光通信网络终端设备行业发展概况

光通信网络终端设备行业发展概况

进入通信行业的主要障碍（一）通信行业技术及工艺壁垒通信设备制造行业属于技术密集型行业，涉及计算机软件开发、信息通信、电子元器件、光学及光电转换等领域，具备较高技术含量。在此基础上，行业具有产品技术更新、升级速度快的特征，生产商整体的开发技术能力、工艺技术保障、品质技术控制和生产技术管理等方面需要跟随着技术的革新与时俱进。同时，生产工艺及相关经验也对产品的出产具有显著作用，需要具备一定的技术储备和行业经验的研发人员、技术工人和管理人员的共同配合，才能完成符合客户需求的产品设计、科学排列生产批次以及及时交付。行业内新进入者难以在较短时间内达到以上要求，所以技术及工艺壁垒是新进入者需要面临的较高壁垒。（二）通信行业资金壁垒为满足生产需要，通信设备制造商需要建设完善的生产线、配备完备的劳动力体系以及采购大量的原材料，这对资金投入提出了持续及大量的需求，且建立健全的物料采购体系并保持其良性、持续的运转还需要大量的流动资金保证。同时，作为技术密集型产业，通信设备制造企业需要跟随技术发展与基建建设开展新技术与新产品的研发活动，研发投入较大。另外，由于通信设备制造行业下游客户主要为通信运营商及通信服务提供商，其存货管理及结算方式可能对供应商的营运资金要求较高。以上情况对于行业新进入者，存在较高的资金壁垒。（三）通信行业客户认证壁垒通信设备制造业企业的优质客户主要来源于境内外通讯设备提供商及运营商等。在此背景下，生产商不仅要达到行业的基础标准，还要通过严格的资质认定，并且在开发与测试能力、制造设备、工艺流程、质量控制、工作环境及经营状况等各个方面都有较高的要求。一般而言，一旦与下游客户确定合作关系，为保证产品品质及维持稳定的供货，下游客户通常不会轻易更换供应商。这种长期的战略合作关系与自身资质要求对拟进入行业的新进入者形成了一定的客户认证壁垒。光通信器件行业应用按下游应用领域划分，光通信器件主要应用于电信市场和数据通信（无线+固网接入）市场。据Lightcounting预测，2020-2026年，数通市场将由53亿美元增长至151亿美元，CAGR达19%；电信市场将由43亿美元增长至58亿美元，CAGR为5%，数据通信市场的增长将成为光模块市场的主要驱动力。在电信市场，根据速率和传输距离不同，网络主要分为接入网，城域网以及骨干网，其中接入网包括固网接入以及无线接入。5G承载网络一般分为城域接入层、城域汇聚层、城域核心层／省内干线，实现5G业务的前传和中回传功能，其中各层设备之间主要依赖光模块实现互连。宽带中国推动光纤网络建设。FTTx光纤接入是全球光模块用量最多的场景之一，而我国是FTTx市场的主要推动者。受制于电通信电子器件的带宽限制、损耗较大、功耗较高等，运营商逐步替换铜线网络为光纤网络。PON技术是实现FTTx的最佳技术方案之一，当前主流的EPON/GPON技术采用1．25G/2．5G光芯片，并向10G光芯片过渡。数据中心架构中，服务器间的连接、交换机间的连接、服务器与交换机间的连接都需要光模块、光纤跳线等传输载体来实现数据的互通。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。2022年云产业链需求将维持景气增长，且云产业链发展+流量增长为赛道长期趋势，结合不同环节产业特征及表现，建议重点关注网络设备、上游重要零部件等板块。22Q1，北美主要云厂商（亚马逊、谷歌、微软、META）合计资本开支同比+29%、环比持平；根据Dell'OroGroup预计，2022年全球数据中心capex将同比+17%，其中超大规模数据中心资本开支预计同比+30%；BMC芯片厂商信骅22年4月营收继续同比+61%，连续8个月同比增幅超过30%。LightCounting最新数据显示，以太网光模块的销售额在2021年达到46亿美元，同比增长25%。未来随着AI、元宇宙等新技术不断发展，以及网络流量长期保持持续增长，以太网光模块销售额也将保持较快增长并不断迭代升级。根据Omdia预测，未来几年随着带宽需求的不断提升，虽然100、200、400Gbit/s光模块仍将保有最大的市场占有量，但是800Gbit/s光模块将在2023年实现商用，在2025年实现规模部署。通信行业发展面临的机遇（一）各国激励政策大力助推通信行业成为战略重点宽带网络是社会实现信息化的重要基础设施，将宽带网络作为通信行业长期发展的重点战略部署方向也成为各国新时代战略性新兴产业的重要内容，与此同时一系列具有指导性的产业政策应声而出。发达国家在具备较为完善的基础设施的基础上，将宽带建设作为政府优先支持的未来重要发展方向。美国自2012年制定了国家宽带计划并设立连接美国基金后持续出台宽带行业刺激政策，包括：1）2018年1月前总统特朗普签署的要求内政部将一部分资产用于农村宽带建设以及简化网络安装过程的行政命令；2）2019年2月美国政府宣布启动美国宽带计划（ABI），简化联邦许可流程以便网络建设者和服务提供商更容易使用联邦资产并获得路权，并利用联邦所属的塔楼、建筑物、土地等资产降低宽带扩建成本；3）美国总统拜登于2021年3月31日公开演讲宣布将进行超2万亿美元的基础设施计划，其中1000亿美元将用于振兴美国的数字基础设施。欧盟委员会于2020年2月19日发布《欧洲数据战略》报告，概述了欧盟未来五年实现数据经济所需的政策措施和投资策略，强调了加强数据基础设施投资。2021年3月，欧盟委员会发布了《2030数字指南针：欧洲数字十年之路》，明确了要构建安全、高性能和可持续的数字基础设施，并指出到2030年，欧洲所有家庭应实现千兆网络连接等。韩国SK电信、KT、LGU+确定了2021年通过公共业务网实现28千兆赫频率第五代移动通信商用化的计划，将有线近距离通信网（LAN）为基础的政府、地方自治团体、公共机关的业务环境转换为可利用28千兆赫、5G远程办公的移动环境，预计移动通信企业构建28千兆赫频率5G公共业务网将成为今后将业务扩大到公共领域和多种产业领域的契机。韩国政府计划今后在国家、地方政府、公共机构等32000多个机构全面引入5G业务网。发展中国家也逐步提高通信行业的发展投资，尤其在宽带网络设施的部署。印度政府提出数字印度，重点聚焦基础设施建设，以高速宽带、公共网络接入项目、全面信息化等作为数字化转型的支柱方向，并且计划完成所有城市、市区与乡员会的光纤宽带接入。2020年印度独立日，印度政府宣布，将在2020年8月起的1000天内实现全国60多万村庄光纤化，届时会带动更多通信设备接入需求。2016年，巴西通信部发布了智慧巴西的国家宽带发展计划，在当年耗资2．17亿美元且持续保持投资，提出到2022年，巴西将把拥有光纤网络的城镇数量提高至85%，实现宽带网络覆盖95%人口的目标。我国大力支持通信及网络行业的建设，并出台一系列配套产业政策助推行业向好发展，奠定了国内网络设备市场的持续增长趋势。自2016年我国十三五规划明确网络强国战略、数字中国战略后，工信部、发改委等一系列有关部门持续出台行业鼓励政策以及促进高质量发展的指导意见，促进了我国通信网络设备行业持续健康稳步发展。（二）通信行业技术趋势带来广袤需求光纤接入网具有频带宽，传输容量大，传输距离远以及损耗低等优势，是行业目前主要使用的技术，也是各国发展固定互联网宽带的重要手段。随着我国光进铜退、新基建以及千兆城市等工程的推进与世界其他各国光纤网络的基础设施铺设，2019年底全球固定宽带用户中51．3%采取FTTx方式，且预计该比例未来持续上升，这直接带动了光纤接入网产业链整体发展，拉动了通信设备，尤其是光通信设备的市场需求。同时，通信网络技术处于不断发展进步的轨道之上，在推动了通信网络技术更新换代的同时缩短了相关通信网络终端设备的更新周期。目前，以5G、10GPON、Wifi6等的新兴网络技术已成为行业未来发展重要方向，带动了相关的通信设备的市场需求量逐年快速提升，为通信网络接入设备行业的发展提供了良好机遇。在这样的背景下，技术的更替将带动新设备面世与旧设备升级，伴随着互联网用户对高质量互联网的不断需求，未来通信网络接入设备行业将保持持续发展的趋势。根据市场调查企业PointTopic数据显示，2020年上半年全球固定宽带接入用户数量将达11．36亿户，固定宽带接入用户数量呈现稳定上升趋势且预计未来将保持这一趋势。与此同时，中国及世界其他各国推进建设数字化社会进程，并在新冠肺炎疫情的推动下加速了从个体、企业到政府全方位的数字化转型浪潮。从个体的角度来看，疫情的隔离使得个体对互联网连接的需求增强，从而对其上网意愿与上网习惯等生活模式起到了加速形成的作用。流媒体平台与社交平台提高了信息、咨询与社交方面获取的效率，同时网络购物平台与外卖平台大大增强了日常生活的便利性，这些都属于互联网发展为个体带来的数字红利。从企业的角度来看，疫情为企业数字化转型起到了催化的作用，为维持经营与发展，企业需要在线办公、线上交易等数字化运营方式以维持特殊时期的正常运转，而数字化运营带来的便利性加速了商业活动数字化的形成。从政府的角度来看，在线管理与应急能力与企业、个人的数字化转型相得益彰，且通过在特殊时期的稳健运行，实现了从传统运转模式到全方位数字化的过渡。因此，在原有的较高用户基数的基础上，社会数字化转型的加快使得互联网的应用受众群体显著扩张，进而带动了通信设备制造业的发展。我国光通信行业现状光通信是通信工程术语，是以光波为载波的通信方式。相比于传统的电通信，光通信具有巨大传输带宽、极低传输损耗、较低成本和高保真等优势。光通信按光源特性，可分为激光通信和非激光通信；按传输介质，可分为大气激光通信和光纤通信；按传输波段，可分为可见光通信、红外光通信和紫外光通信。光通信行业市场规模预测光通信行业一直受到国家产业政策的大力扶持，随着光通信在宽带中国实施过程中的地位不断提高，5G商用、FTTX建设不断推进为光通信企业带来前所未有的发展机遇。光通信领域的核心价值在于5G及数通行业应用，初步估计中国光通信市场规模仍将保持12%左右的年均复合增速，到2025年市场规模阶超过1700亿元。光通信产业升级趋势：相干技术市场下沉数据中心光互联方案可根据其传输距离来选择两种支撑技术，一种是直接探测技术，另一种是相干探测技术。相干探测凭借着高容量、高信噪比等优势在城域网内的长距离DCI互联中得到广泛应用，而直接探测的应用场景更适合相对短距离互联。相干光模块一开始适用于传输距离大于1000km的骨干网，后来逐步下沉至传输距离为100km至1000km的城域网，小于100km距离的边缘接入网，以及80km至120km的数据中心互联领域（DCI）。在数通领域，相干技术已成为数据中心互联的主流方案。通信用光电子正从分离器件向集成化方向加速发展。传统通信用光器件主要基于III-V族半导体材料研制，近年来在尺寸、成本、功耗以及与电芯片一体化等方面面临挑战。硅基光电子集成技术（简称硅光技术）是光子集成的重要方向。其基于硅材料，并借鉴大规模集成电路工艺中已成熟的CMOS工艺进行光器件制造，具有低成本、低功耗、微小尺寸和与集成电路工艺一体化的优势。硅基光芯片这一概念最早在上个世纪90年代初被提出，诞生伊始主要瞄准在芯片内部以光互连取代电互连。然而，受工艺和设计上的限制，在早期很长一段时间内该技术并没有获得足够的关注和投入。直到2004年，Intel研制出第一款1Gb/s速率的硅光调制器之后，人们才看到硅芯片中光进铜退的可能性。其后，在IBM、康奈尔大学、贝尔实验室、MIT等单位共同推动下，硅光芯片工作速率在2013年左右达到了50Gb/s，首次超越当时主流的光电子器件。虽然鉴于良率和损耗问题，硅光模块方案的整体优势尚不明显，但在超400G的短距场景、相干光场景中，硅光模块的低成本优势或许会使得其成为数据中心网络向400G升级的主流产品。根据中际旭创援引Lightcounting的预测，全球硅光模块市场将在2026年达到近80亿美元，有望占到一半的市场份额，与传统可插拔光模块平分市场。2021年至2026年硅光模块整体累计规模将接近300亿美元。光电共封装（CPO）指的是交换ASIC芯片和硅光引擎（光学器件）在同一高速主板上协同封装，从而降低信号衰减、降低系统功耗、降低成本和实现高度集成。根据中际旭创援引Lightcounting，CPO技术最大的应用场景可能不在交换ASIC领域，而是在HPC和AI簇领域的CPU、GPU以及TPU市场。到2026年，HPC和AI簇预计成为CPO光器件最大的市场。CPO出货量预计将从800G和1．6T端口开始，于2024至2025年开始商用，2026至2027年开始规模上量，主要应用于超大型云服务商的数通短距场景。可插拔设备将在未来5年甚至更长时间内继续主导市场，而在2027年，CPO端口将占总800G和1．6T端口的近30%。体材料铌酸锂调制器几十年来虽然在高速骨干网的传输调制中起到关键作用，但在传输速率进一步提升的关键参数上遭遇瓶颈，而且体积较大，不利于集成。新一代薄膜铌酸锂调制器芯片技术通过最新的微纳工艺，制备出的薄膜铌酸锂调制器具有高性能、低成本、小尺寸、可批量化生产、且与CMOS工艺兼容等优点，是未来高速光互连极具竞争力的解决方案。2021年的热点话题离不开5G的建设，光通信行业在电信市场的应用领域包括无线基站、接入网、骨干网和城域网。光通信是整个通信网络的基础建设之一。光通信是采用光纤作为主要的传输媒质来实现用户信息传送的通信技术的总称，具体包括用于运营商电信网络和企业级数通建设所需的光纤光缆、光器件/光模块、光主设备等光通信产品，以及光网络的规划、建设和优化等网络服务。随着5G建设的正式展开、光纤接入的持续普及升级改造，光通信行业在电信市场领域也将保持强劲的需求。目前，5G的建设和商用化已逐步开启，有望再次拉动对光通信市场的需求。在光通信的产业链上，光电子器件生产处于产业链的上游，其下游主要是通信系统设备行业。光电子器件产品由通信系统设备厂商系统集成为光传输设备，然后再由通信系统设备厂商提供给电信运营商，由电信运营商构建完整的通信网络后向消费者提供各种电信服务。光电子器件占据着光通信产业链总产值70%以上的市场份额，是光通信产业的核心组成部分。从2019-2020年的主要投融资事件来看，在光通信领域的投融资事件主要发生在光模块/光器件和光芯片方面。通过收购公司、收购技术团队，或者设立新产品线等方式，涌入到光模块领域。光纤光缆是中国光通信产业的传统优势领域，自2017年光纤预制棒产能达到预期以来，中国光纤企业出货量即占据全球市场一半以上。2019年，尽管光纤单价大幅降低，体量巨大的光纤光缆产业仍然以329．6亿元的产业规模成为细分领域龙头。当前，中国已建成全球规模最大的信息通信网络，光纤接入用户占比达到93%，位居世界第一。预测2020年全球光通信下游市场收入规模将达到1．4万亿人民币，并将以每年平均约18%的增速保持高速增长，到2025年有望创造约3．2万亿人民币的下游应用市场空间。其中，园区光局域网的升级以及面向个人及家庭的泛娱乐化应用将成为驱动这一万亿级市场的两大重要因素。光通信核心组件，产能逐步东移光通信器件主要指应用在光通信领域，利用光电转换效应制成的具备各种功能的光电子器件。光通信器件是光通信产业的重要组成部分，其性能主导着光通信网络的升级换代。光模块工作在OSI模型的物理层，是光纤通信系统中的核心器件之一。它主要由光电子器件（光发射器、光接收器）、功能电路和光接口等部分组成，主要作用就是实现光纤通信中的光电转换和电光转换功能。根据驱动类型，光通信器件可分为光有源器件和光无源器件。光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件，是光传输系统的心脏；光无源器件是光通信系统中需要消耗一定的能量、具有一定功能而没有光-电或电-光转换功能的器件，是光传输系统的关节。不同组件在集成光器件中承担不同任务，根据器件的具体功能可分为发送接收器件、波分复用器件、增益放大器件、开关交换器件及系统管理器件等。光通信细分市场概况目前我国光通信产业主要由光纤光缆、网络运营服务、光网络设备、光芯片等组成。其中光纤光缆市场占比最大，为37%；其次为网络运营服务、光网络设备，占比分别为29%、26%。光纤光缆由两个或多个玻璃或塑料光纤芯组成，这些光纤芯位于保护性的覆层内，由塑料PVC外部套管覆盖。光纤通信是现代信息传输的重要方式之一，具有容量大、中继距离长、保密性好、不受电磁干扰和节省铜材等优点。在经历2017-2019年整体呈现下降趋势后，