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光模塊外殼資訊

光電模塊外殼用什么材料好些

作者:網(wǎng)絡(luò)投稿            發(fā)布時(shí)間:2023-03-21 00:00            閱讀次數(shù):159

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本文目錄一覽:

1、光電模塊外殼用什么材料好些

2、光電傳感器往哪邊擰是距離遠(yuǎn)?

光電模塊外殼用什么材料好些

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1、5G 驅(qū)動(dòng)電信光模塊重回增長(zhǎng),2023 年有望達(dá)到 46 億美 元,中國(guó)市場(chǎng) 2021 年達(dá)到巔峰 158 億元人民幣

1.1、光模塊市場(chǎng)規(guī)模 67 億美元,光芯片占據(jù) 50%成本

2019 年光模塊市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)為 67 億美元,電信用產(chǎn)品占比 44.7%,5G 驅(qū)動(dòng)下 19-23 年 CAGR 11.5%。光模塊作為光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的重要有源器件,廣泛存在于 光纖通信系統(tǒng)中。根據(jù) LightCounting 的數(shù)據(jù),全球 4G 建設(shè)速度大幅下降,導(dǎo)致 電信用光模塊市場(chǎng) 2017/18 年下滑 11.7%/3.3%。此外 LightCounting 預(yù)測(cè),全球光 模塊市場(chǎng)規(guī)模 2019 年達(dá)到 67 億美元,其中電信產(chǎn)品占比 44.9%,數(shù)通產(chǎn)品占比 50.2%。伴隨 5G 建設(shè),電信產(chǎn)品有望重回增長(zhǎng),2023 年達(dá)到 46 億美元,2019-23 年 CAGR 11.5%。

光模塊的主要結(jié)構(gòu)為 TOSA+ROSA。光模塊的主要作用是實(shí)現(xiàn)光信號(hào)和電信號(hào)的 互相轉(zhuǎn)換,可以分為接收端和發(fā)射端,其中發(fā)射端把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),由 TOSA(transmitter optical sub-assembly,光發(fā)射次模塊)和對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成, 核心為激光器;接收端把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),由 ROSA(receiver optical sub-assembly,光接收次模塊)和放大電路構(gòu)成,核心為光電探測(cè)器。

TOSA+ROSA 成本占比約為 50%,目前高端芯片主要掌握在美、日廠商手中。 通過對(duì)光模塊的成本的拆解,光器件共占成本的 79%,而在光器件中,TOSA 和 ROSA 共占 63%,即占總成本的 50%。從全球來看,國(guó)內(nèi)企業(yè)主要在無源器件(不 涉及光電信號(hào)轉(zhuǎn)換) 、低速光芯片等中低端細(xì)分市場(chǎng)有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),但高端光芯片仍 主要掌握在美、日廠商中,包括美國(guó)的 Finisar、Lumentum、Neophotonics 和日本 的 Sumitomo、Fujitsu。


1.2、5G 建設(shè)將拉動(dòng)國(guó)內(nèi)電信用光模塊需求,2021 年有望達(dá)到 158 億元 人民幣

2019 年國(guó)內(nèi)電信側(cè)光模塊市場(chǎng)將達(dá)到 17 億美元。根據(jù) LightCounting 的數(shù)據(jù),經(jīng) 歷了 2014-16 年 4G 建設(shè)以及中移動(dòng) FTTH 建設(shè)的高峰期后,國(guó)內(nèi)電信側(cè)光模塊市 場(chǎng)規(guī)模出現(xiàn)下滑,2017 年下滑 29%。2018 年伴隨 4G 擴(kuò)容建設(shè)光模塊市場(chǎng)出現(xiàn)回 暖,LightCounting 預(yù)計(jì) 2019 年國(guó)內(nèi)電信側(cè)光模塊市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 17 億美元。

2019-28 年,移動(dòng)建設(shè) 190 萬座 5G 基站,聯(lián)通和電信共建 235 萬座 5G 基站,共 建共享不影響光模塊數(shù)量。如果十年建設(shè)一個(gè)與目前4G同等覆蓋程度的5G網(wǎng)絡(luò), 我們估算移動(dòng)需要建設(shè) 190 萬座基站。而對(duì)于聯(lián)通和電信,采用 3.5GHz 頻段, 我們估算兩者共需建設(shè) 235 萬座 5G 基站。而對(duì)于中國(guó)移動(dòng) 160MHz 的頻譜帶寬, 如果采用光纖直連,一個(gè)宏基站對(duì)應(yīng) 12 支光模塊,如果采用 Open-WDM,對(duì)應(yīng) 24 支光模塊。對(duì)于中國(guó)聯(lián)通和電信,由于兩家共享 200MHz 的頻譜,所需光模塊 數(shù)量較 100MHz 翻倍,一個(gè)宏站對(duì)應(yīng) 12 支光模塊,因此共建共享不會(huì)減少光模塊數(shù)量。

巔峰時(shí)期 2021 年,國(guó)內(nèi) 5G 所需光模塊市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 69 億元人民幣,25G 光模塊占比 76.2%。根據(jù)《5G 技術(shù)發(fā)展白皮書》的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),CU(central unit, 集中單元)與 DU 與宏基站的比例為 1:6:48。其中一個(gè) DU 與 CU 連接需要 4 支光模塊,為 50G/100G。CU 與匯聚層以及核心網(wǎng)相連需要 200G/400G 光模塊。 根據(jù)預(yù)測(cè)的宏基站數(shù)量以及單基站用量,我們預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi) 5G 建設(shè)帶來的整體光模 塊需求(2019-28 年)為 284 億元人民幣,其中 25G 光模塊占比 77.1%;有望于 2021 年達(dá)到巔峰 69 億元人民幣,2019-21 年 CAGR 132.6%;其中 25G 光模塊需 求為 1766 萬支,規(guī)模為 52.6 億元,占比 76.2%。

5G 驅(qū)動(dòng),2021 年國(guó)內(nèi)電信用光模塊市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 158 億元人民幣,2019-21 年 CAGR 15.3%。結(jié)合 LightCounting 的數(shù)據(jù),我們假設(shè) 2021 年國(guó)內(nèi)固網(wǎng)以及骨干 網(wǎng)光模塊市場(chǎng)規(guī)模為 12.8 億美元,則 2021 年國(guó)內(nèi)電信用光模塊市場(chǎng)規(guī)模為 22.7 億美元,即 158 億元人民幣,2019-21 年 CAGR 15.3%。

2、光模塊的規(guī)格和數(shù)量取決于應(yīng)用場(chǎng)景

2.1、不同場(chǎng)景下,TOSA/ROSA 種類不同

FP 激光器多用于 FTTx,DFB 多用于無線側(cè)和數(shù)據(jù)中心,EML 多用于骨干網(wǎng)和 數(shù)據(jù)中心互聯(lián),VCSEL 多用于數(shù)據(jù)中心。TOSA 將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),主要由 LD(激光二極管)、封焊管體、陶瓷插芯、陶瓷套管、適配器等組成。其中激光 器主要為 FP(Fabry-Perot)激光器、直調(diào)式 DFB(distributed feedback laser,分 布式反饋激光器)、EML(electro-absorption modulated laser,電吸收調(diào)制激光器) 和 VCSEL(vertical-cavity surface-emitting laser,垂直腔面發(fā)射激光器) ,采用的 材料為InP或AlGaAs/GaAs; LD的封裝一般采用TO-CAN(transmitter outliner can) 封裝、蝶形封裝、COB 封裝、BOX 封裝以及 Flip Clip 封裝。

其中 FP 激光器利用 FP 諧振腔進(jìn)行模式選擇,產(chǎn)生多縱模的光源,主要利用電信 號(hào)對(duì)驅(qū)動(dòng)電流的調(diào)制實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的調(diào)制。由于光源為多縱模,傳輸距離較短, 最大傳輸速率較低多為 1.25Gb/s 以內(nèi)。

DFB 激光器內(nèi)置布拉格光柵,產(chǎn)生單縱模的光源,而直調(diào)式 DFB 則將電信號(hào)直 接加載到激光器的驅(qū)動(dòng)電流上,從而對(duì)產(chǎn)生的光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,由于直接對(duì)驅(qū)動(dòng) 電流進(jìn)行調(diào)制會(huì)導(dǎo)致波長(zhǎng)漂移(啁啾),從而會(huì)產(chǎn)生色散,影響最大傳輸距離。此 外,傳輸信號(hào)的帶寬也會(huì)因激光器線寬受到限制。而由于激光器有增益飽和效應(yīng), 線性工作區(qū)有限,難以實(shí)現(xiàn)較高的消光比,增加了系統(tǒng)誤碼率。

EML 激光器中包含一個(gè)電吸收調(diào)制器,基于 Franz-Keldysh 效應(yīng)(即施加電場(chǎng)引 起晶體吸收光譜的變化)或 QCSE(Quantum-confined Stark effect,量子限制 Stark 效應(yīng)) ,將電信號(hào)加載在調(diào)制器上,改變光吸收大小,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的調(diào)制, 利用這種調(diào)制方式,波長(zhǎng)漂移(啁啾)小,線性工作區(qū)較大,信號(hào)傳輸質(zhì)量高, 最大傳輸速率較高,但是價(jià)格較為昂貴。

VCSEL 主要是利用面發(fā)射,對(duì)驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行直接調(diào)制。同時(shí)由于 VCSEL 激光器 的體積較小,其產(chǎn)生激光的閾值電流較?。惠敵龉馐|(zhì)量較高,發(fā)散角較小,光 斑承圓形對(duì)稱分布,因此與光纖的耦合效率較高,尤其是與多模光纖的耦合效率 可以高于 90%。因此多模光模塊多采用 VCSEL,但是傳輸距離較短,多為幾十米至幾百米。

ROSA 按光探測(cè)器的種類可以分為 APD 和 PIN 兩種類型。ROSA 將光信號(hào)轉(zhuǎn)換 為電信號(hào),主要由 PD(光電二極管) 、塑封配適器、金屬配適器、閉口套管等組 成。其中 PD 主要分為 PIN(移相開關(guān)二極管)和 APD(avalanche photodiode, 雪崩光電二極管) 。其中,PIN 光電二極管通過 P 型和 N 型半導(dǎo)體之間的 I 型區(qū)域, 吸收光并產(chǎn)生光電流,具有線性工作區(qū)大,噪聲小,功耗低等特點(diǎn);而 APD 在 PIN 的基礎(chǔ)上采用雪崩倍增效應(yīng),將接收到的光電流放大,提升探測(cè)靈敏度,但 是放大的同時(shí)也會(huì)引入較大的噪聲,降低信號(hào)質(zhì)量,誤碼率升高。

光模塊的封裝主要包括:SFP/SFP+封裝、XFP 封裝、QSFP+/QSFP28 封裝、CFP 封裝等。SFP(Small form-factor pluggable)為小型可插拔型封裝,支持 LC 光纖 連接,速率最高為 4Gbps,SFP+在 SFP 的基礎(chǔ)上速率有所提升,最高速率可達(dá) 10Gbps。XFP(10GB small form-factor pluggable)指一種 10GE 小型可插拔光模 塊,尺寸比 SFP+大。QSFP+(Quad small form-factor pluggable)指四通道小型可 熱插拔光模塊,通信速率為 40Gbps,尺寸比 SFP+大;QSFP28 封裝大小與 QSFP+ 相同,支持 100Gbps 的速率。CFP(Centum form-factor pluggable)是一種基于密集 波分復(fù)用的新型光模塊標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)支持?jǐn)?shù)通和電信傳輸兩大應(yīng)用,速率可達(dá) 100Gbps。

2.2、電信網(wǎng)絡(luò):從接入網(wǎng)到骨干網(wǎng),所需光模塊數(shù)量逐步減少,速率 逐步提升

電信網(wǎng)絡(luò)主要分為接入網(wǎng),城域網(wǎng)以及骨干網(wǎng),速率和傳輸距離不同。其中,接 入網(wǎng)(Access Network)是與業(yè)務(wù)和應(yīng)用無關(guān)的傳送網(wǎng),主要完成交叉連接、復(fù)用 和傳輸功能,將企業(yè)、個(gè)人用戶、數(shù)據(jù)中心等接入網(wǎng)絡(luò),包括固網(wǎng)接入以及無線 接入;城域網(wǎng)(Metropolitan Area Network)主要是一個(gè)城市區(qū)域內(nèi)的信息通信基 礎(chǔ)設(shè)施,主要是以光纖作為傳輸媒介,是接入網(wǎng)與骨干網(wǎng)的中間環(huán)節(jié);骨干網(wǎng)是 用于連接多個(gè)區(qū)域以及地區(qū)的高速網(wǎng)絡(luò)。傳輸距離上看,接入網(wǎng)的傳輸距離一般 小于 100km,城域網(wǎng)的傳輸距離一般為 100-800km,骨干網(wǎng)的傳輸距離一般為 800-2000km。

接入層光模塊數(shù)量取決于終端設(shè)備數(shù),城域網(wǎng)和骨干網(wǎng)取決于數(shù)據(jù)流量。在接入 層由于設(shè)備數(shù)量較多,以滿足連接需求為主,因此光模塊的數(shù)量與終端設(shè)備數(shù)掛 鉤,數(shù)據(jù)流量方面冗余較大,所用光模塊速率較低但數(shù)量最大。而在城域網(wǎng)和骨 干網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較精簡(jiǎn),因此光模塊的數(shù)量與數(shù)據(jù)流量掛鉤,所用光模塊速率 較高,數(shù)量少于接入層。

接入網(wǎng):固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)均需要大量低速光模塊

固網(wǎng)接入一般采用 PON,光模塊消耗量較大。PON(Passive Optical Network,無 源光網(wǎng)絡(luò))是指利用無源設(shè)備搭建而成的光網(wǎng)絡(luò),其中無源設(shè)備指不需額外電源 的電子設(shè)備,不涉及到信號(hào)的轉(zhuǎn)換以及放大;相較于有源設(shè)備,無源設(shè)備的故障 率低,可靠性高,一般使用壽命較長(zhǎng),維護(hù)成本較低。PON 網(wǎng)絡(luò)主要由光線路終 端 OLT(Optical Line Terminal), 光分配網(wǎng)絡(luò) ODN(Optical Distribution Network) 和光網(wǎng)絡(luò)單元/終端 ONU/ONT(Optical Network Unit/Optical Network Terminal)構(gòu) 成。

其中 OLT 主要是將多種業(yè)務(wù)的信號(hào)在局端匯聚,并以一定的格式向下傳輸給終端 用戶(下行) ,另一方面將來自終端用戶的信號(hào)按照業(yè)務(wù)類型分別送入不同的業(yè)務(wù) 網(wǎng)絡(luò)中(上行) 。ODN 主要完成信號(hào)的上下行傳輸,主要采用分光器。ONU/ONT 是用戶側(cè)的設(shè)備,其中 ONT 直接應(yīng)用于最終用戶,適用于 FTTH 的場(chǎng)景,ONU 則與用戶直接仍有一定距離,可以再通過網(wǎng)線、光纖等連接最終用戶,適用于 FTTB、FTTO 等場(chǎng)景。OLT、ODN 和 ONU/ONT 設(shè)備之間的連接需求較大,終端 設(shè)備數(shù)量較多,光模塊用量較大。


OLT 和 ONU 一臺(tái)設(shè)備消耗上百個(gè)光模塊,速率較低一般為 1.5Gb/s。由于網(wǎng)絡(luò)的 特點(diǎn),PON 光模塊往往為一對(duì)多的模式,模塊不成對(duì)使用。以華為 OLT 平臺(tái) MA5800-X17 為例,共有 17 個(gè)業(yè)務(wù)槽板,每個(gè)業(yè)務(wù)槽板支持 16 個(gè) PON 端口,則 單臺(tái)設(shè)備共支持 272 個(gè) PON 端口。由于 PON 一般應(yīng)用于小區(qū)域內(nèi),傳輸距離較 短,一般為 20km 以內(nèi),傳輸速率較低一般為 1.5Gb/s,此外,上行波長(zhǎng)為 1310nm, 下行波長(zhǎng)為 1490nm。目前運(yùn)營(yíng)商主要采用傳輸協(xié)議為 EPON 和 GPON,其封裝 形式包括 SFF,SFP/SFP+。

在無線側(cè)接入網(wǎng),光模塊主要用于 RRU 和 BBU 相連,和 BBU 接入城域網(wǎng),4G 時(shí)期接入速率多為 10Gb/s。4G BBU(baseband unit,基帶單元)與 RRU(remote radio unit,射頻拉遠(yuǎn)單元)之間采用高速 CPRI 協(xié)議(Common Public Radio Interface,通用公共無線電接口) ,一般為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)雙纖直連,傳輸距離也往往在 200m 以內(nèi);4G BBU 接入城域網(wǎng)速率以 10Gb/s 為主,封裝多為 SFPSFP+和 QSFP28, 傳輸距離 10km/40km。室分基站往往采用了多個(gè) RRU 級(jí)聯(lián),共享一個(gè) CPRI 接口 的組網(wǎng)模式,目前典型配置是 2-3 級(jí) RRU 級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)頻點(diǎn)覆蓋。

城域網(wǎng):根據(jù)數(shù)據(jù)量大小,采用 40G/100G 光模塊

城域網(wǎng)起承上啟下作用,對(duì)成本較為敏感,可采用以太網(wǎng)直連或 CWDM 降低成 本。城域網(wǎng)業(yè)務(wù)類型復(fù)雜,需要承載傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)以及未來的各 類新興業(yè)務(wù)。此外,由于業(yè)務(wù)復(fù)雜度提升,用戶需求提升,城域網(wǎng)需要足夠的靈 活性、可擴(kuò)展性以及快速反映能力來適應(yīng)需求的變化。同時(shí)由于業(yè)務(wù)的帶寬和用 戶數(shù)量都呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)的趨勢(shì),也給城域網(wǎng)造成了巨大的帶寬壓力以及業(yè)務(wù)管理 壓力,城域網(wǎng)需要及時(shí)的擴(kuò)容以及升級(jí)。另外,與骨干網(wǎng)相比,由于城域網(wǎng)所需 的連接距離更短,對(duì)于成本較為敏感,因此目前可以通過以太網(wǎng)直連或者 CWDM (Coarse wavelength-division multiplexing,粗波分復(fù)用)等傳輸技術(shù)降低成本。

城域網(wǎng)匯聚層多采用 40GE/100GE 光模塊,用量與數(shù)據(jù)流量掛鉤。目前中國(guó)移動(dòng) 的城域網(wǎng)采用 PTN 結(jié)構(gòu),PTN 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)以華為的 PTN 7900-32 和 PTN960 為例, 其中 PTN 7900-32 用于城域網(wǎng)的匯聚層,最大支持 12.8Tbps 的交換容量,共有 32 個(gè)處理板,每個(gè)板卡有 1-4 個(gè)光模塊接口,所使用的光模塊多為 CFP/CFP2 以及 QSFP28 封裝,速率為 40GE/100GE,傳輸距離為 10km/40km/80km,光模塊數(shù)量 取決于數(shù)據(jù)流量。聯(lián)通和電信的城域網(wǎng)采用 IP RAN 結(jié)構(gòu),其光模塊規(guī)格以及用 量與 PTN 設(shè)備類似。

骨干網(wǎng):數(shù)量少速率高,采用高速彩光模塊

骨干網(wǎng)主要采用支持高速大容量長(zhǎng)距傳輸?shù)?OTN 技術(shù),采用光模塊多為 WDM/DWDM 光模塊(即彩光模塊),速率多為 100G,但總體數(shù)量較少。OTN (光傳送網(wǎng))技術(shù)實(shí)際上是基于 WDM(波分復(fù)用)的全光網(wǎng)絡(luò),將傳送網(wǎng)推進(jìn) 到了真正的多波長(zhǎng)光網(wǎng)絡(luò)階段。OTN 可以提供巨大的傳送容量、完全透明的端到 端波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)連接,以及電信級(jí)的保護(hù),并加強(qiáng)子波長(zhǎng)匯聚、疏導(dǎo)能力。OTN 配置、復(fù)用以及交叉的顆粒明顯大于前代網(wǎng)絡(luò)技術(shù),從而大大提升了高帶寬數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)的傳送效率和適配能力。此外,OTN 可以最大限度利用現(xiàn)有設(shè)備資源,并可 以提供跟靈活的基于電層和光層的業(yè)務(wù)保護(hù)功能。

運(yùn)營(yíng)商自 2010 年開始進(jìn)行 OTN 網(wǎng)絡(luò)的部署,目前采購(gòu)的 OTN 設(shè)備多采用 WDM/DWDM 100G 光模塊。以華為 OptiX OSN 8800 為例,該系列單設(shè)備最多具 有 64 個(gè)業(yè)務(wù)卡槽,每個(gè)業(yè)務(wù)板有 2-8 個(gè)光模塊接口,多采用 DWDM 光模塊,封 裝為 eSFP,XFP 和 SFP+三種模式。

2.3、5G 將帶來規(guī)格和數(shù)量的提升

5G 時(shí)期,無線網(wǎng)絡(luò)增加中傳環(huán)節(jié),光模塊規(guī)格以及數(shù)量同步提升。5G 時(shí)期,無 線接入側(cè)將發(fā)生較大的改變,原有 RRU 以及 BBU 部分物理層處理功能上移與天 線合并成為 AAU(active antenna units,有源天線),以此進(jìn)一步減少饋線的長(zhǎng)度, 從而減少信號(hào)的損耗。原有的 BBU 的非實(shí)時(shí)部分分割出來,重新定義成為 CU (centralized unit), 來負(fù)責(zé)處理非實(shí)時(shí)的協(xié)議和服務(wù);BBU 剩余的物理層功能以 及實(shí)時(shí)功能重新定義為 DU(distributed unit)。 因此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從此前的兩段連接變?yōu)槿芜B接,所需光模塊數(shù)量相應(yīng)增加。

此外,根據(jù) IM-2020(5G)推進(jìn)組給出的技術(shù)方案,光模塊要求如下:在無線接 入側(cè)采用 10G/25G/100Gb/s 灰光或 Nx25G/50Gb/s WDM 彩光;城域網(wǎng)匯聚層采用 100G/200Gb/s 灰光或 Nx100Gb/s WDM 彩光;在城域網(wǎng)核心層以及骨干網(wǎng)采用 200G/400Gb/s 灰光或 Nx100G/200G/400Gb/s WDM 彩光。光模塊的規(guī)格較此前的 4G 網(wǎng)絡(luò)(接入側(cè) 10Gb/s,匯聚層 40Gb/s,核心網(wǎng)及骨干網(wǎng) 100Gb/s)均有提升。


5G 前傳:連接數(shù)量最大,速率多為 25Gb/s

5G 前傳四種技術(shù)方案中,有源/無源 WDM 和 SPN 方案消耗光模塊數(shù)量為光纖直 連的一倍。5G 前傳的技術(shù)方案包括:光纖直連、無源 WDM、有源 WDM/OTN、 切片分組網(wǎng)絡(luò)(SPN)等。其中光纖直連方式最簡(jiǎn)單,成本最低,但是無法滿足 網(wǎng)絡(luò)保護(hù)、監(jiān)控等管理功能,因此無法給 uRLLC 業(yè)務(wù)提供高可靠性,且消耗光纖 資源最多;無源 WDM 方案采用彩光模塊,消耗光纖資源較少,無源設(shè)備便于維 護(hù),但是依舊無法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、保護(hù)、管理等功能;有源 WDM/OTN 節(jié)省光纖 資源,可以實(shí)現(xiàn)性能架空、故障檢測(cè)等 OAM 功能,且提供網(wǎng)絡(luò)保護(hù),該技術(shù)天 然具有大帶寬低時(shí)延的特性,缺點(diǎn)是建網(wǎng)成本較高;SPN 方案同樣可以實(shí)現(xiàn) OAM 功能,并提供網(wǎng)絡(luò)保護(hù),具備大帶寬低延時(shí)的特點(diǎn),同時(shí)可以通過網(wǎng)絡(luò)切片化滿 足不同應(yīng)用場(chǎng)景的要求,缺點(diǎn)是建網(wǎng)成本較高。其中有源/無源 WDM 方案和 SPN 方案所需光模塊為光纖直連方案的一倍。


中國(guó)移動(dòng)提出 Open-WDM/MWDM 技術(shù)方案,前傳光模塊數(shù)量較 4G 翻倍。2019 年 9 月 3 日,中國(guó)移動(dòng)李晗首次公布了中國(guó)移動(dòng)的 5G 前傳 Open-WDM/MWDM 技術(shù)方案,將在前傳中使用低成本的 25G CWDM 光模塊實(shí)現(xiàn) 12 波長(zhǎng)系統(tǒng)。由于 傳統(tǒng)的 BBU 僅與 3 個(gè) RRU 相連,只需要 3 對(duì)(共 6 只)光模塊。但是 5G 時(shí)期, 一個(gè) DU(distributed unit,分布單元)可能與需要與 30 站以上的站點(diǎn)相連,此外 由于中國(guó)移動(dòng)在 2.6GHz 共有 160MHz 的帶寬資源,每個(gè) AAU(active antenna unit, 有源天線)需要兩對(duì)(四只)光模塊,一個(gè) CU 可能需要連接 180 對(duì)光模塊,需 要 360 芯光纖,對(duì)光纖消耗極大。因此中國(guó)移動(dòng)針對(duì)以上規(guī)模集中場(chǎng)景引入了 WDM 技術(shù)。相應(yīng)的每個(gè)基站對(duì)應(yīng) 24 支 25G 光模塊,為 4G 時(shí)期的四倍,較光纖 直連方案翻一倍,每個(gè) CU 只需一根光纖。

前傳光模塊需求占比最大,25G 產(chǎn)品市場(chǎng)空間較大。從連接數(shù)量上看,前傳光模 塊數(shù)量最大,在 5G 承載網(wǎng)絡(luò)中需求最高,同時(shí)由于應(yīng)用場(chǎng)景通常為室外,需要 工業(yè)級(jí)的光模塊,速率為 25Gb/s,同時(shí)正常工作溫度范圍要求較大,為-40 度至+85 度。采用的激光器/探測(cè)器組合方案取決于傳輸距離,對(duì)于較短傳輸距離 (100m/300m,往往用在 DU 與 AAU 距離較近的情況)可以采用多模光纖,波長(zhǎng) 為 850nm,采用激光器/探測(cè)器類型為 VCSEL/PIN 組合,而對(duì)于中長(zhǎng)距離傳輸 (10km/20km,DU 與 AAU 距離較遠(yuǎn))采用單模光纖,波長(zhǎng)為 1310nm/1550nm, 采用激光器/探測(cè)器類型多為 DFB/PIN 或 EML/PIN 組合。因此,這幾種類型的光 模塊在 5G 規(guī)模建設(shè)時(shí)期有望大批量出貨,市場(chǎng)空間較大。

5G 中回傳:多為 50G/100G 灰光或 WDM 彩光模塊

5G 接入網(wǎng)中回傳所采用光模塊多為 50G/100Gb/s 灰光或者 WDM 彩光。由于 5G 接入側(cè)中回傳網(wǎng)絡(luò)的核心功能主要包括多層級(jí)承載網(wǎng)絡(luò)、靈活化連接調(diào)度、層次 化網(wǎng)絡(luò)切片、4G/5G 混合承載以及低成本高速組網(wǎng)等要求,還需支持 L0~L3 層的 綜合傳送能力,主要技術(shù)方案包括 SPN、面向移動(dòng)承載優(yōu)化的 OTN(M-OTN)、 IP RAN 增強(qiáng)+光層,所采用的光模塊以 50G/100Gb/s 灰光或 WDM 彩光模塊為主。

由于中傳和回傳場(chǎng)景下,光模塊往往應(yīng)用于散熱條件較好的機(jī)房?jī)?nèi),因此可以采 用商業(yè)級(jí)光模塊。目前 80km 以下的傳輸距離,主要應(yīng)用 25Gb/s NRZ 或 50/100/200/400/Gb/s 的 PAM4 光模塊, 80km 以上的長(zhǎng)距傳輸將主要采用相干光模 塊(單載波 100/400Gb/s) 。

3、行業(yè)技術(shù)格局尚且穩(wěn)定,中國(guó)即將開啟運(yùn)營(yíng)商集采

3.1、硅光技術(shù)尚未成熟,無法大規(guī)模應(yīng)用,行業(yè)技術(shù)格局尚且穩(wěn)定

硅光技術(shù)尚未成熟,未來僅在高速產(chǎn)品中有所應(yīng)用,短期內(nèi)行業(yè)技術(shù)格局穩(wěn)定。 目前市場(chǎng)擔(dān)心硅光技術(shù)將會(huì)帶來較大的技術(shù)變革,改變現(xiàn)有的行業(yè)格局。誠(chéng)然硅 光技術(shù)可以與后續(xù)電芯片進(jìn)行深度耦合,從而提升效率,并且兼容 CMOS 工藝, 可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng),但硅光技術(shù)存在一定缺陷,短時(shí)間內(nèi)難以解決,無法達(dá)到規(guī) 模效應(yīng)并有效降低成本。我們認(rèn)為硅光技術(shù)未來僅在高速產(chǎn)品中有所應(yīng)用,行業(yè) 技術(shù)格局仍將保持穩(wěn)定。

硅光產(chǎn)品良率較低,傳輸損耗較大,成本優(yōu)勢(shì)不明顯。由于 InP 和 GaAs(III-V 族材料)晶圓尺寸較小,材料成本高,加工成本較高,業(yè)內(nèi)人士希望通過大尺寸、 加工技術(shù)成熟的硅晶圓替代 InP 和 GaAs。但是由于硅是間接帶隙材料,發(fā)生非直 接躍遷的概率極小,因此硅發(fā)光效率極低,若采用硅光技術(shù)來制作光模塊,光源 成為一個(gè)難點(diǎn)。目前主要采用 III-V 族材料與硅結(jié)合(即 III/V-Si 異質(zhì)集成系統(tǒng)) 的方法實(shí)現(xiàn),但是由于兩者晶格不匹配,導(dǎo)致二者只能通過分子間的范德華力結(jié) 合,相互作用較弱,因此產(chǎn)品良率較低,目前 Intel,III-V labs 等大公司主要采用 這種方法。

此外,硅光波導(dǎo)傳輸損耗較大,目前加工廠最小損耗為 1dB/cm@1550nm,硅基 光學(xué)器件效率較低。以及由于雙光子吸收效應(yīng),當(dāng)輸入功率超過一定閾值后,硅光波導(dǎo)傳輸損耗明顯增加,因此硅光模塊難以用于長(zhǎng)距離傳輸。此外硅光波導(dǎo)跟 光纖耦合效率較低,損耗較大。多種因素影響下,目前硅光模塊的成本優(yōu)勢(shì)不明 顯,Intel 100G PSM4 QSFP28 硅光模塊價(jià)格為 3990 歐元,而 Cisco 的同類產(chǎn)品價(jià) 格僅為 300 歐元。并且這些問題主要源于硅材料本身的問題,難以解決。

光模塊行業(yè)格局不會(huì)因?yàn)楣韫饧夹g(shù)發(fā)生重大變革。從生產(chǎn)成本以及材料本身特性 考慮,我們認(rèn)為硅光難以取代現(xiàn)有 III-V 族技術(shù),尤其是在長(zhǎng)距傳輸中,因此行業(yè) 技術(shù)格局仍將保持穩(wěn)定。目前主要從事硅光模塊研發(fā)的公司也為 Intel 等半導(dǎo)體公 司,主要是因?yàn)檫@些公司現(xiàn)有的 CMOS 工藝較為成熟,成本較低,而傳統(tǒng)光器件 大廠對(duì)待硅光的態(tài)度仍比較謹(jǐn)慎。

硅光未來可能僅在短距超高速傳輸中有部分應(yīng)用,2020 年出貨量占比預(yù)計(jì)為 5%。 由于未來高速傳輸往往采用更加復(fù)雜的調(diào)制格式(PAM4,PAM8 等) ,后續(xù)的數(shù) 字信號(hào)處理(DSP)芯片難度增加,通過光模塊與 DSP 芯片更加深度的集成可以 提高效率。我們認(rèn)為未來硅光在短距超高速傳輸(例如數(shù)據(jù)中心內(nèi))中,可能會(huì) 有部分應(yīng)用。但目前集成度的提升并不能彌補(bǔ)材料本身帶來的缺陷,并且市場(chǎng)規(guī) 模不及傳統(tǒng)芯片,尚未達(dá)到規(guī)模效應(yīng),因此高速傳輸目前仍以傳統(tǒng)光模塊為主, 我們預(yù)期 2020 年硅光產(chǎn)品出貨量占比僅為 5%左右。

3.2、運(yùn)營(yíng)商集采有望開啟,部分廠商或有邊際改善

運(yùn)營(yíng)商單獨(dú)采購(gòu)光模塊,減少中間環(huán)節(jié),幫助運(yùn)營(yíng)商節(jié)省 CAPEX。傳統(tǒng)的采購(gòu)模式下,運(yùn)營(yíng)商往往直接面向設(shè)備商采購(gòu)整套設(shè)備,設(shè)備商再向光模塊廠商采購(gòu)。 而 2019 年 6 月,中國(guó)電信首次開啟集團(tuán)層面的光模塊集采,直接向光模塊廠商采 購(gòu),減少了交易環(huán)節(jié),有望減少資本開支。

集采價(jià)格承壓但數(shù)量大幅提升,帶來規(guī)模效應(yīng),頭部廠商利潤(rùn)空間有望增加。光 模塊的封裝屬于勞動(dòng)密集型行業(yè),技術(shù)壁壘較低,產(chǎn)品價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈,2018 年每 Gbps 的價(jià)格約為 3 美元,同比下降 37.5%。目前由于 25G 電信用光模塊技術(shù)較為 成熟,國(guó)內(nèi)產(chǎn)能充足,集采價(jià)格可能較低但是數(shù)量將大幅提升,帶來規(guī)模效應(yīng)。 頭部廠商市場(chǎng)占比較高、出貨量較大,生產(chǎn)成本較低,毛利率高于普通廠商,利 潤(rùn)空間有望增加。

部分廠商市場(chǎng)空間變大,或迎邊際改善。此外由于之前光模塊采購(gòu)由主設(shè)備商進(jìn) 行,部分廠商此前只進(jìn)入了單一主設(shè)備商的采購(gòu)名錄,運(yùn)營(yíng)商集采后有望進(jìn)一步 打開市場(chǎng)空間,例如新易盛一直是中興的主力供應(yīng)商,無法獲得華為的訂單,集 采開啟后,公司市場(chǎng)空間變大,或迎來邊際改善。

4、全球龍頭頻繁整合與剝離,暫時(shí)掌控光芯片環(huán)節(jié)

4.1、龍頭加速整合提升能力,剝離組裝業(yè)務(wù)以求利潤(rùn)率穩(wěn)定

從全球來看,光通信行業(yè)處于加速整合期。近年來,光通信行業(yè)呈現(xiàn)加速整合的 趨勢(shì),行業(yè)龍頭通過收購(gòu)細(xì)分領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊豐富產(chǎn)品線,拓展業(yè)務(wù)范圍,例如 2018 年 3 月 II-VI 通過收購(gòu) CoAdna(WSS(波長(zhǎng)選擇開關(guān))的全球領(lǐng)導(dǎo)者) ,強(qiáng)化了 自身 ROADM(Reconfigurable optical add-drop multiplexer,可重構(gòu)光分插復(fù)用器, 核心器件為 WSS 單元)產(chǎn)品的垂直整合能力。

龍頭企業(yè)選擇強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合從而鞏固自身地位,CR5 或?qū)⑻嵘?50%。例如 Lumentum 收購(gòu) Oclaro,以及 II-VI 收購(gòu) Finisar。其中根據(jù) OVUM 給出的收購(gòu)前(2017 年) 的市場(chǎng)份額,Lumentum 和 Oclaro 分別在全球占比 7.5%和 6.5%,位居第二、第三, Lumentum 為全球領(lǐng)先的 VCSEL 供應(yīng)商,同時(shí)還提供光纖激光器、光模塊等其他 產(chǎn)品,而 Oclaro 擁有世界領(lǐng)先的 InP(磷化銦)激光器的生產(chǎn)能力以及集成光路 和相干光器件的研發(fā)能力,二者結(jié)合將補(bǔ)全產(chǎn)品線,實(shí)現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,進(jìn)一步鞏固 自身地位。而 II-VI 和 Finisar 全球市場(chǎng)份額分別占比 4.8%和 14.4%,位居第六和 第一,II-VI 主要產(chǎn)品為無源光器件,而 Finisar 則是有源光器件的龍頭,二者聯(lián)合 互補(bǔ)效應(yīng)大于 Lumentum 和 Oclaro。根據(jù) OVUM 提供的數(shù)據(jù),考慮合并后的市場(chǎng) 份額,我們預(yù)計(jì) 2019 年光器件行業(yè) CR5 將達(dá)到 50%左右,比 2016 年提升 10pcts。


頭部公司剝離組裝業(yè)務(wù),聚焦光芯片生產(chǎn),以求利潤(rùn)率穩(wěn)定。近年光通信行業(yè)除 了產(chǎn)線整合外,頭部行業(yè)紛紛剝離勞動(dòng)密集以及重資本的光模塊組裝業(yè)務(wù),包括 Avago 把光模塊組裝業(yè)務(wù)出售給鴻騰精密(后又賣回給 Avago),Macom 和 Oclaro Japan 把相關(guān)業(yè)務(wù)出售給劍橋科技。此前新產(chǎn)品(2014 年的 40G,2017 年的 100G 產(chǎn)品)上市僅一年就發(fā)生價(jià)格跳水,如今,器件廠商不希望在 400G 量產(chǎn)時(shí)發(fā)生 同樣的事情。由于高速光芯片(25G)技術(shù)含量較高,門檻較高,僅掌握在頭部 廠商手中,因此在產(chǎn)業(yè)鏈上具有較強(qiáng)的議價(jià)能力,他們選擇保留光芯片設(shè)計(jì)生產(chǎn) 能力,剝離組裝業(yè)務(wù),未來通過擠壓組裝的利潤(rùn)來穩(wěn)定自身利潤(rùn)水平。

4.2、產(chǎn)業(yè)鏈話語權(quán)由光芯片廠商掌握,高速芯片國(guó)產(chǎn)化迫在眉睫

光芯片廠商具有產(chǎn)業(yè)鏈話語權(quán),國(guó)內(nèi)廠商有望進(jìn)入該領(lǐng)域,改善盈利能力。根據(jù) 之前的成本分析,我們可以看出來光芯片占光模塊成本的 50%,電芯片占 14%, 無源光器件占成本的 30%,PCB 和外殼占比 7%。光芯片占比的技術(shù)門檻較高, 因此毛利水平較高,產(chǎn)業(yè)鏈的話語權(quán)主要集中在這一環(huán)節(jié)。目前光芯片的主要供 應(yīng)商包括:美國(guó)廠商 Avago,Oclaro(已跟 Lumentum 合并)和 Finisar,以及日本 廠商 Sumitomo 和 Fujitsu。國(guó)內(nèi)廠商光迅科技、華工正源、海信寬帶實(shí)現(xiàn)了 10G 及以下光芯片的量產(chǎn),并部分應(yīng)用于現(xiàn)有產(chǎn)品中。但是 25G 光芯片尚不能規(guī)模量 產(chǎn),但目前光迅科技、華工正源、昂納科技、敏芯科技(未上市)部分 25G 光芯片已經(jīng)送樣測(cè)試或小規(guī)模量產(chǎn),隨著未來光芯片國(guó)產(chǎn)化比例提升,該類廠商話語 權(quán)有望提升,盈利能力有望逐步改善。

電芯片國(guó)產(chǎn)化率較低,國(guó)產(chǎn)化比例低于 2%,國(guó)產(chǎn)替代任重道遠(yuǎn)。此外,光模塊 中使用的電芯片包括 MCU(microcontroller unit,微控制單元) 、DSP(digital signal processing,數(shù)字信號(hào)處理)以及放大器目前主要是歐美廠商(Maxim、TI、ADI、 Acacia 等)提供。根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù),整體 MCU 目前國(guó)產(chǎn)芯片占有率僅為 2%,由于 光模塊中的 MCU 又屬于細(xì)分行業(yè)應(yīng)用,市場(chǎng)規(guī)模較小,廠家的初始投資較大, 鮮有國(guó)產(chǎn)廠商進(jìn)入該領(lǐng)域,因此我們估算國(guó)產(chǎn)化率比行業(yè)整體水平(2%)更低。

無源器件國(guó)產(chǎn)化程度較高,行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈,毛利提升依賴規(guī)模效應(yīng)。在光模塊的 器件中,國(guó)產(chǎn)化程度最高的為無源光器件以及部分組件,包括波分復(fù)用器(WDM)、 光開關(guān)、衰減器、隔離器以及套管、插芯、適配器等。這些器件行業(yè)門檻較低, 龍頭廠商包括 II-VI、Lumentum、昂納科技、光迅科技等公司,龍頭廠商主要通 過規(guī)模效應(yīng)來提升毛利率。

4.3、回溯歷史,頭部廠商利潤(rùn)或?qū)⒎€(wěn)步提升,尾部廠商面臨壓力

整體光模塊行業(yè)過去 10 年出現(xiàn) 3 次高增速時(shí)期,2019 年行業(yè)有望重回增長(zhǎng)。回 溯過去 10 年全球光模塊行業(yè)的發(fā)展,整體市場(chǎng)在 2011 年、2014 年和 2016 年增 速較快。其中 2014 年電信和數(shù)通市場(chǎng)均保持較快增速,分別由于中國(guó) 4G 網(wǎng)絡(luò)進(jìn) 入大規(guī)模建設(shè),以及數(shù)據(jù)中心升級(jí)至 40G;2016 年電信市場(chǎng)萎靡,數(shù)通市場(chǎng)增速 較高,主要是由于產(chǎn)品升級(jí)至 100G 帶來的大量需求。預(yù)期 2019 年下半年數(shù)據(jù)中 心逐步升級(jí)至 400G,疊加 5G 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模建設(shè),整體光模塊行業(yè)有望重回增長(zhǎng)。

上游光芯片廠商過去毛利率波動(dòng)較大,我們預(yù)期未來毛利將穩(wěn)步提升,利潤(rùn)增長(zhǎng) 有望高于行業(yè)整體增速。從各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來看,上游廠商掌握光芯片的生產(chǎn)能 力,具有一定的話語權(quán),光芯片生產(chǎn)環(huán)節(jié)毛利率較高。但部分廠商例如 Finisar 仍 保有下游模組組裝業(yè)務(wù),導(dǎo)致整體毛利水平受產(chǎn)品價(jià)格影響波動(dòng)較大。另一部分 廠商例如 Lumentum 逐步剝離組裝業(yè)務(wù)以及部分低毛利產(chǎn)品,毛利水平穩(wěn)步提升。 我們預(yù)計(jì)龍頭廠商剝離低毛利環(huán)節(jié)為行業(yè)整體趨勢(shì),未來毛利水平有望逐步提升, 因此整體利潤(rùn)增長(zhǎng)有望高于行業(yè)整體增速。

下游組裝業(yè)務(wù)以及低端光芯片生產(chǎn)廠商毛利率逐步下滑,我們預(yù)計(jì)未來將通過規(guī) 模效應(yīng)或向高端光芯片延伸提升毛利率,長(zhǎng)期頭部公司將逐步受益。國(guó)內(nèi)光模塊 廠商多從事組裝業(yè)務(wù),部分公司例如光迅和華工正源具備低端光芯片的生產(chǎn)能力。 從過去 10 年的盈利情況來看,毛利率逐年下滑,主要是由于光模塊價(jià)格下滑,上 游光芯片廠商擠壓下游廠商利潤(rùn)導(dǎo)致,部分年份受益于行業(yè)產(chǎn)品升級(jí),盈利能力 暫時(shí)性改善。2019 年 5G 和數(shù)據(jù)中心升級(jí)有望帶來產(chǎn)品升級(jí),盈利能力或改善。 但長(zhǎng)期來看,頭部企業(yè)或通過規(guī)模效應(yīng)降低生產(chǎn)成本,或通過向高端光芯片延伸, 提升毛利水平,從而獲得超額回報(bào)。

無源光器件毛利水平逐步下降,我們預(yù)計(jì)未來毛利率將逐步趨于穩(wěn)定。此外對(duì)于 無源光器件生產(chǎn)廠商,過去十年毛利水平逐步下降,主要是由于無源器件門檻較 低,行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈。我們預(yù)計(jì)未來毛利水平將逐步趨于穩(wěn)定,頭部廠商具有一定 規(guī)模效應(yīng),利潤(rùn)水平優(yōu)于小廠商。

4.4、海外龍頭毛利有望逐步提升,國(guó)內(nèi)廠商仍需積極研發(fā)高速光芯片

Finisar(菲尼薩,現(xiàn)被 II-VI(貳陸半導(dǎo)體)收購(gòu)):光通信行業(yè)龍頭,垂直 整合帶來效率提升

Finisar 成立于 1988 年,是全球最大的光通信器件產(chǎn)品制造商,公司具有完善的產(chǎn) 品線覆蓋數(shù)通和電信市場(chǎng)。公司的主要產(chǎn)品包括:光模塊、光放大器、激光器、 光電探測(cè)器、無源光器件、ROADM、WSS(wavelength selective switches,波長(zhǎng) 選擇開關(guān))以及其他高速光器件,也逐步進(jìn)入 3D 感測(cè)市場(chǎng)。此外公司具備垂直 一體化生產(chǎn)能力,具備從光芯片到光模塊的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力,因此產(chǎn)品的成本優(yōu)勢(shì) 較為明顯。2018 年 11 月,II-VI 提出以 32 億美元收購(gòu) Finisar,此提案 2019 年 9 月 20 日獲得了中國(guó)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督總局的反壟斷許可,公司 9 月 25 日,從納斯達(dá) 克退市。

前期主要通過收購(gòu)擴(kuò)張業(yè)務(wù)范圍,獲得光有源/無源器件制造能力。Finisar 上市后 適逢 2001 年互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂,大量光通信/光器件廠商經(jīng)營(yíng)陷入困難,公司隨后 頻繁并購(gòu),從而先后獲得了 PIN 探測(cè)器和激光器的生產(chǎn)能力(收購(gòu) Genoa 和 Honeywell)、光模塊生產(chǎn)能力(馬來西亞 Ipoh 工廠)、光無源器件的設(shè)計(jì)制造能 力(Transwave 和 New Focus),并逐步進(jìn)入歐洲市場(chǎng)。2008 年通過與 Optium 的 合并,公司超過 JDSU 成為了世界第一大光器件提供商。

公司目前在馬來西亞 Ipoh 的工廠主要生產(chǎn)光學(xué)子系統(tǒng),中國(guó)無錫工廠主要生產(chǎn)光 模塊,中國(guó)上海的工廠主要生產(chǎn)光無源器件包括 ROADM,澳大利亞滑鐵盧的工 廠主要生產(chǎn) WSS,美國(guó)賓夕法尼亞州霍舍姆的工廠主要生產(chǎn) CATV 和電信產(chǎn)品, 美國(guó)德克薩斯艾倫的工廠生產(chǎn) VCSEL,美國(guó)加州費(fèi)里蒙特的工廠生產(chǎn)長(zhǎng)波長(zhǎng) FP 和 DFB 激光器。

光模塊行業(yè)龍頭,長(zhǎng)期位居全球第一,垂直化商業(yè)模式提升效率。公司自 2008 年起一直為光器件行業(yè)(包含無源、有源器件)龍頭,截至 2017 年全球市場(chǎng)份額 占比為 14.4%。Finisar 具備多種有源、無源光器件的生產(chǎn)能力,產(chǎn)品組合較為全 面,同時(shí)由于其垂直一體化的產(chǎn)業(yè)模式,可以有效的降低成本,提高整體效率。

數(shù)通市場(chǎng)收入占比近 80%,VCSEL 業(yè)務(wù)發(fā)展迅速。數(shù)通市場(chǎng)(主要用于大型互 聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)所用多為高速光模塊(100G/200G/400G), 產(chǎn)品價(jià)值較高,具有 一定的技術(shù)門檻,通過下游客戶認(rèn)證需要一定的實(shí)力,因此該細(xì)分領(lǐng)域的玩家主 要是大型廠商,而電信用光模塊速率較低,技術(shù)門檻略低,產(chǎn)品價(jià)格下滑較快, 有較多小廠商參與其中。因此,公司傾向于生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品,其收入近 80%來 自于數(shù)通市場(chǎng)。此外,隨著 3D 感測(cè)應(yīng)用的興起,公司逐步進(jìn)入該市場(chǎng),未來 VCSEL 業(yè)務(wù)增速可觀。


Lumentum:積極探索 VCSEL 在 3D 感測(cè)的應(yīng)用,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改善帶來利潤(rùn)提 升

Lumentum 拆分自 JDSU 的商業(yè)光學(xué)產(chǎn)品業(yè)務(wù),2015 年 8 月在納斯達(dá)克交易所上 市?;厮萜錃v史,原公司 JDSU 是 Uniphase 和 JDS Fitel 合并而成。其中 Uniphase 公司成立于 1979 年,并于 1992 年上市,Uniphase 最早是商業(yè)激光器的供應(yīng)商, 之后開始進(jìn)入光傳輸領(lǐng)域。而 JDS Fitel 成立與 1981 年,最早供應(yīng)光纖網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品, 1999 年 JDS Fitel 和 Uniphase 合并,兩家在技術(shù)、產(chǎn)品、客戶群體方面都實(shí)現(xiàn)了 互補(bǔ)。合并后的 JDSU 又先后收購(gòu)了 Agility(2005 年), Picolight(2007 年),完 善了自身在城域網(wǎng)以及長(zhǎng)距傳輸和數(shù)據(jù)中心企業(yè)網(wǎng)的能力。JDSU 也具備了全方 位的產(chǎn)品生產(chǎn)能力。2015 年 JDSU 拆分為 Viavi Solution(網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)支持以及光 學(xué)安全與性能部分)和 Lumentum(光通信和光學(xué)業(yè)務(wù)部分)。

2018 年并購(gòu) Oclaro,Lumentum 獲得先進(jìn) InP 激光器和集成光路生產(chǎn)能力,產(chǎn) 品組合進(jìn)一步完善。合并前,Lumentum 在 GaAs 基的 VCSEL 方面能力較強(qiáng),而 Oclaro 更專注于 InP 激光器,在未來 5G 長(zhǎng)距傳輸、相干傳輸以及數(shù)據(jù)中心的大容 量傳輸中將擁有一定優(yōu)勢(shì),因此并購(gòu) Oclaro 將拓展 Lumentum 在光通信行業(yè)的產(chǎn) 品布局。

3D 感測(cè)滲透率增加,VCSEL 將成為公司未來業(yè)績(jī)的主要驅(qū)動(dòng)力。自 2018 年起, 隨著 3D 感測(cè)技術(shù)在手機(jī)中逐漸普及,VCSEL 市場(chǎng)有望迎來高速發(fā)展,根據(jù) YOLE 的預(yù)測(cè)手機(jī)以及消費(fèi)電子的VCSEL市場(chǎng)規(guī)模有望從2018年的7.38億美元增長(zhǎng)至 2024 年的 37.75 億美元,2018-24 年 CAGR 31.3%,在整體 VCSEL 市場(chǎng)的份額占 比從 74.9%上升至 89.6%。此外,隨著公司把組裝業(yè)務(wù)逐步剝離,我們預(yù)計(jì)光模 塊業(yè)務(wù)的毛利率有望進(jìn)一步穩(wěn)定,公司盈利能力有望逐步改善。

華工正源:依仗華中科大光電專業(yè)能力,高速光芯片在研

華工正源光子技術(shù)有限公司成立于 2001 年,是華工科技(000988.SZ)的核心子 公司。公司主要從事電信用光模塊的研發(fā)和生產(chǎn),在 4G 時(shí)期就是華為的金牌供 應(yīng)商,2019 年 6 月公司獲華為國(guó)內(nèi)首個(gè) 5G 光模塊訂單,并成功交付;在華為近 期 5G 光模塊招標(biāo)中獲得較高的份額。

公司旗下云嶺光電主要從事光芯片研發(fā),低端產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量供應(yīng),高端產(chǎn)品 正在研發(fā)中。此外,公司參股的云嶺光電,目前已經(jīng)可以批量供應(yīng) 2.5G 以下的光 芯片,小批量供應(yīng) 10G 的 DFB 芯片,25G 的光芯片目前正在做可靠性試驗(yàn),國(guó) 產(chǎn)化率有望進(jìn)一步提升。若光芯片研發(fā)順利,量產(chǎn)芯片可以順利替代進(jìn)口產(chǎn)品, 則公司毛利率有望進(jìn)一步提升。

昂納科技:從無源到有源,未來能力有望進(jìn)一步向光芯片延伸

昂納科技成立于 2000 年,一開始以生產(chǎn)無源光器件為主,之后逐步向有源器件延 伸,目前主要產(chǎn)品包括光隔離器、WDM(波分復(fù)用器)、 EDFA 光纖放大器、可 變光衰減器、光模塊,無源器件在多個(gè)領(lǐng)域出貨量位居全球前五,具有規(guī)模效應(yīng), 毛利率水平較高。此外公司也在光纖激光器、激光雷達(dá)(LiDAR)和機(jī)器視覺方 面有所發(fā)展。2019 年公司完成對(duì) 3SP 的收購(gòu),獲得了 InP 和 GaAs 晶圓廠,光芯 片研發(fā)生產(chǎn)能力有望進(jìn)一步提升。隨著公司能力向上延伸,公司利潤(rùn)水平有望進(jìn) 一步提升。

4.5、其他通信產(chǎn)業(yè)鏈公司

中興通訊:主設(shè)備商,直接受益于 5G 建設(shè)

作為光模塊行業(yè)的下游,中興通訊為全球四大主設(shè)備商之一,全球接入網(wǎng)設(shè)備份 額約為 11%,公司目前已有 35 個(gè) 5G 合同。目前國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)已經(jīng)先后開始了 5G 承載網(wǎng)的建設(shè),2019 年 12 月中國(guó)移動(dòng)開啟了 SPN 設(shè)備的集采,2020 年 1 月中國(guó) 電信開啟了 STN 設(shè)備的集采。“5G 建設(shè),承載先行”這也標(biāo)志著中國(guó) 5G 網(wǎng)絡(luò)建 設(shè)有望加速。我們認(rèn)為公司未來在國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商采購(gòu)的市場(chǎng)份額有望逐步提升,公 司也將伴隨 5G 重回快速增長(zhǎng),建議投資者關(guān)注。

長(zhǎng)飛光纖光纜:光模塊帶動(dòng)光纖光纜需求提升

作為光模塊行業(yè)的上游,長(zhǎng)飛光纖光纜為光纖光纜行業(yè)龍頭,具有光棒、光纖、 光纜全產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)能力,光棒份額約占國(guó)內(nèi) 31%,位居國(guó)內(nèi)第一。2019 年光纖光纜行業(yè)經(jīng)過兩年擴(kuò)產(chǎn)后,出現(xiàn)了供大于求的局面導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格腰斬,部分僅具 備光纖光纜生產(chǎn)能力的公司毛利率嚴(yán)重承壓。但目前光棒行業(yè)格局較好,處于供 需平衡狀態(tài),2019 年價(jià)格微降。公司具有自主的光棒生產(chǎn)能力,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向光棒 傾斜。2020 年運(yùn)營(yíng)商將開啟 5G SA 組網(wǎng)建設(shè),拉動(dòng)光纖光纜需求,產(chǎn)品價(jià)格有望 逐步回暖。我們認(rèn)為行業(yè)上行時(shí),公司業(yè)績(jī)改善有望優(yōu)于行業(yè),隨著產(chǎn)品價(jià)格的 回升,公司估值有望逐步提升,建議投資者關(guān)注。

4.6、投資建議

根據(jù)我們的測(cè)算 5G 建設(shè)將提振光模塊的需求,中國(guó)電信用光模塊市場(chǎng)規(guī)模將從 2019 年的 118 億元人民幣,增長(zhǎng)至 2021 年的 158 億元,CAGR 15.3%,其中 5G 用光模塊 69 億元,占比 43.7%。5G 建設(shè)全周期(2019-28 年)電信用光模塊市場(chǎng) 空間為 284 億元人民幣;其中 25G 前傳光模塊占比最高為 219 億元,占比 77.1%。

我們建議關(guān)注 Lumentum(剝離組裝業(yè)務(wù),專注光芯片,光模塊業(yè)務(wù)毛利率有望 保持穩(wěn)定,此外公司 VCSEL 產(chǎn)品隨著 3D 感測(cè)應(yīng)用推廣,有望成為新增長(zhǎng)點(diǎn)) ; 昂納科技(具備低端光芯片生產(chǎn)能力,25G 光芯片有望實(shí)現(xiàn)突破,公司業(yè)務(wù)向上 延伸,利潤(rùn)率有望進(jìn)一步提升) ;中興通訊(主設(shè)備商,直接受益于 5G 建設(shè)) ; 長(zhǎng)飛光纖光纜(5G 建設(shè)有望提振光纖光纜需求,行業(yè)觸底回升)

(報(bào)告來源:興業(yè)證券)

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光電傳感器往哪邊擰是距離遠(yuǎn)?

逆時(shí)針方向是距離遠(yuǎn)

1、自身調(diào)節(jié)。繞線機(jī)光電開關(guān)在使用之初請(qǐng)先檢查開關(guān)本身是否完好,外觀是否完好等。


2、避開遮擋物時(shí)。光電開關(guān)使用時(shí),對(duì)于一些貨物如帶色貨物、反射性較弱的貨物、小件間間隙較大的貨物、透明貨物或在陽光或鹵光照射環(huán)境下,光電開關(guān)就會(huì)有不起作用的現(xiàn)象,那是因?yàn)楣饩€被干憂了。


3、高度調(diào)節(jié)時(shí),碼盤上面另外一個(gè)槽型光電開關(guān)感測(cè)不到貨物時(shí),可適當(dāng)修正光電開關(guān)方向,使其直射貨物中心;如不見效,可打開光電開關(guān)外殼調(diào)整感測(cè)距離,順時(shí)針方向調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕,順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),直至達(dá)到可靠感測(cè)到為止。


4、方向調(diào)節(jié),光電開關(guān)感測(cè)到貨物或電機(jī)轉(zhuǎn)盤以外時(shí),可逆時(shí)針調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕,逆時(shí)針方向向旋轉(zhuǎn),直至達(dá)到感測(cè)不到外物為止,再后是值得注意的地方是嚴(yán)禁帶電操作。

以上就是關(guān)于光電模塊外殼用什么材料好些,5G驅(qū)動(dòng)電信光模塊市場(chǎng)重回增長(zhǎng)的知識(shí),后面我們會(huì)繼續(xù)為大家整理關(guān)于光電模塊外殼用什么材料好些的知識(shí),希望能夠幫助到大家!

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