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光芯片應用場景不斷升級，光芯片需求持續(xù)增長
思瀚產業(yè)研究院 源杰科技    2022-12-16

①政策引導及信息應用推動流量需求快速增長，光芯片應用持續(xù)升級

隨著信息技術的快速發(fā)展，全球數(shù)據量需求持續(xù)增長，根據 Omdia 的統(tǒng)計，2017年至 2020 年，全球固定網絡和移動網絡數(shù)據量從 92 萬 PB增長至 217萬 PB，年均復合增長率為 33.1%，預計 2024 年將增長至 575 萬 PB，年均復合增長率為 27.6%。

同時，光電子、云計算技術等不斷成熟，將促進更多終端應用需求出現(xiàn)，并對通信技術提出更高的要求。受益于信息應用流量需求的增長和光通信技術的升級，光模塊作為光通信產業(yè)鏈最為重要的器件保持持續(xù)增長。

根據 LightCounting 的數(shù)據，2016 年至 2020 年，全球光模塊市場規(guī)模從58.6 億美元增長到 66.7 億美元，預測 2025 年全球光模塊市場將達到 113 億美元，為 2020 年的 1.7 倍。光芯片作為光模塊核心元件有望持續(xù)受益。

數(shù)據來源：LightCounting

2021 年 11 月，工信部發(fā)布《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》要求全面部署新一代通信網絡基礎設施，全面推進 5G 移動通信網絡、千兆光纖網絡、骨干網、IPv6、移動物聯(lián)網、衛(wèi)星通信網絡等的建設或升級；統(tǒng)籌優(yōu)化數(shù)據中心布局，構建綠色智能、互通共享的數(shù)據與算力設施；積極發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網和車聯(lián)網等融合基礎設施?！丁笆奈濉毙畔⑼ㄐ判袠I(yè)發(fā)展規(guī)劃》指明信息基礎設施建設的目標，在規(guī)劃目標落地的過程中，光芯片需求量也將不斷增長，規(guī)劃要求的主要指標情況如下：

②“寬帶中國”推動光纖網絡建設，千兆光纖網絡升級推動光芯片用量提升

FTTx 光纖接入是全球光模塊用量最多的場景之一，而我國是 FTTx 市場的主要推動者。受制于電通信電子器件的帶寬限制、損耗較大、功耗較高等，運營商逐步替換銅線網絡為光纖網絡。

目前，全球運營商骨干網和城域網已實現(xiàn)光纖化，部分地區(qū)接入網已逐漸向全網光纖化演進。PON（無源光網絡）技術是實現(xiàn) FTTx 的最佳技術方案之一，PON 是指 OLT（光線路終端，用于數(shù)據下傳）和 ONU（光網絡單元，用于數(shù)據上傳）之間的 ODN（光分配網絡）全部采用無源設備的光接入網絡，是點到多點結構的無源光網絡。

PON 技術傳輸容量大，相對成本低，維護簡單，有很好的可靠性、穩(wěn)定性、保密性，已被證明是當前光纖接入中非常經濟有效的方式，成為光纖接入技術主流。目前 PON 技術主要包括 APON/BPON、EPON、GPON 和 10G-PON 幾類，當前主流的EPON/GPON技術采用 1.25G/2.5G 光芯片，并向 10G 光芯片過渡。10G-PON 技術支持數(shù)據上下傳速率對稱 10Gbps，能夠更好地滿足各類高速寬帶業(yè)務應用的接入網絡需求。

根據 LightCounting 的數(shù)據，2020 年 FTTx 全球光模塊市場出貨量約 6,289 萬只，市場規(guī)模為 4.73 億美元，隨著新代際 PON 的應用逐漸推廣，預計至 2025 年全球 FTTx 光模塊市場出貨量將達到 9,208 萬只，年均復合增長率為 7.92%，市場規(guī)模達到 6.31 億美元，年均復合增長率為 5.93%。

數(shù)據來源： LightCounting

我國是光纖接入全面覆蓋的大國，為國內光芯片產業(yè)發(fā)展帶來良好機遇。根據工信部《寬帶發(fā)展白皮書》，2020 年，我國光纖接入用戶占比全球第二，僅次于新加坡。此外，根據《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，在持續(xù)推進光纖覆蓋范圍的同時，我國要求全面部署千兆光纖網絡。以 10G-PON 技術為基礎的千兆光纖網絡具備“全光聯(lián)接，海量帶寬，極致體驗”的特點，將在云化虛擬現(xiàn)實（Cloud VR）、超高清視頻、智慧家庭、在線教育、遠程醫(yī)療等場景部署，引導用戶向千兆速率寬帶升級。2020 年，我國 10G-PON 及以上端口數(shù)達到 320 萬個，到 2025 年將達到 1,200 萬個。

③5G移動通信網絡建設及商用化促進電信側高端光芯片需求

全球正在加快 5G 建設進程，5G 建設和商用化的開啟，將拉動市場對光芯片的需求。相比于 4G，5G 的傳輸速度更快、質量更穩(wěn)定、傳輸更高頻，滿足數(shù)據流量大幅增長的需求，實現(xiàn)更多終端設備接入網絡并與人交互，豐富產品的應用場景。根據全球移動供應商協(xié)會（GSA）的數(shù)據，截至 2021 年 10 月末，全球 469 家運營商正在投資 5G建設，其中 48個國家或地區(qū)的 94 家運營商已開始投資公共 5G獨立組網（5G SA）。

5G 移動通信網絡提供更高的傳輸速率和更低的時延，各級光傳輸節(jié)點間的光端口速率明顯提升，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，帶動 25G 甚至更高速率光芯片的市場需求。

根據LightCounting 的數(shù)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(xù)上升，2020 年分別達到 8.21 億美元、2.61 億美元和 10.84 億美元，預計到 2025 年，將分別達到 5.88 億美元、2.48 億美元和 25.18 億美元。電信市場的持續(xù)發(fā)展，將帶動電信側光芯片應用需求的增加。

注：全球電信側光模塊市場規(guī)模及預測中不包括 FTTx 市場。

數(shù)據來源：LightCounting

我國 5G 建設走在全球前列。根據工信部的數(shù)據，截至 2021 年 9 月末，我國 5G基站總數(shù) 115.9 萬個，占國內移動基站總數(shù)的 12%，占全球比例約 70%，是目前全球規(guī)模最大的 5G獨立組網網絡。2021 年上半年國內 5G基站建設進度有所推遲，但下半年招標及建設節(jié)奏明顯提速。根據《“雙千兆”網絡協(xié)同發(fā)展行動計劃（2021-2023 年）》，到 2021 年底，5G 網絡基本實現(xiàn)縣級以上區(qū)域、部分重點鄉(xiāng)鎮(zhèn)覆蓋，新增 5G 基站超過 60 萬個；到 2023 年底，5G 網絡基本實現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級以上區(qū)域和重點行政村覆蓋，推進 5G的規(guī)?；瘧?。

④云計算產業(yè)發(fā)展，全球及國內數(shù)據中心數(shù)量大幅增長，光芯片重要性突顯

互聯(lián)網及云計算的普及推動了數(shù)據中心的快速發(fā)展，全球互聯(lián)網業(yè)務及應用數(shù)據處理集中在數(shù)據中心進行，使得數(shù)據流量迅速增長，而數(shù)據中心需內部處理的數(shù)據流量遠大于需向外傳輸?shù)臄?shù)據流量，使得數(shù)據處理復雜度不斷提高。

根據 Synergy Research 的數(shù)據，截至 2020 年底，全球 20 家主要云和互聯(lián)網企業(yè)運營的超大規(guī)模數(shù)據中心總數(shù)已經達到 597 個，是 2015 年的兩倍，其中我國占比約 10%，排名第二。光通信技術在數(shù)據中心領域得到廣泛的應用，極大程度提高了其計算能力和數(shù)據交換能力。光模塊是數(shù)據中心內部互連和數(shù)據中心相互連接的核心部件，根據 LightCounting 的數(shù)據，2019 年全球數(shù)據中心光模塊市場規(guī)模為 35.04 億美元，預測至 2025 年，將增長至 73.33 億美元，年均復合增長率為 13.09%。

數(shù)據來源：LightCounting

我國云計算產業(yè)持續(xù)景氣，云計算廠商建設大型及超大型數(shù)據中心不斷加速。根據中國信通院《2021 云計算白皮書》，2020 年我國公有云市場規(guī)模達到1,277 億元，同比增長 85.2%，私有云市場規(guī)模達到 814 億元，同比增長26.1%。政策層面，我國政府將云計算作為產業(yè)轉型的重要方向，積極推動云計算、數(shù)據中心的發(fā)展。

根據工信部《新型數(shù)據中心發(fā)展三年行動計劃（2021-2023 年）》，到 2021 年底，全國數(shù)據中心平均利用率提升到 55%以上，到 2023年底，全國數(shù)據中心機架規(guī)模年均增速保持在 20%，平均利用率提升到 60%以上，帶動光芯片市場需求的持續(xù)增長。

數(shù)據來源：工信部