[ah股溢价]5G系列之光模块高增长点

相比于4G时代，5G无线光模块将在整个光模块市场中占据更重要的地位，上升周期已经开始
　　科技兴国已经成为国家战略，未来中国经济的引擎必然是科学技术的进步，之前我们用系列文章的形式剖析了半导体产业链。随后的一段时间《每日财报》也会用系列文章的形式解析5G产业链，如果说半导体追求国产替代，那么5G要力争引领世界。
　　知名光通信市场调研机构Dell'Oro Group近期的报告指出，中国的光模块供应商市场在全球的市场占比将超过50%，有望主导2020年全球市场。同时，2020年将首次出现5家中国厂商同时进入全球前十，分别是中际旭创(300308)、海信宽带、光迅科技(002281)、华工正源和新易盛(300502)。随着5G基础设施与数据中心的加快建设对光模块产业的需求增长，国内光模块产业将完成从低速向高速产业升级的过程。

　　01
　　光模块的组成和发展
　　光模块是光通信的核心器件，在光纤通信中，光模块主要完成光电转换和电光转换，通俗的来说，就是把发送过来的电信号转换成光信号，再通过光纤再把光信号转换成电信号进行传输。
　　光模块可以分为接收端和发射端，其中发射端把电信号转换为光信号，由TOSA（光发射次模块）和对应的驱动电路构成，核心为激光器；接收端把光信号转换为电信号，由ROSA（光接收次模块）和放大电路构成，核心为光电探测器。光模块产业链主要为光芯片-光器件-光模块-光设备，其中光模块环节位于产业链偏后端，主要起到设计、集成、封装、测试的作用。
　　光模块的上游是光芯片与光器件，下游是通信设备商，最终产品应用到数据中心与电信市场。据《每日财报》了解，国内企业中以华为、中兴通讯(000063)和烽火通信(600498)为代表的光网络设备商的份额占据全球市场的半壁江山，其中华为是当之无愧的龙头。通过对光模块的成本进行拆解，光器件共占成本的近80%，而在光器件中，TOSA和 ROSA 共占63%，即占总成本的50%。
　　从全球范围内来看，国内企业主要在无源器件、低速光芯片等中低端细分市场有竞争优势，但高端光芯片仍主要掌握在美、日厂商中，其中主要包括美国的Finisar、Lumentum、Neophotonics 和日本的Sumitomo、Fujitsu。从发展趋势来看，全球光模块厂商集中度进一步提升，国内厂商的光模块份额逐步加大，中低端产品基本全部完成国产替代，高端产品正在加快建设。
　　从现实情况出发，10G以下速率的光模块，国内厂家已经完成了从芯片到模块的全产业链国产替代；10G/25G/40G/100G光模块方面，光迅科技、中际旭创、海信宽带、华工正源等国内厂家已经实现全系列产品的覆盖，模块设计能力和封装工艺成熟。
　　400G光模块方面，中际旭创率先完成量产，领先世界，打开北美市场，最新的消息显示，新易盛的400G产品也已投放市场。
　　华为2019年下半年光模块的招标中以前传25G光模块为主，招标价格相比上一轮招标下降幅度在20%左右。其中，华工科技(000988)、海信宽带、光迅科技、中际旭创占据前传25G光模块主要份额。50G PAM4 LR中传光模块核心供应商包括华为海思、中际旭创、索尔思、光迅科技、海信宽带等，国内厂商的份额相比4G时取得较大突破，但50G PAM4 ER模块的供应商仍以日美厂商为主。
　　如果用十年建设一个与目前4G同等覆盖程度的5G网络， 那么2019-2028年，中国移动需要建设190万座基站。而对于联通和电信来说，采用3.5GHz频段，两者共需建设235万座5G基站。进一步来看，对于中国移动160MHz的频谱带宽而言，如果采用光纤直连，一个宏基站对应12支光模块，如果采用 Open-WDM，对应24支光模块。对于中国联通(600050)和电信，由于两家共享200MHz的频谱，所需光模块数量较 100MHz 翻倍，一个宏站对应 12 支光模块，因此共建共享不会减少光模块数量，在未来的一段时间内，光模块大概率将维持较高的景气度。

　　02
　　未来的变化和高增长点
　　5G 网络主要由三个主要部分组成，分别为无线网、承载网、核心网。三大运营商今年提高了5G建设的资本开支，5G网络建设将从2020年开始进入高速发展期，其中无线网和承载网都将迎来技术的代际升级，光模块随之也迎来换代需求。
　　根据《每日财报》获取的信息，无线网基站中的前传光模块将从10G升级到25G光模块，在承载网的回传需求中，城域网将从10G/40G升级到100G，骨干网将从100G升级到400G。除此之外，2019年建设的5G网络主要依托4G网络进行非dl组网，因此中传的光模块需求未正式打开，2020 年进入5Gdl组网建设，CU和DU的分离将打开中传光模块的市场，这一点需要重点关注。
　　5G时代，25G光模块将成为主流的前传光模块。目前25G光模块有主要两种光芯片组成方式：25G 光芯片和10G光芯片超频。相较于10G光芯片超频，25G 光芯片具有可靠性好和稳定性高的特点，但其量产工艺要求高，供货渠道主要是海外。而10G 光芯片具有相对成熟的供应链，且部分国内厂商如光迅科技、华工科技等具有批量生产10G光芯片的能力，可以有效降低光模块成本。
　　超频方案与25G光芯片方案的主要区别在发送端，在发射组件中采用10G激光发射芯片并搭载25G 的LD Driver来达到超频效果。2019年由于业界对前传光模块需求量急速提升的准备不足，导致上游25G芯片出现产能不足，叠加10G芯片的成本优势，所以超频方案得到了广泛应用。但随着海外光芯片厂如Lumentum 将产能向25G光芯片倾斜，国内的光迅科技等企业在25G DBF芯片量产的突破， 25G光芯片有望在2020年实现产能提升和成本下降，10G超频方案的成本优势或将逐渐降低，毕竟25G芯片的性能更佳，这也是一个非常重要的变化。
　　随着 5G 网络建设的落地，数据中心流量进入爆发性增长的阶段，对数据中心互联的带宽提出了新的需求，作为数据中心内部数据传输通道的骨干，交换机的容量和速率决定了数据中心可对外提供的能力，而数据中心交换机是400G数通光模块规模最大的应用场景。目前Facebook的新一代数据中心架构用4×100G 实现400G带宽，提升了100G光模块需求，同时为后续400G光模块奠定规模基础。
　　以运营商数据中心目前所用的 100G端口交换机为例，光模块价值量占比已超过数据中心交换机整体的一半。目前各主流交换机制造商已纷纷推出多款面向400G的数据中心交换机产品，这些交换机产品可提供数十到数百个400G端口，当数据中心批量部署相关的400G交换机时，将有望为400G光模块带来较大的市场空间，这是未来的看点。
　　相比于4G时代，5G无线光模块将在整个光模块市场中占据更重要的地位， 5G无线通信所具备的高带宽、低时延、大连接的特点对光模块的功能和性能提出了更高的要求。光模块的上行周期已经开启，从产业链的全局来看，国内企业的薄弱环节仍然是上游的芯片领域，这也是未来本土企业的着重发力点。

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