中金普华产业研究院中国光模块市场发展预测分析及5G新应用带动需求( 五 ) 一、电信市场与数据市场共助光模块产业

硅光模块市场规模快速爬坡。硅光模块市场仍处于爬坡阶段，但市场空间增长速度较快，硅光模块在2018年-2024年间的复合年增长率将达到44.5% ，有望从2018年的4.55亿美元增长到2024年的40亿美元，届时有望占整体市场规模21% ，较2018年增加约10个百分点。硅光模块的市场主要集中在相干通信和DCI应用场景。
硅光模块2018-2024年的快速爬坡

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相干光通信及数通400G模块有望成硅光最佳市场切入点。目前硅光模块市场的竞争者主要集中在Luxtera和Intel之间，两者均已推出应用于DCI市场的100GPSM4产品，另外Intel还有100GCWDM4产品，另外Acacia也占据一定的份额，主要在相干通信领域。 Luxtera和Acacia已先后被Cisco收购，表明Cisco对硅光模块市场的信心。目前已商用的100G硅光模块无论在良率还是成本控制方面与传统分离式方案相比还不存在竞争优势，因此硅光技术的市场冲击还不明显。未来随着数据流量的快速增长，电信骨干网城域网和数据中心间DCI链接由于更长距离和更大容量的传输需求进入相干光通信时代；数据中心内部也进入400G时代。硅光技术在相干光通信和400G模块中具有显著的技术和成本优势。相干光模块需要使用更多的电子器件实现相干调制功能，硅光技术可有效实现电芯片的高度集成；400G光模块需要对多路光通道进行更高速率的PAM4调制，硅光技术高度集成调制器，同时可使用单一光源实现4路信号的调制和传输，更具成本优势。相干光通信和400G光模块（如短距离DR4）有望成为硅光技术的最佳市场切入点。
硅光市场目前竞争格局

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硅光技术发展迅速，寡头市场或迎来更多竞争者。未来随着技术的不断推进，将有越来越多的竞争者加入，如阿里已发布基于硅光技术的400GDR4光模块，与Elenion和海信宽带的深入合作及联合技术攻关，预计2020年下半年将在阿里全球数据中心投入使用；博创科技推出了高性价比的400GQSFP-DD数据通信硅光模块解决方案DR4(500m)和DR4+(2km)；亨通光电与英国洛克利硅光子公司合作开发400G硅光子片及光子收发器技术，并已发布采用此硅光技术的400GQSFP-DDDR4模块。未来的硅光市场有望呈现两超（Intel和Cisco）多强的竞争格局。
400GQSFP-DDDR4硅光模块系统框图

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硅光产业链布局完整， Fabless模式有望进一步推动硅光模块成熟商用。硅光应用经过多年的发展，充分利用已有产业资源，形成自己特有的成熟产业链。与半导体产业链类似，硅光产业链涉及有上游的SOI、晶圆材料生产，硅芯片设计和生产，光模块的封装生产，中游的光模块封装生产以及下游设备和互联网和电信运营商等最终客户。其中硅光芯片的产业格局也与半导体类似，存在有IDM和Fabless两种模式，其中前者的代表为Intel；Fabless的模式如Luxtera与台积电合作生产硅光芯片。 Fabless产业模式的成熟将会催生更多的硅光设计公司，有望进一步推动硅光技术的发展和硅光模块的成熟商用。
硅光模块的产业链

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硅光模块优势与劣势明显，短期难完全取代传统光模块，或在细分领域彰显特点。硅光模块基于大规模CMOS集成生产，优势十分明显，包括低能耗、低成本、带宽大、传输速率高等。但同时由于硅光芯片在材料和生产技术方面的复杂，还存在着明显的劣势：1)良率不高导致生产成本高，同时传统分立方案成本在持续优化，硅光模块成本优势尚不明显；2)硅波导与光纤的耦合效率低导致损耗较大，不利于长距离应用；3)硅光芯片集成的合分波器件存在温漂问题，所以目前成熟常用的400G硅光模块主要以DR4为主，限制了硅光技术应用场景。光模块作为连接网络的关键部件，产业链下游客户更关心的是实现同等传输性能技术上的综合成本，对内部实现的技术并不敏感。我们认为在短期硅光模块难以完全取代传统光模块，下游客户仍需要较长的时间去认证和认可，但可能会在某些细分领域会发挥其成本、能耗和速率等优势率先取得突破，并逐渐取得相应的市场份额，如在数据中心领域已实现商用的100GPSM4和CWDM4 ，以及未来的400GDR4 。传统分立光模块与硅光模块将会长期共存。