光芯片深度報告,下一代芯片革命技術(shù),國產(chǎn)替代動力十足
光芯片,引領(lǐng)芯片產(chǎn)業(yè)下一輪技術(shù)革命。
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光芯片歸屬于半導(dǎo)體領(lǐng)域,是光電子器件的核心組成部分。其應(yīng)用場景遠(yuǎn)不僅僅局限于通信領(lǐng)域,在工業(yè)、消費(fèi)電子、汽車、軍事等領(lǐng)域均有非常廣泛的應(yīng)用。本期的智能內(nèi)參,我們推薦民生證券的報告《光芯片行業(yè)系列深度一》,揭秘光芯片的技術(shù)細(xì)節(jié)及市場格局。 原標(biāo)題:《光芯片行業(yè)系列深度一》作者:馬天詣 馬佳偉01.立于時代風(fēng)口,下一輪科技革命光芯片歸屬于半導(dǎo)體領(lǐng)域,是光電子器件的核心組成部分。半導(dǎo)體整體可以分為分立器件和集成電路兩大類,數(shù)字芯片和模擬芯片等電芯片歸屬于集成電路,光芯片則是分立器件大類下光電子器件的核心組成部分。典型的光電子器件包括了激光器、探測器等。






02.雙輪驅(qū)動,光芯片成長空間大激光器芯片在數(shù)通市場和電信市場均有廣泛應(yīng)用,在數(shù)通市場應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部、數(shù)據(jù)中心互聯(lián)(DCI)場景下的相關(guān)光模塊,在電信市場應(yīng)用于接入網(wǎng)(光纖接入、無線接入)和傳輸網(wǎng)場景下的相關(guān)光模塊。不同應(yīng)用場景下的激光器芯片有所不同,大致而言,數(shù)通市場:短距離(100m 或以下)的 AOC/SR 光模塊主要用 VCSEL 芯片,500m~2km 應(yīng)用場景下的 DR/FR/PSM/CWDM 等光模塊主要用DFB 或 EML 芯片,10km/40km/80km 等長距離應(yīng)用場景下的 LR/ER等光模塊以 EML 芯片為主。電信市場:光纖接入 PON 光模塊以 DFB 和 EML 芯片為主、無線接入的前傳光模塊以 DFB 芯片為主,長距離傳輸場景應(yīng)用于傳輸網(wǎng)的光模塊以EML 芯片為主。數(shù)通領(lǐng)域當(dāng)前景氣度高企,并有望進(jìn)一步持續(xù)。北美云巨頭的 CAPEX 是數(shù)通領(lǐng)域景氣度的風(fēng)向標(biāo),整體來看 CAPEX 成長性突出,同時伴隨云巨頭階段性去庫存、IDC 建設(shè)節(jié)奏等原因,CAPEX 也會呈現(xiàn)一定波動性。近期來看,自 21 年初以來 CAPEX 持續(xù)處于上升通道。根據(jù) 22Q2 數(shù)據(jù),亞馬遜/Meta/微軟/谷歌四家的 CAPEX 合計為 370.0 億美元,同比增長 19.9%,環(huán)比增長 4.2%。從全年的指引來看,亞馬遜預(yù)計 AWS 相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施投入比重將從 2021 年的約四成提升至一半以上,Meta 小幅上調(diào)了指引下限(從之前的 290~340 億美元,調(diào)整至300~340 億美元),谷歌預(yù)計全年 CAPEX 同比增加。同時也可以看到,雖然宏觀經(jīng)濟(jì)壓力、美元走強(qiáng)等因素對北美云巨頭的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)有一定影響,但各家的云業(yè)務(wù)仍是核心增長引擎,亞馬遜 AWS/微軟 Azure/谷歌云連續(xù)多季度保持至少 30%以上的同比增長。綜合來看,中短期而言數(shù)通領(lǐng)域景氣度仍將持續(xù)攀升。中長期維度來看,未來隨著 5G 相關(guān)應(yīng)用進(jìn)程加快,云計算、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展,元宇宙布局加速推進(jìn),都將推動算力需求和數(shù)據(jù)流量的加速增長,各大云計算巨頭的基礎(chǔ)設(shè)施投入預(yù)計持續(xù)保持高位,我們認(rèn)為新一輪數(shù)據(jù)流量投資浪潮已經(jīng)啟動,數(shù)通市場已邁入 3~5 年的景氣上行周期。從行業(yè)層面來看,根據(jù) Lightcounting 的統(tǒng)計,2020 年和 2021 年由于新冠疫情,人們開始轉(zhuǎn)向居家辦公,因而對更快、更高可靠性的網(wǎng)絡(luò)的需求更為強(qiáng)烈。因此雖然供應(yīng)鏈短缺因素仍在持續(xù),但是行業(yè)能夠很大程度上克服這些問題,光模塊行業(yè)在 2020 年和 2021 年實(shí)現(xiàn)了 17%和 9%的增長,并且Lightcounting 預(yù)測2022年有望再次實(shí)現(xiàn) 17%的收入增長。中長期維度來看,Lightcounting 提高了 2022~2027 年的整體預(yù)期,同時預(yù)計 2022~2027 年光模塊行業(yè)整體的年復(fù)合增速為 12%。這其中,用于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的以太網(wǎng)光模塊及可用于數(shù)通中心互聯(lián)的 DWDM 光模塊預(yù)計將在 2022~2027 年引領(lǐng)增長。從部分?jǐn)?shù)通光模塊頭部廠商的業(yè)績來看,2020 年光模塊行業(yè)迎來 100G向 400G 迭代所帶來的需求放量,先發(fā)優(yōu)勢顯著的高端數(shù)通光模塊龍頭中際旭創(chuàng)和新晉突破海外數(shù)通大客戶的新易盛,業(yè)績迎來顯著增長。2022H1,受益于客戶加快部署 200G/400G 等高端光模塊,光模塊廠商業(yè)績繼續(xù)保持高增速。中際旭創(chuàng) 22H1 實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 42.31 億元,同比增長 28.3%,實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 4.92 億元,同比增長 44.5%。新易盛 22H1實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 14.79 億元,同比增長 2.6%,實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 4.61 億元,同比增長 42.8%。另一方面,800G 需求有望在年末迎來放量,數(shù)通光模塊行業(yè)即將進(jìn)入 400 向 800G 迭代期,整體高景氣有望延續(xù)。從電信市場來看,光纖接入光模塊整體保持平穩(wěn)增長。根據(jù) LightCounting的統(tǒng)計,2020 年全球 FTTx 光模塊市場出貨量約 6289 萬只,市場規(guī)模為 4.73 億美元,Lightcounting 預(yù)計至 2025 年全球出貨量將達(dá)到 9208 萬只,市場規(guī)模將 達(dá) 6.31 億美元,2020~2025 年的年復(fù)合增速分別為 7.9%和 5.9%。國內(nèi)千兆寬帶加速建設(shè)助力具備千兆網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力的 10G PON 光模塊市場持續(xù)火熱。隨著光纖到戶向千兆接入演進(jìn),光纖接入光模塊從 GPON 向 10G PON升級。2020 年以來,國內(nèi)電信運(yùn)營商加速千兆寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè),整體超前完成政策目標(biāo),帶動 10G PON 光模塊市場持續(xù)火熱。從工信部公布的 2022 年 6 月的數(shù)據(jù)來看,千兆寬帶用戶數(shù)已達(dá) 6111 萬戶,具備千兆網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力的 10G PON 端口數(shù)已達(dá) 1103 萬個,與工信部 2021 年發(fā)布的《“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展行動計劃(2021-2023)》和《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中的目標(biāo)相比較,2023年目標(biāo)已超前達(dá)成,2025 年的千兆寬帶用戶數(shù)目標(biāo)也已超前達(dá)成。伴隨 10G PON 需求火熱,國內(nèi)主要廠商的業(yè)績也迎來加速增長,從而推動10G PON 相關(guān)的激光器芯片需求持續(xù)走高。國內(nèi)主要的 10G PON 廠商包括了博創(chuàng)科技、中際旭創(chuàng)、華工科技、光迅科技等。以頭部企業(yè)博創(chuàng)科技為例,伴隨著 10GPON 需求的火熱,公司光有源器件的收入在 2020 年迎來顯著提升,從 2019 年 的 1.81 億元提升至 2020 年的 5.13 億元。2021 年,公司的 10G ComboPONOLT 局端光模塊出貨量超 100 萬只。從激光器芯片龍頭源杰科技的 2.5G/10G 激光器芯片的合計收入來看,從 2019 年的 0.81 億元增至 2021 年的 1.96 億元,年復(fù)合增速達(dá) 55.9%。除了 10G PON 局端光模塊(OLT)的持續(xù)火熱外,當(dāng)前運(yùn)營商已開始加大10G PON 終端光模塊(ONU)的需求。展望未來,考慮到當(dāng)前國內(nèi)千兆寬帶用戶的滲透率剛過 10%,伴隨著用戶基數(shù)的不斷增大,10G PON 終端光模塊的空間非常大。另一方面,從國外的情況來看,歐美光纖到戶整體的滲透率相對更低,當(dāng)前處于高速增長期,特別是在疫情大背景下對家庭寬帶有更高需求,歐美運(yùn)營商對10G PON 的需求也開始顯著提升,因而光纖接入市場高景氣預(yù)計延續(xù)。



03.國產(chǎn)替代動力十足高端產(chǎn)品替代加速啟動從產(chǎn)業(yè)鏈來看,光通信產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化替代加速從下游向上游傳導(dǎo),上游芯片作為“卡脖子”環(huán)節(jié)亟待國產(chǎn)替代的進(jìn)一步深入。下游以華為、中興為代表的設(shè)備商已是行業(yè)領(lǐng)軍者,而光模塊領(lǐng)域在過去十年依托工程師紅利、勞動力紅利、供應(yīng)鏈優(yōu)勢等因素也快速完成了國產(chǎn)化替代。根據(jù) Lightcounting 的統(tǒng)計,2010 年僅一家國內(nèi)廠商躋身前十之列,到了 2021 年,前十大之中國內(nèi)廠商已占據(jù)半壁江山。與之相較,海外光模塊廠商在人力成本、供應(yīng)鏈完善程度逐漸處于劣勢,因而更多側(cè)重于高端光器件及門檻較高的上游光芯片等環(huán)節(jié)。光芯片而言,當(dāng)前高端產(chǎn)品仍是海外主導(dǎo),國內(nèi)廠商的整體實(shí)力與海外龍頭仍有差距。


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