光通信:加大光器件及芯片投入 發(fā)展模式需要由大變強(qiáng)

　　ICCSZ訊    隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用的發(fā)展，急劇增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量對(duì)帶寬提出越來越高的要求。近兩年，“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略和加快建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略相繼提出，光通信作為最為重要的信息通信基礎(chǔ)設(shè)施之一，在支撐我國(guó)社會(huì)信息化、寬帶化建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)方面的作用日益凸顯。我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈布局比較完整，產(chǎn)業(yè)規(guī)模和產(chǎn)品種類不斷擴(kuò)大，競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)提升，國(guó)內(nèi)企業(yè)尤其是華為、中興、烽火等設(shè)備商已充當(dāng)起全球光通信產(chǎn)業(yè)的中堅(jiān)力量。然而不容忽視的是，我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)“大”而不“強(qiáng)”，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不均衡，特別是位于產(chǎn)業(yè)鏈源頭的光器件及芯片，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在較大差距，已成為制約我國(guó)光通信長(zhǎng)足發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。

　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　企業(yè)群體薄弱，核心技術(shù)缺失，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理

　　光器件及芯片以技術(shù)創(chuàng)新為主導(dǎo)，企業(yè)和產(chǎn)品的技術(shù)實(shí)力是衡量產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)。從全球范圍來看，美國(guó)、日本是主要的研發(fā)基地，位于產(chǎn)業(yè)發(fā)展最前端，在技術(shù)水平、研發(fā)投入、知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面均處于領(lǐng)先地位，擁有規(guī)模優(yōu)勢(shì)。我國(guó)光器件及芯片企業(yè)近年來已取得一定進(jìn)步，占全球20%~25%的市場(chǎng)份額，光迅、海信已躋身全球光器件市場(chǎng)份額排名前十強(qiáng)。

　　然而，我國(guó)光器件及芯片企業(yè)整體實(shí)力仍然偏弱，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理，大部分企業(yè)徘徊在中低端領(lǐng)域，同質(zhì)化嚴(yán)重，主要依靠?jī)r(jià)格優(yōu)勢(shì)維持生存。在技術(shù)含量和附加值較高的如10G以上速率的有源光器件、100G光模塊等高速產(chǎn)品方面，核心技術(shù)缺失，商用化進(jìn)程緩慢，真正具備材料外延生長(zhǎng)、管芯制作等全套工藝線，以及從芯片到器件到模塊垂直集成能力的企業(yè)屈指可數(shù)。上游材料和芯片的薄弱導(dǎo)致相應(yīng)的光器件、組件及模塊發(fā)展受到制約，不僅高端產(chǎn)品依賴進(jìn)口，甚至部分中低端產(chǎn)品亦無法實(shí)現(xiàn)完全國(guó)產(chǎn)化，采購(gòu)渠道受日、美等控制。此外，一些國(guó)外知名光器件及芯片企業(yè)為了降低成本和把握中國(guó)快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，紛紛將研發(fā)、生產(chǎn)、封裝測(cè)試以及銷售環(huán)節(jié)向中國(guó)轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步擠壓了國(guó)內(nèi)企業(yè)的市場(chǎng)空間。

　　產(chǎn)業(yè)落后原因

　　技術(shù)、人才、政策、資金、環(huán)境

　　光器件及芯片技術(shù)含量較高，具有研發(fā)投入大、回報(bào)周期長(zhǎng)等特征。領(lǐng)先國(guó)家中，日本起步較早，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)較強(qiáng)，基礎(chǔ)研究超前，技術(shù)儲(chǔ)備雄厚;美國(guó)在光器件方面發(fā)展相對(duì)較晚，但擁有人才、資金、環(huán)境優(yōu)勢(shì)，企業(yè)善于通過并購(gòu)重組實(shí)現(xiàn)階躍式發(fā)展，并借助資本市場(chǎng)做大做強(qiáng)，發(fā)展異常迅速。

　　我國(guó)光器件及芯片企業(yè)在技術(shù)、人才、政策、資金、環(huán)境等多個(gè)方面與國(guó)外領(lǐng)先企業(yè)存在較大差距。第一，技術(shù)落后是根本原因。我國(guó)在有源器件和高端產(chǎn)品方面長(zhǎng)期缺乏積累，如今面對(duì)系統(tǒng)速率、器件集成度日益提高，工藝越來越復(fù)雜，技術(shù)產(chǎn)品升級(jí)換代加快，更顯趕超乏力。另外，對(duì)于光器件長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃重視不足，通常在市場(chǎng)成熟后才進(jìn)入，這就不得不面對(duì)國(guó)外產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)低價(jià)規(guī)?；l(fā)展的殘酷競(jìng)爭(zhēng)。第二，人才缺口尚待填補(bǔ)。高層次創(chuàng)新型人才整體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家有較大差距，海外人才引進(jìn)與本土人才培養(yǎng)均有待加強(qiáng)。第三，融資渠道有限。國(guó)家對(duì)光器件領(lǐng)域的扶持政策較多集中在規(guī)劃層面，資金投入有限且投入形式分散;國(guó)內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)投資尚不成熟，新興光器件芯片企業(yè)較難獲得青睞;上市融資方面，國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)幾家上市企業(yè)。而高端產(chǎn)品研發(fā)需要高投入、長(zhǎng)周期，國(guó)內(nèi)企業(yè)以中小民營(yíng)企業(yè)為主，無力籌措巨額資金，主要依靠控制成本、提高良率和擴(kuò)大產(chǎn)能生存，低利潤(rùn)水平使其自我供血不足，逐漸失去尖端技術(shù)研發(fā)能力。第四，產(chǎn)業(yè)環(huán)境整體不佳。我國(guó)光器件芯片企業(yè)群體薄弱，在技術(shù)研發(fā)、信息獲取等方面存在不足。另外，設(shè)備商對(duì)高端國(guó)產(chǎn)器件的認(rèn)可尚待時(shí)日，上下游公司間的高端合作有限，同時(shí)運(yùn)營(yíng)商采購(gòu)政策導(dǎo)致價(jià)格戰(zhàn)不斷，低價(jià)薄利使光器件芯片企業(yè)的生存空間被不斷擠壓。

　　技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

　　光子集成大勢(shì)所趨，硅光子將承擔(dān)重要角色

　　光子集成(PIC)技術(shù)相對(duì)于目前廣泛采用的分立元器件，在尺寸、功耗、成本、可靠性方面優(yōu)勢(shì)明顯，是未來光器件的主流發(fā)展方向。

　　近年來，隨著技術(shù)的逐步積累以及產(chǎn)業(yè)需求的升溫，PIC進(jìn)入較快發(fā)展時(shí)期，中小規(guī)模PIC已經(jīng)成熟并取得廣泛商用，大規(guī)模PIC集成度已達(dá)到數(shù)百個(gè)元器件。PIC技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的參與企業(yè)涵蓋系統(tǒng)設(shè)備商、光器件芯片制造商、綜合服務(wù)提供商、半導(dǎo)體Foundry等多個(gè)領(lǐng)域，面向電信和數(shù)據(jù)兩大應(yīng)用市場(chǎng)。

　　在材料方面，三五族半導(dǎo)體在高速有源器件中廣泛采用，磷化銦是目前唯一能夠?qū)崿F(xiàn)通信波長(zhǎng)大規(guī)模單片集成的材料，未來仍具有一定發(fā)展?jié)摿?，代表性產(chǎn)品是Infinera的高速光發(fā)射、接收芯片。然而，磷化銦屬于稀有材料，外延片尺寸較小，在低成本和大規(guī)模生產(chǎn)能力方面受到一定限制。另外，硅光子可將CMOS集成電路上的投資和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到PIC領(lǐng)域，有效降低成本，提高生產(chǎn)效率，已成為未來PIC重要技術(shù)方向之一。硅光子的代表性技術(shù)產(chǎn)品如Luxtera的AOC芯片、Cisco的CPAK光模塊、Acacia的相干CFP光模塊，以及Intel致力研發(fā)的混合集成激光器和芯片級(jí)光互聯(lián)技術(shù)等，國(guó)內(nèi)也有少數(shù)企業(yè)涉足，但規(guī)模有限。硅光子技術(shù)在光源方面尚無可行的技術(shù)路線，目前以混合集成和短距應(yīng)用為主，正不斷發(fā)展成熟，未來將承擔(dān)重要角色。

　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

　　挑戰(zhàn)沖擊不斷，產(chǎn)業(yè)鏈整合加劇，競(jìng)爭(zhēng)格局將持續(xù)演化

　　在光通信全產(chǎn)業(yè)鏈中，光器件及芯片面臨多重挑戰(zhàn)。

　　一方面，華為、思科等系統(tǒng)設(shè)備商不斷介入芯片、模塊領(lǐng)域，對(duì)上游廠商形成巨大沖擊，催生著產(chǎn)業(yè)新格局。另一方面，板上集成(BOSA On Board)等新技術(shù)的涌現(xiàn)也對(duì)光模塊構(gòu)成重要威脅。

　　面對(duì)上游企業(yè)的分分合合，沒有核心芯片技術(shù)的器件、模塊商將備受擠壓，可能面臨因供應(yīng)商被收購(gòu)導(dǎo)致元器件斷貨的重大風(fēng)險(xiǎn)。在光器件及芯片細(xì)分領(lǐng)域，全球范圍內(nèi)廠商眾多、集中度低，市場(chǎng)份額相對(duì)比較分散。近年來并購(gòu)潮迭起，大型企業(yè)加速向上游芯片滲透的一體化垂直整合模式演進(jìn);產(chǎn)業(yè)鏈整合亦不斷加劇，逐漸向研發(fā)、制造高度集中化方向發(fā)展。

　　并購(gòu)是國(guó)外光器件企業(yè)運(yùn)用最頻繁、效果最明顯的擴(kuò)張方式，目前并購(gòu)重組的主角多為美國(guó)廠商，集中度及競(jìng)爭(zhēng)能力的提升進(jìn)一步增強(qiáng)了規(guī)模優(yōu)勢(shì)。以光迅、海信、華為為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)近年來也開啟了全球化并購(gòu)篇章。未來，提高橫向及縱向整合能力是全球龍頭光器件企業(yè)的長(zhǎng)期戰(zhàn)略，產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局將持續(xù)演化。

　　光器件及芯片具有產(chǎn)業(yè)群體性強(qiáng)、技術(shù)壟斷性強(qiáng)、研發(fā)投入大、回報(bào)周期長(zhǎng)等特征，其發(fā)展不僅僅是幾家企業(yè)的突破，更需要良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)做支撐。我國(guó)雖擁有全球最大的光通信市場(chǎng)，優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)設(shè)備商，但僅靠市場(chǎng)力量難以有效解決光器件及芯片落后的本質(zhì)問題。國(guó)家、社會(huì)、產(chǎn)學(xué)研各方應(yīng)形成合力，將光器件及芯片發(fā)展作為戰(zhàn)略部署的優(yōu)先行動(dòng)領(lǐng)域和搶占光通信產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)的重要舉措，突破我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)的本質(zhì)薄弱環(huán)節(jié)，助力我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)由大變強(qiáng)。