光通訊被動元件及國內廠商概況與契機

近來網際網路Internet普及，頻寬需求量急遽增加，造就了國內光通訊產業廣闊之成長空間，尤其在國內固網開放後，因應光纖網路之綿密架設，光通訊主、被動元件之龐大需求將引發可觀商機。因此，光通訊產業已被視為21世紀之明星產業。

若以市場需求角度觀察，根據PIDA評估2000年全球光通訊市場值達400億美元，至2003年則將提昇至800億美元。而就國內市場方面，依工研院光電所調查統計，1999年國內光通訊產業產值約2.16億美元，預計2000年可達3.2億美元，相較於去年約有40%之成長，若依全球市場趨勢來看，未來前景可期。

表一、全球光通訊被動元件市場 單位：百萬美元

由＜表一＞可知，1999年全球光被動零組件市場總產值已達15億美元，單項產品中又以光纖連接器產值最大，佔了整體光被動零組件之45%，其次即是光纖耦合器以及光隔絕器，預計至2002年全球光被動零組件可望成長至28億美元，年複合平均成長率CAGR為25%。　

在整體光通訊產業之產品分類架構中，主要分為光纖、光纜、光主動元件、光被動元件以及傳輸設備等5大類。其中，由於光纖原材料、光主動元件以及高階傳輸設備產業，資金與技術進入門檻極高，加上國內廠商起步較晚，若欲切入，困難度相當高。以光纖原材料而言，目前全球市場幾乎是由Corning、Lucent、Alcatel等3家廠商所包辦，而在高階光傳輸設備部分，受限於各國電信法規限制、資本密集需求，以及品質穩定優先於價格競爭之特性，亦導致產業集中度高，全球前4大製造商即擁有超過80%之市場佔有率。

另外，光主動元件相較於被動元件，雖然其附加價值較高，但投資金額亦相對龐大，且國內廠商在關鍵零組件上均仰賴進口，牽制成本，加上技術自主性也不高，因此目前國內廠商生產以組裝加工為多，發展上亦頗多障礙。

因此，綜合以上所述，以整體光通訊產業來觀察光被動元件，特別適合台灣發展，最重要原因在於光被動元件相較於主動元件或其他傳輸設備而言，進入障礙較低，另外產品趨向於大量以及多樣性，適合以量產能力相較於國外大廠較強之國內廠商生產。而且，由於零組件製造之人工比重偏高，為節省成本，世界通訊大廠近來有轉至亞太地區生產之趨勢，使國內廠商接單優勢增加。

預計自明年起，短距離以及區域網路LAN之需求將逐漸顯現，尤其區域光纖網路未來成長潛力更大。因此，國內廠商可把握都會網路MAN以及區域網路LAN之光被動零組件商機。另外，更重要的是區域網路亦將脫離長距離LONG HAUL之寡占市場姿態，價格必須大為降低，也因此可望帶動許多地區性中小型公司發展。　

光通訊被動零組件之產品種類相當多，其中以光連接器Connector、耦合器Coupler以及隔絕器Isolator之市場較大，約佔整體光被動元件市場之80%，其他元件則包括光衰減器Attenuator、光塞取多工機OADM（Optical Add-Drop Mux）以及光開關Switch等等。目前國內已投入或準備投入生產光通訊被動零組件之廠商，如＜表二＞所示。

表二、國內光通訊被動零組件廠商

以下，即針對主要之光被動零組件作一簡介。　

圖一、光纖連接器簡圖

光連接器是一種裝在光纖終端之機械裝置，如＜圖一＞所示，可重複用來作光路徑之接續。一般依所要接續光纖之種類，可區分為單模光纖連接器與多模光纖連接器，目前則以單模產品為主。另外，為配合永久性以及半永久性之光纖接續之需求，可利用光機械式接合器及機械融接方式進行光纖接續，若以應用層面來看，光機械式為主流。而所謂光纖跳接線PatchCord，則是在一條光纖之兩端裝上連接器而可作為光路徑跳接之用。

光連接器之品質好壞主要由插入損失Insertion Loss來決定。當纖核相對於套管Ferrule沒有同心圓時是插入損失之主要原因。因此，纖核與套管間之對準是非常重要。以目前產業技術及趨勢，由於陶瓷Ceramic套管能提供較佳之品質，其光纖穿透精準度高，同時溫度效應及機械特性佳，因此一般多採用圓柱型陶瓷套管作為光纖之對準。

由於光連接器為國內光被動元件廠商少數能量產銷往國外之產品，也是各家競爭主力產品之一，但是較關鍵之零組件如套管Ferrule，需自日本進口，貨源以及成本受牽制，同時投入廠商數量過多，因此該產品利潤相當少。不過，國內目前已有大陶精密較具量產Ferrule之能力。

而隨著光纖網路之架構，積極朝FTTD（Fiber to the desk）目標進行，光纖連接器一直朝低損失、小型化以及安裝容易之方向發展，即所謂SFF（Small Form Factor）。全球相關光連接器之製造廠商主要分為3大族群，分別以AMP為首之MT-RJ、以3M為首之VF-45以及以Lucent為首之LC型。而由於產品各有優缺點，目前尚未有制式規格出現，因此各具一方，待市場做最後取捨。值得注意的是，其中VF-45型光連接器因不需Ferrule而備受矚目。

圖二、MT-RJ（L）與VF-45（R）示意圖

有時又稱為分歧器Splitter，是用來將光訊號從一條光纖中分至多條光纖中之元件，如＜圖二＞所示，90%/10%為光波切分比例。依型態，如＜表三＞所示，光纖耦合器可分為雙分支、樹狀/星狀以及分波多工，目前使用重心亦由雙分支轉移至樹狀/星狀以及分波多工，以大幅提昇系統之通訊容量。

圖三、1×2光纖耦合器簡圖

表三、光纖耦合器之組態與製作方法

光纖之製作方式有熔接式Fusing、傳統光學Bulk Optics、以及光波導式Wave Guide等3種，其中熔接式光纖耦合器約佔有9成之市佔率，國內廠商亦以此方法為主流。簡單來說，熔接式是將兩條光纖併在一起熔融拉伸，使纖核因聚合力而結合在一起，以達成光耦合作用。由於損耗小、耦合比控制精度高、溫度特性好、尺寸小，因此生產效率高、成本低。而此種製作，一般是在所謂工作站上進行，切分比例亦可由製程參數來控制。

由於光纖耦合器之技術層次於光被動零組件中相對較高，因此毛利亦較佳，約達30%。不過以目前國內融結機缺貨情形看來，對於欲投入之廠商即為一大進入障礙。

光纖傳輸系統中，有時要求只允許一個方向之光波能夠傳輸，此時就需要光隔離器來阻止反射回波信號。它在一般以半導體雷射LD為光源之傳輸系統裡，可防止反射光、散射光回射進入LD內而影響系統之穩定度。

圖四、光隔絕器之工作原理

其工作原理，如＜圖三＞所示。當信號光正向入射時，經起偏器成為線性偏振光，再經法拉第旋磁介質，使其偏振方向相對於外磁場H方向由旋轉45度，恰好與檢偏器偏振方向一致，以通過檢偏器而射出。當光反向輸入時，通過檢偏器後之偏振方向與檢偏器之偏振方向是一致的，再經旋磁介質時，其偏振方向右旋45度，使得反向光之偏振方向與起偏器之偏振方向垂直，因而產生隔離效果。

光隔離器是一兩端開口之被動元件，目前主要應用於光發射模組、光放大器，以及高速率傳輸系統中以降低雜訊。國內廠商在光隔離器方面之技術，處於起步階段，有自己研發之產品，但是所有零件均為進口，因此技術層次只在組裝。　

光衰減器一般用來測量系統之靈敏度，或平衡傳輸光分路之光功率大小等，依其使用方式分類，光衰減器有固定式、階段可變式與連續可變式3種。固定式光衰減器構造較為簡單，通常是用GRIN Lens作為元件，再用光學吸收玻璃作為衰減片而構成小型包裝式器件；階段可變式一般是在平行光路中插入多窗口衰減片轉盤，透過旋轉換檔而改變光之衰減量；連續可變式光衰減器有多種形式，利用連續變化之減光薄膜，或利用聲光元件在高頻電信號驅動下產生Bragg反射效應，因而使光束偏轉導致連續之光功率衰減。＜圖四＞所示，為階段式光衰減器簡圖。

圖五、階段式光衰減器簡圖

光衰減器目前已廣泛應用於光通訊領域，在被動元件中，其產量僅次於連接器、耦合器。而國內廠商所生產之衰減器多為固定型之衰減器。　

光塞取多工器之功能，將某一特定波長從主幹線擷取下來至區域光纖網路系統，同時，區域網路又將同一波長但不同訊號意義之光訊號送入主幹線上。擷取下來之光訊號與上載之光訊號雖然是同一波長，但二者所代表之訊號意義是截然不同，一是主幹線訊號，一是區域訊號。也正因為同時均採用相同波長之光波，所以光塞取器對於波長串音現象之要求相當嚴格，不可使區域網路之上載光訊號又回到區域網路中，同時下載之光訊號必須完全從主幹線取下，以避免與上載之光訊號重疊。　

圖六、光濾波式（L）vs.光纖光柵式（R）

目前較成熟之製作技術方式為光濾波式與光纖光柵式，如＜圖五＞所示。其中，光纖光柵式為配合旋光器結構，由於旋光器價格目前還相當高，製作成本並不低廉，但結構與商品組裝最為容易。另外，由於光纖光柵方式之技術必須搭配溫度補償之組裝技術，而光學濾波片方式則沒有溫度補償之組裝問題，但是生產成本高。

蒲朗克之主力產品為光耦合器、WDM（1310/1550nm）（80%）以及跳接線（20%），主要原料－光纖，採購自美國Corning公司，而非來自國內廠商，主要原因為Corning產品之品質以及貨源穩定，藉以降低外界因素影響蒲朗克之產能，尤其在以品質第一、價格次之的現今光通訊元件產業市場來說。

目前蒲朗克之產品銷售市場以外銷為主，尤以美國（50﹪）為最大宗，除了因美國在光纖網路架構進度相較於其他地區較為領先，市場需求提早顯現之外，對於蒲朗克在國際市場知名度欲藉由美國市場而提昇，更是主要考量。

以蒲朗克目前之營運狀況、產品品質以及接單能力，均無問題，主要限制在於目前產能多寡，進而影響營收。公司目前雖然積極計劃擴廠，但是廠房土地、機器設備以及人力資源之取得，均需要時間。若以融結法製造光耦合器以及WDM之燒結機設備來說，蒲朗克主要採購自日本以及國內廠商光紅光電，但是由於市場需求熱度未減，機台設備購得不易，以目前狀況，公司下訂單至取得機台，平均約需3個月之時間，時效上稍嫌緩慢。不過，增加製程設備仍是擴充產能之唯一路徑，因此蒲朗克計劃未來擴充燒結機設備至12台，以生產WDM以及光耦合器為主，以因應未來龐大之市場需求，把握商機。

蒲朗克計劃於未來2~3年內，除了積極提昇國內廠之產能外，大陸廠量產成功亦為公司營運重點。主要考量之因素為，由於蒲朗克產品均偏向用戶端，因此，光纖之舖設進度即決定了市場需求之時機，而且大陸光纖網路架構之舖設進度相較於台灣以及日本為快，潛在市場需求之商機無限。在產品研發方面，將以DWDM高密度分波多工器之製作以及光被動元件製造設備為主要方向。　

由於光纖已成為通訊事業主流，在整體光通訊產業架構下，台灣以生產光被動元件為較具優勢之角度切入，其中更以光連接器Connector與耦合器Coupler為主力產品。基本上，國內廠商在不同型式光纖連接器之生產方面都已無太大障礙，而且光連接器中之Ferrule與素材也有大陶精密率先第一家投入生產。

依據大陶精密估計，隨著光通訊產業之發展，未來2年陶瓷套管之需求仍將呈現供不應求之短缺情況，廠商供給面之量產平均年成長率約35%~40%，而訂單客戶需求面之平均年成長率約為50%，相差約13%。此短缺情形之改善，唯有等待更多廠商投入此領域。

大陶精密本身在Ferrule製程中，以研磨製程為主，採機器組裝自動化生產，所需之材料採外包制，製造設備亦由國外廠商提供。相較於其他廠商像日本，以人工為主，大陶精密生產成本相對較低，未來大陶精密若以此製程經驗移至大陸增設廠房，人工成本下降幅度更大，營收成長將更明顯。目前台灣廠製程良率約90%，高於世界之平均水準，具有相對之品質與成本競爭優勢。目前大陶精密訂單來源以及市場分佈，國內約佔70%，國外佔30%。其實，公司本身最大獲利限制並非訂單多寡，而是公司本身之量產能力。

大陶精密目前生產地點以台灣為主，平均月產量為100萬顆單模光纖用陶瓷套管，平均每顆單價為1.4~2.5美元，公司預計至2001年底，國內廠房擴充生產線後，平均月產量可提升至400萬顆。另外，在大陸方面，深圳廠預計明年底平均月產量將可達300萬顆，平均每顆單價為1.2~1.4美元。不過，大陶精密未來主力產品仍以台灣廠所生產之高單價2.5美元Ferrule為主。大陶精密保守預估，至今年底營收約600萬美元，2001年經產能提昇後，在預期短缺情形持續下，應可達2000~2500萬美元，營收將大幅成長3.5倍。　

建通精密計劃量產光纖連接器之關鍵零組件陶瓷套管Ferrule。建通建通建通建通係於今年3月與瑞士廠商簽訂技轉合約，投資6000萬元生產陶瓷套管，總投資規模約1億元，第一階段之機器設備預計今年底進廠安裝，2001年第一季量產，年產量可達350萬個，預估未來每年可挹注營收約1.5 ~ 2億元。

製程所需之陶瓷粉原材料，建通主要由美國採購初胚，投入後段研磨加工，並非由原始陶瓷粉之射出成型開始，因此，未來出貨還需寄望初胚廠能穩定出貨。　

1999年起，即開始量產光纖連接器之相關元件陶瓷套筒Sleeve，所佔比重甚小，預計今年產能約51萬個，月營收貢獻約100萬元。而新巨為擴增產能，預計今年11月在新店民權廠加裝生產設備，除擴充產能外，另將生產技術層次更高之陶瓷套管Ferrule，使明年Ferrule以及Sleeve之產能可望倍增。　

鴻海之「鳳凰計劃」將集資30億美元投資或併購與光纖通訊相關之國內外企業，今年則預計先投入5億美元。公司本身亦表示，由於全球網路以及通訊產業高度成長，預估「鳳凰計劃」之整體獲利將高於資本額10~20倍。以鴻海如此之規模以及企圖心切入光通訊市場，相信將對國內相關廠商造成不小之衝擊。　

環科積極投入光通訊零組件市場，已完成佈局規劃，在生產技術部門方面，現階段規劃先由其轉投資之凱裕科技開始進行試產，在技術來源部分，主要係由環科持股15%之美國Lightel公司提供凱裕科技相關之光纖被動元件之生產技術。凱裕科技初期將斥資九千萬元進行技轉以及購買15台機台，作為生產光耦合器以及WDM之用，預估明年元月起可量產，初期年產量可達二十萬個光纖耦合器，在良率90%情形下，會有35%以上之毛利。

另外，凱裕在台灣試產成功後，環科亦將在大陸購置30台機台，預計未來兩地同步生產後，獲利乘數效果將可倍增。不過，在凱裕科技生產成功後，會將光纖被動元件部分移回環科生產，凱裕未來則尋求與Lucent合作，將主攻光主動元件以及DWDM，以求專業分工。　

錸德跨入光通訊領域，轉投資旺錸科技，鎖定光纖絲、光纖光纜、光纖預型體以及陶瓷元件，預計2001年開始生產。主要考量國內非常欠缺光纖上游原材料之產業層級，現今只有卓越及信越光纖身處光纖抽絲之領域，全球大多數之光纖需求都以Corning以及Fujikura為主要供應來源，此原料市場將成為光纖通訊領域中發展空間較大之一環。

不過，以光通訊產業之特性，品質方為競爭要素，亦是旺錸科技必須首先突破之目標。錸德表示，目前廠房與機器設備已陸續就定位，旺錸科技預定十二月開始進行光纖抽絲的量產動作。　

就台達電與蒲朗克之合併計劃，整個購併計劃將分為包銷、技轉以及合併三階段，目前兩家廠商已簽妥包銷以及技轉協定，而合併金額則尚未底定。對於包銷協定中提到，台達電必須於1年內負責銷售蒲朗克36萬個光連接器以及跳接線，15萬個光耦合器以及WDM，合計約為1.5~1.8億元之銷售業務，之後即進入技轉階段。不過，雙方亦同意若台達電負責包銷數量能提早完成，即可進入技轉。以目前全球光通訊被動元件市場需求持續攀升之現象看來，預計台達電之包銷業務應可於今年底完成而進入技術移轉，對於台達電在光通訊元件之量產腳步以及競爭力提昇，助益甚大。對於蒲朗克來說，合併後可藉由台達電在國際市場之知名度來協助其產品順利銷售。此外，蒲朗克亦希望藉由台達電來獲取國外大廠之DWDM元件之技術轉移。　

目前國內製作光耦合器之燒結機幾乎均是進口產品，而由於光被動元件市場熱絡，耦合器燒結機呈現缺貨狀態，東台精機已於8月底正式與工研院光電所簽訂技轉合約後，將成為國內少數具有生產燒結機能力之製造商。在市場供不應求之情況下，未來獲利可期。若以每部5萬美元計算，東台預估明年此單一產品之營收貢獻可望達6億元。

另外，錄海精機亦宣佈已完成光纖耦合機之雛形與測試階段，將來除了供應生產設備外，同時提供製程技術服務，幫助廠商快速投入量產，爭取商場先機。　

依照相關廠商指出，中國大陸在光纖通訊產業技術，由於起步較早，至少領先台灣5年以上，不僅生產規模、技術層與人才培養領先國內，且產業實力由上游材料至系統組裝，已有完整基礎，而國內光通訊產業在缺乏基礎建設下，以整體產業發展來看，大陸將是台灣最大之潛在競爭壓力。

不過，以台灣在PC時代所累積之國際化經營實力與量產之成本優勢，若從市場經營或生產據點角度思考，在全球光纖產業一片看好之情形下，台灣所將扮演之分工角色應不會缺席，而這也是台灣業者之絕佳機會。另外，國內廠商仍較大陸具有生產品質之可靠度，亦有全球眼光，與國際間之聯繫亦較大陸為佳，除此之外，相較於大陸之強大競爭，台灣另一優勢為製程管理能力，尤其對於光通訊產品之品質而言。因此，綜上所述，未來誰將勝出，尚難定奪。　

陸、建議廠商未來營運模式（資料來源：電子時報）

由於光通訊元件之品質要求甚高，廠商普遍都在台灣生產利潤較高之元件，而將產品走向大量生產之低毛利產品外移大陸之計劃。因此，像鴻海在矽谷籌設研發中心、大陸設生產基地之方式，可望成為台灣發展光通訊產業之鐵三角。不僅如此，大陸未來龐大之電信市場潛力，商機無限，及早在大陸佈局，就近市場，也是廠商選擇大陸設廠之另一因素。　

就國內廠商現況來說，跨足光通訊被動元件之廠商，多數仍屬於資本額在10億元以下且尚未上市櫃之中小型公司，若能與國際大廠JDSU、E- Tek或Lucent結盟，在資源運用上將有加乘效果。以研發來說，投入資金比例可相對降低，而且人員訓練可有效縮短學習曲線，讓資源做極大化之應用，亦不失為一雙贏策略。