透視中國光通信器件產(chǎn)業(yè)困境：看到未來(lái)，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(guān)機構的重視。近日，針對光電子器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀和趨勢，工業(yè)和信息化部電子信息司委托相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì )，并組織骨干企業(yè)、研究機構、大專(zhuān)院校、行業(yè)專(zhuān)家等共同編制了《中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)圖(2018-2022年)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《路線(xiàn)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(lèi)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(gè)光通信網(wǎng)絡(luò )的“心臟”，地位十分重要;同時(shí)，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(luò )強國的一大隱患。

  報告咨詢(xún)了多位權威專(zhuān)家教授，基本上代表了對光通信器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀和未來(lái)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(wú)源器件、光模塊與子系統這四大類(lèi)。其中，有源光收發(fā)模塊的產(chǎn)值在光通信器件中占據最大份額，約為65%。不僅規模占據重要位置，光收發(fā)模塊的性能也主導著(zhù)光通信網(wǎng)絡(luò )的升級換代，在接入端、傳輸端等不同細分市場(chǎng)上，均發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。

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

  根據咨詢(xún)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)化率測算數據，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(lài)進(jìn)口。

  從產(chǎn)品技術(shù)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(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)能力，國內光電子企業(yè)目前還處在追趕階段，與國外競爭對手有著(zhù)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(chǎng)商主導，且出現供不應求的局面，而國內基本屬于空白，或者處于研發(fā)階段。

  從核心芯片能力分析，國內企業(yè)目前只掌握了10Gb/s速率及以下的激光器、 探測器、調制器芯片，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(lài)美國、新加坡、 加拿大、中國臺灣、德國、荷蘭等國家和地區，使得我國在國家各級研發(fā)計劃支持下發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)大量流失。由于缺乏完整、穩定的光電子芯片、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(cháng)、效率低，造成我國光通信器件技術(shù)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(gè)。

  其一，國內光通信器件廠(chǎng)家主要集中在中低端市場(chǎng)，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(jià)格競爭使得廠(chǎng)家更加注重短期盈利，無(wú)法獲取大量資金用于長(cháng)期研發(fā)投資;同時(shí)，國內以?xún)r(jià)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(kāi)低價(jià)惡性競爭，并且價(jià)格壓力傳導至上游器件環(huán)節，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈盈利艱難，也直接制約新技術(shù)研發(fā)。這也導致了高端光通信芯片基本被國外廠(chǎng)家壟斷。

  其二，國外廠(chǎng)家通過(guò)收購與兼并等方式，不斷進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈拓展，成功地完成技術(shù)與業(yè)務(wù)轉型，使其產(chǎn)品覆蓋光器件、光模塊領(lǐng)域的幾乎所有環(huán)節，從無(wú)源到有源，從芯片到模塊，把握產(chǎn)業(yè)鏈條的每一個(gè)環(huán)節，牢牢占據產(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(lái)很少見(jiàn)到中國廠(chǎng)家的身影，國內標準普遍參照國際標準執行。這導致了國內廠(chǎng)家話(huà)語(yǔ)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，對國內廠(chǎng)家十分不利。

  其四，光通信器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴重依賴(lài)于先進(jìn)測試儀表、制造裝備等基礎性行業(yè)能力。國內儀表裝備廠(chǎng)商基本從事低端設備的開(kāi)發(fā)，精度高、自動(dòng)化程度高的設備大都嚴重依賴(lài)進(jìn)口，光通信器件廠(chǎng)家固定資產(chǎn)投資負擔過(guò)重。

  以上種種原因，導致絕大多數中國光通信器件廠(chǎng)家選擇“短視”，且顧當下，看重短期利益，難以積累核心技術(shù)。目前，光設備和光纖光纜產(chǎn)業(yè)已經(jīng)呈現寡頭競爭的局面，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(yōu)。

  任重道遠

  報告針對中國光通信器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展困境，提出了結構調整目標：產(chǎn)品由低端走向高端、技術(shù)由組裝走向核心芯片、市場(chǎng)從國內走向國際，以及培育龍頭領(lǐng)軍企業(yè)和新興中小企業(yè)，推動(dòng)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(shù)協(xié)作與創(chuàng )新平臺，構建長(cháng)效的創(chuàng )新發(fā)展機制：有效整合國內外各類(lèi)創(chuàng )新資源，建立聯(lián)合開(kāi)發(fā)、優(yōu)勢互補、成果共享、風(fēng)險共擔的協(xié)同創(chuàng )新機制，開(kāi)展產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)研究與共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)等。加強核心有源激光器、硅基光電子芯片及上游關(guān)鍵材料等設計、制造工藝平臺建設與工藝人才培養;突破高密高速等集成封裝與測試工藝，實(shí)現高端產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化;完善技術(shù)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(huì )出現大的戰略誤判。根本困難在于，中國產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎過(guò)于薄弱，高強度的研發(fā)投資存在很大風(fēng)險，預期回報率偏低，限制了資本的沖動(dòng)。但是，掌握光通信器件的核心技術(shù)，要站在更高的角度去看待其價(jià)值，作為建設網(wǎng)絡(luò )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(zhù)硅光子等光子集成技術(shù)的未來(lái)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(xué)創(chuàng )新機構AIM Photonics，聚合產(chǎn)官學(xué)資源，打造標準化的集成光子平臺，方便技術(shù)擴散。此舉體現了美國政府長(cháng)遠的戰略眼光，但是中國“風(fēng)雨不動(dòng)安如山”，并沒(méi)有類(lèi)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(chǎng)目標。例如到2022年，實(shí)現400G速率以下產(chǎn)品所用核心光電芯片50%的國產(chǎn)化，市場(chǎng)占有率提升到70%，1T+ 速率光收發(fā)模塊產(chǎn)品實(shí)現市場(chǎng)突破。 總的來(lái)說(shuō)，目標較為激進(jìn)。要全部或部分實(shí)現這樣的目標，整個(gè)產(chǎn)業(yè)任重而道遠。

  作者：劉定洲