光通信行业专题报告：5G数通双驱动，光模块再迎腾飞.pdf

通信 |证券研究报告 行业深度 2018 年 8 月 22 日 Table_IndustryRank 强于大市 公司名称 股票代码 股价 (人民币 ) 评级 烽火通信 600498.SH 31.20 买入 光迅科技 002281.SZ 24.37 买入 中际旭创 300308.SZ 49.53 未有评级 新易盛 300502.SZ 16.53 未有评级 剑桥科技 603083.SH 32.27 未有评级 资料来源：万得，中银证券 以 2018年 8月 21日 当地货币收市价为标准 相关研究报告 Table_relatedreport 电信与数通需求共铸光器件的新黄金时代 20170821 通信行业 2018 年中期策略 20180625 中银国际证券股份有限公司 具备证券投资咨询业务资格 Table_Industry 通信 Table_Analyser 程燊彦 (8621) 20328305 shenyan.chengbocichina 证券投资咨 询业务证书编号 ： S1300517080004 Table_Title 光通信行业专题报告 5G 数通双驱动， 光模块 再迎 腾飞 Table_Summary 我国 5G 网络 步伐加快，承载网 的 先行建设与升级推动 电信网光器件需求 的持续增加 ； 同时，云计算时代下 数据中心 网络需求爆发式增长 ， 国内 BAT为首的互联网企业 进入 IDC 需求扩张 期 ，高速光模块需求启动。我们相信 无论电信、数通 领域 ，光 模块市场 已进入 高速发展新时 代 。 支撑评级的要点 流量增长推动光通信繁荣，光模块与芯片 价值凸显。 全球移动流量逐 年翻倍， 2017 年底 至 2023 年底期间有望以 42%的复合年增长率 (CAGR)上升，于 2023 年底接近 110EB/月，流量爆发 将 推动光通信市场日趋兴盛。 网络的迭代将不断促进光模块更新与升级的需求， 2020 年 全球 光模 块市场将超过 71 亿美元，高端光模块 市场增速 超过 24%。同时， 光器件市场 将愈发聚焦于价值链上游的光芯片， 光芯片及组件成本占光模块成本50%70%。 目前 我国 具有光芯片生产能力的公司业务集中在低端产品芯片， 25Gb/s 及以上高端芯片国产率仅 5%。 短期内 封测能力领先的企业将在 抢占份额和利润重头方面占领先机 ， 长期来看，具备 光芯片技术核心力 的企业将 优势明显。 5G 承载网建设升级助力光模块腾飞，市场需求临近爆点 。 5G 的商用将进一步引爆流量增长， 流量爆发的压力对承载网提出大宽带、低时延等新要求，加上运营商地位的逐渐衰弱、发展环境竞争 的 日益激烈 推动 5G的网络架构革命性变化，承载网建设面临基站大规模部署和核心网设备更新换代，大力推动光通信行业。我们认为， 5G 前传组网方案或将是光纤直驱和 OTN 共存， 5G中传与回传 OTN 可行 ， 预测 我国 5G 整体建设将新增约 440 万个宏基站， 5G 承载网将带来光模块总市场约 620 亿元的增长，市场潜力无限。 互联网企业数据中心需求释放，形成光模块重要新下游 。 全球云计算迅速发展， 预计 超级数据中心 2020 年总量增长至 485 个 ，北美四大互联网企业的数据中心投资已达北美三大运营商的六成。叶脊 网络架构引入满足内部流量升级需求，集中拉动 40/100G 等 高端光模块的需求，未来将走向 200/400G， 数通领域光模块市场 年复合增长率接近 20%。目前我国数据中心数量全球占比 8%，不及排名第一的美国数据中心数量的 1/5，BAT 拥有的数据中心服务器数量之和不及美国亚马逊的一半， 未来我国数据中心需求 亟待释放 。随着 互联网数据中心成为光通信新下游， 数通光模块市场可期。 评级面临的主要风险 运营商 5g 投资不力、 数据中心建设不达预期、 新技术风险、 竞争风险。 重点推荐 我们认为 光通信 市场已迎来 高速发展 时代，技术领先、 具备规模优势、品种 不断丰富 的 产业链 企业均将先后受益 。 推荐 运营商光设备龙头 烽 火通信 ， 直接受益于 5G 承载网先行建设 ； 推荐 具有光芯片研发生产能力的 光迅科技 ， 同时布局 电信 与数通双市场推动业绩持续增长； 可 以 关注在光模块数通市场占据翘楚地位 的 中际旭创 ；关注 向全面扩张 光模块 产能与市场 的 新易盛 ；以及 关注 高端光模块市场的新兴力量 剑桥科技 等 。 e_Companyname 2018 年 8 月 22 日 光通信行业专题报告 2 目录 光通信：尽享流量爆发红利 . 7 数据流量爆发 电信数通利好 . 7 电信数通发展快速催生光通信市场稳定向上 . 8 光模块高速化、自主化步伐加快 . 9 光模块：借光器件旺需景气持续，高速需求启动 . 9 光芯片：高端领域进口替代空间大 . 14 电信市场： 5G 承载网大力推动光模块需求 . 18 5G 将至，承载网先行 . 18 技术与政策驱动我国 5G 进展领先 . 22 借势 5G 承载网，我国光模块市场飞扬 . 25 数据中心成为光模块强劲新下游 . 31 数据中心迎来黄金发展时期 . 31 互联网巨头数据中心需求逐步释放 . 32 光模块市场受益于数据中心扩张升级 . 35 高速化 需求火热，数通光模块市场有望于 2020 年翻倍增长 . 38 重点推荐企业 . 43 1. 烽火通信： 5G 承载网光设备领军者 . 43 2.光 迅科技：电信数通双轮驱动，高端光芯片可期 . 44 3.中际旭创：数通光模块全球翘楚，高端技术领先 . 46 4.新易盛：市场新秀，高端产品突破可待 . 48 5. 剑桥科技：高端数通光模块的新生力量 . 49 风险提示 . 51 2018 年 8 月 22 日 光通信行业专题报告 3 图表 目录 图表 1. 全球数据流量大爆发 .7 图表 2. 我国数据流量年复合增长率远高于全球平均水平（ 2012-2020） 7 图表 3. 全球 IP 流量和数据中心流量持续增长 .7 图表 4. 数据中心流量主导互联网流量 .7 图表 5. 全球移动流量迅速增长（ EB/月） .8 图表 6. 全球超级数据中心数量增速预测（亿美元） .8 图表 7. 光通信 在电信市场的应用 .8 图表 8. 光通信在谷歌数据中心的应用 .8 图表 9. 光通信行业市场空间 .8 图表 10. 电信市场和数 据中心增长带动光器件市场规模（单位：亿美元） 8 图表 11. 光通信产业链 .9 图表 12. 光通信运作流程实例 .9 图表 13. 光通信应用 .9 图表 14. 全球光器件需求总体增长趋势 . 10 图表 15. 全球有源光器件占比（ 2016） . 10 图表 16. 全球无源光器件占比（ 2016） . 10 图表 17. 光通信器件分类繁杂 . 11 图表 18. 我国主要光器件企业全球市场份额分散 . 11 图表 19. 近年光通信器件重大兼并案 . 11 图表 20. 光模块运作原理 . 12 图表 21. 光模块产品示例 . 12 图表 22. 全球光模块销售收入增长预测 . 12 图表 23. 我国光模块销售收入增长预测 . 12 图表 24. 近年我国光模块供应市场全球占比大幅提高 . 13 图表 25. 高速率产品是光模块发展的必然趋势 . 13 图表 26. 40G/100G 光模块销售收入不断增长 (亿美元 ) . 13 图表 27. OFC2018 上展示 400G 光模块方案的部分企业 . 14 图表 28. 400G 的采用速度加快 . 14 图表 29. 光模块成本中芯片占比过半 . 14 图表 30. 光芯片成本随光模块速率升高而提高 . 14 图表 31. 光芯片技术制约着光通信中的应用领域 . 15 图表 32. 光通信产业领域的各产业领域竞争力不匹配 . 15 图表 33. 海外光器件厂 主导全球高端光芯片市场 . 15 2018 年 8 月 22 日 光通信行业专题报告 4 图表 34. 我国集成电路贸易逆差现象严峻 . 15 图表 35. 2017 年光收发模块及光芯片、电芯片国产化率测算 . 15 图表 36. 国家陆续推出扶持集成电路产业政策 . 16 图表 37. 我国集成电路自给率低，但呈缓慢向上趋势 . 16 图表 38. 大基金一期重点投资芯片制造领域 . 16 图表 39. 国家陆续推出扶持自主光芯片政策 . 17 图表 40. ITU 5G 工作计划表 . 18 图表 41. 3GPP 进一步推动 5G 运行 . 18 图表 42. 承载网是移动网络通讯的基础 . 19 图表 43. 5G 换代面临全新的技术体系和业务环境 . 19 图表 44. ITU 定义的 5G 主要应用场景 . 20 图表 45. ITU 定义的 5G 能力指标 . 20 图表 46. 5G 主要技术场景（ IMT-2020(5G)）及关键挑战、 . 20 图表 47. 2G/3G 到 4G/5G 移动通信接入网的变迁 . 21 图表 48. BUU 汇聚机房 . 21 图表 49. 5G 中 CU、 DU 分割 . 21 图表 50. 5G 部署示例图 . 21 图表 51. 5G 传送承载网络 . 22 图表 52. 中国企业 5G 贡献一览 . 22 图表 53. 我国企业 5G 标准协议上的重要进展 . 23 图表 54. 全球主流国家 5G 商用表 . 23 图表 55. 我国三大运营商的 5G 规划 . 24 图表 56. 国内 5G 试点研发实验的三个阶段 . 24 图表 57. 我国 5G 技术研发试验第三阶段计划 . 24 图表 58. 我国 5G 推动政策 . 25 图表 59. 运营商 4G 基站建设节奏 . 25 图表 60. 运营商 5G 基站建设预期（第一阶段） . 25 图表 61. 5G 前传承载方式对比 . 26 图表 62. 按照 eCPRI V1.0 协议 宽带估算（ 100MHz ， 64T64R） . 26 图表 63. 5G 前传光模块需求 . 27 图表 64. 分组增强型 OTN+IPRAN 组网方案示意图 . 27 图表 65. 端到端分组增强型 OTN 方案 . 28 图表 66. 5G 带宽需求估算 . 28 图表 67. 城域 OTN 网络架构匹配 5G 承载需求示意图 . 29 图表 68. 中、回传光模块总需求估算 . 29 2018 年 8 月 22 日 光通信行业专题报告 5 图表 69. 5G 基站年增长量预测 . 30 图表 70. 5G 承载网光模块年投资额预测 . 30 图表 71. 我国 5G 光模块投资预测（单位：元） . 30 图表 72. 云计算产业链全景图 . 31 图表 73. 云计算产业分层 . 31 图表 74. 云计算全球市场规模不断增长 . 31 图表 75. 数据中心呈云化大趋势 . 31 图表 76. 超大规模数据中心数量不 断增长 . 32 图表 77. 全球主要 ICP 资本开支增长 . 32 图表 78. 海外重点云服务商资本开支增长强劲（百万美元） . 33 图表 79. 我国云计算市场规模预测 . 33 图表 80. 我国云计算市场规模增速高于全球平均水平 . 33 图表 81. 2017 年中国云计算和数据中心市场情况 . 34 图表 82. 2017 年美国互联网企业在设备资本开支上的 对比接近三大运营商资本开支的 60% . 34 图表 83. 2017 年我国互联网企业在设备资本开支上的对比接近三大运营商资本开支的 25% 34 图表 84. 中国 与全球数据中心投资规模及预测 . 35 （单位： 十亿美元） . 35 图表 85. 全球超大规模数据分布占比 . 35 图表 86. BAT 资本开支 . 35 图表 87. 阿里云全球数据中心布局 . 35 图表 88. 数据中心流量分类和预测 . 36 图表 89. 数据中心 内部流量保持高速增长 . 36 图表 90. 叶脊拓扑网络架构为横向传输而建 . 37 图表 91. Leaf-Spine 构架展示图 . 37 图表 92. 100G 单模收发器发货量和占比提升 . 38 图表 93. 硅光子技术芯片展示 . 38 图表 94. 英特尔硅光计划内容 . 38 图表 95. 数据中心光模块高速率产品迅速增长 . 39 图表 96. 数据中心光模块趋势分析 . 39 图表 97. 数据中心交换机上增添光模块端口 . 39 图表 98. 数据中心标准机柜内的服务器布局 . 40 图表 99. 数据中心传统的三层网络架构 . 40 图表 100. 分组化的低收敛比三层网络架构 . 41 2018 年 8 月 22 日 光通信行业专题报告 6 图表 101. Facebook 的 Fabric 叶脊网络架构 . 41 图表 102. 1000 机柜数据中心的交换机光模块需求（单位：个） 42 图表 103. 数通光模块市场规模预测 . 42 图表 104. 数通光模块占光模块市场比重逐步提高 . 42 图表 105. 烽火通信的系统设备采集份额业界领先 . 43 图表 106. 5G 承 载网建设需要大量 OTN 设备 . 43 图表 107. 市场额优势、芯片技术双管齐下，公司业绩有望持续增长 44 图表 108. 光迅科技光通信方案 . 45 图表 109. 电信和数通业务双轮驱动，高端芯片领域的不断突破有望推动业绩持续增长 46 图表 110. 公司光速光模块产品展示 . 47 图表 111. 受益于行业发展，公司业绩向好 . 47 图表 112. 新易盛产品覆盖领域广 . 48 图表 113. 产品齐全、产能提升推动公司业绩持续增长 . 49 图表 114. MACOM 的光通信产品布局 . 49 图表 115. 基于 MACOM 光芯片的 400G 硅光模块方案 . 50 图表 116. 报告中提及上市公司估值表 . 52 2018 年 8 月 22 日 光通信行业深度报告 7 光通信：尽享流量爆发红利 数据流量爆发 电信数通利好 在流量井喷、 5G 规模建设周期到来、物联 网产业爆发、大数据中心快速增长等因素的推动下， 根据IDC 的预测 ， 2020 年全球数据总量将达 40000EB，年复合增长率 (2012-2020)达 36%；而中国数据流量增长速度更为突出，于 2020 年总量增至 8806EB，年复合增长率 (2012-2020)达 49%，流量增长率远高于世界平均水平。 图表 1. 全球数据流量大爆发 图表 2. 我国数据流量年复合增长率远高于全球平均水平（ 2012-2020） 资料来源： 藤友通信科技、中银证券 资料来源： IDC、中银证券 全球 IP 流量和数据中心流量持续增长，电 信、数通景气向好。 根据智妍咨询数据统计， 2020 年全球因 特网的网络流量增至 2.7ZB， 16-20 年复合增速为 17.6%；全球数据中心流量预计于 2020 年增长至 15.3ZB，复合增速为 18.7%，占全球数据流量比高达到 77%。由此可见，数据中心流量将未来数年继续在互联网流量中占主导地位，力量不可小觑。 图表 3. 全球 IP 流量和数据中心流量持续增长 图表 4. 数据中心流量主导互联网流量 资料来源： 智妍咨询、中银证券 资料来源： 智研咨询、中银证券 全球 IP 流量和数据中心流量的持续增长推 动了运营商市场对移动通信网络的升级和大型互联网公司对数据中心市场的快速扩张。根据爱立信预测称， 2017 年底到 2023 年底期间，全球移动数据总流量有望以 42%的复合年增长率 (CAGR)上升， 2023 年底，预计数据总流量将接近 110EB/月；同时，全球超级数据中心扩张如火如荼，预计于 2020 年高达 485 个，较 2015 年增长 87%。 2018 年 8 月 22 日 光通信行业深度报告 8 图表 5. 全球移动流量迅速增长（ EB/月） 图表 6. 全球超级数据中心数量增速预测（亿美元） 资料来源： 智妍咨询、中银证券 资料来源： 智研咨询、中银证券 电信数通 发展快速催生 光通信市场稳定向上 光通信是以光波为载波的通信方式，是现代通信业支柱。电信市场（运营商为主）和数通市场（大型互联网企业数据中心为主）是目前光通信的两大重要应用领域，也是未来光通信下游应用发展的关注重点。 图表 7. 光通信在电信市场的应用 图表 8. 光通信在谷歌数据中心的应用 资料来源： 通信产业网、中银证券 资料来源： 中关村在线、中银证券 受益于 全球网络通讯和数据通信需求增加的持续增长，光通信行业的整体需求依然稳健。根据中国产业信息网数据， 2015 至 2020 年间，全球光通信市场复合年均增长率将达到 10%，市场呈稳定向上趋势。 图表 9. 光通信行业市场空间 图表 10. 电信市场和数据中心增长带动光器件市场规模（单位：亿美元） 资料来源： 智妍咨询、中银证券 资料来源： 中国产业信息网 、 中银证券 2018 年 8 月 22 日 光通信行业深度报告 9 光模块高速化、自主化步伐加快 光模块：借光器件旺需景气持续，高速需求启动 光器件需求旺盛，企业走向兼并集中 光器件 是光传输系统的心脏 。 光通信在应用过程中所 涉及的产品主要包括 光纤光缆、光器件（含芯片）和光通信设备 三部分。光器件是利用电 -光子转换效应制成的各种功能器件， 功能包括发送接收、波分复用、增益放大、开关交换、系统管理等，分为有源器件和无源器件 ， 是光传输系统的 核心 ；光通信设备由光器件组成，包括光终端收发机、交换机等；光纤光缆是光通信的传输通道。近年来，电信市场和数据通信市场对光通信器件的需求保持稳定的增长，而接入网市场需求逐渐趋于平稳。 图表 11. 光通信 产业链 图表 12. 光通信 运 作流程实例 资料来源： 中国投资咨询网 、中银证券 资料来源： 中国电子网 、中银证券 光器件受益于光通信景气， 2022 年全球突破 141 亿美元。 光器件位于光通信产业链的上游，为中下游系统设备商提供器件、模块等产品，其性能的好坏直接影响到光纤通信系统最终的质量。在光通信行业整体景气的背景下，作为硬件基础支持的光纤行业与相配套的光器件行业发展前景良好。光器件位于光通信产业链的上游，为中下游系统设备商提供器件、模块等产品，其性能的好坏直接影响到光纤通信系统最终的质量。 图表 13. 光通信 应用 资料来源： 昂纳科技 、 中银证券 2018 年 8 月 22 日 光通信行业深度报告 10 咨询机构 Ovum 数据显示， 2016 年全球光通信器件市场规模达到 96 亿美 元 ，预期 2022 年收入规模将增长至 141 亿美元，市场规模总体快速增长。其中，我国光通信器件市场约占全球 25%-30%左右的市场份额，享受着市场份额优势。 图表 14. 全球光器件需求总体增长趋势 资料来源： Ovum、中银证券 光器件分类繁杂，我国无源器件竞争力较强。 根据是否需要外加能源驱动，光器件分为有源器件（光检测器、光纤放大器、光收发组件、光模块等）和无源光器件（光隔离器、光分路器、光开关、光连 接器等），分类相对繁杂。在国际竞争格局中，目前我国光器件厂商无源光器件实力较强，有源光器件在全球比例略微薄弱。 图表 15. 全球有源光器件占比（ 2016） 图表 16. 全球无 源光器件占比（ 2016） 资料来源： Ovum、中银证券 资料来源： Ovum、中银证券 光器件厂商市场额分散，未来走向兼并集中。 现阶段，光纤光缆和系统设备两个领域已进入寡头竞