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1、5G 驱动电信光模块重回增长，2023 年有望达到 46 亿美 元，中国市场 2021 年达到巅峰 158 亿元人民币

1.1、光模块市场规模 67 亿美元，光芯片占据 50%成本

2019 年光模块市场规模预计为 67 亿美元，电信用产品占比 44.7%，5G 驱动下 19-23 年 CAGR 11.5%。光模块作为光电信号转换的重要有源器件，广泛存在于 光纤通信系统中。根据 LightCoun; k J h Q ~ting 的数据，全球 4G 建设速度大幅下降，导致 电信用光模块市场 2017/18 年下滑 11.7%/3.3%。此外 LightCounting 预测，全球光 模块市场规Q h `模 2019 年达到 67 亿美元，其中电信产品占比 44.9%，数通产品占比 50.2%。伴随 5G 建设，电信产品有望重回增长，2023 年达到 46 亿美元，2019-23 年 CAGR 11.5%。

光模块的主要结构为 TOSA+ROSA。光模块的主要作用是实现光信号和电信号的 互相转换，可以分为接收端和发射端，其中发射端把电信号转换为光信号，由 TOSA（transmitter optical sub-assembly，光发射次模块）和对应的驱动电路构成， 核心为激光器；接收端把光信号转换为电信号，由 ROSA（receiver opti_ w Scal sub-assembly，光接收次模块）和放大电路构成，核心为光电探测器。

TOSA+ROSA 成本占比约为 50%，目前高端芯片主要掌握在美、日厂商手中。 通过对光模块的成本的拆解，光器件共占成本的 79%，而在光器件中，TOSA 和 ROSA 共占 63%，T W G Y即占总成本的 50%。从全球来看，国内企业主要在无源器件（不 涉及光电信? i 4 j R b号转换） 、低速光芯片等中低端细分市场有竞争优势，但高端光芯片仍 主要掌握在美、日厂商中，包括美国的 Finisar、Lumen= h 9 * N otum、Neopn L , D %hotonics 和日本 的 Sumitomo、FujS y 5 Y C Gitsu。

1.O - F X 9 b B 1 02、5G 建设将拉动国内电信用光模块需求，2021 年有望达到 158 亿元 人民币

2019 年国内电信侧光模块市场将达到 17 亿美元。根据 Lightn 6 a o E t M hCounting! @ O 的数据，经 历了 2014-16 年 4G 建设6 $ t F a _ m以及中移动 FTTH 建设的高峰期后，国内电信侧光模块市 场规模出现下滑，2017 年下滑 29%。2018 年伴随 4G 扩容; & 2 V , ]建设光模块市场出现回 暖，LightCountin N o 2 T O * Tng 预计 2019 年国内电信侧光模块市场规模将达到 17 亿美元。

2019-28 年，移动建设 190 万座 5G 基站，r - z { l , ( 1联通和电信共建F h : ? 9 ] F 235 万座 5G 基站，共 建共享不影响光模块数量。如果十年建设一个与目前4G同等覆盖程度的5G网络， 我们估算移动需要建设 190 万座基@ { g I O o站。而对于联通和电信，采用 3.5GHz 频段， 我们估算两者共需建设 235 万座 5G 基站。而对于中国移动 160MHz 的频谱带宽， 如果采用光纤直连，一个宏基站对应 12 支光模块，如果采用 OpeT k o n L s X An-WDM，对应 24 支光模块。对于中Q f X F M | Q 5 _国联通和电信，由于两家S K 3 N B s共享 200MHq y tz 的频谱，所需光; g C z模块 数量较 100MHz 翻倍，一个宏站对应 12 支光模块，因此共建共享不会减少光模块数量。

巅峰时期 2021 年，国内 5G 所需光模块市场规模有望达到 69 亿元人民币，25G 光模块占比 76.2%。根据《5G 技术发展白皮书》的网络架构，CU（central unit， 集中单元）与 DU 与宏基站的比例为 1：6：48。其中一M j _ t个 DU 与 CU 连接需要 4 支光模块，为 50G/100G。CU 与汇聚层以及核K 4 @ 6心网相连需要 200G/400G 光模块。 根据预测的; 4 S E宏基站数量以及单基站用量，我们预计国内 5G 建设带来的整体光模 块需求（2011 $ d l9-28 年）为 284 亿元人民币，其B t c ) t中 25G 光模块占比 77k : ; B : }.1%；有望于 2021 年达到巅峰 69 亿元人民币，2019-21 年 CAGR 1 1 s ] b w32.6%；其中 2t o a5G 光模块需 求为 1766 万支，规模为V X F L n k d 4 52.6 亿元，占比, n . f i 4 E v 76.2%。

5G 驱动，2021 年国内电信用光模块市场规模达到 158 亿元人民币，2019-21 年 CAGR 15.3%。结合 LightCo1 # R Ounting 的数据，我们假设 2021M u 年国内固网以及骨干c ; L Q G - 网光模块市场规D U G ? S 0 /模为 12.8 亿美元，则 2021 年国内电信用光模块市场规模为 22.7 亿美元，即 158 亿元人民币，2u e :019-21 年] ) r , 5 4 2 } CAGR 15.3%。

2、光模块的规格和数量取决于应用场景

2.1、不同场景下，TOSA/ROSA 种类不同

FP 激光器多用于 FTW t @ ] pTx，DFB 多用于无线侧和数据中心，EML 多用于骨干网和 数据中心互联，Vq c 1 J N h KCSEL 多用于数据中心。TOSA 将电信号转换为光信号，主要由 LD（激* W E + u i 光二j z W 9极管）、封焊管体、陶瓷插芯、陶瓷套管、适配器等组成。其中激光 器主要为 FP（Fabry-Perot）激光器、直调式 DFB（distributed feedback laser，分 布式反馈激光器）、EML（electro) T g : J * ) q-absorption modulated laser，电吸收调制激光器） 和 VCSEL（vertical-cavity surface-emitting laserv q 6 E N V O I，垂直腔面发射激光器） ，采用的 材料为F F o ) V e $InP或AlGaAs/GaAs； LD的封装一般采用TO-j I CAN（trag L O E O U y j }nsmitter outliner can） 封装、蝶形封装、COB 封装、BOX 封装以及 Flip Clip 封装。

其中 FP 激光器利用 FP 谐振腔进行模式选择，产生多纵模的光源，主要利用电信 号对驱动电流的调制实现对光信号的调制。由于光源为多纵模，传输距离较短， 最大传输速率较低多为 1.25Gb/s 以内。

DFB 激光g g /器内置布拉格光栅Q b u H | 5 u S {，产生单纵模的光源，而直调式 DFB 则将电3 l v # y =信号直 接加载到激光器的驱动电流上，从而对产生的光信号进行调制，由于直接对驱动 电流* : s R K Q h F 1进行调制会导致波长漂移（啁啾），从而会产生色散，影响最( ( # m c大传输距离。此 外，传输R w 7 Q . ? c信号的带宽也会因激光器线宽受到限制。而由于激光器有增益饱和效应， 线性工作区有限，难以实现较高的消光比，增加了系统误码率。

EML 激光器中包含一 r N effect，量子限制 St& w # Cark 效应） ，将电信号加载在= I K调制器上，改变光吸收大小，从而实* . T N @ K S 8现对光信号的调制， 利用这种调制方式，波长漂移（啁啾）小，线性工作区较大，信号传输质量高， 最大传输速率较高，但是价格较为昂贵。

VCSEL 主要是利用面发射，对驱动电流进行直接调制。同时由于 VCSEL 激光器 的体积较小，其产生激光的阈值P / Y E 4 2 - #电流较小；输出光束质量较高，发散角0 i A较小，光@ G K * D 3 斑承圆形对称分布，因此与光纤的耦合效率较高，尤其是与多模光纤的耦合效率 可以高于 90%。因此多模光模块多采用 VCSELD Z，但; d F是传输距离较短，多为几十米至几百米。

ROSA 按光探测器的种类可以分为 APD 和 PIN 两种类型H * P。ROSA 将光信号转换 为电信号，主要由 PD（光电二极管） 、塑封配适器、金属配适器、闭口套管等组 成。其中 PD 主要分为 PIN（移相开关二极管）和 APD（avalanch , 5 . h k * G Ie photodiode， 雪崩光电二极管） 。其中，PIN 光电二极管通过 P 型和 N 型半导体之间的 I 型区域， 吸收光并产生光电流，具有线性工作区大，噪声小，功耗低等特点；而 APD 在 PIN 的基础上采用雪崩倍增效应，将接收到的光电U D v L W j流放大，提升探测灵敏度，但 是放大的同时也会引入较大的噪声，降低信号质量，误码率升高。

光模块的封装主要包括：SFP/SFP+封装、XFP 封装、QSFP+/QSFP28 封装、CFP 封装等。SFP（Small form-factor pluggable）为小型可插拔型封装，支持 LC 光纤 连接，速率最高为 4Gbps，SFP+在 SFP 的基础上速率有所提升，最高速率可达 10G( ` 4 D : 4 Q B !bps。XFP（10GB small form-factor pluggable~ & i Q k l v）指一种 10GE 小型可插拔光模 块，尺寸比 SFP+大。QSFP+（Quad small form-factor pluggable）指四通道小型可 热插拔光模块，通信速率为 40Gbps，尺寸比 SFP+大；QSFP28 封装大小与 QSFP+ 相同，支持 100Gbps 的速率。CFP(Centum form-factor pluggable)是一种基于密集m Q t 9 波分复用的新型光模块标准，同时支持数通和电信传输两大应用，速率可达 100Gbps。

2.2G s _ O } % | i、电信网络：从接入网到骨干网，所需光模块数量逐步减少，速率 逐步提升

电信J X Y L e t R X 网络主要分为接入网，城域网以及骨干网，速率和传输距离不同。其中，接 入网（Access Network）是e B M k _ . G r U与业务和应用无关的传送网n a Z，主要完成交叉连接、复用 和传输A n D t | J I 6功能，将企业、个人用户、数据中心等接入网络，包括固网接入以及无线 接入；城域网（Metropolitan Area Network）主要是一个城市区域内的信息通信基 础设施，主要是以光纤作为传输媒介，是接入网与骨干网的中间环节；骨干网是 用于连接多个区域以及地区的高速网络。传输, D ) { h : N ) Y距离上看，y | i F n v 9 l接入网的传输距离一般 小于 100km，城域网的传输距离一般为 100-800km，E } z } T ? n骨干网的传输距离一般为 800-2000km。

接入层光模块数量取决于终端设备数，城域= D v H R网和骨干网取决于数D & * I Q , _ b |光网络单元/U C ( C终端 ONU/ONT（Optical Network Unit/Optical Network Terminal）构 成。

其中 OLT 主要是将多种业务的信号在局端汇聚，并以一定的格式向下传输给终端 用户（下行） ，另一方面将来自终端用户的信号按照业务类型分别送入不同的业务 网络中（上行） 。ODN 主要完I & # $ # g成信号的上下行传输，主要采用分光器。ONU/ONT 是用户侧的设备e h h X，其中 ONT 直接应用于最终用户，适用& 8 # , L J y于 FTTH 的场景，ONU 则与用户直接仍有一定距离，可以再通过网线、光纤等连接最终用户，适用@ F h ^ x _ I率较低一般为 1.5Gb/s。由于网络的 特点，PON 光模块往往为一对多的模式，模块不成对使用。以华为 OLT 平台 MA5800-X17 为例，共有 17 个业务槽板，每个业务槽板支持 16 个 PON 端口，则 单台设备_ N / a共支持 272 个 PON 端口。由于M m E & X 0 ? PON 一般应用于小区域内，传输距离较 短，一般为 20km 以内，传输速率l $ - x 4 6 较低一般为 1.5Gb/s，此外，上行波长为 1310nm， 下行波长为 1490nm。目前运营商主要采7 W e用传输协议为 EPON 和 GPON，其封装 形式包括 SFF，SFP/SFP+。

在无线侧接入网，光模块主d x p O要用于 RR1 ~ ? x 5 & OU 和 BBU 相连，和 B( { ^ 6 5 } V M -BU 接入城域网，4G 时期接入速率多为 10Gb/s。4G BBU（baseband unit，基带单元）与 RRU（remote radio unit，射频拉远单元）之间采用高速 CPRI 协议（Common Public Radio Interface，通3 l T q 5 9用公共无线电接口）# Q I R P T | p ，一般为点对点双纤直连，传输距离也往往在 200m 以内；4G BBU 接入城域K ! ` r 8 ~ 6 9网速率以 10Gb/s 为主，封装多为 SFPSFP+和 QSFP28， 传输距离 10km/40km。室分基站往往采用了多个 RRU 级联，共享一个 CPRI 接口 的组网模式，目前典型配置是 2-3 级 RRU 级联实现频点K c 覆盖。

城域网：根据数据量大小，采用 4$ H Y g0G/100G 光模块

城q 2 F 5域网起承上启下作用，对成本较为敏感f u Q } F $ k /，可采用以太网直连或 CWDM 降低成 本。城域网业务类型复杂，需要承载传统的c 4 P Y语音业务、互联网业务以及未来的各 类新兴业务。此外，由于业务复杂度提升，用户需求提升，城域网需要足够的灵 活_ c 2 A性、k X p可扩展性以及快8 I s 1 [速反映能力来适应需求的变化。同时由于业务的带宽和用 户数量都呈现高速增长的趋势，也给城域网造成了巨大的带宽A ; L h ~ a [ h 1 3 C % O无 线接入侧将发生较大的改变，原有 RRU 以及 BBU 部分物理层处理功能上移与天 线合并成为 AAU（active antenna units，有源天线），以此进一步减少馈线的长度， 从而减少信号的损耗。原有的 BBU 的非实时部分分割l e * Y Y h V d出来，重新定义成为 CU （centralized unit）， 来负责处理非实时的协议和服务；BBU 剩余的物理层功能) M h以 及实时功能重新定义为 DU（distributed unit）。 因此网络结构从此前的两段连接变为三段连) R e接，所需光模块数量相应增加。W = w

此外，根据 IM-2020（5G）推进组给出的技术方案，光模块要求如下：在无线接 入侧采用 10G/25G/100Gb/s 灰光或 Nx25G/50Gb/s WDM 彩+ } j光；城域网汇聚层采用 100G/200Gb/s 灰光或S j b = Nx100G] U I (b/s 0 z ? A # s O WDM 彩光；C | R , $ - % 0 _在城域网核心层以及骨干网采用 200G/400Gb/s 灰光或 Nx100G/200G/400Gs 5 D u ~ q a Qb/s WDM 彩光。光模块的规格较此前的 4G 网络（接入侧 10Gb/s，汇聚层 40Gb/s，核心网及骨干网 100Gb/s）均有提升。

5G 前传：连接数量最大，速率多为 25Gb/s

5G 前传四种技术方案中，有源; ] B/无源 WD1 a ] % qM 和 SPN 方案消耗光模块数量为光纤直 连的一倍, Q , @ Z 4 F。5G 前传的技术方案包括：光纤直连、无源 WDM、有源 WDM/OTN、 切片分组网络（SPN）等。其中光纤直连方式最简单，成本最低，但是无法满足 网络保护、监控等管理功能，因此无法给 uRLLC 业务提供高可靠性，且消/ + _ @ ] * ^耗光纤 资源最多；无源 WDM 方案$ # z w f 0 U采用彩光模块，消耗光纤资源较少，无源设备便于维 护，但是依旧无法实现网络监控、保护、管理h o h r O ; H D等功能；有源 WDM/OTN 节省光纤 资源，可以实现性能架空、故障检测: ^ L C h ~ & g 5等 OAM 功能，且提供网络保护，该技术天 然具有大带宽低时延的特性，缺点是建网成本较高；SPN 方案同样可以( X ( l = A ! W M实现 OAM 功能，并提供网络; Z A i u _ $保护，具备大带宽低延时的特点，同时可以通过网络切片化满 足不同应用场景的要求，缺点是建网成本较高。其中有源/无源 WDM 方案V ] ^ V和 SPN 方案所需光模块为光纤直连方案的一倍。

中国移动提出 Open-WDM/MWDM 技术方案，前传光模块数量较 4G 翻倍。2019 年 9 月 3 日，中国移动李晗首次公布了中国移动的 5G 前传 Open-WDM/MWDM 技术方案，将在前传中使用低e ~ ` } h成本的 25G CWDM 光模块实现 12 波长系统。由于 传统的 BBU 仅与 3 个 RRU 相连，只需要 3 对（共 6 只）光模块。但是 5G 时期， 一个 DU（5 b : , , M k Cdistr7 6 m -ibuted unit，分布单元）可能与需要与 30 站以上的站点相连，此外 由于中国移动在 2.6GHz 共有} n j ~ q U l 160MHz 的带宽资源，每个 AAU（active antenna unit， 有源天线）需要两对（四只）光模块，@ 2 C一个 CU 可能需要g ; l :连接 180 对光模块，需 要 360 芯光纤d M a 5 g r A _ J，对光纤消耗极大。因此中国移动针对x 9 b E w X {以上规模集中场景引入了 WDM 技术。相应的每个基站对应 24 支 25G 光模块，为 4G 时期的四倍，较光纤 直连方案翻一倍，每个 CU 只需一根光纤。

前传光模块需求占比最大，25G 产品市场空间较大。从2 : A u $ c连接数量上看，前传光模 块数量最大，在 5G 承载网络中C 9 t 2 , *需求最高，同时由于应用场景通常为室外，需要 工业级的光模块，速率为 25Gb/s，同时正常工作温度范围要求较大，为-40 度至+85 度。采用的激光器/探测器组合方案取决于传输距离，对于较短传输距离 （100m/300m，往往用在 DU 与 AAU 距离较近的情况）可以采用多模光纤，波长 为 850nmc l 3 6 3 D B，采用激光器/探测器类型为 VCSEL/f 5 9 . h Z q iPIN 组合，而对于中长距离传输 （10km/20km，DU 与 AAU 距离较远）采用单模光纤，波长为 1310nm/1550nm， 采用激光器/探测器类型多为 DFB/PIN 或 EML/PIN 组合。因此，这几种类型的光 模块在 5G 规模建设时期有望大批量出货，市场空间较大。

5G 中回传：多为 50G/100G 灰光或 WDM 彩光模块

5G 接入网中回传所采用光模块多为 50G/100Gb/s 灰光或者 WDM 彩光。由于 5G 接入侧中回传网络的核心功能主要包括多层级承载网络、灵活化连接调度、层次 化网络切片、4G/5G 混合承载以及低成本高速组网等要求，还需支持 L0~L3 层的 综合传送能力，主要技术方案包括 SPNG W e : L j p传输损耗较大，目前加工厂最小损耗为 1dB/cm@1550nm，硅基 光学器件效率l Q ~较低。以及由于双光子吸收效应，当输入功率超过一定阈值后，硅光波导传输损耗明显增加，因此硅光模块难以用于长距离传输。此外硅光波导跟 光纤耦合效率较低，损耗较大。多种因素影响下，目前硅光模块的成本优B v ! ! z势不明 显，Intel 100G PSM4 QSFP28 硅光模块价格为 3990 欧元，而 Cisco 的同类产品价 格仅| ( 0 m m为 300 欧元。并且这些问题主要源于硅材料本身的问题，难以解决。

光模块行业格局不会因为硅光技术发生重大变革。从生产成本以及材料本身特性 考虑，我们认为硅光难以取代现有 III-V 族技术，尤其是在长距传输中，因此行业 技术格局仍将保持稳定。目前主g U $ : j ; L ,要从事硅光模块研发的公司也为 Intel 等半导体公 司，主要是因为这些公司现有的 CMOS 工艺较为成熟，成本较低，而传统光器件 大厂对待硅光的态度仍比较谨慎。

硅光未来可能仅在短距超高速传输中有部分应用，2020 年出货量占比预计为 5%。 由于未来高速传输往往采用更加复杂的调制格式（PAMq ~ i l 4 w 2 ^ {4，PAM8 等） ，后续的数 字信号处理（DSP）芯片难度增加，通过光模块与 DSP 芯片更加深度的集成可以 提高效率。我们认为未来硅光在短距超高速传输（例如{ F + u 8 u R Y 6数据中心内）中，可能会 有部分应用。但目前集成度的提升并不能弥补材料本身带来的缺陷，并且市场规 模不及传统芯片，尚a 7 ] U H O ] V未达到规模效应，因此高速传输目前仍以传统光! J _ W j ~模块为主， 我们预期 2020 年硅光产品出货量占比仅为 5%左右。

3m ] a H.2、运营商集采有望开启，部分厂商或有边际改善

运营商单独采购光模块，减少中间环节，帮助运营商节省 CAP| I /EX。传统的采购模式下，运营商往往直接面向设备商采购整套设备，设备商再向光模块厂商采购。 而 2019 年 6 月，中A a ) ; ( 5 V国电信首次开启集团层面的光模块集采，直接向光模块厂商采 购，减少了交易环节，有望减少资本开支。

集采价格承压但数量大幅提升，带来规模效应，头部厂商利润空间有望增加。光 模块的封装属于劳动密集型行业2 p Y A z，技术壁垒较低，产品价格竞争激烈，2018 年每 Gbps 的价格约& = r @ . X + 4 b为 3 美R W 2 ! s ! k U M元，同比下降 37@ 3 I g.5%。目前由于 25G 电信用光模块技术较5 @ k C @ / ^为 成熟，国内产能充足，集采价格可能较低但是数量将大幅提升，带来规模效应。 头部厂商市场I @ v e | w U占c ? y j 4 d 6比较高、出货量较大，生产成本较低，毛利U ] Q e U ? q y o率高于普通厂商，利 润空间M l # k V 8 & N有望增加。

部分厂商市场空间变大，或迎边际改善。此外由于之前光模块采购由主设备商进 行，部分厂商此前只进入了单一主设备商的采购名录，运营商集采后有望进一步 打开市{ @ ? -场空间，例如新易盛一直是中兴的主- J力供B ( e x h p应商，无法获得华为的订单，集 采开启后，公司市场空间变大，或迎来] p Z 2边际改善。

4、全球龙头频繁整合与剥离，暂时掌控光芯片环节

4.1、龙头加I E ) t 3 P R o :速整合提升能力，剥离组装业务以求利润率稳定

从全球来D W n . . . d看，光通信行业处于加速整合期。近年来，光通信行业呈现加速整合的 趋势，行业龙头通过收购细分领域的领头羊丰富产品线，拓展业务范围，例如 2018 年 3 月 II-VI 通过收h m F Z j p购 Co U q y # q 5 EAdna（WSS（波长选择开关）的全球领导者） ，强化了 自身 ROADM（Reconfigurable optical add-drop multiplexer，可重构光分插复用器， 核心器件为 WSS 单元）产品的垂直整合能力。

龙头企业选择强强联合从而巩固A q c E a Z N U |自身地f P x f位，CR5 或将提升至 50%。例如 Lumentum 收购 Oclaro，+ T . O以及 II-VI 收购 Finisar。其中根据 OVUM 给出的收购前（2017 年） 的市场份额，Lumentum 和 Oclaro 分别在全球占比 7.5%和 6.5%，位居= u r B第二、第三， Lumentum0 Y F x n * z q e 为全球领先的 VCSEL 供应商，同时还提供光纤激光器、光* m &模块等其他 产品，而 Oclaro 拥有世界领先的 InP（磷化铟）激光器的生产能力以及集成光路 和相干光器件的研发~ u = & 7能力，二者结合将补全产品线，实现强强联合，进一步巩固 自身地位。而 II-VI 和 Finisar 全球市场份额分别占比 4.8%和 14.4%，位居第六和 第一，II-VI 主要产品为无源光器件，而 Finisar 则是有源光器件的龙头，二者联合 互补效Q d N应大于 Lumentum 和 Oclaro。根据 OVUM 提供的数据，考虑合并后的市场 份额，我们预计 2019 年光器件行业 CR5 将达到 50%左右，比 2016 年提升 10pcts。

头部公司剥离组装业务，聚焦光芯片生产，以求利润率稳定。近年光通信行业除 了产线整合外，头部z a ^ N t行业纷纷剥离劳动密集以及重资本的光模块组装业务，包括 Avago 把光模块组装业务出售给鸿腾精密（后又卖回给 Avago），Macom 和 Oclaro JM 9 J | v V - Q lapan 把相关业务出售给剑桥科技。此前新产品（2014 年的 40G，2017 年的 100G 产品）上市仅一年就发生; D + P S ? !价格跳水，如今，器件厂商不希望在 400G 量产时发生d ) { o 同样的事情。由于高速光芯片（25G）技术含量较高，门槛较高，仅掌握在头部 厂商手中，因此在产业链上具有较强的议价能力， F F ;他们选择Z R u L 5 ^保留光芯片设计生产 能力，剥离组装业务，未来通过挤压组装的利润来稳定自身利润水平。

4.2、产业链话语权由光芯片厂商掌握，高速芯片国产化迫在眉睫

光芯片厂商具有产业链话语权，国内厂商有望进入该领域，改善盈利能力。根据 之前的成本分析，我们可以看出来光芯片占光模块成本的 50%，电芯片占 1N . c B I4%， 无源光器件占成本的 30%，PCB 和外壳占比 7%。光芯片占比的技术门槛较高， 因此毛利水平较高，产业链的话语权主要集中在这一环节。目前光芯片的主要供 应商包括：美国厂商 Avago，Oclaro（已跟 Lumentum 合并）和 Finisar，以及日本 厂商 Sumitomo 和 Fujitsu。国内厂商光迅科技、华工正源、海信宽带实现g o ) 2了 10G 及以下光芯片的量产，并部分应用于现有产品中。但是9 V i u & R F y 25G 光芯片尚不能规模量 产，但目前光迅科技、华工正源、昂纳科技、敏芯科技（未上市）部分 25G 光芯片已经送样测试或小规模量产，随着未来光芯片国产化比例提升，该类厂商话语 权有望提升f 5 S T r y ,，盈利能力有望逐步改善。

电芯片国产化率较低，国产化比例低于 2%，国产替代任重道远。此外，光模块 中使用的电芯片包括 MCU（microcontroller unit，微控制单元） 、DSP（digital signal procr j o率波动较大，我们预期未来毛利将稳步提升，利润增长 有望高于行业整体增速。从各个产业链环节来看，上游厂商掌握光芯片的生产能 力，具有一定的话语权，光芯片生产环节毛利率较高。但部& A - H K分厂商例如 Finisar 仍 保有下游模组组装业务，导致整体毛利K M F ! m水平受产品价格影响波动较大。+ { ~ $ d c = r另一部分 厂商例如 Lumentum 逐步剥离组装业务以及部分低毛利产品，毛利水平稳步提升。 我们预计龙头厂商剥离低毛利环节为行业整体趋势，未来毛利水平有望逐步提升， 因此整体利润增长有望高于行业整体增速。

下游组装业务以及低端光芯片生产厂商毛利率逐步下滑，我们预计未来将通过规 模效0 T E ^ ~应或向高端光芯片延伸提升毛利率，长期头部公司将逐步受益。0 A k [ { 0 k C 6国内光模块 厂商多从事组装业务，部分公司例如光迅和华工正源具备低端光芯片的生产能力。 从过去 10 年的盈利情况来看，毛利率逐年下滑，主要是由于光模块价格下滑，上 游光芯片厂商挤n 1 U X N (压下游厂商利润导致，部分年份受益于行w L { K 4业产1 . 0 1 f B品升级，盈利能力 暂时性改善。2019 年 5G 和数据中心升级有望: = L % h公司 9 月 25 日，从纳斯达 克退市。

前期主要通过收购扩张业务范围，获得光有源/无源器件制造能力。Finisar 上市后 适逢 2001 年互联网泡沫破裂，大量光通信/光器件厂商经[ N : $ ( R D I营陷入困难，公司随后 频繁并购，从而先后获得了 PIN 探测器和激光器的生产能力（收购 Genoa 和 Honeywell）、光模块生产能力! j E o（马来西Q . c 9 C D g亚 Ipoh 工厂）、光无源器件- X . ?的设计制造能 力（Transwave 和 New Focus），并逐步$ ~ W U v A M进入欧洲市场。2008 年通过与 Optium 的 合并，公司超过 JDSU 成为了世界8 e @ p 8第一大光器件提供商。

公司目前在马来西亚 Ipoh 的工厂主要生产光学子系统，中国4 f 2 *无锡工厂主要生产光k = B S 5 u 模块，中国上海的工厂主要生产光无源器+ e G v S V 2件包括 ROADM，澳大利亚滑铁卢的工 厂主要生产 WSS，美国宾夕法n % H } 6尼亚州霍舍姆的工厂主要生产 CATV 和电信产品， 美国德克萨斯艾伦的工厂生产 VCSEL8 w d ` f C，美国加州费里蒙特的工厂生产长波长 FP 和 DFB 激光器。

光模块行业龙头，长期位居全球第一，垂直化商业模式提升效率。公司自 2008 年起一y | 4 $ b @ _直为光器件行业（包含无源、有源器件）龙头，截至 2017 年全球市场份额 占比为 14.4T 3 `%。Finisar 具备多种有c N [ O s q g源、无源光器件的生产i @ 0 S } &能力，产品组合较为全 面，同时由c S A ; $ S t H 0于其垂直一体化的产业模式，可以有效的降低成本，提高整体效率。

数通市场收入占比近 80%，VCSEL; y 9 9 O # 6 业务发展迅速。数通0 ^ I k | 3 V 6市场（主要用于大型互 联网数据中心）所用多为高速光模块（100G/200G/400G）， 产品价值较高，具有 一定的技术门槛，通过下游- s k客户认证需要一定的实力，因此该细分领域的玩家主 要是大型厂商7 d E n g 9 n，而电信用光& a n | c l模块速率较低，技术门槛略低，产品价格下2 | ) ) 6 M ? b滑较快， 有较多小f r D g A G厂商参与其中。因此，公司倾向于生产高附加值产品，其收入近 80%来 自于数通市场。此外，随着 3D 感测应用的兴起，公司逐步进入该市场，未% T % * 7来 VCSEL 业务增速可观。

Lumentum：积极探索 VCSEL 在 3D 感测的应用，产品结构改善带来利润提 升

Lumentum 拆分自 JDSU 的商业光学产品业务，2015 年 8 月在纳7 [ ~ d # S斯达克交易所上 市。回溯其历史，原公司 JDSU 是 Uniphase 和 JDS Fit9 * b s l oel 合并而成。其中 Uniphase 公司成立于 1979 年，并于 199 e % 品布局。

3D 感测渗透率增加，VCSEL 将成为公司H 9 S ) . k未来业绩的主要驱动力。自 2018 年起， 随着 3D 感测技术在手机中逐渐普及，VCSEL 市场有望迎来高速发展R ; q 7 k d o r，根据 YOLE 的w ; 0 , W A z 9预测b k J % d手机以及消费电子的VCSEL市场规模有望从2018年的7.38亿美元增长至 2024 年的 37.75 亿美元，2018-24 年 CAGR 31.3%，在整体 VCSEL 市场的份额占 比从 74.9%上升至 89.6%。此外| j j q 9 K / [，随着公司把组装业务逐步剥离，我们预计光模 块业务的毛利率有望进一步稳定，公司盈利能力有望逐步改善。

华工正源：依仗华中科大光电专业能力，高速光芯片在研

华工正源光子技术有限公司成立于 2001 年，是华工科技（! [ x u u000988.SZ）的核心子 公司。公司主要从事电信用光模块的研发和生产，在 4G 时期就是华为的金牌供 应商，2019 年z u r e N s 6 月公司获华为国内首个 5G 光模块订单，并成功交付；在华为近 期 5G 光模块招标中获得较高的份额。

公司旗下云岭光电主要从事光芯片研发，低7 ` ) C G端产品已经实现T Z y批量供应，高端产品 正在研发中L @ W y 9 x X。此外，公司参股的云岭光电，目前已经可以批量供应 2.5G 以下的光 芯片，小批量供应 1@ L M ! a | $0G 的 DFB 芯片，25G 的光芯片目前正K 6 U g ? W (在做可靠性试验，国 产化率有望进一步提升。若光芯片研发顺利，量产芯片可以顺利替代进口k c u W o 4 e a 5产品， 则公司毛利率有望进一步s o { ( x :提升。

昂纳科技：从无源到有源，未来能力有望进一步向光芯片延伸

昂纳科技成立于 2000 年，一开始以生产无源光器件为主，之后逐步向有源器H , % P r 3件延 伸，目前主要产品包括光隔离器、WDM（波分复用器）、 EDFA 光纤放大器、可 变光衰减器、光模块，V ` G X O -无源器件在多个领域出货量位居全球前五，具有规模效应， 毛利率水平较高。此外公司也在光纤激光器、激光雷达（LiDAR）和机器视觉方 面有所发展。2019 年公司完成对 3SP 的收购，获得了 InP 和 GaAs 晶圆厂，光芯 片研发生产能力有望进一步提升。随着公司能力向上延伸- 2 _ M有望进 一步提升。

4.5、其他通信产业链公司

中兴通讯：主设备商，直接受益于 5G 建设

作为光模块行业的下游，中兴通讯为全球四大主设备商之一，全球接入网设备份 额约为 11%，公司目前已有 35 个 5G 合同。目前国内d Q J [ w g ! x三大运营 V ! } / E m .已经先后开始了 5G 承载网的建设，2019 年 12 月中国移f / , W (动开启了 SPN 设备的集采) p q ` 8 e %，2020 年 1 月中国 电信开启了 STN 设备的集采。“5G 建设，承O E Q & h D S b O载先行”这也标志着中国 5G 网络建 设有望加速。我们认为公司未来% C 6 P 6 s 7 ) x在国内运营商采购的市场份额有望逐步提升，公K w 6 司也将伴随 5G 重回快速增长，建议投资者关注。

长飞光纤光缆：光模块带动光纤光缆9 [ k a需求提升

作为光模块行业的上游，长飞光纤光缆为光纤光缆行业$ z i E B龙头，具有光棒、光纤、 光缆全产业链的生产能力，光棒份额约占国内 31%，位居国内第一。2019 年光纤光缆行业经过两年扩产后，出现了供大于求的局面导致产品价格腰斩，部分仅具 备光纤光缆生产能力的公司毛利率严重承压。但目前光棒行业格局较好，处于供 需平衡状态，2019 年价格微降c l # K V b v L $。公司具4 [ T Y 6 E x有自主的光棒生产能力，产品结构向光棒 倾斜。2020 年运营商将开启 5G SA 组网建设，拉动光纤光缆需求，产品价格有望 逐步回暖。我们认为行业上行时，公司业绩改善有望优于行业，随着产品价格的 回升，公司估值有望逐步提升，建议投资者关注。

4.6、投资建议

根据我们的测算 5G 建设将提振光模块的需求，中国电信用光模块市场规模将从 201y z c g { u l =9 年的 118 亿元人民币，增长至 2021 年的 158 亿元，CAGR 15.3%，其中 5G 用光模块 69 亿元，占比 43.7%。5G 建设全周期（2019-28 年）电信用光模块市场 空间为 284 亿元人民币；其中 25G 前传光模块占比最高为 219 亿元，占比 77.1%。

我们建议关注 Lumentum（剥离组装业务，专注光芯片，光模块业务毛利率有望 保持稳定，此外公司 VCSEL 产品随着 3D 感测应用推广，有望成为新增长点） ； 昂纳科技（具备低端光芯片生* d _ [ R & /产能力，25G 光芯片有望实现突破，公司业务向上 延伸，利润率有望进一步提升） ；中兴通+ 1 a . $ j e讯（主设备商，直接受益于d ( I @ P v 5G 建设） ； 长飞光纤光缆（5G 建设有望提振光纤M o H c c { k光缆需求，行业触底回升）

（p $ j 3 Q = B 0 y报告来源：兴业证券）

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