来源:报告研究所
一、行业概述
1、光通信概念
光通信行业包括基础构件(光芯片、光器件/光模块、光纤光缆)和设备集成。最终应用领域主要为电 信市场业务及数据中心业务,是典型的技术密集型、人才密集型、资金设备密集型产业。光通信是以光 信号为信息载体,以光纤作为传输介质,通过电光转换,以光信号进行传输信息的系统。
光通信正逐步替代传统的电通信方式,数字化浪潮深度驱动光通信行业迅速发展。受数字化浪潮深度驱 动,全球应用数据量呈爆发式增长,对通信容量的需求急剧攀升,为光通信行业注入了强劲的发展动能。 而这一增长趋势的核心在于人工智能技术的加速崛起。从智能语音交互、复杂机器学习模型训练,到自 动驾驶场景下的数据实时传输与具身智能落地,AI 技术的全面渗透,对数据传输的速率、容量及稳定性 提出了传统通信技术难以满足的要求。光通信不仅具备高速率、大容量、长距离传输的核心优势,还拥 有低信号损耗、设备小型化轻量化及强抗电磁干扰等突出特性。由此,光通信正逐步替代传统的电通信 方式,成为全球信息网络的主导传输方式,为信息高速传输与高速计算提供关键技术支撑,构建起数字 时代算力与通信网络的核心技术底座。
2、光通信原理
光通信系统传输信号过程中,发射端通过激光器芯片进行电光转换,将电信号转换为光信号,经过光纤 传输至接收端,接收端通过探测器芯片进行光电转换,将光信号转换为电信号。从信息流角度看,光通 信主要包括光信号产生、光信号传输与处理、光信号探测等环节,其中:光收发单元起着光电转化的作 用,在信息流中对应着光信号产生、调制与探测;光分路器、AWG、VOA、光开关和光放大器对应光 信号的传输与处理。
二、光通信产业链
1、光通信产业链概述
光通信产业链整体呈现“光芯片-光组件-光模块-光通信设备-终端市场”的结构。从产业链角度看,光芯 片与其他基础构件(电芯片、结构件、辅料等)构成光通信产业上游,产业中游包括光组件与光模块, 产业下游组装成系统设备,最终应用于电信市场,如光纤接入、4G/5G 移动通信网络,云计算、互联网 厂商数据中心等领域。 光芯片是实现光电信号转换的三五族化合物半导体材料;光组件主要包括陶瓷套管/插芯、光收发接口 组件等,现阶段我国是光组件产业全球最大的生产地,市场竞争激烈;光器件是利用电光子转换效应制 成的各种功能器件,是光电子技术的关键和核心部件。光芯片和光组件是制造光器件的关键元件;将各种光元组件加工封装得到光器件,多种光器件封装组成光模块。光模块是一种用于高速数据传输的光器 件,其作用是实现光信号和电信号之间的相互转换,从而实现数据在通信网络中的传输。
(1)上游:原材料
上游为光通信的“心脏”,核心是提供光信号生成、传输的基础元件。主要包括光芯片和电芯片。 1)光芯片(核心):光信号的“发生器”和“接收器”,分为有源芯片(激光芯片、探测芯片、源态 芯片)和无源芯片(光分路器、波分复用芯片)。 核心标的:源杰科技、长光华芯、仕佳光子、光迅科技。 2)电芯片:以海外进口为主,包括 LDdriver、TIA、LA、CDR、DSP 等; 主要厂商:Marvell、Credo、博通(Broadcom)、华为海思、优迅股份等。
(2)中游:光器件
1)光组件:光组件根据是否需要电源划分为有源组件和无源组件,无源组件用于满足光传输环节的其 他功能。 有源光组件—激光器(DFB/FP/VCSEL)、探测器(PIN/APD)、光放大器、光调制器(DML/EML)、 光收发次模块(TOSA/ROSA/BOSA)等;无源光组件—光隔离器、光分离器、光开关、光纤连接器、 波分复用解复用器、光分路器、光衰减器、FA 光线阵列、光耦合器等; 主要厂商:天孚通信、光迅科技、华工科技、太辰光、博创科技、高意(Coherent)、Lumentum、 AAOI 等。 2)光模块:光信号与电信号的“转换器”,速率包括 100G/200G/400G/800G/1.6T/3.2T 等; 主要厂商:中际旭创、新易盛、光迅科技、华工科技、博创科技、联特科技、剑桥科技、高意 (Coherent)、Lumentum、AAOI 等。
(3)下游:设备及应用场景
下游为光通信设备及应用场景。1)光通信设备:光网络的“路由器”,包括传输设备(OTN、PTN)、接入设备(OLT、ONU)、网 络设备(路由器、交换机)。 主要厂商:华为、中兴、烽火通信、上海贝尔等。 2)应用场景:光通信的未来前景广阔,市场万亿,可以渗透到发展的方方面面,AI、数据、工业、医 疗等。数据中心,电信网络,数据中心互联,工业互联网,智能驾驶,量子通信,智能电网,卫星通信, 光纤传感,航天航空这些场景均依赖光通信实现高速,稳定的数据传输,是需求增长驱动力。 电信市场:场景涉及移动、电信、联通建设 5G 基站、家庭宽带。 互联网大厂(算力核心):场景涉及阿里云、腾讯云、字节跳动、Meta、微软的数据中心之间传输数据 (AI 大模型训练需要海量光模块)。 工业与军事:场景涉及工业互联网、光纤传感(监测石油管道)、航空航天通信。
2、价值量拆分
产业链的价值主要集中在核心器件和封装测试环节,其中光器件长期占据总成本的 70%以上,是决定 性能与成本的关键部分。承担光电转换功能的 TOSA 与 ROSA 合计贡献了光器件价值的八成以上,而其 核心价值来源于内部的激光器、探测器等光芯片及高精度结构件。随着光模块向高速率迭代,价值构成 正经历显著的―核心化‖迁移:光芯片在总成本中的占比已从传统产品的较低水平快速提升至 50%以上, 成为影响产品性能和成本的绝对核心;电芯片因高速信号处理需求提升,其价值占比稳定在 15%—20% 之间。相较之下,结构性与支撑性部件的价值占比进一步被压缩,高速 PCB 占比约在 5%左右,而外壳、 散热与接口结构件则下降至约 4%。整体来看,产业链形成了―芯片定性能、封装定可靠性‖的价值格局, 高端化趋势正持续推动价值向光、电芯片高度集中,真正的竞争核心正在于掌握关键芯片技术并具备将 其性能通过精密封装可靠释放的能力。
三、驱动因素
按下游应用领域划分,光通信产品主要应用于数通市场和电信市场。数通市场主要应用于云计算、互联 网云厂商等数据中心,主要应用场景是数据中心内部以及数据中心之间的互联。电信市场主要包括通信运营商的骨干网、城域网等传输网市场,以及固网/无线接入的接入网市场。受益于 AI 不断发展的应用 场景和快速增长的市场需求,数通市场的增长成为光通信市场的主要驱动力。
1、数通市场:AI 数据中心快速发展,数通市场已成为产业增长的核心驱 动力
数据中心为企业存储、处理和管理大量数据的关键基础设施,加之全球范围内包括视频流媒体、社交媒 体、电子商务等用户对于在线服务和内容的需求不断增加,驱动全球数据中心规模扩张。
全球数通市场正处于 AI 算力需求驱动的深刻变革期。随着 AI 技术的快速发展和模型性能的不断提升, 算力需求激增,不仅拉动了光器件的市场需求,更对其传输性能提出了更高要求;同时,数据中心市场 对高速率产品的需求也持续增长。2025 年这一投资趋势持续加强,我国云厂商加快跟进步伐。国内外 CSP 对 AI 基础设施的投资为 AI 芯片与高速光模块的持续放量提供确定性支撑。在架构层面,AI 集群 的扩展沿着 Scale-out 与 Scale-up 双路径并行演进:Scale-out 通过叶脊架构的规模扩展与 NVLink Fabric 的性能升级,构建了光模块需求的―乘数效应‖;Scale-up 则通过突破铜缆限制,赋能 GPU 机柜 互联与内存池化,为高端光模块开辟了高价值渗透空间。尽管两种体系在协议栈与扩展路径上仍存差异, 但全球芯片厂商的双路径布局正加速这一进程。光模块作为算力网络的关键载体,将在周期性与结构性 的双重驱动下,迎来需求的结构性增长。 随着交互速率及训练集群规模的提升,业界对功耗、散热、成本提出更高要求,因此系统互联互通的方 式需要不断优化,以实现更高的能效比和更紧凑的封装设计。低功耗、小型化、集成化将成为未来光模 块发展的重要趋势。 大多数云计算公司计划在其 AI 基础设施中使用开源以太网交换机。LightCounting 预计 2024-2029 年 以太网交换机的销售额的年复合增长率为 14%。 数据中心运营商对 AI 基础设施的重视促进了英伟达的产品销售。根据 LightCounting 的测算,2024- 2029 年英伟达 infiniBand 交换机销售额的年复合增长率为 25%。谷歌加快对人工智能基础设施的投资, 这在很大程度上依赖于光交换机(OCSes)。其他公司也在考虑部署光交换机,并利用基于 OCS 的数据 中心网络节省成本和能耗。LightCounting 预计 2024-2029 年 OCS 硬件销售额的年均复合增长率为 28%。
北美云商云业务持续高增,AI 赋能商业变现。 1)亚马逊:AWS 营收增速新高,积压订单创历史记录。25Q3 AWS 实现收入 330.1 亿美元,同比 +20.2%,为近 11 个季度以来最高增速;营业利润 114.3 亿美元,同比+9.4%。截至 25Q3,AWS 积压 订单总额达 2,000 亿美元,新增合同总额已超过 25Q3 交易量。 2)谷歌:云业务加速成长,盈利能力持续攀升。25Q3 谷歌云实现收入 151.6 亿美元,同比+33.5%,营 业利润 35.9 亿美元,同比+84.6%,营业利润率 23.7%,同比+6.6pct。积压订单季度环比+46%,同比 +82%,达 1,550 亿美元。谷歌月均 Token 处理量自 7 月的 980 万亿增至 10 月的 1300 万亿。截至 25Q3,Gemini App 月活用户超过 6.5 亿,日请求量环比增长约三倍;超 70%的云用户使用谷歌 AI,开 发者数量达到 1300 万。 3)微软:Azure AI 赋能,强化云服务粘性。FY26Q1 微软云收入达 491.0 亿美元,同比+26%;Azure 及其他云服务收入同比+40%。其中,智能云实现收入 309.0 亿美元,同比+28.0%,营业利润 133.9 亿 美元,同比+27.5%。 4)Meta:AI 优化推荐与广告模型,实现展示量和转化率双升。截至 25Q3,Meta AI 月活用户已超过 10 亿。依托 AI 推荐系统和广告模型优化,25Q3 Meta 广告展示总数同比+14%,广告平均单价上升 10%,推动广告收入增长至 501 亿美元,同比+26%。
云计算巨头正加大云和 AI 基础设施投资力度。 1)亚马逊:25Q3 资本开支 351.0 亿美元,同比+55.2%,环比+9.0%。2025 全年资本支出上调至 1250 亿美元,并预计 2026 年将继续增加。 2)谷歌:25Q3 资本开支 239.5 亿美元,同比+83.4%,环比+6.7%。2025 全年资本支出上调至 910- 930 亿美元(25Q2 指引为 850 亿美元),并预计 2026 年将持续增长。 3)微软:FY 26Q1(CY 25Q3)资本开支 193.9 亿美元,同比+30.0%,环比+13.6%;含融资租赁的总 资本支出达 349 亿美元,同比+75%。4)Meta:25Q3 资本开支 188.3 亿美元,同比+128.0%,环比+13.9%。2025 全年资本支出上调至 700-720 亿美元(25Q2 指引为 660-720 亿美元),预计 26 年资本支出增幅将超过 25 年。
DeepSeek 带来开源大模型生态重塑,下游 AI 应用的广泛推广以及国产算力硬件性能的显著提升,驱动 国内云计算厂商的资本开支显著增长,未来将持续扩大资本支出规模。25Q2,我国三大云厂商阿里巴 巴、腾讯、百度资本开支合计为 615.8 亿元,同比增长 168.4%,新增资本开支主要用于建设 AI 基础设 施。
2、电信市场:全球运营商在向 10G PON 升级,未来将向 50G PON 演进
5G、千兆光纤网络等新型基础设施建设进一步完善。电信网络领域高速率、集成化、智能化的趋势推 动相关通信设备及元器件行业持续发展,我国光通信网络发展进入―千兆普及,万兆启航‖时代,光网络 将进一步朝着超大带宽、超低时延、智能化方向演进。
接入网方面,随着我国市场结束 10G PON 部署周期,而北美和欧洲在政府资助项目的推动下逐步增加 10G PON 部署,FTTx 网络的 PON 销售将保持稳定。25G 和 50G PON 未来有望提供新的增长动能。 无线前端(Wireless Fronthaul)增速较慢,因为我国的 5G 网络部署已接近完成。但随着未来 6G 部署 的开始,该细分市场将在 2026-2027 年恢复增长。LightCounting 预计,到 2028 年接入网市场的 CAGR 将达到 9%。
我国光纤接入市场中,截至 2025 年 9 月,三大运营商固网宽带接入用户总数达 6.95 亿户,比 2024 年 末净增 2486 万户。其中,100Mbps 及以上接入速率的固网宽带接入用户达 6.61 亿户,占总用户数的 95.2%;1000Mbps 及以上接入速率的固网宽带接入用户达 2.35 亿户,比 2024 年末净增 2839 万户, 占总用户数的 33.9%,占比较 2024 年末提升 3.0pct。截至 2025 年 9 月,全国互联网宽带接入端口数 量达 12.41 亿个,比 2024 年末净增 3888 万个。其中,光纤接入(FTTH/O)端口达到 12.0 亿个,比 2024 年末净增 3975 万个,占互联网宽带接入端口的 96.7%;具备千兆网络服务能力的 10G PON 端口 数达 3096 万个,同比+13.32%。
在无线通信领域,我国 5G 网络服务能力持续升级。截至 2025 年 10 月,5G 基站总数达 475.8 万个, 比 2024 年末净增 50.7 万个,占移动基站总数的 37.0%,占比较 25H1 提高 1.3pct。5G 基站建设预计保 持平稳增长。
根据爱立信的测算,2023-2029 年,不包括固定无线接入(FWA)产生的流量,预计全球移动数据流 量将增长约 3 倍,到 2029 年每月达到 313EB;当包括 FWA 时,预计总移动网络流量将增长约 3.5 倍, 到 2029 年每月上升到 466EB。5G 在移动数据流量中的份额在 2023 年末为 25%,比 2022 年末的 17% 增加 8pct。预计到 2029 年,5G 在移动数据流量中的份额将增长到大约 75%。2023-2029 年移动数据 流量预计将以大约 20%的复合年增长率增长。
在城域网、骨干网等传输网方面,随着 AI、大数据、云计算等技术的飞速发展及―东数西算‖等构建全国 一体化算力网工程的推进建设,云计算需求和数据流量呈现指数级增长,对网络带宽提出了更高要求。 提升光传输系统单波速率与传输距离、提高光纤通信系统带宽利用率,以满足不断增长的网络流量需求, 成为运营商和设备商的共同追求。传统 100G 无法满足算力网络业务的新需求,骨干网和城域网将升级 到 400G,100G/200G 和 OXC/ROADM 将在城域接入网广泛部署。400G 技术作为下一代骨干网 的核心承载技术,具备更高传输速率、更大带宽、更好扩展性等优势,能够满足大数据中心和通信网络 日益增长的需求,提供更多的数据传输通道,更好地支持高密度集成和低能耗解决方案。 PON 技术的进步和高速率电信模块推动高端光芯片用量增长。PON(无源光网络)是指 OLT(光线路 终端,用于数据下传)和 ONU(光网络单元,用于数据上传)之间的 ODN(光分配网络)全部采用无 源设备的光接入网络,是点到多点结构的无源光网络。PON 技术传输容量大,相对成本低,维护简单, 有很好的可靠性、稳定性、保密性,已被证明是当前光纤接入中经济有效的方式,成为光纤接入技术主 流。
随着无线和光纤接入部署逐步进入成熟期,下一代技术逐步开始布局。光纤接入领域开始向―万兆‖加速。 作为 ITU-T 定义的下一代 PON 技术,50G PON 比 10G PON 带宽提升 5 倍、时延降低 100 倍,具备提 供确定性业务体验的能力。50G PON 的国际标准化工作始于 2018 年,历时 6-7 年,50G PON 标准在 ITU-T 中已基本成熟,包括物理层、TC 层和模块的要求。50G PON 技术作为全光万兆网络的关键技 术,以超大带宽、低时延、应用及灵活切片等特性,在全球范围内获得了主流运营商的广泛认可,是未 来宽带接入技术的重要发展方向。 根据 Omdia 的预测,2024-2028 年 50G PON 端口出货量将不断提升,并保持每年 200%的复合年增长 率。到 2028 年,50G PON 将成为支持新兴应用的中坚力量。目前仅少数厂家具备 50G PON 交付能力, 随着 50G PON 供应商数量增多,未来几年将进一步激发 50G PON 的投资。
整体来看,电信市场需求具有较强的稳定性和持续性,其建设节奏会受到技术迭代升级等因素的影响。 根据工信部《关于开展万兆光网试点工作的通知》,在 2025 年底,在有条件、有基础的城市和地区, 聚焦小区、工厂、园区等重点场景,开展万兆光网试点。以试点工作为牵引,推动产业链各方加快协同 解决目前万兆光网落地应用中的重点难点问题,带动我国万兆光网核心技术和关键设备取得突破,促进 构建万兆光网成熟产业链和完备产业体系,有序引导万兆光网从技术试点逐步走向部署应用。同时,由 于 5G-A 在网络速度、延迟、连接数等方面实现显著提升,引入通感一体、无源物联、内生智能等全新 的革命性技术,能更好地匹配人联、物联、车联、高端制造、感知等场景,运营商也逐步推进其商用部 署或组网试点。相关技术的成熟与推广,有望对相关的产业链形成拉动作用。
四、光电芯片:以国产替代为目标
1、光芯片:电光转换的核心基石,美日主导下的中国的结构性突破
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