多場(chǎng)景應(yīng)用 光芯片市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)

從光器件產(chǎn)業(yè)鏈看，主要環(huán)節(jié)為“光芯片、光器件、光模塊、光設(shè)備”，最終應(yīng)用于電信市場(chǎng)、數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)及消費(fèi)電子市場(chǎng)。其中，光芯片處于產(chǎn)業(yè)鏈的核心位置，具有高技術(shù)壁壘，占據(jù)了產(chǎn)業(yè)鏈的價(jià)值制高點(diǎn)。

　　光芯片主要用于光電信號(hào)轉(zhuǎn)換，遵循“Chip–OSA–Transceiver”的封裝順序，激光器芯片（Chip）通過(guò)傳統(tǒng)的TO封裝或新興的多模COB封裝形式制成光模塊（Transceiver）。在光通信系統(tǒng)中，常用的核心光芯片主要包括DFB、EML、VCSEL三種類型，分別應(yīng)用于不同傳輸距離和成本敏感度的應(yīng)用場(chǎng)景。

　　光芯片屬于技術(shù)密集型行業(yè)，具有極高的技術(shù)壁壘和復(fù)雜的工藝流程。因此，光芯片在光器件／光模塊中成本占比較大。此外，隨著芯片速率的提升，制備難度增大，成本占比或進(jìn)一步提升。一般情況下，對(duì)于低速率光模塊／光器件（轉(zhuǎn)換速率小于10Gbps），光芯片的成本占比約為30％左右；而對(duì)于高速光模塊／光器件（調(diào)制速率大于25Gbps），芯片的成本占比約為60％左右。例如，全球數(shù)通光模塊龍頭中際旭創(chuàng)（公司主力產(chǎn)品為100G QSFP28，采用25G光芯片），整體光芯片及組件成本占比在50％左右。相較于電芯片，目前光芯片市場(chǎng)規(guī)模較小，分工程度有限，垂直一體化的IDM廠商市場(chǎng)份額超過(guò)50％。但伴隨VCSEL芯片的消費(fèi)電子市場(chǎng)打開(kāi)，芯片市場(chǎng)規(guī)模加速擴(kuò)展，分工程度有望提升，第三方代工模式逐漸興起。

　　規(guī)模：為什么市場(chǎng)規(guī)模加速增長(zhǎng)且“一望無(wú)際”？

　　伴隨流量加速爆發(fā)，光芯片市場(chǎng)規(guī)模加速增長(zhǎng)：（1）電信市場(chǎng)：傳輸網(wǎng)擴(kuò)容正當(dāng)時(shí)，接入網(wǎng)逐步向10G PON升級(jí)，5G基站大規(guī)模建設(shè)或帶來(lái)超20億美元光芯片市場(chǎng)空間，為4G時(shí)代2．8倍。（2）數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)：數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)需求持續(xù)井噴。（3）消費(fèi)電子市場(chǎng)：VCSEL芯片切入消費(fèi)電子市場(chǎng)，市場(chǎng)空間拓展10－100倍。隨著硅光集成度提升帶來(lái)價(jià)值占比提升，未來(lái)成長(zhǎng)空間“一望無(wú)際”。

　　1 光芯片市場(chǎng)規(guī)模有望持續(xù)高增長(zhǎng)

　　從細(xì)分市場(chǎng)看，光芯片主要應(yīng)用于電信市場(chǎng)、數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)、以及消費(fèi)電子市場(chǎng)。其中，電信市場(chǎng)主要應(yīng)用于傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)以及無(wú)線基站，市場(chǎng)份額占比約60％左右；數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互聯(lián)、連接數(shù)據(jù)中心間的DCI網(wǎng)絡(luò)，市場(chǎng)份額占比約30％左右；消費(fèi)電子市場(chǎng)主要包括手機(jī)3D 感應(yīng)系統(tǒng)（內(nèi)含VCSEL芯片），市場(chǎng)份額占比約10％左右。對(duì)于三大細(xì)分市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，我們的判斷是：電信市場(chǎng)近期保持穩(wěn)定，有望迎來(lái)5G高增長(zhǎng)機(jī)遇，數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)將快速增長(zhǎng)，消費(fèi)電子市場(chǎng)規(guī)模有望呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。三大細(xì)分市場(chǎng)共同驅(qū)動(dòng)光芯片市場(chǎng)空間持續(xù)拓展。

　　根據(jù)ICCSZ統(tǒng)計(jì)，在不考慮消費(fèi)電子VCSEL激光市場(chǎng)規(guī)模的情況下，2015年中國(guó)光器件市場(chǎng)規(guī)模為16．2億美元，到2020年有望達(dá)到26．8億美元，增長(zhǎng)65．4％。若考慮消費(fèi)電子VCSEL激光器，國(guó)內(nèi)光芯片市場(chǎng)從2018年開(kāi)始將加速拓展。預(yù)計(jì)光芯片在光器件的成本占比為50％，2015—2020年間國(guó)內(nèi)光芯片市場(chǎng)規(guī)模有望從2015年的8．1億美元增長(zhǎng)到2020年的21．4億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)21．4％。

　　2 電信市場(chǎng)：近期保持穩(wěn)定，有望迎5G高增長(zhǎng)機(jī)遇

　　從電信市場(chǎng)看：有線方面，傳輸網(wǎng)擴(kuò)容愈加緊迫，城域網(wǎng)100G逐漸下沉；接入網(wǎng)由GPON／EPON向10G PON升級(jí)。無(wú)線基站方面，目前正處于4G建設(shè)后期，需求相對(duì)疲軟。隨著5G基站大規(guī)模建設(shè)逐漸開(kāi)啟，有望迎來(lái)5G高增長(zhǎng)機(jī)遇。

　　2．1傳輸網(wǎng)擴(kuò)容正當(dāng)時(shí)，DFB／EML芯片需求穩(wěn)步增長(zhǎng)

　　隨著流量持續(xù)增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)升級(jí)將遵循：骨干網(wǎng)→城域網(wǎng)→ 接入網(wǎng)→ 骨干網(wǎng)的循環(huán)過(guò)程，對(duì)高速光芯片形成持續(xù)而穩(wěn)定的需求。

　　國(guó)內(nèi)骨干網(wǎng)100G升級(jí)自2013年開(kāi)始大規(guī)模進(jìn)行，城域網(wǎng)將逐步提升100G的滲透率。自2017年8月份以來(lái)，三大運(yùn)營(yíng)商先后落實(shí)資金開(kāi)啟傳輸網(wǎng)100G設(shè)備端口集采，同比去年有較大幅度的提升。我們認(rèn)為，5G建設(shè)傳輸先行，隨著傳輸網(wǎng)擴(kuò)容的持續(xù)推進(jìn)，對(duì)DFB／EML芯片的需求有望持續(xù)提升。

　　2．2接入網(wǎng)向10G PON升級(jí)，DFB芯片需求有望提升

　　接入網(wǎng)用于連接傳輸網(wǎng)與終端，傳輸距離較短。目前，點(diǎn)到多點(diǎn)（P2MP）的光纖接入方式PON（passiveoptical network）是我國(guó)運(yùn)營(yíng)商采用的光纖接入方式，多采用EPON或GPON。隨著4K／8K視頻、VR／AR等技術(shù)的發(fā)展，EPON和GPON已逐漸無(wú)法適應(yīng)用戶對(duì)帶寬的需求。為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)路的平滑升級(jí)，PON的升級(jí)將成為關(guān)鍵因素，EPON和GPON有望向10G PON技術(shù)升級(jí)。

　　考慮到成本，在GPON／ EPON方面，國(guó)內(nèi)大多采用FP激光器。在10G PON時(shí)代，需要采用DFB激光器。目前，國(guó)內(nèi)具備自主生產(chǎn)DFB光芯片的企業(yè)較少，大量依賴于國(guó)外進(jìn)口。隨著接入網(wǎng)升級(jí)的全面展開(kāi)，具備10G DFB芯片量產(chǎn)能力的光器件廠商有望充分受益于行業(yè)需求紅利。

　　2．3無(wú)線基站近兩年需求放緩，5G時(shí)代芯片需求有望大幅回暖

　　自2015年起，4G基站建設(shè)整體進(jìn)入中后期，近兩年需求有所下滑。2020年，5G規(guī)模商用開(kāi)啟，有望再次拉動(dòng)對(duì)光模塊的需求，市場(chǎng)空間超45億美元，按照芯片成本占比50％估算，市場(chǎng)空間超20億美元。據(jù)測(cè)算，5G基站光芯片市場(chǎng)規(guī)模約為4G基站2．8倍左右。與4G基站光模塊市場(chǎng)相比，5G基站的建設(shè)對(duì)光芯片的需求將持續(xù)提升：（1）從基站數(shù)量看：由于5G頻譜頻率上升，信號(hào)穿透建筑物的衰減較大，建站密度與4G基站相比將更高。預(yù)計(jì)未來(lái)6年內(nèi)（2019—2024）有望建設(shè)581．4萬(wàn)個(gè)5G基站，密度是4G基站數(shù)的1．36倍。（2）從單基站光模塊數(shù)看：5G基站架構(gòu)從4G的前傳－回傳演進(jìn)到前傳—中傳—回傳，單個(gè)基站需要的光模塊數(shù)有望達(dá)8—10個(gè)，較4G基站有所增加。

　　芯片方面，5G基站前傳至少為25G QSFP 28，主要采用DBF／EML芯片。中傳回傳有望采用10G SFP＋光模塊，主要采用DBF／EML芯片。目前正處于4G基站與5G基站建設(shè)交替期，需求階段性放緩。而隨著5G商用將至，對(duì)于光芯片的需求將大幅提升，相關(guān)光芯片廠商有望迎接5G時(shí)代的高增長(zhǎng)機(jī)遇。