O país está aumentando seus investimentos em pesquisa e desenvolvimento de chips para melhorar a taxa de nacionalização de dispositivos ópticos.

Como núcleo da tecnologia fotônica, os dispositivos fotônicos têm visto sua escala de mercado expandir-se continuamente com o rápido desenvolvimento do setor. Os próximos cinco anos representam um período crítico para alcançar as metas do programa "Made in China 2025" e uma oportunidade estratégica para o desenvolvimento acelerado da indústria de dispositivos fotônicos. Para tanto, o Departamento de Informação Eletrônica do Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação (MIIT), sob a orientação da Associação Chinesa da Indústria de Componentes Eletrônicos, colaborou com importantes empresas nacionais, instituições de pesquisa, universidades e especialistas do setor para compilar conjuntamente o Roteiro de Desenvolvimento Tecnológico da Indústria de Dispositivos Fotônicos da China (2018-2022). Este roteiro visa analisar o estado atual do setor, identificar os principais desafios e prioridades e definir metas de desenvolvimento para os próximos cinco anos.

Situação do setor

Segundo dados da consultoria Ovum, o mercado global de dispositivos de comunicação óptica apresentou crescimento constante entre 2015 e 2021, com receita prevista para atingir US$ 16,6 bilhões em 2020. Dentre esses valores, a demanda dos mercados de telecomunicações e comunicação de dados se manteve estável, enquanto o mercado de redes de acesso também se estabilizou. Comparado aos mercados de equipamentos e cabos de fibra óptica, o setor de dispositivos de comunicação óptica permanece altamente competitivo, com baixa concentração de mercado, numerosos fabricantes e participação de mercado fragmentada.

Do ponto de vista da tecnologia de produto, os principais fabricantes globais de dispositivos fotônicos têm implementado ativamente chips ópticos ativos, dispositivos e módulos ópticos, atingindo velocidades de 100 Gb/s e superiores. As empresas chinesas detêm uma participação de mercado relativamente alta em dispositivos passivos e módulos transceptores ópticos de baixa velocidade no segmento de entrada e médio porte, mas ainda há espaço significativo para melhorias em dispositivos ativos e módulos ópticos de alta gama. A expansão do mercado de data centers tornou-se um foco comum para muitos fabricantes de dispositivos fotônicos.

Em termos de rentabilidade, a indústria de dispositivos de comunicação óptica apresenta a menor margem de lucro em toda a cadeia produtiva. Isso é especialmente verdadeiro para as empresas nacionais, que se concentram em produtos de gama média a baixa, resultando em níveis de lucro menos otimistas. Consequentemente, a maioria das empresas nacionais tem dificuldade em investir em pesquisa e desenvolvimento para produtos de ponta, o que prejudica o desenvolvimento sustentável do setor.

Em termos de participação de mercado, as empresas chinesas são relativamente fracas no mercado global de dispositivos de comunicação óptica, com apenas uma empresa chinesa entre as dez maiores do mundo. Os produtos de ponta são quase inteiramente dominados por fabricantes americanos e japoneses, com a oferta insuficiente para atender à demanda, enquanto as empresas nacionais permanecem em grande parte na fase inicial ou de pesquisa e desenvolvimento nesse setor.

Em termos de capacidades essenciais de chips, as empresas nacionais dominam apenas os processos de fabricação de lasers, detectores e chips moduladores com velocidades de 10 Gb/s ou inferiores, bem como chips PLC/AWG e suas capacidades de projeto de circuitos integrados e de encapsulamento/teste. No geral, ainda existe uma lacuna significativa em comparação com os líderes internacionais, com a tecnologia de chips de ponta ficando de uma a duas gerações atrás dos EUA e do Japão. Além disso, o processamento de chips fotônicos na China depende fortemente dos EUA, Singapura, Canadá, Alemanha, Holanda e Taiwan, o que leva a perdas significativas de tecnologias-chave. Devido à falta de uma plataforma completa e estável para processamento de chips e dispositivos fotônicos, bem como de mão de obra qualificada, a China ainda não estabeleceu um sistema de P&D padronizado e abrangente para dispositivos de comunicação óptica, resultando em longos ciclos de desenvolvimento e baixa eficiência.

Estratégias e Objetivos de Desenvolvimento

1. Estratégias de Desenvolvimento

(1) Melhorar o ambiente de negócios e promover um ecossistema industrial saudável: Otimizar o ambiente industrial através de apoio político e orientação de mercado para promover o desenvolvimento saudável das empresas.

(2) Abordar chips/dispositivos de ponta para garantir a segurança da cadeia de suprimentos: concentrar-se em superar os gargalos técnicos em chips e dispositivos de ponta para proteger a cadeia da indústria.

(3) Fortalecer os mercados internacionais e promover a globalização da indústria: aproveitar a iniciativa "Um Cinturão, Uma Rota" para explorar ativamente os mercados emergentes na Ásia e na África, impulsionando a produção internacional e a P&D.

2. Objetivos de Ajuste Estrutural

(1) Transição de produtos de baixo custo para produtos de alta gama: Otimização da estrutura de produtos orientada para o mercado, com foco no fortalecimento da P&D e em inovações de mercado em módulos transceptores ópticos de 100 Gb/s, produtos ROADM, conectores de fibra óptica de alta gama, lasers de 10 Gb/s e 25 Gb/s e chips de circuitos integrados de suporte. Aumento do investimento em módulos transceptores ópticos de 400 Gb/s de próxima geração e integração de fotônica de silício para acompanhar os líderes internacionais.

(2) Transição da Montagem para a Tecnologia de Chips Essenciais: Abordar as fragilidades a montante e consolidar a base da indústria, desenvolvendo capacidades de P&D e fabricação para chips fotônicos, incluindo chips de laser, chips fotodetectores, chips de circuitos integrados e chips fotônicos integrados. Garantir que, até 2022, a taxa de localização de chips fotônicos de gama média a baixa ultrapasse 60% e a de chips fotônicos de gama alta ultrapasse 20%.

(3) Cultivar Empresas Líderes e PMEs Emergentes: Incentivar empresas líderes a impulsionar o desenvolvimento de tecnologias essenciais e a definição de padrões, ao mesmo tempo que se apoia o crescimento de pequenas e médias empresas emergentes para fortalecer o ecossistema da indústria.

(4) Promover a interconectividade em toda a cadeia industrial: Padronizar o ambiente industrial e construir um ecossistema industrial, incentivando os fabricantes nacionais de equipamentos de sistema a priorizar dispositivos fotônicos nacionais. Promover a inovação colaborativa em toda a cadeia industrial, estabelecer plataformas de teste e cultivar conjuntamente ecossistemas de aplicação para aumentar a competitividade internacional.

3. Objetivos de Inovação Tecnológica

(1) Construir plataformas de colaboração e inovação industrial: acelerar a construção do Centro Nacional de Inovação de Manufatura para Fotônica da Informação, integrar recursos de inovação nacionais e internacionais e impulsionar a transformação e modernização industrial.

(2) Reforçar a P&D e o Desenvolvimento de Talentos para Lasers Ativos Essenciais, Chips Fotônicos de Silício e Materiais Principais a Montante: Abordar as lacunas tecnológicas através do estabelecimento de plataformas de P&D partilhadas, do aumento das reservas de talentos e da atração de talentos estrangeiros de alta qualidade.

(3) Avanços em processos integrados de embalagem e teste de alta densidade e alta velocidade: Liderados por empresas líderes, promover a industrialização de módulos transceptores ópticos coerentes de 100 Gb/s e 200 Gb/s, produtos ROADM, módulos transceptores ópticos de 200 Gb/s e 400 Gb/s para centros de dados e módulos transceptores ópticos de 25 Gb/s para comunicações móveis 5G, apoiando grandes projetos nacionais.

(4) Melhorar as normas técnicas e os sistemas de propriedade intelectual: Estabelecer um sistema de normas abrangente para sistemas e dispositivos de comunicação óptica, incentivar as empresas a participar na definição de normas internacionais e nacionais, fortalecer os pedidos de patentes, melhorar a qualidade das patentes e construir um conjunto de patentes nacionais para reforçar a competitividade internacional.

Por meio dessas medidas, espera-se que a indústria de dispositivos fotônicos da China alcance avanços tecnológicos e modernização industrial nos próximos cinco anos, reduzindo gradualmente a diferença em relação aos líderes internacionais e promovendo o desenvolvimento saudável e sustentável do setor.