通信行业：光模块框架培训PPT

fl–äÌÀ_PPTG?†ø‘8bœS分析师 于海宁分析师 黄天佑联系人 操俊茹SAC执业证书编号：S0490517110002SAC执业证书编号：S0490522050005SFC执业证书编号：BUX641分析师及联系人证券研究报告评级看好首次• 证券研究报告 •%%%%%%%%research.95579.com2➢ 光通信是以激光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。光收发模块的传输速率与性能影响着整体通信网络的升级换代，因此在电信市场、数通市场上发挥着重要作用。➢ 从功能上看，光模块主要用于信号的光电转换，包括电—光（发送）和光—电（接收）两种形式的转换。发射端中的激光二极管是实现电——光转换的核心（主要有激光器芯片，激光驱动LD，时钟同步芯片CDR等）；接收端中光电二极管是实现光——电转换的核心（主要有PIN、APD等两种类型的探测器）。同时，激光器和探测器需要与光纤对准耦合。➢ 从封装形式看，有单通道方案，多通道方案；基于光学部分工作原理有传统分立器件方案，也有新一代的硅光集成封装方案。光模块定义：用于信号的光电转换TOSA与ROSA主要部件及其功能TOSA（光发射组件）ROSA（光接收组件）DFB/EML/VCSEL：不同种类的激光器芯片，将电信号转化为光信号PIN/APD：光电二极管，将激光信号还原为电信号Laser Driver：激光驱动（以电流驱动为主）TIA：跨阻放大器，探测电流转换为放大电压信号CDR：时钟同步芯片LP Filter：电压滤波器LD Bias Control：偏置电流控制电路RF AMP Limiter：射频放大器限幅器保电压幅度一致光收发一体模块由三大部分组成，它们分别是光电器件（TOSA/ROSA）、贴有电子元器件的电路板（PCBA）和光纤收发接口单通道封装方案多通道封装方案资料来源：BOZHON，AIGCtribe公众号，财讯网，长江证券研究%research.95579.com3............二层交换机一层交换机服务器光模块数据中心应用场景、价值量占比、标的梳理20%60%5%5% 3%7%IDC及配套服务器光模块交换机铜连接存储及其他数据中心各个环节的价值量占比测算常见EML方案光模块BOM成本拆分测算22%3%14%12%31%3%15%EML激光器芯片探测器光无源器件Driver+TIADSP其他电芯片PCBA+管壳➢光模块的主要应用场景是数据中心横向扩展网络（scale-out，通常是指通过增加计算节点数量来提升整体计算性能的跨机互联网络）部分，通常用于服务器连接到交换机，以及交换机之间的互联。➢与之对应的，纵向扩展网络（scale-up network，通常指节点内互联）主要采用PCB和铜连接来实现互联。➢光模块的连接距离主要涵盖10m（有源光缆AOC），100m（SR型号），500m（DR型号），2km（FR型号），10km（LR型号）等场景，此外还有用于数据中心直连（DCI）的80km的ZR型号。光模块子板块股票代码公司简称子板块股票代码公司简称光模块300308.SZ中际旭创光芯片688498.SH源杰科技300502.SZ新易盛688048.SH长光华芯603083.SH剑桥科技688313.SH仕佳光子002281.SZ光迅科技600105.SH永鼎股份000988.SZ华工科技光器件300394.SZ天孚通信301205.SZ联特科技300570.SZ太辰光688205.SH德科立300548.SZ长芯博创002902.SZ铭普光磁300620.SZ光库科技001267.SZ汇绿生态688195.SH腾景科技603306.SH华懋科技688313.SH仕佳光子光纤光缆601869.SH长飞光纤003031.SZ中瓷电子硅光设备300757.SZ罗博特科TEC芯片688662.SH富信科技光模块及配套产业链标的资料来源：Wind，长江证券研究（注：价值量占比和BOM成本拆分均为测算）%%%%%%%%research.95579.com4光模块上游1-激光器光芯片➢光芯片是实现光电能量载体相互转换的最核心元件，光通信应用中主要分为激光器芯片（光发射芯片）和探测器芯片（光接收芯片）。光发射芯片可以按材料和结构划分，应用场景各异。光发射芯片常用的结构有面发射结构（VCSEL）和边发射结构的 FP/DFB 和 EML。从材料体系看，常用的材料有磷化铟（InP）和砷化镓（GaAs）。➢激光器芯片工作原理：处于基态（稳态）的原子在外来辐射光（由电/光泵浦源产生）作用下先受激吸收跃迁到高能级（不稳态），再自发辐射到较低能级的亚稳态，粒子数聚集在亚稳态实现粒子数反转（即亚稳态粒子远多于基态），跃迁到基态，实现受激辐射，发出光子和外来光子的能量、相位、方向均相同，从而产生窄谱宽、高功率、强定向性的激光。不同材料的亚稳态与基态能级差决定发光波长，结合光纤传输损耗窗口波长，业界选择850nm/1310nm/1550nm为主要发光波长。实现光电转换的光发射芯片和光探测芯片位于光通信系统的发射端和接收端 光发射芯片主要分为 VCSEL、 FP、 DFB、 EML 等几类 激光器芯片发光原理（激光原理）资料来源：源杰科技招股书，长江证券研究%%%%%%%%research.95579.com5光模块上游2-光无源器件➢ 目前看无源器件占光模块BOM的比例在15-20%。成长性较强的品类主要包括MT-FAU、WDM器件（Z-block、AWG）、PM等➢ 另外像光模块外部用于互联的LC/MPO连接器及跳线等也有较大市场规模和成长性。➢ 无论是传统分立、硅光集成方案的光模块，还是未来CPO/OIO的光引擎形态，无源器件都不可或缺AWG器件：利用 PLC 技术在芯片衬底上制作的阵列波导光栅。用于 CWDM 和 DWDM 系统透镜（Lens）：光纤阵列透镜在光模块中，发射端将光信号从激光芯片耦合进光纤；兼具光路转向、机械部件精确定位的功能光学镀膜和滤光片：零件表面上镀上一层(或多层)金属(或介质)薄膜，达到减少或增加光的反射、分束、分色、滤光、偏振等要求光纤阵列（FAU）：主要包括基板、压板、和光纤。通常在基板的基底切割出多个凹槽，将压板压紧和固定插入凹槽的光纤PM（保偏器件）：对线偏振光有较强的偏振保持能力，应用于光纤陀螺、光纤听水器等传感器、DWDM、EDFA光隔离器：是一种只允许单向光通过的无源光器件，通过光纤回波反射的光被隔离光收发接口组件：由陶瓷套管、内置光纤短插芯和不锈钢精密零件组成，是光收发模块的端口MT：在成型的精密定位V槽上，利用超精密激光设备切割工艺或研磨工艺形成多芯并行光纤阵列，通过纳米级激光形位检测设备检测实现光纤阵列连接器的高精度连接。MPO（Multi Push On）连接器：弹片卡紧式的多芯连接器，尺寸与普通的单双芯连接器差不多，但是密度却提高了几倍。LC型连接器：采用操作方便的模块化插孔（RJ）闩锁机理制成，可以提高光纤配线架中光纤连接器的密度。资料来源：仕佳光子官网，天孚通信官网，北极光电官网，赓旭光电官网，菲尼特官网，天孚通信公告，通信ABC公众号，Ofweek，搜