1年暴漲10倍，滿手訂單震驚英特爾，中國力量正在崛起

祥茂光電AAOI——號稱高速光模塊“蘋果”

祥茂光電（公司全名：Applied Optoelectronics,簡稱AAOI）成立于1997年2月，2013年9月在納斯達克上市。公司總部位于美國德克薩斯州硅谷的非核心區(qū)域，是一家設(shè)計、研發(fā)和制造光通信垂直一體化光器件供應(yīng)商，主要是光模塊制造，而非光芯片生產(chǎn)。目前公司擁有2776名員工，其中美國有287人、中國臺灣1218人以及中國大陸地區(qū)1271人。目前，AAOI在美國的德克薩斯、中國的寧波和中國臺灣臺北市建有工廠：美國工廠主要生產(chǎn)激光芯片（利用公司的MBE和MOCVD工藝）、光學(xué)組件、元器件等。公司激光設(shè)計團隊位于美國，公司的激光芯片僅在美國生產(chǎn)。臺灣工廠主要用于生產(chǎn)光學(xué)器件（例如蝴蝶激光器）以及用于數(shù)據(jù)中心等場景的光模塊。位于中國寧波的工廠主要利用人力成本優(yōu)勢生產(chǎn)勞動密集型的光學(xué)產(chǎn)品例如光學(xué)組件（OSA）、用于CATV市場的發(fā)射器和室外設(shè)備等。創(chuàng)始人林志祥是一位美籍華人，出生自臺灣臺南，出國后在美國教書，隨后創(chuàng)立了AOI公司。早期客戶主要是美國的廣電運營商，收入主要來自于為廣電運營商的光節(jié)點設(shè)備（Cisco和Arris提供）提供低速光模塊。這種情況一直持續(xù)到2013年，相當于公司成立后的16年里，都在陪著廣電運營商苦苦度日，2013年收入才達到7840萬美元，影響力全球排名前十開外，股價一度跌至8美元。

據(jù)悉，AAOI公司有自己的垂直供應(yīng)鏈體系。從光學(xué)激光芯片、光學(xué)組件、子系統(tǒng)設(shè)備到模塊封裝公司都可以自給自足，僅有原材料和小部分器件需要外部采購，在這種模式下公司產(chǎn)品開發(fā)周期縮短，對客戶的響應(yīng)速度也得到提升，同時生產(chǎn)成本也得到有效降低。此外，其工廠還具備特殊的半導(dǎo)體激光器生產(chǎn)工藝。在激光制造過程中融合了MBE和MOCVD兩種工藝，其中公司在MBE工藝上擁有專利權(quán)。MBE相比MOCVD在更低的溫度下，用固相材料替代氣態(tài)材料工藝用于晶圓生長，其效果可以提高激光器的使用壽命、提升效率并降低了工作時溫度。AAOI認為，這項生產(chǎn)工藝相比競爭對手是獨有的，且競爭對手很難在短時間復(fù)制模仿。

而從2016年底到8月初，AAOI抓住了數(shù)據(jù)中心光網(wǎng)絡(luò)換代升級的歷史機遇。短短12個月時間，如今，AAOI飛奔到排名全球前五，股價最高到達100美元，股價增長超過10倍。主要是受益于網(wǎng)絡(luò)通信需求大爆炸，40G產(chǎn)品提前1季，100G產(chǎn)品提前1年，訂單需求快速成長，訂單塞滿整個工廠，云端及數(shù)據(jù)中心占營收55%，最大客戶有微軟（Microsoft）、亞馬遜（AWS），2016年兩家公司收入比重分別為54.6%、18.3%。AAOI有望在未來3年時間內(nèi)成為全球數(shù)據(jù)中心市場光收發(fā)模塊第一大供應(yīng)商，成為光通訊產(chǎn)業(yè)的“蘋果”。

數(shù)據(jù)中心新建和改造，高速光模塊急缺

數(shù)據(jù)中心的增長對光通信模塊提出了更高的要求：首先得高速，從10G到現(xiàn)在的40G、100G，甚至以后的400G；其次，耗電要低，成本不能高，因為數(shù)據(jù)中心的最大成本來自電力使用，而各機架之間、同一機架上的不同機器，都需要密集部署光通信模塊，采購量相較于傳統(tǒng)基站來說是成指數(shù)倍增長，并且?guī)啄旰蠖夹枰匦赂鼡Q，客戶復(fù)購率高。再加上人工智能云出現(xiàn)，GPU被大規(guī)模用于并行計算，相對應(yīng)服務(wù)器之間的傳輸量和對光通訊模塊的需求也同步增長。

根據(jù)Synergy Research Group數(shù)據(jù)，截至2016年12月，全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心數(shù)量達到300家，分別由24家互聯(lián)網(wǎng)巨頭運營。根據(jù)思科發(fā)布的GlobalCloudIndex報告，至2020年全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心數(shù)量將達到485家，且屆時全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心所運行的服務(wù)器將占到全球數(shù)據(jù)中心的47%，所處理數(shù)據(jù)流量將占到全球數(shù)據(jù)中心的53%。

根據(jù)LightCounting公司預(yù)計Amazon、Facebook、Google、Microsoft四家公司以太網(wǎng)光模塊采購金額將從2016年的5億美元增長到2017年的10億美元，其中100G光模塊的采購量將在17年快速提升，供不應(yīng)求將持續(xù)到2018年；200G和400G模塊的采購也將分別從2019年、2021年開始體現(xiàn)，2021年開始實現(xiàn)規(guī)模發(fā)貨。目前，AAOI正在臺灣投資建設(shè)新制造基地，公司已開發(fā)出SFP系列5G光模塊、SFP+系列10G光模塊、QSFP+系列40G和QSFP28系列100G光模塊等多款針對不同應(yīng)用場景的光模塊產(chǎn)品。大型數(shù)據(jù)中心運營商近年來持續(xù)加大數(shù)據(jù)中心通信網(wǎng)絡(luò)的改造力度，AAOI的數(shù)據(jù)中心收入主要來自于40Gbps和100Gbps的高速光模塊銷售，不過最近AWS對AAOI的100G產(chǎn)品報價表現(xiàn)不滿。

同時，AAOI也積極研發(fā)下一代200G/400G光模塊產(chǎn)品。在今年的美國光纖通訊展覽會及研討會（OFC）上，AAOI也展示多款200G和100G產(chǎn)品：200G SR8 Active Optical Cables；200G On-Board Optics；200G CWDM Optics (2x100G CWDM4)；100G µQSFP Active Optical Cables，部分200G產(chǎn)品已收到初始訂單。

英特爾100G硅光模塊出貨，挑戰(zhàn)傳統(tǒng)廠商

數(shù)據(jù)中心事業(yè)部現(xiàn)在是英特爾最好的一塊業(yè)務(wù)，不僅在3D NAND產(chǎn)品生產(chǎn)和開發(fā)3D XPoint產(chǎn)品方面投入了大量資金，而且隨著市場對高速光模塊的需求快速放大，英特爾早已垂涎不已，其硅光子技術(shù)也終于有了用武之地。

公開資料顯示，硅光子技術(shù)已經(jīng)問世超過十年，并非英特爾獨有，基于硅和硅基襯底材料（如SiGe/Si、SOI等），利用現(xiàn)有CMOS工藝進行光器件開發(fā)和集成的新一代技術(shù)，結(jié)合了集成電路技術(shù)的超大規(guī)模、超高精度制造的特性和光子技術(shù)超高速率、超低功耗的優(yōu)勢，是應(yīng)對摩爾定律失效的顛覆性技術(shù)。這種組合得力于半導(dǎo)體晶圓制造的可擴展性，因而能夠降低成本。硅光子架構(gòu)主要由硅基激光器、硅基光電集成芯片、主動光學(xué)組件和光纖封裝完成，使用該技術(shù)的芯片中，電流從計算核心流出，到轉(zhuǎn)換模塊通過光電效應(yīng)轉(zhuǎn)換為光信號發(fā)射到電路板上鋪設(shè)的超細光纖，到另一塊芯片后再轉(zhuǎn)換為電信號。

硅光子（SiP）實現(xiàn)廉價且規(guī)模生產(chǎn)的光連接，從根本上改變光器件和模塊行業(yè)。未來三五年內(nèi)，這種情況還不會發(fā)生，但硅光子技術(shù)可能在下個十年證明它是破壞性?；诠韫庾拥墓膺B接與電子ASIC、光開關(guān)，或者（可能）新的量子計算設(shè)備的集成，將打開一個廣闊的創(chuàng)新前沿。

但是在支持者眼中，硅光子幾乎是光通信走向集成的唯一選擇。一方面是因為在硅光子領(lǐng)域已經(jīng)走得很遠，尤其是美國，英特爾在2016年最后一屆IDF上推出的100G硅光子收發(fā)器令業(yè)界震撼，此次100G硅光子收發(fā)器被譽為硅光子史上的革命突破。硅光模塊備受互聯(lián)網(wǎng)巨頭看好，并且已經(jīng)開始積極推動，AWS不惜投入巨資自研光模塊，未來將會是大勢所趨。

目前，美國和日本走在硅光子技術(shù)的商用化和研發(fā)前列。日本在高密度集成技術(shù)和調(diào)制器等的小型化方面世界領(lǐng)先，在CMOS兼容發(fā)光技術(shù)和光子結(jié)晶的開發(fā)方面的成果也震撼全球，也就是說硅光模塊制造（Optical Coupling光路耦合）設(shè)備必須到日本購買。現(xiàn)階段，硅光子市場不算太大，2015年的銷售額不到4千萬美元，實際上只有幾家公司在開放市場上出貨產(chǎn)品，其中包括Mellanox、思科(Cisco)、Luxtera、英特爾(Intel)、意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)、Acacia與Molex等，都是這一市場的主導(dǎo)業(yè)者。預(yù)計到2022年，硅光子光收發(fā)器市場將超20億美元，在全球光收發(fā)器市場中占比超20%。

據(jù)悉，英特爾100G硅光子收發(fā)器已經(jīng)開始量產(chǎn)，不過遠遠達不到傳統(tǒng)光模塊廠商的90%良率。受設(shè)備、良率等問題制約，硅光模塊短期內(nèi)很難和傳統(tǒng)光模塊競爭。

高速光模塊，中國力量正在崛起

光模塊由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分是：輸入一定碼率的電信號經(jīng)內(nèi)部的驅(qū)動芯片處理后驅(qū)動半導(dǎo)體激光器(LD)或發(fā)光二極管(LED)發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號，其內(nèi)部帶有光功率自動控制電路，使輸出的光信號功率保持穩(wěn)定。接收部分是：一定碼率的光信號輸入模塊后由光探測二極管轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)前置放大器后輸出相應(yīng)碼率的電信號。

受益于全球網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)據(jù)通信需求增加以及IDC市場的持續(xù)增長，IDC的高增速帶動國內(nèi)光模塊市場發(fā)展速度略快于國外市場。中國廠商在100G光模塊領(lǐng)域已有產(chǎn)品問世，有望借此望彎道超車。

早期的國內(nèi)市場，電信行業(yè)客戶一家獨大，雖然有光通信模塊公司，但大部分都在低端制造上競爭。在2008年4月，劉圣在蘇州工業(yè)園區(qū)創(chuàng)辦蘇州旭創(chuàng)科技有限公司，總投資700萬美金，公司主要以海歸光電專家博士來領(lǐng)隊，致力于打造中國領(lǐng)先的高端光通訊模塊（10G/40G/100G）設(shè)計制造企業(yè)。之前，劉圣從清華大學(xué)、中科院自動化研究所和美國喬治亞理工大學(xué)先后攻讀完本科、碩士和博士后，曾擔任過美國Pine Photonics公司中國研發(fā)中心負責人，以及美國Opnext公司產(chǎn)品研發(fā)部高級經(jīng)理，帶領(lǐng)團隊研發(fā)出了世界上最早的10GLRM X2產(chǎn)品并最先獲得一流系統(tǒng)公司Cisco的認證，已具備多年高速光通訊模塊的研發(fā)和管理經(jīng)驗。

在2014年9月30日，Google Capital在中國市場上進行的第一次投資就給到了旭創(chuàng)科技，同時，旭創(chuàng)科技也是谷歌數(shù)據(jù)中心的光模塊供應(yīng)商。其核心技術(shù)包括Chip on Board （COB）光電子器件設(shè)計與封裝技術(shù)、單模并行光學(xué)設(shè)計與精密制造技術(shù)、多模并行光學(xué)設(shè)計與耦合技術(shù)、高速電子器件設(shè)計、仿真、測試技術(shù)以及自主開發(fā)，全自動，高效的測試平臺。

和AAOI一樣，蘇州旭創(chuàng)同樣是亞馬遜（AWS）的供應(yīng)商，國內(nèi)有華為、中興以及阿里云等客戶，100G以上產(chǎn)品主要對手有Finisar、JDSU、Oclaro、Oplink、索爾思等國際光通信巨頭。除了40G產(chǎn)品外，公司100G產(chǎn)品品類達到17種，做到100%自產(chǎn)，自有工廠，公司規(guī)模在千人級別。目前，正在大力擴產(chǎn)，預(yù)計今年100G產(chǎn)品產(chǎn)能達到12萬只/月，明年大約20萬只/月，后年大約30萬只/月。

光通信產(chǎn)業(yè)正在從美國、日本向中國轉(zhuǎn)移，產(chǎn)業(yè)鏈整合進程中，中國光模塊廠家不斷向上游芯片突破，如：光迅科技收購法國III-V Lab，昂納科技收購法國3SP。掌握了核心芯片技術(shù)的中國廠家將更具成本競爭力，也將更能滿足互聯(lián)網(wǎng)ISP數(shù)據(jù)中心全光化建設(shè)需求，從而獲得更高市場份額。