通信行業深度報告：元宇宙之光，新一輪數據流量投資浪潮風云再起1.光模塊技術更迭迅速，產業向國內轉移趨勢顯著1.1

光模塊是光通信系統的核心構成，產品種類繁多勞動密集型特征明顯

光模塊是光通信領域的核心部分，主要實現光電和電光轉換功能，整體架構上，可分“芯

片→OSA/ESA→光模塊”三個維度。光學次模塊（OSA，opticalsub-assembly）由無源/有源光

器件(包含光芯片)和光組件構成，實現光收發功能。與光學次模塊對應的是電子次模塊(ESA，

electricalSub-assembly)，也叫

PCBA(PrintedCircuitBoardAssembly)，即是把電芯片和

PCB板

組裝在一起的半成品，主要實現光芯片驅動、糾錯編碼、跨組放大、信號處理，電信號速率轉

換（部分光模塊中光口速率與電口速率不一致）等功能。從零部件成本拆分的角度，光器件整

體的成本占比超

70%，特別是

OSA內的涉及到的光器件占了光器件總成本近八成，除光器件

外，還包括電路板，控制電芯片，外殼等。下沉到

OSA的層面來看，傳統的光學次模塊

OSA一般分為光發射次模塊（TOSA，

transmitteropticalsub-assembly）和光接收次模塊（ROSA，ReceiverOpticalSubassembly）

兩部分。前者是把激光器芯片及相關的光器件封裝實現將電信號轉化成光信號發出的功能，同

理，后者是把探測器芯片及相關的光器件封裝實現接收光信號并將之轉換成電信號的功能。傳

統意義上，光模塊廠商主要負責從上游采購芯片、組件、光器件等材料進行封裝測試、電路設

計等，其中將激光器芯片/探測器芯片封裝為

TOSA/ROSA的過程是光模塊封裝的關鍵。為了

滿足氣密性、封裝密度等不同性能要求，封裝工藝主要包括了

TO-CAN同軸封裝、蝶形封裝、

COB封裝、BOX封裝等。以傳統的

TO-CAN同軸封裝為例，TOSA從結構上可細分為“光芯片→TO-CAN→TOSA”

三個層次。To-CAN是將激光器芯片搭配濾鏡、金屬管帽等無源器件和組件封裝后得到，做成

TO-CAN之后，相當于具備了基本的激光器封裝，但是激光器發射的光斑直徑和光纖還是不一

樣，還要進一步和透鏡、光纖進行耦合對準，把絕大部分能量聚焦到光纖里，由此通過將

ToCAN與隔離器、適配器（包含陶瓷套筒、陶瓷插芯等）等封裝，得到

TOSA。最后下沉到

OSA內的光芯片層面來看，光芯片是光模塊的核心，成本占整個光模塊成本

的

30%~70%（和光模塊低端高端有關），其是實現光發射和光接收的基礎，有高壁壘高技術

門檻的特點。一般來說，光模塊中的核心光芯片主要是激光器芯片和探測器芯片。激光器芯片：光模塊使用半導體激光器，其工作原理的核心是輻射和放大，利用半導

體物質（即利用電子）在能帶間躍遷發光，用半導體晶體的解理面形成兩個平行反射

鏡面作為反射鏡，組成諧振腔，使光振蕩、反饋，產生光的輻射放大，輸出激光。典

型材料平臺為Ⅲ-Ⅴ族化合物（主要是

InP、GaAs），不同材料的帶隙大小不同，因

而就對應了不同的激光發光波長。1）據發光類型分，分面發射和邊發射，面發射型

有

VCSEL（垂直腔面發射激光器），邊發射型主要有

FP（法布里-珀羅激光器）、

DFB（分布反饋式激光器）、EML（電吸收調制激光器）；2）據適用距離分，VCSEL

（超短距離）<

FP（短距離）<

DFB（中等距離）<

EML（長距離）。探測器芯片：光模塊用的探測器屬于光生伏特型（光輸入/電壓輸出），工作原理是

基于內光電效應（當光線照在物體上，使物體的電導率發生變化，或產生光生電動勢

的現象）將光信號直接轉變為電信號從而實現光探測。常用的是主要是光電二極管

（PIN）和雪崩光電二極管（APD）兩類，前者靈敏度相對較低，應用于中短距離，

后者靈敏度高，應用于中長距離。從光模塊分類角度，由于應用場景較多需求各異，因而分類方式多樣，命名復雜。光模塊

常見的分類方式包括了封裝類型、速率、距離、激光器類型、探測器類型等。分類方式多樣主

要是光模塊應用場景的多樣化導致的需求分化，不同場景對光模塊的性能指標（距離，速率，

功耗等）提出了不同需求，從而衍生出多種不同的分類維度。另一方面，速率、封裝方式的快

速演化也體現出光模塊技術更迭迅速。整體而言，小型化、高速率、低功耗、低成本是光模塊

整體的發展趨勢。光模塊制造環節屬于輕資產的勞動密集型產業。從光模塊廠商的角度，由于產品種類較多

迭代速度快，因此選擇更低的自動化程度，采取勞動密集型相對具有更顯著優勢。一方面，機

械升級成本遠高于工人學習成本，在產品快速迭代時相對處于劣勢，另一方面，相對彈性較大

的人力成本支出，產線機器折舊更為剛性，可能放大營收波動。從頭部廠商發展歷程來看，以

上是產線自動化程度更高的海外龍頭

AAOI逐漸落后的原因之一。反觀國內的頭部光模塊企

業，在人力成本方面相對具有明顯優勢，因而逐漸在光模塊行業逐漸占據重要地位，光模塊行

業近年來向我國轉移的趨勢顯著。以國內光模塊企業中際旭創和新易盛來看，2020

年生產人

員占比分別達到了

67%和

77%，人均年薪為

12.03

萬元和

12.32

萬元。光模塊的以上特性也推動了未來產業鏈向更專業化分工的方向轉變。海外廠商的人力成

本、供應鏈完善程度較之國內廠商處于劣勢，且隨需求分化，封裝類型變得更為多樣化，封裝

產線建設的資本投入變高，因而海外龍頭逐漸傾向于將封裝整體外包。當前海外發展方向是將

所有光學部分集成為“光引擎”（光芯片、散熱、光學組件、管殼等全部封裝在一起）全部外

包，而模塊廠商更專注上游光芯片及產品設計等環節，因而未來產業鏈專業化分工將更趨顯著。1.2

位于產業鏈中游，產業向我國轉移的大趨勢持續推進光模塊位于光通信產業鏈中游，參與者眾多，競爭相對激烈。光通信產業鏈大致可分為

“光芯片、光器件、光模塊、設備商、最終客戶”幾部分。上游光芯片及電芯片多為國外公司

壟斷，行業門檻較高，其中，光芯片近年來中低端產品逐漸國產化，但高端光芯片仍被國外廠

商掌握。光器件細分領域眾多，單個領域市場規模較小，行業整體較分散，競爭相對并不激烈。

中游光模塊領域參與廠商眾多競爭相對激烈，技術更迭周期短。近年來國內光模塊廠商實力提

升迅速，產業東移大趨勢明顯。產業鏈下游是光通信設備商，呈少數幾家主導的寡頭壟斷格局。

光模塊的最終應用領域集中在

B端電信市場（大型運營商）和數通市場（云計算巨頭）。受下游電信市場、數通市場需求影響，光模塊行業周期性和成長性兼備，下游運營商和云

計算巨頭的資本支出一定程度上是行業景氣度的風向標。電信市場：1）需求角度，運營商的通信代際更迭時間較長（例如

5~7

年），資本開

支周期性顯著，通常呈規律性波動，初期上升明顯，后期逐年回落。進入

5G時代，

運營商資本支出則相對更為平穩，但整體而言，電信市場需求的周期性還是相對明

顯。當前電信市場光模塊需求的主要驅動因素包括了固網接入側擴大千兆光纖網絡

覆蓋、無線接入側的

5G基站建設以及

5G推行帶來的承載網擴容升級等；2）產品角

度，固網接入側和無線接入側構筑了電信市場光模塊的主要需求，產品以低端光模塊

為主，代際更迭慢于數通領域，技術門檻相對不高，參與者眾多，競爭激烈，對價格

較為敏感，因而毛利率較低。除接入側應用之外，光模塊在城域網、骨干網等中長距

離傳輸領域也有大量應用；3）下游客戶角度，傳統模式是運營商向設備商采購，設

備商向光模塊廠商采購，近

1~2

年來，運營商也有小規模地嘗試直采模式。數通市場：1）需求角度，數通市場需求主要受流量增長驅動。多因素共同推動流量

高速增長，當前，公有云的快速發展，數字化轉型加速企業上云，高清視頻、直播等

大流量場景為流量的高速增長提供了確定性。我們認為，未來推動流量增長的“殺手

級應用”將是元宇宙。流量高速增長促使云計算巨頭加大資本開支建設數據中心，進

而拉動光模塊需求。云計算巨頭的資本支出整體呈震蕩上行的趨勢，整體來看需求的

成長性顯著，但同時也伴有一定的周期性，周期性來源于云計算巨頭階段性進入去庫

存期從而一定程度上會減弱需求，這在

2018H2~2019H1

以及

2021H1

體現得相對明

顯。2）產品角度，光模塊主要用于數據中心內部通信以及數據中心間的互通互聯，

較之電信市場，數通市場的技術更新需求更快，通常每

3~4

年即面臨一次升級換代

的壓力，產品毛利率也相對更高。全球光模塊市場規模持續保持兩位數增長，未來預計數通市場是增長的主要驅動力。據

Yole統計，2020

年全球光模塊市場整體規模達

96

億美元，較

2019

年的

77

億美元增長近

25%。

值得一提的是，過去三年中國光模塊產業增長了

24%，而美國僅增長了

1%，光模塊行業向國

內轉移的大趨勢日趨顯著。Yole進一步預測，2026

年全球光模塊市場整體規模有望進一步增

長至

209

億美元，2020~2026

年的年復合增速預計約

14%。增長的主要驅動力來自數通領域對

高速光模塊的需求，年復合增速預計達

19%，2026

年數通市場規模有望增至

151

億美元。競爭格局方面，國內光模塊廠市場份額提升顯著，光通信產業鏈整體向中國轉移的大趨

勢日趨明顯。LightCounting統計的過去十年前十大光模塊廠商排名直觀反映了行業內的變遷。

2010

年無國內企業進入前十，而經過

10

年發展到了

2020

年，國內廠商通過勞動力紅利在光

模塊行業逐漸占據重要地位，以中際旭創、華為、海信為代表的國內企業已經躋身全球光模塊

前五，光迅科技、新易盛、華工正源也占據前十之列。1.3

數通市場規律：新產品導入期聚焦先發優勢，成熟期成本領

先、大規模交付能力是核心光模塊代際更迭迅速，這一點在數通市場尤為顯著?；厮葸^去十幾年數通光模塊的更新迭

代過程，從

10G迭代到

40G經歷了

5

年，40G迭代到

100G經歷了

4

年，而從

100G迭代到

400G僅約

3

年，光模塊加速代際更迭已成為數通市場的普遍趨勢。數通光模塊加速代際迭代、速率不斷提升的背后，有多方面的驅動因素。1）首先是流量

的高速增長；2）其次我們可以發現在高速率光模塊進入規模放量期后，價格降幅明顯，因而

光模塊單位速率成本在下降，這也是促使下游云計算巨頭愿意不斷推動光模塊代際更迭的重

要原因；3）再者，數據中心

I/O接口帶寬需求的增加同樣也帶動了可插拔光模塊速率的演進，

由于在數據中心餒高速光模塊主要用于交換機間的互聯，因此光模塊接口速率需要與交換機

芯片能力相匹配，當前交換

ASIC芯片領域兩年容量翻一倍的摩爾定律尚未失效，因而驅動數

通光模塊速率的不斷更迭升級。未來

ASIC交換容量將沿著

12.8T->25.6T->51.2T->102.4T方

向擴容，對應光模塊的演進路線是

400G->800G->1.6T->3.2T。2018

年

10

月博通

StrataXGSTomahawk3

系列

12.8T交換機量產，帶來

400G光模塊需求，而隨下一代

25.6T交換機的推

進，將推動

800G光模塊需求。伴隨著快速代際更迭，新品光模塊價格自推出起便逐年下降。一般而言，新產品導入初期

降幅顯著，進入成熟期后每年的降幅趨于平穩。在技術更迭初期，由于只有少數提前布局、技

術領先的廠商具備批量生產能力，因而下游客戶愿意付出一定溢價，產品能保持相對可觀的價

格。而隨著產品持續放量、技術趨于成熟使生產廠家逐漸增多，市場競爭變得激烈，價格降幅

明顯。一般而言，更迭初期降價幅度通常在

30~40%，當產品進入成熟期后每年的降幅在

15%

左右。以

400G數通光模塊來看，2019

年和

2020

年是技術更迭初期，產品價格降幅均在

30~35%

間，而

2021

年的情況則相對特殊，受供應鏈短缺和部分原材料價格上漲等因素影響，價格降

幅明顯趨緩，除

400G外，特別是

100G，價格降幅百分比趨減到個位數區間。雖然光模塊價

格逐年下降，但頭部廠商具有一定議價能力，一定程度上能夠將降價影響向上游傳導，并且隨

著產能提升推動良率提升制造成本也有下降，疊加產品設計和制造工藝上的不斷優化，因而能

夠較好消化降價影響，對利潤的影響相對不太大。根據光模塊行業的價格特點，可以總結出數通市場的競爭規律，即在技術更迭時的新產

品導入期重點聚焦先發優勢，當產品進入成熟期則成本領先為王。1）

在技術更迭的初期，先發優勢的重要性明顯：新產品從研發成功到送樣驗證到小規模

量產再到大規模量產的周期一般在

1

年半以內。一般而言，大客戶的光模塊供應商最

多就是

2-3

家，因此產品量產的越早，單價越高、毛利率越高。享有技術領先優勢的

企業將提前鎖定大客戶訂單，并獲得超額受益。1.4

電信市場規律：毛利率較低聚焦成本領先，光芯片加速國產

化進程提供未來降本空間電信市場競爭較為激烈，毛利率普遍低于數通市場。電信市場所用光模塊相對偏低端，價

值量不高，當前

5G前/中/回傳現所用主流光模塊為

25G/50G/100G，而近幾年數通市場主流光

模塊已迭代至

100G/200G/400G光模塊。產品相對偏低端導致了技術壁壘較低，因而大小廠商

紛紛涌入，激烈競爭導致毛利率較低。從國內光模塊廠商的毛利率來看，主業聚焦電信級光模

塊的廠商（光迅科技、博創科技、華工科技）毛利率均低于更專注數通市場的廠商（中際旭創、

新易盛）。其實不僅僅在電信市場，包括在數通市場中，為了不錯過代際更迭的機遇，在光模

塊代際更迭開始后各廠商也是積極擴產，伴隨著各家產能相繼放量，價格及毛利率將顯著下降，

新產品的紅利期窗口也即逐漸消失。在這樣的情況下，光模塊廠商深度聚焦成本領先戰略，從上游成本側的角度，一方面是強

化規模效應，原材料成本和量的大小有關。另一方面，近年來可以明顯看到，光芯片國產化替

代的進程在加速。光芯片是光模塊成本占比的大頭，低端光模塊中成本占比約

30~40%，在高

端光模塊中占比可能高達近

60%，未來隨著國產化推進，光模塊整體還有僅一步降成本的空

間。當前包括光模塊廠商和國內光芯片廠商在光芯片領域都有明顯進展。光模塊廠商方面，部

分廠商積極向產業鏈上游光芯片領域拓展，致力于優化自身成本側支出。光迅科技在光芯片領

域布局多年，于

2020

年實現

25GEML/VCSEL/DFB光芯片量產。根據公司公告，公司

25GVCSEL及

DFB光芯片實現

60%自供。華工科技方面，子公司云嶺光電于

2021

年實現

25GCWDM/EML/DFB量產，其自研光芯片在

10G光模塊產品中自供率近

80%。硅光芯片方

面，在

2021

年

10

月的武漢光博會上，華工科技表示其自研

400G硅光芯片已流片成功，預計

明年

800G硅光芯片也將出樣，若形成國產替代，公司認為整個模塊物料成本可節省

15%。博

創科技與德國

Sicoya、陜西源杰合作開發硅光芯片，暫未自供，未來有望用于其硅光模塊。國

內光芯片廠商方面，包括陜西源杰、武漢敏芯、中科光芯等，陜西源杰于

2020

年

3

月量產

25GDFB，其他部分廠商近年來也均陸續推出

25GDFB、25GPINPD等光芯片，整體進展迅速。2.新一輪數據流量投資加速行業拐點到來，數通光模塊技術更迭高速推進2.1

景氣轉好，新一輪數據流量投資風云再起，行業拐點將至從今年光模塊行業的邊際變化來看，需求邊際轉好、原材料價格上漲供應鏈短缺、光模塊

廠商去庫存等現象較為顯著。1）從下游需求來看，上半年需求相對疲軟，光模塊行業景氣度

低，進入下半年后有一定程度回升。海外需求方面，一季度相對是傳統淡季，疊加客戶消化庫

存等因素需求相對下滑，二、三季度開始部分海外重點客戶開始上量，加緊部署

200G/400G等

產品，景氣度迎來邊際向好。國內需求方面，受頭部客戶需求降幅明顯的影響，上半年國內數

通市場需求疲軟，特別是

100G產品的需求量下滑較大，下半年迎來邊際改善。2）原材料方

面，包括光芯片、DSP電芯片、某些組件面臨一定程度的短缺，部分原材料價格上漲。價格上

漲、供應鏈短缺一定程度上也使得今年光模塊產品價格降幅收窄，100G產品價格降幅小于

10%，

高端的

400G產品價格降幅約在

15%左右。相對而言，頭部廠商的供應鏈更為穩定、備貨更為

充足、一般芯片廠商優先保證頭部大客戶供應，因而較之供應鏈短缺交付能力整體受較大影響

的中小廠商，受到的沖擊相對較小。3）庫存方面，受疫情催化，2020

年二，三季度迎來需求

顯著增長，光模塊廠商加速擴產。但從

2020

年四季度開始包括

2021

年上半年，隨著疫情變

緩，海外客戶消化庫存國內客戶需求疲軟，數通市場需求整體回落，部分訂單延后，擴產帶來

的庫存積壓相對嚴重，進入四季度后基本出清。從下游數通市場整體的景氣度來看，在經歷了年初的低谷后，景氣度整體進入穩步上行

通道。云計算巨頭的

CAPEX是景氣度的風向標，海外來看，2021

年三季度，北美

5

家云計算

巨頭

FAAMG（Facebook、亞馬遜、蘋果、微軟和谷歌）資本開支總計達

349.16

億美元，同比

+36.4%，環比+10.4%。國內方面，經歷了

2020

年四季度和

2021

年一季度的大幅下滑后，二、

三季度阿里、百度環比提升顯著，騰訊二季度降幅收窄，三季度止跌企穩。信驊（Aspeed）的

月度營收數據一般認為是云計算景氣度的先驗指標，具體來看，2021

年

10

月的單月營收達

3.56

億新臺幣，創歷史新高，同比增長

88.6%，環比增長

15.9%，預示景氣度整體上行。展望未來，我們認為新一輪數據流量投資浪潮風云再起，數通市場將邁入未來

3~5

年新

一輪的景氣上行周期，上游光模塊行業拐點將至。2021

年，伴隨著

Facebook、微軟、英偉達

這

3

家科技巨頭已正式宣布進軍元宇宙，元宇宙大幕開啟。不僅僅是元宇宙所帶來催化，未來

包括

5G相關應用進程加快，云計算、物聯網等領域的進一步發展，都將推動算力需求和數據

流量加速增長，各大云計算巨頭預計將持續加大基礎設施投入。以云宇宙領軍者

Facebook為

例，公司披露

2022

年

CAPEX將增加至

290~340

億元，較之

2021

年的約

190

億美元，增長至

少超

50%，彰顯了公司全力布局元宇宙的決心。在這樣的大背景下，我們認為，光模塊領域作

為產業鏈上游有望充分受益，行業拐點將至。2.2

行業技術更迭高速推進，短期聚焦

800G進展中長期關注硅

光模塊和相干光模塊領域當前處在

400G大規模放量，行業逐步開始進入

800G的技術迭代初期。需求側來看，受

流量高速增長、光模塊單位速率成本下降、交換機芯片升級擴容等因素驅動，海外巨頭對

800G有需求。從供給側來看，當前各光模塊廠商加速推進

800G進程。我們認為，傳統分立式結構

的

800G光模塊預計將先于

800G硅光模塊進入規模量產，以行業內進度相對有所領先的中際

旭創為例，其早在

2020

年即推出了

800GOSFP和

QSFP-DD800

光模塊產品線，根據公司公

告，其

2021

年上半年已向海外客戶送樣評估，當前已實現小批量銷售，預計

2022

年開始量

產?？紤]到技術更迭階段存在較大的紅利窗口期，因而短期內需要重點聚焦行業內廠商在傳

統分立式結構的

800G光模塊領域的整體進展。中長期維度，需要關注硅光模塊及相干光模塊領域。硅光方面，盡管前些年已有一定進

展，但當前硅光模塊的優勢相對不明顯。未來隨著光模塊向更高速率演進、硅光產業鏈發展更

為成熟，硅光模塊的優勢預計將真正開始顯著體現，屆時先發布局的硅光廠商可能獲得彎道

超車的機遇。相干光模塊方面，在未來流量高速增長的大背景下相干技術將持續下沉，應用場

景進一步拓寬。在其成本、功耗等問題上持續優化的大背景下，有望迎來較大發展機遇。我們

可以發現，除了傳統的相干光模塊廠商，近年來我們可以看到非相干領域的光模塊頭部廠商

也開始涉足相干光模塊領域。2.2.1

數通

800G光模塊：技術迭代初期，光模塊廠商發力布局聚焦先發優勢當前

400G數通光模塊已啟動大規模放量，行業正逐步進入

800G的技術迭代初期。根據

Lightcounting2021

年的預測，2022

年開始海外客戶將產生

800G的批量需求，2024

年后

800G銷售將開始超越

400G，而到

2026

年

800G將成為光模塊銷售的主力。Lightcounting同時預測，

到

2026

年，阿里巴巴，亞馬遜，臉書，谷歌和微軟的光模塊消費將從

2020

年的

14

億美元增

長到

30

億美元。自

2019

年以來，已經有一些標準化組織在討論

800G以太網光模塊的技術細節，光模塊

向

800G演進的進程開始受到廣泛關注。800GPluggableMSA：2019

年

9

月成立，發起人包括了中國信息通信研究院所屬泰

爾實驗室、騰訊、華為、新華三、海信寬帶、光迅科技、住友電工、立訊精密、山一

電機，其后陸續還有其他公司加入。該組織聚焦的是針對數據中心應用的基于

PAM4

調制技術的

800Gbps以太網傳輸規范，包括

8X100G與

4X200G兩種，傳輸距離包

括

100

米，500

米和

2

公里。IPEC：2020

年

9

月

10

日，由中國信息通信研究院、美團、華為、烽火通信、博創

科技、CIG

（CambridgeIndustriesGroup）、意華、海信寬帶、華工正源、SourcePhotonics和

Yamaichi等聯合發起成立，致力于打造開放、透明的光電標準和光電產業平臺。IEEEBeyond800G：2019

年

11

月成立，聚焦<80km的以太網場景。從當前行業內眾多光模塊廠商的

800G進展來看，多家均有布局，聚焦搶占先發優勢。從

行業內光模塊公司的

800G產品進展來看，國內廠商整體走在前列，2020

年，光迅科技和中際

旭創率先發布了

800G相關產品，進入

2021

年，包括

II-VI（Finisar）、新易盛、華工正源、

亨通洛克利、劍橋科技、索爾思等廠商也相繼發布了自身的

800G產品。同時我們也可以發現，

行業內部分公司進展相對領先，以中際旭創為例，早在

2020

年即推出了

800GOSFP和

QSFPDD800

光模塊產品線，2021

年上半年已向海外客戶送樣評估，當前已實現小批量銷售，預計

2022

年實現量產。除此之外，關于

800G光模塊的封裝方式也是近兩年來業界一直討論關注的焦點，除了傳

統的熱插拔封裝方式外，CPO（Co-packaging）封裝也是未來可能的方向之一。CPO簡單而

言就是將光收發器/光引擎和電芯片封裝在一起，只保留光口，而不是采用可插拔光模塊的形

式。這種封裝方式可以有效地降低整個系統的功耗，提高信號密度，降低時延，同時降低體積

大小。當前不同巨頭站不同陣營，聚焦

CPO的包括一些硅光公司和對光模塊有較大需求的數

據中心公司。例如

2019

年，Facebook和微軟在

2019

年成立的

CPOCollaboration旨在解決

SMF上更長距離（長達

2

公里）連接，以替代在大型數據中心中廣泛部署的可插拔光模塊。雖然

CPO領域非?；馃?，但是目前對它的質疑主要集中在對系統的可靠性、可生產制造性、是否

能提供足夠高的帶寬、成本是否降低等方面。2.2.2

硅光模塊：產業鏈、工藝等亟待發展成熟，未來硅光廠商有望獲得彎道超車機遇硅光模塊是基于硅和硅基襯底材料，利用現有

CMOS工藝進行光器件開發和集成的新一

代技術。其核心理念是“以光代電”，利用激光束代替電子信號進行數據傳輸，實現了真正意義

上的“光互聯”，可以進一步提升芯片與芯片間的連接速度。此外，在硅基底上利用蝕刻工藝加

上外延生長等加工工藝制備調制器、接收器等關鍵器件，通過將相關光學器件與電子元件整合

到一個獨立的微芯片中從而實現調制器、接收器以及無源光學器件的高度集成。與之相較，傳

統光模塊是將

III-V族半導體芯片、電芯片、光學組件等分立式器件封裝而成，集成度相對不

高，且本質上屬于“電互聯”。隨著未來晶體管尺寸不斷變小，電互連將面臨諸多局限。

當下而言，硅光模塊較之傳統分立式的光模塊優劣勢相對明顯。優勢方面：硅光集成優點包括了低功耗、高集成度體積減小，通過光子介質傳輸信息

因而連接速度更快，同時，硅光技術可以通過晶圓測試等方法進行批量測試，測試效

率顯著提升。另外是成本問題，從材料成本角度，傳統的Ⅲ-Ⅴ族材料（GaAs/

InP）

襯底因晶圓材料生長受限，生產成本較高，而隨著傳輸速率的進一步提升，需要更大

的Ⅲ-Ⅴ族晶圓，芯片的成本支出將進一步提升。與Ⅲ-Ⅴ族材料相比，硅基材料成本

較低且可以大尺寸制造，因而理論上芯片成本可顯著降低。劣勢方面：整體產業化不成熟，沒有成熟產業鏈做晶圓級的測試，包括流片硅光的量

也不足，產業化程度不夠；并且，當前芯片良率低，因而成本優勢并不明顯。傳統Ⅲ

-Ⅴ族半導體芯片的良率在

90%以上，而由于硅是間接帶隙半導體，發光效率低，難

做激光器，因而硅光芯片通常需要將

III-V族半導體鍵合在硅基襯底上。由于硅光集

成的工藝尚未成熟，在激光耦合等步驟上的良率較低，導致硅光模塊成本難以進一步提升。另外，高集成度也導致硅基光波導的尺寸小，硅波導與光纖的耦合效率低，在

耦合過程中會產生損耗。一般認為，硅光技術與傳統分立式技術的成本平衡點在

400G，具體比較數據中心

400G光模塊傳統方案與硅光方案，硅光相對而言優勢并不突出。我們認為未來隨著光模塊速率向

800G及以上更高速率演進，受制于傳統光芯片（隨傳輸速率提升需更大Ⅲ-Ⅴ族晶圓，因而芯

片成本提升）價格及供應能力等問題，硅光的成本優勢有望逐漸凸顯，同時伴隨著硅光模塊產

業鏈、工藝等發展得更為成熟，其滲透率有望迎來加速提升。硅光模塊整體前景可期，2026

年市占率預計有望過半。根據

Lightcounting的統計，從

2016

年開始，基于

SiP產品的市場份額穩步增長，2018

年以后增長加速。其預計，全球硅光模塊市

場將在

2026

年接近達

80

億美元，市占率超

50%。同時

2021-2026

年硅光模塊整體累計規模將

接近

300

億美元。從當前的競爭格局來看，各大主流光模塊廠商在硅光領域基本均有相應布局。其中，Intel是業內耕耘最早、技術最完善的廠商，2016

年即實現

100G硅光模塊商用開啟批量出貨。從最

前沿的

800G情況來看，Intel、Cisco等頭部廠商的進度整體處于行業領先地位。我們認為，隨

著硅光模塊逐漸走向成熟，在該領域領先的海外巨頭可能將加劇數通光模塊領域競爭的激烈

程度。2.2.3

相干光模塊：相干技術持續下沉市場空間廣闊，非相干廠商加入拓展自身布局隨著單通道傳輸速率的提高，相干技術的應用場景持續下沉延伸。相干技術從過去的骨

干網（>1000km）下沉到城域（100~1000km）甚至邊緣接入網（<100km）。另一方面在數通

領域，相干技術也已經成為數據中心間互聯（DCI）的主流方案（80~120km）。相干光模塊解決的主要問題是優化信噪比。數據中心中的光模塊，從

100G向

200G、400G提速時，都遇到電器件和光器件的帶寬發展速率相對有限的問題，因而聚焦如何在不提高帶寬

的前提下，去實現

bit率的提高。可以采用

PAM4

或相干調制，他們都能夠做到在與

100G的

NRZ同樣帶寬下拓展

bit率。其中，PAM4

是低成本滿足高

bit率要求，其劣化了信噪比，而相干相對成本更高，但優化了信噪比。短距離的應用場景（數據中心內部）：對信噪比要求不高，同時

400G基本都加了更

好的

CDR或直接用

DSP補償一部分

PAM4

信噪比的劣化，因此通常采用成本較低

的

PAM4（例如

400G光模塊，2km傳輸距離）。長距離的場景（數據中心互聯）：長距離傳播對信噪比、靈敏度要求高。數據中心互

聯的距離可能達上百公里，由于用

PAM4

方案信噪比難以滿足要求，靈敏度的劣化，

即使加上

DSP也很難長距離傳播，因而主要采用相干技術。而未來，隨著光模塊速

率的持續提升，相干技術有望得到更廣泛應用，未來有望下沉到更短傳輸距離的應用

場景。相干光模塊市場發展至今僅有約

10

年，未來在流量高速增長的大背景下相干技術將持續

下沉，伴隨著其成本、功耗等問題上的持續優化，整體市場空間廣闊。Lightcounting預測，采

用相干技術的

DWDM光模塊市場

2020

年銷售額達

10

億美金，到

2025

年將達到

25

億美金，

年復合增速達

20.1%。屆時

DCI（數據中心互聯）應用場景中相干探測的光模塊比重預期由

2020

年的

39%提升到

2025

年

78%。CignalAI預測，隨著高速相干光傳輸技術不斷從長途/干

線等長距離的應用場景下沉到區域/數據中心等中短距離的應用場景，用于高速相干光通信的

數字光調制器需求將持續增長，2024

年全球高速相干可插拔光器件出貨量將達到

200

萬端口。3.電信市場景氣度整體回暖，10GPON加速滲透3.1

5G：短期景氣度回暖趨勢有望延續，長期需求有保證3.1.1

邊際變化：2021

下半年開始邊際向好，景氣度回升趨勢明年有望延續2021

年上半年電信市場需求疲軟，下半年開始景氣度回升。從

5G基站建設情況來看，根

據工信部數據，截止

2021

年三季度，全國

5G基站總數達

115.9

萬個，前三季度合計新增

38.8

萬個。從單季度情況來看，2021

年一季度延續了

2020

年四季度的情況，基站建設進度整體趨

緩，新增基站數僅

4.8

萬個。二、三季度開始逐步增加，分別建成

14.2

萬個和

19.8

萬個，基

站建設進度加速明顯。從光模塊的需求來看，2021

年上半年電信市場包括

5G前傳、中回傳需

求均較為疲軟，客戶主要在消庫存，大量訂單推遲延后執行。下半年開始，隨著運營商集采招

標恢復，產業鏈整體景氣度重新迎來回升。2021

年

6

月中國移動和中國廣電開啟

700MHz基

站聯合招標，共計

48

萬站，2021

年

7

月中國電信與中國聯通

5G基站（2.1GHz）招標開啟，

共計

24.2

萬站。我們認為，從基站招標傳導到上游光模塊廠商實現收入確認需要

1~2

個季度，

因而電信市場回暖給光模塊廠商帶來的業績邊際改善將逐漸體現。電信市場景氣度回升的趨勢明年將得以延續，整體看好電信光模塊市場。首先，從運營商

資本開支的角度，2021

年上半年

5G建設延后導致三大運營商資本開支同比下降

21.9%，隨著

下半年開始

5G建設加速，景氣度回暖明顯。根據運營商指引，我們預計下半年三大運營商資

本開支合計達

2133

億元，同比增長

30.8%。展望明年，考慮到電信和中移動兩大運營商相繼

回歸

A股上市，募集資金后有望加大相關的資本投入，因而我們認為預計明年運營商資本開

支有望在今年基礎上保持平穩增長，產業鏈景氣度回升趨勢有望延續。其次，從光模塊廠商的

角度，受

2021

年上半年需求疲軟、行業競爭激烈、原材料價格上漲等因素影響，部分廠商的

電信光模塊毛利率已到個位數，凈利率接近

0%，這樣的大環境會加速小廠商出清。小廠商出

清完成后，電信光模塊價格走