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2018年光模塊市場規模爲142.99億元,隨著5G的發展,光模塊的需求將大增[圖]

2019年08月06日 13:11:32字號:T|T

    光模塊是光通信系統的核心器件,主要用于光電轉換。光模塊的工作原理是:在發送端,電信號經驅動芯片處理後驅動激光器發射出相應速率的調制光信號,通過光功率自動控制電路,輸出功率穩定的光信號。通過光纖傳送後,在接收端,一定速率的光信號輸入接收模塊後由光探測器轉換成電信號,再經前置放大器後輸出相應速率的電信號。

    光模塊由多個光器件封裝而成,一般包括光發射組件(TOSA,含激光器芯片)、光接收組件(ROSA,含光探測器芯片)、驅動電路和光、電接口、導熱架、金屬外殼等。

光模塊結構示意圖

資料來源:公開資料整理

光模塊原理示意圖

資料來源:公開資料整理

    光模塊有多種分類方式,典型如依據封裝方式、速率、傳輸距離、調制格式、是否支持波分複用(WDM)應用、光接口工作模式、工作溫度範圍等進行分類。按封裝方式分類有SFP+、SFP28、QSFP28、CFP2、QSFP-DD、OSFP等;按速率分類有10Gb/s、25Gb/s、50Gb/s、100Gb/s、400Gb/s等;按傳輸距離分類有100m、10km、20km、40km、80km及以上等;按調制格式分類有NRZ、PAM4、DP-QPSK/n-QAM等;按是否支持波分複用(WDM)應用分類有灰光模塊(不支持WDM)和彩光模塊(支持WDM);按光接口工作模式分類有雙纖雙向(Duplex)、單纖雙向(BiDi);按工作溫度範圍分類有商業級(0~70℃)、工業級(-40~85℃)等。

    光模塊內部的激光器可分爲垂直腔面發射激光器(VCSEL)、法布裏-珀羅激光器(FP)、分布式反饋激光器(DFB)、電吸收調制激光器(EML)等;光探測器可分爲PIN結二極管(PIN)、雪崩光電二極管(APD)等。不同類型的激光器和光探測器在性能和成本等方面存在差異,光模塊可根據具體規格要求選擇不同的芯片方案。

    光模塊産業鏈主要爲光芯片-光器件-光模塊-光設備。其中光模塊環節位于産業鏈偏後端,主要起到設計、集成、封裝、測試的作用。光模塊的上遊是光芯片與光器件,下遊是通信設備商,最終産品應用到數據中心與電信市場。

光模塊産業鏈

資料來源:公開資料整理

    光模塊廠商以前往往傾向于類似于芯片廠商的IDM模式,從外部采購芯片,無源器件等原材料,自己進行封裝測試,並形成最終光模塊産品。隨著光模塊應用場景的豐富,光模塊封裝類別及形式都在發生較大的變化,光模塊廠商,尤其對于一些海外的光模塊廠商,更加願意把光器件前端光學部分的耦合及封裝外包委托出去,這樣一方面可以降低自己的投資成本,不需要各種封裝形式都逐個投入,另一方面,也可以讓專業的器件封裝廠商發揮自己成本和工藝平台的優勢,提高産品良率,降低産品成本,于是就出現了像Fabrinet、天孚通信這樣的封裝代工企業。

光模塊行業從IDM模式轉爲垂直産業模式

資料來源:公開資料整理

    從需求角度看,對于光器件廠商特別是海外光模塊廠商而言,其優勢在于對光器件的設計和研發,一般不自己建立産能,所以尋找到良率較高、成本較低的代工企業對降低産品成本至關重要。同時,光器件廠商對代工企業能夠提供一站式服務和解決方案的偏好也在增強。一是價格相對優惠,二是各類元器件的質量控制、標准統一、供應時效更具保證,能夠提高效率、降低供應鏈管理的難度。

    從供給角度看,代工上遊目前資源零散、封裝設備投入門檻高,往往一條樣品線就將涉及數千萬元的投資,建立完整的産能則需要上億元的投資;同時,光器件封裝的工藝難度大,既涉及到無源器件的技術,又要涉及到有源器件的技術,批量代工的門檻很高,因此目前市場上高質量的光器件封裝代工産能稀缺,這充分保證了公司在産業鏈環節中的議價權。

    由于5G時代將引入大量傳感器、可穿戴設備等新型接入終端,種類豐富,數量龐大,因此單位面積接入數和流量密度都將爆炸式增長。同時,受限于無線頻譜特性,5G覆蓋半徑較4GLTE略低,因此基站覆蓋密度將有一定幅度的增加。在此基礎上,光模塊作爲5G網絡物理層的基礎構成單元,基站和傳輸設備中的核心部件,其需求會進一步加大。智研咨詢發布的《2019-2025年中國光模塊行業運營態勢及未來發展趨勢報告》顯示:2018年中國光模塊需求量爲1.17億只,市場規模爲142.99億元。

2013年~2018年中國光模塊需求量走勢圖

資料來源:智研咨詢整理

2013年~2018年中國光模塊市場規模走勢圖

資料來源:智研咨詢整理

    “十三五”以來,我國信息産業發展勢頭良好,産業體系不斷完善。隨著中國制造2025、互聯網+等國家戰略出台,大數據、雲計算、物聯網、智能移動終端等新一代信息技術迅猛發展,作爲重要支撐的光電子器件産業獲得了前所未有的市場機遇。但是,我國光電子産業的核心基礎能力依然薄弱,加快推動光電子器件技術進步和産業發展,是發展信息産業的必然選擇。 

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