通信自主可控深度研究系列之二：借势需求实现传输固网上游“芯”突破.pdf

请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 Table_Industry 证券研究报告 /行业深度 报告 2018 年 8 月 12 日 通信 借势需求实现传输固网上游“芯”突破 通信自主可控深度研究系列之二 Table_Main Table_Title 评级 ： 增持 分析师 ： 吴友文 执业证书编号 ： S0740518050001 电话 ： 021-20315728 Email： wuywr.qlzq Yw 分析师 ：易景明 执业证书编号： S0740518050003 电话： 021-20315728 Email： yijmr.qlzq Yw Table_Profit 基本状况 上市公司数 127 行业总市值 (百万元 ) 1370433 行业流通市值 (百万元 ) 771520 Table_QuotePic 行业 -市场走势对比 公司持有该股票比例 Table_Report 相关报告 1 无线上游的进击和 5G 的历史使命 通信自主可控深度研究系列之一 2018.06.14 2 云计算驱动下的 ICT 变革与投资机遇 2018.06.27 3 从频谱规划看 5G 进展和机遇 2018.7.26 Table_Finance 重点公司基本状况 简称 股价 (元 ) EPS PE PEG 评级 2017 2018E 2019E 2020E 2017 2018E 2019E 2020E 光迅科技 23.27 0.53 0.64 0.83 1.07 55.31 36.54 27.95 21.70 1.56 买入 中际旭创 48.18 0.34 1.65 2.48 3.33 171.64 29.12 19.44 14.46 0.08 买入 振华科技 12.76 0.43 0.52 0.64 34.34 24.34 19.9 1.17 未有评级 中科曙光 52.83 0.48 0.69 0.99 1.39 83.79 76.16 53.11 73.98 1.71 未有评级 备注 ：源自 wind 一致预期 Table_Summary 投资要点 我们在 6 月 14 日发布的深度报告通信自主可控系列报告之一 无线上游的进击和 5G 的历史使命中提出在无线赛道领域，我们在射频、 ADDA、基带芯片等领域突破的进展，而本篇系列之二，则着重针对在固网领域的三大芯片高端光器件芯片、交换机芯片、服务器芯片，阐述国产突破的机遇。 光通信器件国内中低端产品布局完备，基础扎实， 25G 光芯片突破在即 ，契合云计算与 5G 引入的重大机遇 。 国内光通信发展 突飞猛进 ，本土 光 设备 厂商全球 市场份额 超 50%， 光器件 也形成了品类 齐备、 规模可观的全套产业体系 。产业 龙头光迅科技在全球规模跻身前 5，占比近 7%， 体现 了 深厚 的 研发 制造基础。但在高端组件和芯片方面，本土自研的占比不足 10%，大而不强的问题突出。 围绕光通信器件的核心有源收发器， 近年 产业龙头公司展开了 有 针对性的攻关， 取得了阶段性成果：成功突破了 10G 全系列光芯片、电信网独立器件封测等关键点，全面 推升了 国内光器件产品的综合竞争力。伴随 云计算 数据中心蓬勃兴起 、 电信网扩容升级的刚性需求 、 5G 商用即将展开，光通信 上游创新自主 将迎来难得的产业 机遇 。 工信部 专门发布 光电子产业发展路线图，政策面 强化 支持，对于已有扎实根基的光器件领域， 25G 光芯片 有望在短期见证重大突破，也将 进一步孕育本土上游厂商的 全球 竞争力 。 云计算推动数通网迅猛发展， 大型数据中心 交换设备全面呈现白盒化趋势，为本土交换芯片厂商差异化竞争带来重大机遇 。 移动互联对 大流量、高并发性和大数据处理的需求， 推动大规模数据中心高速发展 。 继北美率先实践 云 数据中心 新 架构以来，全球 ICP 与 运营 商 纷纷效法扁平化与高密度互联的网络架构。作为 互联 枢纽，交换机快速上量 和 定制化需求 ， 推动 交换设备的白牌化成为大趋势 。 对品牌交换机形成严峻冲击，也为 白盒制造与芯片厂商带来变局良机 。交换芯片是交换机的性能锚点， 全球存量份额为Cisco 和 Broadcom 垄断。 在 白牌化 带动下 ，不同场景对芯片的需求 呈现出多样化， 与需求相匹配， 衡量芯片的维度 趋于多元 和 供应 主体 逐步 分散，新进厂商 因为定制化获得更多机会 。本土龙头盛科网络已经在自研高速交换芯片占有一席之地， 长期聚焦积累叠加国内云数据中心高速发展 ，有望在技术、市场和品牌方面再上层楼，提升本土交换芯片的全球竞争力。 伴随 ICT 融合 服务器需求 再上台阶，本土 CPU 结合自身禀赋多路径发展，成效卓著，应用生态培育将是后期决胜关键 。 作为云架构的核心设备，服务器伴随大型数据中心的兴起，需求一路 高涨 。 服务器 CPU 长期被 Intel垄断， 在 X86 数十年 的 积累 ， 使得后进厂商难以在该 体系 与其一争高下。国内最早的芯片自研 始于 CPU， 从多种 指令集架构向上游自主发起努力，包括基于 MIPS 的龙芯、基于 ARM 架构的华为海思和天津飞腾、基于 x86 架构的天津海光和上海兆芯、以及基于 Alpha 的申威和 Power 的宏芯，在 对 公版 内核 的 CPU 开发和 对 指令集架构的内核再实现方面都取得了重大突破。事实证明， 自定义体系和技术实现都不是打破市场格局的 重点 ，引导培育软件和应用生态， 才是 CPU 自主 的决胜关键。在强调上游核心自主可控背景下，本土厂商有望 在市场需求上得到 强力支撑， 规模化 有利于对上层软件和应用生态的培育。鉴于 x86 体系依然一家 独断 ，从差异化和完全自主可控角度，我们看好在 ARM 架构长期积累和已取得成果的华为海思和天津飞腾 。 投资建议： 重点关注光芯片自研龙头 光迅科技 、在数通网高速光模块封测技术 上 具备全球领先性的 中际旭创 、 振华集团入股 ARM CPU 设计龙头天津飞腾， 以及 交换芯片龙头盛科网络，受益于集团上游综合实力提升的 振华科技 ， 以及 与 AMD 合作开发 x86 CPU，有望实现国产替代的 中科曙光 。 -30.00%-20.00%-10.00%0.00%10.00%20.00%30.00%通信 (中信 ) 沪深 300 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 2 - 行业深度 研究 风险提示事件： 网络建设 投资不达预期风险、市场竞争风险、技术路径风险 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 3 - 行业深度 研究 内容目录 光通信上游中低端布局完备，高端突破大势已成 . - 4 - 国内光器件中低端布局完备，整体大而不强 . - 4 - 数据中心带动 高速光模块需求持续旺盛，有利于本土上游发展突破 . - 7 - 国内传输相干光器件已有基础，即将完成高阶突破 . - 11 - 交换设备白牌化和需求差异化为本土芯片厂商带来机遇 . - 15 - 交换设备与芯片为高速数据枢纽，市场格局高度垄断 . - 15 - 数据中心催生端口速率升级，以太网交换芯片呈现向大吞吐量迭代趋势 . - 20 - 国内芯片厂商初具基础，产业环境有利于持续向上突破 . - 23 - 处理器芯片多路径发展成效显著，软件生态培育是决胜关键 . - 27 - 指令集架构决定软硬件体系，全球已形成一超垄断格局 . - 27 - 公有云和 HPC 将是拉动需求的主力，自主可控将引发 CPU 市场变局 . - 30 - 面对完全自主与生态培育两大挑战，国内厂商尝试差异化竞争 . - 33 - 风险提示 . - 37 - 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 4 - 行业深度 研究 光通信上游中低端布局完备，高端突破 大势已成 国内 光器件中低端布局完备 ， 整体 大而不强 近十年我国光通信产业取得了迅猛发展和骄人成绩，光通信设备全球份额中，本土厂商占比已逼近 50%。但是上游与国际领先水平还存在较大差异。目前核心的组件和芯片仍严重依赖进口，高端产品中的上游国产化率不足 10%，大而不强的问题突出。 图表 1. 中国在光通信产业 上游高端缺失，大而不强问题突出 资料来源： 中国光电子产业发展路线图 ，中泰证券 光 通信 器件市场规模伴随宽带传输需求稳步增长， 2011 年全球总量67 亿美金，到 2017 年已接近 100 亿美金， 占据 整个电信光设备 市场 规模的 约 6 成 ；国内光器件需求占据全球的 25%到 30%，本土设备厂商份额占到全球近半，然而国内上游光器件厂商地位却与此严重失配。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 5 - 行业深度 研究 图表 2. 光通信器件厂商全球市场格局高度分散，竞争激烈 资料来源： Ovum，中泰证券 光器件产业产品品类繁多，竞争激烈，市场集中度较低，全球领先厂商主要集中在美国和日本， 仅有 国内龙头厂商光迅科技以 5.6 亿美金规模位居第五。国内企业在无源器件，低速光收发模块等中低端细分市场较强，布局完善，而在高端有源器件，高速光模块等方面基础还相当薄弱。 由于 光器件在整体产业链中盈利能力偏低，国内厂商集中在中低端，利润水平更加微薄。 有源光收发模块的产值在光通信器件中占据 65%的最大份额。 为了提升竞争力和盈利能力，主要光器件厂商均大力布局高速光 芯片、器件和光模块，全面向 100G 升级。国内龙头厂商也正积极向此方向突破。 图表 3. 2017 年光收发模块及光芯片、电芯片国产化率测算 资料来源： 中国光电子产业发展路线图 ，中泰证券 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 6 - 行业深度 研究 目前 10G 速率光芯片国产化率已达 50%，而 25G 以上速率光芯片国产化率仅为 3%，远低于 10G 产品上游的国产化率。国内供应商可以提供少量 25G PIN 和 25G APD 器件， 25G DFB 和 EML 激光器芯片也完成研发并进入送样检测阶段，而 25G 电芯片则基本完全依赖于进口。25G 光模块的国产化率达到 10%，国内涌现出一批公司在集成封测方面取得关键突破的公司，有待市占率逐步渗透。总体看，在 25G 及以上器件和模块中，国内水平全面滞后，亟待向高阶突破。 国外大厂占据了高端光芯片和电芯片 90%以上市场份额， 以近年全球广泛部署的 100G 光通信系统为例，其中的可调窄线宽激光器、相干光发射 /接收芯片、电跨阻放大芯片、高速 ADC 芯片和 DSP 芯片均依赖进口。 光通信器件的核心是芯片，其中的电芯片 在半导体 IC 领域属于市场规模非常小，但技术要求特别高的门类，投资比光芯片更大，研发生产周期更长。国内少数供应商涉足 10G 及以下产品， 25G 产品还处在送样阶段。在高速 ADC、相干通信 DSP 芯片、 50G PAM4 芯片尚处于完全空缺。 图表 4. 光通信器件产业重点发展产品 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 7 - 行业深度 研究 资料来源： 中国光电子产业发展路线图 ，中泰证券 工信部有针对性地制定了面向重点发展的产品，特别值得关注的在光模块和子系统方向，在 5G 规模商用的 2020 年，高速相干模块要实现国产化，光电芯片国产化率要达到 100%； 10G PON 与下一代 PON 收发模块实现低成本规模化生产，核心光电芯片 50%国产化； RODAM 核心光电芯片国产化率达 100%； HDMI 视讯传输有源光缆，核心光电芯片实现 60%的国产化。 在芯片和有源光器件方向，实现 10G 大功率、 25G 高速 EML 芯片和器件的产业化， 10G 速率 EML 实现 50%左右国产化、 25G 速率芯片国产化率达 30%； 25G 及以上 DFB 芯片和器件上，市占率需超过 30%；25G 及以上 VCSEL 芯片及器件市占率达 1020%； PLC 型 AAWG 芯片及器件市占率达到 40%。以上路标显示了 5G 商用阶段固网传输的战略核心 ，是构成攻克高端市场的重要基石，需要重点关注！ 数据中心带动高速光模块 需求持续旺盛 ， 有利于 本土上游 发展突破 电信网正越来越侧重于担负中长距离大带宽可靠传输，面向业务内容服务的设备与网络 明显分化并 高度专业，是 高速发展的移动互联业务驱动下的大势。如今 ， 作为面向特定客户 群和 特定 业务 的服务型基础设施，数据中心在全球范围建设面积快速增长 ，设施上的规模集中化，和分布上的密集边缘化同时存在。 在此过程中，互联网内容供应商（ ICP） 主导 着 新一代 数据中心互联（ DCI） 的发展 ，不但使 IDC 内部 互联方案 产生了颠覆性变化，宏观上也 重塑 了电信 接入与城域 网 。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 8 - 行业深度 研究 图表 5. ICP/CNP 厂商设备开支占比逐年提升（亿美金） 资料来源： Ovum，中泰证券 从网络设备开支情况看，从 2011 年开始电信运营商开支稳定徘徊在 3100 亿到 3400 亿美金之间；而 ICP 厂商在设备上的开支从 390 亿元稳步上升，到 2017 年已经逼近 900 亿，复合增速 17.36%，且增长趋势有望延续和强化。我们认为，在未来 5 年， ICP 和 CNP 厂商的设备开支有望占据总设备开支的三成。 图表 6. 海外大型 ICP 资本开支走势 资料来源： 讯石资讯 ，中泰证券 北美 ICP 主导了发端于 2015 年的数据中心升级，为服务器和交换机互联架构和端口速率引入最高水准。从那时到现在，北美 ICP 在 新一代数据中心上 已经 投入数十亿美元， 建设了 数十万平方米 的数据中心 ，而且这样的强势还在延续，其发展大致面向 三 个方向：一是围绕带宽消费或者业务集中的地区扩建，增强大带宽业务的处理能力；二是更接近人口集中区点，将部分业务转移到规模较小的边缘 DC 上，减少时延并提升业务感知；此外北美 ICP 还加大了全球 DCI 部署，大幅提升了在跨洋 光 缆上的投入。 从各厂商公开的计划来看 ，北美前五大云服务供应商从 2018年起，0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%0.00500.001000.001500.002000.002500.003000.003500.004000.004500.002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017ICP/CNP开支 运营商开支 非运营商开支占比 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 9 - 行业深度 研究 设备开支都还将出现上台阶式的跨越 ： 谷歌在 2018 年将投入近 18 亿美金新建和扩建近三个数据中心；亚马逊计划扩建 12 个可用区和 4 个区域，投资额接近 13 亿美金；脸数计划新建和扩建的数据中心达到 8 个，并计划未来 20 年投入 200 亿美金打造亚特兰大 DC 园区， 2018 年开支约为 14 亿美金；苹果计划 5 年投资 100 亿美金用于数据中心建设； 微软在全球已经有 50 个 Azure 区域， 18 年开支规模约为 10 亿美金。 图表 7. 国内 大型 ICP 资本开支走势 资料来源： 讯石资讯 ，中泰证券 伴随国内云业务上量，国内云服务供应商也逐步开启大型数据中心的集中投入期，阿里全球可用区的数量已经达到 37 个，马来西亚和香港第三数据中心已经开服，孟买数据中心将在今年开服，其在华北、华东和华南的 22 个可用区布局已经完备，将在近年逐步上线，其中设置在南通的江苏云数据 中心项目，总投资 180 亿元，占地 30 万平方米，更进一步在 欧洲建立 的新 数据中心 也在规划中，预计未来三年设备商的资本开支将从 300 亿元升至 400 亿元。 腾讯则在全球的 22 个地理区域运营着 44 个可用区，在 2017年初，腾讯宣布新增 5 大海外 DC，目前已经开服 3 个，在今年的 OFC 上，腾讯宣布其数据中心数量超过 80 个，服务器数量超过 100 万台，未来三年公司的资本开支也将达到 200 亿元以上。 伴随 DC 内服务器端口能力提升和机柜中服务器密度接近饱和， Google 在 2015 年全面 引领 了 数通网的升级：包括 100G 短程 光收发模块的全面 替换 、 机柜顶部通过短程光链路连接到脊交换机， 突破原有的高收敛比网络层级，形成扁平化的互联交换架构 。 这样的变化一方面促使 光模块带宽也从原有的 40G 加速 提升到 100G， 更带来面向数据中心封装模式的光模块数量迎来爆发 。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 10 - 行业深度 研究 图表 8. 阿里巴巴光学路线图 资料来源： 讯石资讯 ，中泰证券 从 阿里 网络公布的光学路线图看， 2013 年开始铺设 40G， 2017 年开始大规模 部署 100G， 未来两年新建数据中心内的光互联都将围绕100G 速率的器件展开，采取主流的封装方式，国内主要龙头都已经具备相关的封测能力， 庞大 的市场将进一步培育相关公司的 大批量供货、稳定和低成本产品提供难得的成长机遇。阿里 计划 2019 年开始铺设400G 网络。 目前 业务需求已要求达到 400G，但 成本控制下的 技术 指标仍然达不到。 2019 年之后的下一代网络，技术方向更难确定， 可能要 依靠 材料上的突破， 或是采纳相干技术 。 图表 9.腾讯数据中心网络演进方向 资料来源： 讯石资讯 ，中泰证券 2017 年 腾讯数据中心 也 开始向 100G 光学过渡 ， 在数据中心内，腾讯的建筑和园区 间互联 采用 100G SR4 和 CWDM4，机架内连接则选择AOC，也是常见的封装方式，将为本土厂商引入机会。预计到 2019 年腾讯会转向 400G，发展节奏和阿里基本一致，具体技术方案或许稍有差异。