光通信测试仪器:国产化替代成未来趋势(下)

    2022-07-13 15:15

    导言:

    自2020年来,国家大力发展5G新基建和千兆光网建设力度,三大运营商也纷纷布局5G商用网络,国内光通信行业呈现高速增长。与此同时,光通信测试仪器对于光通信产业链的各个环节包括光模块、光器件、光芯片在内都具有不可替代的作用,光通信行业的快速发展无疑将拉动光通信测试仪器行业进入一个新的发展阶段。


    光通信测试仪器产业链分析及下游市场应用

    光通信测试仪器产业链上游是主动元件、被动元件、PCB等各类原材料的供应商,其中,IC芯片对测试仪器的基本功能进行木块化的整合,是实现测量和相关处理功能的重要核心单元,成本占比也最高。产业链中游主要负责光通信测试仪器设备的设计、生产、销售及售后服务。产业链的下游客户主要由光通信模块生产商及高速数字总线供应商构成,按销售额占比计,两类客户占比约为70%。其余客户类型还包括科研院校及光器件生产商。

    数据来源:沙利文分析

     

    光通信测试仪器主要用于网络施工,光模块光器件生产过程中的检测,所以它的下游市场应用主要在通信网络领域。此处有一个逻辑是通信网络的增长直接拉动了光模块光器件的增长,因为光模块光器件是用来实现光信号和电信号之间的转换,它们广泛用于5G承载网与数据中心。而光模块光器件的增长,会拉动光通信测试仪器的需求增长。光通信网络作为信息通信的基础设施,对我国大数据、云计算、5G通信等市场的快速发展起重要的承载支撑作用。我国大数据、云计算、5G通信、物联网等市场的快速发展带来数据流量的急剧上升,同时,我国移动网络用户数由2017年的约13亿规模增长至2021年的约16亿,5G用户渗透率逐步上升。

     

    光通信网络作为信息通信基础设施之一,对上层业务及应用的发展起到重要的承载支撑作用。2017至2021年间,中国光器件市场规模保持14%的年复合增长率增长,2022至2026年间,数通市场资本投入的提升与5G建设将带动上游光器件需求,拉动新一轮市场增长,预计未来中国光器件市场规模增长加快,以16%的年复合增长率增长。中国的光模块市场规模从2017年至2021年同样也呈现快速增长,鉴于数据通信市场和电信市场的需求未来都将增减,中国的光模块市场规模预计保持大于10%的年复合增长率,预计2026年中国光模块市场规模超700亿人民币。

    中国光器件市场规模,2017-2026E

    中国光模块市场规模(按生产收入计),2017-2026E

    数据来源:沙利文分析

     

    光通信测试仪器行业的驱动因素主要来自于以下四个方面

    1.   数据中心光模块应用增长:

    中国拥有全球最大的数据中心增量需求,网络基础设施的新要求将拉动数据中心光模块需求增长。目前,北美数据中心如谷歌、微软、亚马逊已陆续开启400G网络升级进程。这些大型数据中心为了满足带宽需求,每两到三年会对整体网络架构进行一次升级。2015至2020年,全球超大型数据中心容量从3,518MW增长到6,884MW,复合年增长率为14.4%。同期国内超大型数据中心容量从2017年的461MW增长至2020年的1,325MW,并且增长还在呈现进一步加快态势。

     

    5G 浪潮下数据流量爆发,带动大规模数据中心的新建与改造。随着5G应用层面不断扩展,数据流量将呈爆发性增长态势。数据流量的急剧增长拉动对数据中心的底层需求,同时,数据中心的网络架构升级也带动了更多连接需求。另外,数据中心呈集中化大型化发展,中国拥有全球最大的数据中心增量需求,为解决数据流量暴涨问题,数据中心运营商加速建设超大型数据中心并升级数据中心光端口速率,使用的光模块平均3-4年完成一次产品迭代,网络基础设施建设的新要求将拉动光模块需求增长。中国数据中心市场规模从2017年的约15亿人民币增长至2021年约45亿人民币,期间年复合增长率大于30%,未来数据中心市场规模将呈指数型增长,预计2026年增长至约150亿人民币,期间年复合增长率约为30%。

    中国数据中心市场规模,2017-2026E

    数据来源:沙利文分析

     

    2.   5G建设拉动国内电信用光模块需求:

    5G通信正在被全球多个主要国家进行商业化推进,在5G通信整个发展过程中,从标准的制定到研发生产和规模化制造都高度依赖于光通信测试仪器,在标准制定中光通信测试仪器尤为重要。5G通信基础设施建设持续刺激光通信器件需求,光通信器件是光模块的主要组成部分,其性能主导着光通信网络的升级换代。光通信器件的增长拉动对光通信测试仪器的需求,随着5G建设叠加新基建政策,电信市场光模块需求迎来持续增长。

     

    室内小基站规模部署后,光模块用量还将更多。5G建设对光模块需求量远高于4G时代:5G引入了大带宽和低时延应用,承载网的架构、带宽、时延、同步精度等需求发生很大变化。5G将原4G无线接入网功能模块重新拆分。各级光传输节点之间光端口速率提升明显。随着网络步入大规模成熟部署期,中传、回传以及东西向流量的增加需要更多光模块。

     

    5G基站建设使用的光模块数量是4G基站的3倍左右:4G基站采用两级构架,仅包括前传和回传,其中前传需1—3对光模块,回传仅需1对光模块,因此单架4G基站建设需2—4对光模块。同时,5G基站建设数量也是4G基站的1.5-2倍:5G使用更高频率电磁波导致信号覆盖范围大幅缩小,信号覆盖同一个区域,设备厂商需建设5G基站数量为4G基站1.5-2倍。

    5G基站各环节光模块需求量

    数据来源:沙利文分析

     

    作为全球最早开始5G商用的国家之一,中国的5G基站数量将会高速增长,因此光通信器件在5G时代快速发展的背景下将迎来广阔的市场机遇,进一步提高光通信器件制造商的收入和产能。根据工信部披露,2021年中国全年新增5G基站数超60万个,累计建成开通数超140万个,5G手机终端连接数超5亿户,建成全球规模最大的5G网络,沙利文预计2026年累计5G基站开通数约700万个。

    中国5G基站总数,2019-2026E

    数据来源:沙利文分析

     

    3.   多重场景驱动流量爆发:

    物联网、流媒体、高清视频、企业数字化转型、自动驾驶、智能家居等多重场景萌生,对于流量需求显著提升。5G应用场景下的超大带宽将催生4K/8K超高清视频应用。4K/8K视频所需数据流量是360P视频的百倍以上。全球企业数字化转型已成不可逆趋势,同时也对流量产生更高的要求。随着关键技术发展和消费者增长的需求,智能家居成为近年来家电行业的趋势,多重场景接入产生了大量流量。光模块作为传输数据通道的重要组成部分,将直接受益于流量的爆发。

     

    4.   国家政策支持:

    近年来,国务院、发改委、工信部等相关部委出台多项具体产业政策鼓励支持光通信测试仪器等电子测量仪器行业发展,加强高端通用科学仪器的设计研发,推动产业快速发展。同时,在光通信测试仪器等电子测量仪器具体应用行业的政策鼓励下,光通信测试仪器等电子测量仪器仪表正沿着高端化、精密化、智能化的方向实现产业升级,并推动行业的规模化集聚。其核心指导方针为对国产企业大力扶持,继续推动国产化替代,具体表现为国家加大对光通信测试仪器等电子测量仪器关键技术的研发资金的支持、迅速提高核心器件国产化率和培育具有国际竞争力大企业等,推动了光通信测试仪器等电子测量仪器行业市场需求的增长。比如2020年3月科技部等5部门发布的《加强“从0到1”基础研究工作方案》中提出要加强重大科技基础设施和高端通用科学仪器的设计研发,中央财政加大对基础研究的稳定支持力度,建立健全稳定支持和竞争性支持相协调的投入机制,聚焦高端通用和专业重大科学仪器设备研发、工程化和产业化研究,推动高端科学仪器设备产业快速发展。

    中国光通信测试仪器行业政策支持

    数据来源:政府文件,沙利文分析

     

    总之,国家正通过相关政策对本土电子测量仪器厂商进行大力扶持,国内的电子测量仪器公司开始在技术和工艺上追赶海外企业,未来在全球电子仪器产品尤其是中高端产品中有望持续提高市占率。

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