(zhǎng)至217萬(wàn)PB，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為33．1%，預(yù)計(jì)2024年將增長(zhǎng)至575萬(wàn)PB，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為27．6%。同時(shí)，光電子、云計(jì)算技術(shù)等不斷成熟，將促進(jìn)更多終端應(yīng)用需求出現(xiàn)，并對(duì)通信技術(shù)提出更高的要求。受益于信息應(yīng)用流量需求的增長(zhǎng)和光通信技術(shù)的升級(jí)，光模塊作為光通信產(chǎn)業(yè)鏈最為重要的器件保持持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)LightCounting的數(shù)據(jù)，2016年至2020年，全球光模塊市場(chǎng)規(guī)模從58．6億美元增長(zhǎng)到66．7億美元，預(yù)測(cè)2025年全球光模塊市場(chǎng)將達(dá)到113億美元，為2020年的1．7倍。光芯片作為光模塊核心元件有望持續(xù)受益。2021年11月，工信部發(fā)布《十四五信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》要求全面部署新一代通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，全面推進(jìn)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、千兆光纖網(wǎng)絡(luò)、骨干網(wǎng)、IPv6、移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)等的建設(shè)或升級(jí)；統(tǒng)籌優(yōu)化數(shù)據(jù)中心布局，構(gòu)建綠色智能、互通共享的數(shù)據(jù)與算力設(shè)施；積極發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和車(chē)聯(lián)網(wǎng)等融合基礎(chǔ)設(shè)施。FTTx光纖接入是全球光模塊用量最多的場(chǎng)景之一，而我國(guó)是FTTx市場(chǎng)的主要推動(dòng)者。受制于電通信電子器件的帶寬限制、損耗較大、功耗較高等，運(yùn)營(yíng)商逐步替換銅線網(wǎng)絡(luò)為光纖網(wǎng)絡(luò)。目前，全球運(yùn)營(yíng)商骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)已實(shí)現(xiàn)光纖化，部分地區(qū)接入網(wǎng)已逐漸向全網(wǎng)光纖化演進(jìn)。PON（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)是實(shí)現(xiàn)FTTx的最佳技術(shù)方案之一，PON是指OLT（光線路終端，用于數(shù)據(jù)下傳）和ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元，用于數(shù)據(jù)上傳）之間的ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）全部采用無(wú)源設(shè)備的光接入網(wǎng)絡(luò)，是點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)。PON技術(shù)傳輸容量大，相對(duì)成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單，有很好的可靠性、穩(wěn)定性、保密性，已被證明是當(dāng)前光纖接入中非常經(jīng)濟(jì)有效的方式，成為光纖接入技術(shù)主流。目前PON技術(shù)主要包括APON/BPON、EPON、GPON和10G-PON幾類(lèi)，當(dāng)前主流的EPON/GPON技術(shù)采用1．25G/2．5G光芯片，并向10G光芯片過(guò)渡。10G-PON技術(shù)支持?jǐn)?shù)據(jù)上下傳速率對(duì)稱10Gbps，能夠更好地滿足各類(lèi)高速寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用的接入網(wǎng)絡(luò)需求。根據(jù)LightCounting的數(shù)據(jù)，2020年FTTx全球光模塊市場(chǎng)出貨量約6，289萬(wàn)只，市場(chǎng)規(guī)模為4．73億美元，隨著新代際PON的應(yīng)用逐漸推廣，預(yù)計(jì)至2025年全球FTTx光模塊市場(chǎng)出貨量將達(dá)到9，208萬(wàn)只，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為7．92%，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到6．31億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為5．93%。我國(guó)是光纖接入全面覆蓋的大國(guó)，為國(guó)內(nèi)光芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)良好機(jī)遇。根據(jù)工信部《寬帶發(fā)展白皮書(shū)》，2020年，我國(guó)光纖接入用戶占比全球第二，僅次于新加坡。此外，根據(jù)《十四五信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，在持續(xù)推進(jìn)光纖覆蓋范圍的同時(shí)，我國(guó)要求全面部署千兆光纖網(wǎng)絡(luò)。以10G-PON技術(shù)為基礎(chǔ)的千兆光纖網(wǎng)絡(luò)具備全光聯(lián)接，海量帶寬，極致體驗(yàn)的特點(diǎn)，將在云化虛擬現(xiàn)實(shí)（CloudVR）、超高清視頻、智慧家庭、在線教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等場(chǎng)景部署，引導(dǎo)用戶向千兆速率寬帶升級(jí)。2020年，我國(guó)10G-PON及以上端口數(shù)達(dá)到320萬(wàn)個(gè)，到2025年將達(dá)到1，200萬(wàn)個(gè)。全球正在加快5G建設(shè)進(jìn)程，5G建設(shè)和商用化的開(kāi)啟，將拉動(dòng)市場(chǎng)對(duì)光芯片的需求。相比于4G，5G的傳輸速度更快、質(zhì)量更穩(wěn)定、傳輸更高頻，滿足數(shù)據(jù)流量大幅增長(zhǎng)的需求，實(shí)現(xiàn)更多終端設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)并與人交互，豐富產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景。根據(jù)全球移動(dòng)供應(yīng)商協(xié)會(huì)（GSA）的數(shù)據(jù)，截至2021年10月末，全球469家運(yùn)營(yíng)商正在投資5G建設(shè)，其中48個(gè)國(guó)家或地區(qū)的94家運(yùn)營(yíng)商已開(kāi)始投資公共5G獨(dú)立組網(wǎng)（5GSA）。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供更高的傳輸速率和更低的時(shí)延，各級(jí)光傳輸節(jié)點(diǎn)間的光端口速率明顯提升，要求光模塊能夠承載更高的速率。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可大致分為前傳、中傳、回傳，光模塊也可按應(yīng)用場(chǎng)景分為前傳、中回傳光模塊，前傳光模塊速率需達(dá)到25G，中回傳光模塊速率則需達(dá)到50G/100G/200G/400G，帶動(dòng)25G甚至更高速率光芯片的市場(chǎng)需求。根據(jù)LightCounting的數(shù)據(jù)，全球電信側(cè)光模塊市場(chǎng)前傳、（中）回傳和核心波分市場(chǎng)需求將持續(xù)上升，2020年分別達(dá)到8．21億美元、2．61億美元和10．84億美元，預(yù)計(jì)到2025年，將分別達(dá)到5．88億美元、2．48億美元和25．18億美元。電信市場(chǎng)的持續(xù)發(fā)展，將帶動(dòng)電信側(cè)光芯片應(yīng)用需求的增加。我國(guó)5G建設(shè)走在全球前列。根據(jù)工信部的數(shù)據(jù)，截至2021年9月末，我國(guó)5G基站總數(shù)115．9萬(wàn)個(gè)，占國(guó)內(nèi)移動(dòng)基站總數(shù)的12%，占全球比例約70%，是目前全球規(guī)模最大的5G獨(dú)立組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。2021年上半年國(guó)內(nèi)5G基站建設(shè)進(jìn)度有所推遲，但下半年招標(biāo)及建設(shè)節(jié)奏明顯提速。根據(jù)《雙千兆網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》，到2021年底，5G網(wǎng)絡(luò)基本實(shí)現(xiàn)縣級(jí)以上區(qū)域、部分重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)覆蓋，新增5G基站超過(guò)60萬(wàn)個(gè)；到2023年底，5G網(wǎng)絡(luò)基本實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)以上區(qū)域和重點(diǎn)行政村覆蓋，推進(jìn)5G的規(guī)模化應(yīng)用。互聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算的普及推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展，全球互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)及應(yīng)用數(shù)據(jù)處理集中在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行，使得數(shù)據(jù)流量迅速增長(zhǎng)，而數(shù)據(jù)中心需內(nèi)部處理的數(shù)據(jù)流量遠(yuǎn)大于需向外傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量，使得數(shù)據(jù)處理復(fù)雜度不斷提高。根據(jù)SynergyResearch的數(shù)據(jù)，截至2020年底，全球20家主要云和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)運(yùn)營(yíng)的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心總數(shù)已經(jīng)達(dá)到597個(gè)，是2015年的兩倍，其中我國(guó)占比約10%，排名第二。光通信技術(shù)在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，極大程度提高了其計(jì)算能力和數(shù)據(jù)交換能力。光模塊是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互連和數(shù)據(jù)中心相互連接的核心部件，根據(jù)LightCounting的數(shù)據(jù)，2019年全球數(shù)據(jù)中心光模塊市場(chǎng)規(guī)模為35．04億美元，預(yù)測(cè)至2025年，將增長(zhǎng)至73．33億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為13．09%。我國(guó)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)持續(xù)景氣，云計(jì)算廠商建設(shè)大型及超大型數(shù)據(jù)中心不斷加速。根據(jù)中國(guó)信通院《2021云計(jì)算白皮書(shū)》，2020年我國(guó)公有云市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1，277億元，同比增長(zhǎng)85．2%，私有云市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到814億元，同比增長(zhǎng)26．1%。政策層面，我國(guó)政府將云計(jì)算作為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要方向，積極推動(dòng)云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心的發(fā)展。根據(jù)工信部《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》，到2021年底，全國(guó)數(shù)據(jù)中心平均利用率提升到55%以上，到2023年底，全國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模年均增速保持在20%，平均利用率提升到60%以上，帶動(dòng)光芯片市場(chǎng)需求的持續(xù)增長(zhǎng)。激光雷達(dá)：1550DToF和FMCW路徑應(yīng)用廣泛汽車(chē)激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，市場(chǎng)規(guī)模有望不斷擴(kuò)大。當(dāng)前，汽車(chē)正進(jìn)入更高階智能駕駛階段，作為傳感器的激光雷達(dá)因?yàn)樘綔y(cè)精度高具有廣泛應(yīng)用前景。根據(jù)Yole最新報(bào)告分析，當(dāng)前激光雷達(dá)主要應(yīng)用領(lǐng)域有汽車(chē)ADAS、自動(dòng)駕駛汽車(chē)，工廠自動(dòng)化、智慧建筑、風(fēng)能，地理探測(cè)等領(lǐng)域。其中，應(yīng)用在汽車(chē)領(lǐng)域的激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模有望從2020年的2600萬(wàn)美元，快速增長(zhǎng)到2026年的23億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率有望達(dá)到94%。多種技術(shù)路徑并存，當(dāng)前發(fā)射和接收端成本占比約40%-50%。當(dāng)前，激光雷達(dá)技術(shù)路徑較多，各家廠商路徑不一，但大致可以分為發(fā)射端、接收端和掃描端。根據(jù)SystemPlus拆解，Livox激光雷達(dá)成本中，激光二極管、光電二極管大致占比成本約11%；而在SystemPlus對(duì)另一款MEMS激光雷達(dá)拆解中，發(fā)射端（包含激光器、振鏡）、接收端（探測(cè)器芯片、Asic芯片）等大致合計(jì)占比成本約40%-50%。激光雷達(dá)1550波長(zhǎng)方案性能優(yōu)良，有望隨著產(chǎn)業(yè)鏈成熟上量。發(fā)射端技術(shù)方案較多，但若按使用的光波長(zhǎng)來(lái)劃分，主要分為905nm，1550nm。根據(jù)Yole2021年汽車(chē)和工業(yè)應(yīng)用激光雷達(dá)的報(bào)告，905nm激光雷達(dá)是當(dāng)前主流，大致占比69%；而1550nm方案緊隨第二，占比約14%。1550方案和905方案各有優(yōu)劣。雖然當(dāng)前上車(chē)方案占比暫時(shí)不高，但1550波長(zhǎng)因?yàn)閷?duì)人眼無(wú)害、抗干擾能力強(qiáng)，被認(rèn)為在未來(lái)有廣泛的應(yīng)用前景。目前，全球Luminar、圖達(dá)通、一徑科技、鐳神等是采用1550波長(zhǎng)的知名激光雷達(dá)廠商，同時(shí)其他主流激光雷達(dá)廠商也有報(bào)道投入到1550方案的研究中。1550nmdToF方案需使用磷化銦材料體系的激光器和探測(cè)器，光通信芯片廠商切入有明顯優(yōu)勢(shì)。由于1550波長(zhǎng)也是光通信里應(yīng)用廣泛的通信波段，主要基于的發(fā)光材料體系為磷化銦（LnP），封裝形式可為T(mén)O、蝶形等。發(fā)射端，為實(shí)現(xiàn)大功率、遠(yuǎn)距離探測(cè)，1550nm當(dāng)前主要采用光纖激光器方案，其主要由種子源、泵浦源、合束器、增益光纖等組成，具有輸出功率高、光束質(zhì)量好、速度快的優(yōu)點(diǎn)。其中，種子源模組主要用脈沖式DFB激光器芯片。探測(cè)端，1550nm近紅外波段可使用InGaAs近紅外探測(cè)器，光通信芯片廠商也較為熟悉。在1550nm方案逐漸發(fā)展的背景下，源杰切入該賽道，具有較大的技術(shù)積累優(yōu)勢(shì)。光纖接入：全球景氣周期，10GPON升級(jí)明確光纖接入網(wǎng)絡(luò)是家庭寬帶用戶上網(wǎng)的主要承載網(wǎng)絡(luò)。通常網(wǎng)絡(luò)使用光纖從運(yùn)營(yíng)商機(jī)房局端設(shè)備連接到光分路器，再進(jìn)入到家庭用戶的光貓?zhí)?，其中在局端設(shè)備側(cè)將大量使用到OLT光模塊，以及在家庭用戶光貓中的ONU光模塊。局端設(shè)備側(cè)光模塊通常采用適合高速率、大功率、長(zhǎng)距離傳輸?shù)腅ML芯片，價(jià)值量較高，而家庭用戶側(cè)通常采用DFB芯片。10GPON升級(jí)景氣度高，可展望2-3年高景氣。局端（運(yùn)營(yíng)商機(jī)房）提供高速上網(wǎng)能力，需要運(yùn)營(yíng)商提前部署，根據(jù)2022年11月工信部數(shù)據(jù)，我國(guó)10GPON端口超過(guò)1400萬(wàn)個(gè)，大概滲透率達(dá)到存量PON端口的1/3；而家庭端需要家庭用戶自身選擇是否更換上網(wǎng)套餐和網(wǎng)關(guān)設(shè)備，千兆用戶數(shù)達(dá)到約8707萬(wàn)個(gè)，大概占5億家庭用戶15%。從滲透率角度看，預(yù)計(jì)2023-2025年仍將是國(guó)內(nèi)10GPON升級(jí)滲透的景氣周期。海外光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)迅猛，全球各地區(qū)加大投入。疫情爆發(fā)后，歐洲、北美、發(fā)展中國(guó)家及地區(qū)大力投入寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)。根據(jù)FTTHGlobalAlliance的數(shù)據(jù)，2021年9月的數(shù)據(jù)顯示，墨西哥滲透率僅19．6%，而美國(guó)的滲透率僅21．5%。根據(jù)歐洲FTTHCouncilEurope發(fā)布的2021年9月數(shù)據(jù)，歐盟27國(guó)光纖覆蓋率約48．5%，歐盟39國(guó)光纖覆蓋率約57．0%，而光纖服務(wù)訂閱者比覆蓋率更低。而根據(jù)《中國(guó)寬帶白皮書(shū)2021》，我國(guó)光纖接入用戶FTTH/O已經(jīng)超過(guò)4．8億戶，在固定寬帶用戶中占比94．1%。對(duì)比而言，歐洲、北美光纖覆蓋滲透率提升還有很大空間。北美XGS-PON未來(lái)有望高增長(zhǎng)。根據(jù)Dell’OroGroup分析，2019-2022年北美地區(qū)XGS-PONOLT端口出貨量增長(zhǎng)2231%，從2019年的3．2萬(wàn)個(gè)躍升至2022年的74．8萬(wàn)個(gè)。如果供應(yīng)鏈問(wèn)題得到解決，2022年的出貨量數(shù)字或?qū)⒏?。我?guó)設(shè)備商占比較高，國(guó)內(nèi)光芯片產(chǎn)業(yè)鏈有望受益。根據(jù)Omdia2022Q1統(tǒng)計(jì)，滾動(dòng)一年中PON設(shè)備市場(chǎng)華為市占率達(dá)到36%，中興占比22%，烽火占比6%，中國(guó)設(shè)備商占比超過(guò)60%以上。考慮下游市占率較高的前提下，國(guó)內(nèi)的光芯片產(chǎn)業(yè)鏈有望持續(xù)受益。光纖接入市場(chǎng)以2．5G和10G芯片為主，國(guó)產(chǎn)化水平已經(jīng)較高。根據(jù)ICC數(shù)據(jù)，2．5G及以下市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)光芯片企業(yè)如源杰、敏芯、中科光芯、仕佳、光安倫等已經(jīng)占據(jù)主要市場(chǎng)份額。公司主要以差異化競(jìng)爭(zhēng)，面向附加值更高的1270nm/1490nm為主，所以發(fā)貨量排名不占領(lǐng)先地位。10G光芯片市場(chǎng)中我國(guó)光芯片企業(yè)已經(jīng)基本掌握核心技術(shù)，根據(jù)ICC統(tǒng)計(jì)，全球10GDFB市場(chǎng)中公司占比20%，已經(jīng)超過(guò)住友電工、三菱電機(jī)等。國(guó)產(chǎn)高端突破主旋律，新應(yīng)用領(lǐng)域正快速擴(kuò)展光芯片應(yīng)用場(chǎng)景主要分三大類(lèi)。三大場(chǎng)景包括4G/5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，固定寬帶網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景。光芯片的市場(chǎng)增長(zhǎng)中，一是跟隨下游光模塊的用量走，二是跟隨高價(jià)值量芯片最集中的場(chǎng)景。從發(fā)展歷史看，光纖接入市場(chǎng)由于貼近家庭、企業(yè)用戶，光模塊需求量上億，是全球用量最大的場(chǎng)景；數(shù)據(jù)中心則是高端、高價(jià)值量芯片最集中的場(chǎng)景，當(dāng)前廣泛應(yīng)用的100G/200G/400G/800G模塊需要大量的25G/50G/100G光芯片，合計(jì)達(dá)到數(shù)千萬(wàn)量級(jí)，也是值得重視的市場(chǎng)。移動(dòng)通信市場(chǎng)前傳達(dá)到千萬(wàn)量級(jí)，中回傳達(dá)到百萬(wàn)量級(jí)，技術(shù)難度較高，屬于需要繼續(xù)突破的市場(chǎng)。光纖接入和數(shù)據(jù)中心兩個(gè)場(chǎng)景將在2023-2025年迎來(lái)較為明顯的確定性機(jī)遇。邊際上，光纖接入場(chǎng)景迎來(lái)國(guó)內(nèi)外10GPON升級(jí)，家庭端和運(yùn)營(yíng)商機(jī)房局端將迎來(lái)明顯機(jī)會(huì)。數(shù)通場(chǎng)景是傳統(tǒng)的高端光芯片主力市場(chǎng)，長(zhǎng)期被日本、美國(guó)芯片廠商壟斷，也是國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈往高端突破繞不開(kāi)的路。移動(dòng)通信市場(chǎng)周期性較強(qiáng)，以較為成熟的10G、25G為主，市場(chǎng)有望平穩(wěn)發(fā)展。集成光學(xué)：大功率DFB應(yīng)用伊始，當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)仍在制定硅光應(yīng)用現(xiàn)有成熟的CMOS工藝進(jìn)行光器件開(kāi)發(fā)和集成，在光模塊領(lǐng)域應(yīng)用逐漸廣泛。硅光的特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)高密度的光電集成，然后通過(guò)類(lèi)似芯片一樣的大規(guī)模生產(chǎn)，持續(xù)降低模塊生產(chǎn)成本，與傳統(tǒng)模塊相比具備更高的成本優(yōu)勢(shì)。據(jù)Lightcounting預(yù)測(cè)，硅光模塊有望在2024年全球銷(xiāo)售額超過(guò)40億美金。大功率DFB激光器是隨硅光模塊興起的新應(yīng)用需求。在實(shí)際BOM成本中，硅光方案的光模塊主要應(yīng)用高速率的光模塊，如400G/800G等，其優(yōu)勢(shì)在于可以將多通道的器件元件進(jìn)行集成，大幅降低多通道模塊的尺寸和體積，適應(yīng)交換機(jī)端口更加密集的要求。由于硅自身能級(jí)結(jié)構(gòu)的原因，天然無(wú)法高效率發(fā)光，因此目前主要有兩種方案。一種為在硅光芯片上異質(zhì)集成激光器，這種方案依賴于自有晶圓工廠，絕大部分模塊器件廠商不具備這樣的能力；另一種是將連續(xù)發(fā)光的DFB激光器通過(guò)外部耦合的方法導(dǎo)入硅光芯片，其中的關(guān)鍵點(diǎn)在于提高耦合效率和彌補(bǔ)硅光的損耗，往往需要大功率、小發(fā)散角、寬工作溫度的DFB激光器。共封裝光學(xué)系統(tǒng)有望是硅光技術(shù)的進(jìn)一步延續(xù)，同樣提出高功率、低噪聲、低功耗的要求。OIF組織以及在CPO標(biāo)準(zhǔn)化下做了不少工作，定義了1個(gè)3．2T的光模塊，可用于最終51．2T容量的CPO。2021年光通信行業(yè)組織發(fā)布了《CW-WDMMSATechnicalSpecificationsRev1．0》，其對(duì)硅基高密度共封裝光學(xué)等外置光源應(yīng)用進(jìn)行了初步的規(guī)范，同樣要求外置激光器光源滿足單模、高功率、低噪聲、低功耗、連續(xù)穩(wěn)定工作。光芯片行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，光芯片與其他基礎(chǔ)構(gòu)件（電芯片、結(jié)構(gòu)件、輔料等）構(gòu)成光通信產(chǎn)業(yè)上游，產(chǎn)業(yè)中游為光器件，包括光組件與光模塊，產(chǎn)業(yè)下游組裝成系統(tǒng)設(shè)備，最終應(yīng)用于電信市場(chǎng)，如光纖接入、4G/5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)廠商數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。光通信產(chǎn)業(yè)鏈中，組件可分為光無(wú)源組件和光有源組件。光無(wú)源組件在系統(tǒng)中消耗一定能量，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的傳導(dǎo)、分流、阻擋、過(guò)濾等交通功能，主要包括光隔離器、光分路器、光開(kāi)關(guān)、光連接器、光背板等;光有源組件在系統(tǒng)中將光電信號(hào)相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)墓δ堋＃ㄒ唬┦袌?chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，5G助力光芯片需求增長(zhǎng)近年來(lái)，中國(guó)逐漸成為全球最大的光通信市場(chǎng)，光芯片市場(chǎng)規(guī)模也逐年擴(kuò)大。2015-2021年，國(guó)內(nèi)光芯片市場(chǎng)從8億美元擴(kuò)大到20．8億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)15%。中國(guó)光芯片市場(chǎng)的擴(kuò)大與市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)密不可分。從中國(guó)光芯片終端應(yīng)用市場(chǎng)來(lái)看，電信市場(chǎng)、數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)和消費(fèi)電子市場(chǎng)是其主要應(yīng)用市場(chǎng)。其中，電信市場(chǎng)份額約占60%；數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)份額約占30%；電子市場(chǎng)的市場(chǎng)份額約占10%。隨著中國(guó)5G時(shí)代的到來(lái)，國(guó)內(nèi)電信市場(chǎng)、數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)、消費(fèi)電子市場(chǎng)也面臨發(fā)展機(jī)遇。據(jù)悉，早在去年8月，我國(guó)已建成99．3萬(wàn)個(gè)5G基站，居世界第一。5G基站已覆蓋全國(guó)所有地級(jí)市、95%以上的縣和35%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。隨著國(guó)內(nèi)5G基站的大規(guī)模建設(shè)，對(duì)光模塊的需求再次被拉動(dòng)，對(duì)光芯片的需求也在增加。而且一般來(lái)說(shuō)，5G單基站光模塊的數(shù)量比4G單基站光模塊多2-4個(gè)，5G基站的建設(shè)對(duì)光芯片需求的拉動(dòng)作用很大。據(jù)測(cè)算，5G基站光芯片的市場(chǎng)規(guī)模約為4G基站的2．8倍。（二）低端光學(xué)芯片技術(shù)相對(duì)成熟，高端光學(xué)芯片技術(shù)欠缺資料顯示，中國(guó)通信設(shè)備占全球份額的40%-70%，光模塊約占全球份額的18%-20%；光器件約占全球市場(chǎng)份額的25%-30%，但光芯片僅占全球市場(chǎng)份額的1%左右。作為光通信產(chǎn)業(yè)的上游技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，光器件中光芯片的成本一直居高不下，在30%-60%之間。這主要是因?yàn)槲覈?guó)光芯片產(chǎn)業(yè)還存在產(chǎn)能不足、國(guó)產(chǎn)化率低、缺乏高端光芯片技術(shù)等問(wèn)題。從我國(guó)光芯片的產(chǎn)能和產(chǎn)量來(lái)看，我國(guó)能生產(chǎn)光芯片的企業(yè)約30家，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)僅5家左右；光芯片技術(shù)方面，大部分企業(yè)可以量產(chǎn)低端芯片，只有少數(shù)廠商可以生產(chǎn)高端芯片，產(chǎn)能有限，占市場(chǎng)份額不到1%。目前，國(guó)產(chǎn)光芯片仍以低端產(chǎn)品為主；但是高端外延片需要從國(guó)際外延廠購(gòu)買(mǎi)，限制了高端光芯片的發(fā)展。以激光芯片為例，我國(guó)能夠量產(chǎn)10G及以下的中低速激光芯片，只有少數(shù)25Gb/s激光器的廠商接近成熟，實(shí)現(xiàn)了批量交付，而25G以上的激光芯片大部分廠商還處于研發(fā)或小規(guī)模試制階段?？傮w來(lái)看，高速光芯片嚴(yán)重依賴進(jìn)口，與國(guó)外行業(yè)領(lǐng)先水平存在一定差距。（三）政策助力，企業(yè)積極布局國(guó)內(nèi)高端光芯片技術(shù)的匱乏仍然是行業(yè)的一大痛點(diǎn)。然而，高速光學(xué)芯片的穩(wěn)定性和大規(guī)模生產(chǎn)能力取決于設(shè)備的精度和參數(shù)、人的經(jīng)驗(yàn)和資金投入。光芯片設(shè)備投資大，如果沒(méi)有資本介入，只靠一家公司很難投資R&D和生產(chǎn)。目前國(guó)內(nèi)的人才引進(jìn)環(huán)境和政策都比較好，也可以在海外設(shè)立研究院，所以各大企業(yè)也在布局。隨著產(chǎn)業(yè)政策的持續(xù)利好，光通信芯片的市場(chǎng)前景對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)是廣闊的，因此國(guó)內(nèi)通信企業(yè)紛紛加大投入，積極布局光芯片產(chǎn)業(yè)。其中，華為、霍峰等通信巨頭對(duì)光通信芯片投入巨大，中興、海信等公司也在積極布局。移動(dòng)通信：前傳國(guó)產(chǎn)應(yīng)用廣泛，中回傳仍需突破5G光模塊速率較4G時(shí)代有明顯提升。2020年起，我國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始規(guī)模建設(shè)。其中，5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可大致分為前傳、中回傳，其中前傳傳輸距離一般在10km以內(nèi)，主要是基站側(cè)和機(jī)房的連接，4G時(shí)代普遍采用10G光模塊，當(dāng)前主要使用10G/25G的光模塊，未來(lái)有望升級(jí)到50G。中回傳速率要求比較高，主要是匯聚層或核心網(wǎng)絡(luò)層級(jí)的長(zhǎng)距離連接，通常需要的模塊速率達(dá)到100G及以上。為高效利用已有光纖資源，前傳波分復(fù)用方案部署規(guī)模擴(kuò)大。當(dāng)前5G前傳主要有四種波分方案，分別為CWDM、LWDM、MWDM和DWDM可調(diào)諧。其中，CWDM實(shí)際上在4G時(shí)代也已經(jīng)逐漸使用，4G大量采用的仍是光纖直驅(qū)方案，僅采用少量CWDM；但5G時(shí)代為了提升系統(tǒng)容量，業(yè)務(wù)光波長(zhǎng)的間隔逐漸減少或者產(chǎn)生偏移，產(chǎn)生如LWDM、MWDM等應(yīng)用于前傳的種類(lèi)，，需要產(chǎn)業(yè)鏈尤其是光芯片上游進(jìn)行快速的研發(fā)和量產(chǎn)來(lái)進(jìn)行配合。當(dāng)前，由于可以復(fù)用已有的產(chǎn)業(yè)鏈，CWDM、MWDM、LWDM應(yīng)用進(jìn)展較快，25G波分側(cè)芯片需求量不斷上升。產(chǎn)業(yè)協(xié)作下，25G前傳光芯片國(guó)產(chǎn)廠商基本覆蓋，成為良好替代機(jī)遇。在5G建設(shè)早期，國(guó)內(nèi)主要使用10G超頻等方案進(jìn)行過(guò)渡，而在國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商提出四種主流彩光方案后，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作不斷加深，模塊廠與芯片廠的互動(dòng)更加頻繁，使得大陸眾多領(lǐng)先光芯片廠商均在短時(shí)間內(nèi)可參加送樣、測(cè)試和量產(chǎn)的全流程，打破了主要由日本等廠商把持高速率芯片和組件的格局，25G前傳光芯片有望成為國(guó)內(nèi)高端芯片崛起和高端替代的良好機(jī)遇。中回傳光芯片難度大，國(guó)內(nèi)廠商有望突破。中回傳光模塊通常傳輸距離超過(guò)10km，最高達(dá)到40或80km，且傳輸速率往往大于100G，需要采用25GBaud及以上速率EML芯片或者高波特率的探測(cè)器芯片。中回傳接收端和發(fā)射端要求芯片產(chǎn)品性能好，但技術(shù)難度較大，而且電信級(jí)應(yīng)用對(duì)可靠性要求較高，國(guó)產(chǎn)化率也較低。高速模塊增長(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)切入量?jī)r(jià)齊升高速率模塊以多通道為主，高速芯片需求成倍數(shù)增長(zhǎng)。100G以上高速率模塊普遍采用四通道或八通道方案。例如，400GDR4將采用4個(gè)100G的光芯片，100GCWDM4將采用4個(gè)25G的光芯片，800GDR8將采用8個(gè)100G的光芯片。因此，隨著未來(lái)光模塊市場(chǎng)高速率占比提升，帶來(lái)的高端光芯片用量將是4倍、8倍的增長(zhǎng)。100G以上模塊貢獻(xiàn)增量，高速芯片用量快速提升。根據(jù)Lightcounting對(duì)電信市場(chǎng)和數(shù)通市場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)，100G以上模塊占比市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)提升，電信市場(chǎng)2022年將有超過(guò)一半的模塊是100G以上，數(shù)