一天吃透一条产业链:光通信(国产大突围)

01  产业链全景图

 

02  秒懂“光通信”

光通信本质是用 “光” 当信息载体,光纤就是专属高速路,核心靠电光、光电相互转换实现信息传递。

传递过程很清晰:信息初始是电信号,像打包好的货物;发射端的激光器芯片是 “转换站”,把电信号换成光信号 —— 好比货物装上光列车,沿光纤高速路传输;到接收端后,探测器芯片再把光信号换回电信号,就像货物拆包,接收方拿到完整信息。

信息流转分三步:光信号诞生、传输调度、识别。关键部件各有分工:光收发单元是核心,管光信号的产生、调整和探测;光分路器像分流牌,AWG、VOA、光开关是调度员,光放大器是补能器,共同保障传输顺畅。

生产全流程

光通信整个过程其实就像一条完整的 “生产流水线”,从头到尾顺着 “光芯片→光组件→光模块→光通信设备→终端市场” 的顺序推进。链条的上游,主要就是光芯片、光组件和光模块这几个核心环节。其中光芯片是整个过程 “源头核心零件”,处在最前端的位置,也是光组件、光模块能成的关键。先把光芯片和一系列元器件组装成光组件,再进一步封装成光模块,之后把光模块装到中游的光通信设备里,最后这些设备再落地用到下游的电信市场、数通市场,还有一些新兴市场里。

 

03  上游产业链--核心部件

整个光通信的产业链上游,最核心的环节是光芯片,是光通信产业链的 “源头核心零件”,是光组件、光模块能正常工作的关键。把它和一系列配套元器件整合封装后,就形成了具备实际功能的光模块。

03-1、光芯片

光芯片就是光信号和电信号互相转换的核心部件,相当于信息传输的 “动力引擎”。它的性能好坏,直接决定了光通信系统的传输速度。

不管是家里用的光纤宽带、手机依赖的 4G/5G 网络,还是存放海量数据的数据中心,光芯片都是关键所在 —— 它直接影响这些网络的信息传输快慢,以及能不能稳定运行不中断。按照标准不同有如下分类,其中当前市场,光有源器件占据光器件大部分的市场份额,占比约为83%。

高速光模块得靠高端光芯片当 “核心动力”。ChatGPT 这类大模型抢算力,AI 服务器要装更多 GPU,光模块也得升级到 800G 以上才够用。谷歌 TPU 集群靠全光网络传数据,对 800G/1.6T 光模块需求越涨越猛,而且同等算力下,TPU 要的光模块比 GPU 多得多,对光传输密集度要求也更高。

光模块成本里,光器件占了 73%,其中光芯片是关键 —— 速率越高的光模块,光芯片成本占比越高,能到 30%-70%。现在国产光芯片在高端市场慢慢发力,替代节奏加快,国内厂商能赚更多利润。简单说,光芯片的水平决定光模块的档次,模块速率越高,芯片越值钱。

全球光芯片市场稳步增长,成了光通信行业的 “增长引擎”。其中 25G 以上的高速光芯片,比中低速款跑得快多了 —— 全球数据流量暴涨,各行各业都要更大带宽,直接带火了高速光模块和配套芯片。

2019 到 2025 年,数据中心、电信领域用的 25G 以上高速光芯片,占比会越来越大。

光芯片行业门槛极高,头部公司几乎说了算。它的产业链主要包括芯片设计、基板制造、磊晶成长和晶粒制造,其中最难的是磊晶成长 —— 这一步做出的外延片质量,直接决定光芯片性能,不仅要核心技术,还得靠高端设备,壁垒高到形成垄断,目前主要靠 MODCVD、MBE 等方式生产。

光芯片行业规模不算大,龙头厂商占主导,Finisar、Lumentum、Avago 这些 IDM 厂商,牢牢把控着高端光芯片的生产能力。

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04  中游产业链--集成

光通信中游是 “集成与传输载体”,核心是衔接上游元器件与下游场景,实现光信号 “转换 - 传输 - 组网” 落地。

光模块是光电转换核心接口(含高速、电信类);光纤光缆是光信号传输载体;光通信设备是系统级组网设备,主要有如交换机等核心设备。当前,国内支撑数据、AI 运算的算力基建市场,2020 到 2024 年从 3397 亿涨到了 6144 亿。这个市场里最大头是计算资源,2024 年占了 3858 亿;排第二的是网络资源,2024 年规模 1516 亿,占整体的 24%。

网络资源主要包含交换机、光模块等产品:交换机 2020 到 2024 年从 315 亿涨到 447 亿,2029 年预计能到 669 亿;光模块等通信资源,后续规模预计能达到 978 亿。

04-1、光模块

光模块就像电信号和光信号的 “专属翻译官”—— 电脑、手机里的信息都是电信号,没法在光纤里远距离高速跑,它先把电信号转换成光信号,让信息顺着光纤 “飞” 到目的地;到了之后,再把光信号转回电信号,设备才能读懂这些信息。

 

 

 

 

 

光模块主要由光发 / 光收部件(TOSA、ROSA)、带电芯片的电路板、封装外壳和接口组成。

成本上,光学器件(含光芯片)占比超 70%,是实现光电转换的核心;外壳、PCB、控制芯片等辅料占近 30%,负责物理封装和信号适配,两者共同构成光模块的硬件基础。

光模块市场近年稳步增长,核心靠 AI、云计算、5G 这些需要高速传数据的应用拉动 ——AI 服务器要支撑大模型运转,光模块是它的关键部件。

2020 到 2024 年全球光模块营收从 112 亿美元涨到 178 亿美元,年增长率 12.2%,预计 2029 年能到 415 亿美元,年增 18.5%。其中高速光模块800G 作为主流高端款,2020-2024 年年增达 188.1%;下一代 1.6T 光模块受更高带宽、更低功耗需求推动,2024-2029 年预计年增 180%,会迎来爆发式增长。

2010 年之后,全球光模块市场的座次一直在变 —— 中国厂商一步步往上冲,大部分日本、美国厂商已经退出了这个市场。

04-2、光纤光缆

光纤是玻璃或塑料制成的细长纤维,核心由传光信号的高纯度石英纤芯和实现全反射的低折射率包层组成,外层有树脂涂层增强硬度;

光缆则是将多根光纤捆在一起,搭配加强钢丝、护套等防护结构制成的成品线缆,能保护光纤适配不同场景,而占光缆成本 70% 的核心原料光纤预制棒,大多由厂商自主生产。

中国是全球光纤光缆的 “头号生产和使用大国”,国内通信基建不断推进,带动光缆线路长度稳步增长。截至 2025 年上半年,全国光缆总长度已达 7454 万公里(相当于绕地球近 1860 圈),同比涨 9.9%,其中接入网光缆占比近 60%,本地网中继光缆占 38.5%,长途光缆仅占 1.6%。

国内光缆企业为应对本土市场需求收缩,在复杂地缘环境下加强海外布局,2019-2022 年光缆出口量从 25.55 万吨增至 48.88 万吨(增长 60%)、出口额增 41%,2022 年达出口高点。

2024 年全球光纤光缆市场份额较集中,前 10 强企业分属美、中、日等 5 国,合计占 92% 的市场份额,美国康宁以 19% 居首,中国的长飞光纤、中天科技等四家企业进入前十,其中长飞、中天、亨通位列第二至第四,烽火通信排第六。

04-3、光通信设备

光通信设备是靠光波传信息的设备,核心由信号发送、传输、接收三部分组成。按用途分传输、数通两类设备:传输设备包含传送网、接入网设备,数通设备主要是路由器、交换机;常用传输设备有光端机、光纤收发器等,接入网设备常见的是 OLT、ONU 这类。

数字经济和 AI 带动全球数据流量暴涨,对网络带宽的需求越来越大,光传输设备市场会稳步增长。根据 Omdia 数据,2024 年全球市场规模 167 亿美元,预计 2024-2029 年每年增长 4.2%,2029 年将达到 205 亿美元。

图片

核心设备-交换价OCS

OCS(光电路交换机)是种纯靠光信号指路的核心设备,不用把光信号转成电信号再转回来,直接就能让光信号找到正确路径。

它的工作原理很像调整一组平行镜子 —— 镜子转个角度,反射的光就会跟着平移,精准控制光信号的走向。这种技术解决了信号转换带来的延迟和高能耗问题,理论效率是传统电交换机的 1000 倍,功耗却只有十分之一,对电力成本占比高的超大规模数据中心来说特别实用,已经成了下一代数据中心网络的优选。

当前,国内OCS整机与集成龙头企业如下:

 

05  下游产业链--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、医疗等等,粗略预测估计如下:

 
 

 

注:文章来源于微信公众号《飞跑的鹿》。

 

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创建时间:2025-12-29
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