光电技能是信息技能的主要分支，信息化时期下光电家当发展迅速。光电技能是获取光子信息或借助光子提取其他信息的主要手段，涉及光子与电子两大信息化社会的关键支柱。自上世纪80年代以来，光电子产品运用日益广泛，从家当链角度看包括光辐射（激光）、光探测、光传输、光处理、光显示、光存储、光集成及光转换（光伏）等多个领域。光电家当市场规模日益增长，据中国光学光电子行业协会，2019年中国光电行业总产值已打破1.5万亿元。当前，一些新兴的运用亦在快速发展，例如AR/VR、激光雷达等。
光通信运用处景：电信网络和数据中央
运用趋势：随着移动互联网和云打算的发展，数据中央的打算能力和数据 交流能力呈指数级增长，光通信的运用主体从运营商网络转向数据中央。电信网络的光通信运用：1980年代光纤出身以来，光通信运用从骨干网到 城域网、接入网、基站。目前海内传输网络基本完成光纤化，但数据在进 出网络时仍须要进行光电转换；未来向全光网演进。以光模块为例，据 LightCounting数据，电信市场（FTTx+无线前传/中回传+CWDM/DWDM）占比 约为40%-45%。
数通市场：受外洋云厂商成本开支驱动，增长稳定性强
整体来看，外洋云厂商成本开支坚持稳定增长态势。22Q1，外洋三大云厂商及Meta成本开支合计355.18亿美元（同比+30%，环比-2.8%）。在环球数据流量快速增长背景下，云厂商成本开支整体呈稳定增长态势。短期来看，据Dell’Oro Group，大多数紧张云做事供应商2022年将经历一个扩展周期，驱动2022年环球数据中央成本开支估量超过2400亿美元。
电信市场：受运营商成本开支周期变动影响，颠簸性较大
u 电信市场是光通信最早发力的市场，紧张用于无线接入、固网接入和承载网等，市场受运营商成本开支周期变动影响显著。电信运营商的Capex具有周期性特点，在代际升级的主培植期，运营商Capex会有明显的上升——例如海内13-15年的4G主培植期及19年至今的5G主培植期，运营商成本开支有明显提升。受此影响，电信侧光通信市场的颠簸性较数通侧更为显著，仍以光模块为例，据LightCounting数据，2013-2015年期间随着4G培植加速，海内电信侧光模块市场快速增长，相同的趋势也在2019年5G培植开启时涌现。因此，电信侧光通信市场增长与通信技能代际升级，也即运营商重点投入期间高度干系，干系时点的市场表现更为精良
二、光模块光模块紧张用于实现光、电旗子暗记的转换
光模块是用于设备与光纤之间光电转换的接口模块。光模块紧张用于实现光电旗子暗记的转换。光模块紧张由光学器件和辅料（外壳、插针、PCB与掌握芯片）构成。光学器件（包括光芯片和光学元件组件）约占光模块本钱70%以上，辅料（外壳、插针、PCB与电路芯片等）占光模块总本钱近30%。
光发射组件TOSA一样平常包含激光二极管、背光监测二极管、耦合部件、TEC以及热敏电阻等元件。一定速率的电旗子暗记经驱动芯片处理后驱动激光器（LD）发射出相应速率的调制光旗子暗记，通过光功率自动掌握电路，输出功率稳定的光旗子暗记。光吸收组件ROSA一样平常包含光电探测器、跨阻放大器、耦合部件等元件。一定速率的光旗子暗记输入模块后由光探测器转（PD/APD）换为电旗子暗记，经前置放大器（TIA)放到后输出相应速率的电旗子暗记。
光模块规格型号繁多，适用于不同运用处景
光模块种类繁多，有多种分类办法，包括按封装办法、光口速率、传输间隔、调制格式、是否支持 波分复用、适用的光纤类型、光接口事情模式、光芯片类型、连接器接头类型、利用办法、事情温 度范围等。例如，400G光模块按照封装办法可以分为CDFP、CFP8、QSFP-DD和OSFP方案。按旗子暗记调 制办法可分为NRZ和PAM4调制。按传输间隔，可分为SR、DR、FR、LR等。早期的400G光模块用16路 25Gbps NRZ的实现办法，现在主流是4路106Gbps PAM4（400G-DR4,FR4,LR4）的实现办法。
光模块技能升级路线：向更高速率和更低本钱演进
光模块速率升级的方法有两种：1、提高单通道的比特速率；2、增加通道数。10G到40G，提升的是通道数；从40G到100G，提升的是单通道波特率；从100G到400G，可用1625G、4100G（100G激光器的波特率存在瓶颈，可用50G激光器叠加更高的调制办法，即PAM4；比拟传统NRZ调制，PAM4单个脉冲可以通报两比特信息，相同条件下信道容量可以提升一倍），或者采取850G方案。
光模块市场空间：估量2026年超过170亿美元
2020年环球光模块市场规模80亿美元，未来五年估量稳步增长。根据LightCounting预测，2016-2018年光模块行业增长平缓，2019年后光模块升级加速，尤其2020年受疫情和新基建政策催化，电信和数通市场需求强劲，整年光模块市场规模为80亿美元，同比增长23%。估量到2026年，环球光模块市场将超过170亿美元，2021-2026年的五年CAGR为14%。
市场构造：数通市场成为光模块需求的核心驱动
光模块按运用处景可以区分为以下几类。以太网光模块：紧张用于数通市场，包括数据中央网络、运营商的城域网、骨干网。光纤通道光模块：紧张用于数通市场，用于存储和高性能打算网络。光互连光模块：包括AOC，紧张用于数通市场，用于短间隔（20m以内的)机柜内部的做事器和TOR交流机互联。CWDM/DWDM光模块：用于各种光传输设备，包括数据中央互联和运营商网络；无线前传、无线（中）回传：紧张用于电信市场，用于电信运营商网络中的无线接入网。有线接入光模块：紧张用于电信市场，用于电信运营商网络中的点对多点光模块。
三、光电芯片光芯片分类和供应环节
光芯片是实现光电旗子暗记转换的核心，光器件在性能提升、本钱掌握等方面很 大程度上依赖于光芯片。光芯片可以按利用事理分为无源光芯片和有源光芯 片，有源光芯片可以进一步按功能划分为激光器芯片、探测器芯片、调制器 芯片和放大器芯片，无源光芯片可以按功能划分为PLC芯片、AWG芯片、光开 关芯片等；光芯片也可以按基板（衬底）材料划分为磷化铟（InP）、砷化 镓（GaAs）、硅基（Si）等。光芯片的原材料包括衬底材料、电子特气、光 刻胶、湿电子化学品等。
激光器芯片：光发射组件核心
激光器芯片按发光类型可分为面发射芯片（VCSEL）和边发射芯片（FP、DFB、EML）。VCSEL，即垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-EmittingLaser），其激光垂直于顶面射出，与一样平常用切开的独立芯片制成，激光由边缘射出的边射型激光（EEL）有所不同。
高速率光芯片：国产化率很低
海内高速率光芯片严重依赖入口，与国娘家当领先水平存在一定差距。 25G及以上速率属于高速率光芯片，目前由欧美日领先企业占主导，如Oclaro、Avago、NeoPhotonics具备50G EML芯片能力，DFB和VCSEL激光器芯片大规模商用的最高速率已达到50G，Finisar、AAOI、Oclaro具备50G PAM4 DML芯片的能力。
VCSEL：非通信领域运用广泛
除光通信外，VCSEL紧张运用领域包括消费电子以及激光雷达。（1）光通信方面：由于850nm的氧化物限定型的VCSEL具有低阈值电流、较高的弛豫振荡频率等优点，在高速数据传输以及光通信中有望广泛运用；（2）消费电子方面：VCSEL常作为红外光源用于3D成像与传感运用，可分为3D构造光（常用于人脸识别，如iPhoneFaceID）及翱翔韶光技能（ToF，在AR/VR领域有较大运用需求，如iPhone 12后置D-ToF Lidar）；（3）激光雷达方面：多结VCSEL技能的涌现，充分发挥其高功率、高效率、高斜率、集成难度低、可靠性高、低功耗等方面的优点，在高性能全固态、远程汽车激光雷达的运用中具有主要意义，有望替代EEL成为未来激光雷达主流激光器。（报告来源：未来智库）
四、光器件光器件：光模块的主要组成部分，起到光旗子暗记处理的主要功能
光器件指的是运用在光通信领域，利用光电转换效应制成的具备各种功能的光电子器件，细分领域浩瀚。按照事情时是否发生光电转换分类，可分为光有源器件和光无源器件两大类，前者须要电源驱动，后者无需电源驱动。
光器件：工艺履历、对光学系统的理解是核心竞争力
工艺履历的积累、对光学系统的理解以及精密、精益加工制造能力是光器件行业核心竞争力。光器件种类多样，产品品质来源于工艺履历的积累、对光学系统的理解以及精密加工制造能力。以天孚通信为例，得益于公司多年积淀并持续改进的工艺技能，保障了产品制造的尺寸精度、生产质量和生产效率。例如公司对陶瓷套管的精密加工可以达到1µm以下的尺寸精度；对光收发接口组件所需的不锈钢零件的精密加工可以达到5µm以下的尺寸精度；拥有高精度贴合，金丝键合技能能力，自动化贴片设备精度可达±0.5um。
光器件竞争格局：格局分散，厂商规模小，行业收购吞并频发
光器件竞争格局：无源光器件市场和有源光器件的中低端领域处于完备竞争阶段，高端有源光器件领域处于相对完备竞争状态。海内光器件厂商多，竞争格局整体较为分散，受限于单个细分市场规模小，多数光器件厂商收入规模小。紧张由于光器件定制化程度高，生产须要较多人工，较难形成规模效应，大部分厂商聚焦于个别品类，厂商营收超过10亿元企业较少。
趋势1：光器件向光引擎形态演进
什么是光引擎？光引擎指的是光电转换功能中卖力光旗子暗记处理的部分。根据天孚通信公司公告，高速光引擎是在高速发射芯片和吸收芯片封装根本上集成了精密微光学组件、精密机器组件、隔离器、光波导器件等，实现单路或者多路并行的光旗子暗记传输与吸收功能。光引擎不仅可以用传统分立式元器件来集成，也可以通过硅光技能来实现，硅光方案涉及的光器件产品包括隔离器、光学透镜、微光学器件、FA产品、PM产品等。
趋势2：光通信器件厂商跨领域布局，探求新发展曲线
以环球光器件代工龙头Fabrinet为例，其底层核心能力在于其精密机电制造做事能力和精密光学生产和封装能力。公司的运用领域以光通信业务为主，依托在光通信市场积累的能力，积极向非光通信领域步扩展，包括工业激光、智能驾驶、医疗等领域。目前非光通信业务收入占比约20%，根据公司CEO Seamus Grady表示，未来非包括工业、汽车和医疗在内的非通信业务收入有望占到50%。
五、光学元组件光学元件是光学系统的根本，运用广广泛
光学元件组件是光器件光模块的根本。光通信行业常用的光学元件紧张包括滤光片、偏振分束器、微透镜、柱面镜、窗口片、棱镜、波片、反射片等。
除了光通信领域，光学元件广泛运用于视频及图像等成像、传像的光学系统中。光学元件是实现成像和传像的根本，由光学材料加工而成，包括各种球面、非球面、平面、异形的透镜、棱镜、反射镜、滤光片、光栅等，发挥着反射、成像、分光、滤光、传输等浸染；光学镜头及模组则是成像和传像的核心，是各下贱运用领域的“眼睛”，主要地位日益凸显。同时，高功率光纤激光器的研发和家当化须要泵源、隔离器、合束器等光电子元器件的支撑，光电子元器件直接决定了光纤激光器输出的激光功率水平和性能参数。
精密光学元组件技能成熟、定制化程度高、差异化竞争为主
光学元组件按照精度和用场可分为传统光学元组件和精密光学元组件。传统光学元组件紧张运用在传统摄影机、望远镜、显微镜等传统光学产品，精密光学元组件紧张用于光学检测仪器、医疗设备、激光器、建筑测绘、军用设备等。精密光学元组件具有高精度、高性能的特点，在生产技能、生产工艺以及设备等方面与传统光学元组件存在较大差异。精密光学元组件家当链附加值相对较低，中低端产品受劳动力本钱影响较大，目前生产企业紧张集中在中国大陆以及部分东南亚国家。
新兴市场：智能驾驶推进，汽车电子领域大有可为
汽车智能化增加车载摄像头、激光雷达等传感器，光学元件/组件有望受益。随着汽车智能驾驶逐步发展，车载传感器搭载数量、种类逐步增多，个中车载摄像头、激光雷达已成为核心传感器： 车载摄像头已成为智能汽车标配，据ICV数据，2021年环球单车摄像头均匀配置数量为2.3颗，前装车载摄像头总量将达约1.65亿颗，估量2026年将达3.7亿颗，市场规模达到306亿美元。根据BOM本钱，车载摄像头中光学镜头、滤光片等光学元/组件本钱占比约20%，另据舜宇光学，2021年其光电产品毛利率约10-15%，由此估计，2026年车载摄像头对应光学元/组件（滤光片与车载镜头）市场规模超50亿美元。
报告节选：（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需利用干系信息，请参阅报告原文。）
精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站
