多场景应用,光芯片市场规模持续增长

来源:华强电子网 作者:于海宁 时间:2018-11-07 09:47

光芯片 市场  国产化

  2.3无线基站近两年需求放缓,5G时代芯片需求有望大幅回暖

  自2015年起,4G基站建设整体进入中后期,近两年需求有所下滑。2020年,5G规模商用开启,有望再次拉动对光模块的需求,市场空间超45亿美元,按照芯片成本占比50%估算,市场空间超20亿美元。据测算,5G基站光芯片市场规模约为4G基站2.8倍左右。与4G基站光模块市场相比,5G基站的建设对光芯片的需求将持续提升:(1)从基站数量看:由于5G频谱频率上升,信号穿透建筑物的衰减较大,建站密度与4G基站相比将更高。预计未来6年内(2019—2024)有望建设581.4万个5G基站,密度是4G基站数的1.36倍。(2)从单基站光模块数看:5G基站架构从4G的前传-回传演进到前传—中传—回传,单个基站需要的光模块数有望达8—10个,较4G基站有所增加。

  芯片方面,5G基站前传至少为25G QSFP 28,主要采用DBF/EML芯片。中传回传有望采用10G SFP+光模块,主要采用DBF/EML芯片。目前正处于4G基站与5G基站建设交替期,需求阶段性放缓。而随着5G商用将至,对于光芯片的需求将大幅提升,相关光芯片厂商有望迎接5G时代的高增长机遇。

  3 数据中心市场规模有望快速增长

  随着大数据时代的来临,数据中心建设在全球范围内兴起。2017年全球数据中心数量达到840万座,其中美国占据全球近一半的数据中心,成为过去几年数据中心市场增长的主要驱动力。2012—2017年,全球IDC市场规模的复合增长率为15.94%;同期,中国IDC市场规模的复合增长率高达35.02%,高于全球增速19.08个百分点。

  2017年,中国IDC市场规模达946.1亿元,2018年有望超过1200亿元。我们认为,数据中心市场规模及其营收占比持续提升,将接力电信市场,成为未来五年驱动光器件行业规模扩张的重要动力。

  在光器件市场中,数据中心市场占整个光器件市场的近1/3。根据LightCounting预测,2019年数据中心光模块销量有望超过5000万个,市场规模有望从2014年的16亿美元增加2021年的49亿美元。从应用场景看,光芯片在数据中心主要可以分为两类:数据中心内部互联(主要采用VCSEL芯片)以及DCI网络(主要采用DFB/EML芯片)。

  3.1 数据中心内部市场的发展有望提升VCSEL/DFB芯片的需求

  数据中心内部连接距离相对短,以850nm的VCSEL和1310nm的DFB芯片为主。其中,100GAOC和100G SR4主要以VCSEL芯片为主,100G PSM4和100G CWDM4主要以DFB芯片为主。

  随着数据中心承载的功能逐渐增加,数据中心内部传统的三层网络架构(接入层、中层的汇聚层)逐渐难以适应内部流量集中的趋势,带宽压力持续增大,新型分布式数据中心叶脊式网络架构兴起。叶脊拓扑网络是两层结构,包括脊交换机和叶交换机,数据中心与外部的连接可以通过(边缘)脊交换机或(边缘)叶交换机实现。在该结构下,每台脊交换机与每台叶交换机之间都要进行连接。与传统网络层相比,叶脊网络扩大了接入层、汇聚层与主机之间的连接数。因此,在数据传输的效率得到提升的同时,对于光模块的需求也大大增加。

  2020年光芯片市场空间测算:核心假设:1、新架构为1:1收敛比的二层脊叶型数据中心;2、数据中心使用10G和100G两种端口;3、单台叶交换机下连两个机柜共20台服务器,单台脊交换机下连10台叶交换机。在此假设下,100万服务器的数据中心需要200万/20*40=400万个10G光模块,200万/20/10*40=40万个100G光模块。根据Ovum,到2020年全球新增100个数据中心(100万台服务器),则市场空间高达120亿美元。我们假设VCSEL芯片在光模块中的成本占比约35%,则2020年VCSEL芯片在数据中心内部的市场规模约为42亿美元。

  3.2 数据中心互联(DCI网络)市场规模发展将带来DFB/EML芯片需求

  流量爆发引起网络结构变化,驱动数据中心互联(DCI)市场呈高速发展趋势。目前,由于不同地区数据中心之间的信息需要通过电信骨干网相连,因此传输时延和传输成本无形之中大大增加。随着数据中心流量的爆发,骨干网的带宽成为限制数据互访流量爆发的瓶颈。在此背景下,DCI网络在不同地区的数据中心之间重新建立新的传输通道,将极大地提升数据中心之间的传输效率,同时减少骨干网的传输压力。DCI网络需要满足两点:(1)要求网络架构采用DC间一跳直达的全互联、扁平化网络,满足低时延要求。(2)要求网络架构具备高密度100GE端口,及面向1T、2T的平台平滑演进能力。

  DCI网络主要采用WDM系统(包括CWDM和DWDM),按距离可分为同一城市内互联和城市间互联。前者对应的传输距离一般在40公里以内,主要用到DFB芯片;后者对应的传输距离一般在为几百公里,主要用到EML芯片。随着DCI网络建设的逐步推进,对于高速光芯片的需求有望快速增长。根据Ovum测算,2014年全球DCI市场规模约25亿美元,2019年有望达到42亿美元。我们假设DCI网络建设中,光芯片在光模块中的成本占比为50%,DCI网络的光芯片市场规模有望从2014年的12.5亿美元增长到2019年的21亿美元。(责编:振鹏)



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