摘要

ChatGPT 火爆出圈,标志AI技术取得突破性进展。2022 年 11 月 30 日,OpenAI 发布了对话式 AI 新模型 ChatGPT(Chat Generative Pre-trained Transformer),模型使用了Transformer 神经网络架构,通过维 基百科合海量真实语料库的数据训练,可以实现包括基于人机交互的问题回答、文本写作以及代码编写等 功能...

AIGC革命拉动光模块需求



ChatGPT横空出世,引领新一轮技术革命



ChatGPT 火爆出圈,标志AI技术取得突破性进展。2022 年 11 月 30 日,OpenAI 发布了对话式 AI 新模型 ChatGPT(Chat Generative Pre-trained Transformer),模型使用了Transformer 神经网络架构,通过维 基百科合海量真实语料库的数据训练,可以实现包括基于人机交互的问题回答、文本写作以及代码编写等 功能,非常接近人类交互水平,ChatGPT的面世标志着AI技术取得突破性进展。



ChatGPT可实现商业化落地,未来各领域应用有望全面爆发



OpenAI推出付费试点订阅计划ChatGPT Plus; 微软推出全新AI搜索引擎Bing和Edge浏览器。根据钛媒体报道,2月8日微软宣布推出集成 ChatGPT 的全新 Bing 搜索服务和集成 AI 辅助的 Edge 浏览器。



AI进入大模型时代,算力和数据需求爆发式增长



算力迭代加快:在深度学习出现之前,平均算力翻倍时间为21.3个月,而深度学习出现后,平均算力 翻倍时间缩短至5.7个月; 大模型参数量、训练数据量激增:GPT-3模型参数量增长超过100倍,达到1750亿。从GPT 2到GPT 3,训练数据量从5GB增长到45TB,增长近万倍。



AI大模型的普及,将为光模块需求带来巨大增量



据TrendForce集邦咨询估计,ChatGPT大模型对GPU的需求量预估约2万颗,未来迈向商用将达到3万颗; 参考英伟达GPU H100网络架构,平均单个GPU大约可对应5个光模块; AI大模型的普及,将为光模块需求带来千万量级增量。



光模块市场 及发展趋势



光模块应用及市场:2026年176亿美元,数通是最大市场



市场空间:光模块的市场规模在未来 5 年将以 CAGR14%保持增长,2026 年预计达到176亿美 元,其中数通是最大的细分市场。 光模块主要应用场景可以分为三大块:1.无线回传;2.电信传输;3.数据中心; 数通领域:数据中心内部互联的光收发模块需求从 25/100G 向 200/400G/800 提升,数据中心 之间互联带动中长距离、高速率光收发模块及光传输子系统的需求;



光模块应用场景:无线回传、电信传输



无线回传:5G网络前传主要使用 10G、25G 光收发模块,中传主要使用 50G、100G、 200G 光收发模块,回传主要使用 100G、200G、400G 光收发模块。 电信传输:电信光传输网络主要包括骨干网、城域网及宽带接入网络等细分领域。



光模块市场格局:中国企业逐渐主导全球市场



2010年外资主导光模块市场; 2016年开始,中国企业迅速崛 起; 2021年,中国本土光模块公司 主导全球市场,全球前十大光 收发模块厂商中, 有五家是中 国企业。



技术演进趋势1:高速率&低功耗,光模块速率向800+G演进



数据中心交换芯片吞吐量持续提升,需要匹配更高速率光模块。自2019年,包括亚马逊、谷歌等北美 超大型数据中心内部互连已经开始商用部署400G光模块,国内数据中心预计到2022年也将实现400G 规模部署。数据中心交换芯片吞吐量在2023年预计将达到51.2T,2025年后将达到102.4T。更高速率 的800G/1.6T光模块将被逐渐需要。 低功耗的性能要求将驱动800G光模块占比大幅提升。高速率模块还具有相对较低的功耗,其中400G 光模块的早期功耗约为10-12W,预计长期功率在10W左右,而800G光模块的功耗约为16W左右。



技术演进趋势2:硅光集成是光模块未来的重要演进方向



硅光集成在峰值速度、能耗、成本等方面具备显著优势。硅光子技术是基于硅和硅基衬底材料,利用现有 CMOS 工艺进行光器件开发和集成的 新一代技术。硅光解决方案集成度高,同时在峰值速度、能耗、成本等 方面均具有良好表现,因而光模块未来的重要发展方向之一。



硅光模块占比有望大幅提升。在超400G的短距场景、相干光场景中,硅光模块的低成本优势或许会使得其 成为数据中心网络向 400G升级的主流产品。根据 Lightcounting 的预测,全球硅光模块市场将在 2026 年达 到近80亿美元,有望占到一半的市场份额。



技术演进趋势3:光电共封装(CPO)将在AI服务器逐步普及



CPO 可降低信号衰减、降低系统功耗、降低成本并实现高度集成。CPO指的是交换 ASIC 芯片和硅光引擎 (光学器件)在同一高速主板上协同封装,从而降低信号衰减、降低系统功耗、降低成本和实现高度集成。 CPO 的发展才刚起步,从 1.6T 开始,传统可插拔速率升级或达到极限,后续光互联升级可能转向CPO 方案。 2027年CPO占比30%。LightCounting 认为,CPO 技术最大的应用场景是在 HPC 和 AI 簇领域的 CPU、GPU 以及 TPU 市场。到 2026 年,HPC 和 AI 簇预计成为 CPO 光器件最大的市场。CPO 出货量预计将从 800G 和 1.6T 端口开始,于 2024 至 2025 年开始商用,2026 至 2027 年开始规模上量,2027年占比达到30%。



光模块上游 产业链



光模块产业链拆解:光芯片是核心



光模块处在产业链中游,产业链的上游为电子元器件、 PCB、光芯片、结构件等元器件供应商;产业 链的下游为电信运营商和云计算数据中心运营商等客户; 光芯片是上游产业链核心器件,约占光模块总成本的26%。



光芯片的分类及特点



1)功能分类:激光器芯片,按出光结构可进一步分为面发射芯片和边发射 芯片,面发射芯片包括 VCSEL 芯片,边发射芯片 包括 FP、DFB 和 EML 芯 片;探测器芯片,主要有 PIN 和 APD 两类。 2)激光器芯片具体特点:VCSEL适用于500米以内的短距离传输,DFB正逐渐取代FP,主要应用于中长距离传输,EML的调 制频率高,稳定性好更多用于长距离传输。



发展趋势:25G以上高速率芯片增长迅速,中国光芯片占比逐步提升



根据 Omdia 数据,25G 及以上高速率光芯片市场增长迅速,年均复合增长率将达21.40% 。根据 Omdia 对数据中 心和电信场景激光器芯片的预测,高速率光芯片增速较快,2019 年至 2025 年,25G 以上速率光模块所使用的光芯 片占比逐渐扩大,整体市场空间将从13.56 亿美元增长至43.40 亿美元,年均复合增长率将达21.40%。 国产化率进一步提升:受益于持续的研发创新和下游中国光模块企业逐渐主导市场,上游芯片国产化率机会逐步提 升,根据ICC估计,25G以上光芯片到2024年国产化率能够接近20%。



光模块设备市场空间保守估计约80亿元,高端市场相对集中



若光模块均为新建产能生产,则2020年光模块设备市场空间可达315亿元。假如没有新建产能,设备以 四年折旧计算,光模块设备市场空间约为80亿元; 高端市场相对集中,国外主要有Ficontec、Systech,国内主要有镭神技术、猎奇智能。低端市场竞争 格局相对分散。



投资分析



FiconTEC:受益于AIGC带来的高速光模块需求提升



超预期逻辑: 公司在光模块/激光器设备领域有着深厚布局,受益于AIGC带来的高速光模块需求提升,公司有望实现业绩高 增长: 1)高速率光模块需求或将先从海外爆发,FiconTEC是海外光模块设备核心供应商, 长期与Intel、Cisco、 Lumentum等世界知名企业合作,有望率先受益,实现业绩增长; 2)在硅光领域,FiconTEC的亚微米级精准定位及耦合、亚微米级精准定位贴装等技术具备行业领先水平,随 着硅光/CPO占比在未来持续提升,公司将迎来较大的增长机会; 3)罗博特科已经间接参股FiconTEC,双方之间的相互合作协同,有助于FiconTEC打开国内市场。未来潜在 的全资收购,也能够进一步深化双方合作,从市场、技术、产能等方面带来更大的协同,促进业务规模提升;



检验指标: 1)800G光模块出货量;2)Ficontec国内收入占比;3)硅光/CPO出货占比; 可能催化剂: 1)FiconTEC全资收购启动;2)大客户订单公告;3)大客户战略合作协议。



盈利预测:FiconTEC 2024年归母净利润有望过亿



FiconTEC 盈利预测:Lightcounting数据显示,800G将在2023年爆发,2023- 2024增速为144%/136%; FiconTEC设备主要适用于400G/800G 高速光模块的封 装及测试,保守预计公司23-24年营收增速为80%/60%。 2019年,公司净利润率7%,考虑未来营收规模增长、 疫情后物流等各项成本回落,预计23-24年公司净利润 率为10%/15%。



报告节选:



(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

中国教育信息订阅号二维码
中国教育信息微信服务号