中國光器件行業(yè)市場需求情況、行業(yè)經(jīng)營情況及行業(yè)發(fā)展趨勢分析【圖】

    光器件分為有源器件和無源器件。光有源器件是光通信系統(tǒng)中將電信號轉(zhuǎn)換成光信號或?qū)⒐庑盘栟D(zhuǎn)換成電信號的關(guān)鍵器件，是光傳輸系統(tǒng)的心臟，主要包括半導體發(fā)光二極管（LED）、激光二極管（LD）、光電二極管（PIN）、雪崩光電二極管（APD）、摻鉺光纖放大器（EDFA）、拉曼光放大器及調(diào)制器等。光無源器件是光通信系統(tǒng)中需要消耗一定能量、但沒有光電或電光轉(zhuǎn)換的器件，是光傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點，主要包括光纖連接器、耦合器、波分復用器、光開關(guān)、光衰減器和光隔離器等。

    光器件是構(gòu)成光通信系統(tǒng)的必備元器件，能夠?qū)崿F(xiàn)光信號的產(chǎn)生、調(diào)制、探測、連接、波長復用和解復用、 光路轉(zhuǎn)換、信號放大、光電轉(zhuǎn)換等功能，很大程度上決定了光通信系統(tǒng)的性能水平、可靠性以及成本，其與整 個光通信行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。光通信設備由各種光器件構(gòu)成，包括完成光電信號轉(zhuǎn)換、傳輸和收發(fā)的設備以 及配線連接、分配設備等，常用的光通信設備有光終端收發(fā)機、光路由、交換機、光纖配線產(chǎn)品、光纜終端盒 等。光纖光纜是光通信的傳輸通道，一般光纖由光棒拉絲生成，光纜由光纖加工而成。

    光器件為光通信上游，是光設備的核心器件，其發(fā)展是光通信發(fā)展的重要基礎(chǔ)。20 世紀末，由于兩類重要光器件的出現(xiàn)——波分復用解復用器(WDM/DWDM)和摻鉺光纖放大器(EDFA)，大大提高了網(wǎng)絡容量并降 低了網(wǎng)絡成本，使得改變?nèi)祟愅ㄐ藕蜕罘绞降娜蚧ヂ?lián)網(wǎng)的出現(xiàn)成為可能。

光通信行業(yè)產(chǎn)值構(gòu)成

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    相關(guān)報告：智研咨詢網(wǎng)發(fā)布的《2019-2025年中國光器件及光模塊行業(yè)市場需求預測及投資未來發(fā)展趨勢報告》

    光器件在光設備中占比逐年攀升。在光通信行業(yè)的市場產(chǎn)值中，光器件一般占比 20%，光設備占比 40%， 光纖光纜占比 40%。預判光器件在光設備中的占比將提升，主要原因有二。一方面，光器件的小型化、模 塊化、集成化和智能化，使其正逐步取代功能單一的分立式電子元器件和光學元器件，在性能上也可替代原先 需要由系統(tǒng)或者設備才能實現(xiàn)的功能;

    另一方面，光網(wǎng)絡架構(gòu)正發(fā)生改變。之前，光通信主要應用于骨干網(wǎng)和 城域網(wǎng)，但隨著帶寬需求的增長及光網(wǎng)路建設成本的下降，光傳輸網(wǎng)絡已在向接入網(wǎng)延伸。接入網(wǎng)中的節(jié)點和 終端數(shù)量都遠大于骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)，而每個節(jié)點和終端都需要光器件，故接入網(wǎng)中光器件的用量遠大于骨干網(wǎng) 和城域網(wǎng)。

    一、光器件行業(yè)市場需求情況分析

    我國目前已經(jīng)成為了國際上光電子器件主要生產(chǎn)基地。隨著研發(fā)能力、生產(chǎn)工藝水平的提高，再加上產(chǎn)品的成本優(yōu)勢，國內(nèi)光電子器件廠商綜合競爭力日益提高。另外，受產(chǎn)業(yè)政策鼓勵和人力成本因素影響，國外光電子器件廠商通過多種方式，如直接投資、購并國內(nèi)企業(yè)、OEM 等，將產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到我國；再者，國內(nèi)通信設備制造商如華為、中興通訊等在全球范圍內(nèi)的綜合實力不斷加強、市場份額不斷擴大，同樣有利于增加國內(nèi)光電子器件廠商的市場需求。因此，國內(nèi)外光電子器件廠商參與全球化競爭的程度越來越高，相互之間的競爭也更為直接。如在 PLC 光分路器領(lǐng)域，無錫愛沃富、波若威、韓國 Wooriro 等國內(nèi)外企業(yè)均已經(jīng)參與到市場競爭中來，成為公司的競爭對手。在 AWG、VMUX 產(chǎn)品領(lǐng)域，光迅科技和美國 Neophotonics 公司則是公司在市場上的直接競爭者。

    以華為、中興通訊為代表的國內(nèi)光通信系統(tǒng)設備商在光傳輸設備、無線通信設備等方面已經(jīng)迎頭趕上國際先進水平，市場份額位居全球前列，但在光電子器件方面，國內(nèi)的系統(tǒng)設備商還嚴重依賴于國外廠商，尤其是高端的核心器件，如高速（40Gbit/s，100Gbit/s）光收發(fā)模塊，智能全光網(wǎng)用 ROADM（可重構(gòu)光分插復用設備）等完全依賴進口，陣列波導光柵（AWG）盡管可以國內(nèi)封裝生產(chǎn)，但芯片也依賴進口。

    相比美國、歐洲、日本、臺灣等光通信器件公司發(fā)展較快的區(qū)域，國內(nèi)光電子器件行業(yè)中大部分企業(yè)仍然依靠低成本在低端器件領(lǐng)域競爭，缺乏核心技術(shù)和自主品牌，總體上的競爭力仍較為薄弱，位于產(chǎn)業(yè)鏈的低端。

    目前光電子器件行業(yè)全球化競爭格局已經(jīng)形成。隨著國內(nèi)光電子器件廠商研發(fā)能力、生產(chǎn)工藝的提高，再加上產(chǎn)品的成本優(yōu)勢，國內(nèi)企業(yè)加大了出口的力度，國外通信系統(tǒng)設備廠商也增加了對國內(nèi)光電子器件產(chǎn)品的采購力度。與此同時，國外通信系統(tǒng)設備廠商為了降低成本，近年來也紛紛把生產(chǎn)和研發(fā)基地向中國大陸轉(zhuǎn)移，這也帶動了中國大陸光電子器件市場的需求。

    另一方面，為降低生產(chǎn)成本，全球各大光電子器件廠商也紛紛將部分制造基地向以中國為代表的發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。如 JDSU、Bookham 在深圳，Oplink 和AFOP 分別在珠海和東莞設有獨資企業(yè)。按生產(chǎn)制造地劃分，2008 年中國生產(chǎn)制造的器件已占全球 25%的市場份額，而中國大陸本土企業(yè)的銷售約占全球光電子器件市場 15%的市場份額。

    從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上看，占據(jù)60%以上的屬于收發(fā)器，2013 年以來保持了12.7%的復合增速規(guī)模接近60億美元，且近兩年呈現(xiàn)出加速增長，主要源自于中國電信網(wǎng)市場的擴容升級和北美數(shù)通市場采納新的高速DCI 方案。獨立器件規(guī)模近20億美元，近三年也保持了13.9%的較快增速，該部分增速主要來自于中國市場電信網(wǎng)建設投入保持高位；放大器、適配器和濾波器規(guī)模較為平穩(wěn)，保持在12到15 億美元的水平。

    從近幾年情況看，各地區(qū)的份額基本保持穩(wěn)定：亞太市場在中國及日韓新市場大力投入寬帶建設的拉動下，2017 年份額明顯增長，超過全球需求的60%；北美市場雖然從25%的占比下滑到22%左右，但由于引領(lǐng)最新的架構(gòu)方案，其依然是重要的價值市場；受經(jīng)濟拖累，歐洲、中東和非洲占比同樣下滑，總體接近12%；中南美洲市場光器件需求則持續(xù)疲弱。

2011-2017年收發(fā)器市場規(guī)模占比情況

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    隨著全球電信業(yè)資本投資的增長，預計未來全球光纖適配器市場和光收發(fā)模塊市場將穩(wěn)定向前發(fā)展，從而帶動陶瓷套管市場的發(fā)展。陶瓷套管主要用于生產(chǎn)光纖適配器和光收發(fā)模塊的接口部分；其中，光纖適配器占據(jù)了絕大部分市場。陶瓷套管的發(fā)展都有賴于通信技術(shù)的發(fā)展、網(wǎng)絡視頻游戲等應用的開發(fā)、人們對帶寬需求的增長以及電信運營商的資本開支走向。2015年，中國市場需求量約為9.6億只；到2017年，中國市場需求量增至13億只。

2015-2017年中國陶瓷套管需求量走勢

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2015-2017年中國光線適配器需求量走勢

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    光纖適配器行業(yè)的發(fā)展同樣依賴于光通信行業(yè)的發(fā)展，與電信資本開支高度相關(guān)。中國電信運營商、廣電運營商以及因特網(wǎng)服務商資本開支的增長將直接帶動光通信設備、光纖配線架以及相關(guān)測試測量儀器市場需求的增長，從而推動光纖適配器的發(fā)展。

    FTTx光纖寬帶網(wǎng)絡建設、4G網(wǎng)絡部署、無線回傳網(wǎng)建設、以及三網(wǎng)融合的有序推進等都是推動光收發(fā)模塊市場快速成長的因素，光收發(fā)模塊的市場需求旺盛。光收發(fā)接口組件應用于光收發(fā)模塊中，推動光收發(fā)模塊市場的發(fā)展因素即是光收發(fā)接口組件市場發(fā)展的主要驅(qū)動力。2013年中國光收發(fā)模塊市場需求量大約0.5億只，到2017年增長到0.7億只。

2015-2017年中國光收發(fā)接口庫組件需求量走勢

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    二、光器件行業(yè)經(jīng)營情況分析

    2018H1 光器件板塊實現(xiàn)營業(yè)收入 63.58 億元，同比增長 77.83&；歸母凈利潤實現(xiàn) 6.32 億元，同比增長 52.02%，整個板塊銷售毛利率和凈利率都有所下滑，分別為 23.11%和 9.80%，分別減少 1.49pct、1.83pct。

光器件營收增速分布

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光器件歸母凈利潤增速營收增速分布

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光器件版塊銷售凈利率與凈利率

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    三、光通信器件行業(yè)發(fā)展趨勢

    光集成技術(shù)（PIC）是未來光器件的主流發(fā)展方向，近年來一直是業(yè)內(nèi)關(guān)注和研究的焦點。光子集成技術(shù)相對于目前廣泛采用的分立元器件，在尺寸、功耗、成本、可靠性等方面優(yōu)勢明顯，是未來光器件的主流發(fā)展方向。

    近年來，隨著技術(shù)的逐步積累以及產(chǎn)業(yè)需求的升溫，PIC進入較快發(fā)展時期，中小規(guī)模PIC已經(jīng)成熟并取得廣泛商用，大規(guī)模PIC集成度已達到數(shù)百個元器件。PIC 技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的參與企業(yè)涵蓋系統(tǒng)設備商、光器件芯片制造商、綜合服務提供商、半導體芯片生產(chǎn)加工廠商Foundry等多個領(lǐng)域，面向電信和數(shù)據(jù)兩大應用市場。

    光集成技術(shù)包括基于III-V簇化合物半導體材料的光集成技術(shù)、基于鈮酸鋰電解質(zhì)材料的光集成技術(shù)、基于SiO2絕緣體材料的PIC技術(shù)、硅基材料的光集成技術(shù)、基于聚合物材料的光集成技術(shù)以及基于氮化硅材料的光集成技術(shù)。III-V簇化合物半導體材料的光集成技術(shù)，如GaAs、InP技術(shù)，特別適合光源、探測器等有源器件的集成；鈮酸鋰材料的光集成技術(shù)，這類材料特別適合研制高速光調(diào)制器、光開關(guān)等，技術(shù)成熟，且市場份額較大；SiO2絕緣體材料的PIC 技術(shù)，適合陣列波導光柵AWG（arrayed waveguide grating）、分路器（splitter ）、熱光器件等多種無源光波導器件；硅基材料的集成光集成技術(shù)，采用的結(jié)構(gòu)與電子學的集成電路類似，是未來光集成、甚至光電集成的重要方向；聚合物材料、氮化硅材料在光集成及光子器件領(lǐng)域同樣占有一席之地。這些集成材料各有所長，都有各自不同的應用市場。不同器件、不同功能、不同材料的混合集成將是光器件技術(shù)的短期發(fā)展方向。

    PIC是光器件必然的演進方向，也必然造就新一代基于光器件的應用系統(tǒng)，而最終的光器件發(fā)展將更加集成化。III-V族材料和硅基材料更為業(yè)界普遍看作未來光集成技術(shù)的兩大陣營，在材料方面，III-V族材料偏向應用于有源器件，硅基材料偏向于應用無源器件。III-V族材料在有源器件中廣泛采用，磷化銦是目前唯一能夠?qū)崿F(xiàn)通信波長大規(guī)模單片集成的材料，未來仍具有一定發(fā)展?jié)摿Γ硇援a(chǎn)品是Infinera公司的高速光發(fā)射、接收芯片。然而，磷化銦屬于稀有材料，外延片尺寸較小，在低成本和大規(guī)模生產(chǎn)能力方面受到一定限制。另外，硅光子可將CMOS集成電路上的投資和技術(shù)經(jīng)驗應用到PIC 領(lǐng)域，有效降低成本，提高生產(chǎn)效率，已成為未來PIC 重要技術(shù)方向之一。硅光子的代表性技術(shù)產(chǎn)品如Luxtera公司的AOC芯片、Cisco公司的CPAK 光模塊、Acacia 公司的相干CFP光模塊，以及Intel 公司致力研發(fā)的混合集成激光器和芯片級光互聯(lián)技術(shù)等，中國也有少數(shù)企業(yè)涉足，但規(guī)模有限。

    光器件是光通信發(fā)展的瓶頸，光通信成為所有網(wǎng)絡構(gòu)成技術(shù)中降價最慢的領(lǐng)域，其中光器件成本是瓶頸中的瓶頸。硅光子技術(shù)將成為重要突破方向，它是利用現(xiàn)有CMOS 集成電路上的投資、設施、經(jīng)驗以及技術(shù)來設計、制造、封裝光器件和光電集成電路，在集成度、可制造性和擴展性方面達到CMOS的水平，從而在成本、功耗、尺寸上取得突破。通信是硅光子技術(shù)的早期應用領(lǐng)域，正如歷史上的晶體管、集成電路、激光器等一樣，通信由于其高技術(shù)屬性往往成為新技術(shù)的早期應用領(lǐng)域。然后隨著技術(shù)和工藝的成熟再擴展至大眾消費領(lǐng)域，形成更大的規(guī)模，進一步降低成本，再促進其在通信領(lǐng)域的普及，形成技術(shù)的良性循環(huán)。

    硅光子技術(shù)在光源方面尚無可行的技術(shù)路線，目前以混合集成和短距離應用為主，正不斷發(fā)展成熟，未來將承擔重要角色?？傊瑹o論是磷化銦，還是硅光子學，都預示著光通信行業(yè)即將迎來深度變革，都將顯著改變光器件的設計和未來。