隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等應用的發(fā)展，急劇增長的數(shù)據(jù)流量對帶寬提出越來越高的要求。近兩年，“寬帶中國”戰(zhàn)略和加快建設網(wǎng)絡強國戰(zhàn)略相繼提出，光通信作為最為重要的信息通信基礎設施之一，在支撐我國社會信息化、寬帶化建設和網(wǎng)絡強國方面的作用日益凸顯。我國光通信產業(yè)經過數(shù)十年的發(fā)展，產業(yè)鏈布局比較完整，產業(yè)規(guī)模和產品種類不斷擴大，競爭力持續(xù)提升，國內企業(yè)尤其是華為、中興、烽火等設備商已充當起全球光通信產業(yè)的中堅力量。然而不容忽視的是，我國光通信產業(yè)“大”而不“強”，產業(yè)鏈發(fā)展不均衡，特別是位于產業(yè)鏈源頭的光器件及芯片，與發(fā)達國家相比存在較大差距，已成為制約我國光通信長足發(fā)展的關鍵瓶頸。
產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
企業(yè)群體薄弱，核心技術缺失，產品結構不合理
光器件及芯片以技術創(chuàng)新為主導，企業(yè)和產品的技術實力是衡量產業(yè)競爭力的重要指標。從全球范圍來看，美國、日本是主要的研發(fā)基地，位于產業(yè)發(fā)展最前端，在技術水平、研發(fā)投入、知識產權方面均處于領先地位，擁有規(guī)模優(yōu)勢。我國光器件及芯片企業(yè)近年來已取得一定進步，占全球20%~25%的市場份額，光迅、海信已躋身全球光器件市場份額排名前十強。
然而，我國光器件及芯片企業(yè)整體實力仍然偏弱，產品結構不夠合理，大部分企業(yè)徘徊在中低端領域，同質化嚴重，主要依靠價格優(yōu)勢維持生存。在技術含量和附加值較高的如10G以上速率的有源光器件、100G光模塊等高速產品方面，核心技術缺失，商用化進程緩慢，真正具備材料外延生長、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致相應的光器件、組件及模塊發(fā)展受到制約，不僅高端產品依賴進口，甚至部分中低端產品亦無法實現(xiàn)完全國產化，采購渠道受日、美等控制。此外，一些國外知名光器件及芯片企業(yè)為了降低成本和把握中國快速增長的市場需求，紛紛將研發(fā)、生產、封裝測試以及銷售環(huán)節(jié)向中國轉移，進一步擠壓了國內企業(yè)的市場空間。
產業(yè)落后原因
技術、人才、政策、資金、環(huán)境
光器件及芯片技術含量較高，具有研發(fā)投入大、回報周期長等特征。領先國家中，日本起步較早，知識產權保護意識較強，基礎研究超前，技術儲備雄厚；美國在光器件方面發(fā)展相對較晚，但擁有人才、資金、環(huán)境優(yōu)勢，企業(yè)善于通過并購重組實現(xiàn)階躍式發(fā)展，并借助資本市場做大做強，發(fā)展異常迅速。
我國光器件及芯片企業(yè)在技術、人才、政策、資金、環(huán)境等多個方面與國外領先企業(yè)存在較大差距。第一，技術落后是根本原因。我國在有源器件和高端產品方面長期缺乏積累，如今面對系統(tǒng)速率、器件集成度日益提高，工藝越來越復雜，技術產品升級換代加快，更顯趕超乏力。另外，對于光器件長期發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃重視不足，通常在市場成熟后才進入，這就不得不面對國外產品已實現(xiàn)低價規(guī)?；l(fā)展的殘酷競爭。第二，人才缺口尚待填補。高層次創(chuàng)新型人才整體水平與發(fā)達國家有較大差距，海外人才引進與本土人才培養(yǎng)均有待加強。第三，融資渠道有限。國家對光器件領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；國內的風險投資尚不成熟，新興光器件芯片企業(yè)較難獲得青睞；上市融資方面，國內僅有少數(shù)幾家上市企業(yè)。而高端產品研發(fā)需要高投入、長周期，國內企業(yè)以中小民營企業(yè)為主，無力籌措巨額資金，主要依靠控制成本、提高良率和擴大產能生存，低利潤水平使其自我供血不足，逐漸失去尖端技術研發(fā)能力。第四，產業(yè)環(huán)境整體不佳。我國光器件芯片企業(yè)群體薄弱，在技術研發(fā)、信息獲取等方面存在不足。另外，設備商對高端國產器件的認可尚待時日，上下游公司間的高端合作有限，同時運營商采購政策導致價格戰(zhàn)不斷，低價薄利使光器件芯片企業(yè)的生存空間被不斷擠壓。
技術發(fā)展趨勢
光子集成大勢所趨，硅光子將承擔重要角色
光子集成（PIC）技術相對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)勢明顯，是未來光器件的主流發(fā)展方向。
近年來，隨著技術的逐步積累以及產業(yè)需求的升溫，PIC進入較快發(fā)展時期，中小規(guī)模PIC已經成熟并取得廣泛商用，大規(guī)模PIC集成度已達到數(shù)百個元器件。PIC技術和產業(yè)的參與企業(yè)涵蓋系統(tǒng)設備商、光器件芯片制造商、綜合服務提供商、半導體Foundry等多個領域，面向電信和數(shù)據(jù)兩大應用市場。
在材料方面，三五族半導體在高速有源器件中廣泛采用，磷化銦是目前唯一能夠實現(xiàn)通信波長大規(guī)模單片集成的材料，未來仍具有一定發(fā)展?jié)摿Γ硇援a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經驗應用到PIC領域，有效降低成本，提高生產效率，已成為未來PIC重要技術方向之一。硅光子的代表性技術產品如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光互聯(lián)技術等，國內也有少數(shù)企業(yè)涉足，但規(guī)模有限。硅光子技術在光源方面尚無可行的技術路線，目前以混合集成和短距應用為主，正不斷發(fā)展成熟，未來將承擔重要角色。
產業(yè)發(fā)展趨勢
挑戰(zhàn)沖擊不斷，產業(yè)鏈整合加劇，競爭格局將持續(xù)演化
在光通信全產業(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)設備商不斷介入芯片、模塊領域，對上游廠商形成巨大沖擊，催生著產業(yè)新格局。另一方面，板上集成（BOSA On Board）等新技術的涌現(xiàn)也對光模塊構成重要威脅。
面對上游企業(yè)的分分合合，沒有核心芯片技術的器件、模塊商將備受擠壓，可能面臨因供應商被收購導致元器件斷貨的重大風險。在光器件及芯片細分領域，全球范圍內廠商眾多、集中度低，市場份額相對比較分散。近年來并購潮迭起，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；產業(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。
并購是國外光器件企業(yè)運用最頻繁、效果最明顯的擴張方式，目前并購重組的主角多為美國廠商，集中度及競爭能力的提升進一步增強了規(guī)模優(yōu)勢。以光迅、海信、華為為代表的國內企業(yè)近年來也開啟了全球化并購篇章。未來，提高橫向及縱向整合能力是全球龍頭光器件企業(yè)的長期戰(zhàn)略，產業(yè)競爭格局將持續(xù)演化。
光器件及芯片具有產業(yè)群體性強、技術壟斷性強、研發(fā)投入大、回報周期長等特征，其發(fā)展不僅僅是幾家企業(yè)的突破，更需要良好的產業(yè)基礎做支撐。我國雖擁有全球最大的光通信市場，優(yōu)質的系統(tǒng)設備商，但僅靠市場力量難以有效解決光器件及芯片落后的本質問題。國家、社會、產學研各方應形成合力，將光器件及芯片發(fā)展作為戰(zhàn)略部署的優(yōu)先行動領域和搶占光通信產業(yè)競爭制高點的重要舉措，突破我國光通信產業(yè)的本質薄弱環(huán)節(jié)，助力我國光通信產業(yè)由大變強。