2019年我国光电子器件行业前景展望,未来国内高端芯片有望脱离进口依赖「图」

  一、光电子器件行业概述及产业链分析

光电子器件是指利用电-光子转换效应制成的各种功能器件,其发展主要经历了三代,第一代是以气体激光器、反射镜等元件为主要代表的传统光电器件;第二代主要是指微光电子器件,包括激光二极管、多模光纤等;第三代光电子器件主要是指波分复用器、单模光纤、各种光纤放大器等。

光器件需要实现发送、接收、波分复用、增益放大、开关交换、系统管理等多种功能,分为有源器件和无源器件。光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件,需要外加能源驱动工作;无源器件是光通信系统中需要消耗一定的能量、具有一定功能而没有光电或电光转换的器件,不需要外加能源驱动工作。光器件作为光通信中的核心,在光通信产业链中占据20%的产业价值。

2017光通信产业价值分布

资料来源:公开资料整理

我国光电子器件行业的上游主要是芯片及原材料供应商,下游是系统设备商,然后是电信&数据中心市场,作为光通信的核心部件,光器件与光电子器件的安全性能高,具有良好的市场应用前景,目前我国生产光电子器件的公司主要有光迅科技,中际旭创,新易盛,华工科技等。在上游产业中,我国高端光芯片和光模块相对薄弱,关键零部件多进口于国外,而下游主要是以华为、中兴通讯为代表的通信设备商,其在市场份额和竞争实力上占据较强的优势。

光电子器件行业产业链示意图

资料来源:公开资料整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2019-2025年中国光电子器件行业发展趋势及投资前景预测报告

二、我国光芯片市场发展现状

光通信技术的发展离不开光通信器件技术突破,而光芯片又是其中技术难度最高的环节,从成本方面来看,光通信芯片在低端光器件中占比30%,在中端器件中成本占比50%,而在高端器件中光通信芯片成本占比达70%。

光通信芯片在光器件/模块中成本占比

资料来源:公开资料整理

国外企业的芯片研发实力显著强于国内,2017年国内企业25G及以上光芯片自给率仅为3%,电芯片自给率接近0%,对国外芯片依赖性较高。从5G用光器件产业现状来看,25Gbit/s及以上速率光电芯片及驱动电芯片的国产化率极低,供应层面上还主要依赖进口,国内仅有海思、光迅与海信等少数企业拥有10Gbit/s速率的光电子芯片量产能力。

5G用光器件产业现状

资料来源:公开资料整理

三、光电子器件行业产量分析

5G网络架构增加中传环节,如果简单按照一个DU连接一个CU计算,预计每个基站需要约10个光模块左右,同时5G的宏基站数量有望达到4G的1.2-1.5倍,达到500-600万个左右,因此5G时期光模块需求量将达到5000万个左右,是4G时期的约1.8倍,5G对于高速率光模块的需求有望带动产业量价齐升。从2011-2018年我国光电子器件生产情况来看,近几年来产量保持高速增长状态,2018年我国光电子器件产量为17060亿只,同比2017年增加了5289.3亿只。

2011-2018年我国光电子器件产量

资料来源:国家统计局,华经产业研究院整理

我国光电子器件需求主要集中在华东、华北、华南地区,从2018年全年我国光电子器件生产情况来看,其中1-2月产量为1714亿只,同比增速达16.6%,就全年单月产量来看,11月、12月单月产量最高,分别为1534.2亿只、1642.3亿只,其余月份产量基本维持在1000亿只左右。

2018年1-12月我国光电子器件产量

资料来源:国家统计局,华经产业研究院整理

四、光电子器件行业发展前景

根据全球光电子器件的发展现状,一些信息技术发展速度较快的国家正在加快光纤到户的建设步伐,在具体的建设过程中必然需要大量光电子器件,为光电子器件的广泛推广带来了重要的保障作用。目前,全球光器件市场格局集中程度较低,份额最高的Finisar市场份额仅在15%左右,排名第二的Lumentum份额仅为9%,随着海外光器件企业并购重组动向不断,未来市场集中度有望提升。

虽然在光纤光缆方面,中国正从大国向强国发展,但在光器件方面我国目前发展尚不稳定,核心芯片技术,包括有源芯片和无源芯片均掌握在外国手中。我国光器件产业整体比较分散,且偏向于低端,虽然在高端方面,100G已经有部分量产,但芯片还是依靠国外进口,一直以来都是我国的薄弱环节。

随着国内5G建设进度在全球处于领先地位,国内数据中心建设进展加快,以光迅科技为代表的国内光器件企业份额将持续提升,光迅科技目前25G光芯片技术指标已能与国际同类产品持平,未来有望在量产工艺、可靠性验证上持续突破,华为海思掌握100G光模块芯片技术,未来有望在功能、性能、工艺、功耗、成本等方面不断提升,在高端产品方面一定程度脱离对国外进口的依赖。

现代光纤通信事业的建设发展离不开新型光电子器件的研制应用,我国作为全球重要的网络通信市场,实际的光传输网络在实际应用中取得了许多重要的成果,光电子器件的生产规模正在不断地扩大。在未来的发展领域中,这些光电子器件将会广泛地应用于信息高速公路建设、城市环形城域网的配套升级工程建设过程中。在现代光通信网络的应用过程中,集成光电子器件将会发挥出更大的优势。

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