光模块：光通信核心器件国产替代加速

4/17/2020，光纤在线讯，知名光通信市场调研机构Dell'Oro Group近期指出，中国的光模块供应商市场在全球的市场占比将超过50%，有望主导2020年全球市场。同时，2020年将首次出现5家中国厂商同时进入全球前十，分别是中际旭创、海信宽带、光迅科技、华工正源和新易盛。随着5G基础设施与数据中心的加快建设对光模块产业的需求增长，国内光模块产业将完成从低速向高速产业升级的过程，有望实现量价齐升带来行业高景气延续。

根据LightCounting数据显示，2016-2021年全球光模块市场规模逐年上涨，同比增速平均保持在9%。随着全球数据量的增加，光模块向着超高数据，全球光模块市场规模不断增大，预计到2024年全球光模块市场规模将超过150亿美元、超高速和超大容量发展。

相比于4G时代，5G无线光模块将在整个光模块市场中占据更重要的地位，5G将成为光模块行业发展的下一个风口。5G无线通信所具备的高带宽、低时延、大连接的特点对光模块的功能和性能提出了更高的要求，将推动光模块、光电子芯片技术的进步。



光模块是光通信的核心器件。在光纤通信中，光模块的作用很重要，它主要完成光电转换和电光转换，把发送过来的电信号转换成光信号；通过光纤再把光信号转换成电信号进行传输。其主要由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括光发射器件和光接收器件两部分。

光模块利用半导体材料（例如InP系和GaAs系等）内部能级跃迁过程伴随的光子的产生和吸收，进而实现光电信号的相互转换的电子元器件。光芯片速率越高，光纤通信系统的传输效率越高，但研发、量产的难度也越高。高速光芯片提高传输速率并确保信号质量，控制激光器开启与关闭频率的难度提升。

光模块可分为光收发模块(10G/25G/100G/400G)、光放大器模块(EDFA、Raman)、动态可调模块(WSS、MCS、OXC)、性能监控模块(OPM、OTDR)。依据摩尔定律，光模块的小型化、低成本以及高速率是产品迭代的主要方向。模块的使能技术可分为封装技术和光/电器件技术。光模块所需的封装技术大部分可借鉴现有的成熟技术。

光模块在5G新架构中的地位和需求提升巨大。面向5G承载，25/50/100Gb/s新型高速光模块将逐步在前传、中传和回传接入层引入，N×100/200/400Gb/s高速光模将在回传汇聚和核心层引入。

光模块需求的两大来源是数通市场和电信市场。我国电信市场在全球仅次于美国，数通市场也在高速成长中。光通信产业链从芯片-组件-模组-系统中，越往下游竞争力越强，芯片领域是当前瓶颈。光收组件如TOSA和ROSA的价值占比最高，约占73%的价值量，而在光收发组件中–实现电光转换的激光器（DFB）和光电转换的探测器（APD）等芯片器件占据近80%的价值量–各类元器件成本及封装成本等占据20%价值量。

光模块产业链主要为光芯片-光器件-光模块-光设备。其中光模块环节位于产业链偏后端，主要起到设计、集成、封装、测试的作用。

光模块的上游是光芯片与光器件，下游是通信设备商，最终产品应用到数据中心与电信市场。以华为、中兴通讯和烽火通信为代表的下游光网络设备商的份额占据全球市场的半壁江山。上游光组件主要包括陶瓷插芯和光纤适配器，相关厂商有三环集团、天孚通信、太辰光、日海通讯、京瓷、科信技术、翔通光电、威迪光电、惠富康等。激光器、探测器、放大器等芯片主要厂商包括光迅科技、华为海思、海信宽带、华工正源等。PLC、波分复用、光开关等芯片厂商有光迅科技、博创科技、昂纳科技等。光模块厂商参与者主要有光迅、海信、旭创、华工等。

全球光模块厂商集中度提升，国内光模块份额逐步加大。中低端产品基本完成国产替代，高端产品初具雏形。

10G以下速率光模块方面，国内厂家已经完成了从芯片到模块的国产替代；10G/25G/40G/100G光模块方面，光迅科技、中际旭创、海信宽带、华工正源等国内厂家已经实现全系列产品的覆盖，模块设计能力和封装工艺成熟。400G光模块方面，中际旭创、光迅科技、海信宽带、新易盛均已在OFC2018推出样品及解决方案。

5G光模块市场格局逐步明晰，前传以国内厂商为主。

华为2019年下半年光模块招标以前传25G光模块为主，招标价格相比上一轮招标下降幅度在20%+左右。其中，华工科技、海信宽带、光迅科技、中际旭创占据前传25G光模块主要份额，黑马剑桥科技首次进入华为高端光模块序列。此次招标前传25G光模块数量350万只左右。

50G PAM4 LR中传光模块核心供应商包括华为海思、中际旭创、索尔思、光迅科技、海信宽带等，国内厂商的份额相比4G时取得较大突破。50G PAM4 ER模块的供应商仍以日美厂商为主。此次招标中传50G PAM4光模块数量20万只左右。

从国内厂商来看，中际旭创与光迅科技市场份额稳步提升；其他厂商通过收购提高竞争优势，如剑桥科技2018年5月和2019年3月分别收购MacomJapan和OclaroJapan光模块资产；博创科技2019年3月收购KaiamPLC业务涉及相关部分资产中际旭创已经超越Oclaro和AAOI。

从2019深圳光博会以及公司官网数据来看，中际旭创具有最全的400G产品线，其次是新易盛，具有规模出货能力，剑桥科技也推出了新品。中际旭创拥有最成熟的技术和最高的产品良率，其它国内厂家推出演示样品，但是尚未达到大批量出货的能力。

400G光模块主要有CFP8、COBO、OSFP以及QSFP-DD四种封装形式。CFP8最早推出，内置16颗激光器，成本较高，体积较大，而且能耗较大，发热严重，是为了初期满足400G需求推出。

而OSFP和QSFP-DD封装体积较小，可以部署的密度较大，而且功耗小，支持热插拔，显著优于CFP8，而且QSFP-DD支持向下兼容。COBO形式的光模块焊接在电路板上，不支持热插拔，出现问题时检修难度较大。因此400G时代的主流光封装的光模块模块将是OSFP以及QSFP-DD。

在5G建设国内光芯片企业没有大幅突破技术壁垒的情况下，相关光芯片需求远大于供给，芯片能够享受溢价，光模块价格相比4G也会有大幅的提升。

2019年起至今，基站基建板块市场已经超预期显现。5G时期流量基建拉动效应更大。到了5G时代，光模块的需求量将超过4G时代，5G的需求将为无线光模块市场注入新的动力并进一步增大该细分市场的空间。受益数据中心资本开支的增加和5G大规模的资本开支增加，未来三年光模块的市场需求将被拉动。

来源：乐晴智库