2020年全球及中國光模塊市場需求分析及預(yù)測： 受益于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及數(shù)據(jù)中心市場需求回暖[圖]

    受益于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及數(shù)據(jù)中心市場需求回暖，預(yù)計(jì)2020年全球光模塊市場規(guī)模將達(dá)到84.64億美元，同比增長28.34%。

全球光模塊市場規(guī)模及增速

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    電信市場方面，2020年在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的帶動下，電信光模塊市場或?qū)⑷鎻?fù)蘇。2020年全球無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的光模塊市場規(guī)模有望達(dá)到7.9億美元，同比增長92.83%，中國網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將是主要驅(qū)動力。我們預(yù)計(jì)2020年中國5G前傳光模塊總需求約為1008萬只（2019年約為300萬只），對應(yīng)市場規(guī)模34.9億元。

    數(shù)據(jù)中心市場方面，下游客戶庫存去化告一段落，隨著資本開支回暖，數(shù)通100G市場景氣復(fù)蘇，而400G商用化也有望在2020年持續(xù)取得突破。結(jié)合我們產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研及測算，我們預(yù)計(jì)2020年全球100G光模塊出貨量將同比增長25%，對應(yīng)875萬只，價格降幅預(yù)計(jì)在10%-15%（2019年100G均價約為150美金）；而400G光模塊出貨量預(yù)計(jì)在50萬-80萬只，價格預(yù)計(jì)在600美金左右。

    2018年中國移動互聯(lián)網(wǎng)接入流量4GB/月人，2019年5G試商用人均流量60GB/月人。

2013-2018年中國的流量增長

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    無線網(wǎng)：速率升級，成本下降，前傳優(yōu)先啟動

    前傳從6G/10G向25G升級，上半年華為、中興25G10Km和300m招標(biāo)，旭創(chuàng)、海信寬帶、華工正源份額靠前。回傳光模塊逐漸以100G//200G/400Gbit/s速率為主。25GBaud光電子器件、PAM4調(diào)制解調(diào)技術(shù)及城域相干光模塊技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用。前傳：25G10KM跌破50美元，25G300M價格更低，廠商相繼推出10G超頻方案，帶動25G價格快速下降。中傳：電芯片降成本早于光芯片，50GPAM4會成為中傳及PON網(wǎng)絡(luò)升級主流模塊。預(yù)計(jì)2019年下半年招標(biāo)。回傳：通常采用200G/400G相干光模塊，單載波200G/DP-16QAM技術(shù)可能會成主流，預(yù)期2020年啟動招標(biāo)。

5G傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

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    無線網(wǎng)：運(yùn)營商多種方案，標(biāo)準(zhǔn)測算增量約80億/年

    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國光模塊行業(yè)市場運(yùn)行態(tài)勢及未來發(fā)展前景報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示：電信聯(lián)通側(cè)重AAU對應(yīng)DU/CU模式，DU=基站數(shù)，DU：AAU=1:3-1:6，DU對應(yīng)AAU數(shù)量取決于組網(wǎng)方式。移動傳輸和站址資源相對缺乏，傾向采用C-RAN模式，一般BBU對應(yīng)3-6個左右基站，即9-18個左右AAU。無線側(cè)一個基站前傳光模塊需求平均為9-12個（一基站對應(yīng)一BBU測算），中傳2個，共11-14個。天線側(cè)：1個5G基站三個扇面，對應(yīng)6個10G/25G光模塊。BBU側(cè)：①C-RAN模式，光模塊12+2波分或者9+2波分；②光纖直連12個光模塊；③回傳2個50G/100G光模塊。

5G宏基站建設(shè)數(shù)量及對應(yīng)光模塊市場空間

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    有線網(wǎng)：兩個建設(shè)高峰，2019-2020年景氣提升

    2018年全球光模塊市場規(guī)模約60億美元，其中電信承載網(wǎng)市場規(guī)模17億美元，每年以15%的速度增長，接入網(wǎng)市場規(guī)模約12億美元，年增長率約11%。

    牌照發(fā)放后2年內(nèi)，有線側(cè)為了應(yīng)對無線側(cè)的速率提升，對接入網(wǎng)進(jìn)行升級，接入側(cè)升級到千兆，ONU從GPON、EPON升級到10GPON、10GEPON、XGPON等，采購規(guī)模千萬只級別牌照發(fā)放后第4-5年，殺手應(yīng)用成熟帶來全網(wǎng)流量大規(guī)模增長，促使匯聚網(wǎng)和核心網(wǎng)光器件需求大幅增長。

2014-2019年中國電信PON設(shè)備采購規(guī)模（單位：萬端口）

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    有線網(wǎng)：流量邏輯推動設(shè)備增加，每年市場規(guī)模約100-150億

    測算邏輯

    接入網(wǎng)按、服務(wù)器數(shù)量的設(shè)備升級的邏輯測算，BBU之間需要光纖匯聚環(huán)，50GE的城域匯聚環(huán)，不同城域通過100G匯聚到骨干。

    城域網(wǎng)之上按照流量邏輯進(jìn)行測算照路由器，2019-2020年城域網(wǎng)有部分?jǐn)U容需求，2021年之后核心網(wǎng)開始擴(kuò)容。

    關(guān)鍵假設(shè)

    接入網(wǎng)：用戶數(shù)/占用率/典型設(shè)備端口數(shù)=PON口數(shù)*2=光模塊數(shù)量。

    匯聚網(wǎng)和核心網(wǎng)：實(shí)際使用帶寬*用戶數(shù)*并發(fā)率*占空比=OLT出口總流量/帶寬利用率=帶寬需求/光模塊規(guī)格=OLT上行端口數(shù)*2=光模塊。

光模塊（有線網(wǎng)）需求及市場空間

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    通測算邏輯1：按照面積測算-三層架構(gòu)

    傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中，機(jī)柜每臺占地面積3-5㎡，取均值4

    一般單機(jī)柜服務(wù)器容量為20-30臺，取均值25那么1000㎡的機(jī)柜數(shù)為250臺，服務(wù)器數(shù)量為6250臺。假設(shè)500臺接入層交換機(jī)，匯聚層交換機(jī)為5臺，核心層交換機(jī)為2臺。

光模塊需求

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    數(shù)通測算邏輯2：按照面積測算-葉脊架構(gòu)

    機(jī)柜每臺占地面積3-5㎡，取均值4，占地1000㎡的數(shù)據(jù)中心機(jī)柜數(shù)為250臺，服務(wù)器數(shù)量為6250臺。

    以飛速(FS)交換機(jī)為例，一臺葉交換機(jī)有48個下行10G光端口。

    根據(jù)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)時需要考慮的一個重要因素是收斂比不能超過3:1，對應(yīng)的葉交換機(jī)、脊交換機(jī)數(shù)量分別為：131臺、4臺。

光模塊需求

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    數(shù)通測算邏輯3：按照流量測算

    全球超大型數(shù)據(jù)中心數(shù)量預(yù)計(jì)由2016年的338個增長至2021年的628個（占比達(dá)53%），CAGR達(dá)13%。全球數(shù)據(jù)中心總流量將由2016年的6819EB增至2021年的20555EB，CAGR達(dá)23%。由數(shù)據(jù)中心內(nèi)部流量和數(shù)據(jù)中心互聯(lián)流量組成的橫向流量占數(shù)據(jù)中心總流量約85%。

2013-2018年全球數(shù)據(jù)中心流量增長情況

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2013-2018年北美數(shù)據(jù)中心流量增長情況

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中國數(shù)據(jù)中心流量增長情況

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    數(shù)通增量：全球約$32-66億/年，中國約$14-39億/年

    測算邏輯

    按照全球服務(wù)器數(shù)量、上述兩模型服務(wù)器數(shù)量與光模塊數(shù)量的比例關(guān)系，考慮到產(chǎn)品迭代、價格變化等因素后，進(jìn)行測算。

    關(guān)鍵假設(shè)

    2021年隨著5G應(yīng)用落地，機(jī)架增速將顯著提升。全球IDC機(jī)架數(shù)在2020年將達(dá)到498.5萬個。數(shù)據(jù)中心規(guī)模有大中小型之分，假設(shè)平均下來單機(jī)架服務(wù)器數(shù)量為12臺（參考Gartner公布的全球機(jī)架數(shù)與服務(wù)器數(shù)比例）。葉脊構(gòu)架占比逐漸提升，400G會逐漸對100G形成替代，100G替代40G，10G光模塊會向25G演進(jìn)10G光模塊價格逐年下降10%，10G以上高端光模塊價格逐年下降20%

全球數(shù)通光模塊需求

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    數(shù)通增量：全球約$32-55億/年，中國約$14-39億/年

    測算邏輯

    按照全球國內(nèi)服務(wù)器數(shù)量、上述兩個模型的服務(wù)器數(shù)量與光模塊數(shù)量的比例關(guān)系，在考慮到產(chǎn)品迭代、價格變化等因素后，進(jìn)行測算。

    關(guān)鍵假設(shè)

    工信部《全國數(shù)據(jù)中心應(yīng)用發(fā)展指引（2018）》，17年國內(nèi)機(jī)架166萬，假設(shè)18-19年增速20%，之后增速為25%-30%國內(nèi)葉脊構(gòu)架占比提升速度略小于全球，國內(nèi)光模塊產(chǎn)品結(jié)構(gòu)低一些，高端光模塊對低端光模塊的替代速度會更慢10G光模塊價格逐年下降10%，10G以上高端光模塊價格逐年下降20%。

國內(nèi)數(shù)通光模塊需求

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