“每隔18個月芯片晶體管數(shù)量增加一倍”，Intel創(chuàng)始人之一的戈登?摩爾提出的摩爾定律在過去四十年當(dāng)中一直被電子行業(yè)所遵從。但是，近年來由于微電子芯片技術(shù)趨于成熟，人們無法再以過去晶體管堆疊的方式來大幅提升計算機(jī)的性能，傳統(tǒng)電子芯片逐漸遇到性能瓶頸，電子行業(yè)漸漸進(jìn)入到“后摩爾”時代。

光子芯片通過運(yùn)用光電子技術(shù)，實現(xiàn)了芯片中電信號與光信號之間的相互轉(zhuǎn)換，與傳統(tǒng)電子芯片相比，具有運(yùn)算速度快、信息失真小、消耗能量少等突出優(yōu)勢。例如，2017年10月初，牛津大學(xué)、艾克塞特大學(xué)和明斯特大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的研究小組共同研發(fā)的一款“光子芯片”，在測試中運(yùn)算速度可以比人腦的速度快1000倍。

國家政策聚焦光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展，光子芯片占據(jù)技術(shù)與價值制高點

目前，光子芯片主要應(yīng)用于光通信領(lǐng)域，光子芯片組成的光模塊是光通信系統(tǒng)的核心組件，可實現(xiàn)光通信接收和發(fā)射中電信號與光信號的相互轉(zhuǎn)換。在光通信系統(tǒng)中，光子芯片占據(jù)著技術(shù)與價值的制高點，光芯片的性能直接決定著整個系統(tǒng)的性能。

光通信是信息技術(shù)的核心產(chǎn)業(yè)之一，國家宏觀層面出臺多項政策，大力扶持光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2016年12月，國務(wù)院發(fā)布《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，指出要“提升新型片式元件、光通信器件、專用電子材料供給保障能力，加強(qiáng)可見光通信技術(shù)的研發(fā)”;同期，工信部與財政部聯(lián)合出臺《智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020)》，也強(qiáng)調(diào)“光通信對改造工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)化的重要性”;2017年2月，工信部與發(fā)改委發(fā)布《信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，更是明確指出“加強(qiáng)可見光通信領(lǐng)域重大布局，集中優(yōu)勢資源開展原始創(chuàng)新和集成創(chuàng)新，增強(qiáng)新供給創(chuàng)造能力，搶占產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展主動權(quán)和制高點”。

我國光通信產(chǎn)業(yè)中、下游發(fā)展迅猛，但上游芯片仍嚴(yán)重依賴進(jìn)口

光通信行業(yè)主要包括光系統(tǒng)設(shè)備、光纖光纜、底層光器件及光芯片三大細(xì)分領(lǐng)域。其中，華為、中興已經(jīng)成為光通信系統(tǒng)設(shè)備領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者;中國光纖廠商也占據(jù)著光纖、光纜領(lǐng)域前十的半壁江山;但對于處于技術(shù)和價值鏈上游的光器件及光芯片領(lǐng)域來說，由于光芯片核心技術(shù)及光器件高端工藝/技術(shù)等仍掌握在外國公司手中，未來實現(xiàn)核心光芯片自產(chǎn)自供，擺脫對國外廠商依賴，是國內(nèi)光通信行業(yè)真正做大做強(qiáng)的關(guān)鍵。

上游：原材料供應(yīng)商、光芯片、光纖光纜、光器件生產(chǎn)廠商。其中，光器件大量應(yīng)用在寬帶接入、城域和骨干傳輸系統(tǒng)設(shè)備中，是光通信產(chǎn)業(yè)鏈基石。光器件生產(chǎn)商采購光學(xué)和電子原件、芯片等原材料(大部分芯片需要向國外芯片廠商購買，部分光器件廠商可以自產(chǎn)所需芯片)，經(jīng)過集成、封裝、測試合格后，供給中游的光通信系統(tǒng)設(shè)備制造商。

中游：光通信系統(tǒng)設(shè)備制造商，根據(jù)運(yùn)營商需求功能的不同，集合不同的光器件、電器件，生產(chǎn)制造出用于寬帶接入、城域、或骨干傳輸?shù)墓馔ㄐ畔到y(tǒng)設(shè)備，供各電信運(yùn)營商。

下游：通信運(yùn)營商以及最終端的用戶組成。

信息產(chǎn)業(yè)升級帶動全球光器件市場爆發(fā)，規(guī)模突破百億美元

隨著光纖到戶、互聯(lián)網(wǎng)+、云計算數(shù)據(jù)中心及智能制造的飛速發(fā)展，全球光器件市場在2010-2015年的平穩(wěn)增長后，2016年光器件市場迎來爆發(fā)，全球市場規(guī)模突破100億美元，同比增長28.2%。

全球光器件市場集中于美、日，國內(nèi)光器件市場份額僅有8%

全球光器件市場的集中度較高，2015年全球前十大光器件廠商份額占比高達(dá)63%，而且多數(shù)為美日公司，其中Finisar、Lumentum、Avago三家美企的市場份額占全球的1/3左右;國內(nèi)僅光迅科技、海信兩家企業(yè)上榜，分列第5、10位，市場份額分別是5%和3%。

全國各地相繼成立光電產(chǎn)業(yè)基金，基金總規(guī)模超數(shù)千億人民幣

為促進(jìn)國內(nèi)光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2014年10月，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金正式設(shè)立，首期募資規(guī)模1387.2億人民幣。據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，截至2016年底，國家集成電路投資基金已進(jìn)行了多達(dá)40筆投資，承諾投資額也已接近700億元，已投項目帶動的社會融資超過1500億元。除以大基金為代表的國家基金外，北京、上海、天津、安徽、甘肅、山東、湖北、四川等地也陸續(xù)出臺金額不等的集成電路產(chǎn)業(yè)基金，以扶持當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展，比如北京市成立了300億元產(chǎn)業(yè)投資基金，上海市集成電路產(chǎn)業(yè)基金總規(guī)模達(dá)到500億元。

隨著5G建設(shè)展開、光芯片自主研發(fā)能力提升，我國光通信領(lǐng)域?qū)⒂瓉砣姘l(fā)展

總體來說，由于我國光電產(chǎn)業(yè)起步較晚，在技術(shù)實力方面與國際光電產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在一定差距，中、高端芯片仍大量依賴于進(jìn)口。但是，在近年國家政策以及資金的大力扶植之下，光電產(chǎn)業(yè)正在迅速發(fā)展，中高端芯片也逐漸由國外進(jìn)口，轉(zhuǎn)向自主研發(fā)、供給。在新興科技的發(fā)展與中國整體市場的推動作用下，光通訊行業(yè)將迎來全面發(fā)展。

5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)驅(qū)動光模塊升級

光纖入戶速率的提高、數(shù)據(jù)中心建設(shè)、城域網(wǎng)建設(shè)、4.5G 及5G 的基站演進(jìn)，將會帶來光模塊和高端光器件的需求增長。中國運(yùn)營商預(yù)計2018年5G試商用，到2020年將實現(xiàn)正式商用。5G建設(shè)和三大運(yùn)營商面向5G的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化成為成長性投資方向。5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將推動基站光模塊從6G/10G向25G升級，10G GPON和EPON將成為接入網(wǎng)主流，100G將向城域網(wǎng)下沉，400G或于2018年在骨干網(wǎng)中規(guī)模商用。流量爆發(fā)驅(qū)動模塊升級，在云計算大潮下將會持續(xù)推動產(chǎn)業(yè)增長，電信市場在接入、城域、骨干市場交替發(fā)力下，預(yù)計未來幾年將保持穩(wěn)步增長。

光纖自給率逐漸提升，光器件搶占全球市場份額

2010年之后，中國光纖廠商通過海外合作大力發(fā)展光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)能力。全國光纖預(yù)制棒產(chǎn)能已從2010年的1080噸擴(kuò)展到2015年的5000噸左右，預(yù)計2017-2018全國光纖預(yù)制棒產(chǎn)能可達(dá)到6000噸，滿足超過80%的光纖生產(chǎn)需求?？紤]到光纖預(yù)制棒是光纖制造的主要成本所在，擺脫進(jìn)口依賴后，光纖廠商能進(jìn)一步降低原材料成本，進(jìn)而提升其整體利率水平。同時，伴隨華為、中興通訊、烽火通信等光通信設(shè)備廠商在全球市場的廣泛參與，光通信上游光器件產(chǎn)能也逐漸向國內(nèi)傾斜，推動國產(chǎn)廠商在全球光器件、光芯片市場的份額增長。

光子芯片應(yīng)用前景廣闊，成為引領(lǐng)時代變革核心技術(shù)之一

光子芯片應(yīng)用前景廣闊，以超級計算機(jī)為例，由于光子芯片是由光驅(qū)動的，可以在比任何電子處理系統(tǒng)都低的能量供應(yīng)下執(zhí)行高速計算，而且只需使用最小的功率便可最大限度地同時儲存信息，性能也將會遠(yuǎn)超現(xiàn)存的超級計算機(jī)。未來，隨著光子芯片技術(shù)的成熟，芯片封裝成本的進(jìn)一步降低，光子芯片將從服務(wù)器、大型數(shù)據(jù)中心、超級電腦等大型設(shè)備進(jìn)入機(jī)器人、PC、手機(jī)等小型移動設(shè)備。光子芯片技術(shù)將在多媒體和智能終端、超級計算、軍事安全等領(lǐng)域大有用武之地，成為未來實現(xiàn)神機(jī)妙算、引領(lǐng)時代變革的核心技術(shù)之一。

【來源：清科研究中心 作者：行研團(tuán)隊】

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2017-12-06  來源：藍(lán)鯨財經(jīng) 

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