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研报精选:国产替代加速 关注光模块产业链

来源:中金网 2019-07-15 18:14:46

随着5G 牌照的发放正式开启运营商资本开支上升周期,“大传输”中光承载网和接入网投资将迎来结构性提升。5G 承载网前传、中传、回传、核心网光端口带宽升级有望带来光模块量价齐升。数通市场方面,流量和上云驱动全球数据中心快速建设,数通市场规模已经超越电信市场成为光模块行业的主要增长极。加上国产替代的日益加速,对于整个光模块产业链值得关注。

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  外汇天眼APP讯 : 国产替代加上速 关注光模块产业链

  随着5G 牌照的发放正式开启运营商资本开支上升周期,“大传输”中光承载网和接入网投资将迎来结构性提升。5G 承载网前传、中传、回传、核心网光端口带宽升级有望带来光模块量价齐升。数通市场方面,流量和上云驱动全球数据中心快速建设,数通市场规模已经超越电信市场成为光模块行业的主要增长极。加上国产替代的日益加速,对于整个光模块产业链值得关注。

  1.光模块产业链:全球分工明确,国产替代加速

  1.1 全球分工明确,中国开启高端智造

  1.1.1光模块产业链介绍

  光模块作为一种重要的有源光器件,在发送端和接收端分别实现信号的电-光转换和光-电转换。由于通信信号的传输主要以光纤作为介质,而产生端、转发端、处理端、接收端处理的是电信号,光模块具有广泛和不断增长的市场空间。光模块的上游主要为光芯片和无源光器件,下游客户主要为电信主设备商、运营商以及互联网&云计算企业。

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  光模块遵循芯片—组件(OSA)—模块的封装顺序。激光器芯片和探测器芯片通过传统的 TO 封装形成 TOSA 及 ROSA,同时将配套电芯片贴装在 PCB,再通过精密耦合连接光通道和光纤,最终封装成为一个完整的光模块。新兴的主要应用于短距多模的COB 采用混合集成的方法,通过特殊的键合焊接工艺将芯片贴装在 PCB 上,采用非气密性封装。

  光模块下游主要应用于电信承载网、接入网、数据中心及以太网三大场景。电信承载网和接入网同属于电信运营商市场,其中波分复用(xWDM)光模块主要用于中长距电信承载网,光互联(Opitcal interconnects)主要用于骨干网核心网长距大容量传输,而接入网市场是运营商到用户的“最后一公里”,包括光纤到户无源光网络(FTTH PON)、无线前传(Wireless)等应用场景。数据中心及以太网市场主要包括数据中心内部互联、数据中心互联(DCI)、企业以太网(Ethernet)等场景。根据 LightCounting 预测,2018年全球光模块市场规模约 60 亿美元,其中电信承载网市场规模 17 亿美元,每年以 15%的速度增长,接入网市场规模约 12 亿美元,年增长率约 11%,而数据中心和以太网市 场规模已达 30 亿美元,未来 5 年复合增长率达 19%。

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  1.1.2欧美日:行业不断并购整合,专注于高端产品和芯片研发

  全球光模块产业链分工明确,欧美日技术起步较早,专注于芯片和产品研发。中国在产业链中游优势明显:劳动力成本、市场规模以及电信设备商的扶持,经过多年发展已成为全球光模块制造基地,从 OEM、ODM 发展为多个全球市占率领先的光模块品牌。产业链分工有效利用了全球优势生产要素,并避免了重复研发,有利于全球产业链高效运转但中国难以分享上游的巨大价值。

  由于低端产品价格透明,许多海外企业无法接受过低的毛利率进而剥离光模块业务专注于芯片或保留高端产品。如剑桥科技去年 5 月和今年 3 月分别收购 Macom Japan和 Oclaro Japan 光模块资产;博创科技今年 3 月收购 Kaiam PLC 业务涉及相关部分资产。另一方面,光通信巨头也经历了一系列并购整合,以增强对整个产业链的垂直协同,增强规模优势,提高议价能力,如去年 5 月和 11 月,Lumentum 和 II-VI 分别宣布收购Oclaro 和 Finisar。

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  中国:从全球工厂到高端智造

  工程师红利开始替代劳动力红利。中国的制造业劳动力成本相比美国的优势正在快速减弱,根据 Wind 和美国劳工部发布数据统计,美国制造业平均年薪/中国制造业平均年薪从 2013 年的 8.15 快速减少为 2018 年的 5.01。而与此同时,中美 IT 技术人员的平均年薪在缓慢缩小,美国 IT 技术平均年薪/中国 IT 技术平均年薪由 2013 年的 5.89 减少为2018 的 4.46。中国的工程师红利正在替代劳动力红利成为驱动光模块行业发展的新动能。

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  中国在全球价值链地位提升。长期以来我国光模块企业在上游芯片和下游主设备商的“夹击”下利润空间被严重限定,但长期坚持研发正在助力国内光模块企业向价值链更高的高端光模块和光电芯片领域渗透。德邦证券以电信光模块为主业的光迅科技、昂纳科技、新易盛作为样本,三家企业研发支出总额 2014-2018 保持着年均 20%的增长速度,研发支出占营收比例保持在 10%以上。而从三家企业的收入合计占运营商资本开支的比例来看,2014-2018 增长了 1.79pct。光模块企业通过研发投入带动产品竞争力不断增强,有望在全球产业链中分享更多的价值。

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  1.2 上游芯片仍是短板,自主可控必将加速

  1.2.1光芯片和电芯片是光模块的核心部件,成本占比最高

  光芯片是光模块中完成光电信号转换的直接芯片,又分为激光器芯片和探测器芯片。激光器芯片发光基于激光的受激辐射原理,按发光类型,分为面发射与边发射:面发射类型主要为 VCSEL(垂直腔面发射激光器),适用于短距多模场景;边发射类型主要为FP(法布里-珀罗激光器)、DFB(分布式反馈激光器)以及 EML(电吸收调制激光器),FP 适用于 10G 以下中短距场景,DFB 及 EML 适用于中长距高速率场景。EML 通过在DFB 的基础上增加电吸收片(EAM)作为外调制器,目前是实现 50G 及以上单通道速率的主要光源。探测器芯片主要有 PIN(PN 二极管探测器)和 APD(雪崩二极管探测器)两种类型,前者灵敏度相对较低,应用于中短距,后者灵敏度高,应用于中长距。

  电芯片一方面实现对光芯片工作的配套支撑,如 LD(激光驱动器)、TIA(跨阻放大器)、CDR(时钟和数据恢复电路),一方面实现电信号的功率调节,如 MA(主放),另一方面实现一些复杂的数字信号处理,如调制、相干信号控制、串并/并串转换等。还有一些光模块拥有 DDM(数字诊断功能),相应的带有 MCU 和 EEPROM。电芯片通常配套使用,主流芯片厂商一般都会推出针对某种型号光模块的套片产品。

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  光模块芯片具有极高的技术壁垒和复杂的工艺流程,因而是光模块 BOM 成本结构中占比最大的部分。光芯片的成本占比通常在 40%-60%,电芯片的成本占比通常在 10%-30%之间,越高速、高端的光模块电芯片成本占比越高,但规模优势可以增加采购的议价能力。

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  1.2.2高速芯片国产率亟待提升,芯片产业链薄弱环节需逐步解决

  高速芯片国产化率亟待提升。光芯片方面,我国在 10G 及以下光芯片具备替代的能力,但仍有很大市场空间。商业级 25G 的 DFB、EML、APD、PIN 部分厂商已在客户验证阶段,成本降低和良率提升仍有很长的路要走。50G EML、窄线宽波长可调激光器芯片、100G 及以上相干集成光收发芯片等面向 5G 的关键芯片几乎全部由国外厂商提供,海思、光迅等研发走在前列的企业目标基本是实现自给。电芯片方面,我国 25G/100G多模光模块配套 IC 基本实现替代能力,但产能远远不足。25G/100G 单模和更高速率自给率估计仅有 1%,高速 TIA、CDR、DSP 等基本和国外存在 1-2 代的技术差距。

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  2.2 价格迅速下降,成本降低要快

  2.2.1价格快速下降:上下游承压,议价能力弱

  中低端市场竞争激烈,上下游承压。从产业链结构的角度上,国内光模块产业链呈现“纺锤形”,光模块企业处在上下游挤压下,议价能力弱;下游来看,国内电信市场客户主要为四大设备商,最终客户为三大运营商,数通市场客户主要为有实力建设超大规模数据中心的云计算、互联网内容供应商;上游来看,欧美日主流芯片供应商不超过 10 家。从竞争结构的角度上,国内中低端市场竞争极为激烈:2018 年全球光模块 CR8 为 54%,属于垄断竞争市场,其中高端市场被 Finisar 等企业牢牢把控,而这些企业近年来的并购整合更增加了高端市场的垄断能力。中低端市场,国内市场格局较为分散,光迅、旭创、海信等企业占据着头部份额,但面临着不断进入的竞争者挑战。

  在上下游挤压和激烈竞争下,光模块市场呈现出年均 15%-25%的降价幅度。每一代新产品推出时,市场降价幅度有所缓和,随着竞争者大量进入,产品降价幅度大幅增加,之后随着新品推出又进入下一个生命周期。大型竞争者的进入也会迅速拉低市场价格,例如 Intel 2018 年推出 100G 硅光产品,采用低价策略迅速占领市场份额。

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  2.2.2应对方式一:规模优势

  规模优势可以有效提升光模块毛利率:(1)大批量采购对供应商具有更强的议价能力,在产品价格下降时能更好的消化成本;(2)大规模量产适合 COB 等自动化程度较高的生产线,有效降低人工和流水线管理成本;(3)规模优势分摊了固定成本,从而享受更高边际利润率;(4)规模优势可以积累更丰富的产线调试和工艺经验,从而实现更高的良率。国内光模块企业通过产能扩充不断发挥规模优势,以更好抵御市场价格快速下降的冲击,国外企业的并购整合,也在一定程度上巩固了规模优势。

  3.投资建议

  外汇天眼了解到,德邦证券认为,持续享受规模优势,建议关注中际旭创。公司数通光模块产能国内第一,产品毛利率领先国内竞争对手,在成本控制上具有丰富经验,有望持续享受规模优势,抵御市场价格快速下滑风险。公司和谷歌、亚马逊等云巨头建立合作关系较早,凭借 40G 产品高性价比打开市场、通过 100G 产品巩固龙头地位,目前 400G 产品已小批量供货。2018年公司各类光模块产能约 500 万,2019 年 3 月公司定增完成“400G 光通信模块研发生产项目”及“安徽铜陵光模块产业园建设项目”,未来两年有望陆续新增 160 万数通光模块 100G 产能、达产 140 万 5G 光模块产能以及 45 万 400G 数通光模块产能,持续享受 5G 建设和 400G 升级带来的行业周期向上。

  受益国产替代份额提升,建议关注光迅科技。公司是全球领先的光电子器件厂商,产品线覆盖无源、有源各类光电器件和模块,根据 OIDA 最新报告,2018 年销售份额稳居国内第一,全球第四,有望充分享受 5G 建设带来的市场增长。公司坚持产业链垂直布局,光芯片能力涉及无源光器件芯片、光模块芯片、增益放大芯片等。经过二十年研发布局,公司有望全面实现光芯片“自给自足”,目前实现无源光芯片全面自给,10G 光芯片系列规模商用,25G 光芯片系列工艺开发完成,部分型号已通过客户验证。在相关事件的背景下,通信产业链寻求进口替代已成为确定逻辑。公司是华为、中兴、烽火等重要供应商,有望充分受益于国产替代份额的提升。

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