2022年中国光模块行业短报告

2022年 中国光模块行业短报告 2022.08 版权所有©2022深圳市亿渡数据科技有限公司。本文件提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系亿渡数据独有的高度机密性文件（在报告中另行标明�处者除外）。未经亿渡数据事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、�版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，亿渡数据公司保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。 目录 第一章中国光模块行业概况 --------------------------------------------------------------- 04 •光模块行业的定义 --------------------------------------------------------------- 05 •光模块行业的分类 --------------------------------------------------------------- 06 •光模块行业的发展历程 --------------------------------------------------------------- 07 •光模块行业的市场规模 --------------------------------------------------------------- 08 •光模块行业政策 --------------------------------------------------------------- 09 •光模块行业的驱动因素 --------------------------------------------------------------- 10 第二章中国光模块产业链 --------------------------------------------------------------- 13 •光模块行业的产业链图谱 --------------------------------------------------------------- 14 •光模块行业的产业链上游 --------------------------------------------------------------- 15 •光模块行业的产业链中游 --------------------------------------------------------------- 18 •光模块行业的产业链下游 --------------------------------------------------------------- 19 第三章行业典型企业介绍 --------------------------------------------------------------- 21 •中际旭创股份有限公司 --------------------------------------------------------------- 22 •武汉光迅科技股份有限公司 --------------------------------------------------------------- 23 • 成都新易盛通信技术股份有限公司 --------------------------------------------------------------- 24 名词解释 激光器芯片缩写类别：法布里-珀罗激光器（FP）、分布式反馈激光器（DFB）、电吸收调制激光器（EML）、垂直腔面发射激光器（VCSEL）。 探测器芯片缩写类别：PIN结二极管（PIN）、雪崩光电二极管（APD）。 Gbs：比特率的单位，比特率越高，单位时间传送的数据量越大。 磊晶成长：一种用于半导体器件制造过程中，在原有晶片上长�新结晶，以制成新半导体层的技术。 Fabless：企业只负责芯片的设计与销售，将磊晶成长及晶粒制造环节外包，即无晶圆厂。 IDM：企业业务覆盖光通信芯片整个生产流程包括设计、磊晶成长及晶粒制造。 消光比：激光器在发射全“1”码时的光功率P1与全“0”码时发射的光功率P0之比。 5G：第五代数字通信技术。 RRU：RemoteRadioUnit的缩写。射频拉远单元RRU分成近端机即无线基带控制和远端机即射频拉远两部分，二者之间通过光纤连接，其接口是基于开放式CPRI或IR接口，可以稳定地与主流厂商的设备进行连接。 BBU：BuildingBasebandUnite的缩写。移动网络大量使用分布式基站架构，RRU和BBU之间需要用光纤连接，一个BBU可以支持多个RRU。采用BBU+RRU多通道方案,可 以很好地解决大型场馆的室内覆盖。 AAU：Activeantennaunit的缩写。有源天线处理单元AAU是5G基站的主要设备，是RRU与天线的组合，集成了多个T/R单元。T/R单元就是射频收发单元。 CU：Centralizedunit的缩写。将原BBU的非实时部分分割�来，重新定义为CU，负责处理非实时协议和服务。 DU：Distributeunit的缩写。BBU分割CU后剩余的部分，充分定义为DU，负责处理物理层协议和实时服务。 IDC：InternetDataCenter的缩写。一般指互联网数据中心，是指一种拥有完善的设备（包括高速互联网接入带宽、高性能局域网络、安全可靠的机房环境等）、专业化的管理、完善的应用服务平台。 III-V族：III-V族化合物，是元素周期表中III族的B，Al，Ga，In和V族的N，P，As，Sb形成的化合物，主要包括砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）和氮化镓等，是半导体 主要材料。 光模块作为光纤通信系统的核心器件之一，其全球和中国市场规模均在快速扩大，2020年分别为80亿美元和27亿美元。 光模块行业当前竞争激烈，中国企业在全球市场中的地位正在提升，但关键原材料和设备国产化程度不足，对外依赖度仍然较高。 当前相关行业政策为光模块发展形成有效助力，电信市场和数据中心市场的快速发展也为光模块行业增添动能。 行业概述 行业定义 光模块是光纤通信系统核心器件之一，光电信号转换中光芯片为其技术壁垒最高环节 •激光器（内含光芯片） •光纤 •套管 光纤传输 调制光信号 •探测器（内含光芯片） •光纤 •套管 电信号 光-电转换 光信号 电-光转换 电信号 电信号 电信号 放大器 驱动电路 光接收器件 光发射器件 光模块是光纤通信系统的核心器件之一，其为多种模块类别的统称，包括：光接收模块，光发送模块，光收发一体模块和光转发模块等。当前市场中光模块一般指代的是光收发一体模块。 通常情况下，光模块由光发射器件（TOSA，含激光器）、光接收器件（ROSA，含光探测器）、驱动电路、放大器和光（电）接口等部分组成。 光模块主要用于实现电-光和光-电信号的转换，如下图所示： 1.在发射端，一定速率的电信号经驱动电路处理后进入光发射器件； 2.处理后的电信号驱动激光器发射�相应速率的调制光信号，通过光功率自动控制电路，输�稳定光信号； 3.在接收端，一定速率的光信号由光探测器处理后转换为电信号； 4.处理后的电信号经过放大器后输�相应功率的电信号。 类别传输速率传输距离 应用场景 FP 155M-10G小于20km 基站，数据中心 激光器芯片 DFB 2.5G-40G 小于40km 基站，数据中心 EML大于10G大于40km基站，数据中心 VCSEL 155M-25G 500m 数据中心，消费电子 探测器芯片 PIN155M-40G / 基站，数据中心 APD1.25G-10G / 基站，数据中心 激光器和探测器中的光芯片是光模块实现电-光和光 -电信号转换的核心器件。 光芯片的传输速率决定了光模块的传输速率，其为光模块行业中技术壁垒最高的环节。 不同类别的芯片在传输速率、传输距离、应用场景 等方面存在差异，将按照具体规格和实际落地应用的角度来进行选择。 光模块的定义光芯片的定义 行业分类 光模块分类方式多样，随着技术更新及应用场景的增多，新分类方式将持续增加 当前光模块分类标准多式多样，这其最主要原因为光纤通信技术发 传统分类方式 展正处于加速阶段，光模块速度不断提升、体积不断缩小，这使得 传统分类方式 具体分类 传统分类方式 具体分类 每隔一段时间就要�新的分类标准，新旧标准之间通常很难兼容使 封装方式 SFP+、SFP28、QSFP28、CFP2、QSFP-DD、OSFP等 模式 单模（黄色）、多模（橘黄色、蓝绿色） 用。 传统分类方式：一般从封装方式、传输速率、传数据路、工作温度、 传输速率 10Gb/s、25Gb/s、50Gb/s、100Gb/s、200Gb/s、400Gb/s、800Gb/s等 波长 850nm、1310nm、1490nm、1550nm等 模式、波长、使用性、用途等角度进行分类。 新分类方式：随着技术更新迭代，光模块可以按照调制方式、是否 支持波分复用（WDM）应用、光接口工作模式等角度进行分类，每 传输距离 100m、10km、20km、40km、80km及以上等 使用性 热插拔（GBIC、SFP、XFP、XENPAK）、非热插拔（1x9、SFF） 个类别下还有多个细分。 此外光模块的应用场景存在多样性，不同的传输要求、使用场景， 工作温度 商业级（0-70°C）、工业级（-40-85°C）等 用途 客户侧、线路测 对应着不同的光线类型，光模块也随之不同。 新分类方式 新分类方式种类介绍对比 调制格式 NRZ信号采用高、低两种信号电平来表示要传输的数字逻辑信号的1、0信息PAM4信号采用4个不同的信号电平来进行信号传输（相当于翻倍） PAM4光模块中的PMA调制芯片技术难度高PAM4光模块能减少激光器和探测器的成本 是否支持波分复用 （WDM）应用 灰光模块不支持波分复用，一根光纤只能传输一路信号 彩光模块支持波分复用（分为CWDM和DWDM，即稀疏型和密集型，波长间隔不同），能实现在一根光纤传输多路信号，每一路信号由某种特定波长的光传送 彩光模块技术难度大、成本高彩光模块能大量减少使用光纤 光接口工作模式 双纤双向（Duplex）两根光纤与两个光端口，分别负责信号的发射与接收单纤双向技术难度大、仍处于样品阶段单纤双向（BiDi）一根光纤与一个光端口，实现一根光纤同时传输收发两个方向的光信号单纤双向能大量减少使用光纤和光端口 发展历程 行业标准化助力起步，技术迭代推动行业产品不断升级，当前行业处于加速阶段 光模块行业已有25年左右的发展历史，行业标准化奠定了基础，此后技术不断升级带动光模块种类功能不断增多，当前行业正在加速发展阶段中 从发展历史角度来看，光模块形成行业的关键时点为20世纪90年代中期。90年代以前，光模块未形成行业概念，光模块均由设备制造商自行设计研发，外形尺寸和机电接口没有统一标准且兼容性差，这对电信运营商的联通造成诸多问题。 90年代中期至2000年初，光模块行业正式形成并开始发展。90年代中期，由相当数量的设备制造商和电信运营商成立MSA组织（多源协议行业联盟），推动了光模块 的标准化，光模块行业就此形成。 21世纪的前10年，光模块行业进入发展初期阶段，相关技术不断取得突破和应用。在该阶段，行业经历了封装形式的不断迭代、传输速率的逐步提升、接入方式的升级，逐步实现了模块小型化，其中SFP和XFP的诞生分别为小型化的关键节点。 2010年开始，光模块行业进入了发展加速阶段，高速化成为了行业发展重点。在初期技术逐步成熟的支持下，光模块的传输速率开始实现快速提升，在该阶段的开始便实现了100Gbs的飞跃式进步，2