通信光模块下游运用梳理:电信市场和数通市场

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10月15日,华为披露,华为在全球已签署60多份5G商用合同,发货5G Massive MIMO AAU模块超过40万个,比其在九月份的公布发货的Massive MIMO AAU累计数量高出一半(20万个)。表明全球对5G建设进程的加快。

5G属于电信领域,是光模块的一个运用市场,那么光模块的其它运用市场是什么,这些运用市场将如何带动光模块市场的发展?这一篇来做个梳理。

电信市场仅仅是光模块的其中一个主要的下游运用,以运营商为主导;还有一个重要应用领域为数据通信市场,其以大型互联网企业数据中心为主。溯源而上,光模块处于这条产业链的中游,起承上启下的作用。

为什么说光模块是承上启下作用呢?

光模块是实现光通信系统中光信号和电信号转换的器件,其中,10G/25G/100G光模块中的G是指光模块的传输速率,越来越快是趋势。承上是由于其由上游的光器件,光芯片封装而成;启下是只要用到光纤的地方就需要光模块,电信以及数通市场都需要运用光纤进行数据进行传输。

从厂商的资本开支来看,电信市场和数通市场在2019年都呈现回暖趋势:

  • 电信市场:

2019年我国三大运营商资本开支预算近三年来首次回升。2015年4G建设到达高峰后其开支出现断崖式下降,但今年开支预算为3059亿元,同比增加5.58%。其中5G建设预计投资310亿元,占总资本开支约10.81%。运营商资本开支回暖拉动了我国电信光模块需求的增加。

②数通市场:

通信光模块下游运用梳理:电信市场和数通市场插图

全球范围来看,云厂商资本支出自2018Q4开始出现下滑,于2019Q2开始触底回升,2019Q2Hyperscale(超大规模计算)运营商资本支出超过280亿美元,环比显著增长。排名前五的运营商是谷歌,亚马逊,微软,Facebook和苹果,除苹果以外都出现了资本支出大幅增长;海外数通市场拉动光模块需求大。

具体到中国,中国Hyperscale资本支出同比减少37%,其中阿里巴巴、腾讯、京东和百度都大幅减少了资本支出,导致全球运营商资本开支同比下降2%。

资本支出的增加意味着这两个市场的需求增加,那么下游需求具体是如何影响光模块市场的呢?

1.电信市场:增长看通信网络架构变化

目前电信市场上,4G依然是主力,5G正在发力。更新换代的核心差距是传输速率,目前4G与5G建设同时进行,但4G建设进入尾声。

我们先来看通信网络的结构,其由接入网,承载网和核心网构成。

通信光模块下游运用梳理:电信市场和数通市场插图(1)

接入网是我们所说的基站,是把手机终端接入到通信网络中的网络,4G基站通常由BBU(信号调制),RRU(射频处理),馈线组成,5G将BBU和RRU拆分为AAU(有源天线单元),DU(集中单元)和CU(分布单元)。新闻中华为出货的Massive MIMO AAU是指运用大规模天线技术的基站。

承载网,顾名思义,把一个网元数据传输到另一个网元,在承载网中,有前传(AAU-DU),中传(DU-CU,5G特有),回传(CU以上)三种传输方式。

核心网是通信数据的管理中枢,负责数据的分拣和分发。5G建设分为独立组网(SA)和非独立组网(NSA),NSA费用较低,技术要求少,是目前的主要组网方式(共用4G核心网)。

5G对光模块需求增长来自于基站以及承载网,但目前5G的组网方式限制着光模块用量的爆发。

①为什么5G对光模块的需求来自于基站和承载网呢?

首先,由于5G频段高(2515MHz~4900MHz),比现有的4G频段(1755MHz~2655MHz)高出至少1.4倍,频段越高覆盖范围越小。因此,要实现全覆盖,5G宏基站的数量至少是4G的1.3~1.5倍。截止至2019H1,我国三大运营商4G基站558万个,基于目前4G基站建设已接近尾声,以此数进行推测,预计5G整体新约建780万个基站。其中,小基站数暂未披露,一个小基站对应2个光模块,本文暂以宏基站数量为基础进行计算。

通信光模块下游运用梳理:电信市场和数通市场插图(2)

其次,目前5G前传主流方案有光纤直连,无源WDM,有源WDM/OTN以及WDM-PON,光纤直连以其价格以及技术成熟度高的优势占领70%市场份额,其它占30%。中国移动9月4日公布的创新型Open-WDM/MWDM(属于半有源WDM)中提出25G前传光模块用量将达到12/24只,其他方案按12只光模块计算,保守可带来6084万只光模块的增长。

通信光模块下游运用梳理:电信市场和数通市场插图(3)

最后,中传以及回传向40G和100G为升级,其光模块需求量的增长来自于5G带宽扩容以及链路增加,中传光模块个数约为宏基站的2倍,回传光模块数约为宏基站数量/接入环节点数*2,汇聚层以8个接入环为例,共可带来1755万个光模块需求量的增长。

目前正是5G光模块前传放量开始时点,中传和回传也略有体现。从基站建设周期来看,多个省份政府公布了19年5G基站建设规划,基本于2020以及2021年实现全覆盖。

②那为什么又说5G的组网方式影响着光模块需求的增长呢?

运营商今年5G建设采用非独立组网方式,主要通过和4G基站共用站址和核心网来节省资本开支,相较于5G独立组网(自建核心网),会减少对光模块的需求。

但是由于5G的特性,要实现未来的万物互联,独立组网是趋势:9月20日,工信部提出预计明年我国正式大规模投入建设独立组网的5G网络,运营商也明确独立组网。因此,预计从2020年开始,5G建设将采用独立组网方式。所以,5G独立组网进程是否符合预期是明年光模块需求的一个关注点。

除此以外,另一关注点是集采方式。

从今年6月份开始,中国电信进行了首次光模块集采,是运营商第一次跳过设备商直接集采光模块。另外,中国移动也于近期在多个省份开启了第二期前传光模块集采。

为什么说集采方式是关注点呢?

运营商集采,通常是不同省份运营商分别集采,而设备商集采将会限制入围厂商数量。因此,运营商集采将导致中标厂商分散,厂商即使中标,订单量也下降,竞争加剧,也将导致毛利率的下降。

运营商集采将利好中小厂商,以及成本竞争力强和产品开发速度快的厂商,利好厂商有光迅科技(多个省份招标榜上有名),瑞斯康达(多个运营商招标中标)等;设备商集采将利好与设备商具有良好合作关系的厂商,利好华工科技(华为供应商),新易盛(与中兴合作)。

2. 数通市场:高毛利制胜市场

我们处于一个数据流量爆发的时代,数据储存的需求与日俱增。IDC预测,2020年全球数据总量将达到400000EB(E为计算机储存单位,1E=10^18,我们熟悉的1G=10^9), 年复合增长率(2012-2020)达36%,特定到国内,数据流量增长率更为突出,2020年总量达8806EB(占全球份额约2.2%),年复合增长率高达49%。

其中,全球数据中心流量占主导,预计2020年增长至15.3ZB,占全球数据流量高达77%。

数据流量爆发拉动了数据中心建设的需求,根据思科 Global Cloud index 2016-2021 的报告预测,2019 年、2020 年和 2021 年将分别增加超大型数据中心 61、61 和 58 个。

那么,数据中心建设拉动光模块的逻辑是什么呢?——答案是数据中心架构的变化,也称以太网结构的变化。

通信光模块下游运用梳理:电信市场和数通市场插图(4)

传统架构由底层的接入层(接入服务器),中层的汇聚层(连接)和上层的核心层(高速交换主干)组成,这种结构会导致数据传输的迟延性。

新的叶脊架构克服了这个缺点,其由上层的脊交换机和下层的叶交换机组成,所有的叶交换机都和每一台脊交换机连接,因此,服务器之间的数据传输仅需要经过一台叶交换机和一台脊交换机。

从服务器到叶交换机,都需要光纤连接,都会用到光模块,普通的结构光模块总量是机柜数的9倍,叶脊结构光模块总量是机柜数的 46 倍。

而一个超大型数据中心需服务器在 13.9 万台,假设每个机柜 10 台服务器,则一个超大型数据中心的机柜均值为 1.39 万台;若 70%采用叶脊构架,30%采用传统架构,则在19年能带动光模块增量2959万个。

而在价格上,光模块价格整体呈现下降趋势,更新换代快的厂商可获得更高利润,高速率产品价格高于低速率产品,因此数通市场毛利率高于电信市场毛利率。随着全球资本支出的回暖,北美数通市场成为一块大蛋糕,先占领市场可获得较高毛利。

在光模块的运用上,数据中心从17年开始采用100G光模块,并在 2017-2018 出货数量大幅增长。预计未来几年 200G/400G光模块将逐渐取代100G光模块,根据Lightcounting 相关预测,2018-2020 年全球 400G 光模块市场规模将分别达 0.56 亿美元、2.80 亿美元和 7.20 亿美元。

目前,国内迎合光模块应用趋势的光模块龙头公司有四家:

通信光模块下游运用梳理:电信市场和数通市场插图(5)

①中际旭创

公司目前主要产品为高速率光模块,保持销售毛利率25%以上。

公司专注海外数通市场,这一点是其过往业绩的重要支撑以及今后业绩看点:

首先,旭创的产品具有相对优势:100G光模块为主,400G批量出货,相对于其它国内厂商还处于试产,开发阶段,旭创在光速率光模块市场已经进行了多年的业务布局。

公司 400G光模块状态
新易盛 具备400G生产能力
中际旭创 具有批量交付的能力
华工科技 小批量试产
光迅科技 样机开发

其次,旭创占领的市场为海外数通市场,凭借股东谷歌,中际旭创早年在份额大的海外数通市场进行了布局,海外营收占比70%以上。19Q2营收环比改善正是顺应了数通市场回暖的趋势。

目前,公司主打的100G产品契合了亚马逊,谷歌的保守性采购,19Q3预告400G产品出货量增加,说明公司顺利进行了下一代数通产品周期的布局。除此以外,公司披露与全球与国内数据中心客户均有合作,国内数据中心即使今年支出在减少但依然是势头强劲,不可忽略。

另外一个业绩增长拐点则为切入5G市场顺利。公司中报披露5G前传产品正在快速上量;不仅仅抓住前传机会,在中传和回传也开始加速导入客户,后续关注公司后续占领的市场份额。

②华工科技

公司业务多元,光通信主要由子公司华工正源负责。

目前华工科技参股的云岭光电能批量供货2.5G一下的芯片,能量产10G以下光芯片,并小批量供货,并且25G芯片也已经取得突破,正在可靠性测试阶段。

业绩增长看两点,第一点为关注后续是否能实现25G光芯片的量产,这一点将影响5G建设订单量以及成本的下降。

第二点为华工科技与华为的合作关系,公司于18年9月拿到华为5G光模块首单,并且公司披露,公司25G光模块产品是首个通过华为认证的,并已获得华为订单,无线系列产品占比在三成以上。

根据华为基站的全球发货了和订单量来看,华工科技将直接受益。

③新易盛

公司目前主要产品为点对点光模块和PON光模块。开发了不同型号光模块产品超过2,800种。19H1点对点光模块毛利33.53%,位于行业高点,高于中际旭创,是光模块公司中唯一一个中报超预期的公司。

公司的业绩增长点有两个。

第一为海外客户的拓展,18年开始,海外营收占比开始提高,有望打破公司国内营收和海外营收均半的格局,有意扩宽以电信市场为主的布局,开拓海外数通市场,获取更高利润。

从18年年报披露来看,公司毛利为19.91%,其中海外毛利34.09%,营收占比48.70%;国内毛利6.46%,营收占比51.3%。而今年中报毛利33.53%,显然海外市场占比得到极大提高。

海外市场占比提高也意味高速率光模块出货量增加,100G产品带动营收增长。此外,公司今年1月份推出全球首款低功耗400G光模块,搭配DSP配件,领先于市场。看好公司海外数通市场发展。

第二,在5G市场上,在18年5G承载组光模块测试中为送测光模块最多的厂商且全部完成测试。首先,新易盛为中兴的主要供应商,若基站光模块为设备商集采,新易盛业绩发展将会稳定;其次,新易盛光模块种类高达3000种,能适应大小批量集采,产品更新换代速率快,若运营商采取直采模式,也同样利好成本竞争力强和产品开发速度快的新易盛。

④光迅科技

光迅科技的产品按应用领域分有传输类产品、接入类产品、数据通信类产品。传输类产品是其主营产品,光模块隶属传输类产品,19H1传输类产品占比达到66.24%,同比上升约6个百分点,毛利率达到24%。

光迅科技主要布局于国内市场,营收占比高达60%。国内市场又主打电信市场,若光模块处于运营商集采的方式,光迅科技明显受益:在中国移动和中国电信光模块招标中获得较高的市场份额(福建移动二期25G前传光模块招标;安徽电信第一批光模块集中采购),有望在后续运营商光模块集采中占领更高的份额,因此前传使用的25G光模块将会是光迅业绩增长的支撑产品。

由于主要布局于电信市场,光迅科技另一看点为25G光芯片的研发进展,目前处于送样检验阶段,预计2020年可规模可满足商用,若25G光芯片研发进度超过预期,将能极大提高公司毛利率,占领更大市场份额。

综上,光模块运用市场的投资逻辑如下:

①电信市场:5G基站数量增加以及承载网架构改变带来光模块前传市场需求增长,同时5G独立组网启动后,中传和回传光模块的需求也会开始显现。下一阶段,关注5G核心网独立组网是否符合预期以及前传集采方式。

②数通市场:数据中心需求回暖带动高速率光模块需求增长,400G光模块提前占领市场有望获得更高的单价和毛利率。

从公司对比来看:

①中际旭创:背靠谷歌,在北美数通光模块市场优势明显,是全球数通光模块龙头。随着5G基建,公司有意向电信市场进军,目前已有成效,产品通过了信通院的测试。

②光迅科技:国内电信光模块老牌厂商,凭借国企的身份,在电信运营商市场有很大优势,是光模块运营商直采的最大受益者。此外,公司收购的子公司具备25G光电芯片研发能力,虽然是国内进度最快的,但还是很慢,商用量产时间未知。若能量产,倒是可以大幅提高公司毛利率。

③新易盛:和中兴通讯的关系比较好,此前中兴通讯有持股新易盛,但在今年上半年清仓了。公司主做电信市场,近两年公司大力拓展海外电信和数通市场,取得了一定成效,经营业绩很好,增速很快。

④华工科技:近年来,华为重点扶持的电信光模块厂商,在华为的份额不低,有希望在华为5G光模块供应链中占40%-50%。

 

风险提醒

以太网光模块市场减少光模块需求,光模块市场整体业绩承压。

10月上旬,调研机构LightCounting发布最新市场调研报告,预计19年以太网光模块全球市场规模下降。预计2019年销售额为27亿美元,下滑幅度18%。

以太网光模块是指应用于以太网(局域网)传输的光模块,其涵盖了数据中心(三分之二)以及电信市场(三分之一)以太网光模块市场,预示两个应用市场实际光模块需求放缓。通信光模块下游运用梳理:电信市场和数通市场插图(6)

而以太网光模块市场需求下降由三个原因导致:

①400G光模块的升级不足预期:

10G/40G/100G每一代光模块的更迭速度为3年,然而带宽的瓶颈难以快速实现单通道100Gbps光模块的成熟,本应17年开始批量使用的400G光模块至今年才开始小规模使用。通信光模块下游运用梳理:电信市场和数通市场插图(7)

②100G价格的下降:

2018年,100G光模块的平均价格下降了50%,光模块的均价下降了37%。每一代新技术的出现都导致已存在的光模块价格下降。价格大幅度下滑的背后是新技术的出现。因此,18年开始,400G光模块的出现导致100G光模块的价格急剧下滑。

③中美贸易不稳定:

由于高端光模块的核心部件——芯片的生产商多为美国企业,而全球光模块制造业40%在中国,政治不确定因素导致芯片的供货风险变大,物流周转速度变慢,关税成本增加。因此,整个市场出现下滑状态。

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