光芯片应用场景不断升级，光芯片需求持续增长
思瀚产业研究院 源杰科技    2022-12-16

①政策引导及信息应用推动流量需求快速增长，光芯片应用持续升级

随着信息技术的快速发展，全球数据量需求持续增长，根据 Omdia 的统计，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为重要的器件保持持续增长。

根据 LightCounting 的数据，2016 年至 2020 年，全球光模块市场规模从58.6 亿美元增长到 66.7 亿美元，预测 2025 年全球光模块市场将达到 113 亿美元，为 2020 年的 1.7 倍。光芯片作为光模块核心元件有望持续受益。

数据来源：LightCounting

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，规划要求的主要指标情况如下：

②“宽带中国”推动光纤网络建设，千兆光纤网络升级推动光芯片用量提升

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（无源光网络）技术是实现 FTTx 的最佳技术方案之一，PON 是指 OLT（光线路终端，用于数据下传）和 ONU（光网络单元，用于数据上传）之间的 ODN（光分配网络）全部采用无源设备的光接入网络，是点到多点结构的无源光网络。

PON 技术传输容量大，相对成本低，维护简单，有很好的可靠性、稳定性、保密性，已被证明是当前光纤接入中非常经济有效的方式，成为光纤接入技术主流。目前 PON 技术主要包括 APON/BPON、EPON、GPON 和 10G-PON 几类，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。10G-PON 技术支持数据上下传速率对称 10Gbps，能够更好地满足各类高速宽带业务应用的接入网络需求。

根据 LightCounting 的数据，2020 年 FTTx 全球光模块市场出货量约 6,289 万只，市场规模为 4.73 亿美元，随着新代际 PON 的应用逐渐推广，预计至 2025 年全球 FTTx 光模块市场出货量将达到 9,208 万只，年均复合增长率为 7.92%，市场规模达到 6.31 亿美元，年均复合增长率为 5.93%。

数据来源： LightCounting

我国是光纤接入全面覆盖的大国，为国内光芯片产业发展带来良好机遇。根据工信部《宽带发展白皮书》，2020 年，我国光纤接入用户占比全球第二，仅次于新加坡。此外，根据《“十四五”信息通信行业发展规划》，在持续推进光纤覆盖范围的同时，我国要求全面部署千兆光纤网络。以 10G-PON 技术为基础的千兆光纤网络具备“全光联接，海量带宽，极致体验”的特点，将在云化虚拟现实（Cloud VR）、超高清视频、智慧家庭、在线教育、远程医疗等场景部署，引导用户向千兆速率宽带升级。2020 年，我国 10G-PON 及以上端口数达到 320 万个，到 2025 年将达到 1,200 万个。

③5G移动通信网络建设及商用化促进电信侧高端光芯片需求

全球正在加快 5G 建设进程，5G 建设和商用化的开启，将拉动市场对光芯片的需求。相比于 4G，5G 的传输速度更快、质量更稳定、传输更高频，满足数据流量大幅增长的需求，实现更多终端设备接入网络并与人交互，丰富产品的应用场景。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明显提升，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。

根据LightCounting 的数据，全球电信侧光模块市场前传、（中）回传和核心波分市场需求将持续上升，2020 年分别达到 8.21 亿美元、2.61 亿美元和 10.84 亿美元，预计到 2025 年，将分别达到 5.88 亿美元、2.48 亿美元和 25.18 亿美元。电信市场的持续发展，将带动电信侧光芯片应用需求的增加。

注：全球电信侧光模块市场规模及预测中不包括 FTTx 市场。

数据来源：LightCounting

我国 5G 建设走在全球前列。根据工信部的数据，截至 2021 年 9 月末，我国 5G基站总数 115.9 万个，占国内移动基站总数的 12%，占全球比例约 70%，是目前全球规模最大的 5G独立组网网络。2021 年上半年国内 5G基站建设进度有所推迟，但下半年招标及建设节奏明显提速。根据《“双千兆”网络协同发展行动计划（2021-2023 年）》，到 2021 年底，5G 网络基本实现县级以上区域、部分重点乡镇覆盖，新增 5G 基站超过 60 万个；到 2023 年底，5G 网络基本实现乡镇级以上区域和重点行政村覆盖，推进 5G的规模化应用。

④云计算产业发展，全球及国内数据中心数量大幅增长，光芯片重要性突显

互联网及云计算的普及推动了数据中心的快速发展，全球互联网业务及应用数据处理集中在数据中心进行，使得数据流量迅速增长，而数据中心需内部处理的数据流量远大于需向外传输的数据流量，使得数据处理复杂度不断提高。

根据 Synergy Research 的数据，截至 2020 年底，全球 20 家主要云和互联网企业运营的超大规模数据中心总数已经达到 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广泛的应用，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 LightCounting 的数据，2019 年全球数据中心光模块市场规模为 35.04 亿美元，预测至 2025 年，将增长至 73.33 亿美元，年均复合增长率为 13.09%。

数据来源：LightCounting

我国云计算产业持续景气，云计算厂商建设大型及超大型数据中心不断加速。根据中国信通院《2021 云计算白皮书》，2020 年我国公有云市场规模达到1,277 亿元，同比增长 85.2%，私有云市场规模达到 814 亿元，同比增长26.1%。政策层面，我国政府将云计算作为产业转型的重要方向，积极推动云计算、数据中心的发展。

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。

数据来源：工信部