通信行业与上游产业链关系分析

通信行业与上游产业链关系分析

通信行业与上游产业链关系通信设备制造行业的上游企业主要是芯片、光模块、阻容件、线缆、连接器、印刷电路板等元器件供应商，以及塑胶或金属壳供应商、包装纸箱供应商、模具生产供应商和外观设计企业等。其中芯片、光模块、印刷电路板等为上游的核心行业，尤其是芯片行业，境外主要供应商包括Broadcom、Marvell、Realtek、Qualcomm、MTK等国际品牌，境内主要供应商包括中兴微电子等。光模块、印刷电路板等元器件为一般性产品，在国内供应充足，处于充分竞争状态，为通信设备制造行业提供了成本优势。光通信行业下游应用驱动市场加速扩张据Lightcounting预测，光模块的市场规模在未来5年将以CAGR14%保持增长，2026年预计达到176亿美元。受益于数据中心建设、5G网络深入布局，中国光模块市场也有望进一步增长，Yole预测，2022年中国光模块市场规模有望达33亿美元，同比增长22%。电信侧市场，CWDM/DWDM未来将成为主要驱动力，预计2025年电信市场规模将达33．55亿美元。我国光通信行业现状光通信是通信工程术语，是以光波为载波的通信方式。相比于传统的电通信，光通信具有巨大传输带宽、极低传输损耗、较低成本和高保真等优势。光通信按光源特性，可分为激光通信和非激光通信；按传输介质，可分为大气激光通信和光纤通信；按传输波段，可分为可见光通信、红外光通信和紫外光通信。光通信产业升级趋势：相干技术市场下沉数据中心光互联方案可根据其传输距离来选择两种支撑技术，一种是直接探测技术，另一种是相干探测技术。相干探测凭借着高容量、高信噪比等优势在城域网内的长距离DCI互联中得到广泛应用，而直接探测的应用场景更适合相对短距离互联。相干光模块一开始适用于传输距离大于1000km的骨干网，后来逐步下沉至传输距离为100km至1000km的城域网，小于100km距离的边缘接入网，以及80km至120km的数据中心互联领域（DCI）。在数通领域，相干技术已成为数据中心互联的主流方案。通信用光电子正从分离器件向集成化方向加速发展。传统通信用光器件主要基于III-V族半导体材料研制，近年来在尺寸、成本、功耗以及与电芯片一体化等方面面临挑战。硅基光电子集成技术（简称硅光技术）是光子集成的重要方向。其基于硅材料，并借鉴大规模集成电路工艺中已成熟的CMOS工艺进行光器件制造，具有低成本、低功耗、微小尺寸和与集成电路工艺一体化的优势。硅基光芯片这一概念最早在上个世纪90年代初被提出，诞生伊始主要瞄准在芯片内部以光互连取代电互连。然而，受工艺和设计上的限制，在早期很长一段时间内该技术并没有获得足够的关注和投入。直到2004年，Intel研制出第一款1Gb/s速率的硅光调制器之后，人们才看到硅芯片中光进铜退的可能性。其后，在IBM、康奈尔大学、贝尔实验室、MIT等单位共同推动下，硅光芯片工作速率在2013年左右达到了50Gb/s，首次超越当时主流的光电子器件。虽然鉴于良率和损耗问题，硅光模块方案的整体优势尚不明显，但在超400G的短距场景、相干光场景中，硅光模块的低成本优势或许会使得其成为数据中心网络向400G升级的主流产品。根据中际旭创援引Lightcounting的预测，全球硅光模块市场将在2026年达到近80亿美元，有望占到一半的市场份额，与传统可插拔光模块平分市场。2021年至2026年硅光模块整体累计规模将接近300亿美元。光电共封装（CPO）指的是交换ASIC芯片和硅光引擎（光学器件）在同一高速主板上协同封装，从而降低信号衰减、降低系统功耗、降低成本和实现高度集成。根据中际旭创援引Lightcounting，CPO技术最大的应用场景可能不在交换ASIC领域，而是在HPC和AI簇领域的CPU、GPU以及TPU市场。到2026年，HPC和AI簇预计成为CPO光器件最大的市场。CPO出货量预计将从800G和1．6T端口开始，于2024至2025年开始商用，2026至2027年开始规模上量，主要应用于超大型云服务商的数通短距场景。可插拔设备将在未来5年甚至更长时间内继续主导市场，而在2027年，CPO端口将占总800G和1．6T端口的近30%。体材料铌酸锂调制器几十年来虽然在高速骨干网的传输调制中起到关键作用，但在传输速率进一步提升的关键参数上遭遇瓶颈，而且体积较大，不利于集成。新一代薄膜铌酸锂调制器芯片技术通过最新的微纳工艺，制备出的薄膜铌酸锂调制器具有高性能、低成本、小尺寸、可批量化生产、且与CMOS工艺兼容等优点，是未来高速光互连极具竞争力的解决方案。2021年的热点话题离不开5G的建设，光通信行业在电信市场的应用领域包括无线基站、接入网、骨干网和城域网。光通信是整个通信网络的基础建设之一。光通信是采用光纤作为主要的传输媒质来实现用户信息传送的通信技术的总称，具体包括用于运营商电信网络和企业级数通建设所需的光纤光缆、光器件/光模块、光主设备等光通信产品，以及光网络的规划、建设和优化等网络服务。随着5G建设的正式展开、光纤接入的持续普及升级改造，光通信行业在电信市场领域也将保持强劲的需求。目前，5G的建设和商用化已逐步开启，有望再次拉动对光通信市场的需求。在光通信的产业链上，光电子器件生产处于产业链的上游，其下游主要是通信系统设备行业。光电子器件产品由通信系统设备厂商系统集成为光传输设备，然后再由通信系统设备厂商提供给电信运营商，由电信运营商构建完整的通信网络后向消费者提供各种电信服务。光电子器件占据着光通信产业链总产值70%以上的市场份额，是光通信产业的核心组成部分。从2019-2020年的主要投融资事件来看，在光通信领域的投融资事件主要发生在光模块/光器件和光芯片方面。通过收购公司、收购技术团队，或者设立新产品线等方式，涌入到光模块领域。光纤光缆是中国光通信产业的传统优势领域，自2017年光纤预制棒产能达到预期以来，中国光纤企业出货量即占据全球市场一半以上。2019年，尽管光纤单价大幅降低，体量巨大的光纤光缆产业仍然以329．6亿元的产业规模成为细分领域龙头。当前，中国已建成全球规模最大的信息通信网络，光纤接入用户占比达到93%，位居世界第一。预测2020年全球光通信下游市场收入规模将达到1．4万亿人民币，并将以每年平均约18%的增速保持高速增长，到2025年有望创造约3．2万亿人民币的下游应用市场空间。其中，园区光局域网的升级以及面向个人及家庭的泛娱乐化应用将成为驱动这一万亿级市场的两大重要因素。光通信产业格局：芯片工艺壁垒高，下游应用分布广泛光器件位于光通信产业链中游，上游包括光芯片、电芯片、光组件等，产业链下游是光通信设备商，最终客户方面，传统客户包括了2B侧电信市场的大型运营商和数通市场的云计算巨头。光模块产品所需原材料主要为光器件、电路芯片、PCB以及结构件等。其中，光器件的成本占比最高，在73%左右。光器件主要由TOSA（以激光器为主的发射组件）、ROSA（以探测器为主的接收组件）、尾纤等组成，其中TOSA占到了光器件总成本的48%;ROSA占到了光器件总成本的32%。全球光通信产业上游并购规模热度不减，产业链各环节龙头的垂直整合也在进一步加剧（II-IV收购Finisar，博创科技、剑桥科技、光库科技并购海外资产）。受全产业升级的带动影响，产业各环节在投融资方面均有增长。整体来看，2018-2020年市场交易规模总量稳步上升且主要集中在芯片和器件的产业环节。光通信行业中国市场2001年，中国加入WTO，海外光器件厂商开始将光学元件的生产转移到中国。此后，国内企业开始了学习和自主创新，国内涌现了多家光器件厂商。据Lightcounting统计，2010-2021年间，光模块厂商全球前10排名中，中国厂商的数量由1家升至了5家，中国光模块市场飞速发展。2010年，中国光器件供应商的销售额超过5亿美元，到2018年增长至30亿美元。近年来我国光通信厂商快速崛起，但上游芯片端依然由海外厂商主导。核心芯片自制能力是光通信行业亟待解决的问题，因此，近年来国内芯片国产化率飞速发展。据2018年工信部发布的《中国光电子器件技术发展路线图（2018-2022年）》，到2022年，预计国内中低端光电子芯片的国产化率超过60％、高端光电子芯片国产化率突破20％。光通信核心组件，产能逐步东移光通信器件主要指应用在光通信领域，利用光电转换效应制成的具备各种功能的光电子器件。光通信器件是光通信产业的重要组成部分，其性能主导着光通信网络的升级换代。光模块工作在OSI模型的物理层，是光纤通信系统中的核心器件之一。它主要由光电子器件（光发射器、光接收器）、功能电路和光接口等部分组成，主要作用就是实现光纤通信中的光电转换和电光转换功能。根据驱动类型，光通信器件可分为光有源器件和光无源器件。光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件，是光传输系统的心脏；光无源器件是光通信系统中需要消耗一定的能量、具有一定功能而没有光-电或电-光转换功能的器件，是光传输系统的关节。不同组件在集成光器件中承担不同任务，根据器件的具体功能可分为发送接收器件、波分复用器件、增益放大器件、开关交换器件及系统管理器件等。光通信器件行业发展热点5G传送承载网络主要分为前传、中传和回传三部分，目前来看，中传基本上并不需要考虑太多的问题。5G传送承载网络基本上分为两部分，一是前传，一个是城域传送承载网。5G三大应用场景的独特性对传送承载提出了更高的要求，与过去相比最显著的变化是大带宽，因为5G与4G相比，接入速率提升10倍，终端数量极有可能也是10倍的增长量;此外，低时延也是主要的不同点，缩短端云距离，增强中间环节，降低处理时延，部署QoS防止拥塞;高精度时间同步，5G基本业务对时间同步的需求同4G一样;5G传送承载离不开网络切片，但网络切片需要无线核心网和承载网的联动;在网络的云化和智能化方面也需要高要求，随着整个的网络的复杂性和对弹性的要求，未来可能需要通过SDN和AI的技术来实现网络的弹性和智能化;低成本，实现功能、性能和成本的平衡。5G承载与城域传送承载发展是需要统筹考虑的。城域传送网络体系分两部分，一是核心汇聚层，二是接入层。此外，5G的前传和末端接入部分主要是以光纤为主，但在光纤不足的情况下可能采用WDM。随着光通信行业的不断发展，尤其是5G逐渐进入大规模的部署阶段，也推动了光模块的发展。由于光模块和光器件在通信网络的成本占比越来越大，制约了网络的总体成本;因此降低光模块和光器件是光通信产业的重要目标。光通信行业现状近年来，中国光通信行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。国家陆续出台了多项政策，鼓励光通信行业发展与创新，为光通信行业的发展提供了明确、广阔的市场前景，为企业提供了良好的生产经营环境。随着光芯片、光器件的技术水平的不断进步，光通信行业能够更好地应对海量数据以及高速运算要求带来的巨大压力，光通信行业规模也持续增长。据资料显示，2021年我国光通信行业市场规模为1266亿元，同比