ChatGPT横空出世，产品月活跃用户在2个月内突破1 亿，是史上月活用户增长最快的消费者应用，有望引领新一轮技术革命。

ChatGPT技术背后是其AI模型参数实现了百倍提升，训练模型所需的算力和数据需求也迎来了爆发式的增长。

随着谷歌、百度等巨头纷纷布局大模型，进一步引爆算力和数据需求，从而为光模块需求带来巨大增量。

光通信产业链上游核心元器件

光芯片是将光信号转变为电信号的电子芯片。它通常是由硅或者其他半导体材料制作而成，能够利用光信号进行信息传输。

光芯片按功能可以分为激光器芯片和探测器芯片，其中激光器芯片主要用于发射信号，将电信号转化为光信号，探测器芯片主要用于接收信号，将光信号转化为电信号。

光芯片重要性凸显及未来成长性：磷化铟光芯片及组件是光模块中最大的成本项，其性能直接决定光模块的传输速率，是光通信产业链的核心之一。

根据中际旭创披露的2016年1-8月光模块成本构成，芯片成本占60-70%（光芯片及组件占50%，比重最大；电芯片成本占15%），人工和其他成本占23%；

根据光纤在线数据，2022年全球光通信用光芯片市场175亿元，同比增长13.8%，2022-2026年复合增长率将保持10.87%，2026年市场规模达到300亿元；

这其中25G及25G以上光芯片占据主要市场，但我国厂商份额并不高，25G约为20%、25G以上仅为5%。

2.5G及以下光芯片：主要应用于光纤接入市场，国内光芯片企业已经占据主要市场份额。

10G光芯片：主要应用在光纤接入市场、移动通信网络市场和数据中心市场。

我国光芯片企业已基本掌握10G 光芯片的核心技术，但部分型号产品仍存在较高技术门槛，依赖进口。

25G及以上光芯片：主要应用于移动通信网络市场和数据中心市场，包括25G、50G、100G激光器及探测器芯片。

虽然国内厂商在2.5G及以下、10G光芯片上具有一定优势，但25G以及以上光芯片的国产化率偏低，成长空间广阔。

欧美技术领先，高端光芯片亟待国产化

光芯片是光通信产业链核心环节。光通信产业链中，组件可分为光无源组件和光有源组件。光无 源组件在系统中消耗一定能量，实现光信号的传导、分流、阻挡、过滤等“交通”功能，主要包 括光隔离器、光分路器、光开关、光连接器、光背板等；光有源组件在系统中将光电信号相互转 换，实现信号传输的功能，主要包括光发射组件、光接收组件、光调制器等。光芯片加工封装为 光发射组件（TOSA）及光接收组件（ROSA），再将光收发组件、电芯片、结构件等进一步加 工成光模块。光芯片的性能直接决定光模块的传输速率，是光通信产业链的核心之一。

光芯片是光模块成本中占比最大的部分。光模块的成本由多种因素组成，包括光器件、电芯片、 PCB 和外壳等原材料。其中，光器件的成本占比最高，达到了 73%。在光器件中，光发射器件和 光接收器件的成本占光器件成本的 80%，而激光器和探测器中的核心光芯片占据了总成本的 85%。 随着传输速率的提高，光芯片在光模块成本中的比例也越来越大，10Gbs 以下光模块中光芯片占 比 30%，10Gbs-25Gbs 光模块中占比 40%，而 25Gbs 以上光模块中光芯片的占比则达到了 60%。

光芯片发展与光通信和光模块密不可分，行业正处于加速发展阶段。光芯片是光通信和光模块的 重要组成部分，随着光通信行业的发展和应用场景的变化，光模块和光芯片都在加速发展。光模 块行业已经经历了几十年的发展，光子集成技术的产业体系初步形成，推动了光芯片产业的高速 发展。光芯片在降低光纤损耗等方面发挥了重要作用，在新兴领域方面具有巨大的发展潜力。

欧美国家光芯片技术领先，国内光芯片企业追赶较快，目前全球市场由美中日三国占据主导地位。 海外光芯片企业已形成产业闭环和高行业壁垒，可自主完成芯片设计、晶圆外延等关键工序，可 量产 25G 及以上速率的光芯片。部分中国光芯片企业已具备领先水平，随着技术能力提升和市场 认可度提高，竞争力将进一步增强。

各类光芯片国产替代率分化明显，高端光芯片国产替代率仍较低。我国光芯片企业已基本掌握 2.5G 及以下速率光芯片的核心技术，根据 ICC 预测，2021 年该速率国产光芯片占全球比重超过 90%；10G 光芯片方面，2021 年国产光芯片占全球比重约 60%，但不同光芯片的国产化情况存 在一定差异，部分 10G 光芯片产品性能要求较高、难度较大，如 10G VCSEL/EML 激光器芯片 等，国产化率不到 40%；25G 及以上光芯片方面，随着 5G 建设推进，我国光芯片厂商在应用于 5G 基站前传光模块的 25G DFB 激光器芯片有所突破，数据中心市场光模块企业开始逐步使用国 产厂商的 25G DFB 激光器芯片，2021 年 25G 光芯片的国产化率约 20%，但 25G 以上光芯片的 国产化率仍较低，约为 5%，目前仍以海外光芯片厂商为主。

国内外千兆光网持续推进，2.5G、10G光芯片增长空间广阔

2021年工信部印发《“双千兆”网络协同发展行动计划（2021-2023年）》（下文简称规划），提出到2023年底10G-PON及以上端口规模超过1,000万个，千兆宽带用户突破3,000万户。

根据工信部公布的数据，截至2022年12月末，我国具备千兆网络服务能力的10GPON端口数达1523万个，提前实现规划目标，比2021年末净增737万个。三家基础电信企业的固定互联网宽带接入用户总数达5.9亿户，比2021年末净增5386万户。其中1000Mbps及以上接入速率的固定互联网宽带接入用户达9175万户，比2021年末净增5716万户，占总用户数的15.6%，占比较2021年末提升9.1pct。

G-PON的发展不仅在国内如火如荼，在海外也在经历加速推进阶段。

自2021年开始，国外10G-PON建设加速推进，在北美地区，根据ICC统计，北美地区服务提供商在PON设备上的总支出已从2019年的7.74亿美元增长到2022年的19亿美元；根据Dell’Oro的数据及预测，北美地区XGS-PON OLT端口出货量有望从2019年的3.2万个提升至2022年的74.8万个，保持快速增长；

全球来看，3Q22单季全球XGS-PON ONT出货量达150万个，连续第二个季度出货量超过100万个。此外在西欧地区，法国Orange、英国电信Openreach和Proximus等运营商都在扩张光纤部署，有望快速转向XGS-PON以实现10G服务；在亚洲其他地区，印度、日本等国也在推动10G-PON升级。

5G移动通信网络提供更高的传输速率和更低的时延，各级光传输节点间的光端口速率明显提升，要求光模块能够承载更高的速率。光模块按应用场景分为前传、中回传光模块，前传光模块速率需达到25G，中回传光模块速率则需达到50G/100G/200G/400G，带动25G以及更高速率光芯片的市场需求。根据LightCounting，2025年全球电信侧光模块市场规模预计将达到33.55亿美元，其中前传、（中）回传和核心波分市场规模分别达到5.88亿美元、2.48亿美元和25.18亿美元，21-25年核心波分市场规模CAGR达21%。

数据中心是光模块最大市场，2023年有望迎800G放量元年

数据中心是云计算和云业务的基础，而云IT基础设施主要由交换机、服务器、光模块、光纤光缆以及其他设备组成。光纤通信具有传输距离长、抗干扰、节省布线空间等特点，被广泛应用于数据中心服务器、交换机和存储光纤网络中。光模块作为光纤通讯的核心元件，有望持续受益于服务器市场的增长。

根据Synergy Research Group的数据，2024年全球超大型数据中心数量将超过1000个。而随着终端业务的演进，数据中心需内部处理的数据流量远大于需向外传输的数据流量，使得数据处理复杂度不断提高。

光通信技术在数据中心内的应用，极大地提高了数据中心的计算能力和数据交换能力。光模块是数据中心内部互连和数据中心相互连接的核心部件，根据LightCounting的统计，2021年全球光模块市场规模达114亿美元，其中用于数据中心的以太网光模块市场规模为47亿美元，占比为41%，为光模块中最大细分品类市场。2025年全球数据中心光模块市场规模预计将增长至73.3亿美元，21-25年CAGR达14%。

文章来源： 九方金融研究所，未来智库，金融财学堂