隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用的發(fā)展，急劇增長的數(shù)據(jù)流量對(duì)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(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略相繼提出，光通信作為最為重要的信息通信基礎(chǔ)設(shè)施之一，在支撐我國社會(huì)信息化、寬帶化建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國方面的作用日益凸顯。我國光通信產(chǎn)業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈布局比較完整，產(chǎn)業(yè)規(guī)模和產(chǎn)品種類不斷擴(kuò)大，競爭力持續(xù)提升，國內(nèi)企業(yè)尤其是華為、中興、烽火等設(shè)備商已充當(dāng)起全球光通信產(chǎn)業(yè)的中堅(jiān)力量。然而不容忽視的是，我國光通信產(chǎn)業(yè)“大”而不“強(qiáng)”，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不均衡，特別是位于產(chǎn)業(yè)鏈源頭的光器件與芯片與發(fā)達(dá)國家存在較大差距，已成為制約我國光通信長足發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。

　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀：企業(yè)群體薄弱，核心技術(shù)缺失，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理

　　光器件及芯片以技術(shù)創(chuàng)新為主導(dǎo)，企業(yè)和產(chǎn)品的技術(shù)實(shí)力是衡量產(chǎn)業(yè)競爭力的重要指標(biāo)。全球范圍來看，美國、日本是主要的研發(fā)基地，位于產(chǎn)業(yè)發(fā)展最前端，在技術(shù)水平、研發(fā)投入、知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面均處于領(lǐng)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(jìn)步，約占據(jù)全球20~25%左右的市場份額，光迅、海信已躋身全球光器件市場份額排名前十強(qiáng)。然而，我國光器件及芯片企業(yè)整體實(shí)力仍然偏弱，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理，大部分企業(yè)徘徊在中低端領(lǐng)域，同質(zhì)化嚴(yán)重，主要依靠價(jià)格優(yōu)勢維持生存。在技術(shù)含量和附加值較高的高速產(chǎn)品方面，如10G以上速率的有源光器件、100G光模塊等，核心技術(shù)缺失，商用化進(jìn)程緩慢，真正具有材料外延生長、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(dǎo)致相應(yīng)的光器件、組件及模塊發(fā)展受到制約，不僅高端產(chǎn)品依賴進(jìn)口，甚至部分中低端產(chǎn)品亦無法實(shí)現(xiàn)完全國產(chǎn)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(chǎn)、封裝測試、以及銷售環(huán)節(jié)向中國轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步擠壓國內(nèi)企業(yè)的市場空間。

　　產(chǎn)業(yè)落后原因：技術(shù)、人才、政策、資金、環(huán)境多層面交融

　　光器件及芯片技術(shù)含量較高，具有研發(fā)投入大、回報(bào)周期長等特征。領(lǐng)先國家中，日本起步較早，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)較強(qiáng)，基礎(chǔ)研究超前，技術(shù)儲(chǔ)備雄厚；美國在光器件方面發(fā)展相對(duì)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(shí)現(xiàn)階躍式發(fā)展，并借助資本市場做大做強(qiáng)，發(fā)展異常迅速。我國光器件及芯片企業(yè)在技術(shù)、人才、政策、資金、環(huán)境等多個(gè)方面與國外領(lǐng)先企業(yè)存在較大差距，幾個(gè)方面相互交融。第一，技術(shù)落后是根本原因。我國在有源器件和高端產(chǎn)品方面長期缺乏積累，如今面對(duì)系統(tǒng)速率、器件集成度日益提高，工藝越來越復(fù)雜，技術(shù)產(chǎn)品升級(jí)換代加快，更顯趕超乏力。另外，對(duì)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(jìn)入，不得不面對(duì)國外產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)低價(jià)規(guī)�；�發(fā)展的殘酷競爭。第二，人才缺口尚待補(bǔ)充。高層次創(chuàng)新型人才整體水平與發(fā)達(dá)國家有較大差距，海外人才引進(jìn)與本土人才培養(yǎng)均有待加強(qiáng)。第三，融資渠道有限。國家對(duì)光器件領(lǐng)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(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)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(nèi)僅有少數(shù)幾家上市企業(yè)。而高端產(chǎn)品研發(fā)需要高投入、長周期，國內(nèi)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(kuò)大產(chǎn)能生存，低利潤水平使其自我供血不足，逐漸失去尖端技術(shù)研發(fā)能力。第四，產(chǎn)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(shù)研發(fā)、信息獲取等方面存在不足。另外，設(shè)備商對(duì)高端國產(chǎn)器件認(rèn)可尚待時(shí)日，上下游公司間的高端合作有限，同時(shí)運(yùn)營商采購政策導(dǎo)致價(jià)格戰(zhàn)彌漫，低價(jià)薄利使光器件芯片企業(yè)的生存空間被不斷擠壓。

　　技術(shù)發(fā)展趨勢：光子集成大勢所趨，硅光子將承擔(dān)重要角色

　　光子集成（PIC）技術(shù)相對(duì)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(shù)的逐步積累以及產(chǎn)業(yè)需求的升溫，PIC進(jìn)入較快發(fā)展時(shí)期，中小規(guī)模PIC已經(jīng)成熟并取得廣泛商用，大規(guī)模PIC集成度已達(dá)到數(shù)百個(gè)元器件。PIC技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的參與企業(yè)涵蓋系統(tǒng)設(shè)備商、光器件芯片制造商、綜合服務(wù)提供商、半導(dǎo)體Foundry等多個(gè)領(lǐng)域，面向電信和數(shù)據(jù)兩大應(yīng)用市場。材料方面，三五族半導(dǎo)體在高速有源器件中廣泛采用，磷化銦是目前唯一能夠?qū)崿F(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�，代表性產(chǎn)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(chǎn)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(shù)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到PIC領(lǐng)域，有效降低成本，提高生產(chǎn)效率，已成為未來PIC重要技術(shù)方向之一。硅光子的代表性技術(shù)產(chǎn)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(jí)光互聯(lián)技術(shù)等。國內(nèi)也有少數(shù)企業(yè)涉足，但規(guī)模有限。硅光子技術(shù)在光源方面尚無可行的技術(shù)路線，目前以混合集成和短距應(yīng)用為主，正不斷發(fā)展成熟，未來將承擔(dān)重要角色。

　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢：挑戰(zhàn)沖擊不斷，產(chǎn)業(yè)鏈整合加劇，競爭格局將持續(xù)演化

　　在光通信全產(chǎn)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(shè)備商不斷介入芯片、模塊領(lǐng)域，對(duì)上游廠商形成巨大沖擊，催生著產(chǎn)業(yè)新格局。另一方面，板上集成（BOSA OBoard）等新技術(shù)的涌現(xiàn)也對(duì)光模塊構(gòu)成重要威脅。面對(duì)上游企業(yè)的分分合合，沒有核心芯片技術(shù)的器件、模塊商將倍受擠壓，可能面臨因供應(yīng)商被收購導(dǎo)致元器件斷貨的重大風(fēng)險(xiǎn)。在光器件及芯片細(xì)分領(lǐng)域，全球范圍內(nèi)廠商眾多、集中度低，市場份額相對(duì)比較分散。近年來并購高潮迭起，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(jìn)；產(chǎn)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(yùn)用最頻繁、效果最明顯的擴(kuò)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(jìn)一步增強(qiáng)了規(guī)模優(yōu)勢。以光迅、海信、華為為代表的國內(nèi)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(chǎn)業(yè)競爭格局將持續(xù)演化。

　　光器件及芯片具有產(chǎn)業(yè)群體性強(qiáng)、技術(shù)壟斷性強(qiáng)、研發(fā)投入大、回報(bào)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(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)做支撐。我國雖擁有全球最大的光通信市場，優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)設(shè)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(zhì)問題。國家、社會(huì)、產(chǎn)學(xué)研各方應(yīng)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(dòng)領(lǐng)域和搶占光通信產(chǎn)業(yè)競爭制高點(diǎn)的重要舉措，突破我國光通信產(chǎn)業(yè)的本質(zhì)薄弱環(huán)節(jié)，助力我國光通信產(chǎn)業(yè)由大變強(qiáng)。

　　作者信息：

　　吳冰冰，北京郵電大學(xué)工學(xué)博士，現(xiàn)擔(dān)任中國信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所科研工程師，主要從事傳送網(wǎng)、光器件和光通信技術(shù)研究。