光通信是信息網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)。光模塊實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換功能，產(chǎn)業(yè)鏈包括芯片（電/光）、器件（無源/有源）、模塊成品，其中：芯片技術(shù)壁壘高價(jià)值占比30~70%，高端產(chǎn)品由國外壟斷；器件品類繁多，有源價(jià)值量相對集中，全球?qū)I(yè)化協(xié)同競爭；模塊成品迭代速度明顯加快，中國力量崛起。預(yù)計(jì)2018 年數(shù)據(jù)中心光模塊市場空間42 億美金，約占全球45%。

1、100G在2017 年已成為主流。Amazon、Google 等云巨頭2017 下半年

全面啟用100G，全年出貨約400 萬只；2018 年海外新建和存量升級需求強(qiáng)烈，國內(nèi)阿里巴巴規(guī)模部署，預(yù)計(jì)全年出貨量翻倍達(dá)到800 萬只。旭創(chuàng)、AAOI 在產(chǎn)品類型、市場拓展、成本控制具有明顯領(lǐng)先優(yōu)勢，業(yè)績彈性明顯。

2、400G預(yù)計(jì)2019 年規(guī)模出貨。400G 主流有OSFP（25G PAM4*8）、QSFP-DD（50G NRZ*8）兩種方案，預(yù)計(jì)OSFP 2018 年具備量產(chǎn)條件，獲得Google、Arista 支持。400G 預(yù)計(jì)下半年少量出貨，2019 年規(guī)模應(yīng)用，將成為價(jià)值增長核心產(chǎn)品，光迅/旭創(chuàng)/海信寬帶均在OFC 2018 發(fā)布樣品。

3、硅光有望在400G 中等距離取得突破。硅光具有低功耗、高集成特點(diǎn)，規(guī)模商業(yè)化有望顯著降低成本。Intel 首先突破了硅基調(diào)制器，推出PSM4、CWDM4 硅光模塊，良率仍待提升，未來有望在400G 中等距離規(guī)模應(yīng)用。

▲全球主流光模塊廠商對比

從上面光通信產(chǎn)業(yè)鏈圖可看出，光通信產(chǎn)業(yè)包括光通信器件(包含芯片)、光纖光纜、光整機(jī)設(shè)備。應(yīng)用領(lǐng)域主要為電信市場(運(yùn)營商為主)和數(shù)據(jù)通信市場(大型互聯(lián)網(wǎng)公司、企業(yè)用戶)。其中光芯片及上游材料競爭行業(yè)壁壘較高，高端芯片主要由美國等海外廠商壟斷;光器件涉及設(shè)計(jì)和制造多個(gè)環(huán)節(jié)，近幾年逐步呈現(xiàn)出向成本優(yōu)勢地區(qū)遷移，中國廠商在無源器件已經(jīng)占據(jù)一定份額，有源器件近幾年加速趨勢明顯；整體設(shè)備中興、華為、烽火等已經(jīng)在全球具備差異優(yōu)勢。

▲光模塊構(gòu)造

▲光模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

▲光模塊結(jié)構(gòu)圖

光芯片：技術(shù)壁壘最高，國內(nèi)亟待突破。

簡介：光芯片是模塊中價(jià)值量最集中的環(huán)節(jié)，在光模塊中成本占比30%-50%，高端產(chǎn)品中占比甚至能夠達(dá)到50%-70%。國外大廠占據(jù)高端光芯片90%以上市場份額，可以說目前被美、日廠商壟斷；國內(nèi)光芯片廠商以10G 及以下產(chǎn)品為主，核心技術(shù)能力亟待突破。

廠商：目前國內(nèi)具有成熟光芯片制造能力的廠商主要有光迅科技、昂納科技、海信寬帶（未上市）。

典型產(chǎn)品：InP 系列（高速直接調(diào)制DFB 和EML 芯片、PIN 與APD 芯片、高速調(diào)制器芯片、多通道可調(diào)激光器芯片）、GaAs 系列(高速VCSEL 芯片、泵浦激光器芯片)、Si/SiO2 系列(PLC、AWG、MEMS芯片)、SiP 系列(相干光收發(fā)芯片、高速調(diào)制器、光開關(guān)等芯片；TIA、LDDriver、CDR 芯片)、LiNbO3系列(高速調(diào)制器芯片)等。

光器件：產(chǎn)品種類繁多，參與全球競爭。

簡介：根據(jù)是否需要外加能源驅(qū)動(dòng)可分為光有源器件、光無源器件；包括激光器、檢測器、放大器、分路器、耦合器、連接器等多個(gè)品類，每個(gè)品類又存在繁多的型號。

廠商：目前中國光器件廠商占據(jù)全球約15%市場份額，無源的競爭力相對較高，主要廠商有光迅科技、昂納科技、天孚通信等。

典型產(chǎn)品：光有源器件：激光器(VCSEL、DFB 直調(diào)激光器，EML 外調(diào)激光器)、光調(diào)制器(PMQ 調(diào)制器、相位調(diào)制器、強(qiáng)度調(diào)制器)、光探測器(PIN、APD)、集成器件(相干光收發(fā)器件、陣列調(diào)制器) 等。光無源器件：光隔離器、光分路器、光開關(guān)、光連接器(MPO 連接器)、光背板、光濾波器(合波器/分波器) 等。

全球有源光器件市場占有率（16Q2-17Q1）

全球無源光器 件市場占有率（16Q2-17Q1）

光模塊：需求快速迭代，中國力量崛起。

簡介：10G以下速率光模塊方面，國內(nèi)廠家已經(jīng)完成了從芯片到模塊的國產(chǎn)替代;10G/25G/40G/100G光模塊方面，光迅科技、中際旭創(chuàng)、海信寬帶、華工正源等國內(nèi)廠家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全系列產(chǎn)品的覆蓋，模塊設(shè)計(jì)能力和封裝工藝成熟;400G光模塊方面，中際旭創(chuàng)、光迅科技、海信寬帶、新易盛均已在OFC2018推出樣品及解決方案。

廠商：目前中國光模塊廠商占據(jù)全球超20%市場份額，主要廠商有中際旭創(chuàng)、光迅科技、新易盛、昂納科技、海信寬帶(未上市)等。

典型產(chǎn)品：光收發(fā)模塊(10G/25G/100G/400G)、光放大器模塊(EDFA、Raman)、動(dòng)態(tài)可調(diào)模塊(WSS、MCS、OXC)、性能監(jiān)控模塊(OPM、OTDR)

通過產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，我們將光模塊的主要物料和國產(chǎn)化率列出。

以上很容易的看出，主要的電芯片，例如相干器件，調(diào)制解調(diào)芯片等，全部進(jìn)口，在光的部分，2.5G和10G的中短距離產(chǎn)品，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，其他全部物料依靠進(jìn)口。其中：

電芯片（調(diào)制，驅(qū)動(dòng)，串并轉(zhuǎn)換等）的相關(guān)廠商有Macom、semtech，sillconlabs，Maxim等；

光部分（激光器，檢測器）住友、三菱、lumentum、Oclaro、Neophotonics等。

國內(nèi)主要是低端元器件，中科光芯、華工正源、光迅科技等。另外海信寬帶多媒體可能較為高端的芯片近期就會成功。

光模塊我國重點(diǎn)公司企業(yè)

中際旭創(chuàng)：數(shù)據(jù)中心光模塊龍頭，業(yè)績增長可期

數(shù)通市場100G 光模塊需求放量，奠定公司高速成長基石。公有云應(yīng)用興起，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心流量爆發(fā)；Google、Amazon 等全球互聯(lián)網(wǎng)巨頭數(shù)據(jù)中心均已采用100G 光網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，國內(nèi)阿里巴巴規(guī)模啟用。100G 光模塊出貨量預(yù)計(jì)由2017 年350 萬只增長至2018 年約800萬只；以PSM4、CWDM4 兩種方案為主，并逐漸向CWDM4 方案演進(jìn)。蘇州旭創(chuàng)作為全球最大的CWDM4 廠商，有望持續(xù)保持模塊設(shè)計(jì)、封裝制造、成本控制優(yōu)勢，穩(wěn)步提升100G數(shù)據(jù)中心光模塊份額，對標(biāo)海外公司毛利率仍有提升空間。

前瞻研發(fā)400G 和5G 光模塊，提供長期增長動(dòng)力。1）400G 光模塊：北美一線ICP 2018年開始部署400G 光模塊，國內(nèi)阿里規(guī)劃2019 年開始部署，全球有望在2019 年規(guī)模出貨。公司率先推出400G OSFP、QSFP-DD 產(chǎn)品：OSFP 標(biāo)準(zhǔn)由Google 領(lǐng)銜，預(yù)計(jì)2018H2 量產(chǎn)，公司成為Google 400G 光模塊首批供貨商；QSFP-DD 標(biāo)準(zhǔn)由Cisco、Facebook 等主推，預(yù)計(jì)2019 年量產(chǎn)。2）5G：5G 商用加速推進(jìn)，5G 帶來接入和承載網(wǎng)高速率光模塊需求量在數(shù)千萬只水平。公司在LTE 前傳光模塊具有一定技術(shù)積累，目前與華為、中興保持合作開展5G 前傳研究，有望受益5G 投資盛宴。

光迅科技：信息光電子國家隊(duì)，高速光芯片有望推出

公司長期投入研發(fā)高速率激光器，并前瞻布局硅光技術(shù)。公司2014~2016 年研發(fā)投入占收比接近10%，通過內(nèi)生及并購持續(xù)構(gòu)建光芯片平臺能力，目前在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平：（1）25Gb/s DFB 激光器有望在2018 年Q3 進(jìn)入量產(chǎn)階段；（2）VCSEL 芯片成功流片有望共享3DSensing 產(chǎn)業(yè)紅利；（3）布局硅光、工業(yè)激光等創(chuàng)新方向。

國家政策支持信息光電子發(fā)展，先進(jìn)光芯片平臺具有稀缺性。2017 年底工信部發(fā)布《光電子器件技術(shù)路線圖》，指出核心、高端光電子器件落后已經(jīng)成為制約我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。目前25Gb/s 的高速率光芯片國產(chǎn)化率僅3%左右，而光芯片在100G 光模塊中價(jià)值量占比在40%~50%，且供應(yīng)主要依賴美國、日本廠商，進(jìn)口替代空間廣闊。目前具備高速率芯片研發(fā)實(shí)力的國內(nèi)廠商主要有光迅、昂納、海信寬帶等，稀缺平臺有望獲得政策支持。由光迅科技牽頭，在武漢成立國家信息光電子創(chuàng)新中心，協(xié)同推進(jìn)信息光電子“關(guān)鍵和共性技術(shù)協(xié)同研發(fā)”及“首次商業(yè)化”。

數(shù)據(jù)流量持續(xù)增長，數(shù)據(jù)中心和5G 拉動(dòng)光模塊持續(xù)景氣。隨著公有云業(yè)務(wù)發(fā)展，超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心建設(shè)持續(xù)落地，100G 光模塊在2018 年需求量有望達(dá)到800 萬只，對25Gb/s需求強(qiáng)勁。5G 漸行漸近，5G 前傳、回傳帶來的承載網(wǎng)高速率光模塊需求量在數(shù)千萬只水平。公司作為信息光電子國家隊(duì)，有望在技術(shù)轉(zhuǎn)化、產(chǎn)品認(rèn)證等方面發(fā)揮領(lǐng)先優(yōu)勢。

天孚通信：信息光電子國家隊(duì)，高速光芯片有望推出

公司積極擴(kuò)充光器件品類，布局明星產(chǎn)品。數(shù)據(jù)流量增長驅(qū)動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)快速迭代，光器件向高速率、集成化、低功耗升級的趨勢明顯；公司在傳統(tǒng)無源產(chǎn)品堅(jiān)守高品質(zhì)定位，拓展Lens、MPO、鍍膜等高價(jià)值產(chǎn)品，并加碼有源的OSA 高速光器件業(yè)務(wù)線，有望受益數(shù)據(jù)中心光模塊需求爆發(fā)：

（1）Lens/MPO：公司通過并購整合引入FIBER LENS（光纖透鏡）產(chǎn)品線的先進(jìn)技術(shù)，可用于10/40/100G/200G/400G 光模塊或者傳輸線纜。Multi-fiber Pull Off（多芯多通道線纜連接器）主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心多芯匯聚場景，公司已經(jīng)完成大部分客戶的送樣驗(yàn)證，在江西批量生產(chǎn)并完成二期擴(kuò)產(chǎn)。自主研發(fā)的光學(xué)鍍膜產(chǎn)品線已進(jìn)入穩(wěn)定生產(chǎn)階段。

（2）OSA：公司2015 年8 月份董事會通過審議，投資0.2 億元建設(shè)10G 以上OpticalSubassembly（光次模塊）項(xiàng)目，經(jīng)過兩年多的研發(fā)與生產(chǎn)獲得了較好的市場效益。公司OSA OEM/ODM 業(yè)務(wù)是無源產(chǎn)品的延伸，充分利用高端光器件制造經(jīng)驗(yàn)和下游客戶資源，進(jìn)入價(jià)值更集中的有源市場。

定增投入高速率光器件，有望加快落地打開增長空間。公司定增已經(jīng)獲得證監(jiān)會核準(zhǔn)批復(fù)，擬發(fā)行股份不超過3000 萬股，募集資金不超過6.18 億元，投入高速率光器件產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)：（1）25G/50G 同軸式高速率光收發(fā)器件，在原有10G 產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)一步升級；（2）光隔離器，主要應(yīng)用在25G 同軸器件和高速率器件中；（3）光電集成高速光器件，主要應(yīng)用在25G、100G 中長距離光模塊中；（4）高速光引擎組件，采用COB 封裝技術(shù)主要應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心40G、100G、400G 短距離光模塊中。項(xiàng)目建設(shè)期30 個(gè)月，邊建設(shè)邊投產(chǎn)，增發(fā)方案預(yù)計(jì)達(dá)產(chǎn)后實(shí)現(xiàn)凈利潤1.50 億元/年。預(yù)測有源將成為公司增長核心動(dòng)力，2018~2020年?duì)I收分別為0.81/1.89/ 3.47 億元。

博創(chuàng)科技：信息光電子國家隊(duì)，高速光芯片有望推出

發(fā)揮集成優(yōu)勢，加快拓展高速次級光模塊業(yè)務(wù)。隨著數(shù)據(jù)流量增長，光網(wǎng)絡(luò)（包括運(yùn)營商和數(shù)據(jù)中心）高速率、低功耗、集成化趨勢明顯。公司掌握集成光電子的平面波導(dǎo)技術(shù)，PLC 分路器行業(yè)領(lǐng)先、推出AWG 和VMUX 產(chǎn)品、拓展40G/100G 的ROSA 產(chǎn)品，集成的組件和價(jià)值逐步提升：

（1）PLC 分路器：主要用于FTTH 接入，2017 年國內(nèi)移動(dòng)繼續(xù)保持對固網(wǎng)寬帶投資，海外市場態(tài)勢平穩(wěn)，銷售量和銷售額保持平穩(wěn)，我們測算毛利率略有下降。2018 年移動(dòng)固網(wǎng)寬帶投資明顯下降，期待海外加快拓展確保收入規(guī)模。

（2）DWDM 器件：包括AWG、VMUX 及其他波分器件，主要用于城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)。2017 年受運(yùn)營商資本開支下降及設(shè)備商清理庫存影響，DWDM器件銷量及銷售額同比下降。2017 年Q3 三大運(yùn)營商恢復(fù)/啟動(dòng)400G DWDM/OTN 設(shè)備招標(biāo)，另外5G 承載網(wǎng)方案中OTN下沉趨勢明顯，公司有望受益固網(wǎng)傳輸及5G 承載建設(shè)，我們預(yù)計(jì)2018 年有望觸底、后續(xù)三年保持20~30%增長。

（3）40/100G ROSA：目前公司與KAIAM 合作，提供高速次級光模塊封裝服務(wù)。公司適應(yīng)北美數(shù)據(jù)中心需求，ROSA 由40G 向100G 升級并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，積極擴(kuò)大產(chǎn)能目前超過2萬只/年。公司持有KAIAM 3.31%股權(quán)雙方合作關(guān)系穩(wěn)固，持續(xù)研發(fā)TOSA 產(chǎn)品，同時(shí)積極拓展其他有源光器件客戶；預(yù)計(jì)2018~20 年數(shù)據(jù)中心光模塊需求持續(xù)景氣，公司按需擴(kuò)充有望獲得50%/40%/30%同比增長。

募投項(xiàng)目快速投產(chǎn)，有望持續(xù)增厚上市公司業(yè)績。公司IPO 募集資金1.97 億元，投入研發(fā)中心、PLC 集成器件、MEMS 集成器件、高速光模塊項(xiàng)目，預(yù)計(jì)將形成年產(chǎn)能：400萬通道PLC 分路器、6 萬套VOA、1.5 萬套VMUX、10 萬套MEMS 集成器件、24 萬路OSA。截至2017 年底PLC 和OSA 項(xiàng)目投資完成率分別為77.84%和75.18%，2017 年貢獻(xiàn)效益0.51 億元；MEMS 項(xiàng)目正在抓緊產(chǎn)業(yè)化，同時(shí)穩(wěn)步推進(jìn)硅基集成光學(xué)芯片及波長選擇光開關(guān)研究。

光模塊：產(chǎn)品迭代加速，高速需求提升光模塊核心組件是OSA。信息網(wǎng)絡(luò)主要以光纖作為傳輸介質(zhì)，但目前計(jì)算、分析還必須基于電信號，光模塊是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的核心器件。光模塊的核心組件有光適配器（Receptacle）、TOSA（光發(fā)射次模塊）/ROSA（光接收次模塊）或BOSA（光收發(fā)一體模塊）、電芯片，另外還包括透鏡、分路器、合束器等無源器件及外圍電路。在發(fā)射端：電信號通過TOSA 轉(zhuǎn)換為光信號，再由光適配器輸入到光纖；在接收端：光纖中的光信號通過光適配器被ROSA 接收并轉(zhuǎn)變成電信號，并輸送到計(jì)算單元進(jìn)行處理。

（1）光適配器由陶瓷插芯、開口陶瓷套筒、金屬件組成，用于光纖與OSA 器件的連接。

（2）TOSA 封裝構(gòu)件包括：LD TO-Can（發(fā)射管芯，核心為LD 即激光器）、封焊管體、陶瓷插芯、陶瓷套管、適配器、調(diào)節(jié)環(huán)，用于實(shí)現(xiàn)電信號轉(zhuǎn)化成光信號。

（3）ROSA 封裝構(gòu)件包括：PD TO-Can（接收管芯，核心器件為PD 即光探測器）、塑封適配器、封焊管體、金屬適配器、閉口套筒，用于實(shí)現(xiàn)光信號轉(zhuǎn)化成電信號。其中，LD、PD 也就是通常意義上的光芯片。

光模塊結(jié)構(gòu)及光電信號轉(zhuǎn)換

按封裝形式可分為GBIC、SFP、XFP、QSFP、CFP 等。（1）GBIC 是2000 年以前形成的光收發(fā)器標(biāo)準(zhǔn)。GBIC 模塊具有熱插拔的電氣接口，可支持單模光纖和光信號百公里級別長距離傳輸。（2）SFP 是一種緊湊型、可插拔的收發(fā)器模塊標(biāo)準(zhǔn)，用于電信和數(shù)據(jù)通信應(yīng)用。SFP 提供類似GBIC 模塊的功能，但大小只有的GBIC 的一半。（3）XFP 是10G 速率的小型可插拔收發(fā)器模塊標(biāo)準(zhǔn)，支持多種通信協(xié)議，如10G 以太網(wǎng)、10G 光纖通道和SONETOC-192。XFP 收發(fā)器可用于數(shù)據(jù)通信和電信市場，并提供比其他10Gbps 收發(fā)器更好的功耗特性。（4）QSFP 是一種緊湊型、可插拔的收發(fā)器標(biāo)準(zhǔn)，主要用于高速數(shù)據(jù)通信應(yīng)用。根據(jù)速度可將QSFP 分為4×1G QSFP、4×10G QSFP+、4×28G QSFP28 光模塊等。目前QSFP28 廣泛應(yīng)用于全球數(shù)據(jù)中心。（5）CFP 是基于標(biāo)準(zhǔn)化的密集波分光通信模塊，傳輸速率可達(dá)40-100Gbps。CFP 模塊的尺寸比SFP/XFP/QSFP 更大，一般用于城域網(wǎng)等長距離傳輸。

光模塊速率提升趨勢顯著，迭代加速。單波長通信系統(tǒng)用光模塊發(fā)射和接收波長分別為850nm、1310nm 和1550nm 三個(gè)傳輸窗口，其中 850nm 適合短距離多模傳輸，1310nm 適合中等距離傳輸，1550nm 適合長距離傳輸。相對于單波長的通信系統(tǒng)，波分復(fù)用（WDM）技術(shù)能成倍增加網(wǎng)絡(luò)帶寬，因而得到廣泛的應(yīng)用。目前固定寬帶接入市場適用1G 及以下、2.5G、4.25G；LTE 無線基站前傳適用6G、10G；承載和傳輸（城域/骨干）適用40G、100G、400G；數(shù)據(jù)中心適用40G、100G 光模塊。隨著流量增長和技術(shù)升級，各類場景對光模塊速率要求。

光模塊產(chǎn)品演進(jìn)路徑

云計(jì)算逐漸滲透，100G 放量，400G 布局

云計(jì)算推動(dòng)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心加速建設(shè)。根據(jù)思科，全球超大型數(shù)據(jù)中心數(shù)量預(yù)計(jì)由2016年的338個(gè)增長至2021年的628個(gè)，2016-2021CARG13%。

2021年全球超大型數(shù)據(jù)中心占比為53%，將有85%的公有云服務(wù)器安裝于超大型數(shù)據(jù)中心，超大型數(shù)據(jù)中心將承擔(dān)87%的公有云工作負(fù)載。

數(shù)據(jù)中心呈現(xiàn)大型化趨勢

內(nèi)部流量占比7成，速率提升需求明顯。數(shù)據(jù)中心流量可按照連接類型分為三類:

(1)數(shù)據(jù)中心到用戶，由訪問云服務(wù)進(jìn)行瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)電子郵件和視頻流等終端用戶行為產(chǎn)生;

(2)數(shù)據(jù)中心互聯(lián)，主要用于數(shù)據(jù)復(fù)制、軟件和系統(tǒng)升級;

(3)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，主要用于信息的存儲、生成和挖掘。根據(jù)思科預(yù)測，全球數(shù)據(jù)中心流量將由2016年的6819EB增長至2021年的20555EB，CAGR23%。

由數(shù)據(jù)中心內(nèi)部流量和數(shù)據(jù)中心互聯(lián)流量組成的東西向流量(East-WestTraffic，橫向流量)占數(shù)據(jù)中心總流量約85%。

2021 年全球數(shù)據(jù)中心流量分類

全球數(shù)據(jù)中心流量

100G 出貨量爆發(fā)，CWDM4 成為主流

100G已經(jīng)成為海外云計(jì)算數(shù)據(jù)中心主流。數(shù)據(jù)流量持續(xù)增長，數(shù)據(jù)中心大型化、扁平化趨勢推動(dòng)光模塊向兩方面發(fā)展:傳輸速率需求升級、數(shù)量需求增長。

目前全球數(shù)據(jù)中心光模塊需求已經(jīng)10/40G光模塊向100G光模塊更迭。

根據(jù)全球光器件龍頭OCLARO，2016年起，Amazon、Google等北美一線云服務(wù)提供商服務(wù)器端口開始由10G向25G升級，葉、脊交換機(jī)端口由40G向100G升級，預(yù)計(jì)2018年開始部署200/400G產(chǎn)品。

國內(nèi)廠商方面，阿里云宣傳2018將成為100G光模塊大規(guī)模應(yīng)用元年，預(yù)計(jì)2019年進(jìn)行400G光模塊的升級。

數(shù)據(jù)中心葉脊拓?fù)浼軜?gòu)適用光模塊產(chǎn)品

阿里云光模塊演進(jìn)路徑

2017年全球100G放量，高端光模塊價(jià)值凸顯。

根據(jù)LightCounting，2016年全球100G光模塊銷售額達(dá)到11.5億美元，相比2015年的4.6億美元，同比增長150%;2016年全球100G光模塊的出貨量約100萬只，其中QSFP28光模塊出貨量超過70萬只。2017年H1，全球100GQSFP28光模塊出貨量達(dá)100萬只，全年大約400萬只。

2015年全球高端光模塊(40G及以上)市場規(guī)模為43億美元，預(yù)計(jì)2021年市場規(guī)模達(dá)156億美元，2015~2021年CAGR24%;其中，100G光模塊市場規(guī)模預(yù)計(jì)由2015年的34億美元增長至2021年的119億美元，2015~2021年CAGR23%

全球100G QSFP28 光模塊出貨量（單位：千只）

全球高端光模塊市場規(guī)模（單位：億美元）

CWDM4逐漸成為主流，100G硅光影響有限。

數(shù)據(jù)中心大型化趨勢導(dǎo)致傳輸距離需求提升，多模光纖的傳輸距離受限于信號速率的提升，預(yù)計(jì)將逐漸被單模光纖代替。

另外，光纖鏈路成本由光模塊和光纖兩部分組成，PSM4光纖使用量是CWDM4的4倍，當(dāng)鏈路的距離較長時(shí)PSM4方案成本更高。

Intel提出了100G硅光方案，但前期主要是PSM4，在轉(zhuǎn)向CWDM4的過程中產(chǎn)品良率方面還存在較大障礙，硅光在100G的影響有限。

400G 逐漸成熟，2019 年有望規(guī)模應(yīng)用

大型互聯(lián)網(wǎng)公司需求明確，預(yù)計(jì)2018 年下半年開始應(yīng)用。Amazon、Google 等北美一線ICP 公司預(yù)計(jì)2018 年開始部署400G 產(chǎn)品，2019 年逐步放量。國內(nèi)廠商預(yù)計(jì)將跟隨北美數(shù)據(jù)中心高速化和大型化的發(fā)展方向，光模塊采購也將向高端化演變。根據(jù)LightCounting，2015 年全球200/400G 光模塊市場規(guī)模為1 億美元，2021 年市場規(guī)模達(dá)到34 億美元，2015-2021 CARG 141%。我們認(rèn)為，200G 光模塊為100G 向400G 過渡方案，2019 年起增量市場空間將以400G 光模塊拉動(dòng)為主。目前400G 光模塊的主流接口有OSFP 和QSFP-DD。

全球200/400G 光模塊市場規(guī)模（單位：十億美元）

Amazon、Facebook、Google、Microsoft 光模塊市場規(guī)模（單位：百萬美元）

OSFP標(biāo)準(zhǔn)由Google、Arista主推，預(yù)計(jì)2018H2量產(chǎn)?！癘”代表著“八進(jìn)制(Octal)”，意為OSFP光模塊使用8個(gè)50G通道來實(shí)現(xiàn)400GbE;“SFP”代表著“小型可插拔規(guī)格”。OSFPMSA(多源協(xié)議組織)包括中際旭創(chuàng)、Google、Arista、光迅科技、AAOI、華為、Intel、Lumentum、Oclaro等48家公司。

400GOSFP 光模塊

QSFP-DD標(biāo)準(zhǔn)由Cisco、Facebook等主推，由于DSP的限制預(yù)計(jì)2019年量產(chǎn)。

QSFP-DD光模塊使用2個(gè)200GQSFP56并行通道實(shí)現(xiàn)400GbE;每個(gè)200GQSFP56通道由4×50G信號組成。OSFPMSA(多源協(xié)議組織)由Cisco、博通、華為、Finisar、AAOI、Intel、Juniper、Lumentum、Luxtera、Mellanox、Molex、Oclaro、TEConnectivity等52家企業(yè)組成。QSFP規(guī)格是業(yè)界40G和100G光模塊的主流接口標(biāo)準(zhǔn)，因此QSFP-DD具有向后兼容性，可以實(shí)現(xiàn)平滑升級。目前中際旭創(chuàng)、思科、Oclaro等廠商均已推出樣品。

400G QSFP-DD 光模塊

400G研發(fā)進(jìn)展順利，龍頭公司保持領(lǐng)先。OFC2018期間，多個(gè)光模塊廠商展示了400G設(shè)計(jì)或者樣品。其中:QSFP-DD展出廠商有中際旭創(chuàng)、新易盛、昂納科技、Finisar、AOI等11家，OSFP展出廠商有中際旭創(chuàng)、海信寬帶、Mellanox等3家，中際旭創(chuàng)是同時(shí)具備OSFP和QSFP-DD的核心廠商。

根據(jù)HeavyReading對于46家主流光模塊廠商的市場調(diào)查，目前已有32%的受訪公司表示已經(jīng)少量出貨400G光模塊，另有14%的受訪公司表示將在未來半年或一年內(nèi)出貨400G光模塊。

產(chǎn)業(yè)加速迭代，中國企業(yè)迎來趕超機(jī)遇

技術(shù)升級:硅光有望在400G中等距離實(shí)現(xiàn)突破

硅光器件具有低功耗、高集成優(yōu)勢。硅光主要只指在硅基上制作光通信器件，在工程場景下，大部分無源器件都可以用硅作為材料，但是激光器、放大器仍舊需要基于III-V族半導(dǎo)體。

與傳統(tǒng)光器件相比，理論上硅光具備以下優(yōu)勢:

1) 成本低:硅基材料成本低，可利用CMOS在集成電路領(lǐng)域的投資、設(shè)施和工藝，大幅提高光器件制造工藝水平，進(jìn)一步降低成本;

2) 功耗低:硅基材料阻抗低，器件驅(qū)動(dòng)電壓低，降低能耗;

3) 集成度高:硅基材料及技術(shù)可以提供光子和電子的統(tǒng)一制造平臺，為芯片級光電集成提供途徑，進(jìn)一步減小系統(tǒng)設(shè)備的成本和尺寸。

硅光子集成優(yōu)勢

硅光生態(tài)主要廠商

硅光模塊進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)步推進(jìn)階段。

Intel基于未來全光計(jì)算考慮，成為硅光發(fā)展的重要推動(dòng)力，2016年提出100G光模塊產(chǎn)品，硅光正式進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用階段。

目前，硅光模塊影響力較大的廠商有intel、mellanox、Luxtera、TeraXion等，國內(nèi)光迅科技、中國電科也在開展硅光研究和產(chǎn)業(yè)化。

針對硅光模塊的替代影響，目前業(yè)界普遍看法是:100G方面，硅光子技術(shù)對PSM4產(chǎn)品有一定影響;到400G，硅光在中等距離(500M)應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢，短距將以VCSEL為主，長距離需要采用EML。

硅光發(fā)展歷程

Intel和Luxtera的硅光模塊已規(guī)模出貨。2016年，Intel公布其100GPSM4QSFP28光模塊實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，2017年研發(fā)CWDM4、CLR4的硅光模塊，預(yù)計(jì)2018-2019年推出400G光模塊產(chǎn)品。Luxtera主要基于PSM4路線，2015年Luxtera推出100GPSM4QSFP28光模LUX42604以及100GPSM4硅光子芯片LUX22604;2017年，Luxtera出貨業(yè)界首款2×100GPSM4硅光嵌入式模塊。

Intel 硅光產(chǎn)品規(guī)劃

行業(yè)整合:芯片并購活躍，模塊產(chǎn)能向中國轉(zhuǎn)移

行業(yè)并購活躍，整合高端芯片器件能力。Avago、NeoPhotonics等國際廠商通過并購?fù)晟萍夹g(shù)與業(yè)務(wù)拓展，鞏固上游高端光芯片能力，把控光模塊產(chǎn)業(yè)豐厚利潤點(diǎn)。

2018年3月Lumentum(全球No.2)宣布擬以18億美元并購Oclaro(全球No.3)，若交易成功兩者營收規(guī)模有望超過Finisar成為行業(yè)第一。

國內(nèi)光迅科技、昂納科技、海信寬帶等通過自研和并購等方式，也具備了一定光芯片能力。

全球化協(xié)作凸顯，光模塊制造向國內(nèi)轉(zhuǎn)移。由于中國具有成熟的代工體系以及人力成本的相對優(yōu)勢，F(xiàn)inisar、AAOI等國外廠商均在中國設(shè)有工廠。

國內(nèi)廠商方面，以中際旭創(chuàng)、新易盛為代表的公司擴(kuò)大產(chǎn)能，較低的制造成本成為差異化優(yōu)勢之一。

新易盛募投光模塊生產(chǎn)線項(xiàng)目穩(wěn)步推進(jìn)，完成后可使產(chǎn)能從2016年的413萬只/每年提高到643萬只/每年;中際旭創(chuàng)通過增發(fā)股份募集資金擴(kuò)大產(chǎn)能，完成后將新增年產(chǎn)光模塊共計(jì)530萬只的生產(chǎn)能力，另外投資銅陵項(xiàng)目預(yù)計(jì)2018下半年逐步啟動(dòng)生產(chǎn)。

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心建設(shè)對無源器件也有拉動(dòng)作用，一方面數(shù)量有明顯增長，另外對產(chǎn)品專業(yè)集成、快速適配要求提升。

昂納科技、天孚通信、太辰光均針對數(shù)據(jù)中心推出無源線纜、透鏡、波分復(fù)用/解復(fù)用等產(chǎn)品。

政策推動(dòng)：鼓勵(lì)國產(chǎn)自主，提升高端競爭力

國家政策支持信息光電子發(fā)展。2017年底工信部發(fā)布《中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖(2018-2022年)》，指出核心、高端光電子器件落后已經(jīng)成為制約我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。

目前25Gb/s的高速率光芯片國產(chǎn)化率僅3%左右，供應(yīng)主要依賴美國、日本廠商。

政策要求在2022年中低端光電子芯片的國產(chǎn)化率超過60%，高端光電子芯片國產(chǎn)化率突破20%。

光通信器件產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品

核心競爭力1:掌握光芯片能力，構(gòu)建“護(hù)城河”。

光芯片在模塊中無論是技術(shù)壁壘還是產(chǎn)業(yè)價(jià)值都占據(jù)重要位置。

光芯片是限制光模塊供貨能力的主要因素，下游大客戶對產(chǎn)品快速交付能力要求高，擁有自主芯片廠商能夠確保產(chǎn)品供貨速率。毛利率方面，由于光芯片占據(jù)模塊約30~70%左右成本，上下游垂直一體化的廠商能獲取更高的毛利率。

海外Finisar、Lumentum等具備完整的芯片+模塊能力;目前國內(nèi)具備光芯片能力的廠商主要有光迅科技、昂納科技、海信寬帶。

全球主流廠商光器件業(yè)務(wù)毛利率

核心競爭力2:服務(wù)主流客戶，產(chǎn)品快速迭代。

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心下游客戶高度集中，已進(jìn)入主流客戶供應(yīng)體系光模塊廠商具備相當(dāng)銷售規(guī)模，可以有效分?jǐn)傃邪l(fā)成本，確保毛利率水平。

國外AAOI在40G周期服務(wù)北美主流客戶，最新100G產(chǎn)品也具有領(lǐng)先優(yōu)勢;國內(nèi)典型公司如中際旭創(chuàng)，與谷歌合作順暢能力獲得認(rèn)可，2018年已經(jīng)擴(kuò)展獲取亞馬遜、facebook等主流云計(jì)算廠商訂單。

另外昂納科技、光迅科技、海信寬帶也與互聯(lián)網(wǎng)公司或者通信設(shè)備廠商具有一定良好合作基礎(chǔ)，博創(chuàng)科技為關(guān)聯(lián)方KAIAM提供OSA。