通信行光模块行业分析研究.docx

《通信行光模块行业分析研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信行光模块行业分析研究.docx（26页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、通信行光模块行业分析1 .光模块：光网络核心连接器件，深度受益算力带宽增长需求1.1 .全光网络建设如火如荼，光通信产业链大有可为我国通信网络建设当前正处于向绿色全光网迈进关键节点。通信网络是支撑我国数字经济建设及经济社会进一步发展的关键性公共基础设施，其带宽、时延、连接能力的提升是支撑满足A1GC爆发下大流量需求的必要条件。而与传统铜线相比，光纤作为通信介质既可以显著提升网络传输速度，又能够降低能耗，符合国家绿色中国战略要求。回顾我国固网通信接入领域发展历史，2010年前主要以铜缆连接为主，当时技术尚不成熟，速率低且距离受限。2010年2023年为光纤网络逐步普及，渗透率缓慢提升阶段，骨干网

2、部分铜缆被光纤替代,光纤到户开始建设。2023年至今我国已较大程度实现光纤到户，进一步提速的双千兆战略正在建设，我国固定网络建设正向F5G千兆光网的绿色全光网时代迈进。光通信普及解决传统通信方式铜缆信号衰减、高能耗痛点。传统固网建设大都采用铜线作为通信传输媒介，存在信号衰减快、能耗更高等缺点，此外铜作为国家战略资源，自给率较低。根据中铝集团统计，我国铜精矿自给率从2000年的43.25%降至2023年的22.8%,固网建设继续大量使用铜缆会进一步加剧铜矿供应短缺风险。而F5G千兆光网采用光纤作为介质，其原料二氧化硅易获得且使用寿命长,此外光信号传输相比电信号传输衰减损耗及抗干扰能力更强。对家庭

3、用户使用光纤网络相对于铜线/同轴电缆的节能幅度可以达到60-75%70-85%,每户每天可节省电量达0.15kWh0图2：光纤替代铜钱,网络架构示意图1.2.光模块是光通信网络中实现光电转换的核心部件国团好Q光通信在通信系统中不可或缺，应用范围有望持续拓展。光通信作为目前多种通信方式中的一类，主要指以玻璃光纤为介质。光纤通信的通信系统，属于通信技术的一种。因光纤传输的高速率低损耗优势在通信系统中广泛应用。目前电信系统组成中的发射机、接收机、传输媒介以及模拟数字信号的转化过程中均需用到光通信技术。随着全光网建设进程深入光通信将进一步提升在通信网络中的应用广度，光通信产业链处于长期成长周期。光通信

4、产业链：光芯片国产化潜力大，光模块世界领先深度受益A1需求爆发。光通信光通信产业链主要包括上游的光芯片、光组件厂商,中游的光器件、光模块及光通信设备厂商以及下游的客户三个环节。光通信设备主要应用在电信市场的运营商网络建设及数据通信市场的互联网厂商的数据中心互联通信中。从各个环节来看，光芯片环节价值量高，但尤其在高速光芯片领域由国外厂商主导，国内厂商从低速光芯片开始逐步提升渗透率。光器件光模块领域，国内龙头中际旭创、新易盛、光迅科技、天孚通信等已取得世界领先地位，已成为北美头部云厂商等客户重要供应商，深度受益A1算力爆发带来的高速光模块需求，有望迎来业绩爆发式增长。光通信设备环节我国华为、中兴、

5、烽火等厂商均取得全球领先地位，国产化率较高。光纤通信通过光电信号转换实现高速信息传输。光纤通信网络主要由发射机、中继器、接收器及光纤光缆等部件组成。其中光发送机由光源、驱动电路等组成，光源将输入信号由电信号转换为光信号，并通过连接器及耦合技术注入光纤线路在光纤中通过折射传播。光中继器的作用为将经过长距离传输后受到损耗的微弱光信号通过放大、整形等环节再生成一定强度的光信号，降低信号失真并保证通信质量。光接收机由光探测器、放大器和相关电路组成，负责将从光纤线路输出的光信号转化为电信号，并经过放大和后处理后恢复成发射前的电信号。光模块目前以可插拔式为主，其结构构成中TOSA和ROSA为核心器件。光模

6、块集成了发射及接收数字或模拟信号的功能，通常以独立于网络外部的可插拔式为主，也有网络芯片形式。一个典型光模块包含发射器、接收器、集成电路、射频电路、数字控制及机械部件等部分。其中TOSA（发射光组件/TransmitterOptica1Subassemb1y）、ROSA（接收光组件/ReceiverOptica1Subassemb1y）及电路板是成本占比最高的部件。而TOSA和ROSA作为发射和接收信号的关键器件，直接影响整体光模块性能，其中TOSA主体为VCSE1、DFB、EM1等激光器芯片，RoSA主体为APD、P1N等探测器芯片。一般光模块中光芯片成本占比在30%40%左右，而高端高速光

7、模块这一比例可以提升至50%左右。光模块技术演技路线方面，光模块技术迭代速率持续加快。从光模块行业技术演进时间节点来看，2014年2018年行业主要以IOoG光模块为主流产品，2023-2023年行业领先企业开始启动400G/800G光模块研发推进工作。在A1GC推动下，预计800G光模块在2023年开始小批量生产,下一代1.6T光模块预计2025年开始逐步量产。图5:光纤通信技术展现：通过光电信号依省实现信号伶噂-5D-”田一曲的驾田二明光模块技术集成化趋势不断提升以应对算力剧增带来的更高技术要求。A1GC爆发下大模型训练需求快速提升、算力及数据中心互联需求催生对于更高速率、更高性能机低功耗

8、的光模块产品需求。通过不断缩减光模块与交换机ASIC的距离，从而一方面减少铜线的使用降低功耗、另一方面缩短使用铜线的传输距离而提高光纤传输的距离占比从而提高整体光模块的传输速率。目前大规模应用的技术路线为可插拔式光模块，技术成熟。主要通过QSFP连接器与交换机电路板连接，通过铜线与交换机AS1C芯片传输数据。未来光模块会逐步集成到电路板上，并逐步缩进与AS1C芯片的物理距离：OBo板载光学为将收发模块通过插槽插到电路板上,该项技术2015年开始研发;近封装则是将光引擎插到承载交换机芯片的有机衬底上，光引擎与交换机芯片距离缩减到150mm,预计2026年左右时间点开始会有大规模应用；共封装技术下

9、光学与交换机芯片距离进一步缩至50mm,且通过TSV技术完全集成，2.5D共封装技术成为主导时间点推测在2032年左右，3D共封装完全继承时间点则要更远。从行业远期发展来看可插拔式光模块受限于能耗指数级增长，推动以CPO为主要降低功耗技术路径的研发及商业化需求。根据1.4km和IOkm等05G接入网下AAU天线数量将提升8倍，空口带宽从20MHz升至100MHz,同样CPRI方案下带宽需求将提升40倍。通过eCPRI切分方案将部分BBU部署在AAU上降低带宽需求从而使得目前5G前传接口带宽需求为25Gbpso未来随着SUbIOGHz、毫米波等频段上逐步部署，天线和空口数进一步增加,前传光模块速

10、率将达到50Gbs,推动对更高速率光模块需求提升。5G中回传光模块有望提升对400G及800G高速光模块的需求。5G中回传接入层以环形拓扑为主,典型带宽需求为10/25/50/100Gbs,而随着高速率远距离传输的光模块技术如400Gb/s、30/4Okm技术方案的成熟和800Gbs光模块的演进升级，下一阶段5G中回传光模块有望采用更高速率新型光模块技术方案。1.5. 东西向流量推动数据中心架构不断演化，高速率低能耗成为数通光模块发展趋势传统数据中心结构不断优化，由传统三层分层模块化结构向更扁平易扩展的C1OS架构演进。传统企业数据中心一般采用分层模块化设计，传统大型数据中心通常呈三层网络架构：1）接入层/机顶交换机：用于所有计算点的连接；2）汇聚层：汇聚交换机与ACCeSS交换机相连接，具备网关、路由策略等功能、并部署有防火墙、负载均衡等业务；3）核心层：核心交换机用于汇聚层的互联并实现数据中心与