2018年光模塊市場(chǎng)規(guī)模為142.99億元，隨著5G的發(fā)展，光模塊的需求將大增[圖]

    光模塊是光通信系統(tǒng)的核心器件，主要用于光電轉(zhuǎn)換。光模塊的工作原理是：在發(fā)送端，電信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片處理后驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號(hào)，通過(guò)光功率自動(dòng)控制電路，輸出功率穩(wěn)定的光信號(hào)。通過(guò)光纖傳送后，在接收端，一定速率的光信號(hào)輸入接收模塊后由光探測(cè)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)前置放大器后輸出相應(yīng)速率的電信號(hào)。

    光模塊由多個(gè)光器件封裝而成，一般包括光發(fā)射組件（TOSA，含激光器芯片）、光接收組件（ROSA，含光探測(cè)器芯片）、驅(qū)動(dòng)電路和光、電接口、導(dǎo)熱架、金屬外殼等。

光模塊結(jié)構(gòu)示意圖

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光模塊原理示意圖

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    光模塊有多種分類(lèi)方式，典型如依據(jù)封裝方式、速率、傳輸距離、調(diào)制格式、是否支持波分復(fù)用（WDM）應(yīng)用、光接口工作模式、工作溫度范圍等進(jìn)行分類(lèi)。按封裝方式分類(lèi)有SFP+、SFP28、QSFP28、CFP2、QSFP-DD、OSFP等；按速率分類(lèi)有10Gb/s、25Gb/s、50Gb/s、100Gb/s、400Gb/s等；按傳輸距離分類(lèi)有100m、10km、20km、40km、80km及以上等；按調(diào)制格式分類(lèi)有NRZ、PAM4、DP-QPSK/n-QAM等；按是否支持波分復(fù)用（WDM）應(yīng)用分類(lèi)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(lèi)有雙纖雙向（Duplex）、單纖雙向（BiDi）；按工作溫度范圍分類(lèi)有商業(yè)級(jí)（0~70℃）、工業(yè)級(jí)（-40~85℃）等。

    光模塊內(nèi)部的激光器可分為垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）、法布里-珀羅激光器（FP）、分布式反饋激光器（DFB）、電吸收調(diào)制激光器（EML）等；光探測(cè)器可分為PIN結(jié)二極管（PIN）、雪崩光電二極管（APD）等。不同類(lèi)型的激光器和光探測(cè)器在性能和成本等方面存在差異，光模塊可根據(jù)具體規(guī)格要求選擇不同的芯片方案。

    光模塊產(chǎn)業(yè)鏈主要為光芯片-光器件-光模塊-光設(shè)備。其中光模塊環(huán)節(jié)位于產(chǎn)業(yè)鏈偏后端，主要起到設(shè)計(jì)、集成、封裝、測(cè)試的作用。光模塊的上游是光芯片與光器件，下游是通信設(shè)備商，最終產(chǎn)品應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心與電信市場(chǎng)。

光模塊產(chǎn)業(yè)鏈

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    光模塊廠(chǎng)商以前往往傾向于類(lèi)似于芯片廠(chǎng)商的IDM模式，從外部采購(gòu)芯片，無(wú)源器件等原材料，自己進(jìn)行封裝測(cè)試，并形成最終光模塊產(chǎn)品。隨著光模塊應(yīng)用場(chǎng)景的豐富，光模塊封裝類(lèi)別及形式都在發(fā)生較大的變化，光模塊廠(chǎng)商，尤其對(duì)于一些海外的光模塊廠(chǎng)商，更加愿意把光器件前端光學(xué)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(gè)投入，另一方面，也可以讓專(zhuān)業(yè)的器件封裝廠(chǎng)商發(fā)揮自己成本和工藝平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，提高產(chǎn)品良率，降低產(chǎn)品成本，于是就出現(xiàn)了像Fabrinet、天孚通信這樣的封裝代工企業(yè)。

光模塊行業(yè)從IDM模式轉(zhuǎn)為垂直產(chǎn)業(yè)模式

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    從需求角度看，對(duì)于光器件廠(chǎng)商特別是海外光模塊廠(chǎng)商而言，其優(yōu)勢(shì)在于對(duì)光器件的設(shè)計(jì)和研發(fā)，一般不自己建立產(chǎn)能，所以尋找到良率較高、成本較低的代工企業(yè)對(duì)降低產(chǎn)品成本至關(guān)重要。同時(shí)，光器件廠(chǎng)商對(duì)代工企業(yè)能夠提供一站式服務(wù)和解決方案的偏好也在增強(qiáng)。一是價(jià)格相對(duì)優(yōu)惠，二是各類(lèi)元器件的質(zhì)量控制、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、供應(yīng)時(shí)效更具保證，能夠提高效率、降低供應(yīng)鏈管理的難度。

    從供給角度看，代工上游目前資源零散、封裝設(shè)備投入門(mén)檻高，往往一條樣品線(xiàn)就將涉及數(shù)千萬(wàn)元的投資，建立完整的產(chǎn)能則需要上億元的投資；同時(shí)，光器件封裝的工藝難度大，既涉及到無(wú)源器件的技術(shù)，又要涉及到有源器件的技術(shù)，批量代工的門(mén)檻很高，因此目前市場(chǎng)上高質(zhì)量的光器件封裝代工產(chǎn)能稀缺，這充分保證了公司在產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中的議價(jià)權(quán)。

    由于5G時(shí)代將引入大量傳感器、可穿戴設(shè)備等新型接入終端，種類(lèi)豐富，數(shù)量龐大，因此單位面積接入數(shù)和流量密度都將爆炸式增長(zhǎng)。同時(shí)，受限于無(wú)線(xiàn)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(chǔ)上，光模塊作為5G網(wǎng)絡(luò)物理層的基礎(chǔ)構(gòu)成單元，基站和傳輸設(shè)備中的核心部件，其需求會(huì)進(jìn)一步加大。智研咨詢(xún)發(fā)布的《2019-2025年中國(guó)光模塊行業(yè)運(yùn)營(yíng)態(tài)勢(shì)及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告》顯示：2018年中國(guó)光模塊需求量為1.17億只，市場(chǎng)規(guī)模為142.99億元。

2013年~2018年中國(guó)光模塊需求量走勢(shì)圖

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2013年~2018年中國(guó)光模塊市場(chǎng)規(guī)模走勢(shì)圖

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    “十三五”以來(lái)，我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好，產(chǎn)業(yè)體系不斷完善。隨著中國(guó)制造2025、互聯(lián)網(wǎng)+等國(guó)家戰(zhàn)略出臺(tái)，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、智能移動(dòng)終端等新一代信息技術(shù)迅猛發(fā)展，作為重要支撐的光電子器件產(chǎn)業(yè)獲得了前所未有的市場(chǎng)機(jī)遇。但是，我國(guó)光電子產(chǎn)業(yè)的核心基礎(chǔ)能力依然薄弱，加快推動(dòng)光電子器件技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)的必然選擇。