【国信通信·研究框架】光器件光模块篇

请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告 | 2022年07月24日【国信通信 ∙ 研究框架】光器件光模块篇行业研究 · 专题报告通信· 通信设备投资评级：超配（维持评级）证券分析师：马成龙021-60933150machenglong@guosen.com.cnS0980518100002证券分析师：陈彤0755-81981372chentong@guosen.com.cnS0980520080001请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容摘要1、光通信器件模块行业主要研究光信号传输及光电转换环节，涉及光电芯片、光学元件、光学器件、光模块、光通信设备及下游电信运营商和云厂商等环节。依据投资来源的不同，光通信产业可分为电信领域和数通领域。光模块产业技术与激光雷达、消费电子、医疗检测设备等领域技术相通，具备应用场景延伸的技术可行性基础和生产服务优势。2、光通信器件模块行业投资具有以下特点：（1）成长性和周期性相伴的本质是流量增长和技术迭代；（2）技术迭代重塑市场格局，关注下一代技术趋势和格局变化；（3）技术升级向更高性能和更低成本演进；（4）技术升级带动产品均价提升，单位流量硬件成本相对刚性；（5）属于耗材，种类多，规模大；（6）行业壁垒高，Know-How是关键，产业链下游开始向上游芯片突破；（7）上游高端芯片依赖进口，中游光器件光模块国产替代率高，全球产能东升西落。3、光通信器件模块行业公司的一般成长逻辑包括：（1）技术迭代阶段头部公司享受技术领先红利；（2）加强研发，实现产品品类横向扩张和垂直整合；（3）产品出海，提升海外份额和毛利率；（4）精益制造构建核心能力，持续降本增效；（5）拓展新应用场景，找到新增长曲线。4、结合基本面，在我们已覆盖公司中，我们重点推荐天孚通信、中际旭创，建议关注光库科技、华工科技风险提示：数通市场或电信市场需求不及预期；竞争格局加剧；光器件厂商向非通信领域拓展不及预期等原材料价格波动的风险。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容光通信器件模块行业研究对象及股票划分依据01光通信器件模块行业公司的一般成长逻辑03数据库与资料来源04目录光通信器件模块行业投资的特点02请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容一、光通信器件模块研究范围与标的请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容光通信器件模块行业主要研究光信号传输和光电转换环节◆负责光/电信号转换的光模块是光通信中必要的一环。高速信号在铜缆中迅速衰减而无法实现长距离传输，而光比无线电信号的传输频率高出1000倍以上，所以光纤成为了主流的信息传输介质，信息在光纤中以光信号传输。在计算机、存储器、交换机内部，数据是以电信号的形式处理和传输的。光/电信号转换是必要环节。◆各类光器件在信息流中发挥的作用包括：光信号产生、光信号调制、光信号传输、光信号处理、光信号探测。图 1：光模块工作原理资料来源：头豹研究院，国信证券经济研究所整理图 2：光通信器件与信息流的对应关系资料来源：《中国光电子器件产业技术发展路线图》，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图 3：光通信产业链及市场规模（亿美元，2021）资料来源：天孚通信招股说明书，LightCounting，ICC，国信证券经济研究所整理；注：光通信设备包括光传输设备及数通设备（路由器+交换机）光通信产业是光器件的重要应用领域光芯片光学元件光组件有源光芯片：激光器芯片、探测器芯片无源光芯片：PLC芯片、波分复用芯片、光开关芯片、光衰减器芯片平面光学元件：滤光片、偏振分束器、消偏振分束器、反射镜、窗口片、棱镜、波片球面光学元件：透镜、柱面镜横压玻璃非球面透镜光组件陶瓷套管/插芯光纤适配器光收发接口组件精密金属件光器件无源光器件光隔离器、光分离器、光开关、光纤连接器、波分复用解复用器、光分路器、光衰减器、FA光纤阵列、光耦合器等有源光器件激光器（DFB/FP/VCSEL）、探测器（PIN、APD）、光放大器、光调制器（DML、EML）、光收发次模块（TOSA/ROSA/BOSA）光模块光模块光收发模块、光放大器模块、动态可调模块、性能监控模块电芯片电芯片激光驱动器、跨阻放大器芯片、限幅放大器芯片等光通信设备数通市场电信市场全球市场空间（亿美元，2021）24 35 8 13 92 618 电芯片光芯片光学元件光器件光模块光通信设备◆光电子器件（简称光器件）主要指利用电-光子（或光-电子）转换效应制成的各种功能器件。◆广义的光通信器件包括光芯片、光学元件、光组件、光器件、光模块等环节，各环节的行业变革孕育投资机会。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容光模块是各类光器件的集成品◆光模块主要由光学器件和辅料（外壳、插针、PCB与控制芯片）构成。光学器件（包括光芯片和光学元件组件）约占光模块成本70%以上，辅料（外壳、插针、PCB与电路芯片等）占光模块总成本近30%。◆光发射组件TOSA一般包含激光二极管、背光监测二极管、耦合部件、TEC以及热敏电阻等元件。一定速率的电信号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信号，通过光功率自动控制电路，输出功率稳定的光信号。光接收组件ROSA一般包含光电探测器、跨阻放大器、耦合部件等元件。一定速率的光信号输入模块后由光探测器转（PD/APD）换为电信号，经前置放大器（TIA)放到后输出相应速率的电信号。图 4：光模块结构示意图（SFP+封装）资料来源：讯石光通讯，国信证券经济研究所整理图 5：光模块成本构成资料来源：头豹研究院，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图 7：光通信在电信网络的应用资料来源：光迅科技，国信证券经济研究所整理◆应用趋势：随着移动互联网和云计算的发展，数据中心的计算能力和数据交换能力呈指数级增长，光通信的应用主体从运营商网络转向数据中心。◆电信网络的光通信应用：1980年代光纤诞生以来，光通信应用从骨干网到城域网、接入网、基站。目前国内传输网络基本完成光纤化，但数据在进出网络时仍需要进行光电转换；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%。◆数据中心的光通信应用：1990年代开始，光通信应用从中短距离的园区、企业网络延伸到大型数据中心的系统机架间、板卡间、模块间、芯片间应用。仍以光模块为例，据LightCounting数据，数通市场（以太网+光互连+光纤通道）收入占比在55%-60%左右。光通信核心应用场景：电信网络和数据中心图 8：光模块在数通领域的应用资料来源：光迅科技，国信证券经济研究所整理图 6：以光模块为例，运营商市场与数通市场收入占比对比（2021）资料来源：LightCounting，国信证券经济研究所整理以太网50%光互连7%光纤通道3%FTTx6%无线前传/中回传10%CWDM/DWDM24%请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图 10：以太网光模块（数通市场）和电信侧光模块市场规模增长趋势资料来源：公司公告，国信证券经济研究所整理图9：三大运营商资本开支（亿元）及国内外主要