光模块行业研究报告：AIGC大时代，光模块产业迎风启航

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，因而是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%。