5G+大數(shù)據(jù)浪潮下光通信借帆起航

導讀

自2013年“寬帶中國”戰(zhàn)略的發(fā)布和4G網(wǎng)絡建設周期啟動，中國光通信連續(xù)多年呈現(xiàn)快速增長，光通信企業(yè)迎來的快速發(fā)展的機遇，然而，隨著FTTX（光纖入戶）和4G鋪設接近尾聲，光通信增速開始放緩并出現(xiàn)下滑趨勢，根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)2018年光通信增速下降了11%，2019年增速出現(xiàn)了-8.9%。隨著2020年三大運營商紛紛將資本開支轉向5G，5G以及大數(shù)據(jù)中心的建設加速將拉動光通信基礎設施的需求，預計中國光通信市場規(guī)模仍將保持12％左右的年均復合增速，到2025年市場規(guī)模階超過1700億元，光通信借“5G+大數(shù)據(jù)”重新起航。

光通信產(chǎn)業(yè)鏈分布為：光芯片、光器件/光模塊、光通信設備及光纖光纜，下面我們從光通信產(chǎn)業(yè)鏈各細分市場來解讀光通信的借帆起航

起航一·光芯片

光芯片主要應用于電信市場、數(shù)據(jù)中心市場、以及消費電子市場。其中，電信市場主要應用于傳輸網(wǎng)、 接入網(wǎng)以及無線基站，市場份額占比約 60%左右；數(shù)據(jù)中心市場主要應用于數(shù)據(jù)中心內部互聯(lián)、連接數(shù)據(jù)中心間的 DCI 網(wǎng)絡，市場份額占比約 30%左右；消費電子市場主要包括手機3D感應系統(tǒng)（內含VCSEL芯片），市場份額占比約 10%左右。

2020年起，5G規(guī)模商用開啟，有望再次拉動對光模塊的需求，預計市場規(guī)模超45億美元，按照芯片成本占比50%估算，市場空間超20億美元。根據(jù)測算，5G基站光芯片市場規(guī)模約為4G基站 2.8 倍左右。與4G基站光模塊市場相比，5G基站的建設對光芯片的需求將持續(xù)提升。

光芯片應用于4G與5G基站的對比：

數(shù)據(jù)中心的發(fā)展提升光芯片的需求

數(shù)據(jù)中心內部連接距離相對短，以850nm的VCSEL和 1310nm的DFB芯片為主。其中，100G AOC和100GSR4 主要以VCSEL芯片為主，100G PSM4和100G CWDM4主要以 DFB 芯片為主。

隨著數(shù)據(jù)中心承載的功能逐漸增加，數(shù)據(jù)中心內部傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡架構(接入層、中層的匯聚層)逐漸難以適應內部流量集中的趨勢，帶寬壓力持續(xù)增大，新型分布式數(shù)據(jù)中心葉脊式網(wǎng)絡架構隨之興起。葉脊拓撲網(wǎng)絡是兩層結構，包括脊交換機和葉交換機，數(shù)據(jù)中心與外部的連接可以通過(邊緣)脊交換機或(邊緣)葉交換機實現(xiàn)。在該結構下，每臺脊交換機與每臺葉交換機之間都要進行連接。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡層相比，葉脊網(wǎng)絡擴大了接入層、匯聚層與主機之間的連接數(shù)。因此，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)男实玫教嵘耐瑫r，對于光模塊的需求也大大增加。

根據(jù)Ovum，到2020年全球新增100個數(shù)據(jù)中心(100萬臺服務器)，則市場空間高達120億美元。我們假設 VCSEL 芯片在光模塊中的成本占比約35%，則2020年VCSEL芯片在數(shù)據(jù)中心內部的市場規(guī)模約為42億美元。

隨著流量爆發(fā)引起網(wǎng)絡結構變化，驅動數(shù)據(jù)中心互聯(lián)(DCI)市場呈高速發(fā)展趨勢。目前，由于不同地區(qū)數(shù)據(jù)中心之間的信息需要通過電信骨干網(wǎng)相連，因此傳輸時延和傳輸成本無形之中大大增加。隨著數(shù)據(jù)中心流量的爆發(fā)，骨干網(wǎng)的帶寬成為限制數(shù)據(jù)互訪流量爆發(fā)的瓶頸。在此背景下，DCI 網(wǎng)絡在不同地區(qū)的數(shù)據(jù)中心之間重新建立新的傳輸通道，將極大地提升數(shù)據(jù)中心之間的傳輸效率，同時減少骨干網(wǎng)的傳輸壓力。DCI網(wǎng)絡主要采用WDM系統(tǒng) (包括 CWDM 和 DWDM )，按距離可分為同一城市內互聯(lián)和城市間互聯(lián)。前者對應的傳輸距離一般在40公里以內，主要用到 DFB 芯片；后者對應的傳輸距離一般在為幾百公里，主要用到 EML 芯片。隨著 DCI 網(wǎng)絡建設的逐步推進，高速光芯片的需求有望快速增長。

光芯片市場格局

光芯片廠商眾多，市場集中度較低，整個市場正處于充分競爭狀態(tài)。其中，F(xiàn)inisar 作為北美光器件的龍頭廠商，占據(jù)全球 14.8% 的市場份額，國內龍頭光迅科技市場份額占比為 5.6%，根據(jù)《中國光器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展線路圖( 2018-2022 )，將光芯片國產(chǎn)化上升為國家戰(zhàn)略，目前小于 10Gb/s 的光芯片國產(chǎn)化率達到80% ，10Gb/s 速率的光芯片國產(chǎn)化率接近50% ，而 25Gb/s 及以上的速率的光芯片則高度依賴出口，國產(chǎn)化率僅 3%。

起航二·光模塊/光器件

光模塊是光纖通信系統(tǒng)的核心器件之一，是光通信設備最重要的組成部分，主要作用是實現(xiàn)光電轉換，是光世界與電世界的互連通道,光模塊的應用場景豐富，可分為電信市場與數(shù)通市場，涵蓋了數(shù)據(jù)寬帶、電信通訊、數(shù)據(jù)中心、Fttx、安防監(jiān)控和智能電網(wǎng)等領域。

受益于數(shù)據(jù)中心建設、5G網(wǎng)絡深入布局，國內光模塊企業(yè)全球市場份額的提升，光模塊下游運營商需求擴大，中國光模塊市場有望進一步增長。2022年中國光模塊市場規(guī)模有望超30億元，增速有望趕超全球。光模塊行業(yè)廠商眾多，競爭激烈,產(chǎn)業(yè)鏈進一步向中國集中，國內光模塊供應商市場份額有望超50%。據(jù)Light Counting，來自中國的中際旭創(chuàng)、海信、光迅科技、華工正源和新易盛等5家光模塊廠商有進入全球前十，主導全球光模塊市場，對比2010年時只有一家中國企業(yè)進入前十。中際旭創(chuàng)有望終結Finisar的“連冠”記錄，登頂光模塊前十排行榜?？紤]到新冠病毒的爆發(fā)的影響，中國較其他國家更快恢復，另外疊加中國5G網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)中心建設的加速落地，中國光模塊廠商有望進一步提升全球市場份額。

起航三·光通信設備

根據(jù)Dell'Oro最新發(fā)布的報告，2020年全球光傳輸設備(Optical Transport Equipment)收入年增1%至160億美元, 盡管因COVID-19大流行而存在高度不確定性，但由于在5G網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心運營商需求的驅動在未來的許多年里將持續(xù)增長，未來五年光網(wǎng)絡設備市場仍將保持積極勢頭，從2021年到2025年，光傳輸市場收入累計將達850億美元。在供應商方面，華為，Ciena,中興通訊，諾基亞，思科和Infinera等占據(jù)全球光網(wǎng)絡設備主要市場。

起航四·光纖光纜

雖然2019年光通信行業(yè)光纜需求增速放緩，光纖光纜出現(xiàn)產(chǎn)能過剩;但是隨著2020年三大運營商紛紛將資本開支轉向5G，中央政治局會議也要求加快5G，而5G的競爭是光通信基礎設施的競爭，5G以及大數(shù)據(jù)中心的建設加速，將拉動光通信基礎設施的需求。

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革在全球深入發(fā)展，特別是新冠肺炎疫情發(fā)生后，在線教育、遠程醫(yī)療、遠程辦公等應用快速發(fā)展，各領域對網(wǎng)絡的依賴不斷增強，夯實網(wǎng)絡基礎設施成為各國共識。以5G、千兆光網(wǎng)為代表的“雙千兆”網(wǎng)絡是制造強國和網(wǎng)絡強國建設不可或缺的“兩翼”和“雙輪”，是新型基礎設施的重要組成和承載底座，在拉動有效投資、促進信息消費和助力制造業(yè)數(shù)字化轉型等方面發(fā)揮著重要的作用，在2021年3月25日，工信部發(fā)布了《“雙千兆”協(xié)同發(fā)展行動計劃(2021-2023年)》指出到未來三年是5G和千兆光網(wǎng)發(fā)展的關鍵期。作為信息通信最為關鍵的環(huán)節(jié)，光纖光纜的重要程度毋庸置疑。

從CRU的預測數(shù)據(jù)來看，2020年全球和中國光纜需求量分別為5.06億芯公里和2.50億芯公里;到2021年，全球及中國光纜需求量將分別達到5.58億芯公里和2.90億芯公里。表明未來光通信行業(yè)市場需求大，將帶動產(chǎn)業(yè)鏈加速布局。行業(yè)主要上市公司：長飛光纖、亨通光電、烽火通信、中天科技、漢信光電、特發(fā)信息

總結

從以上光通信產(chǎn)業(yè)市場狀況分析，我們可以看到光通信作為5G及大數(shù)據(jù)中心建設的承載，隨著5G及大數(shù)據(jù)的發(fā)展，未來是可期的，但同時我們也應該認識到在一些核心領域我們與歐美日等發(fā)達國家還存在的差距，特別是高速通信核心器件上我們還以來著進口，中國作為5G及大數(shù)據(jù)中心建設大國，在政策的支持下眾志成城，加快研發(fā)步伐，才能不枉費“5G+大數(shù)據(jù)”這天時地利人和的大浪潮，真正做到借帆起航。