光芯片應用場景不斷升級，光芯片需求持續增長
高速光芯片是現代高速通訊網絡的核心之一。光芯片系實現光電信號轉換的基礎元件，其性能直接決定了光通信系統的傳輸效率。光纖接入、4G/5G 移動通信網絡和數據中心等網絡系統里，光芯片都是決定信息傳輸速度和網絡可靠性的關鍵。光芯片可以進一步組裝加工成光電子器件，再集成到光通信設備的收發模塊實現廣泛應用。
1、光芯片是現代光通信器件核心元件
光通信等應用領域中，激光器芯片和探測器芯片合稱為光芯片。光芯片是光電子器件的重要組成部分，是半導體的重要分類，其技術代表著現代光電技術與微電子技術的前沿研究領域，其發展對光電子產業及電子信息產業具有重大影響。
從產業鏈角度看，光芯片與其他基礎構件（電芯片、結構件、輔料等）構成光通信產業上游，產業中游為光器件，包括光組件與光模塊，產業下游組裝成系統設備，最終應用于電信市場，如光纖接入、4G/5G 移動通信網絡，云計算、互聯網廠商數據中心等領域。
光通信產業鏈示意圖
資料來源：普華有策
光芯片加工封裝為光發射組件（TOSA）及光接收組件（ROSA），再將光收發組件、電芯片、結構件等進一步加工成光模塊。光芯片的性能直接決定光模塊的傳輸速率，是光通信產業鏈的核心之一。
2、政策支持推動國產化替代進程
國內的光芯片生產商普遍具有除晶圓外延環節之外的后端加工能力，而光芯片核心的外延技術并不成熟，高端的外延片需向國際外延廠進行采購，限制了高端光芯片的發展。以激光器芯片為例，我國能夠規模量產 10G 及以下中低速率激光器芯片，但 25G 激光器芯片僅少部分廠商實現批量發貨，25G 以上速率激光器芯片大部分廠商仍在研發或小規模試產階段。整體來看高速率光芯片嚴重依賴進口，與國外產業領先水平存在一定差距。
我國政府在光電子技術產業進行重點政策布局，2017 年中國電子元件行業協會發布《中國光電子器件產業技術發展路線圖（2018-2022 年）》，明確 2022年 25G 及以上速率 DFB 激光器芯片國產化率超過 60%，實現高端光芯片逐步國產替代的目標。
3、光芯片應用場景不斷升級，光芯片需求持續增長
（1）光芯片應用持續升級，政策刺激需求增長
隨著信息技術的快速發展，全球數據量需求持續增長，2017 年至 2020 年，全球固定網絡和移動網絡數據量從 92 萬 PB 增長至 217 萬PB，年均復合增長率為 33.1%，預計 2024 年將增長至 575 萬 PB，年均復合增長率為 27.6%。同時，光電子、云計算技術等不斷成熟，將促進更多終端應用需求出現，并對通信技術提出更高的要求。受益于信息應用流量需求的增長和光通信技術的升級，光模塊作為光通信產業鏈最為重要的器件保持持續增長。光芯片作為光模塊核心元件有望持續受益。
2021 年 11 月，工信部發布《“十四五”信息通信行業發展規劃》要求全面部署新一代通信網絡基礎設施，全面推進 5G 移動通信網絡、千兆光纖網絡、骨干網、IPv6、移動物聯網、衛星通信網絡等的建設或升級；統籌優化數據中心布局，構建綠色智能、互通共享的數據與算力設施；積極發展工業互聯網和車聯網等融合基礎設施。《“十四五”信息通信行業發展規劃》指明信息基礎設施建設的目標，在規劃目標落地的過程中，光芯片需求量也將不斷增長。
（2）千兆光纖網絡升級推動光芯片用量提升
FTTx 光纖接入是全球光模塊用量最多的場景之一，而我國是 FTTx 市場的主要推動者。受制于電通信電子器件的帶寬限制、損耗較大、功耗較高等，運營商逐步替換銅線網絡為光纖網絡。目前，全球運營商骨干網和城域網已實現光纖化，部分地區接入網已逐漸向全網光纖化演進。PON 技術是實現 FTTx 的最佳技術方案之一，當前主流的 EPON/GPON 技術采用 1.25G/2.5G 光芯片，并向 10G 光芯片過渡。
（3）5G 促進電信側高端光芯片需求
根據全球移動供應商協會（GSA）的數據，截至 2021 年 10 月末，全球 469 家運營商正在投資 5G 建設，其中 48 個國家或地區的 94 家運營商已開始投資公共 5G 獨立組網（5G SA）。
5G 移動通信網絡提供更高的傳輸速率和更低的時延，各級光傳輸節點間的光端口速率明顯提升，要求光模塊能夠承載更高的速率。5G 移動通信網絡可大致分為前傳、中傳、回傳，光模塊也可按應用場景分為前傳、中回傳光模塊，前傳光模塊速率需達到 25G，中回傳光模塊速率則需達到 50G/100G/200G/400G，帶動 25G 甚至更高速率光芯片的市場需求。
（4）數據中心數量大幅增長，光芯片重要性突顯
截至 2020 年底，全球 20 家主要云和互聯網企業運營的超大規模數據中心總數已經達到 597 個，是 2015 年的兩倍，其中我國占比約 10%，排名第二。光通信技術在數據中心領域得到廣泛的應用，極大程度提高了其計算能力和數據交換能力。光模塊是數據中心內部互連和數據中心相互連接的核心部件。
根據工信部《新型數據中心發展三年行動計劃（2021-2023 年）》，到 2021 年底，全國數據中心平均利用率提升到 55%以上，到 2023 年底，全國數據中心機架規模年均增速保持在 20%，平均利用率提升到 60%以上，帶動光芯片市場需求的持續增長。
更多行業資料請參考普華有策咨詢《2022-2028年國內外光芯片行業前瞻預測報告》，同時普華有策咨詢還提供產業研究報告、產業鏈咨詢、項目可行性報告、十四五規劃、BP商業計劃書、產業圖譜、產業規劃、藍白皮書、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務。