我國通信設備制造企業的國際競爭力迅速提高分析

我國通信設備制造企業的國際競爭力迅速提高經過多年的發展，我國通信設備制造業堅持技術引進和自主開發相結合，已經形成了一個較為完整的通信設備制造業產業體系，產業鏈逐步完善，自主創新能力明顯提升，重點核心領域技術取得突破，涌現出了華為技術、中興通訊等一批具有國際競爭力的通信設備供應商。我國光纖接入成為固定寬帶主流接入技術，固定寬帶基礎設施建設水平明顯提高。通信設備制造業作為國家戰略性新型產業之一，在國家大力發展新一代移動通信技術、三網融合、物聯網、云計算、大數據等背景下必將迎來更好的發展機遇。光通信器件行業發展熱點5G傳送承載網絡主要分為前傳、中傳和回傳三部分，目前來看，中傳基本上并不需要考慮太多的問題。5G傳送承載網絡基本上分為兩部分，一是前傳，一個是城域傳送承載網。5G三大應用場景的獨特性對傳送承載提出了更高的要求，與過去相比最顯著的變化是大帶寬，因為5G與4G相比，接入速率提升10倍，終端數量極有可能也是10倍的增長量;此外，低時延也是主要的不同點，縮短端云距離，增強中間環節，降低處理時延，部署QoS防止擁塞;高精度時間同步，5G基本業務對時間同步的需求同4G一樣;5G傳送承載離不開網絡切片，但網絡切片需要無線核心網和承載網的聯動;在網絡的云化和智能化方面也需要高要求，隨著整個的網絡的復雜性和對彈性的要求，未來可能需要通過SDN和AI的技術來實現網絡的彈性和智能化;低成本，實現功能、性能和成本的平衡。5G承載與城域傳送承載發展是需要統籌考慮的。城域傳送網絡體系分兩部分，一是核心匯聚層，二是接入層。此外，5G的前傳和末端接入部分主要是以光纖為主，但在光纖不足的情況下可能采用WDM。隨著光通信行業的不斷發展，尤其是5G逐漸進入大規模的部署階段，也推動了光模塊的發展。由于光模塊和光器件在通信網絡的成本占比越來越大，制約了網絡的總體成本;因此降低光模塊和光器件是光通信產業的重要目標。光通信核心組件，產能逐步東移光通信器件主要指應用在光通信領域，利用光電轉換效應制成的具備各種功能的光電子器件。光通信器件是光通信產業的重要組成部分，其性能主導著光通信網絡的升級換代。光模塊工作在OSI模型的物理層，是光纖通信系統中的核心器件之一。它主要由光電子器件（光發射器、光接收器）、功能電路和光接口等部分組成，主要作用就是實現光纖通信中的光電轉換和電光轉換功能。根據驅動類型，光通信器件可分為光有源器件和光無源器件。光有源器件是光通信系統中將電信號轉換成光信號或將光信號轉換成電信號的關鍵器件，是光傳輸系統的心臟；光無源器件是光通信系統中需要消耗一定的能量、具有一定功能而沒有光-電或電-光轉換功能的器件，是光傳輸系統的關節。不同組件在集成光器件中承擔不同任務，根據器件的具體功能可分為發送接收器件、波分復用器件、增益放大器件、開關交換器件及系統管理器件等。光通信產業格局：芯片工藝壁壘高，下游應用分布廣泛光器件位于光通信產業鏈中游，上游包括光芯片、電芯片、光組件等，產業鏈下游是光通信設備商，最終客戶方面，傳統客戶包括了2B側電信市場的大型運營商和數通市場的云計算巨頭。光模塊產品所需原材料主要為光器件、電路芯片、PCB以及結構件等。其中，光器件的成本占比最高，在73%左右。光器件主要由TOSA（以激光器為主的發射組件）、ROSA（以探測器為主的接收組件）、尾纖等組成，其中TOSA占到了光器件總成本的48%;ROSA占到了光器件總成本的32%。全球光通信產業上游并購規模熱度不減，產業鏈各環節龍頭的垂直整合也在進一步加劇（II-IV收購Finisar，博創科技、劍橋科技、光庫科技并購海外資產）。受全產業升級的帶動影響，產業各環節在投融資方面均有增長。整體來看，2018-2020年市場交易規模總量穩步上升且主要集中在芯片和器件的產業環節。光通信器件行業應用按下游應用領域劃分，光通信器件主要應用于電信市場和數據通信（無線+固網接入）市場。據Lightcounting預測，2020-2026年，數通市場將由53億美元增長至151億美元，CAGR達19%；電信市場將由43億美元增長至58億美元，CAGR為5%，數據通信市場的增長將成為光模塊市場的主要驅動力。在電信市場，根據速率和傳輸距離不同，網絡主要分為接入網，城域網以及骨干網，其中接入網包括固網接入以及無線接入。5G承載網絡一般分為城域接入層、城域匯聚層、城域核心層／省內干線，實現5G業務的前傳和中回傳功能，其中各層設備之間主要依賴光模塊實現互連。寬帶中國推動光纖網絡建設。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。PON技術是實現FTTx的最佳技術方案之一，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。數據中心架構中，服務器間的連接、交換機間的連接、服務器與交換機間的連接都需要光模塊、光纖跳線等傳輸載體來實現數據的互通。隨著云計算、大數據、超高清視頻、人工智能、5G行業應用等快速發展，網絡訪問頻率和接入手段不斷增加，網絡數據流量迅猛增長，對數據中心互連提出更高挑戰。2022年云產業鏈需求將維持景氣增長，且云產業鏈發展+流量增長為賽道長期趨勢，結合不同環節產業特征及表現，建議重點關注網絡設備、上游重要零部件等板塊。22Q1，北美主要云廠商（亞馬遜、谷歌、微軟、META）合計資本開支同比+29%、環比持平；根據Dell'OroGroup預計，2022年全球數據中心capex將同比+17%，其中超大規模數據中心資本開支預計同比+30%；BMC芯片廠商信驊22年4月營收繼續同比+61%，連續8個月同比增幅超過30%。LightCounting最新數據顯示，以太網光模塊的銷售額在2021年達到46億美元，同比增長25%。未來隨著AI、元宇宙等新技術不斷發展，以及網絡流量長期保持持續增長，以太網光模塊銷售額也將保持較快增長并不斷迭代升級。根據Omdia預測，未來幾年隨著帶寬需求的不斷提升，雖然100、200、400Gbit/s光模塊仍將保有最大的市場占有量，但是800Gbit/s光模塊將在2023年實現商用，在2025年實現規模部署。光通信行業下游應用驅動市場加速擴張據Lightcounting預測，光模塊的市場規模在未來5年將以CAGR14%保持增長，2026年預計達到176億美元。受益于數據中心建設、5G網絡深入布局，中國光模塊市場也有望進一步增長，Yole預測，2022年中國光模塊市場規模有望達33億美元，同比增長22%。電信側市場，CWDM/DWDM未來將成為主要驅動力，預計2025年電信市場規模將達33．55億美元。光通信產業升級趨勢：相干技術市場下沉數據中心光互聯方案可根據其傳輸距離來選擇兩種支撐技術，一種是直接探測技術，另一種是相干探測技術。相干探測憑借著高容量、高信噪比等優勢在城域網內的長距離DCI互聯中得到廣泛應用，而直接探測的應用場景更適合相對短距離互聯。相干光模塊一開始適用于傳輸距離大于1000km的骨干網，后來逐步下沉至傳輸距離為100km至1000km的城域網，小于100km距離的邊緣接入網，以及80km至120km的數據中心互聯領域（DCI）。在數通領域，相干技術已成為數據中心互聯的主流方案。通信用光電子正從分離器件向集成化方向加速發展。傳統通信用光器件主要基于III-V族半導體材料研制，近年來在尺寸、成本、功耗以及與電芯片一體化等方面面臨挑戰。硅基光電子集成技術（簡稱硅光技術）是光子集成的重要方向。其基于硅材料，并借鑒大規模集成電路工藝中已成熟的CMOS工藝進行光器件制造，具有低成本、低功耗、微小尺寸和與集成電路工藝一體化的優勢。硅基光芯片這一概念最早在上個世紀90年代初被提出，誕生伊始主要瞄準在芯片內部以光互連取代電互連。然而，受工藝和設計上的限制，在早期很長一段時間內該技術并沒有獲得足夠的關注和投入。直到2004年，Intel研制出第一款1Gb/s速率的硅光調制器之后，人們才看到硅芯片中光進銅退的可能性。其后，在IBM、康奈爾大學、貝爾實驗室、MIT等單位共同推動下，硅光芯片工作速率在2013年左右達到了50Gb/s，首次超越當時主流的光電子器件。雖然鑒于良率和損耗問題，硅光模塊方案的整體優勢尚不明顯，但在超400G的短距場景、相干光場景中，硅光模塊的低成本優勢或許會使得其成為數據中心網絡向400G升級的主流產品。根據中際旭創援引Lightcounting的預測，全球硅光模塊市場將在2026年達到近80億美元，有望占到一半的市場份額，與傳統可插拔光模塊平分市場。2021年至2026年硅光模塊整體累計規模將接近300億美元。光電共封裝（CPO）指的是交換ASIC芯片和硅光引擎（光學器件）在同一高速主板上協同封裝，從而降低信號衰減、降低系統功耗、降低成本和實現高度集成。根據中際旭創援引Lightcounting，CPO技術最大的應用場景可能不在交換ASIC領域，而是在HPC和AI簇領域的CPU、GPU以及TPU市場。到2026年，HPC和AI簇預計成為CPO光器件最大的市場。CPO出貨量預計將從800G和1．6T端口開始，于2024至2025年開始商用，2026至2027年開始規模上量，主要應用于超大型云服務商的數通短距場景。可插拔設備將在未來5年甚至更長時間內繼續主導市場，而在2027年，CPO端口將占總800G和1．6T端口的近30%。體材料鈮酸鋰調制器幾十年來雖然在高速骨干網的傳輸調制中起到關鍵作用，但在傳輸速率進一步提升的關鍵參數上遭遇瓶頸，而且體積較大，不利于集成。新一代薄膜鈮酸鋰調制器芯片技術通過最新的微納工藝，制備出的薄膜鈮酸鋰調制器具有高性能、低成本、小尺寸、可批量化生產、且與CMOS工藝兼容等優點，是未來高速光互連極具競爭力的解決方案。2021年的熱點話題離不開5G的建設，光通信行業在電信市場的應用領域包括無線基站、接入網、骨干網和城域網。光通信是整個通信網絡的基礎建設之一。光通信是采用光纖作為主要的傳輸媒質來實現用戶信息傳送的通信技術的總稱，具體包括用于運營商電信網絡和企業級數通建設所需的光纖光纜、光器件/光模塊、光主設備等光通信產品，以及光網絡的規劃、建設和優化等網絡服務。隨著5G建設的正式展開、光纖接入的持續普及升級改造，光通信行業在電信市場領域也將保持強勁的需求。目前，5G的建設和商用化已逐步開啟，有望再次拉動對光通信市場的需求。在光通信的產業鏈上，光電子器件生產處于產業鏈的上游，其下游主要是通信系統設備行業。光電子器件產品由通信系統設備廠商系統集成為光傳輸設備，然后再由通信系統設備廠商提供給電信運營商，由電信運營商構建完整的通信網絡后向消費者提供各種電信服務。光電子器件占據著光通信產業鏈總產值70%以上的市場份額，是光通信產業的核心組成部分。從2019-2020年的主要投融資事件來看，在光通信領域的投融資事件主要發生在光模塊/光器件和光芯片方面。通過收購公司、收購技術團隊，或者設立新產品線等方式，涌入到光模塊領域。光纖光纜是中國光通信產業的傳統優勢領域，自2017年光纖預制棒產能達到預期以來，中國光纖企業出貨量即占據全球市場一半以上。2019年，盡管光纖單價大幅降低，體量巨大的光纖光纜產業仍然以329．6億元的產業規模成為細分領域龍頭。當前，中國已建成全球規模最大的信息通信網絡，光纖接入用戶占比達到93%，位居世界第一。預測2020年全球光通信下游市場收入規模將達到1．4萬億人民幣，并將以每年