2021年光模块市场专项调研及投资前景可行性预测
（1）光模块产品概述：光模块产品是实现光纤通信系统中光电和电光转换的重要光电子器件，主要由光器件、功能电路和光接口等构成。
（2）光模块行业发展历程：回顾光模块产业发展历程，光模块产品逐渐向可热插拨、小型化、高速率、智能化、集成化方向发展，其技术升级路线可大致按照主流封装形式划分为三代，第一代（1995年-2000年）以1X9、GBIC、SFF形式为主流代表。1X9是较早的光模块应用，是固定的光模块产品。随后向热插拨、小型化两个方向演进。热插拨方向形成了GBIC光模块，作为独立模块使用，无需切断电源即可定位故障，方便了光模块的管理与维修。小型化方向形成了SFF光模块，SFF光模块采用精密光学及电路集成工艺，尺寸仅有1X9的一半，增加了通信设备端口密度，降低单位端口的功耗及成本。
第二代（2000年-2028年）以SFP、QSFP、QSFP-DD/OSFP等形式为代表。随着数据通信网络向高速率、大容量发展，通信设备端口密度提升，推动光模块不断突破技术限制，向小型化、高速率、智能化、集成化方向发展。以目前广泛应用的SFP形式为例，其兼具GBIC的热插拨和SFF高集成小型化优势。此外，光模块也由10G-40G升级到100G/200G/400G高速光模块领域，并且演化出数据诊断等智能化功能。
第三代（2024年后）以光电共封装（CPO）形式为代表，主要采用硅光集成技术。预计到2024年，800G高速光模块会进入规模化生产阶段，光电共封装、硅光集成技术会在速率、能耗、成本方面逐渐超越传统光模块。这一时期是光模块的创新发展时期，光模块的产品成本、性能、技术等会进一步完善，以适应新一代信息技术加速升级革新的发展需求，推动光模块向超高速率、超高集成度方向发展，凸显高端光模块竞争优势。
中金企信国际咨询公布《2021-2027年中国光模块行业市场全景调研分析及投资可行性研究预测报告》
3、光模块行业下游应用领域及发展前景：光模块目前主要应用市场包括数通市场、电信市场和新兴市场。其中数通市场是光模块增速最快的市场，目前已超越电信市场成为第一大市场，是光模块产业未来的主流增长点；电信市场是光模块最先发力的市场，5G建设将大幅拉动电信用光模块需求；新兴市场包括消费电子、自动驾驶、工业自动化等市场，是未来发展潜力最大的市场。光模块的下游应用广泛分布于数据中心、5G基站及承载网、光纤接入及新兴产业。
（1）数据中心的发展推动数通光模块市场迅速发展：
1）数据流量及数据交汇量的增长推动数通光模块市场的发展：近年来，随着云计算、大数据、物联网、人工智能等信息技术的快速发展及加速应用，传统产业及大众生活形式的数字化转变加速。移动支付、移动出行、远程控制、高清视频直播、移动餐饮外卖、虚拟现实等的普及，驱动数据流量和数据交汇量迎来爆发式增长。全球数据流量由2015年的8.59ZB增长至2019年的41ZB，预测2025年会增长至175ZB，2015-2025年均复合增长率达到35.18%。
2015-2025年全球数据流量现状分析
数据统计：中金企信国际咨询
数据流量及数据交汇量的增长给光通信设备带来了极大的挑战，亦对光通信技术提出了更高的功能性要求。传统的光通信设备难以满足高速率、大容量的数据流量的计算、存储、处理与传输需求，由此推动光通信设备向大容量、高速率方向实现技术升级和应用。光模块作为光通信设备的重要组成部分，是光通信技术更新迭代的重要基础，伴随着光通信技术的升级应用稳步发展。
2）数据中心市场扩容推动数通光模块市场的发展：随着云计算需求和数据流量的持续增长，新一代信息技术与电信、商务、金融、信息化平台、社交等社会各行各业加速融合，信息设备连接更丰富、应用场景更复杂。为了应对海量设备连接及复杂的应用场景，对数据的计算、存储及处理能力提出了更高的要求，并推动数据流量向集中化发展，由此推动数据中心市场规模的持续增长。根据中金企信统计数据，我国数据中心市场规模由2014年的372.2亿元增长到2019年的1,562.5亿元，2014-2019年均复合增长率为33.23%。
2014-2019年中国数据中心市场规模现状分析
数据统计：中金企信国际咨询
此外，由于应用场景、数据结构复杂化，数据处理及信息交互更加频繁，数通市场对数据中心的规模及功能集成提出了更高的要求。传统的中小型、分散型数据中心难以满足数据中心厂商提高整体营运效率、降低能耗、节约成本的需求，成为全球数据中心向集中化、集成化方向发展的主要推动力。国内外互联网龙头企业如谷歌、亚马逊、微软、Facebook、阿里巴巴、腾讯、华为等纷纷布局超大规模数据中心，超大规模数据中心是未来数据中心发展的主要趋势。我国在超大规模数据中心领域布局有待提升，根据中金企信数据分析，截至2020年底，全球20家主要云和互联网服务公司运营的超大规模数据中心总数已增至597个，比2015年底增加了一倍多。我国超大规模数据中心全球占比仅为10%，与美国的39%相比，仍有巨大的发展空间。
光模块作为实现数据中心内部及外部设备互联的功能性器件，数据中心的持续扩容激发了光模块市场的快速发展潜力。此外，数据中心内外部连接所需光模块数量随着数据中心规模的增长而增长，超大规模数据中心内外部连接更复杂，一般单个超大规模数据中心含有5万-10万个服务器，所需光模块数量巨大，将有利于数通光模块市场的跨越式增长。
3）数据中心升级改造带动数通光模块市场的新一轮增长：中金企信统计数据显示：2020年数据中心内部数据流量占比77%，数据中心之间的数据流量占比9%，数据中心与用户之间的数据流量占比14%，数据中心内部数据流量成为数据中心的主要数据量。
数据中心的超大规模化及集成化急剧加大了数据中心内部的数据流量，给数据中心网络架构形成了挑战，传统的三层网络架构难以应对数据中心内部的数据交换及数据处理，网络架构扁平化需求强烈。如下图所示，叶脊网络架构是扁平化网络，每台脊交换机都与所有叶交换机相连，数据传输可以动态选择多条路径，能有效缓解宽带压力，提高数据传输的效率、可靠性。叶脊两层网络架构是应对数据流量暴涨的良好解决方案，被数据中心厂商广泛认可与应用。叶脊网络架构加大了数据中心内部设备的需求，极大地提升了连接端口数。
同时，还提升了内部设备的连接密度、接口速率及交换容量。光模块作为数据中心内部设备连接的功能性模块，其产品需求将随着数据中心内部设备连接需求的增长同步增长。此外，连接密度、接口速率及交换容量的提升亦将推动光模块产品向高速率方向更新迭代。高速率产品由于技术水平高、生产投入大，产品附加值较高，有利于提升光模块产品的整体价值。
（2）5G网络的商业化应用推动电信光模块市场快速发展：根据中金企信统计数据，全球电信网络高速光模块市场规模由2018年的40亿美元增长到2021年的55亿美元，2018-2021年均复合增长率为11.20%。
1）5G技术推动电信光模块市场的发展：全球通信技术处于高速革新阶段。为了应对数据流量的增长、万物互联、全新的产业生态，第五代移动通信技术应运而生。5G技术相比4G技术具有超高速率、超大带宽传输能力、超大容量，是对4G技术的质的飞跃。传统的4G信设备难以满足5G技术的市场需求，推动了光通信设备的升级换代，由此推动了光模块市场的快速发展。
2）5G市场持续扩容推动电信光模块市场的发展：光模块是5G网络物理层的基础构成单元，广泛应用于5G基站及承载网。
①5G基站：为了实现更高的传输速率，5G采用高频段频率，高频段频率信号衰减速度快，决定了5G基站的建设密度要大于4G基站的建设密度，因此，在覆盖相同区域的情况下，5G基站的需求数量远高于4G基站，预计建站规模将是4G的1.5到2倍。根据工信部数据，中国的5G基站数量由2019年的13.3万个激增到2020年的71.8万个，其占全国移动通信基站总数的比重也由1.7%提高到了9.1%。随着4G基站建设速度放缓，2G、3G基站被淘汰，5G基站建设将会成为主流。5G基站预计从2020年到2024年将保持46.4%的年复合增长率，其占比将由9.1%提高到34.0%。单个5G基站可能需要5-10支光模块，5G基站的建设需求将刺激运营商对光模块的需求，进一步提高光模块制造商的产能和收入。此外，5G基站的建设也会带动运营商对骨干网络的不断升级，以匹配不断增长的数据流量。
②5G承载网：为了应对5G网络海量设备连接、复杂的应用场景，5G承载网架构由4G的前传—回传的两级网络架构演变为前传—中传—回传三级网络架构，5G将原4G无线接入网功能模块重新拆分，网络架构的连接更紧密，连接端口更复杂，所需的光模块数量更多。
此外，由于5G网络相对4G网络具有超高速率、超大带宽、超大容量及低时延的特点，单个5G基站所需的5G光模块的数量及速率更高。根据最早实现5G商业化应用的韩国光模块发展情况分析，从数量看，相对4G光模块，5G光模块将呈倍数增长。5G所需的前传光模块是4G时期的3-4倍。从速率分析，5G光模块速率显著提升。5G前传光模块从4G时期的10G及以下升级到25G/50G；5G回传光模块由4G时期的10-40G演进为100G/200G/400G，行业内开始部署800G的光模块。5G光模块市场有望实现量价齐升。