透視中國光通信器件產(chǎn)業(yè)困境：看到未來，且顧當下

  ICCSZ訊  一直步履艱難的中國光通信器件產(chǎn)業(yè)終于受到了國家相關機構的重視。近日，針對光電子器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，工業(yè)和信息化部電子信息司委托相關行業(yè)協(xié)會，并組織骨干企業(yè)、研究機構、大專院校、行業(yè)專家等共同編制了《中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展路線圖(2018-2022年)》(以下簡稱《路線圖》)，并于2017年12月29日正式發(fā)布。

  這份報告囊括了光通信器件、光纖光纜、特種光纖、光傳感器件、光照明器件、光顯示器件六大類別，我們單談光通信器件。作為光通信產(chǎn)業(yè)鏈不可或缺的一環(huán)，光通信器件是整個光通信網(wǎng)絡的“心臟”，地位十分重要;同時，由于種種原因，中國光通信器件產(chǎn)業(yè)嚴重落后于光系統(tǒng)設備和光纖光纜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，成為打造健壯光通信產(chǎn)業(yè)鏈、建設網(wǎng)絡強國的一大隱患。

  報告咨詢了多位權威專家教授，基本上代表了對光通信器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和未來走向的判斷。那么，從報告里我們可以看到哪些困境?又將如何走出困境，發(fā)展壯大?

  正視差距

  報告介紹，光通信器件按照其物理形態(tài)的不同，可分為芯片、光有源器件、光無源器件、光模塊與子系統(tǒng)這四大類。其中，有源光收發(fā)模塊的產(chǎn)值在光通信器件中占據(jù)最大份額，約為65%。不僅規(guī)模占據(jù)重要位置，光收發(fā)模塊的性能也主導著光通信網(wǎng)絡的升級換代，在接入端、傳輸端等不同細分市場上，均發(fā)揮著至關重要的作用。

  近十年來，我國的光通信產(chǎn)業(yè)取得了迅猛發(fā)展和驕人成績，國產(chǎn)光通信設備廠家在全球光通信設備市場份額中占據(jù)第一的位置。但是光通信器件產(chǎn)業(yè)與國際領先水平還有較大差距，目前國內(nèi)核心的光通信芯片及器件仍然嚴重依賴于進口，高端光通信芯片與器件的國產(chǎn)化率不超過10%，“大而不強”的問題突出。

  根據(jù)咨詢機構以及行業(yè)供給情況給出的光收發(fā)模塊、光芯片、電芯片國產(chǎn)化率測算數(shù)據(jù)，10Gb/s速率的光芯片國產(chǎn)化率接近50%，25Gb/s 及以上速率的國產(chǎn)化率遠遠低于 10Gb/s速率，國內(nèi)供應商可以提供少量的25Gb/s PIN器件/APD器件外，25Gb/s DFB激光器芯片剛剛完成研發(fā)。25Gb/s速率模塊使用電芯片基本依賴進口。

  從產(chǎn)品技術分析，國外的競爭對手在高端光通信器件方面都具備了相關產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)能力，國內(nèi)光電子企業(yè)目前還處在追趕階段，與國外競爭對手有著較大的差距。當前全球光通信行業(yè)的高端器件產(chǎn)品幾乎全部由美國、日本廠商主導，且出現(xiàn)供不應求的局面，而國內(nèi)基本屬于空白，或者處于研發(fā)階段。

  從核心芯片能力分析，國內(nèi)企業(yè)目前只掌握了10Gb/s速率及以下的激光器、 探測器、調(diào)制器芯片，以及PLC/AWG芯片的制造工藝以及配套IC的設計、封測能力，整體水平與國際標桿企業(yè)還有較大差距，尤其是高端芯片能力比美日發(fā)達國家落后1-2代以上。而且，我國光電子芯片流片加工嚴重依賴美國、新加坡、 加拿大、中國臺灣、德國、荷蘭等國家和地區(qū)，使得我國在國家各級研發(fā)計劃支持下發(fā)展的關鍵技術大量流失。由于缺乏完整、穩(wěn)定的光電子芯片、器件加工工藝平臺以及工藝人才隊伍，國內(nèi)還難以形成完備的標準化光通信器件研發(fā)體系，導致芯片研發(fā)周期長、效率低，造成我國光通信器件技術與國外差距逐漸擴大。

  且顧當下

  中國光通信器件產(chǎn)業(yè)與全球存在巨大差距的原因，主要有四個。

  其一，國內(nèi)光通信器件廠家主要集中在中低端市場，以組裝代工為主，產(chǎn)品附加值不高，同質(zhì)化嚴重，激烈的價格競爭使得廠家更加注重短期盈利，無法獲取大量資金用于長期研發(fā)投資;同時，國內(nèi)以價格為導向的集采招標模式，設備、纖纜企業(yè)為了搶占份額展開低價惡性競爭，并且價格壓力傳導至上游器件環(huán)節(jié)，整個產(chǎn)業(yè)鏈盈利艱難，也直接制約新技術研發(fā)。這也導致了高端光通信芯片基本被國外廠家壟斷。

  其二，國外廠家通過收購與兼并等方式，不斷進行產(chǎn)業(yè)鏈拓展，成功地完成技術與業(yè)務轉型，使其產(chǎn)品覆蓋光器件、光模塊領域的幾乎所有環(huán)節(jié)，從無源到有源，從芯片到模塊，把握產(chǎn)業(yè)鏈條的每一個環(huán)節(jié)，牢牢占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的高端。中國光通信器件產(chǎn)業(yè)整體起步晚，在諸多方面存在欠缺。

  其三，在光通信器件與模塊的國際標準制定中，一直以來很少見到中國廠家的身影，國內(nèi)標準普遍參照國際標準執(zhí)行。這導致了國內(nèi)廠家話語權的缺失，使得標準和行業(yè)發(fā)展以眾多國外大企業(yè)的意志為走向，對國內(nèi)廠家十分不利。

  其四，光通信器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴重依賴于先進測試儀表、制造裝備等基礎性行業(yè)能力。國內(nèi)儀表裝備廠商基本從事低端設備的開發(fā)，精度高、自動化程度高的設備大都嚴重依賴進口，光通信器件廠家固定資產(chǎn)投資負擔過重。

  以上種種原因，導致絕大多數(shù)中國光通信器件廠家選擇“短視”，且顧當下，看重短期利益，難以積累核心技術。目前，光設備和光纖光纜產(chǎn)業(yè)已經(jīng)呈現(xiàn)寡頭競爭的局面，光通信器件產(chǎn)業(yè)正朝這一趨勢發(fā)展，如不能夠發(fā)展出整體競爭力，中國光通信器件產(chǎn)業(yè)前途堪憂。

  任重道遠

  報告針對中國光通信器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展困境，提出了結構調(diào)整目標：產(chǎn)品由低端走向高端、技術由組裝走向核心芯片、市場從國內(nèi)走向國際，以及培育龍頭領軍企業(yè)和新興中小企業(yè)，推動上下游產(chǎn)業(yè)鏈互聯(lián)互通。

  基于以上目標，要搭建產(chǎn)業(yè)技術協(xié)作與創(chuàng)新平臺，構建長效的創(chuàng)新發(fā)展機制：有效整合國內(nèi)外各類創(chuàng)新資源，建立聯(lián)合開發(fā)、優(yōu)勢互補、成果共享、風險共擔的協(xié)同創(chuàng)新機制，開展產(chǎn)業(yè)前沿技術研究與共性關鍵技術研發(fā)等。加強核心有源激光器、硅基光電子芯片及上游關鍵材料等設計、制造工藝平臺建設與工藝人才培養(yǎng);突破高密高速等集成封裝與測試工藝，實現(xiàn)高端產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化;完善技術標準、知識產(chǎn)權體系建設。

  筆者認為，光通信器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向明確，本身不會出現(xiàn)大的戰(zhàn)略誤判。根本困難在于，中國產(chǎn)業(yè)技術基礎過于薄弱，高強度的研發(fā)投資存在很大風險，預期回報率偏低，限制了資本的沖動。但是，掌握光通信器件的核心技術，要站在更高的角度去看待其價值，作為建設網(wǎng)絡強國的重要一環(huán)，國家應該在政策層面予以扶持。

  例如，隨著硅光子等光子集成技術的未來明晰，美國由政府出面，在2015年7月投資6.1億美元，成立集成光子學創(chuàng)新機構AIM Photonics，聚合產(chǎn)官學資源，打造標準化的集成光子平臺，方便技術擴散。此舉體現(xiàn)了美國政府長遠的戰(zhàn)略眼光，但是中國“風雨不動安如山”，并沒有類似計劃。

  報告針對幾十種主要光通信器件產(chǎn)品提出了具體市場目標。例如到2022年，實現(xiàn)400G速率以下產(chǎn)品所用核心光電芯片50%的國產(chǎn)化，市場占有率提升到70%，1T+ 速率光收發(fā)模塊產(chǎn)品實現(xiàn)市場突破。 總的來說，目標較為激進。要全部或部分實現(xiàn)這樣的目標，整個產(chǎn)業(yè)任重而道遠。

  作者：劉定洲