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安博体育APP-2023年中国光模块行业研究报告

02/03/2024 10:33:52

第一章 行业概况

1.1 行业简介

光模块行业是光纤通信技术发展的重要组成部分,作为连接光纤通信网络的基础设备,光模块为数据传输提供了必要的硬件支持。光模块是光纤通信系统核心器件之一,它包括多种模块类别,例如光接收模块、光发送模块、光收发一体模块及光转发模块。目前市场中,光模块通常指的是光收发一体模块。

一个光收发一体模块的主要组成部分包括光发射器件(TOSA,含激光器)、光接收器件(ROSA,含光探测器)、功能电路和光(电)接口。在发射端,驱动芯片对原始电信号进行处理,随后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)发射出调制光信号。在接收端,接收到的光信号由光探测二极管转换为电信号,经过前置放大器放大后输出电信号。

光模块的核心功能是实现电-光和光-电信号的转换。在发射端,一定速率的电信号经驱动电路处理后进入光发射器件;处理后的电信号驱动激光器发射出相应速率的调制光信号,通过光功率自动控制电路输出稳定光信号。在接收端,一定速率的光信号经光探测器处理后转换为电信号,处理后的电信号经过放大器放大后输出相应功率的电信号。

图 光模块核心功能

资料来源:资产信息网 千际投行 亿渡数据

随着光纤通信技术的快速发展,光模块行业也在不断创新和进步。目前,光模块的分类标准多样化,传统上通常从封装方式、传输速率、传数据路、工作温度、模式、波长、使用性和用途等方面进行分类。然而,随着技术的更新迭代,新的分类方式也应运而生,如按照调制方式、是否支持波分复用(WDM)应用、光接口工作模式等进行分类。每个类别下还有多个细分,反映了光模块应用场景的多样性和不断升级的技术要求。

光模块行业在全球范围内竞争激烈,中国企业在此领域的地位逐渐上升。然而,国产光模块企业在关键原材料和设备的国产化方面仍有一定的差距,对外依赖度较高,这也是光模块行业面临的重要挑战之一。为了更好地推动光模块行业的发展,有必要加强关键技术的研发,促进产业链的完善,以降低外部依赖度,增强行业的国际竞争力。

1.2 行业简史

光模块行业的发展经历了从初创阶段到技术迅速迭代的演进过程,现已走入加速发展的新纪元。过去25年间,这个行业不断刷新技术高度,而行业标准化的确立为这一进程奠定了基石。

在20世纪90年代中期之前,光模块还未形成一个独立的行业概念。设备制造商各自为战,独立设计研发光模块,由于外形尺寸和机电接口缺乏统一标准,光模块的兼容性非常差,给电信运营商的联通带来许多问题。然而,随着90年代中期至2000年初,多源协议行业联盟(MSA组织)的成立,一大批设备制造商和电信运营商共同推动了光模块的标准化进程,从而促使光模块行业正式成型并开始发展。

图 行业发展萌芽期

资料来源:资产信息网 千际投行 亿渡数据

进入21世纪的前10年,光模块行业迎来了发展的初期阶段。在这一阶段,封装形式的不断迭代、传输速率的逐步提升、以及接入方式的升级,逐渐实现了模块小型化。特别是SFP和XFP的诞生,成为推动模块小型化的关键节点。

图 发展初期

资料来源:资产信息网 千际投行 亿渡数据

自2010年开始,光模块行业步入了发展的加速阶段,高速化成为了行业发展的重点。在初期技术逐步成熟的基础上,光模块的传输速率开始实现快速提升,100Gbps的飞跃式进步标志着这一阶段的开端。随着技术的不断完善,2015年后200Gbps和400Gbps的光模块也快速跟进,已成为市场主流应用速率。

2020年后,随着5G产业的加速发展和社会经济对数据中心需求的不断扩大,光模块行业的技术升级速度进一步加快。行业发展的重点开始转向高速化、高集成、低成本和低功耗。800Gbps的光模块已经临近量产阶段,而富含更高技术含量的硅光模块也将在未来逐步成为行业的突破方向。

图 发展加速期

资料来源:资产信息网 千际投行 亿渡数据

1.3 行业现状

近年来,光模块行业呈现出积极的发展势头,这主要得益于应用场景的拓展以及市场需求的快速增长。据统计,全球光模块市场规模从2015年的46亿美元增长至2021年的88亿美元,CAGR为11.42%,增长势头强劲。随着下游需求的持续扩大,未来行业市场规模仍将长期保持增长势头,全球光模块市场规模2026 年预计达到145亿美元。

资料来源:资产信息网 千际投行 亿渡数据

技术的进步和应用的拓展是推动光模块行业发展的重要因素。光模块在数据通信和电信等领域有着广泛的应用,特别是在高速网络如100G和40G以太网中,其重要性不言而喻。与此同时,随着5G、云计算、大数据和4K视频等带宽密集型应用的需求不断增加,光模块市场预计将继续保持稳定的增长趋势。

在区域市场表现方面,亚太地区在2021年在全球市场中占据了主导地位,这主要得益于中国、日本和韩国等国家在光模块产量方面的领先地位。预计这种主导地位将在未来继续保持。

资料来源:资产信息网 千际投行 亿渡数据

行业竞争和投资也是推动光模块行业发展的重要动力。随着各行各业对光模块的需求不断增加,各种行业都在加速布局光纤网络,为光模块制造商提供了巨大的市场机会。数据显示,数据中心和电信运营商的增加预计将为光模块制造商创造更多机会。同时,研发投资的增加也将推动市场在未来的增长,特别是在研发新产品和提升现有产品性能方面。

综上,光模块行业正处于一个快速发展的阶段。随着技术的不断进步、应用场景的不断拓展以及全球市场需求的不断增加,光模块行业的未来发展前景十分广阔。随着各国对高速通信网络的投资不断增加,以及5G和数据中心等新应用的推广,光模块行业将继续保持强劲的发展势头。

第二章 商业模式与技术发展

2.1 产业链分析

光模块行业是信息通信领域的重要组成部分,其发展状况直接关系到通信网络的速度与效率。分析光模块行业的产业链有助于我们更好地理解行业的现状与未来的发展趋势。

产业链上游

光芯片是光模块中至关重要的组成部分,其在整体成本中的占比高达30%-60%,而且随着传输速率的提高,其占比有逐渐上升的趋势。目前,国内光芯片主要集中在低端市场,高端市场基本被海外企业所垄断。尽管中国企业在10Gbs及以下的光芯片生产上已具有一定的规模,但在25Gbs及以上的高端光芯片领域,国内企业仍处于研发阶段,尚未实现重大突破。这主要受限于光芯片生产的高技术壁垒和关键设备的缺失,国内企业大多为无晶圆厂,只能负责设计环节,而其他生产环节需要外包,这无疑增加了生产成本和时间,限制了国内光芯片的发展。

同时,电芯片也是决定光模块性能的关键器件之一,它包括了激光驱动器芯片、放大器芯片、MA主放芯片、DSP数字信号处理芯片等多个组成部分,技术壁垒较高,国内的电芯片国产化进程明显落后,特别是在高技术壁垒的DSP、CDR时钟和数据恢复电路芯片方面,国内与国外领先水平存在明显的差距。

PCB(印制电路板)在光模块中的占比约为5%,而中国在这一领域的产能优势非常明显,国产化升级进程逐步加快,为光模块行业的发展提供了有力的支撑。

资料来源:资产信息网 千际投行 亿渡数据

产业链中游

光模块中游竞争激烈,海外企业通过整合垄断高端市场,而中国企业正在加速追赶。欧美的光模块龙头企业通过大规模的并购,实现了对整个产业链的垂直协同,增强了规模优势和议价能力,同时也保住了高端光模块和光芯片的市场份额。而中国企业则通过在中低端产品线上的垂直布局,以及一系列的收购行动,快速提升了市场份额,实现了快速的追赶。

资料来源:资产信息网 千际投行 亿渡数据

产业链下游

光模块的两大重要应用场景为电信市场(5G)和数据中心(IDC)市场。5G网络的建设和数据流量的爆炸式增长,为光模块市场提供了巨大的需求。在电信市场,5G基站的建设和更新,以及光传输节点之间光端口速率的提升,为光模块的需求提供了巨大的空间。

图 光模块需求增长

资料来源:资产信息网 千际投行 亿渡数据

而在数据中心市场,随着云计算、大数据、人工智能等新兴技术的应用,数据流量呈现指数级增长,推动了对超大型数据中心的需求,从而助推了光模块的需求。

图 全球数据流量持续增长

资料来源:资产信息网 千际投行 IDC

2.2 技术发展

光模块技术在推动现代通信网络快速、高效传输中起着核心作用。封装技术作为光模块制造的重要环节,直接影响到光模块的性能和应用。近年来,随着技术的不断创新,光模块封装技术也得到了显著的提升,特别是在数据中心光模块和电信级光模块的封装上出现了不同的优势和特点。

在数据中心光模块领域,COB(板上芯片封装)技术得到了广泛应用。相较于电信级光模块的气密性To-can或BOX(盒式)封装,COB封装技术具有连接性能更好、体积更小和成本更低的优势。在COB封装中,激光器能够直接与PCB通过金线键合连接,有效减少了阻抗不连续点,保障了高速信号从PCB到LD的连接,同时节省了空间和成本。这种封装方式简化了工艺流程,避免了高频陶瓷盒和软缆等部件的使用,降低了物料成本和生产成本,为模块性能的提升提供了更多冗余设计空间。

随着技术的不断进步,光电共封装(Co-packaged Optics, CPO)技术应运而生,它是一种在芯片封装级别上集成光学组件的新技术。CPO技术旨在将光学通信组件与电子芯片放置在同一个封装内,实现高速光通信和高性能电子处理的紧密集成。传统的光模块和电子芯片分别封装在不同的封装中,导致信号传输的延迟和功耗增加。而CPO技术的出现解决了这个问题,通过将光学和电子部件集成在一个封装中,可以实现更短的信号传输路径和更高的性能,为光通信领域带来了新的可能。

2.3 政策监管

光模块行业作为现代高速信息网络的基石,在推动社会数字化进程中扮演着不可或缺的角色。随着5G通信和数据中心技术的飞速发展,光模块行业得到了前所未有的关注和支持。中国政府及相关部门也紧随国际趋势,陆续推出了一系列针对光模块行业的支持政策和发展规划,为行业的长足发展注入了有力动力。

2018年,中国电子元件行业协会发布的《中国光电子器件产业技术发展路线图(2018-2022年)》为光模块产品制定了五年的发展规划,虽受疫情等不可控因素影响,部分目标未能如期完成,但该规划仍为行业发展提供了宝贵的指导和参考。此外,自2020年起,中国政府相继推出与5G和数据中心相关的“十四五”发展规划和行动计划,明确了大力支持5G网络建设和数据中心升级布局的政策导向。这些政策的出台,不仅为光模块行业带来了丰富的市场需求,也为企业和研发机构提供了更为明确和友好的发展环境。

图 近年来中国光模块行业相关政策

资料来源:资产信息网 千际投行

政府对5G网络的大力支持和数据中心技术的推广,无疑为光模块行业带来了巨大的发展机遇。这些政策和规划的实施,将促使光模块行业在技术创新、产品升级和市场拓展等方面得到更为快速的发展,也将进一步推动中国光模块行业在全球市场的竞争力和影响力。同时,这些利好政策也为相关企业提供了更为广阔的市场空间和更为有利的发展环境,为光模块行业的长远发展奠定了坚实的基础。展望未来,伴随着国家对信息通信领域投入的持续增加和政策支持的不断加强,光模块行业的发展前景将愈发广阔,对于推动社会数字化进程和产业结构升级将发挥更为重要的作用。

第三章 财务分析与市场竞争

3.1 行业财务分析

图:行业综合财务分析

资料来源:千际投行,资产信息网,Wind

图:行业历史估值

资料来源:千际投行,资产信息网,Wind

图:指数市场表现

资料来源:千际投行,资产信息网,Wind

图:指数历史估值

资料来源:千际投行,资产信息网,Wind

估值方法可以选择市盈率估值法、PEG估值法、市净率估值法、市现率、P/S市销率估值法、EV/Sales市售率估值法、RNAV重估净资产估值法、EV/EBITDA估值法、DDM估值法、DCF现金流折现估值法、NAV净资产价值估值法等。

图:主要上市公司

资料来源:千际投行,资产信息网,Wind

图:中际旭创主营构成

资料来源:千际投行,资产信息网,Wind

图:天孚通信主营构成

资料来源:千际投行,资产信息网,Wind

3.2 风险因子

表:常见行业风险因子

资料来源:资产信息网 千际投行

中国的光模块行业在过去的几年里取得了显著的进步,但仍面临一些风险和挑战。这些风险主要表现在以下几个方面:

技术创新风险:光模块行业高度依赖技术创新,而技术更新换代速度极快。如果企业不能及时跟上技术发展的步伐,很可能会失去市场竞争力。

市场竞争风险:随着市场竞争的加剧,企业之间的价格战可能导致整个行业的利润率下降。同时,国外的光模块制造商也可能通过技术优势和品牌效应侵占中国市场。

供应链风险:光模块的生产依赖于高质量的原材料和核心零部件,而供应链的不稳定可能会影响生产的成本和效率。

政策法规风险:政府的政策和法规可能会影响光模块行业的发展。例如,关于5G网络建设和数据中心的政策调整可能会影响光模块的需求。

国际贸易风险:随着国际贸易关系的变化,可能会影响中国光模块企业的出口业务,同时也会影响到企业的原材料采购成本。

知识产权风险:光模块行业的发展高度依赖知识产权保护,但知识产权的侵权和纠纷可能会影响企业的正常运营和市场信誉。

人才风险:人才是推动光模块行业发展的重要资源,而人才的流失和短缺可能会影响企业的创新能力和市场竞争力。

经济环境风险:全球和国内的经济环境的不确定性可能会影响光模块行业的投资和消费。

为应对上述风险,光模块企业需要不断地投资于研发,提升技术创新能力,同时也需要加强供应链的管理,减少供应链风险。同时,企业还需要关注政策法规的变化,及时调整业务策略,以应对可能出现的市场变化。通过综合的风险管理,企业可以在激烈的市场竞争中保持领先地位,为未来的发展打下坚实的基础。

3.3 驱动因子

中国正处于5G和数据中心快速发展的阶段,其中5G基站的建设和数据流量的剧增成为推动光模块需求增长的主要动力。根据国家的发展规划,5G基站的建设将在未来几年保持稳定的增长,预计到2024年将达到新建高峰,届时将需要大量的光模块以满足网络升级和扩容的需求。同时,数据中心的快速扩展也将带动光模块的需求,特别是高速光模块的需求将持续增大。

资料来源:资产信息网 千际投行 工信部

资料来源:资产信息网 千际投行 亿渡数据

硅光技术的崛起为光模块行业带来了新的发展机遇。与传统的光模块相比,硅光技术具有成本低、体积小和功耗低的优势。随着技术的不断进步,硅光模块的集成度将不断提高,有效解决了传统光模块在高速数据传输中面临的速率瓶颈问题。据预测,硅光模块市场规模将在未来几年快速增长,尤其是在800G和1.6T光模块领域,硅光技术将显示出强大的竞争力。

资料来源:资产信息网 千际投行 亿渡数据

在国际市场,硅光模块的主要供应商包括Inter、Cisco等国外企业,而在国内,阿里、华为、光迅科技等企业也在积极布局硅光模块市场,推出了基于硅光技术的400G光模块产品解决方案。随着技术的进一步成熟和产业化、国产化进程的加快,国内企业有望在硅光模块市场形成有效的竞争力,为光模块行业的长期发展奠定坚实的基础。

3.4 竞争分析

光模块行业作为信息通信基础设施的重要组成部分,其竞争环境的理解至关重要。通过应用波特五力模型,我们可以深入剖析该行业的竞争格局。

图 2020年全球光模块市场格局

资料来源:资产信息网 千际投行 Yole

首先,行业内的竞争极为激烈,许多知名企业如光迅科技、中际旭创等都在不断创新,努力扩大自身的市场份额。但同时,高技术门槛也为新进入者设下了相对较高的门槛,保证了现有企业的市场地位。

其次,目前市场上还没有能完全替代光模块的其他技术产品,因此,替代品威胁相对较低。但随着技术的不断进步,未来可能会出现新的替代技术,这是该行业必须关注的重要方面。

在供应链方面,高质量的原材料和核心技术是光模块生产的基础,强有力的供应商在价格和供应条件上具有一定的议价能力。这要求光模块生产企业需要与供应商建立良好的合作关系,确保稳定的供应。

买方主要是电信运营商和大型数据中心,他们通常有较强的议价能力。为了降低买方议价力的影响,光模块企业需要提供更多附加值服务和技术支持,以增强与买方的合作关系。

综上,光模块行业的竞争环境较为复杂,要在这个行业中取得领先地位,企业需要不断地投资于技术创新,拓展市场,同时建立稳定的供应链和良好的客户关系。通过这些措施,企业可以降低竞争风险,提高自身在市场中的地位,为未来的发展打下坚实的基础。

3.5 中国主要参与者

光模块技术在高速信息传输网络中占据核心地位,中国的光模块行业也涌现出了不少实力雄厚的企业。其中,光迅科技、中际旭创、天孚通信和新易盛等是行业内的佼佼者,各自拥有独特的竞争优势和业务模式。

中际旭创自2008年成立以来,凭借强大的风投支持和技术创新能力,在光通信模块和智能装备制造领域取得了显著的成绩。近年来,该公司通过400G数通光模块的研发和小批量生产,进一步巩固了在全球高速光模块领域的龙头地位,同时也在5G电信领域进行了全产业链布局,展现出其“数通+电信”双驱动模式的强大业务拓展能力。

天孚通信作为高端无源器件的垂直整合方案提供商,拥有十大产品线及七大高端无源器件整体解决方案,其产品广泛应用于电信通信、数据中心和物联网等领域,为客户提供了一站式深度服务,展现出其在光通信产业链上游的重要地位。

新易盛是领先的光收发器解决方案提供商,其围绕主业实施垂直整合,覆盖了光器件芯片制造到光模块制造的全产业链。公司不仅成功研发出适用于数据中心的400G光模块,还实现了光模块全速率的覆盖,为数据宽带、电信通讯、数据中心等多个领域提供了强有力的技术支持。

3.6 全球主要参与者

光模块行业作为现代高速通讯网络的基石,在全球范围内呈现出激烈的竞争局面。其中,Finisar、Applied Optoelectronics、NeoPhotonics、Acacia Communications和Oclaro等企业作为行业的重要参与者,各自展现出不同的业务特色与市场竞争力。

以Finisar为例,其凭借近30年的发展历程,已成为全球最大的光通信器件产品制造商,其在全球光器件市场的份额高达14.8%。公司主要产品涵盖了光纤收发器、光引擎、有源光缆等,为网络、存储和无线通信提供了高速的语音、视频和数据传输解决方案。

另一重要玩家Oclaro,是通过两大光通信元器件供应商的合并而成立的,致力于为全球通信、工业及消费级市场提供光学元件、模块和子系统的设计及销售。Oclaro的产品广泛应用于通信、数据传输、航空航天、半导体和国防等多个领域,展现出企业的多元化市场布局。

而NeoPhotonics则通过一系列的战略并购,不断强化其在光子集成电路和激光器技术方面的领先优势。公司聚焦于高速光通信市场,提供高速激光器和光模块的设计、研发与生产,为全球的高速光通信网络建设提供了强有力的支持。

第四章 未来趋势

随着5G网络和数据中心的快速发展,中国光模块行业正迎来前所未有的发展机遇。首先,5G网络的建设和推广为光模块行业提供了巨大的市场需求。5G的高速率和低延迟特性要求网络具有更高的传输效率,而光模块作为实现高速数据传输的关键组件,其市场需求将随着5G网络的推广而持续增加。

其次,数据中心的不断扩展和升级也为光模块行业带来了持续的需求增长。在云计算、大数据等新兴技术的推动下,数据流量呈现爆炸式增长,这对数据中心的网络设施提出了更高的要求。光模块的高速传输特性使其成为数据中心网络升级的首选,特别是高速和超高速光模块的需求将持续增加。

技术创新和产品升级是推动光模块行业未来发展的重要动力。企业将加大研发投入,推动光模块技术向更高速率、更低功耗和更小尺寸的方向发展,以满足市场的不断变化的需求。同时,国产化的进程也将加速,随着国内光模块企业技术水平的提升,国产光模块将在性能和成本方面展现出更明显的优势。

政府的政策支持也是助力光模块行业发展的重要因素。相关政府部门已经出台了一系列支持5G和数据中心发展的政策,这些政策将为光模块行业提供良好的发展环境,推动行业的进一步发展。

最后,国际合作和市场拓展将为中国光模块企业走向国际市场提供有利条件。通过国际合作,可以引进先进的技术和管理经验,同时也为国内企业的国际市场拓展提供了机会。

千际投行认为,中国光模块行业在未来将面临多方面的发展机遇,通过技术创新、市场拓展和政府的支持,有望实现行业的持续健康发展,为推动国家信息网络基础设施建设和升级作出积极贡献。

原文标题:2023年中国光模块行业研究报告