数据中心与AI算力集群的持续扩张,是光模块上游光芯片需求增长的核心驱动力。光模块承担光电转换功能,是光通信系统的核心器件之一,而AI算力需求的提升会推高云厂商资本开支,直接拉动光模块用量。 据源杰科技招股说明书及申港证券研究所数据,全球电信侧(不含FTTX光纤接入)光模块市场规模从2016年的15.22亿美元增长至2021年的24.73亿美元;据源杰科技招股说明书及中港证券研究所数据,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。光模块市场的持续扩容,构成了上游光芯片需求增长的底层逻辑。

一、需求从哪里来:数据中心与AI算力双轮驱动

光模块是光器件的一种,在光通信系统中完成电信号与光信号的相互转换,从而发挥光纤传播损耗低、传播距离远的优势。5G基建建设与数据中心大规模发展,是近年来光模块市场快速增长的两条主线。

在AI算力侧,云厂商资本开支的提升正在带来增量需求。据资料,Meta在3月已开始对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。从立项规划、基建,到设备进入、搭载光模块,大约需要2年的周期,因此AI带来的光模块需求会在2024年集中爆发。这一节奏意味着,上游光芯片与光器件的用量增长,与数据中心互联和AI算力集群的部署进度高度绑定。

二、速率升级如何放大单机芯片用量与价值量

光模块的封装方式持续演进,针对不同速率和场景可选择SFP28、QSFP28等多种封装形式。技术迭代的方向,是在传输速率持续增长的同时,让光模块功耗更低、体积更小。

当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方面将很难与CPO技术相媲美。CPO(光电共封装)将交换芯片和光引擎共同装配在同一插槽上,使光引擎尽量靠近网络交换芯片,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、延长传输距离。对上游而言,光引擎是在光芯片封装基础上,集成精密微光学组件、精密机械组件等各类光器件,这意味着速率升级不只是单颗芯片的替换,而是带动光芯片与配套光器件用量和价值量同步抬升。

三、产业链上的参与者

目前思科、博通、英特尔等海外网络设备与芯片龙头,已前瞻性布局CPO相关技术及产品并推进标准化工作。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。其中天孚通信定位于光器件整体解决方案提供商,在该领域沉淀近20年,2021年募集资金建设高速光引擎项目,产品已从小批量转入批量生产,并与思科等网络设备龙头开展合作,产品设计已通过验证、正在做可靠性测试。

常见问题

光芯片需求增长和AI算力是什么关系?

AI算力需求提升会带来云厂商更高的资本开支,而光模块是数据中心互联的关键器件,资本开支落地时需经过立项规划、基建、设备进入、搭载光模块等环节,由此传导为光模块及上游光芯片的用量需求。据资料,这一周期大约为2年。

光模块速率升级为什么会影响光芯片用量?

速率升级推动封装方式不断演进,单通道速率超过100Gbps后,传统可插拔方案在成本效益上难以与CPO技术相媲美。CPO形态下光引擎需在光芯片封装基础上集成精密微光学组件、精密机械组件等光器件,因此速率提升会带动光芯片及配套光器件的用量与价值量变化。

国内厂商在CPO产业链中处于什么位置?

国内目前没有高速率交换机芯片,暂时还没有整套的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,代表厂商有天孚通信、联特科技和博创科技。其中天孚通信在CPO光引擎方面进展相对较快,产品已从批量生产阶段推进,并与思科等下游客户开展合作。