光芯片是否突破400G逻辑能否顺利演绎

1、目录 HYPERLINK l _TOC_250014 1、 光模块中短期是否仍为较好投资板块？ 3 HYPERLINK l _TOC_250013 、 5G 建设+数通回暖是 19 年底以来光模块行情主要逻辑 3、 现阶段逻辑走弱，且动态估值较高 3 HYPERLINK l _TOC_250012 2、 5G+数通的需求增长能否持续？ 3 HYPERLINK l _TOC_250011 、 5G：21 年能否增长存在不确定性 3 HYPERLINK l _TOC_250010 、 数通：云厂商资本开支已处于短期高位，疫情边际影响减弱 4 HYPERLINK l _TOC_250009 3、 4

2、00G 能否走出类似 100G 的成长逻辑? 5 HYPERLINK l _TOC_250008 、 500m2km 为数通市场需求主力 5 HYPERLINK l _TOC_250007 、 现有 400G 出货集中在短距 6 HYPERLINK l _TOC_250006 、 芯片问题成为关键 6 HYPERLINK l _TOC_250005 4、 光芯片未来技术路径 6 HYPERLINK l _TOC_250004 、 磷化铟 6 HYPERLINK l _TOC_250003 、 硅光 7 HYPERLINK l _TOC_250002 、 铌酸锂 8 HYPERLINK l _T

3、OC_250001 5、 投资建议 9 HYPERLINK l _TOC_250000 6、 风险分析 91、光模块中短期是否仍为较好投资板块？、5G 建设+数通回暖是 19 年底以来光模块行情主要逻辑光模块两大市场：通讯运营商（无线接入+有线传输网）和数通（数据中心），其中前者周期性更强些，后者成长性更大些。我们在机会风险并存，寻找预期低点通信行业 2020 年投资策略报告中，最看好光模块板块，首推新易盛，当时核心逻辑是：运营商市场 5G建设带动前中回传需求，北美云资本开支回升带动数通市场回暖。20H1，光模块整体业绩表现亮眼，除以上预期内的逻辑，超预期的是疫情带来的数通市场景气度进一步上升

4、。光模块领域重点公司 2020 年上半年整体收入为 84亿元，同比增长 26.8%；整体归母净利润为 7.4 亿元，同比增长 65.6%。表 1：光模块领域重点公司 2020 年半年报回顾（单位：亿元，%）证券代码证券简称总市值20H1 收入20H1 收入 YoY（%）20H1 归母净利润20H1 归母净利润YoY（%）20 净利润20PE002281.SZ光迅科技22725.583.20%2.0945.40%4.7548300502.SZ新易盛2038.3774.20%1.91137.10%451300548.SZ博创科技743.3884.90%0.27339.40%0.7895300308

5、.SZ中际旭创37132.4559.40%3.6576.10%8.7342603083.SH剑桥科技5214.24-1.80%-0.57-1084.00%1.2741资料来源：Wind、光大证券研究所整理。注：（1）2020 年业绩预测为Wind 市场一致预期。（2）市值时间为 2020 年 9 月 16日。、现阶段逻辑走弱现在时点展望 2021 年，5G 建设市场边际增长减弱，疫情对数通市场的边际利好减弱，同时板块部分公司有增发摊薄。考虑到以上风险因素，下调板块中的新易盛、光迅科技评级至“增持”。2、5G+数通的需求增长能否持续？、5G：21 年能否增长存在不确定性2020 年国内 5G 规

6、模建设启动，运营商资本开支同比增长 12%；其中5G 投资达 1803 亿元，由于 4G 投资的大幅下降，给 5G 提供较大资金空间。根据我们年度策略预测，以及三大运营商基站招标统计，我们预计全年建设 5463 万 5G 基站，无线侧带来光模块市场增量约 4560 亿元。展望 2021 年，5G 新建基站数量是否同比增长存在不确定性。原因有三：1、预计至 20 年底，三大运营商已有的约 6776 万 5G 基站，已经可覆盖全国主要地级市。相比较于 4G 的广覆盖任务，5G 作为高附加值网络，已经初步完成建设任务。2、三大运营商+广电，将继续深化共建共享。共建共享给运营商每年节省大量资本开支，共

7、建共享带来格局更加集中进一步增强了对于上游产业链议价能力。此外，700MHz 频段的利用，有望进一步降低运营商 5G 网络的部署成本。3、20 年底，产业链将面临进一步降价压力，上游环节面临盈利进一步被挤压的风险。、数通：云厂商资本开支已处于短期高位，疫情边际影响减弱市场关注到北美云服务商资本开支持续攀升，但没有注意到资本开支已处于相对高位。从 20Q2 北美第一大云服务商亚马逊的资本开支与其云服务营收比可见，短期资本投入已处于相对较高位置。图 1：亚马逊 CAPEX 已处于相对高位水平资料来源：wind，光大证券研究所整理复盘北美数通市场龙头中际旭创股价走势，与亚马逊资本开支走势具有较强相关

8、性。图 2：中际旭创股价（左轴）与亚马逊资本开支（右轴）相关性资料来源：wind，光大证券研究所虽然数通光模块市场伴随着端口速率提升+光互联向更小方向渗透（服务器间-板间-片间），市场长期呈现更多成长性，但避免不了短期 35 年的周期性波动。3、400G 能否走出类似 100G 的成长逻辑?、500m2km 为数通市场需求主力光模块的主力需求在 500m2km，长期约占整体需求量超过 60%，主要面对交换机互联场景。而目前阶段放量的产品主要集中在 300m 以下，该距离需求占整体长期需求空间不足 25%。图 3：400G 光模块不同距离需求量（单位：只）资料来源：LightCounting，光

9、大证券研究所、现有 400G 出货集中在短距由于VCSEL 芯片成本低、产量大，且短距离的PAM4 调制可行，因此 400G 的 AOC、SR8 及 SR4.2 模块相对成本压力不高，2020 年 400G 模块厂不同程度地实现了小规模放量。图 4：目前 400G 主要产品分类及所用光芯片资料来源：北亿纤通官网、芯片问题成为关键目前400G 核心问题不在于电芯片，而在于光芯片。100G 时代，25G DFB芯片价格低、产量大，可满足 500m 2km 主力需求，带动了光模块需求量快速上升。而 400G 时代，由于 DFB 芯片难有较好的 PAM4 中长距调制效果，同时高速 EML 芯片价格高企

10、产量有限，因此放量的产品仅为短距离的 VCSEL 产品。400G 产品走出 100G 逻辑需要等待新的高性价比光调制芯片出现（较大概率是薄膜铌酸锂调制芯片）。4、光芯片未来技术路径、磷化铟作为重要的三五族化合物半导体之一，磷化铟（InP）具有电子迁移率高、耐辐射性能好、禁带宽度大等优点，在光子、射频领域有很好的应用优势。随着数通市场对更高速度的数据传输需求，InP 技术正从传统运营商市场向数通市场迈进。基于 InP 的半导体激光器主要有DFB、EML。其中 DFB可实现 25G 速率，中长距离及以下传输（10km）；EML 可实现 50G 速率，长距离及以下传输（80km），同时由于 EML

11、具备较好的信号质量，可实现 PAM4 等调制进一步放大传输带宽，目前已有通过 PAM4 实现 100G 单通道 EML 芯片。由于温控问题，uncooled EML 成为数通市场较好选择，可以实现 500m2km 产品覆盖。但 EML 主要问题在于产量有限，价格高企。图 5：国际业界 59GHz EML 芯片资料来源：中国科学院半导体研究所目前国产 25G EML 仍待突破，处于少量验证阶段。EML 难度在于在未大量出货之前，无法预知产品良率，产品好坏无法测试，仅在使用后才可得知，这给国产产品规模应用带来很大困难。、硅光硅光是实现光电集成的较好方向，且大尺寸高质量的硅晶圆带来了绝佳的成本优势。

12、但由于硅基插入损耗高、存在温飘问题，同时封装复杂度高，目前仅在 2km 以下市场得以应用，而在短距 300m 以下，VCSEL 具备较大优势。目前硅光芯片所需的成熟锗硅工艺仍需依靠美国代工，产业链上可控程度较低。图 6：Sicoya 公司的 100G 光模块的 EPIC 芯片资料来源：eetimes.eu、铌酸锂在美国国防部的一项关于铌酸锂的报告中曾经有过这样一段对铌酸锂的评价：“如果电子革命的中心是以使其成为可能的硅材料命名的，那么光子学革命的发源地则很可能就是以铌酸锂命名了。”铌酸锂材料具备良好的光学特性，在通信界并不陌生，早在骨干网中应用有铌酸锂体器件。图 7：Oclaro 100G 铌

13、酸锂调制器（体器件）图 8：富士通 400G 铌酸锂调制器（体器件）资料来源：锐力光电资料来源：锐力光电薄膜铌酸锂加工成芯片，是未来光调制芯片 3db 光口带宽突破 60GHz瓶颈的重要方向。但是由于铌酸锂材料加工难度大，制造工艺为其核心，量产技术仍需提升。图 9：哈佛团队铌酸锂调制器（中间红色，光口速率 100 GHz）资料来源：sohu杭州华软新动力未来随着薄膜铌酸锂制造工艺逐步成熟，铌酸锂薄膜芯片体积有望小型化至 12mm，同时由于其高速率、高信号质量、低插损等特点，将在数通光模块市场和运营商设备领域有广阔前景。5、投资建议我们认为，未来中短周期来看，光模块下游市场中，5G 建设市场增长面临下降风险，数通市场受疫情正面影响的边际变化已减弱，光模块市场未来 12 年需求增长存在不确定性，其中 400G 产品大规模放量需要相应芯片获得突破。未来光芯片的三条技术路线上，硅光具备板间/芯片间的光电集成优势，而通信传输上 300m 以下 VCSEL 具备成本优势，500m 及以上薄膜铌酸锂芯片具备极大优势，是未来光调制芯片发展的重