Table_Title 通信传输设备行业专题研究 电信与数通市场双轮驱动，有望引发新一轮光模块需求高峰 2020 年 10 月 09 日 Table_Summary 【投资要点】 国内光模块厂商崛起，高端光芯片产业亟待突破。近年来，全球光模块市场的集中度提升，国内光模块厂商份额持续扩大，根据权威机构 LightCounting预测，预计2020年将有5家中国光模块厂商进入全球前十，中际旭创将超越Finisar上升至市占率榜首。虽然国产厂商的光模块市场份额持续提升，但产业链上游的芯片领域依然为海外厂商所主导，仅10G及以下速率的低速光芯片实现了高度国产化，25G及以上速率的高端领域亟待突破，在战略和成本双重驱动下，光芯片国产化是大势所趋。根据工信部提出的发展规划，2022年25G及以上速率的光芯片国产化率将达到30%-50%，而目前仅为5%左右，具备光芯片研发制造能力的相关企业成长空间巨大。 网络架构变动下，5G网络建设将带来大量前传光模块需求。与4G无线网的连接方式不同，5G的无线接入网转变为由AAU、DU、CU组成的三级结构，前端采用光纤直驱和无源波分的方案将使前传光模块需求提升数倍。在光模块的性能需求上，由于5G网络的带来流量和速率的提升，对光模块速率的要求也相应提高，无线前传部分将从10G升级到25G，城域网从10G、40G升级到100G，骨干网从100G升级到400G。在5G网络建设高峰期内，电信光模块需求侧得到全面提振。 云计算产业持续景气，叶脊架构和代际更迭共同驱动数通光模块市场量价齐升。云计算需求上升和5G带来的流量爆发趋势下，超大规模化的数据中心占比提升是大势所趋，叶脊架构作为超大规模数据中心的网络解决方案将推动高速光模块的需求提升。另外，随着交换芯片和高速光芯片的研发和导入，海外云计算巨头开始部署400G数据中心，100G、200G和400G模块的渗透率将提升。需求量提升叠加代际升级的利好下，数通光模块市场未来2-3年有望实现量价齐升。 上半年板块内公司业绩表现良好，增长逻辑将持续兑现。2020年上半年，受益于5G网络和数据中心的建设，以及疫情下线上业务的提振带来的流量增长所推动的网络升级，光模块市场需求开始放量，板块总体营收规模再上一个台阶，光模块板块整体实现营业收入为108.08亿元，同比增长20.11%。盈利能力方面，得益于光模块产品的代际升级，部分公司的产品销售结构得以改善，板块总体归母净利润合计为10.5亿元，实现同比增长36.54%，超过营收增速。本轮光模块市场的高景气周期从2019年下半年开始，预计将持续2-3年，今年上半年在疫情影响复工复产的情况下板块内公司整体业绩依旧实现较高增长，增长逻辑已经进入兑现期，未来行业整体业绩有望持续走高。 Table_Rank 强于大市（首次） Table_Author 东方财富证券研究所 证券分析师：何玮 证书编号：S1160517110001 联系人：王立康 电话：021-23586330 Table_PicQuote 相对指数表现 Table_Report 相关研究 -7.45%1.14%9.74%18.33%26.93%35.52%9/30 11/30 1/31 3/31 5/31 7/31通信传输设备 沪深300Table_Title1 行业研究 /通信传输设备 / 证券研究报告 挖掘价值 投资成长 2017 敬请阅读本报告正文后各项声明 2 Table_yemei 通信传输设备行业专题研究 【配置建议】 在具备光芯片生产能力的厂商中，我们建议重点关注光迅科技。公司是全球领先的光通信器件供应商，是国内市场稀缺的光芯片龙头，拥有传输、接入和数据三大产品线，从成立以来长期坚持光芯片、光模块和子系统的垂直一体化布局，目前是国内极少数具备25G DFB光芯片量产能力的企业。公司在全球光器件市场中份额靠前，随着25G DFB光芯片的自产自供能力逐步实现，公司的盈利能力有望显著提升。 在电信与数通光模块领域，我们建议关注中际旭创和新易盛。中际旭创是全球高速光模块龙头，100G光模块市占率全球第一，具备400G光模块批量出货能力并开始小批量供应重点客户，目前云计算产业景气度高，数据中心建设需求旺盛，在云巨头资本开支逐步回暖和光模块代际升级的情况下，公司高速光模块业务有望实现量价齐升。新易盛的光模块业务实现了电信和数通领域全速率的覆盖，在电信市场中，公司的5G产品线丰富，适用于前中回传各个环节，有望把握5G建设高峰期的机遇扩大营收规模提升盈利水平，在数通市场中，公司推出了首款功耗低于10W的400G光模块产品，有望突破海外市场，改变竞争格局。 【风险提示】 市场竞争加剧； 贸易战影响产业链上游供应； 5G网络建设进度不及预期； 数据中心建设规模不及预期。 oPsNqQtOmPxPsNmQtPnMrO7NbP8OsQpPtRnNlOnNzQlOoNoObRmNyQuOpMmNwMnOsM2017 敬请阅读本报告正文后各项声明 3 Table_yemei 通信传输设备行业专题研究 正文目录 1.光模块是光通信的核心器件 . 5 1.1.光进铜退是全球通信产业的发展趋势 . 5 1.2.光模块是光通信实现的基础 . 6 1.3.硅光技术的应用将是下一代光模块的发展方向 . 8 2.海内外产业链分工明确，国内厂商逐渐崛起 . 9 2.1.上游高端芯片领域由海外厂商垄断，国产厂商在光模块市场份额持续提升. 9 2.2.芯片国产替代需求强烈，行业竞争格局持续优化 . 11 3.电信与数通市场双轮驱动打开光模块增长空间 . 13 3.1.电信市场：5G网络建设进入加速期，架构改动带来更多商机 . 13 3.2.数通市场：云计算巨头资本开支回暖，400G 光模块需求带来新增长空间. 16 3.3.上半年行业表现：电信市场放量，数通市场代际升级，增长逻辑开始兑现. 19 4.配置建议 . 20 4.1.中际旭创（300308.SZ） . 20 4.2.光迅科技（002281.SZ） . 21 4.3.新易盛（300502.SZ） . 23 5.风险提示 . 24 图表目录 图表 1：光通信发展历程 . 5 图表 2：全球每年产生的数据量估算（ZB） . 5 图表 3：光通信在电信和数据中心市场中的应用 . 6 图表 4：光通信的实现方式 . 6 图表 5：光纤收发器与光模块 . 7 图表 6：光模块的发展进程 . 7 图表 7：布局硅光通信的厂商与产业市场规模预测 . 8 图表 8：海内外对硅光技术有所布局的部分公司 . 9 图表 9：光模块产业链 . 10 图表 10：LightCounting对未来全球光模块市场份额的预测 . 11 图表 11：光模块的成本构成 . 11 图表 12：工信部为国内光芯片产业指定的发展目标 . 12 图表 13：国内光模块厂商近年来对光芯片产业的布局 . 13 图表 14：2010以来国内运营商资本开支情况 . 14 图表 15：4G基站建设与5G基站建设进度及预测 . 14 图表 16：5G与4G承载组网架构对光模块需求的区别 . 14 图表 17：5G前传典型应用场景 . 15 图表 18：5G承载光模块的需求评估 . 15 图表 19：光模块在数据中心的应用方式 . 16 图表 20：叶脊架构与传统的三层架构对比 . 17 图表 21：叶脊架构各环节对数通光模块需求的演进 . 17 图表 22：海外云计算巨头资本开支变化情况（亿美元） . 18 2017 敬请阅读本报告正文后各项声明 4 Table_yemei 通信传输设备行业专题研究 图表 23：全球数通光模块市场规模预测 . 18 图表 24：2018H1-2020H1光模块公司营收（百万） . 20 图表 25：2018H1-2020H1光模块公司盈利（百万） . 20 图表 26：2018H1-2020H1光模块公司毛利率情况（%） . 20 图表 27：中际旭创的业务结构 . 21 图表 28：中际旭创近年来各季度业绩表现（百万） . 21 图表 29：光迅科技产品结构 . 22 图表 30：光迅科技2010-2020H1业绩表现（百万） . 22 图表 31：新易盛2012-2020H1业绩表现（百万） . 23 图表 32：光模块行业建议关注公司盈利预测（截至2020-09-28） . 23 2017 敬请阅读本报告正文后各项声明 5 Table_yemei 通信传输设备行业专题研究 1.光模块是光通信的核心器件 1.1.光进铜退是全球通信产业的发展趋势 现代通信起始于 1873 年摩尔斯发明的电报，实现了用电传输文字信息，再之后到有线电话、电视、无线电话的发明和应用都是基于有线或无线电的通信方式。但是由于电子信号本身的较易受电磁干扰和只能串行通信的特性，无法实现高速率信号长距离的传输，于是人们展开了对光通信的探索。光通信实现应用的标志是上世纪七十年代美国康宁根据高锟的设想成功研制了第一条20dB/Km 的低损耗单模光纤，由此开始，光通信进入了蓬勃发展阶段。光通信以光子作为信息传输的载体，光子本身具有极快的响应能力、极强的并行能力，而且无电荷，将其作为信息的载体无电磁干扰情况又具备极好的保密性，依靠这些特性，光通信在信息传输上具备长距离、高速率、大容量、高可靠性的优势。随着全球信息技术产业的持续发展，通信网络中的数据流量规模愈加庞大，互联网接入带宽速率与数据流量规模同步增长，以铜线为载体的传输方式无法满足升级需求，于是光纤逐渐取代铜线，在5G、云计算、物联网等技术推动的数据流量高速增长下，“光进铜退”已经是全球通信产业的发展趋势。 图表 1：光通信发展历程 资料来源：中国产业信息网，东方财富证券研究所 图表 2：全球每年产生的数据量估算（ZB） 资料来源：中国产业信息网，东方财富证券研究所 0%10%20%30%40%50%01020304050602016 2017 2018 2019 2020E数据量 增速2017 敬请阅读本报告正文后各项声明 6 Table_yemei 通信传输设备行业专题研究 光通信在通信网络中的应用首先在较长传输距离的运营商广域网和城域网中，后随着成本的降低，逐渐下沉到中短距离的局域网中，在园区和企业内部网络中都有应用。近年来，云计算需求的增长推动了数据中心的规模扩大和技术升级，为了提升数据中心内部和外部的数据传输速度，应对数据量指数级的增长，光通信广泛应用在数据中心内部的通信设备间，随着数据中心产业规模的不断提升，未来有望成为光通信的最大市场。 图表 3：光通信在电信和数据中心市场中的应用 资料来源：Finisar，东方财富证券研究所 1.2.光模块是光通信实现的基础 目前由于技术的限制，如今的 IT 设备只能识别电信号，不能够识别光信号，仅通过光纤是无法实现设备之间通信的，需要通过光纤收发器或光模块协助设备进行发送端和接收端的电光、光电转换。光纤收发器是独立的设备，一般使用在较远距离传输中，两端的设备使用网线分别连接两端的光纤收发器，光纤收发器之间通过光纤进行传输，也被称之为光电转换器，是一种相对经济的方案，但要考虑供电、光纤、网线等问题，且传输损耗较高。光模块是一个功能模块，是不能单独使用的无源设备，必须插在 OLT、交换机、服务器等设备上配套使用。相比于光纤收发器，光模块支持热插拔，配置相对灵活，能够简化网络，减少故障点，而且性能上更为稳定和高效，所以使用通信设备搭配光模块也是目前运营商和数据中心广泛采用的光通信方案。 图表 4：光通信的实现方式 资料来源：头豹研究院，东方财富证券研究所 2017 敬请阅读本报告正文后各项声明 7 Table_yemei 通信传输设备行业专题研究 图表 5：光纤收发器与光模块 资料来源：公开资料，东方财富证券研究所 伴随着光通信产业的发展，光模块也在不断进化，小型化、低成本、高速率等特性是产品迭代的主要方向。光模块最早出现在1999年，是采用SC光头1X9封装的产品，用法是集成在通信设备的电路板上作为固定化的光模块使用，之后 1X9封装的产品逐渐转向小型化和可热插拔的方向上发展。SFF模块源自于小型化的尝试，其仍然是采用固定化的用法，用LC头直接集成在电路板上。可热插拔的方向上诞生的光模块是GBIC，当时广泛应用于交换机和路由器等网络设备，其和固定化的光模块相比优势明显，可以作为一个独立的模块使用，方便更新、维护和故障定位。然而随着网络的发展，网络设备的光口数量需求不断增加，GBIC的体积较大导致设备的光口密度较小，无法适应网络快速发展的趋势。经过技术的探索和优化，GBIC的升级版本，兼顾小型化和可热插拔功能的SFP光模块研制成功，体积仅为GBIC的1/2-1/3，实现了网络设备光口密度的提升，出现后便得到了最为广泛的应用，并实现了统一接口的通讯方式，各个厂家的网络设备均可以兼容，能够作为单独的设备进行采购。SFP诞生后，在小型化、高速率、低成本等特性优化的道路上，又相继出现了采用XENPARK、XPARK、XFP、CFP、SFP+等封装方式光模块产品，体积越来越小，使用越来越便捷，成本也逐渐下降，所支持的速率也最初的不到 10Gbps 到目前最高的800Gbps，光模块的各方面的技术水平在20年的时间内取得了长足的进步。 图表 6：光模块的发展进程 资料来源：电子发烧友，东方财富证券研究所 2017 敬请阅读本报告正文后各项声明 8 Table_yemei 通信传输设备行业专题研究 1.3.硅光技术的应用将是下一代光模块的发展方向 近年来，不断缩小的芯片尺寸面临物理极限，遇到的散热问题、漏电流问题难以解决，微电子面临摩尔定律的困境。硅光技术是解决困境的方案之一，该技术基于硅光子通信高速、低成本的优势，结合集成电路技术，用光子代替电子传输信息，硅光技术的出现意义在于能够发挥硅基的 CMOS 工艺的规模效应，进而在通信设备领域延续摩尔定律。从目前硅光产品的表现来看，通过硅光集成技术用光代替电进行信息的传输，其在体积、速率、功耗和成本等方面都将有较大的优势，尤其在目前的节点，5G的商用推进和云计算需求的提升将带来数据流量的暴增，数据传输带宽的增加将会对光通信提出更高的要求，硅光技术作为更好的方案未来有望逐渐取代现有技术。目前以硅光技术为代表的光电集成已进入产业化阶段，其中硅光模块为商用较早的产品。硅光模块和目前所广泛使用的传统光模块不同，传统光模块采用分立式，光芯片是通过一系列的无源耦合器件与光纤实现对准耦合，实现光路的封装。而使用硅光技术的光模块基于 CMOS 制造工艺，能够在硅基底上使用蚀刻工艺快速加工大规模的波导器件，并利用外延生长等加工工艺制备调制器、接收器等关键器件，最终实现将调制器、接收器以及无源光学器件等集成，其具有集成度高、成本低及传输性能优异的特点。根据前瞻网援引研究机构Yole的预测数据，从2019年到2024年，硅光通信的市场规模将从4.8亿美元增长到39亿美元，复合增长率超过40%，到2025年，仅数据中心市场的硅光模块出货量将达到2400万，市场规模约36亿美元。 图表 7：布局硅光通信的厂商与产业市场规模预测 资料来源：前瞻网，Yole，东方财富证券研究所 正是看到硅光技术在通信设备领域巨大的发展潜力与空间，海内外的光通信设备领导厂商和相关行业具备较强竞争力的企业相继入场进行布局，产业发展迅猛。国外的企业如Intel、Cisco及SiFotonics等巨头公司起步较早，均已推出多款基于硅光技术的器件产品，已经在行业内占据头部地位。与海外企业相比，由于在光通信高端领域的技术相对落后，国内企业布局硅光技术较晚，主要通过收购拥有该技术的海外公司或者与外企成立合资公司的模式来切入，目前在研发技术和成果方面与海外巨头相比仍有较大差距，目前仍处于追随状态。不过我们认为无论是国外企业的技术领跑还是国内企业的入场追赶，从目前的市场发展阶段和产品的成熟度来看，在功耗、成本、带宽和产能方面硅光2017 敬请阅读本报告正文后各项声明 9 Table_yemei 通信传输设备行业专题研究 技术还有较大的提升空间，距离大规模应用尚需时日，但可以确认的是硅光技术的未来已来，日后将成为光通信领域的主流应用方向。 图表 8：海内外对硅光技术有所布局的部分公司 公司名称 布局分析 已实现或在研产品 Intel 起步最早，研发能力强，在低功耗高速硅光产品的研发上已经有所成果，数据中心业务占比高。 100G硅光模块，PSM4硅光产品 CISCO 收购CoreOptic、Lightwire、Acacia，研发了针对400G接口的硅光子技术线卡，业界首款400G硅光等高端产品，具备较强研发实力 AISC产品、线卡、CPAK光模块 SiFotonics 全球硅光子器件与集成技术的领导者之一，布局锗硅探测器、硅光集成芯片和器件等 全球首款基于CMOS技术的10G单片光接收器集成芯片，锗硅PD/APD芯片，硅基全集成相干接收机芯片 华为 先后收购英国CIP和比利时Caliopa，在集成器和硅光技术领域具备优势 小型高容量硅光芯片 光迅科技 国家重点扶持的光通信企业，收购丹麦IPX公司，目前是国内唯一量产10G 以下DFB、APD芯片的厂商 100/200G全集成硅基相干光收发集成芯片和器件 博创科技 公司与Sicoya、陕西源杰等成立合资公司，主营硅光芯片产品，为公司硅光模块的研发技术提供保障 今年初推出400G硅光模块，400G DR4模块测试中 亨通光电 2017年与英国Rockley成立合资公司布局硅光子领域 三款100G硅光模块产品，400G硅光产品在研 资料来源：公司公告，东方财富证券研究所 2.海内外产业链分工明确，国内厂商逐渐崛起 2.1.上游高端芯片领域由海外厂商垄断，国产厂商在光模块市场份额持续提升 光模块产业链包含光器件、光模块、光通信应用三部分，光模块处于产业链中游，上游是光模块成本中占比较大的光芯片和电芯片，以及其他组件等构成光模块的基本元器件，下游主要配套供应电信和数通市场的相关设备。 2017 敬请阅读本报告正文后各项声明 10 Table_yemei 通信传输设备行业专题研究 图表 9：光模块产业链 资料来源：Choice，东方财富证券研究所 光模块的产业链上游和高端领域被海外厂商主导。长久以来欧美日的光通信公司在高端芯片和器件方面都具备较大的技术优势，在市场中占据绝对份额，国内的光通信厂商还在追赶阶段，高端领域基本属于空白。光芯片是光模块中技术含量最高，成本占比最大的部分，其中高端光芯片被海外厂商主导，代表厂商有 Finisar、Lumentum、Oclaro，国内华为海思、光迅科技、华工科技等在光芯片领域有所布局，但只有海思突破了高端产品，其余厂商的主要光芯片产品还集中在10G、25G及以下速率的产品。2018年，国内10G速率以下光芯片国产化率已达到80%，10G速率光芯片国产化率约50%，25G及以上光芯片国产化率仅5%。电芯片和光芯片的格局相似，25G及以上的市场基本为海外厂商垄断，包括Macom、Semtech、Inphi等公司。在发射组件、接收组件、光纤连接器等光组件方面，高端产品涉及精密加工领域，海外厂商Finisar、Oclaro、Sumitomo占据主要份额，国内天孚通信、光迅科技等厂商有一定市场份额。总体来讲，光模块上游技术壁垒高、参与者少、竞争较小，主要的市场份额还集中在海外厂商手中，随着 5G 建设周期的到来和数据中心规模的提升，市场对25G 及以上的高速率芯片需求开始释放，低速率芯片将逐渐被边缘化，目前来看国内厂商在技术水平上有较大差距，需要持续投入才有望改变局面。 在产业链中游的光模块市场中，国内厂商近年来进步显著。在 2010 年全球光模块厂商排名中，国内只有武汉电信器件（WTD）进入榜单前十，但到了2020年，根据电子发烧友援引LightCounting的数据，预计将有5家中国光模块厂商进入前十，中际旭创将超越Finisar成为市占率榜首。国内光模块厂商的份额持续提升一方面是由于在过去十年中，国内巨大的下游市场需求持续提升，厂商也在研发上持续投入，跟进国际领先技术，获得市场的接受和认可；另一方面，由于光模块的价格逐渐透明，特别是在低端市场中海外厂商在较低的毛利率下无法保持盈利，于是许多海外厂商开始剥离光模块业务或专注于高端产品领域，并且从 2018 年开始陆续出现整合，厂商数量减少，主要开始布局下一代的硅光通信技术及市场。这一阶段中，国内厂商依靠成本优势持续扩大份额，并且依靠良好的盈利可以持续投入高端产品的研发，目前在 400G 高速率光模块的市场中，中际旭创和新易盛都实现了批量出货，未来国内厂商有望提升在高端光模块领域的市场份额。