高速率是光模塊的未來發展必然趨勢,隨著光模塊向400G、800G甚至1.6T等高速率演進,以Tb/s的光纖傳輸速度或將成為光通信傳輸速率瓶頸,而硅光子集成技術具備的超高傳輸速率能打破這一瓶頸,實現Pb/s量級的傳輸。同時,由于硅材料價格低廉且在半導體工藝中實現了成熟應
高速率是光模塊的未來發展必然趨勢,隨著光模塊向400G、800G甚至1.6T等高速率演進,以Tb/s的光纖傳輸速度或將成為光通信傳輸速率瓶頸,而硅光子集成技術具備的超高傳輸速率能打破這一瓶頸,實現Pb/s量級的傳輸。同時,由于硅材料價格低廉且在半導體工藝中實現了成熟應用,能極大地降低光模塊的采購成本及集成技術難度,突破傳統光模塊的成本限制。
截至目前,硅光集成技術的研發及產業化主要集中于光模塊產業鏈中的上游硅光芯片制造,以Intel、Luxtera為代表的國外企業為主導,國產化率較低。光模塊(optical module)由光電子器件、功能電路和光接口等組成,光電子器件包括發射和接收兩部分。簡單的說,光模塊的作用就是光電轉換,發送端把電信號轉換成光信號,通過光纖傳送后,接收端再把光信號轉換成電信號。
工信部提出調整產業結構,培育行業龍頭策略,目標是在2022年中低端光電子芯片國產化率超過60%,高端光電子芯片國產化率超過20%;有2-3家企業進入全球前十,1家進入前三。國家政策的扶持利好于國內光模塊行業一線企業,在融資渠道、稅收優惠、人才引進等諸多方面會給予便利,看好相關標的公司,如光模塊唯一全球前十的中際旭創;國內少數能量產100G/200G光模塊的新易盛。
隨著全球5G的逐漸覆蓋,必須大規模更新硬件軟件支持,CSP的資本支出增速將維持中等增速;另外數據量持續增長,北美數據中心依然處于大規模建設期,中國數據中心未來可觀,未來整個通信行業資本支出將持續增長。
互聯網內容提供商(ICP)方面,谷歌、蘋果和Facebook等大型ICP開始花重金投資自身企業網絡迅速推動通信行業資本支出,主要圍繞數據中心和云基礎設施,數據流量呈爆發式增長,推動作為載體的數據中心成為“剛需”,加上ICP的收入增長更為強勁,且一些ICP(尤其是谷歌)相較電信的大型CSP將更多的收入用于資本支出,ICP的資本支出基本持續維持10%以上的增長率,并帶動市場整體增長。
圖表:中國光模塊行業企業數量規模
數據來源:中研普華研究院
超大規模數據中心建設引領光模塊進入400G時代,從現有技術規格來看,400G光模塊主要分為OSFP(25GPAM4*8;更適合電信;)、QSFP-DD(50GNRZ*8;適合短距數據中心)、CFP8三種方案。當前400G模塊的需求來源是云廠商,對于其超大數據中心而言,并不要求長距離傳輸,對能耗指標和尺寸要求較高,QSFP-DD為數據中心400G光模塊首選。
預計到2026年全球光模塊市場規模約210億美元,并且2020-2026年的復合年增長率將高達14%。
光模塊行業面臨挑戰
光模塊行業主管部門是國家發改委、工業和信息化部。其中,國家發改委負責協調產業發展的重大問題并銜接、平衡相關發展規劃和重大政策,做好行業發展與國民經濟和社會發展規劃的銜接;會同有關部門擬訂產業發展戰略和重大政策,組織擬訂促進產業技術進步的戰略、規劃和重大政策。工業和信息化部負責監督管理行業發展,制定并組織實施行業規劃和產業政策,提出優化產業結構的政策建議;起草相關法律法規草案,制定規章;擬訂行業技術規范和標準并組織實施,指導行業質量管理工作,引導、組織研發與生產,協調各部委對產業的支持,促進新型技術的推廣應用。
隨著數據中心的快速發展,光模塊的設計制造、使用和維護都將面臨著更加嚴峻的挑戰。
(一)成本控制
想要在確保光模塊性能的情況下,控制成本是件不容易的事情。隨著數據流量不斷增長,數據中心承載的壓力也越來越大,因此它對下一代網絡設備提出了更高的要求,如,必須具備更高的端口密度、更快的速率等特性,這也推動了光模塊趨于更小體積、更高速率的發展。但隨著速率的提升,對光模塊芯片的要求也會越來越高,光模塊的成本也會隨之增長,如,第三方供應商提供的400G光模塊高達數萬元,更不用說原設備制造商所提供的400G光模塊,運營商若要大規模部署400G,那么布線成本將會非常高。
(二)設計制造
5G網絡的到來,推動了數據中心交換機和服務器的端口速率趨于更高速率發展,增加了數據中心交換機和服務器的專業集成電路(ASIC)的容量。然而,端口速率的增加,將會加大電信號通過線卡傳輸到路由器或交換機前面板的挑戰,從而增加了光模塊的設計和制造的復雜性。
(三)互操作性
如今,數據中心的設備通常由不同的供應商所提供,雖然行業已明確規范了光模塊的接口標準,但不同供應商生產制造的光模塊的代碼存在著差異性,所以可能會出現某個供應商的光模塊與其他供應商制造的設備不兼容。即便是現在已有第三方供應商提供兼容光模塊和box(寫碼板),但也只能解決部分兼容問題,數據中心光模塊與設備之間的互操作性仍然是一大挑戰。
(四)散熱性
數據中心的設備在工作時都會產生熱量,如果設備散熱難,將會導致室內機房溫度急劇上升,這對于網絡傳輸來說是極其不友好的,如,光模塊在高溫的環境下持續工作將會引起丟包,嚴重時將會直接燒毀報廢;因此,數據中心光模塊的散熱性也是不容忽視的問題。
除此之外,數據中心正在趨于綠色節能環保發展,考慮到可持續性,數據中心光模塊也應該趨于低功耗節能發展。
中研研究院新出版的光模塊行業圖表預覽
圖表:2023-2028年中國光模塊行業市場缺口測算
圖表:中國光模塊行業市場規模分析
圖表:光模塊及相關行業投融資事件統計(非上市)
圖表:光模塊行業上市融資情況
圖表:全球光模塊行業TOP10供應商變化
光模塊行業報告由中研普華行業分析專家領銜撰寫,主要分析了行業的市場規模、發展現狀與投資前景,同時對光模塊行業的未來發展做出科學的趨勢預測和專業的行業數據分析,幫助客戶評估行業投資價值。
隨著光模塊行業競爭的不斷加劇,大型企業間并購整合與資本運作日趨頻繁,國內外優秀的企業愈來愈重視對行業市場的分析研究,特別是對當前光模塊市場環境和客戶需求趨勢變化的深入研究,以期提前占領市場,取得先發優勢。本報告專業!權威!報告根據光模塊行業的發展軌跡及多年的實踐經驗,對中國行業的內外部環境、行業發展現狀、產業鏈發展狀況、市場供需、競爭格局、標桿企業、發展趨勢、機會風險、發展策略與投資建議等進行了分析。
更多光模塊市場調查消息,請點擊中研研究院出版的《2023-2028年中國光模塊行業深度調研與投資戰略研究報告》。
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