多场景应用光芯片市场规模持续增长

2018-11-08 05:18

3数据中心市场规模有望快速增长

随着大数据时代的来临，数据中心建设在全球范围内兴起。2017年全球数据中心数量达到840万座，其中美国占据全球近一半的数据中心，成为过去几年数据中心市场增长的主要驱动力。2012—2017年，全球IDC市场规模的复合增长率为15．94％；同期，中国IDC市场规模的复合增长率高达35．02％，高于全球增速19．08个百分点。

2017年，中国IDC市场规模达946．1亿元，2018年有望超过1200亿元。我们认为，数据中心市场规模及其营收占比持续提升，将接力电信市场，成为未来五年驱动光器件行业规模扩张的重要动力。

在光器件市场中，数据中心市场占整个光器件市场的近1／3。根据LightCounting预测，2019年数据中心光模块销量有望超过5000万个，市场规模有望从2014年的16亿美元增加2021年的49亿美元。从应用场景看，光芯片在数据中心主要可以分为两类：数据中心内部互联（主要采用VCSEL芯片）以及DCI网络（主要采用DFB／EML芯片）。

3．1 数据中心内部市场的发展有望提升VCSEL／DFB芯片的需求

数据中心内部连接距离相对短，以850nm的VCSEL和1310nm的DFB芯片为主。其中，100GAOC和100G SR4主要以VCSEL芯片为主，100G PSM4和100G CWDM4主要以DFB芯片为主。

随着数据中心承载的功能逐渐增加，数据中心内部传统的三层网络架构（接入层、中层的汇聚层）逐渐难以适应内部流量集中的趋势，带宽压力持续增大，新型分布式数据中心叶脊式网络架构兴起。叶脊拓扑网络是两层结构，包括脊交换机和叶交换机，数据中心与外部的连接可以通过（边缘）脊交换机或（边缘）叶交换机实现。在该结构下，每台脊交换机与每台叶交换机之间都要进行连接。与传统网络层相比，叶脊网络扩大了接入层、汇聚层与主机之间的连接数。因此，在数据传输的效率得到提升的同时，对于光模块的需求也大大增加。

2020年光芯片市场空间测算：核心假设：1、新架构为1：1收敛比的二层脊叶型数据中心；2、数据中心使用10G和100G两种端口；3、单台叶交换机下连两个机柜共20台服务器，单台脊交换机下连10台叶交换机。在此假设下，100万服务器的数据中心需要200万／20＊40＝400万个10G光模块，200万／20／10＊40＝40万个100G光模块。根据Ovum，到2020年全球新增100个数据中心（100万台服务器），则市场空间高达120亿美元。我们假设VCSEL芯片在光模块中的成本占比约35％，则2020年VCSEL芯片在数据中心内部的市场规模约为42亿美元。

3．2 数据中心互联（DCI网络）市场规模发展将带来DFB／EML芯片需求

流量爆发引起网络结构变化，驱动数据中心互联（DCI）市场呈高速发展趋势。目前，由于不同地区数据中心之间的信息需要通过电信骨干网相连，因此传输时延和传输成本无形之中大大增加。随着数据中心流量的爆发，骨干网的带宽成为限制数据互访流量爆发的瓶颈。在此背景下，DCI网络在不同地区的数据中心之间重新建立新的传输通道，将极大地提升数据中心之间的传输效率，同时减少骨干网的传输压力。DCI网络需要满足两点：（1）要求网络架构采用DC间一跳直达的全互联、扁平化网络，满足低时延要求。（2）要求网络架构具备高密度100GE端口，及面向1T、2T的平台平滑演进能力。

DCI网络主要采用WDM系统（包括CWDM和DWDM），按距离可分为同一城市内互联和城市间互联。前者对应的传输距离一般在40公里以内，主要用到DFB芯片；后者对应的传输距离一般在为几百公里，主要用到EML芯片。随着DCI网络建设的逐步推进，对于高速光芯片的需求有望快速增长。根据Ovum测算，2014年全球DCI市场规模约25亿美元，2019年有望达到42亿美元。我们假设DCI网络建设中，光芯片在光模块中的成本占比为50％，DCI网络的光芯片市场规模有望从2014年的12．5亿美元增长到2019年的21亿美元。

（作者：于海宁）

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