流量爆发式增长，光通信领域出现“光学摩尔定律”现象，硅光时代呼之欲出。我们判断，硅光或将在2018年开始腾飞。

 

新财富请投国君通信第一名！【文看光通信，武看区块链！全年看多光通信与CDN，勇推亨通、特发、网宿、天孚；前瞻擒获区块链主题，飞天、四方翻倍，第一团队舍我其谁！】导读：流量爆发式增长，光通信领域出现“光学摩尔定律”现象，硅光时代呼之欲出。

我们判断，硅光或将在2018年开始腾飞投资要点：流量爆发式增长，“光学摩尔定律”呼唤硅光时代市场尚未充分认知“光学摩尔定律”重大意义我们发现，在光通信领域也存在“摩尔定律”现象，称之为“光学摩尔定律”，即网络流量每2年实现翻倍，骨干光通信设备每3年升级一次。

爆发式的流量增长，给光通信骨干网络带来很大的压力但是，当前基于InP和GaAs半导体材料制成的光芯片成本居高不下，制约了光通信线路容量对流量爆发的承载，以硅为半导体材料的硅基光电子技术应运而生硅光，或将在2018年开始腾飞。

部分投资者认为，硅光还很遥远我们判断，硅光很有可能在2018年开始腾飞SiFotonics宣布其硅光PD/APD芯片（探测器）已累计出货近100万颗；英国的研究人员展示了直接生长在硅材料上的第一束实用性激光。

我们判断，器件方面，硅光将最先应用于调制器、探测器等，激光器最难，最终实现硅光器件集成；应用场景方面，硅光将最先应用于短距离大容量传输的IDC内部据Yole Développement预测，美国硅光市场在2018年将达1.2亿美元，2020年达到3.3亿美元，其中IDC需求将是核心驱动力。

巨头抢滩，硅光已成潮流海外市场，Acacia、Intel、Mellonax、SiFotonics等公司积极研发硅光材料，抢占光通信市场国内市场华为先后收购英国光子集成公司CIP以及Caliopa，涉足硅光技术领域。

国内外企业加大研发投入，将硅光技术与现有技术结合，开发低成本、低能耗、高速的传输介质目前各大领军企业财报均显示利润上升空间大，增速快硅光技术已成为不可阻挡的潮流‍重点推荐：光迅科技、中际装备受益标的：昂纳科技集团（0877.hk）。

催化剂：硅光在IDC内部应用放量；硅基激光器芯片研发成功风险提示：硅光研发进展缓慢；光迅在硅光领域落后；中际装备收购苏州旭创不成功1.流量大爆炸，驱动“光学摩尔定律”光模块，光通信的明珠；光芯片，光模块的心脏。

当然，也正是因为光芯片处理能力的限制，成为光通信线路带宽的瓶颈新建、铜退光进、带宽升级，是光通信永恒的话题，无论是接入网、骨干传输网、数据中心内部网3G、4G网络的建设，带动国内流量大爆发，骨干传输网加速升级，100G成为主流；2015年以来中移动接入网建设、中电信中联通全光网改造，10G PON已经稀松平常；而国外大型数据中心已经在考虑400G产品。

流量增长永无止境，带宽升级永无止境所以我们说，光模块受益于光通信的周期，但终究是属于成长的本篇报告聚焦“硅光”，神奇的摩尔定律附身光通信流量爆发式增长，带宽的升级如饥似渴，但是以III/V族（InP和GaAs）为基础材料的光芯片成本居高不下，或终将被“光学摩尔定律”抛弃，硅光成为新宠。

与市场不同的认知体现在：市场尚未充分认知到，流量爆发是硅光的核心驱动力硅光不是科学界的自娱自乐，也不是证券分析师的自说自话科学的进步最终源于人们的需求，硅光也不例外这一切的根源，就是人们对于网络体验的极致追求，而流量以类似于“摩尔定律”的方式增长也就成为必然。

以Si为半导体材料的CMOS工艺在IT领域铸就了神奇的“摩尔定律”以InP和GaAs等化合物为代表的第二代半导体材料，因其优异的光学性能在光通信领域辉煌至今但是，“光学摩尔定律”是不可阻挡的趋势，InP/GaAs在与硅光的赛跑中，很可能败下阵来。

市场尚未认识到，硅光或在2018年开始腾飞硅光的发展，绝非坦途但部分投资者据此认为，硅光还很遥远我们判断，硅光的发展必定是渐进的，而且很有可能在2018年开始腾飞SiFotonics宣布其硅光PD/APD芯片（探测器）已累计出货近100万颗；一组来自英国的研究人员展示了直接生长在硅材料上的第一束实用性激光。

我们判断，器件方面，硅光将最先应用于调制器、探测器等，激光器最难，最终实现硅光器件集成；应用场景方面，硅光将最先应用于短距离大容量传输的IDC内部2.流量大爆炸，驱动“光学摩尔定律”2.1 流量大爆炸，未来不可限量

2015年和2016年，得益于4G网络的逐渐普及以及资费调整，移动用户流量的潜在需求将得到释放，人均手机流量实现翻倍增长。

我们认为，决定未来流量增长的因素主要取决于三方面：用户数、在网时长、码率其中，码率的提升将成为关键驱动力伴随着云计算、大数据技术的不断发展，手游、4K视频、虚拟现实（VR）、视频直播等应用的兴起，流量消耗仍将快速上涨。

我们判断未来几年人均手机流量的复合增速有望不低于70%，2017年人均手机流量将达1.4GB/月，2020年将达到6GB/月

根据前文对人均流量的预测，我们推测，未来5年中国移动数据流量将基本遵守每18个月翻倍的增长态势考虑到固网接入流量，整体数据流量增速会慢一些，但仍旧是指数型增长的根据IDC 的预测，2020 年全球数据总量将达40000EB，年复合增长率达36%；中国互联网数据流量增长速度更为突出，2020 年中国互联网数据流量将达8806EB，占全球数据产量的22%，年复合增长率达49％。

2.2 流量传输管道，必须适应“光学摩尔定律”摩尔定律是指IC上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍摩尔定律是由英特尔（Intel）名誉董事长戈登·摩尔（Gordon Moore）经过长期观察发现得之。

我们发现，在光通信领域也存在“摩尔定律现象”，称之为“光学摩尔定律”，即网络流量每2年实现翻倍，骨干光通信设备每3年升级一次爆发式的流量增长，给光通信骨干网络带来很大的压力如同我们所感觉到的：接入带宽在持续升级，但是仍旧感觉网络拥堵。

2009年以前，三大运营商的骨干网都是1999年推出的10G带宽技术；2010年40G带宽技术已经推广，到2012年，100G的骨干波分技术开始实施当前，国外大型数据中心已经开始尝试400G技术可以预见的是，1T技术的商用在5年内应该可以看到。

光模块负责光通信线路的光电/电光转换，是光通信线路带宽的瓶颈网络带宽升级的核心是开发出更高处理速率的光模块但是，当前基于InP和GaAs半导体材料制成的光芯片成本居高不下，制约了光通信线路容量对流量爆发的承载。

以硅为半导体材料的硅基光电子技术应运而生3.“光学摩尔定律”呼唤硅基光电子3.1 硅光：半导体材料级别的革新，复制摩尔定律的神奇硅基光电子包括硅基光子材料、硅基光子器件、硅基光子集成三个主要方面其中硅基光子器件，是指以硅半导体材料技术制作的各种光有源及无源器件，包括硅基发光二极管、硅基激光器、硅基光探测器、硅基光调制器、平面波导、光栅耦合器等。

相比于InP和GaAs半导体材料技术，硅半导体材料的最大优势是可以利用集成电路领域最成熟有效的制造设备，大幅降低成本、提高系统集成度在摩尔定律下，集成电路每单位价格逐年下降由于高纯硅的独特性，集成度越高，晶体管的价格越便宜。

在20世纪60年代初，一个晶体管要10美元左右，但随着晶体管越来越小，直径小到一根头发丝上可以放1000个晶体管时，每个晶体管的价格只有千分之一美分硅光可以使用8英寸和12英寸晶圆，使用高产能工厂、拥有精确工艺控制、从而能在高度复杂、高度集成的芯片上实现大产能、高良率的可能性。

而III/V族（即InP和GaAs，Si和Ge为Ⅳ族）仍然使用着硅晶圆早期的技术，停留在2英寸、3英寸、4英寸；比现硅晶圆能达到的精度要粗10倍；工艺控制和自动化程度也要落后很多。

3.2 硅光：前路并非坦途然而，硅光的商用化进程并不易，其核心原因是传统光学材料（磷化铟InP和砷化镓GaAs）是直接带隙半导体，而硅光半导体材料（Si）是间接带隙半导体通俗地讲，就是传统光学材料InP能发出850nm、1310nm和1550nm三种光。

，而且发光效率比较高（意味着能耗低），而硅光要使用的半导体材料Si的发光性能不好，只能发出850nm的光，而且发光能耗高、效率低（发光效率和外量子转换效率（EQE）仅为直接带隙半导体InP、GaAs的十万分之一）。

具体原因如下：1）间接带隙半导体在电子跃迁时，有声子产生，导致发光效率低从能带图谱可以看出，电子在跃迁时，由于k轴空间位置出现了变化，导致部分能量释放给晶格，转化为声子而直接带隙中的电子跃迁前后，k轴无位置变化，于是便有更大的几率将能量保持光子的形式释放出来。

2）Si材料仅在光波长低于850nm时，才能提高效率光学特征要与光器件匹配传统光学材料的工作波长有短波长850nm、长波长1310nm和1550nm相比之下Si材料，仅对于波长低于850nm的光具有较强的吸收系数，而对于长波长1310nm和1550nm的光吸收系数比较低，导致外量子效率较低。

目前的解决办法是，通过掺杂引入发光体、石墨烯等纳米材料，将能量引入发光体或改进其面临的缺点使其发光，以提高发光效率3.3 硅光：2018年，或将开始腾飞目前，硅光技术在无源器件领域的应用已经较为广泛，硅基探测器的商业化也已经开始，最难的是发光器件，即硅基发光二极管、硅基激光器。

我们判断，100G之后的下一代光模块，硅光可能成为主流LightCounting预测，仅硅光子在光通信领域的产品市场五年内就将达到10亿美元以上，未来一二十年内，硅光子技术的市场更将远远超过这一数字仅仅在美国，Yole Développement预测2020年硅光市场将达3.3亿美元。

硅基探测器：龙头公司已出货百万片据讯石光通讯网，2011年4月，在硅基集成光通信元件领域中居领先地位的SiFotonics成功开发出世界上第一款基于CMOS技术（Si基）、应用于光通信的10Gbps单片光接收器集成芯片TP1501。

该芯片能够覆盖3个关键波长：850nm，1310nm和1550nm测量数据表明1310nm波长的灵敏度和商用的III-V解决方案相当2015年11月，SiFotonics正式发布25G锗硅雪崩光电探测器芯片（Ge/Si APD）AP2005，其1310nm灵敏度达到-22.5dBm，为目前业界25G探测器的最高水平，此性能相继得到日本顶尖光通信公司验证，并开始小批量出货。

2016年6月，SiFotonics宣布其硅光PD/APD芯片相关产品已累计出货近100万颗，经过市场检验逐渐走向成熟，公司将借助硅光子技术显着的成本优势全面进入传统光器件市场硅基激光器：研发已获得突破性进展。

据OFweek光通讯网，2016年3月，一组来自英国的研究人员展示了直接生长在硅衬底上的第一束实用性激光实验表明，波长为1300nm的激光能够在高达120°C的温度下使用长达十万个小时相关专家表示，实现基于硅衬底的电泵浦式激光是向硅光子学迈出的基本一步，虽然并不能据此精确的预测硅光子技术的发展进程。

4.巨头抢滩，硅光已成潮流硅光子领域的公司主要包括Acacia、Intel、Kotura、光迅科技等。硅光领域的高投入、高产出、高成长的态势已初见端倪。

4.1 华为：加强国际合作，积极布局硅光领域2013年华为收购比利时硅光子公司Caliopa，在此之前，华为已经收购了英国光子集成公司CIP2014年，华为与比利时的微电子研究中心（IMEC，Interuniversity Microelectronics Centre）合作研发光学数据链路技术。

华为积极布局通信网络，截止至2016年10月，华为全球累计部署超过500张波分100G网络，线路总长度超过30万公里作为业内率先提出4.5G理念的华为将基于现有的4G网络设施，引入5G技术进行优化积极参与ITU-R/WRC15，为5G标准提供产业政策保障，积极推动中欧科技合作，共建全球统一5G标准；推动LTE-Advanced Pro落地，使得LTE-Advanced持续演进，探索LTE-V/LTE-T等蜂窝技术服务于垂直行业。

2015年， 华为运营商业务实现销售收入人民币2323亿元，同比增长21.4%截至2015年底，HUAWEI SmartCareCEM在全球建立或辅助运营30多个业务运营中心，为Top30运营商中的14家提供服务。

4.2 Acacia：专注硅光集成电路，产品收益大幅增长Acacia是目前硅光子领域的领军企业公司成立于2009年，并于2016年上市，致力于提供低能耗高速传输的光模块器件以及DSP和硅光子集成电路2014年，Acacia发布了首款具有完整100G相干收发器功能的单芯片硅光子集成电路（PIC）。

该产品的优点在于成本低、功耗低和尺寸小，关键在于实现了硅光子技术长距离传输目前Acacia旗下的硅光集成电路产品包括AC100-C、AC100-CFP-M、AC100-CFP-ZR、AC100-CFP-L、CFP2-ACO以及AC400-UL。

Acacia在硅光集成电路产品研发上，投入重金2015年一季度的研发费用甚至超过了同季度的营业利润，2016年一季度的研发费用也与同季度营业利润相当从近期的收入情况来看，公司在研发上的投入已收到丰富的回报，2016年公司营业利润近16亿元，同比增长142%。

4.3 Intel：注重硅光领域研发，持续开发新产品Intel从1990s开始着手硅光子技术领域，目前已经确定了在硅光子领域的领导地位截止至2016年10月9日，Intel在同类半导体公司中，以总市值1.2万亿元占所有半导体公司第一。

Intel与21世纪初期即开始探索光通信技术在激光器方面，Intel早在2005年，研制出了泵浦波长为1550nm，激光波长为1686nm的硅基拉曼激光器并于2006年研发出电泵浦连续激射硅基III-V族混合集成激光器；在调制器方面，Intel早在2007年就实现了将硅基电光调制器3db带宽扩展到30GHz，并实现40Gbit/S的信号传输；在探测器方面，Intel于2008年开发出340GHz的增益带宽积的硅基光电雪崩探测器。

近几年，Intel在硅光技术领域得到进一步发展2010年，建立了首个集成激光器的端到端硅基光数据连接2013年进一步在光纤传输技术得到突破，即在300米之内实现1.6 Tb/s的传输速度2014年，Intel采用硅光子技术的有源光缆（AOC）。

近日，Intel结合硅光子和光学技术开发并行单模四路（PSM4）硅光子学产品，在短距离的高速传输上实现新的突破PSM4可以在两公里内以100Gb/s的速度传输此外，该产品成本低，易批量生产，成为突破摩尔定律的限制的关键产品之一。

Intel仍然走在硅光技术的最前端今年，公司在英特尔信息技术峰会上，推出了100G硅光子收发器，该产品用硅光工艺将100G收发器的收与发集成为一体，实现了硅光子革命性的突破公司预计会在未来两年内推出400Gbps的光学收发器。

Intel公司业绩佳，销售总收入逐年增长。值得注意的是，Intel主要在数据中心集团产品中使用硅光技术，而从年报中也可以看到，数据中心集团的收入也呈现逐年增长的趋势。

4.4 SiFotonics：以CMOS工艺的硅基光电产品进入硅光领域SiFotonics成立于2006年底，致力于基于CMOS工艺的硅基光电产品前沿技术的开发与应用，与CMOS Foundry公司合作，开发硅光产线。

Silicon的产品研制从硅基光电子器件、集成的光电收发器，到Serdes芯片以及应用在家用电器方面的光学连接，并进一步推出光电集成芯片公司于2010年发布运用于光通信的拥有2.5Gb/s速率的接收器单片集成芯片TP1001。

2015年，SiFotonics研发的正面入射型25G高速锗硅雪崩二极管 (APD)，实现了在1310nm灵敏度下达到了-22.5dBm (BER=1E-12)的精度SiFotonics较早研究硅光技术，锗硅PD/APD芯片已经得到市场认可，并可以投入商用。

SiFotonics也于2015年推出基于CMOS工艺的硅基的全集成100G相干接收机芯片CR4Q01，该芯片的目标市场是骨干网及城域网100G DP-QPSK相干通信市场2016年，SiFotonics与客户合作开发非气密封装的光器件，该产品的优势在于成本低，并且可以实现批量生产。

此前，公司的硅光产线也完成硅光子集成技术的相关工艺调试，在试产高性能100G集成相干接收/发射芯片（ICR/ICT）上也取得成功，接下来，公司将推出面向数据中心应用的100G集成收发芯片4.5 Mellonax：将硅光运用于无限带宽技术和以太网领域

Mellanox公司成立于1999年， 是服务器和存储端到端连接解决方案的领先供应商，主要生产高性能互联产品Mellanox公司致力于研发低延时、可扩展性以及低能耗的无限带宽技术（InfiniBand）和以太网互联产品。

InfiniBand架构是一种支持多并发链接的“转换线缆”技术，在这种技术中，每种链接都可以达到2.5 Gbps的运行速度这种架构在一个链接的时候速度是500 MB/秒，四个链接的时候速度是2 GB/秒，12个链接的时候速度可以达到6 GB/秒。

硅光子技术由于可以解决100Gbps InfiniBand和以太网等传输中存在的问题而受到重用收购、合作项目频繁，全面加强公司硅光领域的竞争优势2010年底，Mellanox收购了Infiniband交换机厂商Voltaire公司，拓展公司在HPC、云计算、数据中心、企业计算及存储等市场的业务。

并在2013年后收购了硅光子专家Kotura与并行光互连芯片厂商IPtronics日前，Mellanox又与光器件和模块供应商NeoPhotonics公司合作开发激光器阵列，已开发出高容量、低成本的电子式配件，该配件主要针对100G PSM4模块。

Mellanox即将推出400G InfiniBand硅光产品与200G以太网硅光产品在硅光产品的开发上，公司将从插拔式模块过渡到COBO（Consortium for On-Board Optics）的形式，并最终实现将光的收发放到系统IC中。

高额研发投入，终于获得回报Mellonax始终保持着较高的研发投入水平，从2014年四季度更是扭亏为盈，虽然近期收益略有下滑，但从整体收入趋势来看，公司逐渐向好，营业收入持续增长，可见行业逐渐兴起

4.6 其他光迅科技在国内市场的4G LTE部分占到60%份额，并且光迅认为25G的光电芯片在5G到来之际为成为主导产品，5G的数据传输速度将是4G的40倍，5G对光模块的需求量将会远超过4G的需求量思科在2012年收购了Lightwire，并且开发专有封装，自行研发光纤模块。

Lightwire主要开发高速连网应用所需的高级光纤互联技术，其凭借在CMOS技术方面尺寸小、功耗低以及可扩展等优势，可以实现有低成本高密度的光纤联网，从而降低运营商的成本5.推荐公司：光迅科技、中际装备

光迅科技（002281）：静待高端10G光芯片放量，硅光时代或站上国际第一梯队市场看到接入网光模块竞争趋于激烈，光迅毛利率下滑但是我们判断，光迅高端光芯片（10G DFB激光器和10G APD探测器）渐进商用，有望在2016年四季度通过核心客户认证，2017年有望放量，将带动公司整体毛利率提升3个百分点。

自主高端光芯片的放量，将助力公司打开国家IDC大客户市场，带动公司2017年业绩大爆发对于未来的技术变迁，光迅最为关注硅光光迅当前致力于探索硅光集成项目的协同预研模式，完善硅光芯片耦合技术、打通硅光调制、硅光集成等多个层面的合作关节，奠定硅光平台基础。

光迅科技作为国内光芯片的龙头，积极布局硅光，在未来的技术变迁中，有望抢得先机，更上一层楼中际装备（300308）：拟收购苏州旭创,具备“硅谷风格”的光模块新贵中际装备公告，将以发行股份的方式收购苏州旭创100%股权，作价28亿元；同时募集配套资金5亿元，用于光模块研发及生产线建设；旭创现有股东承诺2016-2018年净利润1.75亿、2.11亿、2.83亿。

我们认为，苏州旭创的优秀之处主要体现在：①产品档次高：2016年一季度40G/100G光模块收入占比达81%，预计2016全年100G光模块收入占比将达20%以上②客户非常优质：前五大客户为谷歌、亚马逊、华为、中兴、华三，收入占比达80%。

我们判断，公司是谷歌光模块的第一大供应商③股东实力强大：2014年获得Google资本等投资3800万美元，Google资本现持有旭创股份5.5%④管理层优秀：创始团队为7名海归博士，其中4人均曾为Opnext（2012年与Oclaro合并，成为仅次于Finisar的全球第二大光器件商）核心技术人员。

我们要强调的是，苏州旭创是一家具有明显“硅谷风格”的公司，在员工激励、崇尚创新、研发效率等方面，具有显著的优势受益标的：港股昂纳科技集团（0877.HK）昂纳科技集团成立于2000年10月，是高科技外商独资企业，于2010年4月在香港主板成功上市。

经过多年的努力，公司已经发展成一家在光通信、自动化和触摸屏三个领域内领先的高科技企业公司上半年营业收入达7.46亿港元（同比增长43.3%），净利润达4500万港元（同比增长44.1%），其中传统光通信业务上半年增长达36.5%。

目前，公司已开发及制造出40多个系列的产品，包括7700多个可供销售光通信相关产品部件公司产品已受到大多为具有领先地位的光网络和子系统供应商认可，其客户包括阿尔卡特-朗迅、华为、Ciena、Infinera等。

6.风险提示1）硅光的发展仍旧存在技术难题，在与磷化铟技术路线的竞争中，必定存在波折，而且可能被抛弃2）在研发实力上，光迅科技与国际龙头仍旧存在较大差距，有可能在硅光时代与国际龙头进一步拉开距离3）中际装备收购苏州旭创，仍旧需要监管层审批，存在较大的并购不成功的风险。

国泰君安通信·宋嘉吉团队宋嘉吉 13564652985王    胜 18682255712朱威宇 17721018912任鹤义 18510930314国君通信宋嘉吉团队

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