（報告出品方/作者：海通證券，餘偉民、夏凡）

光器件：光電信号轉換核心組件

光通信器件主要指應用在光通信領域，利用光電轉換效應制成的具備各種功能的光電子器件。光通 信器件是光通信産業的重要組成部分，其性能主導着光通信網絡的升級換代。光模塊工作在OSI模型的物理層，是光纖通信系統中的核心器件之一。它主要由光電子器件（光發 射器、光接收器）、功能電路和光接口等部分組成，主要作用就是實現光纖通信中的光電轉換和電 光轉換功能。

根據驅動類型，光通信器件可分為光有源器件和光無源器件。光有源器件是光通信系統中将電信 号轉換成光信号或将光信号轉換成電信号的關鍵器件，是光傳輸系統的心髒；光無源器件是光通 信系統中需要消耗一定的能量、具有一定功能而沒有光-電或電-光轉換功能的器件，是光傳輸系 統的關節。 不同組件在集成光器件中承擔不同任務，根據器件的具體功能可分為發送接收器件、波分複用器 件、增益放大器件、開關交換器件及系統管理器件等。

産業格局：芯片工藝壁壘高，下遊應用分布廣泛

光器件位于光通信産業鍊中遊，上遊包括光芯片、電芯片、光組件等，産業鍊下遊是光通信設備商，最終客戶方面，傳統客戶包括了 2B 側電信市場的大型運營商和數通市場的雲計算巨頭。 光模塊産品所需原材料主要為光器件、電路芯片、PCB以及結構件等。其中，光器件的成本占比最高，在73%左右。光器件主要由 TOSA(以激光器為主的發射組件)、ROSA(以探測器為主的接收組件)、尾纖等組成，其中TOSA占到了光器件總成本的48%;ROSA占到 了光器件總成本的32%。

産業格局：垂直整合加劇，上遊芯片器件資本加持明顯

全球光通信産業上遊并購規模熱度不減，産業鍊各環節龍頭的垂直整合也在進一步加劇（II-IV收購Finisar，博創科 技、劍橋科技、光庫科技并購海外資産）。

受全産業升級的帶動影響，産 業各環節在投融資方面均有增 長。整體來看，2018-2020年市 場交易規模總量穩步上升且主 要集中在芯片和器件的産業環 節。

中國市場：2010年至今飛速發展

2001年，中國加入WTO，海外光器件廠商開始将光學元件的生産轉移到中國。此後，國内企業開始了學習和自 主創新，國内湧現了多家光器件廠商。據Lightcounting統計，2010-2021年間，光模塊廠商全球前10排名中，中國廠商的數量由1家升至了5家，中國 光模塊市場飛速發展。2010年，中國光器件供應商的銷售額超過5億美元，到2018年增長至30億美元。

中國市場：上遊亟需突破，下遊替代優勢漸顯

我們認為，近年來我國光通信廠商快速崛起，但上遊芯片端依然由 海外廠商主導。核心芯片自制能力是光通信行業亟待解決的問題， 因此，近年來國内芯片國産化率飛速發展。 據2018年工信部發布的《中國光電子器件技術發展路線圖（2018- 2022 年）》，到 2022 年，預計國内中低端光電子芯片的國産化 率超過 60％、高端光電子芯片國産化率突破 20％。

下遊應用驅動市場加速擴張

據 Lightcounting 預測，光模塊的市場規模在未來 5 年将以 CAGR14%保持增長，2026 年預計達到 176億美元。受益于數據中心建設、5G 網絡深入布局，中國光模塊市場也有望進一步增長，Yole 預 測，2022年中國光模塊市場規模有望達 33 億美元，同比增長 22%。 電信側市場，CWDM/DWDM未來将成為主要驅動力，據源傑科技招股書援引Lightcounting，預計 2025年電信市場規模将達33.55億美元。

光通信器件應用：5G承載&固網接入&數通

按下遊應用領域劃分，光通信器件主要應用于電信市場和數據通信（無線 固網接入）市場。據 Lightcounting預測，2020-2026年，數通市場将由53億美元增長至151億美元，CAGR達19%；電信 市場将由43億美元增長至58億美元，CAGR為5%，數據通信市場的增長将成為光模塊市場的主要驅動 力。 在電信市場，根據速率和傳輸距離不同，網絡主要分為接入網，城域網以及骨幹網，其中接入網包括 固網接入以及無線接入。

光模塊應用場景：5G承載&固網接入&數通

5G承載網絡一般分為城域接入層、城域 彙聚層、城域核心層／省内幹線，實現 5G業務的前傳和中回傳功能，其中各層 設備之間主要依賴光模塊實現互連。

“寬帶中國”推動光纖網絡建設。FTTx 光纖接入是全球光模塊用量最多的場景之一，而 我國是 FTTx 市場的主要推動者。受制于電通信電子器件的帶寬限制、損耗較大、功耗 較高等，運營商逐步替換銅線網絡為光纖網絡。PON 技術是實現 FTTx 的 最佳技術方案 之一，當前主流的 EPON/GPON 技術采用 1.25G/2.5G 光芯片，并 向 10G 光芯片過渡 。

數據中心架構中，服務器間的連接、交換機間的連接、服務器與交換機間的連接都需要光 模塊、光纖跳線等傳輸載體來實現數據的互通。 随着雲計算、大數據、超高清視頻、人工智能、5G行業應用等快速發展，網絡訪問頻率 和接入手段不斷增加，網絡數據流量迅猛增長，對數據中心互連提出更高挑戰。

數通市場：東數西算政策加碼，雲計算景氣向上

2022年雲産業鍊需求将維持景氣增長，且雲産業鍊發展 流量增長為賽道長期趨 勢，結合不同環節産業特征及表現，建議重點關注網絡設備、上遊重要零部件等 闆塊。22Q1，北美主要雲廠商（亞馬遜、谷歌、微軟、META）合計資本開支同 比 29%、環比持平；根據Dell'Oro Group預計，2022年全球數據中心capex将 同比 17%，其中超大規模數據中心資本開支預計同比 30%；BMC芯片廠商信 骅22年4月營收繼續同比 61%，連續8個月同比增幅超過30%。

數通市場：技術叠代升級，800G等高速模塊未來将成主流

LightCounting 最新數據顯示，以太網光模塊的銷售額在 2021 年達到 46 億美元，同比增長 25%。未 來随着 AI、元宇宙等新技術不斷發展，以及網絡流量長期保持持續增長，以太網光模塊銷售額也将保 持較快增長并不斷叠代升級。 根據 Omdia 預測 ，未來幾年随着帶寬需求的不斷提升，雖然 100、200、400 Gbit/s 光模塊仍将保有 最大的市場占有量，但是 800 Gbit/s 光模塊将在 2023 年實現商用，在 2025 年實現規模部署。

産業升級趨勢：相幹技術市場下沉

數據中心光互聯方案可根據其傳輸距離來選擇兩種支撐技術，一種是直接探測技術，另一種是相幹探測 技術。相幹探測憑借着高容量、高信噪比等優勢在城域網内的長距離 DCI 互聯中得到廣泛應用，而直 接探測的應用場景更适合相對短距離互聯。 相幹光模塊一開始适用于傳輸距離大于 1000km 的骨幹網，後來逐步下沉至傳輸距離為 100km 至 1000km 的城域網，小于 100km 距離的邊緣接入網，以及 80km 至 120km 的數據中心互聯領域（DCI ）。在數通領域，相幹技術已成為數據中心互聯的主流方案。

産業升級趨勢：矽光方案性能優越

通信用光電子正從分離器件向集成化方向加速發展。傳統通信用光器件主要基于 III-V 族半導體材料研制，近年來在尺 寸、成本、功耗以及“與電芯片一體化”等方面面臨挑戰。矽基光電子集成技術（簡 稱“矽光技術”）是光子集成的 重要方向。其基于矽材料，并借鑒大規模集成電路工藝中已成熟的 CMOS 工藝進行光器件制造，具有低成 本、低功耗 、微小尺寸和“與集成電路工藝一體化”的優勢。

矽基光芯片這一 概念最早在上個世紀 90 年代初被提出，誕生伊始主要瞄準在芯片内部以光互連取代電互連。然而，受 工藝和設計上的限制，在早期很長 一段時間内該技術并沒有獲得足夠的關注和投入。直到 2004 年，Intel 研制出第一 款 1Gb/s 速率的矽光調制器之後，人們才看到矽芯片中 “光進銅退”的可能性。其後，在 IBM、康奈爾大學、貝爾實 驗室、 MIT 等單位共同推動下，矽光芯片工作速率在 2013 年左右達到了 50Gb/s，首次超越當時主流的光電子器件。

産業升級趨勢：矽光發展取得突破，放量可期

雖然鑒于良率和損耗問題，矽光模塊方案的整體優勢尚不明顯，但在超 400G 的短距場景、相幹光 場景中，矽光模塊的低成本優勢或許會使得其成為數據中心網絡向 400G 升級的主流産品。

根據中際旭創援引 Lightcounting 的預測，全球矽光模塊市場将在 2026 年達到近 80 億美元，有望 占到一半的市場份額，與傳統可插拔光模塊平分市場。2021 年至 2026 年矽光模塊整體累計規模将 接近 300 億美元。

産業升級趨勢：光電共封裝技術助力高速模塊升級

光電共封裝（CPO）指的是交換 ASIC 芯片和矽光引擎（光學器件）在同一高速主闆上協同封裝，從 而降低信号衰減、降低系統功耗、降低成本和實現高度集成。 根據中際旭創援引 Lightcounting ，CPO 技術最大的應用場景可能不在交換 ASIC 領域，而是在 HPC 和 AI 簇領域的CPU、GPU 以及 TPU 市場。到 2026 年，HPC 和 AI 簇預計成為 CPO 光器件最 大的市場。CPO 出貨量預計将從 800G 和 1.6T 端口開始，于 2024 至 2025 年開始商用，2026 至 2027 年開始規模上量，主要應用于超大型雲服務商的數通短距場景。可插拔設備将在未來5年甚至更 長時間内繼續主導市場，而在2027年，CPO端口将占總800G和1.6T端口的近30%。

産業升級趨勢：薄膜铌酸锂調制器成長可期

體材料铌酸锂調制器幾十年來雖然在高速骨幹網的傳輸調 制中起到關鍵作用，但在傳輸速率進一步提升的關鍵參數 上遭遇瓶頸，而且體積較大，不利于集成。新一代薄膜铌 酸锂調制器芯片技術通過最新的微納工藝，制備出的薄膜 铌酸锂調制器具有高性能、低成本、小尺寸、可批量化生 産、且與CMOS工藝兼容等 優點，是未來高速光互連極具 競争力的解決方案。

華工科技：校企改革龍頭，垂直整合優勢漸顯

華工正源是華工科技的光通信業務子公司，其解決方案覆蓋傳輸網、接入網、數據中心和無線網。華工正源自2021年 實現400G全系列批量交付後，産品迅速向高端領域叠代。截至2022年4月1日，數據中心光模塊已進入6家知名互聯網 企業。公司從芯片到器件、模塊、子系統的垂直整合優勢進一步凸顯。推出自主研制的400G矽光芯片，800G矽光芯 片樣品也将推出。

中際旭創：光模塊國際龍頭，海外市場出貨高增

保持營收穩定增長的同時，中際旭創的全球排名也得以穩固。在Lightcounting 2021年發布的光模塊廠商排名中， 中際旭創位居全球第二，根據Omdia數據，中際旭創2021年市場占比約為10%，其中第四季度的市占率高達12%。 在前十大廠商中，中際旭創在2021年市場份額提升得最多，主要原因為公司向雲廠商數據中心提供的200G和400G 産品的銷售量大幅增加。

新易盛：緻力垂直整合，矽光 相幹技術持續投入

公司産品涵蓋5G前傳、中傳、回傳的25G、50G、100G、200G系列光模塊産品并實現批量交付，可批量交付運用 于數據中心市場的100G、200G、400G高速光模塊、目前已成功推出800G光模塊産品系列組合、基于矽光解決方 案的400G光模塊産品及400G ZR/ZR 相幹光模塊。根據訊石光通訊網，2022年光通信領域國際性盛會OFC上，新 易盛演示了下一代800G光模塊産品，産品基于薄膜铌酸锂 (TFLN) 調制器技術，具有更低功耗。  公司緻力于圍繞主業實施垂直整合，收購了境外參股公司Alpine Optoelectronics, Inc。通過本次收購

天孚通信：平台化無源光器件領導者，發力車載雷達等新領域

公司定位光器件整體解決方案提供商，自成立以來始終專注于高速光器件 産品的研發、生産和銷售，産品形态包括多種材料工藝的無源器件和多種 技術平台的有源封裝，為全球光網絡提供優質連接，産品應用領域包括骨 幹網、城域網、接入網、企業網及全球數據中心。公司無源器件及ODM有 源封裝下遊主要客戶覆蓋光纖連接、光收發模塊和激光雷達等廠商。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】。系統發生錯誤

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