明白：AI 共振下，光学器件迎来需求增加+价值量增加双击

liukai · 发表于 2023-9-4 09:40:23

　　01

　　AI 算力革命催化光模块迎来400G 到800G 新一轮升级周期西格玛光机http://www.gzyuli.com/guangxuepingtai/sigma/【SIGMA西格玛光机一级代理商】广州誉立电子科技有限公司是一家集光学平台、光学隔振平台、光学气浮隔振平台、光纤调芯电控位移台、物镜等光学平台研发生产、销售服务于一体的厂家公司，并代理了国内外先进的光学仪器和显微物镜器件等，是sigma西格玛光机总代理，主要有物镜,光学隔振平台,刚性隔振平台,气浮隔振平台,光谱分析仪,光纤调芯位移台,无掩膜直写光刻设备,空间光调制器,高光谱仪,显微物镜,光纤光谱仪等。热线:020-38880135

　　1.1 光通信下游数通侧：周期上行叠加产品价值量提升，市场份额迎来新突破

　　AI 算力革命催化光模块迎来400G 到800G 新一轮升级周期。以ChatGPT 为代表的生成式 AI 工具正引领新一轮科技革命，英伟达、AMD 等厂商接连发布新款产品为下一波AI 提供技术助力。前沿科技产业化的落地需要云厂商庞大的算力支持，而光通信网络是算力网络的重要基础和坚实底座，预计这将进一步推动海外云巨头对于数据中心硬件设备的需求增长与技术升级。AIGC 的高速发展将进一步促进数据流量的持续增长和包括光模块在内的 ICT 行业的发展，加速光模块向800G 及以上产品迭代。

　　国内外 AI 算力需求带来的需求增加以及 800G 以上高端光模块技术附加值的提高将推动高端光模块行业量价齐升。根据 LightCounting 预测，到 2027 年，800G 以上光模块将占据整个光模块市场空间的 50%以上。

　　800G 升级周期下CWDM 滤光片有望迎来需求量大增。800G 光模块出货量的提升将直接带动波分复用组件的市场需求。相比于过去的 200G/400G 光模块，800G 为 8 通道，且单通道价值量比过去的200G/400G 有较大提升。800G 光模块光学部分有望迎来量价齐升。

　　2017 年，腾景科技突破了光学薄膜窄带滤光片制备技术，实现了粗波分复用器（CWDM）滤光片规模化、低成本量产，进入了苏州旭创的供应链体系，并成为其主要CWDM 滤光片供应商；公司与全球主要的光模块厂商Lumentum、Finisar 等也建立了合作关系，将直接受益于中际旭创和菲尼萨等 800G 光模块出货量的提升。公司具备成熟的窄带滤光片制备技术，公司数据中心CWDM 滤光片在产品指标符合客户技术指标要求的基础上，能够实现规模化、低成本供应。

　　数通 800G 时代，公司有望提升 Z-Block 产品市场份额，实现量价齐升。CWDM 常用1470nm~1610nm 的波长范围，有 8 个中心波长，高速光模块工作在 CWDM 波长范围，波分复用/解复用器件是其重要构成部分。Z-Block 波分组件由斜方棱镜和滤光片胶合而成，其价值量远高于单个CWDM 滤光片。

　　2022 年，腾景科技成功申请实用新型专利《一种新型波分复用/解复用组件 Z-Block》，该专利通过将滤光片堆叠安装，搭配反射膜、波分复用膜，与现有的波分复用/解复用组件相比具有体积更小、结构更简单、加工更方便、镀膜面更少、运用零件更少、成本更低的优势。

　　1.2 光通信下游电信侧：FTTx+双千兆景气度持续，相干下沉趋势明显

　　5G 建设平稳推进，渗透率有进一步提升空间。随着国内 5G 基站数量的不断提升，5G建设资本支出增速趋于平稳。根据工信部统计，2022 年我国新建 5G 基站 88.70 万个，累计建成并开通 5G 基站 231.20 万个。工信部表示，2023 年将新建开通 5G 基站 60 万个，总数将突破 290 万个。《“十四五”信息通信行业发展规划》规划提出，每万人拥有5G 基站将从 2020 年的 5 个上升至 2025 年的 26 个，5G 用户普及率从 2020 年的 15%提高到 56%。公司前传光模块相关产品将随着国内当前 5G 建设进入平稳期而保持平稳态势。

　　相干光模块组件产品广泛应用于骨干网和核心网，向城域网下沉趋势明显。公司供应应用于相干光模块的精密光学元器件以及准直器产品。随着东数西算、骨干网升级、未来 “相干下沉”以及城域网数据中心应用得到进一步拓展，800G 相干光模块也将进入市场，公司相关产品市场需求有望进一步提升。

　　02

　　光纤激光：国内市场高速增长，国产替代是大势所趋

　　根据 LaserFocusWorld 数据，2017-2021 年，全球激光器市场规模从 138 亿美元增长至185 亿美元，复合年均增速约为7.6%；同期我国激光器市场规模从 70 亿美元增长至127亿美元，复合年均增速约为 16.2%，远高于全球增速。中国目前已经成为全球第一大激光器市场，2021 年占比接近 70%。在我国各类激光器市场占比中，光纤激光器占比超50%，根据《2022 中国激光产业发展报告》，中国光纤激光器市场规模 2014 年为 28.6亿元，预计 2022 年有望达138 亿元，2014-2022 年均复合增速为 21.74%。随着国产光纤激光器技术水平的不断提升，实现进口替代已成为必然趋势，在全球的激光器市场份额也将不断提高，为本土光电子元器件厂商带来巨大的机遇。

　　公司产品可提供光纤激光器中的 PBS、反射镜、透镜、隔离器、合束器等光学元件，以及高功率镀膜光纤线、声光器件等光纤器件，将直接受益于激光器市场的国产替代浪潮。

　　光纤激光：国产替代进行时，未来可期

　　激光器是激光装备发射激光的主要部件，光纤激光器是激光器的主流技术方向。搭载了光纤激光器的激光装备可以用于高端制造业中的切割、焊接、测量等工艺流程。公司产品可提供光纤激光器中的 PBS、反射镜、透镜等光学元件，以及高功率镀膜光纤线、隔离器、合束器、声光器件等。

　　激光系统对光电子元器件的精密加工有较高的技术要求，光电子器件加工的精度将直接影响其抗激光损伤阈值，影响激光器的性能和可靠性。

　　03

　　激光雷达：具身智能时代的“AI 之眼”

　　激光雷达是指激光探测及测距系统，是一种通过发射激光来测量物体与传感器之间精确距离的主动测量装置，被广泛用于无人驾驶汽车和机器人领域。激光雷达通过激光器和探测器组成的收发阵列，结合光束扫描，可以对环境进行实时感知，获取障碍物的形状和距离，以实现避障功能；同时，结合预先采集的高精地图，机器人在环境中通过激光雷达的定位精度可达厘米级，以实现自主导航。

　　激光雷达按照测距方法可以分为飞行时间（Time of Flight，ToF）测距法、基于相干探测的 FMCW 测距法、以及三角测距法等。ToF 与 FMCW 能够在室外阳光下，实现 100~250 m 的测程，是智能驾驶领域激光雷达的主流方案。以ToF 激光雷达系统为例，其包含主控模块、发射和接收模块、扫描模块等主要功能模块。

　　总体来看，国外在激光雷达上游起步更早、技术积累更深厚，特别是在光电器件和核心芯片领域，国外下游企业在商业化方面也更成熟。但国内激光雷达上下游发展迅猛，有望实现赶超。据市场研究机构 Strategy Analytics 预测，中国制造的轻量级车型上安装的激光雷达数量，预计将从 2014 年的 2%增长到2028 年的30%；搭载高分辨率激光雷达的自动驾驶轻量级车型，将从 2020 年的不足5 万辆增至2028 年的970 万辆以上。

　　04

　　光通信：波分组件增长势头强劲，WSS 市场优势明显

　　在光通信领域，公司的精密光学元组件和光纤器件产品是光模块的重要组成部分，位于光通信行业的上游。其中，精密光学元组件包括模压玻璃非球面透镜、光学组件、球面光学元件、平面光学元件等产品；光纤器件包括光纤头、准直器等产品。

　　拆解来看，公司与光模块对应的产品包括光模块内部的滤光片、偏振分束器（PBS）、消偏振分束器（NPBS）、棱镜、透镜、非球面透镜等各类光学元件，以及环行器、准直器、合波分波组件、光复用器等光纤器件。

　　波分复用/解复用：高速率大容量光通信的首选方案。随着光通信需求的不断增长，人们通过光复用技术增强光纤传输能力，光波分复用技术 WDM 就是其中一种，它将不同波长的光信号合成一束在单模光纤中传输，从而大大增强光纤传输能力。根据波长间隔的不同，WDM 可分为WWDM（宽波分复用）、CWDM（稀波分复用）、DWDM（密集波分复用）、MWDM（中等波分复用）、Lan-WDM。在 WDM 技术中，通过复用器/解复用器实现单模光纤中的合波与分波，从而最大限度提高单模光纤传输能力。

　　实现波分复用的方案主要有Z-Block、阵列波导光栅（AWG）和梳状滤波器（ITL），三种方案各有其优缺点。相比于另外两种技术，Z-Block 具有传输损耗最小、信号通道质量高、生产良率较高的优点，一直是光通信研究的前沿热点。AWG 传输损耗较大，信号通道质量一般；ITL 损耗中等，但芯片良率较低。

　　针对 WDM 技术，当前主要有熔锥光纤型、光栅型、阵列波导型、光子晶体型及薄膜滤光片型（TFF）等。熔锥光纤型插入损耗低、构造简单，但通道间隔离度差且尺寸较大。光栅型制造难度大、成本高。阵列波导光纤和光子晶体型尚处于研究阶段。TFF 可以设计成尺寸较小的器件，结构上具有稳定的优势，常用的是 Z-Block 方案。滤光片具有隔离度高、插损低、偏振损耗小、体积小以及性能稳定等优点。选择适合的材料，能够使其介质薄膜型波分复用器对温度的敏感性极小，可以实现多个通道传输系统。

　　Z-Block 由斜方棱镜和滤光片胶合而成，主要用于数通领域的高速率光模块中。当前国内对 Z-Block 的研究主要通过优化结构、减小尺寸等方式解决性能和封装方面的问题。Z-Block 结构由一个平行四边形玻璃基板（也叫斜方棱镜）搭配四个相应中心波长的滤光片所构成，四个滤光片均在斜方棱镜的一侧。每个滤光片只能让当前通道波长的光信号通过，反射其它波长的光信号；斜方棱镜的另一侧，一部分区域镀反射膜，一部分区域镀增透射膜。Z-Block 部件之间采用胶粘接而成，是一种微光学精密组件。由于玻璃的热膨胀系数比较小，因此该 Z-Block 结构的合光器件相较于传统焊接的器件具有更好的温度稳定性。

　　滤光片是特定波段透过、特定波段反射或截止的光学元件，是 Z-Block 组件中的重要组成部分。窄带滤光片在特定的波段允许光信号通过，而偏离这个波段以外的两侧光信号被阻止，窄带滤光片的通带相对来说比较窄。腾景科技的滤光片产品包括粗波分复用器（CWDM）滤光片、局域网波分复用器（LWDM）滤光片、10G 无源光纤网络（PON）滤光片、二向色滤光片等。

　　WSS：复杂全光连接交换网络的优质技术路线。通过波分复用/解复用虽然可以增加光通信网络的传输容量，但是其中光电信号之间的转换会使得光网络的传输速度极大地受到电子信号处理速率的制约。通过可重构光分插复用器（ROADM）技术，两个节点之间进行信息传输时，无需通过光-电-光的中继方式进行光交换，用户可以动态配置节点中的任意波长的光，从而推动全光网络的发展。ROADM 的功能是进行波长选择和上下话路，其中波长选择开关（WSS）可以完成波长选择功能。WSS 模块是光通信网络的可重构光分插复用（ROADM）节点中的核心器件，该模块可以在输入的多个波长信号中，将所选择的波长信号输出到指定的端口。以 1xN 端口 WSS 模块为例，其包含 1 个输入端口和N 个输出端口，输入端口的任意波长均可以从任意一个输出端口输出。目前应用于波长选择开关的核心引擎主要有微机电系统（MEMS）、数字光处理技术（DLP）和硅基液晶（LCoS）等三种主要的技术。

　　WSS 市场，国内竞争者极少。WSS 模块主要应用于骨干网、核心网，并向城域网下沉，同时也在向数通市场扩展。是当前技术最先进，也是结构最复杂的一种光模块，对相应的光学元件要求较高。目前，Lumentum、Finisar 两家企业的WSS 模块合计出货量约占全球市场的 80%以上，公司是Lumentum、Finisar 波长选择开关（WSS）模块生产的主要供方。公司应用于 WSS 模块的产品包括波片、透镜、柱面镜等，是行业内能够稳定供应波长选择开关（WSS）模块球柱面镜的少数企业之一。（来源：国盛证券）

　　欢迎全汽车产业链（包括动电池产业链）的天使轮、A轮企业入群（将面向包括顶流机构在家的800家汽车投资机构推荐）；有科创公司领导沟通群、汽车产业整车、汽车半导体、关键零件、新能源汽车、智能网联汽车、后市场、汽车投资、自动驾驶、车联网等几十个群，加群请扫管理员微信（请注明您企业名称）