国之重器 5G(四)——光模块专题

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5G是大主题,没法一篇文章说完,所以分几期。但是每个细分产业链不会完全独立,大多数个股也是多业务交叉,所以我们会不时把内容串起来讲。建议大伙儿每篇文章都要读一读,了解下。

1. 光器件是光传输系统的核心,光模块是光器件的基石,光芯片是光模块的命脉。

关于光器件与光模块,上周五在光纤光缆一块已经简单提过,和光纤光缆同属光通信这一块,所以就接在光纤光缆后面讲。

其一,光通信是以光波为载波的通信方式,是现代通信业支柱。电信市场(运营商为主)和数通市场(大型互联网企业数据中心为主)是目前光通信的两大重要应用领域,也是未来光通信下游应用发展的关注重点。

 

其二,光通信在应用过程中所涉及的产品主要包括光纤光缆、光器件(含芯片)和光通信设备三部分。光器件是利用电-光子转换效应制成的各种功能器件,功能包括发送接收、波分复用、增益放大、开关交换、系统管理等,分为有源器件和无源器件,是光传输系统的核心;光通信设备由光器件组成,包括光终端收发机、交换机等;光纤光缆是光通信的传输通道。

其三,光模块——光器件之基石。光模块是实现光通信系统中光信号和电信号转换的重要器件,是制造光器件的基础元件,在数据中心、传输网、移动宽带等领域发挥重要作用。其生产的完整过程是将光芯片和其他组件先制造成为光器件,然后再将光器件封装为一个光模块,如光源、光检测器、放大器等,主要原材料包括光芯片及组件、集成电路芯片及结构件等。

其四,光芯片是光模块的命脉,在高端领域进口替代空间大。成本上看,光芯片及组件成本占光模块成本比重超过 50%,且光模块速率越高,光芯片成本会随之升高,高端器件中占比可高达 70%。光芯片长期位于光器件价值链上游。光芯片自主制造能力体现着国家光通信产业的核心竞争力。目前具有光芯片生产能力的国内公司,业务主要集中在低端产品芯片, 10Gb/s 速率的光芯片国产化率接近 50%,而 25Gb/s 及以上等高端芯片国产率仅 5%,在高速模数/数模转化芯片、相干通信 DSP 芯片、以及 5G 移动通信前传光模块需要的 50Gb/s PAM-4 芯片上,还没有国内厂家能够提供解决方案,高端领域长期依赖进口。

 

2. 产业链现状。

在光通信行业整体景气的背景下,作为硬件基础支持的光纤行业与相配套的光器件行业发展前景良好。光器件位于光通信产业链的上游,为中下游系统设备商提供器件、模块等产品,其性能的好坏直接影响到光纤通信系统最终的质量。

 

光器件厂商市场额分散,未来走向兼并集中。现阶段,光纤光缆和系统设备两个领域已进入寡头竞争阶段,而光通信器件领域还处在充分竞争时代。光通信器件分类繁杂,企业都是在某一细分领域精耕细作,导致了我国厂商众多,但集中度低,市场份额较分散。尽管目前我国光器件厂商市场额占据全球市场 15%左右,而全球光通信器件市场占有率前十名企业中仅仅一家为中国企业。

 

光模块产业链不断齐全,制造市场进一步向中国转移。根据 LightCounting 数据显示,我国光模块供应商市场占全球份额从 2010 年的 19%增长到 2017 年的 36%,在国际市场上的竞争力不断提高。同时,受益于较低的人工成本、完整的代工产业线和齐全的供应链配套,国外厂商 Fisinsar、Avago 等纷纷将工厂转移至中国; 10G/40G/100G 光模块领域,我国自有厂家光迅科技、中际旭创、新易盛等已实现自主覆盖,业务线相对齐全,电信和数据中心领域产品均有涉及。我们预测未来光模块制造市场将进一步向中国转移。

 

按照传输速率光模块可以分为:155Mb/s、622Mb/s、1.25Gb/s、2.5Gb/s、 2.97Gb/s、4.25Gb/s、6.5Gb/s、 8.5Gb/s、10Gb/s、40Gb/s、100Gb/s 等。随着全球数据量的增加,高速率产品是光通信行业的发展趋势,40G 光模块和 100G 光模块的年复合增长率将分别高达 9.00% 和 24.54%。

3. 电信市场需求:5G 承载网大力推动光模块需求。

 

承载网是移动网络通讯的基础。承载网连接着基站和核心网,基站通过无线收发信机提供与固定终接设备和移动终端之间的无线信道,实现端到端系统的传输。根据过往移动数据网络发展历程来看,承载网一般需要提前 1-2 年时间进行部署。基于 2020 年实现 5G 商用的目标,我们预测 2018 年底、2019 年将迎来大规模 5G 承载网建设。

 

5G 对承载网提出更高要求,为了持续盈利和增长,移动运营商引入 “C-RAN”网络接入构架。5G 承载网由以下三部分构成:前传、中传和回传。现阶段对 5G 承载网市场空间的预测主要基于对以上三部分的预测。(专业内容,不多介绍。下面的图了解下,看不懂没关系。)

 

5G 承载网发展同时拉动括光纤光缆,光模块和光通信设备市场增长。在光模块领域,主要利好因素来自前传、中传和回传、承载网核心环对光模块的需求。通过三个领域对光模块需求的分别预测,我们认为 5G 承载网将给光模块市场共带来 620 亿元的增长,光模块投资在 5G 承载网总支出中占比达约为 620 亿/14000 亿 =4.4%,市场潜力无限。

 

1)5G 前传:以光纤直驱为主,设备承载为辅。前传光模块速率 25G 为主。目前 4G 基站设备的 6G/10G 光模块无法满足 5G 对应的传接需求,速率急需升级。我国光纤资源丰富,部署简单的光纤直连方式将成为主要选择。考虑到基站密度的增加和潜在的多频点组网方案,某些光纤资源紧张的地区难以满足光纤需求,无源 WDM 和有源 WDM/OTN 方案作为补充。

 

2)5G 中传与回传 OTN 可行,预计光模块总需求约 227 亿元。中传带宽为 25G,回传带宽为 100G。

3)5G 核心网光模块总需求预测约 141 亿元。

 

4. 数字中心需求:数据中心成为光模块强劲新下游。

 

数据中心是云计算发展的重要基础。随着云计算时代的到来,移动互联网、视频、网络游戏、物联网、AI 等持续驱动对 IDC 基础设施的需求,大型数据中心崛起。据 Microsemi 的数据显示,在超大规模数据中心之间的流量,传统运营商需求在 25T,而互联网企业为 960T,约为前者的 40 倍,能最大限度地提高效率,以处理企业巨大的计算需求,进一步推动成为了通信产业的新兴下游领域的形成。根据 Cisco 的预测,全球 IDC 市场规模将持续增长,到 2021 年全球将有 628 个超大规模数据中心,相比 2016 年的 338 个,增长近 1.9 倍。

 

数据中心的大型化和扁平化对光模块提出更多量、更高速的需求。100G 成为海外大型数据中心主流,200/400G 紧跟其后。目前主要 ICP 的数据中心方案已从 10/40G 向 100G 更迭。以互联网巨头为例,Facebook 已经建立了 100G 数据中心,微软也部署了 100G DC,Google 正在部署 100G 且将计划部署 200G;而 Facebook 将绕过 200G 直接部署 400G。参照海外发展,预计 2018 和 2019 年我国大规模 DC 都大规模替换 100G 架构,200G 和 400G 也将在紧随其后,高速光模块市场处于加速增长阶段。

 

5. 光模块产业链个股梳理

1)光迅科技 002281

公司是我国最大光通信器件供货商,在电信传输网、接入网和企业数据网等领域构筑了从芯片到器件、模块、子系统的综合解决方案,国内首家光电子器件上市公司。

根据咨询机构 Ovum 数据, 2016Q4-2017Q3 年度内光迅科技占全球市场份额约 5.7%,是全球光通信器件市场占有率前五名企业中唯一一家中国企业。目前,中兴通讯、华为技术、烽火通信为代表的国内通信系统设备厂商已成为公司稳定的客户。5G 发展机遇面前,承载网速测的整体上升带来大量前传和回传网络的光模块新需求,公司作为电信光模块市场龙头,相关产品技术和市场占领额优势明显。

目前,我国 10G 光芯片自给率 50%,25G 光芯片自给率仅 5%。公司是我国上市企业中稀缺的具有光芯片设计和制造能力的光模块厂商,具备芯片-器件-模块纵向一体生产技术,目前 10G EML 实现批量出货, 25G EML/DFN 领域全国率先研发,产品已参与试验测试,有望于 2018 年底/2019 年初实现量产。未来 5 年,100Gbps 及更高速率光模块市场将占到全球光器件市场的一半以上,而 100Gbps 光模块中的关键器件—— 25G 光芯片供应紧缺,具有核心原材料与芯片技术的企业将在全球市场上占有有利竞争地位。公司有望高端芯片领域实现突破,抢占高速光芯片市场额,推动盈利能力提升。

公司18~20年预测PE为45倍、32倍、23倍。

 

2)中际旭创 300308

公司主要从事电机定子绕组制造装备和高速光通信收发模块的研发设计与制造销售。在光模块业务领域,公司现有 10G SFP+、25G SFP28、40G QSFP+、100G CFP4/QSFP28 等各系列产品类型,主要应用于云计算数据中心领域。公司在 40G/100G 迭代周期抢先进入市场,40GQSFP+产品全球占市率约 40%,100GQSFP28 全球占市场率预计达 30%以上,是全球光模块细分领域的龙头。

公司在高端光模块布局领先,在 2018 OFC 展会上推出了业内首款 400G QSFP-DD FR4 光通信模块,此外还推出了业界领先的 400G OSFP 和 QSFP-DD 系列的新产品。目前 400G 产品已对大客户进行小批量试产,预计于 2019 年开始逐渐起量,有望在未来数据中心光模块需求向 400G 演进迭代过程中占领先机,抢占市场份额,进一步稳固尖端光模块地位。

公司18~20年预测PE为30倍、24倍、18倍。

 

3)新易盛 300502

公司是目前国内少数批量交付 100G 光模块、掌握高速率光器件芯片封装和光器件封装的企业。公司光模块产品线齐全,覆盖 4.5/10/40/100G等产品,并于先前募投项目增加了 11条 4.25G 光模块生产线、30 条 10G 光模块生产线、7 条 40/100G 光模块生产线,9 条配套封装线,带来新增光模块 229.53 万支的产能。目前项目产能开始逐步释放,去年公司光模块生产总量达到 487.85 万只,同比上升 33.86%,未来产能亦将持续增长,最高将达到 642.53 万支/年,市场竞争力将得到进一步提高。同时,10/40/100 G 光模块占比逐步提升,新产线推动公司产品结构从低速产品向高速产品优化,紧跟市场升级迭代潮流。

公司18~20年预测PE为79倍、42倍、29倍。

 

4)剑桥科技 603083

公司 2017 年起进入光模块生产领域,2018 年 4 月更与美国 MACOM 公司签署协议建立战略合作伙伴关系,由公司收购 MACOM 日本公司的部分资产,全面进入数据中心互联和电信级 100G 及更高速光模块及其组件的规模生产、持续创新以及全球销售。

 

5)烽火通信 600498

公司是国内优秀的信息通信领域设备与网络解决方案提供商,仅次于华为和中兴,其产品类别涵盖光网络、宽带数据、光纤光缆三大系列,通信系统设备是最主要的收入来源。在光设备领域,公司在三大运营商设备集采项目的份额均位居前列,接入网 PON 集采排名第二,骨干网 OTN 设备采购保持前三、100G OTN 商用稳居第一,城域网亦跻身网络建设主力军行列,PTN 市场份额在 20%-25%左右,IP RAN 市场份额在 10%左右,稳居国内前三甲。

子公司飞思灵微电子主要专注于集成电路及系统的研制,重点突破核心芯片的关键技术,实现公司内部芯片需求自给及产品外销。目前,公司全系列 10G PON 产品已规模采用飞思灵自有芯片解决方案,产品涵盖从光通信系统设备到光模块器件相关的各类核心芯片,有效降低类似中兴事件的供应链风险。

 

老张点评

光模块总结以下几点:

1)光器件是光传输系统的核心,光模块是光器件的基石,光芯片是光模块的命脉。

2)光模块未来的增量需求主要来自于5G通信和云计算的数据中心,需求有个共同点,就是高速光模块的需求越来越大,现在100G是主流,200G/400G紧随其后。

3)个股方面,主要关注光迅科技、中际旭创、新易盛等。光迅科技是国内稀缺的具有光芯片设计和制造能力的光模块厂商,100G光模块的核心器件25G光芯片紧缺,公司有望在今年年底量产;中际旭创在高端光模块领域布局领先,是谷歌和亚马逊公司高速光模块的主力供应商,400G 产品已对大客户进行小批量试产,预计于 2019 年开始逐渐起量,有望在未来数据中心光模块需求向 400G 演进迭代过程中占领先机;新易盛也是国内少数批量交付100G光模块、掌握高速率光器件芯片封装和光器件封装的企业,并已成功研发出200G、400G光模块产品。

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责任编辑:王晓宇
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