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動態(tài)焦點:光芯片行業(yè)點評：高速光模塊需求加速釋放國內光芯片迎新機遇

2023-06-19 16:39:17來源：國信證券股份有限公司

事項：

5 月29 日，英偉達發(fā)布了全新的GH200 Grace Hopper 超級芯片，該款芯片在算力性能、網絡連接方面相較于H100 均實現明顯提升。應用端：國內已經密集發(fā)布了各家大模型，應用落地可期；海外以微軟、谷歌為代表的廠商不斷擴大AI 模型的應用落地場景，6 月17 日ChatGPT 和奔馳達成合作，將在車載端接入chatGPT 系統(tǒng)；谷歌的AI 生成式功能“Help Me Write”已在安卓和iOS 上可用。

國信通信觀點：我們認為AI 技術的突破式進展已經得到全球認可，AI 或將改變多行業(yè)傳統(tǒng)運行模式，在該背景下為了跟上技術迭代，全球科技公司將在AI 大模型應用展開軍備競賽，而支撐大模型應用的關鍵是硬件算力基礎設施，包括服務器、交換機、光模塊三個大環(huán)節(jié)?？紤]到大模型的需求體現為短時間快速部署特點，對應硬件需求或將實現快速增長，進而帶來產業(yè)鏈環(huán)節(jié)相關機會。

(資料圖片僅供參考)

投資建議：以Chatgpt 為代表的AI 應用正在得到快速發(fā)展，并進行著快速迭代，對應算力需求將實現快速增長，同時AI 需求下800G 光模塊需求有望加速釋放，從產業(yè)鏈角度，除了光模塊環(huán)節(jié)，上游的關鍵光芯片環(huán)節(jié)也將充分受益，雖然高速光芯片仍是海外廠商主導，但在需求快速增長的背景下，國內廠商的國產替代甚至海外突破的節(jié)奏有望明顯加快，建議可關注光芯片環(huán)節(jié)廠商源杰科技（通信與電子聯(lián)合覆蓋）、長光華芯、仕佳光子、光庫科技等。

評論：

AI 服務器需求快速增長，帶動高速光模塊需求加速釋放ChatGPT 成為目前用戶數最快破億的消費級應用，彰顯AI 應用潛力，推動AI 服務器長期需求釋放。2023年2 月智能聊天程序ChatGPT 僅推出兩個月，月活躍用戶數已經破億，成為目前最快實現用戶數破億的消費級應用，標志著AI 應用有望進入商業(yè)化落地的加速階段。應用端的落地加速是AI 服務器市場持續(xù)增長的核心驅動力之一。

AI 服務器預計未來五年復合增速為22%。2023 年5 月，Trendforce 上調了AI 服務器的預測，預計2023年AI 服務器（包含搭載GPU、FPGA、ASIC 等）出貨量近120 萬臺，同比增長38.4％，占整體服務器出貨量近9％，至2026 年將占15％。該機構同步上修2022-2026 年AI 服務器出貨量年復合成長率至22％。（此前4 月18 日，TrendForce 預估今年AI 服務器出貨量同比增長15.4%，2023-2027 年AI 服務器出貨量年復合成長率約12.2%。）

英偉達方案仍是當前市場主流方案，推動高速光模塊需求快速增長。對于服務器芯片，TrendForce 預計AI 服務器芯片2023 年出貨量將增長46%。英偉達GPU 為AI 服務器市場搭載的主流芯片，市占率約60%-70%，其次為云端業(yè)者自研的AISC 芯片，市占率超過20%。結合我們此前發(fā)布的深度報告《云基建專題（三）：

AI 驅動下光模塊趨勢展望及彈性測算》以及行業(yè)點評《人工智能行業(yè)點評：基于英偉達GH200 方案的光模塊需求彈性測算》可知，從英偉達H100 的方案開始，800G 光模塊需求就已經出現，且在GH200 的方案里，800G 的需求用量又得到明顯提升，因此在AI 需求快速增長且英偉達保持主流地位的背景，預計以800G 為代表的高速光模塊需求有望加速釋放。

光芯片是光模塊核心環(huán)節(jié)之一，高速市場突破或加快光模塊使用光芯片和電芯片兩類芯片：

光芯片：實現光電信號轉換的核心。主要包括發(fā)射端通過激光器芯片進行電光轉換，將電信號轉換為光信號，經過光纖傳輸至接收端，接收端則通過探測器芯片進行光電轉換，將光信號轉換為電信號。光芯片性能直接決定了光通信系統(tǒng)的傳輸效率，根據光芯片在光模塊中起到的功能可分為激光器芯片（完成電光轉換）和探測器芯片（完成光電轉換）兩類。

電芯片：功能較多。如信號調節(jié)DSP、配套支撐光芯片工作的LDD（激光驅動器）、TIA（跨阻放大器）、CDR（時鐘和數據恢復電路）等；還可以實現電信號的功率調節(jié)，如MA（主放），并可用于一些復雜的數字信號處理，如調制、相干信號控制、串并/并串轉換等。電芯片通常配套使用，主流芯片廠商一般都會推出針對某種型號光模塊的套片產品。

成本角度：光芯片是占比最高環(huán)節(jié)，且隨著速率提升占比更高。光通信模塊產品所需原材料主要是光器件、電路芯片、PCB 板以及外殼等。其中，光器件占光模塊成本的73%，電路芯片18%，PCB 板5%以及外殼4%。

光器件中包括了以激光器芯片為核心的TOSA 組件、以探測器芯片為核心的ROSA 組件以及濾光片等部分。

如果進一步拆分，低端光模塊中光芯片占比較低，約為30%，高端光模塊中光芯片的占比可達到70%。

高速率芯片2019-2025 年行業(yè)規(guī)模復合增速超20%。在流量快速增長，傳輸速率不斷提高的背景下，光芯片同樣需要朝著高速率方向演進。根據Omdia 數據預測，2019-2025 年25G 以上速率光模塊所使用的光芯片占比逐漸擴大，整體市場空間將從13.56 億美元增長至43.40 億美元，年均復合增長率將達到21.40%。

AI 需求推動，或加速國內廠商高速光芯片市場份額突破。在低速率光芯片領域（25G 及以下），我國目前已呈現高度競爭的格局?，F階段中國已有30 多家企業(yè)實現10G 及以下光通信芯片的規(guī)模性銷售，低速芯片市場基本實現國產替代。根據《中國光電子器件產業(yè)技術發(fā)展路線圖（2018-2022 年）》，2017 年10G以下激光器芯片國產化率接近80%，10G 激光器芯片國產化率接近50%。25G 及以上光芯片包括25G、50G、100G 激光器及探測器芯片。根據ICC 統(tǒng)計，25G 光芯片的國產化率約20%，25G 以上光芯片的國產化率仍較低，約5%。

目前在25G 及以上速率的光芯片（尤其是激光器芯片）市場，主要由歐美、日本等廠商主要，如美國的Lumentum、II-VI、博通，日本的三菱、住友等?？紤]到AI 帶來的800G 等高速光模塊需求或在短期內快速釋放，結合供應鏈安全和穩(wěn)定的考慮，或有望加速國內光芯片廠商的高速市場突破。

投資建議：

以Chatgpt 為代表的AI 應用正在得到快速發(fā)展，并進行著快速迭代，對應算力需求將實現快速增長，同時AI 需求下800G 光模塊需求有望加速釋放，從產業(yè)鏈角度，除了光模塊環(huán)節(jié)，上游的關鍵光芯片環(huán)節(jié)也將充分受益，雖然高速光芯片仍是海外廠商主導，但在需求快速增長的背景下，國內廠商的國產替代甚至海外突破的節(jié)奏有望明顯加快，建議可關注光芯片環(huán)節(jié)廠商：

源杰科技（通信+電子聯(lián)合覆蓋）：公司是國內高速光芯片進度較為領先領先的廠商之一，根據ICC 統(tǒng)計，2021 年全球10G DFB 激光器芯片市場中，源杰科技發(fā)貨量占比為20%，市場份額第一。目前在25G 及以上速率光芯片市場，公司前瞻布局了50G、100G 及硅光所需要的CW 激光器方案。根據對外公布情況，針對　　800G 光模塊所需要的100G EML 芯片，公司的產品處于跟客戶對標送樣準備階段。

長光華芯：公司是國內領先的工業(yè)激光器芯片廠商，結合已有的技術積累，布局光通信芯片市場。在今年5 月16-18 日舉辦的武漢光博會，公司發(fā)布56G PAM4（單波100G）EML 光通信芯片，進入高端光芯片市場。

根據公司公告，目前該產品處在與客戶驗證階段，進展順利。

仕佳光子：公司是PLC 無源芯片全球領先廠商，并延伸布局有源光芯片（DFB、EML）等市場。在PLC 芯片市場，公司全球市占率達到53%。在有源芯片市場，根據公司公告，在DFB 激光器芯片系列產品上，2.5G、10G 的相干產品已批量出貨，部分25GDFB 產品也在客戶驗證中，有望盡快出貨。

光庫科技：公司是國內領先的光纖激光器上游器件提供商，2019 年通過收購海外優(yōu)質資產進軍鈮酸鋰調制器芯片市場。當前鈮酸鋰調制器芯片在技術上進入下一代薄膜鈮酸鋰形態(tài)，在體積、性能、功耗上已經獲得行業(yè)一定認可，在應用領域上隨著薄膜技術的出現以及光模塊速率的提高，鈮酸鋰調制器芯片應用領域有望從電信市場延伸至數通市場。在今年的OFC 展會上，新易盛和聯(lián)特科技均發(fā)布了基于薄膜鈮酸鋰調制的800G 光模塊。

風險提示：

Chatgpt 為代表的應用落地不及預期，實際行業(yè)需求和投入力度不及預期，800G 光模塊需求不及預期。

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