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没有光通信就没有信息化时代

1966年，上海出生、香港长大、英国留学的高锟发表了题为《光频率介质纤维表面波导》的论文，开创性地提出利用玻璃制作光学纤维，从而降低讯号传送的损耗。这一研究被认为代表了光纤通信的诞生。1971年，世界上第一条1公里长的光纤问世。

今天，以光纤为介体的通信系统已经在全球建立，亿万公里长的玻璃光纤电缆铺设在地下和海底，使得全球信息的流动畅通无阻。光纤的发明，带动了信息化革命。如果没有光纤提供大容量的高速通道，互联网也只能停留在理论设想阶段。2009年高锟获得诺贝尔物理学奖。

2013年国务院发布“宽带中国”战略。截至 2020 年二季度，FTTH（光纤到户）覆盖家庭已超过 3 亿个，光纤到户端口在所有宽带端口中占比已达到92.1%。全国所有地级市均已建成光纤网络全覆盖的“光网城市”。

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什么是“光通信”

光通信就是使用光传输信息的技术。光通信的原理很简单，我们可以用下图的一个通俗易懂的例子来解释如何用光来通信。

图片：光通信原理 来源：公开资料

光通信相对于使用同轴电缆（材料为铜）电缆的电通信，优点非常明显：1）传输距离长，经济节能；2）一次性传输海量信息；3）抗干扰能力强，保密性好。

光通信的原理虽然简单，但是要实现一点都不容易，通信系统很复杂。平常我们使用的手机、电脑等通信产品，发送的信息是以电信号的方式存在。进行光通信时，首先要将电信号转换为光信号，通过光纤传输后再将光信号转换成电信号，达到信息传递的目的。基本的光通信系统由光发送机、光接收机以及传输光的光纤回路构成，为了保证长距离信号传输质量和提升传输带宽，一般还会用到光中继器以及复用器。

图片：光通信系统 来源：公开资料

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光通信产业链核心：光模块

光通信产业链很长，粗略划分为以下几大块：下游客户是通信运营商和数据中心（例如中国电信、阿里云），中游为通信设备商（例如，华为，中兴），上游为光模块，再往上追溯则用于光模块的芯片和组件。

图片：光通信产业链简图 群蜂社分析整理

光纤通信网络中，发送端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号。当中核心器件就是负责光电转化的“光模块”。

视频：《光模块：小小一块足以撼动百亿市场》 by 头豹研究院

根据Lightcounting发布全球光模块市场的最新报告，2020年光模块市场为80亿美元，该机构预计2026年有望增加到145亿美元， 2020-2026年全球光模块市场复合增速为10.4%。数据中心（云厂商）是光模块的重要下游。

在光模块领域，近年来国产厂商份额不断提升，侵蚀海外厂商。中国光模块厂商凭借劳动力成本（工程师红利）等的优势，在与海外光模块厂商竞争中不断占据上风。2019年，三家中国龙头厂商一共占有全球27%的市场份额。

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芯片：光模块中的技术含量和价值制高点

然而，如果我们再往上游追溯，越上游，速率越高，中外厂商的市场占有率就很不一样。

来源：《中国光电子器件产业技术发展路线图（2018-2022）》

在光模块中，技术含量和成本占比最高的是芯片，无论是高速、中速和低速光模块中，芯片都为日美厂商占据。

光模块中的芯片分为两类：1）用在有源器件中的负责光电转化的“光芯片”（包括激光器芯片、探测器芯片、光调制器芯片）；2）处理电信号的“电芯片”（包括：LD 激光驱动器芯片、TIA跨阻放大芯片、LA限幅放大芯片、CDR时钟恢复芯片）。

图：光模块上游 群蜂社梳理

图片：光模块内部结构 来源：公众号创道硬科技

光模块整体成本中，人工和组件成本占30%，芯片成本占70%。而芯片成本中，不同速率和型号下，光芯片成本占30-50%，电芯片成本占10-30%。以此推算，电芯片的全球市场容量约为100亿元人民币级别。市场容量不算特别巨大，但增速超10%，且全球竞争者寥寥可数。

在10Gb/s的速率下，光芯片国产化率为50%，电芯片国产化率为5%；而在25Gb/s下，光芯片国产化率骤然下降至10%，电芯片接近于零，全靠外购，属于名副其实的“卡脖子”领域。

来源：《中国光电子器件产业技术发展路线图（2018-2022）》

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