光通信器件行业市场规模 2020光通信器件行业现状及发展前景分析

光通信是一种光以作为信息载体进行传输的现代通信技术。常见的主要有两种传输媒介不同的通信方式，分别光纤通信和大气激光通信。大气激光通信的传输媒介为空气;而光纤通信传输媒介则是光纤。由于低损耗光纤和在室温下能持续工作的DH(双异质结)半导体激光器的发明，促进了光纤通信的实际应用。

光通信器件是光通信产业的上游产业，属于光通信系统基础和核心部分，主要分为有源器件和无源器件两种，光通信器件的经济性、可靠性和先进性决定了整个光通信网络系统的技术水平和竞争力。

1975年后，发达国家逐渐开始发展光器件产业，中国比国外约晚5年才形成光器件产业，但中国的起步不算晚，国家光纤通信发展初期科研和工程的需要有源器件和无源器件已能够满足。目前，我国光通信器件产业为全球光器件产业中最为活跃的市场，约占五分之一的全球市场份额。然而不容乐观的是，我国光通信产业虽然规模大，但是竞争力不强，主要靠低价格优势生存，光通信产业链整体不均衡，尤其是在产业链源头的光器件及芯片产业方面力量薄弱，随着信息化时代的推进，我国由于各方面因素制约，在核心技术和高端产品方面与国际先进水平的差距日益突出。我国光通信器件厂商以民营中小企业为主，大多没有其他业务支撑，规模普遍较小，企业群体不够强壮。

我国光通信器件市场规模在近几年与全球保持相同的增长趋势，中国光通信器件市场约占全球25%～30%左右的市场份额。然而，尽管我国拥有全球最大的光通信市场、优质的系统设备商，但是我国光通信器件行业在全球所占份额与现有资源并不相匹配。2017-2019年，中国光通信器件行业市场规模以10%左右的增速不断增长，2019年规模达31.6亿美元。

根据中研普华研究报告《2020-2025年光通信器件市场现状调查及供需格局分析预测报告》统计分析显示：

一、2019年光通信器件行业发展状况分析

根据咨询机构Ovum数据，2015—2021年，全球光通信器件市场规模总体呈增长趋势。其中，电信市场和数据通信市场对光通信器件的需求保持稳定的增长，而接入网市场需求趋稳。与设备、光纤光缆市场相比，光通信器件领域还处在充分竞争时代，由于很多光通信器件企业都是在某一细分领域精耕细作，造成了厂商众多、集中度低的市场格局，市场份额也相对分散。

我国光通信器件市场规模在近几年与全球保持相同的增长趋势，中国光通信器件市场约占全球25%～30%左右的市场份额。然而，尽管我国拥有全球最大的光通信市场、优质的系统设备商，但是我国光通信器件行业在全球所占份额与现有资源并不相匹配。

我国光通信器件厂商以民营中小企业为主，大多没有其他业务支撑，规模普遍较小，企业群体不够强壮，在自主技术研发和投入实力方面相对较弱，主要集中在中低端产品的研发、制造上，核心基础光通信器件研发生产能力薄弱。

从市场占比分析，中国企业实力偏弱，全球光通信器件市场占有率前十名企业中仅有一家中国企业。

根据行业供给情况给出的光收发模块、光芯片、电芯片国产化率测算数据，10Gb/s速率的光芯片国产化率接近50%，25Gb/s及以上速率的国产化率远远低于10Gb/s速率的产品，国内供应商除了可以提供少量的25Gb/sPIN器件和APD器件外，25Gb/sDFB激光器芯片则刚刚完成研发。25Gb/s速率模块使用电芯片基本依赖进口。

二、2019年中国光通信器件行业发展动态

共建共享是5G网络建设的必然选择，继中国电信与中国联通合作之后，2020年5月20日中国移动宣布与中国广电进行5G合作，全国将建成2张5G网络。

DRAN场景下光纤直驱CRAN场景下xWDM成为主流

图表：5G承载技术方案及产业

资料来源：中国电信研究院

在5G承载技术方案与产业研究方面。5G回传的方案相对统一，接入层是25G、50G为主，在建设初期，5G的带宽和容量尚未扩大，25G第一级回传基本满足需求，随着网络规模的扩大和网络的集中，将来50G、100G将会在接入层出现。在汇聚层和核心层，当前以100G为主，随着网络规模的扩大和网络的集中，到未来可能会到400G，甚至可能会用波分的技术去提升容量。

在5G前传方面存在几种技术，最成熟的CWDM是发展最早且最成熟的，它可以支持6波，LWDM/MWDM支持12波25G，并可以进一步节省光纤。对于光模块来说，前传25G/10G的接口是兼容的，这方面技术也非常成熟。对100G来说需要高密度及低功耗的封装，比如SFP28。5G建设的整体要求需要达到低成本且互联互通，互联互通本质上也是进一步降低成本。

共建共享的模式下，CRAN将成为主要应用场景。CRAN具备以下几种优势：

一、CRAN方式相对DRAN可减少末端机房及传输设备需求，节省站址获取、机房租金及传输成本，理论上集中度越高效果越明显;

二、由于DU集中放置便于统一维护，因此在建设成本和维护成本上较DRAN有一定优势，CRAN将成为5G建设的主要部署模式;

三、同时CRAN方式可实现DU的池组化或云化，实现基带资源的共享和多站间的业务协同。因为CRAN对前传光纤消耗较较大，xWDM将成为主流。

举例电信联通共建共享分析，当共建共享后，100M变为了200M，站型从S111升级为S222，也就是说，3.5GHz载频的前传需求光模块从3个25G变成6个25G。随着5G的发展，将来会引入更多10G前传接口需求。在频谱为3.5GHz200MHz+2.1GHz下，将用到6个25Gb/s+3个10Gb/s(单锚点)或6个25Gb/s+6个10Gb/s(双锚点);将来3.5GHz200MHz+2.1GHz+1.8GHz的频谱中，将采用6个25Gb/s+4个/8个10Gb/s。

面向DRAN的应用场景下，光模块的传输为传输距离较短使光纤成本的敏感度降低，因此， 25Gb/sBiDi方案是比较靠谱的方案。2018年开始，25Gb/sBiDi的技术已经深入研究并制定标准。该方案内部采用DML+PIN的方式，成本较低且支持工温，可靠高等优势，产业走向成熟，多厂商支持且可互联互通。

面向CRAN的应用场景时，光纤直驱对光纤的消耗则太大，不具优势。对于CRAN的解决方案有几种。无源CWDM方案是最成熟的，采用DML+PIN的方式。无源CWDM方案的优势为方案简单，无温控(TEC)，成本低;4波CWDM在数据中心有海量应用，6x10GCWDM方案在4G前传有应用，产业链成熟;支持100MHz载频的单站单纤。近期，在中国移动各省公司和电信集团集采推动下，出货量达到几十万，价格下降快。

3通道25GCWDM更经济6通道25GLWDM更具性能优势

无源CWDM方案面临以下几个问题：1.面向共建共享的200MHz载频，需要2芯/2套系统;2.维护余量不足;3.产品合格率压力;4.环境高低温考验。CWDM从3*25G升级支持6*25G可选方案中，方案一：C-band，需要高成本EML+PIN方案，成本较高，暂不可行。方案二：利用环形器，采用同波方案，在现有CWDM6波基础上，扩展支持12波，但将面临插损指标，反射影响及产业链支持不足三大挑战。

除此之外，业界正在研究的单纤12×25WDM前传三种方案为：由中国移动主导，产业封闭的MWDM(中等波分复用)方案;中国电信+信通院联合牵头，产业开放的LWDM(细波分复用);中国联通主导的G.Metro(DWDM密集波分复用)，三种方案各具特点。

图表：业界正在研究的单纤12*25WDM前传三种方案

资料来源：中国电信研究院

MWDM(中等波分复用)方案技术：采用在CWDM的6波基础上，左右各拉偏3.5nm，光模块方案采用低成本DML+PIN/APD+TEC(温控)，成本偏高，合分波采用TFF(薄膜滤波)实现。目前该方案的产业现状上，扩展支持10G通道的方案未明确，理论上讲可利用现有产业链扩展3通道10G或再定制扩展6通道10G。

LWDM(细波分复用)技术：工作波长位于零色散点附近，色散代价小(<1dB)，可扩展性好;光模块采用低成本DML+低成本PIN+TEC(温控)，25G光模块成本高于CWDM;合分波采用TFF(薄膜滤波)实现。从中国电信目前进展来看，该方案光模块样品已完成研发，至今已完成7个光模块厂商、5个复用器/解复用器厂商样品测试。LWDM性能优异，部分厂商的CWDM的长波长色散代价较大，有待进一步优化。为匹配5G建设要求，LWDM最早下半年可集采和规模应用。

G.Metro(DWDM密集波分复用)方案：采用100GHz(0.8nm)波长间隔DWDM技术，采用单纤双向结构，前20波与后20波间隔700GHz，光模块采用高成本EML+低成本PIN+TEC(温控)，采用AWG实现合分波。该方案采用高成本可调谐EML+TEC+PIN方案，技术方案可行，但目前在产业现状面临成本压力较大。

图表：6通道25G前传方案综合比较

资料来源：中国电信研究院

综合来看， DRAN前传距离短，一般采用光纤直驱，推荐采用BiDi。CRAN场景下前传距离长，由于光缆的资源有限，新建光缆的成本高，建设周期长，一般采用WDM技术。而对于3通道25G，CWDM更经济，对于6通道25G，LWDM具有性能优势。

前传光模块需求以CWDM为主TFF需求巨大

截至2020年3月底，三大运营商共在全国开通5G基站约20万个。中国移动累计开通超过9万个，中国电信累计开通7.5万个(自建5万个)，中国联通累计开通6万个(自建4.9万个)，中国广电正在全国40个大中型城市建设基于700MHz频段的5G网络。根据三大运营商2020年的5G建设计划，全国共将建成50万个基站数。根据第三方预测：5G基站5年建设600-700万个。

谈到5G对光模块的需求，前传方面涉及到多种技术。

当前DRAN场景下BiDi是很明确的，而CRAN的场景下，以CWDM为主，将来有可能为LWDM或CWDM，主要看产业的发展与成本。回传方面，主要第一级回传或接入层主要为25G、50G，汇聚及往上可能采用100G，主要采用低成本相干技术，要求80km及以上，将来可能采用400G。

5G对复用/解复用器的需求方面，5G主要部署模式为CRAN，其前传以xWDM为主。现有方案以CWDM、LWDM、MWDM为主，不管哪种方案都需要采用TFF滤波片实现，市场对TFF的需求巨大。

想要了解更多关于光通信器件行业专业分析，请关注中研普华研究报告《2020-2025年光通信器件市场现状调查及供需格局分析预测报告》