華為、中興海外遭難，都因我國(guó)這個(gè)器件存“短板”？

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在云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的推動(dòng)下，光通信市場(chǎng)開始進(jìn)入到高速成長(zhǎng)期，細(xì)數(shù)光通信的發(fā)展已有數(shù)十年之久，產(chǎn)業(yè)鏈布局已比較完善，產(chǎn)業(yè)規(guī)模和產(chǎn)品種類呈現(xiàn)不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)。

光通信行業(yè)按傳輸介質(zhì)的不同，可分為大氣激光通信和光纖通信，由光器件、光通信設(shè)備和光纖光纜構(gòu)成。

光器件：為光通信上游，是光設(shè)備的核心器件，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的產(chǎn)生、調(diào)制、探測(cè)、連接、波長(zhǎng)復(fù)用和解復(fù)用、光路轉(zhuǎn)換、信號(hào)放大、光電轉(zhuǎn)換等功能，是光通信發(fā)展的重要根基。

光通信設(shè)備：由各種光器件構(gòu)成，包括完成光電信號(hào)轉(zhuǎn)換、傳輸和收發(fā)的設(shè)備以及配線連接、分配設(shè)備等，常用的光通信設(shè)備有光終端收發(fā)機(jī)、光路由、交換機(jī)、光纖配線產(chǎn)品、光纜終端盒等。

本期《芯榜單》我們就來說說光通信的核“芯”。

光通信歷史，1970 年開始新里程
與非網(wǎng)小編先帶大家看看光通信的發(fā)展，這樣對(duì)光器件的榜單情況能有更好的理解。

1880 年，亞歷山大·格拉漢姆·貝爾發(fā)明利用光波為載體傳輸語音信息的“光電話”，由此證明光波作為載體可進(jìn)行信息的傳遞，現(xiàn)代光通信都源于這個(gè)雛型。但受沒有可靠的高強(qiáng)度光源、沒有穩(wěn)定的低損耗傳輸介質(zhì)的限制，光通信一直被“擱淺”在實(shí)驗(yàn)室，與實(shí)用階段隔著一道屏障。

而這一“擱淺”就是 80 年，直到 1960 年 7 月，美國(guó)科學(xué)家希奧多·哈羅德·梅曼發(fā)明了第一個(gè)紅寶石激光器，光通信才真正從理論的層面轉(zhuǎn)向?qū)嵸|(zhì)性階段。當(dāng)然，這也引發(fā)全球激光通信研究熱。

隨著研發(fā)的進(jìn)展，傳輸距離更長(zhǎng)、抗干擾能力更強(qiáng)、通信容量更大的傳輸介質(zhì)成為光通信迅速落地的關(guān)鍵，于是空心光波導(dǎo)管、透鏡（或反射鏡）陣列等均被嘗試。

在陷入一片絕望之時(shí)，1966 年英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電信研究所的華裔科學(xué)家高錕博士發(fā)表了一篇奠定光纖通信基礎(chǔ)的重要論文，指出：
光導(dǎo)纖維的高損耗不是其本身固有的，而是由材料中所含雜質(zhì)引起的，如果降低材料中的雜質(zhì)含量，便可極大地降低光纖損耗。

他預(yù)言，通過降低材料雜質(zhì)含量和改造工藝，可使光纖損耗下降到 20 dB/km；通過原材料的提純能制造出適于長(zhǎng)距離通信使用的低損耗光纖。

在此理論的指導(dǎo)下，美國(guó)康寧于 1970 年制成了衰減為 20 dB/km 低損耗石英光纖。

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1970 也是光器件的新里程，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室、日本電氣 NEC 和蘇聯(lián)先后研制成功室溫下連續(xù)工作的雙異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器,從光通信從實(shí)驗(yàn)室研究真正走了出來。

1970 年被稱為光通信的“元年”。

光器件，中國(guó)竟在有源上跟丟了
相對(duì)于傳輸介質(zhì)，光器件的發(fā)展卻似乎沒有這么坎坷。

發(fā)達(dá)國(guó)家在 1975 年后逐步形成光器件產(chǎn)業(yè)，中國(guó)光器件產(chǎn)業(yè)僅僅是晚了 5 年，無論是有源器件，還是無源器件，都足以滿足國(guó)家光纖通信發(fā)展初期科研和工程需要。然而，隨著時(shí)間的推移，由于科研投入不夠、工業(yè)制造薄弱等原因，我們就被狠狠甩在后面，在高端產(chǎn)品與核心技術(shù)方面尤為薄弱。

光器件分為有源器件與無源器件兩類。

從產(chǎn)業(yè)鏈角度來看，光器件又分為光芯片、光組件、光器件和光模塊。光模塊是廣義的光有源器件，由光器件、功能電路和光接口組件等組成，其中的光器件包括 TOSA 和 ROSA 兩部分。光模塊的功能就是光電轉(zhuǎn)換，發(fā)送端把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，通過光纖傳送后，接收端再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

光有源器件

光有源器件是光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的器件，相當(dāng)于光傳輸系統(tǒng)的心臟，包括光源 / 激光器、光檢測(cè)器、光放大器及光調(diào)制器。

光源 / 激光器是電信號(hào)轉(zhuǎn)光信號(hào)的核心器件，主流激光器有 VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）、DFB（分布反饋激光器）和 EML（電吸收調(diào)制激光器）。

我國(guó)光有源器件的研發(fā)始于 20 世紀(jì) 70 年代，恰是高新技術(shù)對(duì)中國(guó)封鎖與禁運(yùn)的“巴統(tǒng)”時(shí)期。中科院半導(dǎo)體研究所、武漢郵電科學(xué)研究院等研制出波長(zhǎng)為 850 nm 的短波長(zhǎng)激光器，隨后 1310 和 1550 nm 的長(zhǎng)波長(zhǎng)激光器問世。

1993 年后，“巴統(tǒng)”時(shí)期結(jié)束，國(guó)外的光有源器件開始大量涌入中國(guó)市場(chǎng)。

目前，我國(guó)只有寥寥幾家能自主生產(chǎn)激光器和探測(cè)器管芯，而且僅限于 10 Gbit/s 以下速率。通信設(shè)備及系統(tǒng)所需的高速率管芯、單元器件及摻鉺光纖均需要進(jìn)口。

光無源器件

光無源器件用以實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的連接、耦合、分路、波長(zhǎng)復(fù)用等功能，但無需進(jìn)行光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的光器件，包括用量非常大但技術(shù)門檻較低的光纖連接器、光分路器，也包括門檻相對(duì)較高的光開關(guān)、波分復(fù)用解復(fù)用器、光衰減器，光無源器件種類繁多。

光衰減器可分為固定光衰減器（FOA）和可變光衰減器(VOA)兩大類，F(xiàn)OA 只能對(duì)光功率進(jìn)行預(yù)定量的衰減，而 VOA 既能對(duì)光功率進(jìn)行預(yù)定量的衰減，也能對(duì)光功率進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，因此 VOA 已日漸成為主流。

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隨著 1970 年后光纖技術(shù)的出現(xiàn)，我國(guó)無源光器件的研發(fā)也啟程。通過中國(guó)電子科技集團(tuán)第 23 研究所、武漢郵電科學(xué)研究院固體器件研究所等組織機(jī)構(gòu)的努力，我國(guó)光通信系統(tǒng)中所用的光連接器和光耦合器絕大部分都是國(guó)產(chǎn)的。

盡管光無源器件的產(chǎn)業(yè)發(fā)展似乎比光有源器件要迅猛，但問題也是很多，比如光纖連接器用陶瓷套管的毛坯需要進(jìn)口、光纖連接器技術(shù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)幾乎為零。隨著不斷努力，如今中國(guó)無源器件的水平與國(guó)外的差距不大，甚至達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，比如陶瓷套管 / 插芯、光收發(fā)接口等組件，我國(guó)是全球最大的生產(chǎn)產(chǎn)地。

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全球格局及未來趨勢(shì)
美日是光器件主要研發(fā)地，掌握產(chǎn)業(yè)最前端技術(shù)，相關(guān)廠商數(shù)量相對(duì)較多。目前，全球有 200 多家光器件廠商，這是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈的市場(chǎng)。隨著兼容并購(gòu)，市場(chǎng)集中度也將提高。

近年來，華為、中興屢遭受美國(guó)商務(wù)部調(diào)查，其背后與我國(guó)核心元器件缺失有著直接關(guān)系，我國(guó)光器件產(chǎn)業(yè)亟待升級(jí)。

目前，在國(guó)內(nèi)以華為、中興和烽火通信為代表的企業(yè)已開始實(shí)行“一體化”戰(zhàn)略，積極向芯片領(lǐng)域布局，提升一體化能力，這必將提高公司的競(jìng)爭(zhēng)力，降低成本，保障貨源，進(jìn)一步提升企業(yè)的盈利能力。

不難預(yù)料，光通信產(chǎn)業(yè)也將會(huì)由低門檻、低利潤(rùn)率的光纖光纜向高門檻、高利潤(rùn)率的核心器件和一體化延伸。光器件集成化與智能化是未來的主方向，光系統(tǒng)設(shè)備總成本中，光器件占比不斷上升，達(dá)到 30%指日可待。根據(jù) LightCounting 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中心用光模塊的市場(chǎng)增速未來保持 30%-50%增長(zhǎng)，到 2021 年整個(gè)市場(chǎng)預(yù)計(jì)會(huì)由 2014 年的 16 億美元增長(zhǎng)至 49 億美元。

芯榜單
本期《芯榜單》與非小編將帶大家看看此行業(yè)的領(lǐng)袖企業(yè)。

Finisar
Finisar Corporation 是一家在光通信器件和子系統(tǒng)領(lǐng)域的全球技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。這些產(chǎn)品可在網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、無線和有線電視應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)高速語音、視頻和數(shù)據(jù)通信。Finisar 光產(chǎn)品包括：收發(fā)器、有源線纜、WSSROADM、光測(cè)試設(shè)備和有源及無源器件。

Avago
Avago 成立于 2005 年，總部位于美國(guó)加州圣何塞。1999 年，惠普（HP）將測(cè)試部門獨(dú)立出來，成為后來的 Agilent（安捷倫），2005 年末，安捷倫又將其半導(dǎo)體產(chǎn)品事業(yè)部分割，獨(dú)立成為 Avago（安華高）。Avago 的光通信業(yè)務(wù)主要包括光器件（激光器等），光模塊和 AOC 有源光纜。

Lumentum（由 JDSU 拆分出來）
JDSU 成立于 1981 年，經(jīng)過 20 余年的發(fā)展，不斷推行收購(gòu)的戰(zhàn)略，逐步成為全球光電企業(yè)的龍頭企業(yè)。為目前全球最大光纖零件供應(yīng)商，光通訊領(lǐng)域巨頭之一。2015 年獨(dú)立 CCOP 業(yè)務(wù)部門被命名為 Lumentum，定位于光通信和商用激光器的全球領(lǐng)導(dǎo)者。

Oclaro
Oclaro 是由原兩大光通訊元器件供應(yīng)商 Bookham 和 Avanex 合并而成。其公司總部設(shè)在美國(guó)加利福尼亞州的圣何塞市，公司設(shè)計(jì)、制造和銷售廣泛應(yīng)用于通信、數(shù)據(jù)傳輸、航空航天、半導(dǎo)體、傳感、國(guó)防和科研等領(lǐng)域的光元件、光模塊和光學(xué)子系統(tǒng)產(chǎn)品。產(chǎn)品種類包括：半導(dǎo)體激光器、光放大器、光發(fā)送器、光接收器、光收發(fā)模塊、高功率激光二極管、垂直腔表面發(fā)射激光器及先進(jìn)的光子測(cè)量工具等。

住友
住友電工橫濱制作所同時(shí)也是住友電工品牌光纖、連接器、熔接機(jī)等光通信產(chǎn)品的生產(chǎn)據(jù)點(diǎn)和研發(fā)中心。住友電工光器件(無錫) 主要生產(chǎn)加工光機(jī)器相關(guān)的新型電子元器件，如：光纖連接器、光耦合器、光線模塊。

光迅科技
武漢光迅科技股份有限公司是中國(guó)最大光通信器件供貨商，其前身是 1976 年成立的郵電部固體器件研宄所。2001 年，原固體器件研究所改制成立武漢光迅科技有限責(zé)任公司，2004 年，依法整體變更為武漢光迅科技股份有限公司，2009 年 8 月，在深圳證券交易所掛牌上市。光迅科技主要從事光器件、光通信子系統(tǒng)以及光通信儀表的研究，開發(fā)，生產(chǎn)，銷售和技術(shù)服務(wù)，主要產(chǎn)品是光纖放大器、DWDM 產(chǎn)品、光連接器、光模塊及其他光有源、無源器件。

無錫愛沃富
無錫愛沃富是由香港立偉科技有限公司和英國(guó)智能實(shí)業(yè)有限公司，于 2006 年 6 月投資 1000 余萬兀（并于 2011 年增資到 4500 萬萬）共同組建成立的高科技光通信生產(chǎn)制造企業(yè)，專業(yè)從事光無源器件的研發(fā)和生產(chǎn)。無錫愛沃富的主要產(chǎn)品包括：平面光波導(dǎo)分路器(PLC splitter)、拉錐型分路器（FBT）、波分復(fù)用器、光環(huán)行器、光隔離器、增益平坦濾波器、光開關(guān)等。

波若威
波若威科技股份有限公司總部位于中國(guó)臺(tái)灣新竹科學(xué)園區(qū)內(nèi)，是專業(yè)從事光器件 OEM/ODM 研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的公司，在廣東省中山市設(shè)有大型的生產(chǎn)基地。波若威于 2012 年 12 月在中國(guó)臺(tái)灣證券柜臺(tái)買賣市場(chǎng)上柜交易。波若威產(chǎn)品包括：光纖準(zhǔn)直器、光纖隔離器、光纖耦合器、密集波分復(fù)用器、粗式波分復(fù)用器、摻鉺光纖放大器、發(fā)模塊等。

昂納光通信
昂納光通信（集團(tuán)）有限公司成立于 20 年 10 月，于 2010 年 4 月在香港主板上市。昂納光通信的產(chǎn)品范田包括光無源網(wǎng)絡(luò)子器件、器件、模塊和子系統(tǒng)產(chǎn)品。

新飛通（NeoPhotonics）
新飛通公司是光子集成電路器件、模塊及子系統(tǒng)領(lǐng)先的研發(fā)商及垂直整合生產(chǎn)商，紐約證券交易所上市公司，其產(chǎn)品包括 40G/100G 模塊、光集成器件、MEMS 模塊、FTTH 收發(fā)器、電信收發(fā)器、可調(diào)諧激光器等。新飛通的全球總部位于美國(guó)加州圣何塞，中國(guó)深圳（NeoPhotonics 子公司一一深圳新飛通光電子技術(shù)有限公司）是其工程管理與生產(chǎn)設(shè)施所在地。

博創(chuàng)科技
2007 年被認(rèn)定為浙江省高新技術(shù)企業(yè)，2008 年被認(rèn)定為國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，并于 2011 年通過高新技術(shù)企業(yè)復(fù)審，2014 年再次被認(rèn)定為國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)。開發(fā)和完善 PLC 光分路器的制造技術(shù)和工藝，同時(shí)自主研發(fā)了其他 PLC 集成光電子器件如 AWG、VOA、VMUX 等的制造技術(shù)，并積極展開 MEMS 光器件的研制與開發(fā)。在 PLC 集成光電子器件領(lǐng)域具有技術(shù)領(lǐng)先、工藝完整成熟的優(yōu)勢(shì)。

本期《芯榜單》就到這里，下期見！

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