深度解析光通信系統(tǒng)的作用

應(yīng)用升級(jí)與技術(shù)迭代并驅(qū)，光通信產(chǎn)業(yè)是通信基石

光通信：以光波作為傳輸媒介的通信方式

光通信是一種以光波作為傳輸媒介的通信方式。光波和無線電波同屬電磁波，光波的頻率比 無線電波的頻率高，波長比無線電波的波長短，因此光通信具有通信容量大、傳輸 距離 遠(yuǎn)、 信號(hào)串?dāng)_小、抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，是目前世界最主流的信息傳輸方式，信息時(shí)代的基 石。按 傳輸介質(zhì)的不同，光通信可分為大氣激光通信和光纖通信。大氣激光通信是利用大氣 作為傳 輸介質(zhì)的激光通信；光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸介質(zhì)的一種通信方 式。 光通信技術(shù)可利用的頻譜范圍包括紅外、可見光和部分紫外波段，與射頻通信的頻譜需要分 配不同，光通信使用的頻段屬于空白頻譜，無需授權(quán)即可使用。

光通信系統(tǒng)由光發(fā)射機(jī)、通信通道和光接收機(jī)三部分組成。從物理流的角度看，光通信系統(tǒng) 分為光發(fā)射機(jī)、光纖通道、光接收機(jī)，其中光發(fā)射機(jī)的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào) ，并將 得到的光信號(hào)發(fā)射到光纖中進(jìn)行傳輸；光接收機(jī)的作用是將光纖輸出端接收到的光信 號(hào)轉(zhuǎn)換 成原始的電信號(hào)。從信息流的角度看，按照不同的作用可分為光信號(hào)產(chǎn)生、光信號(hào)調(diào) 制、光 信號(hào)傳輸、光信號(hào)處理、光信號(hào)探測五大類，如光收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)光信號(hào) 產(chǎn)生、 調(diào)制與探測作用，是光通信系統(tǒng)物理層的基礎(chǔ)構(gòu)成單元，光分路器和光放大器對(duì)應(yīng)光 信號(hào)處 理。

光通信產(chǎn)業(yè)鏈由光芯片、光器件、光模塊、光設(shè)備構(gòu)成。光芯片根據(jù)材料的不同可分為 InP、 GaAs、Si/SiO2、SiP、LiNbO3、MEMS 等芯片，根據(jù)功能不同可分為激光器芯片、探測器 芯片、調(diào)制器芯片；光器件根據(jù)是否需要電源劃分為有源器件和無源器件，有源器件 主要用 于光電信號(hào)轉(zhuǎn)換，包括激光器、調(diào)制器、探測器和集成器件等。無源器件用于滿足光 傳輸環(huán) 節(jié)的其他功能，包括光連接器、光隔離器、光分路器、光濾波器、光開關(guān)等；光模塊分為光 收發(fā)模塊、光放大器模塊、動(dòng)態(tài)可調(diào)模塊、性能監(jiān)控模塊等。其中有源光收發(fā)模塊的 產(chǎn)值在 光通信器件中占據(jù)最大份額達(dá) 65%。 從全球市場競爭力上看，光設(shè)備領(lǐng)域，中國企業(yè)已成長為產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)者，如華為、中興、烽火； 光器件領(lǐng)域，中國廠商主要集中在中低端產(chǎn)品，依靠封裝優(yōu)勢在中低端市場已形成較 強(qiáng)影響 力，在高端有源器件、光模塊方面提升空間大；光電芯片領(lǐng)域，高端光芯片與配套集 成電路 芯片依舊是行業(yè)瓶頸，依賴海外國家，國產(chǎn)化率不超過 10%，中國光電子企業(yè)正處于 追趕階 段。

光通信的換代升級(jí)伴隨著傳輸容量的不斷提升，每十年翻 1000 倍。光通信的發(fā)展史最早可 追溯到“烽火臺(tái)”，這是一種目視光通信；1880 年，亞歷山大·格拉漢姆·貝爾發(fā)明 了一種 利用光波作為載波傳輸話音信息的“光電話”，證明了利用光波作載波傳遞信息的可 能性，是 現(xiàn)代光通信的雛型，由于沒有可靠、高強(qiáng)度的光源，且沒有穩(wěn)定、低損耗的傳輸介質(zhì) ，光通 信一直未能發(fā)展至實(shí)用階段。

發(fā)展趨勢：全光網(wǎng)與葉脊架構(gòu)變革帶來量價(jià)齊升

電信市場：數(shù)據(jù)流量攀升推動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變革。電信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要包括寬帶網(wǎng)建設(shè)、移動(dòng)通 信網(wǎng)絡(luò)、傳輸及接入系統(tǒng)等細(xì)分領(lǐng)域。隨著 5G 產(chǎn)業(yè)鏈、骨干網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，光纖接 入、基 站天線、無線系統(tǒng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等細(xì)分行業(yè)均呈現(xiàn)高景氣態(tài)勢。數(shù)據(jù)流量的不斷攀 升使得 作為流量重要載體的光網(wǎng)絡(luò)需要在整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上進(jìn)行深刻變革，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)容量，增 加網(wǎng)絡(luò) 靈活性。 中國的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由骨干網(wǎng)—城域網(wǎng)—接入網(wǎng)三層架構(gòu)組成。其中，骨干網(wǎng)主要是將 城市之 間連接起來的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其作用范圍在幾十到幾千公里之間，主流的光通信技術(shù)包括 DWDM、 ASON；城域網(wǎng)即所謂的寬帶城域網(wǎng)，在城市范圍內(nèi)以 IP 和 ATM 電信技術(shù)為基礎(chǔ)， 以光纖 作為傳輸媒介，集數(shù)據(jù)、語音、視頻服務(wù)于一體的高帶寬、多功能、多業(yè)務(wù)接入的多 媒體通 信網(wǎng)絡(luò)，主流的光通信技術(shù)包括 SDH、MSTP；接入網(wǎng)指骨干網(wǎng)絡(luò)到用戶終端之間的 所有設(shè) 備，其長度一般為幾百米到幾公里，主流的光通信技術(shù)包括 EPON、GPON。

5G 在業(yè)務(wù)特性、接入網(wǎng)、核心網(wǎng)等多個(gè)方面顯著變化，承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)革新。5G 引入增強(qiáng)型 移動(dòng)寬帶（eMBB）、超可靠低時(shí)延通信（uRLLC）、大規(guī)模機(jī)器類通信（mMTC）等典 型業(yè) 務(wù)場景。在無線接入網(wǎng)方面，重塑網(wǎng)元功能、互聯(lián)接口及組網(wǎng)結(jié)構(gòu)；在核心網(wǎng)方面， 趨向采 用云化分布式部署架構(gòu)，核心網(wǎng)信令網(wǎng)元將主要在省干和大區(qū)中心機(jī)房部署，數(shù)據(jù)面 網(wǎng)元根 據(jù)不同業(yè)務(wù)性能差異擬采用分層部署方案。

網(wǎng)絡(luò)速度需求的不斷增長催生了全新高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)全光化穩(wěn)步推進(jìn)。全光網(wǎng)絡(luò)是指信 號(hào)只是在進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)時(shí)才進(jìn)行電/光和光/電的變換，而在網(wǎng)絡(luò)中傳輸和交換的過程中 始終 以光 的形式存在。 全光網(wǎng)發(fā)展至今，分為兩大階段。第一階段為 2008-2017 年，這一階段的主要任務(wù)為“光進(jìn) 銅退”，其標(biāo)志性的技術(shù)為 FTTx/FTTH，2017 年，中國電信完成了 2011 年啟動(dòng)的“ 寬帶中 國·光網(wǎng)城市”既定目標(biāo)，即 FTTH 和百兆入戶的比例都超過了 90%，標(biāo)志著全光網(wǎng) 1. 0 階 段的實(shí)現(xiàn)；第二階段從 2017 年至今，該階段主要目標(biāo)是在 2030 年形成一個(gè)架構(gòu)穩(wěn)定 ，全網(wǎng) 覆蓋，低碳節(jié)能、行業(yè)領(lǐng)先的全光底座。主要任務(wù)是夯實(shí)云網(wǎng)融合，其中包括全光傳 輸，全 光接種和全光交換，新一代光傳送網(wǎng)將以更高的資源利用效率和更經(jīng)濟(jì)的方式，推動(dòng) “隨需 帶寬”網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。

數(shù)通市場：超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心數(shù)量持續(xù)快速增長，預(yù)計(jì)三年內(nèi)突破 1000 個(gè)。由于應(yīng)用場景、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，數(shù)據(jù)處理及信息交互更加頻繁，數(shù)通市場對(duì)數(shù)據(jù)中心的規(guī)模及功能 集成提 出了更高的要求。傳統(tǒng)的中小型、分散型數(shù)據(jù)中心難以滿足數(shù)據(jù)中心廠商提高整體營運(yùn)效 率、 降低能耗、節(jié)約成本的需求，全球數(shù)據(jù)中心向集中化、集成化方向發(fā)展。 據(jù) Synergy Research Group 統(tǒng)計(jì)，截至 2021 年第三季度末，全球超大規(guī)模提供商 運(yùn)營的 大型數(shù)據(jù)中心數(shù)量增加到 700 個(gè)，以關(guān)鍵 IT 負(fù)載來衡量，美國占這些數(shù)據(jù)中心容量的 49%， 中國排名第二，占總?cè)萘康?15%，預(yù)計(jì)運(yùn)營數(shù)據(jù)中心安裝基數(shù)將在三年內(nèi)突破 1000 個(gè)，并 繼續(xù)快速增長。

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化，新型分布式葉脊式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)興起。數(shù)據(jù)中心的基本架構(gòu)是將機(jī)柜 中的服務(wù)器與底層交換機(jī)相連，底層交換機(jī)與上層交換機(jī)相連。早期數(shù)據(jù)中心仿照接入-城域 -骨干結(jié)構(gòu)的電信網(wǎng)絡(luò)，采用接入-匯聚-核心的三層架構(gòu)，通過配置較高的收斂比，利 用統(tǒng)計(jì) 復(fù)用（平均 1/10 的服務(wù)器同時(shí)工作，則可只配置 1/10 的總上行帶寬，收斂比是 10: 1）節(jié)約 組網(wǎng)成本。由于網(wǎng)絡(luò)并發(fā)概率不斷提升、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等需求導(dǎo)致服務(wù)器間東西向 數(shù)據(jù)流 增加，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化需求強(qiáng)烈，新型分布式數(shù)據(jù)中心葉脊式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)興起。

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心與扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提升數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的數(shù)據(jù)流量。數(shù)據(jù)中心的超大規(guī) 模化及集成化增加了數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的數(shù)據(jù)流量，同時(shí)葉脊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)增加了數(shù)據(jù)中心內(nèi) 部設(shè)備 需求，明顯提升了連接端口數(shù)、內(nèi)部設(shè)備的連接密度、接口速率及交換容量。據(jù) Cisco 預(yù)測， 2021 年數(shù)據(jù)中心內(nèi)部數(shù)據(jù)流量占比 72%，數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)流量占比 14%，數(shù)據(jù) 中心與 用戶之間的數(shù)據(jù)流量占比 15%，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部數(shù)據(jù)流量成為數(shù)據(jù)中心的主要數(shù)據(jù)量。截止到 2021 年底，全球數(shù)據(jù)中心 IP 流量將從 2016 年的每年 6.8ZB 上升到 20.6ZB，全球范 圍內(nèi)的 數(shù)據(jù)中心流量將以 25%的年復(fù)合增長率迅猛增長，云數(shù)據(jù)中心流量的年復(fù)合增長率則 會(huì)高達(dá) 27%。從 2016 到 2021 年，增長幅度達(dá) 3.3 倍。

DCI 技術(shù)市場快速增長。數(shù)據(jù)中心互連（DCI）技術(shù)是指將兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)中心連接 在一起 共享資源。利用 DCI 技術(shù)，物理上獨(dú)立的數(shù)據(jù)中心可共享資源以平衡工作負(fù)載。由于企 業(yè)、 機(jī)構(gòu)等對(duì)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)備份的需求不斷提升，DCI 技術(shù)快速發(fā)展，疊加新冠疫情影 響與政 府政策支持，云服務(wù)蓬勃發(fā)展，全球和中國市場對(duì)數(shù)據(jù)中心互連的需求將繼續(xù)上升。據(jù) Dell'Oro Group 統(tǒng)計(jì)預(yù)測，2021 年全球數(shù)據(jù)中心互連技術(shù)市場規(guī)模達(dá)到 26.2 億美元，預(yù)計(jì) 至 2026 年將達(dá)到 30.3 億美元。

光模塊需求量價(jià)齊升，硅光布局與先進(jìn)封裝成競爭關(guān)鍵

光模塊：實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的核心部件

光模塊是光通信系統(tǒng)中完成光電轉(zhuǎn)換的核心部件。光模塊由光器件、功能電路和光接口等構(gòu) 成，其中光器件是光模塊的關(guān)鍵元件，包括光發(fā)射組件（含激光器）、光接收組件（含 光探測 器），分別實(shí)現(xiàn)光模塊在發(fā)射端將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，以及在接收端將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成 電信號(hào) 的功能。 光模塊：通信設(shè)備間數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，實(shí)現(xiàn)傳輸媒體的光電相互轉(zhuǎn)化。在發(fā)射端，帶有信息 的電信號(hào)從發(fā)射通道的電接口輸入，經(jīng)過信號(hào)的整形和放大，驅(qū)動(dòng)光發(fā)射組件內(nèi)部芯 片轉(zhuǎn)換 為光信號(hào)，耦合進(jìn)光纖后進(jìn)行光信號(hào)傳輸；在接收端，采集來的光信號(hào)輸入模塊后由 光接收 組件內(nèi)部光探測二極管轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，通過跨阻放大器后將此電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電 壓信 號(hào)， 經(jīng)限幅放大器放大后輸出相應(yīng)信息的電信號(hào)。

光模塊可按傳輸速率、復(fù)用技術(shù)、適用光纖類型、封裝形式分類。光模塊的型號(hào)命名方式通 常為：傳輸速度+波長+傳輸距離+單模/多模+封裝類型。按傳輸速率分類，可分為 10Gb/s、 25Gb/s、40Gb/s、100Gb/s、200Gb/s、400Gb/s 等，傳輸速率越高，技術(shù)難度越高；按復(fù) 用技術(shù)分類，可分為時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)、波分復(fù)用系統(tǒng)；按照光纖類型，可分為單模光纖 、多模 光纖，單模光纖適用于遠(yuǎn)程通訊，多模光纖適用于短距離通訊；按照封裝形式，可分為 SFP、 SFP+、SFP28、QSFP+、QSFP28 以及 QSFP-DD 等多種，為滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織的 多源協(xié) 議，光模塊的封裝形式呈多樣化，SFP 表示 10G 以下光模塊的封裝類型，SFP+、XF P 表示 是 10G 光模塊的封裝類型，SFP28 表示是 25G/32G 光模塊的封裝類型，QSFP+表 示是 40G/56G 光模塊，QSFP28 代表的是 100G 光模塊的封裝類型。

中國頒布系列政策支持光模塊產(chǎn)業(yè)發(fā)展。光模塊是信息光電子技術(shù)領(lǐng)域核心的光電 子器 件， 廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心與 5G 承載網(wǎng)的建設(shè)，是構(gòu)建現(xiàn)代高速信息網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)。2018 年， 中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布《中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖(2018-2022 年)》，該發(fā)展 路線圖量化了 2020 年以及 2022 年核心光模塊產(chǎn)品的發(fā)展規(guī)劃，確保 2022 年中低端 光電子 芯片國產(chǎn)化率超過 60%，高端光電子芯片的國產(chǎn)化率突破 20%;2022 年國內(nèi)企業(yè)占據(jù) 全球光 通信器件市場份額的 30%以上。中國頒布一系列政策支持光模塊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，包括國 家加大 對(duì)光電子芯片共性關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)資金的支持、迅速提高核心器件國產(chǎn)化率和培育具 有國際 競爭力大企業(yè)等，同時(shí)政府相關(guān)部門大力支持 5G 網(wǎng)絡(luò)的改建與數(shù)據(jù)中心的升級(jí)，增 加光模 塊的市場需求。

發(fā)展趨勢：光摩爾驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，硅光布局與先進(jìn)封裝成競爭關(guān)鍵

光模塊技術(shù)發(fā)展趨勢：可熱插拔、小型化、高速率、智能化、集成化。隨著光通信系統(tǒng)集成 度的不斷提升，光模塊技術(shù)不斷發(fā)展，光模塊技術(shù)升級(jí)路線按主流封裝形式可劃分 為三 代：

第一代（1995-2000）：以 1X9、GBIC、SFF 形式為主流代表。1X9 是較早的光模塊應(yīng)用， 是固定的光模塊產(chǎn)品。隨后向熱插撥、小型化兩個(gè)方向演進(jìn)。熱插撥方向形成了 GBIC 光模 塊，作為獨(dú)立模塊使用，無需切斷電源即可定位故障，方便了光模塊的管理與維修。 小型化 方向形成了 SFF 光模塊，SFF 光模塊采用精密光學(xué)及電路集成工藝，尺寸僅有 1X9 的 一半， 增加了通信設(shè)備端口密度，降低單位端口的功耗及成本。

第二代（2000-2028）：以 SFP、QSFP、QSFP-DD/OSFP 等形式為代表。隨著數(shù)據(jù)通信網(wǎng) 絡(luò)向高速率、大容量發(fā)展，通信設(shè)備端口密度提升，推動(dòng)光模塊不斷突破技術(shù)限制， 向小型 化、高速率、智能化、集成化方向發(fā)展。以目前廣泛應(yīng)用的 SFP 形式為例，其兼具 GB IC 的 熱插撥和 SFF 高集成小型化優(yōu)勢。此外，光模塊也由 10G-40G 升級(jí)到 100G/200G/400G 高 速光模塊領(lǐng)域，并且演化出數(shù)據(jù)診斷等智能化功能。

第三代（2024 年之后）：以光電共封裝（CPO）形式為代表，主要采用硅光集成技術(shù)。據(jù)聯(lián) 特科技招股說明書預(yù)計(jì)到 2024 年，800G 高速光模塊會(huì)進(jìn)入規(guī)?；a(chǎn)階段，光電共封 裝、 硅光集成技術(shù)會(huì)在速率、能耗、成本方面逐漸超越傳統(tǒng)光模塊。這一時(shí)期是光模塊的 創(chuàng)新發(fā) 展時(shí)期，光模塊的產(chǎn)品成本、性能、技術(shù)等會(huì)進(jìn)一步完善，以適應(yīng)新一代信息技術(shù)加 速升級(jí) 革新的發(fā)展需求，推動(dòng)光模塊向超高速率、超高集成度方向發(fā)展，凸顯高端光模塊競爭 優(yōu)勢。

光摩爾定律推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，光模塊每 4 年左右演進(jìn)一代，比特成本下降一半，功耗下降 一半。網(wǎng)絡(luò)流量爆發(fā)式增長，網(wǎng)絡(luò)流量每 9-12 個(gè)月翻一番，骨干光通信設(shè)備每 2-3 年 升級(jí)一 次，光電領(lǐng)域的“光摩爾定律”，光模塊每 4 年左右演進(jìn)一代，比特成本下降一半，功 耗下降 一半。同時(shí)微電子芯片和光電子芯片的物理極限被不斷迫近，微電子芯片內(nèi)部集成度 不斷提 高，晶體管尺寸不斷微縮導(dǎo)致量子效應(yīng)的影響加劇，晶體管的不可靠性顯著增加，在 微電子 和光電子產(chǎn)業(yè)的共同發(fā)展和需求引導(dǎo)下，硅光技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。硅光可以實(shí)現(xiàn)芯片的高集成 度、 低成本、規(guī)模制造，是實(shí)現(xiàn)光電合封、光電集成的最佳選擇。

硅光集成技術(shù)已取得了許多進(jìn)展和突破，硅光產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善。1969 年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室提出 集成光學(xué)概念，受到技術(shù)和商用化限制，直至 21 世紀(jì)初，以 Intel 和 IBM 為首的企業(yè) 與學(xué)術(shù) 機(jī)構(gòu)才開始重點(diǎn)發(fā)展硅芯片光學(xué)信號(hào)傳輸技術(shù)，隨著資本的投入與研發(fā)的推進(jìn)，硅光 子技術(shù) 在產(chǎn)品化方面有多項(xiàng)突破，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相繼形成，已逐漸從學(xué)術(shù)研究驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鲂?求驅(qū)動(dòng) 的良性循環(huán)。硅光技術(shù)的高度集成特性在對(duì)尺寸更加敏感的消費(fèi)領(lǐng)域存在更大需求，消費(fèi)電 子、智能駕駛、量子通信等領(lǐng)域有較大發(fā)展空間。

CPO（Co-packagedoptics，光電共封裝技術(shù)）是一種新型的高密度光組件技術(shù)，可以取代 傳統(tǒng)的前面板可插入式光模塊，將硅光電組件與電子晶片封裝相結(jié)合，使引擎盡量靠近 AS IC 以減少高速電通道損耗和阻抗不連續(xù)性，將電子晶片輸出的高速電訊號(hào)轉(zhuǎn)化為光訊號(hào) ，以提 高互連密度，功耗減少，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送。

CPO 是實(shí)現(xiàn)高速率、大帶寬、低功耗網(wǎng)絡(luò)的必經(jīng)之路。大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI 等應(yīng)用需求的發(fā) 展，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)帶寬容量與高速數(shù)據(jù)傳輸速率的需求明顯增加。 與此同 時(shí)，摩爾定律趨于平緩，芯片制造技術(shù)接近物理瓶頸，從系統(tǒng)的角度對(duì)性能優(yōu)化從而實(shí)現(xiàn)速 率提升成為必選之路。CPO 具有的功耗低、帶寬大的特點(diǎn)，將硅電路和光學(xué)器件并排 集成在 同一封裝上，可提升提高輸入/輸出（I/O）接口的能源效率，從而延長傳輸距離。當(dāng)數(shù) 據(jù)中心 的數(shù)據(jù)傳輸在帶寬密度要求大幅提升且單通道速率超過 100Gbps，傳統(tǒng)可插拔光模塊 和板載 光學(xué)器件在成本效益方面，將很難與 CPO 技術(shù)相媲美。

預(yù)計(jì)至 2027 年全球 CPO 市場收入達(dá) 54 億美元。未來 CPO 將成為云提供商數(shù)據(jù)中心的主 導(dǎo)使能技術(shù)，最初將應(yīng)用于超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，據(jù) CIR 預(yù)測，至 2023 年 CPO 在超 大規(guī)模 數(shù)據(jù)中心的收入規(guī)模占總收入的比例將達(dá)到 80%；隨后低時(shí)延與高速率應(yīng)用將推動(dòng) CPO 需 求，人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域有望成為主要驅(qū)動(dòng)因素。據(jù) CIR 預(yù)計(jì)，至 2027 年全球 CPO 市場收入達(dá) 54 億美元，預(yù)計(jì)至 2025 年交換速率達(dá) 102.4Tbps，與傳統(tǒng)可插拔光學(xué) 器件相 比，CPO 功耗將降低 30%，每比特成本降低 40%。

光器件國產(chǎn)替代與平臺(tái)化加速，激光雷達(dá)配套成第二曲線

光器件：光模塊的重要組成部分

光器件是光模塊的重要組成部分。根據(jù)聯(lián)特科技招股書披露，光器件是光模塊的重要組成部 分，在成本中占比 37%，主要包括 TOSA、ROSA 及構(gòu)成 TOSA、ROSA 的組件， 如 TO、 波分復(fù)用器、TO 座、TO 帽、隔離器、透鏡、濾光片等配套件。

按是否需要外部電源驅(qū)動(dòng)，光器件可分為有源光器件和無源光器件。據(jù) Ovum 統(tǒng)計(jì)，光通信 器件市場中，光有源器件占據(jù)大部分的市場份額，占比約為 83%，光無源器件市場份 額占比 約為 17%。 有源光器件負(fù)責(zé)光信號(hào)發(fā)射、接收，光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)、電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)等工 作，具 體組件包括負(fù)責(zé)發(fā)射光信號(hào)的直調(diào)激光器、外調(diào)激光器，負(fù)責(zé)接收光信號(hào)的光探測器 、光接 收器，負(fù)責(zé)調(diào)解光性能的光相位調(diào)制器、光強(qiáng)度調(diào)制器及相干光收發(fā)器等其他集成器 件。不 同組件從信號(hào)源頭和傳輸過程對(duì)光信號(hào)加以調(diào)整，應(yīng)用材料包括激光二極管、光電 二極 管、 半導(dǎo)體發(fā)光二極管等。 無源光器件運(yùn)轉(zhuǎn)無需外加能源驅(qū)動(dòng)，工作過程不涉及光電轉(zhuǎn)換或電光轉(zhuǎn)換，不產(chǎn)生或 接收光 信號(hào)，負(fù)責(zé)光信號(hào)調(diào)節(jié)、相干、隔離、過濾、連接等控制類工作，為光信號(hào)傳輸系統(tǒng) 設(shè)置關(guān) 鍵節(jié)點(diǎn)。具體組件包括拉曼光放大器、光隔離器、光濾波器（光合濾波器、光分濾波器 ）、光 衰減器、波分復(fù)用器、光耦合器、光纖連接器、光纖延遲線、光分插復(fù)用器、光開關(guān) 、光背 板等。

發(fā)展趨勢：平臺(tái)化構(gòu)筑成本優(yōu)勢，橫向拓展激光雷達(dá)第二增長曲線

趨勢一：攻破高端核心技術(shù)，提升核心產(chǎn)品國產(chǎn)化率。目前美國、日本等科技發(fā)達(dá)國家光器 件廠商憑借既有核心技術(shù)，持續(xù)占據(jù)高端光器件市場頭部。而中國的光電子器件企業(yè) 擁有自 主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端核心技術(shù)不多，對(duì)國外芯片和特種材料的依賴性較大，具有核心競 爭能力 的產(chǎn)品較少，企業(yè)整體實(shí)力仍然偏弱，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理，同質(zhì)化嚴(yán)重，所提供的產(chǎn) 品也多 集中在中低端，產(chǎn)品附加值不高，國際市場競爭能力和盈利能力還有待提高。 中國光器件廠商在發(fā)揮低成本優(yōu)勢的同時(shí)，逐漸加大對(duì)高端器件研發(fā)的投入，提升核 心產(chǎn)品 國產(chǎn)化率，同時(shí)依托產(chǎn)能突破，著手布局垂直一體化生產(chǎn)線，有望進(jìn)一步替代全球光 器件行 業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈各層級(jí)產(chǎn)能，驅(qū)動(dòng)中國廠商在全球范圍市場份額的擴(kuò)容和議價(jià)能力的提升。

趨勢二：一站式解決方案，打造平臺(tái)構(gòu)筑成本優(yōu)勢。首先，目前設(shè)備廠商對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 的光器件專用設(shè)備較少，光器件的方案設(shè)計(jì)決定著生產(chǎn)制造設(shè)備的選型，需要廠商自主設(shè) 計(jì)、 搭建并改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，打造制造平臺(tái)能夠較大程度提高研發(fā)效率，根據(jù)生產(chǎn)快速 對(duì)產(chǎn)能 進(jìn)行分配，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，并響應(yīng)客戶需求變化，提高研發(fā)復(fù)用率，構(gòu)筑成本優(yōu) 勢；此 外，下游供應(yīng)鏈認(rèn)證程序繁雜，各大光通信廠商都有各自的供應(yīng)鏈體系，有嚴(yán)格的供 應(yīng)商資 質(zhì)審查程序，需要對(duì)供應(yīng)商的技術(shù)水平、生產(chǎn)條件、設(shè)備狀況、質(zhì)量保證體系、財(cái)務(wù) 指標(biāo)等 多方面情況的進(jìn)行調(diào)查，產(chǎn)品要經(jīng)過試樣、小批量供貨等環(huán)節(jié)，對(duì)可靠性、穩(wěn)定性進(jìn)行 評(píng)估， 再經(jīng)過多次審查反復(fù)整改后方能認(rèn)定為供應(yīng)商，光器件產(chǎn)品種類多而分散，對(duì)于下游 客戶而 言，采購一站式解決方案，一方面提高自身采購效率，另一方面可綜合滿足定制化需 求，一 站式解決方案適合小批量零星采購，有助于提高下游廠商生產(chǎn)效率。

趨勢三：橫向拓展第二增長曲線，光通信廠商在光學(xué)領(lǐng)域有長期積淀，技術(shù)與產(chǎn)線有一定復(fù) 用性。 激光雷達(dá)：是以發(fā)射激光束探測目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。其工作原理 是向目 標(biāo)發(fā)射探測信號(hào)(激光束)，然后將接收到的目標(biāo)回波與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行比較，作適當(dāng)處理 后，就 可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息，如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)。激光雷 達(dá)上游主要是光器件和電子元件，核心組件主要有激光器、掃描器及光器件、光電探 測器及 接收芯片等。

預(yù)計(jì)至 2025 年全球激光雷達(dá)在無人駕駛市場銷售額達(dá) 46.6 億美元。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā) 展和普及，激光雷達(dá)市場規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，同時(shí)激光雷達(dá)單價(jià)的下降也將進(jìn)一步促 進(jìn)激光 雷達(dá)的使用。據(jù) Yole 統(tǒng)計(jì)及預(yù)測，出貨量方面，2020 年全球激光雷達(dá)在無人駕駛市 場的出 貨量約為 14 萬個(gè)，預(yù)計(jì)至 2025 年將增長到 130 萬個(gè)，預(yù)計(jì)至 2032 年出貨量將接近 740 萬 個(gè)；銷售額方面，2020 年全球激光雷達(dá)在無人駕駛市場銷售額約為 12 億美元，2025 年將 增長到 46.6 億美元。

光芯片是核心壁壘，亟待打造一體化國產(chǎn)替代產(chǎn)業(yè)競爭力

光芯片：光模塊的核心器件

光芯片是光模塊的核心器件，成本占比隨光模塊速率的提升而上升。光芯片的性能與傳輸速 率直接決定光通信系統(tǒng)的傳輸效率，是光模塊的核心器件。據(jù)頭豹研究院統(tǒng)計(jì)測算， 光芯片 在低端、中端、高端模塊的成本占比分別約為 30%、50%、70%，隨著光模塊速率的提 升， 光芯片在光模塊的成本占比提升。

光芯片按功能可分為激光器芯片和探測器芯片。其中激光器芯片主要用于發(fā)射信號(hào)，將電信 號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，探測器芯片主要用于接收信號(hào)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。激光器芯 片按出 光結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步分為面發(fā)射芯片和邊發(fā)射芯片，面發(fā)射芯片包括 VCSEL 芯片，邊發(fā) 射芯片 包括 FP、DFB 和 EML 芯片；探測器芯片主要有 PIN 和 APD 兩類。

發(fā)展趨勢：多品類拓展，打造一體化國產(chǎn)替代產(chǎn)業(yè)競爭力

趨勢一：中國光芯片廠商由單品類產(chǎn)品向多品類矩陣、高端產(chǎn)品拓展

光芯片的生產(chǎn)過程包括晶圓制造和芯片制造兩個(gè)環(huán)節(jié)。晶圓制造包括晶圓外延結(jié)構(gòu)生長、光 柵結(jié)構(gòu)制作、波導(dǎo)光刻工藝、金屬化制程、減薄退火工藝，芯片制造包括解理鍍膜工 藝、封 測分選、可靠性驗(yàn)證。光芯片生產(chǎn)環(huán)節(jié)要求芯片設(shè)計(jì)與晶圓制造環(huán)節(jié)相互反饋與驗(yàn)證 ，以實(shí) 現(xiàn)產(chǎn)品的高性能指標(biāo)、高可靠性。 光電子器件遵循特色工藝，對(duì)工藝的穩(wěn)定性和一致性要求苛刻。光芯片具有溫度敏感的特性， 其工作溫度每變化 1℃，激光器發(fā)射的波長會(huì)漂移 0.08nm 至 0.1nm，由于光的特殊 物理性 質(zhì)，光芯片不要求先進(jìn)制程，但對(duì)工藝的穩(wěn)定性和一致性要求苛刻。 IDM 生產(chǎn)模式助力工藝的穩(wěn)定性與多樣性，快速響應(yīng)客戶需求。IDM 是指包含芯片設(shè)計(jì)、芯 片制造、封裝測試在內(nèi)全部或主要業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)經(jīng)營模式。因?yàn)楣怆娮悠骷裱厣?藝， 對(duì)工藝、產(chǎn)品、服務(wù)、平臺(tái)等多個(gè)維度有著更高要求，使得特色工藝的競爭能力更 加綜 合。 IDM 一方面可以更好的把控生產(chǎn)過程，有效控制生產(chǎn)良率、周期交付、產(chǎn)品迭代與風(fēng) 險(xiǎn)管控 等，另一方面有助于縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，將研發(fā)技術(shù)與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合，更快提升和改 進(jìn)新技 術(shù)，推出新產(chǎn)品。歐美頭部光電子器件企業(yè)多采用 IDM 模式。

趨勢二：上游半導(dǎo)體設(shè)備與材料為卡脖子環(huán)節(jié)，下一步重點(diǎn)突破方向

光芯片上游主要包括設(shè)備及材料供應(yīng)商。光芯片主要原材料為襯底，輔料包括金耙、特殊氣 體、三甲基銦、光刻膠、封裝材料和其他材料等，其他原材料包括顯影液、光刻掩模 板、異 丙醇、砷化氫等材料。據(jù)源杰科技招股說明書披露，襯底在原材料的占比約 30%-50% 之間， 占比最大。光芯片的主要生產(chǎn)設(shè)備包括光刻機(jī)、刻蝕機(jī)及外延設(shè)備等。

目前大規(guī)格、高品質(zhì)襯底基本為境外廠商壟斷。InP 襯底、GaAs 襯底市場集中度高，主要在 海外廠商，中國廠商在材料合成、晶體生長、材料熱處理和材料特性等方面取得了進(jìn) 步，但 整體產(chǎn)能規(guī)模較小，大尺寸產(chǎn)能不足，基本被海外廠商占據(jù)。

預(yù)計(jì)至 2027 年，硅光集成技術(shù)光模塊占比有望達(dá)到 51%。據(jù) LightCounting 統(tǒng)計(jì)，2016 年 鈮酸鋰、GaAs、InP、硅光技術(shù)在光模塊里的占比分別約為 39%、12%、44%、5%。硅光集 成技術(shù)具有超高速率、超低功耗、超低規(guī)?；杀镜忍匦裕枪馔ㄐ判酒瑥S商重點(diǎn)布局 領(lǐng)域， 預(yù)計(jì)至 2027 年硅光集成技術(shù)光模塊占比有望達(dá)到 51%，年復(fù)合增長率達(dá) 35%。

重點(diǎn)公司分析

中際旭創(chuàng): 全球光模塊龍頭廠商

全球領(lǐng)先的光模塊供應(yīng)商。公司成立于 1987 年，前身為中際智能裝備有限公司，2012 年在 深交所上市。2017 年，中際裝備以 28 億元的交易對(duì)價(jià)收購蘇州旭創(chuàng)，并更名為中際旭 創(chuàng)， 進(jìn)軍光模塊領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)雙主業(yè)并行。2020 年收購成都儲(chǔ)翰，形成“數(shù)通+電信”雙 振格 局。 公司是全球領(lǐng)先的光模塊供應(yīng)商，集高端光通信收發(fā)模塊的研發(fā)、設(shè)計(jì)、封裝、測試 和銷售 于一體，為云數(shù)據(jù)中心客戶提供 100G、200G、400G 和 800G 等高速光模塊，為電 信設(shè)備 商客戶提供 5G 前傳、中傳和回傳光模塊以及應(yīng)用于骨干網(wǎng)和核心網(wǎng)傳輸光模塊等高 端整體 解決方案。據(jù) LightCounting 統(tǒng)計(jì)，2021 年中際旭創(chuàng)在全球光模塊廠商排名并列第一，市場 份額持續(xù)提升。

收入凈利穩(wěn)健增長，毛利率提升。公司 2021 年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 77.0 億元，同比增長 41.9%， 實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 8.8 億元，同比增長 1.3%，綜合毛利率為 25.6%。2022 年上半年實(shí) 現(xiàn)營業(yè) 收入 42.3 億元，同比增長 28.3%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 4.9 億元，同比增長 44.5%。公司 2022 年上半年毛利率為 26.8%，同比提升 2.4pct，凈利率為 11.6%，同比提升 1.1pct。數(shù)通 領(lǐng)域， 受益于數(shù)據(jù)中心客戶流量需求的增長以及資本開支的持續(xù)投入，客戶加快部署 400G 和 200G 等高端產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)傳輸速率升級(jí)，公司從產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)投入、供應(yīng)管理和質(zhì)量保障等 方面積 極響應(yīng)客戶需求并全面滿足交付，隨著 400G 和 200G 等高端產(chǎn)品的出貨比重增加以 及持續(xù) 降本增效；電信領(lǐng)域，5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)平穩(wěn)推進(jìn)，雙千兆光網(wǎng)工程拉動(dòng) 10GPON 等接入 網(wǎng)光器 件和光模塊的需求。公司營收與凈利增速快，毛利率也有所提升。隨著全球 5G 網(wǎng)絡(luò) 部署完 善，下游應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展，全球流量持續(xù)高增，云廠商加大資本開支投入與數(shù)據(jù)中心建 設(shè)，公 司有望發(fā)揮技術(shù)、產(chǎn)品、交付等優(yōu)勢，業(yè)績有望進(jìn)一步增長。

持續(xù)加大研發(fā)投入，研發(fā)體系不斷壯大完善。公司持續(xù)加大新產(chǎn)品與新技術(shù)的研發(fā)投入，2021 年公司研發(fā)費(fèi)用 5.4 億元，占營業(yè)收入的 7.0%，同比增長 6.9%。截止至 2021 年年 末，公 司累計(jì)獲得國外授權(quán)專利 26 項(xiàng)，國內(nèi)專利 146 項(xiàng)，其中發(fā)明 83 項(xiàng)，領(lǐng)先的研發(fā)與創(chuàng) 新能力 促進(jìn)了產(chǎn)品的高性價(jià)比和公司的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。加快重點(diǎn)產(chǎn)品的市場化進(jìn)度，800G 系列光 模塊完成了向客戶的送樣、測試和認(rèn)證，400G 硅光芯片 fab 良率的持續(xù)提升，為穩(wěn) 定量產(chǎn) 做好了準(zhǔn)備；800G 硅光芯片開發(fā)成功；400GZR 和 200GZR 等用于數(shù)據(jù)中心互聯(lián)或 電信城 域網(wǎng)場景的產(chǎn)品已形成小批量生產(chǎn)和出貨；同時(shí)旭創(chuàng)產(chǎn)業(yè)研究院進(jìn)行了 CPO 關(guān)鍵技 術(shù)的預(yù) 研，并持續(xù)打造先進(jìn)光子芯片產(chǎn)業(yè)化技術(shù)平臺(tái)和 2.5D、3D 混合封裝平臺(tái)。

收購成都儲(chǔ)翰，進(jìn)一步補(bǔ)全光通信業(yè)務(wù)布局。公司于 2020 年 4 月簽署股份轉(zhuǎn)讓協(xié)議，收購 成都儲(chǔ)翰 67.2%股權(quán)，交易完成后成都儲(chǔ)翰成為中際旭創(chuàng)的控股子公司，納入合并 范圍 。成 都儲(chǔ)翰是專注于接入網(wǎng)光模塊和光組件、生產(chǎn)及銷售的高新技術(shù)企業(yè)，擁有從芯片封 裝到光 電器件到光電模塊的垂直整合產(chǎn)品線，擁有全面的接入網(wǎng)光通信模塊產(chǎn)品及其組合， 包括傳 統(tǒng)的 G/EPON 和 10GEPON 系列產(chǎn)品和滿足混合組網(wǎng)架構(gòu)所使用的 COMBO 系列產(chǎn)品。 收購成都儲(chǔ)翰進(jìn)一步補(bǔ)全公司在光通信領(lǐng)域的業(yè)務(wù)布局，未來公司將進(jìn)一步強(qiáng)化與成 都儲(chǔ)翰 在供應(yīng)鏈、技術(shù)、研發(fā)、生產(chǎn)、人員和市場各個(gè)環(huán)節(jié)的整合，充分發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，把 握接入 網(wǎng)市場持續(xù)景氣的市場機(jī)會(huì)。

新易盛：全球頭部光模塊廠商

全系列光通信應(yīng)用光模塊廠商。新易盛于 2008 年 4 月成立，總部位于四川省成都市，于 2016年在創(chuàng)業(yè)板上市，是一家專注于光通信領(lǐng)域傳輸和接入技術(shù)的國家高新技術(shù)企業(yè)，致 力于高 性能光模塊的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，高度重視新技術(shù)和新產(chǎn)品研發(fā)，掌握高速率光器件 芯片封 裝和光器件封裝技術(shù)，應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋了數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)通信、5G 無線網(wǎng)絡(luò)、電信傳輸 、固網(wǎng) 接入、智能電網(wǎng)、安防監(jiān)控等領(lǐng)域。 產(chǎn)品方面，目前公司已成功研發(fā)出涵蓋 5G 前傳、中傳、回傳的 25G、50G、100G、200G 系列光模塊產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)批量交付，同時(shí)是國內(nèi)少數(shù)批量交付運(yùn)用于數(shù)據(jù)中心市場的 100G、 200G、400G 高速光模塊，已成功推出 800G 光模塊產(chǎn)品系列組合、基于硅光解決方 案的 400G 光模塊產(chǎn)品及 400GZR/ZR+相干光模塊。客戶方面，公司與全球主流通信設(shè)備 商及互 聯(lián)網(wǎng)廠商有著良好的合作關(guān)系。

營收凈利高增長。公司 2021 年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 29.1 億元，同比增長 45.6%，實(shí)現(xiàn)歸母 凈利潤 6.6 億元，同比增長 34.6%，綜合毛利率為 32.2%。2022 年上半年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 14.8 億元， 同比增長 2.6%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 4.6 億元，同比增長 42.8%，扣非歸母凈利潤為 3.6 億 元， 同比增長 18.6%。公司 2022 年上半年毛利率為 33.7%，同比提升 0.9pct，凈利率為 31.2%， 同比提升 8.8pct，扣非凈利率為 24.2%，同比提升 3.3pct。隨著全球范圍內(nèi)數(shù)據(jù)中心 市場景 氣度持續(xù)提升，全球市場對(duì)高速率光模塊產(chǎn)品的需求增加，公司不斷加強(qiáng)市場推廣和 客戶拓 展力度，產(chǎn)品及客戶結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，營收凈利保持增長。

持續(xù)加大研發(fā)投入，毛利率企穩(wěn)。公司持續(xù)增加研發(fā)投入，2021 年公司研發(fā)費(fèi)用 1.1 億元， 占營業(yè)收入的 3.7%，同比增長 27.4%。截止 2021 年 12 月 31 日，公司累計(jì)獲得授 權(quán)專利 91 項(xiàng)，其中發(fā)明專利 27 項(xiàng)，實(shí)用新型專利 63 項(xiàng)，外觀設(shè)計(jì)專利 1 項(xiàng)。公司高速率光 模塊、 硅光模塊、相干光模塊等研發(fā)項(xiàng)目取得多項(xiàng)進(jìn)展，通過內(nèi)部培養(yǎng)和外部引進(jìn)相結(jié)合的 方法打 造高戰(zhàn)斗力的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，與供應(yīng)商、客戶、各大專院校及科研院所加強(qiáng)技術(shù)交流與合 作，不 斷提高公司研發(fā)人員的技術(shù)水平和創(chuàng)新能力，并通過建立多層次激勵(lì)的薪酬體系吸引 和留住 優(yōu)秀研發(fā)人才。 生產(chǎn)方面，公司持續(xù)進(jìn)行工藝優(yōu)化改良，進(jìn)一步推進(jìn)精益生產(chǎn)管理，實(shí)現(xiàn)“平衡生產(chǎn) 線、標(biāo) 準(zhǔn)化作業(yè)”等，使公司能靈活應(yīng)對(duì)多品種、小批量、短交期的生產(chǎn)效率管理，減少庫 存，縮 短生產(chǎn)周期時(shí)間，降低成本，保證質(zhì)量和交貨期，提高生產(chǎn)力。

光迅科技：中國首家上市通信光電子器件公司

中國首家上市的通信光電子器件公司。光迅科技源于 1976 年成立的郵電部固體器件研究所， 2001 年改制，2009 年在深交所上市，成為國內(nèi)首家上市的光電子器件公司，2013 年 公司收購高端芯片廠商丹麥 IPX 公司，切入核心芯片技術(shù)。公司從事光電芯片、器件、模塊 及子系 統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及技術(shù)服務(wù)，主要產(chǎn)品有光電子器件、模塊和子系統(tǒng)產(chǎn)品。 按應(yīng)用 領(lǐng)域可分為傳輸類產(chǎn)品、接入類產(chǎn)品、數(shù)據(jù)通信類產(chǎn)品。 公司設(shè)立有七大市場和銷售平臺(tái)，產(chǎn)品服務(wù)全球設(shè)備商、運(yùn)營商、資訊商、行業(yè)網(wǎng)客 戶。公司目前與下游大型高增長、優(yōu)質(zhì)企業(yè)建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系，服務(wù)的客戶主要 包 括有 Google、Infinera、華為、中興、烽火等國內(nèi)外知名客戶，出口北美、歐洲、印度、韓國 、巴西、日本等國家和地區(qū)。據(jù)公司 2022 年半年報(bào)披露，Omdia 最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)公司整體 市場份 額為 7.1%。

營收凈利保持增長。公司 2021 年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 64.9 億元，同比增長 7.3%，實(shí)現(xiàn)歸 母凈利 潤 5.7 億元，同比增長 25.1%，綜合毛利率為 24.2%。2022 年上半年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 35. 4 億 元，同比增長 12.9%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 3.1 億元，同比增長 6.3%。公司 2022 年上半 年毛利 率為 23.2%，同比下降 2.6pct，凈利率為 8.3%，同比下降 0.5pct。2021 年公司在 5G 前傳、 10GPON、100G/200G/400G 數(shù)據(jù)通信模塊、超寬帶光放大器、新型智能器件、相干 器件和 模塊等方面都取得了較好的進(jìn)展。公司營收與凈利保持平穩(wěn)增長。

進(jìn)軍光電子芯片領(lǐng)域。公司持續(xù)推進(jìn) 25Gb/s、50Gb/s 高速激光器、探測器等光芯片 的迭代 開發(fā)，進(jìn)一步加大對(duì)氣密、非氣密、光電混合集成等光電子器件封裝技術(shù)研究，保持 對(duì)光電 子封裝新技術(shù)的敏感度和預(yù)研跟蹤。公司有 PLC（平面光波導(dǎo)）、III-V、SiP（硅光） 三大光 電芯片平臺(tái)。PLC 芯片有 AWG、MCS 系列；III-V 芯片有激光器類（FP 芯片、DFB 芯 片、 EML 芯片、VCSEL 芯片）、探測器類（PD 芯片、APD 芯片）；SiP 芯片平臺(tái)支持直接 調(diào)制和 相干調(diào)制方案。

天孚通信：稀缺平臺(tái)型光器件廠商，順利突破激光雷達(dá)

全球光器件核心部件領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，光器件一站式解決方案提供商。天孚通信成立于 2005 年，2015 年在創(chuàng)業(yè)板上市，是領(lǐng)先的光器件整體解決方案提供商，主要產(chǎn)品包括光組件 、光 器件等，在精密陶瓷、工程塑料、復(fù)合金屬、光學(xué)玻璃等基礎(chǔ)材料領(lǐng)域積累沉淀了多 項(xiàng)全球 領(lǐng)先的工藝技術(shù)，形成了波分復(fù)用耦合、PLC 芯片制造測試、FAU 光纖陣列設(shè)計(jì)制造、TOCAN/BOX/芯片封測、并行光學(xué)設(shè)計(jì)制造、微光學(xué)光路模擬設(shè)計(jì)裝配、光學(xué)元件冷加工 與鍍 膜、納米級(jí)精密模具設(shè)計(jì)制造、金屬材料微米級(jí)制造、陶瓷材料成型燒結(jié)等技術(shù)和創(chuàng)新 平臺(tái)。 2018、2019、2020、2021 連續(xù)四年榮獲亞太光通信委員會(huì)和網(wǎng)絡(luò)電信信息研究院評(píng)選的“中 國光器件與輔助設(shè)備及原材料最具競爭力企業(yè) 10 強(qiáng)”獎(jiǎng)項(xiàng)，連續(xù)多年被行業(yè)主流客 戶評(píng)為 優(yōu)秀供應(yīng)商。

營收凈利持續(xù)增長，盈利能力保持穩(wěn)定。公司 2021 年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 10.3 億元，同比增長 18.2%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 3.1 億元，同比增長 9.8%，綜合毛利率為 49.7%。2022 年上半年 實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 5.8 億元，同比增長 17.9%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 1.7 億元，同比增長 25.5%。公 司 2022年上半年毛利率為 48.6%，同比下降 3.3pct，凈利率為 30.2%，同比提升 1.8pct。 公司營收凈利持續(xù)增長，主要受益于公司積極開發(fā)海內(nèi)外優(yōu)質(zhì)客戶以及全球數(shù)據(jù)中心 規(guī)模建 設(shè)帶動(dòng)對(duì)光器件產(chǎn)品需求的持續(xù)增長，同時(shí)公司利用募集資金建設(shè)的“面向 5G及數(shù) 據(jù)中心的高速光引擎建設(shè)項(xiàng)目”，經(jīng)過持續(xù)的研發(fā)投入，已順利實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。 從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，電信領(lǐng)域受制于中國 5G 基站建設(shè)進(jìn)程周期性波動(dòng)影響，市場對(duì)產(chǎn)品 需求不增反降，光有源器件 2021 年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 8499 萬元，同比下降 27.1%；數(shù)通領(lǐng)域，因流量需求增長、云計(jì)算、元宇宙場景等，市場對(duì)光器件產(chǎn)品的需求持續(xù)穩(wěn)步增長。

持續(xù)加大研發(fā)投入，明確智慧工廠戰(zhàn)略。2021 年上半年公司研發(fā)費(fèi)用 6219.8 萬元，占營業(yè) 收入的比例為 10.8%，同比增長 17.9%。目前已形成以蘇州為總部研發(fā)中心，日本和 深圳為 研發(fā)分支，江西為量產(chǎn)基地，美國、深圳、武漢為技術(shù)支持分支的網(wǎng)狀布局，形成了 集研產(chǎn) 銷為一體的全球化產(chǎn)業(yè)布局。此外，公司制定了信息化建設(shè)三年發(fā)展規(guī)劃，全面升級(jí)建設(shè) ERP 、 MES、PLM、SRM、OA 等系統(tǒng)，公司江西天孚新工廠 2021 年順利完成搬遷工作并 正式投 產(chǎn)使用，同時(shí)啟動(dòng)建立東南亞海外生產(chǎn)基地，利用全球不同地域的差異化優(yōu)勢，深化 全球生 產(chǎn)資源布局，以長期應(yīng)對(duì)全球不同地區(qū)客戶的個(gè)性化需求。

光庫科技：全球頭部鈮酸鋰調(diào)制器廠商

光纖器件領(lǐng)先廠商，全球三家主要的鈮酸鋰調(diào)制器供應(yīng)商之一。光庫科技成立于 2000 年， 于 2017 年在創(chuàng)業(yè)板上市，總部位于珠海，是專業(yè)從事光纖器件、鈮酸鋰調(diào)制器件及 光子集 成器件的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，產(chǎn)品應(yīng)用在光纖激光、光纖通訊、 數(shù)據(jù)中心、無人駕駛、光纖傳感、醫(yī)療設(shè)備、科研等領(lǐng)域，銷往歐、美、日等 40 多個(gè) 國家和 地區(qū)。光庫科技是全球僅有的幾家海底長途光網(wǎng)絡(luò)核心器件供貨商，2020 年 公 司收 購 Lumentum 旗下的鈮酸鋰調(diào)制器產(chǎn)線，成立光子集成事業(yè)部，專注于光學(xué)芯片和集成 模塊的 研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，進(jìn)入鈮酸鋰調(diào)制器芯片新領(lǐng)域，是目前在超高速調(diào)制器芯片和模塊 產(chǎn)業(yè) 化、 規(guī)?；I(lǐng)先的三家公司之一。

鈮酸鋰募投項(xiàng)目穩(wěn)步推進(jìn)，進(jìn)入光子芯片領(lǐng)域。公司于 2019 年以現(xiàn)金方式收購 Lumentum Holdings Inc.及其附屬公司位于意大利 SanDonato 及其代工廠的 LiNbO3（鈮酸鋰） 系列高 速調(diào)制器產(chǎn)品線相關(guān)資產(chǎn)；并于 2020 年定增募資 7.1 億元，用于鈮酸鋰高速調(diào)制器 芯片研 發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目和補(bǔ)充流動(dòng)資金；2020 年 10 月公司成立光子集成事業(yè)部，并于 2020 年 12 月正式啟動(dòng)鈮酸鋰高速調(diào)制器芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化募投項(xiàng)目建設(shè)，完成中國、意大利雙 研發(fā)中 心的布局，截止至 2021 年末，募投項(xiàng)目已完成主體工程施工，目前正在進(jìn)行內(nèi)部裝 修、配 套工程施工和工藝平臺(tái)搭建，進(jìn)展順利。

成立激光雷達(dá)事業(yè)部，積極布局市場機(jī)遇。激光雷達(dá)領(lǐng)域是公司未來的重要發(fā)展方 向之 一， 2021 年公司成立激光雷達(dá)事業(yè)部，為國內(nèi)外多家基于光纖激光器 1550nm 光源方案 的激光 雷達(dá)公司提供全系列高性能、低成本、高可靠性的光纖元器件，2021 年完成了進(jìn)入汽 車行業(yè) 供應(yīng)鏈必備的 IATF16949 質(zhì)量認(rèn)證體系的符合性認(rèn)證，并自主開發(fā)了面向 ToF 激光 雷達(dá)應(yīng) 用基于鉺鐿共摻光纖放大器的 1550nm 光源模塊。 在市場布局方面，公司積極布局 FMCW 激光雷達(dá)應(yīng)用市場，目前公司可以為 FMCW 激光雷 達(dá)提供鈮酸鋰 IQ 調(diào)制器，未來基于公司的薄膜鈮酸鋰調(diào)制器平臺(tái)，公司將開發(fā)應(yīng)用于 FM CW 激光雷達(dá)的窄線寬半導(dǎo)體激光器和薄膜鈮酸鋰調(diào)制器的集成光源模塊，助力 FMCW 激光雷 達(dá)的發(fā)展和市場化。

炬光科技：激光元器件領(lǐng)先企業(yè)，進(jìn)軍激光雷達(dá)市場

高功率半導(dǎo)體激光器領(lǐng)導(dǎo)者。炬光科技于 2007 年在西安成立，2021 年在科創(chuàng)板上市，主要 從事激光行業(yè)上游的高功率半導(dǎo)體激光元器件（“產(chǎn)生光子”）、激光光學(xué)元器件（“調(diào)控 光子 ”） 的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，目前正在拓展激光行業(yè)中游的光子應(yīng)用模塊和系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷 售，形成了高功率半導(dǎo)體激光元器件“產(chǎn)生光子”、激光光學(xué)元器件“調(diào)控光子”、光子應(yīng)用 模塊和系統(tǒng)“提供解決方案”的戰(zhàn)略布局。公司在固體激光器泵浦源、光纖激光器核心 器件、 高端工業(yè)制造、醫(yī)療健康等領(lǐng)域的銷售收入占比較高。目前正在拓展智能輔助駕駛、 半導(dǎo)體 集成電路芯片制程、顯示面板制造等新興應(yīng)用領(lǐng)域。

擁有車規(guī)級(jí)汽車應(yīng)用（激光雷達(dá)）核心能力，項(xiàng)目有序推進(jìn)。公司于 2016 年起開始研發(fā)的 高峰值功率固態(tài)激光雷達(dá)面光源已與汽車客戶簽訂供貨合同，現(xiàn)已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。2020 年炬光科技已通過 IATF16949 質(zhì)量管理體系認(rèn)證、德國汽車工業(yè)協(xié)會(huì) VDA6.3 過程 審核，擁 有車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)發(fā)射模組設(shè)計(jì)、開發(fā)、可靠性驗(yàn)證、批量生產(chǎn)等核心能力，并通過 首個(gè)汽 車量產(chǎn)項(xiàng)目積累了大量可靠性設(shè)計(jì)及驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)。已與北美、歐洲、亞洲多家知名企業(yè) 達(dá)成合 作意向或建立合作項(xiàng)目，包括美國納斯達(dá)克激光雷達(dá)上市公司 VelodyneLiDAR、Luminar、 福特旗下知名無人駕駛公司 ArgoAI 等，其中激光雷達(dá)線光源產(chǎn)品已與多家客戶建立 新產(chǎn)品 開發(fā)項(xiàng)目。公司為德國大陸集團(tuán)提供激光雷達(dá)發(fā)射模組已進(jìn)入量產(chǎn)爬坡階段。

長光華芯：中國半導(dǎo)體激光芯片龍頭

中國半導(dǎo)體激光芯片龍頭。長光華芯 2012 年在蘇州成立，于 2022 年在科創(chuàng)板上市，公司聚 焦半導(dǎo)體激光行業(yè)，核心產(chǎn)品為半導(dǎo)體激光芯片，致力于高功率半導(dǎo)體激光器芯片、 高速光 通信半導(dǎo)體激光芯片、高效率半導(dǎo)體激光雷達(dá) 3D 傳感芯片及相關(guān)光電器件和應(yīng)用系 統(tǒng)的研 發(fā)生產(chǎn)和銷售，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)激光器泵浦、激光先進(jìn)制裝備、生物醫(yī)學(xué)及美容 、高速 光通信、機(jī)器視覺與傳感等。長光華芯是半導(dǎo)體激光行業(yè)全球少數(shù)具備高功率激光芯片量產(chǎn) 能力的企業(yè)之一，打破了中國激光行業(yè)上游核心環(huán)節(jié)半導(dǎo)體激光芯片依賴國外進(jìn)口的局面。

2020 年歸母凈利潤實(shí)現(xiàn)扭虧為盈，營收凈利高增長。公司 2021 年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 4.3 億元， 同比增長 73.6%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 1.2 億元，同比增長 340.5%，綜合毛利率為 52.8%。2022 年上半年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 2.5 億元，同比增長 31.3%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 0.6 億元，同 比增長 24.7%。公司 2022 年上半年綜合毛利率為 53.4%，同比提升 0.5pct，凈利率為 23.6%，同 比下降 1.2pct。

公司 VCSEL 系列產(chǎn)品應(yīng)用于消費(fèi)電子及激光雷達(dá)，有望打開新的增長空間。VCSEL 具有效 率高、光束質(zhì)量好、精度高、功耗低、小型化、高可靠、調(diào)制速率快、可大量生產(chǎn)、 制造成 本低等優(yōu)勢，是激光雷達(dá)和 3D 傳感等模組的核心部件，有望成為下一波高科技主流 的必需 元器件。消費(fèi)電子領(lǐng)域，VCSEL 作為 3D 傳感技術(shù)的基礎(chǔ)傳感器，受益于物聯(lián)網(wǎng)傳感 技術(shù)的 廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用市場規(guī)模不斷增加，以 VCSEL 為發(fā)射源的 3D 立體照相機(jī)作為應(yīng) 用場景 的核心部件有望迎來高速發(fā)展。 據(jù)公司招股說明書披露，公司具備邊發(fā)射和面發(fā)射 VCSEL 兩大制造工藝及產(chǎn)品體系 ，建立 了國內(nèi)全制程 6 吋 VCSEL 產(chǎn)線，公司研發(fā)的面發(fā)射高效率 VCSEL 系列產(chǎn)品已通過 相關(guān)客 戶的工藝認(rèn)證，目前已獲得相關(guān)客戶 VCSEL 芯片量產(chǎn)訂單，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展至激 光雷達(dá) 及 3D 傳感領(lǐng)域。

仕佳光子：中國領(lǐng)先的光電子核心芯片廠商

中國領(lǐng)先的光電子核心芯片供應(yīng)商。仕佳光子 2010 年成立于河南省鶴壁市，于 2020 年在科 創(chuàng)板上市，公司聚焦光通信行業(yè)，主營業(yè)務(wù)包括光芯片及器件、室內(nèi)光纜、線纜材料 三大板 塊，2021 年實(shí)現(xiàn)收入占比分別為 45.4%、27.6%、27.1%。其中，光芯片及器件產(chǎn)品包括 P LC 分路器芯片系列產(chǎn)品、AWG 芯片系列產(chǎn)品、DFB 激光器芯片系列產(chǎn)品、光纖連接器 和隔離 器，主要應(yīng)用于光纖接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、5G 承載光網(wǎng)、骨干網(wǎng)及城域網(wǎng)等場景；室內(nèi) 光纜主 要應(yīng)用在通信設(shè)備互聯(lián)、室內(nèi)引入和布線、通信基站和數(shù)據(jù)中心等場景；線纜材料主 要應(yīng)用 于通信線纜、汽車線纜、電子電器線纜、電力線纜等產(chǎn)品的絕緣和護(hù)套材料。 PLC 分路器芯片全球市占率第一。公司于 2012 年 9 月發(fā)布 PLC 分路器芯片，并于 2013 年 開始量產(chǎn)，據(jù) ElectroniCast 報(bào)告公布的市場規(guī)模推算，公司 PLC 分路器芯片 2017 年、2018 年的市場占有率分別為 45.4%、53.9%，公司 PLC 分路器芯片實(shí)現(xiàn)全球市場占有率第一。

營收凈利穩(wěn)定增長，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。公司 2021 年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 8.2 億元，同比增長 21.7%， 實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 0.5 億元，同比增長 31.8%，綜合毛利率為 25.32%。2022 年上半年實(shí)現(xiàn)營 業(yè)收入 4.3 億元，同比增長 18.7%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 0.3 億元，同比增長 182.7%。公司 2022年上半年毛利率為 24.7%，同比提升 3.8pct，凈利率為 7.7%，同比提升 4.0pct。 分產(chǎn)品看，2021年公司光芯片及器件業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入 3.6 億元，同比增長 15.2%，主要 原因是 AWG 芯片系列產(chǎn)品和 DFB 芯片系列產(chǎn)品收入快速增長和占比增加，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化； 室內(nèi)光纜業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入 2.2 億元，同比增長 21.8%，主要原因是國內(nèi)外移動(dòng)及固定網(wǎng) 絡(luò)建設(shè) 覆蓋及應(yīng)用加速推進(jìn)，帶動(dòng)室內(nèi)光纜產(chǎn)品銷售增加；線纜材料業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入 2.2 億元，同比 增長 36.7%，主要原因是5G和數(shù)據(jù)中心建設(shè)帶動(dòng)了光纜用材料銷售收入增加，同時(shí) 公司積 極開拓汽車線纜材料和電子線纜材料等新市場。分區(qū)域看，受益于全球接入網(wǎng)市場及 數(shù)據(jù)中 心建設(shè)需求持續(xù)加速的推動(dòng)，公司海外業(yè)務(wù)收入保持增長，2021 年境外收入 2.0 億元 ，占總 收入的比例為 24.9%，同比增長 17.1%。

IDM 模式控費(fèi)提效，從單一 PLC 芯片拓展至系列無源芯片、有源芯片。產(chǎn)品方面，公司橫向 拓展，從單一的 PLC 分路器芯片突破至系列無源芯片（PLC 分路器芯片、AWG 芯片、VOA 芯片和微透鏡芯片）、有源芯片（DFB 激光器芯片）；生產(chǎn)制造方面，公司系統(tǒng)建立了 覆蓋芯 片設(shè)計(jì)、晶圓制造、芯片加工、封裝測試的 IDM 全流程業(yè)務(wù)體系，有利于公司充分發(fā) 掘技術(shù) 潛力，也有利于公司率先開發(fā)并推行新技術(shù)。

導(dǎo)入海外高端客戶，客戶結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。公司通過在美國設(shè)立子公司、收購和光同誠以及加 強(qiáng)銷售團(tuán)隊(duì)力量等方式，加強(qiáng)對(duì)海外市場的市場推廣力度，陸續(xù)開拓了英特爾、AOI、索爾思 等知名客戶，公司數(shù)據(jù)中心 AWG 器件已通過英特爾、索爾思等知名客戶產(chǎn)品導(dǎo)入并 實(shí)現(xiàn)批 量穩(wěn)定供貨，境外業(yè)務(wù)收入逐步提升。 積極探索激光雷達(dá)領(lǐng)域發(fā)展機(jī)遇。據(jù)公司投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表披露，公司在 1550nm 附近 波長的光源開發(fā)探索，希望能在 1550nm 波長的激光雷達(dá)光源方面有所突破，主要包括 1550nmDFB 種子源、TOF 脈沖光源和調(diào)頻連續(xù)波的低噪聲 CW 光源芯片與器件，目 前在給 客戶送樣階段，此外公司也在開展激光雷達(dá)所用放大器的研究工作。

編輯：黃飛

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