Страна увеличивает инвестиции в исследования и разработки в области микросхем, чтобы повысить темпы внедрения оптических устройств в стране.

Фотонные устройства, являясь ядром фотонных технологий, постоянно расширяют свой рынок в связи с быстрым развитием отрасли. Следующие пять лет представляют собой критически важный период для достижения целей программы «Сделано в Китае 2025» и стратегическую возможность для ускоренного развития индустрии фотонных устройств. С этой целью Департамент электронной информации Министерства промышленности и информационных технологий (МИИТ) под руководством Китайской ассоциации производителей электронных компонентов совместно с ключевыми отечественными предприятиями, научно-исследовательскими институтами, университетами и отраслевыми экспертами разработал Дорожную карту развития технологий фотонной индустрии Китая (2018-2022). Цель этой дорожной карты — проанализировать текущее состояние отрасли, определить ключевые проблемы и приоритеты, а также установить цели развития на следующие пять лет.

Статус отрасли

Согласно данным консалтинговой компании Ovum, мировой рынок оптических коммуникационных устройств демонстрировал устойчивый рост с 2015 по 2021 год, и ожидается, что в 2020 году выручка достигнет 16,6 млрд долларов. При этом спрос со стороны рынков телекоммуникаций и передачи данных оставался стабильным, а рынок сетей доступа также стабилизировался. По сравнению с рынками оборудования и волоконно-оптических кабелей, сектор оптических коммуникационных устройств остается высококонкурентным, характеризуясь низкой концентрацией рынка, многочисленными производителями и фрагментированными рыночными долями.

С точки зрения технологий, крупнейшие мировые производители фотонных устройств активно внедряют активные оптические чипы, устройства и оптические модули, достигая скоростей 100 Гбит/с и выше. Китайские компании занимают относительно большую долю рынка пассивных устройств и низкоскоростных оптических приемопередающих модулей в среднем и низком ценовом сегменте, однако в сегменте высокопроизводительных активных устройств и оптических модулей все еще есть значительный потенциал для улучшения. Расширение рынка центров обработки данных стало общим приоритетом для многих производителей фотонных устройств.

С точки зрения рентабельности, отрасль оптических коммуникационных устройств имеет самую низкую маржу прибыли во всей производственной цепочке. Это особенно характерно для отечественных компаний, которые сосредоточены на продуктах среднего и низкого ценового сегмента, что приводит к менее оптимистичным показателям прибыли. Это затрудняет для большинства отечественных компаний инвестиции в НИОКР для высокотехнологичных продуктов, препятствуя устойчивому развитию отрасли.

С точки зрения доли рынка, китайские компании занимают относительно слабые позиции на мировом рынке оптических коммуникационных устройств: только одна китайская компания входит в десятку крупнейших в мире. В сегменте высококачественной продукции почти полностью доминируют американские и японские производители, при этом предложение не соответствует спросу, а отечественные компании в этой области в основном находятся на стадии разработки или исследований и разработок.

Что касается основных возможностей производства микросхем, то отечественные компании освоили только процессы производства лазеров, детекторов и модуляторов со скоростью 10 Гбит/с и ниже, а также микросхем PLC/AWG и поддерживающие их возможности проектирования и упаковки/тестирования интегральных схем. В целом, по сравнению с международными лидерами сохраняется значительный разрыв: высокотехнологичные микросхемы отстают от США и Японии на 1-2 поколения. Кроме того, отечественная обработка фотонных микросхем в значительной степени зависит от США, Сингапура, Канады, Германии, Нидерландов и Тайваня, что приводит к значительным потерям ключевых технологий. Из-за отсутствия полной и стабильной платформы для обработки фотонных микросхем и устройств, а также квалифицированной рабочей силы, Китай до сих пор не создал комплексную стандартизированную систему исследований и разработок в области оптических коммуникационных устройств, что приводит к длительным циклам разработки и низкой эффективности.

Стратегии и цели развития

1. Стратегии развития

(1) Улучшение деловой среды и содействие развитию здоровой отраслевой экосистемы: Оптимизация отраслевой среды посредством политической поддержки и рыночного руководства для содействия здоровому развитию предприятий.

(2) Решение проблем высокотехнологичных чипов/устройств для обеспечения безопасности цепочки поставок: сосредоточьтесь на преодолении технических узких мест в высокотехнологичных чипах и устройствах для обеспечения безопасности отраслевой цепочки.

(3) Укрепление международных рынков и содействие глобализации промышленности: использовать инициативу «Один пояс, один путь» для активного изучения развивающихся рынков Азии и Африки, стимулируя международное производство и НИОКР.

2. Цели структурной перестройки

(1) Переход от продуктов низкого ценового сегмента к продуктам высокого ценового сегмента: Ориентированная на рынок оптимизация структуры продукта с упором на усиление НИОКР и прорыв рынка в области оптических приемопередающих модулей 100 Гбит/с, продуктов ROADM, высококачественных волоконно-оптических разъемов, лазеров 10 Гбит/с и 25 Гбит/с, а также вспомогательных микросхем. Увеличение инвестиций в оптические приемопередающие модули следующего поколения 400 Гбит/с и интеграцию кремниевой фотоники для того, чтобы не отставать от международных лидеров.

(2) Переход от сборки к технологии базовых чипов: Устранить недостатки на начальном этапе производства и укрепить основу отрасли путем развития научно-исследовательских и производственных мощностей для фотонных чипов, включая лазерные чипы, чипы фотодетекторов, микросхемы и фотонные интегральные чипы. Обеспечить, чтобы к 2022 году уровень локализации фотонных чипов среднего и низкого ценового сегмента превысил 60%, а фотонных чипов высокого ценового сегмента — 20%.

(3) Развитие ведущих предприятий и развивающихся МСП: Содействовать развитию ведущих предприятий для стимулирования разработки основных технологий и установления стандартов, одновременно поддерживая рост развивающихся малых и средних предприятий для укрепления отраслевой экосистемы.

(4) Содействовать взаимосвязи по всей производственной цепочке: стандартизировать отраслевую среду и создать промышленную экосистему, поощряя отечественных производителей системного оборудования отдавать приоритет отечественным фотонным устройствам. Содействовать совместным инновациям по всей производственной цепочке, создавать тестовые платформы и совместно развивать экосистемы приложений для повышения международной конкурентоспособности.

3. Цели технологических инноваций

(1) Создание платформ для сотрудничества и инноваций в промышленности: ускорить строительство Национального центра инноваций в сфере производства информационной фотоники, интегрировать внутренние и международные инновационные ресурсы и стимулировать промышленную трансформацию и модернизацию.

(2) Укрепить НИОКР и развитие талантов в области основных активных лазеров, кремниевых фотонных чипов и ключевых материалов для производства: устранить технологические пробелы путем создания общих платформ НИОКР, увеличения кадрового резерва и привлечения высококвалифицированных зарубежных специалистов.

(3) Прорывы в процессах высокоплотной, высокоскоростной интегрированной упаковки и тестирования: под руководством ведущих предприятий содействовать индустриализации когерентных оптических приемопередающих модулей 100 Гбит/с и 200 Гбит/с, продуктов ROADM, оптических приемопередающих модулей 200 Гбит/с и 400 Гбит/с для центров обработки данных и оптических приемопередающих модулей 25 Гбит/с для мобильной связи 5G, поддерживая крупные национальные проекты.

(4) Совершенствование технических стандартов и систем интеллектуальной собственности: Создание всеобъемлющей системы стандартов для оптических систем и устройств связи, поощрение участия предприятий в международном и национальном стандартообразовании, усиление заявок на патенты, повышение качества патентов и создание внутреннего патентного пула для повышения международной конкурентоспособности.

Ожидается, что благодаря этим мерам китайская индустрия фотонных устройств в течение следующих пяти лет добьется технологических прорывов и модернизации отрасли, постепенно сократив отставание от международных лидеров и способствуя здоровому и устойчивому развитию сектора.