光通信器件行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模 2020光通信器件行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析

• 2020年7月18日 HaoChenChong來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 1331 87
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光通信是一種光以作為信息載體進(jìn)行傳輸?shù)默F(xiàn)代通信技術(shù)。常見(jiàn)的主要有兩種傳輸媒介不同的通信方式，分別光纖通信和大氣激光通信。大氣激光通信的傳輸媒介為空氣;而光纖通信傳輸媒介則是光纖。由于低損耗光纖和在室溫下能持續(xù)工作的DH(雙異質(zhì)結(jié))半導(dǎo)體激光器的發(fā)明，促

光通信是一種光以作為信息載體進(jìn)行傳輸?shù)默F(xiàn)代通信技術(shù)。常見(jiàn)的主要有兩種傳輸媒介不同的通信方式，分別光纖通信和大氣激光通信。大氣激光通信的傳輸媒介為空氣;而光纖通信傳輸媒介則是光纖。由于低損耗光纖和在室溫下能持續(xù)工作的DH(雙異質(zhì)結(jié))半導(dǎo)體激光器的發(fā)明，促進(jìn)了光纖通信的實(shí)際應(yīng)用。

光通信器件是光通信產(chǎn)業(yè)的上游產(chǎn)業(yè)，屬于光通信系統(tǒng)基礎(chǔ)和核心部分，主要分為有源器件和無(wú)源器件兩種，光通信器件的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和先進(jìn)性決定了整個(gè)光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的技術(shù)水平和競(jìng)爭(zhēng)力。

1975年后，發(fā)達(dá)國(guó)家逐漸開(kāi)始發(fā)展光器件產(chǎn)業(yè)，中國(guó)比國(guó)外約晚5年才形成光器件產(chǎn)業(yè)，但中國(guó)的起步不算晚，國(guó)家光纖通信發(fā)展初期科研和工程的需要有源器件和無(wú)源器件已能夠滿足。目前，我國(guó)光通信器件產(chǎn)業(yè)為全球光器件產(chǎn)業(yè)中最為活躍的市場(chǎng)，約占五分之一的全球市場(chǎng)份額。然而不容樂(lè)觀的是，我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)雖然規(guī)模大，但是競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，主要靠低價(jià)格優(yōu)勢(shì)生存，光通信產(chǎn)業(yè)鏈整體不均衡，尤其是在產(chǎn)業(yè)鏈源頭的光器件及芯片產(chǎn)業(yè)方面力量薄弱，隨著信息化時(shí)代的推進(jìn)，我國(guó)由于各方面因素制約，在核心技術(shù)和高端產(chǎn)品方面與國(guó)際先進(jìn)水平的差距日益突出。我國(guó)光通信器件廠商以民營(yíng)中小企業(yè)為主，大多沒(méi)有其他業(yè)務(wù)支撐，規(guī)模普遍較小，企業(yè)群體不夠強(qiáng)壯。

我國(guó)光通信器件市場(chǎng)規(guī)模在近幾年與全球保持相同的增長(zhǎng)趨勢(shì)，中國(guó)光通信器件市場(chǎng)約占全球25%～30%左右的市場(chǎng)份額。然而，盡管我國(guó)擁有全球最大的光通信市場(chǎng)、優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)設(shè)備商，但是我國(guó)光通信器件行業(yè)在全球所占份額與現(xiàn)有資源并不相匹配。2017-2019年，中國(guó)光通信器件行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模以10%左右的增速不斷增長(zhǎng)，2019年規(guī)模達(dá)31.6億美元。

根據(jù)中研普華研究報(bào)告《2020-2025年光通信器件市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)查及供需格局分析預(yù)測(cè)報(bào)告》統(tǒng)計(jì)分析顯示：

一、2019年光通信器件行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r分析

根據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)Ovum數(shù)據(jù)，2015—2021年，全球光通信器件市場(chǎng)規(guī)?？傮w呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。其中，電信市場(chǎng)和數(shù)據(jù)通信市場(chǎng)對(duì)光通信器件的需求保持穩(wěn)定的增長(zhǎng)，而接入網(wǎng)市場(chǎng)需求趨穩(wěn)。與設(shè)備、光纖光纜市場(chǎng)相比，光通信器件領(lǐng)域還處在充分競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代，由于很多光通信器件企業(yè)都是在某一細(xì)分領(lǐng)域精耕細(xì)作，造成了廠商眾多、集中度低的市場(chǎng)格局，市場(chǎng)份額也相對(duì)分散。

我國(guó)光通信器件市場(chǎng)規(guī)模在近幾年與全球保持相同的增長(zhǎng)趨勢(shì)，中國(guó)光通信器件市場(chǎng)約占全球25%～30%左右的市場(chǎng)份額。然而，盡管我國(guó)擁有全球最大的光通信市場(chǎng)、優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)設(shè)備商，但是我國(guó)光通信器件行業(yè)在全球所占份額與現(xiàn)有資源并不相匹配。

我國(guó)光通信器件廠商以民營(yíng)中小企業(yè)為主，大多沒(méi)有其他業(yè)務(wù)支撐，規(guī)模普遍較小，企業(yè)群體不夠強(qiáng)壯，在自主技術(shù)研發(fā)和投入實(shí)力方面相對(duì)較弱，主要集中在中低端產(chǎn)品的研發(fā)、制造上，核心基礎(chǔ)光通信器件研發(fā)生產(chǎn)能力薄弱。

從市場(chǎng)占比分析，中國(guó)企業(yè)實(shí)力偏弱，全球光通信器件市場(chǎng)占有率前十名企業(yè)中僅有一家中國(guó)企業(yè)。

根據(jù)行業(yè)供給情況給出的光收發(fā)模塊、光芯片、電芯片國(guó)產(chǎn)化率測(cè)算數(shù)據(jù)，10Gb/s速率的光芯片國(guó)產(chǎn)化率接近50%，25Gb/s及以上速率的國(guó)產(chǎn)化率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于10Gb/s速率的產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商除了可以提供少量的25Gb/sPIN器件和APD器件外，25Gb/sDFB激光器芯片則剛剛完成研發(fā)。25Gb/s速率模塊使用電芯片基本依賴進(jìn)口。

二、2019年中國(guó)光通信器件行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)

共建共享是5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的必然選擇，繼中國(guó)電信與中國(guó)聯(lián)通合作之后，2020年5月20日中國(guó)移動(dòng)宣布與中國(guó)廣電進(jìn)行5G合作，全國(guó)將建成2張5G網(wǎng)絡(luò)。

DRAN場(chǎng)景下光纖直驅(qū)CRAN場(chǎng)景下xWDM成為主流

圖表：5G承載技術(shù)方案及產(chǎn)業(yè)

資料來(lái)源：中國(guó)電信研究院

在5G承載技術(shù)方案與產(chǎn)業(yè)研究方面。5G回傳的方案相對(duì)統(tǒng)一，接入層是25G、50G為主，在建設(shè)初期，5G的帶寬和容量尚未擴(kuò)大，25G第一級(jí)回傳基本滿足需求，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)的集中，將來(lái)50G、100G將會(huì)在接入層出現(xiàn)。在匯聚層和核心層，當(dāng)前以100G為主，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)的集中，到未來(lái)可能會(huì)到400G，甚至可能會(huì)用波分的技術(shù)去提升容量。

在5G前傳方面存在幾種技術(shù)，最成熟的CWDM是發(fā)展最早且最成熟的，它可以支持6波，LWDM/MWDM支持12波25G，并可以進(jìn)一步節(jié)省光纖。對(duì)于光模塊來(lái)說(shuō)，前傳25G/10G的接口是兼容的，這方面技術(shù)也非常成熟。對(duì)100G來(lái)說(shuō)需要高密度及低功耗的封裝，比如SFP28。5G建設(shè)的整體要求需要達(dá)到低成本且互聯(lián)互通，互聯(lián)互通本質(zhì)上也是進(jìn)一步降低成本。

共建共享的模式下，CRAN將成為主要應(yīng)用場(chǎng)景。CRAN具備以下幾種優(yōu)勢(shì)：

一、CRAN方式相對(duì)DRAN可減少末端機(jī)房及傳輸設(shè)備需求，節(jié)省站址獲取、機(jī)房租金及傳輸成本，理論上集中度越高效果越明顯;

二、由于DU集中放置便于統(tǒng)一維護(hù)，因此在建設(shè)成本和維護(hù)成本上較DRAN有一定優(yōu)勢(shì)，CRAN將成為5G建設(shè)的主要部署模式;

三、同時(shí)CRAN方式可實(shí)現(xiàn)DU的池組化或云化，實(shí)現(xiàn)基帶資源的共享和多站間的業(yè)務(wù)協(xié)同。因?yàn)镃RAN對(duì)前傳光纖消耗較較大，xWDM將成為主流。

舉例電信聯(lián)通共建共享分析，當(dāng)共建共享后，100M變?yōu)榱?00M，站型從S111升級(jí)為S222，也就是說(shuō)，3.5GHz載頻的前傳需求光模塊從3個(gè)25G變成6個(gè)25G。隨著5G的發(fā)展，將來(lái)會(huì)引入更多10G前傳接口需求。在頻譜為3.5GHz200MHz+2.1GHz下，將用到6個(gè)25Gb/s+3個(gè)10Gb/s(單錨點(diǎn))或6個(gè)25Gb/s+6個(gè)10Gb/s(雙錨點(diǎn));將來(lái)3.5GHz200MHz+2.1GHz+1.8GHz的頻譜中，將采用6個(gè)25Gb/s+4個(gè)/8個(gè)10Gb/s。

面向DRAN的應(yīng)用場(chǎng)景下，光模塊的傳輸為傳輸距離較短使光纖成本的敏感度降低，因此， 25Gb/sBiDi方案是比較靠譜的方案。2018年開(kāi)始，25Gb/sBiDi的技術(shù)已經(jīng)深入研究并制定標(biāo)準(zhǔn)。該方案內(nèi)部采用DML+PIN的方式，成本較低且支持工溫，可靠高等優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)業(yè)走向成熟，多廠商支持且可互聯(lián)互通。

面向CRAN的應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)，光纖直驅(qū)對(duì)光纖的消耗則太大，不具優(yōu)勢(shì)。對(duì)于CRAN的解決方案有幾種。無(wú)源CWDM方案是最成熟的，采用DML+PIN的方式。無(wú)源CWDM方案的優(yōu)勢(shì)為方案簡(jiǎn)單，無(wú)溫控(TEC)，成本低;4波CWDM在數(shù)據(jù)中心有海量應(yīng)用，6x10GCWDM方案在4G前傳有應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)鏈成熟;支持100MHz載頻的單站單纖。近期，在中國(guó)移動(dòng)各省公司和電信集團(tuán)集采推動(dòng)下，出貨量達(dá)到幾十萬(wàn)，價(jià)格下降快。

3通道25GCWDM更經(jīng)濟(jì)6通道25GLWDM更具性能優(yōu)勢(shì)

無(wú)源CWDM方案面臨以下幾個(gè)問(wèn)題：1.面向共建共享的200MHz載頻，需要2芯/2套系統(tǒng);2.維護(hù)余量不足;3.產(chǎn)品合格率壓力;4.環(huán)境高低溫考驗(yàn)。CWDM從3*25G升級(jí)支持6*25G可選方案中，方案一：C-band，需要高成本EML+PIN方案，成本較高，暫不可行。方案二：利用環(huán)形器，采用同波方案，在現(xiàn)有CWDM6波基礎(chǔ)上，擴(kuò)展支持12波，但將面臨插損指標(biāo)，反射影響及產(chǎn)業(yè)鏈支持不足三大挑戰(zhàn)。

除此之外，業(yè)界正在研究的單纖12×25WDM前傳三種方案為：由中國(guó)移動(dòng)主導(dǎo)，產(chǎn)業(yè)封閉的MWDM(中等波分復(fù)用)方案;中國(guó)電信+信通院聯(lián)合牽頭，產(chǎn)業(yè)開(kāi)放的LWDM(細(xì)波分復(fù)用);中國(guó)聯(lián)通主導(dǎo)的G.Metro(DWDM密集波分復(fù)用)，三種方案各具特點(diǎn)。

圖表：業(yè)界正在研究的單纖12*25WDM前傳三種方案

資料來(lái)源：中國(guó)電信研究院

MWDM(中等波分復(fù)用)方案技術(shù)：采用在CWDM的6波基礎(chǔ)上，左右各拉偏3.5nm，光模塊方案采用低成本DML+PIN/APD+TEC(溫控)，成本偏高，合分波采用TFF(薄膜濾波)實(shí)現(xiàn)。目前該方案的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀上，擴(kuò)展支持10G通道的方案未明確，理論上講可利用現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈擴(kuò)展3通道10G或再定制擴(kuò)展6通道10G。

LWDM(細(xì)波分復(fù)用)技術(shù)：工作波長(zhǎng)位于零色散點(diǎn)附近，色散代價(jià)小(<1dB)，可擴(kuò)展性好;光模塊采用低成本DML+低成本PIN+TEC(溫控)，25G光模塊成本高于CWDM;合分波采用TFF(薄膜濾波)實(shí)現(xiàn)。從中國(guó)電信目前進(jìn)展來(lái)看，該方案光模塊樣品已完成研發(fā)，至今已完成7個(gè)光模塊廠商、5個(gè)復(fù)用器/解復(fù)用器廠商樣品測(cè)試。LWDM性能優(yōu)異，部分廠商的CWDM的長(zhǎng)波長(zhǎng)色散代價(jià)較大，有待進(jìn)一步優(yōu)化。為匹配5G建設(shè)要求，LWDM最早下半年可集采和規(guī)模應(yīng)用。

G.Metro(DWDM密集波分復(fù)用)方案：采用100GHz(0.8nm)波長(zhǎng)間隔DWDM技術(shù)，采用單纖雙向結(jié)構(gòu)，前20波與后20波間隔700GHz，光模塊采用高成本EML+低成本PIN+TEC(溫控)，采用AWG實(shí)現(xiàn)合分波。該方案采用高成本可調(diào)諧EML+TEC+PIN方案，技術(shù)方案可行，但目前在產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀面臨成本壓力較大。

圖表：6通道25G前傳方案綜合比較

資料來(lái)源：中國(guó)電信研究院

綜合來(lái)看， DRAN前傳距離短，一般采用光纖直驅(qū)，推薦采用BiDi。CRAN場(chǎng)景下前傳距離長(zhǎng)，由于光纜的資源有限，新建光纜的成本高，建設(shè)周期長(zhǎng)，一般采用WDM技術(shù)。而對(duì)于3通道25G，CWDM更經(jīng)濟(jì)，對(duì)于6通道25G，LWDM具有性能優(yōu)勢(shì)。

前傳光模塊需求以CWDM為主TFF需求巨大

截至2020年3月底，三大運(yùn)營(yíng)商共在全國(guó)開(kāi)通5G基站約20萬(wàn)個(gè)。中國(guó)移動(dòng)累計(jì)開(kāi)通超過(guò)9萬(wàn)個(gè)，中國(guó)電信累計(jì)開(kāi)通7.5萬(wàn)個(gè)(自建5萬(wàn)個(gè))，中國(guó)聯(lián)通累計(jì)開(kāi)通6萬(wàn)個(gè)(自建4.9萬(wàn)個(gè))，中國(guó)廣電正在全國(guó)40個(gè)大中型城市建設(shè)基于700MHz頻段的5G網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)三大運(yùn)營(yíng)商2020年的5G建設(shè)計(jì)劃，全國(guó)共將建成50萬(wàn)個(gè)基站數(shù)。根據(jù)第三方預(yù)測(cè)：5G基站5年建設(shè)600-700萬(wàn)個(gè)。

談到5G對(duì)光模塊的需求，前傳方面涉及到多種技術(shù)。

當(dāng)前DRAN場(chǎng)景下BiDi是很明確的，而CRAN的場(chǎng)景下，以CWDM為主，將來(lái)有可能為L(zhǎng)WDM或CWDM，主要看產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與成本。回傳方面，主要第一級(jí)回傳或接入層主要為25G、50G，匯聚及往上可能采用100G，主要采用低成本相干技術(shù)，要求80km及以上，將來(lái)可能采用400G。

5G對(duì)復(fù)用/解復(fù)用器的需求方面，5G主要部署模式為CRAN，其前傳以xWDM為主?，F(xiàn)有方案以CWDM、LWDM、MWDM為主，不管哪種方案都需要采用TFF濾波片實(shí)現(xiàn)，市場(chǎng)對(duì)TFF的需求巨大。

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  光通信是一種光以作為信息載體進(jìn)行傳輸?shù)默F(xiàn)代通信技術(shù)。常見(jiàn)的主要有兩種傳輸媒介不同的通信方式，分別光纖通信和大氣激光通信。大氣激光通信的傳輸媒介為空氣；而光纖通信傳輸媒介則是光纖。由...

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