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中國的光晶片產業是如何完成追趕的？
現代生活離不開資訊的傳遞，我們能夠自由自在地上網和刷手機的背後是資訊傳輸系統。
光纖是傳輸資料的最佳介質，是現代通訊網路的核心。
隨著時代的發展，網路傳輸的速度從KB升級到MB再到GB，資料傳輸速度的不斷上升得益於光傳輸技術的進步。
圖1：現代通訊網路
光纖只能傳遞光訊號，那麼光訊號是如何轉化為我們電腦和手機中看到視訊和聲音呢？
這就需要光晶片，將光訊號和電訊號進行相互轉化。
光晶片是構成現代資訊通訊技術的核心之一。
一、光通訊產業簡介
圖2：光通訊原理
光通訊是以光訊號為資訊載體，以光纖作為傳輸介質進行資訊傳輸的通訊方式。
光通訊系統傳輸訊號過程中，發射端通過光晶片將電訊號轉換為光訊號，經過光纖傳輸至接收端，接收端再通過光晶片將光訊號轉換為電訊號。
光晶片是實現光電訊號轉換的基礎元件，其性能直接決定了光通訊系統的傳輸效率。
在光纖接入、4G/5G移動通訊和資料中心等網路系統裡，光晶片都是決定資訊傳輸速度和網路可靠性的關鍵。
圖3：光晶片分類
按照是否存在光電能量轉化，光晶片分為有源器件晶片和無源器件晶片。
無源光晶片不涉及光電能量轉化，主要功能是實現光訊號的分路與合路（PLC晶片）和對光纖中不同波長光訊號的處理（AWG晶片）。
有源光晶片按應用情況分為雷射器光晶片和探測器光晶片：
雷射器晶片主要用於發射訊號，將電訊號轉化為光訊號；
探測器晶片主要用於接收訊號，將光訊號轉化為電訊號。
圖4：光模組和光通訊器件
受制於電通訊電子器件的頻寬限制、損耗較大、功耗較高等，光纖網路早已替代銅線網路成為資訊傳輸的主體。
全球營運商骨幹網和都會網路已實現光纖化，部分地區接入網已逐漸向全網光纖化演進。
無源光技術（PON）是實現通訊光纖化的核心技術，用於資料下穿和上傳之間的光分配網路全部採用無源裝置的光接入網路。
無源光網路技術傳輸容量大，相對成本低，維護簡單，有很好的可靠性、穩定性、保密性，是當前光纖接入中非常經濟有效的方式，成為光纖接入技術主流。
圖5：中國移動網際網路接入流量
光纖通訊網路是2000年後特別是2010年後才逐步發展起來的。
2000~2010年全球網際網路還是PC網際網路，對資料的傳輸需求量還不大。
2010年後移動網際網路逐步成熟，對資料傳輸的需求上升了幾個量級。
2013年中國發放移動通訊4G牌照，當年移動網際網路接入流量只有12.7億GB。
2019年中國發放移動通訊5G牌照，當年移動網際網路接入流量只有1120億GB。
2024年中國移動網際網路接入流量進一步增長到3376億GB，戶均移動網際網路接入流量達到18.2GB/月。
圖6：光晶片技術迭代路徑
光電子元器件技術發展推動光通訊系統向高速率、長距離、大容量和低成本方向演變。
在光電子元器件技術的支援下，光通訊的傳輸速率從40Gbit/s、100Gbit/s 向 400Gbit/s 飛躍，甚至已達到了1Tbit/s
光晶片的功能是不變的，技術迭代路徑的核心是傳輸速率。
按傳輸速率分，光晶片可分為2.5G、10G、25G、50G、100G等主流速率的晶片。
光晶片的速率越高，對應晶片的研發、量產難度越大。
2010年前，全球主要的光晶片是2.5G和10G的光晶片。
行動網路普及和人工智慧技術（AI）對資料傳輸的需求急劇上升，光晶片的迭代速度加快，100G和200G的光晶片被開發出來。
二、中國和外國光晶片產業發展對比
圖7：中國和外國企業光晶片開發進度對比
西方發達國家在光通訊產業的發展上領先中國，發達國家企業開發光晶片的時間遠早於中國企業。
2010年前發達國家企業已經量產了2.5G和10G的光晶片，2012年推出了25G光晶片，2015年開發了50G光晶片。
2018年後，西方國家有多家企業成功開發了100G光晶片，2022年後成功開發出200G的光晶片。
圖8：源傑科技發展歷程
2000年前中國光通訊產業的發展雖然落後，但是中國企業的追趕速度很快。
中國的光晶片企業很多都是2010年以後才成立的，以源傑科技為例：
公司2013年成立，2014年推出了2.5G光晶片，2016年推出了10G光晶片。
此後在2019年和2021年，公司又分別成功研製了25G和50G光晶片。
圖9：源傑科技光晶片
源傑科技在國產高端光晶片的產業化處理程序上處於前列：
2025年100G光晶片達到客戶匯入階段，200G產品也已完成開發。
中國光晶片企業已基本掌握中低速率光晶片的核心技術，高端光晶片也不斷取得突破。
圖10：2021年2.5G和10G光晶片市場份額
2020年後，中國在光晶片領域已經逐步追趕上西方國家，並且佔領了一定的市場份額。
2.5G光晶片：本土企業佔據主要市場份額且主導全球市場，國外光晶片廠商由於成本競爭等因素已基本退出相關市場。
10G光晶片：國內企業基本掌握核心技術，國產光晶片市場份額在一半左右而且仍在繼續增長。
25G及以上光晶片：中國企業高速率光晶片的全球市場份額較低，國產化替代仍存在較大成長空間。
圖11：中國企業光晶片市場佔有率變化
根據源傑科技招股書援引的ICC 統計，2021年全球光晶片市場：
在2.5G及以下、10G光晶片市場中，國產光晶片的全球市場份額分別超過 90%、50%；
25G 光晶片市場中，國產25G光晶片在全球市場的市佔率約 20%；
50G 及以上市場中，中國企業的產品尚處於客戶匯入階段，全球市場的市佔率不到5%。
整體來看，本土廠商在中低端市場已具備技術實力和批次出貨能力，高端光晶片還處於追趕階段。
圖12：中國和外國光晶片技術水平對比
中國光晶片企業在技術上不斷取得發展，與發達國家企業的技術差距在不斷縮小。
華為海思、光迅科技等企業已經成功研製出了100G和200G的光晶片，在高端晶片佈局上已經追趕上了西方國家企業。
仕佳光子、源傑科技等企業的100G光晶片也已研製成功，進入到客戶驗證和匯入階段。
此外源傑科技200G光晶片也正在研製，預計將很快會推向市場。
中國在光晶片技術上的追趕是整體性的，不是少數一兩家企業具備技術能力，而是市場中的大多數企業都具備了開發高端產品的能力。
圖13：光模組迭代周期
光晶片的下游是光模組，光模組技術性能的底層是光晶片。
光模組技術在過去迭代周期相對較慢，在傳統的電信市場通常是十年迭代一個周期。
根據光纖線上的資料：
2012 年全球資料通訊行業基於10G光晶片實現了40G（10G*4）的傳輸速率；
2016 年，100G（25G*4）的產品開始進入市場；
2021 年，400G光模組開始出現，但直到 2023 年才真正實現大規模商用。
人工智慧資料中心的發展顯著加快了光模組的發展速度，技術迭代周期從時間縮短為三年。
2023 年AI技術興起，AI 對計算能力的需求遠超傳統的通用計算，導致對光通訊產品的需求激增。
2024和2025年，800G和1.6T光模組開始大規模商用。
圖14：2016年全球前十大光模組企業
中國企業在光晶片領域的突破有力支援了光模組企業的發展。
近年來，中國光模組廠商在技術、成本、市場、營運等方面的優勢逐漸凸顯，佔全球光模組市場的份額逐步提升。
根據LightCounting 資料：
2015 年前，全球前十大光模組廠商僅光迅科技一家中國企業。
2016年全球十大光模組供應商中國廠商數量增加至4家。
到2018 年，大部分日本和美國廠商退出了這一市場。
圖15：2023年全球前十大光模組企業
2021-2022 年，中際旭創與Coherent（Finisar）並列第一。
2023 年，中際旭創首次不與其他廠商並列，獨佔第一。
2023 年前十名中共有 7家中國廠商入圍，分別為中際旭創（排名第 1）、華為（排名第 3）、光迅科技（排名第 5）、海信寬頻（排名第 6）、新易盛（排名第 7）、華工正源（排名第 8）、索爾思光電（排名第 9）。
從2010年至今，中國企業基本在十幾年內就完成了在光晶片領域的技術追趕。
中國企業基本佔據25G以下的低端光晶片的主要市場份額，在100G和200G等高端產品上也不短取得突破。
中國企業在光晶片上的技術突破有力支援了光模組產業的發展，2024年中國成為全球最大的光模組生產國。
三、中國光通訊產業發展的意義
圖16：中國光纖接入戶數
中國基本掌握了光通訊產業的全部技術：光纖、光晶片和光模組、光傳送網等全部都能自主生產。
掌握技術最大的意義就是有能力自主發展，而不會受制於人。
2019年中國光纖接入戶數達到4.33億戶，佔固定寬頻接入使用者的比例達到91.3%，這意味著中國基本完成了光纖入戶的普及。
光通訊作為一種高速、大頻寬的傳輸技術，能夠滿足5G 網路對高速率、低延時傳輸的需求，能夠支援大規模的資料傳輸和即時應用。
中國在5G發展上領先全球，光通訊技術的發展也發揮了重要作用。
2024 年5 月，中國移動自主研發的全球首條400G 全光省際（北京—內蒙古）光傳輸骨幹網正式商用，標誌著 400G光傳送網商用正式開啟。
隨著京津冀、長三角、粵港澳大灣區等八大“東數西算”國家樞紐叢集的 400G 高速互聯逐步建設，中國在資料傳輸領域的基礎設施建設水平將達到全球領先。
圖17：全球主要國家光纖入戶滲透率
中國光纖入戶滲透率在2018年就已超過90%，是全球主要經濟體中最高的。
作為對比，日本和韓國光纖入戶的滲透率在2018年低於80%，而美國、法國和德國的滲透率更是低於20%。
事實上，OECD國家整體光纖入戶的滲透率低於30%，在光纖的普及上遠遠落後於中國。
為什麼中國在光纖的普及上能夠領先所有國家，根源就在於中國掌握了技術，因此能夠以較低的成本完成技術的普及。
資料傳輸和電力、公路一樣也屬於基礎設施，是資訊時代的基礎設施。
中國在資訊時代基礎設施的建設上已經領先所有發達國家。
圖18：比亞迪汽車
中國企業把高科技產品做成白菜價到底好不好？
好還是不好，關鍵看對象。
對中國的消費者（以及全世界的消費者）好不好？
對中國資本和外國資本好不好？
對中國消費者而言，高科技產品變便宜，大家都消費的起，是大好事！
在80年代，中國普通老百姓裝個固定電話又貴又慢，原因是程控交換機靠進口，太貴了。
現在行動電話都普及了，打電話上網都很便宜，技術普及對中國消費者是好事。
早在十年前，中國普通消費者購買汽車還比較貴，同樣的車型比歐美消費者要貴得多。
國產汽車工業還沒發展起來，國產汽車的性能不如外國企業，外資車企就敢肆無忌憚的在中國市場賣高價。
現在中國國內市場汽車售價是全球最低的，而且車型最多，性能最好。
為什麼？因為中國汽車企業發展起來了，售價便宜了。
對中國資本而言，高科技產品賣出白菜價確實不好。
中國的企業好不容易完成技術突破可以生產高科技產品了，可是賣不上價，只能羨慕曾經的國外企業的好日子。
但很以前相比還是好很多，不用擔心被卡脖子，不用一直做最低端的產品，不用處在產業鏈的最底端。
企業生存環境的變化還是看得見的。
對外國資本而言，這種情況是最壞的。
原本外國企業壟斷了高科技產業，他們可以舒舒服服躺著吃肉，對全球徵收高科技稅。
中國企業的技術突破打破了他們的美夢，他們的業務被一點一點蠶食，收入和利潤在不斷減少。
如果中國企業在技術上趕上他們，那麼這些外國就徹底沒有生存空間了！
太陽能產業曾經是外國企業領先的，現在中國企業佔據了80-90%的市場份額。
汽車產業正在發生翻天覆地的變化，不論是日本汽車工業還是德國汽車工業，銷量和利潤都持續萎縮。
所以外國資本對中國高科技產業的突破是最擔心的。
中國高科技前沿產業的發展前景是光明的。
中國的工業化過程就是這樣在一項又一項的細分產業裡完成追趕。 (郭滿天)