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透视中国光通信器件产业困境:看到未来,且顾当下

2018/1/10 9:20:11来源:C114 【字体:

导 读:作为光通信产业链不可或缺的一环,光通信器件是整个光通信网络的“心脏”,地位十分重要;同时,由于种种原因,中国光通信器件产业严重落后于光系统设备和光纤光缆产业的发展水平,成为打造健壮光通信产业链、建设网络强国的一大隐患。
关 键 词:中国 光通信器件

  一直步履艰难的中国光通信器件产业终于受到了国家相关机构的重视。近日,针对光电子器件产业发展现状和趋势,工业和信息化部电子信息司委托相关行业协会,并组织骨干企业、研究机构、大专院校、行业专家等共同编制了《中国光电子器件产业技术发展路线图(2018-2022年)》(以下简称《路线图》),并于2017年12月29日正式发布。
 
  这份报告囊括了光通信器件、光纤光缆、特种光纤、光传感器件、光照明器件、光显示器件六大类别,我们单谈光通信器件。作为光通信产业链不可或缺的一环,光通信器件是整个光通信网络的“心脏”,地位十分重要;同时,由于种种原因,中国光通信器件产业严重落后于光系统设备光纤光缆产业的发展水平,成为打造健壮光通信产业链、建设网络强国的一大隐患。
 
  报告咨询了多位权威专家教授,基本上代表了对光通信器件产业发展现状和未来走向的判断。那么,从报告里我们可以看到哪些困境?又将如何走出困境,发展壮大?
 
  正视差距
 
  报告介绍,光通信器件按照其物理形态的不同,可分为芯片光有源器件光无源器件光模块子系统这四大类。其中,有源光收发模块的产值在光通信器件中占据最大份额,约为65%。不仅规模占据重要位置,光收发模块的性能也主导着光通信网络的升级换代,在接入端、传输端等不同细分市场上,均发挥着至关重要的作用。
 
  近十年来,我国的光通信产业取得了迅猛发展和骄人成绩,国产光通信设备厂家在全球光通信设备市场份额中占据第一的位置。但是光通信器件产业与国际领先水平还有较大差距,目前国内核心的光通信芯片及器件仍然严重依赖于进口,高端光通信芯片与器件的国产化率不超过10%,“大而不强”的问题突出。
 
  根据咨询机构以及行业供给情况给出的光收发模块、光芯片、电芯片国产化率测算数据,10Gb/s速率的光芯片国产化率接近50%,25Gb/s 及以上速率的国产化率远远低于 10Gb/s速率,国内供应商可以提供少量的25Gb/s PIN器件/APD器件外,25Gb/s DFB激光器芯片刚刚完成研发。25Gb/s速率模块使用电芯片基本依赖进口。
 
透视中国光通信器件产业困境:看到未来,且顾当下
 
  从产品技术分析,国外的竞争对手在高端光通信器件方面都具备了相关产品的开发和生产能力,国内光电子企业目前还处在追赶阶段,与国外竞争对手有着较大的差距。当前全球光通信行业的高端器件产品几乎全部由美国、日本厂商主导,且出现供不应求的局面,而国内基本属于空白,或者处于研发阶段。
 
  从核心芯片能力分析,国内企业目前只掌握了10Gb/s速率及以下的激光器、 探测器、调制器芯片,以及PLC/AWG芯片的制造工艺以及配套IC的设计、封测能力,整体水平与国际标杆企业还有较大差距,尤其是高端芯片能力比美日发达国家落后1-2代以上。而且,我国光电子芯片流片加工严重依赖美国、新加坡、 加拿大、中国台湾、德国、荷兰等国家和地区,使得我国在国家各级研发计划支持下发展的关键技术大量流失。由于缺乏完整、稳定的光电子芯片、器件加工工艺平台以及工艺人才队伍,国内还难以形成完备的标准化光通信器件研发体系,导致芯片研发周期长、效率低,造成我国光通信器件技术与国外差距逐渐扩大。
 
透视中国光通信器件产业困境:看到未来,且顾当下
 
  且顾当下
 
  中国光通信器件产业与全球存在巨大差距的原因,主要有四个。
 
  其一,国内光通信器件厂家主要集中在中低端市场,以组装代工为主,产品附加值不高,同质化严重,激烈的价格竞争使得厂家更加注重短期盈利,无法获取大量资金用于长期研发投资;同时,国内以价格为导向的集采招标模式,设备、纤缆企业为了抢占份额展开低价恶性竞争,并且价格压力传导至上游器件环节,整个产业链盈利艰难,也直接制约新技术研发。这也导致了高端光通信芯片基本被国外厂家垄断。
 
  其二,国外厂家通过收购与兼并等方式,不断进行产业链拓展,成功地完成技术与业务转型,使其产品覆盖光器件、光模块领域的几乎所有环节,从无源到有源,从芯片到模块,把握产业链条的每一个环节,牢牢占据产业链的高端。中国光通信器件产业整体起步晚,在诸多方面存在欠缺。
 
  其三,在光通信器件与模块的国际标准制定中,一直以来很少见到中国厂家的身影,国内标准普遍参照国际标准执行。这导致了国内厂家话语权的缺失,使得标准和行业发展以众多国外大企业的意志为走向,对国内厂家十分不利。
 
  其四,光通信器件产业发展严重依赖于先进测试仪表、制造装备等基础性行业能力。国内仪表装备厂商基本从事低端设备的开发,精度高、自动化程度高的设备大都严重依赖进口,光通信器件厂家固定资产投资负担过重。
 
  以上种种原因,导致绝大多数中国光通信器件厂家选择“短视”,且顾当下,看重短期利益,难以积累核心技术。目前,光设备和光纤光缆产业已经呈现寡头竞争的局面,光通信器件产业正朝这一趋势发展,如不能够发展出整体竞争力,中国光通信器件产业前途堪忧。
 
  任重道远
 
  报告针对中国光通信器件产业发展困境,提出了结构调整目标:产品由低端走向高端、技术由组装走向核心芯片、市场从国内走向国际,以及培育龙头领军企业和新兴中小企业,推动上下游产业链互联互通。
 
  基于以上目标,要搭建产业技术协作与创新平台,构建长效的创新发展机制:有效整合国内外各类创新资源,建立联合开发、优势互补、成果共享、风险共担的协同创新机制,开展产业前沿技术研究与共性关键技术研发等。加强核心有源激光器、硅基光电子芯片及上游关键材料等设计、制造工艺平台建设与工艺人才培养;突破高密高速等集成封装与测试工艺,实现高端产品产业化;完善技术标准、知识产权体系建设。
 
  笔者认为,光通信器件产业发展方向明确,本身不会出现大的战略误判。根本困难在于,中国产业技术基础过于薄弱,高强度的研发投资存在很大风险,预期回报率偏低,限制了资本的冲动。但是,掌握光通信器件的核心技术,要站在更高的角度去看待其价值,作为建设网络强国的重要一环,国家应该在政策层面予以扶持。
 
  例如,随着硅光子等光子集成技术的未来明晰,美国由政府出面,在2015年7月投资6.1亿美元,成立集成光子学创新机构AIM Photonics,聚合产官学资源,打造标准化的集成光子平台,方便技术扩散。此举体现了美国政府长远的战略眼光,但是中国“风雨不动安如山”,并没有类似计划。
 
  报告针对几十种主要光通信器件产品提出了具体市场目标。例如到2022年,实现400G速率以下产品所用核心光电芯片50%的国产化,市场占有率提升到70%,1T+ 速率光收发模块产品实现市场突破。 总的来说,目标较为激进。要全部或部分实现这样的目标,整个产业任重而道远。


 
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