1、800G 時(shí)代已來(lái)，高景氣周期開(kāi)啟

1.1、光模塊：由產(chǎn)品升級(jí)驅(qū)動(dòng)的周期成長(zhǎng)性行業(yè)

光模塊是光纖通信中的核心組成部分，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)傳輸過(guò)程中光電轉(zhuǎn)換和電光轉(zhuǎn) 換功能。光模塊工作在 OSI 模型的物理層，主要由光電子器件（光發(fā)射器、光接 收器）、功能電路和光接口等部分組成，主要作用是實(shí)現(xiàn)光纖通信中的光電轉(zhuǎn)換和 電光轉(zhuǎn)換功能。光芯片是光模塊的核心元件，基于激光的受激輻射原理完成光電 轉(zhuǎn)換功能：處于基態(tài)（穩(wěn)態(tài)）的原子在外來(lái)輻射光（由電/光泵浦源產(chǎn)生）作用下 先受激吸收躍遷到高能級(jí)（不穩(wěn)態(tài)），再通過(guò)合適的能級(jí)系統(tǒng)形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，躍 遷到基態(tài)，實(shí)現(xiàn)受激輻射，發(fā)出光子和外來(lái)光子的頻率、傳播方向、偏振、相位 等均相同，從而產(chǎn)生窄譜寬、高功率、強(qiáng)定向性的激光。

光模塊處于產(chǎn)業(yè)鏈中游，上游是光芯片與光器件廠(chǎng)商，下游主要應(yīng)用于電信市場(chǎng) 和數(shù)通市場(chǎng)。目前光芯片與光器件國(guó)產(chǎn)化程度較低，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品多為無(wú)源器件、低 速率光芯片，根據(jù) ICC 預(yù)測(cè)，2021 年我國(guó) 25G 光芯片國(guó)產(chǎn)化率約 20%，25G 以 上光芯片國(guó)產(chǎn)化率僅 5%。高速率產(chǎn)品多為國(guó)外頭部廠(chǎng)商如博通等壟斷，因此上游 光芯片成本占比較高。根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù)，光器件在光模塊成本占比超過(guò) 70%， 主要來(lái)自 TOSA 與 ROSA 組件。下游主要客戶(hù)包括設(shè)備商、運(yùn)營(yíng)商以及互聯(lián)網(wǎng)云 廠(chǎng)商，市場(chǎng)份額集中，客戶(hù)議價(jià)能力較強(qiáng)。在上下游的擠壓下，光模塊行業(yè)競(jìng)爭(zhēng) 較為激烈，產(chǎn)品量?jī)r(jià)隨產(chǎn)品升級(jí)周期性變動(dòng)。出貨量方面，新產(chǎn)品導(dǎo)入階段出貨 量較少，升級(jí)中期出貨量開(kāi)始爆發(fā)式增長(zhǎng)，后期成熟產(chǎn)品的需求逐漸下降。價(jià)格 方面，產(chǎn)品價(jià)格以每年 17%-18%的平均幅度下降，尤其是新產(chǎn)品出貨量達(dá)到高水 平后，標(biāo)準(zhǔn)化 ASP 通常迎來(lái)大幅下滑，根據(jù) Lightcounting 統(tǒng)計(jì)，2018 年標(biāo)準(zhǔn)化 產(chǎn)品的價(jià)格同比下跌 37%，打破了 2011 年創(chuàng)下的下跌 33%的紀(jì)錄。

因此，我們判斷光模塊是典型的由產(chǎn)品升級(jí)驅(qū)動(dòng)的周期成長(zhǎng)性行業(yè)，判斷行業(yè)景 氣度的關(guān)鍵是產(chǎn)品升級(jí)階段。光模塊種類(lèi)多、升級(jí)快，不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)傳輸距離、 帶寬等性能有不同要求，流量高速增長(zhǎng)帶來(lái)的帶寬壓力驅(qū)動(dòng)高速率光模塊率先在 數(shù)據(jù)中心部署，電信市場(chǎng)產(chǎn)品升級(jí)壓力相對(duì)較小。技術(shù)成熟周期推動(dòng)數(shù)通市場(chǎng)光 模塊以 5 年左右的升級(jí)周期迭代：2015 年以前，數(shù)據(jù)中心光模塊以 10G、40G 為 主；2016 年，25G、100G 光模塊開(kāi)始部署，2019 年開(kāi)始大規(guī)模放量；2019 年光 模塊進(jìn)入后 100G 時(shí)代，上層交換機(jī)光模塊速率開(kāi)始向 200G/400G 升級(jí)。2022 年， 200G、400G 產(chǎn)品大規(guī)模放量，800G 光模塊進(jìn)入導(dǎo)入階段。

1.2、800G 新產(chǎn)品周期開(kāi)啟，迎來(lái)行業(yè)新一輪高景氣

上游交換機(jī)芯片已突破：交換機(jī)芯片升級(jí)是光模塊升級(jí)的基礎(chǔ)條件，800G 交換機(jī) 及芯片市場(chǎng)技術(shù)逐漸成熟，51.2Tbps 芯片已突破，800G 光模塊升級(jí)確定性強(qiáng)。回顧交換機(jī)芯片及光模塊部署歷程，交換機(jī)芯片升級(jí)是光模塊升級(jí)部署的先行條 件：2014 年首款 100G 交換芯片（Tomahawk）送樣，2016 年 100G 交換機(jī)開(kāi)始規(guī)模部署；2017 年 12 月首款 400G 芯片（Tomahawk3）送樣，2019 年 12 月推出 Tomahawk4（支持雙倍端口和容量），2020 年起 200G 和 400G 光模塊開(kāi)始上量。目前多款 800G 交換機(jī)芯片已發(fā)布，800G 光模塊有望開(kāi)始規(guī)模部署。交換機(jī)芯片 分為自研與商用兩種，自研芯片中思科的 Silicon One G100 交換機(jī)芯片支持 25.6T 交換能力，提供 32 個(gè) 800G 端口，總交換能力達(dá) 25.6T，每個(gè)端口也可以拆成 8 × 100G 或者 2×400G 應(yīng)用。商用交換芯片廠(chǎng)商主要包括博通、Mellanox、Barefoot 和 Innovium，均可提供 25.6T 交換芯片，其中博通的 Tomahawk5 和 Mellanox 的 Spectrum-4 速率高達(dá) 51.2Tbps。從交換機(jī)來(lái)看，思科、新華三與 Mellanox 均于 2022 年發(fā)布 800G 交換機(jī)，800G 光模塊部署勢(shì)在必行。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐漸落地，主要供應(yīng)商已發(fā)布樣品并具備大規(guī)模量產(chǎn)能力。國(guó)內(nèi)外多個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)化組織競(jìng)相開(kāi)展 800 Gbit/s 的標(biāo)準(zhǔn)化工作，IEEE802.3 工作組、OIF、IPEC（國(guó) 際光電委員會(huì)）等組織已對(duì) 800Gb/s 直調(diào)直檢和相干方案進(jìn)行立項(xiàng)，啟動(dòng) 800 Gbit/s 相關(guān)規(guī)范的制訂工作，對(duì) 800 Gbit/s 光模塊的應(yīng)用場(chǎng)景、接口規(guī)格等進(jìn)行了定義；800G Pluggable MSA 已先后發(fā)布面向低成本、100 m 傳輸距離需求的 8×100 Gbit/s PSM8 以及面向2 km傳輸距離需求的4×200 Gbit/s FR4規(guī)范；由Cisco、Broadcom、 Juniper、Intel 等組成的光模塊 MSA 工作組制定了第一個(gè) 800G QDFP 雙重密度可 插拔光模塊的標(biāo)準(zhǔn)，定義了 800G 光模塊的尺寸 QSFP-DD800。主要供應(yīng)商已具備 800G 量產(chǎn)能力：2020 年，華為即發(fā)布業(yè)界首個(gè) 800G 可調(diào)超高速光模塊；中際旭 創(chuàng)保持行業(yè)領(lǐng)先，推出 800G OSFP 和 QSFP-DD800 光模塊產(chǎn)品線(xiàn)，可實(shí)現(xiàn) 100m – 2km 的傳輸距離，2023 年批量出貨；新易盛等廠(chǎng)商也具備 800G 規(guī)模量產(chǎn)能力。

800G 新產(chǎn)品周期增長(zhǎng)彈性大（升級(jí)路徑統(tǒng)一）、確定性強(qiáng)（已批量出貨）。后 100G 時(shí)代，全球云廠(chǎng)商光模塊 200G/400G 升級(jí)路徑顯著分化，驅(qū)動(dòng)數(shù)通市場(chǎng)產(chǎn)品周期 熨平；800G 產(chǎn)品升級(jí)路徑統(tǒng)一，部署速度有望超過(guò) 400G，光模塊市場(chǎng)未來(lái)具有 更強(qiáng)的升級(jí)彈性與更大的增長(zhǎng)空間。根據(jù) MSA 發(fā)布的 800G 光模塊白皮書(shū)，TORServer 層采用 200G AOC 時(shí)，上層需要部署 800G 光模塊。可用性、系統(tǒng)成本方 面， 800G 產(chǎn)品同樣優(yōu)于 400G，可以在 1U 的外形尺寸中使用 25.6Tbps 的芯片， 對(duì)外 32 個(gè) 800Gbps 端口，每比特成本將優(yōu)于同等的 400Gbps。根據(jù) Dell‘Oro 預(yù) 測(cè)，800G 光模塊滲透速率有望高于 400G，到 2025 年在數(shù)據(jù)中心交換機(jī)端口中將 超過(guò) 25%。AI 需求爆發(fā)加速 800G 光模塊布局，北美大客戶(hù)已開(kāi)始批量采購(gòu)，新 增 AI 大客戶(hù)英偉達(dá)帶來(lái)業(yè)績(jī)新驅(qū)動(dòng)，800G 升級(jí)確定性強(qiáng)；且行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局穩(wěn)定， 頭部廠(chǎng)商繼續(xù)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，光模塊龍頭中際旭創(chuàng)已率先拿到英偉達(dá)、谷歌等海 外客戶(hù) 800G 批量訂單，開(kāi)啟量產(chǎn)第一年。

2、AI 算力底座，迎云需求共振

2.1、AI 浪潮催化算力需求爆發(fā)，800G 光模塊顯著受益

ChatGPT 掀起 AI 浪潮催化算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，數(shù)通光模塊市場(chǎng)迎來(lái)新一輪行業(yè) 高景氣。2022 年 11 月 30 日，OpenAI 發(fā)布 ChatGPT，5 天內(nèi)用戶(hù)突破百萬(wàn)大關(guān)， 月訪(fǎng)問(wèn)量達(dá) 2100 萬(wàn)人次，截至 2023 年 1 月末，其月活用戶(hù)已經(jīng)突破 1 億，遠(yuǎn)遠(yuǎn) 快于其他消費(fèi)級(jí)應(yīng)用程序。根據(jù) Sensor Tower 的數(shù)據(jù)，TikTok 達(dá)到 1 億用戶(hù)用時(shí) 9個(gè)月，Instagram 用時(shí)30個(gè)月。World of Engineering的報(bào)告顯示，Meta（Facebook）、 Twitter、iTunes 達(dá)到 1 億用戶(hù)的時(shí)間分別為 54 個(gè)月、60 個(gè)月、78 個(gè)月。目前 AIGC 仍然以文字為主，隨著圖片、音視頻等形式的加入，將帶來(lái)流量的爆發(fā)式增長(zhǎng)。AI 需要數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施提供算力支持進(jìn)行訓(xùn)練與模型優(yōu)化，大模型及其應(yīng)用的發(fā)展 與推廣進(jìn)一步提升流量帶寬需求，雙輪驅(qū)動(dòng)數(shù)通光模塊市場(chǎng)迎來(lái)行業(yè)高景氣。

英偉達(dá)、谷歌、微軟、亞馬遜等海外巨頭紛紛加碼 AI 建設(shè)，帶動(dòng)配套高速光模塊 需求提升。隨著 ChatGPT 在全球掀起新一輪 AI 大模型浪潮，以微軟、Google、 亞馬遜為代表的科技巨頭紛紛加碼 AI 建設(shè)。①微軟：2023 年 2 月初，微軟宣布 旗下所有產(chǎn)品將全線(xiàn)整合 ChatGPT，包括 Bing 搜索引擎、Office 全家桶、Azure 云服務(wù)、Teams聊天程序等，并于3月16日發(fā)布AI辦公助手Microsoft 365 Copilot， 搭載了目前功能最強(qiáng)大的 AI 大模型 GPT-4 的 AI 助手將接入微軟全家桶產(chǎn)品。② 谷歌：由谷歌和柏林工業(yè)大學(xué)共同打造的多模態(tài)大模型 PaLM-E 目前擁有 5620 億 參數(shù)，是全球最大的視覺(jué)語(yǔ)言模型；谷歌旗下兩大頂級(jí) AI 團(tuán)隊(duì)谷歌大腦與 DeepMind 合二為一設(shè)立 Google DeepMind，專(zhuān)攻 AI 相關(guān)的戰(zhàn)略級(jí)技術(shù)。③亞馬 遜：推出 Bedrock 生成式人工智能服務(wù)以及自有大型語(yǔ)言模型泰坦。④英偉達(dá)：AI 計(jì)算領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，A100 芯片仍然是唯一能夠在云端實(shí)際執(zhí)行任務(wù)的 GPU 芯 片；H100 已經(jīng)全面投產(chǎn)，并部署在多家客戶(hù)的云計(jì)算服務(wù)中，包括微軟 Azure、 谷歌、甲骨文等客戶(hù)的數(shù)據(jù)中心，H100 配有 Transformer 引擎，可以專(zhuān)門(mén)用作處 理類(lèi)似 ChatGPT 的 AI 大模型，由其構(gòu)建的服務(wù)器效率是 A100 的十倍。

產(chǎn)業(yè)鏈上下游公司上調(diào)收入指引彰顯信心，800G 景氣周期再印證。由于大型云計(jì) 算公司采用 ChatGPT 等 AI 需要相關(guān)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備，博通預(yù)計(jì)將受益于 AI 聊天機(jī) 器人熱潮，公司用于 AI 應(yīng)用的以太網(wǎng)設(shè)備銷(xiāo)售額有望從去年的 2 億美元上升到 今年的超過(guò) 8 億美元，并預(yù)測(cè)這一趨勢(shì)將繼續(xù)加速。Marvell 公布 2024 財(cái)年 Q1 財(cái) 報(bào)，一季度凈營(yíng)收 13.2 億美元，高于此前市場(chǎng)預(yù)期的 13.0 億元；預(yù)計(jì)二季度凈營(yíng) 收 13.30 億美元（±5%），再超市場(chǎng)預(yù)期，其中 AI 成為公司關(guān)鍵增長(zhǎng)動(dòng)力，2024 財(cái)年 AI 收入預(yù)計(jì)翻番，并認(rèn)為未來(lái)幾年 AI 產(chǎn)業(yè)仍將帶動(dòng)公司繼續(xù)快速增長(zhǎng)。英 偉達(dá)發(fā)布 2024 財(cái)年 Q2 財(cái)務(wù)指引，營(yíng)收預(yù)期達(dá) 110 億美元，較市場(chǎng)預(yù)期（71.8 億 美元）增加 53%，主要系生成式 AI 大語(yǔ)言模型驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)相關(guān)產(chǎn)品需求 激增，公司“顯著”增加相關(guān)產(chǎn)品供應(yīng)并為下半年進(jìn)行大量采購(gòu)，數(shù)據(jù)中心需求 可見(jiàn)度較高，預(yù)計(jì)下半年業(yè)績(jī)維持高速增長(zhǎng)。光模塊上下游公司持續(xù)高增長(zhǎng)，再 次強(qiáng)化印證 AI 推動(dòng)下的 800G 高景氣周期。

東西向流量增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)向葉脊結(jié)構(gòu)升級(jí)，大幅提升光模塊需求量及傳輸速 率。根據(jù)思科公司預(yù)測(cè)，2021 年?yáng)|西向流量將占 85%，其中數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的流量 占 71.5%，數(shù)據(jù)中心之間的流量占 13.6%。葉脊架構(gòu)以更低成本支持大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)部 署，在數(shù)據(jù)中心中得到廣泛應(yīng)用。從光模塊需求量來(lái)看，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)所需光模塊對(duì)機(jī)柜數(shù)倍數(shù)僅 8.8 倍，葉脊架構(gòu)下該倍數(shù)增長(zhǎng)至 44/48 倍，光模塊配置需 求爆發(fā)式增長(zhǎng)。從光模塊速率來(lái)看，扁平化的結(jié)構(gòu)利于數(shù)據(jù)中心增加機(jī)柜和服務(wù) 器數(shù)量，大型化、復(fù)雜化的發(fā)展趨勢(shì)催化交換機(jī)和光模塊提升傳輸速率滿(mǎn)足內(nèi)部 海量流量的互通。

AI 高性能計(jì)算帶來(lái)算力缺口，高速率、低延時(shí)的要求推動(dòng)胖樹(shù)（Fat-tree）架構(gòu) 在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中部署，800G 光模塊作為高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)核心部件，率先引領(lǐng)算 力需求爆發(fā)。AI 服務(wù)器普遍采用 CPU+GPU 的形式， GPU 的單卡核心數(shù)能達(dá)到 近千個(gè)，如配置 16 顆 NVIDIA Tesla V100 Tensor Core 32GB GPUs 的核心數(shù)可過(guò) 10240 個(gè)，計(jì)算性能高達(dá)每秒 2 千萬(wàn)億次，因此對(duì)底層數(shù)據(jù)的傳輸速率和時(shí)延有較高要求。胖樹(shù)架構(gòu)上下行端口一致，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上行帶寬與下行帶寬相等， 帶寬 收斂比為 1:1，從而有效降低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延并提高計(jì)算穩(wěn)定性，在超算中心大規(guī)模 部署，驅(qū)動(dòng)光模塊向更高速率升級(jí)。

以英偉達(dá) 16K GPU 訓(xùn)練集群為例，測(cè)算單個(gè)模型對(duì) 800G 光模塊需求彈性：服務(wù) 器到 TOR 層分 200G（A100）和 400G（H100）AOC/DAC 兩種情況，葉交換機(jī)下 行和上行均為 800G 光模塊，脊交換機(jī)下行和上行均為 800G 光模塊；且 AI 服務(wù) 器整體算力負(fù)荷高于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，帶寬需求高，我們以收斂比 1：1 進(jìn)行測(cè)算。根據(jù)我們的詳細(xì)測(cè)算，800G 光模塊：A100 GPU 約為 1.25：1，800G 光模塊：H100 GPU 約為 2.5：1。基于下游應(yīng)用角度，谷歌搜索一天訪(fǎng)問(wèn)次數(shù) 35 億次，考 慮谷歌訪(fǎng)問(wèn)量分布，假設(shè) 35%集中在歐洲地區(qū)晚上 8-9 點(diǎn)，峰值訪(fǎng)問(wèn)量為每秒 340278 次訪(fǎng)問(wèn)量，平均找 1000 字/次，需要約 17 萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器。假設(shè)全球范圍內(nèi)有 2 個(gè)谷歌測(cè)算體量相當(dāng)?shù)拇竽Ｐ停褂?A100 芯片的系統(tǒng)對(duì)應(yīng)光模塊（含 DAC） 用量約 613 萬(wàn)個(gè)，傳輸距離為 500m 的 DR8 光模塊和 2km 的 FR8 光模塊（用于Leaf-Spine）用量為 340 萬(wàn)；使用 H100 芯片的系統(tǒng)對(duì)應(yīng)光模塊（含 DAC）用量約 953 萬(wàn)個(gè)，傳輸距離為 500m 的 DR8 光模塊和 2km 的 FR8 光模塊（用于 LeafSpine）用量為 681 萬(wàn)。伴隨視頻類(lèi)交互模式出現(xiàn)，AI 服務(wù)器需求量較文字類(lèi)交互 大幅提升，驅(qū)動(dòng)配套高速光模塊需求爆發(fā)增長(zhǎng)，800G 光模塊產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)有望顯著 受益。

2.2、北美云需求與 AI 共振，驅(qū)動(dòng)數(shù)通需求高增長(zhǎng)

從資本開(kāi)支來(lái)看，北美云需求仍處于下滑期，但 800G 升級(jí)疊加 AI 算力投入帶動(dòng) 云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)鏈景氣度持續(xù)提升。2022Q4，海外三大云廠(chǎng)商、Meta 資本開(kāi) 支合計(jì) 396.84 億美元，同比增長(zhǎng) 15.83%，環(huán)比增長(zhǎng) 4.11%，維持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)但增速 有所放緩。2023 年，宏觀經(jīng)濟(jì)壓力疊加前期云計(jì)算投入的提前釋放，北美云廠(chǎng)商 資本開(kāi)支短期承壓，AI 算力缺口為云計(jì)算注入新動(dòng)力，全年資本開(kāi)支存在超預(yù)期 可能：Meta 全年資本開(kāi)支指引下調(diào)至 300-330 億美元；谷歌預(yù)計(jì)全年資本開(kāi)支和 2022 年相比略有增長(zhǎng)；微軟預(yù)計(jì)加大支出力度，加強(qiáng)云數(shù)據(jù)中心建設(shè)，以滿(mǎn)足客 戶(hù)對(duì)新型人工智能工具的需求；亞馬遜大力投資大型語(yǔ)言模型和生成式人工智能， 預(yù)計(jì)將長(zhǎng)期投資從建設(shè)新倉(cāng)庫(kù)和配送中心，轉(zhuǎn)向?qū)⒏噘Y金投入云計(jì)算業(yè)務(wù)的基 礎(chǔ)設(shè)施。整體看來(lái)，光模塊增速短期內(nèi)承壓，隨著 800G 產(chǎn)品逐漸上量，有望開(kāi)啟 新一輪景氣周期。

云需求與 AI 共振，算力底層基礎(chǔ)設(shè)施持續(xù)受益。根據(jù) 800G Pluggable MSA 組織 發(fā)布的 800G 光模塊白皮書(shū)，2017 年-2021 年，全球互聯(lián)網(wǎng)帶寬容量以 48%的年 復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。思科的全球云指數(shù)預(yù)測(cè)，全球數(shù)據(jù)中心到 2021 年達(dá)到 628 個(gè)， 其中亞太地區(qū)占比最高，從 2016 年的 30%升至 39%，北美地區(qū)從 2016 年的 48% 降至 35%，位居第二。云計(jì)算是流量增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力，2016-2021 年，全球數(shù)據(jù) 中心 IP 流量 CAGR 為 25%，云數(shù)據(jù)中心流量 CAGR 為 27%，增速高于整體增速。

3、LPO vs CPO：更低功耗

AI 高算力背景催生低功耗、低延時(shí)光模塊需求，LPO（Linear-drive Pluggable Optics）與 CPO（Co-packaged Optics）是目前主要探討的降低功耗方案。Meta 認(rèn) 為，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量高速增長(zhǎng)，尤其是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部流量顯著的增加，導(dǎo)致網(wǎng) 絡(luò)耗能占比不斷提升，并提出隨著帶寬需求擴(kuò)大單帶寬耗能不斷下降的要求；微 軟數(shù)據(jù)顯示，服務(wù)器帶寬增至 800G 時(shí)數(shù)據(jù)傳輸功耗占比可達(dá) 20%。AI 高性能計(jì) 算對(duì)數(shù)據(jù)中心光模塊速率和數(shù)量提出更高要求，催化網(wǎng)絡(luò)功耗高速增長(zhǎng)，“功耗墻” 挑戰(zhàn)凸顯，保證性能的同時(shí)降低功耗成為光模塊技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，LPO 和 CPO 作 為降低光模塊功耗的兩種主流技術(shù)路徑受到廣泛關(guān)注。

3.1、LPO：深度契合 AI 短距互聯(lián)訴求，延續(xù)傳統(tǒng)可插拔光模塊優(yōu)勢(shì)

LPO 深度契合 AI 短距互聯(lián)低功耗、低延時(shí)需求，且技術(shù)更新迭代相對(duì)較小，有 望成為 800G 時(shí)代重要補(bǔ)充方案。傳統(tǒng)光模塊通過(guò) DSP 芯片對(duì)高速信號(hào)進(jìn)行信號(hào) 處理達(dá)到低誤碼率，但功耗較大，以 400G 光模塊為例，用到的 7nm DSP 功耗約 為 4W，占整個(gè)模塊功耗的 50%。LPO 將 DSP 功能集成到交換芯片中， 只留下 driver 和 TIA，并分別集成 CTLE 和 Equalization 功能，用于對(duì)高速信號(hào)進(jìn)行一定 程度的補(bǔ)償。相較 DSP 方案，LPO 可大幅度減少系統(tǒng)功耗和時(shí)延，保證一定傳輸 性能的同時(shí)降低成本，并保持可插拔特性便于后續(xù)維護(hù)。

① 低功耗：Arista 針對(duì)不同光學(xué)方案進(jìn)行功耗對(duì)比，采用 Linear-drive 方案后， 硅光、VCSEL、TFLN 薄膜鈮酸鋰光模塊的功耗均下降 50%左右。2023 OFC 上 MACOM 展示單通道 100G 的單模 800G DR8、多模 800G SR8 線(xiàn)性直驅(qū)方案，在功耗方面多模省 70%，單模省 50%；Arista 展出 800G-DR8 線(xiàn)性直驅(qū)方案，較 5nm DSP 方案可節(jié)省 30%功耗至 7W。②低延時(shí)：不采用 DSP 進(jìn)行信號(hào)復(fù)原后系統(tǒng)時(shí) 延大幅降低，根據(jù) MACOM 的方案可降低 75%。③低成本：DSP 芯片價(jià)格在光模 塊成本中占比較大，LPO 采用更復(fù)雜 Driver 和 TIA 芯片增加的成本低于 DSP 成 本，光模塊整體成本下降。④可插拔：LPO 技術(shù)沿用可插拔形式，具有便于后續(xù) 維護(hù)的優(yōu)勢(shì)，催化可插拔光模塊新一輪升級(jí)周期迎來(lái)行業(yè)高景氣。

頭部光模塊廠(chǎng)商在 LPO 產(chǎn)品研發(fā)方面有望步入快車(chē)道，云廠(chǎng)商、設(shè)備商積極布 局線(xiàn)性直驅(qū)方案。從上游芯片、交換機(jī)到下游終端用戶(hù)均重視 LPO 技術(shù)發(fā)展與應(yīng) 用，實(shí)現(xiàn)商用確定性較強(qiáng)：在 OFC 2023 上，Macom、Broadcom 等多家廠(chǎng)商展示 了 Linear-drive 方案；Arista 重點(diǎn)展示的 Linear 方案得到博創(chuàng)、NVIDIA 等多家交 換機(jī)廠(chǎng)家的認(rèn)可；頭部光模塊公司加速 LPO 方案布局，新易盛、劍橋等公司陸續(xù) 發(fā)布相關(guān)產(chǎn)品。

3.2、CPO：降低功耗優(yōu)勢(shì)顯著，技術(shù)尚未成熟仍待改進(jìn)

CPO 是一種全新的高速率產(chǎn)品形態(tài)，可有效降低系統(tǒng)功耗。區(qū)別于傳統(tǒng)可插拔光 模塊，CPO 技術(shù)將光學(xué)組件與芯片封裝在一個(gè)模塊中，將光引擎移至交換芯片附 近，降低傳輸距離、提高高速電信號(hào)傳輸質(zhì)量的同時(shí)極大降低系統(tǒng)功耗，且集成 度高大大縮小體積，在高性能計(jì)算集群中優(yōu)勢(shì)顯著，在 AI 集群和 HPC 滲透率有 望逐步提升。根據(jù) Meta 數(shù)據(jù)，交換機(jī)芯片速率達(dá)到 51.2T 時(shí) CPO 方案可減低 20% 功耗。

龍頭云廠(chǎng)商、芯片公司推進(jìn) CPO 技術(shù)不斷演進(jìn)，但正式商用時(shí)間尚未明確。2020 年底，COBO 和 OIF 成立相關(guān)工作組開(kāi)始制定標(biāo)準(zhǔn)；CPO 的發(fā)起者 Facebook 和 微軟在 2021 年 2 月發(fā)布其 3.2T CPO 產(chǎn)品需求方案；博通在 2021 年年初發(fā)布將 ASIC 電芯片和光器件合封的產(chǎn)品；2021 OFC， Intel 與 Ayar Labs 合作實(shí)現(xiàn) 8Tbps 的共封裝 FPGA，II-VI 展示了 3.2T 速率的 ROSA；2023 OFC，博通的最新交換機(jī) 產(chǎn)品 Tomahawk StrataXGS 5 中的 Tomahawk 5 采用光電共封技術(shù)，該交換機(jī)僅需 5.5W 的功率為 800Gbps 的流量供電；思科也演示了 CPO 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可行性具體 步驟，預(yù)計(jì)試驗(yàn)部署與 51.2Tb 交換機(jī)周期同時(shí)進(jìn)行，在 101.2Tb 交換機(jī)周期內(nèi)更 大規(guī)模地采用；國(guó)內(nèi)光模塊廠(chǎng)商也在 CPO 領(lǐng)域布局，但正式商用時(shí)間尚未明確。

CPO 技術(shù)路徑仍待成熟且需求尚未迫切，傳統(tǒng)可插拔方案憑借頑強(qiáng)生命力有望繼 續(xù)主導(dǎo)。①可維護(hù)性：CPO 技術(shù)非可插拔，后續(xù)可維護(hù)性較差；LPO 延續(xù)可插拔 技術(shù)方案優(yōu)勢(shì)。②可靠性：因交換機(jī)尺寸受限，CPO 時(shí)代光引擎基于芯片級(jí)的硅光集成，即使是過(guò)渡方案 NPO 技術(shù)同樣基于硅光，但目前沒(méi)有硅光集成的樣機(jī)， 硅光長(zhǎng)距傳輸問(wèn)題仍未解決；交換芯片散熱影響激光器性能，光源模組外置方案 或成為主流。LPO 因去除 DSP 芯片影響信號(hào)恢復(fù)性能，但在 AI 短距互聯(lián)應(yīng)用場(chǎng) 景下得以彌補(bǔ)。③商業(yè)模式挑戰(zhàn)：CPO 對(duì)硅光技術(shù)儲(chǔ)備有較高要求，且由于工藝 無(wú)法分離大概率由交換機(jī)芯片廠(chǎng)商主導(dǎo)，產(chǎn)業(yè)鏈變動(dòng)或影響 CPO 技術(shù)應(yīng)用進(jìn)程推 進(jìn)。LPO 依賴(lài)交換機(jī)芯片性能，但對(duì)產(chǎn)業(yè)格局影響較低。④緊迫性：3.2T 光模塊 時(shí)代對(duì) CPO 產(chǎn)品形態(tài)訴求相對(duì)較高，1.6T 時(shí)代可插拔光模塊已有較為成熟的 8*200G 主流方案滿(mǎn)足行業(yè)需求。⑤確定性：2023 OFC 中際旭創(chuàng)、新易盛、光迅 科技等光模塊頭部廠(chǎng)商都已推出 1.6T 光模塊，量產(chǎn)時(shí)間較為確定，預(yù)計(jì)在 800G、 1.6T 時(shí)代傳統(tǒng)可插拔光模塊方案仍為主流，CPO 技術(shù)仍待成熟。

4、龍頭地位穩(wěn)固，800G 全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)芤?/p>

4.1、800G 競(jìng)爭(zhēng)格局穩(wěn)定，AI 催化全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)芤?/p>

光模塊行業(yè)強(qiáng)者恒強(qiáng)，市場(chǎng)份額向頭部集中，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商逐漸崛起。100G 時(shí)代，中 短距離應(yīng)用場(chǎng)景（10km 以下），以中際旭創(chuàng)、AOI、Intel 等龍頭廠(chǎng)商占據(jù)主要市 場(chǎng)份額，長(zhǎng)距離應(yīng)用場(chǎng)景（10km 以上）市場(chǎng)中，Oclaro、Lumentum、Source，超 長(zhǎng)距離（40km 以上）相干光模塊市場(chǎng)中，Acacia、Oclaro、Lumentum、華為海思 等廠(chǎng)商占據(jù)主要市場(chǎng)份額。從 2018 年開(kāi)始，大部分日本和美國(guó)供應(yīng)商退出市場(chǎng)， 以旭創(chuàng)為首的中國(guó)供應(yīng)商排名逐漸提高。根據(jù) LightCounting 公布的 2022 年全球 光模塊 TOP10 榜單，中國(guó)光模塊廠(chǎng)商共 7 家入圍，中際旭創(chuàng)和 Coherent（并購(gòu) Finisar）排名并列第 1，華為、光迅科技、海信寬帶、新易盛、華工正源、索爾思 光電分別位居第 4、第 5、第 6、第 7、第 8 和第 10 名。

800G 時(shí)代，可插拔仍是主導(dǎo)方案，技術(shù)更迭小，考慮北美大客戶(hù)高驗(yàn)證壁壘，以 中際旭創(chuàng)為代表的行業(yè)龍頭廠(chǎng)商憑借諸多優(yōu)勢(shì)有望維持競(jìng)爭(zhēng)格局平穩(wěn)，受益彈性 和確定性強(qiáng)：①技術(shù)升級(jí)迭代速度快：高帶寬壓力驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品以 4-5 年為周期升級(jí)， 光模塊廠(chǎng)商需要持續(xù)進(jìn)行研發(fā)投入保證技術(shù)升級(jí)；②產(chǎn)品線(xiàn)擴(kuò)充能力強(qiáng)：光模塊 種類(lèi)繁多，單個(gè)細(xì)分產(chǎn)品市場(chǎng)空間有限，只有擴(kuò)充產(chǎn)線(xiàn)才能突破增長(zhǎng)瓶頸，然而 單個(gè)產(chǎn)品升級(jí)快導(dǎo)致光模塊廠(chǎng)商難以在全部細(xì)分市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位，一定程度上 抑制市場(chǎng)集中度提升；③成本控制能力強(qiáng)：產(chǎn)品線(xiàn)的不斷擴(kuò)充及產(chǎn)品技術(shù)迭代升 級(jí)需要較多研發(fā)投入，同時(shí)產(chǎn)品生命周期短，良率提升空間小，成本與費(fèi)用相對(duì) 高企，成本控制能力保障公司盈利能力。④交付能力要求高：光模塊下游行業(yè)市 場(chǎng)集中度高，頭部企業(yè)議價(jià)能力強(qiáng)，行業(yè)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)激烈，需要通過(guò)規(guī)模優(yōu)勢(shì)、可 靠的交付能力建立相對(duì)穩(wěn)定的上下游合作關(guān)系。800G 升級(jí)疊加 AI 帶來(lái)長(zhǎng)期想象 空間，光模塊、光器件、光芯片、陶瓷外殼等 800G 產(chǎn)業(yè)鏈均有望顯著受益。

4.2、重點(diǎn)公司分析

400G 時(shí)代，光模塊產(chǎn)品升級(jí)周期性得到驗(yàn)證，產(chǎn)品升級(jí)初期是投資最好階段。光 模塊升級(jí)初期，老產(chǎn)品增速下降，新產(chǎn)品尚未放量，不足以拉動(dòng)整個(gè)行業(yè)的高增 長(zhǎng)，行業(yè)進(jìn)入青黃不接的階段，板塊估值和業(yè)績(jī)預(yù)期都較低，隨著新產(chǎn)品升級(jí)帶 來(lái)新一輪景氣周期預(yù)期來(lái)臨，板塊估值有望迎來(lái)巨大提升；產(chǎn)品升級(jí)中期，業(yè)績(jī) 逐漸兌現(xiàn)，新產(chǎn)品放量帶動(dòng)行業(yè)爆發(fā)式增長(zhǎng)，仍有一定上漲空間；產(chǎn)品升級(jí)周期 尾聲，行業(yè)進(jìn)入景氣下行階段。以光模塊龍頭中際旭創(chuàng)為例，2019 年，400G 光模 塊開(kāi)始進(jìn)入升級(jí)初期，公司營(yíng)收同比下降 7.73%，歸母凈利潤(rùn)下降 17.59%，但市 場(chǎng)對(duì) 400G 新一輪升級(jí)周期的樂(lè)觀預(yù)期驅(qū)動(dòng)股價(jià)有較大漲幅，光模塊板塊估值也 有大幅提升，Wind 光模塊指數(shù) 19 年上漲約 70%。

中際旭創(chuàng)

800G 多次加單提升行業(yè)景氣度，公司持續(xù)高份額引數(shù)通市場(chǎng)。公司率先拿到英偉 達(dá)、谷歌等海外客戶(hù) 800G 批量訂單，有望高份額出貨，開(kāi)啟規(guī)模量產(chǎn)第一年；預(yù) 計(jì)明年英偉達(dá)和谷歌進(jìn)一步加大需求，亞馬遜、Meta、微軟等廠(chǎng)商通過(guò)驗(yàn)證進(jìn)入 量產(chǎn)，公司迎來(lái)業(yè)績(jī)拐點(diǎn)；泰國(guó)工廠(chǎng)擴(kuò)建夯實(shí) 800G 放量基礎(chǔ)，未來(lái)有望繼續(xù)引領(lǐng) 市場(chǎng)，業(yè)績(jī)拐點(diǎn)有望逐漸出現(xiàn)。AI 加大 800G 新產(chǎn)品需求彈性，公司前瞻布局前沿技術(shù)。光模塊數(shù)量與 GPU 成 正相關(guān)，伴隨視頻類(lèi)交互模式出現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)配套高速光模塊需求爆發(fā)增長(zhǎng)。在 AI 算 力中心低功耗訴求迫切背景下，LPO 線(xiàn)性直驅(qū)技術(shù)降低功耗與延時(shí)性能優(yōu)勢(shì)突出， 公司目前已有 LPO 相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備，隨著低功耗 LPO 方案的推廣，公司有望步入 快車(chē)道。公司發(fā)布 1.6T OSFP-XD DR8+可插拔光通信模塊，提前布局 1.6T 時(shí)代。

中瓷電子

光模塊陶瓷外殼“一枝獨(dú)秀”，800G 突破頭部光模塊廠(chǎng)商。光模塊陶瓷外殼&底 座成本占比近 15%，僅次于光電芯片，公司高速光模塊陶瓷外殼在國(guó)內(nèi)“一枝獨(dú) 秀”：400G 光模塊用陶瓷外殼已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量出貨；800G 產(chǎn)品技術(shù)水平已與海外相 當(dāng)，作為國(guó)內(nèi)重要供應(yīng)商，正逐步量產(chǎn)，客戶(hù)主要包括新易盛等國(guó)內(nèi)外頭部 800G 光模塊公司，未來(lái)有望受益 AI 浪潮，加速放量。

天孚通信

800G 疊加 AI 升級(jí)周期驅(qū)動(dòng)數(shù)通市場(chǎng)持續(xù)高景氣，公司高速光引擎項(xiàng)目加速放量 打造新增長(zhǎng)極。需求方面，數(shù)通市場(chǎng)持續(xù)高增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)公司各系列無(wú)源器件需求顯 著受益，公司發(fā)布 800G 光模塊配套應(yīng)用的光引擎產(chǎn)品和解決方案，作為高速光 引擎龍頭企業(yè)高速光引擎配套需求以及市場(chǎng)份額有望持續(xù)提升，搶占 800G 新周 期市場(chǎng)先機(jī)。隨著 AI 持續(xù)的發(fā)展，無(wú)源器件和光引擎 400G、800G 產(chǎn)品份額有望 持續(xù)提升。在新一輪行業(yè)高景氣背景之下，公司募投項(xiàng)目擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃預(yù)計(jì) 2023 年開(kāi) 始加快建設(shè)進(jìn)程，加速海外泰國(guó)工廠(chǎng)選址建設(shè)，積極進(jìn)行產(chǎn)能全球化布局，持續(xù) 擴(kuò)張產(chǎn)能并建立產(chǎn)能動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制以應(yīng)對(duì)高漲的需求。

新易盛

公司 800G 有望逐步量產(chǎn)并實(shí)現(xiàn)大客戶(hù)突破，深度受益于新一輪升級(jí)周期。憑借 在 400G 的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)鏈上下游的深度耕耘，公司順利突破北美大客戶(hù)，實(shí) 現(xiàn) 400G DR4 批量供應(yīng)。公司不斷豐富高端產(chǎn)品線(xiàn)，推出多款 800G 光模塊；收購(gòu) 完成參股公司 Alpine 的剩余股權(quán)，加碼硅光和相干產(chǎn)品技術(shù)，順利推出多款基于 自研硅光芯片的高端光模塊產(chǎn)品，加快全球化產(chǎn)業(yè)布局；推出采用單波 200bps 技 術(shù)的 1.6Tbps 光模塊，為下一次產(chǎn)品升級(jí)提前布局。產(chǎn)能方面，公司募投項(xiàng)目新 產(chǎn)線(xiàn)的建成夯實(shí)放量基礎(chǔ)。

AI 算力帶動(dòng)行業(yè)需求爆發(fā)下，持續(xù)加強(qiáng) LPO 等關(guān)鍵低功耗技術(shù)儲(chǔ)備。AI 模型網(wǎng) 絡(luò)架構(gòu)變革催生光模塊需求，800G 光模塊 LPO 線(xiàn)性直驅(qū)技術(shù)低功耗優(yōu)勢(shì)深度契 合 AI 訴求，公司于今年 OFC 展會(huì)期間推出多款 LPO 相關(guān)產(chǎn)品并與主流廠(chǎng)商與用 戶(hù)建立了良好合作關(guān)系；與此同時(shí)推出了基于薄膜鈮酸鋰調(diào)制器的業(yè)界最節(jié)能的 800G 光模塊，持續(xù)加強(qiáng)未來(lái)高新技術(shù)領(lǐng)域儲(chǔ)備，有望開(kāi)辟成長(zhǎng)“新天地”。

兆龍互連

200/400/800G DAC 稀缺供應(yīng)商，AI 驅(qū)動(dòng) DAC 業(yè)務(wù)迎高增長(zhǎng)。DAC 銅纜連接方 案憑借可靠性、低能耗、低時(shí)延等優(yōu)勢(shì)成為數(shù)據(jù)中心短距互聯(lián)（一般在 5m 以?xún)?nèi)） 的主要方案，主導(dǎo)北美云數(shù)據(jù)中心短距互聯(lián)，并適配 AI 超算數(shù)據(jù)中心需求。AI 產(chǎn) 業(yè)發(fā)展推動(dòng) GPU 需求量激增，DAC 需求量與 GPU 數(shù)量強(qiáng)相關(guān)，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模有 望顯著增長(zhǎng)。公司目前已能夠規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用于傳輸速率達(dá)到 400G 的 DAC 高速 傳輸組件及配套的高速傳輸電纜，同時(shí)積極布局 800G 傳輸速率的高速電纜組件， 能滿(mǎn)足大型乃至超級(jí)數(shù)據(jù)中心、高速通信領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸需求。作為國(guó)內(nèi)稀缺的 優(yōu)質(zhì) DAC 供應(yīng)商，公司構(gòu)建了強(qiáng)大的產(chǎn)品資質(zhì)壁壘，高速電纜及組件產(chǎn)品已批量 導(dǎo)入國(guó)內(nèi)頭部互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，突破海外市場(chǎng)，間接供貨北美云廠(chǎng)商。PCIe Cable 迎“量?jī)r(jià)齊升”，服務(wù)器內(nèi)部互連業(yè)務(wù)迎增長(zhǎng)新機(jī)遇。公司 PCIe Cable 產(chǎn)品配套 CPU/GPU 與顯卡、內(nèi)存等設(shè)備高速連接，受益 AI 服務(wù)器規(guī)格提升，產(chǎn) 品迎“量?jī)r(jià)齊升”機(jī)遇，有望逐漸量產(chǎn)，貢獻(xiàn)增量。

鼎通科技

公司深度綁定全球巨頭客戶(hù)，是 800G 升級(jí)&AI 算力核心受益標(biāo)的。公司提供高 速背板連接器組件和 I/O 連接器組件，主要用于數(shù)據(jù)中心、通信基站等大型數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)和交換設(shè)備。憑借優(yōu)異的模具設(shè)計(jì)和精密加工制造能力，公司深度綁定安費(fèi) 諾、莫仕和中航光電等全球知名連接器巨頭客戶(hù)，并于 2022 年成功進(jìn)入泰科通訊 業(yè)務(wù)模塊，開(kāi)展 CAGE 及結(jié)構(gòu)件業(yè)務(wù)合作。目前，公司和客戶(hù)著力開(kāi)發(fā) QSFP 112G 和 QSFP-D 等系列產(chǎn)品，未來(lái)核心受益 800G 光模塊的升級(jí)。