產(chǎn)業(yè)丨AI熱潮下的受益者：光模塊，一路狂飆

作者 | 方文三

鑒于全球數(shù)據(jù)流量的迅猛增長(zhǎng)，高性能AI服務(wù)器集群的建設(shè)需求應(yīng)運(yùn)而生，進(jìn)而推動(dòng)了光模塊需求量的顯著攀升。

目前，無(wú)論是在電信領(lǐng)域還是數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，高速率光模塊占比的提升已成為一種明顯的趨勢(shì)。

光模塊從400G到800G演變

光模塊在光纖通信中用于電信號(hào)和光信號(hào)之間的互相轉(zhuǎn)換，在發(fā)送端實(shí)現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換，在接收端實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換。

數(shù)通光模塊平均迭代周期約3-4年，例如100G從2016年開(kāi)始上量到2021年已有5年的生命周期，預(yù)計(jì)400G生命周期也將達(dá)到4-5年。

隨著交換芯片速率的不斷提升，光模塊的需求也在不斷演變。

理論上，當(dāng)交換芯片速率達(dá)到51.2Tbps時(shí)，400G光模塊將成為市場(chǎng)主流，同時(shí)800G光模塊的需求也將初步顯現(xiàn)。

而當(dāng)交換芯片速率進(jìn)一步提升至102.4Tbps時(shí)，800G光模塊將取代400G成為新的主流，同時(shí)1.6T光模塊的需求也將開(kāi)始萌芽。

光模塊能兌現(xiàn)業(yè)績(jī)與英偉達(dá)密不可分

英偉達(dá)GPU在AI發(fā)展歷程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，為其提供了不可或缺的算力支持。

而GPU與光模塊的緊密結(jié)合，進(jìn)一步提升了AI訓(xùn)練的數(shù)據(jù)傳輸速度和計(jì)算能力。

隨著英偉達(dá)GPU出貨量的顯著增長(zhǎng)，光模塊行業(yè)也迎來(lái)了量?jī)r(jià)齊升的發(fā)展機(jī)遇。

此外，科技公司的激烈競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)一步推動(dòng)了GPU的需求，例如Meta的H100采購(gòu)量超出市場(chǎng)預(yù)期，微軟和谷歌也計(jì)劃加大GPU的購(gòu)買(mǎi)量。

這種情況下，光模塊行業(yè)也受益于GPU的熱潮，自Meta采購(gòu)更多GPU以來(lái)，頭部光模塊公司的插單排產(chǎn)訂單已經(jīng)安排到了2024年二季度。

除了數(shù)量上的增長(zhǎng)，英偉達(dá)還推動(dòng)了光模塊高端產(chǎn)品出貨量的提升。

隨著AI對(duì)網(wǎng)絡(luò)端帶寬需求的增加，更高速率的光模塊成為必要。英偉達(dá)最新的H100芯片已經(jīng)越來(lái)越加大對(duì)800G光模塊的應(yīng)用，這進(jìn)一步促進(jìn)了800G光模塊銷(xiāo)量的增長(zhǎng)。

AMD近期強(qiáng)調(diào)算力芯片27年4000億市場(chǎng)規(guī)模的預(yù)期，Coherent也把800G及以上光模塊市場(chǎng)規(guī)模直至28年的CAGR上調(diào)至65%。

同時(shí)，AI文生視頻技術(shù)的出現(xiàn)也為光模塊行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。

更長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)、更高清、更細(xì)節(jié)化的文生視頻需要處理更多的視頻數(shù)據(jù)，這就要求光模塊具備更高的傳輸速率和穩(wěn)定性。

這也進(jìn)一步推動(dòng)了800G光模塊的銷(xiāo)量增長(zhǎng)，有投資者預(yù)測(cè)，2023年800G光模塊的市場(chǎng)需求將達(dá)到120-140萬(wàn)個(gè)；

而到2024年，僅英偉達(dá)就能支撐起1000萬(wàn)只800G光模塊的市場(chǎng)需求。

800G光模塊市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)集中

近年來(lái)部分海外廠商逐漸退出光模塊市場(chǎng)，轉(zhuǎn)而向上游芯片、器件等領(lǐng)域發(fā)展。

國(guó)產(chǎn)光模塊廠商在400G時(shí)代的崛起迅速，國(guó)內(nèi)廠商中，以中際旭創(chuàng)和新易盛為代表的企業(yè)在400G時(shí)代已展現(xiàn)出強(qiáng)大的全球競(jìng)爭(zhēng)力。

在800G時(shí)代，有望進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)大這一優(yōu)勢(shì)。

目前，國(guó)內(nèi)主要的光模塊廠商已經(jīng)開(kāi)始積極布局800G光模塊產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，其推出時(shí)間甚至早于一些海外龍頭企業(yè)。

這一趨勢(shì)表明在即將全面到來(lái)的800G時(shí)代，國(guó)內(nèi)廠商有望進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)大在全球光模塊市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。

目前國(guó)內(nèi)廠商加速400G/800G光模塊布局，光迅科技、中際旭創(chuàng)、新易盛、劍橋科技已量產(chǎn)800G光模塊產(chǎn)品。

光模塊目前決定優(yōu)勢(shì)領(lǐng)漲產(chǎn)業(yè)鏈

在國(guó)內(nèi)AI上游產(chǎn)業(yè)鏈中，芯片、算力、半導(dǎo)體、CPO以及光模塊等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)重要地位。

在這些領(lǐng)域中，光模塊板塊在股價(jià)表現(xiàn)上尤為突出，分歧較小且漲幅顯著。

自2023年至今，光模塊行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)中際旭創(chuàng)和天孚通信的股價(jià)分別實(shí)現(xiàn)了4.2倍和2.2倍的增長(zhǎng)。

相比之下，其他AI上游公司在股價(jià)表現(xiàn)上并不搶眼。例如，算力領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)浪潮信息在過(guò)去一年中股價(jià)下跌了10%，而芯片和半導(dǎo)體板塊在過(guò)去一年中也分別下滑了20%以上。

光模塊之所以能在眾多領(lǐng)域中脫穎而出，很大程度上是因?yàn)槠湓谌蚴袌?chǎng)上取得了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

盡管光模塊的技術(shù)屬性相對(duì)較弱，與其他電子產(chǎn)品一樣，存在技術(shù)學(xué)習(xí)周期，但其在成本和響應(yīng)速度方面的優(yōu)勢(shì)使其成為國(guó)內(nèi)具備全球競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)。

根據(jù)光通信領(lǐng)域的權(quán)威機(jī)構(gòu)LightCounting的數(shù)據(jù)，自2010年至2022年，全球前十家光模塊廠商中，中國(guó)企業(yè)的數(shù)量從1家增加至7家。

包括中際旭創(chuàng)、華為海思、海信寬帶、光迅科技、華工正源、新易盛和索爾思光電。其中，中際旭創(chuàng)自2021年起與II-VI（現(xiàn)Coherent公司）并列全球第一位。

憑借全球領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)的光模塊企業(yè)已成功打入海外大廠的供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)，例如中際旭創(chuàng)已成為北美四大云商以及英偉達(dá)的供應(yīng)商。

這種全球優(yōu)勢(shì)使得光模塊成為國(guó)內(nèi)少數(shù)能與全球AI產(chǎn)業(yè)鏈形成共振的板塊。

在業(yè)績(jī)方面，中際旭創(chuàng)預(yù)計(jì)2023年度凈利潤(rùn)為20億元至23億元，同比增長(zhǎng)63.4%至87.91%。

天孚通信預(yù)計(jì)2023年歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)為6.77億至7.58億，同比增長(zhǎng)68%至88%。

這些業(yè)績(jī)預(yù)期進(jìn)一步證明了光模塊在國(guó)內(nèi)AI上游產(chǎn)業(yè)鏈中的重要地位以及其在全球市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

高速率是光模塊的未來(lái)發(fā)展必然趨勢(shì)

隨著光模塊的持續(xù)進(jìn)步，其向800G的快速發(fā)展已成為業(yè)界共識(shí)，而未來(lái)向1.6T高速率演進(jìn)的趨勢(shì)也日益明顯。

1.6T的傳輸速率，即每條通道200G，通過(guò)8個(gè)通道的并行傳輸，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)1.6T的傳輸速率，這是800G的兩倍。

這種提升對(duì)于AI客戶而言，意味著在更短的時(shí)間內(nèi)可以傳輸更多的數(shù)據(jù)，進(jìn)而提升數(shù)據(jù)處理效率。

在邁向1.6T時(shí)代的過(guò)程中，傳統(tǒng)的可插拔速率升級(jí)可能已接近其極限，因此，光互聯(lián)的升級(jí)可能會(huì)轉(zhuǎn)向CPO及相關(guān)方案。

據(jù)Lightcounting預(yù)測(cè)，CPO的出貨預(yù)計(jì)將從800G和1.6T端口開(kāi)始，預(yù)計(jì)在2024年至2025年之間開(kāi)始商用，并在2026年至2027年之間開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)。

目前，AI已經(jīng)明顯加速了光模塊技術(shù)的迭代，并顯著縮短了光模塊的更新周期。

已有部分光模塊廠商在1.6T光模塊技術(shù)上取得了突破，例如中際旭創(chuàng)已經(jīng)為重點(diǎn)客戶開(kāi)發(fā)的1.6T光模塊，預(yù)計(jì)今年將開(kāi)始送樣和認(rèn)證，下半年可能會(huì)開(kāi)始小批量銷(xiāo)售。

同時(shí)，硅光技術(shù)有望在GPU互聯(lián)、下一代nvlink、CPO硅光引擎等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，這將進(jìn)一步推動(dòng)800G至1.6T等高速光模塊產(chǎn)品的迭代升級(jí)。

根據(jù)LightCounting在2023年7月發(fā)布的預(yù)測(cè)報(bào)告，預(yù)計(jì)2023-2027年用于AI集群應(yīng)用的光模塊市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到176億美元，占同期光模塊整體市場(chǎng)的38%。

由于AI大模型的高流量對(duì)帶寬有更高的要求，800G及以上的高速光模塊相較于200G/400G光模塊具有更高的帶寬和更低的單位功耗，因此，預(yù)計(jì)高速光模塊的需求增速將較高。

據(jù)Coherent預(yù)測(cè)，未來(lái)五年內(nèi)，800G、1.6T和3.2T數(shù)通光模塊市場(chǎng)將以超過(guò)40%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，從2023年的6億美元增長(zhǎng)到2028年的42億美元；

預(yù)計(jì)在2028年甚至更早的時(shí)間，與AI相關(guān)的800G和1.6T數(shù)通光模塊的出貨量占比將接近40%。

結(jié)尾：

當(dāng)前，大型模型對(duì)計(jì)算能力的需求正在不斷增加，然而當(dāng)前供應(yīng)端仍未能完全滿足這一需求。

預(yù)計(jì)在2024年，計(jì)算能力芯片有望持續(xù)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)性能提升和成本優(yōu)化，其中GPU和云服務(wù)提供商自主研發(fā)的AI專(zhuān)用芯片預(yù)計(jì)將取得顯著進(jìn)展。

在光模塊領(lǐng)域，核心的發(fā)展趨勢(shì)正朝著更高的速度、更低的成本和功耗前進(jìn)，包括LPOCPO技術(shù)和硅光集成等。

領(lǐng)先的光模塊制造商有望借助自身的研發(fā)實(shí)力和客戶基礎(chǔ)，充分利用AI技術(shù)帶來(lái)的行業(yè)機(jī)遇。

展望未來(lái)，光模塊技術(shù)的研發(fā)將繼續(xù)向更高的傳輸速率、更大的傳輸容量和更智能化的方向發(fā)展，以滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求和技術(shù)挑戰(zhàn)。

部分資料參考：

樂(lè)晴智庫(kù)精選：《800G高速光模塊產(chǎn)業(yè)格局梳理》，讀懂財(cái)經(jīng)：《一年暴漲4倍，光模塊跟著英偉達(dá)喝湯》，光通信PRO：《有人回歸，有人離場(chǎng)：AI驅(qū)動(dòng)下的光模塊市場(chǎng)熱鬧非凡》，華強(qiáng)電子產(chǎn)業(yè)研究所：《AI大模型爆發(fā)提振光模塊增長(zhǎng)空間，持續(xù)關(guān)注AI產(chǎn)業(yè)鏈系列》，電子發(fā)燒友網(wǎng)：《AI催生800G光模塊需求井噴，國(guó)內(nèi)廠商爆單不斷》，產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)君Marcus：《一文看懂AI中的光模塊，行業(yè)分析》