多場景應用 光芯片市場規(guī)模持續(xù)增長

從光器件產業(yè)鏈看，主要環(huán)節(jié)為“光芯片、光器件、光模塊、光設備”，最終應用于電信市場、數據中心市場及消費電子市場。其中，光芯片處于產業(yè)鏈的核心位置，具有高技術壁壘，占據了產業(yè)鏈的價值制高點。

　　光芯片主要用于光電信號轉換，遵循“Chip–OSA–Transceiver”的封裝順序，激光器芯片（Chip）通過傳統(tǒng)的TO封裝或新興的多模COB封裝形式制成光模塊（Transceiver）。在光通信系統(tǒng)中，常用的核心光芯片主要包括DFB、EML、VCSEL三種類型，分別應用于不同傳輸距離和成本敏感度的應用場景。

　　光芯片屬于技術密集型行業(yè)，具有極高的技術壁壘和復雜的工藝流程。因此，光芯片在光器件／光模塊中成本占比較大。此外，隨著芯片速率的提升，制備難度增大，成本占比或進一步提升。一般情況下，對于低速率光模塊／光器件（轉換速率小于10Gbps），光芯片的成本占比約為30％左右；而對于高速光模塊／光器件（調制速率大于25Gbps），芯片的成本占比約為60％左右。例如，全球數通光模塊龍頭中際旭創(chuàng)（公司主力產品為100G QSFP28，采用25G光芯片），整體光芯片及組件成本占比在50％左右。相較于電芯片，目前光芯片市場規(guī)模較小，分工程度有限，垂直一體化的IDM廠商市場份額超過50％。但伴隨VCSEL芯片的消費電子市場打開，芯片市場規(guī)模加速擴展，分工程度有望提升，第三方代工模式逐漸興起。

　　規(guī)模：為什么市場規(guī)模加速增長且“一望無際”？

　　伴隨流量加速爆發(fā)，光芯片市場規(guī)模加速增長：（1）電信市場：傳輸網擴容正當時，接入網逐步向10G PON升級，5G基站大規(guī)模建設或帶來超20億美元光芯片市場空間，為4G時代2．8倍。（2）數據中心市場：數據中心市場需求持續(xù)井噴。（3）消費電子市場：VCSEL芯片切入消費電子市場，市場空間拓展10－100倍。隨著硅光集成度提升帶來價值占比提升，未來成長空間“一望無際”。

　　1 光芯片市場規(guī)模有望持續(xù)高增長

　　從細分市場看，光芯片主要應用于電信市場、數據中心市場、以及消費電子市場。其中，電信市場主要應用于傳輸網、接入網以及無線基站，市場份額占比約60％左右；數據中心市場主要應用于數據中心內部互聯(lián)、連接數據中心間的DCI網絡，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。對于三大細分市場的發(fā)展趨勢，我們的判斷是：電信市場近期保持穩(wěn)定，有望迎來5G高增長機遇，數據中心市場將快速增長，消費電子市場規(guī)模有望呈爆發(fā)式增長。三大細分市場共同驅動光芯片市場空間持續(xù)拓展。

　　根據ICCSZ統(tǒng)計，在不考慮消費電子VCSEL激光市場規(guī)模的情況下，2015年中國光器件市場規(guī)模為16．2億美元，到2020年有望達到26．8億美元，增長65．4％。若考慮消費電子VCSEL激光器，國內光芯片市場從2018年開始將加速拓展。預計光芯片在光器件的成本占比為50％，2015—2020年間國內光芯片市場規(guī)模有望從2015年的8．1億美元增長到2020年的21．4億美元，年均復合增長率高達21．4％。

　　2 電信市場：近期保持穩(wěn)定，有望迎5G高增長機遇

　　從電信市場看：有線方面，傳輸網擴容愈加緊迫，城域網100G逐漸下沉；接入網由GPON／EPON向10G PON升級。無線基站方面，目前正處于4G建設后期，需求相對疲軟。隨著5G基站大規(guī)模建設逐漸開啟，有望迎來5G高增長機遇。

　　2．1傳輸網擴容正當時，DFB／EML芯片需求穩(wěn)步增長

　　隨著流量持續(xù)增長，網絡升級將遵循：骨干網→城域網→ 接入網→ 骨干網的循環(huán)過程，對高速光芯片形成持續(xù)而穩(wěn)定的需求。

　　國內骨干網100G升級自2013年開始大規(guī)模進行，城域網將逐步提升100G的滲透率。自2017年8月份以來，三大運營商先后落實資金開啟傳輸網100G設備端口集采，同比去年有較大幅度的提升。我們認為，5G建設傳輸先行，隨著傳輸網擴容的持續(xù)推進，對DFB／EML芯片的需求有望持續(xù)提升。

　　2．2接入網向10G PON升級，DFB芯片需求有望提升

　　接入網用于連接傳輸網與終端，傳輸距離較短。目前，點到多點（P2MP）的光纖接入方式PON（passiveoptical network）是我國運營商采用的光纖接入方式，多采用EPON或GPON。隨著4K／8K視頻、VR／AR等技術的發(fā)展，EPON和GPON已逐漸無法適應用戶對帶寬的需求。為實現網路的平滑升級，PON的升級將成為關鍵因素，EPON和GPON有望向10G PON技術升級。

　　考慮到成本，在GPON／ EPON方面，國內大多采用FP激光器。在10G PON時代，需要采用DFB激光器。目前，國內具備自主生產DFB光芯片的企業(yè)較少，大量依賴于國外進口。隨著接入網升級的全面展開，具備10G DFB芯片量產能力的光器件廠商有望充分受益于行業(yè)需求紅利。

　　2．3無線基站近兩年需求放緩，5G時代芯片需求有望大幅回暖

　　自2015年起，4G基站建設整體進入中后期，近兩年需求有所下滑。2020年，5G規(guī)模商用開啟，有望再次拉動對光模塊的需求，市場空間超45億美元，按照芯片成本占比50％估算，市場空間超20億美元。據測算，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：（1）從基站數量看：由于5G頻譜頻率上升，信號穿透建筑物的衰減較大，建站密度與4G基站相比將更高。預計未來6年內（2019—2024）有望建設581．4萬個5G基站，密度是4G基站數的1．36倍。（2）從單基站光模塊數看：5G基站架構從4G的前傳－回傳演進到前傳—中傳—回傳，單個基站需要的光模塊數有望達8—10個，較4G基站有所增加。

　　芯片方面，5G基站前傳至少為25G QSFP 28，主要采用DBF／EML芯片。中傳回傳有望采用10G SFP＋光模塊，主要采用DBF／EML芯片。目前正處于4G基站與5G基站建設交替期，需求階段性放緩。而隨著5G商用將至，對于光芯片的需求將大幅提升，相關光芯片廠商有望迎接5G時代的高增長機遇。