OPTiNET 2021 | 海信寬帶李大偉：高端光電器件國(guó)產(chǎn)化進(jìn)展

  ICC訊 6月17日，在2021中國(guó)光網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)“光電器件與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”上，海信寬帶創(chuàng)始人 CTO 副總裁李大偉博士帶來(lái)《高端光電器件國(guó)產(chǎn)化進(jìn)展》的精彩演講。

  海信寬帶創(chuàng)始人 CTO 李大偉博士

  李大偉在演講中首先回顧了光通信模塊在過(guò)去30年間的發(fā)展。從上世紀(jì)70年代開(kāi)始，以Bell Labs為代表的北美先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、學(xué)術(shù)界、工業(yè)界共同驅(qū)動(dòng)了光通信技術(shù)的發(fā)展。從80年代到2000年整個(gè)光通信技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展迅速;從2000年2010年光通信市場(chǎng)除接入網(wǎng)之外，沒(méi)有新的技術(shù)和應(yīng)用出現(xiàn)，對(duì)大部分光模塊廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，是一個(gè)較為艱難的生存時(shí)期;2010-2020年期間，在全球性光纖到戶(hù)戰(zhàn)略、LTE無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)的帶動(dòng)下，整個(gè)光通信業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)。從整個(gè)光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)看，在過(guò)去20年的時(shí)間里北美光模塊廠(chǎng)商和國(guó)內(nèi)光模塊廠(chǎng)商之間的技術(shù)差距越來(lái)越小。隨著新一代數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、人工智能、自動(dòng)駕駛等新技術(shù)應(yīng)用的崛起，光通信產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)新的爆發(fā)期，光通信產(chǎn)業(yè)在未來(lái)10年中將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。

  過(guò)去十年，是中國(guó)光通信行業(yè)快速發(fā)展的黃金十年。從各個(gè)歷史時(shí)期的全球光模塊廠(chǎng)商排名看，2010年國(guó)內(nèi)光模塊商只有WTD入圍前十;在光纖到戶(hù)、4G無(wú)線(xiàn)通信和數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，2016年全球光模塊廠(chǎng)商前十名國(guó)內(nèi)企業(yè)增長(zhǎng)為3家，分別是海信、光迅和旭創(chuàng);到2020年，全球光模塊市場(chǎng)規(guī)模約80億美元，全球前十位光模塊廠(chǎng)商國(guó)內(nèi)企業(yè)已占6席。在國(guó)內(nèi)光模塊企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提升的同時(shí)，國(guó)內(nèi)光通信企業(yè)在芯片封裝、光組件封裝、系統(tǒng)設(shè)備和電信運(yùn)營(yíng)等方面在全球已占優(yōu)勢(shì)地位;在高端光芯片和電芯片方面已取得良好進(jìn)展，但目前差距還較大。未來(lái)十年，是國(guó)內(nèi)光通信廠(chǎng)商通過(guò)掌握核心光電器件技術(shù)，真正做強(qiáng)做大的十年。

  國(guó)內(nèi)光通信行業(yè)發(fā)展迅速，李總認(rèn)為最主要的因素是得益于國(guó)際間技術(shù)和市場(chǎng)的合作。北美的光網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)和光模塊廠(chǎng)商在過(guò)去30年內(nèi)，引領(lǐng)了光通信的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、市場(chǎng)應(yīng)用、技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)品開(kāi)拓。從上世紀(jì)90年代開(kāi)始，中美企業(yè)在光通信領(lǐng)域友好合作，對(duì)國(guó)內(nèi)光模塊產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈的成長(zhǎng)有非常大的促進(jìn)作用。2020年蔓延全球的新冠疫情對(duì)世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)是巨大的打擊，全球GDP降幅很大，然而光通信產(chǎn)業(yè)是疫情中需求唯一增長(zhǎng)的一個(gè)行業(yè)。疫情改變了大家的生活方式，居家辦公、遠(yuǎn)程教育和網(wǎng)上購(gòu)物等對(duì)寬帶增長(zhǎng)需求巨大，未來(lái)寬帶需求將繼續(xù)增長(zhǎng)，光通信發(fā)展前景十分光明。

  光通信技術(shù)和需求的變化

  在接入網(wǎng)領(lǐng)域，技術(shù)和產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期大約為7-10年，目前處于從EPON/GPON到10G-PON的技術(shù)更新?lián)Q代期;10G-PON后的技術(shù)需求和發(fā)展趨勢(shì)目前不太明朗，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商采用50G-PON的可能性比較大，而國(guó)外運(yùn)營(yíng)商則會(huì)采用25G-PON和NG-PON2。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)所需產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期大約為5-7年。數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域一直以來(lái)技術(shù)和產(chǎn)品保持了3-5年的更新?lián)Q代周期，目前400G產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始批量應(yīng)用;800G模塊各廠(chǎng)商和客戶(hù)已經(jīng)開(kāi)始評(píng)估和測(cè)試。

  李博士認(rèn)為2021年對(duì)光模塊企業(yè)是充滿(mǎn)挑戰(zhàn)的一年。今年的亮點(diǎn)是接入網(wǎng)10G -PON需求十分強(qiáng)勁，10G OLT每季度需求量接近150萬(wàn)只，同時(shí)國(guó)外數(shù)據(jù)中心400G模塊需求穩(wěn)定增長(zhǎng);但是5G無(wú)線(xiàn)市場(chǎng)光模塊需求從去年4季度開(kāi)始呈斷崖式下降，到目前為止仍看不到需求恢復(fù)的曙光;基于去年對(duì)5G市場(chǎng)過(guò)于樂(lè)觀(guān)的估計(jì)，光模塊廠(chǎng)商針對(duì)5G無(wú)線(xiàn)市場(chǎng)的產(chǎn)成品和原材料庫(kù)存積壓嚴(yán)重，估計(jì)全部光芯片和電芯片庫(kù)存已超過(guò)1000萬(wàn)只以上;同時(shí)國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)需求緩慢。受疫情和IC產(chǎn)能影響下，今年全球光模塊所需電芯片(TIA、Driver、MCU)供應(yīng)全線(xiàn)吃緊。

  高速光通信器件和芯片國(guó)產(chǎn)化率的變化

  近年來(lái)，光模塊及光電芯片的國(guó)產(chǎn)化率已發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化。2017年10G速率以下的模塊及光芯片和電芯片國(guó)產(chǎn)化率分別為90%、80%和30%;10G模塊及其光芯片和電芯片國(guó)產(chǎn)化率分別為60%、50%和5%;25G以上模塊及光電芯片國(guó)產(chǎn)化率僅為10%和3%左右。2021年，10G及以下的光模塊及光芯片的國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)到了90%以上，電芯片國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到了75%;25G模塊及光電芯片比例也增長(zhǎng)到了90%和30%左右。

  光芯片技術(shù)需要一個(gè)長(zhǎng)期的積累和持續(xù)的投入。國(guó)內(nèi)光芯片廠(chǎng)商近年來(lái)面臨著很好的歷史機(jī)遇，國(guó)家及地方政府在政策上的大力支持和社會(huì)資本的涌入為高端光電芯片的發(fā)展提供了便利。李總在演講中列舉了國(guó)內(nèi)近年涌現(xiàn)出的二十余家激光器芯片廠(chǎng)商的產(chǎn)品現(xiàn)狀和技術(shù)淵源。李大偉認(rèn)為2014年-2019年，國(guó)內(nèi)光芯片處于奠定基礎(chǔ)和局部突破的階段，2020年-2022年是國(guó)內(nèi)光芯片廠(chǎng)商能力提升和技術(shù)實(shí)力增長(zhǎng)的階段;三年之后國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)有望比肩國(guó)外，形成完備的技術(shù)、工藝和制造體系。在自主創(chuàng)新需求和國(guó)產(chǎn)化替代背景下，國(guó)內(nèi)光模塊廠(chǎng)商和系統(tǒng)設(shè)備商都愿意為國(guó)產(chǎn)芯片提供更多的測(cè)試和試錯(cuò)機(jī)會(huì)。

  光通信產(chǎn)業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)

  談到光通信產(chǎn)業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)，李博士從幾個(gè)方面進(jìn)行了分析。從政策和產(chǎn)業(yè)鏈方面看，國(guó)際關(guān)系的影響將會(huì)導(dǎo)致國(guó)內(nèi)和國(guó)外企業(yè)從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)鏈上形成分化;從技術(shù)變化趨勢(shì)看，光模塊行業(yè)已開(kāi)始變化;光電芯片廠(chǎng)商趨于做光電集成，而電信系統(tǒng)設(shè)備商也通過(guò)并購(gòu)硅光廠(chǎng)商進(jìn)入光模塊領(lǐng)域;未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)客戶(hù)對(duì)高速光模塊的需求將會(huì)超過(guò)傳統(tǒng)的電信運(yùn)營(yíng)商;新一代數(shù)據(jù)中心將進(jìn)一步帶動(dòng)高速模塊的持續(xù)增長(zhǎng)，200G/400G/800G長(zhǎng)距相干模塊會(huì)成為新的市場(chǎng)增長(zhǎng)點(diǎn);采用100G Serdes的超高集成度(CPO or Pluggable)模塊將成為800G以上應(yīng)用的主流形態(tài);25G-PON和50G-PON技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用受關(guān)注度也逐步提升。

  最后，李大偉總結(jié)到，2021年上半年國(guó)內(nèi)5G無(wú)線(xiàn)市場(chǎng)需求十分慘淡，5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場(chǎng)景和投資回報(bào)有待進(jìn)一步挖掘;數(shù)據(jù)中心400G/800G模塊、長(zhǎng)距離相干模塊、新一代接入網(wǎng)技術(shù)(10G/25G/50G-PON)將是未來(lái)5年光通信領(lǐng)域的主要增長(zhǎng)點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)光通信行業(yè)的主要問(wèn)題仍然是無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)造成企業(yè)盈利水平低下，難于在新一代核心技術(shù)上持續(xù)投入和在國(guó)際上取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。