2020年光模块行业专题研究报告
光模块行业分析报告
光模块行业分析报告光模块行业分析报告一、定义光模块指的是将激光器、接收器、光电转换模块等光学芯片进行封装和集成后形成的一种具有功能完善的光学器件。
它是光通信系统的核心组成部分，具有传输数据速度快、传输容量大、抗干扰性好等特点，被广泛应用于光通信、光存储、光传感、光医疗等领域。
二、分类特点1.按照功能分类：分为发光模块和接收模块两大类，其中发光模块又分为LD、FP-LD、DFB-LD、VCSEL等多个子类别，接收模块又分APD和PIN两种类型。
2.按照应用领域分类：分为主流光通信模块、光存储、光传感和光医疗等多个子领域。
3.按照制造技术分类：分为TO-CAN、BUTTERFLY、SAW型和PLCC型封装。
三、产业链光模块产业链主要由原材料供应商、光模块设计公司、光模块制造厂商、光通信设备供应商、系统集成商和终端客户等环节构成。
其中，原材料供应商主要提供了半导体材料、测试仪器、封装材料等关键材料；光模块设计公司负责研发光学芯片及其配套的模块外壳；光模块制造厂商则会将设计好的芯片进行封装组装，并利用联接技术和微机械制造技术等手段提高产品的生产效率和品质；光通信设备供应商提供了光通信系统所需要的光路设备和相关软件；而系统集成商则负责整体解决方案的开发和部署维护；终端客户则是最终的应用方。
四、发展历程光模块作为光通信产业的重要组成部分，其产业化发展过程经历了以下几个阶段：1.初创阶段（1995-2000年）：此时国内光通信产业刚刚起步，光模块等关键技术大多依赖于国外引进，并且存在产业链不完整、短期性等问题；2.快速发展阶段（2001-2008年）：此时，产业链逐步完善，国内光模块企业数量飞速增长，技术水平也得到明显提升，光模块的应用领域也逐渐扩大；3.调整阶段（2009-2013年）：此时，国际经济形势发生了明显变化，国内光模块产业遭受了严重冲击，由于产能过剩和价格竞争等因素，部分光模块企业倒闭或陷入停滞；4. 转型升级阶段（2014年至今）：随着国家政策对于信息产业的支持力度不断加强，国内光模块产业逐渐走出调整期，开始向智能化和高端化方向迈进，并且前景十分光明。
光模块仿真分析报告
光电模块热设计摘要：热设计是航天电子产品结构设计中的难题。
文中基于Icepak仿真软件，针对光电模块的空间工作环境和内部元器件热耗分布情况，建立热分析模型，评估了元器件在指定散热条件下的工作情况，分析模块内部敏感元器件的温度参数，并在仿真的结果分析的基础上，对模块进行优化设计，采用大热耗器件紧贴均热板技术的结构设计，验证了光电模块热设计的合理性，为其他航天电子产品热设计提供参考和依据。
0引言电子技术的迅速发展，电子元器件、集成电路、功率芯片等大功能模块日趋复杂，而功耗却越来越高，致使电子设备和组件的热流密度急剧增大。
统计数据显示，超过55%的电子产品在使用过程中出现的故障是由于结构设计时散热系统不良所产生的。
因此，电子产品热设计是系统结构设计中一个重要的环节，合理的散热设计能有效改善电子设备和组件的工作环境，减少故障率。
基于航天领域的电子产品使用空间环境的特殊性，其小体积、轻重量、可高靠性的严格指标要求，在系统结构设计时考虑热设计显得尤为重要。
系统结构热设计主要基于三种基本的热量传递方式：传导、对流及辐射。
三种热量传递方式可以单独出现，也可以两种方式出现或者三种方式同时出现。
当前，已经成功应用于结构系统热设计的散热控制方法有：液冷散热、风冷散热、喷雾散热、相变散热等[3]。
对于航天电子设备来说，在空间高真空环境中，由于不存在对流散热方式，因此，只考虑传导传热和辐射传热两种散热方式。
空间用光电模块内部由于激光器和控制芯片等核心元器件在工作时会产生大量额外的热量，聚集的热量使光电模块内部工作温度不断升高，超过了元器件的额定温度，高温会影响内部温度敏感器件激光器和芯片的正常工作，从而导致激光器发射波长红移、阈值电流增加、以及模式不稳等现象，从而影响整个传输系统的稳定性。
因此对于真空环境中的热功率密度较高的光电子产品，采取合适的热控措施，合理布置元器件和设计散热系统，对于系统的安全可靠运行变得非常关键。
2020年光通信行业深度研究报告
2020年光通信行业深度研究报告筱宇轩2020.5.4本文系统性地从架构的变化衍生出对设备、光芯片、光模块、连接器件以及PCB 材料演进路径的分析。
1. 5G 时代光通信的再思考——流量爆发下的数据密度革命我们一直在思考一个问题：5G 流量再爆发中，光模块的产业演进路径如何？结合此前日韩5G 研究、光博会草根调研，我们本文系统性地从架构的变化衍生出对设备、光芯片、光模块、连接器件以及PCB 材料演进路径的分析。
站在当前时点，市场担心光通信同质化竞争严重，会影响产品毛利率进而拖累业绩增长，但我们看到，5G 对数通设备、400G、MPO 连接器、高频高速材料等提出新的要求，流量爆发下的数据密度革命即将到来，新产品、新市场的出现将极大提振盈利能力，优秀企业在产品能力、渠道能力、成本管控等方面的竞争优势将进一步体现，从而拉开业绩差距。
因此，不必过分担心同质化竞争而忽略了5G 的大机遇，在全球5G 放量的前夕，光通信仍是最确定的方向。
1.1 流量驱动下的东西向"叶脊架构"需求增长5G 与400G 数据中心是双生式同步发展。
当前，全球主要国家正在积极参与5G 的商用化。
运营商正在全速部署下一代网络设备，为2020 年及以后的5G 服务做好准备。
4K/8K 高清视频、直播、视频会议、VR/AR 等大带宽的持续发酵酝酿，NB-IoT 等技术引发物联网产业新一轮增长，海量移动设备的接入，应用端的发展正指向着流量的大爆发。
在当下5G 应用尚未大规模兴起的情况下，依靠高清视频、AR/VR 等既有业务，韩国在5G 推出半年的时间点，实现了流量近3 倍增长（DOU 从约8G 到25G），结合近期不断涌现的新型应用（如一夜爆红的AI 视频换脸ZAO），我们预计在5G 时代随着高宽带应用的逐步落地，流量的爆发将会是数十倍的量级。
云成为大趋势，大型数据中心规模继续增长。
根据Synergy Research 数据显示，2018 年年底全球超大规模数据中心数量已经达到430 个，美国占据其中40%。
光模块行业研究报告
光模块行业研究报告光模块行业是指将芯片集成到模块中，实现光电转换功能的一类产品制造行业。
随着信息技术的发展和应用场景的多样化，光模块行业迎来了新的发展机遇。
1. 行业概述光模块行业是以光电子器件为核心的高新技术制造业，主要生产包括WDM光模块、10G光模块、40G光模块、100G光模块等。
光模块被广泛应用于光纤通信、光纤互联、数据中心等领域，是现代信息技术发展的重要基础。
2. 行业市场规模光模块行业在过去十年中得到了快速发展，在2019年达到157亿美元，市场规模持续增长。
预计到2024年，光模块市场规模将达到296亿美元，年均复合增长率约为7.8%。
在中国市场中，光模块行业也得到了迅猛发展。
中国作为全球光通信领域的重要生产和消费市场，光模块行业也得到了迅速发展。
在2019年，中国光模块市场规模达到29亿美元，同比增长了8.8%。
预计到2024年，市场规模约为58亿美元。
3. 行业产业链分析光模块行业的产业链主要涵盖了芯片、封装、测试、组装等环节。
其中，芯片设计和制造是光模块行业的核心环节，直接决定了光模块性能和生产成本。
封装环节主要包括光缆封装、机芯制造等内容。
测试环节负责检测和验证各种光模块的性能指标和质量，以保证每个光模块的性能符合要求。
组装环节则是将芯片、封装和测试后的光模块整合起来，生产最终的光模块产品。
4. 行业发展趋势4.1 市场需求增加随着互联网、云计算、人工智能等技术的快速发展，光模块在数据中心、云计算等领域需求越来越大，市场需求将会持续增加。
4.2 创新技术应用随着技术的不断发展和创新，光模块行业也将不断涌现出新的技术和产品。
如采用新型材料、新型封装技术，降低产品成本，提高产品性能等方面。
4.3 智能制造发展光模块行业也将不断推进智能制造，通过引入先进的技术和设备，提高产品的自动化水平和生产效率，同时提高产品品质。
4.4 国际竞争加剧光模块领域是全球化竞争的行业，全球光模块市场集中度较高，竞争激烈。
2023 光器件行业深度报告：激光上游赋能千行百业,算力时代网络底座基石
科技专题研究 2023年4月18日
光器件行业深度报告：激光上游赋能千行百业，算力时代网络底座基石
行业评级：增持
. 作为我国制造业转型升级的关键技术之一 ，激光产业在政策的支持下蓬勃发展。激光技术是我国制造业转型升级的关键支撑技术之一，《“十 三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《“十三五”国家科技创新规划》等国家政策、发展规划和项目指南均强调重点支持激光产业的发展。 同时 ，得益于激光技术比许多传统制造技术更具成本优势，激光设备在我国迅速普及 ，我国激光设备、激光器市场增速远高于全球平均水平。
1917年爱因斯坦提出受激辐射概念，并 于1947年被验证。 1950年Kastler提出光学泵浦的方法。 1 9 5 4 年 第 一 台 氨 分 子 Master建 成 ， 首 次 实现粒子数反转。 1958年《红外和光学激射器》发表，标 志激光时代正式开启。 1960年红宝石激光器研制成功。
理论发展阶段
快速发展阶段
（2000年~）
1.2 长期政策支持+普及率提升，我国激光产业市场规模攀升
. 激光技术是我国制造业转型升级的关键支撑技术之一 ， 长期以来受到国家产业政策的重点鼓励和大力支持。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020 年） 》 、 《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》 、 《 “十三五” 国家战略性新兴产业发展规划》 、 《 “十三五 ” 国家科技创新规划》 、 《2017 年度增材制造重点专项项目申报指南》等国家政策、 发展规划和项目指南均强调重点支持激光产业的发展 ， 为产业持续快速发展提供了广阔的产业 政策空间和良好机遇。
光模块市场分析报告
光模块市场分析报告
随着社会的发展，光模块在电信领域的应用越来越广泛。
以下是光模
块市场的分析报告。
随着光通信技术的发展，光模块的应用在电信领域也越来越多。
由于
光模块具有高速、高容量、低成本、易于安装等诸多优势，其在光纤通信
系统中的重要地位不言而喻，光模块市场也迅速发展起来。
世界光模块市场总体状况如下：根据市场调研和数据收集，2024年，全球光模块市场规模预计为190亿美元，预计到2026年将达到450亿美元。
相比而言，光模块市场的年复合增长率将从2024年的14.9％上升到2026年的16.7％。
按应用领域来看：目前，世界市场上的光模块主要用于电信、数据中心、局域网（LAN）、传感器网络和其他行业。
其中，电信领域占据了市
场占有率的最大份额，约为60％，而其他行业则占到40％以下。
按出货量分析：全球光模块市场的出货量从2024年开始，预计为
3.6亿件，预计到2026年将达到6亿件。
与此同时，全球出货量的年复
合增长率将从2024年的14.7％上升到2026年的17.1％。
按地区分析：在全球光模块市场中，亚太地区在出货量和收入方面均
占据全球市场的主导地位。
我国光通信行业概况研究
我国光通信行业概况研究（一）行业概况1、行业简介光通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。
光通信具有容量大、传输距离远、信号串扰小、抗电磁干扰等优点，给通信产业带来了革命性的变化，推动了信息时代的发展。
互联网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的快速增长，数据通信对带宽的需求快速增长，对超高速和超长距离的大容量光纤网络和传输系统有了更为迫切的需求，推动光通信网络不断地升级换代。
（1）电信行业持续稳定发展全球电信市场保持持续增长，根据市场研究公司Point Topic统计，截至2018年2季度，全球固网宽带用户已经突破10亿，其中80%是光纤连接用户。
基于ADSL 的宽带用户数同比去年同期减少了8%，光纤宽带接入已成为主流的通信模式，光通信设备投资规模也进一步扩大，成为推动通信行业增长的重要力量。
每一代移动通信网络的建设都要先进行资本性投入，运营商资本开支的高峰往往出现在网络建设的前中期，随着通信设备的价格下降和流量创收的增长，运营商逐渐减少资本开支，低谷往往出现在技术迭代的过渡期。
全球电信资本开支发展及预测（单位：10亿美元）2019年，我国工信部向三大运营商发放运营牌照，通信行业即将进入5G时代，运营商资本开支将迎来上升通道。
当前网络建设的政策提速信号明显，建站预期规模不断提高，相应带来资本开支预期的提升。
根据三大运营商年度报告及德邦证券研究数据，三大运营商2019年基站建设规模预计达15-20万站，用于5G的资本开支在300-400亿元。
2009-2022E 营运商资本开支总额变化及预测（2）数通市场在数通领域，2017年底全球数据中心共计44.4万个，2017年市场规模近465.5亿美元（仅包括IDC基础设施租赁收入，不包括云服务等收入），同比增长10.7%，预计2018年将达到514亿美元。
根据中国信息通信研究院联合开放数据中心委员会《数据中心白皮书》（2018年），2017年我国在用IDC机架总体规模166万架，数量1844个；规划在建数据中心规模107万架，数量463个；IDC市场规模650.4亿元，近五年复合增长率为32%。
2023年光模块研究报告
正文目录一、数字中国启航，算力需求持续提升 (5)二、数字基建大幕拉开，带动光模块需求增长 (14)1、数字基建带动数据中心建设需求 (14)2、光模块受益算力需求提升，速率升级需求及用量需求同步提升 (15)3、2025 年数据中心光模块市场预计可达525.3 亿元 (17)三、东数西算进入建设高峰期，带动长距离传输光模块需求 (18)1、“东数西算”带动数字经济的创新和发展迈向新台阶 (18)2、东数西算将带动长距离传输的需求提升 (19)3、相干光通信比较优势明显，有望受益于骨干网建设 (20)4、国产相干光模块产品步入成熟，有望充分受益骨干网建设 (23)1《规划》指出，要夯实数字中国建设基础，打通数字基础设施大动脉，要加快5G 网络与千兆光网协同建设，深入推进IPv6 规模部署和应用，推进移动物联网全面发展，大力推进北斗规模应用，以及系统优化算力基础设施布局，促进东西部算力高效互补和协同联动，引导通用数据中心、超算中心、智能计算中心、边缘数据中心等合理梯次布局。
整体提升应用基础设施水平，加强传统基础设施数字化、智能化改造。
2025数字经济是以数据资源为关键要素，以现代信息网络为主要载体，以信息通信技术融合应用、全要素数字化转型为重要推动力，促进公平与效率更加统一的新经济形态。
根据《“十四五”数字经济发展规划》，发展目标为2025 年数字经济迈向全面扩展期，数字经济核心产业增加值占GDP 比重的10%，数字化创新引领发展能力大幅提升，智能化水平明显增强，数字技术与实体经济融合取得显著成效，数字经济治理体系更加完善，我国数字经济竞争力和影响力稳步提升。
自“十三五”规划提出“实施国家大数据战略”，推进数据资源开放共享并促进大数据产业健康发展，国家不断推出促进数字经济行业发展的相关政策。
“十四五”大数据产业发展规划中目标到2025 年，我国大数据产业测算规模突破3 万亿元。
2021161福建、湖北、四川、河南、河北、湖南、安徽、重庆、江西、辽宁等。
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北美
120
合计YoY 350%
100
300%
250% 80
200% 60
150%
40 100%
20
50%
0
0%
2014 2015 2016 2017 2018 2019E 2020E 2021E 2022E
数据来源：S&P Global Market Intelligence，东吴证券研究所
图6：不同清晰度视频1分钟消耗流量（单位：MB）
图1：中国流媒体活跃用户数快速提升（单位：万人）
抖音
快手
哔哩哔哩动画
70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000
0
小红书
数据来源： Wind，东吴证券研究所
图2：全球流媒体市场规模增速较快
市场规模（十亿美元）
50 45 40 35 30 25 20 15 10
5 0
20% 20
10
10%
0
0%
2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020E 2021E 2022E
图8：2019年全球企业数字化转型支出占比
美国 欧洲 中国 日本 其他
20% 7%
34%
19%
20%
数据来源：中国信通院，东吴证券研究所
数据来源： IDC，东吴证券研究所
1.5 多重场景驱动流量爆发，光模块是直接受益品种
➢ 2019年全球企业数字化转型支出达1.2万亿美元，其中中国占比19%，仅次于美国和欧洲，IDC预测2023年全球企业数字化 转型支出将达到2.3万亿美元，CAGR达17.1%。
图7：中国数字经济规模及占GDP比重
数字经济规模（万亿元） 70
占GDP比重 60%
60
50%
50 40%
40 30%
30
➢ 全球物联网连接数量快速提升，产生庞大的数据洪流。2018年全球物联网连接量达到91亿个，预计2025年将达到251亿个， 与之对应的物联网设备数据流量也从2013年的0.1ZB上升至2020年的4.4ZB，预计未来仍将保持较快增长。
图3：全球物联网连接数量及预测
数量（亿个） 300 250 200 150 100
➢ 近年来流媒体平台快速发展，各平台活跃用户数呈指数级提升。国内各大流媒体平台活跃用户数量均快速提升，其中抖音 提升最快，2020年8月抖音活跃用户数量达6.2亿人，相比三年前提升27倍。
➢ 流媒体市场规模迅速扩张将带动全球数据流量迅速提升。2019年全球流媒体市场规模447亿美元，同比上升31%，增速远超 传统媒体，流媒体市场爆发亦将带动全球移动数据流量的提升。
➢ 4K/8K视频所需数据流量是360P视频的百倍以上。据测算，360P视频播放一分钟对应的数据流量为3.84MB，而4K和8K视 频播放一分钟对应的数据流量则分别达到100MB和400MB以上，是360P视频消耗流量的百倍以上。
图5：全球4K超高清电视频道数量及预测（单位：个）
亚太欧洲Βιβλιοθήκη 拉丁美洲中东➢ 流媒体、物联网、高清视频、企业数字化转型等多重场景萌生，对于流量需求显著提高。在此前的报告中，我们预计5G时期 的流量需求将是4G时期的100倍以上。
➢ 光模块作为传输数据通道的重要组成部分，其需求将直接受益于流量的爆发。
图9：全球IP流量和数据中心流量持续增长（ZB）
18
16
14
12.9
12
10.8
２０２０年光模块行业专题研究报告
目录
第一章：多重场景驱动流量爆发，光模块是直接受益品种 第二章：2020年仅是海外云计算商资本开支回暖的起点 第三章：数据中心将是未来5年光模块市场增长的核心引擎 第四章：建议关注的标的 第五章： 风险提示
第一章：多重场景驱动流量爆发，光模块是直接受益品种
1.1 流媒体需求爆发带动数据流量激增
10
8.6
8
6.5
6
4
2
1.2
1.5
1.8
2.2
0 2016
2017
2018E
2019E
15.3
2.7
2020E
全球英特尔流量 全球数据中心业务流量
数据来源：中国产业信息网、智研咨询等，东吴证券研究所
图10：全球机架数量持续增加
2015
45
479.7
2016
45
488.9
2017
44.4
493.3
2018
50 0
图4：全球物联网设备数据流量（单位：ZB）
YoY
25%
5
4.4
20%
4
15%
3
10%
2
5%
1
0%
0
0.1 2013
2020E
数据来源：Machina Research，东吴证券研究所
数据来源： IDC，东吴证券研究所
1.3 5G带动超高清视频应用，数据流量百倍增长
➢ 5G应用场景下的超大带宽将催生4K/8K超高清视频应用。据S&P Global Market Intelligence统计，2018年全球4K电视频道数 量为201个，相比2014年提升了17倍，预计到2022年4K电视频道数量将达到329个。
2015
2016
2017
2018
数据来源： MPAA，东吴证券研究所
YoY
60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2019
1.2 物联网诸多应用场景催生海量数据需求
➢ 万物互联将渗透到社会生活方方面面。物联网下游应用场景众多，工业物联网、泛在电力物联网、车联网等众多场景均有 巨大的发展潜力。
2017/05 2017/07 2017/09 2017/11 2018/01 2018/03 2018/05 2018/07 2018/09 2018/11 2019/01 2019/03 2019/05 2019/07 2019/09 2019/11 2020/01 2020/03 2020/05 2020/07
43.6
489.9
2019E
42.9
495.4
2020E
42.2
498
0
100
200
300
400
500
600
机架数量（万架） 数据中心数量（万个）
数据来源：中国产业信息网、智研咨询等，东吴证券研究所
第二章：论光模块的周期：2020年仅是海外云计算商资本开支回暖的起点
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
360P
720P
1080P
4K
8K
数据来源：CSDN，东吴证券研究所
1.4 企业数字化转型伴随全球产业数字化浪潮迅速渗透
➢ 数字化已全面渗透各个行业，企业数字化转型是必然趋势。2019年中国数字经济附加值达35.8万亿元，占GDP比重36.2%， 预计未来数字经济占比仍将保持提升态势，企业数字化转型是大势所趋。