（報(bào)告出品方/作者：國(guó)聯(lián)證券，孫樹(shù)明）

1 光模塊是光通信核心器件，國(guó)內(nèi)廠商份額提升

1.1 光模塊廣泛應(yīng)用于各類(lèi)通信系統(tǒng)

光模塊是光通信核心器件

光模塊用于實(shí)現(xiàn)電光信號(hào)的轉(zhuǎn)換，是通信設(shè)備與光纖連接的核心器件。光模塊是 光發(fā)送模塊、光接收模塊、光收發(fā)一體模塊、光轉(zhuǎn)發(fā)模塊等多種模塊的統(tǒng)稱(chēng)，在未加 說(shuō)明的情況下指光收發(fā)一體模塊。

光模塊包括光學(xué)次模塊（Optical Subassembly，OSA）及電子次模塊（Electrical Subassembly，ESA）兩大部分。其中光學(xué)次模塊可分為光發(fā)射次模塊（Transmitter Optical Subassembly，TOSA）和光接收次模塊（Receiver Optical Subassembly， ROSA），核心組件主要包括激光器芯片（LD chip）和光探測(cè)器芯片（PD chip）。

電子次模塊主要包括電路板（Print Circuit Board Assembly，PCBA）上的數(shù)字 信號(hào)處理芯片（Digital Signal Processing，DSP）、時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)芯片 CDR（Clock and Data Recovery，CDR）、跨阻放大器（Transimpedance amplifier，TIA）和驅(qū)動(dòng)芯 片（Driver）等。

主要光模塊的封裝類(lèi)型

在單端口速率≤10Gbps 的時(shí)代，電接口和光接口存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。單端口速率提 升到 25Gbps 之后，光接口成為網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的主要選擇，光模塊成為各類(lèi)通信系統(tǒng) 的核心器件。 光模塊可以根據(jù)封裝方式、傳輸速率、激光器類(lèi)型、編碼方式等進(jìn)行分類(lèi)。其中 封裝方式的演變，可以最直觀的體現(xiàn)光模塊高速率、小型化的演進(jìn)趨勢(shì)。從早期的 GBIC、SPF 封裝，到先進(jìn)的 QSPF、QSPF-DD、OSPF 封裝，光模塊的速率從 1Gbps 提升到 800Gbps，封裝工藝的提升使得光模塊可以在體積基本不變的情況下適配更 高的速率要求。

光模塊應(yīng)用場(chǎng)景和細(xì)分市場(chǎng)

按照不同的通信場(chǎng)景可以將光模塊市場(chǎng)劃分為以太網(wǎng)、連接器、傳輸、Fibre Channel、無(wú)線接入、有線接入等細(xì)分市場(chǎng)。 其中以太網(wǎng)光模塊主要用于服務(wù)器、交換器、路由器等數(shù)通網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；光連接器 既 AOC（Active Optical Cables，有源光纜），用于服務(wù)器到 TOR 交換機(jī)的短距離連 接；CWDM/DWDM 光模塊主要用于各類(lèi)光傳輸設(shè)備；Fibre Channel 光模塊專(zhuān)用于 存儲(chǔ)和高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)。這四個(gè)細(xì)分市場(chǎng)主要客戶(hù)包括云計(jì)算廠商、互聯(lián)網(wǎng)廠商和電 信運(yùn)營(yíng)商等。 無(wú)線接入光模塊、有線接入光模塊分別對(duì)應(yīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)和有線寬帶接入網(wǎng)， 是電信運(yùn)營(yíng)商細(xì)分市場(chǎng)。

2020 年以太網(wǎng)、CWDM/DWDM 兩個(gè)細(xì)分市場(chǎng)合計(jì)份額高達(dá) 77%。其中以太網(wǎng) 光模塊和光連接器（直連形式的一對(duì)以太網(wǎng)光模塊）這兩個(gè)細(xì)分市場(chǎng)以 34%的出貨 量貢獻(xiàn)了 53%的市場(chǎng)份額。CWDM/DWDM 光模以約 1%的出貨量貢獻(xiàn)了 24%的市 場(chǎng)份額。

2020 年有線接入光模塊市場(chǎng)以 43%的出貨量貢獻(xiàn)了 7%的市場(chǎng)份額，無(wú)線接入 市場(chǎng)以 20%的出貨量貢獻(xiàn) 14%的市場(chǎng)份額。 受益于數(shù)據(jù)通信流量增長(zhǎng)，以太網(wǎng)和 CWDM/DWDM 光模塊從 100G 向 200G、 400G、800G 不斷迭代，成為光模塊市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。

行業(yè)中游競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵：規(guī)模、技術(shù)、交付能力

光模塊行業(yè)的上游主要包括光芯片、電芯片、光組件企業(yè)。光組件行業(yè)的供應(yīng)商 較多，但高端光芯片和電芯片技術(shù)壁壘高，研發(fā)成本高昂，主要由境外企業(yè)壟斷。 光模塊行業(yè)位于產(chǎn)業(yè)鏈的中游，屬于技術(shù)壁壘相對(duì)較低的封裝環(huán)節(jié)。 光模塊行業(yè)下游包括互聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算企業(yè)、電信運(yùn)營(yíng)商、數(shù)據(jù)通信和光通信設(shè)備 商等。其中互聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算企業(yè)、電信運(yùn)營(yíng)商為光模塊最終用戶(hù)。

作為光通信產(chǎn)業(yè)的中游行業(yè)，光模塊行業(yè)利潤(rùn)率低于上游的芯片行業(yè)和下游的網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備行業(yè)，需要承擔(dān)上游芯片采購(gòu)的成本壓力。光模塊行業(yè)注重規(guī)模效應(yīng)和資金優(yōu)勢(shì)，是國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)入光通信行業(yè)的主要入口。

上游高端光芯片關(guān)鍵技術(shù)由少數(shù)國(guó)外廠家壟斷，下游行業(yè)市場(chǎng)集中度高，頭部企 業(yè)議價(jià)能力很強(qiáng)。光模塊行業(yè)處在上下游擠壓之下，議價(jià)能力相對(duì)較弱，行業(yè)內(nèi)部競(jìng) 爭(zhēng)激烈。需要通過(guò)規(guī)模優(yōu)勢(shì)、技術(shù)迭代和可靠的交付能力建立相對(duì)穩(wěn)定的上下游合作 關(guān)系。

1.2 行業(yè)中游持續(xù)并購(gòu)，國(guó)內(nèi)企業(yè)積極入局

并購(gòu)活躍：國(guó)內(nèi)廠商積極入局，國(guó)際巨頭垂直整合

由于低端產(chǎn)品毛利率過(guò)低，許多海外廠商剝離相關(guān)光模塊業(yè)務(wù)專(zhuān)注于芯片和高端 產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)光模塊廠商則積極入局：劍橋科技 2018 年 5 月收購(gòu) Macom Japan 光模 塊資產(chǎn)，2019 年 3 月收購(gòu) Oclaro Japan 光模塊資產(chǎn)。 另一方面，光通信巨頭也經(jīng)歷了一系列并購(gòu)整合，以增強(qiáng)對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的垂直協(xié) 同，增強(qiáng)規(guī)模優(yōu)勢(shì)，提高議價(jià)能力：2018 年 5 月 Lumentum 收購(gòu) Oclaro，2018 年 11 月 II-VI 收購(gòu) Finisar，2022 年國(guó)內(nèi)光通信企業(yè)長(zhǎng)飛光纖收購(gòu)?fù)ㄟ^(guò)收購(gòu)博創(chuàng)科技總 股本的 12.72%，取得公司實(shí)際控制權(quán)。

2017-2020 年，光模塊行業(yè)并購(gòu)市場(chǎng)持續(xù)升溫。根據(jù) S&P Capital IQ 公開(kāi)并購(gòu) 與交易信息數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)，縱觀光通信產(chǎn)業(yè)上中下游，2019 年資本寒冬，整體并購(gòu)市 場(chǎng)較 2018 年下降了超過(guò) 50%，但隨著市場(chǎng)的回暖，2020 年 1-8 月，整體并購(gòu)市場(chǎng) 較 2018 年全年提升 20%。 從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來(lái)看，下游環(huán)節(jié)并購(gòu)規(guī)模較大，但是受資本寒冬影響出現(xiàn)了較大規(guī) 模的波動(dòng)；反觀上游環(huán)節(jié)，則受影響較小，持續(xù)保持高熱度；中游環(huán)節(jié)受益于各類(lèi)光 纖資產(chǎn)利好，占比和并購(gòu)規(guī)模均有明顯的上升。

因光通信市場(chǎng)持續(xù)整合，雖然整體市場(chǎng)交易數(shù)目有所減少，但是交易金額大幅提 升。與此同時(shí)，多家金融機(jī)構(gòu)加快布局光通信產(chǎn)業(yè)，行業(yè)前景整體樂(lè)觀向好。

1.3 全球市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)份額持續(xù)提升

2021-2026 年全球光模塊市場(chǎng)兩位數(shù)增長(zhǎng)

根據(jù)全球光模塊行業(yè)專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)公司 Lightcounting 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球光模塊市場(chǎng) 規(guī)模在經(jīng)歷 2016-2018 年連續(xù)三年的停滯之后，于 2019 恢復(fù)增長(zhǎng)，2020 年全球光 模塊市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 81 億美元。Lightcounting 預(yù)計(jì)，2026 年全球光模塊市場(chǎng)規(guī)模為 176 億美元，2021-2026 年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為 13.68%。其中 2022-2024 年全球光模 塊市場(chǎng)規(guī)模分別為 107.65/119.56/132.62 億美元，同比增長(zhǎng) 16.09%/11.06%/10.92%。

2021-2026 年境外市場(chǎng)增長(zhǎng)快于境內(nèi)市場(chǎng)

境外公有云廠商立足全球市場(chǎng)，有更好的成長(zhǎng)性和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)迭代速度?？紤]國(guó)內(nèi) 公有云和互聯(lián)網(wǎng)廠商面臨的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)飽和、國(guó)際化受阻困境等因素，Lightcounting 預(yù)測(cè)，2021-2026 年中國(guó)光模塊市場(chǎng)份額年復(fù)合增長(zhǎng)率 5.8%，2021-2026 年境外光模塊市場(chǎng)額年復(fù)合增長(zhǎng)率 15.1%。

數(shù)通市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)行業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)

根據(jù)法國(guó)市場(chǎng)研究和咨詢(xún)機(jī)構(gòu) Yole 統(tǒng)計(jì)，2020 年全球光模塊市場(chǎng)整體規(guī)模達(dá) 96 億美元，較 2019 年的 77 億美元增長(zhǎng)近 25%。Yole 預(yù)計(jì)，全球光模塊市場(chǎng)整體 規(guī)模將從 2020 年的 96 億美元增長(zhǎng)到 2026 年的 209 億美元，2021-2026 年的復(fù)合 年增長(zhǎng)率為 14%。其中數(shù)據(jù)通信市場(chǎng)規(guī)模占比將由 55.2%提升到 2026 年的 77.2%， 2021-2026 年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為 19%，成為光模塊市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。

受益市場(chǎng)份額提升，國(guó)產(chǎn)光模塊行業(yè)規(guī)模高速增長(zhǎng)

根據(jù) Yole 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2020 光模塊廠商市場(chǎng)份額前兩名依然由美企 II-VI（原 Finisar）和 Lumentum 占據(jù)，分別為 16%和 11%，但是相比于 2019 年，二者的市 場(chǎng)占比均下降了 3%。 在頭部廠商市場(chǎng)占比出現(xiàn)下降的背景下，國(guó)內(nèi)廠商中際旭創(chuàng)以 10%的市場(chǎng)份額 位居第三名，相比于 2019 年增長(zhǎng)了 1%。同時(shí)海信寬帶、新易盛等國(guó)內(nèi)廠家首次進(jìn) 入 TOP 10 榜單，國(guó)內(nèi)廠商市場(chǎng)份額從 2019 年的 31%強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)到 2020 年的 40%。 同時(shí)光迅科技、華工正源等廠家 2020 年全球份額對(duì)比 2019 年均有下降，國(guó)內(nèi)廠商 全球市場(chǎng)份額提升的同時(shí)，國(guó)內(nèi)光模塊市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局加劇。

根據(jù) Lightcounting 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從 2010 年到 2020 年，國(guó)內(nèi)光模塊廠商全球份 額從 16.8%提升到 43.9%。2011-2020 年平均每年提升 3.1%，最近 5 年平均每年提 升 3.2%。從 2010 年到 2020 年，中國(guó)前 10 名組件和模塊供應(yīng)商的總收入增長(zhǎng)了 9.3 倍。相比之下，2010-2020年非中國(guó)光學(xué)元件和模塊供應(yīng)商的綜合收入增長(zhǎng)了2.0倍。

我們按照國(guó)產(chǎn)廠家 2022-2024 年市場(chǎng)占有率率每年增加 3%，結(jié)合 Lightcounting 全球光模塊市場(chǎng)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，我們測(cè)算 2022-2024 年國(guó)內(nèi)光模塊行業(yè)規(guī)模分別為 54.28/63.64/74.32 億美元，同比增長(zhǎng)分別為 22.95%/17.25%/16.78%。（報(bào)告來(lái)源：未來(lái)智庫(kù)）

2 需求側(cè)：數(shù)通市場(chǎng)高增，電信市場(chǎng)放緩

2.1 IDC 云計(jì)算行業(yè)帶動(dòng)數(shù)通光模塊增長(zhǎng)

數(shù)據(jù)中心內(nèi)部流量的高增長(zhǎng)

Cisco 2020 年發(fā)布的全球互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)、固定網(wǎng)絡(luò)速率的增長(zhǎng)數(shù)據(jù)，印證了互聯(lián) 網(wǎng)流量的增長(zhǎng)趨勢(shì)。2018-2021 全球互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)數(shù)保持約 6.4%的年復(fù)合增長(zhǎng)率，固 定網(wǎng)絡(luò)速率年復(fù)合增長(zhǎng)率為 19%，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)速率復(fù)合增長(zhǎng)率為 31%?？梢酝扑?2018-2021 年，全球網(wǎng)絡(luò)流量年平均增長(zhǎng)率約為 27%，介于 25%-30%之間。

根據(jù) Cisco 可視化網(wǎng)絡(luò)指數(shù)（VNI）和全球云指數(shù)（GCI）發(fā)布的數(shù)據(jù)，全球互 聯(lián)網(wǎng)流量呈現(xiàn)出兩個(gè)重要的趨勢(shì)：一是從 2017 年開(kāi)始，全球互聯(lián)網(wǎng)流量增長(zhǎng)不斷趨 緩，年平均增長(zhǎng)率穩(wěn)定在 20%左右。二是云計(jì)算流量增長(zhǎng)成為驅(qū)動(dòng)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng) 力。2021 年全球僅 0.2ZB 的流量不經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)中心，占全球流量比例只有 0.96%。從 增速上看，2016-2021 年全球數(shù)據(jù)中心流量復(fù)合增速達(dá) 25%。 從工信部、CNNIC 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，中國(guó)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量在經(jīng)過(guò) 4G 時(shí)期的高 速增長(zhǎng)后，從 2018 年后快速回落，年平均增長(zhǎng)率穩(wěn)定在略高于 30%的水平，國(guó)內(nèi)互 聯(lián)網(wǎng)流量增長(zhǎng)率逐漸和全球流量增長(zhǎng)速率趨同。

大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI 等技術(shù)的發(fā)展，讓大量的東西向流量在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部交互。 根據(jù) Cisco 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在全球范圍內(nèi)用戶(hù)訪問(wèn)流量只占全部流量的 14%，數(shù)據(jù)中 心東西向流量占比為 86%。而北美的用戶(hù)訪問(wèn)流量只占全部流量的 9%，東西向流量占比為 91%。 2013-2021 年，全球云計(jì)算流量占比從 73.3%提升到 81.2%，北美云計(jì)算流量 占比從 76.7%提升到 87.3%。參照北美和全球云計(jì)算占比差異，隨著我國(guó)東數(shù)西算 規(guī)劃落地，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化水平不斷提升，算力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)不斷完善，我國(guó)的 IDC 內(nèi)東 西向流量、云計(jì)算流量占比還有提升空間，有望驅(qū)動(dòng) IDC 行業(yè)光模塊需求增長(zhǎng)。

北美下游企業(yè)資本開(kāi)支保持增長(zhǎng)

下游云計(jì)算廠商和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)資本開(kāi)支是數(shù)通光模塊市場(chǎng)的重要關(guān)聯(lián)指標(biāo)。境外 云廠商（Amazon、Microsoft）資本開(kāi)支 2019Q2-2022Q1 連續(xù) 12 個(gè)季度同比增長(zhǎng)， 進(jìn)入 2021 年雖然增速放緩，依然保持了 20%的同比增長(zhǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)公司（Apple、meta、 Google）資本開(kāi)支 2020 年 Q4 開(kāi)始正增長(zhǎng)，2022 年 Q1 同比增長(zhǎng)超過(guò) 40%。根據(jù) Dell'Oro Group 預(yù)測(cè)，2022 年 Amazon、Google、meta 和 Microsoft 四家公司的數(shù) 據(jù)中心合計(jì)資本支出將超過(guò) 200 億美元，全球數(shù)據(jù)中心資本支出將同比增長(zhǎng) 17%。

國(guó)內(nèi)公有云市場(chǎng)份額主要由阿里云、騰訊云、華為云占據(jù)，其中騰訊、阿里巴巴 兩家上市企業(yè)資本開(kāi)支在 2014-2019 年間保持了 30%以上的高速增長(zhǎng)，2020 年受到 國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管趨嚴(yán)影響，阿里巴巴的資本開(kāi)支開(kāi)始下降，但是兩個(gè)頭部云計(jì)算公司 的合計(jì)資本開(kāi)支依然保持在 1000 億人民幣以上?？焓?、美團(tuán)兩家選擇自建 IDC 的頭 部互聯(lián)網(wǎng)公司，2019-2021 年合計(jì)資本開(kāi)支三年復(fù)合增長(zhǎng)率為 48.27%，但是其資本 開(kāi)支規(guī)模遠(yuǎn)低于云計(jì)算企業(yè)。

產(chǎn)業(yè)鏈中游企業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)營(yíng)收保持兩位數(shù)增長(zhǎng)

數(shù)據(jù)中心服務(wù)器 CPU、網(wǎng)卡、顯卡等行業(yè)的銷(xiāo)售數(shù)據(jù)和光模塊需求正相關(guān)，我們從Intel和英偉達(dá)兩家頭部企業(yè)的營(yíng)收，可以看到全球數(shù)通產(chǎn)業(yè)的需求增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。 截至 2021 年 Q4，Intel 和英偉達(dá)兩家公司的營(yíng)收合計(jì)，已經(jīng)連續(xù)10個(gè)財(cái)季保持 10%以上的同比增長(zhǎng)率 。 其中2021年Q1-Q4同比增長(zhǎng)率分別為11.44%/18.02%/27.92%/34.78%，增長(zhǎng)率不斷提高。

數(shù)通光模塊行業(yè)規(guī)模有望兩位數(shù)增長(zhǎng)

我們認(rèn)為數(shù)通光模塊主要包括數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的以太網(wǎng)光模塊、光連接器（AOC、DAC）、CWDM/DWDM。其中把 CWDM/DWDM 光模塊歸為數(shù)通光模塊的主要原因 是，這一細(xì)分市場(chǎng)的增長(zhǎng)動(dòng)力主要來(lái)自于微軟等互聯(lián)網(wǎng)公司的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)需求。 Lightcounting 預(yù)測(cè)，2022-2024年全球數(shù)通光模塊市場(chǎng)規(guī)模分別為91.81/103.58/117.34 億美元，分別同比增長(zhǎng)18.99%/12.82%/13.28%。

2.2 高端光模塊驅(qū)動(dòng)數(shù)通光模塊市場(chǎng)增長(zhǎng)

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)：高端光模塊是必然選擇

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量迅猛增長(zhǎng)，特別是東西向流量的增長(zhǎng)，不斷推動(dòng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 演進(jìn)。當(dāng)前 Spine-Leaf 結(jié)構(gòu)的 CLOS 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在主要的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心得以部署。 在 Spine-Leaf 結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)中心互聯(lián)場(chǎng)景分別為 TOR-Server、Leaf-TOR、Spine-Leaf、 DCI，其中前三個(gè)場(chǎng)景在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，第四個(gè)場(chǎng)景為長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)。 CLOS 架構(gòu)下，一般按照 Leaf-TOR、Spine-Leaf、DCI 場(chǎng)景下的光模塊速率等 于 TOR-Server 互聯(lián)光模塊速率的 4 倍來(lái)配置光模塊。按照 10G/40G、25G/100G、 100G/400G、200G/800G 的路線演進(jìn)。同時(shí) TOR-Server 場(chǎng)景下，AOC/DAC 直連 方案正替代獨(dú)立的可插拔光模塊，成為短距離互聯(lián)場(chǎng)景下的低成本優(yōu)選方案。

光模塊能力和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能力同步演進(jìn)。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)的背后，是以太網(wǎng) 交換機(jī) ASIC 芯片能力的不斷提升。當(dāng)前 12.8T 的 ASIC 芯片，需要匹配小型化和低 功耗的 400G 光模塊，實(shí)現(xiàn)在 1U 的盒式交換機(jī)上集成 32 個(gè) 400G 端口的需求。 IMT-2020（5G）推進(jìn)組預(yù)測(cè)，數(shù)據(jù)中心交換芯片吞吐量2023年將達(dá)到51.2Tb/s，2025 年之后達(dá)到 102.4Tb/s，需要 800G 甚至 1.6T 的光模塊與之適配。

頭部企業(yè)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)需要高端光模塊

頭部云計(jì)算和互聯(lián)網(wǎng)廠商是先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)最積極的實(shí)踐者。亞馬遜、谷歌、微軟、 meta 等企業(yè) 2019 開(kāi)始就在其超大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)部采用 100G/400G 架構(gòu)，商用部署 400Gb/s 光模塊。 國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)廠家中，短視頻公司的流量增長(zhǎng)和機(jī)房空間壓力最大，2021 年字節(jié) 跳動(dòng)成為國(guó)內(nèi)第一個(gè)批量集采 400G 光模塊的客戶(hù)。

2022 年，國(guó)內(nèi)外主要的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和公有云服務(wù)商均進(jìn)入 100G/400G 架構(gòu)規(guī) 模部署期，200G/800G 架構(gòu)的測(cè)試工作也將逐步完成，并開(kāi)始在生產(chǎn)環(huán)境部署。100G 以上的光端光模塊銷(xiāo)量有望穩(wěn)步增長(zhǎng)。

成本因素驅(qū)動(dòng) 200G 和 400G 同步放量

從 2016-2021 年，隨著光模塊技術(shù)的迭代，短距光模塊單 bit 成本每年同比降低 30%，長(zhǎng)距光模塊 bit 成本每年同比降低 28%，與之對(duì)應(yīng)的是單個(gè)光模塊速率從 100G 提升到 400G。 2022-2026 年，光模塊能力將繼續(xù)向 800G 和 1.6T 演進(jìn)，光模塊單 bit 成本持續(xù) 降低。根據(jù) Lightcounting 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2022-2026 年，以太網(wǎng)短距光模塊單 bit 成本每 年下降 33%以上，DWDM 長(zhǎng)距光模塊單 bit 成本每年降低 16%。

根據(jù) Lightcounting 統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，截至到 2021 年底，短距 400G 光模塊對(duì) 比 100G 和 200 光模塊還沒(méi)有形成成本優(yōu)勢(shì)，25G/100G 架構(gòu)是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)成 本最低的方案，這成為 25G/100G 架構(gòu)向 100G、400G 架構(gòu)演進(jìn)放緩的主要因素。

同時(shí)，為適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的流量，云計(jì)算公司仍要繼續(xù)提升流量轉(zhuǎn)發(fā)能力。根據(jù) Lightcounting統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，全球 Top5 云計(jì)算公司（Alibaba、Amazon、meta、Google、 Microsoft）的累計(jì)光端口能力，2021-2026 年將保持 45%的年復(fù)合增長(zhǎng)率。 2022 年開(kāi)始，出于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)屬性、流量增長(zhǎng)、成本因素的考慮，全球 Top5 云計(jì)算公司會(huì)持續(xù)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)。meta 和阿里處于成本考慮，選擇了從 100G 向 200G 過(guò)渡的方案，這將推動(dòng) 200G 光模塊和 400G 光模塊需求會(huì)同步提升。 2022 年，800G 光模塊開(kāi)始批量部署，預(yù)計(jì)其市場(chǎng)份額會(huì)在 2024 年超過(guò) 400G 光模塊。

數(shù)據(jù)中心內(nèi)部光模塊需求

數(shù)據(jù)中心內(nèi)部存在海量的互聯(lián)需求，低成本是驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心光模塊技術(shù)不斷發(fā)展 的主要?jiǎng)恿?。接入線纜呈現(xiàn)多樣化趨勢(shì)，部分方案通過(guò)調(diào)整機(jī)柜布局來(lái)降低互連距離， 通過(guò)對(duì)傳輸距離需求做更精細(xì)的區(qū)分，選擇不同的光模塊類(lèi)型來(lái)降低成本，包括采用 更低成本的直連銅纜（DAC）替代光纜。

400G 光模塊放量，是 2022-2023 年數(shù)據(jù)市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)需求。帶動(dòng)服務(wù)器 25G 光模塊向 100G 光模塊升級(jí)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 100G 光模塊向 400G 升級(jí)。 根據(jù) Lightcounting 2022 年最新的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2022-2024 年，全球以太網(wǎng) 光模塊市場(chǎng)將保持快速擴(kuò)張，分別達(dá)到 56.32/62.58/68.14 億美元。其中 100G 及以 上光模塊銷(xiāo)售收入占比會(huì)快速提升，分別達(dá)到 89%/91%/93%。400G 以上光模塊需 求增長(zhǎng)將成為行業(yè)未來(lái)收入增長(zhǎng)的主要因素，分別達(dá)到 34%/40%/48%。

數(shù)據(jù)中心互聯(lián)需求

現(xiàn)代虛擬化技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得多個(gè)物理上分開(kāi)的數(shù)據(jù)中心可以像一個(gè)虛擬的 數(shù)據(jù)中心一樣工作，大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)可以在多個(gè)數(shù)據(jù)中心和業(yè)務(wù)之間分擔(dān)負(fù)荷、有效 降低數(shù)據(jù)中心對(duì)電力供應(yīng)的要求，并便于快速部署。這一技術(shù)趨勢(shì)使得 IDC 之間的 流量高速增長(zhǎng)，云廠商和 IDC 運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始選擇自建 IDC 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，以替代高成本的 電信運(yùn)營(yíng)商數(shù)據(jù)專(zhuān)線，節(jié)省成本的同時(shí)，也便于自主快速擴(kuò)容。

根據(jù) Lightcounting 2022 年最新的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2022-2024 年，全球 CWDM/DWDM 光模塊分別達(dá)到 26.88/31.74/38.6 億美元。100G 及以上光模塊銷(xiāo)售 收入達(dá)到90%以上，其中400G以上光模塊收入占比分別達(dá)到30.8%/46.3%/62.3%，占比增長(zhǎng)迅速。

2.3 電信 5G 和有線接入市場(chǎng)增長(zhǎng)放緩

5G 光模塊市場(chǎng)：前傳負(fù)增長(zhǎng)，中回傳慢增長(zhǎng)

5G 網(wǎng)絡(luò)由于引入大帶寬和低時(shí)延的應(yīng)用場(chǎng)景，需要對(duì) RAN（Radio Access Network，無(wú)線接入網(wǎng)）體系架構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。 4G RAN 主要包括 RRU（Remote Radio Unit, 射頻拉遠(yuǎn)單元）和 BBU（Building base band Unit，基帶處理單元）兩個(gè)網(wǎng)元。5G RAN 包括 AAU（Active Antenna Unit， 有源天線單元）、CU（Centralized Unit，集中式單元），DU（Distributed Unit，分部 署單元）。 CU 和 DU 部署的兩種不同方式：CU 和 DU 分開(kāi)部署的方式，相應(yīng)的承載網(wǎng)也 分成三部分，AAU 和 DU 之間是前傳（Fronthaul），DU 和 CU 之間是中傳（Middlehaul）， CU 以上是回傳（Backhaul）；CU 和 DU 合設(shè)的方式，其承載網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和與 4G 類(lèi)似， 僅包括前傳和回傳兩個(gè)部分。

前傳光模塊用于連接 BBU 與 RRU/AAU 的光鏈路，傳輸距離主要包括 300m、 1.4km 和 10km 等。當(dāng)前 5G 前傳光模塊以 10G、25G 為主，2022 年 50G 前傳光模 塊逐步實(shí)現(xiàn)批量部署。

5G 和 4G 對(duì)比，光模塊增長(zhǎng)主要來(lái)自三個(gè)因素：高頻段需要更多的基站、高速 率需要更大的帶寬、增加中傳環(huán)節(jié)需要更多的連接，這一增長(zhǎng)邏輯在 2019-2020 年 已經(jīng)體現(xiàn)。展望 2021-2025 年，5G 建設(shè)節(jié)奏的變化成為影響我國(guó) 5G 光模塊業(yè)務(wù)增 長(zhǎng)的主要因素。 根據(jù)工信部最新數(shù)據(jù)，截至 2021 年底，我國(guó)累計(jì)建成并開(kāi)通 5G 基站 142.5 萬(wàn) 個(gè)，占全球 5G 基站數(shù)量的 60%。每萬(wàn)人擁有 5G 基站數(shù)達(dá)到 10.1 個(gè)，實(shí)現(xiàn)覆蓋全 國(guó)所有地級(jí)市城區(qū)、超過(guò) 98%的縣城城區(qū)和 80%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)的 5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋。我國(guó) 十四五期間的 5G 基站建設(shè)目標(biāo)為每萬(wàn)人擁有 5G 基站數(shù)達(dá)到 26 個(gè)，十四五開(kāi)局之 年，已經(jīng)完成十四五 38.8%的建設(shè)目標(biāo)，2022-2025 年，5G 基站建設(shè)將穩(wěn)步推進(jìn)。 根據(jù) Lightcounting 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，5G 前傳光模塊市場(chǎng)從 2020 年開(kāi)始負(fù)增長(zhǎng)， 2022-2024 年，全球 5G 前傳光模塊市場(chǎng)份額分別達(dá)到 6.57/6.32/5.93 億美元。

5G 中回傳接入層通常以環(huán)形拓?fù)錇橹?，典型帶寬需求?50/100Gb/s。隨著 400Gb/s 30/40km 光模塊技術(shù)方案的日益成熟和 800Gb/s 光模塊的演進(jìn)升級(jí)，下一 階段 5G 中回傳光模塊將面臨更多新型方案的選擇。

受益于 100G 以上高端光模塊的引入，5G 中回傳市場(chǎng)預(yù)期高于 5G 前傳市場(chǎng)。 根據(jù) Lightcounting 的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2022-2024 年，全球 5G 中回傳光模塊市場(chǎng)份額分 別達(dá)到 2.42/2.45/2.47 億美元，對(duì)行業(yè)整體規(guī)模沒(méi)有影響。

有線接入市場(chǎng)增速處不斷下降

截至 2021 年底，我國(guó)建成 10G PON 端口 786 萬(wàn)個(gè)，已具備覆蓋 3 億戶(hù)家庭的 能力。十四五期間，我國(guó)規(guī)劃建設(shè) 10G 及以上 PON 端口 1200 萬(wàn)個(gè)，目前已經(jīng)完成 65.5%，剩余任務(wù)有望在 2022 和 2023 年完成建設(shè)，建設(shè)規(guī)模逐年放緩。另一方面， 千兆 5G 網(wǎng)絡(luò)將對(duì)有線接入網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生替代效應(yīng)，進(jìn)一步抑制有線接入市場(chǎng)需求增長(zhǎng)。 根據(jù) Lightcounting 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2022-2024 年，全球有線接入光模塊市場(chǎng)分別達(dá)到 6.86/7.21/6.88 億美元，從 2024 年開(kāi)始負(fù)增長(zhǎng)。（報(bào)告來(lái)源：未來(lái)智庫(kù)）

3 供給側(cè)：產(chǎn)能東移趨勢(shì)和高端芯片制約共存

3.1 戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)能不斷提升

光模塊：戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品

國(guó)家發(fā)改委 2013 年發(fā)布的《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄》，把光 纖、光纖接入設(shè)備、光傳輸設(shè)備、高速光器件等光通信設(shè)備作為下一代信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè) 的重要組成部分，持續(xù)推動(dòng)國(guó)內(nèi)高端光器件行業(yè)規(guī)?；l(fā)展，提高核心光電子芯片國(guó) 產(chǎn)化水平。

定增擴(kuò)產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)東移趨勢(shì)明顯

2020 年以來(lái)，國(guó)內(nèi)光模塊廠商聚焦數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)高端光模塊需求，持續(xù)提升產(chǎn) 能，累計(jì)新增高端模塊年產(chǎn)能 700 萬(wàn)片，高端產(chǎn)能東移趨勢(shì)明顯。

800G 光模塊研發(fā)達(dá)成進(jìn)度實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先

目前國(guó)內(nèi)多個(gè)企業(yè)具備 400G 及以下光模塊量產(chǎn)能力。從 2020 開(kāi)始，中際旭創(chuàng)、 光迅科技率先發(fā)布了 800G 光模塊產(chǎn)品，進(jìn)入 2021 年 II-VI 以及國(guó)內(nèi)多家光模塊廠商 相繼發(fā)布 800G 光模塊產(chǎn)品。在 800G 這一最高端的細(xì)分領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)光模塊廠商的研 發(fā)進(jìn)度已經(jīng)初具先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

3.2 成本優(yōu)勢(shì)加速產(chǎn)業(yè)東移、優(yōu)化布局提升利潤(rùn)空間

光模塊封裝領(lǐng)域研發(fā)成本較低

我們對(duì)全球光模塊市場(chǎng) TOP10 中的中外企業(yè)研發(fā)投入進(jìn)行對(duì)比：境外企業(yè)選取 II-VI 和 Lumentum 兩家公司，國(guó)內(nèi)企業(yè)選取中際旭創(chuàng)、華工科技、光迅科技、新易盛 4 家公司。2019-2021 年，境外光模塊企業(yè)的研發(fā)投入遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)企業(yè)，分別是國(guó) 內(nèi)企業(yè)研發(fā)投入的 1.6/2.3/1.9 倍。前國(guó)內(nèi)外 400G 和 800G 光模塊研發(fā)進(jìn)基本一致， 可以看出在光模塊封裝領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)企業(yè)的研發(fā)成本顯著低于美國(guó)企業(yè)。

布局產(chǎn)業(yè)上游可以提升盈利能力

在毛利率對(duì)比環(huán)節(jié)，我們加入了光模塊上游的光庫(kù)科技進(jìn)行對(duì)比?？梢钥吹揭怨?組件為主營(yíng)業(yè)務(wù)的光庫(kù)科技，毛利率在 45%左右，高于以模塊為主要業(yè)務(wù)的企業(yè)。 境外光模塊企業(yè)毛利率平均在 35%，國(guó)內(nèi) 4 家光模塊企業(yè)的平均毛利率在 25%，說(shuō) 明高端模塊的利潤(rùn)空間較高。我們認(rèn)為，隨著 200G-400G 光模塊放量，800G 高端 光模塊領(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)度向國(guó)外廠家看齊，國(guó)內(nèi)光模塊企業(yè)的毛利率水平有望提升到 30%以上。

從營(yíng)收規(guī)?？?，產(chǎn)業(yè)具備繼續(xù)向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移的空間

根據(jù) Lightcounting 的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2021 年國(guó)內(nèi)企業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 44.15 億 美元，市場(chǎng)份額達(dá)到 51%。從單個(gè)企業(yè)角度對(duì)比，2021 年 II-VI 和 Lumentum 兩家 公司光模塊業(yè)務(wù)營(yíng)收分別為 200.6/112.8 億元。國(guó)內(nèi)中際旭創(chuàng)、華工科技、光迅科技、 新易盛 4 家分別為 77.0/101.67/64.86/29.08 億元，國(guó)內(nèi)頭部企業(yè)和兩家國(guó)際頭部廠 商的市場(chǎng)規(guī)模還是較大差距。同時(shí) 2020 年，II-VI 和 Lumentum 兩家公司市場(chǎng)份額均 有 3%的下降。 2022 年，隨著 200G/400G 光模塊放量，800G 光模塊批量部署，國(guó)內(nèi)光模塊企業(yè)有望憑借成本優(yōu)勢(shì)繼續(xù)擴(kuò)大市場(chǎng)份額。

3.3 高端芯片受制于人，國(guó)產(chǎn)替代尚需時(shí)日

100G/400G 光模塊已量產(chǎn)，核心芯片國(guó)外領(lǐng)先

目前基于單波 50Gb/s 和 100Gb/s 的 100G/400G 光模塊產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)外已有多家 廠商實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但核心光電芯片器件仍以國(guó)外廠商為主。根據(jù) IMT 工作組 2021 年 10 月分布的《5G 承載與數(shù)據(jù)中心光模塊》白皮書(shū)接受，國(guó)內(nèi)海思、海信、光迅等企 業(yè)先后完成單通道 50Gb/s 相關(guān)的光電芯片研發(fā)工作，53GBand 探測(cè)器、激光器、 DSP 等光電芯片均有國(guó)內(nèi)廠家完成樣品測(cè)試工作。

800G 光電芯片依然是美國(guó)企業(yè)領(lǐng)跑

800Gb/s 光模塊相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)及標(biāo)準(zhǔn)化是當(dāng)前行業(yè)熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織 競(jìng)相開(kāi)展相關(guān)工作。IEEE802.3 工作組、OIF（Optical Internetworking Forum，光 互聯(lián)網(wǎng)論壇）、IPEC（The International Photonics & Electronics Committee，國(guó)際 光電委員會(huì)）已對(duì) 800Gb/s 直調(diào)直檢和相干方案進(jìn)行了立項(xiàng)，800G Pluggable MSA 已發(fā)布 8×100Gb/s 100m 和 4×200Gb/s 2km 規(guī)范。

8×100Gb/s 光模塊核心光電芯片器件仍為單通道 100Gb/s 的激光器、探測(cè)器光 芯片，Driver、TIA 和 DSP 電芯片。其中 DSP、單通道 100Gb/s 的緊湊型 Driver 和 TIA 均已推出，電芯片產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)成熟。EML&DML、硅光（SiPh）和 VCSEL 等光 電芯片解決方案，依然是有主要由博通、思科等美國(guó)企業(yè)提供。