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1、 1/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 行業研究報告 慧博智能投研 光通信光通信行業行業深度：深度：驅動驅動因素因素、發展趨勢發展趨勢、相、相關產業及公司深度梳理關產業及公司深度梳理 隨著數字化時代的到來，光通信技術作為信息通信領域的重要分支發展迅速。在智能手機、5G 網絡、云計算、物聯網等新興技術的推動下，光通信行業正迎來新的發展機遇。當前，我國光通信產業正處于快速發展期，國內企業不斷加大對技術研發和產業化的投入，積極開拓市場并加速走向國際化。未來，隨著各行業應用的廣泛落地，光通信行業的市場需求和技術水平都將迎來新的提升和突破。本篇報告的主要內

2、容將圍繞光通信展開。首先，將介紹光通信的概念概念、系統構成以及工作原理系統構成以及工作原理等基礎內容，并分析驅動光通信行業市場擴張的因素驅動光通信行業市場擴張的因素。其次，我們將對光通信產業鏈產業鏈中各個環節進行梳理，分析這些環節中的相關公司相關公司、經營模式經營模式、市場格局市場格局以及發展趨勢發展趨勢等關鍵點。希望能為廣大讀者提供參考和建議，幫助大家更好地把握光通信行業的動態和前景。目錄目錄 一、行業概述.1 二、光通信產業驅動因素.3 三、光通信產業鏈概述.6 四、光芯片.7 五、光器件.14 六、光模塊.20 七、相關公司.28 八、參考研報.30 一、一、行業概述行業概述 1、光通信

3、光通信的的概念概念 光通信是一種以光波作為傳輸媒介的通信方式。光通信是一種以光波作為傳輸媒介的通信方式。光通信具有通信容量大、傳輸距離遠、信號串擾小、抗電磁干擾等優點，是目前世界最主流的信息傳輸方式。按傳輸介質的不同，光通信可分為大氣激光通信和光纖通信。大氣激光通信是利用大氣作為傳輸介質的激光通信；光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸介質的一種通信方式。光通信技術可利用的頻譜范圍包括紅外、可見光和部分紫外波段，與射頻通信的頻譜需要分配不同，光通信使用的頻段屬于空白頻譜，無需授權即可使用。2/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2、光通信、光

4、通信系統系統構成及工作原理構成及工作原理 光通信系統由光發射機、通信通道和光接收機三部分組成。從物理流的角度看光通信系統由光發射機、通信通道和光接收機三部分組成。從物理流的角度看，光通信系統分為光發射機、光纖通道、光接收機，其中光發射機的作用是將電信號轉換成光信號，并將得到的光信號發射到光纖中進行傳輸；光接收機的作用是將光纖輸出端接收到的光信號轉換成原始的電信號。從信息流的角度從信息流的角度看看，按照不同的作用可分為光信號產生、光信號調制、光信號傳輸、光信號處理、光信號探測五大類，如光收發模塊實現光電轉換，對應光信號產生、調制與探測作用，是光通信系統物理層的基礎構成單元，光分路器和光放大器對應

5、光信號處理。3、光通信光通信發展歷程發展歷程 光通信的換代升級伴隨著傳輸容量的不斷提升，每十年翻光通信的換代升級伴隨著傳輸容量的不斷提升，每十年翻 1000 倍。倍。光通信的發展史最早可追溯到“烽火臺”，這是一種目視光通信；1880 年，亞歷山大 格拉漢姆 貝爾發明了一種利用光波作為載波傳輸話音信息的“光電話”，證明了利用光波作載波傳遞信息的可能性，是現代光通信的雛型，由于沒有可靠、高強度的光源，且沒有穩定、低損耗的傳輸介質，光通信一直未能發展至實用階段。1966 年，華裔物理學家高琨博士在PIEE雜志上發表了論文，從理論上證明了光纖作為傳輸媒介實現長距離、大容量通信的可能性，并論述了實現低損

6、光纖的技術途徑，奠定了光纖通信的基礎；1970 年，DZdUoWqUwVgYlYsOsP6MbP9PtRqQtRsRkPmMpReRnMwOaQmOmONZmQwPNZmNoM 3/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 美國康寧玻璃公司首先制成了衰減為 20dB/km 的低損耗石英光纖，確認了光導纖維可勝任作為光通信的傳輸介質。隨著半導體激光器和低損耗光纖的問世，基于光纖通信技術的光網絡取得了突飛猛進的發展，新的光器件和傳輸系統驅動著光纖通信網絡不斷的進步和發展，新技術的引入推動光通信傳輸容量大幅度提升，從 PDH（準同步數字系列）到 WDM（波分復

7、用），單根光纖實現 100Tb/s 的容量，接近極限。多維復用、光子集成技術等開始引入光通信網絡，推動系統容量進一步提升。二二、光通信光通信產業產業驅動驅動因因素素 光通信光通信主要市場分為電信市場、數通市場、新興市場。主要市場分為電信市場、數通市場、新興市場。電信市場是光通信最先發力的市場，主要包括5G 通信、光纖接入等，通信網絡建設推動光通信市場需求；數通市場是光通信增速最快的市場，主要包括云計算、大數據等，數據流量與數據交匯量的增長推動市場需求；新興市場包括消費電子、自動駕駛、工業自動化等市場。1、數據量爆發、數據量爆發、“光進銅退光進銅退”趨勢下，光通信蓬勃發展趨勢下，光通信蓬勃發展

8、隨著云計算、大數據、物聯網、人工智能等信息技術的快速發展及加速應用，全球數據流量激增。隨著云計算、大數據、物聯網、人工智能等信息技術的快速發展及加速應用，全球數據流量激增。傳統產業及大眾生活形式的數字化轉變加速，移動支付、移動出行、遠程控制、高清視頻直播、移動餐飲外賣、虛擬現實等的普及，驅動數據流量和數據交匯量迎來爆發式增長。根據 IDC 的數據，全球數據流量由 2015 年的 8.59ZB 增長至 2019 年的 41ZB，預測 2025 年會增長至 175ZB，2015-2025 年均復合增長率達到 35.18%。4/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告

9、研究報告“光進銅退光進銅退”已成為全球信息技術產業的發展趨勢。已成為全球信息技術產業的發展趨勢。與傳統的使用銅線為介質的電通信相比，使用光纖為介質的光通信在傳輸速率、網絡帶寬、信號衰減、傳播距離、數據容量、功耗、抗干擾、抗腐蝕、體積重量及通信成本方面優勢顯著，數據傳播更具可靠性、高速性、經濟性，迎合了數據流量爆發式增長對信息傳播的高容量、高速率、高可靠性、廣距離、低成本的通信需求，因此光通信成為目前全球主流的通信方式。大規模的數據處理需求為我國光通信行業帶來了新一輪發展機遇。2、人工智能浪潮催生網絡傳輸升級迫切需求人工智能浪潮催生網絡傳輸升級迫切需求 AI 催生傳輸速度迭代不止，高速光模塊出貨

10、預計大幅增長。催生傳輸速度迭代不止，高速光模塊出貨預計大幅增長。在 ChatGPT 掀起的人工智能浪潮下，指數級增長的復雜應用場景應運而生，正不斷提高對數據中心中數據傳輸速率的要求。諸如谷歌谷歌、Meta、亞馬遜亞馬遜、微軟微軟或阿里巴巴阿里巴巴等計算巨頭數萬臺交換機的部署，正在推動數據速率從 100GbE 向 400GbE 和800GbE 更高速的數據鏈路的方向發展。據 LightCounting 統計，2022 年，200G、400G 和 800G 的高速以太網光模塊發貨量同比增長 170%以上，800G 的產品將逐步開始放量。未來隨著 AI、元宇宙等新技術不斷發展，以及網絡流量長期保持持

11、續增長，以太網光模塊銷售額也將保持較快增長并不斷迭代升級。3、數字經濟重要底座，規劃落地拉動光電子器件需求增長數字經濟重要底座，規劃落地拉動光電子器件需求增長 以以“雙千兆雙千兆”網絡為代表網絡為代表的新型基礎設施是數字經濟發展的基石。的新型基礎設施是數字經濟發展的基石。近年來新基建加速向高速率、全覆蓋、智能化方向發展，光纖寬帶、5G 等網絡基礎設施建設進程加速，覆蓋面持續擴大。同時，以數據中心、云計算設施、智能計算中心等為代表的算力基礎設施成為數字時代推動經濟創新發展的重要驅動力。在“十四五”信息通信行業發展規劃等規劃目標落地的過程中，對上游光電子器件需求量也將不斷增長。5/30 2023

12、年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 4、我國推動我國推動 FTTx 光纖接入，千兆光網加速建設光纖接入，千兆光網加速建設 FTTX（光纖接入）是新一代的光纖用戶接入網，用于連接電信運營商和終端用戶。FTTx 光纖接入光模塊數量取決于終端設備數，是全球光模塊使用場景之一。將銅線網絡替換為光纖網絡可有效克服電通信電子器件的帶寬限制、損耗較大、功耗較高等短板，因此全球運營商骨干網和城域網已實現光纖化，部分地區接入網已逐漸向全網光纖化演進。我國是光纖接入全面覆蓋的大國，為國內光芯片產業發展帶來良好機遇。根據“十四五”信息通信行業發展規劃，我國要求全面部署千兆光纖網絡。截至

13、 2022 年底，光纖接入（FTTH/O）端口達到 10.25億個，比上年末凈增 6534 萬個，占互聯網寬帶接入端口數比例由上年末的 94.3%提升至 95.7%。截至2022 年底，具備千兆網絡服務能力的 10G PON 端口數達 1523 萬個，比上年末凈增 737.1 萬個。5、5G 驅動電信側光模塊持續發展，利好光芯片、光器件驅動電信側光模塊持續發展，利好光芯片、光器件 5G 驅動電信側光模塊速率、市場規模持續發展，利好光芯片、光器件。驅動電信側光模塊速率、市場規模持續發展，利好光芯片、光器件。相比于 4G，5G 移動通信網絡在提供更高傳輸速率和更低時延的同時，各級光傳輸節點間光端口

14、速率明顯提升，要求光模塊能夠承載更高的速率。5G 移動通信網絡可大致分為前傳、中傳、回傳，光模塊也可按應用場景分為前傳、中回傳光模塊，前傳光模塊速率需達到 25G，中回傳光模塊速率則需達到 50G/100G/200G/400G。根據LightCounting 的數據，全球電信側光模塊市場前傳、（中）回傳和核心波分市場需求將持續上升，電信市場的持續發展，將帶動電信側光芯片、光器件應用需求的增加。政策推動下，我國政策推動下，我國 5G 建設走在全球前列。建設走在全球前列。根據“雙千兆”網絡協同發展行動計劃（2021-2023 年），到 2021 年底，5G 網絡基本實現縣級以上區域、部分重點鄉鎮覆

15、蓋，新增 5G 基站超過 60 萬個；到2023 年底，5G 網絡基本實現鄉鎮級以上區域和重點行政村覆蓋，推進 5G 的規?；瘧?。根據工信部的數據，截至 2022 年底，我國 5G 基站數量為 231.2 萬個，全年新建 5G 基站 88.7 萬個，占移動基站總數的 21.3%，占比較上年末提升 7 個百分點。6/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 6、數據中心增量擴容，光模塊作為核心部件需求拉升數據中心增量擴容，光模塊作為核心部件需求拉升 數據中心數量、容量迅速發展，光模塊作為核心部件需求拉升。數據中心數量、容量迅速發展，光模塊作為核心部件需求

16、拉升。海量設備連接以及新一代信息技術與電信、商務、金融、信息化平臺、社交等社會各行各業加速融合創造的復雜應用場景，對數據的計算、存儲及處理能力提出了更高的要求，因此數據流量向集中化發展趨勢明朗，推動數據中心市場規模的持續增長。出于降本增效、集中化、集成化的考慮，傳統的中小型、分散型格局逐漸被超大規模數據中心取代。根據數據顯示，截至 2021 年第三季度超大規模運營商的大型數據中心數量已超 700 座，2024 年有望突破 1000 座，我國是僅次于美國的超大規模數據中心容量地；按數據中心容量計算，我國超大規模企業增長最快，其中字節跳動字節跳動、阿里巴巴阿里巴巴和騰訊騰訊引人注目。光模塊是數據中

17、心內部互連和數據中心相互連接的核心部件，其需求將被拉升。三三、光通信產業鏈光通信產業鏈概述概述 光通信產業鏈由光芯片、光器件、光模塊、光設備構成。光芯片光通信產業鏈由光芯片、光器件、光模塊、光設備構成。光芯片是實現光信號和電信號之間相互轉換的半導體芯片，包括激光器芯片、探測器芯片和調制器芯片；光器件光器件是由光芯片、透鏡等光學元件、金屬件、器件外殼等集成的組件，按照是否需要外加能源驅動工作和是否進行光電轉換，分為有源器件和無源器件；光模塊光模塊分為光收發模塊、光放大器模塊、動態可調模塊、性能監控模塊等。其中有源光收發模塊的產值在光通信器件中占據最大份額達 65%。7/30 2023 年年 6

18、月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 從全球市場競爭力上看，光設備領域光設備領域，中國企業已成長為產業引領者，如華為華為、中興中興、烽火烽火；光器件領光器件領域域，中國廠商主要集中在中低端產品，依靠封裝優勢在中低端市場已形成較強影響力，在高端有源器件、光模塊方面提升空間大；光電芯片領域光電芯片領域，高端光芯片與配套集成電路芯片依舊是行業瓶頸，依賴海外國家，國產化率不超過 10%，中國光電子企業正處于追趕階段。下面我們將主要介紹光通信產業鏈中的光芯片、光器件、光模塊。四四、光芯片、光芯片 1、光芯片：光模塊的核心器件光芯片：光模塊的核心器件 光芯片是光模塊的核心器件，成本占比隨

19、光模塊速率的提升而上升。光芯片是光模塊的核心器件，成本占比隨光模塊速率的提升而上升。光芯片的性能與傳輸速率直接決定光通信系統的傳輸效率，是光模塊的核心器件。據統計測算，光芯片在低端、中端、高端模塊的成本占比分別約為 30%、50%、70%，隨著光模塊速率的提升，光芯片在光模塊的成本占比提升。8/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 光芯片細分品類多，廣泛應用于各個領域。光芯片細分品類多，廣泛應用于各個領域。光芯片主要分為有源光器件芯片和無源光器件芯片。有源光有源光芯片芯片包括激光器芯片、探測器芯片及調節器芯片，而無源光芯片無源光芯片則包括 PLC 和

20、 AWG 芯片。激光器芯片和探測器芯片分別用于將電信號轉換為光信號和將光信號轉換為電信號。激光器芯片可以進一步分為邊發射激光器芯片（EEL）和面發射激光器芯片（VCSEL）。探測器芯片使用最廣泛的是 PIN 光電二極管（PIN-PD）和 APD（雪崩光電二極管）。光芯片通常采用光芯片通常采用 III-V 族元素化合物半導體為襯底。族元素化合物半導體為襯底。按照材料體系及制造工藝的不同，分為磷化銦按照材料體系及制造工藝的不同，分為磷化銦（InP）、砷化鎵（）、砷化鎵（GaAs）、硅基和薄膜鈮酸鋰（）、硅基和薄膜鈮酸鋰（LiNbO3）四類。）四類。磷化銦和砷化鎵具有高頻、高低溫性能好、噪聲小、抗輻

21、射能力強等優點，符合高頻通信的特點，因而在光通信芯片領域得到重要應用。其中，磷化銦（InP）襯底用于制作 FP、DFB、EML 邊發射激光器芯片和 PIN、APD 探測器芯片，主要應用于電信、數據中心等中長距離傳輸；砷化鎵（GaAs）襯底用于制作 VCSEL 面發射激光器芯片，主要應用于數據中心短距離傳輸、3D 感測等領域。硅基襯底用于 PLC、AWG、調制器、光開光芯片等，LiNbO3 襯底主要用于高速率調制器芯片。激光器芯片和探測器芯片，根據調制速率、功耗、傳輸距離、成本等關鍵特性的不同，分別應用于無線回傳、FTTX 接入網、數據中心、長途傳輸等光通信場景中。9/30 2023 年年 6

22、月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2、生產流程及經營模式生產流程及經營模式 光芯片的生產工藝包括芯片設計、基板制造、磊晶成長、晶粒制造、封裝測試共五個主要環節。光芯片的生產工藝包括芯片設計、基板制造、磊晶成長、晶粒制造、封裝測試共五個主要環節。芯片設計指根據芯片功能需求制作光電線路圖，這是光芯片生產流程的核心環節。我國多數企業主要集中在這一環，擁有設計能力但不具備生產能力?；逯圃?襯底：主要指 InP/GaAs 等材料經提純、拉晶、切割、拋光、研磨制成單晶體襯底（基板），這是光芯片規模制造的第一個重要環節；磊晶生長/外延片：根據設計需求，生產企業用基板和有機金屬氣體在

23、MOCVD/MBE 設備里長晶，制成外延片。外延片是決定光芯片性能的關鍵一環，生成條件較為嚴苛，是光芯片行業技術壁壘最高環節；晶粒制造和封裝測試：對外延片進行光刻等系列處理，最后封裝成擁有完整光電性能的光芯片。光芯片生產采用的各工藝綜合性更強，龍頭廠商多采用光芯片生產采用的各工藝綜合性更強，龍頭廠商多采用 IDM 經營模式。經營模式。邏輯芯片廠商中，新進入的企業多采用 Fabless 模式，以此減少資本投入，將更多資源集中投入研發。光芯片行業廠商采用 IDM 模式，IDM 是指包含芯片設計、芯片制造、封裝測試在內全部或主要業務環節的生產經營模式。因為光電子器件遵循特色工藝，器件價值提升不完全依

24、靠尺寸縮小，而有賴于功能增加。IDM 模式更有利于各環節自主可控，能及時響應各類市場需求，靈活調整生產計劃，高效排查問題原因，從而提升芯片性能，滿足下游客戶需求。3、市場格局市場格局 光芯片是光通信和光模塊的重要組成部分，光芯片是光通信和光模塊的重要組成部分，行業正處于加速發展階段行業正處于加速發展階段。隨著光通信行業的發展和應用場景的變化，光模塊和光芯片都在加速發展。（1）歐美日起步較早，技術領先，在高速高端領域廣泛布局歐美日起步較早，技術領先，在高速高端領域廣泛布局 光芯片主要使用光電子技術，海外在近代光電子技術起步較早、積累較多，可自主完成芯片設計、晶圓外延等關鍵工序，可量產 25G 及

25、以上速率的光芯片，擁有先發優勢，通過積累核心技術及生產工藝，逐步實現產業閉環，建立起較高的行業壁壘，在光芯片高速高端領域廣泛布局，在可調諧激光器、超窄線寬激光器、大功率激光器等領域有深厚積累。10/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 （2）各類光芯片國產替代率分化明顯，高端光芯片國產替代率仍較低各類光芯片國產替代率分化明顯，高端光芯片國產替代率仍較低 中國光芯片企業已基本掌握中國光芯片企業已基本掌握 2.5G 和和 10G 光芯片的核心技術。光芯片的核心技術。經過多年發展，中國掌握了 10Gb/s 速率及以下的激光器、探測器、調制器芯片，及 PLC

26、/AWG 芯片的制造工藝與配套 IC 的設計、封測能力。但 25G 以上光芯片的國產化率仍較低，高端芯片能力比美日發達國家落后 1-2 代以上，目前仍以海外光芯片廠商為主。（3）中國政策大力扶持，國產化進程加速中國政策大力扶持，國產化進程加速 中國政府在光電子技術產業進行重點政策布局，2017 年中國電子元件行業協會發布中國光電子器件產業技術發展路線圖（2018-2022 年），明確 2022 年 25G 及以上速率 DFB 激光器芯片國產化率超過60%，實現高端光芯片逐步國產替代的目標。11/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 從國內企業來看，源

27、杰科技源杰科技構建了 IDM 全流程自主可控業務體系，2020 年公司 10G、25G 激光器芯片系列產品的出貨量在國內均排名第一，2.5G 激光器芯片系列產品的出貨量排名領先。華工科技華工科技旗下華工正源擁有亞洲先進的光模塊自動化線體，具備全系列產品的垂直整合以及快速批量交付能力，云嶺光電云嶺光電實現 25G 激光器芯片量產。長光華芯長光華芯在設計、量產高功率半導體激光芯片基礎上，縱向延伸覆蓋下游器件、模塊及直接半導體激光器業務，橫向拓展 VCSEL 及光通信芯片。炬光科技炬光科技業務覆蓋上游“產生光子”“調控光子”及中游汽車、泛半導體、醫療健康領域，與多家業內知名公司達成合作。聚飛光電聚飛

28、光電參股德國硅光技術公司 Sicoya 布局高端半導體領域，Sicoya 主營硅光芯片、光電芯片、光電器件及光模塊。三安光電三安光電提供 VCSEL 芯片及陣列、DFB 激光器、光電二極管等高速光學產品的代工業務。（4）頭部廠商積極布局光芯片領域頭部廠商積極布局光芯片領域 隨著存儲、計算等需求的增長，摩爾定律逐步接近極限，光電芯片得到全球各領域頭部廠商關注，多家廠商投資或收購相關企業，如 2022 年英特爾英特爾與英偉達英偉達投資芯片光學公司 AyarLabs，華為華為投資微源光子微源光子科技科技等，積極布局光芯片領域，完善自身生態體系，為未來技術變革創新奠定基礎。4、市場預測、市場預測 高速

29、率光芯片市場快速增長，預計至高速率光芯片市場快速增長，預計至 2025 年達年達 43.4 億美元。億美元。全球流量快速增長、各場景對帶寬的需求不斷提升，帶動高速率模塊器件市場的快速發展，在高速傳輸需求不斷提升的背景下，25G 及以上高速率光芯片市場快速增長。據 Omdia 預測，從 2019 年至 2025 年，25G 以上速率光模塊所使用的光芯片占比逐漸擴大，整體市場空間將從 13.6 億美元增長至 43.4 億美元，年復合增長率達 21.4%。12/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 預計至預計至 2026 年全球年全球 VCSEL 市場將達

30、到市場將達到 24 億美元，億美元，2021-2026 年復合增長率為年復合增長率為 13.6%。據 Yole 統計預測，在數據通信和移動應用的推動下，2026 年全球 VCSEL 市場預計將達到 24 億美元，2021-2026 年復合增長率為 13.6%，其中用于汽車和移動設備的 VCSEL 將增長至 5700 萬美元，2021-2026年復合增長率達 122%。13/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 中國光芯片廠商的全球份額有望進一步提升。中國光芯片廠商的全球份額有望進一步提升。據 ICC 預測，2019-2024 年中國光芯片廠商銷售規模

31、占全球光芯片市場的比例將不斷提升，其中中高速率光芯片增速更快，預計至 2024 年中國 25G 以上光芯片全球市場份額有望接近 20%。5、發展趨勢發展趨勢（1）中國光芯片廠商由單品類產品向多品類矩陣、高端產品拓展中國光芯片廠商由單品類產品向多品類矩陣、高端產品拓展 目前中國光芯片廠商產品種類單一，未來有望向多品類、高端產品方向拓展。目前中國光芯片廠商產品種類單一，未來有望向多品類、高端產品方向拓展。由于中國光電子器件企業擁有自主知識產權的高端核心技術不多，對國外芯片和特種材料的依賴性較大，具有核心競爭能力的產品較少，企業整體實力仍然偏弱，產品結構不夠合理，同質化嚴重，國產廠商集中研發實力實現

32、技術突破，目前多為單一品類，多集中在中低端，產品附加值不高。隨著國產廠商研發持續推進，與 IDM 產線平臺的建立，未來有望向多品類方向橫向拓展，同時攻破高端高速高頻領域產品，實現綜合競爭實力的增強與全球市占率的提升。14/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告（2）半導體設備與材料為卡脖子環節，下一步重點突破方向半導體設備與材料為卡脖子環節，下一步重點突破方向 光芯片上游主要包括設備及材料供應商。光芯片上游主要包括設備及材料供應商。光芯片主要原材料為襯底，輔料包括金耙、特殊氣體、三甲基銦、光刻膠、封裝材料和其他材料等，其他原材料包括顯影液、光刻掩模板、

33、異丙醇、砷化氫等材料。據源杰科技招股說明書披露，襯底在原材料的占比約 30%-50%之間，占比最大。光芯片的主要生產設備包括光刻機、刻蝕機及外延設備等。目前半導體設備與材料為卡脖子環節，成為下一步需要重點突破目前半導體設備與材料為卡脖子環節，成為下一步需要重點突破的方向。的方向。目前大規格、高品質襯底基本為境外廠商壟斷。目前大規格、高品質襯底基本為境外廠商壟斷。InP 襯底、GaAs 襯底市場集中度高，主要在海外廠商，中國廠商在材料合成、晶體生長、材料熱處理和材料特性等方面取得了進步，但整體產能規模較小，大尺寸產能不足，基本被海外廠商占據。中國半導體設備產業環節薄弱，高端設備被海外巨頭把控。中

34、國半導體設備產業環節薄弱，高端設備被海外巨頭把控。光刻機方面，全球光刻機主要市場被ASML（荷蘭阿斯麥）、Canon（日本佳能）和 Nikon（日本尼康）三家供應商占據絕大部分市場份額，其中高端光刻機被荷蘭 ASML 廠商所壟斷，ASML 在 EUV 領域占比達 100%?？涛g機方面，全球刻蝕設備領域中，硅基刻蝕主要被 Lam 和 AMAT 壟斷，介質刻蝕主要被 TEL 和 Lam 壟斷。中國在半導體設備產業環節較薄弱。五、五、光器件光器件 1、光器件：光模塊的重要組成部分光器件：光模塊的重要組成部分 15/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 光器

35、件是光模塊的重要組成部分。光器件是光模塊的重要組成部分。光器件是光模塊的重要組成部分，在成本中占比 37%，主要包括TOSA（光發射次模塊）、ROSA（光接收次模塊）及構成 TOSA、ROSA 的組件，如 TO、波分復用器、TO 座、TO 帽、隔離器、透鏡、濾光片等配套件。光器件根據是否需要外部電源驅動分為有源光器件和無源光器件。光有源器件占據了光通信器件市場大光器件根據是否需要外部電源驅動分為有源光器件和無源光器件。光有源器件占據了光通信器件市場大部分的市場份額，占比約為部分的市場份額，占比約為 83%，光無源器件市場份額占比約為，光無源器件市場份額占比約為 17%。有源器件有源器件是光通信

36、系統中將電信號轉換成光信號或將光信號轉換成電信號的關鍵器件，包括激光器、調制器、探測器和集成器件等；無源器件無源器件是光通信系統中需要消耗一定的能量、具有一定功能而沒有光-電或電-光轉換功能的器件，是光傳輸系統的關節，包括光連接器、光隔離器、光分路器、光濾波器、光開關等。按功能分類，光器件可分為發送接收器件、波分復用器件、增益放大器件、開關交換器件、系統管理器按功能分類，光器件可分為發送接收器件、波分復用器件、增益放大器件、開關交換器件、系統管理器件。發送接收器件件。發送接收器件位于光通訊傳輸渠道兩級。發送器件需確保電光信號轉換準確性，調制器件在組合形式、強度等方面對光信號進行處理，提高傳輸效

37、率。光探測器件位于信號接收終端，需完整捕捉光信號并準確轉換成電信號；波分復用器件波分復用器件承擔光信號過濾、光波峰值調節、光信號整合等工作。其中，陣列波導光柵可將性質相近的光波經整合匯聚于單一光纖進行傳輸；增益放大器件增益放大器件可通過多種形式優化光信號。不同波長有信號強弱之分，增益放大器件可借強光波信號帶動弱光波信號；開關交換器件開關交換器件負責光信號隔離、過濾、連接等工作。其中，光交叉連接器可自動連接不同波長光信號，維持光波網穩定，遠期有望在 5G 全光網系統建設中發揮更加重要的作用；系統管理器件系統管理器件從通訊系統穩定性角度出發，全面檢測光信號傳輸過程，通過色散補償等技術維護光信號傳輸

38、準確性。16/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2、市場格局市場格局（1）完全競爭市場，產品種類多，市場份額分散，各部件產品性能與需求不同完全競爭市場，產品種類多，市場份額分散，各部件產品性能與需求不同 光器件市場呈現充分競爭格局，各類器件種類繁多，生產廠商多，行業的市場化程度高。各廠商在各自擅長的領域發揮優勢，形成其在某類產品上特有的競爭優勢。從需求的角度看，TOSA 器件銷售規模較高，占比約 50%，其次為 ROSA，占比約 30%。預計未來仍以預計未來仍以 TOSA、ROSA 產品為主要構成，結構產品為主要構成，結構件類產品附加值隨技術升級

39、而相應提升。件類產品附加值隨技術升級而相應提升。（2）中國光器件在核心技術和高端產品方面與國際先進水平仍有差距中國光器件在核心技術和高端產品方面與國際先進水平仍有差距 發達國家在發達國家在 1975 年后逐步形成光器件產業，中國相比國外起步約晚年后逐步形成光器件產業，中國相比國外起步約晚 5 年。年。20 世紀 70 年代中旬，中國有源光器件及無源光器件研究活動萌芽，由于國家光纖通信發展初期科研和工程的需要，中國在光器件領域的研究和生產起步不算晚，但相關工業基礎薄弱，科研投入不夠及體制機制等方面原因，中國光器件在核心技術和高端產品方面與國際先進水平仍有差距。（3）目前）目前中低端產能向中國轉移

40、中低端產能向中國轉移 中國廠商主要集中在中低端產品的研發、制造上，受益于中國工程師紅利，在中低端市場上中國廠商具有價格優勢，形成規?；a優勢，占據主導地位。產品方面，產品方面，中國的無源光器件產品競爭力比較強，而有源光器件產品還需要進一步提升。中國的無源光器件產品競爭力比較強，而有源光器件產品還需要進一步提升。中國政府高度重視光器件生產技術的進步，陸續出臺多項政策文件以營造良好的政策環境。在政策和經濟關鍵變化等基礎上，全球無源光器件產業開始向中國轉移。中國企業集中布局在光隔離器、光分路器、開關元件、光濾波器等無源光電器件方面，其產能逐漸達到國際水平，約占全球無源光器件銷售市場份額的 30%。

41、由于缺少對關鍵技術的掌握與裝備生產條件薄弱，有源光器件市場在中低端細分市場領域初步具備了產能，但工藝提升空間較大，在全球市場貢獻產能相對較小，相對進展較慢，目前仍落后于美國、日本等發達國家。（4）目前）目前半導體激光器產業化水平是薄弱環節半導體激光器產業化水平是薄弱環節 激光器存在多種分類方式，較為常見的分類依據有增益介質、運轉方式、輸出波長、泵浦方式等。按增益介質劃分，氣體激光器中具有代表性的是 CO氣體激光器，固體激光器中具有代表性的是寶石激光器、YAG 激光器、光纖激光器及半導體激光器等。其中半導體激光器產業化水平是薄弱環節，高端激光器芯片幾乎全部依賴進口，相應的材料工藝、制造工藝平臺能

42、力與工藝人才的儲備都是限制快速創新的瓶頸，是下一步要大力推進的方向。隨著全球智能化發展，半導體激光器市場規模有望繼續保持穩定增長。3、光器件廠商核心競爭力光器件廠商核心競爭力 創新研發能力、規模制造能力、品質管控能力。創新研發能力、規模制造能力、品質管控能力。光器件是高精密度元器件，光器件廠商的商業模式是采購相關原材料，對光器件的光路、機械、電路及熱學設計研發，采用訂單式生產或自主備貨的模式生產，向下游光模塊廠商、設備商等客戶提供光器件產品。創新研發能力、規模制造能力、品質管控能力是光器件廠商的三大核心競爭力。光通信技術迭代升級對器件商的創新研發能力提出要求，產品迭代速度是維持客戶粘性的重要因

43、素；光器件產品種類多，市場分散，專用設備少，因此規模效應明顯，規模制造能力可幫助器件商有效控制成本；光器件是光通信系統和設備的基礎，是必不可少的一部分，同時在下游產品成本占比較低，因此下游客戶對品質的追求重于對價格的敏感，光器件廠商的產品生命周期管理服務與品質管控能力成為重要衡量標準。17/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 4、市場分析、市場分析 中國光器件市場銷售規模增速略高于全球市場，預計至中國光器件市場銷售規模增速略高于全球市場，預計至 2023 年達年達 298 億元。億元。受益于全球云廠商資本開支的提升與中國 5G 網絡建設的穩步推進，

44、中國光器件市場進入新一輪的增長，增速略高于全球市場，據頭豹研究院預測，至 2023 年中國光器件市場銷售規模達 298 億元，2018 年至 2023 年年復合增長率達 12.1%。多家廠商進軍激光雷達領域，多家廠商進軍激光雷達領域，國國內內醫學檢測醫學檢測市場帶動發展市場帶動發展。由于激光雷達的設計與制造需要大量光學器件、激光器等技術積累，與光通信產業鏈公司在光學領域的長期積累有共通之處，技術平臺和產線具有一定復用性，因此光通信產業鏈公司布局激光雷達市場具有相當大的技術優勢。伴隨著人工智能時代的到來，光通信廠商正在逐漸向激光雷達領域延伸。同時中國第三方醫學檢驗市場規模增長迅速，高端激 18/

45、30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 光檢測設備原理與光器件產品原理類似，于光通信廠商而言，技術與制造平臺具備一定復用性，隨著中國醫學檢測市場發展，有望打開新的增長空間。光器件廠商整體盈利能力比光模塊廠商好。光器件廠商整體盈利能力比光模塊廠商好。對比光器件廠商與光模塊廠商的毛利率情況，光器件廠商毛利率約在 50%左右，光模塊廠商毛利率約在 30%左右，光器件廠商整體盈利能力比光模塊廠商好。究其原因，首先，光器件產品定制化程度高，包括產品方案、型號規格、技術圖紙等多維度，制造工藝、生產難度較大，因此毛利率較高；此外，光器件產品種類多，市場分散，單個產品

46、占下游成本的比重較低，客戶對質量的關注度更高，價格敏感性相對較低，使得光器件廠商毛利率水平高。5、發展趨勢發展趨勢 19/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告（1）攻破高端核心技術，提升核心產品國產化率攻破高端核心技術，提升核心產品國產化率 目前，美國、日本等科技發達國家的光器件廠商憑借既有核心技術，持續占據高端光器件市場頭部。相比之下，中國的光電子器件企業在擁有自主知識產權的高端核心技術方面不多。這使得中國的企業對國外芯片和特種材料的依賴性較大，在核心競爭能力方面相對較弱，產品結構也不夠合理，同質化現象嚴重，提供的產品也集中在中低端，產品附加值較低

47、 中國的光器件廠商需要在發揮低成本優勢的同時，逐漸加大對高端器件研發的投入，提升核心產品的國產化率，并依托產能突破，著手布局垂直一體化生產線，以進一步替代全球光器件行業產業鏈各層級產能。這將有望驅動中國廠商在全球范圍市場份額的擴容和議價能力的提升。向高速率、長距離、低功耗技術方向演進。向高速率、長距離、低功耗技術方向演進。電信領域，5G 網絡升級對光器件廠商的設計制造能力提出更高要求，5G 高帶寬、低時延、廣連接的網絡特點對傳輸速率提出更高要求，城域核心層、骨干網主要部署長距離傳輸的 100G 以上 DWDM 相干調制產品，目前該領域核心器件國產化率低，隨著 5G 商用進程的推進和深入，為具有

48、核心技術實力的光器件廠商打開新空間；數通領域，隨著云計算業務的擴張，數據流量指數型增長，帶動全球數據中心建設，大型數據中心的擴容、新建及性能優化需求進一步釋放，傳輸速率向更高速率過渡發展，對光器件廠商迭代演進能力提出更高要求。（2）一站式解決方案，打造平臺構筑成本優勢一站式解決方案，打造平臺構筑成本優勢 目前，光器件制造業面臨著一些挑戰。首先，設備廠商對于復雜結構設計的光器件專用設備較少，需要廠商自主設計、搭建并改進產品設計方案，打造制造平臺能夠提高研發效率和降低生產成本。其次，下游供應鏈的認證程序繁雜，需要對供應商的多方面情況進行調查、評估，經過多次審查才能認定為供應商。最后，光器件產品種類

49、多而分散，對下游客戶而言，采購一站式解決方案適合小批量零星采購，有助于提高下游廠商生產效率。（3）薄膜鈮酸鋰調制器成長可期薄膜鈮酸鋰調制器成長可期 電光調制器是超高速數據中心和相干光電光調制器是超高速數據中心和相干光傳輸的核心光器件，鈮酸鋰具備優勢。傳輸的核心光器件，鈮酸鋰具備優勢。鈮酸鋰調制器幾十年來雖然在高速骨干網的傳輸調制中起到關鍵作用，但在傳輸速率進一步提升的關鍵參數上遭遇瓶頸，而且體積較大，不利于集成。新一代薄膜鈮酸鋰調制器芯片技術通過最新的微納工藝，制備出的薄膜鈮酸鋰調制器具有高性能、低成本、小尺寸、可批量化生產、且與 CMOS 工藝兼容等優點，是未來高速光互連極具競爭力的解決方案

50、。薄膜鈮酸鋰技術壁壘高，行業先發優勢或成卡位關鍵。薄膜鈮酸鋰技術壁壘高，行業先發優勢或成卡位關鍵。電信級鈮酸鋰高速調制器芯片產品設計難度大，工藝非常復雜。根據數據，全球主要批量供貨鈮酸鋰調制器的企業為富士通富士通、住友住友和光庫科技光庫科技三家。而薄膜鈮酸鋰在此基礎上通過上下分布二氧化硅壓縮光斑，拉近電極的距離，提高電場、射頻帶寬，技術壁壘再上一個臺階。目前在薄膜鈮酸鋰領域已有布局的廠商或可保持先發優勢，深度收益于超高速率電光調制器需求提升。20/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 薄膜鈮酸鋰調制器產業鏈有望借勢打開局面，福晶科技、光庫科技等廠商具

51、備關鍵核心能力。薄膜鈮酸鋰調制器產業鏈有望借勢打開局面，福晶科技、光庫科技等廠商具備關鍵核心能力。福晶科技是全球非線性光學晶體龍頭，開展獨立自主研發，能夠提供各種規格高質量的鈮酸鋰晶體，相關產品已成功推向 Lumentum 等光器件廠商。光庫科技在 2019 年收購 Lumentum 的鈮酸鋰高速率調制器生產線進入該領域，掌握了包括芯片設計、芯片制程、封裝和測試等核心技術，具備開發 800G 及以上速率的薄膜鈮酸鋰調制器芯片和器件的關鍵能力。六六、光模塊、光模塊 1、光模塊：實現光電轉換的核心部件光模塊：實現光電轉換的核心部件 光模塊是光通信系統中完成光電轉換的核心部件。光模塊是光通信系統中完

52、成光電轉換的核心部件。光模塊由光器件、功能電路和光接口等構成，其中光器件是光模塊的關鍵元件，包括光發射組件（含激光器）、光接收組件（含光探測器），分別實現光模塊在發射端將電信號轉換成光信號，以及在接收端將光信號轉換成電信號的功能。光模塊：通信設備間數據傳輸的載體，實現傳輸媒體的光電相互轉化。光模塊：通信設備間數據傳輸的載體，實現傳輸媒體的光電相互轉化。在發射端，帶有信息的電信號從發射通道的電接口輸入，經過信號的整形和放大，驅動光發射組件內部芯片轉換為光信號，耦合進光纖后進行光信號傳輸；在接收端，采集來的光信號輸入模塊后由光接收組件內部光探測二極管轉換為電流信號，通過跨阻放大器后將此電流信號轉換

53、成電壓信號，經限幅放大器放大后輸出相應信息的電信號。21/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 光模塊可按傳輸速率、復用技術、適用光纖類型、封裝形式分類。光模塊可按傳輸速率、復用技術、適用光纖類型、封裝形式分類。光模塊的型號命名方式通常為：傳輸速度+波長+傳輸距離+單模/多模+封裝類型。按傳輸速率分類按傳輸速率分類，可分為 10Gb/s、25Gb/s、40Gb/s、100Gb/s、200Gb/s、400Gb/s 等，傳輸速率越高，技術難度越高；按復用技術分類按復用技術分類，可分為時分復用系統、波分復用系統；按照光纖類型按照光纖類型，可分為單模光纖、多

54、模光纖，單模光纖適用于遠程通訊，多模光纖適用于短距離通訊；按照封裝形式按照封裝形式，可分為 SFP、SFP+、SFP28、QSFP+、QSFP28 以及 QSFP-DD等多種，為滿足行業標準組織的多源協議，光模塊的封裝形式呈多樣化，SFP 表示 10G 以下光模塊的封裝類型，SFP+、XFP 表示是 10G 光模塊的封裝類型，SFP28 表示是 25G/32G 光模塊的封裝類型，QSFP+表示是 40G/56G 光模塊，QSFP28 代表的是 100G 光模塊的封裝類型。交換芯片技術演進推動光模塊更迭代升級。交換芯片技術演進推動光模塊更迭代升級。下游應用快速發展帶動流量激增，網絡帶寬需求增加，

55、推動以太網交換機和光學器件進步，交換芯片約每 2 年升級一次，交換芯片容量不斷提升。交換機之間連接需要高端光模塊來完成，交換芯片的技術演進推動光模塊更新換代，一般交換芯片的推出到光模塊新產品放量需要 2-3 年時間，交換芯片向大容量、高速率、低功耗方向發展，光模塊隨之迭代升級。2、市場格局市場格局（1）全球市場相對分散，中國廠商快速崛起全球市場相對分散，中國廠商快速崛起 全球光模塊市場相對分散。全球光模塊市場相對分散。光模塊行業的國外主要企業包括 Finisar（被 II-VI 收購）、Molex 和AOI 等；國內主要企業包括中際旭創中際旭創、光迅科技光迅科技、海信寬帶海信寬帶、新易盛新易盛

56、和華工正源華工正源等。據 Yole 統計 2020年全球光模塊市場格局，美國企業占據約 45%的市場，中國企業占據約 40%的市場，日本企業占據約 8%的市場，市場競爭激烈，整體市場集中度較低，CR5 為 63%。近近 10 年中國光模塊廠商快速崛起。年中國光模塊廠商快速崛起。中國高度重視光通信發展，憑借著不斷增強的工藝、技術實力和人才隊伍建設，中國光模塊的知名度和競爭實力逐漸突出，與美國、日本龍頭企業的發展差距在不斷縮小。據 LightCounting 統計，自 2010 年至 2021 年，全球前十家光模塊廠商中，中國企業從 1 家增長至 6 家，22/30 2023 年年 6 月月 16

57、 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 分別是旭創科技、華為華為、海信寬帶、光迅科技、華工正源、新易盛新易盛，其中旭創科技（中際旭創）全球排名第一。（2）產業持續整合，提升產品、技術競爭力產業持續整合，提升產品、技術競爭力 隨著技術發展，光模塊產業的研發與擴產門檻不斷提高，通過收購等方式獲得產業鏈各環節先進技術，集中度和規模競爭力優勢不斷提升，多家廠商進行了收并購，主要可分為三種類型：1）橫向整合，無源和有源合并，不同產品線之間的補充協同，形成更全的產品線；2）縱向整合，設備廠商、集成商收購光器件廠商，形成完整的解決方案，減少核心光器件外購；3）技術整合，引入硅光子等代表未來的先進技術，

58、形成更強的競爭力。23/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3、光模塊廠商核心競爭力光模塊廠商核心競爭力 從產業鏈來看光模塊上游主要是光芯片、集成電路芯片、結構件和 PCB 行業，下游客戶主要是云廠商、通信系統設備商和通信運營商。產品迭代速度、前瞻技術布局、下游客戶資源。產品迭代速度、前瞻技術布局、下游客戶資源。光模塊廠商的商業模式是自產或外購相關芯片與光器件進行封裝，生產成光模塊產品進行銷售。其下游客戶的供應商管理一般是認證制，通過下游客戶的測試認證后，方可具備參與招標的資格，因此光模塊廠商有較強的客戶粘性，客戶資源是光模塊廠商獲取訂單的前提。下

59、游應用快速發展推動流量激增，網絡架構變革速度快，對上游光模塊廠商的產品迭代能力提出較高要求，同時新技術的引入與成熟亦將帶來產業格局變動，前瞻技術布局與積淀是光模塊廠商長期競爭力。4、市場、市場分析分析 根據根據 LightCounting 測測算算數據，數據，2022 年全球光模塊市場規模同比增長年全球光模塊市場規模同比增長 14%，預計，預計 2022-2027 年全年全球光模塊市場球光模塊市場 CAGR 為為 10%，在，在 2027 年超過年超過 200 億美元。億美元。整體來看在光通訊市場蓬勃發展的背景下，光模塊市場規模將穩步增長。按應用領域拆分后的數據，光模塊市場占比最高的兩塊為以太

60、網和WDM。在數據中心內部業務中主要用以太網來承載通用計算業務，而 CWDM 與 DWDM 都是目前解決日益增長的信息傳輸帶寬容量的有效手段。而光互聯預計將憑借有源光纜的發展在未來五年保持約 10%的復合增速，亦為整體光模塊市場貢獻一定增量。24/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 數通領域的光模塊迭代速度高于電信領域。數通領域的光模塊迭代速度高于電信領域。光模塊的升級主要體現在速率升級，隨著數據中心的快速演進，速率要求不斷提高，下游應用需求推動光模塊迭代，相對于電信領域，數通領域的光模塊迭代速度更快。由于國內數據中心起步較晚，國內數通領域迭代進度

61、相較北美慢，隨著國內數據中心的高速發展，預計未來有望追趕北美廠商。光模塊在數通市場主要用于數據中心的交換機、服務器等領域。光模塊在數通市場主要用于數據中心的交換機、服務器等領域。隨著葉脊網絡架構的普及，數據中心的光模塊需求將從 25/100G 向 50/200/400G 提升，同時葉脊架構下單機柜需要配置的光模塊數量也將顯著增加，與傳統三層架構相比，新型葉脊架構所需光模塊數量是其 5 倍多。同時，隨著大型以及超大型云計算數據中心建設，高速率交換機出貨量占比快速提升，將為高速光模塊帶來更廣的市場空間。光模塊在電信市場主要應用于基站及終端設備，體現在接入網與承載網等場景。光模塊在電信市場主要應用于

62、基站及終端設備，體現在接入網與承載網等場景。WDM技術既可以應用于接入網，也可以應用于承載網。預計 CWDM/DWDM 光模塊在 5G 時期持續增長，CWDM/DWDM 指用于城域網、骨干網 40km 以上長距離傳輸的彩光模塊，其中 CWDM 主要應用在城域網接入層、企業網、校園網等，DWDM 主要應用于遠距離、大容量的長途干線網絡。5G 時期數據流量需求快速增長，DWDM 大幅增加了網絡的容量并充分利用光纖寬帶資源，隨著 DCI 和企業應用的興起，DWDM 光模塊市場規模不斷增長。從數量上看，從數量上看，5G 網絡架構連網絡架構連接更緊密，所需光模塊數量更多。從速率上看，接更緊密，所需光模塊

63、數量更多。從速率上看，5G 光模塊速率明顯提升，光模塊速率明顯提升，800G 光模塊開始部署。光模塊開始部署。5、發展趨勢發展趨勢 25/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告（1）硅光集成技術（硅光集成技術（PIC）是未來光模塊市場發展的主要趨勢）是未來光模塊市場發展的主要趨勢 隨著 5G 通信技術向海量連接、大容量方向發展，為了實現信號全面覆蓋，光通信設備需要布局大量的光模塊，光模塊需要實現高密度連接，驅動光模塊向高集成化方向發展。硅是用量最大的半導體晶圓材料，具有低成本和加工工藝成熟的優勢。硅光集成技術是基于硅和硅基襯底材料，利用現有成熟的CMO

64、S 工藝實現多種光器件的高度功能集成，具有超高速率、超低功耗、超低規?；杀镜忍匦缘男乱淮夹g。硅光模塊對比傳統光模塊在高速率領域具有高集成度、低成本、低功耗的顯著優勢。硅光技術將硅光模塊中的光學器件、電子元件整合到一個獨立的微芯片中，使光信號處理與電信號的處理深度融合，實現真正意義上的“光互聯”。硅光集成大規模應用之后，電芯片和硅光集成芯片與光纖連接，形成光引擎，光引擎指的是光收發模塊中負責處理光信號的部分。相比分立器件光模塊，硅光器件不需要 OSA 封裝，具有低成本、高性能的優勢。向硅光芯片集成高速光引擎的發展趨勢是目前行業共識。在電信領域，硅光技術助力光模塊尺寸與成本降低；在數通領域，硅

65、光技術助力成品率進一步提升，在高速應用場景優勢明顯。目前硅光集成技術仍處于初期發展階段，光子芯片需要與成熟的電子芯片技術融合，運用電子芯片先進的制造工藝及模塊化技術，其研發及產業化以 Intel、Luxtera 為代表的國外企業為主導，國產化率較低。華工科技華工科技積極推進硅光技術應用，現已具備從硅光芯片到硅光模塊的全自研設計能力，800G 硅光模塊已正式面市。源杰科技源杰科技 50G、100G 高速率激光器芯片產品以及硅光直流光源大功率激光器芯片產品向商用推進，目標在高端激光器芯片產品的特性及可靠性方面對美、日壟斷企業的全面對標。立訊精密立訊精密 800G 硅光模塊已在多家客戶完成測試，小批

66、量交付正在準備中。（2）CPO、LPO 等先進封裝技術等先進封裝技術有望逐步成熟落地有望逐步成熟落地 1）CPO是光通訊實現光電轉換的長期路徑是光通訊實現光電轉換的長期路徑 CPO（光電共封裝技術）是一種新型的高密度光組件技術，（光電共封裝技術）是一種新型的高密度光組件技術，可以取代傳統的前面板可插入式光模塊，將硅光電組件與電子晶片封裝相結合，使引擎盡量靠近 ASIC 以減少高速電通道損耗和阻抗不連續性，將電子晶片輸出的高速電訊號轉化為光訊號，以提高互連密度，功耗減少，實現遠距離傳送。26/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 CPO 是實現高速率、

67、大帶寬、低功耗網絡的必經之路是實現高速率、大帶寬、低功耗網絡的必經之路。大數據、云計算、AI 等應用需求的發展，驅動數據中心規模不斷擴大，對帶寬容量與高速數據傳輸速率的需求明顯增加。與此同時，摩爾定律趨于平緩，芯片制造技術接近物理瓶頸，從系統的角度對性能優化從而實現速率提升成為必選之路。CPO 具有的功耗低、帶寬大的特點，將硅電路和光學器件并排集成在同一封裝上，可提升提高輸入/輸出（I/O）接口的能源效率，從而延長傳輸距離。相比傳統的可插拔光模塊和板載光學器件，CPO 技術在成本效益方面更具優勢。隨著數據中心的需求不斷增長，CPO 技術未來將發揮更加重要的作用。多家廠商前瞻性布局多家廠商前瞻性

68、布局 CPO 相關技術與產品，預計至相關技術與產品，預計至 2023-2025 年得到實際應用。年得到實際應用。目前 AWS、微軟微軟、Meta、谷歌谷歌等云計算巨頭，思科思科、博通博通、Marvell、IBM、英特爾英特爾、英偉達英偉達、AMD、臺積電臺積電、格芯格芯、Ranovus 等網絡設備龍頭及芯片龍頭，均前瞻性地布局 CPO 相關技術及產品，并推進 CPO 標準化工作。國外 COBO 和 OIF 等行業組織成立了工作組，國內中科院計算所牽頭成立 CCITA 聯盟制訂前沿互連技術標準籌備相關工作。據 Intel、Broadcom 等廠商預計，至 2023-2025 年間 CPO 技術有

69、望得到實際應用，對應的芯片產品亦將逐步推向市場。CPO 的成熟與商業化有望引發光模塊競爭格局變革。的成熟與商業化有望引發光模塊競爭格局變革。CPO 主要涉及 3 類核心技術挑戰：高密度的光電（驅動）芯片設計技術、高密度及高帶寬的連接器技術、封裝和散熱技術。隨著 CPO 技術的成熟與商業化，將促進產業整體升級及生態供應鏈的重組，為光模塊競爭格局帶來變數，先進技術前瞻布局與積淀的廠商有望獲得先發優勢。2）LPO是短中期極具性價比的過渡方案是短中期極具性價比的過渡方案 LPO 光模塊在功耗、時延方面更優，設計核心在于去光模塊在功耗、時延方面更優，設計核心在于去 DSP 化?；?。LPO 線性驅動可插拔

70、光模塊是基于線性驅動芯片技術實現的可插拔光模塊，線性度更優，整體上降低系統功耗，并移除 DSP。DSP 是數字信號處理器，隨著高性能 DSP 不斷迭代，目前整體來看高速率光模塊中 DSP 芯片功耗占比約在 50%的水平。因此 LPO 去 DSP 在可插拔光模塊上具備顯著的低功耗優勢。27/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 短距離、低功耗、低時延、低成本特性使得短距離、低功耗、低時延、低成本特性使得 LPO 方案適配方案適配 AI 計算中心。計算中心。LPO 方案的特點是適用于短距離、低成本、低功耗、低時延。根據調研，LPO 方案較之傳統可插拔光模

71、塊方案成本保守估計可降低15%，功耗降低 50%，時延可從微妙級降至納秒級。這些都是取締 DSP 而產生的優勢。華工科技、新易盛、中際旭創等華工科技、新易盛、中際旭創等 LPO 進度較快的廠商有望率先發力。進度較快的廠商有望率先發力。其中，華工科技積極布局 LPO 方案，結合 LPO 技術 800G 系列產品都已經給北美頭部廠家送樣測試。新易盛作為高速率光模塊供應商，在 LPO 技術領域已深入布局，OFC2023 期間推出多款相關產品，與主流廠商和用戶建立起了良好合作關系，并積極推動 LPO 相關測試項目的進展，力爭在 LPO 相關產品的市場競爭中占得先機。（3）“相干下沉相干下沉”+相干光鏈

72、路空間可期相干光鏈路空間可期 數據中心光互聯方案可根據其傳輸距離來選擇兩種支撐技術，直接探測技術與相干探測技術。隨著光模塊速率的不斷提升，直接探測方案的傳輸距離將受到限制，相干探測調制方式靈活、靈敏度強，適用于長距離傳輸，并憑借著高容量、高信噪比等優勢得到廣泛應用?！跋喔上鲁料喔上鲁痢?相干光鏈路需求提升驅動相干光通信市場增長。相干光鏈路需求提升驅動相干光通信市場增長。目前全球通信市場主要采用“相干下沉”的解決方案，相干光模塊一開始適用于傳輸距離大于 1000km 的骨干網，逐步下沉到傳輸距離為 100km到 1000km 的城域網，甚至小于 100km 的距離的邊緣接入網，以及 80km 至

73、 120km 的數據中心互聯領域。在數通領域，相干技術也已經成為數據中心間互聯的主流方案。預計未來幾年相干光鏈路的用量將迎來井噴式增長。28/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 相干光隨相干光隨應用距離下沉，市場增量可期，華工科技、中際旭創等廠商有望受益。應用距離下沉，市場增量可期，華工科技、中際旭創等廠商有望受益。華工科技的相干光模塊產品在北美市場表現亮眼，推出了全球第一個 400GZR+PRO 產品，在發射光功率、接收靈敏度、光的性噪比方面優于業界水平。中際旭創擁有長距離傳輸功能的相干光模塊產品，助力“東數西算”工程和算力樞紐建設。七七、相關公

74、司、相關公司 1、天孚通信天孚通信 公司是業界頭部的光器件整體方案解決商，能提供多種產品及解決方案。公司是業界頭部的光器件整體方案解決商，能提供多種產品及解決方案。公司產品廣泛應用于光通信、激光雷達、光學傳感、醫療檢測等多個領域，目前已形成九大解決方案及十三大產品線的業務矩陣。公司將光無源技術與有源技術有機結合，加強產業鏈縱向協同，為下游光模塊廠商提供一站式解決方案，保證了公司在產業鏈中的議價權。目前公司光器件解決方案有高速同軸光器件解決方案、微光學解決方案、AOC 系列無源光器件解決方案等 9 種解決方案；產品包括：高速率同軸封裝，高速率 BOX 封裝，AWG 系列等。公司 2017-202

75、2 年營收利潤高增，光引擎技術投入量產。2023 年 1 月 30 日，公司發布 2022 年度業績快報，2022 年，公司實現營收 12.05 億元，同比增長 16.77%；實現歸母凈利潤 3.99 億元，同比增長30.16%。2017-2022 年為公司高速增長期，2017-2022 營收年復合增長率為 28.95%，歸母凈利潤復合增長率為 29.16%。公司自 2019 年布局高速光引擎，2020 年 2 月通過定增募集資金 7.86 億元投資高速光引擎項目，2021 年光引擎項目正式開始批量生產，逐步貢獻收入。2、華工科技華工科技 三大業務協同發展，光通信領域行業領先。三大業務協同發展

76、，光通信領域行業領先。公司形成了智能制造業務、聯接業務、感知業務三大業務格局，在聯接業務中的光通信領域，公司具備從芯片到器件、模塊、子系統全系列產品的垂直整合能力，產品包括有源光器件、智能終端、光學零部件等，公司圍繞 5G、F5G、數據中心、智能汽車、5GtoB五大應用場景，為客戶提供智能“光聯接+無線聯接”解決方案，產品市場占有率處于行業領先地位。公司圍繞下一代信息通信網絡，從芯片、材料、技術、工藝和應用布局新領域。公司圍繞下一代信息通信網絡，從芯片、材料、技術、工藝和應用布局新領域。2022 年子公司華工正源在數通中心業務領域，實現高端光芯片自主可控，助力數字時代全球算力需求，收入同比增長

77、 470%；100G/200G/400G 全系列光模塊批量交付，進入海內外多家頭部互聯網廠商；應用于超大規模云數據中心 800G 硅光模塊已于 2022 年第三季度正式推向市場，引起業內廣泛關注。在 5G 業務領域，無線光模塊系列產品發貨量保持行業領先地位，客戶側 10G-400G 傳輸類光模塊全覆蓋，線路側CFP2/QSFP-DD 產品迭代取得重大進展，光模塊產品收入同比增長 21%；“覺影”（Joinsite）5G 無線小站產品發貨量行業領先，并成功推出 RHUB 新產品，產品向更高端邁進。接入網業務領域，下一代25GPON 光模塊產品已與客戶開展聯調，50GPON 啟動產品布局。應用于新

78、能源汽車等領域的聯接產品技術路線逐漸明晰，將形成新的業績增長點。2022 年公司全球光器件供應商排名躍升至第八位，市場影響力進一步提升，凈利潤大幅增長。3、中際旭中際旭創創 公司系業界領先的高速光模塊解決方案提供商，光模塊業務位于全球第一梯隊。公司系業界領先的高速光模塊解決方案提供商，光模塊業務位于全球第一梯隊。公司主營業務為高端光通信收發模塊及光器件的研發、設計、封裝、測試、銷售，主要為云數據中心、數據通信、5G 無線網 29/30 2023 年年 6 月月 16 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 絡等領域的國內外客戶提供高端整體解決方案。公司持續在高速光模塊領域深耕，為客戶提供

79、100-800G 的高速光模塊產品，整體實力贏得海內外認可。根據市場調研機構 LightCounting 發布的報告顯示，2021 年旭創科技在全球光模塊市場上排名第一，這也是國內廠商首次登上榜首。近年來業績總體穩中有升，公司持續加大新產品投入。近年來業績總體穩中有升，公司持續加大新產品投入。2022 年上半年公司實現營業收入 42.31 億元，同比增長 28.3%，實現歸母凈利潤 4.9 億元，同比增長 41.82%。近年來，公司保持研發投入，持續推進產業布局，整體業績穩重有升，2017-2021 年，公司營收與歸母凈利潤年復合增長率分別為34.42%/52.54%。同時，公司不斷鞏固領先優

80、勢，持續推出新品。目前公司 800GCPO 產品、相干光模塊等產品均已實現小批量出貨。4、新易盛新易盛 公司是業界領先的光模塊解決方案及服務提供商。公司是業界領先的光模塊解決方案及服務提供商。公司致力于高性能光模塊的研發、生產和銷售，高度重視新技術和新產品研發，掌握高速率光器件芯片封裝和光器件封裝技術，應用領域覆蓋了數據中心、數據通信、5G 無線網絡、電信傳輸、固網接入、智能電網、安防監控等領域。產品方面，目前公司已成功研發出涵蓋 5G 前傳、中傳、回傳的 25G、50G、100G、200G 系列光模塊產品并實現批量交付，同時是國內少數批量交付運用于數據中心市場的 100G、200G、400G

81、 高速光模塊，已成功推出 800G光模塊產品系列組合、基于硅光解決方案的 400G 光模塊產品及 400GZR/ZR+相干光模塊?？蛻舴矫?，公司與全球主流通信設備商及互聯網廠商有著良好的合作關系。公司盈利能力提升，提前布局新一代光模塊。公司盈利能力提升，提前布局新一代光模塊。根據公司 2022 業績快報顯示，2022 年，公司實現歸母凈利潤 8.9-10.2 億元，同比增長 34.46%-54.1%。2022 年 H1，公司實現營收 14.79 億元，同比增長2.61%，歸母凈利潤 4.61 億元，同比增長 42.75%。凈利潤同比增長 8.76pct，公司盈利能力持續增長。目前，公司積極布局

82、硅光、相干光模板等 2023 年光通信行業熱點，推出 800G 光模塊產品，持續跟進數據中心硬件需求。5、光迅光迅科技科技 光迅科技是國內少有的布局芯片光迅科技是國內少有的布局芯片-模塊模塊-系統全產業鏈的光通信廠商。系統全產業鏈的光通信廠商。公司產品主要包括無源光器件、光纖放大器、光模塊等，涵蓋固網接入和無線接入，廣泛應用于數據中心和電信市場。公司作為國內少有的自主研發光芯片的企業，可以有效改善自身光器件、光模塊等產品的生產成本，擴大盈利空間。近年來，公司營收與利潤表現穩健，營收由 2016 年的 40.59 億元增張至 2021 年的 64.86 億元，CAGR 為9.8%，歸母凈利潤由

83、2.85 億元增長至 5.67 億元，CAGR 為 14.8%。公司布局硅光領域光芯片及光模塊，已可提供公司布局硅光領域光芯片及光模塊，已可提供 100G、400G 硅光芯片方案。硅光芯片方案。公司擁有 PLC（平面光波導）、III-V、SiP（硅光）三大光電芯片平臺，其中硅光芯片平臺支持直接調制和相干調制方案。2018年，由公司依托國家信息光電子創新中心、光纖通信技術和網絡國家重點實驗室、中國信息通信科技集團聯合研制的“100G 硅光收發芯片”成功投產，可實現 100G/200G 全集成硅基相干光收發集成芯片和器件的量產。目前，公司 100G 硅光模塊已實現量產，并可提供 400G 的硅光芯

84、片方案。2021 年 12 月，公司聯合國家信息光電子創新中心、鵬城實驗室等宣布完成 1.6T/s 硅基芯片的聯合研制和功能驗證，實現了我國硅光芯片向 Tb/s 級的首次跨越。6、光庫科技光庫科技 30/30 2023 年年 6 月月 16 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告 光纖器件領先廠商，全球三家主要的鈮酸鋰調制器供應商之一。光纖器件領先廠商，全球三家主要的鈮酸鋰調制器供應商之一。是專業從事光纖器件、鈮酸鋰調制器件及光子集成器件的設計、研發、生產、銷售及服務的高新技術企業，產品應用在光纖激光、光纖通訊、數據中心、無人駕駛、光纖傳感、醫療設備、科研等領域，銷往歐、美、日等 40 多個

85、國家和地區。光庫科技是全球僅有的幾家海底長途光網絡核心器件供貨商，2020 年公司收購 Lumentum 旗下的鈮酸鋰調制器產線，成立光子集成事業部，專注于光學芯片和集成模塊的研發及產業化，進入鈮酸鋰調制器芯片新領域，是目前在超高速調制器芯片和模塊產業化、規?；I先的三家公司之一。公司 2022 年上半年毛利率為 37.4%，同比下降 4.3pct，凈利率為 18.4%，同比下降 0.4pct。公司主要產品包括光纖激光器件、光通訊器件、鈮酸鋰調制器件及光子集成器件：公司主要產品包括光纖激光器件、光通訊器件、鈮酸鋰調制器件及光子集成器件：光纖激光器件主要產品包括隔離器、合束器、光纖光柵、激光輸出

86、頭等，主要應用于光纖激光器、激光雷達、無人駕駛等領域；光通訊器件主要產品包括隔離器、波分復用器、偏振分束/合束器、光纖光柵、鍍金光纖等，主要應用于密集波分復用傳輸等領域。SR4/PSM 跳線、單模/多模 MT-MT 跳線、插芯-光纖陣列、保偏型光纖陣列、保偏型光纖尾纖、WDM 模塊、MPO/MTP 光纖連接器等，主要應用于數據中心、云計算、5G 產業鏈等領域。鈮酸鋰調制器件及光子集成器件主要產品包括 400/600G 鈮酸鋰相干調制器、100/200G 鈮酸鋰相干調制器、10Gbps 零啁啾強度調制器、20/40GHz 模擬強度調制器、有線電視用雙輸出模擬調制器等，主要應用于超高速干線光通信網

87、、海底光通信網、城域核心網、CATV 網絡、微波光子、測試及科研等領域。2022 年上半年實現營業收入 3.2 億元，同比增長 2.5%，實現歸母凈利潤0.6 億元，同比增長 0.6%。八、參考研報八、參考研報 1.五礦證券-通信行業深度光器件：從通信基石到智能之眼2.東方證券-電子行業深度報告：AI 浪潮奔涌，CPO 等光技術持續演進3.海通證券-光通信行業深度：需求強勁+新技術推進，光器件產業升級遇新機遇4.中航證券-光器件行業深度報告：激光上游賦能千行百業，算力時代網絡底座基石5.國聯證券-通信行業：國產光芯片進入高端市場，開啟廣闊增長空間免責聲明：以上內容僅供學習交流，不構成投資建議。