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光器件：从通信基石到智能之眼

核心内容

光器件和光模块是光通信系统中的关键组成部分，它们在实现光电转换和数据传输中发挥重要作用。随着下游电信和数通市场的快速发展，光模块的容量和技术难度不断提升，主流容量已达到100G，400G和800G也在推进部署中。预计至2026年，全球光模块市场规模将达到209亿美元，呈现量价齐升趋势。

主要观点

1. 光通信技术优势：光通信具有通信容量大、传输距离远、信号串扰小、抗电磁干扰等优点，是信息传输的主流方式。光通信系统由光发射机、通信通道和光接收机三部分组成，其中光收发模块是其基础构成单元。

2. 市场驱动因素：电信市场和数通市场共同推动光模块市场增长。数通市场因云计算、大数据等需求增长，增速更快；电信市场因5G建设需求，保持稳定增长。

3. 技术发展趋势：光模块技术正向可热插拔、小型化、高速率、智能化和集成化方向发展。硅光技术与CPO（光电共封装）技术成为未来产业竞争的关键。

4. 中国厂商崛起：中国光模块厂商在过去十年中取得显著进步，已占据全球主要市场份额。随着光摩尔定律接近极限，硅光和CPO等技术有望成为产业竞争的主要方向。

5. 光器件市场特点：光器件市场细分料号多，定制化程度高，市场呈现小而分散的特点。中国在无源光器件方面竞争力强，但有源光器件仍需提升。

6. 激光雷达新机遇：智能汽车激光雷达的应用为光器件产业带来新的增长曲线，光通信产业链与激光雷达产业链在技术平台和产线具有一定的复用性。

7. 光芯片国产替代：光芯片是光模块的核心器件，具有高技术壁垒。目前中国光芯片国产化率低，但国家政策支持下，国产化进程加速，有望向高端产品拓展。

关键信息

• 光模块市场规模：预计至2026年，全球光模块市场规模将达209亿美元，其中数通市场占比将超过50%。
• 传输容量提升：光通信传输容量每十年翻1000倍，从PDH到WDM，单根光纤实现100Tb/s容量。
• 光器件市场格局：中国无源光器件全球市场份额约30%，有源光器件需进一步提升。
• 光芯片国产化：中国已掌握2.5G和10G光芯片核心技术，未来有望向多品类、高端产品方向拓展。
• CPO技术发展：预计至2023-2025年，CPO技术将逐步实现商业化，2027年全球CPO市场收入有望达54亿美元。

投资建议

建议重点关注以下标的：

• 天孚通信：稀缺平台型光器件厂商，具备突破激光雷达的能力。
• 炬光科技、光库科技、中际旭创：激光雷达启动布局的企业。
• 长光华芯：中国半导体激光芯片龙头。
• 仕佳光子：中国领先的光电子核心芯片厂商。
• 新易盛、光迅科技：全球光模块领先厂商。

风险提示

1. 若5G、数据中心建设与行业政策扶持力度不及预期，将影响行业业务进展。
2. 若研发投入不足导致光通信产品迭代创新不及预期，将面临核心技术竞争力降低的风险。
3. 若汇率波动与预期不符，企业将面临汇率风险。

图表目录

• 图表1：光通信频谱资源示意图
• 图表2：光通信器件与信息流的对应关系
• 图表3：光通信产业链与中国企业全球市场竞争力
• 图表4：光通信的换代升级伴随着传输容量的不断提升
• 图表5：全球光模块市场下游应用领域情况
• 图表6：全球移动数据流量及增速
• 图表7：中国5G基站建设情况
• 图表8：中国数据中心市场规模
• 图表9：电信运营商历年资本开支情况
• 图表10：海外云厂商历年资本开支及增速
• 图表11：中国云厂商资本开支情况
• 图表12：信骅科技月度营收及增速
• 图表13：2014-2026年全球光传输市场规模情况
• 图表14：中国网络系统的架构组成与主流光通信技术情况
• 图表15：5G光承载网络的变化
• 图表16：5G承载网主要前传技术比较
• 图表17：光通信传输链路示意图
• 图表18：2021 Q3 全球超大型数据中心数量
• 图表19：数据中心网络架构演变情况
• 图表20：2021年全球数据中心流量预测
• 图表21：全球数据中心互连技术市场规模
• 图表22：光模块结构示意图（SFP+封装）
• 图表23：光模块功能图
• 图表24：光模块的分类
• 图表25：交换芯片技术演进路径
• 图表26：中国光模块行业相关政策
• 图表27：2020年全球光模块市场格局
• 图表28：2010-2021年全球光模块供应商TOP10
• 图表29：光模块厂商收并购情况
• 图表30：光模块厂商核心竞争力
• 图表31：数据中心不同网络架构对光模块需求情况
• 图表32：全球以太网光模块市场总营收
• 图表33：电信领域光模块市场规模及预测
• 图表34：4G和5G承载网架构图
• 图表35：全球光模块市场空间预测
• 图表36：光模块技术升级路线图
• 图表37：光模块每bit成本变化趋势
• 图表38：光模块每bit功耗变化趋势
• 图表39：硅基光电子集成芯片概念图
• 图表40：2004-2018年间国际上硅光子在学术和产品领域的研究动态
• 图表41：CPO（光电共封装）示意图
• 图表42：光电共封装技术（CPO）路线图
• 图表43：2021年EOMs下游应用分布情况
• 图表44：2026年CPO下游应用分布情况
• 图表45：2021-2026年全球VCSEL市场规模
• 图表46：光模块的成本结构
• 图表47：光器件的分类及市场份额（按是否需要外部电源驱动）
• 图表48：光器件的分类（按功能分类）
• 图表49：中国光器件产品销售额构成（2018年）
• 图表50：光器件产品种类多
• 图表51：无源光器件全球厂商产能贡献（2020年）
• 图表52：有源光器件全球厂商产能贡献（2020年）
• 图表53：全球半导体激光器市场规模情况
• 图表54：2016-2023年中国光器件市场销售规模
• 图表55：光器件与光模块厂商毛利率情况
• 图表56：光器件厂商核心竞争力
• 图表57：光收发模块国产化率测算情况（2017年）
• 图表58：5G网络对光器件产品传输速率、传输距离的需求情况
• 图表59：数据中心主要场景对光器件传输距离和速率要求
• 图表60：光器件与光模块厂商研发费用率情况
• 图表61：天孚通信核心技术平台
• 图表62：激光雷达的构成
• 图表63：光通信企业在激光雷达领域业务布局情况
• 图表64：2021年全球激光雷达市占率
• 图表65：2016-2022年中国第三方医学检验市场规模情况
• 图表66：不同模块产品的光芯片成本占比情况
• 图表67：光芯片的分类
• 图表68：激光器芯片分类与特点
• 图表69：探测器芯片分类与特点
• 图表70：光芯片、电芯片国产化率测算（2017年）
• 图表71：中国核心光电芯片产业化能力
• 图表72：各国在光子集成产业的发展战略规划情况
• 图表73：全球2.5G及以下DFB/FP激光器芯片市场份额
• 图表74：全球10G DFB激光器芯片市场份额
• 图表75：中国芯片与有源光器类重点发展产品和发展目标
• 图表76：近期全球光芯片产业收购与布局情况
• 图表77：全球高速率模块光芯片市场空间及预测（百万美元）
• 图表78：2019-2024年中国光芯片占全球光芯片市场比例预测
• 图表79：激光器芯片生产过程
• 图表80：光芯片厂商关键业务数据指标比较
• 图表81：激光器芯片原材料成本构成（2021年）
• 图表82：全球GaAs外延片市场格局（2020年）
• 图表83：全球半导体前道光刻机销售（2021年）
• 图表84：全球刻蚀设备市场格局（2020年）
• 图表85：全球光通信芯片设备与材料市场竞争格局
• 图表86：全球光模块市场规模（按技术划分，单位：百万美元）
• 图表87：2016年全球光模块市场格局（按技术划分）
• 图表88：2027年全球光模块市场格局（按技术划分）
• 图表89：中际旭创发展历史
• 图表90：中际旭创历年营业收入及增速
• 图表91：中际旭创历年归母净利润及增速
• 图表92：中际旭创历年净利率与毛利率
• 图表93：中际旭创历年研发费用及研发费用率
• 图表94：中际旭创各类产品收入占营收比重
• 图表95：中际旭创境内与境外收入占营收比重
• 图表96：成都储翰部分产品线
• 图表97：新易盛2021年产品结构（按收入分类）
• 图表98：新易盛历年营业收入及增速
• 图表99：新易盛历年归母净利润及增速
• 图表100：新易盛历年净利率与毛利率
• 图表101：新易盛历年研发费用及研发费用率
• 图表102：新易盛在研项目情况统计
• 图表103：光迅科技发展历史
• 图表104：光迅科技历年营业收入及增速
• 图表105：光迅科技历年归母净利润及增速
• 图表106：光迅科技历年净利率与毛利率
• 图表107：光迅科技历年研发费用及研发费用率
• 图表108：光迅科技产品和技术平台
• 图表109：光迅科技定增募投项目（单位：万元）
• 图表110：天孚通信发展历史
• 图表111：天孚通信历年营业收入及增速
• 图表112：天孚通信历年归母净利润及增速
• 图表113：天孚通信历年净利率与毛利率
• 图表114：天孚通信历年研发费用及研发费用率
• 图表115：天孚通信高速光引擎募投项目情况（单位：万元）
• 图表116：北极光电发展历程
• 图表117：光库科技发展历史
• 图表118：光库科技历年营业收入及增速
• 图表119：光库科技历年归母净利润及增速
• 图表120：光库科技历年净利率与毛利率
• 图表121：光库科技历年研发费用及研发费用率
• 图表122：光库科技部分荣誉示意图
• 图表123：光库科技定增募集资金项目投向（单位：万元）
• 图表124：加华微捷相关产品示意图(高速模块微连接)
• 图表125：炬光科技发展历史
• 图表126：炬光科技历年营业收入及增速
• 图表127：炬光科技历年归母净利润及增速
• 图表128：炬光科技历年净利率与毛利率
• 图表129：炬光科技历年研发费用及研发费用率
• 图表130：炬光科技激光雷达相关产品
• 图表131：长光华芯主要产品系列
• 图表132：长光华芯历年营业收入及增速
• 图表133：长光华芯历年归母净利润及增速
• 图表134：长光华芯历年净利率与毛利率
• 图表135：长光华芯历年研发费用及研发费用率
• 图表136：长光华芯产品研发和产业化的主要进展情况
• 图表137：长光华芯募集资金投资项目情况（单位：万元）
• 图表138：长光华芯高功率VCSEL系列产品示意图
• 图表139：仕佳光子发展历史
• 图表140：仕佳光子历年营业收入及增速
• 图表141：仕佳光子历年归母净利润及增速
• 图表142：仕佳光子历年净利率与毛利率
• 图表143：仕佳光子历年研发费用及研发费用率
• 图表144：仕佳光子境外收入及占总营收的比例