多场景应用光芯片市场规模持续增长

2018-11-08 05:18

从光器件产业链看，主要环节为“光芯片、光器件、光模块、光设备”，最终应用于电信市场、数据中心市场及消费电子市场。其中，光芯片处于产业链的核心位置，具有高技术壁垒，占据了产业链的价值制高点。

光芯片主要用于光电信号转换，遵循“Chip?OSA?Transceiver”的封装顺序，激光器芯片（Chip）通过传统的TO封装或新兴的多模COB封装形式制成光模块（Transceiver）。在光通信系统中，常用的核心光芯片主要包括DFB、EML、VCSEL三种类型，分别应用于不同传输距离和成本敏感度的应用场景。

光芯片属于技术密集型行业，具有极高的技术壁垒和复杂的工艺流程。因此，光芯片在光器件／光模块中成本占比较大。此外，随着芯片速率的提升，制备难度增大，成本占比或进一步提升。一般情况下，对于低速率光模块／光器件（转换速率小于10Gbps），光芯片的成本占比约为30％左右；而对于高速光模块／光器件（调制速率大于25Gbps），芯片的成本占比约为60％左右。例如，全球数通光模块龙头中际旭创（公司主力产品为100GQSFP28，采用25G光芯片），整体光芯片及组件成本占比在50％左右。相较于电芯片，目前光芯片市场规模较小，分工程度有限，垂直一体化的IDM厂商市场份额超过50％。但伴随VCSEL芯片的消费电子市场打开，芯片市场规模加速扩展，分工程度有望提升，第三方代工模式逐渐兴起。

规模：为什么市场规模加速增长且“一望无际”？

伴随流量加速爆发，光芯片市场规模加速增长：（1）电信市场：传输网扩容正当时，接入网逐步向10G PON升级，5G基站大规模建设或带来超20亿美元光芯片市场空间，为4G时代2．8倍。（2）数据中心市场：数据中心市场需求持续井喷。（3）消费电子市场：VCSEL芯片切入消费电子市场，市场空间拓展10－100倍。随着硅光集成度提升带来价值占比提升，未来成长空间“一望无际”。

1 光芯片市场规模有望持续高增长

从细分市场看，光芯片主要应用于电信市场、数据中心市场、以及消费电子市场。其中，电信市场主要应用于传输网、接入网以及无线基站，市场份额占比约60％左右；数据中心市场主要应用于数据中心内部互联、连接数据中心间的DCI网络，市场份额占比约30％左右；消费电子市场主要包括手机3D 感应系统（内含VCSEL芯片），市场份额占比约10％左右。对于三大细分市场的发展趋势，我们的判断是：电信市场近期保持稳定，有望迎来5G高增长机遇，数据中心市场将快速增长，消费电子市场规模有望呈爆发式增长。三大细分市场共同驱动光芯片市场空间持续拓展。

根据ICCSZ统计，在不考虑消费电子VCSEL激光市场规模的情况下，2015年中国光器件市场规模为16．2亿美元，到2020年有望达到26．8亿美元，增长65．4％。若考虑消费电子VCSEL激光器，国内光芯片市场从2018年开始将加速拓展。预计光芯片在光器件的成本占比为50％，2015—2020年间国内光芯片市场规模有望从2015年的8．1亿美元增长到2020年的21．4亿美元，年均复合增长率高达21．4％。

2 电信市场：近期保持稳定，有望迎5G高增长机遇

从电信市场看：有线方面，传输网扩容愈加紧迫，城域网100G逐渐下沉；接入网由GPON／EPON向10G PON升级。无线基站方面，目前正处于4G建设后期，需求相对疲软。随着5G基站大规模建设逐渐开启，有望迎来5G高增长机遇。

2．1传输网扩容正当时，DFB／EML芯片需求稳步增长

随着流量持续增长，网络升级将遵循：骨干网→城域网→ 接入网→ 骨干网的循环过程，对高速光芯片形成持续而稳定的需求。

国内骨干网100G升级自2013年开始大规模进行，城域网将逐步提升100G的渗透率。自2017年8月份以来，三大运营商先后落实资金开启传输网100G设备端口集采，同比去年有较大幅度的提升。我们认为，5G建设传输先行，随着传输网扩容的持续推进，对DFB／EML芯片的需求有望持续提升。

2．2接入网向10G PON升级，DFB芯片需求有望提升

接入网用于连接传输网与终端，传输距离较短。目前，点到多点（P2MP）的光纤接入方式PON（passiveoptical network）是我国运营商采用的光纤接入方式，多采用EPON或GPON。随着4K／8K视频、VR／AR等技术的发展，EPON和GPON已逐渐无法适应用户对带宽的需求。为实现网路的平滑升级，PON的升级将成为关键因素，EPON和GPON有望向10G PON技术升级。

考虑到成本，在GPON／ EPON方面，国内大多采用FP激光器。在10G PON时代，需要采用DFB激光器。目前，国内具备自主生产DFB光芯片的企业较少，大量依赖于国外进口。随着接入网升级的全面展开，具备10G DFB芯片量产能力的光器件厂商有望充分受益于行业需求红利。

2．3无线基站近两年需求放缓，5G时代芯片需求有望大幅回暖

自2015年起，4G基站建设整体进入中后期，近两年需求有所下滑。2020年，5G规模商用开启，有望再次拉动对光模块的需求，市场空间超45亿美元，按照芯片成本占比50％估算，市场空间超20亿美元。据测算，5G基站光芯片市场规模约为4G基站2．8倍左右。与4G基站光模块市场相比，5G基站的建设对光芯片的需求将持续提升：（1）从基站数量看：由于5G频谱频率上升，信号穿透建筑物的衰减较大，建站密度与4G基站相比将更高。预计未来6年内（2019—2024）有望建设581．4万个5G基站，密度是4G基站数的1．36倍。（2）从单基站光模块数看：5G基站架构从4G的前传－回传演进到前传—中传—回传，单个基站需要的光模块数有望达8—10个，较4G基站有所增加。

芯片方面，5G基站前传至少为25G QSFP 28，主要采用DBF／EML芯片。中传回传有望采用10G SFP＋光模块，主要采用DBF／EML芯片。目前正处于4G基站与5G基站建设交替期，需求阶段性放缓。而随着5G商用将至，对于光芯片的需求将大幅提升，相关光芯片厂商有望迎接5G时代的高增长机遇。

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