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数据中心及电信市场促进光模块行业发展 中国厂商国际竞争力不断增强

光器件为光模块关键部件,其功能核心由光芯片构成

光模块是实现光信号传输过程中光电转换和电光转换功能的光电子器件。光模块通常由光发射组件(含激光器)、光接收组件(含光探测器)、驱动电路和光、电接口等组成。

光器件为光模块核心部件,约占光模块成本73%。在光器件中,光接收组件(ROSA)与光发射组件(TOSA)占其成本的比率约为 80%,两者均为有源光器件,其功能核心由光芯片构成。

光器件为光模块核心部件,约占光模块成本73%。在光器件中,光接收组件(ROSA)与光发射组件(TOSA)占其成本的比率约为 80%,两者均为有源光器件,其功能核心由光芯片构成。

数据来源:观研天下数据中心整理

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光芯片按功能可以分为激光器芯片和探测器芯片,其中激光器芯片主要用于发射信号,将电信号转化为光信号,探测器芯片主要用于接收信号,将光信号转化为电信号。得益于国产化进度的持续推进,我国成为光芯片市场增长最快的地区之一。根据数据,2019-2023年我国光芯片市场规模由82.3亿元增长至141.7亿元,预计2024年我国光芯片市场规模将达158.6亿元,较上年同比增长11.93%。

光芯片按功能可以分为激光器芯片和探测器芯片,其中激光器芯片主要用于发射信号,将电信号转化为光信号,探测器芯片主要用于接收信号,将光信号转化为电信号。得益于国产化进度的持续推进,我国成为光芯片市场增长最快的地区之一。根据数据,2019-2023年我国光芯片市场规模由82.3亿元增长至141.7亿元,预计2024年我国光芯片市场规模将达158.6亿元,较上年同比增长11.93%。

数据来源:观研天下数据中心整理

全球光模块市场向好,以太光模块占比较大

作为光纤通信中的重要组成部分,光模块市场向好。2023年全球光模块市场规模达99亿元,同比增长3.13%;其中以太光模块、连接器、Fibre Channel光模块、电信光模块分别占比59.6%、32.6%、4.7%、3.1%。预计2024年全球光模块市场规模将达108亿元,较上年同比增长9.09%;2027年全球光模块市场规模将达156亿元,较上年同比增长13.87%。

作为光纤通信中的重要组成部分,光模块市场向好。2023年全球光模块市场规模达99亿元,同比增长3.13%;其中以太光模块、连接器、Fibre Channel光模块、电信光模块分别占比59.6%、32.6%、4.7%、3.1%。预计2024年全球光模块市场规模将达108亿元,较上年同比增长9.09%;2027年全球光模块市场规模将达156亿元,较上年同比增长13.87%。

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

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数据中心及电信市场需求增长与技术升级促进中国光模块发展

从国内市场看,数据中心及电信市场的硬件设备需求增长与技术升级持续促进中国光模块市场发展。

1.数据中心

根据观研报告网发布的《中国光模块行业现状深度研究与未来投资分析报告(2024-2031年)》显示,近年来,由于物联网、云计算、人工智能等技术的发展,数据中心成为企业存储、处理和管理大量数据的关键基础设施,加之视频流媒体、社交媒体、电子商务等用户对于在线服务和内容的需求不断增加,驱动数据中心规模扩张。

近年来,由于物联网、云计算、人工智能等技术的发展,数据中心成为企业存储、处理和管理大量数据的关键基础设施,加之视频流媒体、社交媒体、电子商务等用户对于在线服务和内容的需求不断增加,驱动数据中心规模扩张。

数据来源:观研天下数据中心整理

数据中心网络架构升级拉动光模块需求上升。随着云计算、大数据、超高清视频、人工智能、5G行业应用等快速发展,网络访问频率和接入手段不断增加,网络数据流量迅猛增长,对数据中心互连提出更高挑战。以Spine-Leaf架构数据中心为例,典型的光互连主要包括数据中心内部与数据中心之间两类,数据中心内部互连包括服务器到TOR、TOR到Leaf、Leaf到Spine三种场景。其中,数据中心内部互连在数据中心整体流量分布中占比较大,提高了对高速率、低功耗、低成本和智能化光模块的需求。另外,由于Spine-Leaf数据中心网络架构连接端口众多,信息传递中使用的光模块数量随之提高,传统三层数据中心网络架构所需光模块数量约为机柜数的9倍,而Spine-Leaf网络架构下光模块数量约为机柜数的44至48倍。

数据中心光互连场景

互联场互联场景

典型距离

光模块典型需求

当前

下一代

再下一代

场景一

数据中心内部

服务器到 TOR

2m(机架内)30/50m(跨机架)

机房内

25

GAOC/DAC

100G

AOC/DOC

200G

AOC/DOC

场景二

TOR Leaf

70m/100m

楼栋内

100G SR4

400G

SR8/SR4.2

800G

PSM8/PSM4

场景三

Leaf Spine

500m/2km

楼栋内

100G CWDM4

400G FR4/DR4

800G

FR4/PSM4?

场景四

数据中心之间

80-120km

园区间

100G DWDM

400G ZR/ZR+

800G

ZR

资料来源:观研天下整理

2.电信市场

5G网络架构推动光模块需求增长。基站作为无线接入侧实现无线终端与核心网互连的设备,是实现5G网络无线覆盖的核心。相较于4G基站,5G基站重构了BBU基带处理单元与RRU射频拉远单元,原BBU功能由CU与DU两个功能实体整合,并将原RRU与天线合并为AAU实体。由AAU到DU、CU、核心网之间的传输路径被划分为前传、中传、回传三部分。其中,前传主要采用10G、25G等较低速率光模块,中传主要采用50G、100G、200G等中低速光模块,回传部分采用的光模块速率最高,主要使用100G、200G、400G光模块。5G网络架构新增中传部分的传输,使其对光模块的需求上升。

5G网络架构推动光模块需求增长。基站作为无线接入侧实现无线终端与核心网互连的设备,是实现5G网络无线覆盖的核心。相较于4G基站,5G基站重构了BBU基带处理单元与RRU射频拉远单元,原BBU功能由CU与DU两个功能实体整合,并将原RRU与天线合并为AAU实体。由AAU到DU、CU、核心网之间的传输路径被划分为前传、中传、回传三部分。其中,前传主要采用10G、25G等较低速率光模块,中传主要采用50G、100G、200G等中低速光模块,回传部分采用的光模块速率最高,主要使用100G、200G、400G光模块。5G网络架构新增中传部分的传输,使其对光模块的需求上升。

数据来源:观研天下数据中心整理

四、中国厂商在全球光模块市场占比和地位不断提高

光模块市场前景广阔吸引本土厂商积极布局,本土厂商在全球市场上的占比和地位不断提高。数据显示,2010-2021年十年间,国内光模块厂商市占率由15%提升至51%,增长36个百分点。

光模块市场前景广阔吸引本土厂商积极布局,本土厂商在全球市场上的占比和地位不断提高。数据显示,2010-2021年十年间,国内光模块厂商市占率由15%提升至51%,增长36个百分点。

数据来源:观研天下数据中心整理

2010-2022年全球前十光模块供应商中中国企业数量由1家增长至7家,其中中际旭创与Coherent并列第1,华为(海思)排名第4,光迅科技排名第5,海信排名第6,新易盛排名第7,华工正源排名第8,索尔思光电(华西股份)排名第10。

2010-2022年全球光模块厂商排名变化情况

排名 2010 2016 2018 2022
1 Finisar Finisar Finisar Innolight &Coherent
2 Opnext Hisense Innolight (tie)
3 Sumitomo Accelink Hisense Cisco (Acacia)
4 Avago Acacia Accelink Huawei (HiSilicon)
5 Source Photonics FOIT (Avago) FOIT(Avago) Accelink
6 Fujitsu Oclaro Lumentum/Oclaro Hisense
7 JDSU Innolight Acacia Eoptolink(新易盛)
8 Emcore Sumitomo Intel HGG
9 WTD Lumentum AOi Intel
10 NeoPhotonics Source Photonics Sumitomo Source Photonics

资料来源:观研天下整理(zlj)

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其中,前传主要采用10G、25G等较低速率光模块,中传主要采用50G、100G、200G等中低速光模块,回传部分采用的光模块速率最高,主要使用100G、200G、400G光模块。5G网络架构新增中传部分的传输,使其对光模块的需求上升。

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