5G光模块市场：行“提量降本”之道 走“技术深耕”之途
随着全球各地5G网络设施的大规模建设铺开，光模块也成为了这波5G基建狂潮中最先受益的关键板块。据工信部披露，5G室外宏站数量至少是4G的1.2-2倍，根据测算，单个5G宏站光模块需求量为6-8个，如果按照550-580万个宏站计算，光模块需求量则为3300-4600万；而小基站预计也会有数千万个，这也将带来数千万量级的高速光模块需求。但就目前来看，鉴于5G基础设施尚处铺设早期阶段，相关光模块的价格也居高不下。当前形势下，如何从根本上去突破技术不成熟的桎梏，带动5G光模块成本和价格下降成为业界热议的话题。
5G承载致光模块价格“飙升”高成本源于“生”技术
与传统4G光模块不同，5G时代运营商需要部署更大带宽的网络去支持各种大流量数据类应用，因此市场对更高工作速率的光模块以及波分复用光模块的需求会不断增加。从工作速率方面来看，5G承载网络对前传光模块的速率需求从10G增加到了25G，而中传需求也从10G增加到了50G，回传需求则从100G增加至200G甚至400G。这种更高速率的产品需求也自然提升了光模块技术的门槛和应用成本，令相关光模块产品的整体价格居高不下，成为当前5G光模块大规模铺货之路上最亟待解决的难题。
如今，业界普遍都在反映5G承载光模块价格比较昂贵，INNOLIGHT产品管理部总监宋岩解释到：“主要原因在于5G光模块开发周期短，不够成熟，所以价格暂时还比较高。而且，对于目前的光模块厂商来说，研发以及转量产时间日益紧迫，这也对光模块的技术、成本控制、可靠性、成熟度提出了更高的要求。光模块厂商要在更短的时间优化5G网络光模块产品的成本、产能和可靠性，这将会是很大的挑战。考虑到当前，5G光模块降成本挑战更大于4G，因此目前可以部分采用将4G光模块的器件超频用在5G上来解决现阶段的需求问题。”
在推动光模块的研发方面，INNOLIGHT一直在不断加快研发步伐，宋岩表示INNOLIGHT目前正量产交付的有25G、50G、100G、200G、数据中心400G光模块，未来会做前传单通道100G和回传400G光模块，以及相干长距的模块。现有产品既能满足现有网络建设，还可以布局更高速率、更远距离的光模块，产品性能完全可以满足5G承载网的需求。
从根本上来讲，深圳市易飞扬通信技术有限公司某业务负责人认为，5G光模块成本问题最根本的解决手段还是得从技术创新出发，这其中包括网络架构、物理层光器件、网络协议等各个方面的创新。该负责人举例到：“比如4G时代远端射频模块（RRU）和基带处理单元（BBU）之间的信号传输使用CPRI协议，3GPP对应为5G更高的带宽需求新出了新标准eCPRI，前传接口带宽被压缩至25G，这是在网络协议层面降低了成本。25G低成本可调谐激光器对产业链发展的研究、25G/50GDWDM光模块的标准化、25G BiDi光模块的研发都是当前亟待解决的难题。”
除此，可调谐光模块方面，当前在光子集成技术上也面临不少挑战，该负责人进一步剖析称：“因为光子集成芯片集成度还比较低，使得当前市场上没有单片集成20个波长以上的激光器阵列规模应用产品，能够实现大规模和超大规模多波长集成的REC集成激光器阵列技术的商机还没有到来。此外，要真正做出高端激光器芯片的产品，还需要高水准的光芯片制造工艺支持，投入巨大。目前，最大的障碍就是制造工艺上，还需要踏踏实实发挥工匠精神，掌握好至少二流相关光电集成工艺。”
另外，无源光模块方面的产品不成熟也是5G光模块成本居高不下的一大诱因，他表示：“低成本的工业级AAWG仍然是未来WDM-PON网络乃至整个前传领域中的重中之重，并且随着各设备商对布线链路预算的日益减少，高斯型AAWG由于低插损的特性被越来越多的客户所接受，但是在波长偏移量的控制等方面，当前的产品仍不成熟。”
纵然5G基建带来的光模块需求蔚为可观，但在当前形势下，仅凭需求端来驱动成本降低显然是心有余而力不足。毕竟，高成本的根本症结大都在于技术层面的不成熟。正如华工正源营销总监邓宇所言：“目前来看，整个产业链发展不是特别的稳定，包括DSP、chip等方面的供应商产能和成本都没有进入到稳定成熟阶段。只有当价格与成本达到客户与厂商之间的预期，才能进入到大规模起量的阶段，在此之前更多的接触先是在技术层面交流。”因此，编者认为，现阶段业内厂商仍需将大量精力投入底层技术端的攻坚中，去提升产品良率和芯片集成度等以求步步向前迈进，方能摆脱5G光模块的高成本对整体市场造成的影响。
助5G光模块“提量降本”多角度并行突围是关键
不过，随着5G基建狂潮带动下光模块出货量的不断增加，有业内人士预计未来5G光模块价格每年都会出现大规模的下降，并在两三年以后接近4G光模块的价格水平。“4G光模块在使用之初也很贵，但由于大批量出货，价格下降也非常迅速。而5G的应用场景要远广于4G，这么大出货量的带动下光模块的价格下降速度肯定要比4G会更快。”该业内人士对记者表示。
的确，5G能够覆盖的应用场景远不止于智能手机、智能手表以及VR/AR等消费电子领域，汽车、工业、医疗、楼宇甚至整个智慧城市的建设也都需要5G技术来添砖加瓦，应用范围远超4G。如此广袤的应用场景将为5G光模块提供足够的市场空间，让各大5G光模块厂商尽情发挥。但目前而言，5G光模块的底层核心技术及关键量产工艺尚未脱离高成本桎梏，这种情况下，业内厂商要协助运营商共同推进5G基础设施的大规模铺设，究竟有哪些当前形势下可以先期实践的有效措施？
对此，深圳市易飞扬通信技术有限公司某业务负责人告诉记者：“一方面，厂商可以根据不同的传输距离和场景去选择不同的产品，比如短距离的应用场景如果使用支持传输100km的激光器那就显得有些过分；再比如OTN客户侧100m以内的传输场景我们可以使用基于VCSEL激光器和多模光纤的SR产品，10km左右的距离我们可以使用DFB激光器等。另一方面，我们认为简洁的器件设计也十分关键，具体体现在优化无源器件、高度集成模块内部结构等方面，比如非气密性环境的激光器芯片不必使用昂贵的气密性封装管壳、100G CWDM4产品不采用制冷激光器、抗反射的激光器芯片不再使用隔离器等等。”
但更长远来看，深圳市易飞扬通信技术有限公司某业务负责人认为最有效的方法还是实现核心部件的完全国产化，这是降成本最根本所在，同时也是解决长期以来持续困顿本土光模块企业的技术硬伤的关键。他强调：“因为现阶段，光模块中的光学引擎、芯片等核心部件的制备我们依旧十分依赖国外，如果我们能够完全自研核心部件，这将给整个5G市场带去福音。”不过，这需要长期深耕，非一朝一夕之功。
典型如光芯片的自主化方面，国内企业暂不具备高速光芯片的自主能力。毕竟，光芯片是个入局门槛很高的领域，也正因此，其在光模块中成本占比很高，备受业界关注。例如，在低速率光模块/光器件（转换速率小于10Gbps）当中，光芯片的成本占比约为30%左右；而对于高速光模块/光器件（调制速率大于 25Gbps），芯片的成本占比约为50%-60%左右；更高端的产品中，光芯片的成本占比甚至可以达到70%。这也使得如今诸如Finisar、Oclaro、三菱、住友这类一线国外高端光芯片IDM们具备很强的供应链把控能力，并借此优势将光模块的整体毛利率维持在很高水平。
反观国内，真正具备光芯片量产能力的厂商屈指可数，比如光迅科技和海信宽带等少数几家公司。像光迅科技目前能够量产出货的产品也仅为10G DFB/VSCEL以及25G DFB/EM光芯片，在25G以上速率的光芯片国内企业还严重依赖进口，且整体水平相比美日发达国家落后1-2代以上。
这就使得如今国内企业在高端光模块市场的风险越来越高，因为当下，全球因贸易争端而展开的半导体材料和芯片等核心技术断供案例正频频出现。若未来诸如Finisar、Oclaro以及Lumentum这类国外大厂因各种原因再对国内光模块企业断供高端光芯片，无疑将对本土光模块产业甚至整个5G基础设施建设进程造成很大冲击。
因此，高端光芯片的自主替代已时不我待，编者认为，国内光模块企业应更多去思考“断供威胁”，并通过多渠道支持本土有能力研发高端光芯片的企业，以“抱团取暖”的方式来逐渐培养起一些优秀的国内光芯片供应商；另外，像一些有实力的本土光模块企业也应稳扎稳打，在光模块业务取得良好发展的同时也应加强在光芯片领域的布局，比如持续性加大在材料、芯片集成以及元器件等多领域的资本投入，并研发先进的量产工艺去提升产品良率，这样才不至于在日趋激烈的5G光模块市场竞争中被“卡脖儿”。
总之，5G光模块的市场争霸战已经打响，接下来，成本和性价比必然会成为一众光模块玩家们竞逐市场的最关键筹码。随着竞争的不断加剧，编者认为从芯片研发到通信设备的集成，未来拥有较好经济效益的企业也必然会选择在性价比上先发制人，通过发挥资金优势、集成各技术平台以求获得最优的市场和产品竞争力，这对规模较小的企业（尤其是中国企业）来说市场威胁无疑非常致命；另外，原先的设备商（比如华为、中兴）自身也开始研究光模块产品，这也时刻提醒国内专精光模块的器件商需在资本和人才远远落后的情况下，仍然坚持技术创新、简约设计和产品高可靠性，以提高产品的综合竞争力，从而打出让客户接受的极致性价比。如此，才能在渐趋白热化的5G光模块市场占得一席之地。