AI 算力需求抬升云厂商资本开支,800G 光模块正从评估走向放量,而由于从立项规划、基建到设备进入并搭载光模块大约需要两年周期,上游光芯片、光器件与封装环节面对的是节奏相对可预期、但兑现时点集中的增量。光模块是光通信系统的核心器件之一,承担光电转换功能——把电信号转成光信号发射出去,同时接收光信号并还原为电信号,从而发挥光纤损耗低、传播远的优势。理解这轮增量,关键在于分清需求来自哪一侧、上游各环节分别承接什么。
需求结构:电信侧与数据中心侧不是一回事
光模块市场可拆为电信侧与数据中心侧两条主线。电信侧(不含 FTTX 光纤接入)全球市场规模从 2016 年的 15.22 亿美元逐步增长至 2021 年的 24.73 亿美元,节奏与 5G 基建相关,波动相对平缓。数据中心侧则不同:全球数据中心光模块市场规模从 2016 年的 31.55 亿美元增长至 2021 年的 43.77 亿美元,其中 2020 年增速为 15.1%,2021 年增速为 8.6%,2019 年曾出现 -10.2% 的回落——说明这一侧需求与云厂商资本开支高度绑定,弹性更大,也更集中。
AI 算力需求提升会带来云厂商更高的资本开支。资料提到,META 已开始对 800G 光模块进行评估,预计其他巨头也会陆续跟进、增加资本开支预算。叠加约两年的建设周期,上游供应端的备货与产能准备需要提前于需求释放。
上游如何承接:光芯片、光器件与封装
光通信系统主要包括光设备、光纤光缆和光器件三部分,光模块属于光器件的一种。向上追溯,增量会依次传导到光芯片、光器件与封装环节:光芯片是光电转换能力的源头,光器件与精密微光学、精密机械组件决定模块的集成度与可靠性,封装形式则直接对应速率与场景的适配。
封装方式的演进本身就是一条主线。为迎合光电器件性能与传输带宽的提升,光模块封装持续演进,针对不同速率和场景可选择 SFP28、QSFP28 等多种形式;趋势是传输速率持续增长,而功耗越来越低、产品体积越来越小。
CPO:更远期的封装变革方向
在可插拔形态之外,CPO(Co-packaged optics,光电共封装技术)是一种新型高密度光组件技术,主要将交换芯片和光引擎共同装配在同一插槽上,形成芯片与模组的共封装,使光引擎尽量靠近网络交换芯片。相比传统可插拔方案,CPO 具备功耗低、带宽大的特点,并可提升输入/输出接口的能源效率,从而延长传输距离。在带宽密度要求大幅提升、单通道速率超过 100Gbps 之后,传统可插拔光模块在成本效益上很难与 CPO 相媲美。
产业节奏上,CPO 出货量预计将从 800G 和 1.6T 端口开始,2024 到 2025 年开始商用,之后两年规模上量,到 2027 年市场规模可达 54 亿美元(口径:中际旭创 2022 年半年报援引 CIR 数据)。海外方面,思科、博通、英特尔等网络设备与芯片龙头均有前瞻布局并推进标准化,其中博通已在 2023 年 3 月推出 51.2T 的 CPO 交换机。国内厂商主要以为海外网络设备龙头供应光引擎为主,代表厂商包括天孚通信、联特科技和博创科技。
常见问题
800G 光模块的需求为什么被认为会集中释放?
AI 算力需求提升推动云厂商提高资本开支,META 已开始对 800G 光模块进行评估,其他巨头预计陆续跟进。而从立项规划、基建到设备进入并搭载光模块大约需要两年周期,因此需求会在建设周期走完后集中体现,而非均匀分布。
上游光芯片、光器件与封装供应商应重点准备什么?
一是产能与交付节奏要和约两年的建设周期对齐,避免需求释放时供给跟不上;二是关注封装形式的演进方向,不同速率与场景对应 SFP28、QSFP28 等不同封装,产品线需要覆盖;三是跟踪 CPO 的商用节奏,其预计从 800G 和 1.6T 端口起步,2024 到 2025 年开始商用,国内厂商目前主要以供应光引擎的方式参与。
电信侧和数据中心侧的需求,对上游意味着什么?
电信侧(不含 FTTX)全球市场规模从 2016 年 15.22 亿美元增至 2021 年 24.73 亿美元,节奏相对平稳;数据中心侧从 2016 年 31.55 亿美元增至 2021 年 43.77 亿美元,波动更大、与云厂商资本开支绑定更深。对上游而言,数据中心侧是弹性来源,电信侧则更接近基本盘,两者的产能与产品结构需要区别对待。