光芯片迭代升级，高端产品国产化空间广阔。
光芯片是光通信行业核心元件。光通信是以光信号为信息载体，以光纤 作为传输介质，通过电光转换，以光信号进行信息传输的系统。在信号 传输过程中，发射端通过激光器芯片进行电光转换，将电信号转换为光 信号，经过光纤传输至接收端，通过探测器芯片进行光电转换，将光信 号转换为电信号输出。激光器芯片和探测器芯片合称为光芯片。光芯 片是实现光电信号转换的基础元件，其性能决定了光通信系统的传输效 率。
光芯片位于产业链上游，直接下游为模块和器件企业。光芯片与其他 基础构件（电芯片、结构件、辅料等）构成光通信产业上游，产业中游 为光器件，包括光组件与光模块，其中光芯片需封装成光收发组件，并 进一步加工成光模块才能实现最终功能。产业下游组装成系统设备，最 终应用于电信和数通市场，电信市场应用场景包括光纤接入、4G/5G 移动网络等。光芯片的性能直接决定光模块的传输速率和后续网络可靠 性。
高速率光芯片增速高于低速率光芯片。全球流量快速增长，各场景对 带宽的需求不断提升，带动高速率模块器件市场的快速发展。单个高速 光模块速率提升可通过光芯片速率升级，也可以增加通道数，但由于光 模块标准和体积受限，通道数增加有限，主要还是由光芯片速率提升带 来。在高速光模块中应用的光芯片价值量和速率会更高，根据飞速光模 块，高速率光模块中，光芯片成本占比可达到 70%。随着应用端高数 据的传输占比提升，高速率光芯片市场的增长速度将远高于中低速率光 芯片。
多种速率光芯片可满足不同场景需求。光模块应用场景包括光纤接入、 4G/5G 移动通信网络、数据中心等，各大场景都处于速率升级、代际 更迭的关键窗口期。其中光纤接入市场光芯片由 2.5G 向 10G 升级， 4G/5G 移动通信光芯片由 10G 向 25G 等高速率长距离升级，数据中心 市场光芯片由 25G 向 50G/100G 升级。
光芯片产品类别丰富，可满足应用场景差异化需求。光芯片产品类别 多样，可满足不同应用场景差异化要求。从出光结构来看，激光器芯片 可分为面发射芯片和边发射芯片，面发射芯片包括 VCSEL 芯片，边发 射芯片包括 FP、DFB 和 EML 芯片。探测器芯片主要分为 PIN 和 APD两类。从材料来看，磷化铟衬底用于 FP、DFB、EML 芯片和 PIN、 APD 芯片，应用于电信、数据中心等中长距离传输；砷化镓衬底用于 制作 VCSEL 激光器芯片，主要应用于数据中心短距离传输、3D 感测 等领域。
EML 芯片性能更佳，未来有望成为 100G 高速率主流方案。激光器芯 片材料和结构持续发展升级，逐步实现了对激光运行波长、色散问题、 光谱展宽等的控制。经过结构设计、组件集成和生产工艺的改进，目前 EML 激光器芯片大规模商用的最高速率已达到 100G，DFB 和 VCSEL 激光器芯片大规模商用的最高速率已达到 50G。在下一代数据中心应 用 400G/800G 传输速率方案中，传统 DFB 激光器芯片短期内无法同 时满足高带宽性能、高良率的要求，需考虑采用 EML 激光器芯片以实 现单波长 100G 的高速传输特性。
数据流量高速增长，光模块市场规模扩大。数字经济赋能各行各业， 推动数据流量持续增长，根据 Omdia 数据，2017 年至 2020 年，全球 固定网络和移动网络数据量从 92 万 PB 增长至 217 万 PB， CAGR+33.1%，预计 2024 年将增长至 575 万 PB，CAGR+27.6%。受 益于信息应用流量需求增长和光通信技术的升级，FTTx、无线网以及 数据中心三大领域光模块持续迭代升级，市场规模保持增长。根据 LightCounting 数据，2016 年至 2020 年，全球光模块市场规模从 58.6 亿美元增长到 66.7 亿美元，预测 2025 年全球光模块市场将达到 113 亿美元，CAGR+11%。光芯片是光模块核心元件，有望持续受益下游 市场规模增长。
光纤接入向 10G-PON 发展，10G 光芯片规模应用。光纤接入是全球 光模块用量最多的场景之一，PON 技术是实现光纤接入主流方案。 PON 是指 OLT（光线路终端，用于数据下传）和 ONU（光网络单元， 用于数据上传）之间的 ODN（光分配网络）全部采用无源设备的光接 入网络，是点到多点结构的无源光网络。目前 PON 技术包括 APON/BPON、EPON、GPON 和 10G-PON 等，随着带宽需求提升， 主流的 EPON/GPON 技术（2.5G 光芯片）向 10G-PON 技术（10G 光 芯片）升级。
疫情催化海外线上办公需求，国内千兆光网政策驱动。千兆宽带以 10G-PON 技术为基础，在带宽、用户体验和联接容量方面均有飞跃式 发展，是世界各国运营商在部署高速光接入网时的优先技术选择。疫情 催化海外线上办公需求，带动海外固网代际更迭。国内也在向 10GPON 升级，根据《“十四五”信息通信行业发展规划》，在持续推进光纤 覆盖范围的同时，我国要求全面部署千兆光纤网络。以 10G-PON 技术 为基础的千兆光纤网络具备“全光联接，海量带宽，极致体验”的特点， 将在云化虚拟现实（Cloud VR）、超高清视频、智慧家庭、在线教育、 远程医疗等场景部署，引导用户向千兆速率宽带升级。2020 年我国 10G-PON 及以上端口数达到 320 万个，要求 2025 年 10G-PON 及以 上端口规模达 1200 万个，千兆宽带用户达 6000 万户。截至 2022 年 底，国内 1000Mbps 及以上接入速率的用户为 9175 万户，全年净增 5716 万户，占总用户数的 15.6%，占比较上年末提高 9.1 个百分点。
FTTX 光模块需求持续放量，根据 LightCounting 的数据，2020 年 FTTx 全球光模块市场出货量约 6289 万只，市场规模为 4.73 亿美元， 随着新代际 PON 的应用逐渐推广，预计至 2025 年全球 FTTx 光模块 市场出货量将达到 9208 万只，CAGR+7.92%，市场规模达到 6.31 亿 美元，CAGR+5.93%。
全球加快 5G 建设进程，国内领先。相比于 4G，5G 的传输速度更快、 质量更稳定、传输更高频，满足数据流量大幅增长的需求，实现更多终 端设备接入网络并与人交互，丰富产品的应用场景。根据全球移动供应 商协会（GSA）的数据，截至 2021 年 10 月末，全球 469 家运营商正 在投资 5G 建设，其中 48 个国家或地区的 94 家运营商已开始投资公共 5G 独立组网（5G SA）。我国 5G 建设走在全球前列。根据工信部的数 据，截至 2022 年底，全国移动通信基站总数达 1083 万个，全年净增 87 万个，其中 5G 基站为 231.2 万个，全年新建 5G 基站 88.7 万个， 占移动基站总数的 21.3%，占比较上年末提升 7 个百分点。
无线网光模块价值量集中在中回传领域。5G 移动通信网络提供更高的 传输速率和更低的时延，各级光传输节点间的光端口速率明显提升，要 求光模块能够承载更高的速率。5G 移动通信网络可大致分为前传、中 传、回传，光模块，前传光模块速率需达到 25G，中回传光模块速率 则需达到 50G/100G/200G/400G，带动 25G 甚至更高速率光芯片的市 场需求。根据 LightCounting 的数据，全球电信侧光模块市场前传、 （中）回传和核心波分市场需求将持续上升，2020 年分别达到 8.21 亿 美元、2.61 亿美元和 10.84 亿美元，预计到 2025 年，将分别达到 5.88 亿美元、2.48 亿美元和 25.18 亿美元。电信市场的持续发展，将带动 电信侧光芯片应用需求的增加。
流量应用落地带动数据中心需求提升。随着 AI、自动驾驶、VR/AR 以 及云计算等新技术和应用的持续发展，以及国内“东数西算”战略的逐步 落地，叠加 2020 年以来疫情使得全球生活和工作线上化水平快速提升， 算力和数据流量的需求在加速增长。数据 中心也同步加快新建、扩容 步伐满足需求，带动了数据中心光模块市场规模提升。目前，数据中心 市场以海外互联网厂商为主，国内互联网厂商处于追赶阶段，呈现“以 国外为主、国内为辅”的状况。根据 Synergy 数据，截至 2020 年底， 全球 20 家主要云和互联网企业运营的超大规模数据中心总数已经达到 597 个，是 2015 年的两倍，其中我国占比约 10%，排名第二。根据 Dell'Oro 统计数据，2021 年全球数据中心资本支出增长了 9%，超过 2000 亿美元，2022 年全球数据中心的资本支出将增长 17%，其中超 大规模云厂商的数据中心支出将增长 30%，预计 2026 年，全球数据中 心资本支出预计将达到 3500 亿美元。
数据中心光模块向高速率迭代。光模块是数据中心内部互连和数据中心 相互连接的核心部件，云厂商资本支出与光模块厂商营收有较强的正相 关关系，国外产品正向 800G/400G 升级，国内需求向 200G/400G 迭 代，根据 LightCounting 的数据，2019 年全球数据中心光模块市场规 模为 35.04 亿美元，2021 年以太网用数据中心光模块市场规模同比增 长超过 10%，其中 100G 及以上光模块占比约 82.48%；预测至 2025年 ， 全 球 数 据 中 心 光 模 块 市场规模 将增长至 73.33 亿 美 元 ， CAGR+13.09%，其中以太网数据中心光模块市场规模将增长至 62.74 亿美元。
光芯片市场量价齐升。光芯片是光模块环节的核心原材料，基于上述三 大光模块场景迭代升级，光芯片市场有望保持稳定增长。根据 C&C 的 预测，2020-2025 年全球光芯片市场的年复合增长率将达到 12.59%， 市场规模有望在 2025 年达到 36 亿美元。我们根据 LC 光模块市场规模 和公司公告中光芯片占比模块价值比重，测算全球市场光芯片市场规模， 经测算，我们预计 2025 年全球光芯片市场规模大约 40.58 亿元。
