光模块是一种用于高带宽数据交换的光器件。简单来说，光模块的作用就是实现光信号和电信号之间的相互转换，从而实现数据的传输。目前来说，光模块的应用场景主要运用在两个领域：
（1）以数据中心为代表的数据通讯领域。我们知道，随着当今社会科技的发展，各种各样的生产生活的过程之中产生的数据流量呈现爆炸性的增长。在这种情况下，数据的传输就需要更加高速的载体来满足流量增长的需求。光纤作为比电缆更加高效的数据传输介质，存在速率高和损耗低的特点，已经越来越广泛地被运用到数据中心内部的数据传输之中。而由于数据的处理过程使用的是电信号，而光纤上传送的是光信号，为了实现这种信号的转换，我们便需要光模块。
（2）以基站、接入网和传输网为代表的电信领域。基站侧，无论是4g的基站还是5g的基站，其从内部处理单元到天线之间都是由光纤进行数据传输，而内部的信号处理和天线的信号收发使用的都是电信号，这个过程需要光模块实行光电转换。接入网一侧，家庭中装有光纤宽带的读者对于光纤入户（ftth）应该都不会陌生，简单说来就是信号以有线的方式通过光纤传输到家庭之中，转换为电信号提供上网服务，这个过程同样需要光模块的参与。传输网一侧与以上类似，只不过传输距离相对更长。
本文将主要讨论数据中心光模块的发展情况。正文内容将参考华泰证券关于数据中心光模块的分析进行论述。
本文的结论主要有以下几个方面：
（1）与电信网络相比，数据中心对于光模块的需求的重要性更高。
（2）各大互联网厂商争相建设大型超大型数据中心，带来17~19年光模块需求的爆发。
（3）传统光模块厂商在数据中心一侧布局相对迟缓，中际旭创等新兴公司抢占大量市场。
（4）国内互联网巨头（bat等）对于高速光模块的需求逐渐提上日程，有望接棒国外的数据中心建设带来光模块需求的持续增长。
随着全球各地各类数据的产生速度越来越快，数据中心流量业务的增长也呈现爆发性的增长态势。从2015年到2020年，全球数据中心的流量业务实现了年化27%的增长，从2015年的4.7zb到达2020年的15.3zb。
数据中心流量变动（单位：zb）
数据来源：华泰证券研究所
而在所有的数据中心流量中，数据中心内部流量目前是构成数据中心的主要流量。在数据中心内部，数据的产生、存储和处理占据了整个流量的77%。
全球数据中心流量分布
数据来源：cisco
在这种情况下，互联网厂商不断提高资本开支，未来有望成为市场的引领者。ovum最新数据显示，2016年全球互联网内容服务商（icp，如谷歌、亚马逊、bat等）资本开支达到540亿美元，相比上年增长18%。预计17~19年仍将保持10%以上的增长。将资本开支进行分拆，icp资本开支主要集中在数据中心基础设施、数据中心互连（海底和陆地光纤链路）、宽带接入、媒体技术（包括cdn）和支持物联网（iot）等领域，其中数据中心建设占据了主要地位。
北美云服务商资本开支走势
数据来源：华泰证券研究所
在数据中心内部，数据中心扁平化的网络结构带来更多的横向连接需求，意味着服务器和交换机之间的连接需要更多的光模块来完成高带宽低延时的连接。
横向流量取代纵向流量成为网络主要数据流量
数据来源：华泰证券研究所
根据cisco预测的超大规模数据中心数量增长情况，从2017年到2020年，每年新建超大数据中心数量为49个，53个，48个，38个；假设以每个超大数据中心20万平方英尺的规模计算（参照aws全球30+个数据中心，总面积规模约为670万平方英尺），考虑到2019-2020年400g光模块开始启用，假设未来几年100g光模块渗透率为80%、100%、95%、90%，则未来4年超大规模数据中心所需100g收发器为8944万只。
结合上述预测，数据中心光模块市场将在2020年达50亿美元。根据lightcounting预测100gbps光模块的供不应求将持续到2018年，200g和400g模块将从2019年，2021年开始实现规模发货。按照谷歌、亚马逊、facebook及microsoft数据中心光模块采购规模预测，2017年将从10亿美元增长到2022年20亿美元；假设北美四巨头占数据中心光模块采购市场总额的30%，那么全球数据中心光模块市场总额将从2017年33.3亿美元增长到2022年66.6亿美元，按照复合增速计算，2020年数据中心光模块市场将达50亿美元。
那么，这么大的光模块市场将由谁来占据呢？
传统光模块厂商下游客户基本为通信设备制造商和数通设备制造商，产能主要集中在运营商网络市场，正是基于过去很多年和设备商良好的客户关系，短时间将大量产能转移给数据中心客户不可能。从下图看到，三大北美光模块传统厂商的主要客户很少是互联网服务提供商，而新兴的aaoi和中际旭创的大客户基本为北美互联网巨头：谷歌、亚马逊、微软等。
光模块厂商主要客户统计
数据来源：华泰证券研究所
在这种情况下，中国的光模块厂商将具有更广阔的发展前景。由于光模块产业是一个劳动密集型产业，劳动力的成本对于光模块公司的收入非常重要。尽管中国制造业劳动力成本大幅上升，但中国在国际上仍保持很强的竞争力。到2019年，中国制造业每小时劳动力成本预测仍将仅为美国的11.2%，同时劳动力成本仍会低于巴西、墨西哥和土耳其等新兴市场，中国制造业工人每小时工资与巴西、墨西哥和土耳其这几个国家同项数据之比分别为35.2%、55.2%和75%。
而国内厂商也不断通过收购完成对于上游高端技术的布局。
国内厂商收购案例
数据来源：华泰证券研究所
目前，国内bat正努力追赶，资本开支快速增长。2016年，bat资本开支总和达到302亿元，增速达40%，预计今明两年，增速还将保持在20%以上。资本开支增长很大一部分用于数据中心规模扩建，阿里云、腾讯云数据中心服务器数量均已超过50万台，晚起一步的百度也达到数十万台的规模，不断朝着大型化方向发展。这将带来国内光模块市场的扩张，使得整个光模块市场的发展呈现持续性。