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中国半导体产业机遇之一光通信芯片

时间:2014年08月12日  整理:有芯网

移动互联网、三网融合等新型应用对于带宽需求推动,中国光通信市场开始进入高速成长期。光通信市场需求高涨也带来了对上游芯片产品的需求。但对于处于技术核心的芯片产品,整体上仍高度依赖进口。随着系统设备企业和光器件制造商的逐渐壮大,一些实力较强的企业将加速向上游芯片领域的突破。

 

光通信领域涉及多种芯片

 

光通信产业包括:光器件、光网络系统设备、光纤光缆。光网络系统设备包括光传输设备和针对终端用户的光网络接入设备。系统设备制造商对各种光器件进行集成并制造光网络系统设备,并为运营商建设光通信网络。光系统设备也需要相应的处理器芯片,如PON设备的系统芯片。光器件分为有源器件和无源器件两类,它们均需要多种不同的光通信芯片。

 

中国光通信芯片市场快速增长

 

3G、三网融合促使各种新型网络应用逐渐普及,以往的网络带宽已经不能满足需求。通信行业正在经历从以往的语音通信业务为主向大力发展数据业务转型,通信网络的数据传输量大幅增长。由于在线视频、高清电视、IPTV、P2P下载等新型业务的发展,终端用户对带宽需求已经在向100M/s升级。云计算、移动互联网等新应用形式的发展将使用户在线比例和在线时间大幅提升。在骨干网方面,据中国电信估计,未来5年骨干网流量每年将增加56%-80%,因而我国骨干网带宽需要扩大10-20倍。在接入网方面,据CNNIC统计,截止2010年5月底,网民总数已经达到4.2亿,宽带用户1.13亿,但其中FTTx[7]用户仅为2320万线,所占比重很低。以北京为例,宽带用户大多使用1M的ADSL,下载速度基本只有60-80K/S。

图:各种应用对应的带宽需求(华创证券)

数据来源:华创证券

 

通信基础设施建设受到中国政府高度重视,各大运营商均已加速光通信网络建设。中国政府将下一代互联网、数字电视网与第三代移动通信网络并列作为扩大内需的重大投资方向,预期总投资将超过6000亿元。在政策推动和成本降低的有利条件下,各大运营商也在加速推进光纤网络建设。据估计,未来2到3年,在3G、FTTx、三网融合、智能电网等因素的推动下,光通信产业相对于电信运营、服务等通讯行业的其他子行业将保持15%以上高速发展。在光纤通信领域,2009年中国市场已经占到全球份额的30%,而在未来三年,预计接入网方面和传输网领域复合增长率分别为57%和21%。

 

由于全球光通信设备和器件产业在加速向中国转移,中国光通信芯片市场还受到全球光通信市场需求增长的拉动。国外通信系统设备厂商以及光器件厂商为了降低成本和把握中国快速增长的光通信市场需求,纷纷把生产和研发基地向中国大陆转移。中国的光器件产业全球份额已经由2005的11%上升为2010年的25%,并且在持续上升。

 

相应地,光通信网络建设的加速将会带动光芯片市场的快速增长。据估计,中国光通信应用领域的芯片市场规模已突破100亿元人民币,而且每年还在以25%的速度增长。2010年上半年,主要光通信收发芯片厂家在中国市场的业务均大幅增长,预计今年整体市场至少增长50%以上。光收发芯片制造商Phywoks公司预计2010年其在中国市场的成长将达100% 。

 

光通信芯片主要制造商和中国企业表现

 

中国市场的光通信芯片主要依赖外国供应商。在PON核心芯片方面,基本没有国内厂商,EPON芯片商主要有四家,GPON芯片提供商则相对较为分散。在光通信收发芯片领域,主要有Phyworks、Mindspeed、Vitesse等供应商。基于平面光波导技术的PLC芯片同样主要来自进口。在光有源器件芯片方面,2.5Gb/s及以下速率的LD芯片、APD芯片大部分依赖进口。

 

目前,在芯片领域已经有少数中国企业取得了突破,但是仍主要是低端产品。在GPON芯片领域,华为、中兴等设备厂商都自行参与了芯片的设计,如华为使用旗下的海思(Hisilicon)芯片。国内领先一些光器件企业也开始向上游拓展,在芯片领域取得了一定的突破,但是还没有形成规模。武汉光讯科技是国内最大的光器件生产商,其自主设计的基于PLC技术的AWG芯片正处于商品化的过程中。武汉电信器件公司(WTD)主要生产光有源器件,也是国内唯一一家能完全采用自制DFB激光器/APD探测器管芯且规模化生产的厂商。WTD的光芯片不但能满足自己光模块产品90%所需,而且正在扩大芯片的产能,准备对外销售。专门从事芯片研发设计公司厦门优迅是国内第一家专业从事光收发芯片研发的公司,芯片出货总量已经超过1000万片。

 

在芯片领域的不足对下游光器件企业的竞争力产生了一定的影响。以PLC芯片为例,FTTx网络建设带来了巨大PLC器件需求,吸引大量企业进入这一领域。在2010年中国电信PLC器件集中采购过程中,有近百家企业参加,但是这些企业中的芯片都从外部采购。大量企业的进入引发了产品价格的加速下跌,同时由于采购规模小,采购成本也较高,导致这些器件企业的利润空间有限。对于规模较小的企业,由于采购成本与采购量成反比,因而采购成本可能比其它企业高20%到30%。

 

资金限制以及激烈的市场竞争导致中国芯片制造业难以实现产业化。中国光通信芯片的实验室研究水平和国际先进水平相当,而且也具备相应的人才储备,但主要问题在于难以实现芯片技术的产业化。由于行业总体规模不大,从事芯片研发和生产主要是民营中小企业,往往无力筹措上亿元的资金来购买机器设备并建设高标准的超净厂房,以及应对快速变化的技术环境。对于中国企业来说,从事芯片制造往往意味着要面临国外厂商的激烈竞争,而一旦下游需求不能保证,则企业往往难以生存下去。目前国外的PLC芯片提供商一般都还有其他主营业务,并非只有芯片业务,因而可以通过其它业务为芯片业务提供支持。

 

结论和展望

 

全球和中国光通信市场的快速增长带动了对光通信芯片的需求。光通信市场的发展给中国光器件产业带来了发展机遇,而全球光器件产业也加速向中国的转移。光器件的生产具有劳动密集型的特征,中国企业拥有成本优势,主要从事光器件的封装工作。由于在光通信芯片方面主要依赖进口,因此中国光器件企业在市场需求高涨的同时利润空间并不大,芯片成为下游企业竞争力的一个制约因素。

 

中国光通信芯片产业未来发展可能会主要来自下游光器件、系统企业向上游的延伸。在上游的芯片和下游的系统设备领域均比较集中的情况下,光器件厂商有较强的动力向上游拓展,一些实力较强的光器件厂商将会在上游取得突破。国内光器件行业的领导企业WTD、正源光子、飞康科技、华美光电子等均认为此后成本控制的关键在于垂直集成能力,即向上游的延伸能力,尤其是芯片生产能力。相对而言,实力较弱小的光器件企业选择依赖外部芯片厂商则是更为合理的选择。而对于PON等设备的系统级芯片,系统设备厂商也有很强的动力对其进行整合。比如阿尔卡特-朗讯、华为、中兴都介入了GPON系统芯片。对于上游芯片厂商来说,为了应对来自下游的竞争威胁,将会发生更多的并购活动。2010年2月,全球有线和无线通信半导体市场的领导者Broadcom(博通)收购领先的以太网无源光网络(EPON)芯片组和软件供应商Teknovus。2010年7月,通信芯片提供商Atheros(创锐讯)支付7200万美元收购了中国PON芯片设计开发商Opulan(普然)。