OPTiNET 2021 | 海信宽带李大伟：高端光电器件国产化进展

  ICC讯 6月17日，在2021中国光网络研讨会“光电器件与产业发展论坛”上，海信宽带创始人 CTO 副总裁李大伟博士带来《高端光电器件国产化进展》的精彩演讲。

  海信宽带创始人 CTO 李大伟博士

  李大伟在演讲中首先回顾了光通信模块在过去30年间的发展。从上世纪70年代开始，以Bell Labs为代表的北美先进实验室、学术界、工业界共同驱动了光通信技术的发展。从80年代到2000年整个光通信技术和市场发展迅速;从2000年2010年光通信市场除接入网之外，没有新的技术和应用出现，对大部分光模块厂商来说，是一个较为艰难的生存时期;2010-2020年期间，在全球性光纤到户战略、LTE无线网络和大型数据中心建设的带动下，整个光通信业呈现出蓬勃发展的态势。从整个光通信产业发展趋势看，在过去20年的时间里北美光模块厂商和国内光模块厂商之间的技术差距越来越小。随着新一代数据中心、云计算、人工智能、自动驾驶等新技术应用的崛起，光通信产业将迎来新的爆发期，光通信产业在未来10年中将保持稳定增长。

  过去十年，是中国光通信行业快速发展的黄金十年。从各个历史时期的全球光模块厂商排名看，2010年国内光模块商只有WTD入围前十;在光纤到户、4G无线通信和数据中心市场的驱动下，2016年全球光模块厂商前十名国内企业增长为3家，分别是海信、光迅和旭创;到2020年，全球光模块市场规模约80亿美元，全球前十位光模块厂商国内企业已占6席。在国内光模块企业竞争力提升的同时，国内光通信企业在芯片封装、光组件封装、系统设备和电信运营等方面在全球已占优势地位;在高端光芯片和电芯片方面已取得良好进展，但目前差距还较大。未来十年，是国内光通信厂商通过掌握核心光电器件技术，真正做强做大的十年。

  国内光通信行业发展迅速，李总认为最主要的因素是得益于国际间技术和市场的合作。北美的光网络客户和光模块厂商在过去30年内，引领了光通信的国际标准、市场应用、技术创新和新产品开拓。从上世纪90年代开始，中美企业在光通信领域友好合作，对国内光模块产业及产业链的成长有非常大的促进作用。2020年蔓延全球的新冠疫情对世界各国经济是巨大的打击，全球GDP降幅很大，然而光通信产业是疫情中需求唯一增长的一个行业。疫情改变了大家的生活方式，居家办公、远程教育和网上购物等对宽带增长需求巨大，未来宽带需求将继续增长，光通信发展前景十分光明。

  光通信技术和需求的变化

  在接入网领域，技术和产品更新换代的周期大约为7-10年，目前处于从EPON/GPON到10G-PON的技术更新换代期;10G-PON后的技术需求和发展趋势目前不太明朗，国内运营商采用50G-PON的可能性比较大，而国外运营商则会采用25G-PON和NG-PON2。无线网络所需产品的更新换代周期大约为5-7年。数据中心领域一直以来技术和产品保持了3-5年的更新换代周期，目前400G产品已经开始批量应用;800G模块各厂商和客户已经开始评估和测试。

  李博士认为2021年对光模块企业是充满挑战的一年。今年的亮点是接入网10G -PON需求十分强劲，10G OLT每季度需求量接近150万只，同时国外数据中心400G模块需求稳定增长;但是5G无线市场光模块需求从去年4季度开始呈断崖式下降，到目前为止仍看不到需求恢复的曙光;基于去年对5G市场过于乐观的估计，光模块厂商针对5G无线市场的产成品和原材料库存积压严重，估计全部光芯片和电芯片库存已超过1000万只以上;同时国内数据中心市场需求缓慢。受疫情和IC产能影响下，今年全球光模块所需电芯片(TIA、Driver、MCU)供应全线吃紧。

  高速光通信器件和芯片国产化率的变化

  近年来，光模块及光电芯片的国产化率已发生实质性变化。2017年10G速率以下的模块及光芯片和电芯片国产化率分别为90%、80%和30%;10G模块及其光芯片和电芯片国产化率分别为60%、50%和5%;25G以上模块及光电芯片国产化率仅为10%和3%左右。2021年，10G及以下的光模块及光芯片的国产化率已达到了90%以上，电芯片国产化率达到了75%;25G模块及光电芯片比例也增长到了90%和30%左右。

  光芯片技术需要一个长期的积累和持续的投入。国内光芯片厂商近年来面临着很好的历史机遇，国家及地方政府在政策上的大力支持和社会资本的涌入为高端光电芯片的发展提供了便利。李总在演讲中列举了国内近年涌现出的二十余家激光器芯片厂商的产品现状和技术渊源。李大伟认为2014年-2019年，国内光芯片处于奠定基础和局部突破的阶段，2020年-2022年是国内光芯片厂商能力提升和技术实力增长的阶段;三年之后国内芯片产业有望比肩国外，形成完备的技术、工艺和制造体系。在自主创新需求和国产化替代背景下，国内光模块厂商和系统设备商都愿意为国产芯片提供更多的测试和试错机会。

  光通信产业机遇与挑战

  谈到光通信产业机遇与挑战，李博士从几个方面进行了分析。从政策和产业链方面看，国际关系的影响将会导致国内和国外企业从技术标准和产业链上形成分化;从技术变化趋势看，光模块行业已开始变化;光电芯片厂商趋于做光电集成，而电信系统设备商也通过并购硅光厂商进入光模块领域;未来互联网客户对高速光模块的需求将会超过传统的电信运营商;新一代数据中心将进一步带动高速模块的持续增长，200G/400G/800G长距相干模块会成为新的市场增长点;采用100G Serdes的超高集成度(CPO or Pluggable)模块将成为800G以上应用的主流形态;25G-PON和50G-PON技术、标准和应用受关注度也逐步提升。

  最后，李大伟总结到，2021年上半年国内5G无线市场需求十分惨淡，5G网络的应用场景和投资回报有待进一步挖掘;数据中心400G/800G模块、长距离相干模块、新一代接入网技术(10G/25G/50G-PON)将是未来5年光通信领域的主要增长点，目前国内光通信行业的主要问题仍然是无序竞争造成企业盈利水平低下，难于在新一代核心技术上持续投入和在国际上取得领先优势。