通信延时环行业发展基本情况

《通信延时环行业发展基本情况》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信延时环行业发展基本情况（16页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、一、 通信延时环行业发展基本情况三级标题光电子器件发展趋势（一）产业政策为行业发展奠定了良好的基础光电子器件产业是国家鼓励发展的高科技产业，也是国家战略性新兴产业中的支柱产业，近年来受到国家相关部门的高度重视，相继出台了一系列政策予以支持。鼓励政策为光电子器件行业创造了良好的政策环境，有益于行业的平稳发展。（二）高端领域逐渐实现国产化中国国内市场发展迅速，不少企业成功抓住这一历史机遇，掌握半导体、精密光学镀膜及光学超精密加工等相关核心技术，逐步实现产品和技术的。伴随世界贸易格局的变动和国内产业升级进程的推进，政府逐渐加大对国内高端制造业的鼓励和扶持力度，包括光电子元器件在内的高端制造业正加速进

2、程。（三）相关光电子领域技术面向科学前沿阵地超精密加工技术、光学薄膜设计及精密镀膜技术、光刻技术等半导体制程技术等已成为多领域的技术核心。光学光电子制造技术面向科学前沿阵地，是新型信息终端设备制造、智能消费相关设备制造，乃至智能制造装备产业、先进医疗设备及器械制造的重要发展支撑，前述技术进步将直接推动该些领域的发展。三级标题光电子器件行业发展政策近年来，中国光电子器件行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。国家陆续出台了多项政策，鼓励光电子器件行业发展与创新，十四五数字经济发展规划十四五国家信息化规划基础电子元器件产业发展行动计划（2021-2023年）等产业政策为光电子器件行业的

3、发展提供了明确、广阔的市场前景，为企业提供了良好的生产经营环境。三级标题光电子器件竞争格局光电子器件行业发展数十年，已基本形成全球化、开放竞争的市场格局。美国企业依然占据全球光电子器件市场领先地位。头部厂家掌握关键芯片、高级算法等一系列核心技术，在高端产品上具有竞争优势。全球光电子器件领先企业-VI和Finisar、Lumentum和Oclaro等之间并购重组，市场占比进一步上升至19%和14%。光学光电子元器件行业现状：光学光电子元器件行业以光电子技术为核心，与成像、传感、通信、人工智能等技术发展紧密相联。随着科技的进步，现代光学和光电子在技术和应用领域紧密交叉、互相融合，光学成像、感知和显

4、示的应用日益广泛。目前光学光电子元器件的应用领域中，各类摄像头模组、生物识别技术产品、5G通讯技术和设备的创新是未来光学光电子元器件的主要增量市场。从产业链来看，下游及终端客户对上游光学光电子元器件的要求更加精密、轻薄，加工工艺更加高效、精准、复杂。随着下游智能手机摄像、识别模组的升级、自动驾驶技术的成熟、安防监控摄像机的智能化到无人机的普及等，直接带动光学光电子元器件的市场需求。与此同时，随着移动通信技术从4G到5G的发展，生物识别技术在消费电子中的应用、芯片材料的改良改进等外部技术的进步，光学光电子元器件行业迎来了良好的发展机遇。我国光学光电子元器件产业由最开始的技术含量与产品附加值较低的

5、组装加工环节向制造、研发、设计等高端产业链转移，高端产品的国际竞争力不断提高。国内企业承接新一轮国际产业转移，提高了在国际产业分工体系中的位次，打破了高端光学光电子元器件的进口垄断，进一步实现进口替代。IRCF产业的发展和智能终端企业的崛起有着密切的关系。近年来，随着以华为、小米、OPPO、VIVO等品牌生产商为代表的一大批中国智能终端企业的崛起，中国本土产业链获得了长足的发展。以欧菲光、舜宇光学、水晶光电、五方光电和京浜光电为代表的企业，在产业链转移中持续发展壮大，在长三角和珠三角地区形成了的较为完善的产业集群。三级标题电子元器件行业竞争激烈光电子器件产品种类繁多，技术更迭速度较快，应用领域

6、广泛，技术上要求厂家具备从芯片设计、芯片封测、器件封装到产品制造的纵向整合能力；产品上要求满足从光电转换、传输放大到子系统的多场景应用需求，因此拥有技术和产品方面综合整合能力的企业，拥有较强的竞争优势。目前，国内现有厂家产品应用领域互相渗透，传统电信传输光收发模块厂家正在向数据中心市场拓展，传统数据通信光收发模块厂家也逐步切入电信传输市场；光纤光缆等部分行业外厂家加大了光电子器件行业投资，行业间并购整合加速，行业竞争加剧。拥有核心技术的厂家，在未来竞争格局中将占据有利地位。三级标题政策支持电子元器件产业发展光电子器件是光电子技术的关键和核心部件，是现代光电技术与微电子技术的前沿研究领域，是信息

7、技术的重要组成部分。光电子器件受到国家相关部门的高度重视，2021年国家相关部门出台了一系列政策予以支持。此外，中国电子元件行业协会发布中国电子元器件行业十四五发展规划（2021-2025），提出，瞄准5G通信设备、大数据中心、新能源汽车及充电桩、海洋装备、轨道交通、航空航天、机器人、医疗电子用高端领域的应用需求，推动我国光电接插元件行业向微型化、轻量化、高可靠、智能化、高频、高速方向发展，加快光电接插元件行业的转型升级。2016-2018年我国光电子元器件产量稳步增加，2019-2020年产量下降，降幅超10%。2021年光电子元器件产量恢复增长，产量123141亿只，同比增长241%。三级

8、标题光电子器件下游行业在智能手机领域，随着下游终端用户对拍照要求的不断提高，手机摄像头模组从单摄向多摄、超清、广角、潜摄、长焦、3D方案升级，智能手机市场已经成为IRCF核心终端市场；在汽车领域，随着智能驾驶的兴起，单车车载镜头从后视向侧视、前视、环视、内视等全方位、高规格品类拓展，车载镜头需求增加推动IRCF需求攀升；在智能家居、AR/VR等环境光感应领域，随着5G、万物互联的发展，环境光传感器运用于智能家居场景，应用于实景交互进一步提升用户体验、升华社交属性，IRCF作为智能家居摄像头的重要组件，未来市场空间巨大；在光学与半导体芯片结合领域，采用晶圆镀膜工艺，脱离基材直接在半导体芯片上进行

9、真空镀膜，是IRCF的工艺升级以及光电子行业的发展方向。IRCF的下游摄像头模组生产商国内外企业众多，但具备高端模组生产能力的厂家数量有限。此外，终端市场集中度提高，摄像头模组需求亦逐渐集中，促进了摄像头模组行业集中化。目前国内外规模以上模组厂商有15家，代表企业有欧菲光、舜宇光学、丘钛科技，三家企业市场份额达到50%以上。近年来，光学功能作为消费电子终端体验升级最重要的方向之一，各大智能手机品牌商都在摄像功能领域寻求差异化竞争，拍照功能成为智能手机更新换代的关键，厂商纷纷跟进超高清、超广角、高倍变焦等性能的高端摄像头，并在头部厂商手机后置多摄趋势的带动下，多摄的渗透不断加速，手机摄像头模组及

10、光学组件的出货量不断上升。5G技术不断普及，推动5G智能手机由5G旗舰和中高端机型加速向中、低端市场下沉，全面推动智能手机的更新换代，带动IRCF需求快速增长。根据统计数据显示，2020年，国内5G手机累计出货量163亿部，占同期手机出货量的529%，随着5G智能手机更新换代带来的换机潮。5G智能手机市场将继续作为全球IRCF的核心终端市场。消费者对手机拍照的要求越来越高，包括高清、广角、虚化、慢放等，单摄像头难以实现上述功能，需要多摄像头协助。自2016年双摄爆发开始，消费者对多摄手机的需求持续高涨，市场渗透率不断上升。2016年手机双摄渗透率为41%，2019年手机双摄渗透率达到456%，

11、三摄及三摄以上多摄手机渗透率为126%。根据中国通信院数据显示，中国单部手机摄像头平均数量逐年增加，2020年中国单部手机摄像头平均数量从2015年的21个提升至2020年的39个。由于红外光和紫外光会在可见光成像的靶面形成虚像，影响图像的颜色和质量，摄像头必须使用IRCF实现红外光和紫外光的截止，从而消除红外光和紫外光对成像的影响。IRCF作为手机摄像头模组中不可或缺的零部件，其市场销量与手机摄像头销量紧密相关。根据统计数据，2019年智能手机的摄像头出货量为44亿个，预测未来市场将保持每年19%的速度持续增长，IRCF数量也会同步增加。智能手机作为当前IRCF应用最为广泛的领域。相比较玻璃

12、IRCF，树脂IRCF具有轻薄牢、高平整度、易于自动化加工、光学特性好、色彩还原度好等优点，能够更好的解决低角度光偏移问题，光谱精确更高，同时能够兼顾摄像头模组低厚度、大面积，以及提高RGB平衡效果。近年来，用户对手机像素要求越来越高，多摄、大光圈、广角、长焦成为趋势，树脂IRCF的市场份额有望进一步提升。目前行业内主要供应的玻璃IRCF厚度为021mm，而树脂IRCF厚度为011mm、0075mm甚至更薄。四级标题光纤环行业基本情况光纤环（FiberOpticCoil）是将特种光纤材料按照相关的体积要求、光学要求、振动要求，采用专用光纤环绕制设备（绕环机），通过特殊的绕法、固化工艺和胶粘剂将

13、光纤缠绕成环状结构的一种光学器件。光纤环中的光纤长度从几十米到几十公里，环圈内径从几毫米到几千毫米不等。绝大部分光纤环为圆形结构，存在少量的椭圆等异形结构。光纤环被广泛应用于航天航空制导、海洋监测、智能电网、5G通信、石油钻探、地震监测、轨道交通等国防及民用领域，是诸多重要的光纤传感应用系统中的光学敏感核心器件和重要延时器件。（一）光纤陀螺用光纤环行业发展概况光纤陀螺是光纤环最典型的应用产品，光纤环是光纤陀螺的传感核心。在构成光纤陀螺的五大光学器件光纤环、Y波导、光源、耦合器、PIN-FET组件中，光纤环和Y波导是两大关键器件，光纤环作为敏感元件主要用于测量物体偏转角度。不同类型的光纤绕制成的

14、陀螺用光纤环，能够满足不同应用场景的复杂需求。例如，保偏光纤陀螺的光纤环采用保偏光纤绕制而成，消偏型光纤陀螺的光纤环采用普通单模光纤绕制。而光纤环的缠绕质量好坏直接决定了光纤陀螺的精度。（二）光纤水听器敏感环行业发展概况水听器敏感环用于干涉型光纤水听器，是将水声振动信号转换为光信号的敏感器件。光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术基础上的水下声信号传感器，它通过高灵敏度的光学相干检测，将水声振动转换成光信号，通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息。水听器敏感环与激光器、耦合器、反射镜和探测器一起构成了干涉式光纤水听器光路结构，为了适应海洋复杂严苛的环境，敏感环必须具有小体积、高强度、高可靠性、

15、低损耗、耐湿、耐盐、耐高压的性能特点。（三）通信延时环行业发展概况通信延时环用于通信、雷达设备中需要对信号进行延时的光模块中，利用光信号经过一段或多段不同长度的光纤传输后所产生的时间延时来实现光信息的切换、缓冲、路由，是复杂光系统中必需的光路器件。因其具有信号传输不受电磁环境干扰、频带宽、延时范围大、温度变化率小的特点，逐渐成为射频、中频段延迟信号的理想的选择。通信延时环与电光转换器、光电转换器组成了延时光路，克服了传统延迟系统在实现手段方面的瓶颈，满足了雷达、导航、通信等电子设备中对电信号长延迟需求。（四）5G平绕环行业发展概况5G平绕环主要用于5G基站中的光电振荡器（OEO），光电振荡器是

16、一种将激光能量转变成电磁波信号能量的新型电磁波信号发生装置，它是利用光纤的低损耗、高储能特性配合有源光器件构成正反馈回路，使回路中有源器件产生的某一频率噪声信号满足振荡条件，形成稳定的电磁波信号输出，是一种高质量的电磁波信号源。是5G通信基站等射频/微波信号产生、处理和发射的重要元器件。（五）光纤电流互感器延时环行业发展概况FOCT延时环用于全光纤电流互感器中，是一种为满足信号处理的需求而增加光路光程、延长光波传播时间的光纤器件。全光纤电流互感器（FiberOpticalCurrentTransformer，FOCT）采用全光纤光路，通过一个相位调制器实现电流信号的闭环检测，从而大大提高了传感

17、器的测量精度和长期稳定性，成为光学电流互感器发展的主流方向。FOCT延时环与光源、耦合器、调制器、偏振器、1/4玻片、光纤线圈、反射镜以及探测器构成了全光纤电流互感器的光路结构，延时环在全温环境下的偏振稳定性直接决定了互感器的测试精度。光纤陀螺环是光纤陀螺的角速度敏感元件。光纤陀螺的核心技术即在于光纤环技术，光纤环绕制水平的优劣直接决定了光纤陀螺的最终精度。光纤陀螺现已成为各种高技术武器装备制导和姿态控制的主要惯性部件。干涉型光纤陀螺是目前应用最为广泛的一种光纤陀螺。按照电信号处理方式的不同，干涉型光纤陀螺分为开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺两种，其中闭环型是一种较为精密、复杂的光纤陀螺，在中等精度

18、的惯导系统广泛应用。目前干涉型光纤陀螺的光纤元器件一般都用保偏光纤制作。由于保偏光纤对线偏振光具有较强的偏振保持能力，并且与普通单模光纤有良好的相容性，从而大大提高了光纤陀螺的性能。一般一个光纤陀螺组合单元需要三个相互垂直布设的光纤环，分别测量三个自由度的角速度。四级标题光纤陀螺行业基本情况（一）光纤陀螺行业惯性导航技术惯性导航（InertialNavigationSystem，INS）是一种不依赖外部导航信息的自主式导航定位技术，其基本工作原理是通过测量线加速度和角速度来解算运载体位置信息并实现定位导航，由于不向外部辐射能量、不依赖于外部信息，因而具备不与外界交互而自主独立工作的能力。惯性导

19、航系统是以测量角速度的陀螺和测量线加速度的加速度计为敏感元器件，根据陀螺的输出建立导航坐标系，根据加速度的输出并结合初始运动状态，推算出运载体的实时速度、位置和航行、姿态等导航参数的解算系统。作为三大常见定位技术之一（三大常见定位技术分别是以卫星定位GNSS为代表的信息定位、以激光雷达定位为代表的环境特征匹配定位，以及惯性导航定位），惯性导航定位的优势是具有强自主性、强抗干扰能力和不依赖外界信号等特性，同时可为运载体全面提供位置、姿态、速度等信息，因此具有不可替代性。但惯性导航也存在误差累计等缺点，因而经常由全球导航卫星系统和惯性测量单元（IMU）组合成导航系统方案。陀螺和加速度计等惯性传感器

20、是惯性导航系统的核心器件，对系统的精度起决定性作用。其中，陀螺用以获取运动的角速度并测量其角度变化，通过角速度获取方向信息，在惯性导航中起到姿态解算、辅助定位的作用；加速度计用以获取运载体的线性加速度并测量其速度变化，起定位及修正姿态作用。通常情况下，每套惯性测量单元装置包含3组陀螺和加速度计，分别测量三个自由度的角速度和线加速度。惯性导航行业通常与制导控制行业并称，需要融合惯性制导、制导控制、运动控制、运动传感等领域的核心技术，属于新一代信息技术与高端装备制造相融合的高新技术与战略性新兴产业。从产业链角度，惯性导航分为上游器件层、中游系统层和下游应用层三个环节。其中上游器件层对惯性导航系统起

21、到决定性作用，且其技术门槛高，是产业链的核心部分，即惯性传感器供应商及GNSS元器件供应商；产业链中游为惯性导航系统模块生产企业、GNSS模块生产企业及惯性组合导航系统集成商；产业链下游为需求端，即各种应用领域，包括领域和民用领域的各大终端客户。领域方面，惯导系统在舰艇船舶、航空飞行器、航天飞机、制导武器、陆地车辆、机器人等装备上均有所应用，民用领域则包括消费电子、无人机、自动驾驶等相关行业。其中，领域为主要需求市场，其应用占比约80%，包括车、导弹、航天、舰船等企业；民用领域则包括消费电子、无人机、自动驾驶等相关行业，应用占比约20%。（二）光纤陀螺之于惯性导航陀螺加速度计是惯性导航系统的核

22、心器件，决定了惯性导航系统的精度。光纤陀螺是现代惯性导航的主流仪表之一，由于具有质量轻、体积小、结构紧凑、灵敏度和精度高、工作可靠等优点，在很多领域已经完全取代了机械式的传统陀螺，成为现代导航仪器中的关键部件。1、光纤陀螺的分类根据工作的原理不同，现代陀螺可划分为激光陀螺、光纤陀螺、MEMS陀螺及半球谐振陀螺等。自1910年首次用于船载指北陀螺罗经以来，陀螺技术已发展了四代。传统意义上的陀螺是指服从牛顿力学的机电陀螺，随着激光技术和微电子技术的发展，光学陀螺和MEMS陀螺等建立在全新测量原理上的陀螺蓬勃发展。光纤陀螺和激光陀螺均属于光学陀螺范畴。2、光纤陀螺的工作原理光纤陀螺（FiberOpt

23、icGyro，FOG）的基本原理来自光学萨格纳克（Sagnac）效应。Sagnac效应是相对于惯性空间转动的闭环光路中传播光的一种普遍的相关效应，即在闭合光路中存在两束从光路同一点出发的、沿相反方向传播的光，两束光沿光路传播一周回到出发点时，如果闭合光路所在平面的法线方向存在相对惯性空间的角速度，则两束光之间会产生与角速度相关的相位差。光纤陀螺通过光纤环的匝数和长度来增加所围绕的总面积，而增强Sagnac效应，从而实现载体角速度信息的精确测量。3、光纤陀螺的优势光纤陀螺是一种全固态的陀螺，主要优点在于高可靠性、长寿命、快速启动、耐冲击和振动、对重力不敏感、大动态范围等，这是传统机电陀螺所无法比

24、拟的。具体而言，与传统的机电陀螺相比，光纤陀螺不使用机械转动部件，所以灵敏度更高；与环形激光陀螺相比，不需要精密加工的光学腔、克服锁区的机械偏频机构、几千伏的高压电源等，制造工艺更为简单，使用寿命更长；与MEMS陀螺相比，在技术指标和环境适应性上具有优势。因此光纤陀螺近些年来成为国内各导航设备的主力传感器，占据了绝大部分的市场份额。4、光纤陀螺行业应用情况光纤陀螺目前已是惯性技术研究领域的主流陀螺。早在2005年，光纤陀螺就已占据国外中近程导弹、中程导弹、卫星等武器装备领域一半以上的用量。惯性技术是提高战略武器（如弹道导弹、运载火箭、卫星等）导航、制导与控制精度的核心技术。根据世界惯性技术权威

25、机构美国麻省理工学院Draper实验室预测，光纤陀螺将成为未来高精度惯性导航领域的主导器件，基于光纤陀螺的惯导系统是实现战略武器高精度信息获取的关键测量系统，因此高精度光纤陀螺及其惯导系统是未来战略武器高精度惯导系统发展的最主要方向。国外的惯性技术属于高度保密的核心技术，禁止向我国出口和转让。一般而言，视应用场景性能需求，不同精度的光纤陀螺对应不同的应用范围，涵盖从战略级武器装备到商业级民用产品的各领域。中高精度的光纤陀螺主要应用在航空航天等高端武器装备领域，而低成本、低精度光纤陀螺主要应用在石油勘查、工业机器人等精度要求不高的民用领域。另外，在中高端无人机的飞行控制、高铁振动传感及铁路轨道检

26、测、航空、陆上移动测绘、无人驾驶汽车等领域也有广泛的应用。光电集成、专用光纤等先进微电子与光电子技术的发展，加速了光纤陀螺的小型化和低成本化。（三）国内外光纤陀螺发展概况自20世纪70年代现代光纤陀螺设想提出以来，光纤陀螺关键技术发展至今已取得重大突破，应用领域不断拓展。美国是最早进行光纤陀螺研究和应用的国家。国内对于光纤陀螺的研究起步相对较晚，但发展较快。在国内光纤通信和光电子器件发展基础上，目前我国光纤陀螺性能和应用均已达到国际先进水平。在高端产品方面，我国与外国顶尖产品的技术差距在不断缩小。国内从事光纤陀螺研发生产的单位主要有：北京航空航天大学、J1单位、北京理工大学、浙江大学及航天科工集团、航天科技集团、兵器工业集团等集团下属科研单位。