本文來自微信公眾號“AI芯天下”，作者/方文三。
鑒于全球數(shù)據(jù)流量的迅猛增長，高性能AI服務(wù)器集群的建設(shè)需求應(yīng)運(yùn)而生，進(jìn)而推動了光模塊需求量的顯著攀升。
目前，無論是在電信領(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。
光模塊從400G到800G演變
光模塊在光纖通信中用于電信號和光信號之間的互相轉(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年開始上量到2021年已有5年的生命周期，預(yù)計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，400G光模塊將成為市場主流，同時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，800G光模塊將取代400G成為新的主流，同時1.6T光模塊的需求也將開始萌芽。
光模塊能兌現(xiàn)業(yè)績與英偉達(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)傳輸速度和計算能力。
隨著英偉達(dá)GPU出貨量的顯著增長，光模塊行業(yè)也迎來了量價齊升的發(fā)展機(jī)遇。
此外，科技公司的激烈競爭進(jìn)一步推動了GPU的需求，例如Meta的H100采購量超出市場預(yù)期，微軟和谷歌也計劃加大GPU的購買量。
這種情況下，光模塊行業(yè)也受益于GPU的熱潮，自Meta采購更多GPU以來，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，英偉達(dá)還推動了光模塊高端產(chǎn)品出貨量的提升。
隨著AI對網(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)越來越加大對800G光模塊的應(yīng)用，這進(jìn)一步促進(jìn)了800G光模塊銷量的增長。
AMD近期強(qiáng)調(diào)算力芯片27年4000億市場規(guī)模的預(yù)期，Coherent也把800G及以上光模塊市場規(guī)模直至28年的CAGR上調(diào)至65%。
同時，AI文生視頻技術(shù)的出現(xiàn)也為光模塊行業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。
更長時長、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)一步推動了800G光模塊的銷量增長，有投資者預(yù)測，2023年800G光模塊的市場需求將達(dá)到120-140萬個；
而到2024年，僅英偉達(dá)就能支撐起1000萬只800G光模塊的市場需求。
800G光模塊市場競爭格局相對集中
近年來部分海外廠商逐漸退出光模塊市場，轉(zhuǎn)而向上游芯片、器件等領(lǐng)域發(fā)展。
國產(chǎn)光模塊廠商在400G時代的崛起迅速，國內(nèi)廠商中，以中際旭創(chuàng)和新易盛為代表的企業(yè)在400G時代已展現(xiàn)出強(qiáng)大的全球競爭力。
在800G時代，有望進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)大這一優(yōu)勢。
目前，國內(nèi)主要的光模塊廠商已經(jīng)開始積極布局800G光模塊產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，其推出時間甚至早于一些海外龍頭企業(yè)。
這一趨勢表明在即將全面到來的800G時代，國內(nèi)廠商有望進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)大在全球光模塊市場的領(lǐng)先地位。
目前國內(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)勢領(lǐng)漲產(chǎn)業(yè)鏈
在國內(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)和天孚通信的股價分別實(shí)現(xiàn)了4.2倍和2.2倍的增長。
相比之下，其他AI上游公司在股價表現(xiàn)上并不搶眼。例如，算力領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)浪潮信息在過去一年中股價下跌了10%，而芯片和半導(dǎo)體板塊在過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，很大程度上是因為其在全球市場上取得了競爭優(yōu)勢。
盡管光模塊的技術(shù)屬性相對較弱，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)勢使其成為國內(nèi)具備全球競爭優(yōu)勢的產(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，國內(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)勢使得光模塊成為國內(nèi)少數(shù)能與全球AI產(chǎn)業(yè)鏈形成共振的板塊。
在業(yè)績方面，中際旭創(chuàng)預(yù)計2023年度凈利潤為20億元至23億元，同比增長63.4%至87.91%。
天孚通信預(yù)計2023年歸屬于上市公司股東的凈利潤為6.77億至7.58億，同比增長68%至88%。
這些業(yè)績預(yù)期進(jìn)一步證明了光模塊在國內(nèi)AI上游產(chǎn)業(yè)鏈中的重要地位以及其在全球市場上的競爭優(yōu)勢。
高速率是光模塊的未來發(fā)展必然趨勢
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，而未來向1.6T高速率演進(jìn)的趨勢也日益明顯。
1.6T的傳輸速率，即每條通道200G，通過8個通道的并行傳輸，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)1.6T的傳輸速率，這是800G的兩倍。
這種提升對于AI客戶而言，意味著在更短的時間內(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時代的過程中，傳統(tǒng)的可插拔速率升級可能已接近其極限，因此，光互聯(lián)的升級可能會轉(zhuǎn)向CPO及相關(guān)方案。
據(jù)Lightcounting預(yù)測，CPO的出貨預(yù)計將從800G和1.6T端口開始，預(yù)計在2024年至2025年之間開始商用，并在2026年至2027年之間開始大規(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)客戶開發(fā)的1.6T光模塊，預(yù)計今年將開始送樣和認(rèn)證，下半年可能會開始小批量銷售。
同時，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800G至1.6T等高速光模塊產(chǎn)品的迭代升級。
根據(jù)LightCounting在2023年7月發(fā)布的預(yù)測報告，預(yù)計2023-2027年用于AI集群應(yīng)用的光模塊市場規(guī)模將達(dá)到176億美元，占同期光模塊整體市場的38%。
由于AI大模型的高流量對帶寬有更高的要求，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)計高速光模塊的需求增速將較高。
據(jù)Coherent預(yù)測，未來五年內(nèi)，800G、1.6T和3.2T數(shù)通光模塊市場將以超過40%的復(fù)合年增長率增長，從2023年的6億美元增長到2028年的42億美元；
預(yù)計在2028年甚至更早的時間，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，大型模型對計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)計在2024年，計算能力芯片有望持續(xù)進(jìn)行技術(shù)升級，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專用芯片預(yù)計將取得顯著進(jìn)展。
在光模塊領(lǐng)域，核心的發(fā)展趨勢正朝著更高的速度、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)帶來的行業(yè)機(jī)遇。
展望未來，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，以滿足不斷增長的市場需求和技術(shù)挑戰(zhàn)。
