光芯片应用场景一直在升级光芯片需求持续增长

  高速光芯片是现代高速通讯网络的核心之一。光芯片系实现光电信号转换的基础元件，其性能直接决定了光通信系统的传输效率。光纤接入、4G/5G 移动通信网络和数据中心等网络系统里，光芯片都是决定信息传输速度和网络可靠性的关键。光芯片能更加进一步组装加工成光电子器件，再集成到光通信设施的收发模块实现广泛应用。

  光通信等应用领域中，激光器芯片和探测器芯片合称为光芯片。光芯片是光电子器件的重要组成部分，是半导体的重要分类，其技术代表着现代光电技术与微电子技术的前沿研究领域，其发展对光电子产业及电子信息产业具有重大影响。

  从产业链角度看，光芯片与其他基础构件（电芯片、结构件、辅料等）构成光通信产业上游，产业中游为光器件，包括光组件与光模块，产业下游组装成系统设备，最终应用于电信市场，如光纤接入、4G/5G 移动通信网络，云计算、互联网厂商数据中心等领域。

  光芯片加工封装为光发射组件（TOSA）及光接收组件（ROSA），再将光收发组件、电芯片、结构件等进一步加工成光模块。光芯片的性能直接决定光模块的传输速率，是光通信产业链的核心之一。

  国内的光芯片生产商普遍具有除晶圆外延环节之外的后端加工能力，而光芯片核心的外延技术并不成熟，高端的外延片需向国际外延厂进行采购，限制了高端光芯片的发展。以激光器芯片为例，我国能够规模量产 10G 及以下中低速率激光器芯片，但 25G 激光器芯片仅少部分厂商实现批量发货，25G 以上速率激光器芯片大部分厂商仍在研发或小规模试产阶段。总的来看高速率光芯片严重依赖进口，与国外产业领先水平存在一定差距。

  我国政府在光电子技术产业进行重点政策布局，2017 年中国电子元件行业协会发布《中国光电子器件产业技术发展路线G 及以上速率 DFB 激光器芯片国产化率超过 60%，实现高端光芯片逐步国产替代的目标。

  随着信息技术的加快速度进行发展，全球数据量需求持续增长，2017 年至 2020 年，全球固定网络和移动网络数据量从 92 万 PB 增长至 217 万PB，年均复合增长率为 33.1%，预计 2024 年将增长至 575 万 PB，年均复合增长率为 27.6%。同时，光电子、云计算技术等不断成熟，将促进更多终端应用需求出现，并对通信技术提出更高的要求。受益于信息应用流量需求的增长和光通信技术的升级，光模块作为光通信产业链最重要的器件保持持续增长。光芯片作为光模块核心元件有望持续受益。

  2021 年 11 月，工信部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》要求全面部署新一代通信网络基础设施，全方面推进 5G 移动通信网络、千兆光纤网络、骨干网、IPv6、移动物联网、卫星通信网络等的建设或升级；统筹优化数据中心布局，构建绿色智能、互通共享的数据与算力设施；积极发展工业互联网和车联网等融合基础设施。《“十四五”信息通信行业发展规划》指明信息基础设施建设的目标，在规划目标落地的过程中，光芯片需求量也将不断增长。

  FTTx 光纤接入是全球光模块用量最多的场景之一，而我国是 FTTx 市场的主要推动者。受制于电通信电子器件的带宽限制、损耗较大、功耗较高等，运营商逐步替换铜线网络为光纤网络。目前，全球运营商骨干网和城域网已实现光纤化，部分地区接入网已逐渐向全网光纤化演进。PON 技术是实现 FTTx 的最佳技术方案之一，当前主流的 EPON/GPON 技术采用 1.25G/2.5G 光芯片，并向 10G 光芯片过渡。

  根据全球移动供应商协会（GSA）的数据，截至 2021 年 10 月末，全球 469 家运营商正在投资 5G 建设，其中 48 个国家或地区的 94 家运营商已开始投资公共 5G 独立组网（5G SA）。

  5G 移动通信网络提供更高的传输速率和更低的时延，各级光传输节点间的光端口速率显著提升，要求光模块能够承载更高的速率。5G 移动通信网络可大致分为前传、中传、回传，光模块也可按应用场景分为前传、中回传光模块，前传光模块速率需达到 25G，中回传光模块速率则需达到 50G/100G/200G/400G，带动 25G 甚至更高速率光芯片的市场需求。

  截至 2020 年底，全球 20 家主要云和互联网公司运营的超大规模数据中心总数已达到 597 个，是 2015 年的两倍，其中我国占比约 10%，排名第二。光通信技术在数据中心领域得到普遍的应用，极大程度提高了其计算能力和数据交换能力。光模块是数据中心内部互连和数据中心相互连接的核心部件。

  根据工信部《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023 年）》，到 2021 年底，全国数据中心平均利用率提升到 55%以上，到 2023 年底，全国数据中心机架规模年均增速保持在 20%，平均利用率提升到 60%以上，带动光芯片市场需求的持续增长。

  更多行业资料请参考普华有策咨询《2022-2028年国内外光芯片行业前瞻预测报告》，同时普华有策咨询还提供产业研究报告、产业链咨询、项目可行性报告、十四五规划、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。

  第二章 2016-2021年中国光芯片行业市场发展环境分析（PEST分析法）