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(lái)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(guò)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(lèi)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(lái)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(lái)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(lài)進(jìn)口,甚至部分中低端產(chǎn)品亦無(wú)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(xiāo)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(guò)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(lái)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)模化發(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(wú)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(lái)光器件的主流發(fā)展方向,。
近年來(lái),,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(lái)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(lái)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(wú)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(lái)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(méi)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(lái)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(lái)也開(kāi)啟了全球化并購(gòu)篇章,。未來(lái),,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(wèn)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)。