通信行業(yè)專題報(bào)告：800G光模塊，AI算力底座

1、800G 時(shí)代已來，高景氣周期開啟

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 70%， 主要來自 TOSA 與 ROSA 組件。下游主要客戶包括設(shè)備商、運(yùn)營(yíng)商以及互聯(lián)網(wǎng)云 廠商，市場(chǎng)份額集中，客戶議價(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 光模塊開始部署，2019 年開始大規(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)品周期開啟，迎來行業(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)?；仡櫧粨Q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，可實(shí)現(xiàn) 100m – 2km 的傳輸距離，2023 年批量出貨；新易盛等廠商也具備 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 400G，光模塊市場(chǎng)未來具有 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，TORServer 層采用 200G AOC 時(shí)，上層需要部署 800G 光模塊?？捎眯浴⑾到y(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 25%。AI 需求爆發(fā)加速 800G 光模塊布局，北美大客戶已開始批量采購(gòu)，新 增 AI 大客戶英偉達(dá)帶來業(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 800G 批量訂單，開啟量產(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)用戶突破百萬(wàn)大關(guān)， 月訪問量達(dá) 2100 萬(wàn)人次，截至 2023 年 1 月末，其月活用戶已經(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)，并部署在多家客戶的云計(jì)算服務(wù)中，包括微軟 Azure、 谷歌、甲骨文等客戶的數(shù)據(jù)中心，H100 配有 Transformer 引擎，可以專門用作處 理類似 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)備銷售額有望從去年的 2 億美元上升到 今年的超過 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足內(nèi)部 海量流量的互通。

AI 高性能計(jì)算帶來算力缺口，高速率、低延時(shí)的要求推動(dòng)胖樹（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 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?；谙掠螒?yīng)用角度，谷歌搜索一天訪問次數(shù) 35 億次，考 慮谷歌訪問量分布，假設(shè) 35%集中在歐洲地區(qū)晚上 8-9 點(diǎn)，峰值訪問量為每秒 340278 次訪問量，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?，使?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)。伴隨視頻類交互模式出現(xiàn)，AI 服務(wù)器需求量較文字類交互 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)

從資本開支來看，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，海外三大云廠商、Meta 資本開 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，北美云廠商 資本開支短期承壓，AI 算力缺口為云計(jì)算注入新動(dòng)力，全年資本開支存在超預(yù)期 可能：Meta 全年資本開支指引下調(diào)至 300-330 億美元；谷歌預(yù)計(jì)全年資本開支和 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)，以滿足客 戶對(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，光模塊增速短期內(nèi)承壓，隨著 800G 產(chǎn)品逐漸上量，有望開啟 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，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 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)周期迎來行業(yè)高景氣。

頭部光模塊廠商在 LPO 產(chǎn)品研發(fā)方面有望步入快車道，云廠商、設(shè)備商積極布 局線性直驅(qū)方案。從上游芯片、交換機(jī)到下游終端用戶均重視 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，即使是過渡方案 NPO 技術(shù)同樣基于硅光，但目前沒有硅光集成的樣機(jī)， 硅光長(zhǎng)距傳輸問題仍未解決；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 等廠商占據(jù)主要市場(chǎng)份額。從 2018 年開始，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，考慮北美大客戶高驗(yàn)證壁壘，以 中際旭創(chuàng)為代表的行業(yè)龍頭廠商憑借諸多優(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)品線擴(kuò)充能力強(qiáng)：光模塊 種類繁多，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 來新一輪景氣周期預(yù)期來臨，板塊估值有望迎來巨大提升；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 800G 批量訂單，有望高份額出貨，開啟規(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、微軟等廠商通過驗(yàn)證進(jìn)入 量產(chǎn)，公司迎來業(yè)績(jī)拐點(diǎn)；泰國(guó)工廠擴(kuò)建夯實(shí) 800G 放量基礎(chǔ)，未來有望繼續(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)，客戶主要包括新易盛等國(guó)內(nèi)外頭部 800G 光模塊公司，未來有望受益 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 始加快建設(shè)進(jìn)程，加速海外泰國(guó)工廠選址建設(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，實(shí) 現(xiàn) 400G DR4 批量供應(yīng)。公司不斷豐富高端產(chǎn)品線，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)品并與主流廠商與用 戶建立了良好合作關(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)未來高新技術(shù)領(lǐng)域儲(chǔ)備，有望開辟成長(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 以內(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)?；a(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，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，并于 2022 年成功進(jìn)入泰科通訊 業(yè)務(wù)模塊，開展 CAGE 及結(jié)構(gòu)件業(yè)務(wù)合作。目前，公司和客戶著力開發(fā) QSFP 112G 和 QSFP-D 等系列產(chǎn)品，未來核心受益 800G 光模塊的升級(jí)。